(面積比 ,熱交換器形状 ,羽根の材質の影響)

長崎大学工学部研究報告 第2 9巻 第5 2 号 平成1

スクロール レス薄型遠心送風機 の騒音 に関す る研究 ( 面積比 ,熱交換器形状 ,羽根の材質の影響)

23

児 玉 好 雄 * ･林 秀千人 ♯ ･佐 柳 恒 久 = 木 下 歓治郎 = ･荒 牧 栄三郎 = *

NoiseGeneratedbyaThinTypeCentrifugalFan withoutScrollCasing (EffectsoftheArealratio

,

by

YoshioKODAMA

*

KanjirouKINOSHITA**andEisaburouARAMAKI***

TherelationbetweenthesoundpI℃SSurelevelofacentrifugalfan withoutscrollcaslngandthenowaroundthe impellerwasinvestigatedinflow rateoperatingregionwithrespecttotheeffectsofthreeparameters:(I)theareal ratio,Ar(Ar=1.25,1

.

=1

1

最近 ,冷暖房機器用 と してスクロールケーシングを 有 しない送風機 ,すなわちスクロール レスファンの利 用が増 えてお り,店舗やオフ ィス等の天井 に埋め込 ま れている. この送風機 に関 して著者 らは羽根前縁 と口 金壁面間の距離 ,ベルマウス出口形状 および口金す き まの影響 につ いて研究 を行 った

その結果

口金す きまが狭いほど,す きまを通るもれ流れは減少

し,流体力学的特性 が改善 され る.

羽根の諸元 を変 えずに口金口径のみ を大 きくすれば ,口金口径が 大 きくなるにつれて送風機 の圧 力 と効率 は低下す る.

(3

)著者 らが誘導 した乱流巌音の予測式 を用いれば , スクロール レス遠心送風機の乱流巌音 をかな りの精度

で予測で きる,などの成果が得 られた.

スクロール レス遠心送風機 を有す る冷暖房機器 は前 述 したようにオ フィスや店舗などの天井に設置 され る ので ,出来 るだけ薄 く,かつ軽量の ものが望 まれ る.

しか しなが ら,羽根車 を薄 くすれば ,同圧力 ,同流量 を出すために,回転数や羽根車直径 を大 きくしなけれ ばな らない.このため ,相対速度が高 くな り,引いて は騒音の増加 を招 く恐れがある. また,熱交換器の高 さも当然低 くなるので ,熱交換量の鞍点か ら考えれば , 熱交換器の段数 を増や したり,形状 を変 えたりしなけ ればならず ,これが送風機の性能や額音に及ぼす影響 も考 えられる.一方では ,羽根車の人口面穂 と出口面 積 との比 が

に近づ くので,羽根車の前面 シュラウ ド

平成1

日受理

+ 機械 システム工学科

= ダイキン工業 ( 秩)

日 暮大学院修士課程機械 システム学専攻

24

児玉 好雄 ･林 男 千人 ･佐柳 恒久 ･木下歓治郎 ･荒牧栄三郎

近傍の巽前縁側での流れが改尊 さ′ れ ∴逆淡や剥離やミ 抑 制 され る. したがって ,送風機効率 は上が り,､ 乱流鼻 音の低減 も期待で きる‑ .

以上の理 由 か ら,羽根車 出口 にお ける羽根の高 さ ( 業 スパ ン)が

( 従来の羽根車 は

の羽 根車 を製作 し,送風嶺 の特性改善の研究 を行 った. こ の羽根車 は従来の羽根車 に比較 して業の スパ ンが

しかない.これ を薄型遠心送風機 と名付 ける. この種 の送風機 の特性 に関す る研究 はほ とん ど見 られ ない.

このよ うな背景 に立脚 して ,本研究では羽根車入口 ･ 出口面積比 ,熱交換盛の形状及び羽根の材質が送風機 の流体力学的特性や廉音特性 に及ぼす影響 について実 巌 を行 い ,考察 した.

2.

おもな記号

A

,: 面積比 ( 羽根車人口面稚拙 口面穣)

:音速

β

: 動翼枚数

C :

業弦長

刀 :

相対座標系における後流の幅

口金口径

p

i: 羽根車内径

: 羽根車外径

E :

音響出力

hs

:スパ ン長 さ

Ks(A):A

特性 における比騒音 レベル

特性 における比騒音 レベル

L

: 軸動力

L, m:羽根前縁 と口金壁面間の距離 ( 前縁距離)

P

,: 全圧

Q :

送風機流量

S

半径方向の距離

l. ･ 羽根車人口半径

: 羽根車出口半径

SPL,(A):A

特性 における音圧 レベル

特性 における音圧 レベル

u.:羽根車外縁の周速度

w 2

:羽根車出口の相対速度

〟 :

羽根車内の任意半径 における相対速度

z :スパ ン方向の距離

z

:音源 と親潮点間の距離

y . :翼の入口角 o

y 2 :業の出口角 0

送風横効率

動力係数 暑 :業の取付角 ○

p ;

空気の磨度

￠ :涜主係数 ' ' 1 y : 庄 力廃数

3.

乱 流鼻音の理論

本研究で用い られているスクロール レス遠心送風機 はベルマ ウス入口部 にフィル タなどが設置 されている ため乱流廉音は主 と して某 に流入す る乱れ と巽後縁 か ら放出 され る渦 に基づ く廉音か ら成 り立 っていると考 えられ るが ,業 に流入す る乱れが乱流巌音 に孝ぽす影 響 は無視 出来 るほ ど小 さ い ( 1) . したがって ,この種の 送風機で対象 となるのは業後縁か ら放出 され る渦 によ って発生す る次式で示 され る乱流廉音である

E

=

(1)

ここで

は音響出力

は動業枚数

は空気の密度 , β は後流の幅

は相対速度 ,

oは音速で ある. なれ 本研究では相対速度 は巽 入 口か ら出口 まで直線的に変化す ると仮定 して ,式 (

中の

は

=

の位置の相対速度 で代表 させ た.

スクロール レス遠心送風機 では ,吸込口 と吐出口 と が同一面上 に あ るため全音響 出力 が上流 側へ伝播 す る. この場合 ,音響 出力

と軸 中心上の ベルマウス 端 か ら Zの距離 にある測定点の音圧 レベル

とは

oを最小可聴音圧 として ,次式で関係付 け られ る

St'L=10loglO(3F

X Z o

実験装置および方法

図

は実験装置の概要 を示 した ものである.図

の熱交換器 は熱交換器の輪郭の形状 が比較的円形 に近 い もの で ,これ を円形熱交換器 と名付 け る.図

は熱交換器の接触面横 を拡大す るために四角の形状 に

した もの ( 四角形熱交換器)である.空気 はフ ィル タ を通 って羽根車 に流入 し,羽根車 によって加速 された 後 ,高 さ

,奥行 き

( 四角形熱 交換器 は

の熱交換器へ と導 かれ る.その後 ,熱交換器 と外壁間の幅

の空間へ と流入 し,その外壁 によ り,900転向 して上向 き流れ とな り,吹 き出 し角450で 機外へ流 出す る.なお ,羽根車出口 と熱交換器人口の 最短距離 は前者 が

,後者 が

である.また , 口金す きまはいずれの場合 も

m で ある.

羽根車 出口における圧力 と速度の測定 は ,羽根車外

縁 よ り

大 きい半 径 上 の

の

断 面

スクロール レス薄型遠心送風機 の鼻音 に関す る研究

[900

間隔 ,図

参照 ] にお いて

孔球形 ピ トー 管 と熱線流 速計 を用 いて ,スパ ン方向 に約1

で行 った.なお ,羽根車の回転数 はス ライダ ックによ り制御 した.

図

はスクロール レス遠心 フ ァンの流体力学的特性 と騒音特性 を求め る際 に使用 した装置で ある.供試送 風機 は縦5.

の プ レナ ムチ ャン バの 中に設置 されている. この プ レナムチ ャンバの下 流側 には直径400mm の円形 ダク トが接続 されてお り, 管路途 中には補助 用の遠心送風機 が設置 されてい る.

流 量 は補助 送風機 の下流 に設 けたオ リフ ィスで計測 し,流量調整 は管路人口に取 り付 けた コニ カル ダンパ で行 った. また ,圧力はプ レナムチ ャンバの側壁 で計 測 した.軸 出力は トル クメー タで計測 した.

.

I A肝2宍〇〇

36 ∠.ノ′ l､■一一■●■一一●一一.ゝ I‑‑ 圭3..Jt';'t≡‑‑‑琴 ‑I‑喜≡譲∫

ヾ.ヾ.ー. I .●一..J一一一...㌢.V 50

(a) Apparatuswith circularheatexchanger

(b) ApparatusWith rectangularhealexchanger Fig.1Expenm:talappaJatuS

25

図

は各供 試 羽 根 車 の概 要 を示 した もの で あ る.

N0.1

か ら

羽根車 はいずれ も羽根高 さ ( スパ ン長 さ) が55mm の二次元巽 を有す る羽根車 で ,外径 は480mm で共通である.No.

およびNo.

羽根串の内径 と 口金 口径 はそれ ぞれ

m,

で あるか ら,人口/ 出 口面積比

.

,1 .

各羽根車の冥弦長 は1

ある.No . 4羽根車の諸元 はNo.

羽根車 と全 く同 じで羽 根の材質が前者 はポー ラスで あ るの に対 し.後者 は樹 脂の違いだけで ある.羽根枚数 はいずれの羽根車 の場 合 も

枚で あ る. なお ,前縁距離

l 図

参照]

は約

で ある.表

に各羽根車の主要 諸元 を 示す.

⊂ ⊃

⊂ ⊃

∈

指 Bo o

‑

‑ . ト

l

l ∠

m

一 ⊂

=⊃ = >

■■ヽ

＼

ー

Ⅰ

2850

2

Fig.2Plenumchamber

(b)Schamaticdiagram (a)No.2 Impeller OfiJnpeHer

Fig.3Testimpeller

TablelMaindimensionsoftheimpeller

zl o

Ⅰmpeller No.1 Ⅳ0.2 Ⅳ0.3 No.4 Nunberoft)lades,a 8 8 8 8 Spanlength,A.m血 55.0 55.0 55.0 55.0 MouthpiecediBmeter,LL 皿Ⅲ 380.0 360.0 340.0 360.0

Ⅰmnerdianeter.DLmD 367.4 343.3 317.4 343.3 OuterdiaJneter.D.皿n 480.0 480.0 480.0 480.0 Chordlength.c

m

26 児玉

好雄 ･林 秀千人 ･佐柳 恒久 ･木下歓治郎 ･荒牧栄三郎

5.

実験結果 お よび考察

空 力特性

図

は羽根車 半休 の流体 力学 的特性 を示 した もの で ,図

には羽根車の面積比 ( 入口面積/ 出口面積) の影響 が ,図

には羽根 の材 質の差 異 が特性 に及 ぼす影響 が示 されてい る.図

中の V は圧 力係数 ,少 は流量係数

Aは動 力係数

7は送風機 と電動機 の総 合効率 で あ り,それ ぞれ次式で定義 され る.

V=2P/pUo2,￠=Q/7EDohsUo

A=2LJ7EPDoh^sUo3, Tl=仲 人

(1) ここで

は密度

oは羽根車外縁の 周速度 ,

は流量

は羽根車直径

はスパ ン長

さ

は電動機 の軸 出力で ある.

図

よ りほぼ全 流 量域 にわ た って

羽 根 車 ( □印)の圧 力係数 が他 の羽根車 よ り高 く,最高効率

64っん000T.)U9.3tJJ303JaNLOd一ndu)4'JtJa!0]JJOOO91nSS巴dミbtJatD∈aUdJ 00

0.2 0.3 0.4 Flowcoefficient,￠

(a) EHects of the area ratio.AT

000YJtTa!DTD303)写Od7ndulさJua!3])3903巴nSS巴dF.L3t)9!DTJJ9ut2﹄ ′04つ一00

0.2 0.3 0.4 Flowcoefficient,￠

(b) EffectsoL the blade tnateriaI Fig.4Characteristiccurves

流量 が高流量側 で あ り,高効率の流 量域 が広 い こと, などが分 かる.また ,最高効率点の流量 は面稚比 が小

さくな る順 ,す なわ ち

羽根車

○印)

羽 根車 ( △印)

羽根車 ( □印)の順 に大 きくなる.

これ は本実験 では羽根車外径 を一定 に しているため面 積比 が小 さくなるに従 って業弦長 が長 くな り流れが某 に沿 って流れ るようになったため と思われ る.要求 さ れ る圧 力 と流量 を考慮 すれ ば

羽根車 では回転 数 を約

低減で きる計算 になる.送風機騒音 は相対 速度の

乗 に比例す ることを勘案すれば ,この ことは 送風機 騒 音 を約

低 減 で きる こ とを示 唆 してい

る.

図

の

羽根車 ( △印) と

羽根車 ( ◇ 印)の比較 か ら,流量係数 中が

以下 では樹脂製の 羽根 を有す る

羽根車 の方 がポーラス羽根の

羽根車 よ り圧 力係数 V が高 い ことが分 か る. これ は 樹 脂製 の羽根 の表面 は比較 的滑 らかで あるの に対 し て ,ポー ラス羽根 は表面 が粗いため羽根表面での摩擦 損失 が大 きくなるため と考 えられ る. また ,最高効率 は

羽根車 では流量係数 が約

の時 に

4

羽根車 で は流量係数 が約

の時 に

となってお り,前者 が

効率 が高 い.

5.2

羽根車 出口の流動様相

図

は

送風機 に関 して ,送風機 出口での規定 流量1

の ときの

断面 における全圧の スパ ン方 向分布 を示 した ものである. この流量 におけ る回転数 〃 は円形熱交換器 を設置 した場合 が

, 四角形熱交換器の場合 が

とな る.図

は円 形熱 交換器 が設置 され てい る場合 を,図

は四角 形熱交換器の場合で ある.両者の比較 か ら,四角形熱 交換器の場合 は円形熱交換器 に比べて測定断面 による 変化 が大 きい. これは円形 に比べて四角形の場合 は熱 交換 器 に対称性 がない こと,この ため三隅 ( 図

参照) において循環渦 が発生す る ( 図省略) こと,な

どに因 る もの と推測 され る.なお ,羽根車 出口の

断

面の算術平均値 で表せば ,四角形熱交換器 を設置 した

方 が円形熱交換器 よ りも全圧 は約

高

この こと

は1

の流量 を出す前者 は後者 よ りも圧 力 を

出す必要 があ り,熱交換器の形状 を四角形 にすれば円

形 よ りも熱交換器の抵抗 が

増加す ることを意味 し

てい る.静圧 も同様 な傾 向 が見 られ る ( 図省略)

スクロール レス薄型遠心送朋 の鼻音に関す る研究

0 0.5 1

Spanwiscdistance,ZAs

tE1J.巴

n

Tq

(a)Apparatusyithcircularheatexchanger

eJトd.

巴

0 0.5 l

SpaJIWisedistance,ZJhs

(b)ApparatusWith rectangularheatexchanger Fig.5Effectsoflocationonthetotalpressure

図

はMP1‑MP4 にお ける全圧の

点平均 値 をスパ ン方向 にプ ロ ッ トした もので あ る.図

は面積比

の影響 を,図

は熱交換器の形状の影 響 を示 して いる.図

に示 され るよ うに

羽根 車 と

羽根車では差 はほ とん ど見 られ ないが

1

羽根車 は前二者 に比較 して若干低 い.図

か ら, 全 スパ ンにわたって四角形熱交換器 は円形熱交換器 よ

りも全圧 が約

高

この ことは前者 が後者 に比べ て圧 力損失 が

分大 きい ことを意味す る.一方 ,ポ ー ラス羽 根 を持 つ

送 風 機 の 場 合 ,規 定 流 量

にお ける羽根車 の 回転数 は

となるた め ,羽根車 出口 にお ける全圧 は若干

送風歳 よ り も若干高 いが ,分布の傾向はほ とん ど同 じで ある ( 図 省略).

図

は

点 の平均値 を用 いた相対 速度 の ス パ ン方向分布 で あ り,図

は熱交換器 に よ る差異 を ,図

は羽根 の材 質 に よ る差 異 を示 して い る.

図

か ら,熱交換器 にお いて は ,相対速度 は回転 数 の大 きい四角形熱交換 器 ( ▲ 印 ) が円形 熱 交換器 ( △印 )よ りもおお きいが ,図

に示す よ うに羽根 の材質によ る差異 はほ とん ど見 られ ない.騒音 は相対

dJIJ.aJnSSaJdTt!)01dd

l

.

O

27

0 0.5 1

Spanwiscdistancc,ZJhs (a)EffectsoEthearearatio,JT

▲･､････^‑･････‑▲一･‑･･･▲一･･････▲‑‑･‑I‑▲

山 一 △

c

c

‑A‑ CiTMT655rpm)

･･▲‑I:Refp‑700TT)m)

FronHhTOud

0 0.5 1

SPanwisedistance,Z爪5

(b)Elfect50rgeometryOftheheatexcbanger Fig.6Distributionsofthetotalpressure

srutAL倉uo

p

3

a

〆 去 二･･一･‑‑･‑‑･･‑‑･‑‑‑‑

CeELbi^{ALBd fArI}

No･Zb peLIe† 8‑8 Q‑18mJ/mill

Rev shroud

ーむ.:ciE.p‑6

55

･‑A.･:Rec.p‑700rpm)

Frontlhroud

0 0.5

Spanwiscdistance,ZJhs

(a)EHectsofgeometryofthebea‑exchanger

SPJJM^.LTT30P^3^!)吋一

a

CenbiかpI血I B‑8 H.E∴Cir.

Q‑ISmJ/TTLin 心 :No.2lmPeIJcr(N‑655rprn)

･◇･:No.4lmFKIIerp‑670rpm) Re一r血相ud Front5hTOud

0 0.5

SpanwisedistaJICe,ZJhs

(b)EffectsofthebladeJnaterial Fig.7Distributionsoftherelativeveloclty

28 児玉

好雄 ･林 秀千人 ･佐柳 恒久 ･木下歓治郎 ･荒牧栄三郎

速度の

乗 に比例す るか ら,相対速度の増加 には十分 配慮 す る必要 がある. また ,羽根車 の面積比

が相 対速度 に及ぼす影響 はほ とん ど見 られ なかった ( 図省 略).

送風嶺 鼻 音 にお よぽす重要 な因子 に後流 の幅 が あ る.相対座標系 にお ける後流の幅 を求め る方法 と して 絶対座標系で計測 した速度変動波形 を利 用す る方法 と 相対流 出角 と業の取付 角 を利用す る方法 がある( 3 ) .前 者 は煩雑で あるが精度 が後者 よ りよい と思 われ るので 本研 究 で は前者 か ら後 流 の幅 を予 測 した.図

は羽根車 出口の速度変動 波形 の スパ ン方 向の 分布 を示 した もので ,それ ぞれ

送風機 の場合 で ある.図 においてスパ ン方向距離

の値 が小 さくなるほ ど後面 シュ ラウ ド ( ハ ブ)側 に , 大 きくなるほ ど前面 シュラウ ド側 に近づ くことを示 し てい る.縦軸 は熱線流速計の出力で ,横軸 は時間で あ る. この場合 ,変動波形 は羽根車

回転の平均値 と して一周期分 を示 してい る. これ らの図か ら,全体的 に後面 シュラウ ドか ら前面 シュラウ ドまで

つの明瞭 な波形 の ピークが見 られ ,流れは比較 的巽 に沿 ってい ると推測 され る. この ピークの ところが後流 で ある.

この幅 が広いほ ど巽面上の境界層 が発達 してい ること を意味 してい る.後面 シュ ラウ ドか ら

,が0.

近傍 まで後流の幅 は狭 く,これ よ り

が大 きくな ると

(a) 2/hs;1 1 (Frontshroud)=

Ja一a

t[O

a t a q O q

多少増加す る傾 向が見 られ る.羽根車 による後淡の幅 の差 は小 さい ものの ,スパ ン全体 の平均 で比べれ ば ,

羽根車 が多少広 いよ うで ある.

速度変動波形 か ら後流の幅 を定義す るの は非常 に雛 しいが ,図 9に例示 して い る後流の幅

標系 にお ける回転方向の後流の幅 と定義 した.

式

における後流の幅 β は相対座標系 における後 流の幅 で あるか ら,これ を

に示 す羽根 出 口 の 速 度 三 角形 の 関 係 を用 い て算 出 した .̀ 図 中

で ある.す なわち ,絶対座標 系の後流の 幅

で 示 され る関係 が ある

) : また ,図1

中の

度

に垂直方 向の後流の幅す なわ ち ,絶対座標系 に おける後流の幅 である.

D=DaucosP2 (2)

ここで 尾 は相対流出角で ある.

図

1は相対座標系 における後流の幅の スパ ン方 向分 布 を示 した ものである.後流の幅 は後面 シュ ラウ ド近 傍 が一番狭 く,前面 シュラウ ド側へ向 か うにつれて増 加す る傾 向は全 ての羽根車 で同 じで ある.以上の こと か ら,流 れは後面 シュラウ ド近傍 が前面 シュ ラウ ド近 傍 よ り異 に沿 って流れてい ると言 える.

(a) Z/hs=1

伊ronlshroud)=

(b)ヱ/hs;0.8

▲:

抽 ill H ̲A TL thlTL 人丸 ｣

乙 ｣ しノ Lj 卜tJ

(d)Z/h =

I lt■‑ ln l l l l

̲I.t l I ̲I. I I.[

｢ 一 一T ーヽ■!(E) Z'■T V/AS=0I l ーt

(A) No.1 IDPeILer (a)No.2 ImpeLIer (C) No.3 1tnpelLer

Fig.8Velocityfluctuationsinthewake

スクロール レス薄型遠心送風機 の騒音 に関す る研究

uJQ.3鴬JVtJOt47

P

Fig.10 Velocitytriangleatoutletofimpe ller

420000 0 D

0.5 l

Spanwisedist弧Ce,ZJhs Fig.llSpan wisedistributionofthewakewidth

6.

送風機 の単音

6. 1

騒音のスペ ク トル分布

図

はそれぞれ規 定流量

関 して ,L 特性 にお ける騒 音 の スペ ク トル分布 を示

した もの で あ る.図

は羽根車 の面積比 に よる差 異 を,図

は羽根 の材質 に よ る差異 を ,図

は 熱 交換器の形 状 によ る影響 を示 してい る.図

か ら,周波数

.に音圧 レベルの ピークが見 られ るが こ れ は回転騒 音の基本周波数で ある. これ は羽根車 人口 あるいは出口において装置の円周方向の非対称の ため 生 じた流れのひずみ と羽根車 との干渉 によって生 じた ものである.

羽根串 間に関 しては面積比 が一番小 さ

羽根車 において

近傍 に音圧 レベルの低 い ピークが見 られ る以外 ,差異 はほ とん ど見 られ ない.

この ことは ,図 中の全帯域廉 音の数値 に見 ら一 れ るよ う にその レベルがほ とん ど変わ らない ことか らも推測で きる.羽根 の材質 に関 して は図

に示 す よ うに回 転数の高 いポーラス羽根の

羽根車 が樹脂製の

宅(i)P^ala

J n S

o s

i

29

10ユ

1 0 3

Frequcncy,f比

(a)Effectsofthe

ar

a t

102 103

Frequency

, fH

(b) EEEects of the bladea)aterial

102 loョ

Frequency,f

H

(C)Effect

s

E

e

y Oft

ng

Fig.12 Spe ctral distributionsofthefan noise

2

羽根車 よ りほぼ全周波数 にわたって音圧 レベルが高 い. この ことはポー ラス羽根の吸音効果がほ とん ど見 られ ない ことを示唆 して い る.図

で は周波数

と f Eに音圧 レベルの ピークが見 られ るが ,後者 は電

磁騒音である.後者 は羽根車の不釣 り合 いの ため ,電

源 に不平衡 が生 じたために発生 した と考 えられ る.一

方 ,乱流廉音 を見れば ,四角形熱交換器 が円形交換器

30

児玉 好稚 ･林 秀千人 ･佐柳 恒久 ･木下歓治郎 ･荒牧栄三郎

の場合 よりほぼ全周波数にわたって高い.これは主 と して回転数の差に基づ くものである

特性で も同様 の傾向が見 られ る ( 図省略).

6. 2

全帯域鼻音の実験価 と予測価 との比較 図

は

送風横 から放射 される乱流鼻音 の美浜値 と式

と式

か ら得 られ る予測値 とを比較 したものである.ただ し,乱流蘇音の実験値 は全帯域 騒音エネルギーか ら fl ,f Eなどの離散周波数廉音のエ ネルギーを差 し引いた値 を用いてい る.なお,予測値 を算 出す る際 には相対速度 は第

章 で示 した半径

にお ける値 を,後流の幅 は実測値 を用いた.図 中の

0の実線 は実験値 と予測値 とが一致 していることを, 破線 は±

の誤差 を示 してい る.実験値 と予測値

はほぼ±

以内の精度で一致 してお り,予測式

を用いれば ,スクロール レス遠心送風機の鼻音 をもか なりよい精度で予測出来 ることが分 かる.

55 60

SPL(calcuhtcd)d

B

Fig.13 Comparisonofpredictedvalueofsoundpressure

levelwithmeasuredvalue

7.

比鼻音 レベル

送風横の泉音 を評価す る量 として ,送風機単音に流 量 と圧力 を加味 した式

で示 され る比鼻音 レベル

がある. この レベルが低いほ ど静音送風積 と見な され ている.

Ks=SPL‑

1

2

2 0 (4)

ここで

は流量 (

は全圧

である.

表

は四種類の羽根車の全帯域音圧 レベル

と比騒音 レベル

を示 した もので ある.比鼻音 レベルは

送風機 が一番高 く,残 りの三者の間で はほ とんど差 は見 られない.また ,熱交換器に関 して は,円形熱交換器の方が四角形熱交換碁 よりも比騒音 レベルが低 く,静音であると言 える.

Table2Specificnoiselevel

Ⅰmpeller No.1No.2No.3 No.4 No.2(Rec.)

〟 rpm 655 655 655 670 700 A

,

8.

結 論

本研究では四種類の薄型遠心送風機 と二種類の熱交 換器 を用いて流休力学的特性 と鼻音特性 について調べ ると共に乱流巌音の予測式について検討 を行った.そ の結果以下の結論 を得 た.

(1

)同 じ流量 を出す ためには ,四角形熱交換器付 き 装置 は円形熱交換器付 き装置よりも回転数 を高 くし なければな らない.このため ,前者は後者より鼻音 が高 くなる.

(2

)四角形熱交換器付 き装置は円形熱交換器付 き装 置 よりも円周の

断面における全圧のば らつ きが大 きく,同流量にす るためには前者 が後者に比較 して 約

回転数 を増や さなければな らない.

(3

)同流量にす るため には ,ポーラス梨の羽根 を有 する送風機 は樹脂製の羽根 を有す る送風機より回転 数 を約

増加 させなければならない.回転数の増 加による騒音の増加 とポーラス羽根 による廉音の吸 収 とが相殺 されて両送風横 による全帯域騒音の差は ほ とんど見 られない.

(4

)本報で用いた後流の幅の予測式 と乱流擬音の予 測式 を用いれば ,送風横か ら放射 され る餐音 を

dB

以内の精度で予測す ることが出来 る.

(5

)比巌音 レベルか ら,羽根車 としては

羽根車 か

羽根車が良好であり,熱交換器の形状では, 円形熱交換器が良好である.

おわ りに本実験に協力 された当時長崎大学大学院学

生の永田慎一 ,学部学生の姫野大 ,松山尚樹の諸氏に

謝意 を表す.

スクロール レス薄型遠心送風横の廉音 に関す る研究

参 考 文 献 の 乱 流 寮 音 につ い て ' ',概 論

(

,

)児玉 ,柿 ,佐柳 ,木下 ,"スクロール レス遠心送

風機の騒音 に関す る研究 ( 羽根前縁 と口金壁間の距

)児玉好雄 ,深野徹 ," 低圧軸流送風機 の乱流騒音 離 ,ベルマウス出口形状および口金す きまの影響)" の流量特性 とその音圧 レベル予測 ' ' ,概論

, 機論

2)深野徹 ,児玉好雄 ,妹尾泰利 ," 低圧軸流送風機