JP2008045830A - 消音装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、プラントや工場などの各種施設における換気ファンやブロワ等の送風装置を用いた吸排気システムに対して、送風装置や施設内の設備等からの騒音を抑制し、かつ、効率的に吸排気を行うことができる消音装置を提供する。
【解決手段】送風装置を利用した吸排気システムで用いられ、屋外に面する吸排気口に備えられる消音装置１００であって、流路を形成する筒状ケーシングと、筒状ケーシングの内壁に設けられた吸音部材とを備え、筒状ケーシングの一方の開口端が吸排気口を介して屋外に臨み、筒状ケーシングの他方の開口端が屋内側に臨むように構成された消音器５０と、筒状ケーシングの一方の開口端に備えられるフェンス部材６０と、筒状ケーシングの他方の開口端に設けられ、遮蔽部材７１を開口端面と平行に摺動させて該開口端を全開全閉自在とする遮蔽装置７０と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プラントや工場などの各種施設において、換気ファンやブロワ等の送風装置を用いた吸排気システムに利用される、送風装置や屋内設備などからの騒音を抑制する消音装置に関する。

従来、プラントや工場など各種施設において、換気ファンやブロワなどの送風装置を用いた吸排気システムが整備されている。この吸排気システムは、主に施設内の換気や熱交換器の空冷などを目的としており、その吸排気の方法として、例えば、図８に示されるように、吸気用ブロワ１２ａを用いて空気を吸気口１７ａから吸入し、ダクト１５を介して取り込んだ空気を施設１０内部へ送り出し、一方、排気用ブロワ１２ｂによって施設内の空気を排気口１７ｂから屋外へ排気させる（矢印は空気の流れを示す）。また、この吸気口１７ａ及び排気口１７ｂには、それぞれ消音器１１ａ及び消音器１１ｂ（例えばスプリッタ型消音器）が設けられており、上記の送風装置や施設内の設備１４などから発生する騒音を消音させて、吸気口１７ａ及び排気口１７ｂから騒音が屋外へ漏れないようにしている。更に、消音器１１ａ及び消音器１１ｂの屋外側の開口端には、鳥などの小動物が消音器内部へ侵入しないようにガラリ（ルーバー）を備え付けるのが一般的である（例えば、下記特許文献１参照）。

しかし、図９に示すように、ガラリ３０を消音器１１ａの開口端に設けると、ガラリ羽根３１が消音器１１ａへ流入しようとする流体（空気）の流路３３の障害となって圧力損失が発生する。これにより、吸排気の効率が低下するという問題があった。
そこで、このガラリに代えて、小動物の侵入を防ぐことができる程度の網目の粗さを有するフェンスを屋外に面する開口端に設けることにより、圧力損失を出来る限り低くして、吸排気効率を低下させないようにする試みがなされてきた。

実開平６−４５２８号公報

しかしながら、上述したようにフェンスを設けることで、圧力損失が低下し、吸排気を効率的に行うことができる反面、台風や嵐などの荒天時においては、強風や雨水がフェンスを通り抜けて消音器内部さらには施設内部にまで入り込んでしまう。これにより、例えば、送風装置のファンに強風が当たって過剰負荷となり、それが原因で送風装置が故障したり、または、装置が雨水に濡れて電気系統がショートして装置が故障したりするなどの問題があった。

本発明は、上記の問題を鑑みたものであり、圧力損失を殆ど発生させず効率的に吸排気が行えることができ、且つ、荒天時の強風や雨水などの浸入を遮断して、送風装置などの故障を防止することができる消音装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のうち請求項１記載の発明は、
送風装置を利用した吸排気システムで用いられ、屋外に面する吸気口及び排気口の少なくとも一方に備えられる消音装置であって、
流路を形成する筒状ケーシングと、筒状ケーシングの内壁に設けられた吸音部材とを備え、筒状ケーシングの一方の開口端が前記吸気口及び排気口の少なくとも一方を介して屋外に臨み、筒状ケーシングの他方の開口端が屋内側に臨むように構成された消音器と、
前記筒状ケーシングの一方の開口端に備えられるフェンス部材と、
前記筒状ケーシングの他方の開口端に設けられ、遮蔽部材を開口端面と平行に摺動させて該開口端を全開全閉自在とする遮蔽装置と、
を備えたことを特徴とする。

「消音器」は、スプリッタ型消音器であってもよいし、セル型消音器であってもよい。また、「筒状ケーシング」は、遮蔽装置やフェンス部材の消音器への取付けの観点から言えば、角筒状ケーシングが好ましい。また、「消音装置」は、吸気口に備えられる吸気用消音装置であってもよく、排気口に備えられる排気用消音装置であってもよい。

「フェンス部材」とは、鳥（鳩や雀等）などの小動物が通過できない効果を有するものであれば、網目体を有するものであってもよいし、柵状体を有するものであってもよく、なんら形状を限定するものではない。また、小動物が通過できない程度の隙間（網目の大きさ、柵の隙間など）を有するフェンス部材のうち、流体による圧力損失が小さいものが好ましい。

上記の構成にすることで、以下に示すような効果を発揮する。
（１）台風や嵐などの荒天時以外の通常時における吸排気を考える。通常時においては、遮蔽部材を全開状態にすることにより、以下のような効果をもたらす。
まず、消音器の屋外に臨む開口端に設けられているフェンス部材において、フェンス部材が網目体などの部材で構成されているため、従来のガラリよりも圧力損失が格段に低くなる。
一方、消音器の屋内に臨む開口端に設けられている遮蔽部材は全開状態であるために、この遮蔽部材による圧力損失は全く発生しない。
これらの作用により、本発明の消音装置は、ガラリを設置している場合よりも圧力損失が格段に低下するため、効率的に消音器へ空気を吸入、または消音器内から空気を排出させることができる。これに伴い、吸排気システムの換気効率も向上する効果を発揮する。

また、消音装置の圧力損失が低く吸排気の効率が向上しているため、送風装置の出力を低く抑えても、出力を低く抑える前と同じ流量の吸排気が可能となる。従って、送風装置の出力を低くして消費電力を抑えることができ、吸排気システムの稼動コストを抑えることができる。

（２）一方、台風や嵐などの荒天時における吸排気を考える。このような天候の場合、遮蔽部材を全閉状態にすることにより、以下の効果をもたらす。
フェンス部材と消音器を通過してきた強風及び雨水は、遮蔽部材が全閉状態であるため遮蔽部材に衝突する。これにより、強風及び雨水は、遮蔽部材より屋内側への侵入を完全に遮断される。従って、遮蔽部材より屋内側に設置されている送風装置やその他の設備に強風や雨水が直接当たることはないので、例えば、送風装置のファンに強風が当たって過剰負荷となり、それが原因で送風装置が故障したり、または、装置が雨水に濡れて電気系統がショートして装置が故障したりすることを防止することができる。

（３）さらに、遮蔽部材を消音器の屋内側の開口端に設置することにより、更に以下の効果をもたらす。
フェンス部材と消音器とを通過してきた強風が遮蔽部材に衝突すると、衝突音や遮蔽部材の振動による振動音などが発生し、それらの音が騒音の一因となる。
しかし、これらの騒音は、遮蔽部材は屋内側の開口端に設置されているという位置関係により、必ず消音器を通過して屋外に放出される。そのため、消音器を通過したこれら騒音は、おのずと消音される。これにより、騒音が減衰されて屋外に漏れることを抑制する効果を発揮する。

（４）また、遮蔽部材を消音器の開口端面と平行に摺動させることにより、遮蔽部材の開閉に必要な作業空間が、消音装置の流路方向に対して少なくて済む。
例えば、消音装置を設置するスペースが限定されている場合、遮蔽装置が他の開閉方法（例えば、ドアのような片開きや両開き）では、遮蔽部材の開閉に必要な流路方向へのスペースを確保しなければならず、消音器の流路方向の長さを短くせざるを得ない状況が発生する。これは、騒音が消音器内の吸音部材と接する量が少なくなり消音能力を低下させる原因となる。
一方、遮蔽部材を開口端面と平行に摺動させる方法にすれば、上記のように遮蔽部材を開閉するに必要な流路方向へのスペースが少なくて済み、消音器の長さを短くする必要が殆ど無い。これは、消音装置の設置スペースが限られている状況において、消音能力を低下させない消音装置を提供することが出来る。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の消音装置であって、前記遮蔽装置及び前記フェンス部材の少なくとも一方が、着脱自在であることを特徴とする。

上記の構成にすることにより、以下の効果をもたらす。
即ち、一般的に、プラントや工場などの施設は巨大であり、それら施設に対応して規模の大きい吸排気システムが必要とされる。それに伴い、その吸排気システムに対応する消音装置もまた大きなものが必要とされる。
この巨大な消音装置を設置するにあたって、１つの巨大な消音器を設置する場合もあるが、複数の消音器を組み合わせながら消音装置を現場で組み立てて設置する場合が殆どである。
そこで、フェンス部材及び遮蔽装置が着脱自在であれば、上記のような現場で組み立てて設置するタイプの消音装置でも対応可能となり、その消音装置の設置、組立、及び運搬が容易になる。また、フェンス部材や遮蔽装置が破損及び故障したとしても、その破損した部材だけを交換するだけでよく、消音装置を全て交換する必要がない。これにより、コストパフォーマンスに優れた消音装置を提供することができる。

本発明によれば、フェンス部材を用いることにより、フェンス部材を通過する流体の流路を乱さないため、小動物の侵入を防止する効果を発揮しつつも、圧力損失がほとんど発生しない。また、遮蔽部材を全開状態にすることによって、遮蔽部材による圧力損失は殆ど発生しない。従って、本発明の消音装置は、流体の吸排気を効率的に行うことができる。
さらに、遮蔽部材を全閉状態にすることにより、荒天時における強風や雨水が、屋内に侵入するのを完全に遮断することができる。従って、強風による送風装置への過剰負荷や雨水に濡れることによる装置のショートなどの故障を防止することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の消音装置の実施の一例を説明する。なお、本発明の本質から逸脱しない範囲であれば、以下の実施形態に限定されるものではない。

（消音装置の設置の詳細）
図１は本実施例に係る消音装置の配置例を示した図である。吸排気の仕組みは従来と同様であり、吸気用ブロワ１２ａを用いて空気を吸気口１７ａから吸入し、ダクト１５を介して取り込んだ空気を施設１０内部へ送り出し、一方、排気用ブロワ１２ｂによって施設１０内の空気を排気口１７ｂから屋外へ排気させる。但し、従来と異なる点は、この吸気口１７ａ及び排気口１７ｂには、従来の消音器を設置する代わりに、それぞれ本発明の消音装置１００ａ及び消音装置１００ｂが設けられている点である。なお、この消音装置１００ａ及び消音装置１００ｂは、フェンス部材が取付けられている開口端を屋外に臨むようにし、遮蔽装置が取付けられている開口端を屋内側（送風装置が設置している吸排気室１３内などの騒音源側）となるように設置する。
次に、上記の消音装置１００ａ及び消音装置１００ｂ（以下、消音装置１００と称する）の本実施例における構成を説明する。

（本発明の消音装置の構成）
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、実施の形態に係る消音装置１００の斜視図である。図２（ａ）はフェンス部材６０側から見た斜視図であり、図２（ｂ）は遮蔽装置７０側から見た斜視図である。図２に示すように、消音装置１００は大きく分けて３つ部材で構成されており、消音器５０、フェンス部材６０、及び遮蔽装置７０である。以下、各部材についての詳細を説明する。
なお、図３（ａ）（ｂ）、及び（ｃ）はそれぞれ、実施の形態に係る消音装置１００の遮蔽装置７０を全開にした状態の正面図、遮蔽装置７０を全閉にした状態の正面図、及び、側面図を表す。

（消音器の詳細）
まず、消音器５０について説明する。
本実施例における消音器５０は、スプリッタ型消音器を用いる。スプリッタ型消音器は、角筒状のケーシング２１と吸音部材２２で構成されている（図４参照）。ケーシング２１は、例えば亜鉛メッキ鋼板からなる。吸音部材２２は、多数の孔を形成させた多孔板（例えば亜鉛メッキ鋼板。図示せず。）内にグラスウールなどの吸音材（図示せず）を充填させて構成されている。この吸音部材２２を、ケーシング２１内の対向する内壁へ流路と平行に装着させて消音器５０を構成させている。
なお、消音装置１００は、図３（ａ）に示すように、上記のような構成のスプリッタ型消音器を３つ、各消音器の開口端を揃えて並列に並べた構成にしているが、消音器が１つであってもよいし、多段に積み上げて構成してもよい。

（フェンス部材の詳細）
次に、フェンス部材６０について説明する。
本実施例におけるフェンス部材６０は、図３（ｃ）に示すように、消音器５０の屋外に臨む開口端側に設けられる。このフェンス部材６０の構造は、図２（ａ）に示すように、網目体６１と、網目体６１を消音器の開口端に固定させる固定部材６２で構成されている。
網目体６１は、例えば亜鉛メッキ鉄線等で網目が構成された金網であり、その網目の大きさは、鳥（例えば鳩や雀）などの小動物が通過できない程度の大きさにする。更に、この網目の大きさは、小動物の侵入を防ぐことができる大きさのうち、流体（本実施例では空気）による圧力損失が小さいものがよい。
なお、網目の形状は、本実施例においては菱形の網目形状とするが、上記の条件（小動物等の侵入を防ぎ、圧力損失が低い）を満たすものであれば、四角形、五角形、亀甲、円形など任意の形状であってもよく、及びそれら形状の組合せであってもよい。
また、網目体６１自体の大きさは、フェンス部材６０を取付ける消音器５０の開口端を全て覆うことができる大きさ以上のものとする。これは、もし、網目体６１の大きさが開口端より小さい場合、網目体６１が覆われていない開口端から小動物が消音器内部へ侵入してしまうからである。

固定部材６２は、図２（ａ）に示すように、例えば消音器の開口端の縁部に沿って形成された枠体であり、その枠体と消音器５０の開口端とを締結具（例えばボルト、ナット等。図示せず。）を用いて固定する。具体的には、例えば、消音器の角筒状ケーシングの開口端のフランジ部分（図示せず）や、複数の消音器を束ねているケーシングのフランジ部分（図示せず）と、この枠体とをボルト等で取付ける。

（遮蔽装置の詳細）
次に遮蔽装置７０について説明を行う。
本実施例における遮蔽装置７０は、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、消音器５０へ流入する流体を遮断する遮蔽部材としてのシャッター７１と、そのシャッター７１を摺動して案内されるガイドレール７２と、シャッター７１の巻取りを行ってシャッター７１を開閉させる開閉装置７３とで構成される。なお、遮蔽装置７０は一般的なシャッターユニットと同様の構成である（以下、遮蔽装置７０をシャッターユニットと呼ぶ場合もある）。
本実施例では、複数枚のスラットを連結して構成されたシャッター７１を有するシャッターユニットを使用し、消音器５０の開口端へ締結具（例えばボルト、ナット等。図示せず。）を用いて取り付ける。また、シャッター７１の大きさは、上記の網目体６１と同様に、開口端を全て覆うことができる大きさ以上のものである。これは、開口端より小さいサイズのシャッターにすると、シャッター７１を全開にしても、ガイドレール７２などが流路の一部を遮ってしまう。これにより、圧力損失が発生し、吸排気の効率が低下してしまうからである。
なお、シャッター７１の開閉制御は、開閉装置７３と接続された開閉スイッチ（図示せず）によって行われる。このスイッチ操作により全開操作した場合には、図３（ａ）に示すように、シャッター７１が全開状態となり、スイッチ操作を全閉操作した場合には、図３（ｂ）に示すようにシャッター７１が全閉状態となる。

（本発明の消音装置の動作とその効果）
台風や嵐などの荒天時以外の通常時における吸排気を考える。通常時においては、シャッター７１を操作して全開状態にすることにより、以下の効果をもたらす。
まず、消音装置１００の屋外に臨む開口端に設けられているフェンス部材６０において、フェンス部材６０が網目体６１のように流体の流路の障害とならない部材で構成されているため、ガラリよりも圧力損失が格段に低くなる。
一方、消音装置１００の屋内に臨む開口端に設けられているシャッター７１は、全開状態であるために、シャッター７１による圧力損失は全く発生しない。
これらの作用により、本発明の消音装置１００は、従来のように、ガラリを設置している場合よりも圧力損失が格段に低下するため、効率的に消音器５０内へ空気を吸入、または消音器５０内から空気を排出させることができる。従って、吸排気システムの換気効率を向上させる効果を発揮する。

さらに、圧力損失の低下によって吸排気の効率が向上しているため、送風装置の出力を低く抑えても、出力を低く抑える前と同じ流量の吸排気が可能となる。従って、送風装置の出力を低くして消費電力を抑えることができ、吸排気システムの稼動コストを抑えることができる。

更に、鳥などの小動物の侵入を防ぐという観点からみれば、フェンス部材を用いて圧力損失を低下させているにも関わらず、小動物の侵入による送風装置の破損や故障などを防止することができ、ガラリと同等の効果を発揮する。

一方、台風や嵐などの荒天時における吸排気を考える。このような天候の場合、シャッター７１を操作して全閉状態にすることにより、以下の効果をもたらす。
フェンス部材６０と消音器５０を通過してきた強風及び雨水は、シャッター７１が全閉状態であるため、そのままシャッター７１に衝突する。従って、強風及び雨水は、シャッター７１より屋内側への侵入を完全に遮断される。
これにより、シャッター７１より屋内側に設置されている送風装置やその他の設備に強風や雨水が直接当たることはないので、例えば、送風装置のファンに強風が当たって過剰負荷となり、それが原因で送風装置が故障したり、または、装置が雨水に濡れて電気系統がショートして装置が故障したりすることを防止することができる。

さらに、遮蔽装置７０を消音装置１００の屋内側の開口端に設置することにより、以下の効果をもたらす。
流路を通過してきた強風がシャッター７１に衝突すると、例えば、衝突による振動でガイドレール７２とシャッター７１との衝突音が発生したり、シャッター７１自身のきしみ音が発生したりして、それらの音が騒音の一因となる。
しかし、シャッターユニットは屋内側の開口端に設置されているため、これらの騒音は、必ず消音器を通過して外部に放出されるために、騒音が減衰されて外部に漏れることを抑制する効果を発揮する。

（その他の事項）
（１）本実施例では、吸気口及び排気口にそれぞれ本発明に係る消音装置が備えられていたけれども、吸気口及び排気口の何れか一方にのみ本発明に係る消音装置を備えるようにしてもよい。
（２）本実施例では、消音器にスプリッタ型消音器を用いているが、セル型消音器など筒状ケーシングを用いた消音器であればどの型の消音器を用いても何ら問題はない。
（３）本実施例では、網目体（金網）６１の材質を亜鉛メッキ鉄線としたが、ビニール被覆線、ステンレス線、非鉄金属線等の金属線や合金線であってもよく、更に、小動物などの衝突によって破損しない程度の強度を有する網目体を構成できるものであれば、特に金属製に限定するものではない。
（４）本実施例では、固定部材６２を枠体としたが、網目体６１を消音器５０の開口端を蓋する状態に固定することができるものであれば、枠体でなくとも、図５に示すように、支柱６２’を用いた構造であってもよく、固定できる構造であれば、これらに限定するものではない。
（５）遮蔽装置７０（シャッターユニット）は、消音器５０の開口端を全開及び全閉できるものであれば、軽量式シャッター、横引式シャッターなどの種類を限定するものではない。また、遮蔽装置７０をシャッターユニットに限定するものではなく、例えば遮蔽部材７１が開口端面に平行に摺動するスライド式ドアであってもよい。
（６）本実施例では、シャッター７１の開閉操作を開閉スイッチで行っているが、開閉装置７２に無線送受信機を備えて遠隔操作を行うようにしてもよいし、シャッター７１の開閉を制御できるシステムであれば、その制御方法を限定するものではない。
（７）本実施例のような消音器を複数用いて消音装置を構成する場合、図６に示すように、消音器２０を流路方向に沿って直列に開口端を接続させて配設した構成であってもよいし（図６（ａ）参照）、流路方向に対して垂直に並列させた構成であってもよいし（図６（ｂ）参照）、消音器２０を並列に配設させたものを多段に積み重ねた構成であってもよい（図６（ｃ）参照）。また、このように複数の消音器で構成した消音装置におけるフェンス部材や遮蔽部材を取付ける開口端は、図７に示すように、消音装置の流路の最上流または最下流に位置する個々の消音器の開口端全てをまとめた部分Ｂを意味する（図７（ｂ）参照）。なお、消音器２０を１つだけ有する消音装置においては、消音器２０の開口端Ａがそれに相当する（図７（ａ）参照）。

本発明は、プラントや工場などの各種施設における換気ファンやブロワ等の送風装置を用いた吸排気システムにおける消音装置に適用することができる。

本実施例に係る消音装置の配置例を示した図である。 消音装置１００の斜視図であり、そのうち図２（ａ）はフェンス部材６０側から見た消音装置１００の斜視図、図２（ｂ）は遮蔽装置７０側から見た消音装置１００の斜視図である。 消音装置１００における遮蔽装置７０の全開及び全閉状態を示す図であり、そのうち図３（ａ）は遮蔽装置７０を全開にした状態の正面図、図３（ｂ）は遮蔽装置７０を全閉にした状態の正面図、図３（ｃ）は遮蔽装置７０を全閉にした状態の側面図である。 スプリッタ型消音器の模式図である。 フェンス部材６０の別例を示した斜視図である。 消音器の並べ方の例を示した斜視図である。 消音装置１００の開口端の例を示した斜視図である。 従来における消音装置の配置例を示す図である。 ガラリによる流体の流路を示した断面図である。

符号の説明

１２ａ：吸気用ブロワ
１２ｂ：排気用ブロワ
１３： 吸排気室
１４： 施設内の機器設備
１５： ダクト
１７ａ： 吸気口
１７ｂ： 排気口
２０： スプリッタ型消音器
２１： ケーシング
２２： 吸音部材
６０： フェンス部材
６１： 網目体
６２： 固定部材
６２’： 支柱
７０： 遮蔽装置（シャッターユニット）
７１： 遮蔽部材（シャッター）
７２： ガイドレール
７３： 開閉装置
８０： 架台
８１： 壁
１００ａ、１００ｂ、１００： 本発明の消音装置

Claims (2)

1. 送風装置を利用した吸排気システムで用いられ、屋外に面する吸気口及び排気口の少なくとも一方に備えられる消音装置であって、
   流路を形成する筒状ケーシングと、筒状ケーシングの内壁に設けられた吸音部材とを備え、筒状ケーシングの一方の開口端が前記吸気口及び排気口の少なくとも一方を介して屋外に臨み、筒状ケーシングの他方の開口端が屋内側に臨むように構成された消音器と、
   前記筒状ケーシングの一方の開口端に備えられるフェンス部材と、
   前記筒状ケーシングの他方の開口端に設けられ、遮蔽部材を開口端面と平行に摺動させて該開口端を全開全閉自在とする遮蔽装置と、
   を備えたことを特徴とする消音装置。
2. 前記遮蔽装置及び前記フェンス部材の少なくとも一方が、着脱自在であることを特徴とする請求項１記載の消音装置。