双方向流に適した動翼の性能解析とジェットファンへの応用

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650186
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 西 道弘 九州工業大学, 工学部, 教授 (80038588)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 幸一 九州工業大学, 工学部, 助手 (00274548)
• Keywords: 軸流ファン / ジェットファン / トンネル換気 / 双方向流 / 動翼性能 / 渦形式 / 騒音

Research Abstract

自動車用トンネルの分野では、縦流換気と火災対策としてジェットファンの画期的な性能改善が要望されている。そのようなファンでは動翼を通る流れの向きを回転方向によって正逆に切り替える方式が専ら採用される。本研究では、先ず双方向流に適した動翼を主として数値流体力学の立場から追究し,その成果を実機に応用して、厳密な性能試験から本研究の有用性を明らかにする。
初年度、環状流路に置かれた単独翼の空力性能を乱流解析した結果から、双方向流に対して同一形状をとる翼形としては、そりの分布よりは前縁・後縁部を極力薄くするとよいことが明らかにされた。低騒音化の技術開発の面から2段ジェットファンを前提として、得られた成果に基づく動翼(口径:63mm用)を製作した.2年目(最終年度)の本年度は、動翼の取付け角と回転数をパラメータとして、送風量、軸方向推力、ファン効率、比騒音などのジェットファン性能を詳しく調べた。いずれも、従来の性能を超える結果が得られたとみている。例えば、騒音は、ファンの出口側での測定にもかかわらず、90dB以下となった。その際、ファンケーシング長も10%以上短縮している。さらに、動翼前後の流れを5孔ピトー管で測定して、双方向流に対する2段動翼の設計渦形式として周方向速度一定が好適であるということを明らかにした。多くの国内メーカーが本研究の成果を利用できるように、本年3月開催された日本機械学会の講演会においてそれらを公表した。

Research Products

• [Publications] Xiaomin LIU: "Time-Averaged Flow in a Conical Diffuser with Vortex Generator Jets"Proceedings of 4^<th> Int. Conference on Pumps and Fans. 18-27 (2002)
• [Publications] 西 道弘: "2段ジェットファンの流力性能に関する研究(対称翼を動翼に用いた場合)"日本機械学会九州支部総会講演会講演論文集. 129-130 (2003)