JP2013181714A - 消音装置 - Google Patents

Abstract

【課題】室外機の大型化を招くことがなくかつ、室外機の性能を低下させることなく、良好に騒音を低減させることができる消音装置を提供する。
【解決手段】消音装置１は、室外機１００の側面に外気吸気部１０３を覆うように直接取り付けられる枠体４と、枠体４内に配置された複数の筒状の吸音体５と、吸音体５内に充填された吸音材６とを備えた第１の消音装置２を備える。さらに、室外機１００の上面に外気排気部１０４を囲むように直接取り付けられるケーシング１１と、ケーシング１１内に中心軸部１０５と対向するよう設けられた内筒７と、ケーシング１１内に内筒７の周囲かつ羽根１０６の周囲に位置するよう設けられた外筒８と、内筒７内に吸音材１８を充填して構成された第１の吸音部９と、ケーシング１１および外筒８の間の空間に吸音材１９を充填して構成された第２の吸音部１０とを備えた第２の消音装置３を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調用室外機に取り付けられ、運転時の騒音を低減させる消音装置に関するものである。

一般に、空調用室外機（以下、単に「室外機」という。）は、ファンで外気を室外機側面の外気吸気部から内部に取り入れて熱交換器に導入し、熱交換器で冷媒と熱交換させた後、奪熱された外気を室外機上面の外気排気部から排出するように構成されている。室外機の運転時には、ファンの回転音、圧縮機の機械音や振動音などが発生し、これらが外気吸気部や外気排気部から放出されて騒音となる。そのため、消音装置を室外機に取り付けて、ファンの回転音などが外部に漏れないよう運転時の騒音対策が一般的に施されている。

ここで、室外機の外気吸気部側の騒音対策においては、消音装置を室外機の側面に、外気吸気部を覆うように直接取り付けると、外気吸気部に吸入される外気の流路上に消音装置が存在するため、消音装置が障害となって吸入される外気に圧力損失が発生する。よって、外気の流れが悪くなって所望量の外気を外気吸気部から取り入れることができないという懸念がある。そこで、室外機の外気吸気部側の騒音対策としては、室外機の周囲をカバーで囲むことで騒音が外部に漏れることを防止した技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、室外機の略全体を、下部側面外装部および傾斜屋根を備えた傘状の側面外装体（カバー）で囲むことで、運転時の振動および騒音の外部逸散を抑えている。

特開２００２−３４０４３８号公報

しかしながら、室外機の略全体をカバーで囲むと、カバーの設置スペースを確保する必要があるため、消音装置としては大掛かりとなり、室外機の大型化を招くうえ、コストアップを招くという問題がある。

本発明は、上記した課題に着目してなされたものであり、室外機の大型化を招くことのない消音装置を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、空調用室外機の外気吸気部が設けられた側面に、外気吸気部を覆うように直接取り付けられる枠体と、前記枠体の内部に上下方向に間隔をあけて配置された複数の筒状の吸音体と、前記吸音体の内部に充填された吸音材と、を備えた消音装置により達成される。

本発明の好ましい実施態様においては、前記吸音体は、室外機の外気吸気部に流入する気流を斜め上方に案内するように向きが設定されていることを特徴としている。

本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記吸音体は、周面が湾曲していることを特徴としている。

本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記吸音体は、正面部および背面部とで構成されており、外気吸気部と対峙する前記背面部には多数の孔が形成されていることを特徴としている。

本発明のさらに好ましい実施態様においては、空調用室外機の軸流送風機を備える外気排気部が設けられた上面に、外気排気部を囲むように直接取り付けられるケーシングと、前記ケーシング内に、軸流送風機の羽根が取り付けられる軸部と対向するよう設けられた内筒と、前記ケーシング内に、前記内筒の周囲かつ軸流送風機の羽根の周囲に位置するよう設けられた外筒と、前記内筒内に吸音材を充填することで構成される第１の吸音部と、前記ケーシングおよび前記外筒の間の空間に吸音材を充填することで構成される第２の吸音部と、をさらに備えることを特徴としている。

本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記内筒の周面は、円筒状の多孔板で構成されていることを特徴としている。

本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記外筒の周面は、円筒状の多孔板で構成されていることを特徴としている。

本発明に係る消音装置によると、室外機の大型化を招くことがなく、さらに、室外機の性能を低下させることなく、良好に騒音を低減させることができる。

本発明の一実施形態に係る消音装置が適用された室外機の外観構成（一部内部構成）を示す正面図である。 図１の平面図である。 第１の消音装置の斜視図である。 第１の消音装置の正面図である。 第１の消音装置の断面図である。 吸音体の正面図である。 吸音体の背面図である。 吸音体の断面図である。 吸音体の他の実施形態を示す断面図である。 吸音体の他の実施形態を示す断面図である。 吸音体の他の実施形態を示す断面図である。 吸音体の他の実施形態を示す断面図である。 第２の消音装置の平面図である。 第２の消音装置の縦断面図である。 第２の消音装置の横断面図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。図１および図２は本発明の一実施形態に係る消音装置１を空調用室外機（以下、単に「室外機」という）に適用した例を示している。なお、図１では、第２の消音装置３については内部構成が表されている。室外機１００は、略直方体状の筐体１０１内に、圧縮機（図示せず）、熱交換器（図示せず）、ファン（軸流送風機）１０２を内蔵するとともに、筐体１０１の４つの側面に外気吸気部１０３を、筐体１０１の上面に外気排気部１０４を、それぞれ備えている。ファン１０２は、外気排気部１０４の近傍位置に配置されており、ファン１０２により、外気を外気吸気部１０４より取り入れ、熱交換器で冷媒と熱交換させた後、奪熱された外気を外気排気部１０４から排出するように構成されている。ファン１０２は、中心軸部１０５と、中心軸部１０５に取り付けられた複数の羽根１０６とを備えていて、中心軸部１０５に駆動軸１０７を介して取り付けられたモータ１０８により、羽根１０６が回転駆動される。

本実施形態の消音装置１は、室外機１００の外気吸気部１０３が設けられた各側面にそれぞれ取り付けられる第１の消音装置２と、室外機１００の外気排気部１０４が設けられた上面に取り付けられる第２の消音装置３とで構成されている。

第１の消音装置２は、図３〜図５に示すように、正面視矩形状の枠体４と、枠体４の内部に上下方向に間隔をあけて配置された複数の吸音体５と、吸音体５の内部に充填された吸音材６とを備える。

枠体４は、天板部４０、底板部４１および側板部４２，４２を備えており、室外機１００の筐体１０１の４つの側面に、それぞれ外気吸気部１０３を覆うようにして直接取り付けられている。天板部４０の下面４０ａおよび底板部４１の上面４１ａは、枠体４の外側から内側（外気吸気部１０３側）に向かうにしたがって上り勾配となる傾斜面に形成されている。天板部４０および底板部４１の内部には、グラスウール、ポリエステル繊維などの吸音材４３が充填されている。天板部４０の下面４０ａおよび底板部４１の上面４１ａには、図示は省略するが、複数の孔がその全域に亘って均等に形成されている。

吸音体５は、図３〜図８に示すように、内部に空洞を有する筒状のものであり、枠体４内に上下方向に所定間隔を空けて横置きされ、その両端が、それぞれ枠体４の側板部４２，４２に接続するように取り付けられている。吸音体５の内部には、グラスウール、ポリエステル繊維などの吸音体６が充填されている。吸音体５の奥行きｌは、枠体４の奥行きＬとほぼ同じであり、よって、吸音体５は、枠体４の室外機１００（筐体１０１）への取り付け時に、外気吸気部１０３に近接して配置される。また、吸音体５は、枠体４の外側から枠体４を通って外気吸気部１０３に流入する気流を斜め上方に案内するように、吸音体５の向きが設定されており、枠体４の外側に向けて斜め下方を向く向きに設定されている。

本実施形態の吸音体５は、枠体４の室外機１００（筐体１０１）への取り付け時に外気吸気部１０３と対峙する背面部５１と、正面側で露出する正面部５０とで構成されている。正面部５０および背面部５１は、例えばアルミニウム板、亜鉛メッキ鋼板、塗装鋼板などの金属製の板材からなり、それぞれの上端および下端に設けられた連結部５０ａ，５０ｂ，５１ａ，５１ｂを介して両者を筒状に連結することにより、吸音体５が形成されている。正面部５０および背面部５１は、それぞれ斜め上方および斜め下方に凸状となるように略円弧状に折り曲げられており、これにより、吸音体５の周面は、外形が木の葉状（略楕円状）に湾曲した形状を有している。

背面部５１は、その板面の全域に亘って、多数の孔５１ｃが均等に形成されている。これにより、室外機１００の外気吸気部１０３より室外機外部に発せられるファン１０２の回転音、圧縮機の機械音や振動音などの騒音が背面部５１の多数の孔５１ｃから吸音体５内に伝わり、吸音体５内部の吸音材６によって吸音されるようになっている。また、騒音は、天板部４０の下面４０ａおよび底板部４１の上面４１ａの多数の孔（図示せず）から天板部４０および底板部４１内に伝わり、天板部４０内部および底板部４１内部の吸音材４３によっても吸音されるようになっている。

なお、吸音体５は、図９に示すように、外気吸気部１０３と対峙する背面部５１を、断面視において、複数の凹凸が上端から下端にかけて等しいピッチで交互に繰り返される波形状に形成してもよく、また、図１０に示すように、背面部５１と反対側の正面部５０を、断面視において、同様に波形状に形成してもよい。

また、吸音体５は、筒状のものであれば、その外形が特定の形状に限定されるものではなく、図示例のような木の葉状（略楕円状）などの吸音体５の周面を湾曲して形成する必要は必ずしもない。例えば、図１１に示すように、吸音体５の外形を略矩形状に形成して吸音体５の周面を角張った形状にすることもできる。また、吸音体５は、必ずしも枠体４の外側に向けて斜め下方を向くようにその向きが設定されている必要はなく、図１２に示すように、枠体４の外側に向けて斜め上方を向くようにその向きが設定されていてもよい。この吸音体５の向きについては、図８〜図１０の実施形態でも同様である。さらに、図示例のように、必ずしも吸音体５を正面部５０と背面部５１とで構成する必要はなく、１枚の筒状の金属板により吸音体５を構成するようにしてもよい。

次に、第２の消音装置３は、図１３〜図１５に示すように、矩形状のケーシング１１と、ケーシング１１内に設けられた円筒状の内筒７および外筒８とを備えている。

ケーシング１１は、上板部１２および下板部１３と、４つの側板部１４とを備えており、室外機１００の筐体１０１の上面に、外気排気部１０４を囲むようにして直接取り付けられている。外筒８は、ケーシング１１内に、上板部１２および下板部１３を介してケーシング１１と同心状に固定されており、上板部１２および下板部１３は、その中心位置に、外筒８の内周面と径が略一致する円状の開口１５を有している。

外筒８は、例えばアルミニウム板、亜鉛メッキ鋼板、塗装鋼板などの金属製の円筒状の多孔板で構成されており、外筒８の周面には多数の孔８０がその全域に亘って均等に形成されている。ケーシング１１および外筒８の間の空間は、上板部１５および下板部１６により両端が閉じられていて、グラスウール、ポリエステル繊維などの吸音材１９が充填されている。これにより、ケーシング１１および外筒８の間の空間には、騒音を吸音可能な吸音部（以下、「第２の吸音部」という。）１０が形成されている。

図１に示すように、外筒８の径Ｄ１は、ファン１０２の羽根１０６の外径Ｄよりも大きく設定されており、ケーシング１１の室外機１００（筐体１０１）への取り付け時に、外筒８がファン１０２の羽根１０６の周囲に位置するように設けられる。また、外筒８の径Ｄ１は、外筒８とケーシング１１の各側板部１４との間に所定の間隔Ｗ（図１５に示す）を有するように設定されている。

図１３〜図１５に示すように、内筒７は、図例えばアルミニウム板、亜鉛メッキ鋼板、塗装鋼板などの金属製の円筒状の多孔板で構成されており、内筒７の周面には多数の孔７０がその全域に亘って均等に形成されている。外筒８および内筒７は、両者の間を放射状に延びる上下２段の各４本のステー７１により連結されており、これにより、内筒７はケーシング１１内に、ケーシング１１と同心状に固定されている。内筒７の上端および下端の開口は、それぞれ上蓋７２および下蓋７３により閉じられていて、その内部空間には、グラスウール、ポリエステル繊維などの吸音材１８が充填されている。これにより、内筒７の内部空間には、騒音を吸音可能な吸音部（以下、「第１の吸音部」という。）９が形成されている。

図１に示すように、内筒７の径ｄ１は、ファン１０２の中心軸部１０５の外径（羽根１０６の内径）ｄとほぼ同じかそれよりも大きく設定されており、ケーシング１１の室外機１００（筐体１０１）への取り付け時に、内筒７がファン１０２の中心軸部１０５と対向するように設けられる。内筒７の径ｄ１は、吸音性の点では大きい方がよいが、風圧抵抗の点では小さい方がよいので、これらのバランスから定められ、通常、ファン１０２の中心軸部１０５の外径ｄと同程度から２０％〜３０％位までの範囲の大きさに設定される。

一方、外筒８の径Ｄ１は、吸音性の点ではＷが大きくなるよう小さく設定されている方がよいが、通過する空気の圧力損失の点では、内筒７との間隔Ｂ（図１５に示す）が大きくなるよう大きく設定されている方がよいので、これらのバランスから定められ、通常、ファン１０２の羽根１０６の外径Ｄと同程度から２０％〜３０％位までの範囲の大きさに設定される。この場合、ケーシング１１の大きさは、外筒８の径Ｄ１に対応して目的とする吸音性能が得られるように設定される。

上記構成の消音装置１が取り付けられた室外機１００においては、運転時にファン１０２の回転音や圧縮機の機械音、振動音などが発生し、これらが外気吸気部１０３や外気排気部１０４から騒音として放出される。

ここで、外気吸気部１０３から放出される騒音は、外気吸気部１０３を覆うようにして筐体１０１の側面に直接取り付けられた第１の消音装置２の各吸音体５内に充填された吸音材４３により吸音される。よって、外気吸気部１０３から放出される騒音を低減することができる。

一方、外気排気部１０４から放出される騒音は、外気排気部１０４を覆うようにして筐体１０１の上面に直接取り付けられた第２の消音装置３の各吸音部９，１０の吸音材１８，１９により吸音される。よって、外気排気部１０４から放出される騒音についても低減することができる。

本願の発明者は、上記した図８に示す吸音体５を備えた第１の消音装置２を筐体の側面に取り付けた室外機（実施例１）、図１１に示す吸音体５を備えた第１の消音装置２を筐体の側面に取り付けた室外機（実施例２）、図１２に示す吸音体５を備えた第１の消音装置２を筐体の側面に取り付けた室外機（実施例３）、従来技術（特開２００２−３４０４３８号公報の図１（Ａ）を参照）のように室外機の略全体を囲むカバーを筐体の側面に取り付けた室外機（比較例１）、および、筐体の側面に何も取り付けていない室外機（比較例２）について、運転時の消音試験を行った。その結果、各実施例１〜４について、以下の表１のような消音性能のデータを得た。なお、室外機の外気排気部にはダクトを接続し、外気排気部から発せられる騒音については試験室外へ導いて、外気吸気部から発せられる騒音だけを測定の対象とした。

さらに、図８に示す吸音体５を備えた第１の消音装置２を筐体の側面に取り付けるとともに第２の消音装置３を筐体の上面に取り付けた室外機室外機（実施例４）についても運転時の消音試験を行った。比較例３として、筐体の側面および上面に何も取り付けていない室外機について運転時の消音試験を行った結果、実施例４について以下の表２のような消音性能のデータを得た。

なお、各装置の寸法は以下のとおりである。
・外気吸気部１０３の寸法（縦×横）：１１５０ｍｍ×１７００ｍｍ
・枠体４の寸法（横幅×奥行き×高さ）：２２２０ｍｍ×２５０ｍｍ×１２７５ｍｍ
・吸音体５の寸法（横幅×奥行き×高さ）：１７７０ｍｍ×２３０ｍｍ×２３０ｍｍ
・吸音体５の数：６個
・ケーシング１１の寸法（横幅×奥行き×高さ）：８５０ｍｍ×７６５ｍｍ×９００ｍｍ
・内筒７の径ｄ１：１５０ｍｍ
・外筒８の径Ｄ１：７００ｍｍ
・羽根１０６の内外径ｄ×Ｄ：１７０ｍｍ×６４２ｍｍ
・カバーの寸法（横幅×奥行き×高さ）：２２２０ｍｍ×５６０ｍｍ×２３０ｍｍ

表１の結果によると、まず、第１の消音装置２を筐体の側面に取り付けることで、室外機の外気吸気部から発せられる騒音を大幅に低減することができ（実施例１〜３）、第１の消音装置２によれば、良好な消音性能を発揮すること、また、比較例１との比較から従来技術に係るカバーよりも大幅に高い消音性能が得られることが確認された。また、表２の結果によると、第１の消音装置２に加えて第２の消音装置３を筐体の上面に取り付けることで、室外機の外気排気部から発せられる騒音についても低減することができ（実施例４）、第１の消音装置２および第２の消音装置３を備えた本実施形態の消音装置１によると、さらに良好な消音性能を発揮し、室外機の運転時の騒音をより一層低減できることが確認された。

一方で、室外機の運転時において外気吸気部に吸入される外気の圧力損失については、実施例１〜３および比較例１，２に関して、実験により以下の表２に示す圧力損失のデータを得た。実験においては、室外機の外気吸気部と外気排気部とをダクトで接続し、室外機を運転させた状態において外気吸気部を介してダクト内を流れる外気の流速を測定することにより圧力損失の程度を判別した。なお、実験は、室外機の外気排気部に第２の消音装置３を装備した状態で行った。

表３の結果によれば、第１の消音装置２（実施例１〜３）を室外機に取り付けても、外気吸気部を介してダクト内を流れる外気の流速が、室外機に何も取り付けない場合（比較例２）と比較して、ほぼ同等の値を示しているので、外気吸気部から吸入される外気量を十分に確保でき、圧力損失が問題にならない位に十分小さいことが確認された。さらに、比較例１と比較すれば、従来技術のように、カバーで室外機の略全体を囲む場合よりも、圧力損失を低減できることが確認された。

このように、従来では、消音装置を、室外機に外気吸気部を覆うように直接取り付けると、消音装置が障害となって外気吸気部に吸入される外気に圧力損失が発生し、そのため、外気の流れが悪くなって所望の量の外気を外気吸気部から取り入れることができないという懸念があったが、本願の発明者によると、圧力損失は僅かであり、外気吸気部から外気量を十分に確保して室外機の性能を良好に維持できることが明らかになった。

なお、第２の消音装置３による外気排気部から排気される外気の圧力損失については、ファン１０２により排気される外気量が、羽根１０６の内径（中心軸部１０５の外径）ｄから外径Ｄまでの間において、外側の方が多くなるのに対して、第２の消音装置３の内筒７の径ｄ１は羽根１０６の内径ｄと同程度または少し大きい寸法に設定されているので、羽根１０６から上方に排出された外気が多少拡散するとしても、内筒７の下蓋７３に衝突する量はごく僅かである。したがって、内筒７が羽根１０６から排出された外気に与える圧力抵抗は極めて小さく、また、内筒７は通常、余り長い寸法には設定されないので、外気の摩擦抵抗も十分小さい。よって、内筒７が存在することによって生ずる空気抵抗は十分小さい値となる。

また、外筒８の径Ｄ１は、羽根１０６の外径Ｄより大きく設定されているので、内筒７と同様、羽根１０６により排出される外気が外筒８に衝突しないので、外気に与える圧力抵抗がほとんどなく、そのうえ、外気の摩擦抵抗も小さい。よって、外筒８が存在することによって生ずる空気抵抗も十分小さい値となる。このように、第２の消音装置３による空気抵抗は非常に小さいので、外気排気部１０４から排出される外気にはほとんど圧力損失が与えられることがない。その結果、室外機１００には十分な量の外気が吸入されて熱交換器を円滑な流れで通過するため、第２の消音装置３を室外機１００に取り付けても室外機１００の性能を良好に維持することができる。

以上のとおり、本実施形態の消音装置１によると、第１の消音装置２および第２の消音装置３ともに、室外機の性能を低下させることなく良好な吸音性能を発揮するので、両者を既存の室外機に取り付けるだけで騒音を大幅に低減させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、室外機１００を、筐体１０１の側面に外気吸気部１０３を１つ備えるとともに筐体１０１の上面に外気排気部１０４を１つ備えた一連型の室外機としているが、筐体１０１の側面および上面に外気吸気部１０３および外気排気部１０４を２つあるいは３つ備えた二連型あるいは三連型の室外機についても、本発明に係る消音装置を適用可能である。この場合には、各外気吸気部１０３および外気排気部１０４ごとに、第１の消音装置２あるいは第２の消音装置３が直接取り付けられる。また、上記実施形態では、第１の消音装置２および第２の消音装置３の双方を室外機１００に取り付けられているが、第１の消音装置２だけが室外機１００に取り付けられるような態様であっても構わない。

１ 消音装置
２ 第１の消音装置
３ 第２の消音装置
４ 枠体
５ 吸音体
６ 吸音材
７ 内筒
８ 外筒
９ 第１の吸音部
１０ 第２の吸音部
１１ ケーシング
１８，１９ 吸音材
５０ 正面部
５１ 背面部
５１ｃ 孔
１００ 室外機
１０２ ファン
１０３ 外気吸気部
１０４ 外気排気部
１０５ 中心軸部
１０６ 羽根

Claims (7)

1. 空調用室外機の外気吸気部が設けられた側面に、外気吸気部を覆うように直接取り付けられる枠体と、
   前記枠体の内部に上下方向に間隔をあけて配置された複数の筒状の吸音体と、
   前記吸音体の内部に充填された吸音材と、を備えた消音装置。
2. 前記吸音体は、室外機の外気吸気部に流入する気流を斜め上方に案内するように向きが設定されている請求項1に記載の消音装置。
3. 前記吸音体は、周面が湾曲している請求項1または２に記載の消音装置。
4. 前記吸音体は、正面部および背面部とで構成されており、外気吸気部と対峙する前記背面部には多数の孔が形成されている請求項1〜３のいずれかに記載の消音装置。
5. 空調用室外機の軸流送風機を備える外気排気部が設けられた上面に、外気排気部を囲むように直接取り付けられるケーシングと、
   前記ケーシング内に、軸流送風機の羽根が取り付けられる中心軸部と対向するよう設けられた内筒と、
   前記ケーシング内に、前記内筒の周囲かつ軸流送風機の羽根の周囲に位置するよう設けられた外筒と、
   前記内筒内に吸音材を充填することで構成される第１の吸音部と、
   前記ケーシングおよび前記外筒の間の空間に吸音材を充填することで構成される第２の吸音部と、をさらに備える請求項1〜４のいずれかに記載の消音装置。
6. 前記内筒の周面は、円筒状の多孔板で構成されている請求項５に記載の消音装置。
7. 前記外筒の周面は、円筒状の多孔板で構成されている請求項５または６に記載の消音装置。

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