JP2005307895A

JP2005307895A - 空調消音システム

Info

Publication number: JP2005307895A
Application number: JP2004127580A
Authority: JP
Inventors: Tamiyoshi Kasahara; 民良笠原
Original assignee: Tigers Polymer Corp
Current assignee: Tigers Polymer Corp
Priority date: 2004-04-23
Filing date: 2004-04-23
Publication date: 2005-11-04

Abstract

【課題】空調ダクトにおける低周波領域の騒音を中心に低減させるため、消音装置の効率的な取り付け位置を明確にして、確実な消音効果が得られる空調消音システムを提供する。
【解決手段】空調ダクトの配管途中にほぼ同じ設定周波数領域の共鳴を減衰させる複数の共鳴型消音器を含む消音装置を取り付ける。隣接する共鳴型消音器の取り付け位置間隔（ｄ）を、設定周波数（ｆ）における波長を（λ）としたとき、少なくともλ／１２＋ｎ・λ／２≦ｄ≦５λ／１２＋ｎ・λ／２（ｎ＝０，１，２，…）の範囲にあるように設定する。また、共鳴型消音器がサイドブランチである場合、隣接するサイドブランチの取り付け位置間隔（ｄ）を、サイドブランチの長さを（Ｌ）としたとき、Ｌ／３≦ｄ≦５Ｌ／３の範囲にあるように設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、建築構造物等の吸排気システムにおける消音を目的とした空調消音システムに関し、特に、空調ダクト等の空気を案内するダクトの配管途中に配置され、ファンやモーターなどの発生音を含むダクト内で生じる騒音を低減する空調消音システムに関する。

従来、上記空調消音システムとしては、ダクト内面に吸音材を貼り、吸音処理することで騒音を低減することが行われている。例えば、下記特許文献１では、グラスウールや発泡ウレタンなどの吸音部材をダクトに内張りした構造が記載されている。
特開平７−２１７９８０号公報

しかし、吸音部材は高周波領域の騒音に対しては有効であるが、低周波領域の騒音を吸音することは困難であり、低周波領域の騒音を低減させるためには、サイドブランチやレゾネータ等の共鳴型消音器を設置する必要がある。

ところで、空調システムに共鳴型消音器を設置する場合、共鳴型消音器を空調ダクトのどの位置に設置するかによって、消音効果がまちまちであり、ほとんど消音効果が得られない位置が存在することが判明している。図４はそれを説明する参考図で、空調ダクト１１がファン送風機１２と室内１３間に配管され、この空調ダクト１１のＡで示す位置、Ｂで示す位置およびＣで示す位置に図示しない同じ構造、寸法のサイドブランチを取り付けた場合における消音性能を測定した。測定方法としては、Ｘで示すファン側騒音測定位置とＹで示す室内側騒音測定位置とにおけるファン側音圧／室内側音圧を測定した。図５は、上記Ａ位置、Ｂ位置およびＣ位置における上記サイドブランチを設けた際の消音特性を示し、サイドブランチ（ＳＢ）のＡ位置の特性曲線Ａ（太い実線）、Ｂ位置の特性曲線Ｂ（細い実線）、Ｃ位置の特性曲線（破線）から、５００Ｈｚ周辺の低周波領域において、Ａ位置では非常に大きな消音効果、Ｂ位置では比較的小さな消音効果が得られているのに対し、Ｃ位置ではほとんど消音効果が得られていない。

上述したところから、ビルや住宅に適用される空調システムにおいて、位置を考慮することなくサイドブランチ等を取り付けたならば、消音効果が殆ど発揮されないことがあり、無駄な手間と費用を要する問題がある。また、既存の空調システムに対しサイドブランチ等を追加して取り付けようとしても、的確な取り付けるべき位置を見出すことが困難な問題がある。

したがって、本発明は、空調ダクトにおける低周波領域の騒音を中心に低減させることを目的とし、消音装置の効率的な取り付け位置を明確にして、確実な消音効果が得られる空調消音システムを提供することを目的とする。

本発明者は、上述の課題を解決すべく鋭意検討した結果、少なくともほぼ同一の周波数領域に対応する複数の共鳴型消音器を所定の間隔をあけて取り付けることで、容易かつ効果的に消音できることを見出し、本発明を完成させたものである。

すなわち、本発明に係る空調消音システムは、請求項１に記載のように、空調ダクトの配管途中に消音装置を取り付けた空調消音システムであって、上記消音装置がほぼ同じ設定周波数領域の騒音を消音する複数の共鳴型消音器を含み、隣接する共鳴型消音器の取り付け位置間隔（ｄ）を、設定周波数（ｆ）における波長を（λ）としたとき、少なくともλ／１２＋ｎ・λ／２≦ｄ≦５λ／１２＋ｎ・λ／２（ｎ＝０，１，２，…）の範囲にあるように設定したことを特徴とするものである。また、隣接する共鳴型消音器の取り付け位置間隔（ｄ）を、λ／１２≦ｄ≦５λ／１２の範囲にあるように設定し（請求項２），あるいは隣接する共鳴型消音器の取り付け位置間隔（ｄ）を、７λ／１２≦ｄ≦１１λ／１２の範囲にあるように設定するものである（請求項３）。さらに、共鳴型消音器がサイドブランチであって、隣接するサイドブランチの取り付け位置間隔（ｄ）を、サイドブランチの長さを（Ｌ）としたとき、Ｌ／３≦ｄ≦５Ｌ／３の範囲にあるように設定したものである（請求項４）。

本発明は、少なくとも２以上の共鳴型消音器の取り付け位置間隔（ｄ）をどのように設定すれば消音効果が確実に得られるかについて、前記図４の空調システムを用いて消音効果をシュミレーションした結果に基づくものである。図２および図３は、そのシュミレーションの結果を表す図で、例えばサイドブランチの一つが図４のＣ位置のように消音効果の得られない位置にあったとしても、その位置からλ／１２離れた位置に隣接するもう一つのサイドブランチが配置されればそれがかなりの消音効果を奏し、離れた位置がλ／６ではより大きな消音効果、λ／４では最大の消音効果、５λ／１２でも相当の消音効果のあることを示す。そして、Ｃ位置からλ／２では消音効果が得られないが、図３のとおり、Ｃ位置から７λ／１２，２λ／３，３λ／４，５λ／６，１１λ／１２と離れた位置では再び消音効果のあることを示す。これを根拠として、上記λ／１２＋ｎ・λ／２≦ｄ≦５λ／１２＋ｎ・λ／２（ｎ＝０，１，２，…）の範囲が導出され、２以上の共鳴型消音器が相互に補完する位置関係が確保されている。

また、共鳴型消音器がサイドブランチである場合、サイドブランチの長さ（Ｌ）は通常λ／４に設定されるので、２以上のサイドブランチの隣接する間隔は、λ＝４Ｌから、Ｌ／３≦ｄ≦５Ｌ／３の範囲が導出される。

本発明に係る空調消音システムによれば、空調ダクトに取り付けるべき少なくとも２以上の共鳴型消音器の適切な位置を的確に設定して、効率的な消音を図ることができる。また、既存の空調システムに対して後に消音装置を追加して取り付けるときにも、その消音効果が十分に発揮される位置を試行錯誤的に見つけ出す必要がなく、消音装置の施工がきわめて容易となる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づき説明する。

図１は本発明の一実施例を示し、流路を構成する空調ダクト１、２の間には、消音装置３が設けられており、空調ダクト１，２と消音装置３は、バンド６で結合されている。消音装置３は、流路を構成する管状のダクト部分４と、２本のサイドブランチ５ａ、５ｂで構成されている。サイドブランチ５ａ、５ｂは、ダクト部分４の取り付け位置４ａ，４ｂから各々一体的に軸方向に沿って突設され、取り付け位置４ａ，４ｂは、軸方向において距離ｄだけ離すように設定されている。すなわち、本実施例では、共鳴周波数をｆとして、その周波数での音波の波長をλとしたとき、ｄ＝λ／４となるように設定されている。また、２本のサイドブランチ５ａ、５ｂはそれぞれ、特定の共鳴周波数ｆにおいて共鳴し、消音効果を発揮するようにその長さＬがほぼ同一に設定されている。より具体的には、音速をＣ、共鳴周波数をｆとして、共鳴周波数ｆでの波長λは、λ＝Ｃ／ｆであり、２本のサイドブランチ５ａ、５ｂの長さＬは、Ｌ＝λ／４に定められている。

上記消音装置３は、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂で形成するのが好ましいが、空調システムの断熱性が要求される場合には、発泡ウレタン、発泡スチロールなどの発泡樹脂で形成するのがより好ましい。消音装置３の製造方法に関しては、全体をブロー成型で成型する方法や、消音装置３の半割れ部材を射出成型により成型し、半割れ部材同士を溶着一体化する方法が好ましい。また、消音装置３を、ダクト部分４とサイドブランチ５ａ、５ｂとに分けて成型して、一体に組み立てることによって構成してもよい。

本実施例によれば、仮に、一方のサイドブランチ５ａが消音効果の殆どない位置に取り付けられていたとしても、他方のサイドブランチ５ｂが最大の消音効果を発揮できる位置に取り付けられることになり、消音装置全体としての消音効果は確実である。

なお、本発明は、上記実施例に限らず、サイドブランチを３以上の数設けてもよいし、隣接するサイドブランチ間の距離ｄは、λ／１２≦ｄ≦５λ／１２もしくは７λ／１２≦ｄ≦１１λ／１２の範囲、一般的にはλ／１２＋ｎ・λ／２≦ｄ≦５λ／１２＋ｎ・λ／２（ｎ＝０，１，２，…）の範囲が確保されればよく、これによりどのサイドブランチもすべて消音効果を奏しないという事態を防止することができる。また、共鳴型消音器はサイドブランチに限らず、いわゆるヘルムホルツ型のレゾネータであってもよい。

本発明の空調消音システムの一実施例を示す図である。消音装置の取付位置と消音効果の関係を示す図である。消音装置の取付位置と消音効果の関係を示す図である。消音装置の取付位置と消音効果の関係を説明する参考図である。消音装置の取付位置における減音周波数特性を示す図である。

符号の説明

１，２空調ダクト
３消音装置
４ダクト部分
５ａ，５ｂサイドブランチ
６バンド

Claims

空調ダクトの配管途中に消音装置を取り付けた空調消音システムであって、上記消音装置がほぼ同じ設定周波数領域の騒音を消音する複数の共鳴型消音器を含み、隣接する共鳴型消音器の取り付け位置間隔（ｄ）を、設定周波数（ｆ）における波長を（λ）としたとき、少なくともλ／１２＋ｎ・λ／２≦ｄ≦５λ／１２＋ｎ・λ／２（ｎ＝０，１，２，…）の範囲にあるように設定したことを特徴とする空調消音システム。
隣接する共鳴型消音器の取り付け位置間隔（ｄ）を、λ／１２≦ｄ≦５λ／１２の範囲にあるように設定した請求項１に記載の空調消音システム。
隣接する共鳴型消音器の取り付け位置間隔（ｄ）を、7λ／１２≦ｄ≦11λ／１２の範囲にあるように設定した請求項１に記載の空調消音システム。
共鳴型消音器がサイドブランチであって、隣接するサイドブランチの取り付け位置間隔（ｄ）を、サイドブランチの長さを（Ｌ）としたとき、Ｌ／３≦ｄ≦５Ｌ／３の範囲にあるように設定した請求項１に記載の空調消音システム。