風の騒音の性質：空力と機械的振動の交響曲
からの風の騒音 エアコンファンモーター エアコンシステムの動作中の最も重要な騒音源の1つです。それは単に「風の騒音」ではなく、空力と機械的振動の複雑な相互作用によって生成される複雑なノイズです。技術的な観点から、風ノイズは、空気と相互作用するファンインペラーの高速回転によって生成される音波として定義でき、気流の不安定性、乱流、渦、および圧力変動を引き起こします。このノイズは通常、ブロードバンドです。つまり、エネルギーは広い周波数範囲に分布していますが、ピークは特定の周波数（ブレードパス周波数やその高調波など）で発生します。
風ノイズの原因：4つの主要な生成メカニズム
1。ブレードパス周波数ノイズ：
これは、風の騒音の最も代表的なコンポーネントです。ファンブレードが高速で回転すると、定期的に空気または固定構造（モーターブラケットやボルート舌など）を「切断」すると、周期的な気流の脈動が生成されます。この脈動は、ブレードパス周波数（BPF）として知られる特定の周波数ノイズを生成します。計算式は次のとおりです。BPF=ブレード数×回転速度（RPM）。たとえば、7つのブレードと1200 rpmの回転速度を備えたファンのBPFは7×（1200/60）= 140 Hzです。特定の周波数に対する感度が異なるため、1〜4 kHzの範囲のBPFは特に刺激的です。
2。渦の脱落ノイズ：
ファンブレード、ブラケット、ボルートなどの不規則な表面を空気が流れると、不安定な渦が形成されます。これらの渦が表面から脱却すると、ランダムな圧力変動を生成し、非周期的なブロードバンドノイズを作成します。渦の脱落ノイズは、しばしばシューという音や鳴き声として現れます。低風速では顕著ではないかもしれませんが、風速が高くなると大幅に増加します。このノイズを制御するには、不必要なドラッグ表面と鋭いターンを減らすために、気流パス設計を最適化する必要があります。
3。乱流ノイズ：
ファンインペラーの回転は、非常に乱流の気流を作成します。乱流自体は、さまざまなサイズの渦を含むランダムな無秩序な液体運動です。これらの渦のランダムな動きと相互作用は、ブロードバンドノイズも生成します。乱流騒音は、風速の6番目の力に比例します。つまり、風速が2倍になるたびに、乱流ノイズの音圧レベルが18デシベル近く増加することを意味します。これが、エアコンが「パワー」モードでノイズが急激に増加する主な理由です。
4。共鳴ノイズ：
共鳴は、ファンブレード、ボルート、またはエアコン全体の構造全体がファン（BPFなど）によって生成されるノイズ周波数に近い場合に発生します。共鳴により、振動振幅が劇的に増加し、元々微妙な振動ノイズを大きな音に増幅します。このノイズは、しばしば「賑やかな」または「ro音」の音として現れ、知覚可能な振動を伴うこともあります。共鳴ノイズを制御するには、構造材料の最適化、減衰材料の追加、または共振周波数をシフトするために構造設計を変更する必要があります。
風力騒音制御戦略：設計からアプリケーションへの包括的な最適化
エアコン完備のファンモーターの風力を効果的に削減するために、業界はさまざまな技術的手段を採用しており、製品設計、製造、および設置プロセス全体に統合されています。
1。インペラーと空力設計の最適化：
これは、風の騒音に根本的に対処するための鍵です。計算流体のダイナミクス（CFD）シミュレーションを通じて、エンジニアはブレードの形状、曲率、ピッチ角、厚さを最適化して、気流の分離と乱流を減らし、渦騒音を減らすことができます。さらに、不均等なブレードの間隔または長さを使用すると、ブロワーファン（BPF）の高調波を効果的に破壊し、エネルギーを分散させ、ノイズの鋭さを減らします。
2。ボルートおよびエアダクト構造の最適化：
ボルートのデザインは、風の騒音への影響に不可欠です。ボルートの舌とインペラの間の間隔を最適化すると、刃の切断中の気流の脈動を減らすことができます。合理化されたボルートの内壁と空気ダクトの設計により、気流抵抗、乱流、渦が減少し、それによってノイズが減少します。一部のハイエンドのエアコンは、より滑らかな気流を実現するために、双方向の空気摂取量または多層ダクト設計を採用しています。
3。材料と振動と騒音削減技術：
ポリマー複合材料または音声吸収材料を使用して、ボルートとダクトを製造するために、音波を効果的に吸収および減衰させます。弾性振動ダンピングパッドを使用したり、ファンモーターとエアコンケーシングとの接続で接着剤を減衰させたり、モーターの振動を分離したり、構造を介してエアコンパネルに送信されたり、構造型のノイズを減らしたりすることができます。
4。モーター制御技術：
可変周波数とブラシレスDC（BLDC）テクノロジーの使用は、最新のエアコンファンモーターの傾向です。 BLDCモーターにはブラシがないため、それらはよりスムーズかつ静かに動作し、それらの速度は可変周波数コントローラーによって正確かつ連続的に調整されます。これにより、エアコンは実際のニーズに応じて空気速度を調整できます。低速では、騒音レベルが大幅に低下し、ユーザーの快適性を効果的に改善できます。
風ノイズの測定と評価
専門的には、風騒音測定は通常、不安定なチャンバーで行われ、測定結果が外部ノイズの影響を受けないようにします。重要な測定メトリックは次のとおりです。
音圧レベル（DB）：これは、ノイズの音量を反映しています。体重の音圧レベル（DBA）は、通常、人間の耳のラウドネスの知覚によく似ているため使用されます。
サウンドパワーレベル（DB）：これは、ソース自体のノイズエネルギーを反映しています。これはテスト環境とは無関係であり、製品の音響性能を評価するための基本的なメトリックです。
スペクトル分析：異なる周波数にわたるノイズの分布を分析することにより、ブレード切断周波数などのピークノイズレベルを識別でき、その後のノイズリダクションデザインの基礎を提供します。
