JP2002371998A

JP2002371998A - 送風装置

Info

Publication number: JP2002371998A
Application number: JP2001184763A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kobanawa; 昌之庁
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2001-06-19
Filing date: 2001-06-19
Publication date: 2002-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】送風用の羽根とベルマウスとの間で発生する
音響エネルギーを吸収することにより低騒音を実現した
送風装置を提供する。【解決手段】送付装置１は送風用の羽根４と該羽根４
の周囲を囲繞するベルマウス５とを備える。ベルマウス
５内に空洞部５Ａを形成する。羽根４に対向するベルマ
ウス５の面に、空洞部５Ａに連通する単一若しくは複数
の連通孔６を備える。空洞部５Ａと連通孔６における共
鳴により、羽根４とベルマウス５間で生じる騒音の音響
エネルギーを吸収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ベルマウスを備え
た送風機、詳しくは、空気調和装置等の熱交換機などに
用いられる送風用の羽根と、この羽根の周囲を囲繞する
ベルマウスを備えた送風装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりこの種送風用の羽根を有する送
風装置は、スーパーマーケットなどに設置された冷凍・
冷蔵食品を冷却する冷却装置の室外機、或いは、工場、
事務所、一般家庭などで用いられ冷暖房を行なう空気調
和装置等の熱交換機などに用いられている。送風装置
は、熱交換機に設けられて空気と熱交換させるための送
風機の送風用羽根と、この羽根の周囲を囲繞するノズル
やケーシングと称されるベルマウスとを備えている。該
ベルマウスは、送風用の羽根の周囲に囲繞することによ
り、羽根の周囲の空気の流れを整流して送風装置の送風
効率を向上させるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような羽根の周囲
を囲繞するベルマウスを備えた送風装置を用いて送風す
ると、回転する羽根の端部と、羽根の周囲に囲繞したベ
ルマウスとのチップクリアランス（隙間）に風の乱れが
発生する。この風の乱れによって羽根とベルマウス間に
風の渦、即ち、羽根とベルマウス間に翼端渦が発生しこ
の翼端渦にて騒音が発生し、送風装置全体の騒音の大き
さを大きくしていた。

【０００４】一方、近年では快適な生活環境を追求する
傾向にあり、送風装置においても静音化の要望が高まっ
てきている。そこで、送風時の騒音を小さく減衰させる
ことができる送風装置の開発が望まれていた。

【０００５】本発明は、係る従来技術の課題を解決する
ために成されたものであり、送風用の羽根とベルマウス
との間で発生する音響エネルギーを吸収することにより
低騒音を実現した送風装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の送風装置
は、送風用の羽根と該羽根の周囲を囲繞するベルマウス
とを有しており、前記ベルマウス内に形成された空洞部
と、前記ベルマウスの前記羽根に対向する面に形成さ
れ、前記空洞部に連通する単一若しくは複数の連通孔と
を備え、前記空洞部と連通孔における共鳴により、前記
羽根とベルマウス間で生じる騒音の音響エネルギーを吸
収するものである。

【０００７】また、請求項２の発明の送風装置は、上記
に加えて前記空洞部の体積と前記連通孔の数及び寸法に
基づいて決定される共鳴周波数を、減衰対象とする騒音
の周波数に対応させたものである。

【０００８】また、請求項３の発明の送風装置は、請求
項１又は請求項２に加えて、前記ベルマウスの空洞部内
に、吸音部材を充填したものである。

【０００９】本発明によれば、送風用の羽根と該羽根の
周囲を囲繞するベルマウスとを備えた送風装置におい
て、前記ベルマウス内に形成された空洞部と、前記ベル
マウスの前記羽根に対向する面に形成され、前記空洞部
に連通する単一若しくは複数の連通孔とを備え、前記空
洞部と連通孔における共鳴により、前記羽根とベルマウ
ス間で生じる騒音の音響エネルギーを吸収するようにし
たので、送風装置の騒音発生源である羽根とベルマウス
間で発生する騒音の音響エネルギーを直接吸収し、送風
装置の騒音を大幅に減少させることが可能となる。これ
により、送風装置の効果的な静音化を図り、極めて快適
な生活環境を提供することができるようになるものであ
る。

【００１０】請求項２の発明によれば、上記に加えて、
前記空洞部の体積と前記連通孔の数及び寸法に基づいて
決定される共鳴周波数を、減衰対象とする騒音の周波数
に対応させるようにしたので、空洞部の体積と連通孔の
数及び寸法を設定することで、送風装置において発生す
る最大の騒音の周波数に共鳴周波数を対応させることに
より、送風装置から発生する騒音を極めて効果的に低減
させることが可能となる。

【００１１】特に、共鳴周波数を減衰対象とする騒音の
周波数に対応させるので、送風装置から発生する高い周
波数から低い周波数までの広範囲にわたって減衰させた
い周波数を選択し、減衰させることが可能となる。即
ち、特定の周波数を減衰させることができるようになる
ので、送風装置の静音化のみならず、送風装置から発生
する音質の改善をも図ることができるようになるもので
ある。

【００１２】請求項３の発明によれば、請求項１又は請
求項２に加えて、前記ベルマウスの空洞部内に、吸音部
材を充填したので、前述の共鳴による音響エネルギーの
吸収に加えて、吸音部材によっても送風用の羽根とベル
マウス間で発生した騒音を吸収することができるように
なる。これにより、総じて送風装置の騒音の著しい低減
が可能となるものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、図面に基づき本発明の実施
形態を詳述する。図１は本発明の送風装置１の正面図、
図２は本発明の送風装置１の平断面図、図３は一部を拡
大したベルマウス５の縦断側面図、図４はベルマウス５
に設けた連通孔６の拡大図をそれぞれ示している。

【００１４】送風装置１は、例えば、スーパーマーケッ
トなどの冷凍・冷蔵食品を冷却する冷却装置の室外機、
或いは、工場、事務所、一般家庭などで用いられ冷暖房
を行なう空気調和装置等の熱交換機への送風に用いられ
るもので、電動機２と、該電動機２の回転軸２Ａに取り
付けられた送風用の複数枚の羽根４・・・と、羽根４・
・・の周囲を囲繞するベルマウス５とから構成されてい
る。

【００１５】ベルマウス５は内部を中空に形成され、密
閉された空洞部５Ａを有していると共に、ベルマウス５
の内側面（羽根４に対向する面）は、電動機２にて回転
する複数枚の羽根４・・・の先端と所定の隙間を存し、
略円形形状を呈している。そして、羽根４・・・に対向
する当該ベルマウス５の内側面には連通孔６が複数設け
られており、この連通孔６・・・は、空洞部５Ａ内と羽
根４・・・側の内側面の外側（羽根４とベルマウス５の
間隔）とを連通している。尚、３は固定部で、この固定
部３は電動機２の回転軸２Ａに固定されると共に、固定
部３の周囲に所定の間隔で前記複数枚の羽根４・・・
（実施例では４枚）が一体に形成されているものであ
る。

【００１６】この送風装置１の電動機２が駆動される
と、回転軸２Ａに固定された羽根４・・・は回転する。
この羽根４・・・の回転により、羽根４とベルマウス５
の隙間（チップクリアランス）で翼端渦や流れの乱れが
生じ、騒音が発生する。この騒音の周波数の分析を行な
うと、ある特定の周波数で大きな騒音レベルを示す場合
が多い。即ち、送風装置１から発生する騒音のうちの、
特定の大きな騒音の周波数のレベルを、その周波数以外
の周波数の騒音レベル以下にすれば、送風装置１の騒音
レベル全体を低減させることができることとなる。

【００１７】そこで、特定の大きな騒音の周波数のレベ
ルを低減させるために本発明では以下に説明する方法を
実行する。即ち、当該特定の大きな騒音の周波数を空洞
部５Ａと連通孔６・・・において共鳴させ、その音響エ
ネルギーを吸収させる、所謂、共鳴吸音の原理を用いて
騒音を減衰させる方法を用いる。

【００１８】ここで、図４及び図５で共鳴吸音による減
衰特性について説明する。この場合、空洞部５Ａと連通
孔６の寸法で決定される共鳴周波数ｆ_r（図５中央縦点
線。尚、横軸は騒音の周波数、縦軸は減衰量。）は、ｆ
_r＝ｃ／２π×（Ｇ／Ｖ）^1/2で表すことができる。尚、
式中のｃは音速、Ｖは空洞部５Ａの体積である。

【００１９】また、Ｇは連通孔６のコンダクティビティ
と呼ばれ、Ｇ＝ｎ×Ｓ／Ｌで表される。ｎは連通孔６の
個数、Ｓは連通孔６の面積、Ｌは連通孔６の長さ（図中
矢印範囲）である。上記より連通孔６は上記式に当ては
まる面積（大きさ）であれば、ベルマウス５の内側周囲
の面に単一で設けても、分割して複数設けても良いが、
騒音はベルマウス５の内側全周から発生するので、連通
孔６はベルマウス５の内側に略等間隔で複数設けるのが
好ましい。

【００２０】また、この式から明らかな如く連通孔６の
コンダクティビティ、即ち、連通孔６の形状を変えるこ
とによって、共鳴周波数を変更することができる。これ
により高い周波数から低い周波数までの広範囲にわたっ
て減衰させたい周波数を選択することができるようにな
る。

【００２１】次に、具体的な寸法を用いて送風装置１の
騒音低減方法の説明を行なう。今実施例の羽根４の大き
さ（回転したときの直径）は例えば約３７０ｍｍ、ベル
マウス５の内径は約３８６ｍｍであり、係る送風装置１
の大きな騒音の周波数は２００Ｈｚであったものとす
る。そして、この周波数（２００Ｈｚ）を減衰対象とす
ると、共鳴周波数ｆｒ＝２００Ｈｚとなる。

【００２２】そこで、連通孔６の面積ＳをＳ＝（π×４
²）／４ｍｍ²（連通孔６の直径４ｍｍ）、連通孔６の深
さＬをＬ＝２ｍｍ、空洞部５Ａの体積ＶをＶ＝π×３８
６×５０×３０ｍｍとし（音速（１５℃の空気中）ｃ＝
３．４×１０⁵ｍｍ／ｓ）、連通孔６の個数ｎ＝４にす
れば、共鳴周波数ｆｒは２００Ｈｚとなる。即ち、この
ベルマウス５の内側に直径４ｍｍの連通孔６を４個設け
る。これにより、送風装置１のベルマウス５と羽根４・
・・とのチップクリアランスで発生する２００Ｈｚの大
きな騒音の音響エネルギーは、空洞部５Ａと連通孔６・
・による共鳴現象により吸収されるようになる。尚、連
通孔６は等間隔に配置した場合に最も吸音効果が大きく
なる。

【００２３】このように、送風装置１は、送風用の羽根
４と該羽根４の周囲を囲繞するベルマウス５とを有して
おり、このベルマウス５内に形成された空洞部５Ａと、
該ベルマウス５の羽根４に対向する面に形成され、空洞
部５Ａに連通する単一若しくは複数の連通孔６とを備え
ているので、空洞部５Ａと連通孔６における共鳴によ
り、羽根４とベルマウス５間で生じる騒音の音響エネル
ギーを直接吸収することが可能となる。これにより、羽
根４とベルマウス５間で生じる騒音の発生を減少させる
ことができるようになり、送風装置１の騒音を大幅に減
少させることが可能となる。

【００２４】また、空洞部５Ａの体積と連通孔６の数及
び寸法に基づいて共鳴周波数を決定し、減衰対象とする
騒音の周波数に対応させているので、送風用の羽根４と
ベルマウス５間で共鳴する減衰対象の騒音を確実に打ち
消すことができるようになる。尚、送風装置１から発生
する全体の騒音のうち大きな騒音に減衰対象の共鳴周波
数を合わせておけば、送風装置１から発生する騒音を大
幅に低減させることが可能となる。

【００２５】特に、共鳴周波数を減衰対象とする騒音の
周波数に対応させるので、送風機から発生する、高い周
波数から低い周波数までの広範囲にわたり減衰させたい
周波数を選択することが可能となる。これにより、特定
の周波数だけをを減衰させることができるようになるの
で送風装置１の静音化のみならず、送風装置１から発生
する音質の改善をも図ることができるようになる。

【００２６】次に、図６には本発明の他の実施例の送風
装置１を示している。この場合、ベルマウス５の空洞部
５Ａ内には図７に示す如き吸音部材７を充填している。
該吸音部材７は、ウレタンフォーム、発泡ポリウレタン
等にて構成されると共に、略ベルマウス５の空洞部５Ａ
内全体に充填されている。これによって、空洞部５Ａ内
で共鳴した騒音を吸音できるように構成している。尚、
ベルマウス５の空洞部５Ａ内に充填する吸音部材７の充
填密度は一般的に高いほど吸音効果が大きいため、ベル
マウス５が羽根４と相対する内側面の内周面積と連通孔
６の面積の割合である有孔率が５％より小さい場合には
騒音の吸音効果がなくなる。従って、この場合には有孔
率を５％以上に設定する。

【００２７】このように、ベルマウス５の空洞部５Ａ内
に、吸音部材７を充填しているので、送風用の羽根４と
ベルマウス５間で発生した騒音を吸音部材７にて吸収す
ることが可能となる。これにより、上述の共鳴による音
響エネルギー吸収に加えて、吸音部材７によっても騒音
を吸収し、総じて送風用の羽根４とベルマウス５間で発
生した騒音を確実に低減させることができるようにな
る。

【００２８】尚、実施例では、羽根４・・・に対向する
ベルマウス５の内側の面に連通孔６を複数設けたが、前
記共鳴吸音の減衰特性を示す計算式に対応する範囲であ
れば、連通孔６は単一であっても本発明は有効である。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、送風
用の羽根と該羽根の周囲を囲繞するベルマウスとを備え
た送風装置において、前記ベルマウス内に形成された空
洞部と、前記ベルマウスの前記羽根に対向する面に形成
され、前記空洞部に連通する単一若しくは複数の連通孔
とを備え、前記空洞部と連通孔における共鳴により、前
記羽根とベルマウス間で生じる騒音の音響エネルギーを
吸収するようにしたので、送風装置の騒音発生源である
羽根とベルマウス間で発生する騒音の音響エネルギーを
直接吸収し、送風装置の騒音を大幅に減少させることが
可能となる。これにより、送風装置の効果的な静音化を
図り、極めて快適な生活環境を提供することができるよ
うになるものである。

【００３０】また、請求項２の発明によれば、上記に加
えて、前記空洞部の体積と前記連通孔の数及び寸法に基
づいて決定される共鳴周波数を、減衰対象とする騒音の
周波数に対応させるようにしたので、空洞部の体積と連
通孔の数及び寸法を設定することで、送風装置において
発生する最大の騒音の周波数に共鳴周波数を対応させる
ことにより、送風装置から発生する騒音を極めて効果的
に低減させることが可能となる。

【００３１】特に、共鳴周波数を減衰対象とする騒音の
周波数に対応させるので、送風装置から発生する高い周
波数から低い周波数までの広範囲にわたって減衰させた
い周波数を選択し、減衰させることが可能となる。即
ち、特定の周波数を減衰させることができるようになる
ので、送風装置の静音化のみならず、送風装置から発生
する音質の改善をも図ることができるようになるもので
ある。

【００３２】更に、請求項３の発明によれば、請求項１
又は請求項２に加えて、前記ベルマウスの空洞部内に、
吸音部材を充填したので、前述の共鳴による音響エネル
ギーの吸収に加えて、吸音部材によっても送風用の羽根
とベルマウス間で発生した騒音を吸収することができる
ようになる。これにより、総じて送風装置の騒音の著し
い低減が可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の送風装置の正面図である。

【図２】同図１の送風装置の平断面図である。

【図３】一部を拡大したベルマウスの縦断側面図であ
る。

【図４】共鳴による騒音の減衰特性を説明するための連
通孔の拡大図である。

【図５】共鳴による騒音の減衰特性を説明するための図
である。

【図６】空洞部に吸音部材を充填した他の送風装置の平
断面図である。

【図７】同図６のベルマウスの一部縦断側面図である。

【符号の説明】

１送付装置２電動機２Ａ回転軸３固定部４羽根５ベルマウス５Ａ空洞部６連通孔７吸音部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送風用の羽根と該羽根の周囲を囲繞する
ベルマウスとを備える送風装置において、前記ベルマウス内に形成された空洞部と、前記ベルマウスの前記羽根に対向する面に形成され、前
記空洞部に連通する単一若しくは複数の連通孔とを備
え、前記空洞部と連通孔における共鳴により、前記羽根とベ
ルマウス間で生じる騒音の音響エネルギーを吸収するこ
とを特徴とする送風装置。
【請求項２】前記空洞部の体積と前記連通孔の数及び
寸法に基づいて決定される共鳴周波数を、減衰対象とす
る騒音の周波数に対応させたことを特徴とする請求項１
の送風装置。
【請求項３】前記ベルマウスの空洞部内に、吸音部材
を充填したことを特徴とする請求項１又は請求項２の送
風装置。