(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁の換気孔に取付けられる換気装置において、羽根車と、モータと、フレームとを備え、前記羽根車は前記モータの回転軸に接続され、前記フレームは前記羽根車と前記モータを内包して、前記フレームは円筒部とベルマウスとフランジ部とを備え、前記円筒部は前記ベルマウスに接続され、前記フランジ部は前記ベルマウスの開口の外周に半径方向に張り出して形成され、前記ベルマウスと前記フランジ部と前記壁とから形成された空洞部に連通する連通孔を前記ベルマウスに少なくともひとつ設けた換気装置であって、前記円筒部の外周と換気孔との間を塞ぐ気密リングを設け、前記連通孔と空洞部が共鳴消音空間を形成している換気装置。
【請求項２】
前記連通孔を、環状に複数設けた請求項１に記載の換気装置。
【請求項３】
前記連通孔を略等間隔に設けた請求項２に記載の換気装置。
【請求項４】
前記ベルマウスの中心軸と前記連通孔の開口の法線とが略直交する請求項１から３のいずれか１項に記載の換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は家屋の壁に備わる換気孔に設置され、室内の汚れた空気を室外へと排気するのに利用される換気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の換気装置は、換気孔の中に挿入するだけの設置の容易性や高気密住宅の普及に伴う換気の重要性の高まりに伴って設置が増加しており、特に居室への設置では運転時の騒音を抑えることが求められている。その手段として共鳴消音空間を利用した音響エネルギーの吸収による騒音低減を可能としたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、その騒音低減手段について、図４に示す特許文献１に記載の送風装置を用いて説明する。
【０００４】
図３に示すように、送風装置１０１は、羽根車１０２と、モータ１０３と、ベルマウス１０４とを備え、羽根車１０２はモータ１０３の回転軸に接続され、ベルマウス１０４は羽根車１０２の周囲を囲繞し、ベルマウス１０４は内部に空洞部１０５を形成し、羽根車１０２に対向するベルマウス１０４の面に、空洞部１０５に連通する連通孔１０６を備える。このような構成によれば、空洞部１０５と連通孔１０６における共鳴により、羽根車１０２とベルマウス１０３との間で生じる騒音の音響エネルギーを吸収し、騒音を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３７１９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来の送風装置に用いられる共鳴消音の手段では、共鳴消音のための空洞部を形成するための部材を追加する必要があるため、製造コストが増加するという課題を有していた。
【０００７】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、共鳴消音空間を形成するために部材を追加する必要がなく、低コストでの製造が可能な換気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、この目的を達成するために、本発明は、壁の換気孔に取付けられる換気装置であって、ベルマウスとフランジ部と壁とから形成された空洞部に連通する連通孔をベルマウスに少なくともひとつ備えたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、壁の換気孔に取付けられる換気装置であって、ベルマウスとフランジ部と壁とから形成された空洞部に連通する連通孔をベルマウスに少なくともひとつ備えた構成にしたことにより、従来のように共鳴消音空間を形成するための部材の追加が必要なく、低コストでの製造が可能であるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１の換気装置の側断面を示す構成図
【図２】本発明の実施の形態１の換気装置の正面を示す構成図
【図３】本発明の実施の形態１のベルマウス部分を拡大した構成図
【図４】本発明の実施の形態１の連通孔の詳細を示す構成図
【図５】従来の送風装置の側断面を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の請求項１記載の換気装置は、壁の換気孔に取付けられる換気装置において、羽根車と、モータと、フレームとを備え、前記羽根車は前記モータの回転軸に接続され、前記フレームは前記羽根車と前記モータを内包して、前記フレームは円筒部とベルマウスとフランジ部とを備え、前記円筒部は前記ベルマウスに接続され、前記フランジ部は前記ベルマウスの開口の外周に半径方向に張り出して形成され、前記ベルマウスと前記フランジ部と前記壁とから形成された空洞部に連通する連通孔を前記ベルマウスに少なくともひとつ設けた換気装置であって、前記円筒部の外周と換気孔との間を塞ぐ気密リングを設け、前記連通孔と空洞部が共鳴消音空間を形成しているという構成を有する。これにより、従来のように共鳴消音空間のための部材を追加する必要がなく、低コストでの製造が可能であるという効果を奏する。
【００１２】
また、前記連通孔を環状に複数備えた構成にしても良い。これにより、前記ベルマウスから全周に出てくる騒音を前記連通孔と前記空洞部により共鳴消音が可能であるという効果を奏する。
【００１３】
また、前記ベルマウスに備わる複数個の前記連通孔を略等間隔に備えた構成にしても良い。これにより、前記連通孔の間にかかる負荷を均等に分散させ、前記フレームの強度低下を抑えるという効果を奏する。
【００１４】
また、前記ベルマウスの中心軸と前記連通孔の開口の法線とがなす角を直角にしてもよい。これにより、共鳴周波数の騒音を前記空洞部へ導きやすく、消音の効果を高めるという効果を奏する。
【００１５】
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。
【００１６】
（実施の形態１）
図１および図２に示すように、壁８の換気孔９（例えばφ１００ｍｍ）に取付けられる換気装置１は、羽根車２（例えばφ８５ｍｍ×３８ｍｍ）と、モータ３と、フレーム４と、気密リング１２とを備えており、羽根車２はモータ３の回転軸に接続され、フレーム４は羽根車２を内包し、フレーム４は円筒部５（例えばφ９１ｍｍ×４０ｍｍ）とベルマウス６（例えばＲ＝１０ｍｍ）と略方形状のフランジ部７（例えば１６０ｍｍ×１６０ｍｍ×１５ｍｍ）とを備えている。
【００１７】
円筒部５はベルマウス６に接続され、フランジ部７はベルマウス６の開口の外周に半径方向に張り出して形成され、円筒部５と換気孔９との間の空間を塞ぐように例えばゴム製の気密リング１２を設け、図２に示すように、ベルマウス６とフランジ部７と壁８とから形成された空洞部１０に連通する連通孔１１（例えば、３ｍｍ×３０ｍｍのスリット状）をベルマウス６に対して６つ環状かつ等ピッチにして、かつベルマウス６の中心線１３と連通孔１１の開口の法線１４とがなす角を直角として備えた構成となっている。
【００１８】
本願は、上記構成において、空洞部１０の空間に着目し、発明に至ったものであり、今まで利用されていなかった、ベルマウス６とフランジ部７と壁８とから形成された空間を共鳴消音空間として利用することを特徴としている。
【００１９】
最初に共鳴消音の原理について図３および図４を用いて説明する。
【００２０】
ベルマウス６より放射される騒音に対して、その一部は連通孔１１から共鳴空間として機能する空洞部１０へ入射する。入射した騒音の音波のうち、空洞部１０と連通孔１１の容積や形状によって特定される騒音の音波は、空洞部１０内の壁面への反射を繰り返すことによりそのエネルギーが減衰し、空洞部１０のなかで気柱共鳴や、連通孔１１と空洞部１０がヘルムホルツ共鳴器の働きをするなどして消音される。
【００２１】
ここで共鳴周波数ｆは音速ｃ、連通孔１１の数ｎ、連通孔１１の面積Ｓ、空洞部１０の体積Ｖ、連通孔１１の長さＬより、ｆ＝ｃ／２π×｛（ｎ×Ｓ）／（Ｖ×Ｌ）｝1/2となる。
【００２２】
例えば、実施の形態１に示す換気装置１の場合、その寸法と形状からｎ＝６、Ｓ＝１０５ｍｍ2、Ｖ＝７．２×１０＾4、Ｌ＝２．９ｍｍであり、空気の温度を１５℃とすればｃ＝３４０ｍ／ｓとなることから、共鳴周波数ｆは上式より、およそ１．３ｋＨｚとなる。つまり、１．３ｋＨｚの騒音に対して消音の効果がもっとも高く、換気装置１のベルマウス６から出てくる騒音について周波数分析を行い、１．３ｋＨｚ付近に目立ったピークなどがあれば、実施の形態１に示す形状を選択することによって、大幅な騒音の低減が可能となる。
【００２３】
また、上式から明らかなように、連通孔１１の形状を変えることで共鳴周波数を変えることが可能であり、これにより高い周波数から低い周波数までの広い範囲で減衰させたい周波数を調整することができる。
【００２４】
次に本願の特徴である、上記構成の作用について説明する。
【００２５】
通常の換気装置では、風を送るために羽根車２を回転させたときに発生する乱流騒音や、風が換気孔９を通過する際に発生する共鳴騒音がベルマウス６から全周に出てくるが、上記構成によれば、騒音の一部は連通孔１１から空洞部１０へ騒音の音波が入射し、上述した共鳴消音の原理により音響エネルギーを吸収することで騒音低減が可能である。
【００２６】
そして、本願の特徴として壁８と、ベルマウス６と、フランジ部７とから共鳴消音空間を形成することにより、新規に部材を追加することなく、共鳴消音を利用した換気装置１を低コストで製造することができる。
【００２７】
なお、減衰させたい周波数に対して、連通孔１１の数や大きさを上述した式に当てはまるようにすればベルマウス６に単一で設けても、分割して複数設けてもよいが、騒音はベルマウス６の全周から発生するため、連通孔１１はベルマウス６に対して環状に等間隔に複数設けたほうが好ましい。
【００２８】
なお、本実施の形態では連通孔１１をスリット形状としたが、減衰させたい騒音の周波数に対して共鳴周波数ｆが上式を満たせば、連通孔１１の形状が例えば丸孔であっても、同等の効果を得ることができ、孔加工の工数等、加工費を考慮して孔形状を決定すればよい。
【００２９】
なお、実施の形態１のように連通孔１１の開口の法線１４とベルマウス６の中心線１３とがなす角を直角とせず斜めに連通孔１１を設けた場合、実施の形態１には劣るものの消音の効果を得ることは可能と考えられる。
【００３０】
なお、フランジ部７と壁８に隙間がある場合、空洞部１０の共鳴消音空間を形成できず、消音効果が得られない可能性があるため、ネジなどでフランジ部７を壁８にしっかりと固定するか、隙間をパッキンやシーリング剤等で埋める必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明にかかる換気装置は、騒音低減のための共鳴消音空間を、従来のように共鳴消音空間を形成するために部材を追加する必要がなく、低コストでの製造が可能となったものであり、家屋の壁に備わる室内と室外を連通する穴に設置され、室内の汚れた空気を室外へと排気するパイプ羽根車等として有用である。
【符号の説明】
【００３２】
１    換気装置
２    羽根車
３    モータ
４    フレーム
５    円筒部
６    ベルマウス
７    フランジ部
８    壁
９    換気孔
１０  空洞部
１１  連通孔
１２  気密リング
１３  中心線
１４  法線
ｆ    共鳴周波数
ｃ    音速
ｎ    連通孔１１の数
Ｓ    連通孔１１の面積
Ｖ    空洞部１０の体積
Ｌ    連通孔１１の長さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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