(57)【要約】【課題】能動消音装置を送風機へ適用するには圧力損失を上昇させないように風路の口径を十分に大きくする必要があるが、送風機の騒音の主体となる周波数が高い場合、風路の分割数を多くする必要があり、構造が複雑になるという課題がある。【解決手段】送風部８の吸込口３に能動消音装置１を配置した送風機２で、能動消音装置１の内部が複数の小風路９に区画され、小風路９それぞれに音波を検知するマイクロホンと音波を放出するスピーカを備え、少なくともひとつの小風路９の口径が他の小風路９の口径より小さい構成にすることにより、能動消音装置１の風路の分割数が少なく、圧力損失の上昇を抑制し、高周波数の騒音を消音することができる送風機を提供できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が複数の小風路に区画され、前記小風路それぞれに音波を検知するマイクロホンと音波を放出するスピーカを備えたダクト状の能動消音装置で、少なくともひとつの前記小風路の口径が他の前記小風路の口径より小さいことを特徴とする能動消音装置。
【請求項２】
空気を吸込む吸込口と空気を排気する吐出口を備えるスクロール状のケーシングと遠心羽根車とモータを備えた送風部を備え、前記ケーシングの前記吸込口に請求項１記載の能動消音装置を配置した送風機で、前記能動消音装置の前記ケーシングの舌部に対向する前記小風路の口径が他の風路の口径より小さいことを特徴とする送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に住宅やビルなどでの換気空調のために用いられる送風機で、運転時に発生する騒音を消音するための能動消音装置を備えた送風機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、住宅やオフィスビルなどに換気空調のために設置される送風機は運転時に発生する騒音を低下することが求められている。このような課題を解決する手段の一つとして、換気扇内に能動消音装置を搭載するという方法が挙げられる。
【０００３】
従来、ダクト用能動消音ユニットとしては、図３の断面図に示すように、ダクト１０１の内部に上流側から適宜間隔をそれぞれ設けて順次付設された内部原音のリファレンスマイク１０２、消音用スピーカ１０３、エラーマイク１０４と、それらとそれぞれ接続された演算制御器１０５とから構成されるものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
この種の装置において、ダクト１０１内を気流１０６とともに伝搬する発生音は、リファレンスマイク１０２で周波数等が検出され、演算制御器１０５で上記原音と逆位相の信号が作成され、それが消音用スピーカ１０３からダクト１０１内に放出され上記原音をキャンセル消音し、エラーマイク１０４が内部音をモニターし、演算制御器１０５でエラーマイク１０４の出力が零になるように消音用スピーカ１０３を自動的に調整している。
【０００５】
このような能動消音ユニットは、一次元音場において伝播する騒音を消音するものであり、送風路を伝播する騒音においては、平面波で伝播する周波数までの制御が可能である。
【０００６】
しかしながら、平面波で伝播する周波数はダクト口径によって変化し、ダクト口径が大きい場合には平面波になる上限周波数が低くなる。消音したい周波数が上限周波数より高い場合、騒音は一次元音場と仮定できなくなり消音することができない。
【０００７】
このため、大口径の通風路用の能動消音ユニットとして、消音用通風路を分割して、口径の小さいダクト（小口径ダクト）の組み合わせとし、各小口径ダクトにおいて平面波で伝播する騒音の上限周波数を高周波化して制御するものが知られている（例えば特許文献２参照）。
【０００８】
以下、その能動消音ユニットについて図４を参照しながら説明する。
【０００９】
図４に示すように、大口径ダクトを同口径の小口径ダクト２０１、２０２、２０３、２０４に分割し、各口径ダクトの同じ位置にスピーカ１０３が設置されている。また、小口径ダクト２０１に、スピーカ１０３の設置位置より上流側にリファレンスマイク１０２、下流側にエラーマイク１０４を設置する。そして、リファレンスマイク１０２、エラーマイク１０４で検出される騒音信号は演算制御器１０５に入力され、演算制御器１０５はこれらの騒音信号に基づいてスピーカ１０３に出力する駆動信号を生成し、各小口径ダクトに設置したスピーカ１０３にこの駆動信号を出力し、同一の打ち消し音によって各小口径ダクトを伝播する騒音を消音する。このとき、大口径ダクトを小口径ダクトに分割しているため、平面波で伝播する周波数の上限を高くし、高周波数まで消音することができる。
【００１０】
なお、図４において、図３に示す構成要素と同じ又は同様の構成要素は同一の参照符号によって指示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】実開平５−１１１９８号公報
【特許文献２】特開平９−１６０５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記特許文献２に記載の能動消音装置の送風機への適用を考えた場合、能動消音装置の圧力損失を上昇させないように風路の口径を十分に大きくする必要がある。しかし、送風機の騒音の主体となる周波数が高い場合、その騒音を消音するには風路の分割数を多くする必要があり、構造が複雑になるという課題がある。
【００１３】
そこで本発明は、上記課題を解決するものであり、風路の分割数が少なく、風路の圧力損失の上昇を抑制し、高周波数の騒音を消音することができる能動消音装置とそれを用いた送風機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】
【００１４】
そして、本発明は上記目的を達成するために、内部が複数の小風路に区画され、小風路それぞれに音波を検知するマイクロホンと音波を放出するスピーカを備えたダクト状の能動消音装置で、少なくともひとつの小風路の口径が他の小風路の口径より小さいことを特徴とする能動消音装置とするものであり、これによって所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、風路の分割数が少なく、風路の圧力損失の上昇を抑制し、高周波数の騒音を消音することができる能動消音装置とそれを用いた送風機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１の能動消音装置の側断面図
【図２】本発明の実施の形態１の能動消音装置の平面図
【図３】従来の能動型消音装置を示す断面図
【図４】従来の能動型消音装置を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の請求項１記載の能動消音装置は、内部が複数の小風路に区画され、小風路それぞれに音波を検知するマイクロホンと音波を放出するスピーカを備えたダクト状の能動消音装置で、少なくともひとつの小風路の口径が他の小風路の口径より小さいという構成を有する。
【００１８】
これにより、風路の分割数を多くすることなく、他の小風路より小さい口径の小風路（以下小口径風路と称す）により高周波数の騒音の一部を消音でき、また小口径風路以外の小風路の口径が大きいためダクト状の能動消音装置による圧力損失の上昇を抑制することができることができるという効果を奏する。
【００１９】
また、本発明の請求項２記載の送風機は、空気を吸込む吸込口と空気を排気する吐出口を備えるスクロール状のケーシングと遠心羽根車とモータを備えた送風部を備え、ケーシングの吸込口に請求項１記載の能動消音装置を配置した送風機で、能動消音装置のケーシングの舌部に対向する小風路の口径が他の風路の口径より小さいという構成を有する。
【００２０】
これにより、送風部で発生する騒音のうち、ケーシングの舌部から発生する高周波数の騒音が、高周波数の消音能力が高い小口径風路に伝播しやすくなり、能動消音装置の消音効果を高めることができるという効果を奏する。
【００２１】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、図１、図２を参照しながら説明する。
【００２２】
図１、図２に示すように、本実施の形態の能動消音装置１を用いた送風機２は、空気を吸込む吸込口３と空気を排気する吐出口４を備えるスクロール状のケーシング５と、遠心羽根車６（本実施の形態では直径２００ｍｍ、羽根枚数５０枚とする）と、遠心羽根車６を回転させるモータ７を備えた送風部８を備え、角ダクト状の能動消音装置１が送風部８のケーシング５の吸込口３に一端が対向するように配置されている。
【００２３】
角ダクト状の能動消音装置１は内部が４つの方形の小風路９に区画され、小風路９それぞれに、小風路９内を伝播する騒音を検出するリファレンスマイクロホン１０と、リファレンスマイクロホン１０によって検出された騒音とは逆位相の音を放出するスピーカ１１と、スピーカ１１から放出された音によって減衰した騒音を検出するエラーマイクロホン１２と、これらを接続してコントロールする演算制御器（図示せず）を備える。４つの小風路９のうち３つの小風路９の断面は一辺が１５０ｍｍ、他辺が１２０ｍｍの長方形で、１つの小風路９の断面は一辺が８０ｍｍの正方形であり、他の小風路９より口径が小さい（この小風路を以下小口径風路１３と称す）。能動消音装置１の各小風路９が消音可能な周波数ｆは、小風路９の幅Ｌによってｆ＜音速／（２Ｌ）で決まるため、小口径風路１３が消音可能な周波数の上限は他の小風路９よりも高い。小口径風路１３の上限周波数は、音速を３４５ｍ／ｓとすると２１５６Ｈｚであり、他の小風路９は１１５０Ｈｚである。小口径風路１３はケーシング５の舌部１４に対向する位置になるように配置されている。
【００２４】
上記構成により、送風部８のモータ７により遠心羽根車６を回転させる（本実施の形態では回転数は１０００ｒｐｍ）と、遠心羽根車６の昇圧作用により、能動消音装置１の流入口１５からそれぞれの小風路９に流入した空気がケーシング５の吸込口３から送風部８へと流れ込み、吐出口４から排気される。同時に、送風部８のケーシング５の吸込口３から騒音が放出されるが、その騒音には、風きり音、乱流音、過擦音などの周波数に幅をもつ騒音と、ケーシング５の舌部１４と遠心羽根車６の干渉で発生する干渉音とその高調波によるピーク音がある。ケーシング５の舌部１４と遠心羽根車６の干渉で発生する干渉音の１次周波数は羽根枚数と回転数から決まり、本実施の形態では８３３Ｈｚであり、その２次周波数は倍の１６６７Ｈｚである。それらの騒音は、ダクト状の能動消音装置１のそれぞれの小風路９を伝播し、能動消音装置１の流入口１５から放出される。騒音が各小風路９を通過する際、能動消音装置１の消音効果により騒音が低減される。
【００２５】
このとき、消音可能な周波数の上限が高い小口径風路１３により他の小風路９で消音できない高周波数の騒音の一部を消音することができる。また小口径風路１３以外の小風路９の口径が大きいため、風路の分割数を多くしなくても小風路９の断面積の合計は送風部８が送風する風量に対し十分な面積なっており、圧力損失を上昇させない。
【００２６】
また、ケーシング５の舌部１４と遠心羽根車６の干渉で発生する干渉音の２次周波数は１６６７Ｈｚであるため、能動消音装置１の小口径風路１３でのみ消音できる。ケーシング５の舌部１４に対向する位置に小口径風路１３を配置しているため、ケーシング５の舌部１４から発生する干渉音の２次周波数の騒音が小口径風路１３に伝播しやすくなり、能動消音装置１の消音効果を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明にかかる能動消音装置とそれを用いた送風機は、静音性が求められる家庭もしくは店舗用の排気設備などに有用である。
【符号の説明】
【００２８】
１  能動消音装置
２  送風機
３  吸込口
４  吐出口
５  ケーシング
６  遠心羽根車
７  モータ
８  送風部
９  小風路
１０  リファレンスマイクロホン
１１  スピーカ
１２  エラーマイクロホン
１３  小口径風路
１４  舌部
１５  流入口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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