JP6902059B2 - Silent ventilation structure - Google Patents
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Description
本発明は、換気フード等の消音換気構造に係る。詳しくは、本発明は、壁に設けられ、通気性を維持したまま高い消音効果を有する外部フード型の消音換気構造に関する。 The present invention relates to a muffling ventilation structure such as a ventilation hood. More specifically, the present invention relates to an external hood type sound deadening ventilation structure provided on a wall and having a high sound deadening effect while maintaining air permeability.
従来、通風性が求められる換気フード、換気スリーブ、及びガラリ等の換気構造は、空気と同時に音も通過させてしまうことから、騒音対策が求められる場合がある。従来の換気構造においては、消音性能を得るために構造内に吸音材を設置することが行われている(特許文献1、2、3、4、及び5参照)。
Conventionally, ventilation structures such as ventilation hoods, ventilation sleeves, and louvers, which are required to have ventilation, allow sound to pass through at the same time as air, so noise countermeasures may be required. In the conventional ventilation structure, a sound absorbing material is installed in the structure in order to obtain sound deadening performance (see
特許文献1に記載の技術は、屋内と屋外とを隔てる壁を貫通する換気口の屋外側に設置される屋外フードである。この屋外フードは、カバー内に装填されて風路を形成すると共に風路内に侵入する音を吸収する消音材とを備え、風路は、室外側開口と室内側開口との間に折れ曲がって形成された風路本体部と、風路本体部の内部空間が一部拡大されて形成された風路拡張部と、を含んでいる。この屋外フードは、カバーが大型化することなく、圧力損失が悪化することがなく、高い吸音性能とすることができるとしている。
特許文献2に記載の技術は、壁材に設けられた排気口を境に内側には排気用ファンが設けられ、外側には排気口を覆う排気口用フードが設けられた防音式強制換気口である。この防音式強制換気口では、排気用フードは、コンクリート板で形成されてなると共に、コンクリート板の内側には、無機質系吸音材料で形成した板状吸音材が、脱着可能に取り付けられている。板状吸音材の表面は、貼着剥離自在の防汚フィルムで覆われている。この防音式強制換気口は、例えば調理用の強制排気口として使用される環境下においても、換気性能と防音性能とを充分に両立維持できるとしている。
The technique described in
The technique described in Patent Document 2 is a soundproof forced ventilation port provided with an exhaust fan on the inside and an exhaust port hood covering the exhaust port on the outside with the exhaust port provided on the wall material as a boundary. Is. In this soundproof forced ventilation port, the exhaust hood is made of a concrete plate, and a plate-shaped sound absorbing material made of an inorganic sound absorbing material is detachably attached to the inside of the concrete plate. The surface of the plate-shaped sound absorbing material is covered with an antifouling film that can be attached and detached. It is said that this soundproof forced ventilation port can sufficiently maintain both ventilation performance and soundproofing performance even in an environment used as a forced exhaust port for cooking, for example.
特許文献3に記載の技術は、過給機に取り付けられる消音器である。この消音器は、気体が流入する流入部を有し環状に形成される環状部と、環状部の中心軸線方向での一方側の開口部を閉塞する閉塞部と、中心軸線方向での他方側に向けて気体が排出される排出口とを備え、排出口から入る音を減衰させるものである。閉塞部は、パンチングメタル等からなる貫通孔を有する保持板と、保持板の排出口側と反対の側に配置された閉塞板と、これら保持板と閉塞板との間に挟持された閉塞部吸音材とを備えている。この消音器は、良好な消音性能を発揮できるとしている。
特許文献4に記載の技術は、建物内外の換気を行う屈曲形状の通気路を多段状に配設し、通気路を通過する騒音音波の音圧を低減させるようにしたガラリ構造の消音装置である。この消音装置は、隣り合う通気路同士を隔てる、屈曲形状に形成された羽根体と、羽根体の内側の空間に吸音材を収容する消音室と、通気路に臨む羽根体の表面に設けられ、通気路の一方の第1通風口から進入する騒音音波を消音室の内部に導く板状部材(曲面形状の音波反射板)とを備えている。このガラリ構造の消音装置では、通気路の長さを短くすることができると共に、通気路と消音室を壁面全体にわたって多段状に積層させることができ、遮音性を備えながら優れた通気性を得ることができるとしている。
The technique described in Patent Document 3 is a silencer attached to a supercharger. This silencer has an annular portion having an inflow portion through which gas flows and is formed in an annular shape, a closed portion that closes an opening on one side of the annular portion in the central axis direction, and the other side in the central axis direction. It is provided with an outlet for discharging gas toward the air, and attenuates the sound entering from the outlet. The closing portion is a holding plate having a through hole made of punching metal or the like, a closing plate arranged on the side opposite to the discharge port side of the holding plate, and a closing portion sandwiched between the holding plate and the closing plate. It is equipped with a sound absorbing material. This silencer is said to be able to exhibit good sound deadening performance.
The technique described in Patent Document 4 is a louver-structured silencer in which bent-shaped ventilation passages for ventilation inside and outside the building are arranged in a multi-stage manner to reduce the sound pressure of noise sound waves passing through the ventilation passages. is there. This sound deadening device is provided on the surface of the blade body facing the air passage, the blade body formed in a bent shape that separates the adjacent air passages, the sound deadening chamber that accommodates the sound absorbing material in the space inside the blade body, and the surface of the blade body facing the air passage. It is provided with a plate-shaped member (curved surface-shaped sound wave reflecting plate) that guides noise sound waves entering from one of the first ventilation ports of the ventilation path to the inside of the sound deadening chamber. In this louver structure sound deadening device, the length of the ventilation path can be shortened, and the ventilation path and the sound deadening chamber can be laminated in multiple stages over the entire wall surface, so that excellent ventilation can be obtained while providing sound insulation. It is said that it can be done.
特許文献5に記載の技術も、特許文献4と同様に、建物内外の換気を行う屈曲形状の通気路を多段状に配設し、通気路を通過する騒音音波の音圧を低減させるようにしたガラリ構造の消音装置である。この消音装置は、騒音音波を反射する曲面形状の第1、及び第2の音波反射板と、それぞれ吸音材を収容し、第1、及び第2の音波反射板によって反射された騒音音波を導入して音圧を低減させる第1、及び第2の消音室と、を備え、第1の消音室と第2の消音室とは通気路内に連続して配置されている。このガラリ構造の消音装置でも、特許文献4の消音装置と同様に、通気路の長さを短くすることが可能になると共に、通気路と消音室を壁面全体にわたって多段状に積層させることができ、遮音性を備えながら優れた通気性を得ることができるとしている。
Similar to Patent Document 4, the technique described in
ところで、換気構造において、消音性能を得るために吸音材を設置することが有効であるが、消音性能を高め、高い消音性能を得るために吸音材を多く設置してしまうと、通風性が損なわれるという問題があった。
また、特許文献1に記載の技術では、消音材によって形成される風路内に、風路本体部に加え、その内部空間が一部拡大され風路拡張部を形成している。このため、消音材の量が増えるばかりか、屋外フード自体が大きくなるという問題があった。また、風路拡張部では、換気されるべき空気が淀んでしまうという問題があった。また、消音材によって風路が形成されているため、効率よく消音できていないという問題があった。
また、特許文献2に記載の技術では、防汚フィルムが吸音材表面全体に貼りつけられているため、音が吸音材に接触し難くなることから、防汚フィルムが吸音を阻害し、効率良く音を吸収することが難しくなるという問題があった。
By the way, in the ventilation structure, it is effective to install a sound absorbing material in order to obtain sound deadening performance, but if a large amount of sound absorbing material is installed in order to improve the sound deadening performance and obtain high sound deadening performance, the ventilation property is impaired. There was a problem of being ventilated.
Further, in the technique described in
Further, in the technique described in Patent Document 2, since the antifouling film is attached to the entire surface of the sound absorbing material, it becomes difficult for the sound to come into contact with the sound absorbing material. There was a problem that it became difficult to absorb sound.
また、特許文献3に記載の技術では、吸音材は、パンチングメタル等の均等に穿孔された貫通孔を有する保持板に覆われているため、製造コストが高くなるばかりか、効率よく消音できないという問題があった。
また、特許文献4、及び5に開示の技術では、ガラリ構造が前提であり、化粧板と外周壁(コンクリート壁)との間に、消音室(羽根体)間の通気路を多段状に重ねて配設することは空間制約から難しいという問題があった。また、特許文献4、及び5に開示の技術では、曲面形状の音波反射板を用いたり、パンチングプレートを用いたりしているため、コスト高となるという問題があった。
したがって、換気フード等の消音換気構造、例えば屋内と屋外とを隔てる壁を貫通する換気口の屋外側に設置される外部フード型の消音換気構造において、高い消音性能と通風性を両立させるためには、同一体積の吸音材を用いながら、より高い効率で音を吸収することが求められていた。
Further, in the technique described in Patent Document 3, since the sound absorbing material is covered with a holding plate having through holes evenly perforated such as punching metal, not only the manufacturing cost is high, but also the sound cannot be efficiently muted. There was a problem.
Further, the techniques disclosed in
Therefore, in order to achieve both high sound deadening performance and ventilation in a sound deadening ventilation structure such as a ventilation hood, for example, an external hood type sound deadening ventilation structure installed on the outdoor side of a ventilation port penetrating a wall separating indoors and outdoors. Was required to absorb sound with higher efficiency while using the same volume of sound absorbing material.
本発明は、上記従来技術の問題点及び課題を解決し、換気フード等のフード型の消音換気構造、例えば屋内と屋外とを隔てる壁を貫通する換気口の屋外側に設置される外部フード型の消音換気構造において、通気性を維持したまま消音性能を高めることができ、従来の吸音材、及び気柱共鳴構造よりも高い消音効果を有する消音換気構造を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems and problems of the prior art, and has a hood-type sound deadening ventilation structure such as a ventilation hood, for example, an external hood type installed on the outdoor side of a ventilation port penetrating a wall separating indoors and outdoors. It is an object of the present invention to provide a sound deadening ventilation structure capable of enhancing sound deadening performance while maintaining air permeability, and having a sound deadening effect higher than that of a conventional sound absorbing material and an air column resonance structure.
上記目的を達成するために、本発明の第1の態様の消音換気構造は、フード型の消音換気構造であって、フード本体、及びフード本体に接続され、フード本体内の空間と連通するスリーブを備えるフードと、フード本体に設けられる少なくとも1つの第1開口部と、スリーブに設けられる少なくとも1つの第2開口部と、フード本体の内部に備えられた吸音材と、吸音材の表面の一部を選択的に被覆する被覆材と、を有し、第1開口部を通る音の進行方向と、第2開口部を通る音の進行方向とは、異なるものであり、被覆材は、吸音材の表面の他の一部を選択的に露出させて、選択的な露出部分を換気フード内の空間と接触する少なくとも1つの接触面として構成し、吸音材は、スリーブが接続されている面と対向するフード本体の内面、及び第1開口部と対向するフード本体の内面に貼り付けられており、被覆材は、音を通さない材質の材料であり、音を通さない材質の材料は、使用される被覆材と同じ厚みの板状の材料を、音響管の導波路を全て塞ぐように設置した構成で、4マイク法にて評価した場合において250Hz〜4000Hzに渡って透過損失5dB以上である材質の材料であり、少なくとも1つの接触面は、100Hz以上、かつ可聴域における周波数の共鳴モードの次数を低い側から、n=1、2、…(正の整数)とし、n次の共鳴モードの周波数に対応する波長をλnとする時、共鳴モードの波長のいずれかに該当する音波の音圧の極大となる点からλn/16の範囲内に存在する。 In order to achieve the above object, the sound deadening ventilation structure of the first aspect of the present invention is a hood type sound deadening ventilation structure, and is a sleeve connected to the hood body and the space inside the hood body. A hood provided with, at least one first opening provided in the hood body, at least one second opening provided in the sleeve, a sound absorbing material provided inside the hood body, and one of the surfaces of the sound absorbing material. It has a covering material that selectively covers the portion, and the traveling direction of the sound passing through the first opening and the traveling direction of the sound passing through the second opening are different, and the covering material absorbs sound. The other part of the surface of the material is selectively exposed, and the selective exposed part is configured as at least one contact surface that contacts the space in the ventilation hood, and the sound absorbing material is the surface to which the sleeve is connected. and attached inner surface of the opposing hood body, and the inner surface of the hood body opposite to the first opening and the coating material is a material made of a material impervious to sound, the material of the material impervious to sound, A plate-shaped material with the same thickness as the covering material used is installed so as to block all the waveguides of the acoustic tube, and when evaluated by the 4-microphone method, the transmission loss is 5 dB or more over 250 Hz to 4000 Hz. It is a material of a certain material, and at least one contact surface is 100 Hz or more, and the order of the frequency resonance mode in the audible range is set to n = 1, 2, ... (Positive integer) from the lower side, and the resonance of the nth order. When the frequency corresponding to the frequency of the mode is λn, it exists within the range of λn / 16 from the point where the sound pressure of the sound wave corresponding to any of the frequencies of the resonance mode is maximized.
ここで、少なくとも1つの接触面は、100Hz以上、かつ可聴域における周波数の共鳴モードの次数を低い側から、n=1、2、…(正の整数)とし、n次の共鳴モードの周波数に対応する波長をλnとする時、フード本体内の角端部からλn/16の範囲内に存在することが好ましい。
また、正の整数nは、3以下であることが好ましい。
また、第1開口部を通る音の進行方向と、第2開口部を通る音の進行方向とは、90°異なるものであることが好ましい。
Here, at least one contact surface has a frequency of 100 Hz or higher, and the order of the resonance mode of the frequency in the audible range is set to n = 1, 2, ... (Positive integer) from the lower side, and the frequency of the resonance mode of the nth order is set. When the corresponding wavelength is λn, it is preferable that the frequency exists within the range of λn / 16 from the corner end portion in the hood body.
Further, the positive integer n is preferably 3 or less.
Further, it is preferable that the traveling direction of the sound passing through the first opening and the traveling direction of the sound passing through the second opening are different by 90 °.
また、少なくとも1つの接触面は、吸音材の表面の全面積に対して、1.0%〜50%の面積を占めることが好ましい。
また、吸音材は、第1開口部、及びスリーブの接続部を除くフード本体の内面の全面積に対して、50%以上の面積に貼り付けられていることが好ましい。
また、吸音材の体積は、フード本体の体積の1.0%〜50%あることが好ましい。
また、消音換気構造は、屋内と屋外とを隔てる壁を貫通する換気口の屋外側に設置される外部フード型の消音換気構造であり、フード本体は、屋外に配置され、スリーブは、壁を貫通するように配置されることが好ましい。
また、更に、フードの少なくとも1つの側面にフード内の空間に開口する開口部を有する少なくとも1つの管状体を有し、管状体の内部には吸音材が充填されており、管状体の開口部は、吸音材の表面の一部を選択的に露出させて、選択的な露出部分をフード内の空間と接触する接触面として構成することが好ましい。
Further, it is preferable that at least one contact surface occupies an area of 1.0% to 50% with respect to the total area of the surface of the sound absorbing material.
Further, the sound absorbing material is preferably attached to an area of 50% or more with respect to the total area of the inner surface of the hood body excluding the first opening and the connecting portion of the sleeve.
The volume of the sound absorbing material is preferably 1.0% to 50% of the volume of the hood body.
In addition, the muffling ventilation structure is an external hood type muffling ventilation structure installed on the outdoor side of the ventilation port penetrating the wall separating the indoor and the outdoor, the hood body is arranged outdoors, and the sleeve is a wall. It is preferably arranged so as to penetrate.
Further, at least one side surface of the hood has at least one tubular body having an opening opening in the space inside the hood, and the inside of the tubular body is filled with a sound absorbing material, and the opening of the tubular body. It is selectively exposes a portion of the surface of the sound absorbing material, preferred to configure the selective exposure portion as a contact surface for contact with the space in the hood arbitrariness.
上記目的を達成するために、本発明の第2の態様の消音換気構造は、フード型の消音換気構造であって、フード本体、及びフード本体に接続され、フード本体内の空間と連通するスリーブを備えるフードと、フード本体に設けられる少なくとも1つの第1開口部と、スリーブに設けられる少なくとも1つの第2開口部と、フードの少なくとも1つの側面にフード内の空間に開口する開口部を有する少なくとも1つの管状体と、管状体の内部に備えられた吸音材と、を有し、第1開口部を通る音の進行方向と、第2開口部を通る音の進行方向とは、異なるものであり、管状体の開口部は、吸音材の表面の一部を選択的に露出させて、選択的な露出部分をフード内の空間と接触する接触面として構成する。 In order to achieve the above object, the sound deadening ventilation structure of the second aspect of the present invention is a hood type sound deadening ventilation structure, and is a sleeve connected to the hood body and the space inside the hood body. The hood comprises, at least one first opening provided in the hood body, at least one second opening provided in the sleeve, and at least one side surface of the hood having an opening that opens into a space within the hood. It has at least one tubular body and a sound absorbing material provided inside the tubular body, and the traveling direction of the sound passing through the first opening is different from the traveling direction of the sound passing through the second opening. The opening of the tubular body selectively exposes a part of the surface of the sound absorbing material, and the selective exposed part is configured as a contact surface in contact with the space in the hood.
ここで、接触面は、100Hz以上、かつ可聴域における周波数の共鳴モードの次数を低い側から、n=1、2、…(正の整数)とし、n次の共鳴モードの周波数に対応する波長をλnとする時、共鳴モードの波長のいずれかに該当する音波の音圧の極大となる点からλn/16の範囲内に存在すること、又はフード本体内の角端部からλn/16の範囲内に存在することが好ましい。
また、正の整数nは、3以下であることが好ましい。
また、第1開口部を通る音の進行方向と、第2開口部を通る音の進行方向とは、90°異なるものであることが好ましい。
また、接触面は、第1開口部、及び第2開口部を除くフードの内面の全面積に対して、1.0%〜50%の面積を占めることが好ましい。
また、吸音材の体積は、フードの内容積の1.0%〜50%であることが好ましい。
Here, the contact surface has a wavelength corresponding to the frequency of the nth-order resonance mode, with n = 1, 2, ... (Positive integer) from the lower side of the resonance mode order of the frequency in the audible range at 100 Hz or higher. When is λn, it must be within the range of λn / 16 from the point where the sound pressure of the sound wave corresponding to one of the wavelengths of the resonance mode is maximized, or λn / 16 from the corner end in the hood body. It is preferably within the range.
Further, the positive integer n is preferably 3 or less.
Further, it is preferable that the traveling direction of the sound passing through the first opening and the traveling direction of the sound passing through the second opening are different by 90 °.
Further, the contact surface preferably occupies an area of 1.0% to 50% with respect to the total area of the inner surface of the hood excluding the first opening and the second opening.
The volume of the sound absorbing material is preferably 1.0% to 50% of the internal volume of the hood.
また、管状体は、フード本体内に配置されることが好ましい。
また、管状体は、管状体は、フード外に配置され、管状体の開口部は、フードの少なくとも1つの側面に開口していることが好ましい。
また、消音換気構造は、屋内と屋外とを隔てる壁を貫通する換気口の屋外側に設置される外部フード型の消音換気構造であり、フード本体は、屋外に配置され、スリーブは、壁を貫通するように配置されることが好ましい。
また、管状体は、屋外に突出した状態で配置される、又は壁の側に突出した状態で壁に埋まっており、管状体の開口部は、フードの少なくとも1つの側面に開口していることが好ましい。
また、管状体は、音を通さない材質で構成されていることが好ましい。
Further, the tubular body is preferably arranged in the hood body.
Further, it is preferable that the tubular body is arranged outside the hood, and the opening of the tubular body is open to at least one side surface of the hood.
In addition, the muffling ventilation structure is an external hood type muffling ventilation structure installed on the outdoor side of the ventilation port penetrating the wall separating the indoor and the outdoor, the hood body is arranged outdoors, and the sleeve is a wall. It is preferably arranged so as to penetrate.
Further, the tubular body is arranged so as to project outdoors, or is buried in the wall in a state of projecting toward the wall, and the opening of the tubular body is open to at least one side surface of the hood. Is preferable.
Further, the tubular body is preferably made of a material that does not allow sound to pass through.
また、管状体の一端側の開口部の中心から管状体の他端側の端部までの管状体の内部空間の長手方向の長さをLdとし、フード内を進行する音の進行方向における開口部の幅をLoとし、フードの共鳴モードの次数が1である共鳴モードの周波数の波長をλとする時、長手方向の長さをLdは、下記式(1)、及び(2)を満足することが好ましい。
Ld>Lo …(1)
0.011×λ<Ld<0.25×λ …(2)
また、フード内の音の進行方向に平行な断面において、管状体の内部空間の長手方向の長さに直交する方向の内部空間の幅をLwとする時、内部空間の幅Lwは、下記式(3)を満足することが好ましい。
0.001×λ<Lw<0.061×λ …(3)
Further, the length in the longitudinal direction of the internal space of the tubular body from the center of the opening on one end side of the tubular body to the end on the other end side of the tubular body is Ld, and the opening in the traveling direction of the sound traveling in the hood. When the width of the part is Lo and the wavelength of the frequency of the resonance mode in which the order of the resonance mode of the hood is 1 is λ, the length in the longitudinal direction is Ld satisfying the following equations (1) and (2). It is preferable to do so.
Ld> Lo ... (1)
0.011 × λ <Ld <0.25 × λ… (2)
Further, when the width of the internal space in the direction orthogonal to the longitudinal length of the internal space of the tubular body is Lw in the cross section parallel to the traveling direction of the sound in the hood, the width Lw of the internal space is calculated by the following equation. It is preferable to satisfy (3).
0.001 × λ <Lw <0.061 × λ… (3)
また、管状体の開口部の面積をS1とし、管状体の内部空間の内面の全表面積をSdとし、管状体の一端側の開口部の中心から管状体の他端側の端部までの管状体の内部空間の長手方向の長さをLdとし、フードの共鳴モードの次数が1である共鳴モードの周波数の波長をλとする時、面積Sdに対する面積S1の割合S1/Sd、及び長手方向の長さをLdは、下記式(4)、及び(2)を満足することが好ましい。
0<S1/Sd<40% …(4)
0.011×λ<Ld<0.25×λ …(2)
Further, the area of the opening of the tubular body is S1, the total surface area of the inner surface of the internal space of the tubular body is Sd, and the tubular body is tubular from the center of the opening on one end side to the end on the other end side of the tubular body. When the length of the internal space of the body in the longitudinal direction is Ld and the wavelength of the frequency of the resonance mode in which the order of the resonance mode of the hood is 1 is λ, the ratio of the area S1 to the area Sd S1 / Sd and the longitudinal direction. It is preferable that Ld satisfies the following formulas (4) and (2).
0 <S1 / Sd <40% ... (4)
0.011 × λ <Ld <0.25 × λ… (2)
本発明によれば、換気フード等のフード型の消音換気構造、例えば屋内と屋外とを隔てる壁を貫通する換気口の屋外側に設置される外部フード型の消音換気構造において、通気性を維持したまま消音性能を高めることができ、従来の吸音材、及び気柱共鳴構造よりも高い消音効果を有する消音換気構造を提供することができる。 According to the present invention, ventilation is maintained in a hood-type sound deadening ventilation structure such as a ventilation hood, for example, an external hood type sound deadening ventilation structure installed on the outdoor side of a ventilation port penetrating a wall separating indoors and outdoors. It is possible to improve the sound deadening performance as it is, and to provide a sound absorbing material and a sound deadening ventilation structure having a higher sound deadening effect than the air column resonance structure.
以下に、本発明に係る消音換気構造を詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本発明の第1の実施形態の消音換気構造は、フード型の消音換気構造であって、フード本体、及びフード本体に接続され、フード本体内の空間と連通するスリーブを備えるフードと、フード本体に設けられる少なくとも1つの第1開口部と、スリーブに設けられる少なくとも1つの第2開口部と、フード本体の内部に備えられた吸音材と、吸音材の表面の一部を選択的に被覆する被覆材と、を有し、第1開口部を通る音の進行方向と、第2開口部を通る音の進行方向とは、異なるものであり、被覆材は、吸音材の表面の他の一部を選択的に露出させて、選択的な露出部分を換気フード内の空間と接触する少なくとも1つの接触面として構成することを特徴とする。
The sound deadening ventilation structure according to the present invention will be described in detail below.
The description of the constituent elements described below is based on the typical embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments.
In the present specification, the numerical range represented by using "~" means a range including the numerical values before and after "~" as the lower limit value and the upper limit value.
The sound deadening ventilation structure of the first embodiment of the present invention is a hood type sound deadening ventilation structure, and is a hood body, a hood having a sleeve connected to the hood body and communicating with a space inside the hood body, and a hood body. Selectively covers at least one first opening provided in the hood, at least one second opening provided in the sleeve, a sound absorbing material provided inside the hood body, and a part of the surface of the sound absorbing material. The covering material has a covering material, and the traveling direction of the sound passing through the first opening is different from the traveling direction of the sound passing through the second opening, and the covering material is one of the other surfaces of the sound absorbing material. It is characterized in that the portion is selectively exposed and the selectively exposed portion is configured as at least one contact surface in contact with the space in the ventilation hood.
また、本発明の第2の実施形態の消音換気構造は、フード型の消音換気構造であって、フード本体、及びフード本体に接続され、フード本体内の空間と連通するスリーブを備えるフードと、フード本体に設けられる少なくとも1つの第1開口部と、スリーブに設けられる少なくとも1つの第2開口部と、フードの少なくとも1つの側面にフード内の空間に開口する開口部を有する少なくとも1つの管状体と、管状体の内部に備えられた吸音材と、を有し、第1開口部を通る音の進行方向と、第2開口部を通る音の進行方向とは、異なるものであり、管状体の開口部は、吸音材の表面の一部を選択的に露出させて、選択的な露出部分をフード内の空間と接触する接触面として構成することを特徴とする。 Further, the muffling ventilation structure of the second embodiment of the present invention is a hood type muffling ventilation structure, and includes a hood body and a hood provided with a sleeve connected to the hood body and communicated with a space inside the hood body. At least one tubular body having at least one first opening provided in the hood body, at least one second opening provided in the sleeve, and an opening opening into the space within the hood on at least one side surface of the hood. And a sound absorbing material provided inside the tubular body, the traveling direction of the sound passing through the first opening and the traveling direction of the sound passing through the second opening are different, and the tubular body The opening is characterized in that a part of the surface of the sound absorbing material is selectively exposed, and the selective exposed part is formed as a contact surface in contact with the space in the hood.
本発明は、換気フード等のフード型の消音換気構造、例えば屋内と屋外とを隔てる壁を貫通する換気口の屋外側に設置される外部フード型の消音換気構造において、フード、特にフード本体の内部に配置された吸音材の一部を選択的に被覆することによって、又は内部に吸音材を備え、選択的に開口された開口部を有する管状体をフード、特にフード本体の内部に接続することによって、通気性を維持したまま消音性能を高めることができる。これにより、吸音材が選択的に覆われていない場合に比較して、効率よく音を吸音材に吸収させることができる。
また、吸音材の一部が被覆されていることで、吸音材の内部で音圧の高い領域と低い領域を、吸音材が被覆されていない場合に比較して顕著に生成することができる。例えば、被覆領域の接触面から奥側の部分では音圧が低くなる。音圧が高い領域と低い領域とが形成されると、その間の領域では粒子速度が大きくなる。粒子速度が抵抗体(吸音材)の中で大きくなると、損失が大きくなる。このため、消音効果を高めることができる。
従来の吸音材では低周波数音の低減効果が十分ではないが、本発明では低周波音が従来のものよりも優れる。
The present invention relates to a hood-type sound deadening ventilation structure such as a ventilation hood, for example, an external hood type sound deadening ventilation structure installed on the outdoor side of a ventilation port penetrating a wall separating indoors and outdoors. By selectively covering a part of the sound absorbing material arranged inside, or by connecting the tubular body having the sound absorbing material inside and having an opening selectively opened to the inside of the hood, particularly the hood body. As a result, the sound deadening performance can be improved while maintaining the air permeability. As a result, sound can be efficiently absorbed by the sound absorbing material as compared with the case where the sound absorbing material is not selectively covered.
Further, since a part of the sound absorbing material is covered, a region where the sound pressure is high and a region where the sound pressure is low can be remarkably generated inside the sound absorbing material as compared with the case where the sound absorbing material is not covered. For example, the sound pressure is low in the portion behind the contact surface of the covering region. When a region with high sound pressure and a region with low sound pressure are formed, the particle velocity increases in the region between them. As the particle velocity increases in the resistor (sound absorbing material), the loss increases. Therefore, the muffling effect can be enhanced.
Although the conventional sound absorbing material does not have a sufficient effect of reducing low frequency sound, the low frequency sound is superior to the conventional one in the present invention.
本発明は、吸音材の一部を選択的に被覆することによって、又は内部に吸音材を備える管状体の開口をフード内に向けることによって、消音性能を高めることができる。本発明は、吸音材を、音を通さない材質で選択的に被覆し、一部に選択的に開口を設けることで、吸音材に流れ込む音の粒子速度が大きくなり、これにより吸音材への音の吸収を大きくするという原理に基づいている。
こうして、本発明は、従来の吸音材、及び気柱共鳴構造よりも高い消音効果を有する換気フード等のフード型の消音換気構造を実現することができる。
その結果、本発明の消音換気構造は、装置、及び機器のダクト、換気スリーブ、及び住宅用換気装置等の建築材料等に適用することができる。
According to the present invention, the sound deadening performance can be enhanced by selectively covering a part of the sound absorbing material or by directing the opening of the tubular body having the sound absorbing material inside into the hood. In the present invention, the sound absorbing material is selectively coated with a material that does not allow sound to pass through, and a part of the sound absorbing material is selectively provided with an opening, so that the particle velocity of the sound flowing into the sound absorbing material is increased, thereby forming the sound absorbing material. It is based on the principle of increasing sound absorption.
In this way, the present invention can realize a hood-type sound deadening ventilation structure such as a conventional sound absorbing material and a ventilation hood having a higher sound deadening effect than the air column resonance structure.
As a result, the muffling ventilation structure of the present invention can be applied to equipment and building materials such as ducts of equipment, ventilation sleeves, and ventilation equipment for houses.
(消音換気構造)
以下に、本発明に係る消音換気構造を添付の図面に示す好適実施形態を参照して詳細に説明する。
(第1実施形態の消音換気構造)
図1は、本発明の第1実施形態に係る消音換気構造の一例を模式的に示す断面図である。
図1に示す本発明の第1実施形態の消音換気構造10は、フード型の消音換気構造であって、直方体形状のフード本体12、及びフード本体12に接続される円管形状のスリーブ14を備えるフード16と、フード本体12の内面に貼り付けられた吸音材18と、吸音材18の表面の一部を選択的に被覆する被覆材20と、フード本体12に設けられる第1開口部22と、スリーブ14に設けられる第2開口部24とを有する。
消音換気構造10は、住宅等の建築物の屋外(外部空間)26と屋内(内部空間)28とを隔てる壁(例えば、外周壁、コンクリート壁)30とを連通するように設けられることが好ましい。即ち、消音換気構造10は、屋外26、及び屋内28の2つの空間を連通するように設けられることが好ましい。
(Silent ventilation structure)
Hereinafter, the muffling ventilation structure according to the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
(Silent ventilation structure of the first embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a muffling ventilation structure according to a first embodiment of the present invention.
The sound deadening
The sound deadening
(フード)
フード16は、フード本体12、及びフード本体12に接続されるスリーブ14を備える。スリーブ14は、フード本体12内の空間に連通するようにフード本体12に接続される。フード16は、例えば、屋内と屋外とを隔てる壁を貫通する換気口の屋外側に設置されるものであれば良い。また、フード16は、好ましくは、フード本体12を屋外に配置することができ、スリーブを、壁30を貫通するように配置することができれば良い。
フード16は、特に制限的ではなく、換気フード、又は外部フード等に用いられるフードであれば、どのようなものでも良い。
(Food)
The
The
(フード本体)
フード本体12は、縦長の直方体形状を成す中空容器であり、内面に貼り付けられた吸音材18によって消音効果を得るものである。フード本体12は、壁30から突出し、屋外26に配置されることが好ましい。
フード本体12の下方には、第1開口部22を備える。図1に示す例では、第1開口部22をフード本体12の下方に設けることにより、例えば、屋外26に配置された時、雨等が降り込んだり、塵、及び埃等が堆積したりすることを防止することができることで好ましい。第1開口部22は、フード本体12の下方に1つ設けられているが、少なくとも1つ下方に設けられていれば、2つ以上設けられていても良い。
フード本体12の上方には、壁30側にある(屋内28側の)側面に開口する開口13を備える。この開口13には、スリーブ14が接続され、スリーブ14の屋内側の先端に第2開口部24が設けられる。
なお、図1に示す例では、開口13は、フード本体12の屋内28側の側面に1つ設けられているが、2つ以上設けられていても良い。
(Food body)
The
A
Above the
In the example shown in FIG. 1, one
即ち、第1開口部22から入射した音Sは、フード本体12内を上方に進行する。フード本体12内を図1中点線に沿って上方に進行した音Sは、フード本体12の天井面12b、及び左側面12cが塞がれ、図1に示すフード本体12の右側面に開口13があり、この開口13にスリーブ14が接続されているため、図1中点線に沿って進行方向を90°変え、開口13を経てスリーブ14内を点線に沿って右方向に進行し、第2開口部24から出射する。逆に、第2開口部24から入射した音Sは、スリーブ14内を左方向に進行し、開口13を経てフード本体12内に入り、フード本体12内において90°進行方向を変え、フード本体12内を下方に進行し、第1開口部22から出射する。
なお、図1に示す例では、第1開口部22を進行する音Sの進行方向と、第2開口部24を進行する音Sの進行方向とは、90°異なっているが、本発明はこれに限定されず、異なっていれば、何度異なっていても良い。なお、本発明では、例えば、第1開口部22を進行する音Sの進行方向と、第2開口部24を進行する音Sの進行方向との差は、45°以上、135°以下(45°〜135°)であることが好ましく、60°〜120°であることがより好ましく、90°であることが最も好ましい。
なお、本発明では、第1開口部22を進行する音Sの進行方向は、第1開口部22の開口中心の空気の音響インテンシティのベクトル方向と定義することができるし、第2開口部24を進行する音Sの進行方向は、第2開口部24の開口中心の空気の音響インテンシティのベクトル方向と定義することができる。
ここで、音の粒子速度ベクトルの方向は、Microflown Technologies社の音響粒子速度プローブを用いて、それぞれの開口部の開口面中央付近において音響インテンシティのベクトルを測定することで得られる。
That is, the sound S incident from the
In the example shown in FIG. 1, the traveling direction of the sound S traveling through the
In the present invention, the traveling direction of the sound S traveling through the
Here, the direction of the particle velocity vector of sound is obtained by measuring the vector of acoustic intensity near the center of the opening surface of each opening using an acoustic particle velocity probe manufactured by Microflown Technologies.
図1に示す例では、フード本体12は、縦長の直方体形状を成す中空容器であるが、本発明は、これに限定されない。フード本体12は、壁30より屋外26に配置でき、縦長であれば、どのような形状の中空容器であっても良い。例えば、直方体、又は円筒等を挙げることができる。
フード本体12の材料は、換気フード、又は外部フード等に用いられ、入射する音を振動等によって増幅したり、外部に伝播したりすることが無ければ、特に制限的ではなく、どのような材料を用いても良い。例えば、アルミニウム、チタン、マグネシウム、タングステン、鉄、スチール、クロム、クロムモリブデン、ニクロムモリブデン、これらの合金等の金属、アクリル樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリアミドイド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルフォン、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリイミド、トリアセチルセルロース等の樹脂材料、炭素繊維強化プラスチック(CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastics)、カーボンファイバ、及びガラス繊維強化プラスチック(GFRP:Glass Fiber Reinforced Plastics)、建造物の壁材と同様なコンクリート、モルタル等を挙げることができる。
なお、フード本体12としては、フード型の消音換気構造に用いられるフード本体であれば、従来公知の換気フード、又は外部フード等のフード本体を用いることができる。
In the example shown in FIG. 1, the
The material of the
As the
(スリーブ)
スリーブ14は、縦長の円管形状を成し、円筒形状の円管からなり、フード本体12の開口13に接続され、フード本体12内を進行し、所定角度変更されて進行し、開口13から入射した音を進行させて、その先端の第2開口部24から出射させる、又は逆に進行させるものである。スリーブ14の内面に吸音材18が貼り付けられる場合には、吸音材18によって消音効果を得るものである。スリーブ14は、壁30を貫通するように配置される。
図1に示す例では、スリーブ14は、縦長の円管形状を成すが、本発明は、これに限定されない。スリーブ14は、壁30を貫通するように配置できれば、どのような形状であっても良い。例えば、直方体、又は円筒等を挙げることができる。
スリーブ14の材料は、換気スリーブ等に用いられ、入射する音を振動等によって増幅したり、外部に伝播したりすることが無ければ、特に制限的ではなく、どのような材料を用いても良い。例えば、例えば、アルミニウム、チタン、マグネシウム、タングステン、鉄、スチール、クロム、クロムモリブデン、ニクロムモリブデン、これらの合金等の金属、アクリル樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリアミドイド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルフォン、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリイミド、トリアセチルセルロース等の樹脂材料、炭素繊維強化プラスチック(CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastics)、カーボンファイバ、及びガラス繊維強化プラスチック(GFRP:Glass Fiber Reinforced Plastics)、建造物の壁材と同様なコンクリート、モルタル等を挙げることができる。
なお、スリーブ14としては、換気スリーブ、又は外部フード型の消音換気構造に用いられるスリーブであれば、従来公知の換気スリーブ、又は外部フードに用いられるスリーブを用いることができる。
(sleeve)
The
In the example shown in FIG. 1, the
The material of the
As the
(吸音材)
吸音材18は、その内部を通過する音の音エネルギーを熱エネルギーに変換することで吸音するものである。
吸音材18は、図1に示す例では、第1開口部22と対向するフード本体12の内面(天井面12b)、及びスリーブ14が接続されている面と対向するフード本体12の内面(側面12c)に貼り付けられている。なお、第1開口部22においては、吸音材18の底面は閉じ切られていない。ここで、フード本体12の天井面12b、及び側面12cへの吸音材18の貼り付けの理由は、詳しくは後述するが、図1に示すフード本体12の左上隅の角端部12aに音圧の極大となる点があるからである。即ち、音圧の極大となる点に吸音材18が露出した接触面があると、効率よく吸音することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されず、フード16内の音圧の極大となる点を含んでいれば、第1開口部22、及び開口13を除く、フード16、又はフード本体12の内面の何処に貼り付けられていても良く、また、全面に貼り付けられていても良いし、スリーブ14の内面の何処に貼り付けられていても良い。
吸音材18としては、特に限定はなく、従来公知の吸音材が適宜利用可能である。例えば、発泡ウレタン、軟質ウレタンフォーム、木材、セラミックス粒子焼結材、フェノールフォーム等の発泡材料、及び微小な空気を含む材料;グラスウール、ロックウール、マイクロファイバー(3M社製シンサレート等)、フロアマット、絨毯、メルトブローン不織布、金属不織布、ポリエステル樹脂不織布、金属ウール、フェルト、インシュレーションボード、及びガラス不織布等のファイバー、及び不織布類材料;木毛セメント板;シリカナノファイバー等のナノファイバー系材料;石膏ボード;種々の公知の吸音材が利用可能である。
(Sound absorbing material)
The
In the example shown in FIG. 1, the
The
ここで、吸音材18の体積は、特に制限的ではないが、小さいと消音効果が低くなり、大きいと、フード16、即ちフード本体12内、又はスリーブ14内の空間が狭くなり換気性が低下するので、フード本体12の内容積の1.0〜50%であることが好ましい。
図1に示す例では、吸音材18は、スリーブ14が接続されている面と対向するフード本体12の内面(側面12c)、及び第1開口部22と対向するフード本体12の内面(天井面12b)に貼り付けられているが、本発明はこれに限定されず、吸音材18による消音効果が得られれば良く、吸音材18は、第1開口部22、及び開口13を除くフード本体12の内面の全面積に対して、50%以上の面積に貼り付けられていることが好ましい。
Here, the volume of the
In the example shown in FIG. 1, the
(被覆材)
被覆材20は、吸音材18の表面の一部を選択的に被覆するものである。その結果、被覆材20は、吸音材18の表面の他の一部(被覆された部分以外)を選択的に露出させて、選択的な露出部分をフード本体12内の空間と接触する接触面32として構成するものである。
図1に示す例では、接触面32は、フード本体12の天井面12bに貼り付けられた吸音材18の左表面(図1中左上隅の角端部12a近傍)の接触面32a、及びフード本体12の図1中の左側面12cに貼り付けられた吸音材18の上表面(図1中左上隅の角端部12a近傍)の接触面32bからなることが好ましい。
したがって、被覆材20は、2つの接触面32a、及び32bを除く、吸音材18の表面を被覆する。
ここで、接触面32は、吸音材18の表面の全面積に対して、1.0%〜50%の面積を占めることが好ましい。その理由は、接触面32がこの範囲内の面積であれば、吸音材18の表面の全面積を被覆材20によって全く被覆しない従来の場合に比べて消音効果を向上させることができるからである。
なお、本発明においては、吸音材18は、例えば表面が凸凹している場合などの厳密な計算が難しいので、吸音材18の接触面32の面積は、被覆材20の開口部分の面積と定義する。ここで、被覆材18の開口部分の面積は、被覆材20の開口枠を含む平面、又は滑らかな曲面で近似した面の面積と定義する。被覆材18の開口部分の面積は、上述した従来公知の面積の算出方法と同様な方法で算出すれば良い。
(Coating material)
The covering
In the example shown in FIG. 1, the
Therefore, the covering
Here, the
In the present invention, since it is difficult to make a strict calculation of the
ところで、図2は、図1示す消音換気構造10から吸音材18、及び被覆材20を取り外した場合(後述する図8参照)の音圧分布を示す模式図である。この音圧分布は、後述する図8に示す消音換気構造50において、第1開口部22から周波数300Hzの音がフード本体12内に入り込み、フード本体12内を進行し、開口13からスリーブ14に入り、スリーブ14内を進行し、第2開口部24から出ていく時の音圧分布である。また、この音圧分布は、周波数300Hzの音の音圧レベル(音圧の絶対値の対数値log10(|p|))を濃度で表したものである。なお、横軸、及び縦軸は、共に、図2中の0を原点とした座標系の座標(距離)を表わす。
図2に示すように、第1開口部22からフード本体12内に入り込んだ音がフード本体12内において伝播する時、開口13と対向するフード本体12の側面12cと、フード本体12の天井面12bとが接する角端部(フード本体12内の左上の角部)12aが、音圧の極大になる。即ち、吸音材18が配置されていない消音換気構造50(図8参照)の場合、左上角端部12aが音圧の極大点pmaxとなる。なお、図2は、後述する管状体42の開口部を音圧の極大点pmax近傍に配置すれば良いことも示している。
By the way, FIG. 2 is a schematic view showing a sound pressure distribution when the
As shown in FIG. 2, when the sound entering the
この場合、吸音材18の表面が、極大点pmaxの位置に近い場合に消音効果が高くなる。したがって、フード本体12内に、吸音材18を配置する場合、吸音材18の表面が、音圧の高い部分の近く位置すると、吸音材18に音が効率よく吸収され、消音効果が高くなる。特に、消音換気構造50(図8参照)を通りやすい周波数の音は、左上隅の角端部12aの部分で音圧が高くなるため、角端部12aの部分に吸音材18の表面がくるように置くことが好ましい。
このため、吸音材18の接触面32(32a、及び32b)を、フード本体12の左上隅の角端部12aの近傍部分に設けることが好ましい。こうすることにより、吸音材18を音圧の極大点の位置に配置して効率よく吸音することができ、高い消音効果を得ることができる。
In this case, the sound deadening effect is enhanced when the surface of the
Therefore, it is preferable that the contact surfaces 32 (32a and 32b) of the
被覆材20は、音を通さない材質の材料であることが好ましい。その理由は、フード本体12の左上隅の角端部12aの音圧の極大となる点において強く吸音するためである。本発明において、音を通さない材質の材料とは、使用状態の材料、例えば使用される被覆材20と同じ厚みの板状の材料を、音響管の導波路を全て塞ぐように設置した構成で、4マイク法にて評価した場合において250Hz〜4000Hzに渡って透過損失5dB以上である材質の材料と定義する。なお、周波数を250Hz〜4000Hzとしたのは、音響管測定で安定して測れるのが250〜4000Hzであるからである。
4マイク法では、図18に示す音響特性測定系60のように、アルミニウム製音響管(管体62)内に被覆材20として用いられる遮音性のある材質の材料70を配置し、音響管(管体62)に配置された4つのマイクロフォン64を用いて伝達関数法による音響特性の測定を行う。
In the 4-microphone method, as in the acoustic
この手法は、「ASTM E2611-09: Standard Test Method for Measurement of Normal Incidence Sound Transmission of Acoustical Materials Based on the Transfer Matrix Method」に従うものである。音響管としては、例えば日本音響エンジニアリング株式会社製のWinZacと同一の測定原理であるものとして、アルミニウム製の管体62を用いる(WinZacについては、ウェブ資料「https://www.noe.co.jp/en/download/pdf/winzac.pdf」を参考にすることができる。)。管体62の下側には内部にスピーカ66を収納した円筒状の函体68を配置し、函体68の上面に管体62を載置した。スピーカ66から所定音圧の音を出力し、4本のマイクロフォン64で測定する。この方法で広いスペクトル帯域において音響透過損失を測定することができる。
具体的には、この手法を用いて、音を通さない材質の材料70を、直径4cmの音響管(管体62)を隙間なく遮るように、図18のごとく配置して、測定を行い、その透過率Tを求め、透過損失TL=10*log10(1/T)を得ることができる。上述したように、この透過損失TLの値が、250Hz〜4000Hzに渡って5dB以上であるものを遮音性のある材質の材料と定義する。
This method follows "ASTM E2611-09: Standard Test Method for Measurement of Normal Incidence Sound Transmission of Acoustical Materials Based on the Transfer Matrix Method". As the acoustic tube, for example, an
Specifically, using this method, a
音を通さない材質の被覆材20としては、音を通さない材質の材料であれば良く、例えば、アルミニウム、チタン、マグネシウム、タングステン、鉄、スチール、クロム、クロムモリブデン、ニクロムモリブデン、これらの合金等の金属材料、アクリル樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリアミドイド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルフォン、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリイミド、トリアセチルセルロース等の樹脂材料、炭素繊維強化プラスチック(CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastics)、カーボンファイバ、及びガラス繊維強化プラスチック(GFRP:Glass Fiber Reinforced Plastics)、建造物の壁材と同様なコンクリート、モルタル等を挙げることができる。
The covering
本発明では、接触面32(32a、及び32b)は、好ましくはその中心位置は、フード16(特に、フード本体12)の共鳴モードの周波数の波長をλ、100Hz以上、かつ可聴域における周波数の共鳴モードの次数を周波数の低い側から、n=1、2、…(正の整数)として、n次の共鳴モードの周波数に対応する波長をλnとする時、フード16(特に、フード本体12)内の音圧の極大となる点からλn/16の範囲内に存在することが好ましい。
なお、本発明においては、波長λは、フード16の共鳴モードの周波数の波長に該当する。共鳴モードの周波数とは、フード16の片方(例えば、第1開口部22)から音を流して、もう片方の出口(例えば、第2開口部24)側の屋内28の空間で音圧を測定した際のピーク(極大)の周波数に該当する。具体的には、フードの共鳴モードの周波数とは、フードの片方の出口から距離50cmの位置からスピーカにてホワイトノイズを発生させ、もう片方の側の出口から50cmの位置で音圧を計測用マイクで計測し、音圧の周波数スペクトルを測定した場合の、観測音圧が極大となる周波数と定義する。この際、共鳴モードの次数は、周波数の低い側から、n=1,2,・・・(正の整数)と定義する。それらの理由は、共鳴モードの波長λであって、かつ可聴域に対応する波長の音が、抜けてきやすい音になるので、消さなければならない音になるからであり、接触面32が音圧の極大点に近い方が、消音効果が高く、音圧の極大点から離れると消音効果が弱くなるからである。
In the present invention, the contact surface 32 (32a, 32b) preferably has a center position such that the wavelength of the resonance mode frequency of the hood 16 (particularly, the hood body 12) is λ, 100 Hz or more, and the frequency in the audible range. When the order of the resonance mode is n = 1, 2, ... (Positive integer) from the lower frequency side and the wavelength corresponding to the frequency of the nth resonance mode is λn, the hood 16 (particularly, the hood body 12) ) Is preferably within the range of λn / 16 from the point where the sound pressure is maximized.
In the present invention, the wavelength λ corresponds to the wavelength of the resonance mode frequency of the
また、接触面32(32a、32b)は、好ましくはその中心位置は、n次の共鳴モードの波長λnであって、かつ可聴域に対応する波長において、フード本体12内の角端部12a、好ましくは第1開口部22を通る音の進行方向と、第2開口部24を通る音の進行方向とが屈曲する点に対応するフード本体12内の角端部12aからλn/16の範囲内に存在することが好ましい。その理由は、接触面32が音圧の極大点となるフード本体12内の角端部12aに近い方が、消音効果が高いからである。
ここで、共鳴モードの次数である正の整数nは、3以下であることが好ましい。即ち、特に、共鳴モードの波長λであって、かつ可聴域に対応する波長に該当する音の中でも、共鳴モードの次数n=1,2,3というような、比較的低い周波数の音が抜けてきやすく、低い周波数の音の方が、消す必要があるからである。しかも、低い周波数の音の方が、吸音材18で簡単には消し難い問題があるからである。
本発明の第1実施形態の消音換気構造は、基本的に、以上のように構成される。
Further, the contact surface 32 (32a, 32b) preferably has a center position of the nth-order resonance mode wavelength λn, and at a wavelength corresponding to the audible range, the
Here, the positive integer n, which is the order of the resonance mode, is preferably 3 or less. That is, in particular, among the sounds having the wavelength λ of the resonance mode and corresponding to the wavelength corresponding to the audible range, the sound having a relatively low frequency such as the order n = 1, 2, 3 of the resonance mode is omitted. This is because it is easier to hear and the low frequency sound needs to be turned off. Moreover, there is a problem that the low frequency sound is difficult to be easily erased by the
The muffling ventilation structure of the first embodiment of the present invention is basically configured as described above.
(第2実施形態の消音換気構造)
図3は、本発明の第2実施形態に係る消音換気構造の一例を模式的に示す断面図である。
図3に示す本発明の第2実施形態の消音換気構造40は、図1に示す本発明の第1実施形態の消音換気構造10と、吸音材18がフード本体12の内面に貼り付けられておらず、管状体42を有している点を除いて、同様の構成を有するものであるので、同一の構成要素には、同一の番号を付し、その詳細な説明は省略する。
本実施形態の消音換気構造40は、フード型の消音換気構造であって、直方体形状のフード本体12、及びフード本体12に接続される円管形状のスリーブ14を備えるフード16と、フード本体12内の空間に開口する開口部44を有する2つの管状体42(42a、及び42b)と、管状体42(42a、及び42b)の内部に備えられた吸音材18と、フード本体12に設けられる第1開口部22と、スリーブ14に設けられる第2開口部24とを有する。
消音換気構造40も、消音換気構造10と同様に、図1を参照すると、住宅等の建築物の屋外(外部空間)26と屋内(内部空間)28とを隔てる壁(例えば、外周壁、コンクリート壁)30とを連通するように設けられることが好ましい。即ち、消音換気構造10は、屋外26、及び屋内28の2つの空間を連通するように設けられる好ましい。
(Silent ventilation structure of the second embodiment)
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an example of a muffling ventilation structure according to a second embodiment of the present invention.
In the sound deadening
The sound deadening
Similar to the sound deadening
(管状体)
図3に示す例では、2つの管状体42の内の管状体42a、及び42bは、それぞれフード本体12内の天井面12bの内面、及び左側(例えば屋外26側(図1参照))の側面12cの内面に接するように配置される。管状体42aの長手方向の長さは、フード本体12の天井面12bの内面の長さに等しく、管状体42bの長手方向の長さは、フード本体12(側面12c)の内面の長手方向の長さ)に等しい。
なお、管状体42a、及び42bは、それぞれフード本体12内の空間に選択的に開口する開口部44を有する。
管状体42(42a、及び42b)の内部には吸音材18が充填されて備えられる。なお、第1開口部22の位置における吸音材18の底面は、管状体42bの底面によって閉じ切られている。
管状体42(42a、及び42b)の開口部44(44a、及び44b)は、フード本体12内の左上隅の角端部12aに位置する。管状体42aの開口部44aは、フード本体12内の左上隅の角端部12aの上側に位置する。管状体42bの開口部44bは、フード本体12内の左上隅の角端部12aの左側に位置する。開口部44(44a、及び44b)は、管状体42から吸音材18の表面の一部を選択的に露出させており、吸音材18の露出部分をフード本体12内の空間と接触する接触面32(32c、及び32d)として構成する。
(Tubular body)
In the example shown in FIG. 3, the
The
The inside of the tubular body 42 (42a and 42b) is filled with a
The openings 44 (44a and 44b) of the tubular bodies 42 (42a and 42b) are located at the corner ends 12a in the upper left corner of the
ところで、フード本体12内の空間と接触する管状体42の側面は、被覆材20を構成するともいえる。ここで、管状体42は、音を通さない材質で構成されていることが好ましい。
ここで、管状体42の形状は、フード本体12内の所定の位置に配置でき、開口部44を有し、内部に吸音材18を充填できれば、特に制限的ではない。管状体42の形状は、例えば、四角柱管形状、円管形状、又はラビリンス型形状等を挙げることができる。
また、管状体42の材料は、吸音材18を充填できれば、特制限的ではない。管状体42の材料は、音を通さない材料であることが好ましく、例えばアルミニウム、チタン、マグネシウム、タングステン、鉄、スチール、クロム、クロムモリブデン、ニクロムモリブデン、これらの合金等の金属材料、アクリル樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリアミドイド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルフォン、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリイミド、トリアセチルセルロース等の樹脂材料、炭素繊維強化プラスチック(CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastics)、カーボンファイバ、及びガラス繊維強化プラスチック(GFRP:Glass Fiber Reinforced Plastics)、建造物の壁材と同様なコンクリート、モルタル等を挙げることができる。
By the way, it can be said that the side surface of the
Here, the shape of the
Further, the material of the
なお、管状体42の開口部44の位置、及びその中心位置は、接触面32の長手方向の位置、及びその中心位置に等しいので、本発明の第2実施形態の消音換気構造40においても、本発明の第1実施形態の消音換気構造10と同様に、共鳴モードの波長λがλ=2L/nを満たし、かつ可聴域に対応する波長において、フード16内の音圧の極大点からλ/8の範囲内に存在すること、又はフード16のフード本体12内の左上隅の角端部12aからλ/8の範囲内に存在することが好ましい。その理由は、管状体42の開口部44(即ち、接触面32)が音圧の極大点に近い方が、消音効果が高く、音圧の極大点から離れると消音効果が弱くなるからである。
また、正の整数nは、3以下であることが好ましい。その理由は、共鳴モードの次数が低い3以下の比較的低い周波数の音が抜けてきやすいため、積極的に消す必要があるからである。
図3に示す例では、2つの管状体42a、及び42bがフード本体12内における左上隅の天井面12bと左側の側面12cに配置されているが、管状体42の開口部44(接触面32)の位置がフード16内の音圧の極大点、又はフード本体12内のフード本体12内の左上隅の角端部12aからλn/16の範囲内にあれば、1つ、又は3以上の管状体42を、フード16内の音圧の極大点、又はフード本体12内の左上隅の角端部12aを含むいずれかの位置に配置しても良い。
また、接触面の面積、及び吸音材の体積は、本発明の第1実施形態の消音換気構造10と同様に規定されることが好ましい。
Since the position of the
Further, the positive integer n is preferably 3 or less. The reason is that the sound of a relatively low frequency of 3 or less, which has a low order of resonance mode, is likely to come out, and therefore it is necessary to positively eliminate it.
In the example shown in FIG. 3, two
Further, it is preferable that the area of the contact surface and the volume of the sound absorbing material are defined in the same manner as in the sound deadening
図3に示す消音換気構造40は、管状体42(42a、42b)をフード本体12内に配置しているが、本実施形態はこれに限定されず、図4に示す消音換気構造40Aのように、管状体42(42a、42b)をフード本体12外に配置しても良い。
消音換気構造40Aにおいては、管状体42a、及び42bは、それらの側面が、それぞれフード本体12の外に、フード本体12の天井面12bの上側、及び左側の側面12cの外側に配置されている。
管状体42(42a、42b)の開口部44(44a、44b)は、フード16の音圧の極大点となるフード本体12の左上隅の角端部12aに対して図4中天井面12bの左側、及び左側面12cの天井側に開口している。管状体42(42a、42b)内の吸音材18の表面は、開口部44(44a、44b)において接触面32(32a、32b)を構成する。
図4に示す消音換気構造40Aにおいて、管状体42aの開口部44aは、フード本体12内の左上隅の角端部12a(λn/16の範囲内)にあり、管状体42bの開口部44bも、フード本体12内の左上隅の角端部12a(λn/16の範囲内)にある。その理由は、管状体42の開口部44(即ち、接触面32)が音圧の極大点に近い方が、消音効果が高く、音圧の極大点から離れると消音効果が弱くなるからである。
しかしながら、本実施形態は上記の構成に限定されず、管状体42の開口部44(接触面32)の位置がフード16内の音圧の極大点、又はフード本体12の左上隅の角端部12aからλn/16の範囲内にあれば、1つ、又は3つ以上の管状体42を、フード16内の音圧の極大点、又はフード本体12内の左上隅の角端部12aを含むいずれかの位置に配置しても良いし、2以上の管状体42の少なくとも1つの管状体42をフード本体12内に、残りの少なくとも1つの管状体42をフード本体12の外に配置しても良い。
In the muffling
In the sound deadening
The openings 44 (44a, 44b) of the tubular bodies 42 (42a, 42b) have a
In the sound deadening
However, this embodiment is not limited to the above configuration, and the position of the opening 44 (contact surface 32) of the
例えば、図5に示す消音換気構造40Bのように、フード本体12に対して長手方向のサイズが小さい管状体42cをフード本体12に対して長手方向を揃えて外付けにして、フード16外に配置しても良い。また、図6に示す消音換気構造40Bのように、フード本体12に対して長手方向のサイズが小さい管状体42dをフード本体12に対して長手方向を揃えて内挿して、フード16内に配置しても良い。管状体42c、及び42dにおいても、それぞれの開口部44は、フード16内の音圧の極大点、又はフード本体12内の左上隅の角端部12aを含むいずれかの位置に配置されていることが好ましい。
For example, as in the sound deadening
また、図7に示す消音換気構造40Dのように、管状体46(46a、46b)を、その長手方向をフード本体12の長手方向に一致するようにフード16外に配置して、サイドブランチ型としても良い。この時、管状体46aは、フード16のフード本体12内の天井側の角端部12aを含む天井面12bにおいて、天井面12bと直交するように外側(図7中上側)に突出している。また、管状体46bは、フード16のスリーブ14の天井面14aにおいて、スリーブ14の天井面14aと直交するように外側(図7中上側)に突出している。
管状体46(46a、46b)の開口部48は、フード16のフード本体12の天井面12b、及びスリーブ14の天井面14aに開口している。管状体46(46a、46b)内の吸音材18の表面は、開口部48において接触面32を構成する。
Further, as in the sound deadening
The
図7に示す消音換気構造40Dにおいては、管状体46aの開口部48(接触面32)は、フード16(フード本体12)内の音圧の極大点の近傍(λn/16の範囲内)、又は、フード本体12内の左上隅の角端部12aの近傍(λn/16の範囲内)にあり、管状体46bの開口部48(接触面32)は、フード16(フード本体12)内の音圧の他の極大点の近傍(λn/16の範囲内)にある。即ち、管状体46(46a、46b)の開口部48(接触面32)は、音圧の極大点からλn/16の範囲内にあることが好ましい。その理由は、管状体46(46a、46b)の開口部48(接触面32)が音圧の極大点に近い方が、消音効果が高いからである。また、正の整数nは、3以下であることが好ましい。その理由は、共鳴モードの次数が低い3以下の比較的低い周波数の音が抜けてきやすいため、積極的に消す必要があるからである。
In the sound deadening
しかしながら、本実施形態は、上記構成に限定されず、管状体46の開口部48(接触面32)の位置がフード本体12内の音圧の極大点(腹)、又はフード本体12内の左上隅の角端部12aからλn/16の範囲内にあれば、1つ、又は3つ以上の管状体46を、フード16のフード本体12内の天井面12b、又は左側の側面12c、スリーブ14の天井面14aに直交するように外側に突出させても良い。
また、管状体42と管状体46とを併用しても良いし、本実施形態の消音換気構造の吸音材18及び被覆材20と、管状体42と管状体46とを併用しても良い。
However, the present embodiment is not limited to the above configuration, and the position of the opening 48 (contact surface 32) of the
Further, the
また、本発明の第2実施形態においては、例えば、図6、及び図7に示すように、消音換気構造40Cの管状体42、及び消音換気構造40Dの管状体46の内部空間の長手方向の長さをLdとし、フード16内の音波の進行方向における管状体42の開口部44(接触面32)、及び管状体46の開口部48(接触面32)の幅をLoとすると、管状体42、及び46の内部空間の長手方向の長さLdは、それぞれ開口部44、及び48(接触面32)の幅Loよりも大きい。
即ち、長さLdは、下記式(1)を満足することが好ましい。
Ld>Lo …(1)
Further, in the second embodiment of the present invention, for example, as shown in FIGS. 6 and 7, in the longitudinal direction of the internal space of the
That is, the length Ld preferably satisfies the following formula (1).
Ld> Lo ... (1)
ここで、管状体42、及び46の内部空間の長手方向の長さをLdは、管状体42、及び46の内部空間内の音波の進行方向の長さということもでき、シミュレーションにより求めることができる。
図6に示す例においては、管状体42の内部空間は、その長手方向(したがって、フード16内の音波の進行方向)に延在しているため、内部空間内の音波の進行方向は、管状体42の内部空間の長手方向(即ち、フード16内の音波の進行方向、したがって図中上下方向)である。従って、長さLdは、管状体42の内部空間の長手方向において、管状体42の一端側(図中上側)の開口部44(接触面32)の中心位置から管状体42の他端側の端部(内部空間の端面)までの長さである。なお、位置によって管状体42の内部空間の長手方向の長さが異なる場合には、長さLdは、各位置での長さの平均値である。
また、位置によって開口部44(接触面32)の幅が異なる場合には、開口部44(接触面32)の幅Loは、各位置での幅の平均値である。
Here, the length in the longitudinal direction of the internal space of the
In the example shown in FIG. 6, since the internal space of the
When the width of the opening 44 (contact surface 32) differs depending on the position, the width Lo of the opening 44 (contact surface 32) is an average value of the widths at each position.
また、図7に示す例においは、管状体46の内部空間は、フード本体12、及びスリーブ14の天井面に直交する方向に突出しているため、内部空間内の音波の進行方向は、突出方向(図中上下方向)である。従って、長さLdは、突出方向における開口部48(接触面32)から内部空間上端面までの長さである。なお、位置によって管状体46の内部空間の長手方向の長さが異なる場合には、長さLdは、各位置での深さの平均値である。
また、位置によって開口部48の幅が異なる場合には、開口部48の幅Loは、各位置での幅の平均値である。
Further, in the example shown in FIG. 7, since the internal space of the
When the width of the
また、消音換気構造40C、及び40Dのフード16の共鳴モードの次数が1(n=1)である共鳴モードの周波数の波長(即ち、第一共鳴(n=1)の共鳴周波数における音波の波長)λ(=λ1)とすると、管状体42、及び46の内部空間の長手方向の長さLdは、0.011×λ<Ld<0.25×λを満たす。
即ち、長さLdは、下記式(2)をも満足することが好ましい。
0.011×λ<Ld<0.25×λ …(2)
上記式(2)から分かるように、長さLdは、λ/4よりも小さく、管状体42、及び46は、共鳴によって消音するものではない。
なお、長さLdは、0.016×λ<Ld<0.25×λを満たすことがより好ましく、0.021×λ<Ld<0.25×λを満たすのが更に好ましい。
Further, the wavelength of the frequency of the resonance mode in which the order of the resonance mode of the muffling
That is, it is preferable that the length Ld also satisfies the following equation (2).
0.011 × λ <Ld <0.25 × λ… (2)
As can be seen from the above equation (2), the length Ld is smaller than λ / 4, and the
The length Ld more preferably satisfies 0.016 × λ <Ld <0.25 × λ, and further preferably 0.021 × λ <Ld <0.25 × λ.
なお、共鳴型の管状体を用いてフード16の最低共鳴周波数(n=1)の音を消音する場合には、少なくとも共鳴周波数の波長λの1/4の長さが必要となり、管状体のサイズが大型化してしまう。そのため、高い通気性と防音性能とを両立することが難しいという問題があった。
また、共鳴型の管状体は、特定の周波数(周波数帯域)の音を選択的に消音するものである。そのため、フード16の共鳴周波数に合わせた設計が必要となり、汎用性が低いという問題があった。
また、フード16の共鳴は、複数の周波数で発生するが、共鳴型の管状体は、特定の周波数の音を消音する。そのため、消音対象となる共鳴音は1つの周波数のみとなり、また、共鳴型の管状体が消音する周波数帯域は狭いので、他の周波数の共鳴音は消音できないという問題があった。
When the sound of the lowest resonance frequency (n = 1) of the
Further, the resonance type tubular body selectively mutes sound of a specific frequency (frequency band). Therefore, it is necessary to design the
Further, the resonance of the
これに対して、本実施形態は、管状体42、及び46内の内部空間の長手方向の長さLdが、フード16内を進行する音の進行方向における開口部44、及び48の幅の幅Loよりも大きく、フード16の第一共鳴(n=1)の共鳴周波数における音波の波長をλとすると、内部空間の長手方向の長さLdが、上記式(1)、及び(2)を満たす管状体42、及び46内を、フード16の第一共鳴の音場空間に接続して配置するものである。
管状体42、及び46は、管状体42、及び46の壁面近傍における流体の粘性、壁面の凹凸(表面粗さ)、及び管状体42、及び46内に配置された吸音材18等によって音エネルギーを熱エネルギーに変換して消音を行う。この壁面近傍における流体の粘性、壁面の凹凸(表面粗さ)、及び管状体42、及び46内に配置された吸音材18はエネルギーの変換機構と言える。
On the other hand, in the present embodiment, the length Ld in the longitudinal direction of the internal space in the
The
ここで、管状体42、及び46の開口部44、及び48の幅Loが、管状体42、及び46の内部空間の長手方向の長さLdよりも小さいことによって、フード16内の音波が管状体46内に流入する際に、音圧を保ったまま気体(空気)分子の移動速度が速くなる。上述の変換機構による音エネルギーから熱エネルギーへの変換効率は、音圧および気体分子の移動速度に依存する。そのため、音圧を保ったまま気体分子の移動速度が速くなることによって、上述の変換機構による音エネルギーから熱エネルギーへの変換効率が高くなる。
この消音の原理は音波の波長に依存しないので、管状体42、及び46の内部空間の長手方向の長さLdがフード16の第一共鳴の共鳴周波数における波長λの1/4よりも小さくても、高い防音性能を発現することができる。従って、管状体42、及び46を小型化してフード16の通気性を維持しつつ、高い防音性能を得ることができる。
また、管状体42、及び46による消音の原理は音波の波長に依存しないので、フード16(フード本体12、及びスリーブ14)の長さおよび形状等が異なる場合でも、防音性能を発現することができ、フード16に合わせた設計が不要であり汎用性が高い。
また、管状体42、及び46による消音の原理は音波の波長に依存しないので、広い周波数帯域の音を消音することができる。
Here, the sound waves in the
Since the principle of this sound deadening does not depend on the wavelength of the sound wave, the longitudinal length Ld of the internal space of the
Further, since the principle of sound deadening by the
Further, since the principle of muffling by the
また、上述したように、防音性能および通気性の観点から、管状体42、及び46の内部空間の長手方向の長さLdは、上記式(2)(即ち、0.011×λ<Ld<0.25×λ)を満たすことが好ましく、また、0.016×λ<Ld<0.25×λを満たすことがより好ましく、0.021×λ<Ld<0.25×λを満たすことが更に好ましい。
また、フード16内の音の進行方向に平行な断面において、管状体42、及び46の内部空間の長手方向の長さに直交する方向の内部空間の幅をLwとする時、この内部空間の幅Lwは、下記式(3)を満足することが好ましい。
0.001×λ<Lw<0.061×λ …(3)
なお、管状体42、及び46の内部空間の幅Lwは、0.001×λ<Lw<0.051×λを満たすことがより好ましく、0.001×λ<Lw<0.041×λを満たすことが更に好ましい。なお、図7においては、内部空間の幅Lwは、図中左右方向の長さであり、開口部48(接触面32)の幅Loと一致している。
Further, as described above, from the viewpoint of soundproofing performance and breathability, the length Ld of the internal spaces of the
Further, when the width of the internal space in the direction orthogonal to the longitudinal length of the internal spaces of the
0.001 × λ <Lw <0.061 × λ… (3)
The width Lw of the internal space of the
また、本実施形態は、管状体42、及び46の内部空間の内壁の表面積Sdに対する開口部44、及び48の面積S1の比率S1/Sdを0<S1/Sd<40%とすることで、吸音材18等の変換機構の表面積に対して音波が入射する面の面積の割合を小さくして、高い音圧Pを保ったまま吸音材18等の変換機構に流入する音波に対応する気体分子の移動速度を速くして防音性能を高めることができる。
気体分子の移動速度を速くする観点では開口部44、及び48の面積S1(比率S1/Sd)は小さいほど好ましいが、開口部44、及び48の面積S1が小さすぎると音波が内部空間内に流入しにくくなるため防音性能が低くなってしまう。以上の観点から、内部空間の内壁の表面積Sdに対する開口部44、及び48の面積S1は、0.1%<S1/Sd<40%であることが好ましい。
即ち、面積Sdに対する面積S1の割合S1/Sdは、下記式(4)を満足することが好ましい。
0<S1/Sd<40% …(4)
なお、割合S1/Sdは、0.3%<S1/Sd<35%であることがより好ましく、0.5%<S1/Sd<30%であることがより好ましい。
なお、内部空間の内壁の表面積Sdは、分解能を1mmとして測定する。すなわち、1mm未満の凹凸等の微細構造を有する場合には、これを平均化して表面積Sdを求めればよい。
本発明の第2実施形態の消音換気構造は、基本的に、以上のように構成される。
Further, in the present embodiment, the ratio S1 / Sd of the area S1 of the
From the viewpoint of increasing the moving speed of gas molecules, it is preferable that the area S1 (ratio S1 / Sd) of the
That is, the ratio S1 / Sd of the area S1 to the area Sd preferably satisfies the following formula (4).
0 <S1 / Sd <40% ... (4)
The ratio S1 / Sd is more preferably 0.3% <S1 / Sd <35%, and more preferably 0.5% <S1 / Sd <30%.
The surface area Sd of the inner wall of the internal space is measured with a resolution of 1 mm. That is, when it has a fine structure such as unevenness of less than 1 mm, the surface area Sd may be obtained by averaging this.
The muffling ventilation structure of the second embodiment of the present invention is basically configured as described above.
本発明の消音換気構造を実施例に基づいて具体的に説明する。
以下の実施例に示す材料、寸法、使用量、割合、処理内容、及び処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。
The sound deadening ventilation structure of the present invention will be specifically described with reference to Examples.
The materials, dimensions, amounts used, proportions, treatment contents, treatment procedures, etc. shown in the following examples can be appropriately changed as long as they do not deviate from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as limiting by the examples shown below.
(参考例)
まず、吸音材、及び被覆材が全く貼り付けられていない図8に示す比較例のフード型の消音換気構造50を2次元シミュレーション構造として作製した。
図8に示すように、フード16のフード本体12は、厚みの無い理想的な剛体板で構成され、長手方向(縦方向)の長さ186mm、かつ幅方向(厚さ方向)の長さ95mmの縦長の直方体形状であった。なお、本実施例では、2次元シミュレーションであるので厚みを仮定していない。また、理想的な剛体板とは音を完全に反射する板である。また、2次元シミュレーションであるので奥行き方向は考えていない。
スリーブ14は、厚みの無い理想的な剛体板で構成され、高さ100mm、長さ200mmの直方体の形状であった。スリーブ14が接続される開口13は、フード本体12の長手方向に沿って底面から48mmの位置から高さ100mmの矩形の開口であった。
(Reference example)
First, the hood-type sound deadening
As shown in FIG. 8, the
The
(比較例1)
次に、図8に示す参考例の消音換気構造50のフード本体12の開口13に対向する側面12cの内面、及び天井面12bの内面に、厚さ20mmの流れ抵抗20000[Pa・S/m2]のグラスウールからなる吸音材18を貼り付けて、図9に示す比較例1のフード型の消音換気構造52を2次元シミュレーション構造として作製した。
(Comparative Example 1)
Next, on the inner surface of the
(実施例1−1)
次に、図9に示す比較例1の消音換気構造52のフード本体12の側面12cの内面、及び天井面12bの内面に貼り付けられた吸音材18の表面の一部を、厚みの無い理想的な剛体板の被覆材20で被覆して、図10に示す本発明の実施例1−1のフード型の消音換気構造10を2次元シミュレーション構造として作製した。図10に示す実施例1−1のフード型の消音換気構造10は、具体的な寸法が入っている以外は、図1に示す本発明の第1実施形態のフード型の消音換気構造10と同じである。2次元シミュレーションであるので厚みの無い理想的な剛体板としているが、具体的に想定しているのは、例えば厚み1mmのステンレス鋼等が挙げられる。
被覆材20は、図10に示す消音換気構造10のフード本体12の天井面12bに貼り付けられた吸音材18の表面を、吸音材18の表面の左上隅から右側に40mm空けて被覆し、フード本体12の側面12cに貼り付けられた吸音材18の表面を、吸音材18の表面の左上隅から下側に40mm空けて被覆した。なお、図10に示す実施例1−1の消音換気構造10のフード本体12の天井面12bの内面に貼り付けられた吸音材18の開口13側の端部は、側面12cと反対側の側面によって閉じ切られているので、管状体42(42a)をフード本体12の天井面12bの内面に接触させて内挿したものと見做すことができるものである。
その結果、図1に示す消音換気構造10のフード本体12の天井面12bにおけるフード本体12の空間に接触する接触面32aは、幅方向40mmの面積の吸音材18の表面であった。また、フード本体12の側面12cにおけるフード本体12の空間に接触する接触面32bは、長手方向40mmの面積の吸音材18の表面であった。
(Example 1-1)
Next, a part of the surface of the
The covering
As a result, the
(実施例1−2)
次に、図10に示す実施例1−1の消音換気構造10のフード本体12の側面12cの内面に貼り付けられた吸音材18の底面(第1開口部22の位置における吸音材18の底面)を被覆材20で被覆して閉じ切った図11に示す本発明の実施例1−2のフード型の消音換気構造11を2次元シミュレーション構造として作製した。消音換気構造11では、側面12c、対向する被覆材20、底面を閉じ切った被覆材20、及び側面12cの両側の直交する側面からなる管状体42(42b)をフード本体12の側面12cの内面に接触させて内挿したものと見做すことができるものである。
(Example 1-2)
Next, the bottom surface of the
こうして作製された実施例1−1の消音換気構造10、実施例1−2の消音換気構造10、参考例の消音換気構造50、及び比較例1の消音換気構造52について、図12に示す基本2次元計算モデルを用いて、有限要素法計算ソフトCOMSOL MultiPhysics ver.5.3(COMSOL社)の音響モジュールを用いた有限要素法によるシミュレーション計算を行った。
このようなシミュレーションモデルを用いて、図12に示すように、壁で仕切られた一方の(下側)空間の半球状の面(半径1m)の外側から音波を入射させた。その入射音波を消音換気構造10の第1開口部22を通してフード本体12内に入射させた。次に、フード本体12内に入射した音波を第2開口部24から他方の(右側)空間に出射させた。その結果として、この右側の空間の1/4球状の面(半径1m)に到達する音波を検出した。
こうして、右側の空間の1/4球状の面の各位置(i)における音圧piをm点測定し、音圧piの絶対値の2乗|pi|2の平均値aspを下記式(5)によって算出した。mは測定点の数である。
The basics of the muffling
Using such a simulation model, as shown in FIG. 12, sound waves were incident from the outside of a hemispherical surface (radius 1 m) in one (lower) space partitioned by a wall. The incident sound wave was incident into the
Thus, the square of the sound pressure p i measured m points at each position of 1/4 spherical surface of the right side of the space (i), the absolute value of the sound pressure p i | below the second average value asp | p i It was calculated by the formula (5). m is the number of measurement points.
なお、音圧pが1/4円弧(l)の関数として与えられる場合には、音圧の絶対値の2乗|p|2を1/4円弧(l)にそって積分して、下記式(6)で表される音圧の絶対値の2乗の線積分値ispを求める。
こうして求めた音圧の絶対値の2乗の線積分値ispを、半径rの1/4円弧の長さL(=πr/2)で割り算して、下記式(7)で表される音圧の絶対値の2乗|p|2の平均値aspを算出すればよい。
When the sound pressure p is given as a function of the 1/4 arc (l), the square | p | 2 of the absolute value of the sound pressure is integrated along the 1/4 arc (l) and described below. The line integral value isp of the square of the absolute value of the sound pressure represented by the equation (6) is obtained.
The sound represented by the following equation (7) is obtained by dividing the line integral value isp of the square of the absolute value of the sound pressure obtained in this way by the length L (= πr / 2) of the 1/4 arc of the radius r. The average value asp of the square of the absolute value of the pressure | p | 2 may be calculated.
こうして得られた実施例1−1、実施例1−2、参考例、及び比較例1の、周波数に対する音圧の絶対値の2乗の平均値aspを図13に示す。
図13から明らかなように、実施例1−1、及び実施例1−2は、200Hzから700Hzの範囲において、参考例、及び比較例1に比べて、音圧の絶対値の2乗の平均値aspが小さくなっており、入射音を低減でき、消音できていることが分かる。これらの結果から、従来の吸音材18を単に設置する場合(比較例1)に比べて、本発明の消音換気構造が消音効果に優れることが示された。
したがって、本発明の有効性を示されたと言える。
FIG. 13 shows the average value asp of the square of the absolute value of the sound pressure with respect to the frequency of Example 1-1, Example 1-2, Reference Example, and Comparative Example 1 thus obtained.
As is clear from FIG. 13, Examples 1-1 and 1-2 have an average of the squares of the absolute values of sound pressure in the range of 200 Hz to 700 Hz as compared with Reference Example and Comparative Example 1. It can be seen that the value asp is small, the incident sound can be reduced, and the sound can be muted. From these results, it was shown that the sound deadening ventilation structure of the present invention is superior in sound deadening effect as compared with the case where the conventional
Therefore, it can be said that the effectiveness of the present invention was shown.
(実施例2)
図14に示す実施例2のフード型の消音換気構造10Aをそれぞれ2次元シミュレーション構造として作製した。図14に示す消音換気構造10Aは、図10に示す実施例1−1のフード型の消音換気構造10におけるフード本体12の天井面12bに貼り付けられた吸音材18の表面は閉じ切られて接触面32aが無く、接触面32bの長手方向上側の位置が、フード本体12の長手方向の天井面12bに貼り付けられた吸音材18の表面に位置していたのに対し、xmm下方に位置しているとしている点で異なっているものであった。なお、第1開口部22の位置における吸音材18の底面は、閉じ切られている。
したがって、x=0mmである実施例2は、図10に示す実施例1−1の消音換気構造10と同じであると言える。
次に、フード本体12の天井面12bの吸音材18の表面から接触面32bの上端までの距離xを、0mmから、5mm、25mm、45mm、65mm、85mm、及び105mmと変更した6種類の消音換気構造10Aを作製した。
(Example 2)
The hood-type sound deadening
Therefore, it can be said that Example 2 in which x = 0 mm is the same as the sound deadening
Next, the distance x from the surface of the
こうして作製された6種類の消音換気構造10Aについて、図12に示す基本2次元計算モデルを用いて、有限要素法計算ソフトCOMSOL MultiPhysics ver.5.3(COMSOL社)の音響モジュールを用いた有限要素法によるシミュレーション計算を行い、音圧の絶対値の2乗|p|2の平均値aspを求めた。
こうして得られた所定の空間内、及び実施例1−1消音換気構造10内の周波数300Hzの音の音圧分布(音圧レベル(dB):log10(|p|))を図15に示す。なお、横軸、及び縦軸は、共に、図2中の0を原点とした座標系の座標(距離)を表わす。
図15から、300Hzの音では、図14に示す消音換気構造10Aにおいて、フード本体12の左上隅の角端部12a対応する点であって、天井面の吸音材18と、側面の吸音材18とが接する左上隅の角端部が音圧の極大点pmaxとなっていることが分かる。
For the six types of muffling
FIG. 15 shows the sound pressure distribution (sound pressure level (dB): log10 (| p |)) of the sound having a frequency of 300 Hz in the predetermined space thus obtained and in the sound deadening
From FIG. 15, in the sound of 300 Hz, the
また、こうして得られた図10に示す実施例1−1の消音換気構造10を含む7種類の実施例2の消音換気構造10Aの周波数に対する音圧の絶対値の2乗の平均値aspを図16に示す。
また、図16に示す周波数に対する音圧の絶対値の2乗の平均値aspから、周波数300Hzにおける距離xに対する7種類の実施例2の消音換気構造10Aの音圧の絶対値の2乗の平均値asp値を図17に示す。
Further, the average value asp of the square of the absolute value of the sound pressure with respect to the frequency of the sound deadening
Further, from the average value asp of the square of the absolute value of the sound pressure with respect to the frequency shown in FIG. 16, the average of the square of the absolute value of the sound pressure of the sound deadening
図16から、図10に示す実施例1−1の消音換気構造10(x=0mm)は、300Hzにおいて、音圧のピーク(極大点)を持つことが分かる。残りの6種類の実施例2の消音換気構造10A(x=5mm〜105mm)の場合も、300Hz付近において、音圧のピーク(極大点)を持つことが分かる。
また、図16、及び図17から、300Hzに着目すると、300Hzの音が消音換気構造10Aを通過する音圧の極大点pmaxは、図15に示す吸音材18の左上隅の角端部の位置であるから、吸音材18の表面(接触面32)と音圧の極大点pmaxとの距離は、xであると言える。ここで、距離xが小さいほど、即ち、吸音材18の表面(接触面32)と消音換気構造10Aの音圧極大点pmaxが近いほど、消音効果が高くなっていることが分かる。
ここで、共鳴モードの波長λは、1133mm(n=1)であるので、nλ/16は、70mmであるので、図17において、丸で囲んだx=0mm、5mm、25mm、45mm、及び65mmの5点は、丸の外側のx=85mm、及び105mmの2点より、音圧が低く、消音効果高いことが分かる。即ち、吸音材18の表面(接触面32)が音圧の極大となる点からnλ/16以内に存在することにより、より高い消音効果が得られることが分かった。
よって、本発明の有効性が示されたと言える。
以上の実施例1−1、1−2、及び2から、本発明の効果は明らかである。
From FIG. 16, it can be seen that the muffling ventilation structure 10 (x = 0 mm) of Example 1-1 shown in FIG. 10 has a sound pressure peak (maximum point) at 300 Hz. It can be seen that the sound deadening
Further, focusing on 300 Hz from FIGS. 16 and 17, the maximum point p max of the sound pressure at which the sound of 300 Hz passes through the muffling
Here, since the wavelength λ of the resonance mode is 1133 mm (n = 1), nλ / 16 is 70 mm. Therefore, in FIG. 17, x = 0 mm, 5 mm, 25 mm, 45 mm, and 65 mm circled. It can be seen that the five points of the above have a lower sound pressure and a higher muffling effect than the two points of x = 85 mm and 105 mm on the outside of the circle. That is, it was found that a higher sound deadening effect can be obtained by the presence of the surface (contact surface 32) of the
Therefore, it can be said that the effectiveness of the present invention has been demonstrated.
From the above Examples 1-1, 1-2, and 2, the effect of the present invention is clear.
以上、本発明の消音換気構造について、種々の実施形態及び実施例を挙げて詳細に説明したが、本発明は、これらの実施形態及び実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良又は変更をしてもよいのはもちろんである。 The muffling ventilation structure of the present invention has been described in detail with reference to various embodiments and examples, but the present invention is not limited to these embodiments and examples and does not deviate from the gist of the present invention. Of course, various improvements or changes may be made in the above.
10、10A,11、40,40A,40B.40C,40D,50,52 消音換気構造
12 フード本体
12a 角端部
12b、14a 天井面
12c 側面
13 開口
14 スリーブ
16 フード
18 吸音材
20 被覆材
22 第1開口部
24 第2開口部
26 屋外(外部空間)
28 屋内(内部空間)
30 壁(外周壁、コンクリート壁)
32、32a、32b、32c、32d 接触面
42、42a、42b、42c、42d、46,46a、46b 管状体
44、44a、44b、48 開口部
60 音響特性測定系
62 管体
64 マイクロフォン
66 スピーカ
68 函体
70 音を通さない材質の材料
asp 音圧の絶対値の2乗の平均値
n 共鳴モードの次数(正の整数)
pmax 音圧の極大点
S 音
10, 10A, 11, 40, 40A, 40B. 40C, 40D, 50, 52
28 Indoor (internal space)
30 walls (peripheral wall, concrete wall)
32, 32a, 32b, 32c, 32d Contact surfaces 42, 42a, 42b, 42c, 42d, 46, 46a,
p max Sound pressure maximum point S sound
Claims (8)
フード本体、及び前記フード本体に接続され、前記フード本体内の空間と連通するスリーブを備えるフードと、
前記フード本体に設けられる少なくとも1つの第1開口部と、
前記スリーブに設けられる少なくとも1つの第2開口部と、
前記フード本体の内部に備えられた吸音材と、
前記吸音材の表面の一部を選択的に被覆する被覆材と、を有し、
前記第1開口部を通る音の進行方向と、前記第2開口部を通る音の進行方向とは、異なるものであり、
前記被覆材は、前記吸音材の表面の他の一部を選択的に露出させて、選択的な露出部分を前記換気フード内の空間と接触する少なくとも1つの接触面として構成し、
前記吸音材は、前記スリーブが接続されている面と対向する前記フード本体の内面、及び前記第1開口部と対向する前記フード本体の内面に貼り付けられており、
前記被覆材は、音を通さない材質の材料であり、
音を通さない材質の材料は、使用される前記被覆材と同じ厚みの板状の材料を、音響管の導波路を全て塞ぐように設置した構成で、4マイク法にて評価した場合において250Hz〜4000Hzに渡って透過損失5dB以上である材質の材料であり、
前記少なくとも1つの接触面は、100Hz以上、かつ可聴域における周波数の共鳴モードの次数を低い側から、n=1、2、…(正の整数)とし、n次の共鳴モードの周波数に対応する波長をλnとする時、前記共鳴モードの波長のいずれかに該当する音波の音圧の極大となる点からλn/16の範囲内に存在する消音換気構造。 It has a hood-type sound deadening ventilation structure.
A hood and a hood having a sleeve connected to the hood body and communicating with the space inside the hood body.
With at least one first opening provided in the hood body,
With at least one second opening provided in the sleeve,
The sound absorbing material provided inside the hood body and
It has a covering material that selectively covers a part of the surface of the sound absorbing material, and has.
The traveling direction of the sound passing through the first opening and the traveling direction of the sound passing through the second opening are different.
The covering material selectively exposes the other part of the surface of the sound absorbing material, and the selective exposed portion is configured as at least one contact surface in contact with the space in the ventilation hood.
The sound absorbing material is attached to the inner surface of the hood body facing the surface to which the sleeve is connected and the inner surface of the hood body facing the first opening.
The coating material is a material made of a material impervious to sound,
The material that does not allow sound to pass through is a plate-shaped material with the same thickness as the covering material used, which is installed so as to block all the waveguides of the acoustic tube, and is 250 Hz when evaluated by the 4-microphone method. It is a material with a transmission loss of 5 dB or more over ~ 4000 Hz.
The at least one contact surface corresponds to the frequency of the nth-order resonance mode by setting n = 1, 2, ... (Positive integer) from the lower side of the resonance mode order of the frequency in the audible range at 100 Hz or higher. A muffling ventilation structure existing within the range of λn / 16 from the point where the sound pressure of the sound wave corresponding to any of the wavelengths of the resonance mode is maximized when the wavelength is λn.
前記フード本体は、屋外に配置され、
前記スリーブは、前記壁を貫通するように配置される請求項1〜6のいずれか1項に記載の消音換気構造。 The muffling ventilation structure is an external hood type muffling ventilation structure installed on the outdoor side of a ventilation port penetrating a wall separating indoors and outdoors.
The hood body is placed outdoors and
The muffling ventilation structure according to any one of claims 1 to 6, wherein the sleeve is arranged so as to penetrate the wall.
前記管状体の内部には前記吸音材が充填されており、
前記管状体の前記開口部は、前記吸音材の表面の一部を選択的に露出させて、選択的な露出部分を前記フード内の空間と接触する前記少なくとも1つの接触面として構成する請求項1〜6のいずれか1項に記載の消音換気構造。 Further, it has at least one tubular body having an opening opening in the space in the hood on at least one side surface of the hood.
The inside of the tubular body is filled with the sound absorbing material.
The opening of the tubular body selectively exposes a part of the surface of the sound absorbing material, and the selective exposed portion is configured as at least one contact surface in contact with the space in the hood. The muffling ventilation structure according to any one of 1 to 6.
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