JP6152582B2 - 送風装置 - Google Patents
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Description
本発明は、室内で気流を発生するファンや、ダクトを介して換気・空調を行う設備機器などに用いられる送風装置に関するものである。
従来、この種の送風装置は、送風機組立体の基部に設置されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
以下、その送風装置について図４を参照しながら説明する。
図４に示すように、送風機組立体１０１は、ダクト１０２を通る空気流を生じさせる送風装置１０３が、基部１０４の内部に設置されている。基部１０４は、外側ケーシング１０５に形成された空気入口１０６を有している。空気に高い圧力を加えるのに適した遠心型のインペラ１０７が、モータ１０８に連結され、インペラ１０７の入口１０９が、基部１０４の外側ケーシング１０５に形成された空気入口１０６と連通している。送風装置１０３はインペラ１０７からダクト１０２への空気流を確立するため、基部１０４の内部にハウジング１１０およびディフューザ１１１を備えている。
上記構成において、送風装置１０３を作動させると、モータ１０８が駆動され、インペラ１０７が回転する。インペラ１０７の回転による昇圧作用により、空気が空気入口１０６を介して基部１０４に吸い込まれ、インペラ１０７の入口１０９まで流れ、さらにインペラ１０７を通過した空気流は、ハウジング１１０およびディフューザ１１１の出口１１２を通り、ダクト１０２に流入する。
このような従来の送風装置においては、インペラ１０７が回転することによる風きり音やハウジング内での空気流の乱れによる乱流音、ディフューザ１１１に空気流が衝突する衝突音など音源の種類や場所によって特有の周波数を持つ騒音が発生し、空気が流入する空気入口１０６側と空気が流出するダクト１０２からそれぞれ異なる周波数の騒音が外部に放射されるという課題を有していた。
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、空気の流入側と流出側でそれぞれ特有の周波数を持つ騒音を低減することができる送風装置を提供することを目的とする。
そして、この目的を達成するために、本発明は、流入開口と流出開口を備えた円筒状の筐体内に、電動機と、前記電動機の回転軸に連結されて回転する遠心羽根車と、前記回転軸に対して同心円上で前記電動機と遠心羽根車とを内包するケースとを備えたファン部とを備え、前記ファン部は、前記遠心羽根車の吸込口に面する流入口と、前記電動機の背面に面する流出口とを備え、前記流入口と流出口は、それぞれ前記筐体との間の隙間により流入側スリット孔と流出側スリット孔を形成して、前記流入開口と流出開口に面しており、前記ケースは、前記流入口側は前記遠心羽根車の形状に沿うような円錐形状であり、前記流出口側は前記流出口に繋がる円錐形状であり、前記ケースと前記円筒状の筐体との間に前記流入側スリット孔を介して連通する流入側共鳴空間と前記流出側スリット孔を介して連通する流出側共鳴空間とを形成ており、前記流入側共鳴空間と前記流入側スリット孔とで流入側共鳴消音機構を形成し、前記流出側共鳴空間と前記流出側スリット孔とで流出側共鳴消音機構を形成した送風装置であって、前記筐体の外形は前記ケースの外形よりも大きくし、前記筐体と前記ケースの間の空間を前記流入側共鳴空間と前記流出側共鳴空間とに仕切る隔壁を備え、前記隔壁に対して、前記遠心送風羽根は前記流入側共鳴空間側に配置し、前記電動機は前記流出側共鳴空間側に配置した送風装置であり、これにより所期の目的を達成するものである。
本発明によれば、空気の流入側と流出側でそれぞれ特有の周波数を持つ騒音を低減することができる送風装置を提供することができる。
本発明の請求項１記載の送風装置は、流入開口と流出開口を備えた円筒状の筐体内に、電動機と、前記電動機の回転軸に連結されて回転する遠心羽根車と、前記回転軸に対して同心円上で前記電動機と遠心羽根車とを内包するケースとを備えたファン部とを備え、前記ファン部は、前記遠心羽根車の吸込口に面する流入口と、前記電動機の背面に面する流出口とを備え、前記流入口と流出口は、それぞれ前記筐体との間の隙間により流入側スリット孔と流出側スリット孔を形成して、前記流入開口と流出開口に面しており、前記ケースは、前記流入口側は前記遠心羽根車の形状に沿うような円錐形状であり、前記流出口側は前記流出口に繋がる円錐形状であり、前記ケースと前記円筒状の筐体との間に前記流入側スリット孔を介して連通する流入側共鳴空間と前記流出側スリット孔を介して連通する流出側共鳴空間とを形成ており、前記流入側共鳴空間と前記流入側スリット孔とで流入側共鳴消音機構を形成し、前記流出側共鳴空間と前記流出側スリット孔とで流出側共鳴消音機構を形成した送風装置であって、前記筐体の外形は前記ケースの外形よりも大きくし、前記筐体と前記ケースの間の空間を前記流入側共鳴空間と前記流出側共鳴空間とに仕切る隔壁を備え、前記隔壁に対して、前記遠心送風羽根は前記流入側共鳴空間側に配置し、前記電動機は前記流出側共鳴空間側に配置した構成を有する。
これにより、ファン部の流入口と流出口からそれぞれ放射される騒音を低減することができるという効果を奏する。
また、遠心羽根車とケースの距離が遠心羽根車全周で均一になるため、遠心羽根車からケースに流れ出た空気流が全周で均一になり、空気流の乱れが減少し、騒音の発生を抑制することができるという効果を奏する。
また、ファン部のケースと筐体の間に形成される流入側共鳴空間と流出側共鳴空間がそれぞれ全周で均一な形状となるため、全周で騒音の主体となる周波数を消音でき、効果的に騒音を低減することができるという効果を奏する。
また、請求項２記載の送風装置は、前記電動機を前記流出口側の円錐形状部に固定したという構成を有する。
これにより、電動機の発する騒音も流出側共鳴空間で低減することができる。
また、請求項３記載の送風装置は、遠心羽根車は、ターボファン形状であるという構成を有する。
これにより、遠心羽根車からケースに流れ出た空気流が全周で均一になり、空気流の乱れが減少し、騒音の発生を抑制することができる。
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、図２に示すように、送風装置１は、電動機２と電動機２の回転軸３に連結されて回転するターボファン形状の遠心羽根車４を内包するケース５を備えるファン部６を備え、ファン部６は遠心羽根車４の吸込口７に面する流入口８と、電動機２の背面に面する流出口９を備える。
図１、図２に示すように、送風装置１は、電動機２と電動機２の回転軸３に連結されて回転するターボファン形状の遠心羽根車４を内包するケース５を備えるファン部６を備え、ファン部６は遠心羽根車４の吸込口７に面する流入口８と、電動機２の背面に面する流出口９を備える。
図２に示すように、ファン部６のケース５は回転軸３に垂直な任意の平面における断面が遠心羽根車４と同心の円形で、ファン部６の流入口８側は遠心羽根車４の形状に沿うような略円錐形状であり、またファン部６の流出口９側も流出口９に滑らかに繋がる略円錐形状となっている。
ファン部６のケース５の回転軸３に垂直な任意の平面における断面が遠心羽根車４と同心の円形であることにより、遠心羽根車４とケース５の距離が遠心羽根車４の全周で均一になり、遠心羽根車４からケース５に流れ出た空気流１０が全周で均一になり、空気流１０の乱れが減少し、騒音の発生を抑制することができる。
ファン部６は筐体１１の中に配置される。筐体１１はファン部６のケース５と同心の円筒状で、筐体１１はそれぞれファン部６の流入口８と流出口９に面する流入開口１２と流出開口１３を備え、流出開口１３はダクト１４と繋がっている。
ファン部６の流入口８の周囲には、筐体１１とファン部６のケース５によって囲まれた流入側共鳴空間１５が形成され、またファン部６の流入口８の周囲には筐体１１とファン部６との間の隙間により流入側スリット孔１６が形成される。流入側スリット孔１６がファン部６の流入口８と流入側共鳴空間１５を連通させ、流入側共鳴消音機構を形成する。
ファン部６の流入口８側と同様に、ファン部６の流出口９でも筐体１１とファン部６のケース５によって囲まれて形成される流出側共鳴空間１７と、ファン部６の流出口９と流出側共鳴空間１７を連通する流出側スリット孔１８とで流出側共鳴消音機構を形成する。
このような構成によれば、図１に示すように、電動機２から駆動力を与えて遠心羽根車４を回転させることにより、空気流１０が筐体１１の流入開口１２とファン部６の流入口８を順次通って遠心羽根車４の吸込口７に導かれ、遠心羽根車４によって昇圧されファン部６のケース５へと吹き出され、ファン部６のケース５を通る際に徐々に動圧が静圧に変換されながら、ファン部６の流出口９から筐体１１の流出開口１３を介してダクト１４へ排出される。
このとき、遠心羽根車４の回転騒音や、ケース５の内部で発生する乱流騒音など各種騒音が発生し、その音波が、ファン部６の流入口８、流出口９を介してそれぞれ筐体１１の流入開口１２、流出開口１３から放射される。
筐体１１の流入開口１２において、騒音の音波の一部は、流入側スリット孔１６から流入側共鳴空間１５に入射するが、流入側スリット孔１６と流入側共鳴空間１５とで共鳴型消音構造が形成されているため、入射した騒音の音波のうち、共鳴型消音構造の共鳴周波数と一致する周波数の音波の一部が消音され、筐体１１の流入開口１２から外部に放出される騒音を低減することができる。
筐体１１の流出開口１３側でも同様に、騒音の音波の一部が流出側スリット孔１８から流出側共鳴空間１７に入射するが、流出側スリット孔１８と流出側共鳴空間１７とで共鳴型消音構造が形成されているため、入射した騒音の音波のうち、共鳴型消音構造の共鳴周波数と一致する周波数の音波の一部が消音され、筐体１１の流出開口１３からダクト１４に放出される騒音を低減することができる。
ここで、消音したい周波数が複数、例えば２種類ある場合、流入側共鳴消音機構の消音特性と流出側共鳴消音機構の消音特性が異なるように構成すればよい。
すなわち、ファン部６の流入口８と流出口９からそれぞれ特有の周波数で騒音が放射される場合、流入側スリット孔１６と流出側スリット孔１８の幅や、流入側共鳴空間１５と流出側共鳴空間１７の体積をそれぞれ調整し、流入側共鳴消音機構の消音特性と流出側共鳴消音機構の消音特性を異ならせることができる。
このように、流入側共鳴消音機構の消音特性と流出側共鳴消音機構の消音特性をそれぞれの騒音の周波数に適合させることにより、効果的に騒音を低減することができる。
ここで、筐体１１がファン部６のケース５と同心の円筒状であるため、ファン部６のケース５と筐体１１の間に形成される流入側共鳴空間１５と流出側共鳴空間１７がそれぞれ全周で均一な形状となるため、全周で騒音の主体となる周波数を消音でき、効果的に騒音を低減することができる。
なお、本実施の形態では筐体１１を小型化するために外形をファン部６と同等としたが、図３に示すように、筐体１１の外形がファン部６の外形より大きい場合でも、流入側共鳴空間１５と流出側共鳴空間１７を仕切る隔壁１９を備えれば、同様の効果を得ることができる。隔壁１９は流入側共鳴空間１５と流出側共鳴空間１７それぞれに備えていても良い。さらに、隔壁１９の位置を変えることにより、流入側共鳴空間１５と流出側共鳴空間１７の容積を変更することができるため、消音できる周波数の適合範囲を広げることができる。例えば流入側で比較的高周波の騒音を消音したい場合は、流入側共鳴空間１５の容積が小さくなるように隔壁１９を配置すれば良く、比較的低周波の騒音を消音したい場合は流入側共鳴空間１５の容積が大きくなるように隔壁１９を配置すればよい。
なお、ファン部６の流出口９側に遠心羽根車４から流出口９に空気流を導くディフューザを備えると、遠心羽根車４の効率が向上されることにより、回転数を低減して回転騒音を抑制でき、またケース５の内部で発生する乱流騒音を抑制できるため、なお良い。
また、なんらかの制限によって流入側スリット孔１６や流入側共鳴空間１５が周方向に分割されたり、流入側共鳴空間１５の容積が周方向に不均一であったり、流入側共鳴空間１５の内部に部品などが配置されていたりしても、共鳴消音機構を形成していれば、効果の程度が劣るが、同様の効果を得ることができる。
例えば本実施形態では筐体１１が円筒の場合を説明したが、角筒の場合は流入側共鳴空間１５が周方向に分割される、もしくは、流入側共鳴空間１５の容積が周方向に不均一になってしまうが、共鳴消音機構を形成することができるため、共鳴周波数と一致する周波数の音波の一部を消音することができる。これは流出口９側の共鳴消音機構についても同様である。
本発明の送風装置は、室内で気流を発生するファンや、ダクトを介して換気・空調を行う設備機器などに用いられる送風装置として有用である。
１ 送風装置
２ 電動機
３ 回転軸
４ 遠心羽根車
５ ケース
６ ファン部
７ 吸込口
８ 流入口
９ 流出口
１０ 空気流
１１ 筐体
１２ 流入開口
１３ 流出開口
１４ ダクト
１５ 流入側共鳴空間
１６ 流入側スリット孔
１７ 流出側共鳴空間
１８ 流出側スリット孔
１９ 隔壁
２ 電動機
３ 回転軸
４ 遠心羽根車
５ ケース
６ ファン部
７ 吸込口
８ 流入口
９ 流出口
１０ 空気流
１１ 筐体
１２ 流入開口
１３ 流出開口
１４ ダクト
１５ 流入側共鳴空間
１６ 流入側スリット孔
１７ 流出側共鳴空間
１８ 流出側スリット孔
１９ 隔壁
Claims (3)
- 流入開口と流出開口を備えた円筒状の筐体内に、電動機と、前記電動機の回転軸に連結されて回転する遠心羽根車と、前記回転軸に対して同心円上で前記電動機と遠心羽根車とを内包するケースとを備えたファン部とを備え、
前記ファン部は、前記遠心羽根車の吸込口に面する流入口と、前記電動機の背面に面する流出口とを備え、前記流入口と流出口は、それぞれ前記筐体との間の隙間により流入側スリット孔と流出側スリット孔を形成して、前記流入開口と流出開口に面しており、
前記ケースは、前記流入口側は前記遠心羽根車の形状に沿うような円錐形状であり、前記流出口側は前記流出口に繋がる円錐形状であり、
前記ケースと前記円筒状の筐体との間に前記流入側スリット孔を介して連通する流入側共鳴空間と前記流出側スリット孔を介して連通する流出側共鳴空間とを形成ており、
前記流入側共鳴空間と前記流入側スリット孔とで流入側共鳴消音機構を形成し、前記流出側共鳴空間と前記流出側スリット孔とで流出側共鳴消音機構を形成した送風装置であって、
前記筐体の外形は前記ケースの外形よりも大きくし、前記筐体と前記ケースの間の空間を前記流入側共鳴空間と前記流出側共鳴空間とに仕切る隔壁を備え、
前記隔壁に対して、前記遠心送風羽根は前記流入側共鳴空間側に配置し、前記電動機は前記流出側共鳴空間側に配置した送風装置。 - 前記電動機を前記流出口側の円錐形状部に固定した請求項１記載の送風装置。
- 前記遠心羽根車は、ターボファン形状である請求項１記載の送風装置。
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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2012
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