CN113646543A - 带消音器的送风机 - Google Patents
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Abstract
提供一种带消音器的送风机,其在确保风扇风量的同时,能够将特定频率的声音进行消音,并且可以小型化。带消音器的送风机具有:轴流风扇,具有外壳、安装于外壳上的马达、以及具备安装于马达并旋转的轴部及向轴部的径向外侧突出形成的叶片的转子;及消音器,安装于外壳,消音器包括将轴流风扇产生的主导音选择性地进行消音的共振器,消音器配置在当从转子的旋转轴方向观察时至少一部分与轴部重叠的位置上,在与转子的旋转轴垂直的截面中,若将以旋转轴为中心并以连接旋转轴与叶片的最前端的点的线为半径的圆设为旋转区域,则与旋转轴垂直的截面中的消音器的面积小于旋转区域的面积。
Description
技术领域
本发明涉及一种带消音器的送风机。
背景技术
在个人电脑(PC)及复印机等信息设备等中,为了冷却设备内部,使用风扇来排出设备内部的被加热的空气。
在从这种冷却用风扇产生的噪声中,由叶片数量和转速决定频率的噪声在特定频率下声压高,纯音(音调)成分非常强,导致刺耳的问题。
为了减弱这种噪声,即使使用通常用于消音的多孔质吸音材料,也由于在宽频带中一律降低音量,因此在只有如上所述的特定频率的声压高的情况下,难以相对降低该特定频率的声压。
并且,在使用多孔质吸音材料的情况下,为了获得充分的消音效果而需要增大体积,但是由于需要确保由风扇产生的风量,因此在多孔质吸音材料的大小上存在限制,存在难以兼顾高的通风性和隔音性能的问题。
提出为了将在这种特定频率下产生的风扇的噪声进行消音而使用共振型消音器。
例如,在专利文献1中记载有一种消音器,其构成为如下:通过设置壳体和孔部而制成,所壳体具有扁平框体形状,并且在内部形成用于进行消音处理的通路,所述孔部以与通路连通的方式形成于该壳体,并导入成为噪声的声波,将该孔部从壳体的外周边形成,成为噪声的声波向壳体的平面方向传播。
并且,记载有该消音器进行共振吸音。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开WO2004/061817号
发明内容
发明要解决的技术课题
如专利文献1,为了确保通风性(即,风量),在风扇产生的风的通路的外周部设置有消音器的情况下,由于需要用于设置消音器的空间,因此存在导致设置风扇及消音器的整个装置大型化的问题。
本发明的课题是解决上述现有技术问题,并提供一种带消音器的送风机,其在确保风扇风量的同时,能够将特定频率的声音进行消音,并且可以小型化。
用于解决技术课题的手段
本发明通过以下结构而解决课题。
[1]一种带消音器的送风机,其具有:轴流风扇,具有外壳、安装于外壳上的马达、以及具备安装于马达并旋转的轴部及向轴部的径向外侧突出形成的叶片的转子;及
消音器,安装于外壳,
消音器包括将轴流风扇产生的主导音选择性地进行消音的共振器,
消音器配置在当从转子的旋转轴方向观察时至少一部分与轴部重叠的位置上,
在与转子的旋转轴垂直的截面中,若将以旋转轴为中心并以连接旋转轴与叶片的最前端的点的线为半径的圆设为旋转区域,则与旋转轴垂直的截面中的消音器的面积小于旋转区域的面积。
[2]根据[1]所述的带消音器的送风机,其中,当从旋转轴方向观察时,消音器全部与轴部重叠配置。
[3]根据[2]所述的带消音器的送风机,其中,在与旋转轴垂直的截面中,消音器的面积为轴部的面积的70%以上。
[4]根据[1]所述的带消音器的送风机,其中,当从旋转轴方向观察时,若将从旋转区域去除轴部区域的区域设为叶片区域,
则叶片区域与消音器重叠的区域的面积为叶片区域的面积的52%以下。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的带消音器的送风机,其中,消音器在旋转轴方向的厚度在轴流风扇的厚度的3倍以内。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的带消音器的送风机,其中,消音器具有多个共振器。
[7]根据[6]所述的带消音器的送风机,其中,多个共振器中的任意两个的共振频率彼此不同。
[8]根据[1]至[7]中任一项所述的带消音器的送风机,其中,若将旋转轴方向的外侧朝向时设为0°且将内侧朝向时设为180°,则共振器的振动体的振动方向相对于旋转轴的角度在90°以内。
[9]根据[1]至[8]中任一项所述的带消音器的送风机,其中,消音器通过膜振动而共振。
[10]根据[1]至[9]中任一项所述的带消音器的送风机,其中,消音器具有多孔质吸音材料。
发明效果
根据本发明,能够提供一种带消音器的送风机,其在确保风扇风量的同时,能够将特定频率的声音进行消音,并且可以小型化。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的带消音器的送风机的一例的立体图。
图2是从A方向观察图1的带消音器的送风机的前视图。
图3是图2的B-B线剖视图。
图4是示意性地表示本发明的带消音器的送风机的另一例的剖视图。
图5是示意性地表示本发明的带消音器的送风机的另一例的剖视图。
图6是示意性地表示本发明的带消音器的送风机的另一例的剖视图。
图7是示意性地表示本发明的带消音器的送风机的另一例的剖视图。
图8是示意性地表示本发明的带消音器的送风机的另一例的剖视图。
图9是示意性地表示本发明的带消音器的送风机的另一例的剖视图。
图10是示意性地表示本发明的带消音器的送风机的另一例的前视图。
图11是示意性地表示本发明的带消音器的送风机的另一例的前视图。
图12是示意性地表示本发明的带消音器的送风机的另一例的前视图。
图13是示意性地表示本发明的带消音器的送风机的另一例的前视图。
图14是示意性地表示本发明的带消音器的送风机的另一例的前视图。
图15是示意性地表示本发明的带消音器的送风机的另一例的剖视图。
图16是示意性地表示本发明的带消音器的送风机的另一例的剖视图。
图17是示意性地表示本发明的带消音器的送风机的另一例的前视图。
图18是图17的B-B线剖视图。
图19是示意性地表示本发明的带消音器的送风机的另一例的前视图。
图20是示意性地表示本发明的带消音器的送风机的另一例的前视图。
图21是示意性地表示本发明的带消音器的送风机的另一例的前视图。
图22是示意性地表示本发明的带消音器的送风机的另一例的前视图。
图23是示意性地表示本发明的带消音器的送风机的另一例的前视图。
图24是示意性地表示本发明的带消音器的送风机的另一例的前视图。
图25是示意性地表示本发明的带消音器的送风机的另一例的前视图。
图26是用于说明实施例中的测定方法的图。
图27是图26的侧视图。
图28是用于说明实施例中的测定方法的图。
图29是用于说明在实施例中使用的共振器的结构的图。
图30是表示频率与声压强度的关系及频率与吸收率的关系的曲线图。
图31是表示频率与消音量的关系及频率与吸收率的关系的曲线图。
图32是表示频率与消音量的关系的曲线图。
图33是表示频率与消音量的关系的曲线图。
图34是表示管道长度与在1225Hz下的消音量的关系的曲线图。
图35是表示屏蔽面积与风量的关系的曲线图。
图36是用于说明在实施例中使用的共振器的结构的图。
图37是表示频率与消音量的关系及频率与吸收率的关系的曲线图。
图38是用于说明在实施例中使用的共振器的结构的图。
图39是表示频率与消音量的关系及频率与吸收率的关系的曲线图。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
以下记载的构成要件的说明根据本发明的代表性实施方式而完成,但是本发明并不限定于这种实施方式。
另外,在本说明书中,使用“~”表示的数值范围是指将记载于“~”前后的数值作为下限值及上限值而包括的范围。
并且,在本说明书中,“正交”、“平行”及“垂直”包括在本发明所属技术领域中被容许的误差范围。例如,“正交”是指相对于严格的正交在小于±5°的范围内等,相对于严格的正交的误差优选为3°以下。并且,关于角度也是指相对于严格的角度在小于±5°的范围内。
在本说明书中,“相同”包括通常在技术领域中被容许的误差范围。并且,在本说明书中,当称为“整个表面”等时,除了100%的情况以外,还包括通常在技术领域中被容许的误差范围,例如包括99%以上、95%以上或90%以上的情况。
[带消音器的送风机]
本发明的带消音器的送风机具有:
轴流风扇,具有外壳、安装于外壳上的马达、以及具备安装于马达并旋转的轴部及向轴部的径向外侧突出形成的叶片的转子;及
消音器,安装于外壳,
消音器包括将轴流风扇产生的主导音选择性地进行消音的共振器,
消音器配置在当从转子的旋转轴方向观察时至少一部分与轴部重叠的位置上,
在与转子的旋转轴垂直的截面中,若将以旋转轴为中心并以连接旋转轴与叶片的最前端的点的线为半径的圆设为旋转区域,则与旋转轴垂直的截面中的消音器的面积小于旋转区域的面积。
使用附图对本发明的带消音器的送风机的结构进行说明。
图1是示意性地表示本发明的带消音器的送风机的优选实施方式的一例的立体图。图2是从A方向观察图1的前视图。图3是图2的B-B线剖视图。
图1~图3所示的带消音器的送风机10具有轴流风扇12及消音器28,所述轴流风扇12具有外壳16、马达14及转子18。
轴流风扇12基本上是公知的轴流风扇,其使具有多个叶片的转子旋转以对气体赋予动能,从而将气体向轴向输送。
具体而言,轴流风扇12具有外壳16、安装于外壳16上的马达14、以及具备安装于马达14并旋转的轴部20及向轴部20的径向外侧突出形成的叶片22的转子18。
另外,在以下说明中,将轴部20(转子18)的旋转轴简称为“旋转轴”,将轴部20(转子18)的径向简称为“径向”。
马达14是通常的电动马达,其使转子18旋转。
转子18的轴部20大致呈圆柱状且将一个底面侧安装于马达14的旋转轴上,并通过马达14而旋转。
叶片22在轴部20的周面上以从周面向径向外侧突出的方式形成。并且,转子18具有多个叶片22,多个叶片22在轴部20的周面的周方向上排列。在图1~图3所示例中,转子18设为具有4个叶片22的结构,但是并不限定于此,只要具有多个叶片22即可。
并且,叶片22的形状能够设为在以往公知的轴流风扇中使用的形状。
并且,旋转轴方向上的叶片22的厚度与轴部20的厚度大致相同。
旋转轴方向上的叶片22的厚度为5mm~200mm左右。并且,轴部20的厚度为5mm~200mm左右。
并且,轴部20的直径为10mm~1500mm左右。并且,转子18的外径,即通过叶片22的径向最前端侧的外径为20mm~2000mm左右。
具有叶片22的转子18通过马达14进行旋转,由此使气流(风)在旋转轴方向上产生。气流的流动方向不受限定,可以在旋转轴方向上从马达14侧向与马达14相反的方向流动,也可以从与马达14相同的一侧向马达14侧流动。
外壳16固定有马达14,并且包围可旋转的转子18(叶片22)的径向周围。
旋转轴方向上的外壳16的厚度比叶片22及轴部20的厚度厚,以使能够从外部保护转子18。
外壳16具有:支撑部16a,在旋转轴方向的一面侧支撑马达14;风腔部16b,从径向外侧包围转子18;罩部16c,在旋转轴方向的另一面侧覆盖轴部20的区域;及连结部16d,从支撑部16a及罩部16c向径向外侧突出,并连结支撑部16a及罩部16c与风腔部16b。
支撑部16a的直径只要是能够支撑马达14、且不阻碍因转子18旋转而产生的气流的流动的大小即可。作为一例,支撑部16a的直径与轴部20的直径大致相同。
同样地,罩部16c的直径只要是能够从外部保护轴部20、且不阻碍因转子18旋转而产生的气流的流动的大小即可。作为一例,罩部16c的直径与轴部20的直径大致相同。
连结部16d的宽度、数量等只要是能够分别可靠地固定支撑部16a与风腔部16b、以及罩部16c与风腔部16b、且不阻碍因转子18旋转而产生的气流的流动的大小、数量即可。
外壳16的厚度只要能够从外部保护转子18、且在因转子18旋转而产生的空气的流动中抑制径向空气的流动以增加旋转轴方向的风量即可,相对于叶片22和/或轴部20的厚度,只要是1.01倍~3.00倍左右的厚度即可。
轴流风扇12还可以具有公知的轴流风扇所具有的各种结构。
例如,在图1~图3所示例中,轴流风扇12具有当将轴流风扇12固定于各种设备时使螺钉等紧固部件***的孔16e。
消音器28包括共振器并安装于外壳16。
共振器将轴流风扇12产生的主导音选择性地进行消音。
如上所述,轴流风扇12使具有多个叶片的转子旋转以对气体赋予动能,从而将气体向轴向输送。从而,轴流风扇12在根据转速及叶片数量决定的特定频率下产生声压成为极大值的声音。在本发明中,主导音是指在特定频率下声压成为极大值的声音。
具体而言,主导音是在欧洲标准ECMA-74中的Prominent discrete tone定义的TNR(tone-to-noise ratio:音噪比)或PR(Prominence ratio:突出率)中为3dB以上的声音。
共振器具有与主导音的频率大致相同的共振频率,其利用共振现象将该频率的声音(主导音)进行消音。
另外,在轴流风扇12产生多个主导音的情况下,消音器28只要将至少一个主导音进行消音即可,但是优选设为具有将多个主导音分别进行消音的多个共振器的结构,从而将多个主导音进行消音。
在图1~图3所示例中,消音器28由一个膜型共振器30构成。
膜型共振器30具有框体32和膜34,其通过以可以振动的方式支撑于框体32上的膜34进行膜振动而共振。
在图1~图3所示例中,框体32是呈圆柱状且形成有在一面上具有底面的开口部的形状。即,框体32是一面开放的有底圆筒状。
膜34是膜状部件,其覆盖框体32的形成有开口部的开口面,将周缘部固定于框体32,并以可以振动的方式被支撑。
并且,在膜34的背面侧(框体32侧),形成有包围框体32和膜34的背面空间。在图1~图3所示例中,背面空间是封闭的封闭空间。
具有这种结构的膜型共振器30利用共振现象对轴流风扇12产生的主导音显现吸音及反射中的至少一种功能,将主导音选择性地进行消音。
在利用膜振动的膜型共振器30中,只要将膜振动的共振频率适当地设定为使轴流风扇12产生的主导音进行消音即可。膜振动的共振频率根据膜34的大小(振动面的大小,即框体32的开口部的大小)、厚度、硬度等来决定。从而,通过调整膜34的大小、厚度、硬度等,能够适当地设定共振声音的频率。
另外,共振器的共振频率只要能够将主导音显著地进行消音的频率就不受限定,优选在主导音的频率的±15%的范围内,更优选在±10%的范围内,更进一步优选在±5%的范围内。
并且,在主导音的频率下,吸音率优选在0.15以上的范围内,更优选在0.2以上的范围内,进一步优选在0.25以上的范围内。
并且,如上所述,膜型共振器30在膜34的背面侧具有背面空间。由于背面空间被封闭,因此通过膜振动与背面空间的相互作用而发生吸音。
具体而言,在膜振动中存在由膜的条件(厚度、硬度、大小、固定方法等)来确定的基本振动模式和高次振动模式的频带,至于哪一种模式的频率被强烈激励而有助于吸音,是由背面空间的厚度等来确定的。若背面空间的厚度薄,则定性地产生背面空间硬化的效果等,因此容易激励膜振动的高次振动模式。
膜34的厚度优选小于100μm,更优选为70μm以下,进一步优选为50μm以下。另外,在膜34的厚度不一样的情况下,只要平均值在上述范围内即可。
另一方面,若膜的厚度薄,则变得难以处理。膜厚优选为1μm以上,更优选为5μm以上。
膜34的杨氏模量优选为1000Pa~1000GPa,更优选为10000Pa~500GPa,最优选为1MP a~300GPa。
膜34的密度优选为10kg/m3~30000kg/m3,更优选为100kg/m3~20000kg/m3,最优选为500kg/m3~10000kg/m3。
并且,背面空间的厚度优选为10mm以下,更优选为5mm以下,进一步优选为3mm以下。
另外,在背面空间的厚度不一样的情况下,只要平均值在上述范围内即可。
在此,在本发明中,消音器具有如下结构:配置在当从旋转轴方向观察时至少一部分与轴部重叠的位置上,在与旋转轴垂直的截面中,若将以旋转轴中心并以连接旋转轴与叶片的径向外侧最前端的点(图2中的点Q)的线为半径的圆设为旋转区域,则与旋转轴垂直的截面中的消音器的面积小于旋转区域的面积。旋转区域能够称为当从旋转轴方向观察时转子旋转的区域。
具体而言,在图1~图3所示例中,膜型共振器30安装于外壳16的罩部16c。如上所述,罩部16c以从旋转轴方向观察时覆盖轴部20的方式形成,因此安装于罩部16c上的膜型共振器30配置于从旋转轴方向观察时至少一部分与轴部重叠的位置。
并且,在图1~图3所示例中,与旋转轴垂直的截面中的膜型共振器30的外径小于轴部20的外径。即,与旋转轴垂直的截面中的膜型共振器30的面积小于轴部20的面积。
并且,在图1~图3所示例中,膜型共振器30的中心轴与旋转轴对齐地配置。从而,当从旋转轴方向观察时,膜型共振器30全部与轴部20重叠配置。
如上所述,在为了将轴流风扇产生的主导音进行消音而使用多孔质吸引材料的情况下,为了获得充分的消音效果而需要增大体积,但是由于需要确保由轴流风扇产生的风量,因此在多孔质吸音材料的大小上有限制,存在难以兼顾高的通风性(风量)和隔音性能的问题。
并且,也提出为了将主导音进行消音也使用共振型消音器,但是在轴流风扇产生的风的通路中设置有消音器的情况下,由于导致阻碍通气,因此存在导致风量降低的问题。另一方面,在为了确保通风性(即,风量)而在轴流风扇产生的风的通路的外周部设置有消音器的情况下,存在因需要用于设置消音器的空间而导致整个装置大型化的问题。
在本发明的带消音器的送风机中,消音器包括共振器,由此能够将轴流风扇产生的主导音选择性地进行消音。并且,通过设为将消音器安装于从旋转轴方向观察时外壳的至少一部分与轴部重叠的位置上,并且与旋转轴垂直的截面中的消音器的面积小于旋转区域的面积的结构,由此能够抑制轴流风扇产生的气流(风)的流动以确保风量,并且由于在轴流风扇产生的风的流路中设置消音器,因此能够抑制设置风扇及消音器的整个装置大型化。
在此,如图1~图3所示例,在与旋转轴垂直的截面中的膜型共振器30(消音器)的面积小于轴部20的面积,且当从旋转轴方向观察时膜型共振器30(消音器)全部与轴部20重叠配置的结构的情况下,消音器的面积优选为轴部20的面积的70%以上,更优选为80%以上,进一步优选为85%以上。
通过增大消音器的面积而减小对风量没有贡献的多余的空间,由此能够减少声波存在的空间,并且通过增大消音器而增大消音器与声波的相互作用,由此能够提高消音效率。
并且,在图1~图3所示例中,设为与旋转轴垂直的截面中的膜型共振器30(消音器)的面积小于轴部20的面积、且当从旋转轴方向观察时膜型共振器30(消音器)全部与轴部20重叠配置的结构,但是只要是消音器的面积小于旋转区域的面积、且消音器的至少一部分配置在与轴部20重叠的位置上的结构,则并不限定于此。
例如,如图4所示例,与旋转轴垂直的截面中的膜型共振器30(消音器)的面积也可以大于轴部20的面积。
或者,消音器可以配置于其中心轴偏离旋转轴的位置。
另外,从风量的观点考虑,优选设为如下结构:消音器的面积小于轴部的面积,并且当从旋转轴方向观察时,消音器全部与轴部重叠配置。
在消音器的面积大于轴部20的面积的结构、或者消音器的中心轴偏离旋转轴的结构的情况下,当从旋转轴方向观察时,消音器与叶片区域重叠。叶片区域是当从旋转轴方向观察时从上述旋转区域去除轴部区域的叶片存在的区域。
如此,在消音器与叶片区域重叠的结构的情况下,重叠区域的面积优选为叶片区域的面积的52%以下,更优选为35%以下,进一步优选为25%以下。
通过将消音器与叶片区域重叠的区域的面积比例设为上述范围,能够抑制阻碍轴流风扇产生的气流(风)的流动以更适当地确保风量。
并且,消音器在轴向的厚度H2(参考图3)优选在轴流风扇12的厚度H1的3倍以内,更优选在2倍以内,进一步优选在1.8倍以内。
通过将消音器的厚度H2设为上述范围,能够抑制阻碍轴流风扇产生的气流(风)的流动以更适当地确保风量,并且能够使带消音器的送风机小型化。
另外,轴流风扇的厚度H1及消音器的厚度H2分别设为旋转轴方向的最大厚度。
并且,在图1~图3所示例中,从与膜34的表面垂直的方向观察的膜型共振器30的形状,即膜34的振动区域的形状设为圆形,但是并不限定于此,如图10所示,也可以是四边形,或者也可以是三角形等多边形、椭圆形等。
在图1~图3所示例中,消音器28设为安装于轴流风扇12的罩部16c上的结构,但是并不限定于此,也可以设为安装于轴流风扇12的支撑部16a上的结构。即,消音器28可以配置在轴流风扇12产生的风的上游侧,也可以配置在下游侧。
并且,在图1~图3所示例中,消音器设为具有一个共振器的结构,但是并不限定于此,也可以设为具有多个共振器的结构。
例如,如图5所示例,也可以设为具有两个膜型共振器30的结构。在图5所示例中,两个膜型共振器30使彼此的背面侧面对面而设置。即,两个膜型共振器30使膜34的表面朝向径向而配置。并且,在图5所示例中,两个膜型共振器30的框体32形成为一体。如此,通过设为具有多个共振器的结构,能够进一步提高消音性能。
另外,在设为具有多个共振器的结构的情况下,进而可以设为将背面空间一体化的结构。即,例如也可以在具有贯穿的开口部的框体的两个开口面上分别配置膜而构成两个膜型共振器。
并且,在具有多个共振器的结构的情况下,可以设为在多个共振器中的至少任意两个的共振频率彼此不同的结构。
例如,在图5所示例中,在两个膜型共振器30中,可以设为通过使膜34的材质、厚度、振动区域的大小、背面空间的厚度等不同而使共振频率彼此不同的结构。
如此,通过设为具有共振频率不同的共振器的结构,各个共振器能够设为将轴流风扇12产生的多个主导音中的任一个选择性地进行消音的结构,因此在轴流风扇12产生多个主导音的情况下,也能够适当地进行消音。
在此,在膜型共振器30中,若将与膜34的表面垂直的方向且与框体32相反的一侧的朝向设为振动体的振动方向S,则振动体的振动方向S可以朝向任一方向,但是若将相对于旋转轴的角度为旋转轴方向的外侧朝向(与轴流风扇12相反的一侧的朝向)时设为0°,且将内侧朝向(轴流风扇12侧的朝向)时设为180°,则共振器的振动体的朝向S优选在0°以上且90°以内,更优选在0°以上且45°以内,进一步优选在0°以上且30°以内。
例如,前述图3所示例是振动体的振动方向S为0°的情况。并且,图5所示例是振动体的振动方向S分别为90°的情况。
并且,图6所示例是振动体的振动方向S为45°的情况。
在图6中,具有:框体32b,其形状为如下:将呈三角柱状且侧面的一面开口的两个框体的一个侧面彼此配置在同一面上,并且将另一个侧面彼此设为一体;及两个膜34,分别配置于框体32b的两个开口部。如图6所示,各个膜34的振动体的振动方向S为45°。
并且,图7所示例是振动体的振动方向S为180°的情况。
在图7中,膜型共振器30具有框体32、膜34、从框体32的侧面向与膜34的表面垂直的方向延伸的连接框36、固定连接框36的底座38,底座38设置于轴流风扇12的外壳16(罩部16c)。从而,图7的膜型共振器30的振动体的振动方向S为180°。
从图7可知,在振动体的振动方向S大于90°的情况下,在旋转轴方向的风的行进方向上生成截面积扩大之后变窄的空间。若风通过该空间,则阻力变大,因此容易产生风噪声。并且,在共振器是后述亥姆霍兹共振器或气柱共振器的情况下,若振动体的振动方向S大于90°,则风容易直接接触到开口部,因此容易产生风噪声。
并且,在振动体的振动方向S大于90°的情况下,轴流风扇产生的风直接接触到膜34。因此,张力施加到膜34,膜型共振器的共振频率偏离所期望的共振频率,从而有可能消音效果降低。
从以上观点考虑,振动面的朝向S优选在0°以上且90°以内。
并且,在设为具有多个共振器的结构的情况下,可以设为具有两个以上振动体的振动方向S彼此不同的共振器的结构。
例如,在图8所示例中,具有呈四棱柱状且相邻的三个面开口的框体32c和分别配置在该框体32c的3个开口面上的三个膜34。即,由三个膜34及框体32c构成具有通用背面空间的三个膜型共振器。各个膜34构成的膜型共振器的振动体的振动方向S为90°、0°、90°。
并且,图9所示例是在图7所示的膜型共振器30的背面侧进而设置有膜型共振器30的结构。在图9中,两个膜型共振器30的振动体的振动方向S为180°、0°。
以下,使用图11~图14对振动面的朝向S为90°时的膜型共振器30的结构及设置方式的另一例进行说明。
图11所示例是将一个膜型共振器30以振动体的振动方向S成为90°的方式设置在外壳16的罩部16c上的例子。如图11所示,膜34(振动面的朝向S)只要朝向径向的任一方向即可。
图12所示例是将四个膜型共振器30设置在外壳16的罩部16c上的例子。各个膜型共振器30以振动体的振动方向S成为90°的方式设置。并且,各个膜型共振器30的振动体的振动方向S以在径向上成为90°间隔的方式设置。
图13所示例是如下例子:具有呈四棱柱状且在除了对置的两个面以外的四个面上形成有开口部的框体32d、以及分别配置于框体32d的四个开口面上的四个膜34,从而构成四个膜型共振器。在图13中,四个膜型共振器共用背面空间。
框体32d的未形成有开口部的一面设置于外壳16的罩部16c,基于四个膜34的振动体的振动方向S均成为90°。并且,在径向上,各个振动体的振动方向S朝向不同的方向。
图14所示例设为具有在图13所示例中分隔背面空间的部位的结构。即,在图14中,四个膜型共振器中框体32e被一体化,但是背面空间分别独立。
在该结构中,四个膜型共振器的振动体的振动方向S也均成为90°。并且,在径向上,各个振动体的振动方向S朝向不同的方向。
另外,将消音器(共振器)安装于轴流风扇的外壳上的方法不受特别的限定,可以适当地利用使用粘接剂、粘合剂、双面胶带等的方法、螺固等机械方法等公知的固定方法。
并且,在图1~3所示例中,消音器28设为仅具有膜型共振器30的结构,但是并不限定于此,消音器28也可以设为还具有多孔质吸音材料的结构。
例如,在图16所示例中,消音器28在由膜型共振器30的框体32与膜34包围的空间内,即在背面空间内,具有多孔质吸音材料48。
并且,在图17所示例中,消音器28在膜型共振器30的膜34的上表面上具有多孔质吸音材料48。
通过设为消音器28具有多孔质吸音材料48的结构,能够在宽频带中将除了共振器选择性地进行消音的主导音以外的频率的声音进行消音。
作为多孔质吸音材料48不受特别的限定,而可以适当地利用公知的多孔质吸音材料。例如,可以利用发泡氨基甲酸酯、软质氨基甲酸酯泡沫、木材、陶瓷粒子烧结材料、苯酚泡沫等发泡材料及包含微小空气的材料;玻璃棉、岩棉、超细纤维(3M Company制造的新雪丽(Thinsulate)等)、地板垫、绒毯、熔喷无纺布、金属无纺布、聚酯无纺布、金属棉、毛毡、隔热板和玻璃无纺布等纤维及无纺布类材料、木棉水泥板、二氧化硅纳米纤维等纳米纤维系材料、石膏板等各种公知的多孔质吸音材料。
并且,多孔质吸音材料的流动阻力不受特别的限定,优选为1000~100000(Pa·s/m2),更优选为3000~80000(Pa·s/m2),进一步优选为5000~50000(Pa·s/m2)。
多孔质吸音材料的流动阻力,能够通过测定1cm厚度的多孔质吸音材料的垂直入射吸音率,并以Miki模型(J.Acoust.Soc.Jpn.,11(1)).pp.19-24(1990))进行拟合而评价。或者,可以按照“ISO 9053”进行评价。
并且,可以层叠多种不同流动阻力的多孔质吸音材料。
另外,如图16所示例,在消音器28具有将膜型共振器30与多孔质吸音材料48层叠而成的结构的情况下,消音器28的厚度H2是膜型共振器30与多孔质吸音材料48的总厚度。
并且,在图1~图3所示例中,膜型共振器30的背面空间设为完全被框体32与膜34包围的封闭空间,但是并不限定于此,只要空间以阻碍空气流动的方式大致被分隔即可,除了完全封闭空间以外,还可以在膜34或框体32上具有部分开口。这种局部具有开口的方式在如下方面是优选的:因温度变化而背面空间内的气体膨胀或收缩以对膜34施加张力,从而膜34的硬度发生变化,由此能够防止吸音特性发生变化。
通过在膜34上形成贯穿孔而产生由空气传播声音引起的传播。由此,膜34的声阻抗发生变化。并且,膜34的质量因贯穿孔而减少。由此,能够控制膜型共振器30的共振频率。
关于形成贯穿孔的位置,不受特别的限定。
在此,在图1~图3所示例中,消音器28设为作为共振器而具有膜型共振器30的结构,但是并不限定于此。消音器28也可以具有亥姆霍兹共振器和/或气柱共振器作为共振器。
图17中示出消音器28具有亥姆霍兹共振器40的结构的带消音器的送风机10的一例的示意性前视图。图18中示出图17的B-B线剖视图。
在图17及图18所示例中,共振器是亥姆霍兹共振器40。亥姆霍兹共振器40具有:框体42,其形状为呈圆柱状且形成有在一面上具有底面的开口部;板状盖部44,覆盖框体32的形成有开口部的开口面并将周缘部固定于框体32,并且具有贯穿孔46。亥姆霍兹共振器40为如下结构:由框体42和盖部44包围的内部空间中的空气起到弹簧的作用,形成于盖部44的贯穿孔46内的空气起到质量(mass)的作用,并进行质量弹簧的共振,通过贯穿孔46的壁附近部上的热粘性摩擦进行吸音。
众所周知,亥姆霍兹共振器通过使亥姆霍兹共振器的共振频率与欲消音的声音(主导音)的频率一致,能够将该频率的声音进行消音。
在将亥姆霍兹共振器40用作共振器的情况下,只要适当地设定亥姆霍兹共振的共振频率以使轴流风扇12产生的主导音进行消音即可。亥姆霍兹共振的共振频率根据被框体42及盖部44包围的内部空间的容积、贯穿孔46的面积、长度等来决定。从而,通过调整被亥姆霍兹共振器40的框体42及盖部44包围的内部空间的容积、贯穿孔46的面积、长度等,能够适当地设定共振声音的频率。
在此,在图17及图18所示例中设为在盖部44上形成有贯穿孔46的结构,但是并不限定于此,也可以在框体42上形成有贯穿孔46。
并且,在图17及图18所示例中,亥姆霍兹共振器40设为框体42及盖部44成为分体的结构,但是框体42及盖部44也可以形成为一体。
在亥姆霍兹共振器40中,亥姆霍兹共振器40内的空气是振动体,空气的振动方向成为振动体的振动方向S。虽然取决于亥姆霍兹共振器40的形状,但是基本上贯穿孔46的贯穿方向且与框体42相反的一侧的朝向成为振动体的振动方向S。亥姆霍兹共振器时的振动体的振动方向S能够通过数值计算而求出。
即使在使用亥姆霍兹共振器40的情况下,亥姆霍兹共振器40的振动体的振动方向S也可以朝向任意方向,但是优选在0°以上且90°以内,更优选在0°以上且45°以内,进一步优选在0°以上且30°以内。
在图17及图18所示例中,亥姆霍兹共振器40的振动体的振动方向S为0°。
并且,在图17及图18所示例中,从与盖部44的表面垂直的方向观察的亥姆霍兹共振器40的形状设为圆形,但是并不限定于此,如图19所示,也可以是四边形,或者是三角形等多边形、椭圆形等。
在图17及18所示例中设为消音器28具有一个亥姆霍兹共振器40的结构,但是并不限定于此,也可以设为具有多个亥姆霍兹共振器的结构。在具有多个亥姆霍兹共振器的结构的情况下,各个亥姆霍兹共振器的框体可以形成为一体,还可以共用内部空间。
并且,在具有多个亥姆霍兹共振器的结构的情况下,也可以设为具有两个以上振动体的振动方向S彼此不同的亥姆霍兹共振器的结构。
以下,使用图20~图25对消音器具有亥姆霍兹共振器时的各种方式的例子进行说明。
图20所示例除了在亥姆霍兹共振器的盖部44上形成有三个贯穿孔46以外,还具有与图17及图18所示例相同的结构。每个贯穿孔46与通用内部空间一同构成亥姆霍兹共振器。即,图20所示例是具有三个亥姆霍兹共振器,并且三个亥姆霍兹共振器共用内部空间的例子。
图21所示例除了亥姆霍兹共振器具有将内部空间分隔成三个的部位以外,还具有与图20所示例相同的结构。在图21所示例中,针对每个贯穿孔46形成有内部空间。即,图21所示例是具有三个亥姆霍兹共振器,并且三个亥姆霍兹共振器将框体设为一体的例子。
图22所示例是如下例子:具有呈五棱柱状且在一个底面上具有五个三棱柱状开口部的框体42、以及具有形成在五个开口部各自的位置上的五个贯穿孔的46盖部44,并构成五个亥姆霍兹共振器。图22所示例能够设为如下结构:将从与盖部44的表面垂直的方向观察的形状为三角形的五个亥姆霍兹共振器以形成五边形的方式排列,并将框体设为一体。从而,从与盖部44的表面垂直的方向观察的亥姆霍兹共振器40的形状为五边形。
图23所示例除了设为三个亥姆霍兹共振器的内部空间的体积不同的结构以外,具有与图21所示例相同的结构。即,图23所示例是具有共振频率不同的三个亥姆霍兹共振器的例子。
图24所示例是如下例子:具有呈四棱柱状且具有一个开口部的框体42、以及配置于框体42的开口部上的盖部44,并且在框体42上形成两个贯穿孔46以构成两个亥姆霍兹共振器。可以说,图24所示例没有在图19所示例中形成于盖部44上的贯穿孔46,而在框体42上形成了贯穿孔46。
在图24所示例中,亥姆霍兹共振器40的振动体的振动方向S成为90°。
图25所示例是如下例子:具有:框体42,具有圆环状底面、从圆环状底面的外径部立设的圆筒形外侧面、从圆环状底面的内径部立设的圆筒形内侧面;及盖部44,呈与底面相同的圆环状并具有两个贯穿孔46,从而构成两个亥姆霍兹共振器。如此可以在亥姆霍兹共振器的中心部具有孔。
并且,在本发明中,消音器具有的共振器可以是气柱共振器。
气柱共振器通过在具有开口的共振管内生成驻波而引起共振。
在将气柱共振器用作共振器的情况下,只要将气柱共振的共振频率适当地设定成使轴流风扇12产生的主导音进行消音即可。气柱共振的共振频率根据共振管的长度等来决定。从而,通过调整共振管的深度、开口的大小等,能够适当地设定共振声音的频率。
另外,在将共振器设为具有内部空间和连通内部空间与外部的贯穿孔(开口部)的结构的情况下,至于是产生气柱共振的共振结构,还是产生亥姆霍兹共振的共振结构,根据贯穿孔的大小、位置、内部空间的大小等来决定的。从而,通过适当地调整这些,能够选择气柱共振和亥姆霍兹共振中的任一种共振结构。
在气柱共振的情况下,若开口部窄,则声波在开口部反射,从而声波难以进入内部空间内,因此优选开口部在一定程度上较广。具体而言,在开口部为矩形的情况下,短边长度优选为1mm以上,更优选为3mm以上,进一步优选为5mm以上。在开口部为圆形的情况下,直径优选在上述范围内。
另一方面,在亥姆霍兹共振的情况下,由于需要在贯穿孔中产生热粘性摩擦,因此优选在一定程度上较窄。具体而言,在贯穿孔为矩形的情况下,短边长度优选为0.5mm以上且20mm,更优选为1mm以上且15mm以下,进一步优选为2mm以上且10mm以下。在贯穿孔为圆形的情况下,直径优选在上述范围内。
另外,在本发明的带消音器的送风机中,消音器可以设为具有不同类型的共振器的结构。例如,可以是具有亥姆霍兹共振器和膜型共振器的结构。
作为膜型共振器、亥姆霍兹共振器及气柱共振器的框体及盖部的材料(以下,统称为“框材料”),能够举出金属材料、树脂材料、增强塑料材料及碳纤维等。作为金属材料,例如能够举出铝、钛、镁、钨、铁、钢、铬、铬钼、镍铬钼、铜及它们的合金等金属材料。并且,作为树脂材料,例如能够举出丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰胺酰亚胺、聚芳酯、聚醚酰亚胺、聚缩醛、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰亚胺、ABS树脂(丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadien e)、苯乙烯(Styrene)共聚合成树脂)、聚丙烯及三乙酰纤维素等树脂材料。并且,作为增强塑料材料,能够举出碳纤维增强塑料(CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastics)及玻璃纤维增强塑料(GFRP:Glass Fiber Reinforced Plastics)。并且,能够举出天然橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、EPDM(乙烯/丙烯/二烯橡胶)、硅橡胶等、以及包含它们的交联结构体的橡胶类。
并且,作为框材料,也能够使用各种蜂窝芯材料。由于蜂窝芯材料为轻量且用作高刚性材料,因此容易获得现有产品。可以将由铝蜂窝芯、FRP蜂窝芯、纸蜂窝芯(Shin NipponFeather Core Co.,Ltd制造、Showa Aircraft Industry Co.,Ltd.制造等)、热塑性树脂(PP,PET,PE,PC等)蜂窝芯(GIFU INDUSTRY CO.,LTD.制造TECCELL等)等各种材料形成的蜂窝芯材料用作框体。
并且,作为框材料,也能够使用包含空气的结构体,即发泡材料、中空材料、多孔质材料等。在使用大量的共振器的情况下,为了在各个单元之间不通气,例如能够使用独立气泡的发泡材料等形成框体。例如,能够选择独立气泡聚氨酯、独立气泡聚苯乙烯、独立气泡聚丙烯、独立气泡聚乙烯、独立气泡橡胶海绵等各种材料。通过使用独立气泡体,与连续气泡体相比,由于不使声音、水、气体等通过,并且结构强度大,因此适合用作框材料。并且,在上述多孔质吸音体具有充分的支撑性的情况下,可以仅由多孔质吸音体形成框体,也可以将作为多孔质吸音体和框体的材料而举出的材料例如通过混合、混炼等进行组合而使用。如此通过使用内部包含空气的材料***,能够使器件轻量化。并且,能够赋予绝热性。
在此,从可以配置在成为高温的位置上的观点考虑,框材料优选由耐热性比阻燃材料高的材料构成。耐热性例如能够由满足建筑基准法实施条例的第108条第2款的时间来定义。满足建筑基准法实施条例的第108条第2款的时间为5分钟以上且小于10分钟时为阻燃材料,10分钟以上且小于20分钟时为准不燃材料,20分钟以上时为不燃材料。然而,耐热性通常针对每个领域而被定义。因此,根据利用带消音器的送风机的领域,只要由具有相当于在该领域中定义的阻燃性以上的耐热性的材料构成框材料即可。
框体及盖部的壁厚(框厚度)也不受特别的限制,例如能够根据框体的开口截面的大小等来设定。
作为膜34的材料,可以利用铝、钛、镍、坡莫合金、42合金、可伐合金、镍铬、铜、铍、磷青铜、黄铜、镍银、锡、锌、铁、钽、铌、钼、锆、金、银、铂、钯、钢、钨、铅及铱等各种金属;PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、TAC(三乙酰纤维素)、PVDC(聚偏二氯乙烯)、PE(聚乙烯)、PVC(聚氯乙烯)、PMP(聚甲基戊烯)、COP(环烯烃聚合物)、ZEO NOR、聚碳酸酯、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)、PAR(聚芳酯)、芳纶、PPS(聚苯硫醚)、PES(聚醚砜)、尼龙、PEs(聚酯)、COC(环状烯烃·共聚物)、醋酸丁酸纤维素、硝基纤维素、纤维素衍生物、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、PO M(聚甲醛)、PEI(聚醚酰亚胺)、聚轮烷(滑动环材料等)及聚酰亚胺等树脂材料等。此外,也能够使用薄膜玻璃等玻璃材料、如CFRP(碳纤维增强塑料)及GFRP(玻璃纤维增强塑料)那样的纤维增强塑料材料。并且,能够使用天然橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、EPDM、硅橡胶等,以及包含它们的交联结构体的橡胶类。或者,也可以是将它们组合而成的材料。
并且,在使用金属材料的情况下,从抑制生锈等观点考虑,可以对表面实施金属镀覆。
从对热、紫外线、外部振动等的耐久性优异的观点考虑,在要求耐久性的用途中,优选使用金属材料作为膜状部件16的材料。
并且,膜或盖部对框体的固定方法不受特别的限制,可以适当地利用使用双面胶带或粘接剂的方法、螺固等机械固定方法、压接等。关于固定方法,与框材料及膜同样,也能够从耐热、耐久性、耐水性的观点进行选择。例如,作为粘接剂,能够选择CEMEDINE Co.,Ltd.“Super X”系列、ThreeBond Co.,Ltd.“3700系列(耐热)”、TAIYO WIRE CLOTH CO.,LTD制造的耐热环氧系粘接剂“Duralco系列”等。并且,作为双面胶带,能够选择3M公司制造的高耐热双面胶带9077等。如此,针对所要求的特性,能够选择各种固定方法。
实施例
以下,根据实施例对本发明进行更详细的说明。以下实施例中所示材料、使用量、比例、处理内容及处理顺序等,只要不脱离本发明的主旨,就能够适当地进行变更。从而,本发明的范围不应该由以下所示实施例限定地解释。
[实施例1]
作为轴流风扇12而使用了San Ace 60(SANYO DENKI CO.,LTD.制造Model:9GA0612G9001)。该轴流风扇的外径为60mm×60mm,厚度为10mm,轴部的直径为31mm,转子的外径(旋转区域的直径)为56mm。
消音器设为具有一个亥姆霍兹共振器40的结构。
图29中示出亥姆霍兹共振器40的示意性剖视图。
如图29所示,亥姆霍兹共振器40设为如下结构:外径设为直径31mm且厚度15mm的圆柱状,内部空间设为直径26mm且厚度10mm的圆柱状,在一个底面的中央形成有直径4.5mm且长度3mm的贯穿孔。亥姆霍兹共振器40使用亚克力板而形成。
使用双面胶带(ASKUL Corporation制造“Power of the field”)将亥姆霍兹共振器40安装于轴流风扇12的外壳的罩部,从而制作出带消音器的送风机。此时,使轴流风扇12的旋转轴与亥姆霍兹共振器40的中心轴一致。从而,当从旋转轴方向观察时,消音器全部构成为与轴部重叠配置。
并且,亥姆霍兹共振器40的振动体的振动方向为0°。
[评价]
<消音量的测定>
使用图26及图27对消音量的测定方法进行说明。
如图26及图27所示,将带消音器的送风机使共振器40侧朝向管道DU而配置于管道DU的一个开口端部。共振器40配置于管道DU内。并且,在带消音器的送风机的与管道DU相反的一侧配置有筒状氨基甲酸酯海绵UT。轴流风扇12的周围被氨基甲酸酯海绵UT覆盖。并且,在管道DU侧配置有麦克风MK。麦克风MK配置于离轴流风扇12的中心位置在轴向上40cm、在径向上10cm的位置。
管道DU设为如下:亚克力制,截面为四边形,内径为6cm×6cm,外径为15cm×12cm,长度为6cm。
氨基甲酸酯海绵UT(Fuji Gomu co.ltd.制造的U00F2)设为如下:截面为四边形,内径为12cm×15cm,外径为30cm×40cm,长度为30cm。通过在与管道DU相反的一侧配置氨基甲酸酯海绵UT,减少从轴流风扇12的与共振器40相反的一侧放射的声波,以使由麦克风MK仅测定已通过管道DU内部的声音。
向轴流风扇12供电以转子旋转,并由麦克风MK测定出声压。轴流风扇12的转速设为6682rpm。
图30中示出声压强度的测定结果。图30中也示出没有作为参考的共振器的单个轴流风扇12时的声压强度。
并且,通过使用了声管的4麦克风法测定出单个亥姆霍兹共振器40中的频率与吸收率的关系。该吸音率的测定法依据JIS A 1405-2,相同的测定能够使用Nihon OnkyoEnginee ring Co.,Ltd.制造的WinZacMTX。
将膜型消音器22c的频率与吸收率的关系示于图30中。
从图30所示的参考结果可知,轴流风扇的主导音的频率约为1225Hz。另一方面,可知亥姆霍兹共振器40的共振频率为1184Hz,对轴流风扇的主导音显示出高吸收率。
由参考声压强度与实施例1的声压强度的差分算出消音量。
将结果示于图31中。从图31可知,在具有消音器的实施例1中,与单个轴流风扇的情况相比,将轴流风扇的主导音进行消音4dB以上。
<风量的测定>
接着,使用图28对风量的测定方法进行说明。
如图28所示,在管道DU的另一个开口端部配置风量风速计TM(AS ONECorporation.制造TM-413),向轴流风扇12供电以使转子旋转,从而通过风量计TM测定出风速。轴流风扇12的转速设为6682rpm。
参考时的风速为6.2m/s。另一方面,实施例1时的风速为6.2m/s。即,风速(风量)相对于参考未降低。
[比较例1]
代替亥姆霍兹共振器而配置了多孔质吸音材料(氨基甲酸酯海绵:Fuji Gomuco.ltd.制造的U00F2),除此以外,以与实施例1相同的方式测定声压强度,从而求出消音量。
多孔质吸音材料设为直径为31mm、厚度为15mm的圆柱状,并配置成使多孔质吸音材料的中心轴与旋转轴一致。
[比较例2]
代替亥姆霍兹共振器而配置了亚克力块,除此以外,以与实施例1相同的方式测定声压强度,从而求出消音量。
亚克力块设为直径为31mm、厚度为15mm的圆柱状,并以使亚克力块的中心轴与旋转轴一致的方式配置。
将结果示于图32中。图32中也一并示出实施例1的结果。
从图31及图32可知,在比较例1及2中对主导音的频率没有消音效果。相对于此,可知本发明的实施例能够将轴流风扇的主导音进行消音,并且即使配置消音器也不会降低风速而确保风量。并且,可知由于不需要另外设置用于设置消音器的空间,因此能够抑制设置风扇及消音器的整个装置大型化。
[实施例1-2]
接着,在实施例1中,对变更管道DU的长度(以下,称为管道长度)进行了研究的结果进行说明。
关于将管道DU的长度设为0cm(即,没有管道)、3cm、18cm的情况,也以与上述相同的方式测定声压强度,从而求出消音量。
将结果示于图33中。并且,图34中示出表示1225Hz下的消音量与管道长度的关系的曲线图。
从图33及图34可知,与有无管道无关而可以得到1.5dB以上的消音效果。并且,可知若管道长度成为5cm以上,则消音量增大。
[实施例1-3]
接着,在实施例1中,对仅变更消音器(亥姆霍兹共振器)的外径进行了研究的结果进行说明。具体而言,通过变更消音器的外径而变更叶片区域与消音器重叠的区域的相对于叶片区域的面积比例,并对其影响进行了研究。
在实施例1的情况下,由于轴部的直径与消音器的直径相同,因此叶片区域与消音器重叠的区域相对于叶片区域的面积比例(以下,也称为屏蔽面积)为0%。
变更消音器的外径而分别制作将屏蔽面积设为7.4%、24.2%、58.3%的消音器,并以与上述相同的方式测定出风量。另外,管道长度设为6cm。
将结果示于图35中。
从图35可知,屏蔽面积越变大,风量越降低。并且,从测定结果的近似式可知,通过将屏蔽面积设为52%以下,能够确保80%以上的风量。
[实施例2]
设为代替亥姆霍兹共振器40而具有膜型共振器30的结构,除此以外,以与实施例1相同的方式进行了评价。
图36中示出膜型共振器30的示意性剖视图。
如图36所示,框体32设为如下:亚克力制,外形呈直径为34mm、高度为12mm的圆柱状,在一个底面上具有圆柱状开口部,开口部的直径为30mm、深度为10mm。并且,膜34设为125μm的PET膜。
该膜型共振器30的外径大于轴部的外径,屏蔽面积为9.0%。
并且,膜型共振器30的振动体的振动方向为0°。
将以与实施例1相同的方式测定声压强度而求出消音量的结果示于图37中。并且,图37中也示出通过使用了声管的4麦克风法测定出单个膜型共振器中的频率与吸收率的关系。
另外,轴流风扇12的转速设为6245rpm。该情况的轴流风扇的主导音的频率约为1145Hz。
从图37可知,与单个轴流风扇的情况相比,在具有消音器的实施例2中,将轴流风扇的主导音进行消音5dB以上。
并且,以与实施例1相同的方式测定出风速。轴流风扇12的转速设为6245rpm。参考时的风速为5.8m/s。实施例2时的风速为5.7m/s。即,风速(风量)相对于参考成为98.3%。
从以上结果可知,在实施例2中,也能够将轴流风扇的主导音进行消音,并且即使配置消音器也不会降低风速而确保风量。并且,可知由于不需要另外设置用于设置消音器的空间,因此能够抑制设置风扇及消音器的整个装置大型化。
[实施例3]
将膜型共振器变更为如图38所示形状的膜型共振器,除此以外,以与实施例2相同的方式进行了评价。
如图38所示,框体32设为如下:亚克力制,呈立方体形状,外形为21mm×21mm×21mm,具有贯穿对置的两个面的开口部,开口部的截面为17mm×17mm的正方形。并且,在两个开口面上配置了膜34。膜34设为125μm的PET膜。
将该膜型共振器以如图5所示状态配置于轴流风扇12的外壳。即,以膜型共振器的振动体的振动方向成为90°的方式配置。
将以与实施例1相同的方式测定声压强度而求出消音量的结果示于图39中。并且,图39中也示出通过使用了声管的4麦克风法测定出单个膜型共振器中的频率与吸收率的关系。
另外,轴流风扇12的转速设为4200rpm。该情况的轴流风扇的主导音的频率约为1540Hz。另外,该主导音是第2个峰值声音。
从图39可知,与单个轴流风扇的情况相比,在具有消音器的实施例3中,将轴流风扇的主导音进行消音4dB以上。
并且,以与实施例1相同的方式测定出风速。轴流风扇12的转速设为4200rpm。参考时的风速为3.8m/s。实施例3的情况的风速为3.8m/s。即,风速(风量)相对于参考未降低。
从以上结果可知,在实施例3中,也能够将轴流风扇的主导音进行消音,并且即使配置消音器也不会降低风速而确保风量。并且,可知由于不需要另外设置用于设置消音器的空间,因此能够抑制设置风扇及消音器的整个装置大型化。
根据以上结果,本发明的效果显著。
符号说明
10-带消音器的送风机,12-轴流风扇,14-马达,16-外壳,16a-支撑部,16b-风腔部,16c-罩部,16d-连结部,16e-孔,18-转子,20-轴部,22-叶片,28-消音器,30-膜型共振器,32、32b~32e、42-框体,34-膜,36-连接框,38-底座,40-亥姆霍兹共振器,44-盖部,46-贯穿孔,48-多孔质吸音材料,DU-管道,UT-氨基甲酸酯海绵,MK-麦克风,AC-亚克力板,TM-风速计,H1-轴流风扇的厚度,H2-消音器的厚度。
Claims (10)
1.一种带消音器的送风机,其具有:
轴流风扇,其具有外壳、安装于所述外壳上的马达、以及转子,该转子具备安装于所述马达并旋转的轴部、以及向所述轴部的径向外侧突出而形成的叶片;以及
消音器,其安装于所述外壳,
所述消音器包括共振器,
所述消音器被配置在从所述转子的旋转轴方向观察时至少一部分与所述轴部重叠的位置上,
在与所述转子的旋转轴垂直的截面中,若将以所述旋转轴为中心、并以连接所述旋转轴与所述叶片的最前端的点的线为半径的圆设为旋转区域,则与所述旋转轴垂直的截面中的所述消音器的面积小于所述旋转区域的面积。
2.根据权利要求1所述的带消音器的送风机,其中,
在从所述旋转轴方向观察时,所述消音器全部与所述轴部重叠配置。
3.根据权利要求2所述的带消音器的送风机,其中,
在与所述旋转轴垂直的截面中,所述消音器的面积为所述轴部的面积的70%以上。
4.根据权利要求1所述的带消音器的送风机,其中,
在从所述旋转轴方向观察时,若将从所述旋转区域去除所述轴部的区域后的区域设为叶片区域,并将所述叶片区域与所述消音器重叠的区域的面积在所述叶片区域的面积比例设为屏蔽面积,
则屏蔽面积为52%以下。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的带消音器的送风机,其中,
所述消音器的所述旋转轴方向上的厚度在所述轴流风扇的厚度的3倍以内。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的带消音器的送风机,其中,
所述消音器具有多个共振器。
7.根据权利要求6所述的带消音器的送风机,其中,
所述多个共振器中的任意两个共振器的共振频率彼此不同。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的带消音器的送风机,其中,
若将所述旋转轴方向的外侧朝向设为0°、将内侧朝向设为180°,则所述共振器的振动体的振动方向相对于所述旋转轴的角度在90°以内。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的带消音器的送风机,其中,
所述共振器是膜型共振器。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的带消音器的送风机,其中,
所述消音器具有多孔质吸音材料。
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