JP2014163569A

JP2014163569A - 換気扇

Info

Publication number: JP2014163569A
Application number: JP2013034195A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Osada; 篤長田; Mariko Kimura; 真理子木村
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-02-25
Filing date: 2013-02-25
Publication date: 2014-09-08
Anticipated expiration: 2033-02-25
Also published as: JP6191005B2

Abstract

【課題】能動消音装置のダクト口径が大きな通風路に対して高い消音効果がある能動型消音ユニットを備え、気流の乱れやクロストークによる能動型消音ユニットの消音効果の低下を抑制した換気扇を提供することを目的とする。
【解決手段】吸込口４からファン７の間の空間に風路外郭１１と仕切り部材１３により複数の小風路１２に分割した能動消音ユニット９を備え、仕切り部材１３の室内側延長線上の接続部１６を有する着脱可能な目隠しパネル１０を備えた換気扇の構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、天井や壁面に埋設する換気扇の風路に付設して換気扇運転時に発生する騒音を消音するための能動消音ユニットを備えた換気扇に関するものである。

近年、リビングや寝室に設置される換気扇は運転時に発生する騒音を低下することが求められている。このような課題を解決する手段の一つとして、換気扇内に能動消音装置を搭載するという方法が挙げられる。

従来、ダクト用能動型消音器としては、図６の断面図に示すように、ダクト１０１の内部に上流側から適宜間隔をそれぞれ設けて順次付設された内部原音のリファレンスマイク１０２，消音用スピーカ１０３，エラーマイク１０４と、それらとそれぞれ接続された演算制御器１０５とから構成されるものが知られている（例えば特許文献１参照）。

この種の装置において、ダクト１０１内を気流１０６とともに伝搬する発生音は、リファレンスマイク１０２で周波数等が検出され、演算制御器１０５で上記原音と逆位相の信号が作成され、それが消音用スピーカ１０３からダクト１０１内に放出され上記原音をキャンセル消音し、エラーマイク１０４が内部音をモニターし、演算制御器１０５でエラーマイク１０４の出力が零になるように消音用スピーカ１０３を自動的に調整している。

このような能動型消音器は、一次元音場において伝播する騒音を消音するものであり、送風路を伝播する騒音においては、平面波で且つある周波数帯域までの制御が可能である。

しかしながら、平面波の周波数はダクト口径によって変化するため、ダクト口径が大きい場合には平面波になる周波数が狭帯域化し、本来消音しなければならない周波数帯域の騒音は一次元音場と仮定できなくなり消音することができない。

このため、大口径の通風路用の能動型消音装置として、消音用通風路をセル状に分割して、口径の小さいダクト（小口径ダクト）の組み合わせとし、各小口径ダクトにおいて平面波で伝播する騒音の周波数範囲を広帯域化して制御するものが知られている（例えば特許文献２参照）。

以下、その能動型消音装置について図７を参照しながら説明する。

図７に示すように、大口径ダクトを小口径ダクト２０１、２０２、２０３、２０４のセル状に分割し、各口径ダクトの同じ位置に消音用スピーカ１０３が設置されている。また、小口径ダクト２０１に、消音用スピーカ１０３の設置位置より上流側にリファレンスマイク１０２、下流側にエラーマイク１０４を設置する。そして、リファレンスマイク１０２、エラーマイク１０４で検出される騒音信号は演算制御器１０５に入力され、演算制御器１０５はこれらの騒音信号に基づいて消音用スピーカ１０３に出力する駆動信号を生成し、各小口径ダクトに設置した消音用スピーカ１０３にこの駆動信号を出力し、同一の打ち消し音によって各小口径ダクトを伝播する騒音を消音する。

このように、大口径ダクトをセル上に分割して、小口径ダクトの組み合わせとすることで、平面波で伝播する周波数帯域が広くなり、十分な消音効果を得ることができる。

なお、図７において、図６に示す構成要素と同じ又は同様の構成要素は同一の参照符号によって指示している。

実開平５−１１１９８号公報特開平９−１６０５６７号公報

一般的に換気扇は室内の広さに応じた大きな体積の空気を換気するため、能動消音装置のダクト径が大きく、かつ換気扇の騒音の周波数特性は広域に分布する傾向があるので、広い周波数域において消音効果を得る必要がある。しかしながら上記特許文献２に記載の能動型消音装置では、大口径ダクトをセル上に分割することは有効ではあるが、吸込口における各小口径ダクト間での気流の分岐によって渦や乱れが生じ、消音効果が低下するという課題がある。

また、小口径ダクト２０１に設置している消音用スピーカ１０３が他の小口径ダクト２０２、２０３、２０４に設置した消音用スピーカ１０３による打ち消し音を検出するクロストークが生じることで、ハウリング等により消音効果が低下するという課題がある。

そこで本発明は、上記課題を解決するものであり、能動消音装置のダクト口径が大きな通風路に対して高い消音効果がある能動型消音ユニットを備え、気流の乱れやクロストークによる能動型消音ユニットの消音効果の低下を抑制した換気扇を提供することを目的とする。

そして、本発明は上記目的を達成するために、室内の壁面に埋設され、直方体の外郭の室内側の面に空気を吸込む吸込口を、他の一面に屋外に連通するダクトに接続して空気を排気する吐出口を有し、前記外郭にファンとモータを備え、前記ファンと前記吸込口の間の前記外郭内の空間に能動消音ユニットを備え、前記吸込口の中央部を覆う取り外し可能の目隠しパネルを備えた換気扇であって、前記消音ユニットは、風路外郭と、風路を複数の小風路に分ける仕切り部材と、風路外郭もしくは仕切り部材内に風路に面して埋設されるマイクロホンとスピーカから構成され、かつ前記仕切り部材の室内側延長線上に、前記仕切り部材と前記目隠しパネルを接続する接続部を有するものであり、これによって所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、換気扇内に小口径ダクトに分割された能動消音装置を設置しても、気流の乱れや渦が発生するのを抑制する構成とすることで消音効果の低下を抑え、かつクロストークによる消音効果の低下も抑制することができる。

本発明の実施の形態１の換気扇の側断面を示す構成図同換気扇の能動消音ユニットの断面図同換気扇の目隠しパネルの斜視図同換気扇の接続部近傍の断面図同換気扇の接続部近傍の断面図従来の能動消音装置を示す断面図従来の能動消音装置を示す概要斜視図

本発明の請求項１記載の換気扇は、そして、本発明は上記目的を達成するために、室内の壁面に埋設され、直方体の外郭の室内側の面に空気を吸込む吸込口を、他の一面に屋外に連通するダクトに接続して空気を排気する吐出口を有し、外郭内部にファンとモータを備え、ファンと吸込口の間の外郭内の空間に能動消音ユニットを備え、吸込口の中央部を覆う取り外し可能の目隠しパネルを備えた換気扇であって、能動消音ユニットは、風路外郭と、風路を複数の小風路に分ける仕切り部材と、外郭もしくは仕切り部材内に風路に面して埋設されるマイクロホンとスピーカから構成され、かつ仕切り部材の室内側延長線上に、仕切り部材と目隠しパネルを接続する接続部を有するものである。

これにより、小風路間での吸込口における気流の分岐によって生じる渦や乱れを抑制し、小風路内の気流を整流化することで能動型消音ユニットの消音効果の低下を抑制できる。更に、小風路内に設置されたマイクロホンが他の小風路内に設置されたスピーカが発生する音を検出するクロストークによって消音効果が低下することを抑制できる。

また、接続部の厚みは、流れ上流側より下流側の方が小さく、目隠しパネルと滑らかな曲線で接続することで、気流が滑らかに小風路内へと流入され、気流の乱れによる能動型消音ユニットの消音効果の低下を抑制できる。

また、接続部と仕切り部材を一体で形成することで、接続部と仕切り部材の境目の隙間や段差により能動消音ユニット近傍で気流の乱れが生じてノイズが発生することを防ぎ、能動型消音ユニットの消音効果の低下を抑制できる。

また、接続部と目隠しパネルを一体とすることで、連結部材を目隠しパネルと同時に取り外すことができるため、メンテナンス時の作業工数が減り、更に連結部材と整流板を滑らかな曲面で接続した場合には目隠しパネル裏に付着した埃をふき取りやすくなるので、メンテナンス性が向上する。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、図１、図２、図３、図４を参照しながら説明する。

図１の換気扇側断面図と図２の能動消音ユニットの断面図に示すように、本実施の形態の換気扇１は、居室天井２に埋設され、直方体の外郭３の室内側の面に空気を吸込む吸込口４を、他の一面に屋外に連通する換気ダクト５に接続して空気を排気する吐出口６を有し、外郭３の内部にファン７とモータ８を備え、ファン７と吸込口４の間の空間に能動消音ユニット９を備え、吸込口４の中央部を覆う取り外し可能の目隠しパネル１０を外郭３に係止している。

能動消音ユニット９は、風路外郭１１と、風路を４つの小風路１２に分ける仕切り部材１３と、小風路１２ごとに小風路１２に面して埋設されるマイクロホン１４と、マイクロホン１４によって検出された騒音とは逆位相の音をそれぞれの小風路１２内に放出して消音するスピーカ１５と、これらを接続してコントロールする演算制御器（図示せず）から構成している。

仕切り部材１３の室内側延長線上に接続部１６を有し、接続部１６は目隠しパネル１０と一体構成となっており、例えばフックである係止部材２３にて着脱可能な目隠しパネル１０を備えている。なお、図３は目隠しパネル１０の取り外し状態の斜視図を示している。

また、接続部１６の目隠しパネル１０と平行な断面の厚みは、流れの上流となる室内側厚み１７よりも流れの下流側のファン側厚み１８の方が小さく、目隠しパネル１０と滑らかな曲面で接続する構成となっている。

また、目隠しパネル１０は枠部２７にパネル部２８が接続部端部２５で接続する構成となっている。

上記構成により、吸込口４から吸い込まれた室内空気は外郭３の内部を、小風路１２、ファン７の順で通過した後、吐出口６から換気ダクト５を介して屋外へと排気され、能動消音ユニット９を備えているために、送風に伴うファン騒音は低減されて居室につながる吸込口４から放射されることとなる。

このとき、吸込口４の中央を覆う目隠しパネル１０を係止しているので、換気扇１の内部の複雑な構成を目隠ししてインテリア性を向上したり、吸込口４から真下への音を遮音するので、床面近傍の人間の活動領域で聞こえる音を低減したりできる。

ここで、図４の接続部近傍の断面図を用いて、接続部１６により消音効果の低下が抑制される作用・効果を説明する。

図４に示すように、室内空気は目隠しパネル１０を通って吸込口４から吸い込まれ、小風路１２へと流入するが、接続部１６によりそれぞれの小風路１２の隣り合う小風路１２と接する面は物理的に遮断されている。したがって、小風路のセル状に分割した構造において生じる小風路１２の吸込口近傍での気流の分岐による乱れや渦の発生を抑制することができる。さらに、接続部１６の厚みは、室内側厚み１７よりも流れの下流側のファン側厚み１８の方が小さく、パネル部２８と滑らかな曲面で接続されているので、気流が滑らかに小風路内へと流入され、気流の乱れによる能動型消音ユニットの消音効果の低下を抑制できる。

なお、接続部端部２５における気流分岐により生じる気流乱れが小風路１２内の気流に及ぼす影響を緩和するために、接続部端部２５を小風路端部２６よりも外側に構成することが好ましい。

また、接続部１６は目隠しパネル１０と一体しており、接続部１６を目隠しパネル１０と同時に取り外すことができるため、メンテナンス時の作業工数が減り、更に接続部１６と目隠しパネル１０が滑らかな曲面で接続されていることから付着油をふき取りやすくなるので、メンテナンス性が上がる。

以上のことから、能動消音ユニット９を備えたことで気流の乱れや渦が発生することによる新たな騒音発生を抑制することができる。

更に、接続部１６によりそれぞれの小風路１２吸込口４の隣り合う小風路１２と接する面は物理的に遮断されているため、小風路１２吸込口４から放出されるスピーカ１５からの打消し音が、パネル部２８によって反射されるなどして他の小風路１２内へ入りこみ、この音を他の小風路１２に設置されているマイクが検出するクロストークが発生することを抑制することができる。クロストークが生じると、ハウリングなどの要因となり、十分な消音効果を得ることができない。したがって、接続部１６によりクロストークを抑制することは、消音効果の低下の抑制に有効である。

なお、本来この種の換気扇１には目隠しパネル１０の一部に枠部２７とパネル部２８を接続するパネル支持部（例えば図４のパネル支持部２４）が設けられているが、接続部１６がこのパネル支持部も兼ね、風路外側の接続部端部２５と目隠しパネル１０を接続するのでパネル支持部２４が風路の一部にある場合と比較して気流の乱れを抑制し、小風路１２内に流入する気流を整流化することができる。

なお、本実施の形態では接続部１６は目隠しパネル１０と一体となった構成としているが、図５の接続部近傍の断面図に示すように、接続部１６は仕切り部材１３と一体とした構成としても良い。このとき、接続部１６と仕切り部材１３を別部品とした場合と比べ、設計上の交差からできる風路壁面の隙間や段差の位置が、接続部上端２１から接続部下端２２へと能動消音ユニット９から遠くなるので、隙間や段差により能動消音ユニット９の近傍で気流の乱れが生じてノイズが発生することを防ぎ、能動型消音ユニットの消音効果の低下を抑制できる。

本発明にかかる換気扇用能動消音装置は、十分な消音効果を得るとともに、消音効果の低下の要因となる気流の乱れやクロストークが生じることを抑制し、大口径で吸込口に面してパネルを有する換気装置に搭載する消音装置として有用である。

１換気扇
２居室天井
３外郭
４吸込口
５換気ダクト
６吐出口
７ファン
８モータ
９能動消音ユニット
１０目隠しパネル
１１風路外郭
１２小風路
１３仕切り部材
１４マイクロホン
１５スピーカ
１６接続部
１７室内側厚み
１８ファン側厚み
２１接続部上端
２２接続部下端
２３係止部材
２４パネル支持部
２５接続部端部
２６小風路端部
２７枠部
２８パネル部

Claims

室内の壁面に埋設され、
直方体の外郭の室内側の面に空気を吸込む吸込口を、他の一面に屋外に連通するダクトに接続して空気を排気する吐出口を有し、
前記外郭内部にファンとモータを備え、
前記ファンと前記吸込口の間の前記外郭内の風路に能動消音ユニットを備え、
前記吸込口の中央部を覆う取り外し可能の目隠しパネルを備えた換気扇であって、
前記消音ユニットは、風路外郭と、前記風路を複数の小風路に分ける仕切り部材と、前記風路外郭もしくは仕切り部材内に前記小風路に面して埋設されるマイクロホンとスピーカから構成され、かつ前記仕切り部材の室内側延長線上に、前記仕切り部材と前記目隠しパネルを接続する接続部を有することを特徴とする換気扇。
接続部の厚みは、流れ上流側より下流側の方が小さく、目隠しパネルと滑らかな曲線で接続することを特徴とする請求項１に記載の換気扇。
接続部と仕切り部材を一体で形成することを特徴とする請求項１または２に記載の換気扇。
接続部と目隠しパネルを一体とすることを特徴とする請求項１または２に記載の換気扇。