(57)【要約】【課題】軸流送風機について、送風効率を低下させることなく低騒音化を可能とする。【解決手段】内部に吸音材層２２を設けることで、送風騒音を減衰させるための消音構造が与えられた消音筒２１を備えた軸流送風機について、送風騒音に対して反射性を有する材料で薄い板状に形成した反射板２３を吸音材層２２に埋め込むようにしている。このため、ケーシング１の吸音材層５や消音筒の吸音材層への騒音の進入繰返し回数が増加し、各吸音材層による吸音をより効率的になさせることができるようになり、したがって送風効率を低下させることなく、より一層の低騒音化が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状に形成されたケーシングの内部に気流発生部が設けられ、前記気流発生部には電動機、前記電動機に取り付けられた羽根車、および消音筒が設けられ、前記ケーシングは、外側円筒部材と内側円筒部材の間に吸音材による吸音材層を設けることで送風騒音を減衰させるための消音構造が与えられ、また前記消音筒は、内部に吸音材層を設けることで、送風騒音を減衰させるための消音構造が与えられている軸流送風機において、
前記送風騒音に対して反射性を有する材料で薄い板状に形成された反射板が、前記吸音材層を複数のブロックに仕切る状態にして、前記吸音材層に埋め込まれていることを特徴とする軸流送風機。
【請求項２】
前記反射板は、前記消音筒の軸線に対して傾いた状態にして前記吸音材層に埋め込まれている請求項１に記載の軸流送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸流送風機に係り、特に道路トンネルの換気設備に用いるのに好適な軸流送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路トンネルの換気設備で用いられる軸流送風機の従来における代表的な構成を図６と図７に示す。図６は、軸流送風機の中心を軸方向で断面した状態（図７中のＡ−Ａ断面）を示し、図７は、軸流送風機を軸方向から見た状態を示している。これらの図に見られるように、軸流送風機は、円筒状に形成されたケーシング（外筒）１を有し、このケーシング１の内部に気流発生部２が設けられている。
【０００３】
ケーシング１は、外筒とも呼ばれ、円筒状に形成されている。このケーシング１には消音構造が与えられている。すなわちケーシング１は、外側円筒部材３と内側円筒部材４の間にグラスウールなどの吸音材による吸音材層５を設けた３層構造とされ、有孔板などを用いて形成されている内側円筒部材４における多数の小孔を通して吸音材層５により後述のような送風騒音を吸音して減衰できるようにされている。
【０００４】
気流発生部２は、軸端を左右に有する双頭型の電動機６、電動機６の各軸端に取り付けられた２つの羽根車７、７、および羽根車７、７のそれぞれに対して設けられた消音筒８、８で構成されている。
【０００５】
電動機６は、その外面が円筒面となるようにされている。また電動機６は、双方向に回転できるようにされている。したがって、電動機６の回転方向に応じて羽根車７、７が矢印Ｅで示すような双方向の送風流を発生させることができる。この電動機６は、支持部材９を介してケーシング１に支持されている。支持部材９は、ケーシング１に固定された複数本のステー１０、１０、…の先端にベース１１を設けた構造とされ、そのベース１１で電動機６を支持するようにされている。
【０００６】
羽根車７は、電動機６の外径と同じ径で形成された軸部７ｓに複数枚（図の例では６枚）の羽根１２を取り付けて構成されている。羽根１２は、双方向の送風が行われることを考慮して、回転対称形状に形成されるのが一般的である。ただ、羽根１２はその取り付け角度を可変にすることもでき、そうする場合には必ずしも回転対称とする必要はない。
【０００７】
消音筒８は、有孔板などを用いて多数の小孔を有する円筒状にし、その径が羽根車７の軸部７ｓと同じになるように形成され、その内部にグラスウールなどの吸音材を充填して吸音材層１３を設けることで消音構造が与えられている。また消音筒８は、その先端には丸みが与えられており、コーンとも呼ばれる。この消音筒８は、消音筒ステー１４を介してケーシング１に固定されている。
【０００８】
このような軸流送風機では、電動機６を一つの方向に回転させると、例えば図６における左側から空気が吸い込まれ、その空気は、左側の羽根車７で昇圧され、流れ方向を周方向に傾けた流れに変えつつ右側の羽根車７に流入し、それから右側に流れ出て行く。この際、左側から吸い込まれる空気は、羽根車７の軸部７ｓと同径の消音筒８でその流れをガイドされることで左側の羽根車７の羽根１２の部分に滑らかに流入する。こうした送風動作においては騒音の発生を避けられない。その騒音は、羽根車７による空気の昇圧に際して発生する騒音と気流がステー１０や消音筒ステー１４に当たることで発生する騒音を成分としている。そのため騒音は、羽根車７における羽根１２の枚数ｚと羽根車７の回転速度Ｎに応じたピーク周波数Ｎｚを持ち、またステー１０や消音筒ステー１４の本数や配置状態に応じた干渉により、Ｎｚのｘ倍次数の周波数であるｘＮｚにもピーク周波数を持つ。ここで、ｘは１〜９であるのが通常である。
【０００９】
こうした騒音を減衰させて消音を図るのがケーシング１における消音構造であり、消音筒８である。すなわち羽根車７などで発生した騒音は、ケーシング１内を伝播して行く間にケーシング１や消音筒８の吸音材層５、１３で吸音され、それにより減衰されて消音がなされる。
【００１０】
以上のような軸流送風機については、特許文献１〜特許文献６に開示の例が知られている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−１８２７００号公報
【特許文献２】実開平７−８５９８号公報
【特許文献３】実開平７−８５９９号公報
【特許文献４】特開平２−２９４６００号公報
【特許文献５】特開昭４９−４２０４号公報
【特許文献６】特開昭６２−２０６２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述のように軸流送風機では、避け難く発生する送風騒音をケーシングや消音筒で減衰させて消音を図るようにしており、ケーシングや消音筒による騒音の減衰は、吸音材層で吸音させることで行っている。したがってケーシングや消音筒による騒音の減衰は、吸音材層による吸音を如何に効果的になさせるかにかかることになる。すなわち、吸音材層による吸音をより効果的なものとすることにより、ケーシングや消音筒による消音機能を高めて、より低騒音の軸流送風機とすることができる。これについては、消音筒を長くすることが有効である。しかし、消音筒を長くすると、軸流送風機における流体性能の低下を招き、送風効率を低下させることになる。そこで、消音筒を長くすることなく、吸音材による吸音をより効果的になさせることができるようにすることが求められる。
【００１３】
本発明では、このような要求に応えるべくなされたものであり、送風効率を低下させることなく低騒音化を可能とする軸流送風機の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明では上記目的のために、筒状に形成されたケーシングの内部に気流発生部が設けられ、前記気流発生部には電動機、前記電動機に取り付けられた羽根車、および消音筒が設けられ、前記ケーシングは、外側円筒部材と内側円筒部材の間に吸音材による吸音材層を設けることで送風騒音を減衰させるための消音構造が与えられ、また前記消音筒は、内部に吸音材層を設けることで、送風騒音を減衰させるための消音構造が与えられている軸流送風機において、前記送風騒音に対して反射性を有する材料で薄い板状に形成された反射板が、前記吸音材層を複数のブロックに仕切る状態にして、前記吸音材層に埋め込まれていることを特徴としている。
【００１５】
また本発明では上記のような軸流送風機について、前記反射板は、前記消音筒の軸線に対して傾いた状態にして前記吸音材層に埋め込むようにしている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、消音筒の吸音材層に反射板を埋め込むようにしている。その反射板は、羽根車などで発生してケーシングの内部を伝播する騒音が消音筒に進入した際にそれを反射することで騒音に反射成分を生じさせる。その結果、ケーシングの吸音材層や消音筒の吸音材層への騒音の進入繰返し回数が増加し、各吸音材層による吸音をより効率的になさせることができるようになる。そしてこのことにより消音筒やケーシングにおける吸音効果を高めることができ、送風効率を低下させることなく、より一層の低騒音化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、発明を実施するための形態について説明する。図１と図２に第１の実施形態による軸流送風機の構成を示す。図１は、軸流送風機の中心を軸方向で断面した状態を示し、図２は、軸流送風機を軸方向から見た状態を一部断面にして示している。本実施形態の軸流送風機は、その基本構造において図６と図７に関して説明した従来の軸流送風機と共通している。したがって以下では、本発明に特徴的な構成ついて主に説明し、共通部分については図６や図７の場合と同一の符号を付し、それらの説明は適宜省略する。
【００１８】
本実施形態の軸流送風機は消音筒２１を備えている。この消音筒２１は、基本的には図６における消音筒８と同様で、有孔板などを用いて多数の小孔を有する円筒状にし、その径が羽根車７の軸部７ｓと同じになるように形成され、その内部にグラスウールなどの吸音材などの吸音材を充填して吸音材層２２を設けることで消音構造が与えられている。その特徴とする構成は、吸音材層２２に反射板２３を埋め込んでいることである。反射板２３は、送風騒音に対して適切な反射性（例えば反射率５０％程度）を有する材料、例えば鋼板などを用いて例えば２〜３ｍｍ程度の薄い板状に形成され、吸音材層２２を複数のブロック（図の例では縦長の４つのブロック）に仕切るような状態にして埋め込まれている。
【００１９】
このような消音筒２１は、その吸音材層２２やケーシング１の吸音材層５による騒音に対する吸音・減衰をより効率的になすことを可能とする。図３には、騒音が吸音材層２２や吸音材層５で吸音されながらケーシング１の内部を伝播する様子を羽根車７で発生の騒音について模式的に示している。図に示されるように、羽根車７で発生した騒音Ｗは、ケーシング１の吸音材層５や消音筒２１の吸音材層２２への進入を繰返して吸音を受けながらケーシング１の内部を伝播して行くことになるが、その際に消音筒２１に進入した騒音Ｗは、反射板２３で一部が反射されることにより反射成分Ｗｒを生じる。そしてこうした反射成分により、吸音材層５や吸音材層２２への騒音の進入繰返し回数が増加することになる。その結果、吸音材層５や吸音材層２２による吸音をより効率的になさせることができるようになり、したがって消音筒２１やケーシング１における吸音効果を高めることができ、送風効率を低下させることなく、より一層の低騒音化が可能となる。
【００２０】
以上のことは、従来の場合と比較することで、より明確になる。図４に示すのは、図６における消音筒８について図３と同様な様子を示したものである。従来の消音筒８では、そこに進入した騒音Ｗは、吸音材層１３で一部を吸音されるものの、そのまま消音筒８を透過して進み、ケーシング１の外側円筒部材３に至って反射される状態となる。このような騒音の伝播状態における吸音材層５や吸音材層１３への騒音の進入繰返し回数に比べ、図３の場合は吸音材層５や吸音材層２２への騒音の進入繰返し回数が大幅に増加し、したがって吸音材層５や吸音材層２２による吸音をより効率的になさせることができる。
【００２１】
ここで、本実施形態では吸音材層２２を縦長の４つのブロックに仕切るように反射板２３を埋め込むようにしていたが、これに限られるものでなく、吸音材層２２を２〜１２ブロック程度に仕切る構造であれば、いずれでも可能である。
【００２２】
図５に、第２の実施形態による軸流送風機について、その要部の構成を示す。本実施形態の軸流送風機は、消音筒３１を備えている点で第１の実施形態における軸流送風機と相違している。
【００２３】
消音筒３１は、基本的には第１の実施形態における消音筒２１と同様で、吸音材層３２に反射板３３が埋め込まれているが、その反射板３３の埋め込み状態に特徴がある。すなわち反射板３３は、曲折状態にして、つまり消音筒３１の軸線に対して傾いた状態にして吸音材層３２に埋め込まれている。このような反射板３３は、図３に関して説明した反射成分の反射方向をより多様なものとすることができ、したがって吸音材層５や吸音材層３２による吸音をさらに一層効率的なものにできる。
【００２４】
以上の実施形態は、何れも双頭型の電動機を有し、また双方向送風を可能とする軸流送風機についてのものであったが、本発明はこれらに限られるものでなく、一方向送風の軸流送風機や単頭型の電動機を有する軸流送風機にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、軸流送風機について、より一層の低騒音化を可能とするものであり、道路トンネルの換気用などとして好適に用いられる軸流送風機の分野に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施形態による軸流送風機の中心を軸方向で断面した状態を示す図である。
【図２】図１の軸流送風機を軸方向から見た状態を一部断面にして示す図である。
【図３】図１の軸流送風機について騒音がケーシング内を伝播する様子を模式的に示す図である。
【図４】従来の軸流送風機について騒音がケーシング内を伝播する様子を模式的に示す図である。
【図５】第２の実施形態による軸流送風機の要部の構成を示す図である。
【図６】従来の軸流送風機の中心を軸方向で断面した状態を示す図である。
【図７】図６の軸流送風機を軸方向から見た状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    ケーシング
２    気流発生部
３    外側円筒部材
４    内側円筒部材
５    吸音材層
６    電動機
７    羽根車
２１、３１    消音筒
２２、３２    吸音材層
２３、３３    反射板
【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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【図６】
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【図７】
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