JPH09195978A - 送風機設計方法 - Google Patents
送風機設計方法Info
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- JPH09195978A JPH09195978A JP8005359A JP535996A JPH09195978A JP H09195978 A JPH09195978 A JP H09195978A JP 8005359 A JP8005359 A JP 8005359A JP 535996 A JP535996 A JP 535996A JP H09195978 A JPH09195978 A JP H09195978A
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- JP
- Japan
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- fan
- design
- dimensionless
- specifications
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ディスプレイ装置に表示されたメニューから
必要性能を入力することにより、ファンの設計を容易に
行う。 【解決手段】 ディスプレイ装置５を備え、ファン要求
性能即ち風量Ｑ、ヘッドＨ、騒音レベルＬA等の仕様を
入力部１から入力し、このファン仕様をもとに諸特性値
を算出して最適なファン形式を決定し、さらに標準ファ
ンの設計諸元を数列として各形式ファン毎データ格納部
３に分類格納してあるデータを用い羽根車とケーシング
の設計諸元を算出する。そして、これらの数値をもとに
描画した概寸法図を出力部４から出力する。
必要性能を入力することにより、ファンの設計を容易に
行う。 【解決手段】 ディスプレイ装置５を備え、ファン要求
性能即ち風量Ｑ、ヘッドＨ、騒音レベルＬA等の仕様を
入力部１から入力し、このファン仕様をもとに諸特性値
を算出して最適なファン形式を決定し、さらに標準ファ
ンの設計諸元を数列として各形式ファン毎データ格納部
３に分類格納してあるデータを用い羽根車とケーシング
の設計諸元を算出する。そして、これらの数値をもとに
描画した概寸法図を出力部４から出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディスプレイ装置
に表示されたメニューから要求性能を入力することによ
り、動力学的に送風作用を行うファンの設計を実用的に
行うことのできる送風機設計方法に関するものである。
に表示されたメニューから要求性能を入力することによ
り、動力学的に送風作用を行うファンの設計を実用的に
行うことのできる送風機設計方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の送風機設計方法として
は、ステパノフの方法が良く知られているが、この方法
の概略をフローチャートに示すと図１２のように表せ
る。即ち、風量、ヘッド、回転数より比速度Ｎｓを求
め、比速度Ｎｓに対して各主要設計諸元を決定するため
の設計定数をグラフから求めるものである。
は、ステパノフの方法が良く知られているが、この方法
の概略をフローチャートに示すと図１２のように表せ
る。即ち、風量、ヘッド、回転数より比速度Ｎｓを求
め、比速度Ｎｓに対して各主要設計諸元を決定するため
の設計定数をグラフから求めるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のファン設計方法は設計定数の数は非常に多く、図に
示す如く、羽根車設計諸元を決定するだけでも大きなも
のとしては５つの定数があり、且つこれを図表から読み
とって計算するのは大変煩雑であった。
来のファン設計方法は設計定数の数は非常に多く、図に
示す如く、羽根車設計諸元を決定するだけでも大きなも
のとしては５つの定数があり、且つこれを図表から読み
とって計算するのは大変煩雑であった。
【０００４】また羽根出口角度β2のような一部の設計
諸元は仮定しなければならず、その数値の選定は、経験
の浅い技術者にとってはむづかしいものであった。また
設計計算の途中で性能チェック即ち、実ヘッドの検証を
行なうが、仕様(要求性能)を満足しない場合は修正する
必要があるが、例えば外径ｄ2や出口角β2等、どの諸元
をどの程度変えればよいかは経験に負うところが大き
く、専門家でない一般技術者にとっては困難なことが多
かった。
諸元は仮定しなければならず、その数値の選定は、経験
の浅い技術者にとってはむづかしいものであった。また
設計計算の途中で性能チェック即ち、実ヘッドの検証を
行なうが、仕様(要求性能)を満足しない場合は修正する
必要があるが、例えば外径ｄ2や出口角β2等、どの諸元
をどの程度変えればよいかは経験に負うところが大き
く、専門家でない一般技術者にとっては困難なことが多
かった。
【０００５】更に、従来の設計方法は空力性能を中心と
したものが大部分で、騒音性能まで及ぶことが少なく、
ましてこれら両性能を同時に組み入れた設計方法は見当
たらなかった。
したものが大部分で、騒音性能まで及ぶことが少なく、
ましてこれら両性能を同時に組み入れた設計方法は見当
たらなかった。
【０００６】本発明は上記課題を解決するもので、要求
性能を入力するだけで、あとは比較的簡単な計算によ
り、所定のファン設計諸元を自動的に算出できるように
し、ファン設計の専門家でない一般技術者でも、その設
計の良否を容易に判断できるようにすることを目的とす
る。
性能を入力するだけで、あとは比較的簡単な計算によ
り、所定のファン設計諸元を自動的に算出できるように
し、ファン設計の専門家でない一般技術者でも、その設
計の良否を容易に判断できるようにすることを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の送風機設計方法
においてはディスプレイ装置を備え、風量Ｑ、ヘッドＨ
及び騒音レベル等の仕様データを入力して最適なファン
形式を決定し、次に標準ファンの設計諸元として格納さ
れたデータを用い、羽根車とケーシングの設計諸元を算
出すると共に、これを本に描画した図面を出力するよう
にしたものである。この本発明によれば、ファンに関し
て専門家といえない技術者でも、一連のファン設計作業
を容易に行うことができる。
においてはディスプレイ装置を備え、風量Ｑ、ヘッドＨ
及び騒音レベル等の仕様データを入力して最適なファン
形式を決定し、次に標準ファンの設計諸元として格納さ
れたデータを用い、羽根車とケーシングの設計諸元を算
出すると共に、これを本に描画した図面を出力するよう
にしたものである。この本発明によれば、ファンに関し
て専門家といえない技術者でも、一連のファン設計作業
を容易に行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明は上記目的を達成するため
に、ディスプレイ装置を備え、ファン要求性能即ち風量
Ｑ、ヘッドＨ、騒音レベルＬA等の仕様を入力する入力
部と、標準ファンの設計諸元を数列として各形式ファン
毎に分類格納してあるデータ格納部と、上記ファン仕様
をもとに諸特性値を算出して最適なファン形式を決定し
たり、上記格納部のデータを用いて比例設計により羽根
車とケーシングの設計諸元を算出する総合演算部と、算
出した設計諸元の一覧表とそれをもとに描画した図面を
出力する出力部から構成されている。
に、ディスプレイ装置を備え、ファン要求性能即ち風量
Ｑ、ヘッドＨ、騒音レベルＬA等の仕様を入力する入力
部と、標準ファンの設計諸元を数列として各形式ファン
毎に分類格納してあるデータ格納部と、上記ファン仕様
をもとに諸特性値を算出して最適なファン形式を決定し
たり、上記格納部のデータを用いて比例設計により羽根
車とケーシングの設計諸元を算出する総合演算部と、算
出した設計諸元の一覧表とそれをもとに描画した図面を
出力する出力部から構成されている。
【０００９】また、入力したファン仕様をもとに、無次
元比速度σあるいは無次元比直径δを求め、これらの値
をもとにファン形式を選定するとともに、上記データ格
納部の中から性能に関するデータを用いて標準ファンの
無次元流量・圧力性能(φ−ψ)曲線を求め、無次元比速
度σあるいは無次元比直径δを無次元流量係数φの関数
として求めておき、これをもとに動作点を決定し、無次
元流量係数φ及び無次元圧力係数ψの定義式より、直径
ｄ、回転数ｎの組合せを算出するものである。
元比速度σあるいは無次元比直径δを求め、これらの値
をもとにファン形式を選定するとともに、上記データ格
納部の中から性能に関するデータを用いて標準ファンの
無次元流量・圧力性能(φ−ψ)曲線を求め、無次元比速
度σあるいは無次元比直径δを無次元流量係数φの関数
として求めておき、これをもとに動作点を決定し、無次
元流量係数φ及び無次元圧力係数ψの定義式より、直径
ｄ、回転数ｎの組合せを算出するものである。
【００１０】また、無次元比騒音レベルＫsと風量Ｑと
ヘッドＨを用いて騒音レベルＬAを予測する次の式を活
用するに当たり、 ＬA＝Ｋs＋１０・ｌｏｇ(ＱlＨm) Ｑ、Ｈのべき係数ｌ、ｍを実験あるいは理論両面から算
出するものである。
ヘッドＨを用いて騒音レベルＬAを予測する次の式を活
用するに当たり、 ＬA＝Ｋs＋１０・ｌｏｇ(ＱlＨm) Ｑ、Ｈのべき係数ｌ、ｍを実験あるいは理論両面から算
出するものである。
【００１１】さらにまた、上述の方法で算出した３つの
設計値外径ｄ、回転数ｎ、騒音レベルＬAと当初設定仕
様との間に差があれば、ディスプレイ装置上で、ポイン
ターにより任意の動作点φを指示することにより、上記
３設計値の組合せを繰り返し計算で求め、その結果を一
覧表にして画面に表示し、最適組合せを決定し、外径寸
法の入った羽根車やケーシングの概略図面と、詳細設計
のできる主要設計諸元一覧表を同時に画面もしくはプリ
ンターに出力するものである。
設計値外径ｄ、回転数ｎ、騒音レベルＬAと当初設定仕
様との間に差があれば、ディスプレイ装置上で、ポイン
ターにより任意の動作点φを指示することにより、上記
３設計値の組合せを繰り返し計算で求め、その結果を一
覧表にして画面に表示し、最適組合せを決定し、外径寸
法の入った羽根車やケーシングの概略図面と、詳細設計
のできる主要設計諸元一覧表を同時に画面もしくはプリ
ンターに出力するものである。
【００１２】本発明の送風機設計方法は、上記した手段
によって、それぞれ次に示すような作用を行う。
によって、それぞれ次に示すような作用を行う。
【００１３】各種形式ファン毎に標準ファンを選定し、
それぞれの標準ファンの設計諸元をデータとして記憶し
てあるため、入力したファン仕様に応じて、主として比
例設計により必要な設計諸元を決定することができる。
それぞれの標準ファンの設計諸元をデータとして記憶し
てあるため、入力したファン仕様に応じて、主として比
例設計により必要な設計諸元を決定することができる。
【００１４】また、データ格納部に記憶させてある比騒
音レベルＫsと風量Ｑ、ヘッドＨと、Ｑ及びＨのベキ指
数ｌ、ｍを実験的あるいは理論的に指定してやることに
より、騒音レベルＬAを算出することができる。
音レベルＫsと風量Ｑ、ヘッドＨと、Ｑ及びＨのベキ指
数ｌ、ｍを実験的あるいは理論的に指定してやることに
より、騒音レベルＬAを算出することができる。
【００１５】また、求めた性能が要求性能を満足しない
ときは、動作点を変えることにより、新しい外径ｄ、回
転数ｎ、騒音レベルＬAの複数個の組み合わせを求め、
その中から最適の組み合わせを選定し、且つファン全体
寸法を画面表示することにより、設計ファンが所定の容
積内に収納可能か見極めることができるため、簡単に設
計修正を行なうことができる。
ときは、動作点を変えることにより、新しい外径ｄ、回
転数ｎ、騒音レベルＬAの複数個の組み合わせを求め、
その中から最適の組み合わせを選定し、且つファン全体
寸法を画面表示することにより、設計ファンが所定の容
積内に収納可能か見極めることができるため、簡単に設
計修正を行なうことができる。
【００１６】以下本発明の実施例について図を用いて説
明する。図１は本発明の送風機設計方法のハードウェア
構成を示すブロック図である。入力部１は、風量やヘッ
ドといった設計すべき送風機の性能を入力するためのも
ので、通常はキーボードを用いて行い、入力数値はディ
スプレイ装置５に表示される。データ格納部３は、例え
ば風量、ヘッド、騒音レベルといった性能や羽根角度、
ケーシング寸法等の設計諸元を含む各種形式の標準ファ
ンデータを記憶しておくもので、磁気記録装置などを用
いる。総合演算部２は入力データや格納データをもと
に、ファン形式や動作点の決定、騒音レベルの推定計
算、ファン各部の形状・寸法計算を行うところである。
出力部４は上記演算処理の途中結果やファンの設計諸元
及び概寸法等最終結果を表示するものである。
明する。図１は本発明の送風機設計方法のハードウェア
構成を示すブロック図である。入力部１は、風量やヘッ
ドといった設計すべき送風機の性能を入力するためのも
ので、通常はキーボードを用いて行い、入力数値はディ
スプレイ装置５に表示される。データ格納部３は、例え
ば風量、ヘッド、騒音レベルといった性能や羽根角度、
ケーシング寸法等の設計諸元を含む各種形式の標準ファ
ンデータを記憶しておくもので、磁気記録装置などを用
いる。総合演算部２は入力データや格納データをもと
に、ファン形式や動作点の決定、騒音レベルの推定計
算、ファン各部の形状・寸法計算を行うところである。
出力部４は上記演算処理の途中結果やファンの設計諸元
及び概寸法等最終結果を表示するものである。
【００１７】図２は設計の流れを示すフローチャートで
ある。最初に、入力手段１を用いて風量、ヘッド、騒音
レベル及び回転数あるいは羽根車外径を入力する。総合
演算部２は複数個の演算部より構成されている。演算２
１は、上記性能の中で空力性能に関する性能即ち風量
Ｑ、ヘッドＨと回転数ｎあるいは外径ｄをもとに、比速
度あるいは比直径を算出し、ファン形式を選定するもの
である。先ず、風量Ｑ、ヘッドＨ、回転数ｎを入力する
場合を例にとり説明する。次式で定義される比速度Ｎs
は無次元比速度σと比例関係にある。
ある。最初に、入力手段１を用いて風量、ヘッド、騒音
レベル及び回転数あるいは羽根車外径を入力する。総合
演算部２は複数個の演算部より構成されている。演算２
１は、上記性能の中で空力性能に関する性能即ち風量
Ｑ、ヘッドＨと回転数ｎあるいは外径ｄをもとに、比速
度あるいは比直径を算出し、ファン形式を選定するもの
である。先ず、風量Ｑ、ヘッドＨ、回転数ｎを入力する
場合を例にとり説明する。次式で定義される比速度Ｎs
は無次元比速度σと比例関係にある。
【００１８】
【数１】
【００１９】そして無次元比速度σは、ファン形式毎
に、その最適値の領域はほぼ決まっている。そこで予め
図３に示すように、ファン形式毎にσの推奨値を実験的
に求めデータ３１として登録しておけば、風量Ｑ、ヘッ
ドＨ、回転数ｎを入力すれば、ファン形式を選定するこ
とができる。一方、風量Ｑ、ヘッドＨ、外径ｄを入力す
る場合、無次元比直径δは次式のように、やはりφ、ψ
の関数で与えられる。
に、その最適値の領域はほぼ決まっている。そこで予め
図３に示すように、ファン形式毎にσの推奨値を実験的
に求めデータ３１として登録しておけば、風量Ｑ、ヘッ
ドＨ、回転数ｎを入力すれば、ファン形式を選定するこ
とができる。一方、風量Ｑ、ヘッドＨ、外径ｄを入力す
る場合、無次元比直径δは次式のように、やはりφ、ψ
の関数で与えられる。
【００２０】
【数２】
【００２１】そして無次元比直径δも、形式毎に、その
推奨領域は図４のように与えられるため、要求性能に応
じてファン形式を決めることができる。
推奨領域は図４のように与えられるため、要求性能に応
じてファン形式を決めることができる。
【００２２】次に、演算部２２は選定したファン形式の
標準データ３２を呼び出し、動作点を決定して、最適の
外径ｄと回転数ｎの組み合わせを算出する計算を行うと
ころである。これには図５に示すように、独立変数とし
て無次元流量係数φをとり、従属変数として無次元圧力
係数ψ、比騒音レベルＫs等の性能や無次元比速度σ、
比直径δ等の特性値を個数ｋの点列として与えてあるデ
ータを用いる。
標準データ３２を呼び出し、動作点を決定して、最適の
外径ｄと回転数ｎの組み合わせを算出する計算を行うと
ころである。これには図５に示すように、独立変数とし
て無次元流量係数φをとり、従属変数として無次元圧力
係数ψ、比騒音レベルＫs等の性能や無次元比速度σ、
比直径δ等の特性値を個数ｋの点列として与えてあるデ
ータを用いる。
【００２３】
【表１】
【００２４】ここでも風量Ｑ、ヘッドＨ、回転数ｎを与
える場合について説明する。無次元比速度σを無次元流
量係数φの関数として表すと、図６の無次元比速度曲線
ｆ１が得られる。そこで(1)式で求まる無次元比速度の
値σより、動作点流量係数φが決定される。次に無次元
性能曲線ｇ(φ−ψ曲線)より、動作点圧力係数ψも一義
的に決定される。このようにして動作点φ、ψが決まれ
ば、次の定義式より、外径ｄと回転数ｎの組合せが計算
で求まる。
える場合について説明する。無次元比速度σを無次元流
量係数φの関数として表すと、図６の無次元比速度曲線
ｆ１が得られる。そこで(1)式で求まる無次元比速度の
値σより、動作点流量係数φが決定される。次に無次元
性能曲線ｇ(φ−ψ曲線)より、動作点圧力係数ψも一義
的に決定される。このようにして動作点φ、ψが決まれ
ば、次の定義式より、外径ｄと回転数ｎの組合せが計算
で求まる。
【００２５】
【数３】
【００２６】
【数４】
【００２７】
【数５】
【００２８】
【数６】
【００２９】回転数ｎの代わりに外径ｄを入力して、比
直径より計算する場合は、（数２）でわかるように、無
次元比直径δもφ、ψの関数であるため、無次元比直径
曲線ｆ２を用いることにより、動作点流量係数φを決定
することができる。その結果φ、ψが求まるので同様の
方法で外径ｄ、回転数ｎの組合せが算出される。
直径より計算する場合は、（数２）でわかるように、無
次元比直径δもφ、ψの関数であるため、無次元比直径
曲線ｆ２を用いることにより、動作点流量係数φを決定
することができる。その結果φ、ψが求まるので同様の
方法で外径ｄ、回転数ｎの組合せが算出される。
【００３０】次に演算部２３で、後述する方法で、騒音
レベルＬAを推定する。このようにして、外径ｄ、回転
数ｎ、騒音レベルＬAを求め、これらが仕様を満足すれ
ば、設計は完了する。また計算結果が仕様を満足しない
場合は、最初に求めた動作点流量φ１を少しずらした新
しい流量点φ２を選び、演算２２〜２３を繰り返せばよ
い。このように本発明は、ファン必要性能を入力すれ
ば、ファン設計諸元を容易に求めることができ、しかも
判断する評価量が簡単で且つ少ないため、ファン専門家
以外の一般技術者でも容易に設計が可能である。なお無
次元流量係数として、（数４）、（数５）両式で与えら
れる２つの変数を定義したが、代表面積をどうとるかの
違いである。羽根車幅ｂと外径ｄの比をほぼ固定した設
計を行う場合は（数４）式で定義されるφを用い、幅ｂ
を変化させて風量を制御する設計を行なう場合は（数
５）で定義されるφｂを採用すればよい。
レベルＬAを推定する。このようにして、外径ｄ、回転
数ｎ、騒音レベルＬAを求め、これらが仕様を満足すれ
ば、設計は完了する。また計算結果が仕様を満足しない
場合は、最初に求めた動作点流量φ１を少しずらした新
しい流量点φ２を選び、演算２２〜２３を繰り返せばよ
い。このように本発明は、ファン必要性能を入力すれ
ば、ファン設計諸元を容易に求めることができ、しかも
判断する評価量が簡単で且つ少ないため、ファン専門家
以外の一般技術者でも容易に設計が可能である。なお無
次元流量係数として、（数４）、（数５）両式で与えら
れる２つの変数を定義したが、代表面積をどうとるかの
違いである。羽根車幅ｂと外径ｄの比をほぼ固定した設
計を行う場合は（数４）式で定義されるφを用い、幅ｂ
を変化させて風量を制御する設計を行なう場合は（数
５）で定義されるφｂを採用すればよい。
【００３１】次に、ファン騒音の推定方法である演算部
２３について、図５〜図７を用いて説明する。ここで
も、図５に示す無次元性能曲線ｈ即ち比騒音レベルＫs
の値は、（表１）のように予めデータ３３に格納されて
いる。したがって、動作点φに応じてＫsの値は決まる
ので、騒音レベルＬAは次式で推定できる。
２３について、図５〜図７を用いて説明する。ここで
も、図５に示す無次元性能曲線ｈ即ち比騒音レベルＫs
の値は、（表１）のように予めデータ３３に格納されて
いる。したがって、動作点φに応じてＫsの値は決まる
ので、騒音レベルＬAは次式で推定できる。
【００３２】
【数７】
【００３３】さて騒音レベルの推定精度を高めるには、
実験結果をうまく活用することが大切である。（数３）
〜（数６）式の関係を考慮すると、騒音レベルの推定式
（数７）は次の（数８）のように変形できる。
実験結果をうまく活用することが大切である。（数３）
〜（数６）式の関係を考慮すると、騒音レベルの推定式
（数７）は次の（数８）のように変形できる。
【００３４】
【数８】
【００３５】一般にファンの比騒音レベルは、図３に示
す曲線ｈのように、動作点により大きく変化する。これ
は流れの状態は動作点によって大いに異なり、発生騒音
もそのレベルは勿論のこと騒音スペクトルも違ってくる
ためと考えられる。そこで図６に示すように、大きさｄ
の異なる幾種類かのファンを試作し、かつ回転数も幾種
類か変化させて、動作点毎に（数８）の騒音係数ａ、ｂ
を実験的に求めておくことにする。パラメータとして回
転数ｎと外径ｄを選定することは、空力性能設計のとこ
ろで述べたように理論的にも納得がゆく上に、実験的に
も容易に実施できるものである。この方法により、騒音
レベルの推定精度を高めることができる。
す曲線ｈのように、動作点により大きく変化する。これ
は流れの状態は動作点によって大いに異なり、発生騒音
もそのレベルは勿論のこと騒音スペクトルも違ってくる
ためと考えられる。そこで図６に示すように、大きさｄ
の異なる幾種類かのファンを試作し、かつ回転数も幾種
類か変化させて、動作点毎に（数８）の騒音係数ａ、ｂ
を実験的に求めておくことにする。パラメータとして回
転数ｎと外径ｄを選定することは、空力性能設計のとこ
ろで述べたように理論的にも納得がゆく上に、実験的に
も容易に実施できるものである。この方法により、騒音
レベルの推定精度を高めることができる。
【００３６】（数３）〜（数６）の関係を（数７）に代
入し、それを（数８）と比較すると、ベキ係数ｌ、ｍと
騒音係数ａ、ｂの間には以下の関係が成立する。
入し、それを（数８）と比較すると、ベキ係数ｌ、ｍと
騒音係数ａ、ｂの間には以下の関係が成立する。
【００３７】
【数９】
【００３８】なお実験データがないばあいは、近似的に
ｌ＝１、ｍ＝２で計算すればよい。このように本発明で
は、実験データをうまく使うことにより、騒音レベルの
推定を精度よく行うことができるものである。しかも実
験データがない場合でも、近似計算により騒音レベルを
推定することが可能である。
ｌ＝１、ｍ＝２で計算すればよい。このように本発明で
は、実験データをうまく使うことにより、騒音レベルの
推定を精度よく行うことができるものである。しかも実
験データがない場合でも、近似計算により騒音レベルを
推定することが可能である。
【００３９】以上の計算で１組の評価量ｄ、ｎ、ＬAが
求まったわけであるが、これらの値が仕様を満足しない
場合は、既に説明したように、演算２２〜２３を繰り返
せばよい。本発明では、この一連の作業は、図５で示し
た性能曲線上で、横軸φの値をポインターでクリックす
ればよく、複数回の操作を行うと、図８のような図表が
画面に表示されるようになっている。従ってこの組合せ
の中から、最適の組合せを指定してやれば、最終評価量
であるファン外径ｄ、回転数ｎ、騒音レベルＬAを決定
でき、最終ステップすなわち図２のフローチャートにお
ける演算部２４を実行すればよい。この演算部２４で
は、ファン各部の設計諸元を主として外径ｄで無次元化
して格納してあるデータを用いて、比例計算により必要
設計諸元を算出する。そして出力部４では、図９に示す
ように、ファン設計に必要な諸元を一覧表で示すととも
に、ファン概略図と外寸法を表示するようにしてあるた
め、設計したファンが所定容積内に収納できるかどうか
を簡単に判断することができる。以上のように本発明で
は、実際にファンを試作することもなく簡単にファンの
設計修正ができる。
求まったわけであるが、これらの値が仕様を満足しない
場合は、既に説明したように、演算２２〜２３を繰り返
せばよい。本発明では、この一連の作業は、図５で示し
た性能曲線上で、横軸φの値をポインターでクリックす
ればよく、複数回の操作を行うと、図８のような図表が
画面に表示されるようになっている。従ってこの組合せ
の中から、最適の組合せを指定してやれば、最終評価量
であるファン外径ｄ、回転数ｎ、騒音レベルＬAを決定
でき、最終ステップすなわち図２のフローチャートにお
ける演算部２４を実行すればよい。この演算部２４で
は、ファン各部の設計諸元を主として外径ｄで無次元化
して格納してあるデータを用いて、比例計算により必要
設計諸元を算出する。そして出力部４では、図９に示す
ように、ファン設計に必要な諸元を一覧表で示すととも
に、ファン概略図と外寸法を表示するようにしてあるた
め、設計したファンが所定容積内に収納できるかどうか
を簡単に判断することができる。以上のように本発明で
は、実際にファンを試作することもなく簡単にファンの
設計修正ができる。
【００４０】なおデータの格納方法としてはいろんな方
式が考えられる。先ずファン形式の選定を行うためのデ
ータ３１は、既に図３〜図４で示したように、ファン形
式に応じて、無次元比速度σや無次元比直径δの領域を
帯グラフで与えておけばよい。またデータ３２〜３４
は、（表１）に示すように、ひとまとめにしておいても
よい。更に標準ファンデータとしては、各形式毎に１つ
ではなしに幾つか用意しておくとなおよい。例えば（表
２）に示すように、羽根幅と直径の比で定義される一種
のアスペクト比のような性能に大きな影響を与えるパラ
メータ毎に、代表データを用意しておくと、より精度の
高い設計を行うことができる。また貫流ファンの場合、
性能はレイノルズ数により異なるため、性能曲線をレイ
ノルズ数で分類格納しておくと精度の良い設計ができ
る。
式が考えられる。先ずファン形式の選定を行うためのデ
ータ３１は、既に図３〜図４で示したように、ファン形
式に応じて、無次元比速度σや無次元比直径δの領域を
帯グラフで与えておけばよい。またデータ３２〜３４
は、（表１）に示すように、ひとまとめにしておいても
よい。更に標準ファンデータとしては、各形式毎に１つ
ではなしに幾つか用意しておくとなおよい。例えば（表
２）に示すように、羽根幅と直径の比で定義される一種
のアスペクト比のような性能に大きな影響を与えるパラ
メータ毎に、代表データを用意しておくと、より精度の
高い設計を行うことができる。また貫流ファンの場合、
性能はレイノルズ数により異なるため、性能曲線をレイ
ノルズ数で分類格納しておくと精度の良い設計ができ
る。
【００４１】
【表２】
【００４２】
【発明の効果】以上の実施例で説明したように、本発明
のファン設計方法によれば、ファン形式を決定する２つ
の特性値である無次元比速度、無次元比直径の推奨領域
データや、各形式ファン毎に標準ファンの設計諸元を数
列として分類格納したデータを用いることにより、ファ
ン要求性能即ち風量Ｑ、ヘッドＨ及び外径ｄあるいは回
転数ｎを入力するだけで、最適なファン形式の選定から
ファン各部の設計諸元の算出まで、一連のファン設計作
業を簡単に行うことができるものである。しかも上記作
業において、判断すべき評価量としては羽根車外径ｄと
回転数ｎに限定しているため、ファン設計の専門家でな
い一般技術者でも容易にファン設計を行うことができる
ものである。
のファン設計方法によれば、ファン形式を決定する２つ
の特性値である無次元比速度、無次元比直径の推奨領域
データや、各形式ファン毎に標準ファンの設計諸元を数
列として分類格納したデータを用いることにより、ファ
ン要求性能即ち風量Ｑ、ヘッドＨ及び外径ｄあるいは回
転数ｎを入力するだけで、最適なファン形式の選定から
ファン各部の設計諸元の算出まで、一連のファン設計作
業を簡単に行うことができるものである。しかも上記作
業において、判断すべき評価量としては羽根車外径ｄと
回転数ｎに限定しているため、ファン設計の専門家でな
い一般技術者でも容易にファン設計を行うことができる
ものである。
【００４３】また、比騒音レベルと風量、ヘッドよりフ
ァン騒音性能を計算するに当たり、騒音係数という新し
い特性値を導入したため、精度の高い推定をおこなうこ
とができ、一方実験データがない場合も、近似計算によ
り騒音レベルを求めることができる。このように本発明
では、空力性能に加えて騒音性能も同時に推定できるた
め、ファンの総合設計が可能となるものである。
ァン騒音性能を計算するに当たり、騒音係数という新し
い特性値を導入したため、精度の高い推定をおこなうこ
とができ、一方実験データがない場合も、近似計算によ
り騒音レベルを求めることができる。このように本発明
では、空力性能に加えて騒音性能も同時に推定できるた
め、ファンの総合設計が可能となるものである。
【００４４】また設計を完了したファンの概略寸法をデ
ィスプレイ装置に出力するようにしてあるため、ファン
の大きさが一瞥してわかり、所定空間への収納の可否が
即座に判断できる。更に詳しい設計諸元一覧表も同時に
出力できるため、ファンの量産設計用図面も作成するこ
とができる。
ィスプレイ装置に出力するようにしてあるため、ファン
の大きさが一瞥してわかり、所定空間への収納の可否が
即座に判断できる。更に詳しい設計諸元一覧表も同時に
出力できるため、ファンの量産設計用図面も作成するこ
とができる。
【００４５】このように本発明になるファン設計方法を
用いれば、ディスプレイ装置上で多くの検討ができるた
め、実際に現物を試作して性能測定を行い最終ファン設
計諸元を決定する為の多大の費用と時間を大幅に短縮で
きる等の効果を有するものである。
用いれば、ディスプレイ装置上で多くの検討ができるた
め、実際に現物を試作して性能測定を行い最終ファン設
計諸元を決定する為の多大の費用と時間を大幅に短縮で
きる等の効果を有するものである。
【図１】本発明の一実施例における送風機設計方法を示
すブロック図
すブロック図
【図２】同方法の動作を示すフローチャート
【図３】ファンの形式決定を行うための無次元比速度特
性図
性図
【図４】ファンの形式決定を行うための無次元比直径特
性図
性図
【図５】風量、ヘッド、騒音のファン３性能の関係及び
比速度、比直径の２特性値を表すファンの無次元特性図
比速度、比直径の２特性値を表すファンの無次元特性図
【図６】動作点別に騒音係数を求める方法を説明するた
めのファン性能曲線図
めのファン性能曲線図
【図７】比騒音レベルを用いてファン騒音を推定する手
順を示すフローチャート
順を示すフローチャート
【図８】ファン空力性能を実現する羽根車外径ｄと回転
数ｎ及びそのときの騒音レベルＬAの３評価量の計算結
果を示す図
数ｎ及びそのときの騒音レベルＬAの３評価量の計算結
果を示す図
【図９】ファン設計の最終結果である設計諸元と外寸法
を示す正面図
を示す正面図
【図１０】従来の送風機設計方法において羽根車を設計
する場合のフローチャート
する場合のフローチャート
１ 入力部 ２ 総合演算部 ３ データ格納部 ４ 出力部 ５ ディスプレイ装置
Claims (4)
- 【請求項１】ディスプレイ装置を備え、ファン要求性能
即ち風量Ｑ、ヘッドＨ、騒音レベルＬA等の仕様を入力
し、このファン仕様をもとに諸特性値を算出して最適な
ファン形式を決定し、標準ファンの設計諸元を数列とし
て各形式ファン毎に分類格納してあるデータを用いて、
比例設計により羽根車とケーシングの設計諸元を算出
し、それらの数値とそれをもとに描画した図面を出力す
る送風機設計方法。 - 【請求項２】ファン仕様をもとに、無次元比速度σある
いは無次元比直径δを求め、これらの値をもとにファン
形式を選定するとともに、標準ファンの無次元流量・圧
力性能(φ−ψ)曲線を考慮して、無次元比速度σあるい
は無次元比直径δを、無次元流量係数φの関数として求
めておき、これをもとに動作点を決定し、無次元流量係
数φ及び無次元圧力係数ψの定義式より、直径ｄ、回転
数ｎの組合せを求め、羽根車、ケーシング等のファン設
計諸元を算出する請求項１記載の送風機設計方法。 - 【請求項３】無次元比騒音レベルＫsと性能即ち風量Ｑ
とヘッドＨを用いて、騒音レベルＬAを予測する次の式
を活用するに当たり、 ＬA＝Ｋs＋１０・ｌｏｇ(ＱlＨm) Ｑ、Ｈのべき係数ｌ、ｍを実験あるいは理論両面から算
出することの可能な請求項１記載の送風機設計方法。 - 【請求項４】算出した３つの設計値即ち羽根車外径ｄ、
回転数ｎ、騒音レベルＬAと当初設定仕様との間に差が
あれば、ディスプレイ装置上で、ポインターにより任意
の動作点φを指示することにより、上記３設計値の組合
せを繰り返し計算で求め、その結果を一覧表にして画面
に表示し、その中から最適組合せを選定するとともに、
標準ファンの設計諸元を格納したデータをもとに計算を
行い、外径寸法の入った羽根車やケーシングの図面と、
詳細設計のできる主要設計諸元一覧表を同時に画面もし
くはプリンターに出力する請求項１記載の送風機設計方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8005359A JPH09195978A (ja) | 1996-01-17 | 1996-01-17 | 送風機設計方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8005359A JPH09195978A (ja) | 1996-01-17 | 1996-01-17 | 送風機設計方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09195978A true JPH09195978A (ja) | 1997-07-29 |
Family
ID=11608990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8005359A Pending JPH09195978A (ja) | 1996-01-17 | 1996-01-17 | 送風機設計方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09195978A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010004628A1 (ja) * | 2008-07-10 | 2010-01-14 | 三菱電機株式会社 | シロッコファン及びそれを用いた空気調和装置 |
| CN113158358A (zh) * | 2021-02-22 | 2021-07-23 | 西安交通大学 | 一种离心通风机系列型谱规划方法 |
-
1996
- 1996-01-17 JP JP8005359A patent/JPH09195978A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010004628A1 (ja) * | 2008-07-10 | 2010-01-14 | 三菱電機株式会社 | シロッコファン及びそれを用いた空気調和装置 |
| JP4660634B2 (ja) * | 2008-07-10 | 2011-03-30 | 三菱電機株式会社 | シロッコファン及びそれを用いた空気調和装置 |
| KR101045750B1 (ko) * | 2008-07-10 | 2011-06-30 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 시로코 팬 및 그것을 이용한 공기 조화 장치 |
| AU2008359151B2 (en) * | 2008-07-10 | 2011-07-28 | Mitsubishi Electric Corporation | Sirocco fan and air conditioner using the same |
| CN113158358A (zh) * | 2021-02-22 | 2021-07-23 | 西安交通大学 | 一种离心通风机系列型谱规划方法 |
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