JP4951916B2 - 送風機 - Google Patents

Description

本発明は、主に天井や壁面に設置される換気送風機器に使用される送風機に関するものである。

従来、この種の送風機は、羽根車とケーシングのノーズ部の干渉による騒音を消音するために、ノーズ部にヘルムホルツ共鳴器を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その送風機について図１５を参照しながら説明する。

図に示すように、多翼送風機１０１は多数の羽根を円周方向に等間隔に配置した回転可能な羽根車１０２がケーシング１０３に収納されている。ケーシング１０３にはケーシング内側の流路に突出するノーズ部１０４が形成され、ノーズ部１０４付近のケーシング１０３には、羽根車１０２の所定の回転によって発生する羽根切り音を消音するための共鳴器１０５が設置されている。共鳴器１０５は所定の容積を備えた容積部１０６と、この容積部１０６に一端が開口し他端が流路側に共鳴器開口部１０７として開口する管路部１０８とからなるヘルムホルツ共鳴器で構成されている。

羽根車１０２を所定の回転数で回転させた時、ノーズ部１０４において羽根車１０２の羽根枚数と１秒間あたりの回転数との積を基本周波数とする羽根切り音が発生するが、この羽根切り音はノーズ部１０４付近に設けた共鳴器１０５によって消音される。

また、この種の送風機には、ケーシングの吸入側に共鳴室を設けて消音しているものもある（例えば、特許文献２参照）。

以下、その送風機について図１６を参照しながら説明する。

図に示すように、多翼送風機１０９は遠心多翼ファン１１０とケース１１１と吸入箱１１２とからなる。吸入箱１１２には空気取入室１１３と共鳴室１１４が形成され、遠心多翼ファン１１０の回転を原因とする騒音が共鳴室１１４により消音する。
特開平７−３３２２８４号公報 特開平７−２２８１２８号公報

このような従来の送風機では、送風機に接続されたダクトの長さにより変化するダクト共鳴騒音に対しての消音が考慮されておらず、ダクト共鳴騒音の消音量が小さいという課題があり、ダクト共鳴騒音を効果的に消音することが要求されている。

また、消音できる周波数帯が狭いという課題があり、消音できる周波数帯を広くすることが要求されている。

また、共鳴器とケーシングの連通が穴によりなされているためケーシングと共鳴器の間に空気の出入りが発生し、流れが乱れることにより送風性能が低下するという課題があり、また、ケーシングから塵埃や湿気、油分等が共鳴器内に進入したり、連通する穴に付着したりすることにより、所望の消音特性が維持できないという課題があり、送風性能と消音特性を維持することが要求されている。

また、共鳴器が消音できる周波数を容易に変更できないため、ダクト長さにより変化するダクト共鳴騒音の周波数帯があらかじめ設定された消音特性と合致しない場合に消音量が小さくなるという課題があり、送風機の設置後にも容易に消音する周波数帯を変更できることが要求されている。

また、樹脂等の成型によりケーシングや共鳴器を製造する場合、共鳴器を形成する各壁面や管の製造が複雑になり、コストがかかるという課題があり、製造コストを抑制することが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ダクト共鳴騒音を効果的に消音することができ、また、消音する周波数帯が広く、消音特性を維持でき、送風機の設置後にも容易に消音する周波数帯を変更でき、コストを抑制できる送風機と送風機用消音器を提供することを目的としている。

本発明の送風機は上記目的を達成するために、開口を備えた本体と、原動機に連接されて回転する羽根車と、前記開口と連通し前記羽根車を囲むケーシングと、ダクトを介して室外と前記ケーシング内部を連通するためのダクト接続部を備える送風機で、消音機能をもつ消音空間を備え、前記ケーシングと前記消音空間を音響的に連通させる音響的連通部を前記ダクト接続部と対向する側に設け、消音空間の消音方法を共鳴型消音器による消音とし、共鳴型消音器の容積を可変とし、共鳴型消音器の容積を本体の開口に対向する可動面の上下の移動により変更できるようにした送風機としたものである。

この手段により、ダクトからケーシング内部に入射する騒音を効果的に消音することができる送風機が得られる。またこの手段により、ダクトから入射する騒音をケーシング内壁で反射する前に消音空間に導き、消音性能を向上することができる送風機が得られる。またこの手段により、意図する周波数帯を消音することができ、ダクトからケーシング内部に入射する騒音を効果的に消音することができる送風機が得られる。またこの手段により、送風機の取付け状態により変化する騒音の周波数に合わせて消音特性を変更でき、騒音を効果的に消音することができる送風機が得られる。またこの手段により、開口から可動面を容易に調整できるため、送風機の設置後にも送風機の取付け状態により変化する騒音の周波数に合わせて容易に消音特性を変更できる送風機が得られる。

また他の手段は、異なる消音特性をもつ複数の消音空間を備える送風機としたものである。

この手段により異なる周波数帯を消音することができ、消音する周波数帯を広くすることができる送風機が得られる。

また他の手段は、音響的連通部に音波の透過率が高く空気の透過率が低い音響透過材料を用いる送風機としたものである。

この手段により、ケーシングと消音空間の間の空気の出入りを抑制することができ、送風性能の低下を抑制して消音することができる送風機が得られる。

また他の手段は、音響透過材料に抗菌性の物質を塗布した送風機としたものである。

この手段により、菌の繁殖を抑制することができ、音響透過特性を維持し、消音特性を維持することができる送風機が得られる。

また他の手段は、音響透過材料に抗かび性の物質を塗布した送風機としたものである。

この手段により、かびの繁殖を抑制することができ、音響透過特性を維持し、消音特性を維持することができる送風機が得られる。

また他の手段は、音響的連通部が取り外し可能な送風機としたものである。

この手段により、音響的連通部を洗浄、再生、または交換することができ、音響透過特性を維持し、消音特性を維持することができる送風機が得られる。

また他の手段は、消音空間の消音方法が吸音材による吸音である送風機としたものである。

また他の手段は、共鳴型消音器の可動面以外とケーシングとを一体成型で製造する送風機としたものである。

この手段により、製造コストを抑制することができる送風機が得られる。

また他の手段は、共鳴型消音器の管部の総面積を変更できる送風機としたものである。

この手段により、送風機の取付け状態により変化する騒音の周波数に合わせて消音特性を変更でき、送風機の設置後にも容易に消音する周波数帯を変更することができる送風機が得られる。

また他の手段は、消音空間の消音方法を吸音材による吸音と共鳴型消音器による消音の組合せとした送風機としたものである。

この手段により、消音できる周波数帯を広くしたり、または同じ周波数帯の騒音をより効果的に消音したりすることができ、消音特性を向上することができる送風機が得られる。

また他の手段は、消音空間の下面に穴を設けた送風機としたものである。

この手段により、消音空間に溜まった水を排水して消音特性を維持することができる送風機が得られる。

本発明によればダクト共鳴騒音を効果的に消音することができ、また、消音する周波数帯が広く、消音特性を維持でき、送風機の設置後にも容易に消音する周波数帯を変更でき、コストを抑制できるという効果のある送風機を提供できる。

本発明の請求項１記載の発明は、開口を備えた本体と、原動機に連接されて回転する羽根車と、前記開口と連通し前記羽根車を囲むケーシングと、ダクトを介して室外と前記ケーシング内部を連通するためのダクト接続部を備える送風機で、前記ダクトから前記ケーシング内部に入射する騒音を消音するようにした送風機としたものであり、ダクトからケーシング内部に入射する騒音を効果的に消音することができるという作用を有する。また、消音機能をもつ消音空間を備え、ケーシングと消音空間を音響的に連通させる音響的連通部をダクト接続部と対向する側に設けた送風機としたものであり、ダクトから入射する騒音をケーシング内壁で反射する前に消音空間に導き、消音性能を向上することができるという作用を有する。また、消音空間の消音方法が共鳴型消音器である送風機としたものであり、意図する周波数帯を消音することができ、ダクトからケーシング内部に入射する騒音を効果的に消音することができるという作用を有する。また、共鳴型消音器の容積が可変である送風機としたものであり、送風機の取付け状態により変化する騒音の周波数に合わせて消音特性を変更でき、騒音を効果的に消音することができるという作用を有する。また、共鳴型消音器の容積が本体の開口に対向する可動面の上下の移動により変更できる送風機としたものであり、開口から可動面を容易に調整できるため、送風機の設置後にも送風機の取付け状態により変化する騒音の周波数に合わせて容易に消音特性を変更できるという作用を有する。

また、異なる消音特性をもつ複数の消音空間を備える送風機としたものであり、異なる周波数帯を消音することができ、消音する周波数帯を広くすることができるという作用を有する。

また、音響的連通部に音波の透過率が高く空気の透過率が低い音響透過材料を用いる送風機としたものであり、ケーシングと消音空間の間の空気の出入りを抑制することができ、送風性能の低下を抑制して消音することができるという作用を有する。

また、音響透過材料に抗菌性の物質を塗布した送風機としたものであり、菌の繁殖を抑制することができ、音響透過特性を維持し、消音特性を維持することができるという作用を有する。

また、音響透過材料に抗かび性の物質を塗布した送風機としたものであり、かびの繁殖を抑制することができ、音響透過特性を維持し、消音特性を維持することができるという作用を有する。

また、音響的連通部が取り外し可能な送風機としたものであり、音響的連通部を洗浄、再生、または交換することができ、音響透過特性を維持し、消音特性を維持することができるという作用を有する。

また、共鳴型消音器の可動面以外をケーシングと一体成型で製造する送風機としたものであり、製造コストを抑制することができるという作用を有する。

また、共鳴型消音器の管部の総面積を変更できる送風機としたものであり、送風機の取付け状態により変化する騒音の周波数に合わせて消音特性を変更でき、送風機の設置後にも容易に消音する周波数帯を変更することができるという作用を有する。

また、消音空間の消音方法を吸音材による吸音と共鳴型消音器による消音の組合せとした送風機としたものであり、消音できる周波数帯を広くしたり、または同じ周波数帯の騒音をより効果的に消音したりすることができ、消音特性を向上することができるという作用を有する。

また、消音空間の下面に穴を設けた送風機としたものであり、消音空間に溜まった水を排水して消音特性を維持し、消音特性を維持することができるという作用を有する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１に示すように、送風機の本体１は室内に面する側に開口２を備え、原動機３に連接されて回転する羽根車４と、開口２と連通し羽根車４を囲むケーシング５と、ダクト６を介して室外とケーシング５の内部を連通するためのダクト接続部７を備えており、羽根車４の回転により、室内空気は開口２からケーシング５内に流入し、羽根車４を通り、ダクト接続部７からダクト６を介して室外へ排出される。この時、原動機３の音やその振動に起因する音、また羽根車４の回転に起因する音や空気の流れ自体や空気のぶつかりに起因する音などによる騒音が発生してダクト６内に伝わるが、ダクト６の容積によって決まる共鳴周波数とそれらの発生騒音の周波数が一致した場合、比較的音圧の大きな共鳴騒音となってダクト６からケーシング５へ入射する。共鳴騒音はケーシング５から開口２を通して室内に入射しようとするが、音響的連通部９によりケーシング５と音響的に連通し、消音機能を備えた消音空間８を備えているため、ケーシング５に入射した共鳴騒音は消音空間８により消音することができる。

（実施の形態２）
図２に示すように、ケーシング５と消音空間８の音響的連通部９をダクト接続部７と対向する側に設けた構成となっている。ダクト６から入射する共鳴騒音がケーシング５の内壁で反射する前に直接消音空間８内に入射し消音するため、消音性能を向上することができる。

（実施の形態３）
図３に示すように、二つの消音空間８が配置されており、うち一つは低周波域、もう一つは高周波域の騒音を消音する構成となっている。この構成により、各消音空間で異なる周波数帯を消音することができ、消音する周波数帯を広くすることができる。

なお、複数の消音空間８が消音する周波数が同一で、特定の周波数の消音効果を高めた構成としても良い。

なお、複数の消音空間８がそれぞれケーシング５と音響的に連通する構成としてもよく、消音空間８同士が互いに音響的に連通する構成としても良い。

（実施の形態４）
図４に示すように、音響的連通部９に音波の透過率が高く空気の透過率が低い音響透過材料１０を用いている。音響透過材料とは例えばパンチングメタル層と布の層からなる材料や、多孔質セラミックなどが挙げられる。音響透過材料１０を使用することにより、ケーシング５と消音空間８の間の空気の出入りを抑制することができ、送風性能の低下を抑制して消音することができる。

（実施の形態５）
図４に示す音響透過材料１０に、抗菌性の物質を塗布しており、音響透過材料１０上での菌の繁殖を抑制することができ、音響透過特性を維持し、消音特性を維持することができる。

なお、抗菌性の物質とは、銀・銅・亜鉛などの金属イオンを溶出する無機化合物、銀・銅・亜鉛の金属微粒子などが挙げられる。

（実施の形態６）
図４に示す音響透過材料１０に抗かび性の物質を塗布しており、音響透過材料１０上でのかびの繁殖を抑制することができ、音響透過特性を維持し、消音特性を維持することができる。

なお、抗かび性の物質とは、有機窒素化合物、有機酸エステル類、有機ヨウ素系イミダゾール化合物、ベンザゾール化合物などが挙げられる。

（実施の形態７）
図５に示すように、音響的連通部９はケーシング５を成す外壁１１の一部と一体となっており、外壁１１に備えられたガイド１２に抜き差しできる構成となっている。この構成により音響的連通部９は着脱可能となり、長期使用により音響的連通部９に塵埃が堆積するなどした場合に、洗浄、再生、または交換を行うことができるため、音響的連通部９の音響透過特性を維持することができ、消音特性を維持することができる。

なお、音響的連通部９の着脱が開口２から直接できる構成にするとなお良い。

（参考の形態１）
図６に示すように、消音空間８内部に、特定の吸音特性を持つ吸音材１３が貼付された構成となっている。吸音材とは、例えばグラスウールやロックウール、軟質ウレタンフォームなどである。ダクト６から入射してくる騒音の中の支配的な周波数帯を消音する特性をもった吸音材１３を貼付することにより、音響的連通部９から消音空間８に入射した騒音を効果的に消音することができる。

なお、吸音材１３は消音空間８内部に充填された構成としても良い。

（参考の形態２）
図７に示すように、消音空間８の一部の面１４が開閉でき、消音空間８の内部に設置された吸音材１３が着脱可能な構成となっている。排気を必要とする部屋と室外への排出口の位置関係によりダクト６の長さや曲がり具合が変化するため、ダクト６からの共鳴騒音の周波数は送風機の取付け状態により変化するが、吸音材１３が着脱可能となっているので、送風機の設置後に騒音の周波数に合わせて容易に吸音材１３を変更することができ、効果的に消音することができる。

なお、吸音材１３自体が着脱可能でなく、消音空間８ごと着脱可能な構成としても同様の効果を得られる。

なお、吸音材１３あるいは消音空間８が開口２から直接着脱できる構成にするとなお良い。

（実施の形態８）
図８に示すように、消音空間８の消音方法が共鳴型消音器で構成されている。共鳴型消音器は、管部１５と容積部１６からなり、管部１５の直径や数、容積部１６の容積により消音特性を変更できるため、ダクトから入射する騒音の中の支配的な周波数帯を消音するよう管部１５の構成や容積部１６の容積を設定することにより、音響的連通部９から消音空間８に入射した騒音を効果的に消音することができる。

なお、管部１５は音響的連通部９を兼ねた構成としてもよい。

（実施の形態９）
図９に示すように、共鳴型消音器を消音方法とする消音空間８の容積部１６が着脱可能な構成になっている。排気を必要とする部屋と室外への排出口の位置関係によりダクト６の長さや曲がり具合が変化するため、ダクト６からの共鳴騒音の周波数は送風機の取付け状態により変化するが、容積部１６が着脱可能となっているので、送風機の設置後に騒音の周波数に合わせて容積部１６を交換して消音特性を変更し、効果的に消音することができる。

なお、開口２より容積部１６が着脱可能な構成とすればなお良い。

なお、容積部１６を構成する壁面のうち少なくとも一部が可動で、容積部１６の容積を変更する構成にしても同様の効果を得られる。

なお、容積部１６の一部にシーリング材等を充填して容積を変更する構成にしても同様の効果を得られる。

（実施の形態１０）
図１０に示すように、共鳴型消音器を消音方法とする消音空間８の容積部１６の容積が開口２に対向する可動面１７の上下の移動により変更できる構成になっている。排気を必要とする部屋と室外への排出口の位置関係によりダクト６の長さや曲がり具合が変化するため、ダクト６からの共鳴騒音の周波数は送風機の取付け状態により変化するが、送風機の設置後に開口２から可動面１７を上下操作することができるため、騒音の周波数に合わせて容積部１６の容積を変更して消音特性を変更でき、効果的に消音することができる。

なお、可動面１７がねじ切り穴を備え、ねじ切り加工されたシャフトと連結され、シャフトの回転により可動面１７が移動する方法としても良い。

また、可動面１７の外周にシーリング材が貼付され、容積部１６に圧入することにより移動する方法としても良い。

（実施の形態１１）
図１１に示すように、共鳴型消音器を消音方法とする消音空間８の可動面１７以外がケーシング５と一体成型で製造される構成となっている。可動面１７以外が消音空間８とケーシング５が一体成型されているため、消音特性を変更できる機能を保ったまま部品点数と組み立て工数を削減でき、製造コストを抑制することができる。

（実施の形態１２）
図１２に示すように、共鳴型消音器を消音方法とする消音空間８の管部１５を含む一部が着脱可能な構成となっている。排気を必要とする部屋と室外への排出口の位置関係によりダクト６の長さや曲がり具合が変化するため、ダクト６からの共鳴騒音の周波数は送風機の取付け状態により変化するが、消音空間８の管部１５を含む一部が着脱可能となっているので、送風機の設置後に管部１５を交換して管部１５の総面積を変更することにより、騒音の周波数に合わせて共鳴型消音器の消音特性を変更し、効果的に消音することができる。

なお、管部１５の着脱が開口２より直接できる構成にするとなお良い。

なお、管部１５の総面積の変更方法は、管部１５の一部をアルミテープなどで塞ぐ方法や、あらかじめ塞がれた管部１５の一部を空ける方法としても良い。

（実施の形態１３）
図１３（ａ）に示すように、消音空間８の消音方法が、吸音材１３による吸音と共鳴型消音器による消音の組合せである構成となっている。例えば吸音材１３には１ｋＨｚ以上の周波数帯の吸音に優れたグラスウールを用い、共鳴型消音器は１ｋＨｚ未満の騒音を消音する特性とするなどようように、それぞれの方法の消音特性が異なるように設定することにより消音できる周波数帯を広くし、消音特性を向上することができる。

なお、図１３（ｂ）に示すように、共鳴型消音器の容積部１６の内壁に吸音材１３を貼付する構成としても良い。

なお、吸音材を消音空間に充填することにより、共鳴器としての容積部分が擬似的に大きくなる効果を利用して特定周波数を消音する構成としても良い。

なお、吸音材１３による吸音と共鳴型消音器による消音の対象周波数を同じにすることにより、特定の周波数に対する消音効果を高めた的に消音したりすることができる。

（実施の形態１４）
図１４に示すように、消音空間８の下面１８に排水穴１９を設けた構成となっている。下面１８に排水穴１９があるため、送風機の運転により消音空間８に流入した空気中の水分が結露するなどして溜まった水２０を排水することができるため、消音空間の消音特性を維持することができる。

なお、排水穴１９に向かって下り傾斜がある構成にすると、排水穴１９に向かう水流が発生し、排水が効率よく行えるため、なお良い。

本発明は、ダクト共鳴騒音を効果的に消音することができ、また、消音する周波数帯が広く、消音特性を維持でき、送風機の設置後にも容易に消音する周波数帯を変更でき、コストを抑制でき、また容易に既存の送風機に取付けることができるという効果のある送風機と送風機用消音器を提供するものである。

本発明の実施の形態１の送風機を示す側断面図 本発明の実施の形態２の送風機を示す正面断面図 本発明の実施の形態３の送風機を示す正面断面図 本発明の実施の形態４から６のケーシングと音響的連通部を示す斜視図 本発明の実施の形態７のケーシングと音響的連通部を示す斜視図 本発明の参考の形態１の送風機を示す断面図 本発明の参考の形態２の送風機を示す側断面図 本発明の実施の形態８の送風機を示す断面図 本発明の実施の形態９の送風機を示す側断面図 本発明の実施の形態１０の送風機を示す側断面図 本発明の実施の形態１１のケーシングと消音空間を示す斜視図 本発明の実施の形態１２の送風機を示す側断面図 本発明の実施の形態１３の送風機の構成を示す図（（ａ）吸音材と共鳴型消音器による消音構成図、（ｂ）吸音材貼付けの構成図） 本発明の実施の形態１４の送風機を示す側断面図 従来の送風機を示す正面断面図 従来の送風機を示す側断面図

符号の説明

１ 本体
２ 開口
３ 原動機
４ 羽根車
５ ケーシング
６ ダクト
７ ダクト接続部
８ 消音空間
９ 音響的連通部
１０ 音響透過材料
１１ 外壁
１２ ガイド
１３ 吸音材
１４ 面
１５ 管部
１６ 容積部
１７ 可動面
１８ 下面
１９ 排水穴
２０ 水

Claims (10)

1. 開口を備えた本体と、原動機に連接されて回転する羽根車と、前記開口と連通し前記羽根車を囲むケーシングと、ダクトを介して室外と前記ケーシング内部を連通するためのダクト接続部を備える送風機であって、消音機能をもつ消音空間を備え、前記ケーシングと前記消音空間を音響的に連通させる音響的連通部を前記ダクト接続部と対向する側に設け、消音空間の消音方法を共鳴型消音器による消音とし、共鳴型消音器の容積を可変とし、共鳴型消音器の容積を本体の開口に対向する可動面の上下の移動により変更できるようにした送風機。
2. 異なる消音特性をもつ複数の消音空間を備えた請求項１記載の送風機。
3. 音響的連通部に音波の透過率が高く空気の透過率が低い音響透過材料を用いた請求項１または２記載の送風機。
4. 音響透過材料に抗菌性の物質を塗布した請求項３記載の送風機。
5. 音響透過材料に抗かび性の物質を塗布した請求項３または４記載の送風機。
6. 音響的連通部を取り外し可能とした請求項１〜５いずれかに記載の送風機。
7. 共鳴型消音器の可動面以外とケーシングとを一体成型で製造する請求項１〜６いずれかに記載の送風機。
8. 共鳴型消音器の管部の総面積を変更可能とした請求項１〜７いずれかに記載の送風機。
9. 消音空間の消音方法を吸音材による吸音と共鳴型消音器による消音との組合せとした請求項１〜８いずれかに記載の送風機。
10. 消音空間の下面に穴を備えた請求項１〜９いずれかに記載の送風機。

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