(57)【要約】【課題】空気調和機において、空気流に伴って発生する騒音を低減し、特に、低周波数帯域でも減音作用があり、かつ、圧力損失が少なく、消費エネルギーも少ない低騒音空気調和機の消音チャンバーを提供する。【解決手段】屈曲した空気通路を形成する空気調和機のチャンバーにおいて、該屈曲した空気通路には円弧状ガイド壁面を設け、空気通路の中間には空気の流れに沿うように屈曲したガイドベーンや、仕切板端部に円柱状のガイド円柱を設け、チャンバー内部の表面は平滑にするとともに前記円弧状ガイド壁面およびガイドベーンは吸音材により形成した低騒音空気調和機の消音チャンバーである。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈曲した空気通路を形成する空気調和機のチャンバーにおいて、該屈曲した空気通路には円弧状ガイド壁面を設け、前記チャンバー内部の表面は平滑にするとともに前記円弧状ガイド壁面は吸音材により形成したことを特徴とする低騒音空気調和機の消音チャンバー。
【請求項２】
屈曲した空気通路を形成する空気調和機のチャンバーにおいて、空気通路の中間には空気の流れに沿うように屈曲したガイドベーンを設け、前記チャンバー内部の表面は平滑にするとともに前記ガイドベーンは吸音材により形成したことを特徴とする低騒音空気調和機の消音チャンバー。
【請求項３】
屈曲した空気通路を形成する空気調和機のチャンバーにおいて、１８０度に反転する空気通路の仕切板端部に円柱状のガイド円柱を設け、前記チャンバー内部の表面は平滑にするとともに前記ガイド円柱の表面は吸音材により形成したことを特徴とする低騒音空気調和機の消音チャンバー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静寂な室内空間を空調するための低騒音空気調和機において、空気流に伴って発生する騒音を低減する消音チャンバーの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機は、設置のスペースの制限から屈曲した空気通路を形成しなければならないが空気の流れによって発生する所謂セルフノイズが発生する。特に、大風量で大きな騒音が発生するものに関しては、消音チャンバーを設けているが低騒音を実現することは難しい。
ところで、病室、音楽ホール、展示ホール、劇場、放送スタジオなどの静寂な室内空間を空調する場合があり、このような室内空間を空調する空気調和機は、小さな騒音も気になることから、低騒音空気調和機を設置して空気の流れによって発生する所謂セルフノイズを低減する試みがなされている。
これらの従来技術としては、例えば、（１）消音チャンバー空気調和機内に吸音材を内張して吸音するものが知られている（特許文献１）。また、（２）空気通路の末端近傍などに、消音器を取り付けて消音したものが知られている（特許文献２）。更に、（３）空気通路にじゃま板（バッフル板）などを設けて、圧力損失を増加させて減音させるものが知られている（特許文献３）。
【０００３】
【特許文献１】
実用新案第２５１８４５３号公報
【特許文献２】
実公平７−３７０６０号公報
【特許文献３】
特公平７−１１３４７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の技術の（１）は、高周波数帯域には大きな減音効果があるが、低周波数帯域ではそれ程減音効果は期待できないという問題点があり、従来の技術の（２）（３）は、圧力損失が大きく消費エネルギーが増加する。さらに（３）は減音効果が得られるものの、じゃま板（バッフル板）などの抵抗部からセルフノイズが発生しやすく、せっかく減音された空気流が再び増音されてしまうといった不都合が生じる。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、空気調和機において、限られた空間内で効率よく減音し、空気流に伴って発生する騒音を低減することにより、全ての周波数帯域での減音作用があり、かつ、圧力損失が少なく、消費エネルギーも小さい低騒音空気調和機の消音チャンバーを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、屈曲した空気通路を形成する空気調和機のチャンバーにおいて、該屈曲した空気通路には円弧状ガイド壁面を設け、前記チャンバー内部の表面は平滑にするとともに前記円弧状ガイド壁面は吸音材により形成したことを特徴とする低騒音空気調和機の消音チャンバーである。
請求項２の発明は、屈曲した空気通路を形成する空気調和機のチャンバーにおいて、空気通路の中間には空気の流れに沿うように屈曲したガイドベーンを設け、前記チャンバー内部の表面は平滑にするとともに前記ガイドベーンは吸音材により形成したことを特徴とする低騒音空気調和機の消音チャンバーである。
請求項３の発明は、屈曲した空気通路を形成する空気調和機のチャンバーにおいて、１８０度に反転した空気通路の仕切板端部に円柱状のガイド円柱を設け、前記チャンバー内部の表面は平滑にするとともに前記ガイド円柱の表面は吸音材により形成したことを特徴とする低騒音空気調和機の消音チャンバーである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の低騒音空気調和機の消音チャンバーは、その減音については以下（１）から（６）の知見に基づいてなされたものである。すなわち、減音させるには、
（１）空気の剥離や渦流の発生を抑制するために、空気流路の隙間やフレーム等の凹凸を無くしてフラットにする。
（２）空気の流れをスムーズにし、渦流の発生を抑制するために、吐出口・給気口および曲がりのコーナー部にガイドベーンを設置する。
（３）空気の二次流れや剥離の抑制、エネルギー分散による衝突音・摩擦音・振動音を抑制し、また、音の経路差を利用して音に位相差を生じさせるために、曲がりの中央部にガイドベーンを設置して空気流を分散させる。
（４）Ｕターン部の仕切板エッジ部に円筒を設置し、エッジ背面での空気流の乱れを減少させる。
（５）上記の（１）乃至（４）を同時に設置することで、相乗的な減音効果が得られる。
（６）フラットにする部材、ガイドベーンおよび円筒の表面は吸音材とし、吸音効果を増大させる。
【０００８】
以下、本発明の低騒音空気調和機の消音チャンバーの好適な実施例を図面に沿って説明する。
図１は、空気調和機１の全体における本発明の実施例の消音チャンバーの対象する箇所を示すもので、消音チャンバーは機体内で上下・前後・左右の面をパネル１ａ〜１ｄ（１ｅ，１ｆは図４）で覆われている。そして、空気調和機１は室内からの空気は還気口１１から導入され、エアフィルター（ＡＦ）１２、コイル１３、送風ファンモーターユニット１４を通過し、空調された空気は送風ファンモーターユニット１４のファン吐出開口１４１から消音チャンバー２に送られ、消音チャンバー２から給気開口１５１に送風され各室内に給気されるダクト１５に送風される。
本発明は、前記の知見に基づいて実験し、本発明の実施例における消音チャンバー２に想到したが、この消音チャンバー２の詳細を、図２から図５に沿って説明するが、空気の流れは［還気］（１）→（２）→（３）→（４）→（５）→［給気］（６）の順で流れる。
【０００９】
まず、図２において、室内からの還気（１）は、前述したように、空気調和され送風ファン１４によって、送風ファン１４の上方に位置するファン吐出開口１４１から垂直方向に送風（２）されて消音チャンバー２に送られる。
次に、図３に示すように、ファン吐出開口１４１に対向する消音チャンバー２の円弧状ガイド壁面２１は、なだらかな円弧を描いており、下方からの空気の流れを、渦流を生じないように右手の水平方向に送風（３）する。この円弧状ガイド壁面２１はパネル１ａ，１ｂの内壁に設けられ、吸音材が施され表面の突起物は排除あるは被覆され平滑にされてある。
ついで、図４に示すように、水平方向に送風された空気流（３）は、仕切板２２の先端部２３を中心にし、パネル１ｄ，１ｅ，１ｆの内壁の円弧状ガイド壁面２４に沿って１８０度の方向転換をする。
円弧状ガイド壁面２４は大きな半円の円弧状を描いており、仕切板２２の先端部２３と円弧状ガイド壁面２４の中間に該空気通路の中間に空気が流れに沿うように屈曲したガイドベーン２５が設けられており、空気流（３）は内側通路Ａの空気流（４）と外側通路Ｂの空気流（４）’の二手に分流する。また、これら円弧状ガイド壁面２４やガイドベーン２５も表面は平滑で吸音材が施されてある。
ガイドベーン２５を設けたのは、空気通路の屈曲部では空気流の圧力が偏在しやすく渦流が生じることがあるので、これを防ぐための整流作用を奏すると同時に、内側通路Ａと外側通路Ｂとの経路差を利用して音に位相差を生じさせ、内側通路Ａの空気流（４）と外側通路Ｂの空気流（４）’の合流地点での音を干渉させて相殺して、結果として消音するものである。
【００１０】
図４の内側通路Ａにおいては、１８０度に反転し屈曲する空気通路の仕切板２２の先端部２３には円柱状のガイド円柱２３１が設けてある。これは、仕切板２２の先端部２３自体は鋭い突起部（エッジ）を形成しているため、仕切板２２の下流の背面では空気流が乱れて騒音の原因となることが判明したので、この先端部２３に円柱状のガイド円柱２３１が設けられたため、空気流は大きく回り込むようにスムースに流れ、渦流の発生が押さえられる。
内側通路Ａの空気流（４）と外側通路Ｂの空気流（４）’が合流した後は、図２に示すように、図２のパネル１ｃ，１ｂに設けられた円弧状ガイド壁面２６のなだらかな円弧に沿って、水平の空気の流れを、渦流を生じないように上方に案内して消音チャンバー２から、図１に示すように、各室内に給気されるダクト１５の給気開口１５１に送風される。
これら各円弧状ガイド壁面は、前述したように、吸音材が施され表面の突起物は排除あるいは被覆され平滑にされてあるが、例えば、図５に示すように、従来の空気調和機において、機枠のパネル１ａ〜ｆ内にフレーム７等が存在する場合があるが、本実施例では、消音チャンバー２内の突起物は空気流に対しては渦流の発生の原因となるので、厚めの吸音材７１でフレーム７を覆い、更に、消音チャンバー２内の表面を平滑にして、渦流の発生を押さえている。また、パネル１ａ〜１ｆの空気通路に接した面には全て吸音材を配設するとともに、表面は平滑にしている。
【００１１】
以上のような構成において、騒音がどの周波数帯域でどの程度低減したかを実験によって確かめ、その実験結果を説明する。
（１）空気流路を全て平滑にすることにより、空気調和機での騒音評価対象とする全ての周波数帯域（中心周波数６３Ｈｚ〜８ｋＨｚ）に減音効果があり、特に、高周波数帯域（中心周波数５００Ｈｚ〜８ｋＨｚ）において１０ｄＢ程度の減音効果があることが判明した。
（２）吐出口（ファン吐出開口１４１）・給気口（給気開口１５１）、および、空気通路の屈曲部において、円弧状ガイド壁面にしたことにより、低周波数帯域（中心周波数６３Ｈｚ〜５００Ｈｚ）において５ｄＢ程度の減音効果があることが判明した。
（３）屈曲した空気通路の中間にガイドベーン２５を設けることにより、低中周波数帯域（中心周波数６３Ｈｚ〜１ｋＨｚ）において減音効果があり、特に、低周波数帯域（中心周波数６３Ｈｚ〜５００Ｈｚ）において２０ｄＢ程度の減音効果があることが判明した。
（４）空気流が１８０度に反転するＵターン部の仕切板２２の端部２３には、ガイド円柱２３１を設けることにより、全ての周波数帯域（中心周波数６３Ｈｚ〜８ｋＨｚ）において３ｄＢ程度の減音効果があることが判明した。
（５）各部材表面を吸音材にすることにより、高周波数帯域（中心周波数２ｋＨｚ〜８ｋＨｚ）において減音効果があることが判明した。
このように、本発明の実施例は、限られた空間内で効率よく減音し、なおかつ、空気流に伴って発生する騒音を低減することにより、全ての周波数帯域でも減音作用があり、かつ、圧力損失が小さく、消費エネルギーも小さいという作用を有する。
なお、本発明の特徴を損うものでなければ、上記の実施例に限定されるものでないことは勿論である。例えば、消音構造の配置の順路を入れ替えてもよい。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、特に、空気流に伴って発生する騒音を低減し、空気通路を全て平滑にすることにより、高周波数帯域でも低周波数帯域でも減音作用があり、かつ、圧力損失が少なく、消費エネルギーも小さいという効果を奏する。
請求項２の発明によれば、限られた空間内で効率よく減音し、なおかつ、空気通路に伴って発生する騒音を低減し、特に、ガイドベーンを設けることにより、低周波数帯域でも減音作用があり、かつ、圧力損失が少なく、消費エネルギーも小さいという効果を奏する。
請求項３の発明によれば、空気流に伴って発生する騒音を低減し、特に、ガイド円柱を設けることにより、全ての周波数帯域でも減音作用があり、かつ、圧力損失が小さく、消費エネルギーも少ないという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の低騒音空気調和機の全体における消音チャンバーの位置を示す側断面図である。
【図２】本発明の実施例の消音チャンバーと送風ファン及び給気ダクトとの関係を示す側断面図である。
【図３】図２における送風ファンの上方の消音チャンバーの側面図である。
【図４】図２における消音チャンバーの上方からの平面図である。
【図５】本発明の実施例における消音チャンバーの壁面の一部の拡大断面図である。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ…空気通路、
１…低騒音空気調和機、１ａ〜１ｆ…パネル、１１…還気口、
１２…エアフィルター、１３…コイル、１４…送風ファンモーターユニット、
１４１…ファン吐出開口、１５…ダクト、１５１…給気開口
２…消音チャンバー、２１，２４，２６…円弧状ガイド壁面、２２…仕切板、
２３…先端部、２３１…ガイド円柱、２５…ガイドベーン、
７…フレーム、７１…吸音材
【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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