JP2020180591A - ブロワ及びブロワ用筐体 - Google Patents

Abstract

【課題】吸音効果を高めつつ、冷却効率の良いブロワを提供する。【解決手段】 電動機と、前記電動機の回転軸の負荷側に固定されるブロワ用羽根と、前記回転軸の反負荷側に固定されるファンと、前記ファンの下部に位置する吸込口及び吐出口とを備えるブロワ本体と、前記ブロワの四方及び上部を覆う筐体と、を備え、前記筐体は、前記ブロワ本体を格納する格納室と、前記格納室のファン側に隣接し吸気室と、前記吸気室に隣接し、前記吐出口から前記格納室より上まで伸びるダクトを格納するダクト室と、前記格納室及び前記吸気室の上部に隣接する吸音室及び排気室と、を備えるものであるブロワ。【選択図】図２

Description

本発明は、ブロワに関し、特にブロワ本体と本体を格納する筐体を有するブロワに関する。

渦流ブロワは、羽根車に対向して設けられたファンケーシングにより、吸込口から吐出口に至る環状の流路を形成し、モータにより駆動された羽根車の回転運動により吸込口から気体を吸引し、流路内で加圧するように構成されている。

近年、ブロワの小形軽量化、高吐出圧力化、低騒音化になどに対する要求の高まりに応じ、その羽根車の構造、形状について種々の研究、開発が行われてきている。同時に、それらを収納する筐体についても、同様に小形、軽量化、消音化が要求されている。

このように、ブロワの低騒音化に関して、例えば特許文献１には、ブロワを内部に収納する消音装置が開示されている。当該消音装置は、吸音材を張り付けた筐体をブロワに被せる構造であり、ブロワからの騒音を吸音する消音通路および消音ダクトを備えている。

特開平１０−２２０３９０

特許文献１よりも、さらに軽量化しつつ消音効果を向上させたいという課題がある。このような課題に対し、金属に複数の穴をあけて特定の周波数領域の音を吸音させるヘルムホルツ吸音という技術が知られている。

しかしながら、ヘルムホルツ吸音は、特定の周波数を吸音することに特化しているため、消音装置へ適用し騒音のピークとなる周波数を吸音しても、その他の周波数については吸音できない。そこで本発明者らは、従来から用いられているウレタン等の吸音材と合わせて使用することで消音効果を向上させることができないかを検討した。結果、消音効果を向上させることはできたが、ウレタン材の熱伝導率が低いため、筐体内の温度が上昇してしまうという新たな課題が発生した。

本発明の目的は、消音効果を向上させつつ、温度上昇を防ぐ消音装置を有するブロワの提供を目的とする。

上述した課題を解決するため、たとえば特許請求に記載の発明を適用する。即ちブロワであって、電動機と、電動機の回転軸の負荷側に固定されるブロワ用羽根と、前記回転軸の反負荷側に固定されるファンと、前記ファンの下部に位置する吸込口及び吐出口とを備えるブロワ本体と、前記ブロワの四方及び上部を覆う筐体と、を備え、前記筐体は、前記ブロワ本体を格納する格納室と、前記格納室のファン側に隣接し吸気室と、前記吸気室に隣接し、前記吐出口から筐体天井まで伸びるダクトを格納するダクト室と、前記格納室及び前記吸気室の上部に隣接する吸音室及び排気室と、を備えるものである。

本発明の一側面によれば、ブロワ本体からの騒音を低減しつつ温度上昇を低減させるブロワを提供することができる。

本発明の他の課題及び効果は、以下の記載から明らかになるであろう。

本発明を適用した実施例１に係るブロワの外観斜視図である。 本発明を適用した実施例１に係るブロワの縦断面図である。 本発明を適用した実施例１に係る筐体の一部を分解した斜視図である。 本発明を適用した実施例１に係るブロワの横断面図である。 本発明を適用した実施例１に係る筐体内壁の拡大断面図である。 本発明を適用した実施例１に係る筐体の分解斜視図である。 本発明を適用した実施例１に係る筐体の縦断面図である。

図１に本発明を適用した実施例１に係るブロワ１の斜視図を、図２にｙ軸方向から見た筐体２の縦断面図をそれぞれ示す。

図１に示すブロワ１は、箱型の外観を持つ筐体２と筐体２内に格納されるブロワ本体３（図示せず）とで構成される。ｘ方向手前に伸びているのは後述するブロワ本体３から延びる吸気用ダクト３０１である。筐体２には、内部と外部の空気を入れ替えるための換気口２１が少なくとも一か所（図１中では２か所）設けられている。換気口２１は開口部をそのままとしても良いし、筐体２内に粉塵等が侵入しないよう、細かいメッシュ状のフィルタ等を設けても良い。以下、図２から図４を用いて、ブロワ本体３及び筐体２の構造を説明する。

図２に示すように筐体２内は、内壁によって複数の部屋に区切られている。中心に位置するのがブロワ本体３とブロワ本体３が格納されるブロワ格納室２０１である。

ブロワ本体３は、羽根車部とこれを回転駆動する電動機部とからなる。１０２は羽根車（図示せず）、１０３はケーシング、１０１が羽根車１０２を駆動する電動機である。ケーシング内の昇圧路の一端は排出側路を介して排出口１０５に、他端は吸込側通路を介して吸気口１０６に接続してある。排出側通路と吸込側通路とは並列して設けられる。昇圧路は羽根車１０２の回転中心、つまり電動機１０１の回転軸を中心として円環状に構成してあり、回転軸と平行を成す方向に開口する断面半円弧状の溝形状を成している。そして、図には現れていないが、排出側通路１０５と吸込側通路１０６との間には隔壁を設置し、昇圧路を遮断している。１０４は電動機１０１の回転軸の羽根車１０２とは反対側に固定した冷却ファンおよびファンカバーである。電動機１０１及びケーシング１０３には冷却用の冷却フィンが設けられている。

ブロワ本体３は、電動機１０１によって羽根車１０２を回転駆動すると、羽根車１０２の作用によって、吸込口１０６から吸込側通路１０６を通って気体が吸引され、この吸引された気体は羽根車１０２によって加圧され、排出側通路に搬送される。そして、高圧に加圧された気体は排出側通路を通り、排出口１０５から排出される。一方、電動機１０４の回転により、冷却ファン１０４はブロワ格納室２０１に隣接する吸気室２０２から空気を取り入れ、冷却フィンに沿って送風し、電動機１０１やケーシング１０３の羽根車付近を冷却する。

筐体２の概観は箱形を成している。２２はブロワ本体３が配置されるベース部、２４は移動する際キャスタをベース部２２の下にそれぞれ設けている。ベース部２２のブロワ本体３が設置される個所には、ベース部２２は金属板２２０の上に吸音材２２２を敷き、ブロワ本体３の脚と接触する位置にゴム等の弾性部材を設けている（図示せず）。これは、キャスター２４でブロワ１を移動させる際の振動がブロワ本体３へ伝わるのを防止するためである。一度設置したブロワ１を移動しない場合にはキャスタ２４は無くても構わない。

筐体２内の中心部にはブロワ本体３が格納される格納室２０１が設けられ、格納室２０１の反負荷側に隣接する吸気室２０２、吸気室２０２の反負荷側に隣接するダクト室２０３、格納室２０１の上部に隣接して吸音室２０４及び排気室２０５がそれぞれ設けられる。

図３に示すように、筐体２外から吸気ダクト３０１及び吸気口１０６を通じてブロワ本体３に取り込まれた空気はブロワ内で圧縮され排気口１０５及び排気ダクト３０２を通じてブロワ本体３の外部へ放出される。排気ダクト３０２は格納室２０１の上部に設けられた排気室２０５へと接続される。排気室２０５内の空気は筐体２に設けられた換気口２１から筐体外へ放出される。吸音室２０４は、換気口２０１及び吸気室２０２との連結口を備えており、冷却ファン１０４の吸気は、筐体２外から吸音室２０４側を経由して格納室２０１へと送られる。このように、温度の高いブロワ本体３からの排気と、ブロワ本体３を冷却するための吸気とが混じらないように、部屋や換気口を分けることでブロワ本体３を効率的に冷却できる。

図４には筐体２をｚ方向から見た断面図を示す。４は電動機１０１を制御する制御部であり、インバータ等から構成される。４０１は制御部を取り付けるためのカバーである。格納室201の外壁に直接制御部4を取り付けると振動や熱で故障する恐れがあるため、制御部カバー４０１に制御部を取り付ける構成としている。

図５には、筐体２内壁の一部に施した吸音構造の模式図を示す。筐体２の外壁等は金属板２２０で構成され、内壁は網状金属部材２２１と吸音材２２２を組み合わせた吸音構造を備えている。網状金属部材２２１は、所定の周波数の音を低減するように所定の間隔・所定の直径の円が複数設けられ、網状の外観を有している。例えば、パンチングメタルなどで構成されていてもよい。吸音材としては、ウレタン等のような空気を通す多孔質の材料を用いるとよい。

網状金属板２２１によって吸音できる周波数（共鳴周波数）は以下の式１で求められる。

ここでｃは音速、ｐは網状金属板２２１の開口率、ｔは網状金属板２２１の板厚、ｄは網状金属板２２１に設けられた円の直径である。Ｌｃは背後の空気層の厚さであり、本実施例では網状金属板２２１から筐体外壁の金属板２２０までの距離としている。例えば、格納室２０１と吸気室２０２との間に設けられる網状金属板２２１の場合、Ｌｃは吸気室２０２のｘ方向の長さとなる。

ブロワ本体３から発生する騒音は、大きい音から小さい音まで様々な波長の音が含まれているため、周波数のピークが複数ある。そのため、（式１）のｐ，ｔ，ｄ及びＬｃを調節して筐体２を設計することにより、所望の周波数帯の音を吸音できる構造となる。このようにしてブロワ本体３から発生する騒音の大部分を取り除くことができる。

図６には筐体２の吸音構造の分解斜視図を、図７には断面図を示す。騒音の発生源はブロワ本体３であるため、この周囲を覆う内壁として網状金属板２２１を設ける。具体的には、吸気室２０２と格納室２０１との間の内壁、格納室２０１と消音室２０４の間の内壁である。より吸音効果を高めるためには、図１に示すように格納室２０１内のブロワ本体３の負荷側に内壁２１０ａを設けてもよい。その場合には、内壁２１０は網状金属板２２１及び吸音材２２２で構成される。あるいはダクト室２０３と吸気室２０２との間の内壁も、網状金属板２２１としてもよい。

次に、網状金属板２２１と騒音源との間に吸音材２２２を設ける。本実施例の場合であれば、網状金属板２２１の表面のうち、格納室側の面に吸音材２２を貼り付けている。このように筐体２の内壁に吸音効果を奏する構造を設けることで、筐体２の吸音性能を向上させることができる。より吸音効果を高めるためには、図に示すように網状金属板２２１の表面以外もすべて吸音材２２２で覆ってもよい。これにより、騒音の周波数の内、大きなものについては網状金属板２２１で、それ以外のものについては吸音材２２２で吸音することが可能となる。

以上説明した通り、本実施例に記載のブロワ１では、排気ダクトを格納室上部まで伸ばすことで冷却ファンの吸気にブロワ排気が入ることがなく、効率的にブロワ本体を冷却することが可能となる。そのため、ヘルムホルツ吸音と吸音材とを両立させた内壁構造であっても、ブロワ本体３の温度が上がりすぎることがなく、低温かつ安全に駆動させることが可能となる。

なお、本発明では、本実施例で説明した構造に限定されることなく様々な形のブロワに適用することが可能である。

１：ブロワ
１０１：電動機
１０２：ブロワ羽根車
１０３：ケーシング
１０４：冷却ファン
１０６：吸気口
１０５：排気口
２：筐体
２１：換気口
２２：ベース部
２４：キャスタ
２０１：格納室
２０２：吸気室
２０３：ダクト室
２０４：吸音室
２１０ａ；隔壁
２１０ｂ：隔壁
２２０：金属板
２２１：網状金属板
２２２：吸音材
３：ブロワ本体
３０１：吸気ダクト
３０２：排気ダクト
４：制御部
４０１：制御部カバー。

Claims (6)

1. 電動機と、
   前記電動機の回転軸の負荷側に固定されるブロワ用羽根と、
   前記回転軸の反負荷側に固定されるファンと、
   前記ファンの下部に位置する吸込口及び吐出口とを備えるブロワ本体と、
   前記ブロワの四方及び上部を覆う筐体と、を備え、
   前記筐体は、前記ブロワ本体を格納する格納室と、
   前記格納室のファン側に隣接し吸気室と、
   前記吸気室に隣接し、前記吐出口から前記格納室より上まで伸びるダクトを格納するダクト室と、
   前記格納室及び前記吸気室の上部に隣接する吸音室及び排気室と、を備えるものであるブロワ。
2. 請求項１に記載のブロワにおいて、
   前記筐体の内壁のうち、前記格納室と前記吸気室の間の内壁及び前記格納室と消音室の間の内壁は、網状金属板を備えるものであるブロワ。
3. 請求項２に記載のブロワにおいて、
   前記筐体内の前記網状金属板の表面のうち、前記格納室側の面には吸音材を備えるものであるブロワ。
4. ブロワ用の筐体であって、
   前記ブロワを格納する格納室と、
   前記格納室のファン側に隣接し吸気室と、
   前記吸気室に隣接し、前記吐出口から前記格納室より上まで伸びるダクトを格納するダクト室と、
   前記格納室及び前記吸気室の上部に隣接する吸音室及び排気室と、を備えるものであるブロワ用筐体。
5. 請求項４に記載のブロワ用筐体において、
   内壁のうち、前記格納室と前記吸気室の間の内壁及び前記格納室と消音室の間の内壁は、網状金属板を備えるものであるブロワ用筐体。
6. 請求項５に記載のブロワ用筐体において、
   前記網状金属板の表面のうち、前記格納室側の面には吸音材を備えるものであるブロワ用筐体。

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