(57)【要約】【課題】冷却ファンの吸入口と排出口の両方で、騒音の発生の防止、消音作用が得られ、電気機器および空冷装置からの騒音を低減できる消音型空冷装置を提供する。【解決手段】冷却ファン10によって流通される冷却用空気により電気機器３,４を冷却する消音型空冷装置１において、冷却ファンの吸込口12と排出口14の両方にサイレンサ13,15が備えられた電気機器の消音型空冷装置、またさらに、吸込口または排出口の少なくともいずれか一方に、整流能を有するサイレンサ15が備えられた電気機器の消音型空冷装置。【選択図】図１
2012147543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却ファンによって流通される冷却用空気により電気機器を冷却する消音型空冷装置において、前記冷却ファンの吸込口と排出口の両方にサイレンサが備えられたことを特徴とする電気機器の消音型空冷装置。
【請求項２】
前記吸込口または排出口の少なくともいずれか一方に、整流能を有するサイレンサが備えられたことを特徴とする請求項１記載の電気機器の消音型空冷装置。
【請求項３】
前記吸込口または排出口の少なくともいずれか一方に、同吸込口または排出口と接続する冷却用空気流路の内周面を多孔板で形成し、その周囲を吸音材で囲んでなるサイレンサが備えられたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の電気機器の消音型空冷装置。
【請求項４】
前記消音型空冷装置は、前記吸入口を前記電気機器側と接続させて前記冷却用空気を吸い込み、前記排出口から外部に同冷却用空気を排出するものであって、
同排出口に整流能を有するサイレンサが備えられたことを特徴とする請求項１記載の電気機器の消音型空冷装置。
【請求項５】
前記吸入口に、同吸入口と接続する冷却用空気流路の内周面を多孔板で形成し、その周囲を吸音材で囲んでなるサイレンサが備えられたことを特徴とする請求項４記載の電気機器の消音型空冷装置。
【請求項６】
前記電気機器は、インバータ盤であり、前記消音型空冷装置は、同インバータ盤内から外部に前記冷却用空気を排出するものであることを特徴とする請求項４または請求項５記載の電気機器の消音型空冷装置。
【請求項７】
前記電気機器は、ハウジングに収容された交流モータであり、前記消音型空冷装置は、同ハウジング内から外部に前記冷却用空気を排出するものであることを特徴とする請求項４または請求項５記載の電気機器の消音型空冷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機器の空冷装置であって、電気機器および空冷装置からの騒音を低減できる消音型空冷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型の電気機器、例えば、大型の交流モータと、そのインバータ盤は、工作機械等産業機械を運転する際に必要であり、工場設備に多く用いられている。
しかしながら、これらの電気機器はそれ自体が、騒音や振動を発するほか、発熱して冷却を要するものが多い。
【０００３】
そのため、交流モータをハウジング内に収容し、あるいはインバータ回路をインバータ盤の筐体内に収容し、騒音を抑制するとともに、空冷装置の冷却ファンによる冷却用空気を流通させて、空冷することが行われる。
すなわち、電気機器の発熱量に見合う放熱を計算し、設備費用、維持管理費用の面で有利な冷却ファンを用いた空冷が採用される。
しかし、それら電気機器が発生する熱を冷却するための冷却ファンは、回転音や、風きり音を発生して外部に放出し、騒音源となり、環境問題を生じる場合があった。
【０００４】
それに対して、騒音低減要求に対しては、冷却ファンを採用しつつ改善を図ることに代えて、冷却水による水冷が採用されることがある。
しかし、水冷式は、給水、排水設備が必要となるとともに、結露や、錆、付着鉱物等による冷却水循環管路の詰まり等の給排水トラブルと、それによる設備故障等の二次トラブルが発生する恐れがあり、それを防止するための設備、管理労力等のコストが増大する問題が生じやすく、十分な解決策とはいえなかった。
【０００５】
そこで、コスト抑制と環境対策の両立のために、低騒音化を可能とする空冷装置が求められている。
例えば、下記特許文献１には、インバータ盤の筐体の冷却風入口、冷却風出口の一方、または両方に、消音ダクトを設けたものが示されているが、冷却ファン自体の前後には一方側のみに消音ダクトが接続されるに止まり、他方側は筐体内のインバータ回路等に直接対面している。
したがって、筐体内の回路等機器の周りを流れて乱流となった空気流が、乱流による振動を伴ったまま冷却ファンに吸入される。あるいは、冷却ファンから送入されたままの乱流空気が筐体内へ送り込まれ、乱流空気による騒音を発するので、低騒音化については十分なものとはいえない。
【０００６】
また、下記特許文献２には、エレベータの換気ファン（送入側、および排出側）の消音機能について示されているが、エレベータのかご内の低騒音化のみを企図するものである。
したがって、送入側、排出側ともに各換気ファンのかご側の通風ダクトには、アクティブ騒音制御装置を主要な低騒音化手段として備えることに加え、吸音材の内張り等をしているが、各換気ファンの外気側は、直接エレベータ昇降路内に開放されており、何らの消音対策を備えていない。
すなわち、本発明が企図するような、各換気ファンの外部に対する騒音対策は示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−８４２５５号公報（図１〜図１０）
【特許文献２】特開平６−２４７６６９号公報（図１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来技術に鑑み、冷却ファンの吸入口と排出口の両方で、騒音の発生の防止、消音作用が得られ、電気機器および空冷装置からの騒音を低減できる消音型空冷装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、冷却ファンによって流通される冷却用空気により電気機器を冷却する消音型空冷装置において、前記冷却ファンの吸込口と排出口の両方にサイレンサが備えられたことを特徴とする電気機器の消音型空冷装置である。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電気機器の消音型空冷装置において、前記吸込口または排出口の少なくともいずれか一方に、整流能を有するサイレンサが備えられたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の電気機器の消音型空冷装置において、前記吸込口または排出口の少なくともいずれか一方に、同吸込口または排出口と接続する冷却用空気流路の内周面を多孔板で形成し、その周囲を吸音材で囲んでなるサイレンサが備えられたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の電気機器の消音型空冷装置において、前記消音型空冷装置は、前記吸入口を前記電気機器側と接続させて前記冷却用空気を吸い込み、前記排出口から外部に同冷却用空気を排出するものであって、同排出口に整流能を有するサイレンサが備えられたことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の電気機器の消音型空冷装置において、前記吸入口に、同吸入口と接続する冷却用空気流路の内周面を多孔板で形成し、その周囲を吸音材で囲んでなるサイレンサが備えられたことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項４または請求項５に記載の電気機器の消音型空冷装置において、前記電気機器は、インバータ盤であり、前記消音型空冷装置は、同インバータ盤内から外部に前記冷却用空気を排出するものであることを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項４または請求項５に記載の電気機器の消音型空冷装置において、前記電気機器は、ハウジングに収容された交流モータであり、前記消音型空冷装置は、同ハウジング内から外部に前記冷却用空気を排出するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明の電気機器の消音型空冷装置によれば、冷却ファンの吸込口と排出口の両方にサイレンサが備えられたので、冷却ファンの吸入口と排出口の両方で、騒音の発生の防止、消音作用が得られる。
すなわち、電気機器側から冷却用空気を吸い込み、外部に排出する場合には、電気機器からの騒音や、電気機器を通過した冷却用空気の騒音が吸入口のサイレンサで低減されるとともに、冷却ファンから発生する騒音は排出口のサイレンサで低減されるので、冷却用空気の外部への排出とともに電気機器および冷却ファンから外部に放出される騒音が抑制され、消音効果が得られる。
【００１７】
また、外部から冷却用空気を吸い込み電気機器側に給気する場合にも、冷却ファンから発生する騒音は、吸入口のサイレンサで低減されて外部に放出されることが防止され、電気機器から発生する騒音や、電気機器を通過する冷却用空気の騒音は排出口のサイレンサで低減されて冷却ファンに伝達されることが防止されるので、電気機器および冷却ファンから外部に放出される騒音が抑制され、消音効果が得られる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、吸込口または排出口の少なくともいずれか一方において、整流能のあるサイレンサ、すなわち整流装置として働くサイレンサが設けられるので、冷却ファンを通過する冷却用空気の乱流が整流され、乱流に基づく騒音が低減され、電気機器および冷却ファンから外部に放出される騒音がより効果的に抑制され、消音効果が得られる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、請求項１または請求項２の発明の効果に加えて、吸込口または排出口の少なくともいずれか一方に、同吸込口または排出口と接続する冷却用空気流路の内周面を多孔板で形成し、その周囲を吸音材で囲んだサイレンサが設けられるので、そのサイレンサは吸音性の高いものとなり、冷却ファンを通過する冷却用空気の圧力振動が吸収されて騒音が低減されるため、電気機器および冷却ファンから外部に放出される騒音がより効果的に抑制され、消音効果が得られる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、冷却ファンが吸入口で電気機器側から吸い込んだ冷却用空気を、排出口から外部に排出する際に、整流能のあるサイレンサが冷却ファンの排出口に設けられているので、冷却ファンの排出口の乱流、回転を含む冷却用空気が整流されるため、乱流に基づく騒音が低減され、整流能のあるサイレンサが特に有効に生かされて、請求項１の発明の効果が奏される。
【００２１】
請求項５の発明によれば、請求項４の発明の効果に加えて、吸音性が高いサイレンサが冷却ファンの吸入口に設けられるので、電気機器から発生する騒音や、電気機器を通過する冷却用空気の騒音、すなわち冷却用空気の圧力振動が吸収されるため、吸音性が高いサイレンサが特に有効に生かされる。
すなわち、両サイレンサの作用効果が相互に好ましく相俟って、特に有効に電気機器および冷却ファンから外部に放出される騒音が抑制され、消音効果が得られる。
【００２２】
請求項６の発明によれば、冷却ファンによる冷却用空気の排出に伴ってインバータ盤内に導入される冷却用空気としての外気により、インバータ盤内のインバータ回路等が空冷されるとともに、請求項４または請求項５の発明の効果によって、インバータ盤および冷却ファンから外部に放出される騒音が、効果的に抑制されて消音効果が得られ、インバータ盤の冷却コストの低減と、環境問題の解消に寄与できる。
【００２３】
請求項７の発明によれば、冷却ファンによる冷却用空気の排出に伴ってハウジング内に導入される冷却用空気としての外気により、ハウジング内の交流モータが空冷されるとともに、請求項４または請求項５の発明の効果によって、交流モータとそのハウジングおよび冷却ファンから外部に放出される騒音が、効果的に抑制されて消音効果が得られ、交流モータの冷却コストの低減と、環境問題の解消に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態１に係る消音型空冷装置を取り付けたインバータ盤の模式的正面図である。
【図２】図１中、II−II矢視による、消音型空冷装置を取り付けたインバータ盤の模式的側面図である。
【図３】図１中、III部の、冷却用空気流路の内周面を多孔板で形成し、その周囲を吸音材で囲んだサイレンサの構造説明図である。
【図４】図１中、IV部の、角円接続ダクトの説明図である。
【図５】本発明の実施形態２に係る消音型空冷装置を取り付けた、交流モータおよびそのハウジングの模式的立面図である。
【図６】図５中、VI−VI矢視による、消音型空冷装置を取り付けた、交流モータおよびそのハウジングの模式的平面図である。
【図７】図５中、VII−VII矢視による、消音型空冷装置を取り付けた、交流モータおよびそのハウジングの模式的側部立面図である。
【図８】本発明の実施例３例と、従来例４例の、騒音レベル測定結果の比較を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態１に係る電気機器の消音型空冷装置について図１ないし図４に基づいて説明する。
本実施形態において、消音型空冷装置１を取り付けた「電気機器」はインバータ盤３である。
【００２６】
図１に示されるように、立設されたインバータ盤３には、その筐体30内にインバータ回路32が収容されており、図示しない入出力電力線が接続されている。
筐体30の上面には消音型空冷装置１が取り付けられ、その冷却ファン10の吸入口12には吸入口サイレンサ13が設けられ、排出口14には排出口サイレンサ15が設けられている。
吸入口サイレンサ13は、筐体30内の上部空間33と冷却用空気ダクト16を介して連通している。
排出口サイレンサ15は、吹き出し口17で外部に開放されている。
【００２７】
図においては、吸入口サイレンサ13、冷却ファン10および排出口サイレンサ15は、単に簡略な支柱31上に立設されて略図示されているが、振動発生を防ぐように、十分な剛性を有する構造の支柱31と図示しない横梁部材等で支持されるものとする。
【００２８】
消音型空冷装置１の冷却ファン10は、軸流ファンであり、図示しない電力源と制御回路とにより駆動電力供給と制御が行われる。
冷却ファン10が駆動されると、インバータ盤３内から冷却用空気が排出され、冷却用空気の排出に伴ってインバータ盤３内に導入される冷却用空気としての外気により、インバータ盤３内のインバータ回路32等が空冷される。
インバータ盤３の筐体30には、図示しない外気流入路が設けられており、外気流入路はラビリンス流路等を備えて、外気流入路から流入する外気をさかのぼって筐体30内の騒音が外部に漏れないようにすることが好ましい。
【００２９】
吸入口サイレンサ13は、吸入口12と接続し、冷却ファン10の直径と略同じ内径の円形断面の冷却用空気流路18を形成して、吸入空気の流れに乱れが生じないようにしている。
冷却用空気流路18の内周面18ａは、図３に示されるように多孔板19で形成され、その周囲は吸音材20で囲まれており、その間には吸音材20を多孔板19の孔19ａから保護するために通気繊維体21が配されている。さらにその外側は、吸入口サイレンサ・ケーシング13ａで覆われる。
【００３０】
多孔板19の孔19ａは、その外周側の吸音材20とともに、冷却用空気流路18の内周面18ａに形成された半径方向の空孔となり、空気の膨張による異音吸収が可能な構造である。多孔板19と吸音材20を用いた吸入口サイレンサ13は、冷却用空気の圧力振動を吸収し、吸音性が高いサイレンサとなる。
【００３１】
多孔板19は、金属板または樹脂板で容易に構成できるが、繊維強化石膏ボード等で構成して、吸音効果を向上させることもできる。
吸音材20は、グラスウール、ロックウール、金属繊維、ウレタンフォーム、多孔質のセラミックス等、適切なものを選択して用いることができる。
通気繊維体21は、グラスクロス等を用いることができるが、吸音材20の種類によっては不要である。
【００３２】
本実施形態において、冷却用空気ダクト16は、ベンド部16ａを有している。ベンド部16ａによって、インバータ盤３からの排気方向、すなわち消音型空冷装置１との接続方向が自在に設定できる。
ベンド部16ａにおいては、通過する冷却用空気の流れ方向が変わるため、流路抵抗が増し、乱流が発生する恐れがあるが、ベンド部16ａ内には整流板23を設けて流通する空気の流れ方向を導き、均等な流れを得ることで、冷却用空気の流れの偏り、圧縮、衝突による騒音発生が抑制されている。
【００３３】
ベンド部16ａに整流板23を設ける場合、円形断面ダクトでは製作に困難を伴う場合があり、本実施形態では、ベンド部16ａは矩形断面ダクトとしている。
しかし、その場合、円形断面のダクト等と接続するに際し、本実施形態では吸入口サイレンサ13の円形断面の冷却用空気流路18と接続するに際し、図４に示すような角円接続ダクト24を介装し、矩形断面部から円形断面部へと、流通する空気が滑らかに流れるようにして、流れの乱れによる騒音の発生を抑制している。
【００３４】
一方、排出口14に設けられた排出口サイレンサ15は、整流能を有するサイレンサとなっている。すなわち整流装置として働くサイレンサであり、本実施形態では、冷却ファン10の吐出方向に平行な多数の管状通路26を備えるハニカム構造体27からなるサイレンサとなっている。
そのため、冷却ファン10から吐出される冷却用空気の乱流が整流され、乱流に基づく騒音発生が低減される。
【００３５】
ハニカム構造体27は、金属、樹脂等で容易に構成できるが、吸音効果を高めるために、繊維強化石膏ボード、多孔質のセラミックス等で構成することもできる。
ハニカム構造体27は、その外周側を排出口サイレンサ・ケーシング15ａで覆われるが、排出口サイレンサ15の吹き出し口17には、図示しない保護枠が取り付けられて、ハニカム構造体27が保護されている。
【００３６】
上述のように構成された本実施形態のインバータ盤３の消音型空冷装置１が稼動すると、冷却ファン10が回転して、インバータ盤３内の上部空間33から空気（冷却用空気）を、冷却用空気ダクト16（ベンド部16ａ、角円接続ダクト24を含む）、吸入口サイレンサ13、吸入口12を経由して吸い出す。
吸い出された空気は、排出口14から外部に排出される。
【００３７】
冷却用空気の排出に伴って、インバータ盤３の筐体30に設けられた図示しない外気流入路から、冷却用空気としての外気がインバータ盤３内に導入される。冷却用空気は筐体30内のインバータ回路32の周囲を通過し、インバータ回路32が空冷される。
なお、本実施形態では、インバータ盤３としてインバータ回路32のみを備えたものを例示したが、勿論それに限られることは無く、インバータ盤３は、インバータ回路32と協働するコンバータ、変圧器、放電抵抗器等を備えたものであってもよく、それらが同様に空冷される。
また、外気流入路はラビリンス流路等を備えて、外気流入路から流入する外気をさかのぼって筐体30内の騒音が外部に漏れないようにすることが好ましい。
【００３８】
インバータ盤３内を通過した冷却用空気は、内部のインバータ回路32等に接して、流れが乱れ、圧縮、衝突等による圧力振動を起こし、騒音を発生している。また、インバータ回路32等の機器自体から発生した騒音も伝えている。
しかし、そのような冷却用空気が消音型空冷装置１の冷却ファン10に流入する際には、吸入口12に設けられた吸入口サイレンサ13において、圧力振動が吸収され、騒音が低減する。
【００３９】
すなわち、吸入口サイレンサ13の冷却用空気流路18において、内周面18ａの多孔板19の孔19ａからその背後の吸音材20に侵入した冷却用空気流路18内の空気の圧力波は、吸音材20との摩擦、加振等でエネルギーが減衰され、圧力振動が吸収される。したがって、冷却用空気流路18の内周面18ａを多孔板19で形成し、その周囲を吸音材20で囲んだ吸入口サイレンサ13は吸音性の高いものとなる。
なお、そのような吸音サイレンサは、一般に高周波域の吸音性がより優れており、高周波振動を発し易いインバータ盤３等の消音に適している。
【００４０】
なお、冷却用空気ダクト16においては、ベンド部16ａの整流板23や、吸入口サイレンサ13の冷却用空気流路18と接続するための角円接続ダクト24によって、インバータ盤３内から吸い出された冷却用空気の流れが整流され、滑らかに流れるので、乱れが防止されて、騒音の発生が抑制されている。
また、冷却用空気流路18の内径が、冷却ファン10の直径と略同じ内径とされたのも、同様の作用効果のためである。
またさらに、インバータ盤３の固定部に防振ゴムを敷いたり、インバータ盤３の筐体30の内面に吸音材をライニングすることで、インバータ盤３および冷却ファン10からの騒音発生をより低減できる。
【００４１】
一方、冷却ファン10の排出口14には、整流能を有する排出口サイレンサ15が備えられて、冷却ファン10が吸い出したインバータ盤３内の冷却用空気が、排出口サイレンサ15経由で外部に排出される。
排出口サイレンサ15は、冷却ファン10の吐出方向に揃えた平行な管状通路26を、多数備えたハニカム構造体27から構成されている。
【００４２】
排出口14には、ハニカム構造体27の断面形状（通常、矩形であるが、円形、多角形等であってもよい）に滑らかに接続するための接続部14ａが備えられ、冷却ファン10から吐出された冷却用空気を、ハニカム構造体27の各管状通路26に分配する。
排出される冷却用空気は、各管状通路26を通過することによって流れ方向が整流され、ハニカム構造体27の下流端、すなわち、排出口サイレンサ15の吹き出し口17から、互いに衝突することなく、乱流化することが防止されつつ外部に排出される。
そのため、冷却ファン10から吐出される冷却用空気は乱流、回転等を含んでいても、排出口サイレンサ15で整流され、乱流に基づく騒音発生が抑制される。
【００４３】
以上の本実施形態１の特徴を纏めて述べれば、下記のとおりである。
まず、冷却ファン10によって流通される冷却用空気によりインバータ盤３を冷却する消音型空冷装置１において、冷却ファン４の吸込口12と排出口14の両方に、それぞれ吸入口サイレンサ13と排出口サイレンサ15が備えられたので、冷却ファン10の吸入口12と排出口14の両方で、騒音の発生の防止、消音作用が得られる。
すなわち、インバータ盤３側から冷却用空気を吸い込み、外部に排出する場合には、インバータ盤３からの騒音や、インバータ盤３を通過した冷却用空気の騒音が吸入口サイレンサ13で低減されるとともに、冷却ファン10から発生する騒音は排出口サイレンサ15で低減されるので、冷却用空気の外部への排出とともにインバータ盤３および冷却ファン10から外部に放出される騒音が抑制され、消音効果が得られる。
【００４４】
また、本実施形態１に図示すると逆の冷却用空気の流れで用いた場合にも同様なことが言える。
すなわち、外部から冷却用空気を吸い込みインバータ盤３側に給気する場合にも、冷却ファン10から発生する騒音は、吸入口サイレンサ13で低減されて外部に放出されることが防止され、インバータ盤３から発生する騒音や、インバータ盤３を通過する冷却用空気の騒音は排出口サイレンサ15で低減されて、冷却ファン10に伝達されることが防止されるので、インバータ盤３および冷却ファン10から外部に放出される騒音が抑制され、消音効果が得られる。
【００４５】
以上に加え、排出口14において、整流能のある排出口サイレンサ15、すなわち整流装置として働くハニカム構造体27からなるサイレンサが設けられるので、冷却ファン10を通過する冷却用空気の乱流が整流され、乱流に基づく騒音が低減され、インバータ盤３および冷却ファン10から外部に放出される騒音がより効果的に抑制され、消音効果が得られる。
実施形態１と逆に、吸入口12に、整流能を有するサイレンサが備えられても同様である。
【００４６】
以上に加え、吸込口12に、吸込口12と接続する冷却用空気流路18の内周面18ａを多孔板19で形成し、その周囲を吸音材20で囲んだ吸入口サイレンサ13が備えられるので、吸入口サイレンサ13は吸音性の高いものとなり、冷却ファン10を通過する冷却用空気の圧力振動が吸収されて騒音が低減されるため、インバータ盤３および冷却ファン10から外部に放出される騒音がより効果的に抑制され、消音効果が得られる。
実施形態１と逆に、排出口14に、排出口14と接続する冷却用空気流路の内周面を多孔板で形成し、その周囲を吸音材で囲んだ排出口サイレンサが備えられても同様である。
【００４７】
そして、本実施形態１のように、インバータ盤３の消音型空冷装置１において、消音型空冷装置１は、吸入口12をインバータ盤３側と接続させて冷却用空気を吸い込み、排出口14から外部に冷却用空気を排出するものであって、排出口14に整流能を有するサイレンサ、すなわちハニカム構造体27からなる排出口サイレンサ15が備えられたので、冷却ファン10が吸入口12で吸入口サイレンサ13を介してインバータ盤３側から吸い込んだ冷却用空気を、排出口14から外部に排出する際に、整流能のある排出口サイレンサ15によって、冷却ファン10の排出口14の乱流、回転を含む冷却用空気が整流されるため、乱流に基づく騒音が低減され、整流能のあるサイレンサが特に有効に生かされる。
【００４８】
また、それに加えて、吸入口12に、吸入口12と接続する冷却用空気流路18の内周面18ａを多孔板19で形成し、その周囲を吸音材20で囲んだ吸入口サイレンサ13が備えられたので、吸音性が高い吸入口サイレンサ13によって、インバータ盤３から発生する騒音や、インバータ盤３を通過する冷却用空気の騒音、すなわち冷却用空気の圧力振動が吸収されるため、吸音性が高いサイレンサが特に有効に生かされる。
すなわち、両サイレンサの作用効果が相互に好ましく相俟って、特に有効にインバータ盤３および冷却ファン10から外部に放出される騒音が抑制され、消音効果が得られる。
【００４９】
本実施形態１の消音型空冷装置１は、インバータ盤３の消音型空冷装置１であり、インバータ盤３内から外部に冷却用空気を排出するものであるので、冷却ファン10による冷却用空気の排出に伴ってインバータ盤３内に導入される冷却用空気としての外気により、インバータ盤３内のインバータ回路32等が空冷されるとともに、インバータ盤３よび冷却ファン10から外部に放出される騒音が、効果的に抑制されて消音効果が得られ、インバータ盤３の冷却コストの低減と、環境問題の解消に寄与できるものである。
【００５０】
次に、本発明の実施形態２に係る電気機器の消音型空冷装置について図５ないし図７に基づいて説明する。
本実施形態２において、消音型空冷装置１を取り付けた「電気機器」は、ハウジング40に収容された交流モータ４である。
本実施形態２において、上記実施形態１と実質的に同じ部分には同じ符号を付して、説明を省略ないし簡略とし、以下、実施形態１と異なる点を主に説明する。
【００５１】
冷却ファン３の騒音を低減しても、騒音低減に不足がある場合、例えば電気機器本体としての交流モータ４からの騒音が高い場合等においては、交流モータ４をハウジング40に収納して、消音型空冷装置１によりハウジング40内で冷却用空気を交流モータ４に効率よく接触、流通させる空冷と、騒音低減とを図ることができる。
図５から図７に示されるように、本実施形態２においては、交流モータ４はハウジング40に収容され、図示しない動力電力線と必要な制御用配線が接続されている。
【００５２】
ハウジング40の上面には消音型空冷装置１が取り付けられ、その冷却ファン10の吸入口12には吸入口サイレンサ13が設けられ、排出口14には排出口サイレンサ15が設けられている。
吸入口サイレンサ13は、ハウジング40内の上部空間43と冷却用空気ダクト16を介して連通している。
排出口サイレンサ15は、吹き出し口17で外部に開放されている。
【００５３】
図においては、吸入口サイレンサ13、冷却ファン10および排出口サイレンサ15は、単に簡略な支柱41上に立設されて略図示されているが、振動発生を防ぐように、十分な剛性を有する構造の支柱41と図示しない横梁部材等で支持されるものとする。
【００５４】
消音型空冷装置１の冷却ファン10は、軸流ファンであり、図示しない電力源と制御回路とにより駆動電力供給と制御が行われる。
冷却ファン10が駆動されると、ハウジング40内から冷却用空気が排出され、冷却用空気の排出に伴ってハウジング40内に導入される冷却用空気としての外気により、ハウジング40内の交流モータ４等が空冷される。
交流モータ４のハウジング40には、図示しない外気流入路が設けられており、外気流入路はラビリンス流路等を備えて、外気流入路から流入する外気をさかのぼってハウジング40内の騒音が外部に漏れないようにすることが好ましい。
【００５５】
冷却ファン10、吸入口サイレンサ13および排出口サイレンサ15の構造、作用効果は、実施形態１で述べたと同じであり、説明を省略する。
実施形態１でインバータ盤３の筐体30内のインバータ回路32等を空冷したと同様に、本実施形態では、冷却ファン10、吸入口サイレンサ13および排出口サイレンサ15は、ハウジング40内の交流モータ４を空冷し、交流モータ４とハウジング40、および冷却ファン10から外部に放出される騒音を抑制し、消音効果が得られる。
【００５６】
本実施形態のように、冷却すべき電気機器本体の交流モータ４が高い騒音を発する場合は、それを収容するハウジング40は、単に冷却用空気を交流モータ４に効率よく接触、流通させるためのものに止まらず、騒音抑制のための積極的な構成を備えている。
すなわち、ハウジング40は、遮音壁構造を有するものとする。
【００５７】
遮音壁構造は、一般に用いられることが多いコンクリート等質量の高い部材によることもできるが、その構造から設置、解体、移設の困難とコストの増大を招き、収容された交流モータ４等のメンテナンスの困難、運用の柔軟性上の問題を生じる恐れがある。
【００５８】
そこで、本実施形態の遮音壁構造は、二重の板状部材、例えば石膏ボード等の二重壁の間に、吸音部材、例えば発泡部材、多孔質材、グラスウール等を挿入した、簡易構造の遮音壁42として、軽量で、設置、解体、移設が容易で、コストが抑制され、収容された交流モータ４等のメンテナンスの容易化、運用上の柔軟性が図れるものとしている。
本実施形態の交流モータ４を収容するハウジング40は、そのような簡易構造の遮音壁42からなる。
【００５９】
ハウジング40による遮音性を高めるためには、遮音壁42を二重壁で構成する場合は、二重の板状部材は直接の互いの固定関係を少なくして、構造的な結合による音響的な結合を抑制したものが好ましい。
また、交流モータ４の軸部４ａを挿通させるハウジング40の開口部44や、図示しない動力電力線、制御用配線等のターミナルは、シール構造を備えたものとするのが好ましい。
またさらに、交流モータ４の固定部に防振ゴムを敷いたり、ハウジング40の内面に吸音材をライニングすることで、交流モータ４および冷却ファン10からの騒音発生をより低減できる。
【００６０】
以上の本実施形態２の特徴を纏めて述べるとすれば、実施形態１に関して上述したことと同様であり、重ねての記載は省略するが、消音型空冷装置１の吸入口12に接続された電気機器が、ハウジング40に収容された交流モータ４であることから、特に、以下のことが言える。
【００６１】
すなわち、ハウジング40に収容された交流モータ４の消音型空冷装置１において、消音型空冷装置１は、吸入口12をハウジング40側と接続させて冷却用空気を吸い込み、排出口14から外部に冷却用空気を排出するものであって、排出口14に整流能を有するサイレンサ、すなわちハニカム構造体27からなる排出口サイレンサ15が備えられたので、冷却ファン10が吸入口12で吸入口サイレンサ13を介してハウジング40側から吸い込んだ冷却用空気を、排出口14から外部に排出する際に、整流能のある排出口サイレンサ15によって、冷却ファン10の排出口14の乱流、回転を含む冷却用空気が整流されるため、乱流に基づく騒音が低減され、整流能のあるサイレンサが特に有効に生かされる。
【００６２】
また、それに加えて、吸入口12に、吸入口12と接続する冷却用空気流路18の内周面18ａを多孔板19で形成し、その周囲を吸音材20で囲んだ吸入口サイレンサ13が備えられたので、吸音性が高い吸入口サイレンサ13によって、交流モータ４から発生する騒音や、交流モータ４を収容するハウジング40を通過する冷却用空気の騒音、すなわち冷却用空気の圧力振動が吸収されるため、吸音性が高いサイレンサが特に有効に生かされる。
すなわち、両サイレンサの作用効果が相互に好ましく相俟って、特に有効に交流モータ４とそのハウジング40および冷却ファン10から外部に放出される騒音が抑制され、消音効果が得られる。
【００６３】
本実施形態２の消音型空冷装置１は、ハウジング40に収容された交流モータ４の消音型空冷装置１であり、ハウジング40内から外部に冷却用空気を排出するものであるので、冷却ファン10による冷却用空気の排出に伴ってハウジング40内に導入される冷却用空気としての外気により、ハウジング40内の交流モータ４等が空冷されるとともに、交流モータ４とそのハウジング40および冷却ファン10から外部に放出される騒音が、効果的に抑制されて消音効果が得られ、交流モータ４の冷却コストの低減と、環境問題の解消に寄与できるものである。
【実施例】
【００６４】
（実施例１）
ファン製造メーカ製冷却ファンを、本発明者らが本発明のサイレンサ付きに改造して、インバータ盤に取り付けた。（実施形態１に相当）
（実施例２）
ファン製造メーカ製冷却ファンを、本発明のサイレンサ付きに設計変更したものを、インバータ盤に取り付け。（実施形態１に相当）
（実施例３）
ファン製造メーカ製冷却ファンを、本発明のサイレンサ付きに設計変更したものを、交流モータを収納し遮音壁を有するハウジングに取り付け。（実施形態２に相当）
（従来例１）
ファン製造メーカ製冷却ファンを、インバータ盤に取り付け。
（従来例２）
ファン製造メーカ製冷却ファンを、交流モータを収納し遮音壁を有するハウジングに取り付け。
（従来例３）
ファン製造メーカ製冷却ファンを、交流モータを収納し遮音壁を有するハウジングに取り付け。
（従来例４）
ファン製造メーカ製冷却ファンを、交流モータを収納し遮音壁を有するハウジングに取り付け。
【００６５】
上記実施例、従来例につき、１ｍ離れた位置で騒音レベルを測定した結果を、図８に纏めて示す。
図８に示されるように、最も騒音レベルが高かった実施例１においても、最も騒音レベルが低かった従来例１よりも、騒音レベルが約８ｄＢ低下し、８０ｄＢ未満の環境が確保できた。
【００６６】
以上、本発明を、実施形態に基づき説明したが、本発明は上記の実施形態１、２の態様に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲で、種々の態様で実施され得るものであることは勿論である。
【符号の説明】
【００６７】
１…消音型空冷装置、３…インバータ盤、４…交流モータ、10…冷却ファン、12…吸入口、13…吸入口サイレンサ、14…排出口、15…排出口サイレンサ、16…冷却用空気ダクト、16ａ…ベンド部、17…吹き出し口、18…冷却用空気流路、18ａ…内周面、19…多孔板、19ａ…孔、20…吸音材、23…整流板、24…角円接続ダクト、26…管状通路、27…ハニカム構造体、30…筐体、32…インバータ回路、40…ハウジング、42…遮音壁
【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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【図８】
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