JP3095203B2 - 横型ファン用インペラー - Google Patents
横型ファン用インペラーInfo
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Description
の空気移動装置に関する。さらに詳細には、本発明は、
横型のファンにおいて用いるインペラーに関する。横型
ファンは、横断流または接線方向ファンとしても知られ
ている。
構造は、様々な空気移動装置への使用に適している。そ
れらの横型ファンは、空調装置や換気装置において幅広
く使用されている。横型ファンにおいては、後述するよ
うなブレード速度音調騒音(the blade rate tonal noi
se)が問題となる。
ほか、1985年9月3日発行)に、横型ファンによっ
て発生されるブレード速度音調騒音を低減させる手段が
提案されている。その米国特許には、(そこではピッチ
角と呼ばれている)周辺ブレード間隔がランダムになっ
ている横型ファンインペラーが開示されている。
ッシュネルほか、1993年11月30日発行)には、
インペラーブレードの角度間隔を一定ではなくまたラン
ダムでもなく変化させることによって、横型インペラー
のブレード速度音調騒音を低減させるのに効果的な横型
ファンインペラーが開示されている。
とんどいつも人が占有している領域内あるいはその近く
で運転されるため、運転が静かに行われることが設計上
および製造上の重要な目的になっている。
音が発生する。そのファンの全騒音出力中の1つの重要
な成分として、ファンブレード数とファン回転数の積に
関係した周波数を有する音調(ブレード速度音調)があ
る。ブレードが旋風壁を通過するときに、このブレード
速度音調が発生する。離散的な周波数騒音は、一般的
に、同じ強度のブレード幅騒音よりも聞く者にとって苛
立つものである。代表的な従来の横型ファンの場合、そ
れよって発生されるブレード速度音調のために、静かな
運転を要求する場所での適用が制限されてきた。
ファンブレードの構造自体よりも、むしろ空気流と旋風
壁間の相互作用が、横型ファンのブレード速度音調を発
生することがわかった。したがって、旋風壁における空
気流の規則性を低減させる手段を設けることによって、
ブレード速度音調を低減させることができる。
ラーによって発生されるブレード速度音調と比較して、
その音調と関連する騒音が低減される構造を有する横型
ファンインペラーを提供することにある。
インペラーのブレード間の或るブレードパラメータをラ
ンダムに変化させることによって達成することができ
る。旋風壁と相互作用する空気流にランダムな変化を与
えることによって、ブレード速度音調が低減される。
面を有する。そのエアフォイルは、コードおよびキャン
バを有する。各ブレードのコードは、インペラーの回転
軸およびブレードの内側端にあるキャンバ線とコードと
の交点を通る半径に対して、ある角度に設定される。各
ブレードの最外端は、インペラーの回転軸から或る径方
向距離に置かれる。パラメータの少なくとも1つ、すな
わち、コード長、キャンバ線のコードからの最大偏差、
設定角、および最外端の回転軸からの距離が、制限範囲
内で、ブレード間でランダムに変化している。
例では最大偏差が、他の例では設定角が、さらに他の例
では前縁の距離が変化する。すべてのパラメータをラン
ダムに変化させることも可能である。いずれの実施例
も、ファンからの放射騒音を低減させるために効果的で
ある。特定の制限を設ける限り、構造をランダムに変え
てもファンの性能に影響を与えることはない。
調騒音が、ファンブレードの構造自体よりもむしろ、空
気流と旋風壁間の相互作用によって発生するとの知見に
基づいて、旋風壁における空気流の規則性を低減させる
手段を設けることによって、ブレード速度音調を低減さ
せるようにしている。
いて説明する。図1は、代表的な横型ファン装置の全体
構成と空気流路を概略的に示している。また、図2は、
代表的な横型ファンインペラーの主要部を示している。
筐体11の内部にはインペラー30が配置されている。
インペラー30は一般に円筒形をしており、その外面に
沿って軸方向に設けられた複数個のブレード31を有す
る。
を備え、各モジュールは、隣接する一対の仕切り円盤3
4によって、または1個の端部円盤34と1個の仕切り
円盤33によって形成されている。それぞれの隣接する
円盤間には、複数個のブレードが伸びている。
が一対の一方の円盤に、一対の端部の他方が一対の他方
の円盤に取り付けられている。
多数のモジュールから構成されるか、または、単一のモ
ジュールから構成される。単一モジュール構造とする
か、マルチモジュール構造とするかの選択は、ファンの
大きさ、構造材の強度、重量などの要素に従って行われ
る。
入口21から入り、入口プレナム22、インペラー3
0、そして出口プレナム23を介して、筐体出口24か
ら出て行くように流れる。横型ファンの一般的な動作原
理については、本発明の理解に必要な事項を除いて、詳
細には説明しない。
レードの概略断面図である。図3には、ブレードキャン
バ線CaおよびコードChが示されている。キャンバ線
CaのコードChからの偏差の最大量は、Dmaxであ
る。コードChとの交点においてキャンバ線Caに接す
る線は、キャンバ角Θを形成する。
インペラーの回転軸Arを通る半径Rと、コードChと
のなす角度はΓに設定されている。同図において、A
r’は、ブレード設定角Γがゼロの場合のインペラー回
転軸である。また、Rmaxは、回転軸Ar’からブレ
ードの最外端Eoまでの、半径R’に沿った半径距離で
ある。
ァンブレードの配列を表している横断面図である。ブレ
ードBは、インペラー回転軸Arからの半径R、R’と
各ブレードの同様の点との間の角度間隔Σが等しくなっ
ている。
最外端までの距離、コードからの最大偏差および設定角
についての基準値を有するブレードである。
ているコードを有する。
偏っている、回転軸からブレード最外端までの距離を有
する。
偏っている、キャンバのコードからの最大偏差を持つキ
ャンバ線を有する。ブレードB△Γは、その基準値から
偏っている設定角を有する。
ラーにおいては、回転軸からブレード最外端までの距離
の基準値は、そのインペラー内のいずれかのブレードの
最長距離である。
のいずれかのブレードの最長コードを有するブレードの
コード長である。
のブレードのキャンバ線とコード間の最大偏差の値の平
均である。
をしても、ファンの性能にほとんど影響が出ないこと
は、すでに知られている。しかし、回転軸からブレード
最外端までの距離、コード長、キャンバおよび設定角の
値に関して、その制限を越えた場合に、ファン性能に悪
い影響を与えるという制限が存在する。
ブレード最外端までの距離は、ブレード間で基準値(R
maxref)からランダムに変化する。この実施例に
おいては、それらの制限は、基準値の0.9から1.0
倍である。すなわち、 0.9Rmaxref < Rmax < 1.0Rm
axref 本発明の他の実施例においては、種々のブレードのコー
ド長は、基準値(Chref)からランダムに変化す
る。この実施例においては、それらの制限は、基準コー
ド長の0.5から1.0倍である。すなわち、 0.5Chref < Ch < 1.0Chref 本発明の他の実施例においては、種々のブレードのコー
ドからキャンバまでの最大偏差は、基準値(Dmaxr
ef)からランダムに変化する。この実施例において
は、それらの制限は、コードからキャンバ線までの最大
距離の基準値の0.5から1.5倍である。すなわち、 0.5Dmaxref < Dmax < 1.5Dm
axref 本発明のさらに他の実施例においては、設定角が制限範
囲内で基準値(Γref)から変化する。この実施例に
おいては、それらの制限は、基準設定角のマイナス15
°からプラス15°である。すなわち、 Γref−15° < Γ < Γref+15° 上述の種々の物理パラメータの1つ以上、またはすべて
の値を持つブレードを備えた横型ファンインペラーは、
本発明の範囲に含まれる。
ブレードを構成することによって、わずかな静的インバ
ランスが生ずる可能性がある。そのようなインバランス
は、1つ以上のファン円盤上の適切な位置に適切な補正
おもりを付加することによって、容易に取り除くことが
できる。
用を小さくするために、旋風壁における空気流の規則性
を低減させる手段を設けたので、横型ファンによって発
生されるブレード速度音調騒音が従来のものよりも低減
する。
断面図である。
の配列を表している概略図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 インペラーの回転軸(Ar)からほぼ径
方向外側に伸びかつその回転軸と平行に長手方向に配列
された複数個のブレードを有する横型ファン用インペラ
ーにおいて、 上記各ブレードが、コード(Ch)、キャンバ(C
a)、設定角(Г)および回転軸から或る距離(Rma
x)にある外端(Eo)を有し、さらに、 上記複数個のブレードの内で、コードからキャンバまで
の最大偏差(Dmax)又は設定角の内の少なくとも最
大偏差(Dmax)が、1組の基準パラメーターに関し
てランダムに変化するものであり、 該1組の基準パラメーターは、上記キャンバと上記コー
ド間の最大偏差が上記複数個のブレードの全ての内の最
大偏差の平均に等しいキャンバ、ゼロの設定角、及び、
前記複数個のブレードの全ての間の最大に等しい回転軸
から外端までの距離であることを特徴とする横型ファン
用インペラー。 - 【請求項2】 請求項1に記載のインペラーにおいて、
上記最大偏差の値が、上記基準最大偏差の0.5倍から
1.5倍まで変化することを特徴とする横型ファン用イ
ンペラー。 - 【請求項3】 請求項1に記載のインペラーにおいて、
上記設定角が変化する値であることを特徴とする横型フ
ァン用インペラー - 【請求項4】 請求項3に記載のインペラーにおいて、
上記設定角が、上記基準設定角度のプラス15°とマイ
ナス15°の範囲内で変化することを特徴とする横型フ
ァン用インペラー。 - 【請求項5】 請求項1に記載のインペラーにおいて、
上記回転軸から外端までの距離が、上記回転軸から外端
までの基準距離の0.9倍から1.0倍まで変化するこ
とを特徴とする横型ファン用インペラー。
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