JP6427620B1 - 送風機の消音装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱や水分による消音性能の劣化を最小限に抑えると共に、吐出空気への異物の混入を防止すること。【解決手段】渦流送風機１０の吐出口１２ａに取り付けられた送風機の消音装置２０において、一端が渦流送風機１０の吐出口１２ａに取り付けられ、他端が外部に開放されると共に、一端側から他端側に向けて軸方向Ｃに沿って通風路Ｐを有する筒状ハウジング３０と、筒状ハウジング３０内に配置されると共に、通風路Ｐを囲む位置であって、かつ、通風路Ｐに沿って積層配置された複数の吸音パック４０を具備し、吸音パック４０は、通風路Ｐと連通すると共に、皿状に形成された凹ケース４１と、この凹ケース４１の開口側を閉塞する位置に設けられた多孔板４２を有している。【選択図】 図１

Description

本発明は、渦流送風機等の送風機の吐出口側や吸入口側に取り付けられる消音装置に関する。

従来から渦流送風機等の送風機に組み込まれた消音装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。図９は、このような消音装置の一例を示す図である。すなわち、これらの図中１００は渦流送風機、１１０は消音装置を示している。渦流送風機１００は、電動機１０１と、この電動機１０１で駆動される送風機１０２を備えている。送風機１０２の吐出口１０２ａには、消音装置１１０が一体的に取り付けられている。

消音装置１１０は、筒状のケース１１１を有している。ケース１１１の一端１１２は、送風機１０２の吐出口１０２ａに連結され、他端１１３側は外部へ開口している。ケース１１１の内壁面には、多孔質合成樹脂からなる消音材１２０が取り付けられている。図１０に示すような消音材１２０の中央部には通風路１２１が形成されており、吐出口１０２ａから吐出された高圧の空気を図９中矢印Ｆ方向に沿って外部へ案内する。消音材１２０には、動圧(風圧)で通風路１２１が変形しないように筒状の金網１２２が図１１に示すように挿設されている。

特開平７−４２６９９号公報 特開平５−２０９６００号公報

上述した送風機の消音装置にあっては、次のような問題があった。すなわち、送風機から送出される空気は、高温、かつ、高速であり、多孔質合成樹脂からなる消音材１２０が徐々に劣化し、吸音性能が低下する。また、消音材に触れる空気が水分を含む場合には、消音材１２０が水を吸収し、加水分解が起こり劣化を早めてしまう。このため、消音材１２０は徐々に分解し、粉々になり、その粉が開口穴から外部に吹き出る虞がある。このため、異物の混入を防止するフィルタを設置したり、定期交換をする必要が生じていた。

そこで、本発明は、熱や水分による消音性能の劣化を最小限に抑えると共に、吐出空気に異物が混入することを防止できる送風機の消音装置を提供することを目的とする。

発明１の送風機の消音装置は、渦流送風機の吐出口又は吸入口に取り付けられた送風機の消音装置において、一端が前記渦流送風機の吐出口又は吸入口に取り付けられ、他端が外部に開放されると共に、前記一端側から他端側に向けて軸方向に沿って通風路を有する筒状ハウジングと、この筒状ハウジング内に配置されると共に、前記通風路を囲む位置であって、かつ、前記通風路に沿って積層配置された複数の吸音パックを具備し、前記吸音パックは、前記通風路と連通すると共に、皿状に形成された耐水性及び耐熱性を有する金属材製の凹ケースと、この凹ケースの開口側を閉塞する位置に設けられた耐水性及び耐熱性を有する金属材製の多孔板とを有している。このとき、発明２は前記凹ケースは、その底板を通風路を通流する空気の下流側に位置させて配置させるものであり、発明３は前記凹ケースは、前記軸方向に直交する面を有し、その周囲が前記筒状ハウジングに内接する底板と、この底板の外周部に前記軸方向に沿って設けられた鍔部と、前記底板の中央部に設けられた開口部と、この開口部に臨む位置に前記軸方向に沿って設けられた小円筒部とを備え、前記底板の面を基準とした場合、前記鍔部の前記軸方向の高さは、前記小円筒部の前記軸方向の高さと前記多孔板の前記軸方向の高さを加えた寸法より大きく形成され、前記小円筒部と前記通風路を通流する空気の上流側に隣接する凹ケースの底板との間にはスリットが形成される。

発明１によれば、多孔質樹脂を用いずに多孔板を用いて吸音させているため、経年劣化による吸音効果の低下や破壊を防止でき、消音性能を維持できると共に、異物を吐出する等の不具合が生じない。このとき、発明２によれば、空気の通流方向と多孔板から空気室へ入る方向が一致することから吸音性能を最大にすることができる。

本発明の一実施の形態に係る消音装置及びこの消音装置が組み込まれた渦流送風機を一部切欠して示す側面図。 同消音装置を図１におけるＡ−Ａ線で切断して矢印方向に見た断面図。 同消音装置に組み込まれた吸込側消音室を示す縦断面図。 同消音装置に組み込まれた吐出側消音室を要部拡大して示す縦断面図。 同吐出側消音室に組み込まれた吸音パックを示す分解斜視図。 同吐出側消音室に組み込まれた吸音パックを一部切欠して示す斜視図。 同消音装置に組み込まれた吸音パックを示す斜視図。 同消音装置による消音効果を示す説明図。 一般的な消音装置及びこの消音装置が組み込まれた渦流送風機を一部切欠して示す側面図。 同消音材を示す分解斜視図。 同消音材を示す斜視図。

図１〜図７は、本発明の一実施の形態を示している。図中Ｃは後述する筒状ハウジング３０の軸方向を示している。図１に示すように、消音装置２０は渦流送風機１０と一体に組み込まれている。渦流送風機１０は、電動モータ１１と、インペラハウジング１２と、電動モータ１１によって回転駆動されるインペラ１３を備えている。インペラハウジング１２は、吐出口１２ａと吸入口１２ｂとを備えている。

消音装置２０は、渦流送風機１０とほぼ同じ全長を有する筒状ハウジング３０を備えている。図２に示すように、筒状ハウジング３０の内部には仕切壁３１が設けられ、吐出側消音室３２と吸入側消音室３３が形成されている。

吐出側消音室３２及び吸入側消音室３３には、図１及び図３に示すように、複数の吸音パック（消音材）４０が筒状ハウジング３０の軸方向に沿って複数取り付けられている。吸音パック４０は、皿状に形成され、金属材製の凹ケース４１と、この凹ケース４１の開口部を覆って取り付けられた金属材製の多孔板４２とを備えている。凹ケース４１と多孔板４２との間には、空気室４３が形成されている。金属材は、耐水性及び耐熱性を有する、例えばステンレス材や鉄材が好ましい。この吸音パック４０は例えば、プレス加工によって形成する。なお、３Ｄプリンタを用いて形成してもよい。

凹ケース４１は、図４及び図５に示すように、軸方向Ｃに直交する面を有し、その周囲が吐出側消音室３２に内接する底板４１ａと、この底板４１ａの外周部に軸方向Ｃに沿って設けられた鍔部４１ｂと、底板４１ａの中央部に設けられた開口部４１ｃと、この開口部４１ｃに臨む位置に軸方向Ｃに沿って設けられた小円筒部４１ｄとを備えている。

上述した開口部４１ｃは軸方向Ｃに沿って並設されていることから、通風路Ｐが形成されることとなり、この通風路Ｐ内を吐出空気及び吸入空気が通流することとなる。

図１及び図３に示すように、吐出側消音室３２及び吸入側消音室３３に設置された凹ケース４１は、その底板４１ａ側を空気の通流方向に対して下流側に位置するように配置されている。このため、吐出側消音室３２と吸入側消音室３３とが仕切壁３１を対称形状となっている場合には、凹ケース４１及び多孔板４２は同一形状に形成することができ、部品の共用化を図ることができる。

なお、底板４１ａの面を基準とした場合、鍔部４１ｂの軸方向Ｃの高さは、小円筒部４１ｄの軸方向Ｃの高さと多孔板４２の軸方向Ｃの高さ（厚さ）を加えた寸法より大きく形成されている。その寸法差はｔである（図６参照）。したがって、凹ケース４１を積層した場合、小円筒部４１ｄと隣接する凹ケース４１の底板４１ａとの間には寸法差ｔの分だけスリットＳが形成される。

多孔板４２は、金属板４２ａに内径２〜３ｍｍ程度の多数の孔４２ｂが数ｍｍ間隔で形成されている。当該孔径は、２０００〜４０００Ｈｚに消音効果がある。孔４２ｂの内径は、消音対象の周波数帯によって適宜変更するようにしてもよい。

このように構成された消音装置２０では、次のようにして渦流送風機１０の消音を行う。すなわち、電動モータ１１に通電されると、インペラ１３が回転する。このインペラ１３の回転に伴って、インペラハウジング１２内が負圧となり、吸入側消音室３３を介して、インペラハウジング１２内に外気が吸入される。一方、インペラハウジング１２内においてインペラ１３によって高圧になって吐出された空気は、吐出側消音室３２を介して外部へ吐出される。このような空気の流れによって騒音が発生する。

図７に示すように、通風路Ｐを流れる高速の空気Ｆは、スリットＳを経て、凹ケース４１内に入る。この空気は、図７中ｆに示すように、孔４２ｂから空気室４３に入る。空気室４３内部の圧力が高まるため、空気室４３内の空気は孔４２ｂから出る。すると空気室４３内部は負圧になるため、空気は再度、孔４２ｂから空気室４３内に入る。この動作を繰り返すことで空気同士の摩擦が発生し、エネルギー損失が生じて消音される。吸音パック４０が多いほど、有効な吸音面積を増やすことができることから、消音の効果は高くなる。

図８は、消音装置２０による消音効果を示す説明図である。実際に一般的な渦流送風機を動作させて、騒音を測定したところ、周波数６０Ｈｚの吐出全閉運転において、騒音（Ａ特性）を９１ｄＢから８３ｄＢまで下げることができた。特に、耳障りな２５９０Ｈｚのピーク周波数を１９ｄＢ下げることができた。したがって、消音装置２０の有無によって、消音効果が大きく異なることが判る。

一方、吸音パック４０は、金属材製の凹ケース４１及び多孔板４２で形成されているため、経年劣化がほとんど無く、消音機能を維持することができる。また、凹ケース４１及び多孔板４２が熱や水分によって壊れ、その一部が粉体となって外部に吐出される等の不具合は生じない。また、渦流送風機１０と同様に金属材製であるため、同等の寿命を有していると考えられるため、吸音パック４０を定期的に交換する必要も生じない。

このように構成された消音装置２０によれば、金属材製の多孔板４２における吸音作用を用いて消音機能を生じさせていることから、吸音パック４０が劣化することによる、消音機能の低下が生じない。また、内部に設けられた凹ケース４１及び多孔板４２は金属材であるため、耐熱性及び耐水性を有しており、壊れる事が無く、その一部が粉体になって外部に吐出される等の虞はなく、長年にわたって安定した性能を維持することができる。

上述し実施形態においては、多孔板４２は１つの凹ケース４１につき１枚配置しているが、複数の枚数を間隔をあけて積層設置してもよい。この場合、多孔板４２に設ける孔４２ｂの内径を底板４１ａに近い側をより小径に設定することで、様々な周波数帯の消音を行うことができる。また、凹ケース４１及び多孔板４２は、ステンレス製としたが、耐熱性・耐水性があれば他の金属材料でも良い。さらに、消音装置２０は、渦流送風機１０の吐出側・吸入側にそれぞれ取り付けたが、一方のみに設置してもよい。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］送風機の吐出口又は吸入口に取り付けられた送風機の消音装置において、一端が前記送風機の吐出口又は吸入口に取り付けられ、他端が外部に開放されると共に、前記一端側から他端側に向けて軸方向に沿って通風路を有する筒状ハウジングと、この筒状ハウジング内に配置されると共に、前記通風路を囲む位置であって、かつ、前記通風路に沿って積層配置された複数の吸音パックを具備し、前記吸音パックは、前記通風路と連通すると共に、皿状に形成された凹ケースと、この凹ケースの開口側を閉塞する位置に設けられた多孔板とを有している送風機の消音装置。
［２］前記凹ケースは、その底板を前記通風路を通流する空気の下流側に位置させて配置されている［１］に記載の送風機の消音装置。
［３］前記吸音パックは、耐水性を有する材料で形成されている［１］に記載の送風機の消音装置。
［４］前記吸音パックは、耐熱性を有する材料で形成されている［１］に記載の送風機の消音装置。

１０…渦流送風機、１１…電動モータ、１２…インペラハウジング、１２ａ…吐出口、１２ｂ…吸入口、１３…インペラ、２０…消音装置、３０…筒状ハウジング、３１…仕切壁、３２…吐出側消音室、３３…吸入側消音室、４０…吸音パック（消音材）、４１…凹ケース、４１ａ…底板、４１ｂ…鍔部、４１ｃ…開口部、４１ｄ…小円筒部、４２…多孔板、４２ａ…金属板、４２ｂ…孔、４３…空気室、Ｓ…スリット、Ｐ…通風路、Ｃ…軸方向。

Claims (3)

1. 渦流送風機の吐出口又は吸入口に取り付けられた送風機の消音装置において、
   一端が前記渦流送風機の吐出口又は吸入口に取り付けられ、他端が外部に開放されると共に、前記一端側から他端側に向けて軸方向に沿って通風路を有する筒状ハウジングと、
   この筒状ハウジング内に配置されると共に、前記通風路を囲む位置であって、かつ、前記通風路に沿って積層配置された複数の吸音パックを具備し、
   前記吸音パックは、前記通風路と連通すると共に、皿状に形成された耐水性及び耐熱性を有する金属材製の凹ケースと、この凹ケースの開口側を閉塞する位置に設けられた耐水性及び耐熱性を有する金属材製の多孔板とを有している送風機の消音装置。
2. 前記凹ケースは、その底板を前記通風路を通流する空気の下流側に位置させて配置されている請求項１に記載の送風機の消音装置。
3. 前記凹ケースは、前記軸方向に直交する面を有し、その周囲が前記筒状ハウジングに内接する底板と、この底板の外周部に前記軸方向に沿って設けられた鍔部と、前記底板の中央部に設けられた開口部と、この開口部に臨む位置に前記軸方向に沿って設けられた小円筒部とを備え、
   前記底板の面を基準とした場合、前記鍔部の前記軸方向の高さは、前記小円筒部の前記軸方向の高さと前記多孔板の前記軸方向の高さを加えた寸法より大きく形成され、前記小円筒部と前記通風路を通流する空気の上流側に隣接する凹ケースの底板との間にはスリットが形成される請求項１に記載の送風機の消音装置。