JP4864470B2 - ダクト部品 - Google Patents
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外筒体と外筒体の内側に外筒体と同軸に設けられた内筒体とを備え、内筒体の筒周面に内筒体の内側と内筒体の外側とに貫通する複数の孔を備え、外筒体と内筒体との間の空間に無機珪酸塩発泡体層が形成されたダクト部品が知られている(例えば、特許文献2等参照)。
外筒体と外筒体の内側に外筒体と同軸に設けられた内筒体とを備え、外筒体と内筒体との間には一端部から他端部に続く螺旋経路が形成され、内筒体の内側を通過する音の位相と螺旋経路を通過する音の位相との違いを利用した波形合成によって消音効果を得るようにしたダクト部品が知られている(例えば、特許文献3等参照)。
図1乃至図3は本発明によるダクト部品の最良の形態1を示し、図1はダクト部品を示し、図1(a)はダクト部品の外観を示し、図1(b)はダクト部品を前側から見て示す。図2は排気ダクトを形成するダクト部品及び単位ダクトの断面を示す。図3は排気ダクトの設置例を示す。本明細書において、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」の方向は、図1(a)の状態にダクト部品1を置いて矢印Aで示す前側から見た場合に特定される方向である。
前側有孔筒部15および後側有孔筒部16は、内筒体2の筒壁に内筒体2の内部と空気層11とに跨って貫通する複数の孔18が形成された構成である。例えば、内筒体2の前側有孔筒部15と後側有孔筒部16とがパンチング鉄板により形成される。
吸音材部20は、吸音材収納部21と吸音材収納部21に収納された吸音材22とにより構成される。吸音材収納部21は、内筒体2と外筒体3と左右の外囲板23;24と左右の前閉塞板25;26と後蓋13とによって密閉されることによって、空気層11と遮断された空間により形成される。左右の外囲板23;24は、内筒体2の径より大径の筒の一部をなす断面弧状の前後に長い長尺板により形成される。左右の外囲板23;24は、内筒体2の左右の半円弧状の筒壁部の左右の外側に内筒体2と同軸状に配置され、その上端と外筒体3の上の平壁部6とが互いに接続され、その下端と外筒体3の下の平壁部7とが互いに接続される。左の前閉塞板25が、左の外囲板23の前端と内筒体2の外周面と外筒体3の内周面との間を密閉状態に塞ぐ。右の前閉塞板26が、右の外囲板24の前端と内筒体2の外周面と外筒体3の内周面との間を密閉状態に塞ぐ。左の外囲板23の後端及び右の外囲板24の前端と後蓋13とが密閉状態に互いに接続される。吸音材収納部21内には、連続気泡を備えたグラスウールやガラス繊維フェルトや不織布などのような吸音材22が収納される。音は、前側有孔筒部15を経由して内筒体2の内側と空気層11の内側とに行き来するとともに後側有孔筒部16を経由して内筒体2の内側と吸音材部20の内側とに行き来する。
上記前側有孔筒部15の複数の孔18を経由して空気層11に入り込んだ音の低周波成分が空気層11により減衰し、後側有孔筒部16の複数の孔18を経由して吸音材部20内に入り込んだ音の高周波成分が吸音材22により吸収されて減衰する。また、内筒体2が無孔筒部17を備えたので、ダクト部品1内での圧力損失を小さくできる。つまり、内筒体2に形成する孔18を少なくしたことで、孔18が内筒体2の筒内を流通する空気の抵抗となることによる圧力損失や、空気が内筒体2の筒内から空気層11に流出することによる圧力損失を少なくでき、孔に起因する圧力損失を少なくできるため、送風機として能力を小さくできる。
複数の単位ダクト部品34としては、両端側にダクト部品1の連結部5と同様の連結部を備えた形態の雄形単位ダクト部品41と、両端側に連結部を備えない形態の雌形単位ダクト部品42とが用いられる。複数の単位ダクト部品34のみで排気ダクト33を構成する場合は、雄形単位ダクト部品41の連結部を雌形単位ダクト部品42の内筒体35の内側に嵌め込んで雄形単位ダクト部品41と雌形単位ダクト部品42とを交互に連結していけばよいが、最良の形態1では、排気ダクト33の途中箇所に位置させる1つの雄形単位ダクト部品41の代わりにダクト部品1を接続する。この際、ダクト部品1が、連結部5を備えるので、雌形単位ダクト部品42との接続作業が容易となり、排気ダクト33の配設作業を容易とできる(図2参照)。すなわち、ダクト部品1は、連結部5の外径が雌形単位ダクト部品42の内筒体35の内面に嵌り合う寸法に形成され、連結部5が雌形単位ダクト部品42における筒体の端部側から雌形単位ダクト部品42の内筒体35の内面に嵌り込むことによって、雌形単位ダクト部品42と相隣接して接続可能に形成されたので、雌形単位ダクト部品42との組付けが容易で、雌形単位ダクト部品42との一体性を良くできる。
また、ダクト部品1は、例えば前端側をレンジフード32側に位置させ、後端側を集合住宅30の外部側に位置させて接続する。
なお、図3において、43はレンジ台、44は壁コンクリート、45は階上コンクリート、46は床、47は天井、48は排気ダクト33の吊具である。
雄形単位ダクト部品41は、例えば、外筒体36及び内筒体35の前後の長さが1000mm、連結部の前後の長さがそれぞれ60mm、外筒体36の外径が250mm、内筒体35及び連結部の外径が150mmである。
雌形単位ダクト部品42は、例えば、外筒体36及び内筒体35の長さが1000mm、外筒体36の外径が250mm、内筒体35の両端部の内径が、ダクト部品1の連結部5の直径や雄形単位ダクト部品41の連結部の直径よりダクト部品1の連結部5や雄形単位ダクト部品41の連結部の板厚分だけ大きい。
最良の形態1では、外筒体3の上下の平壁部6;7の内面間の最短距離寸法と内筒体2の外径寸法とを同じにしたので、外筒体3の最短距離寸法を天井裏空間に設置可能な寸法に形成した場合に内筒体2の内径を大きくできて排気通路を太くできるので、排気効率を良くできる。
最良の形態1では、外筒体3の左右の長さWを上下の長さHより長くしたので、上述したように内筒体2の外面と外筒体3の内面との間の左右の方向の長さを長くでき、空気層11の容積を大きくでき、空気層11と接する外筒体3の内面の面積を大きくできるという、3つの要素を得ることができるので、遮音効果を向上できる。
したがって、最良の形態1では、排気効率が良く、遮音効果も高いダクト部品1を得ることができる。
また、特許文献1乃至3に開示されたようなダクト部品では、空気層と接する外筒体の内面の面積は、断面真円形状の外筒体の内面の面積以上とはならないので、空気層と接する外筒体の内面の面積を大きくできず、音の低周波成分を効果的に減衰させることができない。
したがって、特許文献1乃至3に開示されたようなダクト部品では、最良の形態1のダクト部品1のように、排気効率が良く、遮音効果も高いダクト部品を得ることができない。
一方、特許文献1乃至3に開示されたようなダクト部品では、外筒体の外径寸法は、ダクト部品を設置可能な天井裏空間の上下方向の長さより大きくできないので、最良の形態1のダクト部品1による上述した3つの要素を得られない。
図4に示すように、最良の形態1における外筒体3の左右の側壁部8:9の内面に、吸音材としてのロックフェルト50を設けた。最良の形態2のダクト部品1によれば、空気層11内に入った音の高周波成分がロックフェルト50に吸収されて減衰するので、音の高周波成分を効果的に減衰させることができる。
図5;6に示すように、最良の形態2における内筒体2の代わりに、複数の孔18が円筒の筒壁の全域に渡って均等に形成された有孔筒体によって形成された内筒体2Aを備えた構成とした。最良の形態2のダクト部品1によれば、内筒体2Aを形成する有孔筒体の孔18を経由して内筒体2Aの内側から空気層11に入り込んだ音の低周波成分が空気層11で減衰するので、音の低周波成分を効果的に減衰させることができる。
図7;8に示すように、最良の形態2における内筒体2の代わりに、複合内筒体2Bを備えた構成とした。複合内筒体2Bは、前部内筒体55と後部内筒体56とにより形成される。前部内筒体55は、前後両端が開口し、前後の長さが外筒体3の前後の長さより短い断面真円形状の円筒により形成され、複数の孔18が円筒の筒壁の全域に渡って均等に形成された有孔筒体によって形成される。後部内筒体56は、前後両端が開放する筒体であり、前端開口縁57の左右方向の長さが前部内筒体55の後端開口縁58の左右の長さより長い扁平円形状に形成される。前部内筒体55と後部内筒体56とが軸中心を一致させた状態に配置され、前部内筒体55の後端開口縁58の上部と後部内筒体56の前端開口縁57の上部とが互いに接続され、前部内筒体55の後端開口縁58の下部と後部内筒体56の前端開口縁57の下部とが互いに接続されて複合内筒体2Bが形成される。複合内筒体2Bの上端と外筒体3の上の平壁部6の内面における左右間の中央とが互いに接続され、複合内筒体2Bの下端と外筒体3の下の平壁部7の内面における左右間の中央とが互いに接続される。以上によって、前部内筒体55の後端開口縁58と後部内筒体56の前端開口縁57との間には、後部内筒体56の内部と空気層11とに開通する空気流通部59が形成される。最良の形態4のダクト部品1では、前側連結部28の前側から前部内筒体55の内部に入り込んだ音は複数の孔18を経由して空気層11に入り込み、後側連結部29の後側から後部内筒体56の内部に入り込んだ音は空気流通部59及び前部内筒体55の複数の孔18を経由して空気層11に入り込む。空気層11に入り込んだ音の低周波成分が空気層11により減衰されるとともに空気層11内に入った音の高周波成分がロックフェルト50に吸収されることによって減衰するので、音の低周波成分及び高周波成分を効果的に減衰させることができる。また、後部内筒体56が無孔筒体により形成されたので、ダクト部品内での圧力損失を小さくできる。よって、遮音効果が高く、圧力損失も小さいダクト部品1を得ることができる。
図5;6の最良の形態3の内筒体2Aの外周面に図外の連続気泡シートを巻き付け、外筒体3の左右の筒壁部8;9の内面に吸音材としてのロックフェルト50を設けない構成とした。連続気泡シートは、連続気泡を備えた金属製の繊維積層板により形成される。金属製の繊維積層板は、アルミのくず、ステンレスのくずのような金属くずをプレスして板状に形成したものである。この繊維積層板では、狭い空間が板の厚さ方向に階段状に連続するような連続気泡が形成される。このような連続気泡を備えた繊維積層板を内筒体2Aの外周面に巻き付けて構成した最良の形態5のダクト部品1によれば、音の高周波成分が連続気泡を通過する場合に繊維積層板の基材(連続気泡シートのシート基材)に衝突することによって衝突部分が振動して音の高周波成分が減衰し、また、音圧によって繊維積層板及び内筒体2Aが板振動するので、音の低周波成分がこの板振動によって減衰する。さらに、音の低周波成分が、小さな空間である連続気泡から大きな空間である空気層11に入るので、効率的に減衰する。また、空気が内筒体2Aの内側から空気層11に流出することが軽減するので圧力損失を少なくできる。よって、遮音効果及び圧力損失防止効果のより優れたダクト部品1を得ることができる。
最良の形態5のダクト部品1において外筒体3の左右の筒壁部8:9の内面に吸音材としてのロックフェルト50を設けた構成のダクト部品1とした。最良の形態6のダクト部品1によれば、空気層11に入った音の高周波成分がロックフェルト50により吸収されて減衰するので、最良の形態5のダクト部品1より高周波成分の減衰効果を高くできる。
実験は、図9に示す実験装置で実施した。即ち、試験体であるダクト部品1の前側連結部28(図1参照)と内径150mmの前円筒管61の後端部とが互いに繋がれ、ダクト部品1の後側連結部29(図1参照)と内径150mmの後円筒管62の前端部とが互いに繋がれ、前円筒管61の前部に音を取り込む音管63の一端が接続され、音管63の他端に音源スピーカ64が配置され、音源スピーカ64には雑音発生器65の発生する雑音が増幅器66で増幅されて入力される。前円筒管61の前端部には無反射端66が形成され、後円筒管62の後端部には無反射端67が形成される。無反射端66は、前円筒管61の内側において筒の前端からダクト部品1の位置する側に向けて、図外の密度96kg/m3で厚さ50mmのグラスウールを2枚、密度48kg/m3で厚さ50mmのグラスウールを2枚、密度24kg/m3で厚さ50mmのグラスウールを2枚を、当該順番で積層して形成した。無反射端67も同様に形成した。音圧レベル減衰量(dB)の測定は、ダクト部品1の前端から前方に所定距離aだけ離れた前円筒管61の内側にマイク68を設置するとともに、ダクト部品1の後端から後方に所定距離bだけ離れた後円筒管62の内側にマイク69を設置し、マイク68;69で集めた音の音圧レベルをそれぞれ個別にサウンドレベルメータ(周波数分析機能付)70;71で測定し、ダクト部品1の前側での音圧レベルとダクト部品1の後側での音圧レベルとの差、即ち、音圧レベル減衰量を求めた。所定距離aと所定距離bとを同じ距離とし、所定距離a:bをダクト部品1から無反射端66;67に向けて0mmの地点xから1000mmの地点yまでの間において100mm間隔毎の地点であるそれぞれ11箇所に設定し、ダクト部品1の前後でダクト部品1から同じ距離にある対応する対の11箇所でそれぞれ音圧レベル減衰量を測定し、その11箇所での減衰量の平均値を測定結果とした。図9の符号以外の数字は寸法を示し、単位はmmである。
尚、比較例Pとして、図9のダクト部品1の部分に、管の内周面に厚さ20mmの吸音材を備えた長さ1000mmの円筒管を繋げた場合についても同様に測定した。当該円筒管は、管の径寸法が前円筒管61及び後円筒管62と同じ寸法に形成されるとともに、前後端部が前円筒管61及び後円筒管62に嵌り合う寸法に形成されたことによって、前後端部を前円筒管61及び後円筒管62に嵌め合わせて繋げた。
最良の形態1乃至最良の形態6によるダクト部品1及び比較例Pでの測定結果を図10に示す。
W=500mmの場合、空気層11と接する外筒体3の内面の面積がW=360mmの場合と比べて大きいので、空気層11に入る音の低周波成分の減衰効果が向上している。
尚、W=360mmの場合の最良の形態6のダクト部品1での125Hz帯の減衰量は3.7dB、W=500mmの場合の最良の形態1のダクト部品での125Hz帯の減衰量は3.5dBであり、比較例Pより若干悪いが、計測上の誤差であり、工学的には性能は比較例Pとほぼ同じである。その他は、いずれも比較例Pよりも遮音効果が優れている。
6;7 平壁部、10 接続部、11 空気層、15 前側有孔筒部、
16 後側有孔筒部、17 無孔筒部、18 孔、20 吸音材部、
34 単位ダクト部品(他のダクト部品)、55 前側内筒体、
56 後側内筒体。
Claims (1)
- 外筒体と、外筒体の内側に設けられた内筒体と、外筒体及び内筒体の筒の前後の端部において外筒体の端部と内筒体の端部とを互いに繋いで外筒体の端部と内筒体の端部との間を密閉状態に塞ぐ塞体と、外筒体と内筒体と塞体とで囲まれた空気層とを備え、外筒体は、筒の前後の方向に対する筒の左右の方向の長さが筒の上下の方向の長さより長く形成され、内筒体は、筒の前端部に形成された前側有孔筒部と、筒の後端部に形成された後側有孔筒部と、前側有孔筒部と後側有孔筒部との間の筒の中央部に形成された無孔筒部と、後側有孔筒部の外周側に設けられた吸音材部とを備え、吸音材部が、空気層と遮断された吸音材収納部と、吸音材収納部に収納された吸音材とを備え、前側有孔筒部が内筒体の内部と空気層とに跨って貫通する複数の孔を備え、後端側有孔筒部が内筒体の内部と吸音材収納部の内部とに跨って貫通する複数の孔を備えたことを特徴とするダクト部品。
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