JP2005315087A

JP2005315087A - 空調消音システム

Info

Publication number: JP2005315087A
Application number: JP2004130708A
Authority: JP
Inventors: Tamiyoshi Kasahara; 民良笠原
Original assignee: Tigers Polymer Corp
Current assignee: Tigers Polymer Corp
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2005-11-10

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、複数の異なる消音装置の効率的な取り付け位置を明確にして、隣接する設定周波数に対応する消音装置のいずれもが消音効果を得られないことを防止でき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互いに異なる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む消音装置を取り付ける。設定周波数が互いに最も近い２つの共鳴型消音器の取り付け位置間隔（ｄ）を、設定周波数（ｆｘ），（ｆｙ）における波長を（λｘ），（λｙ）としたとき、少なくともλｘｙ／１２≦ｄ≦５λｘｙ／１２（但し、λｘｙ＝（λｘ＋λｙ）／２）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、サイドブランチやレゾネータなどの共鳴型消音器は、一般に、その消音効果が発揮される周波数の範囲が狭く限定されているため、広い範囲の周波数にわたって消音効果を発揮させるためには、互いに異なる周波数に対応させた複数の共鳴型消音器を配置することが必要になる。例えば、図６のように、空調ダクト２０，２１の配管途中に長さをそれぞれ異にした４本のサイドブランチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを取り付けることが考えられる。そして、この４本のサイドブランチ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄがすべて個別に設定した周波数に対応した消音効果を奏した場合には、広い周波数領域において騒音を防止できることになる。

しかし、現実には、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。したがって、例えば図７のように、互いに隣り合う共鳴周波数を持つサイドブランチ２２ｂおよび２２ｄが消音効果を発揮しない位置に配置されてしまったような場合には、消音したい周波数範囲（ｂ〜ｄ）のかなり広い周波数範囲にわたって、消音効果が得られない問題点が生ずる。

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複数のサイドブランチ等を取り付けたとしても、すべてのサイドブランチが設定どおりの消音効果を発揮するとは限らず、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複数の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。

本発明は、上記の問題に鑑み、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、複数の異なる消音装置の効率的な取り付け位置を明確にして、少なくとも隣接する設定周波数に対応する２つの消音装置のいずれもがその消音効果を達成できなくなる事態を防止できるようにした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、隣接する周波数領域に対応する２つ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、上記消音装置が互いに異なる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、設定周波数が互いに最も近い２つの共鳴型消音器の取り付け位置間隔（ｄ）を、設定周波数（ｆｘ），（ｆｙ）における波長を（λｘ），（λｙ）としたとき、少なくともλｘｙ／１２≦ｄ≦５λｘｙ／１２（但し、λｘｙ＝（λｘ＋λｙ）／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。

本発明は、設定周波数を異にする少なくとも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、図４の参考図に示す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４おいて、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。

図２は、図４でのシュミレーションの結果を表す図で、隣接する設定周波数に対応する２つのサイドブランチの一方が図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場合に、その位置からλｘｙ／１２離れた位置に他方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λｘｙ／６ではより大きな消音効果、λｘｙ／４では最大の消音効果、５λｘｙ／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λｘｙ／２では他方のサイドブランチも消音効果が得られないことを示している。これを根拠として、上記λｘｙ／１２≦ｄ≦５λｘｙ／１２の範囲が導出され、２つ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。なお、λｘｙは、設定周波数が互いに最も近い２つの共鳴型消音器の設定周波数（ｆｘ），（ｆｙ）における波長を（λｘ），（λｙ）としたときに、２つの波長の平均値（λｘ＋λｙ）／２を表わしている。

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異なる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、４本のサイドブランチ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄで構成されている。サイドブランチ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄはそれぞれ長さ
Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３，Ｌ_４を異にし、ダクト部分４の取り付け位置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄから各々一体的に突設されている。

サイドブランチ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄそれぞれの設定した共鳴周波数（ｆｘ，ｆｙ……）は、ｆａ，ｆｂ，ｆｃ，ｆｄであり、ｆａ＜ｆｂ＜ｆｃ＜ｆｄの順で設定されている。そして、それぞれの共鳴周波数ｆａ，ｆｂ，ｆｃ，ｆｄに対応する波長（λｘ，λｙ……）は、λａ，λｂ，λｃ，λｄであり、波長の大きさはλａ＞λｂ＞λｃ＞λｄの順になっている。各サイドブランチの取り付け位置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、互いに軸方向において所定距離だけ離すように設定されており、共鳴周波数が最も近い組み合わせであるサイドブランチ５ａ，５ｂ間の距離（ｄ）をＬａｂ、サイドブランチ５ｂ，５ｃ間をＬｂｃ、サイドブランチ５ｃ，５ｄ間をＬｃｄとすると、本実施例では、Ｌａｂ＝λａｂ／４，Ｌｂｃ＝λｂｃ／４，Ｌｃｄ＝λｃｄ／４に設定されている。なお、λａｂ＝（λａ＋λｂ）／２，λｂｃ＝（λｂ＋λｃ）／２，λｃｄ＝（λｃ＋λｄ）／２である。

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，５ｃ，５ｄ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、隣接する共鳴周波数のサイドブランチの一つである５b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、これに隣接する他のサイドブランチ５ａ，５ｃ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、図３に示すように、サイドブランチ５ｂの共鳴周波数領域ｂにおける消音効果が損なわれたとしても、サイドブランチ５ａ，５ｃの共鳴周波数領域ａ，ｃにおける消音効果は高く、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、設定周波数が隣接するサイドブランチ間の距離（ｄ）であるＬａｂ、Ｌｂｃ、Ｌｃｄは、波長（λｘ），（λｙ）の平均値（λｘ＋λｙ）／２をλｘｙとして、λｘｙ／１２≦ｄ≦５λｘｙ／１２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。実施例における減音周波数特性を示す図である。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。従来例の参考図である。従来例の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，５ｂ５ｃ，５ｄ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、上記消音装置が互いに異なる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、設定周波数が互いに最も近い２つの共鳴型消音器の取り付け位置間隔（ｄ）を、設定周波数（ｆｘ），（ｆｙ）における波長を（λｘ），（λｙ）としたとき、少なくともλｘｙ／１２≦ｄ≦５λｘｙ／１２（但し、λｘｙ＝（λｘ＋λｙ）／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。