JP2005195266A - 空調用ダクト - Google Patents

Abstract

【課題】 薄い外周壁であっても、歪みが小さく、また気流による振動、騒音を抑制することができる空調用ダクトを提供する。
【解決手段】 ダクト外周壁２，３，４，５を構成する薄板を折り曲げて、波状に周期分布する補強リブｒを形成し、ダクト外周壁２，３，４，５の剛性を高める。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空気調和、換気または排煙等に用いるダクト（以下、「空調用ダクト」または、単に「ダクト」という）に関する。

空調用ダクトは、その断面形状が矩形（角ダクト）または円形（丸ダクト）に形成され、所望の気流経路に合わせて、直進形、Ｌ字形（エルボ）、Ｓ字形（Ｓカーブ）などに形成されている。また、空調用ダクトの材料としては、亜鉛鉄板、鋼板、ステンレス板、塩化ビニル被覆鋼板などが用いられている。

このような空調用ダクトの製作においては、薄い平板状の材料を外周壁として用い、たとえば角ダクトでは、概ね次のような工程を経て製作される。すなわち、素材を板取り（これを外周壁とする）、耳落しした後、ハゼ折りをする。このハゼとは、板と板とをつなぎ合わせるための係合部である。このハゼ折り後に、フランジ折りをして、管状（筒状）に組み立てるものである（例えば、非特許文献１参照。）。
「標準ダクトテキスト」全国ダクト工業団体連合会 編集発行、平成１２年９月、ｐ.２５−４１

このような空調用ダクトでは、外周壁の歪みを小さく抑えるために、ダクト内を流れる気体（空気、排気ガスなど）の圧力、外周壁の厚みに応じて、ダクトの長辺が制限される。すなわち、板厚が薄い外周壁では、ダクトの幅が短く制限され、幅広のダクトを作るには、板厚が厚い外周壁を用いる必要がある。

さらに、このような空調用ダクトでは、板厚が薄い外周壁を用いると、ダクト内に気体が流れる際に、外周壁が振動し、さらには騒音を引き起こすことがある。このため、ダクトの耐振動性を上げるには、外周壁の板厚を厚くすることが有効であるが、これではダクトの重量が増し、また材料費がかさむこととなる。

そこで本発明は、薄い外周壁であっても、歪みが小さく、また気流による振動、騒音を抑制することができる空調用ダクトを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、ダクト外周壁を構成する薄板を折り曲げて、波状に周期分布する補強リブを形成したことを特徴としている。
（作用）
本発明によれば、補強リブを波状に周期分布するようにしたため、平板の場合に比べて、外周壁の剛性が高い。このため、薄い外周壁であっても歪みが小さく、同じ板厚の外周壁材を用いても、従来の平板の場合に比べて、ダクトの幅を広くすることができる。

また、外周壁の剛性が高いため、平板の場合に比べて、振動が伝播されにくく、外周壁さらには空調用ダクト全体の振動減衰能が高い。このため、気流による振動や騒音を抑えることができる。

さらに、請求項２に記載の発明は、補強リブを形成する波状周期は、波長方向が異なる複数の横波が交差して成ることを特徴としている。
（作用）
本発明によれば、複数の横波が交差するようにしたので、外周壁がさらに変形し、外周壁の剛性がさらに高まる。しかも、交差させる角度を選択することによって、方向に制限されることなく剛性を高めることができる。

本発明によれば、波状に周期分布する補強リブを形成することで、外周壁の薄板化が可能となり、ダクト全体の重量を下げ、かつ材料費を低減させることができる。また、外周壁の剛性が向上するので、振動や騒音を抑制することができる。

さらに、補強リブを形成する波状周期を、複数の横波が交差するように形成することで、外周壁がさらに変形し、外周壁の剛性がさらに高まる。また、方向に制限されることなく剛性を高めることができる

以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る空調用ダクトを示す。

図中１は直進形の直進ダクト、図中１０はＬ字形のエルボダクトであり、ともに断面が矩形の角ダクトである。ともに材料は、亜鉛鉄板を使用している。

直進ダクト１は、主として４枚の板金製の外周壁２，３，４，５から構成され、この外周壁２，３，４，５が管状（筒状）に組み合わされている。このように管状に組み合わせた状態で、その両端にフランジ６，７が形成されるように、それぞれの外周壁２，３，４，５の両端がフランジ折りされている。また、このフランジ６，７の四隅には、ボルト取り付け用穴６ａ，７ａが設けられている。なお、図中ａは、外周壁２，３，４，５をつなぎ合わせるハゼ部である。

外周壁２，３，４，５の全面には、板面を折り曲げて波状に周期分布させた補強リブｒが形成されている。この補強リブｒの方向は、その稜線が気流方向とほぼ直交するように、言い換えると、補強リブｒの波長方向が、気流方向（直進ダクト１の貫通方向）と平行するようになっている。

次に、直進ダクト１の寸法について説明する。

外周壁２，３，４，５の厚みは、０．６ｍｍであり、直進ダクト１の長さ（長辺）Ｌ、幅Ｗおよび高さＨの寸法はそれぞれ以下のとおりである。

長さＬ：１，７４０ｍｍ
幅Ｗ：１，０００ｍｍ
高さＨ：５００ｍｍ
補強リブｒの形状は、図２に示すように、外周壁をわずかに折り曲げた波形をしており、そのピッチｐ（山と山、谷と谷との間隔）および、段差ｄ（谷と山との高差）は、次のとおりである。

ピッチｐ：１５０ｍｍ
段差ｄ：５ｍｍ
同様にして、エルボダクト１０について説明する。

エルボダクト１０も直進ダクト１と同様に、主として４枚の板金製の外周壁１１，１２，１３，１４から構成されている。外周壁１１，１２は、平面が円弧状のＬ字を呈しており、外周壁１３，１４は、円弧状に折り曲げられている。これら外周壁１１，１２，１３，１４を管状（筒状）に組み合わせて、気流が９０度方向転換するように形成されている。また直進ダクト１と同様に、両端にフランジ１５，１６が形成され、このフランジ１５，１６の四隅には、ボルト取り付け用穴１５ａ，１６ａが設けられている。この穴１５ａと穴７ａにボルト（図示せず）が挿入され、ナット（図示せず）で締め付けられて、直進ダクト１とエルボダクト１０とが連結されている。なお、フランジ７とフランジ１５との間には、気密用のガスケット（図示せず）が挟まれている。

外周壁１１，１２および外周壁１３，１４の全面には、直進ダクト１と同様に、波状の補強リブｒが形成されている。外周壁１１，１２における補強リブｒの方向は、直進ダクト１と連結された際に、直進ダクト１の補強リブｒの方向と一致するようになっている。また、外周壁１３，１４の補強リブｒの方向は、補強リブｒの稜線が外周壁１３，１４の円弧に沿うようになっている。

外周壁１１，１２，１３，１４の厚みは、０．６ｍｍであり、エルボダクト１０の幅Ｗおよび高さＨの寸法は、それぞれ直進ダクト１と同値である。また外周壁１３の曲率半径Ｒは、５００ｍｍである。さらに、補強リブｒの形状および寸法は、直進ダクト１の補強リブｒと同じである。

このような構成の直進ダクト１およびエルボダクト１０では、各外周壁に波状の補強リブｒが形成されているため、平板の場合に比べて、各外周壁の剛性が高い。このため、薄いダクト材であっても歪みが小さく、同じ板厚のダクト材を用いても、従来の平板の場合に比べて、ダクトの幅を広くすることができる。これは、ダクト全体の重量を下げ、かつ材料費を低減させる結果となる。

たとえば、この直進ダクト１は、外周壁２，３，４，５の板厚が０．６ｍｍで、ダクトの幅Ｗが１，０００ｍｍであるが、従来の平板で幅が１，０００ｍｍの直進ダクトを製作するには、外周壁（平板）の板厚を０．８ｍｍにする必要がある。このように、補強リブｒによって外周壁の剛性が高まるため、従来の平板の場合に比べて、板厚が１ランク薄い外周壁材を用いても、同じ幅広のダクトを製作することができる。しかも、補強リブｒは、外周壁をわずかに折り曲げただけであるので、その構造、加工が簡単である。すなわち、平板をプレス機などでわずかに曲げるだけで、形成することができる。

次に、このような構成の空調用ダクトの振動、騒音抑制作用について、説明する。

たとえば、直進ダクト１の開口側（エルボダクト１０が連結されていない側）から、空気、排気ガスなどが流入したとする。すると、気流による外周壁２，３，４，５への振動が気流方向に発生、伝播する。しかしながら、外周壁２，３，４，５には補強リブｒが形成され、剛性が高められているため、平板の場合と比べて、振動が伝播されにくい。すなわち、補強リブｒによって、外周壁２，３，４，５さらには直進ダクト１全体の振動減衰能が高められている。このため、気流による振動や騒音が抑えられる。しかも、補強リブｒの稜線が気流方向と直交しているため、気流による振動の伝播が補強リブｒの稜線によってさらに遮られ、さらに振動や騒音が抑えられる。

続いて、直進ダクト１からエルボダクト１０へ空気などが流入すると、エルボダクト１０によって気流の方向は９０度転換される。この際、気流による外周壁１１，１２，１３，１４への振動が気流方向に発生、伝播するが、直進ダクト１と同様に、補強リブｒによって、振動の伝播が抑制され、騒音も抑えられる。また、エルボダクト１０の流入側（直進ダクト１が連結している側）では、補強リブｒの稜線が気流方向と直交しているが、その後徐々に流出側（開口側）に向かって、補強リブｒの稜線と気流方向とが平行になる。このため、流入側では、直進ダクト１と同様に、振動や騒音の抑制効果が高い。一方流出側では、補強リブｒの稜線と気流方向とが平行であるため、流入側に比べて振動や騒音の抑制効果は下がるが、流入側において振動や騒音がすでに抑制されているため、流出側における抑制効果が小さいとしても、全体としての（流入側から流出側にわたる）抑制効果は、十分であると言える。すなわち、エルボダクト１０においては、振動が比較的大きい流入側において、補強リブｒの稜線が気流方向（振動の伝播方向）に対して直交するように、補強リブｒを形成することが有効である。

本実施形態では、補強リブｒの寸法を上記のような値としているが、この寸法に限らず、ダクト材の材質、厚み、板の大きさ（面積）に応じて、剛性が高められる範囲内であれば、同様の効果を得ることができる。たとえば、板厚が０．５ｍｍから０．８ｍｍの亜鉛鉄板で、ピッチｐを１４０ｍｍ、段差ｄを５ｍｍとした場合や、ピッチｐを３００ｍｍ、段差ｄを５ｍｍとした場合でも、本実施形態と同等の効果が得られる。

また、断面が矩形の角ダクトのみならず、断面が円形の丸ダクトであっても良い。この場合、補強リブが形成された外周壁を管状に曲げ（ロール曲げし）、継ぎ目をハゼ加工または溶接する方法や、補強リブが形成された帯状の外周壁をスパイラル状に巻いて、継ぎ目をハゼ加工または溶接する方法などがある。

エルボダクト１０の外周壁１１，１２に形成する補強リブｒの方向についても、上記の方向に限らず、円弧に対して放射線状に形成しても良い。すなわち、気流の方向と補強リブｒの稜線とが、常にほぼ直交するよな方向に補強リブｒを形成しても良い。

なお、本実施形態において記載した数値は、例示にすぎず、本発明を限定するものではない。同様の作用、効果が得られるものである限り、寸法スケールの伸縮が可能であることは言うまでもない。

図３に、補強リブｒを形成する波状周期を、波長方向が異なる複数の横波が交差して成るようした直進ダクト２０を示す。

この直進ダクト２０では、外周壁２１，２２，２３，２４に２つの横波が互いに直交するように、補強リブｒが形成されている。この補強リブｒの形状および寸法は、直進ダクト１の補強リブｒと同じ波状である。

このように補強リブｒの横波を互いに直交させることによって、外周壁２１，２２，２３，２４が直交部でさらに変形するため、すなわち、変形による加工硬化が大きいため、さらに外周壁の剛性が高まる。この結果、上述のような耐歪み性、耐振動性、さらには軽量化、材料費の低減という効果をさらに高めることができる。しかも、方向に制限されることなく、すなわち等方的に外周壁２１，２２，２３，２４の剛性が高められる。

なお、この直交ダクト２０では、補強リブｒの横波を直交させているが、これに限らず斜めに交差させてもよく、また交差する補強リブｒの横波が３つ以上であっても良い。

本発明の実施形態に係る空調用ダクトを示す斜視図。 本発明の実施形態に係る補強リブを示す側面図。 補強リブの横波を交差させた空調用ダクトを示す斜視図。

符号の説明

１ 直進ダクト
２〜５ 外周壁
６、７ フランジ
１０ エルボダクト
１１〜１４ 外周壁
１５，１６ フランジ
ｒ 補強リブ
ａ ハゼ部

Claims (2)

1. ダクト外周壁を構成する薄板を折り曲げて、波状に周期分布する補強リブを形成したことを特徴とする空調用ダクト。
2. 前記補強リブを形成する波状周期は、波長方向が異なる複数の横波が交差して成ることを特徴とする請求項１に記載の空調用ダクト。
   
   

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