JP2008138661A - 遠心送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】換気送風機器などに使用される遠心送風機で、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができ、消音できる騒音の周波数を調整できる遠心送風機を提供することを目的とする。
【解決手段】外郭３内に、羽根車５を連結した電動機６と、羽根車５の周囲を囲み一面にベルマウス状の吸込み口７を有するケーシング１０と、吸込み口７と同心円で吸込み口７より同等以下の直径の開口部１８を有するベルマウス状のオリフィス１９とを備え、オリフィス１９の端部２１とケーシング１０との間の間隙部２２を塞ぐ部材を吸音構造用材料とし、オリフィス１９により形成される空間２０を背後空気層２４として共鳴型吸音構造を形成する遠心送風機１とすることにより、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができる遠心送風機を得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、換気送風機器等に使用される遠心送風機に関するものである。

従来、この種の遠心送風機は、遠心送風機などに用いられ、ベルマウス状の吸込み口を有する吸込ケーシングとは別のオリフィスを外郭の一面の開口に備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その遠心送風機について図１５を参照しながら説明する。

図１５に示すように一面を開口した外郭１０１と、この外郭１０１内の天面１０２に羽根車１０３を固着した電動機１０４と、羽根車１０３の周囲を取り囲むケーシング１０５と、吸込み口１０６を有する吸込ケーシング１０７とを備える遠心送風機は、吸込ケーシング１０７と所定の間隙ｈを隔て吸込み口１０６より同等あるいは小さな吸込孔１０８を有するオリフィス１０９を吸込ケーシング１０７の下端１１０とオリフィス１０９の端部１１１とを間隙寸法ｉを隔てて設けて共鳴空間１１２を構成している。また、このオリフィス１０９の一面にグリル１１３と、外郭１０１の一側面に設けた吐出口１１４とを備えている。

上記構成において、羽根車１０３が回転すると、吸込空気はグリル１１３からオリフィス１０９の吸込孔１０８を通り、吸込ケーシング１０７の吸込み口１０６より羽根車１０３に入り羽根車１０３により昇圧され、ケーシング１０５の内部を通り吐出口１１４より吐出される。このとき羽根車１０３で昇圧されるときに発生する回転騒音や、ケーシング１０５を通るときに発生する渦による乱流騒音や、ケーシング１０５内で発生した騒音の音波が吸込み口１０６から放射され、その一部は間隙寸法ｉの入口部１１５から共鳴空間１１２に入射する。入射した騒音の音波のうち、共鳴空間１１２の容積や形状によって特定される周波数の騒音の音波は、共鳴空間１１２内で気柱共鳴がおき、共鳴消音される。
特許第３２７９８３４号公報

共鳴空間１１２で共鳴消音される騒音の周波数は共鳴空間１１２の容積や形状によって特定されるが、このような従来の遠心送風機では、共鳴空間１１２の容積や形状を調整できる範囲が狭いため、共鳴消音できる騒音の周波数の範囲が狭いという課題があり、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることが要求されている。

また、低周波の騒音を消音するためには共鳴空間１１２の容積を大きくする必要があり、外郭１０１の大きさが大きくなってしまうという課題があり、外郭１０１の大きさを変更せずに、より低周波の騒音を消音できるようにすることが要求されている。

また、共鳴空間１１２の容積を容易に変更できないため、遠心送風機の設置の状態によって騒音の主要な周波数が変わった場合や、複数の突出した周波数の騒音がある場合に、共鳴消音による騒音低減の効果が少なくなってしまうという課題があり、消音できる周波数を調整できるようにすることが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができ、外郭の大きさを変更せずにより低周波の騒音を消音でき、消音できる騒音の周波数を調整できる遠心送風機を提供することを目的としている。

本発明の遠心送風機は上記目的を達成するために、開口を備えた外郭内に、回転軸を中心に回動可能に羽根車を連結した電動機と、羽根車の周囲を囲み吸込み口を有するケーシングと、外郭の開口と連通する開口部を有するベルマウス状のオリフィスとを備え、オリフィスの端部とケーシングとの間の間隙部を塞ぐ部材を吸音構造用材料とし、オリフィスにより形成される空間を背後空気層として共鳴型吸音構造を形成することを特徴とする遠心送風機としたものである。

この手段により、間隙部を塞ぐ部材とオリフィスにより形成される空間とで共鳴型吸音構造を形成することができるため、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができる遠心送風機が得られる。

また他の手段は、ケーシングの吸込み口がベルマウス状である遠心送風機としたものである。

この手段により、ケーシングへの空気の流入を円滑化でき、外郭を大きくせずに送風効率を向上し、騒音を低減できる遠心送風機が得られる。

また他の手段は、ケーシングがスクロール形状である遠心送風機としたものである。

この手段により、羽根車から流出した空気の動圧が効率よく静圧変換されて吐出口から排出することができるため、外郭を大きくせずに送風効率を向上し、騒音を低減できる遠心送風機が得られる。

また他の手段は、オリフィスの開口部がケーシングの吸込み口と同心円である遠心送風機としたものである。

この手段により、ケーシングの吸込み口からの騒音を共鳴空間全域に円滑に導くことができ、また吸込み空気を円滑にケーシングへ導くことができるため、外郭を大きくせずに所望の周波数の騒音を低減することができる遠心送風機が得られる。

また他の手段は、オリフィスの開口部が吸込み口の同等以下の直径である遠心送風機としたものである。

この手段により、ケーシングの吸込み口からの騒音を共鳴空間に効率よく導くことができるため、外郭を大きくせずに所望の周波数の騒音を低減することができる遠心送風機が得られる。

また他の手段は、間隙部を塞ぐ部材を膜状材料とした遠心送風機としたものである。

この手段により、膜状材料がマス、背後空気層としての空間がバネとなる振動系を形成することにより共鳴型吸音構造の一種の膜状吸音構造を形成することができるため、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができる遠心送風機が得られる。

また他の手段は、間隙部を塞ぐ部材を穴あき板とした遠心送風機としたものである。

この手段により、穴あき板の穴の部分の空気がマス、背後空気層がバネとなる振動系を形成することにより、ヘルムホルツ共鳴器と同様の原理で吸音する共鳴型吸音構造の一種の穴あき板吸音構造を形成することができるため、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができる遠心送風機が得られる。

また他の手段は、間隙部を塞ぐ部材を多孔質材料とした遠心送風機としたものである。

この手段により、多孔質材料自身による比較的高周波の騒音の吸音ができ、また多孔質材料がマス、背後空気層がバネとなる振動系を形成することにより共鳴型吸音構造の一種の多孔質吸音構造を形成することができるため比較的低周波の騒音を消音することができ、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができる遠心送風機が得られる。

また他の手段は、壁体を空間内に備え、背後空気層の厚みを厚くしたことを特徴とする遠心送風機としたものである。

この手段により、騒音の音波が空間内の壁体を回り込んで伝播する経路の長さを共鳴型吸音構造における背後空気層の厚みとみなすことができるため、背後空気層の厚みを厚くすることができ、外郭の大きさを変更せずにより低周波の騒音を消音することができる遠心送風機が得られる。

また他の手段は、空間内に設ける壁体が、吸込み口と同心円で一端がケーシングと接する円筒管状である遠心送風機としたものである。

この手段により、騒音の音波が空間内の壁体を回り込む経路が一度のＵ曲がりのみとなり、スムーズに騒音の音波を伝播させることができるため、より安定的に背後空気層の厚みを厚くすることができ、簡易な構造の壁体によって外郭の大きさを変更せずにより低周波の騒音を消音することができる遠心送風機が得られる。

また他の手段は、空間内に設ける吸込口と同心円の円筒管状の壁体の内径Ｄが周方向に一様でない遠心送風機としたものである。

この手段により、円筒管状の壁体の内径Ｄが部分的に異なることにより、背後空気層の厚みが異なる部分ができるため、複数の周波数の騒音を消音でき、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができる遠心送風機が得られる。

また他の手段は、空間内に設ける吸込口と同心円の円筒管状の壁体の高さが周方向に一様でない遠心送風機としたものである。

この手段により、円筒管状の壁体の高さが部分的に異なることにより、背後空気層の厚みが異なる部分ができるため、複数の周波数の騒音を消音でき、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができる遠心送風機が得られる。

また他の手段は、空間内に設ける吸込口と同心円の円筒管状の壁体の内径が調整可能な遠心送風機としたものである。

この手段により、円筒管状の壁体の内径を調整することにより背後空気層の厚みを調整できるため、消音できる騒音の周波数を調整することができる遠心送風機が得られる。

また他の手段は、空間内に設ける吸込口と同心円の円筒管状の壁体の高さが調整可能な遠心送風機としたものである。

この手段により、円筒管状の壁体の高さを調整することにより背後空気層の厚みを調整できるため、消音できる騒音の周波数を調整することができる遠心送風機が得られる。

また他の手段は、ケーシングの吸込み口と同心円で一端がケーシングに接する少なくとも一つの円筒管状の壁体と、ケーシングの吸込み口と同心円で一端がオリフィスに接する少なくとも一つの円筒管状の壁体が、径方向に交互に配置された遠心送風機としたものである。

この手段により、空間内を騒音の音波が壁体を交互に回り込んで伝播するラビリンス構造にすることができ、背後空気層の厚みをより厚くすることができ、外郭の大きさを変更せずにより低周波の騒音を消音することができる遠心送風機が得られる。

また他の手段は、オリフィスにより形成される空間を複数に分割する隔壁を設けた遠心送風機としたものである。

この手段により、空間の形状や容積が異なる複数の共鳴型吸音構造を形成することができるため、複数の周波数の騒音を消音でき、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができる遠心送風機が得られる。

また他の手段は、隔壁により分割された複数の空間それぞれに間隙部を塞ぐ部材を備え、少なくとも二種類の部材が適用された遠心送風機としたものである。

この手段により、複数の種類の共鳴型吸音構造を形成することができるため、複数の周波数の騒音を消音でき、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができる遠心送風機が得られる。

また他の手段は、隔壁により分割された複数の空間それぞれに異なる形状の壁体を設け、それぞれの空間で背後空気層の厚みを厚くした遠心送風機としたものである。

この手段により、分割された空間それぞれが異なる背後空気層の厚みの共鳴型吸音構造を形成することができるため、複数の周波数の騒音を消音でき、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができる遠心送風機が得られる。

また他の手段は、ケーシングの側壁と外郭で囲まれる外周空間を背後空気層として利用するようにした遠心送風機としたものである。

この手段により、外周空間を共鳴型吸音構造の背後空気層として利用することができるため、背後空気層の厚みをより厚くすることができ、外郭の大きさを変更せずにより低周波の騒音を消音することができる遠心送風機が得られる。

また他の手段は、ケーシングのモーター側外壁と外郭との間の裏側空間を背後空気層として利用するようにした遠心送風機としたものである。

この手段により、裏側空間を共鳴型吸音構造の背後空気層として利用することができるため、背後空気層の厚みをより厚くすることができ、外郭の大きさを変更せずにより低周波の騒音を消音することができる遠心送風機が得られる。

本発明によれば、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができ、外郭の大きさを変更せずにより低周波の騒音を消音でき、消音できる騒音の周波数を調整できる遠心送風機を提供できる。

本発明の請求項１記載の発明は、開口を備えた外郭内に、回転軸を中心に回動可能に羽根車を連結した電動機と、羽根車の周囲を囲み吸込み口を有するケーシングと、外郭の開口と連通する開口部を有するベルマウス状のオリフィスとを備え、オリフィスの端部とケーシングとの間の間隙部を塞ぐ部材を吸音構造用材料とし、オリフィスにより形成される空間を背後空気層として共鳴型吸音構造を形成することを特徴とする遠心送風機としたものであり、間隙部を塞ぐ部材とオリフィスにより形成される空間とで共鳴型吸音構造を形成することができるため、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができるという作用を有する。

また、ケーシングの吸込み口がベルマウス状である遠心送風機としたものであり、ケーシングへの空気の流入を円滑化でき、外郭を大きくせずに送風効率を向上し、騒音を低減できるという作用を有する。

また、ケーシングがスクロール形状である遠心送風機としたものであり、羽根車から流出した空気の動圧が効率よく静圧変換されて吐出口から排出することができるため、外郭を大きくせずに送風効率を向上し、騒音を低減できるという作用を有する。

また、オリフィスの開口部がケーシングの吸込み口と同心円である遠心送風機としたものであり、ケーシングの吸込み口からの騒音を共鳴空間全域に円滑に導くことができ、また吸込み空気を円滑にケーシングへ導くことができるため、外郭を大きくせずに所望の周波数の騒音を低減することができるという作用を有する。

また、オリフィスの開口部が吸込み口の同等以下の直径である遠心送風機としたものであり、ケーシングの吸込み口からの騒音を共鳴空間に効率よく導くことができるため、外郭を大きくせずに所望の周波数の騒音を低減することができるという作用を有する。

また、間隙部を塞ぐ部材を膜状材料とした遠心送風機としたものであり、膜状材料がマス、背後空気層としての空間がバネとなる振動系を形成することにより共鳴型吸音構造の一種の膜状吸音構造を形成することができるため、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができるという作用を有する。

また、間隙部を塞ぐ部材を穴あき板とした遠心送風機としたものであり、穴あき板の穴の部分の空気がマス、背後空気層がバネとなる振動系を形成することにより、ヘルムホルツ共鳴器と同様の原理で吸音する共鳴型吸音構造の一種の穴あき板吸音構造を形成することができるため、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができるという作用を有する。

また、間隙部を塞ぐ部材を多孔質材料とした遠心送風機としたものであり、多孔質材料自身による比較的高周波の騒音の吸音ができ、また多孔質材料がマス、背後空気層がバネとなる振動系を形成することにより共鳴型吸音構造の一種の多孔質吸音構造を形成することができるため比較的低周波の騒音を消音することができ、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができるという作用を有する。

また、壁体を空間内に備え、背後空気層の厚みを厚くしたことを特徴とする遠心送風機としたものであり、騒音の音波が空間内の壁体を回り込んで伝播する経路の長さを共鳴型吸音構造における背後空気層の厚みとみなすことができるため、背後空気層の厚みを厚くすることができ、外郭の大きさを変更せずにより低周波の騒音を消音することができるという作用を有する。

また、空間内に設ける壁体が、吸込み口と同心円で一端がケーシングと接する円筒管状である遠心送風機としたものであり、騒音の音波が空間内の壁体を回り込む経路が一度のＵ曲がりのみとなり、スムーズに騒音の音波を伝播させることができるため、より安定的に背後空気層の厚みを厚くすることができ、簡易な構造の壁体によって外郭の大きさを変更せずにより低周波の騒音を消音することができるという作用を有する。

また、空間内に設ける吸込口と同心円の円筒管状の壁体の内径Ｄが周方向に一様でない遠心送風機としたものであり、円筒管状の壁体の内径Ｄが部分的に異なることにより、背後空気層の厚みが異なる部分ができるため、複数の周波数の騒音を消音でき、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができるという作用を有する。

また、空間内に設ける吸込口と同心円の円筒管状の壁体の高さが周方向に一様でない遠心送風機としたものであり、円筒管状の壁体の高さが部分的に異なることにより、背後空気層の厚みが異なる部分ができるため、複数の周波数の騒音を消音でき、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができるという作用を有する。

また、空間内に設ける吸込口と同心円の円筒管状の壁体の内径が調整可能な遠心送風機としたものであり、円筒管状の壁体の内径を調整することにより背後空気層の厚みを調整できるため、消音できる騒音の周波数を調整することができるという作用を有する。

また、空間内に設ける吸込口と同心円の円筒管状の壁体の高さが調整可能な遠心送風機としたものであり、円筒管状の壁体の高さを調整することにより背後空気層の厚みを調整できるため、消音できる騒音の周波数を調整することができるという作用を有する。

また、ケーシングの吸込み口と同心円で一端がケーシングに接する少なくとも一つの円筒管状の壁体と、ケーシングの吸込み口と同心円で一端がオリフィスに接する少なくとも一つの円筒管状の壁体が、径方向に交互に配置された遠心送風機としたものであり、空間内を騒音の音波が壁体を交互に回り込んで伝播するラビリンス構造にすることができ、背後空気層の厚みをより厚くすることができ、外郭の大きさを変更せずにより低周波の騒音を消音することができるという作用を有する。

また、オリフィスにより形成される空間を複数に分割する隔壁を設けた遠心送風機としたものであり、空間の形状や容積が異なる複数の共鳴型吸音構造を形成することができるため、複数の周波数の騒音を消音でき、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができるという作用を有する。

また、隔壁により分割された複数の空間それぞれに間隙部を塞ぐ部材を備え、少なくとも二種類の部材が適用された遠心送風機としたものであり、複数の種類の共鳴型吸音構造を形成することができるため、複数の周波数の騒音を消音でき、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができるという作用を有する。

また、隔壁により分割された複数の空間それぞれに異なる形状の壁体を設け、それぞれの空間で背後空気層の厚みを厚くした遠心送風機としたものであり、分割された空間それぞれが異なる背後空気層の厚みの共鳴型吸音構造を形成することができるため、複数の周波数の騒音を消音でき、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができるという作用を有する。

また、ケーシングの側壁と外郭で囲まれる外周空間を背後空気層として利用するようにした遠心送風機としたものであり、外周空間を共鳴型吸音構造の背後空気層として利用することができるため、背後空気層の厚みをより厚くすることができ、外郭の大きさを変更せずにより低周波の騒音を消音することができるという作用を有する。

また、ケーシングのモーター側外壁と外郭との間の裏側空間を背後空気層として利用するようにした遠心送風機としたものであり、裏側空間を共鳴型吸音構造の背後空気層として利用することができるため、背後空気層の厚みをより厚くすることができ、外郭の大きさを変更せずにより低周波の騒音を消音することができるという作用を有する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１に示すように、天井埋込型換気扇として用いられる遠心送風機１は、内寸が２６５ｍｍ角、高さ１９５ｍｍで下面に開口２を備えた外郭３内に、回転軸４を中心に回動可能に直径１８０ｍｍの多翼型の羽根車５を連結した電動機６と、羽根車５の周囲を囲み、下面にベルマウス状で吸込み口の内径Ｄｉが１５０ｍｍの吸込み口７と側壁８に吐出口９を有するケーシング１０を備えている。ケーシング１０の側壁８は吐出口９に向かって徐々に風路が拡大するスクロール形状であり、ケーシング１０の吐出口９は外郭３の一側面に設けられた吐出開口１１を介して、吐出アダプタ１２と連通している。ケーシング１０と外郭３との間の一部には、電動機６と外部電源とを電気的に接続するための接続コネクタや端子などの電気部品を収納する電装部１３が配置されている。外郭３の下面の外周にはフランジ部１４があり、フランジ部１４に備えた穴１６を通して、ねじ等で天井材１５に外郭３が固定され、天井に配され屋外に連通するダクト１７が、吐出アダプタ１２を介して吐出口９に接合されている。

また、ケーシング１０の吸込み口７と同心円で吸込み口７と同等以下の内径である１４８ｍｍのベルマウス状の開口部１８を備えるオリフィス１９が、ケーシング１０の吸込み口７から６０ｍｍ隔てて外郭３の開口２を塞ぐように配置されており、ケーシング１０とオリフィス１９と外郭３で囲まれる空間２０を形成している。また、オリフィス１９の端部２１はケーシング１０の下面から２０ｍｍ隔てて位置して間隙部２２を形成し、間隙部２２を塞ぐように間隙部２２を塞ぐ部材としての膜状材料２３であるビニルシートが備えられており、間隙部２２を塞ぐ部材である吸音構造用材料としての膜状材料２３であるビニルシートがマスとなり、空間２０が膜状材料２３の背後空気層２４となってバネとなる振動系を形成することにより共鳴型吸音構造の一種の膜状吸音構造が形成される。

ケーシング１０の吸込み口７と空間２０の間に間隙部２２が設けられて、ケーシング１０の吸込み口７と空間２０が連通しているが、その連通している間隙部２２に間隙部２２を塞ぐように膜状材料２３であるビニルシートが備えられ、吸込み口７と空間２０が遮断され、空間２０が膜状材料２３の背後空気層２４となっている。

上記構成において、電動機６により羽根車５が回転すると、吸込空気は本体の開口２からオリフィス１９の開口部１８を通り、ケーシング１０のベルマウス状の吸込み口７より滑らか羽根車５に入り、羽根車５により昇圧され、スクロール形状のケーシング１０の内部を通り、動圧が効率よく静圧変換されて吐出アダプタ１２よりダクト１７に吐出され、屋外に排出される。なお、オリフィス１９の開口部１８の直径はケーシング１０の吸込み口の内径Ｄｉより同等以下であるが、十分に広い面積をもち、また吸込空気を滑らかに導入するベルマウス形状をしているため、圧力損失の原因となって遠心送風機１の空力性能を低下させることはない。

また同時に、羽根車５で昇圧されるときに発生する回転騒音や、ケーシング１０の内部を通るときに発生する渦による乱流騒音や、ケーシング１０内で共鳴により増幅された騒音の音波が、吸込み口７から下方に放射されるが、ケーシング１０の吸込み口７から放射された騒音の音波の一部はオリフィス１９の端部２１とケーシング１０との間で構成される間隙部２２に設置された膜状材料２３であるビニルシートに入射する。このとき、オリフィス１９の開口部１８はケーシング１０の吸込み口７と同心で、オリフィス１９の開口部１８の直径はケーシング１０の吸込み口の内径Ｄｉより同等以下であるため、ケーシング１０の吸込み口７から放射された騒音の音波の一部はオリフィス１９の端部２１とケーシング１０との間で構成される間隙部２２に設置された膜状材料２３へ入射しやすい構成となっている。このとき、オリフィス１９とケーシング１０と外郭３で囲まれる空間２０と、オリフィス１９の端部２１とケーシング１０の下面との間隙部２２を塞ぐ膜状材料２３であるビニルシートとで共鳴型吸音構造の一種の膜状吸音構造が形成されているため、膜状材料２３であるビニルシートに入射した騒音の音波のうち、その周波数が、膜状吸音構造の振動系の共鳴周波数と一致したとき、膜状材料２３であるビニルシートが振動し内部摩擦によって音波が吸音され、騒音の一部を消音することができ、また膜状吸音構造の働きで消音できる周波数は、膜状材料２３の厚みや面密度や質量、膜状材料２３を設置する張力、背後空気層２４の厚みなどにより変更できるため、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができる。

なお、膜状材料２３はビニルシートの他に、セロハンやアルミフィルム、ポリエチレンフィルムなどを用いても同様の効果を得ることができる。

なお、背後空気層２４となる空間２０は共鳴型吸音構造を形成する程度に構造物で囲まれていれば良く、多少外部へ連通する隙間などがあっても、効果の程度は劣るが、同様の効果を得ることができる。

なお、この構成ではオリフィス１９により形成される空間２０はオリフィス１９とケーシング１０と外郭３で囲まれて形成されているが、オリフィス１９と遠心送風機１が搭載される製品の他の構造物、例えばフィルターやヒーター、電気部品や電気部品のケース等によって囲まれる空間２０であってもよく、空間２０が膜状材料２３の背後空気層２４となってバネとなる振動系を形成することにより共鳴型吸音構造の一種の膜状吸音構造が形成されていれば同様の効果を得ることができる。

なお、遠心送風機１は、天井ではなく壁に横向きに取り付けても同様の効果を得る。

（実施の形態２）
図２に示すように、直径５ｍｍの小孔２５が多数開いた開孔率１０％のハードファイバーボードが穴あき板２６として間隙部２２を塞ぐように設置された構成となっている。

この構成により、穴あき板２６の小孔２５の部分の空気がマス、背後空気層２４としてオリフィス１９とケーシング１０と外郭３で囲まれる空間２０がバネとなる振動系を形成し、共鳴型吸音構造の一種の、ヘルムホルツ共鳴器と同様の原理で吸音する穴あき板吸音構造を形成しており、ケーシング１０の吸込み口７から放射された騒音の音波の一部が穴あき板２６に入射したとき、入射した騒音の音波のうちその周波数が穴あき板吸音構造の振動系の共鳴周波数と一致する周波数の音波のエネルギーが、小孔２５の部分の空気が激しく振動することによる摩擦損失によって吸収されるため、騒音の一部を消音することができる。このとき、穴あき板吸音構造の働きで消音できる周波数は、穴あき板２６の板厚や開口率、小孔２５の直径やピッチ、背後空気層２４の厚みなどにより変更できるため、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができる。

なお、穴あき板２６はハードファイバーボードの他に、石膏ボードやアルミ板などを用いても同様の効果を得ることができる。

なお、円形の小孔２５が多数開いた穴あき板２６でなく、スリット状の長穴が多数開いた板でも同様の効果を得られる。

（実施の形態３）
図３に示すように、軟質ウレタンフォームを多孔質材料２７として間隙部２２を塞ぐように設置された構成となっている。

この構成により、ケーシング１０の吸込み口７から放射された騒音の音波の一部が多孔質材料２７に入射したとき、多孔質材料２７自体がもつ吸音特性に依存する周波数の騒音の音波の吸音ができ、また多孔質材料２７を透過してオリフィス１９やケーシング１０や外郭３で反射した騒音の音波が再び多孔質材料２７に入射することにより騒音の音波の吸音ができ、また多孔質材料２７がマス、背後空気層２４としてオリフィス１９とケーシング１０と外郭３で囲まれる空間２０がバネとなる振動系を形成し、共鳴型吸音構造の一種の多孔質吸音構造を形成しており、入射した騒音の音波のうちその周波数が多孔質吸音構造の振動系の共鳴周波数と一致する周波数の音波のエネルギーが、多孔質材料２７自身や多孔質材料２７の内部の空気が振動することによる摩擦損失によって吸収されるため、騒音の一部を消音することができる。このとき、多孔質吸音構造の働きで消音できる周波数は、多孔質材料２７の材質、厚み、吸音特性、背後空気層２４の厚み、異なった吸音特性をもつ多孔質材料２７を重ね合わすことなどにより変更できるため、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができる。

なお一般に多孔質材料２７が吸音できる騒音の周波数は比較的高く、また多孔質吸音構造で消音できる騒音の周波数は比較的低いため、同時に消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができる。

またなお、多孔質材料２７は軟質ウレタンフォームの他に、グラスウールやロックウールなどを用いても同様の効果を得ることができる。

またなお、多孔質材料２７の飛散防止のために多孔質材料２７を布などの音波を透過する材料で覆った構成であっても同様の効果を得ることができる。

またなお、多孔質材料２７以外の吸音特性をもつ材料、例えばロックウール板のような多孔質成型板材料や、スポンジのような柔軟材料を適用しても同様の効果を得ることができる。

（実施の形態４）
図４に示すように、間隙部２２を塞ぐように膜状材料２３であるビニルシートを備え、膜状材料２３であるビニルシートがマスとなり、空間２０が膜状材料２３の背後空気層２４となってバネとなる振動系を形成することにより共鳴型吸音構造の一種の膜状吸音構造が形成された遠心送風機１は、ケーシング１０の吸込み口７と同心円の円筒管状の壁体２８がケーシング１０の下面に一体に備えられており、円筒管状の壁体２８は、厚さ２ｍｍ、高さ２８ｍｍであり、壁体の内径Ｄは２１６ｍｍである構成となっている。

膜状吸音構造で消音できる周波数は、背後空気層２４の厚みの平方根に反比例することが一般に知られているが、この構成により、騒音の音波が空間２０内の壁体２８を回り込んで伝播する経路の長さを背後空気層２４の厚みとみなすことができるため、背後空気層２４の厚みを厚くすることができ、消音できる騒音の周波数を低減することができるため、外郭３の大きさを変更せずにより低周波の騒音を消音することができる。

また、円筒管状の壁体２８は一端がケーシング１０と一体になった吸込み口７と同心円の円筒管状であるため、騒音の音波が空間２０内の壁体２８を回り込む経路が一度のＵ曲がりのみとなり、スムーズに騒音の音波を伝播させることができ、より安定的に背後空気層２４の厚みを厚くすることができ、簡易な構造の壁体２８によって外郭３の大きさを変更せずにより低周波の騒音を消音することができる。

なお、この構成では間隙部２２を膜状材料２３で塞ぐ構成としたが、間隙部２２を穴あき板２６で塞ぐ構成とした場合も、穴あき板吸音構造で消音される騒音の周波数は背後空気層２４の厚みの平方根に反比例するため、同様に消音できる周波数を低減することができる。また間隙部２２を多孔質材料２７で塞ぐ構成とした場合は、多孔質吸音構造で消音される騒音の周波数は背後空気層２４の厚みに反比例するため、同様に消音できる周波数を低減することができる。

またなお、円筒管状の壁体２８は、空間２０内の音波の経路を長くすることができ、かつ回転軸４を通る断面上でＵ字状に経路を曲げられる形状であればよいため、多角管形状や楕円管形状でも良く、またケーシング１０の吸込み口７と中心がずれていても同様の効果を得ることができる。

（実施の形態５）
図５に示すように、間隙部２２を塞ぐように膜状材料２３であるビニルシートを備え、膜状材料２３であるビニルシートがマスとなり、空間２０が膜状材料２３の背後空気層２４となってバネとなる振動系を形成することにより共鳴型吸音構造の一種の膜状吸音構造が形成された遠心送風機１は、ケーシング１０の吸込み口７と同心円の円筒管状の壁体２８がケーシング１０の下面に一体に備えられており、円筒管状の壁体２８は、厚さ２ｍｍ、高さ２８ｍｍであり、壁体の内径Ｄが一部が２１６ｍｍ、一部が１６０ｍｍで、周方向に一様でない構成となっている。

この構成により、円筒管状の壁体の内径Ｄが部分的に異なることにより、背後空気層２４の厚みが異なる部分ができるため、複数の周波数の騒音を消音でき、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができる。

（実施の形態６）
図６に示すように、間隙部２２を塞ぐように膜状材料２３であるビニルシートを備え、膜状材料２３であるビニルシートがマスとなり、空間２０が膜状材料２３の背後空気層２４となってバネとなる振動系を形成することにより共鳴型吸音構造の一種の膜状吸音構造が形成された遠心送風機１は、ケーシング１０の吸込み口７と同心円の円筒管状の壁体２８がケーシング１０の下面に一体に備えられており、円筒管状の壁体２８は、厚さ２ｍｍ、壁体の内径Ｄは２１６ｍｍであり、高さが一部は２８ｍｍ、一部が４０ｍｍで、周方向に一様でない構成となっている。

この構成により、円筒管状の壁体２８の高さが部分的に異なることにより、背後空気層２４の厚みが異なる部分ができるため、複数の周波数の騒音を消音でき、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができる。

（実施の形態７）
図７に示すように、間隙部２２を塞ぐように膜状材料２３であるビニルシートを備え、膜状材料２３であるビニルシートがマスとなり、空間２０が膜状材料２３の背後空気層２４となってバネとなる振動系を形成することにより共鳴型吸音構造の一種の膜状吸音構造が形成された遠心送風機１は、ケーシング１０の下面にねじ受け２９を備え、ねじしろ３０を備えた円筒管状の壁体２８がねじ３１で固定され、着脱できるようになっており、異なる壁体の内径Ｄの円筒管状の壁体２８を取り付けることができる構成になっている。

この構成により、遠心送風機１の設置状態等により吸込み口７から放射される騒音の周波数が変わっても、円筒管状の壁体の内径Ｄを変更することによって背後空気層２４の厚みを調整できるため、消音できる騒音の周波数を調整することができる。

（実施の形態８）
図８に示すように、間隙部２２を塞ぐように膜状材料２３であるビニルシートを備え、膜状材料２３であるビニルシートがマスとなり、空間２０が膜状材料２３の背後空気層２４となってバネとなる振動系を形成することにより共鳴型吸音構造の一種の膜状吸音構造が形成された遠心送風機１の、空間２０に設ける吸込み口７と同心円の円筒管状の壁体２８は、内側壁３２と外側壁３３で構成される二重管３４になっており、外側壁３３をスライドさせることによって壁体２８の高さが調整可能な構成になっている。

この構成により、円筒管状の壁体２８の高さを調整することにより背後空気層２４の厚みを調整できるため、消音できる騒音の周波数を調整することができる。

（実施の形態９）
図９に示すように、間隙部２２を塞ぐように膜状材料２３であるビニルシートを備え、膜状材料２３であるビニルシートがマスとなり、空間２０が膜状材料２３の背後空気層２４となってバネとなる振動系を形成することにより共鳴型吸音構造の一種の膜状吸音構造が形成された遠心送風機１の空間２０に、ケーシング１０の吸込み口７と同心円で一端がケーシング１０に接する円筒管状の壁体２８で、壁体の内径Ｄが１８０ｍｍと２４０ｍｍの二つの壁体２８と、ケーシング１０の吸込み口７と同心円で一端がオリフィス１９に接する壁体の内径Ｄが２１６ｍｍの円筒管状の壁体２８が配置された構成となっている。

この構成により、空間２０内を騒音の音波が壁体２８を交互に回り込んで伝播するラビリンス構造にすることができ、背後空気層２４の厚みをより厚くすることができ、外郭３の大きさを変更せずにより低周波の騒音を消音することができる。

（実施の形態１０）
図１０に示すように、間隙部２２を塞ぐように膜状材料２３であるビニルシートを備え、膜状材料２３であるビニルシートがマスとなり、空間２０が膜状材料２３の背後空気層２４となってバネとなる振動系を形成することにより共鳴型吸音構造の一種の膜状吸音構造が形成された遠心送風機１は、空間２０を異なる容積で二つに分割する隔壁３５が回転軸４を通る平面上に設けられた構成となっている。

この構成により、背後空気層２４となる空間２０の形状や容積が異なる複数の共鳴型吸音構造を形成することができるため、複数の周波数の騒音を消音でき、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができる。

（実施の形態１１）
図１１に示すように、隔壁３５により二つに分割された空間２０のうち一方の間隙部２２が膜状材料２３であるビニルシートで塞がれており、また他方の空間２０の間隙部２２が穴あき板２６である直径５ｍｍの小孔２５が多数開いた開孔率１０％のハードファイバーボードで塞がれた構成となっている。

この構成により、２種類の共鳴型吸音構造を形成することができるため、複数の周波数の騒音を消音でき、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができる。

なお、分割された空間２０のうちの一方の間隙部２２が塞がれておらず、空間２０内での気柱共鳴により共鳴消音される構成としてもよい。

（実施の形態１２）
図１２に示すように、隔壁３５により二つに分割された空間２０それぞれに、異なった高さの一端がケーシング１０に接する吸込み口７と同心円の円筒管状の壁体２８が設けられ、それぞれの空間２０で背後空気層２４の厚みを厚くした構成となっている。

この構成により、隔壁３５により二つに分割された空間２０それぞれに異なった形状の壁体２８を備え、分割された空間２０それぞれが異なる背後空気層２４の厚みの共鳴型吸音構造を形成することができるため、複数の周波数の騒音を消音でき、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができる。

なお、隔壁３５により二つに分割された空間２０それぞれに設置される一端がケーシング１０に接する吸込み口７と同心円の円筒管状の壁体２８は、高さだけでなく、内径や厚み、またそれらの組み合わせが異なっている場合であっても同様の効果を得ることができる。

（実施の形態１３）
図１３に示すように、間隙部２２を塞ぐように膜状材料２３であるビニルシートを備え、膜状材料２３であるビニルシートがマスとなり、空間２０が膜状材料２３の背後空気層２４となってバネとなる振動系を形成することにより共鳴型吸音構造の一種の膜状吸音構造が形成された遠心送風機１は、ケーシング１０の側壁８と外郭３で囲まれる外周空間３６が、オリフィス１９とケーシング１０と外郭３に囲まれて構成される空間２０と連通した構成となっている。

この構成により、外周空間３６を共鳴型吸音構造の背後空気層２４として利用することができるため、背後空気層２４の厚みをより厚くすることができ、外郭３の大きさを変更せずにより低周波の騒音を消音することができる。

（実施の形態１４）
図１４に示すように、間隙部２２を塞ぐように膜状材料２３であるビニルシートを備え、膜状材料２３であるビニルシートがマスとなり、空間２０が膜状材料２３の背後空気層２４となってバネとなる振動系を形成することにより共鳴型吸音構造の一種の膜状吸音構造が形成された遠心送風機１は、外郭３内で電動機６の一部がケーシング１０から突出しており、ケーシング１０の電動機側外壁３７と外郭３との間の裏側空間３８が、ケーシング１０の側壁８と外郭３で囲まれる外周空間３６と連通し、また外周空間３６はオリフィス１９とケーシング１０と外郭３に囲まれて構成される空間２０と連通した構成となっている。

この構成により、裏側空間３８を外周空間３６と共に共鳴型吸音構造の背後空気層２４として利用することができるため、背後空気層２４の厚みをより厚くすることができ、外郭の大きさを変更せずにより低周波の騒音を消音することができる。

本発明は、消音できる騒音の周波数の範囲を広げることができ、外郭の大きさを変更せずにより低周波の騒音を消音でき、消音できる騒音の周波数を調整できる遠心送風機を提供するものである。

本発明の実施の形態１の遠心送風機を示す図（（ａ）側断面図、（ｂ）下面部分断面図） 本発明の実施の形態２の遠心送風機を示す側断面図 本発明の実施の形態３の遠心送風機を示す側断面図 本発明の実施の形態４の遠心送風機を示す図（（ａ）側断面図、（ｂ）下面部分断面図） 本発明の実施の形態５の遠心送風機を示す側断面図 本発明の実施の形態６の遠心送風機を示す側断面図 本発明の実施の形態７の遠心送風機を示す側断面図 本発明の実施の形態８の遠心送風機を示す側断面図 本発明の実施の形態９の遠心送風機を示す側断面図 本発明の実施の形態１０の遠心送風機を示す図（（ａ）側断面図、（ｂ）下面部分断面図） 本発明の実施の形態１１の遠心送風機を示す側断面図 本発明の実施の形態１２の遠心送風機を示す側断面図 本発明の実施の形態１３の遠心送風機を示す側断面図 本発明の実施の形態１４の遠心送風機を示す側断面図 従来の遠心送風機を示す側断面図

符号の説明

１ 遠心送風機
２ 開口
３ 外郭
４ 回転軸
５ 羽根車
６ 電動機
Ｄｉ 吸込み口の内径
７ 吸込み口
８ 側壁
９ 吐出口
１０ ケーシング
１１ 吐出開口
１２ 吐出アダプタ
１３ 電装部
１４ フランジ部
１５ 天井材
１６ 穴
１７ ダクト
１８ 開口部
１９ オリフィス
２０ 空間
２１ 端部
２２ 間隙部
２３ 膜状材料
２４ 背後空気層
２５ 小孔
２６ 穴あき板
２７ 多孔質材料
２８ 壁体
Ｄ 壁体の内径
２９ ねじ受け
３０ ねじしろ
３１ ねじ
３２ 内側壁
３３ 外側壁
３４ 二重管
３５ 隔壁
３６ 外周空間
３７ 電動機側外壁
３８ 裏側空間

Claims (20)

1. 開口を備えた外郭内に、回転軸を中心に回動可能に羽根車を連結した電動機と、前記羽根車の周囲を囲み吸込み口を有するケーシングと、前記外郭の前記開口と連通する開口部を有するベルマウス状のオリフィスとを備え、前記オリフィスの端部と前記ケーシングとの間の間隙部を塞ぐ部材を吸音構造用材料とし、前記オリフィスにより形成される空間を背後空気層として共鳴型吸音構造を形成するようにしたことを特徴とする遠心送風機。
2. ケーシングの吸込み口がベルマウス状である請求項１に記載の遠心送風機。
3. ケーシングがスクロール形状である請求項１または２に記載の遠心送風機。
4. オリフィスの開口部がケーシングの吸込み口と同心円である請求項１〜３いずれかに記載の遠心送風機。
5. オリフィスの開口部が吸込み口の同等以下の直径である請求項１〜４いずれかに記載の遠心送風機。
6. 間隙部を塞ぐ部材を膜状材料とした請求項１〜５いずれかに記載の遠心送風機。
7. 間隙部を塞ぐ部材を穴あき板とした請求項１〜５いずれかに記載の遠心送風機。
8. 間隙部を塞ぐ部材を多孔質材料とした請求項１〜５いずれかに記載の遠心送風機。
9. 壁体を空間内に備え、背後空気層の厚みを厚くしたことを特徴とする請求項１〜８いずれかに記載の遠心送風機。
10. 空間内に設ける壁体が、吸込み口と同心円で一端がケーシングと接する円筒管状である請求項９に記載の遠心送風機。
11. 空間内に設ける吸込口と同心円の円筒管状の壁体の内径Ｄが周方向に一様でない請求項１０に記載の遠心送風機。
12. 空間内に設ける吸込口と同心円の円筒管状の壁体の高さが周方向に一様でない請求項１０または１１に記載の遠心送風機。
13. 空間内に設ける吸込口と同心円の円筒管状の壁体の内径が調整可能な請求項１０〜１２いずれかに記載の遠心送風機。
14. 空間内に設ける吸込口と同心円の円筒管状の壁体の高さが調整可能な請求項１０〜１３いずれかに記載の遠心送風機。
15. ケーシングの吸込み口と同心円で一端が前記ケーシングに接する少なくとも一つの円筒管状の壁体と、前記ケーシングの前記吸込み口と同心円で一端がオリフィスに接する少なくとも一つの円筒管状の壁体が、径方向に交互に配置された請求項９に記載の遠心送風機。
16. オリフィスにより形成される空間を複数に分割する隔壁を設けた請求項１〜１５いずれかに記載の遠心送風機。
17. 隔壁により分割された複数の空間それぞれに間隙部を塞ぐ部材を備え、少なくとも二種類の部材が適用された請求項１６に記載の遠心送風機。
18. 隔壁により分割された複数の空間それぞれに異なる形状の壁体を設け、それぞれの前記空間で背後空気層の厚みを厚くした請求項１６または１７に記載の遠心送風機。
19. ケーシングの側壁と外郭で囲まれる外周空間を背後空気層として利用するようにした請求項１〜１８いずれかに記載の遠心送風機。
20. ケーシングのモーター側外壁と外郭との間の裏側空間を背後空気層として利用するようにした請求項１９に記載の遠心送風機。

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