JPH06509150A - ガイドベーン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ガイドベーン装置 次の発明は、インペラを通過した後のガス流の速度の回転成分をほぼ軸方向の速 度に変換する様に意図される軸流ファン用ガイドベーン装置に関し、該装置は、 該ファンの下流に配置され該ファンに対して間隔を設けられる関係のガイドベー ンのリングを備えている。

軸流ファンのインペラの下流のガス流は、通常回転する。該回転エネルギは、フ ァンの出口側のガイドベーン装置によって育用なエネルギへ変換可能であり、該 装置は、回転速度を軸方向速度成分へ変換する。圧力は、この様にして上昇され 、ファンの効率は、向上する。しかしなから、一般に、音響レベルも同時に増大 する。

ファンからの音響は、音の高低成分、即ち、個々の周波数を育する音高と、連続 的な周波数スペクトルを存する広い帯域の騒音とを含む。著しい努力は、ファン の出口側のガイドベーンの好適な装置および実施例により主として音の高低の成 分を低下するためになされた。

従って、発生する騒音がインペラとガイドベーンとの間の距離を増大することに よって減少することは、一般に理解され、Ｍ、Ｊ、ペンザカイン、Ｊ、アコ−ス ト。

協会Ａｍ、５１　（１９７２）、１４２７−１４３８およびＷ、ネイス、会報イ ンターノイズ（ＩＮＴＥＲ−Ｎ。

ｌ５Ｅ）１９８８、頁７６７−７７６を参照せよ。しがしながら、これは、常に 適用可能であるとは限らないことか判明した。

改良された空気力学的特性および音響特性を有するガイドベーンは、スウェーデ ン国特許第８８０２１３−５号に記載される。

また、ガイドベーンのリングにおけるガイドベーンの非均等な分配が特定の音響 的な改良を与え得ることは、早期に判明したが、ガイドベーンの均等な分配から の大きい偏位は、空気力学的な問題を生じることが判明した。

特定の音響的特性は、ガイドベーンの前方の部分において交代するガイドベーン から一部が切除されることによって改良可能なことも周知である。

第１図は、個々の音高の強さがガイドベーンリングの円周方向においてガイドベ ーンを変位することによって如何に低減可能であるかを示す。約５００Ｈｚ以上 の高い周波数における騒音が同時に増大することも同一の図面から認められる。

測定は、ｎ＝９７０のファンのＲｌＰ、Ｍと、β＝１０°およびβ＝０°の交代 するガイドベーンの変位とに対して実施された。

本発明の目的は、簡単な態様において全体的な騒音レベルを低下すると共に、フ ァンの音響の個々の騒がしい音高を低下することである。

最初に述べた目的は、序文で述べた種類のガイドベーンリングと、請求の範囲第 １項に開示される特徴とによって達成される。

第２目的は、交代するガイドベーンが残部のものに対して軸方向へ変位され、従 って、交代するガイドベーンがファンから第１軸方向距離にあって、残部が第２ 軸方向距離にあり、同時にガイドベーンがガイドベーンリングの周辺に非均等に 分配される様な創意に富むガイドベーン装置の一層の開発によって達成される。

好ましくは、交代するガイドベーンは、並置されるガイドベーンの間の円周方向 の距離が２つの所与の値の間で交代する様に一定の変位によって残りのガイドベ ーンに対して円周方向で変位される。この配置は、ファンからの個々の音高と、 全体的な広い帯域の騒音との双方を低減する。更に、ガイドベーンの軸方向変位 と、円周方向変位とのこの組合わせは、ガイドベーンの単に軸方向の変位または これ等の円周方向の単に回転を育するガイドベーン配置を使用する場合に比較し て改良されるファンの効率を与える。

本発明による装置のこの一層の開発による手段の組合わせにより、ガイドベーン の軸方向変位または円周方向回転の個々の手段によって達成される効果に著しく 優る音響的な点と、効率との双方において高度に重要な利点が得られる。

創意に富む装置の他の有利な実施例により、ガイドベーンの軸方向変位は、間隔 において０．４−０．７１２／１７ｃｈ、好ましくは０．５１！／１７ｃｈであ り、ここに、ｌは、変位の大きさを示し、ｌｃｈは、ガイドベーンに沿う長さを 示す。

更に他の有利な実施例によると、円周方向の変位は、間隔において５−１５°で あり、好ましくはｌＯｏである。

本発明による装置の別の有利な実施例によると、ガイドベーンリングの配置は、 串形の軸方向に２つのリングに分割され、交代するガイドベーンは、１つのリン グで支持され、他のガイドベーンは、他のリングで支持され、該リングは、相互 に対して軸方向へ変位可能であるか、または共通軸線のまわりに相互に対して半 径方向へ回転可能である。従って、最適な状態を達成するためにガイドベーンの 配置を簡単な態様で調節することが可能である。

本発明の別の有利な実施例によると、インペラに向って面する部分において、ガ イドベーンは、ガイドベーンの半径方向外側および内側の部分の間のウェブ形状 を伴って設計され、ウェブのレベルにおける単一の曲線のガイドベーンに沿う弧 状長さか該上述の外側および内側の部分におけるよりも短い様に設計される。

例として選択される本発明による装置の実施例は、添付図面を参照して一層詳細 に次に説明され、ここに、第１図は、交代するガイドベーンが従来技術によって 円周方向において変位される際のファンからの音響レベルにおける効果を示し、 第２図は、ファンの下流に配置されるガイドベーンを有する軸流ファンを示し、 第３図は、５つの異なるガイドベーンの配置、即ち、ａ）従来技術による均等に 配置されるガイドベーン、ｂ）従来技術によるガイドベーンリングの円周方向に おいて変位される交代するガイドベーン、Ｃ）本発明による軸方向へ変位される 交代するガイドベーン、ｄ）本発明による軸方向変位と、円周方向のガイドベー ンリングの回転との組合わせ、ｅ）本発明による交代するガイドベーンにおける 円周方向の変位と、切除部の対策との組合わせを概略示し、第４図は、第３図の 操作事例Ｃ）による交代するガイドベーンの軸方向変位によって生じるファンか らの音響の効果を示し、第５図は、第３図の操作事例ｄ）による軸方向変位と、 ガイドベーンリングの円周方向のガイドベーンの変位との組合わせのファンから の音響レベルの効果を示し、第６図は、ガイドベーンの所与の軸方向変位に対す る円周方向の回転の関数としてブレード周波数における音高での音響の低下を示 し、第７図は、２つのガイドベーンリングが使用される装置の実施例を示し、第 ８図は、特別なガイドベーン形状を示す。

第２図は、インペラ１の下流に間隔を設けられる関係で配置されるガイドベーン リング２を有しダクト４内に設置される軸流ファンを示す。ガイドベーンの数は 、好ましくはインペラのブレードの数の０．５倍と２．１倍との間である。

第１図では、第３ａ図、第３ｂ図に示される原理によるガイドベーン配置を有す るファンからの音の効果が上述で与えられる条件の下で比較される。第３ｂ図に よるガイドベーンリングの円周方向における交代するガイドベーンの変位は、ブ レード周波数１６０Ｈｚにおいて音高の著しい減少を生じ、一方、約５００Ｈｚ 以上の周波数に対して騒音レベルにおける増大が存在することが第１図から認め られる。

第４図は、第３ａ図、第３Ｃ図によるガイドベーンの配置の音響レベルにおける 効果を比較する。約３．５ｄＢのブレード周波数１６０Ｈｚにおける音高の著し い低下が存在し、一方、約５００Ｈｚ以上の広い帯域の高周波数騒音の増大か存 在することが認められる。運転条件は、第１図に対するものと同一である。

第５図では、第３ａ図、第３ｄ図によるガイドベーンの配置に対する音響レベル が比較される。均等に分配されるガイドベーンを有する通常のガイドベーンの配 置に比較されるリングの円周方向における交代するガイドベーンの回転と、軸方 向の変位との組合わせは、全体の周波数範囲にわたる音響レベルの低下へ導くこ との驚くべき結果がこの図から認められる。第５図は、低い周波数における個々 の音高と、広い帯域の高周波数騒音との双方が第３ｄ図による実施例においてア ンチニュエート（ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ）されることを明示する。ガイドベーン の軸方向変位は、ｌ／１ｃｈ＝０．５であり、ここに、ｌは、変位の大きさを示 し、Ａ’ｃｈは、ガイドベーンに沿う長さを示し、即ち、変位は、ガイドベーン の長さの半分になる。円周方向の回転は、１０°になる。

該曲線は、ｎ＝９７０のファンのＲ，Ｐ、Ｍに対して測定される。

第６図では、また、交代するガイドベーンがガイドベーン長さの半分だけ軸方向 へ変位されるガイドベーンの配置における交代するガイドベーンの回転βの関数 としてブレード周波数における減衰ΔＬｗが示される。該線図は、ファンの２つ の異なる回転速度、即ち、ｎ＝９７０ｒｐｍおよびｎ＝＝１４３Ｏｒｐｍに対し て示される。

該線図は、音高成分の著しい低減が考慮中であるガイドベーンの軸方向変位に対 して角度範囲５−１５°において達成されることを示す。また、測定値は、最良 の音響減衰の領域においてファンの空気力学的効率の幾らかの改良か達成される ことを示した。

本発明による装置の他の音響的に有利な実施例は、第３ｅ図に示される。この実 施例では、交代するガイドベーンのインペラに向って面する端部の一部が切除さ れ、従って、これ等のガイドベーンの前方端縁は、インペラから第１軸方向距離 にあり、残部は、第２軸方向距離にある。更に、ガイドベーンは、リングの円周 のまわりに非均等に分配される。

第７図では、本発明による装置におけるガイドベーンリング２の別の有利な実施 例が示される。リング２は、共通の軸に装着される２つのリング２０．２２から 構成される。ここに、交代するガイドベーンは、２つのリングの中の１つによっ て支持され、他のものは、他のリングによって支持される。２つのリングは、相 互に軸方向へ変位可能であり、共通の軸のまわりに相対的に回転可能である。ガ イドベーンリング２のこの実施例により、所望の特性か達成される様に、相互に 対するガイドベーンの軸方向の変位と、円周方向の回転とが簡単な態様において 可能になる。

第８図は、本発明による装置において有利であるのか判明したガイドベーン６の 実施例を示す。インペラに向って面する様に意図されるガイドベーンｌＯの端部 は、放物線状の形状を有する端縁ｌＯを備え、従って、ガイドベーン６の内側お よび外側の長手方向端縁１２．１４の間には、該端縁り、　、Ｌ、の夫々よりも ガイドベーンに沿って短い長さしｔを有するウェブがある。ガイドベーンは、真 直な後端縁１６を有している。内側の長手方向端縁１２からウェブの高さかＨｌ で示され、ガイドベーンの全体の高さがＨ２で示されれば、ウェブの位置は、条 件 ０、　４　＜Ｈｌ　／Ｈ２＜　０．　９および好ましくは０．５＜Ｈｌ　／Ｈ， ＜０．８によって定められる。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の７第１組平成　６　年　１ 　月　７　日員団

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．ファンに間隔を設けられる関係でファンの下流に配置されるガイドベーンの リングを備え、インペラを通過後のガス流の速度の回転成分をほぼ軸方向の速度 に変換する様に意図される軸流ファン用ガイドベーン装置において，交代するガ イドベーンが前記フアンから第１軸方向距離にあって、残部が第２軸方向距離に ある様に、交代するガイドベーンが、残りのものに対して軸方向へ変位されるこ とを特徴とするガイドベーン装置。
2. ２．請求の範囲第１項に記載の装置において，前記ガイドベーンが、前記リング の円周に沿って非均等に分配されることを特徴とする装置。
3. ３．ファンに間隔を設けられる関係でファンの下流に配置されるガイドベーンの リングを備え、インペラを通過後のガス流の速度の回転成分をほぼ軸方向の速度 に変化する様に意図される軸流ファン用ガイドベーン装置において，前記ガイド ベーンの前方端縁が前記ファンから第１軸方向距離にあって、該ガイドベーンの 残部が第２軸方向距離にある様に、交代するガイドベーンの前記インペラに向っ て面する端部の一部が、切除され，該ガイドベーンが、前記リングの円周に沿っ て非均等に分配されることを特徴とするガイドベーン装置。
4. ４．請求の範囲第２項または第３項に記載の装置において，隣接するガイドベー ンの間の円周方向の距離が２つの所与の値の間で変化する様に、交代するガイド ベーンが、一定の変位を有し残りのガイドベーンに対して円周方向で変位される ことを特徴とする装置。
5. ５．請求の範囲第１項または第２項に記載の装置において，前記軸方向変位が、 間隔において０．４−０．７４／ｌｃｈであり、好ましくは０．５ｌ／ｌｃｈに なり，こごに、ｌが該変位の大きさを示し、ｌｃｈが前記ガイドベーンの長さを 示すことを特徴とする装置。
6. ６．請求の範囲第２項から第５項のいづれか１つの項に記載の装置において，前 記円周方向の変位が、間隔において５−１５°であり、好ましくは１０°である ことを特徴とする装置。
7. ７．請求の範囲第１項から第６項のいづれか１つの項に記載の装置において，前 記ガイドベーンリングが、軸方向に串形の２つのリングを有し，交代するガイド ベーンが、１つのリングによって支持されて、残部が、他の該リンクによって支 持され，これ等の２つのリングが、相互に軸方向へ変位可能でありおよび／また は共通軸線のまわりに相互に対して半径方向へ回転可能であることを特徴とする 装置。
8. ８．請求の範囲第１項から第７項のいづれか１つの項に記載の装置において，前 記ファンに向って面する部分における前記ガイドベーンが、該ガイドベーンの半 径方向外側部分と内側部分との間にウエブを形成され，該ウエブのレベルにおけ る単一曲線のガイドベーンに沿う弧状長さが、該外側部分および内側部分におけ るよりも短いことを特徴する装置。
9. ９．請求の範囲第１項から第８項のいづれか１つの項に記載の装置において，前 記ガイドベーンの数が、前記インペラのブレードの数の０．５倍と２．１倍との 間であることを特徴とする装置。