JP5147508B2 - 換気送風機 - Google Patents

Description

本発明は、天井材のない直天井に設置され、ダクトを介して居室内の空気を吸込み外部へ排気して換気を行う換気送風機に関するものである。

これまで直動式の換気送風機は天井裏に設置されることが多く、換気送風機から発生する騒音は天井材によってある程度遮音されていた。また、排気用途で使用する換気送風機おいては、一般に吸込騒音が居室側へ伝搬するため、従来、吸込騒音のみを低減化した構造となっている。

しかし近年、天井材がない直天井の居室空間が増加している。このような直天井の居室空間においては、換気送風機およびこれに接続されるダクトは居室空間に露出する。そのため、従来のように吸込騒音のみを低減した送風機では吐出騒音が問題となる場合が出てきた。例えば、配管ダクトは鋼板製でも送風機の吸込、吐出口近傍には防振、施工面から伸縮・曲げ性に優れた樹脂、布製などのダクトを接続する場合が多く、この場合、鋼板製に比べて遮音効果が低いため風音が透過し天井材がなければ吐出騒音の影響を受けて周囲騒音が問題となる。

吸込騒音の低減化に関しては、特許文献１に、消音箱体内に分流部材を有する両吸込式の遠心送風機を組込む構造が提案されている。また、吐出騒音の低減化に関しては、特許文献２に、接続部材の内壁に吸音材を装着する構造が提案されている。

特開２００７−２１１７３２号公報 特開平４−３３２３２９号公報

しかしながら、従来の吸込騒音の低減化、或いは吐出騒音の低減化では、換気送風機が天井材のない直天井に設置された場合に、効率よく周囲騒音を低減することができないという課題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、換気送風機が天井材のない直天井に設置された場合にも換気送風機から発生する周囲騒音を効率よく低減することができ、静かで快適な居室空間を提供することができる換気送風機を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の換気送風機は、板材を結合してなる箱体内に、スクロールケーシングの両側板に設けた吸込口から空気を吸込む両吸込式の遠心送風機を組込み、箱体の一側面の吸込端開口部から空気を吸込み、他側面の吐出端開口部から吐出すようにされ、居室空間に露出するように直天井に取り付けられる換気送風機において、スクロールケーシングの吸込端開口部に対向する箇所に設けられ、遠心送風機の二つの吸込口方向へ気流を分配する第１の吸音部材と、スクロールケーシングの吸込口に対向する箱体内面に設けられ、スクロールケーシングに吸い込まれる気流の通風路を形成する第２の吸音部材とを有する吸入側消音構造、及び、スクロールケーシングの出口のあご部を形成する第３の吸音部材と、あご部と対向する斜面を形成し第３の吸音部材とともにスクロールケーシングの出口を構成する第４の吸音部材と、スクロールケーシングの出口と吐出端開口部との間に設けられ、スクロールケーシングから吐き出される気流の通風路を形成する第５の吸音部材とを有する吐出側消音構造を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、吸音部材相互間の連動動作により吸込騒音の低減と吐出騒音の低減とが効率よく行われ、吸込騒音低減と吐出騒音低減の相乗効果が働き、従来の装置では達成できない騒音レベルまで低騒音化されるので、天井材のない直天井に設置された場合にも、静かで快適な居室空間を提供することができるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかる換気送風機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる換気送風機の実施の形態１の垂直方向の断面図である。図２は、本発明にかかる換気送風機の実施の形態１の水平方向の断面図である。図１および図２において、換気送風機５０は、外殻が鋼板製、吸音材を内貼りした消音ボックス構造とされている。換気送風機５０は、両側面にダクトを接続するための接続口部品１をそれぞれ取付けた吸込端開口部２と吐出端開口部３を対向状に備えた六面体の箱形の消音箱体（箱体）４内に遠心送風機５が組込まれて構成されている。遠心送風機５は、モーター側と反モーター側の双方に吸込口６を有する両吸込式であり、二個の吸込口６を上下にし（前後でも構わない）、吐出口を吹出端開口部３に向けて、消音箱体４内の略中間部に装着されている。

遠心送風機５のスクロールケーシング７は、略中央に吸込口６のある方形の二つの側板８と、この側板８の間に挟持されるスクロール９からなり、鋼板で作られている。スクロールケーシング７の吸込端開口部２に対向する箇所には、遠心送風機５の二つの吸込口６の方向へ気流を分配する第１の吸音部材である分流部材１０が設けられている。分流部材１０は、断面三角形状の先端部で吸気流をスムーズに分割することにより乱流を低減し、また、モーター側の吸込口６への気流を減らし、反モーター側の吸込口６への気流を増加させて流すことにより、騒音の低減を図っているが、吸込端開口部２からの風が衝突するためと、消音箱体４内の通風路に消音機能を持たせるため吸音材で形成されている。分流部材１０の上下方向の寸法は、スクロールケーシング７の側板８間の寸法と略等しく、前後方向寸法は消音箱体４の前後方向の寸法と略等しくなっている。

スクロールケーシング７の上下の吸込口６にそれぞれ対向する箱体４の内面に、第２の吸音部材１２，１３がそれぞれ設けられている。第２の吸音部材１２，１３は、消音箱体４の全幅にわたって広がり、分流部材１０とともに、吸込端開口部２からスクロールケーシング７に向かって吸い込まれる気流の通風路を形成する。分流部材１０と第２の吸音部材１２，１３とは、換気送風機５０の吸込流の騒音を低減する吸入側消音構造２０を構成している。

図３は、スクロールケーシングの手前側の側板を取り除いた様子を示す斜視図である。図４は、第３の吸音部材の斜視図である。図５は、第４の吸音部材の斜視図である。図６は、第５の吸音部材の斜視図である。図３によく示されるように、スクロールケーシング７の出口の片側の突出湾曲部であるあご部は、図４に示す形状の吸音材で作製され第３の吸音部材１７を構成している。一方、このあご部と対向する出口斜面は、図５に示す形状の吸音材で作製され第４の吸音部材１８とされている。さらに、スクロールケーシング７の出口と吐出端開口部３との間は、図６に示す形状の吸音材で作製された矩形枠状の第５の吸音部材１９により連通されている。第５の吸音部材１９は、スクロールケーシング７から吐き出される気流の通風路を形成している。

第３の吸音部材１７、第４の吸音部材１８、および第５の吸音部材１９は、換気送風機５０の吐出流の騒音を低減する吐出側消音構造３０を構成している。これら第３乃至５の吸音部材１７，１８，１９は、繊維性多孔質材の不織布でなるシート体が複数枚を積層されて作製されている。吸音部材を不織布のシート体で作製することにより、容易に吸音構造を構成できるとともに、歩留まり及び組立作業性を大幅に改善することができる。なお、第５の吸音部材１９は、グラスウールでなるシート体の表面をガラスクロスで覆ったもので構成してもよい。これにより、取り扱いが容易となり、歩留まり及び組立作業性のさらなる改善を図ることができる。

図７は、本実施の形態の換気送風機５０を直天井に設置する場合の据え付け例を示す側面図である。換気送風機５０は、前後の接続口部品をそれぞれダクト６２に接続され、直天井７１から吊り下げられて設置される。このように、換気送風機５０、ダクト６２および換気グリル６１は、居室空間に露出して直天井７１に設置される。そして、換気送風機５０は、換気グリル６１から吸い込んだ空気を外部に排出する。このように設置される換気送風機５０に対して、吸入側消音構造２０のみ設けて吸入側の消音対策をした場合と、吐出側消音構造３０のみ設けて吐出側の消音対策をした場合の結果を以下に述べる。

上記構造の換気送風機５０の場合、消音箱体から発生する騒音は、吸込騒音（図７のＰ点の位置での騒音）と吐出騒音（図７のＱ点の位置での騒音）が支配的となる。

換気送風機５０の吸込口から１．５ｍ離れた点での騒音値が、６０（ｄＢ）、排気口から１．５ｍ離れた点の騒音値が７０（ｄＢ）、また換気送風機５０を運転しないときのＡ点の騒音（暗騒音）を５０（ｄＢ）とした場合、図７のＡ点での合成音は、以下の式（１）により求まる。

吸込騒音のみ２０（ｄＢ）、例えば６０（ｄＢ）から４０（ｄＢ）まで低減したとき、Ａ点での合成音は、以下の計算より、７０．０５（ｄＢ）となる。

吸込騒音のみを低減しても、７０．４５−７０．０５＝０．４（ｄＢ）と吐出騒音が支配的なため効果が少ない。同じ２０（ｄＢ）を低騒音化するにしても、例えば吸込騒音を１０（ｄＢ）、吐出騒音を１０（ｄＢ）低減した場合、すなわち、吸込騒音を５０（ｄＢ）、吐出騒音を６０（ｄＢ）としたときＡ点での合成音は、以下の計算より、６０．７９（ｄＢ）となり、吸込と吐出両方の騒音を低減した効果は、７０．４５−６０．７９＝９．６６（ｄＢ）である。

これより、吸込と吐出のどちらかの騒音を低減するのではなく、吸込・吐出両方の騒音を低減することで、換気送風機５０から発生する騒音の合成音を効率よく低減できる。

図８は、吸込騒音のみの低減、吐出騒音のみの低減、および、吸込騒音と吐出騒音の低減を行った場合の騒音低減値の比較をしたグラフを示す図である。図８は吸込騒音と吐出騒音の両騒音を低減する場合の効果を表すグラフ図である。換気送風機５０から発生する周囲騒音は、吸込騒音のみ低減する方法では、吐出騒音の影響から、ある一定の騒音値以下に低減することは出来ない。また、吐出騒音のみを低減する技術でも同様である。例えば、換気送風機５０の吸込口から１．５ｍ離れた点での騒音値が６０（ｄＢ）、吐出口から１．５ｍ離れた点での騒音値が７０（ｄＢ）、Ａ点での暗騒音が５０（ｄＢ）の場合、吸込騒音のみ５（ｄＢ）刻みで低減していったときの、Ａ点での合成音を図８のグラフにおいて丸印のプロットで示す。同様に吐出騒音のみ低減したときの、Ａ点での合成音を四角印のプロットで示す。吸込、吐出騒音ともに低減したときの、Ａ点での合成音を三角印のプロットで示す。

図８のグラフによれば、吸込騒音のみ低減したときは、吐出騒音の７０（ｄＢ）を改善しない限り、吐出騒音の影響が支配的でＡ点の合成音は、７０（ｄＢ）付近で定常状態となる。また、吐出騒音のみ低減したときは、吸込騒音の６０（ｄＢ）付近で定常状態となる。それに比べて、吸込と吐出騒音を同時に低減するとＡ点での合成音が効率よく低減されるのが分かる。このように、換気送風機５０から発生する周囲騒音については、吸込、吐出双方の騒音を低減することにより、従来の吸込、吐出騒音のみの低減では達成できない騒音レベルまで低騒音化できる。

以上のように、本実施の形態の換気送風機５０によれば、スクロールケーシング７の吸込端開口部に対向する箇所に設けられ、遠心送風機５の二つの吸込口方向へ気流を分配する第１の吸音部材１０と、スクロールケーシング７の吸込口に対向する箱体内面に設けられ、スクロールケーシング７に吸い込まれる気流の通風路を形成する第２の吸音部材１２，１３とを有する吸入側消音構造２０、及び、スクロールケーシング７の出口のあご部を形成する第３の吸音部材１７と、あご部と対向する斜面を形成し第３の吸音部材１７とともにスクロールケーシング７の出口を構成する第４の吸音部材１８と、スクロールケーシング７の出口と吐出端開口部３との間に設けられ、スクロールケーシング７から吐き出される気流の通風路を形成する第５の吸音部材１９とを有する吐出側消音構造３０を備えている。そのため、吸音部材相互間の連動動作により吸込騒音の低減と吐出騒音の低減とが効率よく行われ、上記説明の相乗効果が働くことにより、従来の装置では達成できない騒音レベルまで低騒音化することができる。

実施の形態２．
図９は、本発明にかかる換気送風機の実施の形態２のスクロールケーシングの手前側の側板を取り除いた様子を示す斜視図である。本実施の形態においては、スクロールケーシング７のあご部出口側の直線部に、繊維性多孔質材の不織布でなるシート体の表面をガラスクロスで覆った吸音部材２７が設けられている。そして、この吸音部材２７は、スクロールケーシング７の対向する２枚の側板に設けられた固定用爪２８により固定支持されている。その他の構成は実施の形態１と同様である。

このような構成の換気送風機においては、スクロールケーシング７のあご部のうち平坦部を構成する部分が、繊維性多孔質材の不織布でなるシート体の表面をガラスクロスで覆った吸音部材（第３の吸音部材）２７で構成され、この平坦部を構成する部分は、スクロールケーシング７の対向する２枚の側板８に設けられた固定用爪２８に挟まれてより固定支持されているので、容易に吸音構造を構成できるとともに、歩留まり及び組立作業性を大幅に改善することができる。なお、吸音部材１９は、グラスウールでなるシート体の表面をガラスクロスで覆ったもので構成してもよい。

以上のように、本発明にかかる換気送風機は、ダクトを介して居室内の空気を吸込み外部へ排気して換気を行う換気送風機に有用であり、特に、天井材のない直天井に設置される換気送風機に適している。

本発明にかかる換気送風機の実施の形態１の垂直方向の断面図である。 本発明にかかる換気送風機の実施の形態１の水平方向の断面図である。 実施の形態１のスクロールケーシングの手前側の側板を取り除いた様子を示す斜視図である。 実施の形態１の第３の吸音部材の斜視図である。 実施の形態１の第４の吸音部材の斜視図である。 実施の形態１の第５の吸音部材の斜視図である。 換気送風機が天井材のない直天井に設置された様子を示す側面図である。 吸込騒音のみの低減、吐出騒音のみの低減、および、吸込騒音と吐出騒音の低減を行った場合の騒音低減値の比較をしたグラフを示す図である。 本発明にかかる換気送風機の実施の形態２のスクロールケーシングの手前側の側板を取り除いた様子を示す斜視図である。

符号の説明

１ 接続口部品
２ 吸込端開口部
３ 吐出端開口部
４ 消音箱体
５ 遠心送風機
６ 吸込口
７ スクロールケーシング
８ 側板
９ スクロール
１０ 第１の吸音部材（分流部材）
１２，１３ 第２の吸音部材
１７ 第３の吸音部材（あご部）
１８ 第４の吸音部材
１９ 第５の吸音部材
２０ 吸入側消音構造
２７ 吸音部材（第３の吸音部材）
２８ 固定用爪
３０ 吐出側消音構造
５０ 換気送風機
６１ 換気グリル
６２ ダクト
７１ 直天井

Claims (4)

1. 板材を結合してなる箱体内に、スクロールケーシングの両側板に設けた吸込口から空気を吸込む両吸込式の遠心送風機を組込み、箱体の一側面の吸込端開口部から空気を吸込み、他側面の吐出端開口部から吐出すようにされ、居室空間に露出するように直天井に取り付けられる換気送風機において、
   前記スクロールケーシングの前記吸込端開口部に対向する箇所に設けられ、前記遠心送風機の二つの吸込口方向へ気流を分配する第１の吸音部材と、前記スクロールケーシングの吸込口に対向する箱体内面に設けられ、前記スクロールケーシングに吸い込まれる気流の通風路を形成する第２の吸音部材とを有して前記箱体内に設けられる吸入側消音構造、及び、
   前記スクロールケーシングの出口のあご部を形成する第３の吸音部材と、前記あご部と対向する斜面を形成し第３の吸音部材とともに前記スクロールケーシングの出口を構成する第４の吸音部材と、前記スクロールケーシングの出口と前記吐出端開口部との間に設けられ、前記スクロールケーシングから吐き出される気流の通風路を形成する第５の吸音部材とを有して前記箱体内に設けられる吐出側消音構造と、
   前記箱体の前記吐出端開口部に設けられて、前記通風路と連通するようにダクトが接続可能とされた接続部品と、
   を備えたことを特徴とする換気送風機。
2. 前記第３乃至第５の吸音部材は、繊維性多孔質材の不織布でなるシート体が複数枚を積層されて作製されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の換気送風機。
3. 前記第３の吸音部材のうち平坦部を構成する部分が、繊維性多孔質材の不織布またはグラスウールでなるシート体の表面をガラスクロスで覆ったもので構成され、この平坦部を構成する部分は、前記スクロールケーシングの対向する２枚の側板に設けられた固定用爪に挟まれてより固定支持されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の換気送風機。
4. 前記第５の吸音部材は、グラスウールでなるシート体の表面をガラスクロスで覆ったもので構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の換気送風機。

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