| 監修にあたって |
| まえがき |
| 第I部 ファンと騒音を理解するための基礎知識 |
| 第1章 流体工学の基礎 |
| 1. 流体の物理的性質 15 |
| 1.1 流体の分類 15 |
| 1.2 層流・乱流 16 |
| 1.3 単位と諸量 16 |
| 1.4 比重量・密度 19 |
| 1.5 圧縮率 19 |
| 1.6 粘性係数 20 |
| 1.7 熱伝導性 22 |
| 2. 流れの相似則と無次元数 24 |
| 2.1 相似則とそれを求める方法 24 |
| 2.2 力の比を等しくする方法 25 |
| 2.3 重力の作用下における流れの相似則 26 |
| 2.4 ストローハル数 27 |
| 2.5 プラントル数・ペクレ数 27 |
| 2.6 ヌッセルト数 28 |
| 2.7 グラスホッフ数 28 |
| 3. 流体力学の基礎式 29 |
| 3.1 流線と流管 29 |
| 3.2 連続方程式 29 |
| 3.3 運動方程式 31 |
| 3.4 エネルギー方程式 34 |
| 3.5 運動量の法則 37 |
| 3.6 運動量のモーメント 39 |
| 4. 圧力損失 41 |
| 4.1 直管における損失 41 |
| 4.2 断面積変化による損失 44 |
| 4.3 各種の圧力損失 48 |
| 第2章 音響工学の基礎 |
| 1. 音波の基礎式 53 |
| 1.1 波動方程式 53 |
| 1.2 速度ポテンシャル 57 |
| 1.3 平面波 58 |
| 2. 音の性質 61 |
| 2.1 音波 61 |
| 2.2 音の強さ 63 |
| 2.3 音圧 64 |
| 2.4 デシベルと音圧レベル 64 |
| 2.5 音源のパワーレベル 65 |
| 2.6 音波の発生と共鳴, 放射能力 66 |
| 2.7 音波の伝般 68 |
| 2.8 音波の反射と屈折 70 |
| 2.9 デシベルの計算 72 |
| 3. 音の聞こえ 74 |
| 3.1 耳の機能 74 |
| 3.2 音の大きさと大きさのレベル 75 |
| 3.3 複合音の大きさのレベルの計算法 77 |
| 3.4 マスキング 77 |
| 3.5 NC (Noise Criterial) 80 |
| 4. 騒音の影響 81 |
| 4.1 騒音とは 81 |
| 4.2 聴力に対する影響と許容限界 82 |
| 4.3 音声聴取への影響 83 |
| 4.4 騒音の基礎評価値 84 |
| 5. 騒音測定装置 86 |
| 5.1 騒音の測定 86 |
| 5.2 騒音計 87 |
| 5.3 周波数分析器 88 |
| 5.4 レベルレコーダ, 録音装置 91 |
| 6. 音源のパワーレベル測定法 91 |
| 6.1 無響室法 92 |
| 6.2 半無響室法 92 |
| 6.3 残響室法 93 |
| 6.4 一般の音場における測定 94 |
| 6.5 音圧レベルの測定 95 |
| 6.6 基準音源による測定 95 |
| 7. 音波の距離減衰と防音塀の遮音効果 96 |
| 7.1 音波の距離減衰 96 |
| 7.2 防音塀による遮音効果 99 |
| 7.3 防音塀の材料 101 |
| 8. 室内の音響 101 |
| 8.1 室定数と音圧レベル分布 101 |
| 8.2 騒音源が屋内にある場合 104 |
| 8.3 騒音源が屋外にある場合 106 |
| 8.4 吸音材料, 吸音構造 106 |
| 9. 壁の遮音性能 113 |
| 9.1 壁の透過損失 113 |
| 9.2 単一壁の遮音 117 |
| 10. サイレンサ 118 |
| 10.1 各種のサイレンサ 118 |
| 10.2 共鳴器型サイレンサ 121 |
| 10.3 空洞型サイレンサ 122 |
| 第3章 ファンの種類と原理 |
| 1. ファンの種類 123 |
| 2. ファンの特性 123 |
| 3. 遠心ファンの理論 123 |
| 3.1 翼数無限の場合 123 |
| 3.2 翼数有限の場合 128 |
| 4. 軸流ファンの理論 130 |
| 4.1 理論 130 |
| 4.2 翼型 133 |
| 5. ファンの性能相似則 136 |
| 5.1 相似則 136 |
| 5.2 性能の無次元表示 137 |
| 第4章 ファン騒音の発生機構と騒音特性 |
| 1. ファンの騒音発生のしくみ 139 |
| 2. ライトヒルの音響理論 141 |
| 3. ファンの騒音特性 145 |
| 3.1 ターボファン 145 |
| 3.2 翼型ファン 146 |
| 3.3 多翼ファン 147 |
| 3.4 軸流ファンの騒音特性 148 |
| 4. ファンの騒音予測 149 |
| 4.1 比騒音レベル 149 |
| 4.2 比パワーレベル 150 |
| 4.3 騒音スペクトル 150 |
| 4.4 騒音相似則 153 |
| 5. ファンの低騒音化設計の考え方 154 |
| 5.1 遠心ファン 154 |
| 5.2 軸流ファン 155 |
| 参考文献 156 |
| 第II部 ファンモータ活用のための熱設計 |
| ① 電子装置の熱設計 |
| 1. 熱設計の考え方 159 |
| 1.1 熱設計の目標値 159 |
| 1.2 冷却方法の種類 162 |
| 1.3 熱量の単位 164 |
| 2. 伝熱の基礎 165 |
| 2.1 伝熱の基本法則 165 |
| 2.2 電子機器内部の熱の流れ 165 |
| 2.3 伝熱の3形態 165 |
| 3. 伝熱量の計算例 169 |
| 3.1 自然空冷による熱源からの伝熱量 169 |
| 3.2 高速空気量による熱輸送量 (強制空冷) 174 |
| 3.3 隔壁での伝熱量 175 |
| 4. 密閉筐体と開放筐体 176 |
| 4.1 筐体の種類 176 |
| 4.2 密閉型筐体の放熱能力 177 |
| 4.3 開放型筐体の放熱能力 180 |
| 5. ファンの選定と強制空冷設計時のポイント 183 |
| 5.1 ファンの選定 183 |
| 5.2 強制空冷装置設計時のポイント 184 |
| 6. 熱設計の手順 188 |
| 6.1 熱設計の手順 188 |
| 6.2 例題 190 |
| ② 高密度実装機器における効果的な冷却方法 |
| 1. 装置内の冷却 195 |
| 2. 装置内冷却の数値流体シミュレーション 196 |
| 2.1 シミュレーションモデル 197 |
| 2.2 温度分布の比較 198 |
| 2.3 風量・静圧特性曲線の比較 200 |
| 2.4 騒音の比較 200 |
| 3. 効果的な冷却方法 200 |
| ③ ファンを使った装置の設計 |
| 1. 発熱体の 強制空冷 203 |
| 1.1 発熱体の強制空冷の考え方 203 |
| 1.2 表面熱伝達率 204 |
| 1.3 計算式まとめ 206 |
| 2. 発熱体の強制空冷の例題 207 |
| 2.1 例題に用いる式 207 |
| 2.2 例題 208 |
| 2.3 まとめ 209 |
| 3. ステッピングモータを強制空冷する場合 (1) 211 |
| 3.1 実験装置 211 |
| 3.2 実験結果 212 |
| 3.3 まとめ 215 |
| 4. ステッピングモータを強制空冷する場合 (2) 215 |
| 4.1 計算に用いる式 215 |
| 4.2 計算に用いる値 216 |
| 4.3 計算方法および計算結果 217 |
| 4.4 例題 218 |
| 4.5 まとめ 220 |
| ④ シロッコファンを用いた装置の設計 |
| 1. 連続の式 223 |
| 1.1 連続の式 223 |
| 1.2 例題 224 |
| 2. 運動量保存式 225 |
| 2.1 運動量保存式 225 |
| 2.2 例題 225 |
| 3. ベルヌーイの式 226 |
| 3.1 ベルヌーイの式 226 |
| 3.2 例題 227 |
| 4. ピトー管 229 |
| 4.1 ピトー管の原理 229 |
| 4.2 例題 229 |
| 5. オリフィス 230 |
| 5.1 オリフィスの原理 230 |
| 5.2 例題 232 |
| 6. 吸込み口で圧力損失 233 |
| 6.1 吸込み口での圧力損失 233 |
| 6.2 例題 234 |
| 7. 直管部での圧力損失 235 |
| 7.1 直管部での圧力損失 235 |
| 7.2 例題 236 |
| 8. 拡大, 縮小部での圧力損失 237 |
| 8.1 拡大, 縮小部での圧力損失 237 |
| 8.2 例題 237 |
| 9. 曲管部での圧力損失 239 |
| 9.1 曲管部での圧力損失 239 |
| 9.2 例題 239 |
| 10. 吐出口での圧力損失 240 |
| 10.1 吐出口での圧力損失 240 |
| 10.2 例題 241 |
| 11. 圧力損失のまとめ 242 |
| 11.1 各部の圧力損失 242 |
| 11.2 例題 242 |
| 付録 ファンモータの安全規格 |
| 1. ファンモータに関する安全規格 247 |
| 1.1 UL規格 247 |
| 1.2 CSA規格 248 |
| 1.3 EN規格 248 |
| 1.4 電気用品取締法 248 |
| 2. ファンモータに関する安全規格要求試験 249 |
| 3. CEマーキング 252 |
| 3.1 機械指令 252 |
| 3.2 低電圧指令 252 |
| 3.3 EMC指令 253 |
| 4. 安全規格認定品および安全規格適合品と使い方のポイント 253 |
| 4.1 安全規格認定品 255 |
| 4.2 安全規格適合品 255 |
| 5. まとめ 257 |
| さくいん 261 |
