表題番号：2000A-146 日付：2003/03/17
研究課題遠心型流体機械の発生騒音低減化法の開発
研究者所属（当時） 資格 氏名
（代表者） 理工学部 教授 太田　有
研究成果概要
　遠心型流体機械は、軸流型と比べて内部構造が複雑で、流れも三次元性が強いという特徴を有しているため、その発生騒音に関する研究や調査はあまり行われていないのが現状である。本研究は、遠心型流体機械のうちで最も汎用的に使用されている送風機を取り上げ、その発生騒音を最も強く支配する翼通過周波数（BPF）成分について有効な評価法および低減化法の提案を指向する。従来の研究成果より、騒音の低減化法としてその有効性が指摘されている手法は大きく分けて、能動制御と受動制御の二種類である。このうち、BPF高次成分に対して極めて有効であり、顕著な分離成分をほぼ完全な形で消失させることが可能である音源能動制御法に関しては、音源探査の煩雑さに加えて、圧力振幅レベルの高い高回転数域において、BPF基本成分を十分に低減できないという欠点が指摘されている。この解決法に関しては、対象となる遠心送風機が市販されている安価な製品であることを鑑みて、大振幅の二次音源採用を考えるよりも、幾何形状の変化によって十分な音圧レベルの低下が期待される受動制御法の採用により、有効かつ実用的に騒音低減が図られた。これは、能動制御法と受動制御法の併用による新たな騒音低減化法の提案となるものである。具体的には、音源能動制御法をBPF2次以上の高次成分に適用し、基本成分に関しては騒音伝播系の特性を考慮した受動制御法を適用する。騒音の有効伝播経路は、翼間通路および吸込管路であり、これらの特性を一次元波動モデルによって記述することで、騒音伝播系の周波数特性を表す周波数応答関数を実験的、およびモデルより算出した。両結果は高い精度で一致し、仮定した騒音伝播経路の正当性を証明することができた。この周波数応答関数が極大減衰を示す周波数と、BPF基本成分の発生周波数を一致させることで、音源特性とは無関係に、騒音の伝播経路のみで有効に音圧レベルを低下させることが可能となる。実際には、翼枚数を変化させるか、吸込管路長を変化させるかの二通りが考えられ、実験の容易さを考慮して、本実験では吸込管路を詳細に変化させた。以上の結果より、遠心型送風機の発生騒音を最も強く支配する翼通過周波数成分に対して、基本成分は受動制御により約15[dB]、二次・三次の高次成分に関しては広帯域成分の音圧レベルまで低減することが可能となった。系全体の総騒音圧に対しても、本手法は極めて有効で、OA値で10[dB]以上という従来の結果には無い高いレベルの低減が可能となった。