JPH0587392A - 空気調和設備システム及び消音装置 - Google Patents

空気調和設備システム及び消音装置

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JPH0587392A
JPH0587392A JP3277342A JP27734291A JPH0587392A JP H0587392 A JPH0587392 A JP H0587392A JP 3277342 A JP3277342 A JP 3277342A JP 27734291 A JP27734291 A JP 27734291A JP H0587392 A JPH0587392 A JP H0587392A
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JP
Japan
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gas
passage
silencer
atmosphere
outlet
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JP3277342A
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Masayuki Akagi
正幸 赤木
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Texas Instruments Japan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明に基づく消音装置は、主としてグラス
ウール(4)からなり大気通路(10)を具備する装置本
体(1)と、主面10aが螺旋曲面の形状を呈する板状体
(11)とを有し、この板状体が、その螺旋軸が大気通路
の中心軸線に沿うように大気通路に設けられて構成され
る。 【効果】 大気通路を通る音の大部分は、螺旋曲面状の
板状体主面(10a)に衝突しこれに反射して装置本体の
グラスウールに接触するようになり、グラスウールに接
触せずに素通りする音が少なくなる。その結果、大気は
大気通過を通る間に充分に減音されることになり、騒音
防止効果が顕著になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、空気調和設備システム
及びこの空気調和設備システムに使用される消音装置に
関する。
【0002】
【従来技術】集積回路その他の電子部品、精密部品及び
装置、フィルム、医療品等の製造工程において、大気中
の塵埃が中間製品に付着すると、製品の諸特性が甚だし
く劣化する。このため、製造工程のうちの可成りの工程
では、塵埃を極めて少なくした雰囲気の清浄な室中で作
業が遂行される。このような室はクリーンルームと呼ば
れている。
【0003】図12は温度、湿度のみならず気流の調整、
空気の浄化も加えて総体的に調整する空気調和設備(エ
アーコンデショナー)を備えたクリーンルームのレイア
ウトを示す。クリーンルーム(作業領域)56の隣には通
路58が位置し、クリーンルームの床57は多孔板からなっ
ている。大気は、通路58の図において左下に配された軸
流ファン62により、時計方向に循環する。
【0004】軸流ファン62の駆動により、クリーンルー
ム56中の大気は、床57を通ってから、通路58下に配され
た第一のフィルタ59、乾式冷却コイル60、第一の消音ア
ッセンブリ61、軸流ファン62、通路58上に配された第二
の消音アッセンブリ63を経由してクリーンルーム56上の
空間65に入り、0.1 〜0.3 μmの微粒子の通過を阻止す
る第二のフィルタ(HEPAフィルタ)66、天井67を通
ってクリーンルーム56に戻る。
【0005】天井67は梁68に多数のロッド69を介して吊
下げられ固定されている。各ロッド69には、均等な力で
天井67を水平に保持するよう、ターンバックル70が設け
られている。
【0006】軸流ファン62と第二の消音器アッセンブリ
63との間では、30m /sec 程度の速い流速で大気が移動
しており、空間65では、その内容積を大きくしているの
で、大気は静圧で極めて僅かな均一な流速で移動する。
【0007】軸流ファン62は、遠心式送風機に比較し
て、効率が大そう高いという長所を有する反面、騒音が
大きいという短所を有している。第一、第二の消音器ア
ッセンブリ各々61、63は、この騒音を消してクリーンル
ーム56内の作業環境をより騒音レベルの低い状態に維持
するために設けられたものである。
【0008】第一の消音器アッセンブリ61は40本の、第
二の消音器アッセンブリ63は30本の消音器81をボルトに
よって互に平行に束ねた一群に設置されている。図14は
各消音器81の斜視図、図15は図14のXV−XV線断面図であ
る。
【0009】消音器81は0.6mm 厚の亜鉛鉄板の外殻3で
覆われて角柱状を呈し、外殻3内には断面円形の大気通
路10を形成するようにグラスウール4が充填され、大気
通路10に臨む内周面にはガラスクロス5及びポリエチレ
ンネット6で内張りされている。グラスウール4には、
大気通路10に直行する方向に0.6mm 厚の亜鉛鉄板7が埋
込まれ、これによって消音器全体が補強される。大気通
路10の排出端側には、排出された大気の流れがスムーズ
になって圧力損失を防止するよう、内周面に丸み8が付
されている。
【0010】上記構造の消音器では、大気通路10を通過
する音が吸音材であるガラスウール4に接触して消音さ
れるのであるが、消音効果が充分に満足し得る程度には
なっていない。その理由は、消音器81を通過する音には
グラスウール4の内周面に接触しないで大気通路10を直
進して抜ける音があるからである。
【0011】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、充分な消音効果が奏せられる消音装置及び
この消音装置を組付けた空気調和設備システムを提供す
ることを目的としている。
【0012】
【発明の構成】第一の発明は、気体送風装置、消音装置
及び作業領域を備えた空気調和設備システムであって、
前記消音装置が、気体の入口と出口とを有し、内壁に吸
音材を配した略筒状の気体通路部と、この気体通路部の
前記入口から入る気体に対し、その流れ全体に回転を与
え、前記出口に向かわせる気体案内面とを有し、この気
体案内面が、前記入口より入る気体を前記気体通路部の
中心軸線の回りを回転させつつ前記出口に導くように配
置された消音装置である空気調和設備システムに係る。
【0013】第二の発明は、前記第一の発明の係る空気
調和設備システムに使用される消音装置であって、気体
の入口と出口とを有し、内壁に吸音材を配した略筒状の
気体通路部と、この気体通路部の前記入口から入る気体
に対し、その流れの全体に回転を与え、前記出口に向か
わせる気体案内面とを有し、この気体案内面が、前記入
口より入る気体を前記気体通路部の中心軸線の回りを回
転させつつ前記出口に導くように配置されて構成された
消音装置に係る。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図1は消
音器単体の大気導入側から見た側面図(左側面図)、図
2は図1のII−II線断面図、図3は同III −III 線断面
図、図4は図2のIV−IV線断面図、図5はV−V線断面
図である。なお、図14、図15と共通する部分には同じ符
号を付して表わしてあり、これらの説明は前記と同じで
あるので省略する。
【0015】消音器1は本体2と主面11a、11aを空気
案内面とした板状体11とからなる。本体2は図14、図15
の消音器81と略同じ構造としており、これと異なる点
は、大気通路10の大気導入側端部にも丸み9を付してあ
る点である。大気導入側の丸み9は、複数の消音器1を
互に平行にセットしたとき、大気導入側の大気の通過抵
抗が小さくなるよう、流線形にするためのものである。
【0016】大気通路10には、主面11a、11aを螺旋曲
面に成形してなる板状体(気体を案内する気体案内面を
有する板状体)11が嵌入し、その両側面11b、11bの全
領域が大気通路10に臨むガラスクロス6に密接してい
る。かくして、大気通路10は、回転しながら前進する対
の大気通路10a、10bに2分割される。板状体11は、そ
の一端に延在する対の耳11c、11cを直角に捩りかつ90
度折曲させて本体2の大気導入側端面にビス止めされ
る。図6は本体2と板状体11とを分離して示す分解斜視
図である。
【0017】板状体11は、幅狭で長い亜鉛鉄板の帯に捩
り加工を施して成形される。その材料に亜鉛鉄板を使用
する理由は、クリーンルームから供給される大気中には
工程によっては強酸類や腐食性のガスが若干含まれる可
能性があるので或程度の耐蝕性が必要であることと、材
料費を低く抑えるためである。但し、大気雰囲気によっ
てはプラスチック板またはガラス繊維入りプラスチック
加工処理板等であっても良い。
【0018】図1に示す大気通路11a、11bの大気導入
側で板状体11の中央近くの点A、Bの位置に在る大気
は、板状体11の主面11a、11aに接触することによって
図2に示す曲線a、bのように回転しながら前進する。
これに対し音は直進するもので、消音器1を通過する音
は、板状体11の主面11aに衝突し、反射して大気通路内
周面のグラスウール4に吸音される。この様に大気は、
高い消音効率を以て排出口から排出される。上記の旋回
によって通過大気には圧力損失が若干起るが、なだらか
な旋回によることによってこの圧力損失は実質的に障害
にはならぬ程度にできる。板状体11の捩りの度合は入
口、出口間で少なくとも1回(1周期、360度)が必要
であるが、それ以上は騒音発生状況と圧力損失とのバラ
ンスにより出来る限り少ない捩り回数にすることが望ま
しい。
【0019】消音器1の断面寸法を460mm ×460mm 、長
さを1500mm、大気通路10の径を300mm 、板状体11の捩り
角を360 度とし、定在波法によって減音量を測定した。
【0020】図7に測定の要領を概略的に示す。雑音発
生器12からの信号を増幅器13で増幅し、スピーカ14で騒
音を発生させる。この騒音は、スピーカ14に接続するダ
クト15、16Aを経由して受音室17に導入され、此処でマ
イクロホン18で騒音を電気信号に変える。この信号は、
周波数別に音量を測定する騒音計19で測定され、レベル
記録器20で記録される。ダクト15、16A及び消音器1と
同一内径、同一長さのダクト16Bを接続した場合の音量
と、ダクト15、16Aを消音器1を介して接続した場合の
音量との差を減音量として求めた。
【0021】結果は図8に示す通りである。同図には、
比較のために、従来の消音器(図14、図15の81)につい
て、同様にして求めた減音量が併記してある。
【0022】図8から次のことが理解できる。 (i).周波数500 Hz以上で減音量が大きく、特に1
KHzでピークを示している。 (ii).比較例(従来例)に対し、実施例ではピークの
周波数1KHzにて減音量が1.26倍、4KHz、8KH
zではそれぞれ1.8 倍、1.64倍を示している。 上記の減音量の増大は、クリーンルームにおける騒音を
明らかに減少させる程度のものである。
【0023】クリーンルームにおける騒音に関する仕様
は、コストとの関係から、一般に65〜70dB(Aスケー
ル)とされている。「Aスケール」とは、人の耳に近い
領域での音量を示すものである。
【0024】従来の消音器81を使用したときの図12のク
リーンルーム56における騒音は、上記仕様の上限である
70dBに近い音量であった。これに対し、本例による消
音器1を使用した場合は、クリーンルーム56における騒
音は65dBの音量に低下している。この5dBの相違
は、人に対する刺激に明瞭な差異を感じさせる程度であ
って、騒音が大幅に減少し、作業環境が著しく改善され
ている。
【0025】図2〜図5の吸音材(グラスウール)4に
は、下記表に示すものが使用できる。この例では、かさ
比重52kg/m3の特別仕様のグラスウールを使用してい
る。
【0026】消音器は全体としてテーパを付することが
できる。図9はこのようにした消音器の図2と同様の断
面図である。なお、図1〜図6と共通する部分には、図
1〜図6の符号に「20」をプラスした符号を付して表わ
してある。
【0027】また、本例では本体2と板状体11とに区分
し、組立てて消音器1としたが板状体を本体と同時に一
体成形したり、本体の長さ方向の板状体22の捩り度合に
応じ1周期またはそれ以下に区切った本体ブロックを作
り長さ方向に連ねても良い。
【0028】消音器21では、大気通路30の径を、大気導
入側で小さく、大気排出側で大きくとっており、板状体
31の両側面31bの半径も大気通路30の径に合うように変
化させている。また、圧力損失が大きくならぬよう、板
状体31の捩り角を、小径の大気導入側で小さく、大径の
大気排出側で大きくなるよう、捩りピッチを次第に変化
させてある。
【0029】このようにすることにより、図12の空間65
の容積が大きくなり、此処での大気の移動が一層静かに
なる。
【0030】前記の各例におけるように、1枚の板状体
によって大気通路を2分割するほか、複数の板状体によ
って大気通路を3つ以上に分割することができる。
【0031】図10、図11は放射状に等間隔に配した3枚
の板状体によって大気通路を3分割した例を示し、図10
は大気導入側から見た側面図(左側面図)、図11は図10
のXI−XI線断面図である。なお、図1〜図6と同じ部分
には同じ符号を付して表わしてあり、他の共通する部分
には図1〜図6の符号に「40」をプラスした符号を付し
て表わしてある。
【0032】この例による消音器41では、大気通路10の
中心軸線CLの周囲に旋回する板状体51A、51B、51C
により、大気通路10を10c、10d、10eに3分割してい
る。各板状体51A、51B、51C間の角度は120 度であ
る。その他は図1〜図6の例と同様である。この例にあ
っては、圧力損失が大きくならぬよう、各板状体の捩り
角を小さくしている。即ち、図1〜図6の板状体の捩り
角は両端間で360 度であるのに対し、これを270 度にし
てある。
【0033】このように圧力損失が大きくならぬように
旋回流を最小限にとどめ消音効率は、図1〜図6と同様
な性能を持たせた。
【0034】上記の例は、軸流ファンを使用した工場の
クリーンルームの騒音防止についての例であるが、その
ほか、ターボ送風機や空調機を使用するビルの事務所や
病院等に本発明を適用して騒音防止を図ることができ
る。
【0035】図13はその一例を示す概略図で、空調器72
と事務室71との間のダクト73に消音器1、21、又は41を
配し、温度制御されかつ消音された空気を吹出し口74か
ら事務室71に供給するようにしている。
【0036】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明の技術的思想に基づいて種々の変形を上記の実施例に
加えることができる。例えば、軸流ファンその他の送風
機を並列に複数設け、これらの前後に消音器アッセンブ
リを設けて良く、板状体の数も適宜の数であって良い。
また、板状体の両主面にガラスクロス等の消音材を貼付
して減音効果を更に高めるようにすることができ、消音
材もガラスウールのほかの適宜の材料を使用することも
できる。
【0037】そのほか、例えば図2の消音器本体2と板
状体11とを吸音性材料で一体成形することもできる。こ
の場合、成形用型の製造や抜型を容易にするため、板状
体の捩り角を180 度とした半分の長さのものを2個製造
し、これらを接続させて一体の消音器とする。
【0038】
【発明の効果】本発明に基づく消音装置は、内壁に吸音
材を配した気体通路部に、気体の流れの全体に回転を与
える気体案内面が設けられているので、気体通路部を通
る音の大部分は、気体案内面に衝突し、これに反射して
吸音材に吸収され、吸音材に接触せずに素通りする音が
少なくなる。その結果、気体は高い減音効率を以て気体
通路部を通ることになり、騒音防止効果が顕著であって
作業その他の環境が著しく改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の消音器の大気導入側から見た側面図で
ある。
【図2】図1のII−II線断面図である。
【図3】同、III −III 線断面図である。
【図4】図2のIV−IV線断面図である。
【図5】同、V−V線断面図である。
【図6】図1〜図5の消音器の分解斜視図である。
【図7】減音量測定の要領を示す概略図である。
【図8】減音量測定の結果を示すグラフである。
【図9】他の実施例の消音器の図2と同様の断面図であ
る。
【図10】更に他の実施例の消音器の図1と同様の側面図
である。
【図11】図10のXI−XI線断面図である。
【図12】クリーンルーム及びその周辺、即ち、空気調和
設備システムの概略配置図である。
【図13】空調機と事務室との間の概略配管図である。
【図14】従来の消音器の斜視図である。
【図15】図14のXV−XV線断面図である。
【符号の説明】
1、21、41 消音器 2、22 消音器本体 4、24 グラスウール 5、25 ガラスクロス 6、26 ポリエチレンネット 10、30 大気通路 10a、10b、10c、10d、10e、 30a、30b 大気通路の分割
された部分 11、31、51A、51B、51C 板状体 11a、31a、51Aa、51Ba、51Ca 板状体の主面
(案内面) 11b、31b、51Ab、51Bb、51Cb 板状体の側面 56 クリーンルーム 61、63 消音器アッセンブリ 62 軸流ファン 65 クリーンルーム上流側の空間 71 事務室 72 空調機

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 気体送風装置、消音装置及び作業領域を
    備えた空気調和設備システムであって、 前記消音装置が、 気体の入口と出口とを有し、内壁に吸音材を配した略筒
    状の気体通路部と、 この気体通路部の前記入口から入る気体に対し、その流
    れ全体に回転を与え、前記出口に向かわせる気体案内面
    とを有し、 この気体案内面が、前記入口より入る気体を前記気体通
    路部の中心軸線の回りを回転させつつ前記出口に導くよ
    うに配置された消音装置である空気調和設備システム。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の空気調和設備システム
    に使用される消音装置であって、 気体の入口と出口とを有し、内壁に吸音材を配した略筒
    状の気体通路部と、 この気体通路部の前記入口から入る気体に対し、その流
    れの全体に回転を与え、前記出口に向かわせる気体案内
    面とを有し、 この気体案内面が、前記入口より入る気体を前記気体通
    路部の中心軸線の回りを回転させつつ前記出口に導くよ
    うに配置されて構成された消音装置。
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