(57)【要約】【目的】ケーシング内で発生したＮＺ騒音をケーシングの部位で消音可能な渦流送風機を提供する。【構成】この発明の一例の渦流送風機１は、従来例に対して、拡大部７４ａに接する部位の壁部である拡大部用壁部７９，７９のそれぞれに、拡大部７４ａの中央部分に達する貫通孔２２が形成されたケーシング本体２１を用いたケーシング２を備え、ＮＺ騒音を消音するための共鳴型消音器３はその短管部を貫通孔２２に挿入することでケーシング本体２１に装着される。なお、この発明の異なる実施の形態例としては、それぞれの貫通孔２２に互いに異なる消音周波数ｆ値を持つ共鳴型消音器を備えたもの、消音周波数ｆ値を連続して調整可能な共鳴型消音器を備えたもの、共鳴型消音器を拡大部７４ａの仕切部が形成されている側の端部部分の近傍と接する部位のケーシングの壁部に備えたものなどのバリエーションが可能である。【選択図】        図１
2007107454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状をして外周部に多数の羽根が設けられた羽根車と、前記羽根を覆う部位に形成されてほぼ円環状をした空気流路，この空気流路にそれぞれに連通されて設けられた吸気口および吐出口，これ等の吸気口と吐出口との間に前記羽根に対して僅かな隙間を介するようにして設けられた仕切部，吸気口および吐出口が形成されるそれぞれの部位の少なくとも前記羽根の外周端面と対向し合う部位にしかも前記仕切部と隣接されて設けられて前記空気流路内の空気に対する吸気口および吐出口との間の広い面積の通流路である拡大部を有して前記羽根車を回転自在に収容するケーシングと、前記羽根車を回転駆動する電動機と、前記吸気口および吐出口のそれぞれに連通されて前記空気の通流路を形成すると共に吸音型消音体を有する消音器とを備えた渦流送風機において、
空洞部の一端が閉じられた共鳴型消音器を前記拡大部と接する部位の前記ケーシングに備えたことを特徴とする渦流送風機。
【請求項２】
請求項１に記載の渦流送風機において、前記共鳴型消音器を前記拡大部の前記仕切部が形成されている側の端部部分の近傍と接する部位の前記ケーシングに備えたことを特徴とする渦流送風機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の渦流送風機において、前記共鳴型消音器は前記ケーシングの前記拡大部に接する部位の壁部にこの拡大部に達するように貫通させて形成された貫通孔に装着されることによって備えられることを特徴とする渦流送風機。
【請求項４】
請求項１または２に記載の渦流送風機において、前記共鳴型消音器はその主要部を前記ケーシングの前記拡大部に接する部位の壁部を利用して形成するようにしたことを特徴とする渦流送風機。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つに記載の渦流送風機において、前記共鳴型消音器の前記空洞部はその底部部分が他の部分に対して移動可能であることによって，空洞部の容積が可変であることを特徴とする渦流送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発生騒音を低減するための消音装置を備えた渦流送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
渦流送風機は環状送風機，渦流ブロアなどとも呼ばれている送風機であるが、従来の渦流送風機は、羽根車，ケーシングおよび電動機とでなる基本構成部分に、その低騒音化のために、吸音型消音体を有する吸気管および吐出管を備えるようにしたり、このような構成を持つ渦流送風機に対してケーシングが有する仕切部に共鳴型消音器を備えるようにしている。（例えば、特許文献１参照。)。また、羽根車，ケーシングおよび電動機とでなる基本構成部分に、管壁に多数の貫通孔が形成された共鳴管と膨張型消音器との併用による膨張・共鳴型消音体を有する吸気管および吐出管を備えるようにしているものもある（例えば、特許文献２参照。)。
以下、まず、図１３〜図２０を用いて従来の一例の渦流送風機を説明する。ここで、図１３は従来の一例の渦流送風機を示すその一部破断した正面図であり、図１４は図１３に示した渦流送風機の一部破断した側面図であり、図１５は図１３における要部のＰ−Ｏ−Ｑ矢視断面図であり、図１６は図１３における要部のＡ−Ａ矢視断面図である。また、図１７は図１３に示した渦流送風機の空気流路内に生じる空気流の状況を模式的に示した説明図であり、図１８はケーシングカバーの図１４におけるＲ−Ｒ矢視図であり，ケーシングカバーをケーシングの内面側から見た図でもある。図１９は図１８に示したケーシングカバーの側面断面図であり、図２０は図１８における要部のＯ−Ｓ矢視断面図である。なお、図１６では後記羽根車８などは鎖線により示され、図１７では羽根車８と後記ケーシングカバー７２とが取り外された状態として示されている。
【０００３】
図１３〜図２０において、９は、羽根車８、ケーシング７，電動機６、消音器５，５を備えた従来の一例の渦流送風機であり、前記特許文献１で第１図〜第３図を用いて説明された従来の環状送風機と基本的には同一のものである。羽根車８は概括的には円盤状をしており、その外周部には多数の羽根８１が、また、その中心部には羽根車８を電動機６の回転軸６１に装着するためのボス部８２がそれぞれ設けられており、この事例の場合には図１３に白抜き矢印に示された方向に回転する。ケーシング７はケーシング本体７１とケーシングカバー７２とを組み合わせることで構成されており、側溝７３，７３、吸気口７５、吐出口７６、仕切部７７、拡大部用壁部７９，７９などが形成されている。側溝７３，７３はケーシング７内部での空気９１の主要な流路である空気流路７４を形成するために、羽根８１の群を羽根８１のそれぞれの側端面８１ｂ，８１ｂで覆うようにして、ほぼ円環状に形成されており（図１７を参照）、ケーシング本体７１とケーシングカバー７２のそれぞれに、互いに対峙し合うようにして配設されている。
【０００４】
したがって、ケーシング７の空気流路７４は、多数の羽根８１を覆う部位にほぼ円環状をして形成されることになる。吸気口７５，吐出口７６は空気流路７４に連通されてケーシング本体７１に、吸気口７５は空気流路７４に渦流送風機９の外部から空気９１を吸い込ませるためのものとして、また、吐出口７６は加圧された空気９１を空気流路７４から渦流送風機９の外部に吐出させるためのものとしてそれぞれ形成されている。仕切部７７は加圧された前記空気９１がケーシング７の内部で吐出口７６の形成部位から吸気口７５の形成部位に逆流するのを防止するために、吸気口７５と吐出口７６との間に，回転する羽根８１に対して僅かな隙間を介するようにして設けられている。羽根８１の外周端面８１ａと対峙し合うようにして形成されている仕切部７７の、羽根車８の回転方向に沿う方向の両端部のそれぞれには、図１６に示されたような三角形状の面形状をした突起部７８が図１３などに示されたように片持ち梁状に形成されている。
【０００５】
空気流路７４の吸気口７５および吐出口７６が形成されているそれぞれの部位には、空気流路７４内のケーシングカバー７２側を通流する空気９１に対して、吸気口７５／吐出口７６との間の通流路として拡大部７４ａが設けられている。この拡大部７４ａは仕切部７７の両端部分のそれぞれの突起部７８とケーシング本体７１の内面側との間を含んで設けられ、羽根８１の外周端面８１ａの外周側を羽根８１の厚さ方向（電動機６の回転軸６１の軸長方向でもある。）に横切るように、しかも広い断面積を持つ空気９１用の通流路として形成されている（図１５，図１７を参照）。この拡大部７４ａを形成するために、ケーシング本体７１には拡大部用壁部７９，７９が、側溝７３が形成されている部位の壁部よりも外側に張り出されるようにして形成されている。ケーシングカバー７２はケーシング本体７１と共同してケーシング７を構成する部材であり、その一方の側面に側溝７３と仕切部７７とが形成されている。
【０００６】
側溝７３はほぼ円環状に形成されているが、別の表現を用いるならば仕切部７７を挟み込んでＣ字状に形成されているとしてもよく、このＣ字状をなす側溝７３の仕切部７７に隣接する両端部分のそれぞれには、側溝７３の外周側に張り出されるようにされた溝７３ａが形成されている（図１８を参照）。この溝７３ａの外周側の面の位置は、ケーシングカバー７２がケーシング本体７１と組み合わせられた場合に、ケーシング本体７１の拡大部用壁部７９の内面側の面の位置と合致するように設定されている（図１５を参照）。この溝７３ａは、ケーシングカバー７２に溝７３により形成された空気流路７４を拡大部７４ａにスムーズに移行させる空気９１用の通流路を形成するためのものである。よって、以降は、この通流路も拡大部７４ａと呼ぶことにする。なお、拡大部７４ａを形成する部位としては、前述した部位に加えて、例えば、側溝７３の仕切部７７の両端部分のそれぞれに拡大部７４ａを形成するための拡大部用壁部を設けるようにしたケーシングカバーの事例も知られている。
【０００７】
電動機６はこの事例の場合には、例えば、２極誘導電動機であり、回転軸６１に装着された羽根車８を回転駆動する。消音器５，５は吸音型消音器であり、それぞれの消音器５には、吸気口７５および吐出口７６のそれぞれに連通される空気９１の通流路５１が形成され、この通流路５１に沿って、例えば、多孔質吸音材などの周知の吸音型消音材が用いられた消音層５２が備えられている（図１５を参照）。
以上述べた構造を持つ渦流送風機９の送風理論については既に良く知られているところであるが、前記図面を用いて簡単に説明する。吸気口７５からケーシング７の内部に流入され羽根車８に流れ込んだ空気９１には、回転する羽根８１による遠心力によって図１４に矢印Ｂ，Ｂで模式的に示したように旋回する流れが生成される。それぞれの矢印Ｂに示したような流れが羽根車８の反回転方向に関して互いに隣り合う羽根８１において連続的に生成されることで、空気流路７４内の空気９１には図１７に矢印Ｄで模式的に示す螺旋流Ｄが確立されるようになり、多数の羽根８１の働きによって矢印Ｂに示した旋回する流れが繰り返されることで空気９１の圧力（静圧）は次第に増大して行き、吐出口７６に到達した空気９１には高い静圧を得ることができる。
【０００８】
そうして、ケーシング７の内部の空気９１の流れは、側溝７３による内壁に沿って螺旋状に進み、吐出口７６から排出される。ところで、図１４に矢印Ｂ，Ｂとして示した空気９１のそれぞれの流れは、羽根８１を羽根車８の厚さ方向に２等分する平面Ｙ−Ｙ（図１４に鎖線で示す。）に関し、互いにほぼ面対称となる関係で生成される。このために、螺旋流Ｄはケーシング本体７１の側溝７３により形成された空気流路７４側と、ケーシングカバー７２の側溝７３により形成された空気流路７４側とに分かれて、図１６において模式的に示したＤ１流，Ｄ２流として互いに逆方向に旋回しつつ通流することになる。このように通流する空気９１の流れの吸気口７５，吐出口７６における吸気と吐出とをスムーズに行えるようにするために、この渦流送風機９に設けられているのが突起部７８と拡大部７４ａとである。
【０００９】
吐出口７６の形成部付近に設けられた突起部７８は、Ｄ１流，Ｄ２流の通流経路を、ケーシング本体７１に形成された側溝７３の部位から直接に吐出口７６に流入するＤ１流と、ケーシングカバー７２に形成された側溝７３の部位から拡大部７４ａを経由して吐出口７６に流入するＤ２流として確実に分離する。拡大部７４ａは図１３，図１５からも明らかなように、Ｄ２流の通流路として十分に広い断面積を持たせてＤ２流に対して小さい通流抵抗値となるように配慮されているので、Ｄ１流とＤ２流とは共にスムーズに吐出口７６に流入できる。吸気口７５から吸気される空気９１に対しても吐出口７６から吐出される空気９１の場合と基本的には同様であり、吸気口７５に対応して突起部７８および拡大部７４ａが備えられていることによって、Ｄ１流とＤ２流とにスムーズに分岐されて、それぞれの側溝７３に流れ込むことができる。
【００１０】
この発明の発明者らは前述した渦流送風機９からの発生騒音についての実測を行った。この実測に供された渦流送風機９の主要仕様は、電動機６が２極誘導電動機、電動機６に供給される商用交流電源の周波数が６０Ｈｚ、羽根車８に設けられた羽根８１の枚数が４５枚である。この実測の際の渦流送風機９の運転条件は、この種の送風機が一般に締め切りに近い条件で使用されることが多く、しかも、渦流送風機は一般的に締切運転時にはＮＺ騒音が大きくなることのために、締切運転で行うことにされた。渦流送風機９の吐出口７６に接続される消音器５の付近における発生騒音の周波数分析データの事例のグラフを図２１に示す。この図２１に示されたグラフでは、横軸に発生騒音の周波数（Ｈｚ）を、縦軸に周波数に対応する発生騒音の音圧レベル（ｄＢＡ）が示されている。図２１を視察すると、渦流送風機９の発生騒音は、約５２００Ｈｚにピーク値を持つ騒音と、広い周波数範囲に分布して存在する騒音とが存在しているとして把握することができる。発明者らはこの実測結果から、渦流送風機９の発生騒音は主としてＮＺ騒音と乱流騒音によるものと判断した。
【００１１】
ここでＮＺ騒音とは送風機の羽根車が回転すると、１回転当たりＺ枚の羽根により静止部との干渉による圧力変動が発生するが、この圧力変動は、Ｎｒｐｓで回転している羽根車ではＮ×Ｚ（Ｈｚ）の周波数を持つことになる。これに基づく騒音がＮＺ騒音と呼ばれているもので、Ｎ×Ｚの整数倍の周波数の騒音が発生することから、離散周波数騒音でもあり、羽根通過騒音とも呼ばれることがある。このＮＺ騒音は純音性の卓越音として甲高い音色の耳障りな騒音であることで、渦流送風機では乱流騒音よりも強く低減が求められている騒音である。渦流送風機９の前記主要仕様を基にし、２極誘導電動機である電動機６の滑りを考慮すると、そのＮ×Ｚ値は約２６００Ｈｚであることになるので、前記の約５２００Ｈｚにピーク値を持つ騒音は、渦流送風機９の第２次のＮＺ騒音であることになる。
【００１２】
また、乱流騒音とは送風機の羽根車が持つ羽根の面上での、ランダムな渦の発生や剥離などが主な原因で発生する騒音で、広い周波数範囲を持つ騒音である。渦流送風機９は羽根車８およびケーシング７とでなる送風機の基本構成部分で発生した騒音を、吸気口７５および吐出口７６のそれぞれに連通されて設けられた、吸音型消音器である消音器５，５によって消音を行おうとするものである。しかしながら、図２１に例示した渦流送風機９に対する発生騒音の実測結果は、渦流送風機９は少なくともＮＺ騒音については、十分な消音を行えてはいないことを示している。
そこで発明者らは図２１に例示した渦流送風機９の発生騒音の実測結果を基に、渦流送風機９で卓越して発生している約５２００Ｈｚにピーク値を持つＮＺ騒音を大幅に低減する方法について、２種類の方法により検討を行った。第１の方法は前記特許文献１の第７図を用いて説明された環状送風機の場合と同様に、ケーシングの仕切部に共鳴型消音器を設けてこれによって前記ＮＺ騒音を選択的に消音しようとするものである。なおこの場合には乱流騒音の消音のために、吸音型消音器である消音器５，５が渦流送風機９の場合と同様に備えられる。また、第２の方法は前記特許文献２においてその図１０などを用いて説明されたものと同様の原理構成の共鳴型消音器部と、渦流送風機９に用いられている吸音型消音器と同様の原理構成の吸音型消音器部とを合体させた吸音・共鳴型消音器を、渦流送風機９が持つ消音器５に替えて採用するものである。
【００１３】
この吸音・共鳴型消音器により前記渦流送風機９のケーシング７と羽根車８の部分で発生したＮＺ騒音と乱流騒音とを同時に消音しようとするものであるが、この吸音・共鳴型消音器の概要を図２２を用いて説明する。ここで図２２は従来例の吸音・共鳴型消音器を説明する説明図で、（ａ）はその側面断面図であり（ｂ）は図２２（ａ）に示した共鳴管の斜視図である。図２２において、５Ａは従来例の吸音・共鳴型消音器を示し、前記吸気口７５および吐出口７６のそれぞれに連通される前記空気９１の通流路５１が形成され、この通流路５１に沿って、吸音型消音器部５３と共鳴型消音器部５５とが図示のように配設される。吸音型消音器部５３は通流路５１に沿って、周知の吸音型消音材が用いられた消音層５４が備えられている。また、共鳴型消音器部５５は多数の孔５７が管壁部に形成された共鳴管５６が通流路５１に沿って配設されている。なお、吸音・共鳴型消音器５Ａの全長寸法は、渦流送風機９の前記消音器５の全長寸法と同一である。
【特許文献１】特開昭５１−８６８１５号公報（第１，２，４頁、第１−３，７図）
【特許文献２】特開平６−８８５９５号公報（第３，４頁、第５−８，１０図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
前述した第１の方法による従来の異なる例の渦流送風機につき、発明者らは前記渦流送風機９の主要仕様と同一の主要仕様とし、しかも、ケーシングには仕切部の一部を除いては前記ケーシング７と同一形状・寸法のものを、また羽根車には前記羽根車８と全く同一のものを使用し、ケーシングの仕切部に共鳴型消音器を設けた渦流送風機を製作してその発生騒音の実測を行った。この従来の異なる例の渦流送風機の発生騒音の実測結果の事例のグラフを図２３に示す。この渦流送風機の発生騒音の実測条件および図２３のグラフに示された内容などは、図２１のグラフの場合と同一あるので、重複を避けてその説明を省略する。なおこのことは、以降に示す渦流送風機の発生騒音の実測結果の事例のグラフの場合も同様である。図２３に例示した第１の方法による従来の異なる例の渦流送風機の発生騒音は、図２１に例示した渦流送風機９の発生騒音と対比すると、約５２００Ｈｚにピーク値を持つ第２次のＮＺ騒音の音圧レベルの減少は認められる。しかしながら、１５００Ｈｚ前後を超える広い周波数範囲で音圧レベルの増大が明確に認められ、従来の異なる例の渦流送風機においては、仕切部に設けられた共鳴型消音器には仕切部を通流する空気流の流速が速いために大きな空洞騒音が発生していることを示している。
【００１５】
仕切部を通流する空気流の流速はかなり高速であるので、渦流送風機の発生騒音の消音を図る上からは、仕切部に共鳴型消音器を設ける構成は好ましくないということである。また、従来例の吸音・共鳴型消音器５Ａを消音器５に替えて採用した第２の方法による渦流送風機（消音器を除いては前記渦流送風機９と全く同一である。）について発明者らが検討したところ、消音器５を備えた前記渦流送風機９の場合よりも、乱流騒音が増大してしまうことが確認された。これは、吸音・共鳴型消音器５Ａでは吸音型消音器部５３の長さ寸法が前記消音器５の全長寸法よりも短小にならざるを得ないために、吸音型消音器による乱流騒音の消音能力が低下してしまうことを示しており、第２の方法による渦流送風機の構成も、渦流送風機の発生騒音の消音を図る上からは好ましくないということである。したがってこの発明の目的は、ケーシング内で発生したＮＺ騒音をケーシングの部位で消音可能な渦流送風機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明では前述の目的は、
１）円盤状をして外周部に多数の羽根が設けられた羽根車と、前記羽根を覆う部位に形成されてほぼ円環状をした空気流路，この空気流路にそれぞれに連通されて設けられた吸気口および吐出口，これ等の吸気口と吐出口との間に前記羽根に対して僅かな隙間を介するようにして設けられた仕切部，吸気口および吐出口が形成されるそれぞれの部位の少なくとも前記羽根の外周端面と対向し合う部位にしかも前記仕切部と隣接されて設けられて前記空気流路内の空気に対する吸気口および吐出口との間の広い面積の通流路である拡大部を有して前記羽根車を回転自在に収容するケーシングと、前記羽根車を回転駆動する電動機と、前記吸気口および吐出口のそれぞれに連通されて前記空気の通流路を形成すると共に吸音型消音体を有する消音器とを備えた渦流送風機において、
空洞部の一端が閉じられた共鳴型消音器を前記拡大部と接する部位の前記ケーシングに備えたこと、または、
２）前記１項に記載の手段において、前記共鳴型消音器を前記拡大部の前記仕切部が形成されている側の端部部分の近傍と接する部位の前記ケーシングに備えたこと、または、
３）前記１項または２項に記載の手段において、前記共鳴型消音器は前記ケーシングの前記拡大部に接する部位の壁部にこの拡大部に達するように貫通させて形成された貫通孔に装着されることによって備えられること、または、
４）前記１項または２項に記載の手段において、前記共鳴型消音器はその主要部を前記ケーシングの前記拡大部に接する部位の壁部を利用して形成するようにしたこと、さらにまたは、
５）前記１項ないし４項のいずれか１つに記載の手段において、前記共鳴型消音器の前記空洞部はその底部部分が他の部分に対して移動可能であることによって，空洞部の容積が可変であることにより達成される。
【発明の効果】
【００１７】
この発明による渦流送風機では、前記課題を解決するための手段の項で述べた構成とすることで、次記の効果を得られる。
（１）前記課題を解決するための手段の項の第（１）項による構成とすることで、この発明による渦流送風機では、共鳴型消音器はケーシング内を通流する空気用の広い断面積を持つ通流路として形成された拡大部の部位に装着される。この部位の空気の流速は、従来例の共鳴型消音器を備えた渦流送風機で共鳴型消音器が設けられる仕切部の場合とは異なり相対的に低速であるために、共鳴型消音器に空洞騒音が生じることはない。これにより、従来例の共鳴型消音器を備えていない渦流送風機の場合に約５８ｄＢであった第２次のＮＺ騒音の音圧レベルを、この発明による渦流送風機の場合には、乱流騒音を同等値に維持しながら、約５１ｄＢに低減することが可能であった。また、
（２）前記課題を解決するための手段の項の第（２）項による構成とすることで、この発明による渦流送風機では、共鳴型消音器は拡大部の内でも空気が淀むようにして流れることでその流速が特に遅い仕切部が形成されている側の端部部分に装着される。このために、この部位に装着された共鳴型消音器では、空気の流速が原因で共鳴型消音器に発生するＮＺ騒音がさらに抑制される。これにより、前記（１）項による構成のこの発明による渦流送風機の場合に約５１ｄＢであった第２次のＮＺ騒音の音圧レベルは、この（２）項による構成のこの発明による渦流送風機の場合には、乱流騒音の中に埋もれてしまって検出不可能なまでに低減することが可能であった。また、前記（１）項による構成のこの発明による渦流送風機の場合に約４３．５ｄＢであった第１次のＮＺ騒音の音圧レベルは、この（２）項による構成のこの発明による渦流送風機の場合には、約４１ｄＢまでに低減することが可能であった。また、
（３）前記課題を解決するための手段の項の第（４）項による構成とすることで、前記（１）項，（２）項よる構成のこの発明による渦流送風機が持つ共鳴型消音器の製造原価の低減が可能になる。さらにまた、
（４）渦流送風機では、使用される電源周波数や運転条件による電動機回転数の変化によって、そのＮ×Ｚ（Ｈｚ）値が変動するものである。前記課題を解決するための手段の項の第（１）項〜第（４）項による構成のこの発明による渦流送風機が持つ共鳴型消音器に対して、前記課題を解決するための手段の項の第（５）項による構成を持つ消音周波数ｆの値を調整可能な共鳴型消音器を用いることによって、この発明による渦流送風機が持つ共鳴型消音器の消音周波数ｆを、変化後のＮＺ騒音の周波数値に合わせることが可能になる。これにより、この発明による渦流送風機は、Ｎ×Ｚ（Ｈｚ）値が変動した場合であっても、共鳴型消音器による消音効果を十分に発揮することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下この発明を実施するための最良の形態を図面を参照して詳細に説明する。
『実施の形態１』まず、図１〜図３を用いてこの発明の実施の形態の一例による渦流送風機を説明する。ここで、図１はこの発明の実施の形態の一例による渦流送風機を示すその一部破断した正面図であり、図２は図１のＥ部における要部の詳細図であり、図３は図１，図２に示した共鳴型消音器の側面断面図である。なお、図２は羽根車８とケーシングカバー７２とが取り外された状態として示されている。また、以下の説明においては、図１３〜図２０に示した従来の一例の渦流送風機と同一部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。なおまた、以後の説明に用いる図中には、図１３〜図２０で付した符号については、極力代表的な符号のみを記すようにしている。
図１〜図３において、１は、図１３〜図２０に示した従来の一例の渦流送風機９に対し、ケーシング８に替えてケーシング２を用いると共に、共鳴型消音器３をケーシング本体２１に備えるようにしたこの発明による渦流送風機である。ケーシング２は渦流送風機９のケーシング８に対し、この事例の場合には、拡大部７４ａに接する部位の壁部である拡大部用壁部７９，７９のそれぞれに、拡大部７４ａの中央部分に達する貫通孔２２が形成されたケーシング本体２１を用いることが異なっている。共鳴型消音器３はその短管部３１を貫通孔２２に挿入することでケーシング２に装着される。なお、共鳴型消音器３のケーシング２への装着に際しては、短管部３１は貫通孔２２に対して、例えば、圧入，接着，短管部３１の外径部におねじを形成してのねじ止め（この場合には、貫通孔２２にめねじが形成される必要がある。）などの周知の適宜の方法によって固定することができる。
【００１９】
図３に示した共鳴型消音器３はヘルムホルツ型消音器として著名な共鳴型消音器の場合の事例であって短管部３１と空洞部３２とを有し、この事例の場合には、空洞部３２は空洞部本体３３と空洞部底板３４とで形成され、空洞部本体３３と短管部３１とは一体に形成され、かつ空洞部底板３４は空洞部本体３３に固着されている。すなわち、ヘルムホルツ型消音器である共鳴型消音器３は、空洞部３２の一端が閉じられた共鳴型消音器の一種である。ヘルムホルツ型消音器による消音原理は音波の共鳴吸収によるもので、短管部３１部分の空気の振動により騒音のエネルギーが熱エネルギーに変換されて消費されることにある。その消音周波数ｆは周知のように（１）式で表すことができる。
【００２０】
（数１）
ｆ＝（Ｃ／２π）〔Ｓ／（Ｌ×Ｖ）〕１／２・・・・・・・・・（１）
ここで、Ｃは音速ｍ／ｓ、Ｓは短管部３１の断面積ｍ２、Ｌは短管部３１の長さｍ、Ｖは空洞部３２の容積ｍ３であり、短管部３１の両端部がフランジ形の場合には，Ｌは開放端補正として短管部３１の直径ｄに対して８ｄ／３πを加えることを要する。この発明による渦流送風機１の主要仕様および運転条件を、前述した発生騒音の実測に供された従来例の渦流送風機９の主要仕様および運転条件と同一であるとした場合、渦流送風機１のＮ×Ｚ値は約２６００Ｈｚであり、その第２次のＮＺ騒音の周波数は約５２００Ｈｚであることになる。この約５２００Ｈｚの騒音の消音を行う共鳴型消音器３の各部の寸法は、音速が３４０ｍ／ｓであると置き、短管部３１の内径ｄを９．５ｍｍ，長さＬを８ｍｍ，空洞部３２の内径ｄｃを１４ｍｍとすると、空洞部３２の長さＬｃは前記（１）式より計算すると約３．１ｍｍとして求まる。
【００２１】
しかしながら、渦流送風機の実機では、側溝７３などの形状が単純ではないために、開放端補正値が前記一般値とは僅かに異なるので、消音周波数ｆが前記（１）式により求めた値に一致することはない。発明者らが渦流送風機１に対して実験により求めたところ、空洞部３２の適正な長さＬｃの値は計算値よりも若干長い３．２５ｍｍであった。なお、短管部３１の内径ｄの値が渦流送風機１などの渦流送風機の性能に与える影響について発明者らが検討したところ、前記内径ｄと羽根８１の幅（電動機６の回転軸６１の軸長方向でもある。）Ｂとの比ｄ／Ｂ値が、ｄ／Ｂ＜０．３を満足すれば影響を与えないことが確認されている。渦流送風機１，９に用いられている羽根車８の羽根８１の幅Ｂは３６ｍｍであるので、共鳴型消音器３はｄ／Ｂ＜０．３を満足していることになる。なお、渦流送風機１では２台の共鳴型消音器３が装着されるが、両者の消音周波数ｆの値は同一である。
【００２２】
発明者らはこの渦流送風機１の発生騒音の実験による確認を行ったが、その実測結果の事例のグラフを図４に示す。図４に例示したこの発明の渦流送風機１の発生騒音を、図２１に例示した従来例の渦流送風機９の発生騒音と対比すると、約５２００Ｈｚにピーク値を持つ第２次のＮＺ騒音の音圧レベルは、渦流送風機９の場合に約５８ｄＢであったものが、渦流送風機１では約５１ｄＢに低減することができている。そうしてそれにも関わらず、渦流送風機１における広い周波数範囲に分布して存在する乱流騒音は、渦流送風機９の場合とほぼ同等であり、前記図２３に示した前述の従来の異なる例の渦流送風機（共鳴型消音器をケーシングの仕切部に設けている。）の発生騒音の場合のような大きな空洞騒音の発生は全く認められない。
これは、拡大部７４ａが前述したようにケーシング７内を通流する空気９１用の広い断面積を持つ通流路として形成されたものであるので、従来の異なる例の渦流送風機の場合に共鳴型消音器を設けた仕切部の場合とは異なり、拡大部７４ａでの空気９１の流速が相対的に低速であるために空洞騒音が発生しないことを示している。すなわち、それぞれの拡大部７４ａ，７４ａの中央部分と接する部位の拡大部用壁部７９に共鳴型消音器３（空洞部の一端が閉じられた共鳴型消音器である。）を備えたこの発明の渦流送風機１では、甲高い音色の耳障りな騒音である約５２００Ｈｚにピーク値を持つ第２次のＮＺ騒音を低減することができると共に、広い周波数範囲に分布して存在する乱流騒音に関しては、渦流送風機９の場合とほぼ同様な状態を維持することができるのである。
【００２３】
なお、共鳴型消音器３のケーシング２への前記装着方法の選択に際しては、共鳴型消音器３の交換が必要な場合には、当然のことながら、共鳴型消音器３のケーシング２への着脱が可能な装着方法を選定することが好ましい。このような着脱自在の共鳴型消音器３を採用することで、渦流送風機１から発生しているＮＺ騒音の周波数に適合した消音周波数ｆを持つ共鳴型消音器３を渦流送風機１に装着し、渦流送風機１が発生するＮＺ騒音を効果的に低減することが容易になる。『実施の形態１』における前述の説明では、共鳴型消音器３はケーシング本体２１の拡大部７４ａの中央部分に装着されるとしてきたが、これに限定されるものではなく、例えば、側溝７３の仕切部７７の両端部分のそれぞれに拡大部７４ａを形成するための拡大部用壁部が設けられたケーシングカバーが用いられる場合には、共鳴型消音器３をこのケーシングカバーの拡大部用壁部により形成された拡大部７４ａの中央部分に装着するようにしてもよい。
【００２４】
『実施の形態２』次ぎに、図５〜図８を用いてこの発明の実施の形態の異なる例による渦流送風機を説明する。ここで、図５はこの発明の実施の形態の異なる例による渦流送風機を示す一部破断したその側面図であり、図６はケーシングカバーの図５におけるＲ−Ｒ矢視図であり，図７は図６に示したケーシングカバーの側面断面図であり、図８は図６における要部のＦ−Ｆ矢視断面図である。また、以下の説明においては、図１〜図３に示したこの発明による渦流送風機と同一部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。なお、以後の説明に用いる図中には、図１〜図３図で付した符号については、極力代表的な符号のみを記すようにしている。図５〜図８において、１Ａは、図１３〜図２０に示した従来の一例の渦流送風機９に対し、ケーシング８に替えてケーシング２Ａを用いると共に、共鳴型消音器３および共鳴型消音器３Ａをケーシングカバー２３に備えるようにしたこの発明による渦流送風機である。
【００２５】
ケーシング２Ａは渦流送風機９のケーシング８に対し、この事例の場合には、ケーシングカバーとして、側溝７３，溝７３ａなどが形成されている壁部の、溝７３ａによって形成された拡大部７４ａの仕切部７７が形成されている側の端部部分の近傍と接する部位に、拡大部７４ａに達する貫通孔２２，２２が形成されたケーシングカバー２３を用いることが異なっている。共鳴型消音器３Ａを共鳴型消音器３と対比しつつ説明すると、共鳴型消音器３Ａはその消音周波数ｆの値を共鳴型消音器３の場合の１／２とするために、空洞部３２の容積Ｖｍ３を共鳴型消音器３の場合の４倍としたものである。そうして、共鳴型消音器３Ａの主要寸法の、短管部３１の内径ｄの９．５ｍｍ，長さＬの８ｍｍ，空洞部３２の内径ｄｃの１４ｍｍは、共鳴型消音器３の場合と同一値であり、空洞部３２の長さＬｃは発明者らが渦流送風機１Ａに対して実験により求めて、１３ｍｍとしている。また、貫通孔２２，２２に装着される共鳴型消音器３，３Ａはどちらであっても差し支えはなく、また、共鳴型消音器３，３Ａの貫通孔２２への装着方法は、前記渦流送風機１の場合と全く同様であるのでその説明を省略する。
【００２６】
ところで、前記渦流送風機１の発生騒音の実測結果である図４によるグラフを子細に検討すると、約２６００Ｈｚにピーク値を持つ騒音が見出せる。これは渦流送風機１の第１次のＮＺ騒音である。図４による渦流送風機１の第１次のＮＺ騒音の音圧レベルは約４３．５ｄＢであり、第２次のＮＺ騒音の音圧レベルの約５１ｄＢと対比すると、かなり小さい騒音ではあるが耳障りな騒音であることについては同じである。渦流送風機の使用条件によってはこのレベルの騒音であっても問題視される可能性があり得るとして、発明者らがこの第１次のＮＺ騒音の発生部位について調査したところ、この第１次のＮＺ騒音は拡大部７４ａの中央部分を通流する空気９１によって、この発明によりケーシング２に装着した共鳴型消音器３からも発生していることを突き止めた。
この結果に基づいて発明者らが拡大部７４ａを通流する空気９１の流速分布状態を詳細に調査したところ、拡大部７４ａの仕切部７７が形成されている側の端部部分の近傍では、空気９１が淀むようにして流れることで、その流速が特に遅いことを見出した。この発明者らが見出した知見に基づいたものが、この発明による渦流送風機１Ａである。すなわち、渦流送風機１Ａは共鳴型消音器３，３Ａを空気９１が淀むようにして流れる部位に装着することによって空気９１の流速が原因で共鳴型消音器３，３Ａに発生するＮＺ騒音を抑制すると共に、羽根車８の回転に伴いＺ枚の羽根による静止部との干渉によって発生するＮＺ騒音を渦流送風機１Ａに装着された共鳴型消音器３，３Ａの前述の消音原理によって効果的に消音することによって、低騒音の渦流送風機を得ようとするものである。
【００２７】
渦流送風機１Ａの発生騒音の実測結果の事例のグラフを図９に示す。図９に例示したこの発明の渦流送風機１Ａの発生騒音を、図４に例示したこの発明の渦流送風機１の発生騒音と対比すると、約５２００Ｈｚにピーク値を持つ第２次のＮＺ騒音の音圧レベルは、渦流送風機１の場合に約５１ｄＢであったものが、渦流送風機１Ａでは乱流騒音の中に埋もれてしまって検出不可能なまでに低減されている。また、約２６００Ｈｚにピーク値を持つ第１次のＮＺ騒音の音圧レベルについては、渦流送風機１の場合に約４３．５ｄＢであったものが、渦流送風機１Ａでは約４１ｄＢに低減されており、渦流送風機１Ａの第１次のＮＺ騒音は実質的に除去することができていると言うことができる。またこのことは、拡大部７４ａの仕切部７７が形成されている側の端部部分の近傍を通流する空気９１の流速は、拡大部７４ａの中央部分を通流する空気９１の流速と対比して、共鳴型消音器３，３ＡからＮＺ騒音を発生しないようにできるのに十分な低速であるということである。
【００２８】
『実施の形態３』次ぎに、前記図３を援用しつつ図１０を用いてこの発明の渦流送風機に適用可能な実施の形態の異なる例による共鳴型消音器を説明する。ここで図１０はこの発明の実施の形態の異なる例による共鳴型消音器を示すその分解斜視図である。図１０において、４は短管部３１と空洞部４１とを有するこの発明の共鳴型消音器である。この事例の場合には、空洞部４１は空洞部本体４２と空洞部底板４３とによって形成され、空洞部本体４２と短管部３１とは一体に形成されている。また、共鳴型消音器４の短管部３１の内径ｄの９．５ｍｍ，長さＬの８ｍｍ，空洞部４１の内径ｄｃの１４ｍｍは、共鳴型消音器３の場合と同一値である（短管部３１の内径ｄ，長さＬについては図３を参照。）。この事例の場合の共鳴型消音器４の前記共鳴型消音器３，３Ａとの相異点は、空洞部本体４２の内周面にはめねじが、また、空洞部底板４３の外周面にはおねじが形成されていることにある。
【００２９】
これ等のめねじとおねじとは互いに嵌め合うことのできる形状・寸法とされており、空洞部本体４２に空洞部底板４３をねじ込んで装着することで、空洞部４１が完成されて共鳴型消音器４はヘルムホルツ型消音器としての機能を発揮できるようになる。そうして、当然のことであるが、空洞部本体４２と空洞部底板４３とのねじ結合部分には、例えば、グリス類，テープ類などの周知のシール用部材などを用いて、空気に対する所要のシール処置を行うことが望ましい。このような構成を持つ共鳴型消音器４は、空洞部本体４２への空洞部底板４３のねじ込み量を調整することで、空洞部４１の容積Ｖを連続して増減させることができて、その消音周波数ｆを前記（１）式に従って連続的に変化させることが可能になる。なお、共鳴型消音器４についての前記説明において、空洞部４１の容積Ｖを連続して増減させるために空洞部本体４２，空洞部底板４３が備える構造はねじ構造であるとしてきたが、これに限定されるものではなく、周知の適宜の方法の採用が可能である。
【００３０】
ところで、我が国で使用される渦流送風機９などの従来の渦流送風機では、多くの場合に電動機６に誘導電動機が採用されて我が国の商用交流電源によって運転されており、その運転条件も一定ではない。特に締切運転条件付近では運転条件により電動機６の負荷量がかなり変化することで、それに従って滑り値が変化して誘導電動機である電動機６の回転数に変化が生じる。また、我が国の商用交流電源は５０Ｈｚと６０Ｈｚとが地域的に使い分けられていることで、使用する商用交流電源の周波数によって電動機６の回転数は変化する。そうして、このような電動機６の回転数の変化によって、前記Ｎ×Ｚ（Ｈｚ）値に変化が生じる。例えば、渦流送風機の電源周波数を除く主要仕様が渦流送風機９の前記主要仕様と同一の場合には、前記Ｎ×Ｚ（Ｈｚ）値は、交流電源周波数が５０Ｈｚか６０Ｈｚかによって４５０Ｈｚも変化し、また、同一周波数の交流電源において比較すると、渦流送風機が開放運転か締切運転かによって１００Ｈｚ程度変化し、結果として渦流送風機から発生する各次のＮＺ騒音の周波数が変化することになる。
【００３１】
ＮＺ騒音の周波数がこのように変化してしまうと、共鳴型消音器は前述のヘルムホルツ型消音器としての消音原理を持つ装置であるので、消音周波数ｆが固定されている共鳴型消音器３，３Ａなどでは、異なる消音周波数ｆ値を持つものに交換しなければ十分な消音効果を発揮できないことになる。このような場合には、前記渦流送風機１，１Ａに装着される共鳴型消音器３，３Ａに替えて、この発明の共鳴型消音器４を装着することで容易に対処できるようになる。渦流送風機１，１Ａ用の共鳴型消音器として共鳴型消音器４を用いることで、渦流送風機１，１Ａの運転条件や電源周波数によってＮ×Ｚ（Ｈｚ）値が変化することで発生するＮＺ騒音の周波数が変化したとしても、共鳴型消音器４の空洞部底板４３のねじ込み量を調整することで、共鳴型消音器４の消音周波数ｆを変化後のＮＺ騒音の周波数値に合わせることができる。これにより、共鳴型消音器４はその消音効果を十分に発揮することが出来ることになる。
【００３２】
『実施の形態４』最後に、図１１，図１２を用いてこの発明の実施の形態のさらに異なる例による渦流送風機を説明する。ここで、図１１はこの発明の実施の形態のさらに異なる例による渦流送風機を示すその一部破断した正面図であり、図１２は図１１のＧ部における要部の詳細図である。図１１，図１２において、１Ｂは、図１３〜図２０に示した従来の一例の渦流送風機９に対し、ケーシング８に替えてケーシング２Ｂを用いると共に、共鳴型消音器５をケーシング本体２４に備えるようにしたこの発明による渦流送風機である。ケーシング２Ｂは渦流送風機９のケーシング８に対し、この事例の場合には、ケーシング本体のそれぞれの拡大部７４ａに接する部位の壁部に拡大部７４ａの中央部に達するように形成された貫通孔２５，この貫通孔２５とほぼ同心でしかも貫通孔２５よりも外側の部位に形成されて底部２６ａが貫通孔２５の端部に接すると共に貫通孔２５よりも大口径の有底穴２６，この有底穴２６を設けるためにそれぞれの拡大部７４ａに接する部位の壁部に一体に形成された突起状の座部２７とが形成されたケーシング本体２４を用いることが異なっている。
【００３３】
共鳴型消音器５は、円板状の塞ぎ板５１によってケーシング本体２４に形成された有底穴２６の反底部２６ａ側の端部部分を塞ぐことで形成されている。すなわち、この事例の場合の共鳴型消音器５は、その主要部をケーシング本体２４の拡大部７４ａに接する部位の壁部に形成された貫通孔２５，有底穴２６を利用して形成するようにしている。この共鳴型消音器５を前記図３に示した共鳴型消音器３と対比すると、貫通孔２５が共鳴型消音器３の短管部３１に対応し、有底穴２６と塞ぎ板５１とが共鳴型消音器３の空洞部３２に対応している。すなわち、共鳴型消音器５もヘルムホルツ型消音器であり、その主要部をケーシング２Ｂの壁部を利用して形成するようにしたことがその特徴であり、前記図３に示した共鳴型消音器３と対比してその製造原価の低減が可能になる。そうして、この発明による渦流送風機１Ｂは、貫通孔２５がケーシング本体２４のそれぞれの拡大部７４ａに接する部位の壁部に拡大部７４ａの中央部に達するように形成されていることから、この発明の渦流送風機１と同一機能を持つ渦流送風機である。
【００３４】
『実施の形態４』における前述の説明では、共鳴型消音器５は共鳴型消音器３と同一の機能を持つとしてきたが、これに限定されるものではなく、例えば、有底穴２６の深さ寸法を変更することによって共鳴型消音器３Ａと同等機能を持つものにすることもでき、また、塞ぎ板５１の外周面にはおねじを形成し、有底穴２６の塞ぎ板５１と嵌り合う円形状の内周部位にめねじを形成することによって、共鳴型消音器４と同等機能を持つものにすることもできる。また、『発明を実施するための最良の形態』における前述の説明では、この発明の渦流送風機がそのケーシングに備えた共鳴型消音器はヘルムホルツ型消音器であるとしてきたが、これに限定されるものではなく、例えば、サイドブランチ管であってもよいものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の実施の形態の一例による渦流送風機を示すその一部破断した正面図である。
【図２】図１のＥ部における要部の詳細図である。
【図３】図１，図２に示した共鳴型消音器の側面断面図
【図４】この発明の実施の形態の一例による渦流送風機の発生騒音の実測結果の事例のグラフである。
【図５】この発明の実施の形態の異なる例による渦流送風機を示す一部破断したその側面図である。
【図６】ケーシングカバーの図５におけるＲ−Ｒ矢視図である。
【図７】図６に示したケーシングカバーの側面断面図である。
【図８】図６における要部のＦ−Ｆ矢視断面図である。
【図９】この発明の実施の形態の異なる例による渦流送風機の発生騒音の実測結果の事例のグラフである。
【図１０】この発明の実施の形態の異なる例による共鳴型消音器を示すその分解斜視図である。
【図１１】この発明の実施の形態のさらに異なる例による渦流送風機を示すその一部破断した正面図である。
【図１２】図１１のＧ部における要部の詳細図である。
【図１３】従来の一例の渦流送風機を示すその一部破断した正面図である。
【図１４】図１３に示した渦流送風機の一部破断した側面図である。
【図１５】図１３における要部のＰ−Ｏ−Ｑ矢視断面図である。
【図１６】図１３における要部のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図１７】図１３に示した渦流送風機の空気流路内に生じる空気流の状況を模式的に示した説明図である。
【図１８】ケーシングカバーの図１４におけるＲ−Ｒ矢視図である。
【図１９】図１８に示したケーシングカバーの側面断面図である。
【図２０】図１８における要部のＯ−Ｓ矢視断面図である。
【図２１】従来の一例の渦流送風機の発生騒音の実測結果の事例のグラフである。
【図２２】従来例の吸音・共鳴型消音器を説明する説明図で、（ａ）はその側面断面図であり（ｂ）は図２２（ａ）に示した共鳴管の斜視図である。
【図２３】従来の異なる例の渦流送風機の発生騒音の実測結果の事例のグラフである。
【符号の説明】
【００３６】
１      渦流送風機
２      ケーシング
２１    ケーシング本体
２２    貫通孔
３      共鳴型消音器
７４ａ  拡大部
７９    拡大部用壁部
【図１】
2007107454.tif 000003
【図２】
2007107454.tif 000004
【図３】
2007107454.tif 000005
【図４】
2007107454.tif 000006
【図５】
2007107454.tif 000007
【図６】
2007107454.tif 000008
【図７】
2007107454.tif 000009
【図８】
2007107454.tif 000010
【図９】
2007107454.tif 000011
【図１０】
2007107454.tif 000012
【図１１】
2007107454.tif 000013
【図１２】
2007107454.tif 000014
【図１３】
2007107454.tif 000015
【図１４】
2007107454.tif 000016
【図１５】
2007107454.tif 000017
【図１６】
2007107454.tif 000018
【図１７】
2007107454.tif 000019
【図１８】
2007107454.tif 000020
【図１９】
2007107454.tif 000021
【図２０】
2007107454.tif 000022
【図２１】
2007107454.tif 000023
【図２２】
2007107454.tif 000024
【図２３】
2007107454.tif 000025