CN101235817A - 机械低噪音封装体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种机械的低噪音封装体。现有的机械的封装体在具有成本、重量等问题的同时，存在要提高降低噪音的性能时气流阻抗上升、冷却性能下降的被称为二律背反的问题，在确保放热性能在实用的范围内的基础上，通过具备大幅改善降低噪音的效果的吸音构造，能够实现箱体小型化、减小冷却风扇动力的机械的低噪音封装体。通过设置吸音构造，其是在吸气口11A或排气口13A的至少某一方上，将多根整形为圆筒状的在聚酯纤维的母材40a的表面上复合覆盖有聚酯纤维类等的高分子无纺织布40b的吸音筒40，以其长轴与流过吸气口11A或排气口13A的空气的流动方向大致垂直交差的方式配置在支承件上，能够将气流阻抗抑制在最小限度，减小噪音，达到冷却风扇的小型化和冷却风扇动力的降低。
Description
技术领域
本发明涉及具有用于减少从所设置的开口部放射的噪音的吸音构造的机械封装体。上述开口部是为了冷却从具有吸气口、排气口的产业机械等的机械中产生的热而设置。
背景技术
作为现有的开口部的吸音构造，最一般的是使用玻璃纤维等多孔质材料的内贴管(duct)、分离(split)型、单元(cell)型，这些基本形态是吸音件内贴管。
吸音件内贴管由于在声音的波长比其截面的直径或短边小的高音区域中，声波呈射束状行进，所以减音量下降。为了尽量防止该缺陷，常使用通过吸音件将管截面分割为格子状成为细直路的并列型的单元型，或者通过平板状的吸音件平行地分割流路的分离器型的吸音管。
但是，由于上述构造的减音量也受吸音件的吸音特性和吸音处理后的管长支配，一般通过使用分离型或单元型等，对高音有效，同时进一步为了提高低音域的吸音率，不得不增加吸音件的厚度，结果会因此增加流体阻抗。这样的现有的吸音管型的吸音构造相对于应用对象最多的500～2kHz的带域的噪音，空间是必须的，在具有成本、重量等问题的同时，存在要提高降低噪音的性能时气流阻抗上升、冷却性能下降的被称为二律背反的问题。
另外，通过散热窗(louver)的设置、将管形状设置为迷宫状能够降低噪音，但也存在上述同样的问题。
作为解决上述问题的方法，在专利文献1(日本特开平9-126666号公报)中公开了具有横穿空气入口、至少配置在两列上，且由吸音件构成的大致圆柱状的吸音部件的减音装置。
此外，在专利文献2(日本特开2000-87725号公报)中公开了一种声音衰减体，通过吸音部件和设置在该吸音部件的一侧具有截面为凹状的反射面的声音反射部件，按照利用反射面反射透过吸音部件而入射的声音，使吸音部件内的吸音距离变长，声音被吸音后，向声音S的到来一侧放射的方式构成。
此外，在专利文献3(日本特开平9-26177号公报)中公开了具有吸音功能的空气管(air duct)，其通过将使用离子交换纤维的吸音件安装在气体流路上，在吸音效果的同时利用离子交换纤维的气体污染物质除去作用净化气体。此外，在专利文献4(日本特开2002-266756号公报)中公开了将圆筒状的吸音元件插入角筒形箱体内的吸音器，上述圆筒状的吸音元件是由具有通气性的无机质纤维、有机质纤维、玻璃丝网或无纺织布等构成的防止飞散材料将无机质纤维管的表里面覆盖。
现有的吸音件内贴管或作为其应用的单元型、分离型，相对于降低需求最大的500～2kHz的带域，为了提高减音量，必须使管变长、内贴吸音件变厚、开口部变窄，其结果是增大气流阻抗，存在减音性能和来自空间、重量、成本等实用方面的很多问题。
此外，在专利文献1、专利文献2中记载的结构中，因为与空气流交差地配置筒状的吸音部件，所以具有减少气流阻抗的效果，但是关于针对吸音效果的吸音部件的材质，没有充分考虑吸音特性。
进一步，专利文献3、专利文献4所述的结构中，因为与空气流平行地配置吸音件，与上述单元型、分离型具有同样的问题，而且关于针对吸音效果的吸音部件的材质，没有充分考虑吸音特性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明涉及的机械的低噪音封装体的特征在于：设置吸音构造，其是在吸气口或排气口的至少某一方上，将加工成圆筒状的聚酯纤维类吸音筒以其长轴与流过上述吸气口或上述排气口的空气的流动方向大致垂直交差的方式配置在支承件上。
此外，其特征在于，所述聚酯纤维类吸音筒是在聚酯纤维的母材的表面上圆筒状地卷绕并复合有高分子类无纺织布的吸音体。
此外，其特征在于，采用在所述聚酯纤维类吸音筒的圆筒中心贯通有实轴或中空轴的结构。
此外，如权利要求2所述的机械的低噪音封装体的特征在于，在所述高分子类无纺织布上，设置有金属或者树脂类的网眼结构体或者多孔结构体。
此外，其特征在于，所述支承件为聚酯纤维类吸音件。
此外，其特征在于，所述聚酯纤维类吸音件为在聚酯纤维的母材的表面上复合有高分子类无纺织布的吸音结构。
此外，其特征在于，所述母材为玻璃纤维或者软质聚氨酯泡沫。
此外，其特征在于，所述吸音结构为自由拆卸的盒式。
此外，其特征在于，所述支承件也设置在所述聚酯纤维类吸音筒的两端部以外的位置。
进一步，其特征在于，在所述支承件上设置多个半圆的切口部，在所述切口部形成能够嵌入所述聚酯纤维类吸音筒的两端部的吸音结构，将所述支承件和所述聚酯纤维类吸音筒的两端部互相重叠堆积构成排列。
根据本发明，由于能够在减少气流阻抗的同时实现低噪音化，所以能够将冷却风量的降低抑制在最小限度，从而能够提高封装体的散热性。此外，因为放热性能充裕，所以能够实现冷却风扇的小型化，减少由冷却风扇产生的噪音，减少风扇动力，而且还能够使吸音构造变小，从而能够达到封装体的小型化。
附图说明
图1是实施例1的吸音构造的侧面图(a)和X-X截面图(b)。
图2是表示实施例1的吸音筒的构造的直径方向的截面图。
图3是表示实施例2的吸音构造的俯视图。
图4是固定有实施例1或实施例2的吸音构造的低噪音封装体的俯视图。
图5是实施例1或实施例2的吸音构造为盒式的低噪音封装体的俯视图。
图6是用于确认实施例1的吸音构造的吸音效果的实验装置的截面图。
图7是表示实施例1的吸音构造的吸音效果的比较图。
图8是表示在聚酯纤维的母材的表面上复合有聚酯无纺织布的情况下的吸音特征的比较图。
图9是表示实施例2的吸音构造的吸音效果的比较图。
图10是用于确认现有构造的吸音效果的实验装置的截面图。
图11是表示现有构造的吸音效果的比较图。
图12是表示具有实施例1或实施例2的吸音构造的低噪音封装体的构造的结构图。
图13是比较实际机器中实施例2的低噪音封装体和现有的封装体的吸音效果的比较图。
图14是表示利用实施例1或实施例2的吸音构造中的叠层支承件的吸音筒的支承构造的俯视图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施方式。
图12是表示应用本实施例的低噪音封装体的空气压缩机单元(unit)的概略构造的纵截面图。在该图12中，空气压缩机单元1固定在形成其外廓和框架的箱体2内的基底2a上，在箱体2内固定于被支柱14支承的支承部件2b上的该种构件包括：公知的电机3；同样固定在支承部件2b上的生成压缩空气的外周驱动形涡旋压缩机4；向箱体2内导引外部气体，对电机3和外周驱动形涡旋压缩机4等进行空气冷却的冷却风扇5；将来自外周驱动形涡旋压缩机4的压缩空气冷却到适当温度的热交换器6；和将来自该热交换器6的压缩空气除湿至适当湿度的干燥器7。
外周驱动形涡旋压缩机4包括V皮带轮(pulley)8，在电机3的旋转驱动的同时，通过设置在电机3的电机旋转轴3a的一侧(图12中右侧)的V皮带轮9和张架在这些V皮带轮8、9上的V皮带10传送旋转动力。
冷却风扇5的旋转轴连接在电机旋转轴3a的另一侧(图12中左侧)上，在电机3的驱动的同时驱动冷却风扇5。然后，通过该冷却风扇5的驱动，如图12中箭头A所示，使外部气体从配置有后述的吸音筒40的吸气口11A向箱体2内流入，通过冷却风扇5和管12从配置有后述吸音筒40的排气口13A排出。
由此，能够对箱体2内的电机3和涡旋压缩机4等进行外部气体冷却。此外，与此同时，如图12中箭头B所示，来自吸气口11A的外部气体通过冷却风扇5流出至设置在管12内的热交换器6，之后从排气口13A排出。由此，热交换器6能够将来自外周驱动形涡旋压缩机4的压缩空气冷却至适当温度。
干燥器7具有压缩机、冷凝器、毛细管(capillary)和蒸发器(均未图示)，由此将来自热交换器6的压缩空气除湿至适当湿度。此外，这时，在干燥器7具有对冷凝器和蒸发器进行空气冷却的风扇7c，如图12中箭头C所示从排气口13B排气。
图4是从正面右斜上方俯视本实施例所示的空气压缩机单元1的构造的俯视图。空气压缩机单元1中，外周驱动形涡旋压缩机4、冷却风扇5、电机3为主要的振动、噪音的产生源。在本实施例中，形成吸音构造，其是如图4所示在空气压缩机单元1的吸气口11A和排气口13A部上，将吸音筒40与吸气口11A和排气口13A的面平行地，即以其长轴与空气的流动方向大致垂直交差地配置多根。
此处对吸音构造进行详细说明。图1是表示吸音构造的侧面的侧视图(a)和沿图1(a)的X-X截面图(b)。吸音筒40的间隔W1、W2在吸音筒40的直径D的50％～150％之间，兼顾到与流动阻抗的平衡而决定。此外如上所述，形成吸音构造，该吸音构造如图中所示是以吸音筒40的长轴L与空气的流动方向M大致垂直交差的方式配置有多根吸音筒40。通过使用本构造，能够不增加冷却风A、B的流动阻抗，而有效地减小来自吸气口11A、排气口13A的噪音。本例中吸音筒40的排列为交错排列，也可以使用交错排列以外的排列。
接着说明吸音筒40的构造。图2是表示吸音筒40的构造的沿直径方向的截面图。如图2所示，吸音筒40具有下述结构，将整形为圆筒状的聚酯纤维的母材40a的表面圆筒状地卷绕并复合聚酯纤维类等的高分子类无纺织布40b而覆盖。例如，在厚度30mm，体积密度44kg/m3的聚酯纤维的母材的表面上将聚酯类无纺织布通过粉末状热熔(hot melt)进行热熔接并复合从而形成吸音筒。
为了确认本实施例的效果，在图6所示的实验箱B中放入扬声器S，产生粉红噪声，由麦克风M测定在有无由吸音筒A构成的吸音构造的情况下的相对1/3Oct.Band中心频率的声压等级并进行比较。结果如图7所示，CASE1是完全没有吸音构造的情况，CASE2是设置有在聚酯纤维(35kg/m3)的母材的表面上复合有聚酯纤维类无纺织布的吸音筒的情况，CASE3是设置有仅有聚酯纤维(35kg/m3)的母材而在其表面上没有复合聚酯纤维类无纺织布的吸音筒的情况。可知即使是CASE3的情况与CASE1相比，在以1.25kHz为中心的500～4kHz的宽幅的带域中音量减小，而在CASE2的情况下能够更大幅度地减小音量。
这是因为在聚酯纤维的母材的表面上复合聚酯类无纺织布，能够改善吸音特性。在图8中显示其依据。图8的横轴为频率，纵轴为垂直入射吸音率，是比较仅有母材的吸音筒的情况(图中○符号)和在母材(聚酯纤维，厚度：30mm，体积密度44kg/m3)的表面上通过粉末状热熔进行热熔接而复合聚酯类无纺织布的吸音筒的情况(图中●符号)的图。由该图可知，与仅具有母材的吸音筒的情况相比，通过在表面上以热熔接粉末复合无纺织布，能够使吸音特性飞跃性地提高。
另一方面，在上述实验箱B中设置，如图10所示的以40mm的间隔配置加工成60mm×160mm的32kg/m3的玻璃纤维G的现有构造，放入扬声器S产生粉色噪声，由麦克风M测定在有无由玻璃纤维G构成的吸音构造的情况下的相对1/3Oct.Band中心频率的声压等级，结果表示在图11中。如图11所示，现有构造的CASE4的情况与完全没有吸音构造的CASE1的情况相比，虽然具有吸音效果，但特别是在高频带域中，表现出比本实施例差很多的结果。本实施例不仅减音性能优异，而且在流体阻抗方面也是相当有利的构造。
这样，因为不仅使用聚酯纤维的母材，还在其表面上复合聚酯纤维类等的高分子类无纺织布，所以能够飞跃性地提高吸音性能，获得很好的吸音效果，此外，因为形状为圆柱状，空气容易流通，行进路径短，所以能够大幅改善气流阻抗，解决了现有的吸音类管所具有的吸音效果和气流阻抗的二律背反的问题。
而且，因为吸音筒40是在被整形为圆筒状的聚酯纤维的母材40a的表面上覆盖有聚酯纤维类等的高分子类无纺织布40b的结构，存在强度面变差的情况，在作用外力时可能无法维持形状。因此，作为吸音筒40的芯材也可以是贯通用于加强安装的实轴或中空轴的结构。
此外，为了保护吸音筒40的表面，也可以在吸音筒40的表面的高分子无纺织布40b上设置金属或树脂类的网眼结构体或多孔结构体。
此外，代替聚酯纤维的母材40a，玻璃纤维或软质聚氨酯泡沫的母材也能够发挥同样的功能。
进一步，如图1所示，将吸音筒40插入支承件31、32中构成排列的情况下，例如，首先将吸音筒40的一端插入支承件31，就不得不将另一端插入支承件32的孔。当构成排列的吸音筒40数量较少时还有可能将吸音筒40的另一端插入支承件32，但随着吸音筒40的根数增加，向支承件32的孔插入吸音筒40变得困难。
这里，如图14所示，排列是通过吸音筒40和作为吸音筒40的固定部件的叠层支承件45构成吸音构造即可。在该叠层支承件45的吸音筒安装部上设置有半圆状的切口。排列的结构是，在叠层支承件45的半圆状的多个切口部上分别嵌入吸音筒40，接着以夹着嵌入的吸音筒40的方式安装另一叠层支承件45。通过重复上述操作构成排列。通过这样构成排列，能够消除通过吸音筒40的根数的增加引起的安装的困难，能够大幅改善操作性。
此外，作为吸音筒40向压缩机单元1的安装方法，如图4所示可以直接固定在压缩机单元1的吸气口11A和排气口13A上，为了维护方便，也能够如图5所示，使组装有吸音筒40的部件为如盒43、44这样自由拆卸的盒方式。通过采用盒式构造，作为为了实现降低噪音化的模块具有能够简单地进行安装的优点。
接着说明本发明的实施例2。本实施例采用的结构是，在实施例1中所述的在聚酯纤维的母材的表面上复合有聚酯纤维类无纺织布的吸音筒的基础上，使支承该吸音筒的支承件也具有吸音效果。即，如图3所示，在以聚酯纤维为母材、在其表面上复合有聚酯纤维类等的高分子类无纺织布的聚酯纤维类吸音件上设置用于支承吸音筒的孔，通过配设在封装体的开口部的两端，形成插入吸音筒的结构，能够实现综合的噪音的降低。应用本实施例的低噪音封装体的空气压缩机单元的其他构造与图12相同，省略其说明。
吸音筒40的支承结构是，如图3所示，在配置于吸音筒40的两端的吸音件41、42上设置用于支承吸音筒40的孔41c、42c，通过将吸音筒的两端分别插入吸音件41、42的孔41c、42c中进行支承。吸音件41、42的结构是分别在聚酯纤维的母材41a、42a的表面上复合聚酯纤维类等的高分子类无纺织布41b、42b。
此处，参照图9说明吸音件41、42的吸音效果。在图9中，CASE1是完全没有吸音构造的情况，CASE2是仅设置有在聚酯纤维(35kg/m3)的母材的表面上复合有聚酯纤维类无纺织布的吸音筒的情况，CASE3是同时设置有在聚酯纤维(35kg/m3)的母材的表面上复合有聚酯纤维类无纺织布的吸音筒和上述聚酯纤维类吸音件(35kg/m3，25mm厚)的情况。由图9可知，通过采用本结构，在基于吸音筒40的减音效果的基础上还增加吸音件41、42的吸音效果，特别是在630Hz～1KHz的范围内，与上述实施例1的情况相比，能够更有效的发挥减音效果。
进一步，图13表示通过实际机器对在吸气口及排气口使用软质聚氨酯泡沫的吸音管和封装体内部的吸音处理的组合的现有构造，与采用吸音筒40与吸音件41、42的本实施例的情况的减音量进行确认的结果。可知应用本实施例的封装体与现有构造相比较，在实际产品中能够获得大幅的减音效果。当然，也能够将封装体内的各部的温度抑制在与现有构造的情况相同的程度。
此外，以玻璃纤维、软质聚氨酯泡沫的母材代替聚酯纤维的母材41a、42a，也能够发挥同样的功能。
此外，为了进一步稳定吸音筒40的支承，吸音筒40的支承也能够在吸音筒40的两端以外的部分进行。进一步，在封装体的吸音筒支承面以外的面上也配置聚酯纤维类吸音件，当然也能够提高降低噪音的性能。
此外，在本实施例中，如果利用实施例1中所述的叠层构造的吸音件构成吸音筒40的排列，则能够消除由于吸音筒40的根数增加而导致的安装的困难，能够大幅改善操作性。
此外，关于本实施例的吸音筒40向压缩机单元1的安装方法，可以如实施例1中所述直接固定在吸气口11A和排气口13A上，为了维护的方便，也能够采用可自由拆卸的盒方式。在本实施例中，通过采用盒式构造，作为用于降低噪音的模块具有能够简单地进行安装的优点。
通过以上的典型实验和上述评价，实证解决了散热性和低噪音性的二律背反的本实施例的低噪音封装体的优异性能。特别是低噪音性吸音效果大，相对其他方式其频率带域宽，成为更加优异的特性。
Claims (10)
1.一种机械的低噪音封装体，其特征在于：
设置有吸音结构，其是在吸气口或排气口的至少一方上，将多根加工为圆筒状的聚酯纤维类吸音筒以其长轴与在所述吸气口或者所述排气口中流动的空气的流动方向大致垂直交叉的方式配置在支承件上。
2.根据权利要求1所述的机械的低噪音封装体，其特征在于：
所述聚酯纤维类吸音筒是在聚酯纤维的母材的表面上圆筒状地卷绕并复合有高分子类无纺织布的吸音体。
3.根据权利要求2所述的机械的低噪音封装体，其特征在于：
采用在所述聚酯纤维类吸音筒的圆筒中心贯通有实轴或中空轴的结构。
4.根据权利要求2所述的机械的低噪音封装体，其特征在于：
在所述高分子类无纺织布上，设置有金属或者树脂类的网眼结构体或者多孔结构体。
5.根据权利要求1所述的机械的低噪音封装体，其特征在于：
所述支承件为聚酯纤维类吸音件。
6.根据权利要求5所述的机械的低噪音封装体，其特征在于：
所述聚酯纤维类吸音件为在聚酯纤维的母材的表面上复合有高分子类无纺织布的吸音结构。
7.根据权利要求2或6所述的机械的低噪音封装体，其特征在于：
所述母材为玻璃纤维或者软质聚氨酯泡沫。
8.根据权利要求1所述的机械的低噪音封装体，其特征在于：
所述吸音结构为自由拆卸的盒式。
9.根据权利要求1所述的机械的低噪音封装体，其特征在于：
所述支承件也设置在所述聚酯纤维类吸音筒的两端部以外的位置。
10.根据权利要求1所述的机械的低噪音封装体，其特征在于：
在所述支承件上设置多个半圆的切口部，在所述切口部形成能够嵌入所述聚酯纤维类吸音筒的两端部的吸音结构，将所述支承件和所述聚酯纤维类吸音筒的两端部互相重叠堆积构成排列。
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