JP2017155948A - 送風装置 - Google Patents

Abstract

【課題】能動消音装置の消音効果を向上した送風装置を提供する。【解決手段】能動消音風路２６内の内壁３２に溝２７を設けることにより、能動消音風路２６内の空気の流れ方向に垂直な断面において、対向する面上の点同士の距離４１は一様でなく、位置によって距離４１が異なるので、距離が一様な対向する面によって発生する定在波が能動消音風路２６内で共鳴することを抑制することができ、共鳴による消音効果の低下を防ぐことができる送風装置を提供する。【選択図】図４

Description

本発明は、騒音を低減した送風装置に関するものである。

近年、空調機や換気扇などの送風機において、その運転時に発生する騒音を低減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、内部風路にダクト構成の能動消音装置を搭載するという方法が挙げられる。

従来、この種の能動消音装置として、風路内の気流の影響を緩和するために比較的気流の遅い位置に空間を設けてマイクロホンを設置したものが知られている（例えば特許文献１参照）。

以下、その能動消音装置について図８、図９を参照しながら説明する。

従来、ダクト構成の能動型消音装置としては、薄板鋼板製の角型ダクト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１１１、消音用スピーカ１１２、エラーマイク１１３と、これらをそれぞれ接続した演算制御器１０２とから構成されるものが知られている。この場合、図９に示すように、角型ダクト１０１の場合には隅部にマイクロホン用区画１０４を設けてリファレンスマイク１１１、エラーマイク１１３をそれぞれ配設している。

この種の装置においては、角型ダクト１０１内を気流１０３とともに伝搬する音波は、リファレンスマイク１１１で検出される。演算制御器１０２では上記音波を原音としてその逆位相の信号が作成され、それが消音用スピーカ１１２から角型ダクト１０１内に逆位相の音波として放出される。上記逆位相の音波は、上記原音に対して消音作用を発揮する。エラーマイク１１３は、消音用スピーカ１１２よりも伝播する音波の下流側で角型ダクト１０１内の音をモニターし、演算制御器１０２は、前記モニター音からエラーマイク１１３の出力が零になるように前記逆位相の信号を調整している。

これにより、リファレンスマイク１１１とエラーマイク１１３は、上記ダクト内で気流が発生させる騒音を検知することがなく、消音対象となる騒音原音のみを精度よく検知することができ、消音器のフィードバック機能が向上する。

実開平５−１１１９８号公報

しかしながら上記特許文献１に記載の能動消音装置では、角型ダクト内の空気の流れ方向に垂直な断面において、それぞれの対向する面上の点同士の距離が一様になってしまうため、角ダクト内部は共鳴空間となり、特定の周波数で共鳴する定在波が発生することが確認された。そして、この定在波の影響のために、この定在波に対応する周波数において、騒音を正確に検知することができなくなる。この場合、リファレンスマイクと消音点での相関性が悪くなり、その周波数における消音効果が著しく低下する。つまり、距離が一様な対向する面によって、発生した定在波が共鳴して、その影響により消音効果が低下するという課題があった。

そこで本発明は、上記課題を解決するものであり、所望の風量を確保しつつ、能動消音装置の消音効果を向上させた換気装置を提供することを目的とする。

そして、本発明に係る送風装置は上記目的を達成するために、空気を吸い込む吸込口と、前記吸込口より吸い込んだ空気を排出する排出口と、前記吸込口と前記排出口とを連通する風路部とを備え、前記風路部の内部に、前記吸込口から前記排気口へと空気を導く送風部と、前記送風部の空気の流れ方向における上流側に設けられた角筒体の能動消音風路と、少なくともリファレンスマイクを備え前記能動消音風路内の消音を行う能動消音部とを備えた送風装置であって、前記能動消音風路内壁は、少なくとも前記リファレンスマイクを備えた壁面または該壁面に対向する壁面に空気の流れ方向に沿って、少なくとも一本の溝が設けられたものであって、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、空気を吸い込む吸込口と、前記吸込口より吸い込んだ空気を排出する排出口と、前記吸込口と前記排出口とを連通する風路部とを備え、前記風路部の内部に、前記吸込口から前記排気口へと空気を導く送風部と、前記送風部の空気の流れ方向における上流側に設けられた角筒体の能動消音風路と、少なくともリファレンスマイクを備え前記能動消音風路内の消音を行う能動消音部とを備えた送風装置であって、前記能動消音風路内壁は、少なくとも前記リファレンスマイクを備えた壁面または該壁面に対向する壁面に空気の流れ方向に沿って、少なくとも一本の溝が設けられたものである。

これにより、能動消音風路内の空気の流れ方向に垂直な断面において、対向する面上の点同士の距離は、溝を備えた部分が他の部分に比べて距離が長くなり、必ずしも一様でない、つまり位置によって距離が異なり、能動消音風路内部空間に発生する定在波が共鳴することを抑制することができるので、所望の風量を確保しつつ、気流や定在波による消音効果の低下を抑制することができる。

本発明の実施の形態１のレンジフードの設置状態を示す図 同レンジフードの概略構成を示す図 同レンジフードの能動消音装置を中心とした側断面図 同レンジフードの排気部空間概略構成を示す図 同レンジフードの側断面図 同レンジフードの能動消音風路の断面図 本発明の実施の形態２のレンジフードの能動消音風路の断面図 従来の送風装置に搭載される能動消音装置の側断面図 従来の送風装置に搭載される能動消音装置の断面図

本発明の請求項１に係わる送風装置は、空気を吸い込む吸込口と、前記吸込口より吸い込んだ空気を排出する排出口と、前記吸込口と前記排出口とを連通する風路部とを備え、前記風路部の内部に、前記吸込口から前記排気口へと空気を導く送風部と、前記送風部の空気の流れ方向における上流側に設けられた角筒体の能動消音風路と、少なくともリファレンスマイクを備え前記能動消音風路内の消音を行う能動消音部とを備えた送風装置であって、前記能動消音風路内壁は、少なくとも前記リファレンスマイクを備えた壁面または該壁面に対向する壁面に空気の流れ方向に沿って、少なくとも一本の溝が設けられたものである。

これにより、能動消音風路内の空気の流れ方向に垂直な断面において、対向する面上の点同士の距離は、溝を備えた部分が他の部分に比べて距離が長くなり、必ずしも一様でない、つまり位置によって距離が異なり、能動消音風路内部空間に発生する定在波が共鳴することを抑制することができるので、能動消音装置の消音効果を向上させることができる。

また、請求項２に係わる送風装置は、前記能動騒音風路は、前記溝を複数設け、前記複数の溝は、深さまたは幅のどちらか一方、またはその両方が異なることを特徴とするものである。

これにより、前記能動消音風路内でそれぞれの対向する面上の点同士の距離をさらに多様化させることができるので、消音効果をさらに高めることができる。

以下、送風装置の一例としてレンジフードを用いて、本発明の実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、これだけに限定するものではない。また、全図面を通して、同一の部位については同一の番号を付している。

（実施の形態１）
本実施の形態に係る送風装置の一例としてレンジフード１は、図１に示すように、加熱調理機器２の上方に取り付けられている。

このレンジフード１は、加熱調理機器２の上面を覆うように配置したフード部３と、このフード部３の中央上面側に突出して形成した排気部４とから構成される。また、排気部４の上方（排気方向）には、ダクト５を接続することで、排気部４からの排気を例えば室外に排出することができるものである。なお、図１における矢印Ｘ方向から見た際のレンジフード１の一側面は、調理者が調理時に向かう面であって正面となっている。また、レンジフード１を操作する操作部６は前記正面側のフード部３に配置されている。

図２は、レンジフードの概略構成を示す図である。理解を容易にするために排気部４のレンジフード正面側のパネルを外した状態を示している。

図２に示すように、レンジフード１は、直方体の排気部４とこの排気部４の下部にフード部３を備えている。

排気部４は、縦長の直方体形状である。この直方体の天面７を開口した排出口８と、直方体の下面９を開口した吸込口１０を有する。

吸込口１０はフード部３の調理機器側開口部１１と連通している。

フード部３は、吸込口１０に連通する排気部側開口部１２と、排気部側開口部１２の上流側に設けられた調理機器側開口部１１と、排気部側開口部１２と調理機器側開口部１１の間に設けられた整流板１３（図面では二点鎖線で図示）と、調理機器側開口部１１の内側周縁と整流板１３の外側周縁とで構成されたフード部３への空気の取り込み口となる捕集口１４とを備えている。

また、排気部４の内部には、吸込口１０と排出口８とを連通する風路部１５がある。風路部１５は、下面９側である気流の上流側に消音部空間１７、天面７側である気流の下流側に送風部１８を備えている。

送風部１８は、ファン１９とファン１９を駆動するモータ（図示せず）と、ファン１９からの空気を集めて排出口８へと送るケーシング２０から構成されている。すなわち、送風部１８は、排気部４内の上部にあって、吸込口１０と排出口８とを結ぶ風路部１５内の空気を排気するものである。

消音部空間１７は、図３に示すように、排気部４において、送風部１８に近い側で風路部１５を横断して備えた送風部側端面板２１と、吸込口１０に配置した吸込口側端面板２２とで風路部１５が仕切られて形成されている。

消音部空間１７には、能動消音装置２５が備えられている。

能動消音装置２５は、能動消音風路２６と、能動消音風路２６の内部で消音を行う能動消音部２９とを備えている。能動消音風路２６は、筒体であって、図面の下方向から上方向、言い換えると、高さ方向に空気が流れる風路である。

能動消音風路２６は、周囲を内壁３２に囲まれて画定されており、内壁３２のさらに外側には、排気部４の側面板３３（の内側である内側壁３４）が位置し、レンジフード１の外側から見て、二重壁の構成となっている。これによって外部への騒音の放出を押さえるものである。また、図４に示すように、能動消音風路２６の内壁３２には吸込口側端面板２２から送風部側端面板２１に沿って溝２７が設けられている。言い換えると、空気の流れ方向に沿って溝２７が設けられている。

なお、本実施の形態では、能動消音風路２６は、断面の一辺の長さが８０〜９０ｍｍであって、溝２７の幅が３ｍｍ前後のものを設けている。

続いて、能動消音部２９は、内壁３２に吸込口１０側から風路内へ向って順番に（風路を伝播する騒音の進行方向では下流側から上流側へ向って順番に）、エラーマイク３５、スピーカ３６、リファレンスマイク３７を備えている。さらに、能動消音部２９は、エラーマイク３５とリファレンスマイク３７の信号から位相と振幅を調整した制御信号を生成してスピーカ３６から発振させる演算制御器３０を備えている。なお、エラーマイク３５とスピーカ３６は、能動消音風路２６の高さ方向において中央部より吸込口１０側に寄せると共に、リファレンスマイク３７は、同じく中央部より騒音源である送風部１８側に寄せて設置している。なお高さ方向とは、排出口８と吸込口１０を結ぶ方向である。結果としてエラーマイク３５とスピーカ３６はリファレンスマイク３７に比べて送風部１８から遠い位置に配置されている。エラーマイク３５、スピーカ３６、リファレンスマイク３７は、演算制御器３０に接続されている。

演算制御器３０は、能動消音風路２６の内壁３２の外側、つまり能動消音風路２６とは独立した空間に配置されている。このように、能動消音風路２６とは独立した空間に演算制御器３０を備えることで、煙や油煙、あるいは湯気等から隔離している。

上記構成において、まずはレンジフード１の基本的な動作を説明する。

レンジフード１の運転は、図１に示した操作部６を使用者が操作することで行われる。レンジフード１を運転させると送風部１８を構成するモータが駆動し、モータの回転軸に接続されたファン１９が回転することで空気の流れが発生する。つまり、図５に点線で示すように、捕集口１４を入り口とし吸込口１０からダクト５方向に流れる空気流４０が発生する。吸込口１０から吸い込まれた空気流４０は、能動消音風路２６、送風部１８の順に風路部１５を通過した後、排出口８からダクト５を通って排気部４外へと排気される。

つまり、レンジフード１は、調理時に下方（上流方向）から上昇してくる油煙や水蒸気を含んだ空気を空気流４０として捕集して、その後排気することができる。

さらに、本実施の形態のレンジフード１は、風路部１５に能動消音装置２５を備えている。能動消音装置２５では、能動消音風路２６において能動消音部２９のリファレンスマイク３７で送風部１８から放射される騒音を検出する。リファレンスマイク３７で検出された騒音は、騒音信号として演算制御器３０に送信される。演算制御器３０は、騒音信号に基づいて、騒音がスピーカ３６付近を通過する際の騒音を予測する。そして演算制御器３０は、予想された騒音に対して逆位相の音声信号を生成してスピーカ３６に送信する。スピーカ３６が前記音声信号に基づいた音を発することにより、送風に伴い送風部１８から放射される騒音を低減することができる。そして、捕集口１４から放射される騒音が低減されることになる。なお、スピーカ３６位置を通過した騒音は、エラーマイク３５によって検出され、演算制御器３０に送信される。エラーマイク３５を備えることは必須ではないが、演算制御器３０は、エラーマイク３５によって検出された騒音を補正信号として、これに基づいて音声信号を生成することで、消音性能をさらに高めることができる。

本実施の形態では、図６に示すように、能動消音風路２６の内壁３２に溝２７を設けることにより、能動消音風路２６内の空気の流れ方向に垂直な断面において、少なくとも溝２７と対向する面は溝２７に対向しない他の面に対して距離が長くなり、同断面において面上の点同士の距離４１は必ずしも一様ではなく、位置によって距離４１が異なるようになる。つまり、一つの面に対するある点での距離４１ａと異なる点での距離４１ｂは異なる長さとなる。これにより、能動消音風路２６内に発生する定在波が共鳴することを抑制することができる。したがって、能動消音風路２６内の共鳴を抑制することができ、騒音を正確に検知することができるようになるので、能動消音装置の消音効果を向上させることができる。なお、図６において、距離４１ａ、４１ｂの記載は、能動消音風路２６の断面内の距離４１において異なる点ごとの距離を区別するために「ａ」、「ｂ」を用いて付したものである。

以上のように能動消音風路２６の内壁３２に溝２７を設けることにより、高い消音性能を確保したレンジフード１を実現することができるのである。

（実施の形態２）
続いて、図７を用いて本実施の形態２に係るレンジフードについて説明する。

本実施の形態では、能動消音風路２６の内壁３２に設けられた溝２７は深さもしくは幅が対向する面において非対象に設けられている。つまり、溝２７ｅに対して対向する面の中で一番近い溝２７ｆの深さと幅が、溝２７ｅの深さと幅の両方異なるように溝２７ｆが設けられている。つまり、リファレンスマイク３７を設けた面３２ｅに設けた溝２７ｅと、面３２ｅに対向する面３２ｆに設けた溝２７ｆは、互いに溝の幅と深さを異なるものとしている。また、溝２７ｅの中心軸４２ｅ(溝の延びる方向)と溝２７ｆの中心軸４２ｆ（溝の延びる方向）が対向しないようにずらしている。中心軸４２ｅと中心軸４２ｆが対向しないとは、図７の能動消音風路の断面図において、リファレンスマイク３７の中心軸を通る中心軸４３からの距離が互いに異なるもの状態を言う。

なお、本実施の形態では、深さと幅の両方を異なるようにしているが、どちらか一方を異なるようにしても良い。

これにより、能動消音風路２６内の空気の流れ方向に垂直な断面において、対向する面上の点同士の距離４１をさらに多様化させることができる。溝２７ｅと溝２７ｆの深さが異なるので、溝の影響が一つ入っている距離４１ｂと距離４１ｃを比べると、溝２７ｅと溝２７ｆの深さが異なるので、距離４１ｂと距離４１ｃは異なる長さとなる。また、距離４１ｄは溝の影響が二つ入っているので、距離４１ｄは距離４１ａ、距離４１ｂ、距離４１ｃとさらに異なる長さとなる。これにより能動消音風路２６内の共鳴発生をさらに抑制することができるので、消音効果をさらに高めることができる。

以上のように、能動消音風路２６内の内壁３２に設けられた溝２７の深さと幅を変化させることで、共鳴の影響を小さくして高い消音性能を確保したレンジフード１を実現することができるのである。
（変形例）
以上、送風装置の中でも特に消音が必要とされる一例として、レンジフードの消音技術について説明を行った。しかしながら、本発明はレンジフードに限定する必要は無く、空気清浄機や除湿機、換気扇など、送風により騒音が発生する送風装置であれば適用することができる。

また、本実施の形態では、１つの能動消音風路から構成されているが、消音対象の周波数帯域に応じて能動消音風路の数を増やしても良い。

本発明にかかる送風装置は、風路内の共鳴を抑制することができるので、レンジフードに限らず、空気清浄機や除湿機、換気扇など、送風により騒音が発生する送風装置に応用することができ有用である。

１ レンジフード
２ 加熱調理機器
３ フード部
４ 排気部
５ ダクト
６ 操作部
７ 天面
８ 排出口
９ 下面
１０ 吸込口
１１ 調理機器側開口部
１２ 排気部側開口部
１３ 整流板
１４ 捕集口
１５ 風路部
１７ 消音部空間
１８ 送風部
１９ ファン
２０ ケーシング
２１ 送風部側端面板
２２ 吸込口側端面板
２５ 能動消音装置
２６ 能動消音風路
２７ 溝
２７ｅ 溝
２７ｆ 溝
２９ 能動消音部
３０ 演算制御器
３２ 内壁
３３ 側面板
３４ 内側壁
３５ エラーマイク
３６ スピーカ
３７ リファレンスマイク
４０ 空気流
４１ 距離
４１ａ 距離
４１ｂ 距離
４１ｃ 距離
４１ｄ 距離
４２ｅ 中心軸
４２ｆ 中心軸
４３ 中心軸

Claims (2)

1. 空気を吸い込む吸込口と、前記吸込口より吸い込んだ空気を排出する排出口と、前記吸込口と前記排出口とを連通する風路部とを備え、前記風路部の内部に、前記吸込口から前記排気口へと空気を導く送風部と、前記送風部の空気の流れ方向における上流側に設けられた角筒体の能動消音風路と、少なくともリファレンスマイクを備え前記能動消音風路内の消音を行う能動消音部とを備えた送風装置であって、前記能動消音風路内壁は、少なくとも前記リファレンスマイクを備えた壁面または該壁面に対向する壁面に空気の流れ方向に沿って、少なくとも一本の溝が設けられた送風装置。
2. 前記能動騒音風路は、前記溝を複数設け、前記複数の溝は、深さまたは幅のどちらか一方、またはその両方が異なることを特徴とする請求項１記載の送風装置。