(57)【要約】【課題】小型で送風性能の悪化を伴うことなく、低周波数帯の吸音特性を向上させることができる送風装置を提供する。【解決手段】吸込口５と吐出口６とを有する箱体３と、箱体３の内部に収容された遠心送風機と、箱体３の内部に形成されて吸込口５と遠心送風機の吸気口７とを接続する吸気風路１８とを備え、遠心送風機によって吸込口５から空気を吸い込み遠心送風機の排気口に連なる吐出口６から吹き出す空気流を発生させる送風装置において、吸気風路１８に消音手段１１を設け、消音手段１１は、吸気風路１８の上流に対し吸気口７を挟んだ位置における吸気口縁部を基点とし、この基点から延出して吸気風路１８を塞ぐように配置する。【選択図】図２
2015148167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込口と吐出口とを有する箱体と、
前記箱体の内部に収容された遠心送風機と、
前記箱体の内部に形成されて前記吸込口と前記遠心送風機の吸気口とを接続する吸気風路とを備え、
前記遠心送風機によって前記吸込口から空気を吸い込み前記遠心送風機の排気口に連なる前記吐出口から吹き出す空気流を発生させる送風装置において、
前記吸気風路に消音手段を設け、
前記消音手段は、前記吸気風路の上流に対し前記吸気口を挟んだ位置における吸気口縁部を基点とし、この基点から延出して前記吸気風路を塞ぐように配置されていることを特徴とする送風装置。
【請求項２】
前記消音手段を挟んで前記吸気口の反対側に空気層があることを特徴とする請求項１記載の送風装置。
【請求項３】
前記消音手段は、前記吸気口側に傾斜して配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の送風装置。
【請求項４】
前記消音手段は、前記遠心送風機の回転軸方向から見て前記吸気口の少なくとも一部を覆うように配置されていることを特徴とする請求項３記載の送風装置。
【請求項５】
前記消音手段は、前記遠心送風機の回転軸方向から見て前記吸気口の全体を覆うように配置されていることを特徴とする請求項４記載の送風装置。
【請求項６】
前記消音手段は、多孔質材料で構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の送風装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心式送風機を箱体内に組込んだ送風装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
天井裏の空間等に設置される換気装置として、遠心式送風機を装備した送風装置を用いることがある。このような送風装置は、一般に、遠心式ファンとこれを駆動するモーターとを有している。そして、ファンケーシング（スクロールケーシング）の対向する２側面、すなわちモーター側と反モーター側の双方に吸込口を持つ両吸込型の遠心式送風機を、箱体内に組込んだ構造を有している。このような送風装置における騒音源は、一般的には駆動部であるモーターと羽根車であり、吸音部材の装着等によって、これらの騒音の低減を図る工夫がなされてきた。
【０００３】
すなわち、モーターにより回転駆動される羽根車をスクロールケーシングの中に備え、全体を外側ケーシングの中に納めた遠心式送風機において、騒音を低減させる工夫として、スクロールケーシングの吸込側にスクロールケーシング貼付吸音材を取付けている。また、外側ケーシングの内面には、吸音材を内貼りして流路壁貼付吸音材を形成させている。なお、吸音材としては、グラスウールなどの多孔質吸音性材料が一般的に用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、箱体状の本体の内部に、遠心送風機の上流側と下流側の境界を仕切る仕切り板によって、本体吸込口と遠心送風機の吸込口とを接続する吸気風路を形成し、吸気風路内に、遮音壁によって密閉空洞部を形成するとともに、遮音壁に、密閉空洞部と吸気風路とを連通させる隙間を設け、これら遮音壁と密閉空洞部と隙間とによって共鳴器型吸音構造を形成したものがある。この場合、遠心送風機から発生した音は、一部が隙間から密閉空洞部に入射し共鳴吸収されるので、騒音を抑制することができる（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−０５０１９９号公報（図１）
【特許文献２】特許第４６８７０９９号公報（図１〜図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、多孔質吸音性材料を使用した多孔質型吸音構造においては、高周波数帯の吸音に効果的であるが、低周波数帯（５００〜１０００Ｈｚ）の吸音特性は低い傾向を示す。低周波数帯の吸音特性を向上させるには、吸音材料を厚くする必要がある。しかし、特許文献１に示されているように外側ケーシングの内面に吸音材を内貼りして流路壁貼付吸音材を形成しているものにあっては、吸音材料を厚くするのに伴い、流路断面積が狭まり、流路抵抗が増大し、圧力損失が大きくなって、送風性能が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
また、送風性能の低下を防ぐために、外側ケーシングを、吸音材料や背後の空気層を厚くするのに倣うように増大させた場合は、遠心式送風機が大型化してしまうという新たな問題が発生する。
【０００８】
また、吸気風路内に、遮音壁と密閉空洞部と隙間とによって共鳴器型吸音構造を形成し、遠心送風機から発生した音を、隙間から密閉空洞部に入射させて共鳴吸収する特許文献２のものにあっては、低周波数帯の吸音特性を向上させることができる。しかしながら、共鳴器型吸音構造では、共鳴する特定の周波数のみしか吸音できないという問題があった。
【０００９】
すなわち、従来技術において低周波数帯の吸音特性を向上させるためには、送風性能の低下または送風機の大型化を許容する必要があった。
【００１０】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、小型で送風性能の悪化を伴うことなく、低周波数帯の吸音特性を向上させることができる送風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】
【００１１】
本発明に係る送風装置は、吸込口と吐出口とを有する箱体と、箱体の内部に収容された遠心送風機と、箱体の内部に形成されて吸込口と遠心送風機の吸気口とを接続する吸気風路とを備え、遠心送風機によって吸込口から空気を吸い込み遠心送風機の排気口に連なる吐出口から吹き出す空気流を発生させる送風装置において、吸気風路に消音手段を設け、消音手段は、吸気風路の上流に対し吸気口を挟んだ位置における吸気口縁部を基点とし、この基点から延出して吸気風路を塞ぐように配置されているものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る送風装置においては、消音手段を、吸気風路の上流に対し吸気口を挟んだ位置における吸気口縁部を基点とし、この基点から延出して吸気風路を塞ぐように配置しているので、流路断面積を狭めることなく、吸音材料を厚くすることができ、低周波数帯の吸音特性の向上を図ることができる。このため、従来、箱体の内面に内貼りして形成していた流路壁貼付吸音材を不要にでき、これによって流路断面積が広がり、送風機を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態１に係る送風装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ方向から見た断面図である。
【図３】比較例の送風装置の断面図である。
【図４】本発明の実施形態２に係る送風装置の断面図であり、図２相当図である。
【図５】本発明の実施形態２に係る送風装置の実使用作動点における流路内据付吸音材の各設置位置ａ，ｂ，ｃ毎のファン効率を示すグラフである。
【図６】本発明の実施形態３に係る送風装置の断面図であり、図２相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る送風装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００１５】
実施形態１．
図１は本発明の実施形態１に係る送風装置の外観を示す斜視図である。図２は図１のＡ方向から見た断面図である。図３は比較例の送風装置の断面図である。
本発明の実施形態１に係る送風装置は、例えば建物の天井裏の空間に設置されて、天井裏に設けられたダクトを、図１および図２に示すダクト接続部品９に取り付け、室内の空気を吸込み、室外へ排気して、換気を行うものである。
【００１６】
構造としては、箱体である外側ケーシング３の内部に、遠心送風機のスクロールケーシング２が収納されており、スクロールケーシング２の中に遠心送風機の羽根車４とモーター１の一部とが設置されている。この羽根車４がモーター１によって駆動されることで、図２中に矢印で示す作動流体流れ２０のように、吸込口５から空気が流入し、スクロールケーシング貼付吸音材１０の手前で空気の流れが２方向に分岐され、それぞれ遠心送風機のファン側吸気口７とモーター側吸気口８とから羽根車４に吸い込まれ、スクロールケーシング２の排気口１７を介して、吐出口６から吹き出される。スクロールケーシング貼付吸音材１０は、外側ケーシング３の中で、羽根車４から発生され、吸込口５側に伝播していく音の吸音を目的として設置されたものである。また、スクロールケーシング貼付吸音材１０は、作動流体流れ２０を２分割し、これにより流路が長くなるようにして、騒音の低減効果を大きくする機能も持っている。
【００１７】
また、外側ケーシング３の内部には、吸込口５と、遠心送風機の吸気口であるファン側吸気口７およびモーター側吸気口８とを接続する吸気風路１８が形成され、吸気風路１８の内部に、消音手段である流路内据付吸音材１１が設けられている。流路内据付吸音材１１は、外側ケーシング３の中で、羽根車４から発生され、吸込口５側に伝播していく音の吸音を目的として設置されたものである。
【００１８】
これを更に詳述すると、流路内据付吸音材１１は、例えばグラスウールなどの吸音性材料（多孔質材料）で構成された直方体のブロックで成り、吸気風路１８の上流に対しファン側吸気口７を挟んだ位置における吸気口縁部を基点として、外側ケーシング３へ向け垂直に延出して吸気風路１８を塞ぐように配置されている。
【００１９】
流路内据付吸音材１１を前記のように配置することで、流路内据付吸音材１１の背面（流路内据付吸音材１１を挟んでファン側吸気口７の反対側）には、流路内据付吸音材１１と外側ケーシング３等で囲われた空気層１６が形成される。吸気風路１８を伝播する音は、流路内据付吸音材１１を通過するとき、その音のエネルギーの一部が流路内据付吸音材１１によって熱エネルギーに変わることで減衰される。更に流路内据付吸音材１１を通過した音は、空気層１６の中を伝播し、外側ケーシング（箱体）３の壁面に入射すると、外側ケーシング（箱体）３の壁面で反射される。この反射波は、外側ケーシング（箱体）３の壁面では音圧が高く粒子速度はゼロに近くなり、入射した音の１／４波長離れた位置では、音圧がゼロで粒子速度が最大となる。そのため、外側ケーシング３の壁面より１／４波長離れた位置、つまり反射波の粒子速度が最大となる位置に、流路内据付吸音材１１を配置することで、流路内据付吸音材１１の厚みが１／４波長なくても、効果的に流路内据付吸音材１１で吸音させることができる。そして、流路内据付吸音材１１が薄くても効果的に流路内据付吸音材１１を厚くしたものと同様に低周波数帯の音を吸音することができる。
この時、流路内据付吸音材１１の配置によって効果的に吸音可能となる周波数Ｆは下記（１）式で定義される。この周波数Ｆは、空気層１６の厚みＢを調整することで設定できる。また、１／４波長の奇数倍においても反射波の粒子速度は最大となるため、流路内据付吸音材１１の位置に１／４波長の奇数倍が位置する周波数も、同様に効果的に吸音することができる。
このため、吸音材の背面に空気層がない図３の比較例のもの、つまり外側ケーシング３の内面に吸音材を内貼りして流路壁貼付吸音材１２を形成させているものと比較して、低周波数帯（５００〜１０００Ｈｚ）の吸音特性が向上する。
【００２０】
【数１】
2015148167.tif 000003
（ｎ＝１,２,３,４・・・・）
【００２１】
ここで、Ｆは効果的に吸音可能な周波数、Ｃは音速、Ｂは背面の空気層の厚み、Ｗは吸音材の厚みを示す。つまり、本発明を実施することで、比較例（従来装置に相当）では吸音できなかった低周波数（５００〜１０００Ｈｚ）の卓越音を吸音することが可能となり、下記（２）式で定義される吸音能力（吸音材単位体積当たりの騒音の減音量）が向上する。
【００２２】
【数２】
2015148167.tif 000004
【００２３】
ここで、Ｅは吸音能力、ＮＲは騒音の減音量、Ｇは吸音材使用量を示す。
本実施形態での実使用吸音能力は、図３に示す比較例（従来装置に相当）と比較して約３倍に向上した。そのため、騒音値を比較例（従来装置に相当）と同等に保てば、吸音材の使用量を減らすことができる。
【００２４】
図２の流路内据付吸音材１１は、図３の比較例（従来装置に相当）の流路壁貼付吸音材１２の代替として使用している。このため、本実施形態の送風装置の流路寸法Ｌは、比較例の流路寸法Ｌよりも流路壁貼付吸音材１２の厚みＷ分だけ大きくなっている。この効果によって、流路断面積が広がり、空気の流れが曲げられるときの曲率を大きく取れるので、流路抵抗を小さくでき、送風性能の向上を図ることができる。
【００２５】
また、流路断面積を比較例（従来装置に相当）と同等に保てば、流路壁貼付吸音材１２の厚みＷ分だけ製品を小型化することもできる。つまり、従来は通風する流路の途中に吸音材を配置していたため、吸音材の分だけ風路が狭くなっていた。これに対して、本実施形態の送風装置では、通風する流路において遠心送風機のファン側吸気口７よりも後ろに流路内据付吸音材１１を配置しているので、風路に臨みながらも風がほとんど流れない位置に吸音材を配置することができる。その結果、風路を狭くして圧力損失を生じさせることもなく、吸音できるとともに、風路の縦断面全体に吸音材を配置することもできるため、従来よりも吸音性能を大幅に向上させることができる。なお、流路内据付吸音材１１は、吸気風路１８の上流に対しモーター側吸気口８を挟んだ位置における吸気口縁部を基点として、外側ケーシング３へ向け垂直に延出して吸気風路１８を塞ぐように配置してもよいものであり、その場合にも前述のような作用、効果を奏する。
【００２６】
実施形態２．
図４は本発明の実施形態２に係る送風装置の断面図であり、図２相当図である。図中、前述の実施形態１に相当する部分には同一符号を付してある。
本発明の実施形態２に係る送風装置は、図４に示すように、消音手段である流路内据付吸音材１３が、遠心送風機のファン側吸気口７側に傾斜し、遠心送風機の回転軸方向から見てファン側吸気口７の一部を覆うように配置されて、吸気風路１８を塞ぐようにしたものである。それ以外の構成は、前述の実施形態１のものと同様である。
【００２７】
本発明の実施形態２に係る送風装置においては、消音手段である流路内据付吸音材１３が、遠心送風機のファン側吸気口７側に傾斜し、遠心送風機の回転軸方向から見てファン側吸気口７の一部を覆うように配置されて、吸気風路１８を塞ぐようにしているので、流路内据付吸音材１３の背面に形成される空気層１６の厚みを、図４のように寸法Ｘだけ大きくすることができる。このため、前述の実施形態１よりも、さらに低周波数帯の吸音特性を向上させることができる。これは、空気層１６の厚みＢだけでは、不十分なほど低周波数の卓越音が生じた際に、有効である。
また、流路内据付吸音材１３を遠心送風機のファン側吸気口７側に傾斜して配置させているので、空気層１６の厚みがＢからＢ＋Ｘの範囲にわたって分布し、ＢからＢ＋Ｘの範囲にわたって流路内据付吸音材１３も分布する。したがって、流路内据付吸音材１３の分布範囲がＢからＢ＋Ｘの範囲に広がるので、流路内据付吸音材１３の位置に１／４波長の奇数倍が位置する周波数は増えることになり、効果的に広範囲の周波数を吸音することができる。
【００２８】
次に、流路内据付吸音材１３を配置する際に、吸気風路１８の上流に対しファン側吸気口７を挟んだ位置における吸気口縁部を基点として、そこから外側ケーシング３のどの位置までであれば、流路抵抗を増大させることなく、吸音材を延ばすことが可能か、その位置と送風性能の関係について詳細に説明する。図４に示すように、吸音材の基点から吸音材の先端が外側ケーシング３に当接する位置までの外側ケーシング３に沿う寸法であるＸ寸法を変化させる。つまり、吸音材の先端が外側ケーシング３に当接する位置をａ軸上、ｂ軸上、ｃ軸上と変化させる実験を行った。ここで、ａ軸、ｂ軸、ｃ軸の各位置は、ａ軸がモーター中心軸の位置、ｂ軸がファン側吸気口７の上流側縁部の位置、ｃ軸がスクロールケーシング貼付吸音材１０の前面の位置を示している。送風装置の実使用作動点における流路内据付吸音材１３の各設置位置ａ，ｂ，ｃ毎のファン効率と、比較のための実施形態１の場合のファン効率とを図５に示す。
【００２９】
図５は本発明の実施形態２に係る送風装置の実使用作動点における流路内据付吸音材１３の各設置位置ａ，ｂ，ｃ毎のファン効率を示すグラフである。
図５から分かるように、Ｘ寸法がａ軸上またはｂ軸上まで延ばされても、実施形態１のファン効率との比較から、流路抵抗が生じていない。流路内据付吸音材１３の延ばし位置が図５に示すｂ軸、つまり流路内据付吸音材１３にて遠心送風機の回転軸方向から見てファン側吸気口７の全体を覆うことができるファン側吸気口７の上流側縁部の位置までであれば、流路抵抗を増大させることなく、吸音材を延ばすことが可能である。その結果、風路を狭くして圧力損失を生じさせることもなく、吸音できるとともに、従来よりも吸音性能を大幅に向上させることができる。
【００３０】
実施形態３．
図６は本発明の実施形態３に係る送風装置の断面図であり、図２相当図である。図中、前述の実施形態１に相当する部分には同一符号を付してある。なお、説明にあたっては前述の図２を参照するものとする。
本発明の実施形態３に係る送風装置は、図６に示すように、流路内据付吸音材１４の厚みを、前述の実施形態１で説明した図２における吸音材の厚みＷと背面の空気層の厚みＢとを足し合わせた厚みとしたものである。それ以外の構成は、前述の実施形態１のものと同様である。
【００３１】
本発明の実施形態３に係る送風装置においては、流路内据付吸音材１４の厚みを、図２における吸音材の厚みＷと背面の空気層の厚みＢとを足し合わせた厚みとしているので、吸音材の背面に空気層を設けるよりも、減音量が大きくなり、さらに騒音の低減を図ることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  モーター、２  スクロールケーシング、３  外側ケーシング（箱体）、４  羽根車、５  吸込口、６  吐出口、７  ファン側吸気口（吸気口）、８  モーター側吸気口（吸気口）、９  ダクト接続部品、１０  スクロールケーシング貼付吸音材、１１，１３，１４  流路内据付吸音材（消音手段）、１２  流路壁貼付吸音材、１６  空気層、１７  排気口、１８  吸気風路、２０  作動流体流れ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2015148167.tif 000008
【図５】
2015148167.tif 000009
【図６】
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