JPH0981160A - 各種ファンの騒音低減装置 - Google Patents
各種ファンの騒音低減装置Info
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- JPH0981160A JPH0981160A JP8036187A JP3618796A JPH0981160A JP H0981160 A JPH0981160 A JP H0981160A JP 8036187 A JP8036187 A JP 8036187A JP 3618796 A JP3618796 A JP 3618796A JP H0981160 A JPH0981160 A JP H0981160A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
- F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/663—Sound attenuation
- F04D29/665—Sound attenuation by means of resonance chambers or interference
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
- F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/667—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps by influencing the flow pattern, e.g. suppression of turbulence
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04D29/68—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers
- F04D29/681—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 各種ファンの羽根周囲において発生される、
乱流成分による不安定モードの増幅を防止すべく、該当
位置に極小型電気機械装置が設置され、乱流成分を相殺
せしめるべく成す。 【解決手段】 集積回路を設け、薄膜型のシリコン加工
フィルムにて製造される極小型電気機械装置１を羽根の
所定部位に一つ以上設置して、非線形不安定モードが増
幅されないようにすることにより、乱流によるエネルギ
ー増幅を防止し、離散騒音、狭域バンド騒音と、広域バ
ンド騒音を減せしめるべく構成したことを特徴とする。
乱流成分による不安定モードの増幅を防止すべく、該当
位置に極小型電気機械装置が設置され、乱流成分を相殺
せしめるべく成す。 【解決手段】 集積回路を設け、薄膜型のシリコン加工
フィルムにて製造される極小型電気機械装置１を羽根の
所定部位に一つ以上設置して、非線形不安定モードが増
幅されないようにすることにより、乱流によるエネルギ
ー増幅を防止し、離散騒音、狭域バンド騒音と、広域バ
ンド騒音を減せしめるべく構成したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、色々な種類のファ
ンにおいて、羽根の周辺の空気流動による騒音を低減せ
しめる技術に係わり、特に、極小型電子制御装置（ＭＥ
ＭＳ：Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃ
ａｎｌ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用して、各種ファン羽根上
において発生される２次流動、先端剥離流動、又は、渦
流スェーディングの流動を制御して、ファン性能を向上
せしめ、騒音を低減せしめる装置に関するものである。
ンにおいて、羽根の周辺の空気流動による騒音を低減せ
しめる技術に係わり、特に、極小型電子制御装置（ＭＥ
ＭＳ：Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃ
ａｎｌ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用して、各種ファン羽根上
において発生される２次流動、先端剥離流動、又は、渦
流スェーディングの流動を制御して、ファン性能を向上
せしめ、騒音を低減せしめる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ここで、ファンとは連続的に空気とか、
気体に運動エネルギーを伝達する多数の回転羽根を有し
た機械装置にて、考慮されたシステムにおいて、首頭損
失を回復せしめる圧力の上昇を含んでいる。因って、フ
ァン開発傾向が特別に家電製品において高性能及び低騒
音化を追及している。
気体に運動エネルギーを伝達する多数の回転羽根を有し
た機械装置にて、考慮されたシステムにおいて、首頭損
失を回復せしめる圧力の上昇を含んでいる。因って、フ
ァン開発傾向が特別に家電製品において高性能及び低騒
音化を追及している。
【０００３】このために、ファン或いはターボ機械の空
転騒音を低減するために、羽根自体の形状と材質に対す
る研究を通じて、最適化設計により騒音を減少させる方
法もある。
転騒音を低減するために、羽根自体の形状と材質に対す
る研究を通じて、最適化設計により騒音を減少させる方
法もある。
【０００４】これに関連して代表的な技術としては、１
９９５年５月１６日付きで出願された特許出願第９５−
１２５６１号がある。
９９５年５月１６日付きで出願された特許出願第９５−
１２５６１号がある。
【０００５】該特許出願は騒音の音響学的相似性を根拠
として、羽根自体の形状と材質に対する最適化設計を成
して騒音を低減するもので、特に、羽根の角度を変更し
て最適の羽根断面の形状を有するように成している。
として、羽根自体の形状と材質に対する最適化設計を成
して騒音を低減するもので、特に、羽根の角度を変更し
て最適の羽根断面の形状を有するように成している。
【０００６】しかし、該方法は、軸流ファンの羽根断面
部分の平板設計に局限されていて、騒音を低減する程度
が制限されている。
部分の平板設計に局限されていて、騒音を低減する程度
が制限されている。
【０００７】このような面において、広帯域騒音を大幅
低減するファン騒音低減装置を開示している代表的なも
のとして、特開平５−３１２１９６号公報がある。
低減するファン騒音低減装置を開示している代表的なも
のとして、特開平５−３１２１９６号公報がある。
【０００８】該特許は、軸流ファンの広帯域の騒音を大
幅に低減せしめるファン装置に関するもので、図６に図
示したところのように、胴部７ｂと翼部７ａを回転駆動
せしめ、送風を成すファン７、翼部の負圧側面の所定の
位置に設置され、負圧側翼面に連なって、空気流の変動
を第１信号で検出する速度センサー８、胴部７ｂに内蔵
され速度センサー８の信号を演算処理して、第２の信号
を出力する演算処理装置（図示せず）、負圧側翼面の空
気流を速度センサー８によって、下流側の所定位置に設
置された演算処理装置の第２信号によって空気流を制御
して、空気流の変動を消滅せしめる振動アックチュエイ
タ９等にて構成されている。
幅に低減せしめるファン装置に関するもので、図６に図
示したところのように、胴部７ｂと翼部７ａを回転駆動
せしめ、送風を成すファン７、翼部の負圧側面の所定の
位置に設置され、負圧側翼面に連なって、空気流の変動
を第１信号で検出する速度センサー８、胴部７ｂに内蔵
され速度センサー８の信号を演算処理して、第２の信号
を出力する演算処理装置（図示せず）、負圧側翼面の空
気流を速度センサー８によって、下流側の所定位置に設
置された演算処理装置の第２信号によって空気流を制御
して、空気流の変動を消滅せしめる振動アックチュエイ
タ９等にて構成されている。
【０００９】因って、ファン負圧面に設置された速度セ
ンサー８によって、翼面上の微細な乱流成分が検出され
る。該乱流成分を示す信号（第１信号）は、演算処理装
置に入力される。該演算処理装置は各周波数に対して、
位相と出力ゲイン（利得）を調節し、出力装置増幅部に
出力信号（第２信号）を出力する。該演算処理装置にお
ける位相と出力ゲインの調節は、速度センサー８と、振
動アックチュエイタ９の伝達係数、速度センサー８にお
いて該振動アックチュエイタ９までの境界層の乱流の移
動、増幅を示す伝達函数の補償、負圧面上の振動アック
チュエイタ位置の境界層の中で乱流に対し位相を考慮し
て振動を設定する。
ンサー８によって、翼面上の微細な乱流成分が検出され
る。該乱流成分を示す信号（第１信号）は、演算処理装
置に入力される。該演算処理装置は各周波数に対して、
位相と出力ゲイン（利得）を調節し、出力装置増幅部に
出力信号（第２信号）を出力する。該演算処理装置にお
ける位相と出力ゲインの調節は、速度センサー８と、振
動アックチュエイタ９の伝達係数、速度センサー８にお
いて該振動アックチュエイタ９までの境界層の乱流の移
動、増幅を示す伝達函数の補償、負圧面上の振動アック
チュエイタ位置の境界層の中で乱流に対し位相を考慮し
て振動を設定する。
【００１０】該振動アックチュエイタの位置に輸送され
る乱流に対し、該位相に反する振動振幅をアックチュエ
イタによって境界層の中に与える時、乱流をほぼゼロ近
く低減する。その結果で翼後面部において放出される乱
流による羽根の過度変化が低減され、ファンにおいて放
射される騒音を減らすことができる。
る乱流に対し、該位相に反する振動振幅をアックチュエ
イタによって境界層の中に与える時、乱流をほぼゼロ近
く低減する。その結果で翼後面部において放出される乱
流による羽根の過度変化が低減され、ファンにおいて放
射される騒音を減らすことができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】このような能動騒音制
御技術は、速度センサーと振動アックチュエイタの位置
が同一でないため、検出乱流信号が振動アックチュエイ
タまで到達する時間、振幅の増減等は考慮しなければな
らないし、センサー及びアックチュエイタの大きさが比
較的大きいので、時常数を考慮した設計をしなければな
らない。
御技術は、速度センサーと振動アックチュエイタの位置
が同一でないため、検出乱流信号が振動アックチュエイ
タまで到達する時間、振幅の増減等は考慮しなければな
らないし、センサー及びアックチュエイタの大きさが比
較的大きいので、時常数を考慮した設計をしなければな
らない。
【００１２】更に、乱流成分の全てのモードの増幅と関
連されたデーターベースが必要であり、甚だ複雑な演算
処理装置が必要である欠点があった。
連されたデーターベースが必要であり、甚だ複雑な演算
処理装置が必要である欠点があった。
【００１３】因って、速度センサーと振動アックチュエ
イタの位置との間に間隔をなくして、それらの大きさを
小型化することにより、乱流成分のモード増幅を、予
め、遮断するように成せば甚だ好ましいことである点に
注目される。
イタの位置との間に間隔をなくして、それらの大きさを
小型化することにより、乱流成分のモード増幅を、予
め、遮断するように成せば甚だ好ましいことである点に
注目される。
【００１４】このような点に着眼して、極小型電気機械
装置を利用して羽根周囲の流動を制御して、羽根断面部
分の平板設計によるＳ型ヒステリシスの性能特性にて示
す羽根通過周期（ＢＰＦ：Ｂｌａｄｅ Ｐａｓｓａｇｅ
Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）騒音、周期的なる羽根荷重の不
規則な変化にて発生される２次流動と、渦流スェーディ
ング、羽根先端における先端流動剥離及び羽根負圧面の
流動剥離等に因る狭帯域騒音と、乱流流動による広帯域
騒音等を低減するのみならず、大きいエネルギーを有す
る前記流動及び乱流を除去して、ファン性能の向上を図
ることができる。
装置を利用して羽根周囲の流動を制御して、羽根断面部
分の平板設計によるＳ型ヒステリシスの性能特性にて示
す羽根通過周期（ＢＰＦ：Ｂｌａｄｅ Ｐａｓｓａｇｅ
Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）騒音、周期的なる羽根荷重の不
規則な変化にて発生される２次流動と、渦流スェーディ
ング、羽根先端における先端流動剥離及び羽根負圧面の
流動剥離等に因る狭帯域騒音と、乱流流動による広帯域
騒音等を低減するのみならず、大きいエネルギーを有す
る前記流動及び乱流を除去して、ファン性能の向上を図
ることができる。
【００１５】従って、本発明は、極小型電気機械装置
（ＭＥＭＳ）を各種ファンの所定の位置に設置すること
により、羽根周囲の流動を制御して性能を向上せしめ騒
音を低減させる各種ファンの騒音低減装置を提供するこ
とをその主な目的と成す。
（ＭＥＭＳ）を各種ファンの所定の位置に設置すること
により、羽根周囲の流動を制御して性能を向上せしめ騒
音を低減させる各種ファンの騒音低減装置を提供するこ
とをその主な目的と成す。
【００１６】本発明の他の目的は、各種羽根周囲の流動
を制御する極小型電気機械装置が論理回路部、センサー
とアックチュエイタを一体式の薄膜にて構成されるべく
成し、羽根の所定位置に設置されるべく成した各種ファ
ンの騒音低減装置を提供する。
を制御する極小型電気機械装置が論理回路部、センサー
とアックチュエイタを一体式の薄膜にて構成されるべく
成し、羽根の所定位置に設置されるべく成した各種ファ
ンの騒音低減装置を提供する。
【００１７】本発明の又、他の目的は、軸類ファン及び
プロペラファンの羽根先端及び負圧面に極小型電気機械
装置を設置して、先端流動剥離と渦流スェーディングの
流動を制御するようにした各種ファンの騒音低減装置を
提供する。
プロペラファンの羽根先端及び負圧面に極小型電気機械
装置を設置して、先端流動剥離と渦流スェーディングの
流動を制御するようにした各種ファンの騒音低減装置を
提供する。
【００１８】本発明の、又、他の目的は、遠心ファン及
びシリコンファンの羽根上において発生される２次流動
を極小型電気機械装置が制御するようにした各種ファン
の騒音低減装置を提供する。
びシリコンファンの羽根上において発生される２次流動
を極小型電気機械装置が制御するようにした各種ファン
の騒音低減装置を提供する。
【００１９】本発明の、又、他の目的は、クロス流動フ
ァンの羽根の舌状の部分において発生される２次流動を
極小型電気機械装置が制御すべく成した各種ファンの騒
音低減装置を提供する。
ァンの羽根の舌状の部分において発生される２次流動を
極小型電気機械装置が制御すべく成した各種ファンの騒
音低減装置を提供する。
【００２０】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の第１の発
明は、各種ファンの騒音低減装置において、集積回路を
設け、薄膜型のシリコン加工フィルムにて製造される極
小型電気機械装置を羽根の所定部位に一つ以上設置し
て、非線形不安定モードが増幅されないようにすること
により、乱流によるエネルギー増幅を防止し、離散騒
音、狭域バンド騒音と、広域バンド騒音を減せしめるべ
く構成したことを要旨とする。従って、羽根周囲の流動
を制御して性能を向上せしめ騒音を低減させる。
明は、各種ファンの騒音低減装置において、集積回路を
設け、薄膜型のシリコン加工フィルムにて製造される極
小型電気機械装置を羽根の所定部位に一つ以上設置し
て、非線形不安定モードが増幅されないようにすること
により、乱流によるエネルギー増幅を防止し、離散騒
音、狭域バンド騒音と、広域バンド騒音を減せしめるべ
く構成したことを要旨とする。従って、羽根周囲の流動
を制御して性能を向上せしめ騒音を低減させる。
【００２１】請求項２記載の第２の発明は、前記騒音低
減装置が、各種ファン羽根の所定部位に設置され、圧力
及び風速変動に伴う乱流流動を検出するセンサー部と、
前記センサー部よりの信号を分析して乱流流動に反する
信号を発生せしめる演算処理部と、演算処理部よりの信
号に基いて振動する振動アックチュエイタ等を一体式の
薄膜構造にしたことを要旨とする。従って、極小型電気
機械装置が羽根の所定位置に設置される。
減装置が、各種ファン羽根の所定部位に設置され、圧力
及び風速変動に伴う乱流流動を検出するセンサー部と、
前記センサー部よりの信号を分析して乱流流動に反する
信号を発生せしめる演算処理部と、演算処理部よりの信
号に基いて振動する振動アックチュエイタ等を一体式の
薄膜構造にしたことを要旨とする。従って、極小型電気
機械装置が羽根の所定位置に設置される。
【００２２】請求項３記載の第３の発明は、前記極小型
電気機械装置が振動アックチュエイタにて構成されるこ
とを要旨とする。従って、先端流動剥離と渦流スェーデ
ィングの流動を制御できる。
電気機械装置が振動アックチュエイタにて構成されるこ
とを要旨とする。従って、先端流動剥離と渦流スェーデ
ィングの流動を制御できる。
【００２３】請求項４記載の第４の発明は、前記極小型
電気機械装置の替りに、所定の重さを有する所定数の突
起が羽根の周囲に配列されるべく成し、羽根の周囲にお
いて発生される流動を制御することを要旨とする。従っ
て、発生される２次流動を極小型電気機械装置が制御で
きる。
電気機械装置の替りに、所定の重さを有する所定数の突
起が羽根の周囲に配列されるべく成し、羽根の周囲にお
いて発生される流動を制御することを要旨とする。従っ
て、発生される２次流動を極小型電気機械装置が制御で
きる。
【００２４】請求項５記載の第５の発明は、前記極小型
電気機械装置が熱交換機にファン羽根の所定部位に設置
され、羽根の不安定モードを増幅することによりエネル
ギー伝達を促進すべく成したことを要旨とする。従っ
て、クロス流動ファンの羽根の舌状の部分において発生
される２次流動を極小型電気機械装置が制御できる。
電気機械装置が熱交換機にファン羽根の所定部位に設置
され、羽根の不安定モードを増幅することによりエネル
ギー伝達を促進すべく成したことを要旨とする。従っ
て、クロス流動ファンの羽根の舌状の部分において発生
される２次流動を極小型電気機械装置が制御できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を説明する。
施形態を説明する。
【００２６】図１は本発明に伴う極小型電気機械装置の
構造を示した断面図である。
構造を示した断面図である。
【００２７】本発明は極小型電気機械装置１を提供する
が、羽根上に風速による圧力変動の乱流を検出して、そ
の信号を出力するセンサー部１０、該センサー部１０よ
りの薄膜チップ、又は、フィルムの形態で製造される。
が、羽根上に風速による圧力変動の乱流を検出して、そ
の信号を出力するセンサー部１０、該センサー部１０よ
りの薄膜チップ、又は、フィルムの形態で製造される。
【００２８】更に、該極小型電気機械装置１は、集積回
路にて構成されるので、高い空間集積度によって甚だ小
さい時常数を有する。
路にて構成されるので、高い空間集積度によって甚だ小
さい時常数を有する。
【００２９】該構成を更に具体的に説明すれば、図２に
図示したところのように、センサー部１０は圧力変動を
検出する圧力センサー等にて構成される。該センサー部
１０は、ファンが作動する間ファン羽根の所定の位置に
おいて、その周囲の風速による圧力変動であるとか、速
度変動を感知して感知信号を出力して論理回路部１１に
入力する。
図示したところのように、センサー部１０は圧力変動を
検出する圧力センサー等にて構成される。該センサー部
１０は、ファンが作動する間ファン羽根の所定の位置に
おいて、その周囲の風速による圧力変動であるとか、速
度変動を感知して感知信号を出力して論理回路部１１に
入力する。
【００３０】前記論理回路部１１はセンサー部１０から
の信号を増幅する第１増幅部２１、該第１増幅部２１か
らの信号を受信して所定のシステムプログラムに従っ
て、該信号を演算処理する演算処理部２２と、該演算処
理部２２よりの入力信号を増幅する第２増幅部２３等に
て構成されている。
の信号を増幅する第１増幅部２１、該第１増幅部２１か
らの信号を受信して所定のシステムプログラムに従っ
て、該信号を演算処理する演算処理部２２と、該演算処
理部２２よりの入力信号を増幅する第２増幅部２３等に
て構成されている。
【００３１】ここで、演算処理部２２は自体のシステム
プログラムを有するが、センサー部１０よりの圧力変動
信号、又は、風速変動信号を受信して、もっとも不安定
なモードの信号を分析して高調波信号を発生させること
ができる。即ち、もっとも不安定なモードの信号を増幅
して、下流からの不安定な圧力に対する上流への進行波
を分析することができるし、自己相関函数を求めて時間
変異（ｔｉｍｅ ｓｈｉｆｔ）の周波数を分析すること
ができる。
プログラムを有するが、センサー部１０よりの圧力変動
信号、又は、風速変動信号を受信して、もっとも不安定
なモードの信号を分析して高調波信号を発生させること
ができる。即ち、もっとも不安定なモードの信号を増幅
して、下流からの不安定な圧力に対する上流への進行波
を分析することができるし、自己相関函数を求めて時間
変異（ｔｉｍｅ ｓｈｉｆｔ）の周波数を分析すること
ができる。
【００３２】更に、該演算処理部２２は、１次に不安定
圧力、或いは速度モードを分析して、該モードを相殺せ
しめる信号を発生せしめるが、この時、周波数に対する
位相と出力利得（ｇａｉｎ）を調節するために、軌還制
御を成すことができる。
圧力、或いは速度モードを分析して、該モードを相殺せ
しめる信号を発生せしめるが、この時、周波数に対する
位相と出力利得（ｇａｉｎ）を調節するために、軌還制
御を成すことができる。
【００３３】更に、演算処理部２２にはパージ論理理論
に伴うシステムプログラムを適用して、センサー部１０
からの連続的な信号を分析して、該信号に伴う圧力変動
及び速度変動を減らして行くように流動制御を行うべく
成すことができる。
に伴うシステムプログラムを適用して、センサー部１０
からの連続的な信号を分析して、該信号に伴う圧力変動
及び速度変動を減らして行くように流動制御を行うべく
成すことができる。
【００３４】このように、演算処理部２２は、羽根周囲
の所定位置に圧力及び風速変動に関連された不安定モー
ドの入力信号に対する分析結果に従って、これを制御す
る信号を第２増幅部２３に印加して、所定利得の信号を
増幅するように成す。更に増幅された信号は、振動アッ
クチュエイタ１２に印加され、不安定モードを相殺せし
めるべく振動するようになる。
の所定位置に圧力及び風速変動に関連された不安定モー
ドの入力信号に対する分析結果に従って、これを制御す
る信号を第２増幅部２３に印加して、所定利得の信号を
増幅するように成す。更に増幅された信号は、振動アッ
クチュエイタ１２に印加され、不安定モードを相殺せし
めるべく振動するようになる。
【００３５】ここで、振動アックチュエイタ１２は、小
型のマグネチック等の振動子とか、微電流駆動の薄膜ト
ランスジュウサーである。
型のマグネチック等の振動子とか、微電流駆動の薄膜ト
ランスジュウサーである。
【００３６】以上におけるように、極小型電気機械装置
１は、図３に図示したところのように、軸流ファン又は
プロペラファンに適用される。即ち、これらファンの作
動状態に従って、羽根先端における圧力面において発生
される先端流動剥離、負圧面の流動剥離と渦流スェーデ
ィングの流動による離散騒音及び狭域バンド騒音が発生
される。
１は、図３に図示したところのように、軸流ファン又は
プロペラファンに適用される。即ち、これらファンの作
動状態に従って、羽根先端における圧力面において発生
される先端流動剥離、負圧面の流動剥離と渦流スェーデ
ィングの流動による離散騒音及び狭域バンド騒音が発生
される。
【００３７】従って、本発明の原理に従って、このよう
な乱流を制御するために、極小型電気機械装置１は、羽
根先端の上流部に設置され、先端流動剥離に対する相殺
振動にてなる作動を成すように成る。また、極小型電気
機械装置１が負圧面に設置されては、境界層流動剥離の
２次流動を制御し、羽根端部の上、又は、下に設置さ
れ、渦流スェーディングの流動を制御すべく成すことに
より、流動損失を最小にして、騒音を減少せしめる。
な乱流を制御するために、極小型電気機械装置１は、羽
根先端の上流部に設置され、先端流動剥離に対する相殺
振動にてなる作動を成すように成る。また、極小型電気
機械装置１が負圧面に設置されては、境界層流動剥離の
２次流動を制御し、羽根端部の上、又は、下に設置さ
れ、渦流スェーディングの流動を制御すべく成すことに
より、流動損失を最小にして、騒音を減少せしめる。
【００３８】遠心ファン、又は、シロコファンに関連し
ては、図４に図示したところのように、境界層負圧面の
流動剥離に因る２次流動による流動損失及び騒音増加が
発生される。
ては、図４に図示したところのように、境界層負圧面の
流動剥離に因る２次流動による流動損失及び騒音増加が
発生される。
【００３９】即ち、このような２次流動は、一つの箇所
において発生し、隣接して側面に位置した羽根の流路を
減らして発生される羽根端面における回転停止（ａｔａ
ｌｌ）現象にてＳ型ヒステリシスの性能特性が示され
る。
において発生し、隣接して側面に位置した羽根の流路を
減らして発生される羽根端面における回転停止（ａｔａ
ｌｌ）現象にてＳ型ヒステリシスの性能特性が示され
る。
【００４０】従って、回転停止現象が始まる始点を感知
して、不安定モードが進行されないように、極小型電気
機械装置１が所定位置に設置されて、流動を制御して流
動損失を最小にして騒音を減少せしめる。
して、不安定モードが進行されないように、極小型電気
機械装置１が所定位置に設置されて、流動を制御して流
動損失を最小にして騒音を減少せしめる。
【００４１】更に、クロス流動ファンは、空調機械に主
に使用されるものとして、図５に図示したところのよう
に、舌状の部分において２次流動が発生される。このよ
うな２次流動は、ファン性能に悪い影響を及ぼすと同時
に、騒音増加の原因になる。従って、本発明の原理に従
って、舌状の部分に隣接したケース上に極小型電気機械
装置１を設置することにより、乱流成分の振幅と２次流
動の大きさを減らすので、流動損失を最小にして騒音を
減少せしめるように成す。
に使用されるものとして、図５に図示したところのよう
に、舌状の部分において２次流動が発生される。このよ
うな２次流動は、ファン性能に悪い影響を及ぼすと同時
に、騒音増加の原因になる。従って、本発明の原理に従
って、舌状の部分に隣接したケース上に極小型電気機械
装置１を設置することにより、乱流成分の振幅と２次流
動の大きさを減らすので、流動損失を最小にして騒音を
減少せしめるように成す。
【００４２】場合によって、このような極小型電気機械
装置１は、ファン羽根上に分布せしめ、羽根上において
流動を制御することにより、流動剥離を減少せしめ、エ
ネルギーを有する乱流成分を除去するので、顕著なる性
能向上及び騒音低減を実現せしめることができる。
装置１は、ファン羽根上に分布せしめ、羽根上において
流動を制御することにより、流動剥離を減少せしめ、エ
ネルギーを有する乱流成分を除去するので、顕著なる性
能向上及び騒音低減を実現せしめることができる。
【００４３】一方、本発明は極小型電気機械装置１によ
りセンサー部１０と演算処理部２２を削除し、所定の周
波数を作動する振動アックチュエイタのみを使用するこ
とができる。この時、振動アックチュエイタは、従来技
術に基いて回路設計技法にて、速くなった各種ファンの
不安定モードの発生位置に設置され、不安定モードの増
幅を防止すべく、羽根周囲の該当位置における流動を制
御することができる。
りセンサー部１０と演算処理部２２を削除し、所定の周
波数を作動する振動アックチュエイタのみを使用するこ
とができる。この時、振動アックチュエイタは、従来技
術に基いて回路設計技法にて、速くなった各種ファンの
不安定モードの発生位置に設置され、不安定モードの増
幅を防止すべく、羽根周囲の該当位置における流動を制
御することができる。
【００４４】更に、本発明は所定質量の突起部を各種フ
ァンの羽根周囲に、不安定モードの発生領域に、周期的
に配置して極小型電気機械装置と同一な効果を得ること
ができる。従って、このような技術は消極的流動騒音制
御方法と称され得る。
ァンの羽根周囲に、不安定モードの発生領域に、周期的
に配置して極小型電気機械装置と同一な効果を得ること
ができる。従って、このような技術は消極的流動騒音制
御方法と称され得る。
【００４５】ひいては、本発明の極小型電気機械装置は
熱交換機等において、熱伝達を促進せしめるために、フ
ァンの羽根が乱流及び渦流スェーディングを発生せしめ
るべく羽根の所定位置に設置され、不安定モードを増幅
せしめるべく成すことができる。
熱交換機等において、熱伝達を促進せしめるために、フ
ァンの羽根が乱流及び渦流スェーディングを発生せしめ
るべく羽根の所定位置に設置され、不安定モードを増幅
せしめるべく成すことができる。
【００４６】以上のように、各種のファンにおける騒音
パワーはファン前後の正圧増加の自乗と流量の倍に殆ど
比例する。２次流動先端剥離流動がある場合、正圧と流
量の指数等が変動し、騒音レベルも増加する傾向であっ
た。
パワーはファン前後の正圧増加の自乗と流量の倍に殆ど
比例する。２次流動先端剥離流動がある場合、正圧と流
量の指数等が変動し、騒音レベルも増加する傾向であっ
た。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、極小型電
気機械装置は、このような不安定モードの作動状態をそ
の即時検出して、必要な圧力にて羽根の所定部位を有し
て、流動を制御するようになる。
気機械装置は、このような不安定モードの作動状態をそ
の即時検出して、必要な圧力にて羽根の所定部位を有し
て、流動を制御するようになる。
【００４８】実際に本発明を通常騒音レベル５０ｄＢを
有するエアコン室外機ファンに適用した場合、少なくと
も１０ｄＢ以上騒音レベルを減少せしめた。
有するエアコン室外機ファンに適用した場合、少なくと
も１０ｄＢ以上騒音レベルを減少せしめた。
【００４９】更に、本発明は時間変異に伴う間隔を最小
にするので、時常数等の影響なしに振動アックチュエイ
タが作動されるように成す。
にするので、時常数等の影響なしに振動アックチュエイ
タが作動されるように成す。
【図１】本発明に伴う極小型電気機械装置の構造を示し
た断面図である。
た断面図である。
【図２】本発明に伴う極小型電気機械装置の構成を示し
たブロック図である。
たブロック図である。
【図３】本発明の原理に伴い、極小型電気機械装置が軸
流ファン、又は、プロペラファン羽根の所定位置に設置
された状態を示した図面である。
流ファン、又は、プロペラファン羽根の所定位置に設置
された状態を示した図面である。
【図４】本発明の原理に従って、極小型電気機械装置が
遠心ファン、又は、シロコペン羽根の所定位置に設置さ
れた状態を示した図面である。
遠心ファン、又は、シロコペン羽根の所定位置に設置さ
れた状態を示した図面である。
【図５】本発明の原理に従って極小型電気機械装置がク
ロス流動ファン羽根の所定位置に設置された状態を示し
た図面である。
ロス流動ファン羽根の所定位置に設置された状態を示し
た図面である。
【図６】軸流ファンにおける広帯域騒音を低減せしめる
従来技術の構造を示したファン装置の斜視図である。
従来技術の構造を示したファン装置の斜視図である。
１ 極小型電気機械装置 １０ センサー部 １１ 論理回路部 １２ 振動アックチュエイタ ２１ 第１増幅部 ２２ 演算処理部 ２３ 第２増幅部
Claims (5)
- 【請求項１】 各種ファンの騒音低減装置において、 集積回路を設け、薄膜型のシリコン加工フィルムにて製
造される極小型電気機械装置を羽根の所定部位に一つ以
上設置して、非線形不安定モードが増幅されないように
することにより、乱流によるエネルギー増幅を防止し、
離散騒音、狭域バンド騒音と、広域バンド騒音を減せし
めるべく構成したことを特徴とする各種ファンの騒音低
減装置。 - 【請求項２】 前記騒音低減装置が、各種ファン羽根の
所定部位に設置され、圧力及び風速変動に伴う乱流流動
を検出するセンサー部と、 前記センサー部よりの信号を分析して乱流流動に反する
信号を発生せしめる演算処理部と、 前記演算処理部よりの信号に基いて振動する振動アック
チュエイタ等を一体式の薄膜構造にしたことを特徴とす
る請求項１記載の各種ファンの騒音低減装置。 - 【請求項３】 前記極小型電気機械装置が振動アックチ
ュエイタにて構成されることを特徴とする請求項１記載
の各種ファンの騒音低減装置。 - 【請求項４】 前記極小型電気機械装置の替りに、所定
の重さを有する所定数の突起が羽根の周囲に配列される
べく成し、羽根の周囲において発生される流動を制御す
ることを特徴とする請求項１記載の各種ファンの騒音低
減装置。 - 【請求項５】 前記極小型電気機械装置が熱交換機にフ
ァン羽根の所定部位に設置され、羽根の不安定モードを
増幅することによりエネルギー伝達を促進すべく成した
ことを特徴とする請求項１記載の各種ファンの騒音低減
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1995-30449 | 1995-09-18 | ||
| KR1019950030449A KR970016173A (ko) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | 각종 팬의 소음저감장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0981160A true JPH0981160A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=19427076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8036187A Pending JPH0981160A (ja) | 1995-09-18 | 1996-02-23 | 各種ファンの騒音低減装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5791869A (ja) |
| JP (1) | JPH0981160A (ja) |
| KR (1) | KR970016173A (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2939940B2 (ja) * | 1996-07-09 | 1999-08-25 | 日本電気株式会社 | ファン音消音装置 |
| US6257832B1 (en) | 1999-02-04 | 2001-07-10 | Dell Usa, L.P. | Multiple fan system having means for reducing beat frequency oscillations |
| US6247664B1 (en) * | 1999-06-25 | 2001-06-19 | Siecor Operations, Llc | Reel monitor devices and methods of using the same |
| US6396688B1 (en) | 2000-03-29 | 2002-05-28 | Dell Products L.P. | Series fan speed control system |
| US7697700B2 (en) * | 2006-05-04 | 2010-04-13 | Sony Computer Entertainment Inc. | Noise removal for electronic device with far field microphone on console |
| US6851930B2 (en) * | 2002-09-19 | 2005-02-08 | Motorola, Inc. | Noise reduction in an air moving apparatus |
| US20070125592A1 (en) * | 2005-12-07 | 2007-06-07 | Frank Michell | Excitation of air directing valves and air handling surfaces in the cancellation of air handling system noise |
| US20090097976A1 (en) * | 2007-10-15 | 2009-04-16 | General Electric Company | Active damping of wind turbine blades |
| JP2009121354A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Hitachi Ltd | 送風機を備える電子機器 |
| US8111832B2 (en) * | 2008-04-16 | 2012-02-07 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Method of adjusting acoustic impedances for impedance-tunable acoustic segments |
| US8057175B2 (en) * | 2010-11-11 | 2011-11-15 | General Electric Company | Active control of a wind turbine blade |
| US9341228B2 (en) * | 2012-12-23 | 2016-05-17 | Asia Vital Components (China) Co., Ltd. | Fan noise and vibration elimination system |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5082421A (en) * | 1986-04-28 | 1992-01-21 | Rolls-Royce Plc | Active control of unsteady motion phenomena in turbomachinery |
| EP0557071B1 (en) * | 1992-02-19 | 1999-05-12 | Hitachi, Ltd. | Active noise control apparatus for three-dimensional space |
| US5423658A (en) * | 1993-11-01 | 1995-06-13 | General Electric Company | Active noise control using noise source having adaptive resonant frequency tuning through variable ring loading |
| US5415522A (en) * | 1993-11-01 | 1995-05-16 | General Electric Company | Active noise control using noise source having adaptive resonant frequency tuning through stress variation |
| US5391053A (en) * | 1993-11-01 | 1995-02-21 | General Electric Company | Active noise control using noise source having adaptive resonant frequency tuning through variable panel loading |
| US5558298A (en) * | 1994-12-05 | 1996-09-24 | General Electric Company | Active noise control of aircraft engine discrete tonal noise |
-
1995
- 1995-09-18 KR KR1019950030449A patent/KR970016173A/ko not_active Application Discontinuation
-
1996
- 1996-02-06 US US08/597,126 patent/US5791869A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-02-23 JP JP8036187A patent/JPH0981160A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5791869A (en) | 1998-08-11 |
| KR970016173A (ko) | 1997-04-28 |
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