JP2010186144A - 防音装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で、発熱を伴う騒音源を効率よく防音することができる防音装置を提供する。
【解決手段】防音装置１は、熱および音を発生する装置２を包被するハウジング３と、ハウジング３内に設けられた吸気ダクト４とを備えている。ハウジング３には外気を取り入れるための吸入口５と、ハウジング３内の空気を排出するための排気口６が設けられている。吸気ダクト４の一方側は吸入口５と連通し、他方側はハウジング３内と連通している。吸気ダクト４は、装置２の近傍に併設されており、吸気ダクト４は、ハウジング３の吸入口５が設けられた側から吸入口５と対向する側の近傍位置に跨って設けられている。ハウジング３内の中間部には、ハウジング３内を下部ハウジング３１と上部ハウジング３２とに区分し、かつ下部ハウジング３１内と上部ハウジング３２内とを連通し得るように仕切板７が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、防音装置に係り、特に騒音と共に熱を発生する装置の騒音対策として有用な防音装置に関する。

一般に、この種の防音ボックスとしては、騒音源を板金等で完全に覆ってしまうことが望ましく、このような防音ボックスとしては、例えば、（イ）工事現場などにおいて、建設機械等の騒音の発生源を囲って発生源からの騒音の伝播を防止するもの、（ロ）騒音源である加工機械を第１、第２の防音ボックスで略密閉状態で二重に覆う構成のものが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

しかしながら、（イ）、（ロ）の防音ボックスにおいては、防音される対象物が変圧器や真空ポンプのように熱源を伴った騒音源の場合においては、騒音源が完全に覆われてしまうと、防音ボックス内に熱がこもるため、防音ボックス内の温度が上昇するという難点があった。

このため、防音ボックス内に排気口を設け、排気ファン等で防音ボックス内の空気を強制的に換気する方法も案出されているが（例えば、特許文献３参照）、かかる方法においては、次のような難点があった。すなわち、一般に用いられる排気ファンにおいては回転に伴う風切音が発生するため、防音ボックス内で防音処理が行われても、排気ファンの風切音が防音ボックス外へ漏れてしまうという問題があった。特に、排気ファンから発生する風切音は１００Ｈｚ以下の低周波音であることが多く、このような低周波音を防音ボックス内の排気を確保しながら吸音するためには、排気ダクトの内面にグラスウールのみから成る吸音材を貼付しても１０ｍ程度の長さの排気ダクトが必要になるという難点があった。このため、このような構成の防音ボックスにおいては、防音ボックスが大掛かりなものとなり、省スペース場所での設置が困難であった。

また、内部に空洞部を持つ二重構造の防音ボックスにおいて、二重構造とした壁内部の空洞部内を通して、防音ボックス内への空気の吸入および排出を行い、さらに二重構造とした壁内部の空洞部の内側に沿って吸音材を被着することで空気を強制循環させる送風ファンの音が外部に漏れないようにしてなるものも知られているが（例えば、特許文献４参照）、小型化や省電力化などの観点から送風（排気）ファンのない設計が望まれている。

一方、内部に空洞部を持つ二重構造の防音ボックスにおいて、送風（排気）ファンを用いず、二重構造とした壁内部の空洞部内を通して、防音ボックス内への気体の吸入および排出を行っただけでは、換気が十分行われず、防音ボックス内の温度は上昇してしまう。逆に、換気を十分行うため、二重構造をやめて防音ボックスに単に換気口を設けて自然換気した構造では換気口より装置からの騒音が漏れてしまう問題があった。

特開２００７−３３４１６８号公報（段落０００１） 特開平６−３５４７９号公報(図１） 特開平１１−２８３８４３号公報（図４） 実開昭６３−２２０００号公報（図１）

本発明は、このような点に着目してなされたもので、小型で、発熱を伴う騒音源を効率よく防音することができる防音装置を提供することを目的としている。

本発明の第１の態様である防音装置は、熱および音を発生する装置を包被するハウジングと、ハウジング内に設けられた吸気ダクトとを備え、ハウジングには外気を取り入れるための吸入口と、ハウジング内の空気を排出するための排気口が設けられ、吸気ダクトの一方側は吸入口と連通し、他方側はハウジング内と連通しているものである。

本発明の第２の態様は、第１の態様である防音装置において、吸気ダクトは、装置の近傍に併設されているものである。

本発明の第３の態様は、第１の態様または第２の態様である防音装置において、吸気ダクトは、ハウジングの吸入口が設けられた側から吸入口と対向する側の近傍位置に跨って設けられているものである。

本発明の第４の態様は、第１の態様乃至第３の態様の何れかの態様である防音装置において、ハウジング内の中間部には、ハウジング内を下部ハウジングと上部ハウジングとに区分し、かつ下部ハウジング内と上部ハウジング内とを連通し得るように仕切板が設けられているものである。

本発明の第５の態様は、第４の態様である防音装置において、吸入口は、下部ハウジングの一方側に設けられ、排気口は、上部ハウジングの吸入口と対向する側に設けられているものである。

本発明の第６の態様は、第１の態様乃至第５の態様の何れかの態様である防音装置において、ハウジング、吸気ダクトおよび仕切板が吸音材からなるものである。

本発明の第７の態様は、第６の態様である防音装置において、吸音材は、低周波吸音材から成るものである。

本発明の第８の態様は、第１の態様乃至第７の態様の何れかの態様である防音装置において、ハウジングの外枠に薄肉の金属板が装着されているものである。

本発明の第１の態様乃至第８の態様の防音装置によれば、発熱を伴う騒音源としての装置から発生する熱によってハウジング内に自然対流を発生させ、かかる自然対流を利用することでハウジング内の空気を給排気することができる。また、従来の防音装置のようにハウジング内に排気ファンを設けなくてもよいことから、排気ファンを必要としない省電力化された騒音防止対策として好適な防音装置を提供することができる。
さらに、従来の防音装置に比し、小型で、発熱を伴う騒音源を効率よく吸音することができる。また、吸音材として低周波吸音材を使用した場合には、１００Ｈｚ程度の低周波騒音を効率よく吸音することができる。

本発明の防音装置の内部概念図。 本発明の防音装置における自然対流発生の過程を示す説明図。 本発明の防音装置の吸気ダクト、吸入口および排気口の有無による騒音レベルの比較を示す説明図。

以下、本発明の防音装置を適用した最良の実施の形態例について、図面を参照して詳述する。

図１は、本発明における防音装置の内部概念図を示している。

同図において、本発明における防音装置１は、変圧器や真空ポンプ等の熱および音を発生する装置２を包被するハウジング３と、ハウジング３内に設けられた吸気ダクト４とを備えている。

ハウジング３は後述する低周波吸音材により直方体状に形成されている。

熱および音を発生する装置２としては、例えば一方側に配置されるモータ２１と、他方側に配置されるポンプ２２と、モータ２１とポンプ２２の間に配置される冷却ファン部２３とで構成されるドライ型真空ポンプが使用されており、当該ドライ型真空ポンプは、支持アングル２４によりハウジング３の底板３ａに設置されている。

ハウジング３の一方側（図中右側）の下方位置の角部には外気（冷却空気）を取り入れるための矩形状の吸入口５が設けられ、ハウジング３の他方側（図中左側）の上方位置にはハウジング３内の空気を排出するための矩形状の排気口６が設けられている。この実施例では、吸入口５は、後述する下部ハウジング３１の一方側（図中右側）の側面３ｂであって当該側面３ｂの下方位置の角部に設けられ、排気口６は、後述する上部ハウジング３２の他方側（図中左側）の側面３ｃに設けられている。

ハウジング３内の中間部には、ハウジング３内を下部ハウジング３１と上部ハウジング３２とに区分し、かつ下部ハウジング３１内と上部ハウジング３２内とを連通し得るように仕切板７が設けられている。

この実施例では、例えば厚さが約５０ｍｍ程度の低周波吸音材を、ハウジング３の一方側（図中左側）の側面の中間部、すなわち、排気口６が設けられたハウジング３の側面３ｃの中間部から当該側面３ｃと対向するハウジング３の他方側（図中右側）の側面、すなわち、吸入口５が設けられたハウジング３の側面３ｂの手前に至る位置に跨って水平に設けることで、ハウジング３内が下部ハウジング３１と上部ハウジング３２とに区分されると共に、吸入口５が設けられたハウジング３の側面３ｂ近傍に下部ハウジング３１内と上部ハウジング３２内とを連通させる連通部８が設けられている。

このようにして形成された上部ハウジング３２は、後述するように、ハウジング３内の空気を排気する排気通路としての機能を有することになる。

吸気ダクト４は低周波吸音材により断面視矩形状に形成され、その全長は、ハウジング３の横幅より短くされている。この実施例ではハウジング３の横幅が９１０ｍｍ程度とされ、吸気ダクト４の全長が６１０ｍｍ程度とされている。

このような構成の吸気ダクト４は、装置２の近傍であって、下部ハウジング３１内の背面側（図中奥部側）の側面３ｅの下方位置側に前記側面３ｅおよび装置２と平行になるように併設されている。また、吸気ダクト４の一方側（図中右側）は吸入口５と連通され、他方側（図中左側）はハウジング３内と連通するように構成されている。具体的には、吸気ダクト４の一方側（図中右側）から装置２の一方側（図中左側）の端部（ポンプ２２の図中左側の端部）と略面一になる位置まで布設されている。このように、吸気ダクト４をハウジング３の側面３ｂから当該側面３ｂと対向するハウジング３の他方側の側面、すなわち、排気口６が設けられたハウジング３の側面３ｃの手前に至る位置に跨って設けることで、吸気ダクト４の一方側（図中右側）が吸入口５と連通され、他方側（図中左側）がハウジング３内と連通されている。

低周波吸音材としては、特に低周波数領域（１００Ｈｚ程度）における吸音特性が優れており、また固体伝搬音や振動の低減にも効果的な制振性を発揮する材料、具体的には、本出願人が先に開発し出願している吸音材（ＷＯ２００６／０９８０６４）が好適する。この吸音材は、本実施例ではシリコーンゴムから成る膜と、膜の片面側に積層されるグラスウールなどから成る多孔質体層とを備えている。ここで、第１に膜の燃焼発熱量は、８ＭＪ／ｍ^２以下とされ、第２に膜の燃焼発熱速度は、［２００ｋＷ／ｍ^２］・１０ｓｅｃ以下とされ、第３に膜には無機化合物が含有されている。また、当該無機化合物は、Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの何れか１種を含む化合物または前記Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの何れか１種を含む化合物の混合物から成るもので構成されている。

このような構成の防音装置１によれば、吸音処理をしながら、すなわち、図２の矢印で示すように、Ｙ１→Ｙ２→Ｙ３→Ｙ４→Ｙ５→Ｙ６→Ｙ７の経路を経由して、熱を含む空気伝播音をハウジング３外へ排出することができる。

具体的には、装置２として熱発生源となる真空ポンプ近傍の熱伝導によってハウジング３内の空気が加熱され、密度の減少が起こる。そうすると、加熱されたハウジング３内の空気は、低音場の空気よりも軽くなるため矢印Ｙ３で示すように浮力が発生する。さらに温度差拡大による密度の勾配がハウジング３内の空気全般に及ぶと吸入口５から排気口６に向けて流れが誘起される。そうすると、下部ハウジング３１内の熱を含む空気伝播音は、矢印Ｙ５で示すように連通部８を介して上部ハウジング３２内に向けて流れ、当該上部ハウジング３２内において矢印Ｙ６で示すように排気口６に向けて水平に折り返され、排気通路としての上部ハウジング３２内を通って排気口６に向けて流れることでハウジング３外に排出されることになる。

従って、このような構成の防音装置１によれば、下部ハウジング３１内の加熱された空気伝播音は、低周波吸音材からなる仕切板７とぶつかり、仕切板７に沿って連通部８に流れる。連通部８を通過した熱を含む空気伝播音は上部ハウジング３２内の上板３ｄの低周波吸音材とぶつかり、水平に折り返されることで、熱を含む空気伝播音はハウジング３内の低周波吸音材でそれぞれ騒音が吸収されることから、騒音を効果的に吸収することができる。これにより、排気口６からは矢印Ｙ７で示すように吸音処理された熱を含む空気伝播音がハウジング３外へ排出されることになる。また、装置２の近傍に所定長の吸気ダクト４を併設することで、吸入口５から装置２の音が漏れることも防止することができる。従って、本発明の防音装置１によれば、従来の防音装置のようにハウジング内に排気ファンを設けなくても、発熱を伴う騒音源を効率よく防音することができる。

図３は、本発明の防音装置１における騒音低減量および装置運転後の防音装置内の温度上昇量（外気温２０℃）を比較例と共に示す説明図である。ここで、本実施例では、横幅９１０ｍｍ、縦幅６０５ｍｍ、高さ６５５ｍｍの直方体状の防音装置１内にドライ型真空ポンプから成る装置２が支持アングル２４を介して収納され、ハウジング３は、厚さ０．２ｍｍ程度のシリコーンゴムからなる膜の両面に厚さ２５ｍｍのグラスウールを積層して成る低周波吸音材により形成されている。シリコーンゴムからなる膜の両面にグラスウールを積層する構成としたこの低周波吸音材は１００Ｈｚ程度の低周波数領域から中高音領域まで広帯域に吸音することができるものである。なお、膜の厚さは０．５ｍｍ以下が望ましく、０．１〜０．３ｍｍが好適である。膜の厚さが０．５ｍｍを越えると膜に剛性が生じ、膜としての振動が減少するため所定の吸音特性が得られなくなる。また、吸入口５の縦幅および高さはそれぞれ２００ｍｍとされ、吸気ダクト４の長さ（横幅）は６１０ｍｍとされている。さらに、吸入口５と対向する側であって、吸入口５より高い位置に縦幅５００ｍｍ、高さ１５０ｍｍの排気口６が設けられている。比較例としては、完全密閉した本実施例と同じ低周波吸音材からなる直方体状の防音装置（吸気ダクト、吸入口および排気口が設けられていないもの）を使用している。なお、騒音レベルはＪＩＳ Ａ １４０９：１９９８「残響室法吸音率の測定方法」により測定した。

同図より、装置２に防音装置を設けない状態の騒音量を基準として、本実施例の防音装置におけるオールパスでの騒音低減量は、吸気口５および排気口６を設けたにもかかわらず、比較例と同様に１５ｄＢで変わらず、また、１時間後の温度上昇量は５℃で比較例よりも２５℃も低減できることが判る。なお、ハウジング内の温度は吸入口５のサイズにかかわらず殆ど同等であり、例えば、吸入口５の縦幅および高さをそれぞれ５０ｍｍとしても、あるいは縦幅１５０ｍｍ、高さ２５０ｍｍとしても温度上昇量は変わらなかった。これはボックス内部の温度差による密度の勾配が同じであり、吸入口の面積が減少した場合、同位の質量流量を得ようとするために、外気を吸入する速度が上昇することで補完されることによる。また、図３は、外気温２０℃における比較を示しているが、外気温３０℃においても１０℃程度の上昇に抑えることができ、自然対流による冷却効果は十分機能していることが判る。

以上のように、本発明の防音装置１によれば、第１に、ハウジング３の一方側の側面３ｂに吸入口５を設け、吸入口５を設けた側面３ｂの対向面である他方の側面３ｃに排出口６を設けることで、吸入口５を介して外気（冷却空気）をハウジング３内に取り入れ、ハウジング３内の加熱された空気を排出口６を介してハウジング３外へ排出することができる。また、吸入口５と排出口６を対向する側面に配置することで、排気口から出た熱を含む空気が吸入口５に巻き込まれることを防ぐことができる。第２に、吸入口５と排出口６に高低差を設けることで、ハウジング３内に生じる自然対流の特性を活かすことができる。第３に、ハウジング３内の吸入口５側に所定長の吸気ダクト４を設けることで、ハウジング３内の空気の流れを発達させて効果的に冷却空気を装置２の端面側（ハウジング３の側面３ｃ側）へ導くことができる。すなわち、この吸気ダクト４が存在しない場合には吸入口５から入り込んだ外気の流れる方向が不定となるところ、吸気ダクト４を設けることで、自然対流による効果的な冷却を行うことができる。第４に、ハウジング３内の装置２の近傍に吸入口５と連通する所定長の低周波吸音材よりなる吸気ダクト４を装置２と平行になるように併設し、さらにハウジング３内に低周波吸音材よりなる仕切板７を配設し、下部ハウジング３１内に装置２および吸気ダクト４を配設し、上部ハウジング３２側に排出口６を設けることで、騒音の漏出を防止することができる。第５に、従来の防音装置のようにハウジング３内に排気ファンを設けなくてもよいことから、排気ファンを必要としない省電力化された騒音防止対策として好適な防音装置を提供することができる。

前述の実施例においては、図面に示した特定の実施の形態をもって本発明を説明しているが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、次のように構成してもよい。

第１に、前述の実施例においては、ハウジング３は低周波吸音材により直方体状に形成されているが、全体の強度を増加させるために吸音材の外枠として薄い金属板、例えば厚さが１．６ｍｍ程度の鋼板を装着してもよい。

第２に、前述の実施例においては、吸気ダクト、吸気口および排気口として矩形状のものを使用しているが、これらの吸気ダクト、吸気口および排気口は矩形状のものに限定されず、例えば円形でもよい。

第３に、前述の実施例においては、１００Ｈｚ程度の低周波数領域から中高音領域まで広帯域に吸音するため、吸音材として、厚さ０．２ｍｍ程度のシリコーンゴムからなる膜の両面に厚さ２５ｍｍのグラスウールを積層して成る低周波吸音材を使用した場合について述べているが、１００Ｈｚ程度の低周波数領域のみ吸音する場合は、シリコーンゴムから成る膜の片面に厚さ５０ｍｍのグラスウールを積層してなる低周波吸音材を使用してもよい。また、グラスウールの代わりにロックウールやグラスウール、ロックウールの混合物などの多孔質体層を積層したものを使用してもよい。また、シリコーンゴムから成る膜に代えてアクリル樹脂から成る膜やポリ塩化ビニルを使用してもよい。また、これらの膜に代えて、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、多硫化ゴム、ポリオレフィンのうちから選択された何れかのゴムを使用してもよい。

第４に、前述の実施例においては、低周波吸音材を使用しているが、５００Ｈｚ以上の中高音領域を吸音する場合は、例えば密度が３２ｋｇ／ｍ^３のグラスウールのみから成る吸音材を使用してもよい。

２・・・熱および音を発生する装置
３・・・ハウジング
３１・・・下部ハウジング
３２・・・上部ハウジング
４・・・吸気ダクト
５・・・吸気口
６・・・排気口
７・・・仕切板

Claims (8)

1. 熱および音を発生する装置を包被するハウジングと、
   前記ハウジング内に設けられた吸気ダクトとを備え、
   前記ハウジングには外気を取り入れるための吸入口と、前記ハウジング内の空気を排出するための排気口が設けられ、
   前記吸気ダクトの一方側は前記吸入口と連通し、他方側は前記ハウジング内と連通していることを特徴とする防音装置。
2. 前記吸気ダクトは、前記装置の近傍に併設されていることを特徴とする請求項１記載の防音装置。
3. 前記吸気ダクトは、前記ハウジングの前記吸入口が設けられた側から前記吸入口と対向する側の近傍位置に跨って設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の防音装置。
4. 前記ハウジング内の中間部には、前記ハウジング内を下部ハウジングと上部ハウジングとに区分し、かつ前記下部ハウジング内と前記上部ハウジング内とを連通し得るように仕切板が設けられていること特徴とする請求項１乃至請求項３何れか1項記載の防音装置。
5. 前記吸入口は、前記下部ハウジングの一方側に設けられ、前記排気口は、前記上部ハウジングの前記吸入口と対向する側に設けられていることを特徴とする請求項４記載の防音装置。
6. 前記ハウジング、前記吸気ダクトおよび前記仕切板は吸音材からなることを特徴とする請求項１乃至請求項５記載の防音装置。
7. 前記吸音材は、低周波吸音材から成ることを特徴とする請求項６記載の防音装置。
8. 前記ハウジングの外枠に薄肉の金属板が装着されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７記載の防音装置。

Images