WO2015025484A1 - 換気装置 - Google Patents

換気装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2015025484A1
WO2015025484A1 PCT/JP2014/004044 JP2014004044W WO2015025484A1 WO 2015025484 A1 WO2015025484 A1 WO 2015025484A1 JP 2014004044 W JP2014004044 W JP 2014004044W WO 2015025484 A1 WO2015025484 A1 WO 2015025484A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
air passage
edge
intersection
port
upstream
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/004044
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
長田　篤
真理子 倉井
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニックＩｐマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority to JP2015532693A priority Critical patent/JP6007416B2/ja
Publication of WO2015025484A1 publication Critical patent/WO2015025484A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F7/04—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation
    • F24F7/06—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation with forced air circulation, e.g. by fan positioning of a ventilator in or against a conduit
    • F24F7/065—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation with forced air circulation, e.g. by fan positioning of a ventilator in or against a conduit fan combined with single duct; mounting arrangements of a fan in a duct
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/24—Means for preventing or suppressing noise
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices
    • G10K11/17857—Geometric disposition, e.g. placement of microphones
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787—General system configurations
    • G10K11/17879—General system configurations using both a reference signal and an error signal
    • G10K11/17881—General system configurations using both a reference signal and an error signal the reference signal being an acoustic signal, e.g. recorded with a microphone
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/24—Means for preventing or suppressing noise
    • F24F2013/247—Active noise-suppression
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10—Applications
    • G10K2210/112—Ducts

Definitions

  • the present invention relates to a ventilation device.
  • FIG. 11 is a configuration diagram of an active silencer for a conventional ventilation device.
  • the conventional active silencer for ducts includes an internal original sound reference microphone 102, a silencer speaker 103, an error microphone 104, and an arithmetic controller 105 connected to each of them.
  • the reference microphones 102 are sequentially attached to the inside of the duct 101 at an appropriate interval from the upstream side (see, for example, Patent Document 1).
  • the frequency of the generated sound propagating in the duct 101 together with the air flow 106 is detected by the reference microphone 102, and the arithmetic controller 105 generates a signal having a phase opposite to that of the generated sound.
  • the signal having the opposite phase is emitted from the muffler speaker 103 into the duct 101 and cancels and muffles the generated sound.
  • the error microphone 104 monitors the generated sound, and the arithmetic and control unit 105 adjusts the mute speaker 103 so that the output of the error microphone 104 becomes zero.
  • Such an active silencer for ducts can mute noise propagating in a one-dimensional sound field, and can control up to a frequency band that becomes a plane wave for noise propagating in a ventilation path.
  • the frequency that becomes a plane wave changes depending on the duct diameter, and when the duct diameter is large, the frequency that becomes a plane wave narrows to the low frequency side. Therefore, when the duct diameter is large, the noise in the high frequency band that must be silenced cannot be assumed to be a one-dimensional sound field and cannot be silenced.
  • the silencing ventilation path is divided into cells and combined with a small-diameter duct (small-diameter duct) (see, for example, Patent Document 2). ).
  • a small-diameter duct By using a small-diameter duct, the frequency range of noise propagating by plane waves is broadened to the high frequency side and controlled.
  • FIG. 12 is a schematic perspective view of an active silencer of a conventional ventilation device.
  • the large-diameter duct is divided into small-diameter ducts 201, 202, 203, and 204, and a muffler speaker 103 is installed in each of the small-diameter ducts 201, 202, 203, and 204.
  • the small-diameter duct 201 is provided with a reference microphone 102 on the upstream side and an error microphone 104 on the downstream side with respect to the installation position of the muffler speaker 103.
  • Noise signals detected by the reference microphone 102 and the error microphone 104 are input to the arithmetic controller 105.
  • the arithmetic controller 105 generates a drive signal to be output to the mute speaker 103 based on the input noise signal.
  • the muffler speaker 103 installed in each of the small-diameter ducts 201, 202, 203, and 204 outputs this drive signal. That is, the noise propagating through the small-diameter ducts 201, 202, 203, and 204 is silenced by the same canceling sound.
  • the large-diameter duct is divided into cells, and by combining the small-diameter ducts 201, 202, 203, and 204, the frequency band propagated by the plane wave is widened to the high frequency side, and a sufficient silencing effect is obtained. It is supposed to be obtained.
  • the ventilator ventilates a volume of air according to the size of the space, so the duct diameter of the ventilation path where the active silencer is installed is also large. Moreover, since the frequency characteristics of the noise of the ventilator tend to be distributed over a wide area, it is necessary to obtain a silencing effect up to a high frequency band.
  • the ventilator of the present invention includes an outer shell provided with a suction port and a discharge port, a blower inside the outer shell, and an upstream air passage connecting the suction port and the blower.
  • the upstream air passage is divided into an inner air passage and an outer air passage.
  • the inner air passage is provided with an active silencer that silences the generated sound by a signal having a phase opposite to that of the generated sound.
  • the ventilator of the present invention includes an outer shell having a suction port and a discharge port, a blower inside the outer shell, and a downstream air passage connecting the discharge port and the blower.
  • the downstream air passage is divided into an inner air passage and an outer air passage.
  • the inner air passage is provided with an active silencer that silences the generated sound by a signal having a phase opposite to that of the generated sound.
  • the upstream air passage or the downstream air passage is divided into an inner air passage and an outer air passage, and the inner air passage is provided with an active silencing structure.
  • the inner air passage through which the forward radiation component propagating linearly from the blower passes is narrowed, and even the noise in the high frequency band is the target for silencing.
  • the outer air passage reduces the energy of noise that propagates by colliding with and reflected by the outer air passage wall surface. And since it has an inner side air path and an outer side air path, a ventilation path does not become small and ventilation capacity does not fall.
  • the simple configuration of the inner air passage and the outer air passage the configuration is not complicated as in the case where the large-diameter duct is divided into cells.
  • FIG. 1 is a side sectional view of a ventilating apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view across the intake port of the ventilator.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a cross section in the vicinity of the air inlet of the ventilator.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a cross section in the vicinity of the upstream air passage of the ventilation device.
  • FIG. 5 is a frequency characteristic diagram of the noise level of the ventilation device.
  • FIG. 6 is a side sectional view of a ventilator according to a modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an enlarged view of the outside air path of the ventilation device.
  • FIG. 8 is a side sectional view of the ventilator according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a side sectional view of a ventilating apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view across the intake port of the ventilat
  • FIG. 9 is a side sectional view of the ventilator according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a side sectional view of a ventilating apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 11 is a configuration diagram of an active silencer of a conventional ventilation device.
  • FIG. 12 is a schematic perspective view of an active silencer of the ventilation device.
  • FIG. 1 is a side sectional view of a ventilating apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the ventilator When the ventilator is operated in FIG. 1, the air flows along the airflow direction 51.
  • the description of “upstream” and “downstream” is based on the airflow direction 51.
  • the ventilator 1 is installed in an indoor ceiling wall 50.
  • the ventilation device 1 includes a suction port 3 that sucks indoor air into the outer shell 2 and a discharge port 4 connected to a duct (not shown) that communicates with the outside.
  • a blower 8 having a centrifugal impeller 5, a motor 6 and a casing 7 is provided inside the outer shell 2.
  • an upstream air passage 9 that connects the suction port 3 and the blower 8 and a downstream air passage 10 that connects the blower 8 and the discharge port 4 are provided inside the outer shell 2.
  • the upstream air passage 9 is divided into an inner air passage 12 and an outer air passage 13 by a cylindrical inner wall 14.
  • the outer air passage 13 has a larger air passage than the air inlet 21.
  • the suction port 3 includes an upstream opening of the inner air passage 12 and an upstream opening of the outer air passage 13.
  • the air inlet 21 of the blower 8 is provided on the surface on the upstream air passage 9 side of the casing 7 surrounding the blower 8. Further, the air inlet 21 is arranged perpendicular to the airflow direction 51 of the air flowing through the inner air passage 12. Note that the term “vertical” includes a case where they are arranged with some deviation from the vertical.
  • the inner air passage 12 includes an active silencer configuration 17 including a microphone 15, a speaker 16, and a control circuit (not shown).
  • the active silencer configuration 17 silences the generated sound by a signal having a phase opposite to that of the generated sound that becomes noise.
  • the opening area on the downstream side of the inner air passage 12 has an opening area larger than that of the intake port 21.
  • all the edges of the opening on the downstream side of the inner air passage 12 are located outside the edge of the intake port 21.
  • the downstream end edge 19 at the end of the inner wall 14 on the side of the intake port 21 as viewed from the airflow direction 51 includes the entire intake port edge 18 at the end of the intake port 21.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the intake port of the ventilator according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a view taken along the first plane 55 in FIG. 1 parallel to the airflow direction 51 at the intake port 21 and passing through the intake port 21.
  • the first plane 55 passes through the intake port center 21 a of the intake port 21.
  • a virtual straight line connecting the inlet edge intersections 18a and 18b and the downstream edge intersections 19a and 19b is defined as a propagation reference straight line 31.
  • suction port edge intersections 22a and 22b intersections between the suction port edge 22 at the end of the suction port 3 and the first plane 55 are defined as suction port edge intersections 22a and 22b.
  • a virtual intersection 20 which is an intersection between the propagation reference straight line 31 and the suction reference straight line 32, is located outside the suction port edge 22.
  • FIG. 2 only an imaginary straight line connecting the inlet edge intersection 18a and the downstream edge intersection 19a is shown. However, a virtual straight line connecting the inlet edge intersection 18a and the downstream edge intersection 19b, a virtual straight line connecting the inlet edge intersection 18b and the downstream edge intersection 19a, or an inlet edge intersection 18b and the downstream edge. Even when virtual straight lines connecting the edge intersections 19 b are assumed, the virtual intersections 20 are located outside the suction port edges 22.
  • the ventilation device 1 in FIG. 1 has a ventilation air volume of 100 m 3 / h and a diameter of the discharge port 4 of 80 mm.
  • the upstream air passage 9 has a square air passage cross section of 125 mm ⁇ 125 mm, and the air passage cross section of the inner air passage 12 at this time is 100 mm ⁇ 100 mm. That is, the upstream airway cross-sectional area is about 1.5 times the inner airway cross-sectional area.
  • the centrifugal impeller 5 rotates. By this rotation, an air flow exhausted from the discharge port 4 to the outside is generated. At the same time, an air flow from the suction port 3 toward the blower 8 is generated. Along with this, noise is emitted from the blower 8 through the suction port 3 into the room. That is, in the ventilation device 1, the generated noise is divided into the inner air passage 12 and the outer air passage 13, and is emitted toward the upstream direction.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a cross section in the vicinity of the air inlet of the ventilator according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 4 is an enlarged view of a cross section in the vicinity of the upstream air passage of the ventilator.
  • FIG. 3 shows a state in which the noise emitted from the blower 8 is diffused after passing through the representative propagation path 33.
  • the main factor of noise radiated out of the ventilator 1 is a forward radiation component 34 that is emitted upstream from the suction port 3.
  • the forward radiation component 34 is noise emitted from the upstream opening of the inner air passage 12 through the air inlet 21 and the inner air passage 12.
  • the forward radiation component 34 passes through the inlet 3 and then is directly emitted without colliding with the inner wall of the inner air passage 12 and the subcomponent emitted after colliding with the inner wall of the inner air passage 12 several times. It consists of.
  • the forward radiation component 34 passing through the inner air passage 12 is silenced by receiving a significant silencing effect by the silencing function of the active silencing structure 17 of FIG.
  • the frequency f that can be silenced in the active silencer configuration 17 is determined by the formula f ⁇ sonic speed / (2L) according to the opening width L of the inner air passage 12 in FIG. 3 (100 mm in the first embodiment).
  • the opening width L is larger than when the active silencing structure 17 is provided in the entire upstream air passage 9. Becomes smaller and the sound is muted up to the high frequency band.
  • the second factor of the noise radiated out of the ventilation device 1 is a side radiation component 35.
  • the side radiation component 35 is noise that passes through the air inlet 21 but does not pass through the inner air passage 12, passes through the outer air passage 13 from the air inlet 21, and is emitted from the upstream opening of the outer air passage 13. It is.
  • the virtual intersection 20 is outside the suction port edge 22.
  • the side radiation component 35 in FIG. 3 does not collide with the inner wall of the outer shell 2, passes through the outer air passage 13, and is not directly emitted from the upstream opening of the outer air passage 13.
  • the side radiating component 35 is always reflected once by colliding with the inner wall of the outer shell 2.
  • the noise reflected on the inner wall of the outer shell 2 is reflected on the outer side of the inner wall 14. Further, the noise reflected on the outside of the inner wall 14 is reflected again on the inner wall of the outer shell 2.
  • the side radiation component 35 is repeatedly reflected in the outer air passage 13 and then released indoors from the upstream opening of the outer air passage 13.
  • the noise is lost when reflected on the wall surface and is reduced. Accordingly, the side radiation component 35 that has been repeatedly reflected is sufficiently reduced in sound and emitted indoors.
  • the upstream air passage 9 is divided into the inner air passage 12 and the outer air passage 13, and the inner air passage 12 is a silencer provided with the active silencing structure 17.
  • the inner air passage 12 through which the forward radiation component 34 of FIG. 3 propagating linearly from the blower 8 passes becomes narrow.
  • the noise to be muffled is expanded to the high frequency band, and the muffling effect is enhanced.
  • the outer air passage 13 reduces the noise energy by giving a loss to the noise propagating while colliding with and reflecting the wall surface. Therefore, the silencing effect can be obtained up to the high frequency band without lowering the ventilation capacity of the ventilator 1.
  • the outer air passage 13 has an effect of making the air passage larger than the case of the configuration of only the inner air passage 12 and suppressing an increase in pressure loss that occurs when only the inner air passage 12 is provided.
  • the downstream end edge portion 19 includes all the inlet edge portions 18 as viewed from the airflow direction 51.
  • the virtual intersection 20 is located outside the suction port edge 22.
  • the side radiation component 35 of FIG. 3 always reflects and reflects once on the inner wall of the outer shell 2, the noise is sufficiently reduced and emitted indoors.
  • FIG. 5 is a frequency characteristic diagram of the noise level of the ventilation device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows a case where the ventilator 1 is set by simulation by acoustic numerical analysis, a point sound source is arranged at the position of the centrifugal impeller 5 in FIG. The noise level is shown in comparison.
  • the overall value difference is as small as 0.4 dB and there is almost no difference. That is, even if the outer air passage 13 in FIG. 1 is open, the influence of sound leakage is small, and the air passage is widened, so that an increase in pressure loss is suppressed. With such a simple configuration, the silencing effect can be obtained up to the high frequency band without lowering the ventilation capacity of the ventilator 1.
  • a columnar or plate-like structure may be connected to the outer shell 2 across the outer air passage 13 in order to fix the inner wall 14 and supply power to the active silencing structure 17. good.
  • a thin columnar structure or a thin plate-like structure parallel to the air flow is desirable so as not to hinder the air flow in the outer air passage 13, thereby suppressing a decrease in ventilation capacity.
  • FIG. 6 is a side sectional view of a ventilator according to a modification of the first embodiment of the present invention.
  • the inner air passage 12 has one section, but as shown in FIG. 6, the inner air passage 12 of the ventilation device 1a is divided into a plurality of sections.
  • the inner air passage 12 is partitioned into a plurality of narrow air passages 61, and each of the plurality of narrow air passages 61 is provided with an active silencer configuration 17 having a microphone 15 and a speaker 16. In this case, since the air passage is not narrowed, the ventilation capacity of the ventilation device 1a does not decrease.
  • the air passage width of each of the narrow air passages 61 is reduced, so that a silencing effect up to a high frequency band double that in the case where the inner air passage 12 is one section is obtained, and the silencing of the ventilation device 1a Ability improves.
  • the outer air passage wall surface 13a of the outer air passage 13 is a flat surface.
  • the outer air passage wall surface 13 a is the inner surface of the outer shell 2 and the outer surface of the inner wall 14.
  • FIG. 7 is an enlarged view of the outside air path of the ventilator according to the modification of the first embodiment of the present invention.
  • a projection of a sound reduction structure that makes the reflection angle 42 smaller than the incident angle 41 of the noise propagation line 39 that is a propagation sound from the inlet 21 to the outer air passage wall surface 13 a on the outer air passage wall surface 13 a. 38 is provided.
  • the noise propagation line 39 is a line schematically showing the direction of noise incident on the outer air passage 13 from the blower 8 of FIG.
  • the outer air passage wall surface 13 a is provided with a plurality of triangulation projections 38 (vertices) having an upper side 37 longer than the lower side 36.
  • the lower side 36 is a shadow of the upper side 37 with respect to the noise propagation line 39. Since the lower side 36 becomes a shadow, the noise propagation line 39 does not collide with the lower side 36 and is not reflected.
  • the upper side 37 uses the inner wall of the outer shell 2 when there is no sound reduction structure as a reference plane 40 so that the reflection angle 42 is smaller than the incident angle 41 of the noise propagation line 39 with respect to the reference plane 40. .
  • count of reflection in the outer side air path wall surface 13a increases, the sound reduction effect of the outer side air path 13 becomes large.
  • a sound reduction structure is provided only on the inner surface of the outer shell 2 of the outer air passage 13. However, if the sound reduction structure is provided also on the outer surface of the inner wall 14, the sound reduction effect is further enhanced.
  • FIG. 8 is a side sectional view of the ventilator according to the second embodiment of the present invention.
  • the ventilation device 1b is attached to the side wall 23 of the heat generating device in order to cool the inside of the heat generating device including the heat generating body 30 by ventilation.
  • the airflow direction 51 is a direction from the heating element 30 to the discharge port 4 through the blower 8.
  • the downstream air passage 10 is divided into an inner air passage 12 and an outer air passage 13 by a cylindrical inner wall 14. Further, the downstream air passage 10 connects the discharge port 4 and the blower 8.
  • the exhaust port 25 of the blower 8 is provided on the surface of the casing 7 surrounding the blower 8 on the downstream air passage 10 side.
  • the exhaust port 25 is arranged perpendicular to the airflow direction 51 of the air flowing through the inner air passage 12.
  • the downstream air passage 10 has a larger air passage than the exhaust port 25.
  • the inner air passage 12 is provided with an active silencer configuration 17 including a microphone 15, a speaker 16, and a control circuit (not shown).
  • the opening area on the upstream side of the inner air passage 12 has an opening area larger than the opening area of the exhaust port 25. That is, when viewed from the air flow direction 51, the upstream end edge 24 of the inner wall 14 at the end on the exhaust port 25 side includes the entire exhaust port edge 43 at the end of the exhaust port 25.
  • a discharge louver 26 is provided at the lower end (upper side in FIG. 8) of the downstream air passage 10 to set the direction of the discharge airflow and to blind the inside of the ventilation device 1b.
  • FIG. 8 is a view in which the ventilation device 1b is cut by the second plane 56 parallel to the airflow direction 51 and passing through the exhaust port 25.
  • the second plane 56 passes through the exhaust port center 25 a of the exhaust port 25.
  • the intersections of the second plane 56, the exhaust port edge 43 and the upstream end edge 24 are defined as exhaust port edge intersections 43a and 43b and upstream end edge intersections 24a and 24b, respectively.
  • a propagation reference straight line 44 that is a virtual straight line connecting the exhaust port edge intersections 43a and 43b and the upstream end edge intersections 24a and 24b is assumed. Further, intersections between the discharge port edge 45 at the end of the discharge port 4 and the second plane 56 are defined as discharge port edge intersections 45a and 45b.
  • a discharge reference straight line 46 that is a virtual straight line that passes through the discharge port edge intersections 45a and 45b and is perpendicular to the airflow direction 51 is assumed.
  • a virtual intersection 47 which is an intersection of the propagation reference line 44 and the discharge reference line 46, is located outside the discharge port edge 45.
  • FIG. 8 only a virtual straight line connecting the exhaust port edge intersection 43b and the upstream end edge intersection 24b is shown. However, a virtual straight line connecting the exhaust port edge intersection 43a and the upstream end edge intersection 24a, a virtual straight line connecting the exhaust port edge intersection 43a and the upstream end edge intersection 24b, or an exhaust port edge intersection 43b and the upstream end. Even when virtual lines connecting the edge intersection 24 a are assumed, the virtual intersection 47 is located outside the discharge port edge 45.
  • the above is the main difference between the ventilator 1b in the second embodiment and the ventilator 1 in the first embodiment.
  • the downstream air passage 10 is divided into the inner air passage 12 and the outer air passage 13, and the inner air passage 12 is a silencer provided with an active silencer configuration 17. .
  • the inner air path 12 through which the forward radiation component propagating linearly from the blower 8 passes may be narrow.
  • the noise to be silenced is expanded to the high frequency band, and the silencing effect is enhanced.
  • the outer air passage 13 reduces the noise energy by giving a loss to the noise propagating while colliding with and reflecting the wall surface. Therefore, the silencing effect can be obtained up to the high frequency band without lowering the ventilation capacity of the ventilator 1b.
  • the virtual intersection 47 is located outside the discharge port edge 45.
  • the side radiation component always collides with the inner wall of the outer shell 2 and is reflected, so that the sound is sufficiently reduced and emitted indoors.
  • the 8 may be provided with a sound reduction structure that makes the reflection angle smaller than the incident angle of the sound propagated from the exhaust port 25 to the outer air passage wall surface 13a.
  • each of the plurality of narrow air passages may be provided with an active silencing structure 17.
  • FIG. 9 is a side sectional view of the ventilator according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the ventilator 1c is installed inside the indoor wall 27 with the suction port 3 facing in the indoor direction. The discharge port 4 communicates with the outdoors.
  • the ventilator 1c of the third embodiment is different from the ventilator 1 of the first embodiment in the following points. That is, in the ventilator 1c, the upstream air passage 9 and the downstream air passage 10 are arranged in series in the air flow direction 51 with the blower 8 interposed therebetween, the point where the axial flow impeller 28 is used, and the suction to the indoor side.
  • the louver 29 is provided. Even with this configuration, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained.
  • the air flow direction 51 is indoor to outdoor.
  • the axial-flow impeller 28 is reversely rotated or the blower 8 is attached in the reverse direction, a silencing effect on the sound emitted indoors can be obtained as the ventilation device 1c for intake air.
  • FIG. 10 is a side sectional view of a ventilating apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the ventilation device 1 d is arranged so that the rotation axis of the centrifugal impeller 5 is perpendicular to the airflow direction 51. Further, a partition plate 53 having a hole is provided between the casing 7 and the upstream air passage 9.
  • the casing 7 is provided with two internal intake ports 52a and 52b, and an internal blower exists.
  • the internal blower is the blower 8 including the structure around the casing 7, and a hole provided in the partition plate 53 is the air inlet 21.
  • the outer air passage 13 since the outer air passage 13 is formed, it becomes a silencing frequency object up to a high frequency band, and therefore it is not necessary to reduce the air passage width of the upstream air passage 9 or the downstream air passage 10. As a result, an increase in pressure loss due to the narrow air passage is suppressed. Further, in the inner air passage 12 where the direct sound component propagating linearly from the blower 8 is dominant, the silencing effect by the active silencing structure 17 is obtained. Therefore, in the ventilator 1d, the silencing effect can be obtained up to the high frequency band without lowering the ventilation capacity.
  • both the upstream air passage 9 and the downstream air passage 10 are divided into an inner air passage 12 and an outer air passage 13, so However, the noise may be reduced.
  • the ventilator of the present invention is useful for cooling the inside of a housing having a ventilation fan, a range hood, and a heating element inside.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Duct Arrangements (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

換気装置（１）は、吸込口（３）と吐出口（４）とを備えた外郭（２）と、外郭（２）の内部に送風機（８）と、吸込口（３）と送風機（８）とを接続する上流風路（９）とを備えている。上流風路（９）は、内側風路（１２）と外側風路（１３）とに分割される。そして内側風路（１２）には、発生音と逆位相の信号により発生音を消音する能動消音構成（１７）が備えられている。

Description

換気装置
　本発明は、換気装置に関する。
　近年リビング、および寝室に設置される換気装置は、運転時に発生する騒音低下が求められている。そのため、換気装置内に能動型消音装置が搭載されている。
　図１１は、従来の換気装置の能動消音装置の構成図である。図１１に示すように従来のダクト用能動型消音装置は、内部原音のリファレンスマイク１０２、消音用スピーカ１０３、エラーマイク１０４、およびそれらとそれぞれ接続された演算制御器１０５から構成されている。ここでリファレンスマイク１０２は、ダクト１０１の内部に上流側から適宜間隔を設けて順次付設されている（例えば特許文献１参照）。
　ダクト用能動型消音装置において、ダクト１０１内を気流１０６とともに伝搬する発生音は、リファレンスマイク１０２により周波数等が検出され、演算制御器１０５において上記発生音と逆位相の信号が作成される。この逆位相の信号は、消音用スピーカ１０３からダクト１０１内に放出され、上記発生音をキャンセル消音する。エラーマイク１０４が発生音をモニターし、エラーマイク１０４の出力が零になるように演算制御器１０５が消音用スピーカ１０３を調整している。
　このようなダクト用能動型消音装置は、一次元音場において伝播する騒音を消音し、通風路を伝播する騒音には平面波となる周波数帯域までの制御が可能である。
　しかしながら、平面波となる周波数はダクト口径によって変化し、ダクト口径が大きい場合には平面波になる周波数が低周波側に狭帯域化する。従ってダクト口径が大きい場合、本来消音しなければならない高周波帯域の騒音は、一次元音場と仮定できなくなり消音できない。
　このため、大口径の通風路用のダクト用能動型消音装置として、消音用通風路がセル状に分割され、口径の小さいダクト（小口径ダクト）の組み合わせにされている（例えば特許文献２参照）。小口径ダクトにすることにより、平面波にて伝播する騒音の周波数範囲が高周波側へ広帯域化されて制御される。
　以下、従来の換気装置の能動型消音装置の概要斜視図である図１２を参照しながら説明する。
　図１２に示すように大口径ダクトは、小口径ダクト２０１、２０２、２０３、２０４のセル状に分割され、小口径ダクト２０１、２０２、２０３、２０４それぞれに消音用スピーカ１０３が設置されている。また、小口径ダクト２０１には消音用スピーカ１０３の設置位置を基準とし、上流側にリファレンスマイク１０２、下流側にエラーマイク１０４が設置されている。
　リファレンスマイク１０２、およびエラーマイク１０４により検出される騒音信号は、演算制御器１０５に入力される。演算制御器１０５は、入力された騒音信号に基づいて消音用スピーカ１０３に出力する駆動信号を生成する。小口径ダクト２０１、２０２、２０３、２０４それぞれに設置された消音用スピーカ１０３は、この駆動信号を出力する。すなわち同一の打ち消し音によって小口径ダクト２０１、２０２、２０３、２０４それぞれを伝播する騒音が消音される。
　このように、大口径ダクトがセル状に分割され、小口径ダクト２０１、２０２、２０３、２０４の組み合わせとすることにより、平面波にて伝播する周波数帯域が高周波側に広くなり、十分な消音効果が得られるとしている。
実開平５－１１１９８号公報 特開平９－１６０５６７号公報
　一般的に換気装置は、空間の広さに応じた体積の空気を換気するため、能動型消音装置を設置する通風路のダクト径も大きい。また、換気装置の騒音の周波数特性は広域に分布する傾向があるので、高周波数帯域まで消音効果が得られる必要がある。
　しかしながら特許文献１に記載の能動型消音装置では、高周波数帯域まで対応するために小口径ダクトにすれば、換気の通風経路が狭められて換気能力が低下する。
　また特許文献２に記載の能動型消音装置では、大口径ダクトがセル状に分割されれば、セルの数だけマイク、およびスピーカが必要となり構成が複雑になる。
　そこで本発明の換気装置は、吸込口と吐出口とを備えた外郭と、外郭の内部に送風機と、吸込口と送風機とを接続する上流風路とを備えている。上流風路は、内側風路と外側風路とに分割される。そして内側風路には、発生音と逆位相の信号により発生音を消音する能動消音構成が備えられている。
　また本発明の換気装置は、吸込口と吐出口とを備えた外郭と、外郭の内部に送風機と、吐出口と送風機とを接続する下流風路とを備えている。下流風路は、内側風路と外側風路とに分割される。そして内側風路には、発生音と逆位相の信号により発生音を消音する能動消音構成が備えられている。
　このような換気装置は、上流風路または下流風路が内側風路と外側風路とに分割され、内側風路に能動消音構成が備えられている。そのため、送風機から直線的に伝播する前方放射成分が通過する内側風路が狭くされ、高周波帯域の騒音までが消音対象となる。また外側風路は、外側風路壁面に衝突、反射して伝播する騒音のエネルギを低減する。そして内側風路と外側風路とを備えているため、通風路が小さくなることがなく、換気能力も低下しない。また内側風路と外側風路という簡単な構成のため、大口径ダクトがセル状に分割された場合のように構成が複雑になることもない。
図１は、本発明の実施の形態１の換気装置の側断面図である。 図２は、同換気装置の吸気口横断断面図である。 図３は、同換気装置の吸気口近傍における断面の拡大図である。 図４は、同換気装置の上流風路近傍における断面の拡大図である。 図５は、同換気装置の騒音レベルの周波数特性図である。 図６は、本発明の実施の形態１の変形例の換気装置の側断面図である。 図７は、同換気装置の外側風路拡大図である。 図８は、本発明の実施の形態２の換気装置の側断面図である。 図９は、本発明の実施の形態３の換気装置の側断面図である。 図１０は、本発明の実施の形態４の換気装置の側断面図である。 図１１は、従来の換気装置の能動消音装置の構成図である。 図１２は、同換気装置の能動消音装置の概要斜視図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
　（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１の換気装置の側断面図である。図１において換気装置が動作された場合、空気は気流方向５１に沿って流れる。以後の表現における「上流」、「下流」との記載は、気流方向５１が基準である。
　図１に示すように換気装置１は、屋内の天井壁５０内に設置されている。換気装置１は、外郭２に屋内の空気を吸い込む吸込口３と、屋外に連通されるダクト（図示せず）などに接続されている吐出口４とを備えている。また外郭２の内部に、遠心羽根車５とモータ６とケーシング７とを有する送風機８が備えられている。さらに外郭２の内部に、吸込口３と送風機８とを接続する上流風路９、および送風機８と吐出口４とを接続する下流風路１０が備えられている。
　上流風路９は、筒状の内壁１４によって内側風路１２と、外側風路１３とに分割されている。外側風路１３は、吸気口２１よりも風路が拡大されている。吸込口３は、内側風路１２の上流側開口部と、外側風路１３の上流側開口部とから構成されている。
　送風機８の吸気口２１は、送風機８の周囲を囲むケーシング７の上流風路９側の面に備えられている。また吸気口２１は、内側風路１２を流れる空気の気流方向５１に垂直に配置されている。なお垂直とは、垂直に対して多少のずれを持たせて配置した場合を含む。
　内側風路１２は、マイク１５とスピーカ１６と制御回路（図示せず）とを含む能動消音構成１７を備えている。能動消音構成１７は、騒音となる発生音と逆位相の信号により発生音を消音する。また、内側風路１２の下流側の開口部は、その開口面積が吸気口２１の開口面積よりも大きい。さらに、内壁１４が吸気口２１方向に延長された際、内側風路１２の下流側の開口部の縁部のすべてが、吸気口２１の縁部よりも外側に位置する。換言すると、気流方向５１から見て内壁１４の吸気口２１側端部の下流端縁部１９が、吸気口２１端部の吸気口縁部１８すべてを包含する。
　図２は、本発明の実施の形態１の換気装置の吸気口横断断面図である。図２は図１において、吸気口２１における気流方向５１に平行かつ吸気口２１を通る第１平面５５により切断した図である。図２では第１平面５５は、吸気口２１の吸気口中心２１ａを通っている。
　図２に示すように、第１平面５５と吸気口縁部１８および下流端縁部１９との交点は、それぞれ２つ存在し吸気口縁部交点１８ａ、１８ｂと下流端縁部交点１９ａ、１９ｂとである。そして、吸気口縁部交点１８ａ、１８ｂと下流端縁部交点１９ａ、１９ｂとを結ぶ仮想直線を伝播基準直線３１とする。
　また、吸込口３端部の吸込口縁部２２と第１平面５５との交点を吸込口縁部交点２２ａ、２２ｂとする。そして吸込口縁部交点２２ａ、２２ｂを通り、気流方向５１に垂直の仮想直線を吸込基準直線３２とする。
　換気装置１において、伝播基準直線３１と吸込基準直線３２との交点である仮想交点２０が、吸込口縁部２２の外側に位置する。なお図２では、吸気口縁部交点１８ａと下流端縁部交点１９ａとを結んだ仮想直線のみが示されている。しかしながら、吸気口縁部交点１８ａと下流端縁部交点１９ｂとを結ぶ仮想直線、吸気口縁部交点１８ｂと下流端縁部交点１９ａとを結ぶ仮想直線、又は吸気口縁部交点１８ｂと下流端縁部交点１９ｂとを結ぶ仮想直線をそれぞれ仮定した場合であっても、仮想交点２０が吸込口縁部２２の外側に位置する。
　次に、本実施の形態１における換気装置１の動作時の詳細を説明する。図１の換気装置１は一例として、換気風量が１００ｍ3／ｈであり、吐出口４の直径が８０ｍｍである。また、上流風路９は風路断面が正方形の１２５ｍｍ×１２５ｍｍであり、このときの内側風路１２の風路断面が１００ｍｍ×１００ｍｍになっている。即ち、上流風路断面積は、内側風路断面積の約１．５倍である。
　上記構成においてモータ６が動作されると、遠心羽根車５が回転する。この回転により、吐出口４から屋外に排気される気流が発生する。また、これと同時に吸込口３から送風機８へ向かう気流が生じる。これに伴い、送風機８から吸込口３を介して屋内に放出される騒音が発生する。すなわち換気装置１では、発生した騒音は、内側風路１２と外側風路１３とに分かれ、上流方向に向けて放出される。
　次に図３、図４を用いて、上流方向に向けて放出された騒音を消音する仕組みについて詳しく説明する。図３は本発明の実施の形態１の換気装置の吸気口近傍における断面の拡大図、図４は同換気装置の上流風路近傍における断面の拡大図である。
　図３において、吸気口２１を通過する騒音の伝わり方を説明するために、吸気口２１上の所定の点を通る代表伝播経路３３が定義されている。図３では、送風機８から放出された騒音が代表伝播経路３３を通過後に拡散している様子が示されている。
　図３において、換気装置１外へ放射される騒音の主要因は、吸込口３から上流に放出される前方放射成分３４である。ここで、前方放射成分３４とは、吸気口２１と内側風路１２内とを通過して、内側風路１２の上流側開口部から放出される騒音である。
　前方放射成分３４は、吸込口３を通過した後、内側風路１２の内壁に衝突することなく直接放出される主成分と、内側風路１２の内壁に数回衝突した後に放出される副成分とからなる。
　ここで、内側風路１２を通る前方放射成分３４は、図１の能動消音構成１７の消音機能により大幅な消音効果を受けて消音される。なお、能動消音構成１７において消音可能な周波数ｆは、図３の内側風路１２の開口幅Ｌ（本実施の形態１では１００ｍｍ）によってｆ＜音速／（２Ｌ）の式により決定される。図１の換気装置１において、上流風路９が内側風路１２と外側風路１３とに分割されているため、上流風路９全体に能動消音構成１７が設けられた場合よりも開口幅Ｌが小さくなり、高周波帯域まで消音される。
　次に図３に示すように、換気装置１外へ放射される騒音の２つ目の要因は、側方放射成分３５である。側方放射成分３５とは、吸気口２１を通過するが内側風路１２は通過せず、吸気口２１から外側風路１３を通過して、外側風路１３の上流開口部から放出される騒音である。
　上述したように図２の換気装置１は、仮想交点２０が吸込口縁部２２の外側になる。この構成では図３の側方放射成分３５は、外郭２の内壁に衝突せずに外側風路１３を通過して、外側風路１３の上流開口部から直接放出されることは無い。換言すると、側方放射成分３５は必ず外郭２の内壁に１度は衝突して反射される。
　外郭２の内壁において反射された騒音は、内壁１４の外側において反射される。さらに、内壁１４の外側において反射された騒音は再度、外郭２の内壁において反射される。
　図４に示すように側方放射成分３５は、外側風路１３内にて反射を繰り返した後、外側風路１３の上流側開口部より屋内へ放出される。ここで、騒音は壁面において反射する際に損失を受け、減音する。したがって、何度も反射を繰り返した側方放射成分３５は、十分に減音されて屋内へ放出される。
　以上のように図１の換気装置１は、上流風路９が内側風路１２と外側風路１３とに分割され、内側風路１２が能動消音構成１７を備えた消音部となっている。これにより、送風機８から直線的に伝播する図３の前方放射成分３４が通過する内側風路１２が狭くなる。その結果、消音対象の騒音が、高周波帯域に拡大され、消音効果が高められる。
　さらに外側風路１３は、壁面に衝突、反射しながら伝播する騒音に対して損失を与えて騒音のエネルギを低減する。従って、換気装置１の換気能力が低下することなく、高周波帯域まで消音効果が得られる。当然ながら外側風路１３は、内側風路１２のみの構成の場合に比べて通風路を大きくし、内側風路１２のみの場合に生じる圧力損失上昇を抑える効果も有する。
　さらに図２に示すように、気流方向５１から見て下流端縁部１９が、吸気口縁部１８すべてを包含する。
　これにより、送風機８から出る騒音の主成分である図３の前方放射成分３４すべては、能動消音構成１７により消音される。したがって、特に吸込口３から屋内へ向かう騒音に対して大きな消音効果が得られる。
　また図２に示すように仮想交点２０が、吸込口縁部２２よりも外側に位置する。その結果、図３の側方放射成分３５は必ず外郭２の内壁に１度は衝突して反射されるため、騒音は十分に減音されて屋内へ放出される。
　図５は、本発明の実施の形態１の換気装置の騒音レベルの周波数特性図である。図５は、音響数値解析にて換気装置１を模擬的に設定し、図１の遠心羽根車５の位置に点音源を配置して外側風路１３を塞いだ場合と、開けた場合との騒音レベルを比較して示している。
　周波数特性に差が見られるものの、オーバーオール値の差は０．４ｄＢと微小であり殆ど差がない。すなわち図１の外側風路１３が開いていても音漏れの影響は小さく、風路が広がることから圧力損失の上昇が抑えられる。このように簡便な構成により換気装置１の換気能力が低下することなく、高周波数帯域まで消音効果が得られる。
　また図１では図示していないが、内壁１４の固定、および能動消音構成１７への電源供給のために、柱状、または板状構造物が外側風路１３を横切って外郭２に接続されても良い。この場合は外側風路１３の空気の流れを妨げないように、細い柱状の構造、または空気の流れに平行な薄い板状の構造が望ましく、これにより換気能力の低下が抑制される。
　（実施の形態１の変形例）
　図６は、本発明の実施の形態１の変形例の換気装置の側断面図である。実施の形態１では内側風路１２は１区画であるが、図６に示すように換気装置１ａの内側風路１２は複数区画に分割されている。内側風路１２が複数の小幅風路６１に仕切られ、複数の小幅風路６１それぞれにマイク１５、およびスピーカ１６を有する能動消音構成１７が備えられている。この場合、送風路が狭められないため、換気装置１ａの換気能力は低下しない。さらに内側風路１２において、それぞれの小幅風路６１の風路幅が小さくなるために、内側風路１２が１区画の場合の倍の高周波帯域までの消音効果が得られ、換気装置１ａの消音能力が向上する。
　また図６では、外側風路１３の外側風路壁面１３ａは平面である。なお外側風路壁面１３ａとは、外郭２の内側面と内壁１４の外側面とである。
　図７は、本発明の実施の形態１の変形例の換気装置の外側風路拡大図である。図７に示すように外側風路壁面１３ａに、吸気口２１からの伝播音である騒音伝播線３９の外側風路壁面１３ａへの入射角４１よりも反射角４２を小さくする減音構造の突起３８が備えられている。なお、騒音伝播線３９とは、図１の送風機８から外側風路１３に入射する騒音の方向を模式的に示した線である。
　図７に示すように外側風路壁面１３ａに、下辺３６と比較して上辺３７の長い三角計の突起３８（頂点）が複数備えられている。突起３８は、騒音伝播線３９に対し、下辺３６が上辺３７の影となっている。下辺３６は影となるため、下辺３６に騒音伝播線３９が衝突することはなく、反射することが無い。これに対して上辺３７は、減音構造が無い場合の外郭２の内壁を基準面４０とし、基準面４０に対して騒音伝播線３９の入射角４１よりも反射角４２が小さくなるようにする。これにより、外側風路壁面１３ａにおける反射回数が増えるので、外側風路１３の減音効果が大きくなる。
　なお図７では、外側風路１３の外郭２の内側面にのみ減音構造が設けられている。しかし、内壁１４の外側面にも減音構造が設けられると、減音効果はさらに高くなる。
　（実施の形態２）
　本発明の実施の形態２では、実施の形態１と同じ構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略し、異なる点のみを説明する。図８は、本発明の実施の形態２の換気装置の側断面図である。図８に示すように換気装置１ｂは、発熱体３０を備えた発熱機器の内部を換気により冷却するため、発熱機器側壁２３に取り付けられている。図８において気流方向５１は、発熱体３０から送風機８を経て吐出口４に向かう方向である。
　本実施の形態２では下流風路１０が、筒状の内壁１４によって内側風路１２と外側風路１３とに分割されている。また下流風路１０は、吐出口４と送風機８とを接続する。送風機８の排気口２５は、送風機８の周囲を囲むケーシング７の下流風路１０側の面に備えられている。また排気口２５は、内側風路１２を流れる空気の気流方向５１に垂直に配置されている。下流風路１０は、排気口２５よりも風路が拡大されている。
　また、内側風路１２にはマイク１５とスピーカ１６と制御回路（図示せず）とを含む能動消音構成１７が備えられている。なお、内側風路１２の上流側の開口部は、その開口面積が排気口２５の開口面積よりも大きい。すなわち気流方向５１から見て、内壁１４の排気口２５側端部の上流端縁部２４が、排気口２５端部の排気口縁部４３すべてを包含する。
　また、下流風路１０の下端（図８における上方）には吐出気流の方向を設定するため、かつ換気装置１ｂ内部目隠しのための吐出ルーバ２６が設けられている。
　このように図８は換気装置１ｂが、気流方向５１に平行かつ排気口２５を通る第２平面５６により切断された図である。図８では第２平面５６は、排気口２５の排気口中心２５ａを通っている。また図８に示すように、第２平面５６と、排気口縁部４３および上流端縁部２４との交点をそれぞれ排気口縁部交点４３ａ、４３ｂ、上流端縁部交点２４ａ、２４ｂとする。
　ここで、排気口縁部交点４３ａ、４３ｂと上流端縁部交点２４ａ、２４ｂとを結ぶ仮想直線である伝播基準直線４４を仮定する。また、吐出口４端部の吐出口縁部４５と、第２平面５６との交点を吐出口縁部交点４５ａ、４５ｂとする。そして吐出口縁部交点４５ａ、４５ｂを通り、気流方向５１に垂直の仮想直線である吐出基準直線４６を仮定する。
　換気装置１ｂにおいては、伝播基準直線４４と吐出基準直線４６との交点である仮想交点４７が、吐出口縁部４５の外側に位置する。なお図８では、排気口縁部交点４３ｂと上流端縁部交点２４ｂとを結んだ仮想直線のみ示している。しかしながら、排気口縁部交点４３ａと上流端縁部交点２４ａとを結ぶ仮想直線、排気口縁部交点４３ａと上流端縁部交点２４ｂとを結ぶ仮想直線、又は排気口縁部交点４３ｂと上流端縁部交点２４ａとを結ぶ仮想直線をそれぞれ仮定した場合であっても、仮想交点４７が吐出口縁部４５の外側に位置する。
　以上が、実施の形態２における換気装置１ｂと、実施の形態１における換気装置１との主な違いである。
　次に本実施の形態２の換気装置１ｂの動作の詳細を説明する。上記構成において図８のモータ６が動作すると、遠心羽根車５が回転する。この回転により、吐出口４から屋外に排気される気流が発生する。またこれと同時に吸込口３から送風機８へ向かう気流が生じる。これに伴い、送風機８から吐出口４へ向かい換気装置１ｂ外に放出される騒音が発生する。
　しかし、本実施の形態２の換気装置１ｂは、下流風路１０が内側風路１２と外側風路１３とに分割され、内側風路１２が能動消音構成１７を備えた消音部となっている。これにより、送風機８から直線的に伝播する前方放射成分が通過する内側風路１２が狭くてもよい。その結果、消音対象の騒音は、高周波帯域まで拡大され、消音効果が高められる。
　さらに外側風路１３は、壁面に衝突、反射しながら伝播する騒音に対して損失を与えて騒音のエネルギを低減する。従って、換気装置１ｂの換気能力が低下することなく高周波数帯域まで消音効果が得られる。
　さらに、図８の気流方向５１から見て上流端縁部２４が、排気口縁部４３すべてを包含する。これにより、送風機８から出る騒音の主成分である前方放射成分のすべては、能動消音構成１７により消音される。したがって、特に吐出口４から換気装置１ｂ外（屋外）へ向かう騒音に対して大きな消音効果が得られる。
　また図８に示すように仮想交点４７が、吐出口縁部４５よりも外側に位置している。これにより、側方放射成分は必ず外郭２の内壁に１度は衝突して反射されるため、十分に減音されて屋内へ放出される。
　なお図８の外側風路１３の外側風路壁面１３ａに、排気口２５からの伝播音の外側風路壁面１３ａへの入射角よりも反射角を小さくする減音構造が備えられてもよい。
　また図８の内側風路１２が、複数の小幅風路に仕切られ、複数の小幅風路それぞれに能動消音構成１７が備えられてもよい。
　実施の形態１の換気装置１と、実施の形態２の換気装置１ｂの構成上の差異は、以下の点である。すなわち内側風路１２と外側風路１３とが設けられる位置が、実施の形態１では上流風路９側であるが、実施の形態２では下流風路１０側である。
　（実施の形態３）
　本発明の実施の形態３では、実施の形態１、２と同じ構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略し、異なる点のみを説明する。図９は、本発明の実施の形態３の換気装置の側断面図である。図９に示すように換気装置１ｃは、吸込口３を屋内方向に向けて屋内壁２７内側に設置されている。吐出口４は、屋外に連通されている。
　ここで、実施の形態３の換気装置１ｃが、実施の形態１の換気装置１と異なるのは以下の点である。すなわち換気装置１ｃでは上流風路９と下流風路１０とが送風機８を挟んで気流方向５１に直列に配置されている点、軸流羽根車２８が用いられている点、および屋内側に吸込ルーバ２９が備えられている点である。この構成であっても、上述した実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
　なお換気装置１ｃでは、気流方向５１は屋内から屋外である。しかし、軸流羽根車２８が逆回転される、または送風機８が逆向きに取り付けられることにより吸気用の換気装置１ｃとして屋内への放射音に対する消音効果も得られる。
　（実施の形態４）
　本発明の実施の形態４では、実施の形態１～３と同じ構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略し、異なる点のみを説明する。図１０は、本発明の実施の形態４の換気装置の側断面図である。
　図１０に示すように換気装置１ｄは、遠心羽根車５の回転軸が気流方向５１に対して垂直となるように配置されている。さらに、ケーシング７と上流風路９との間に穴の開いた仕切板５３が備られている。ここで、ケーシング７には２つの内部吸気口５２ａ、５２ｂが備えられ、内部送風機が存在する。この場合、内部送風機とはケーシング７周りの構造体を含む送風機８であり、仕切板５３に設けた穴が吸気口２１である。
　上記構成により、遠心羽根車５の回転により吐出口４から屋外に排気される気流が発生する。また、これと同時に吸込口３から上流風路９、吸気口２１、および内部吸気口５２ａ、５２ｂへ向かう気流が生じる。これに伴い、送風機８から吐出口４へ向かい換気装置１ｄ外に放出される騒音が発生する。
　ここで、外側風路１３が形成されることにより、高周波数帯域まで消音周波数対象となるため上流風路９、または下流風路１０の風路幅が小さくされる必要がなくなる。その結果、狭風路化による圧力損失の上昇が抑えられる。また、送風機８から直線的に伝播する直接音成分が支配的な内側風路１２では、能動消音構成１７による消音効果が得られる。従って換気装置１ｄでは、換気能力が低下することなく、高周波数帯域まで消音効果が得られる。
　以上、複数の実施の形態の構成要素は、矛盾しない範囲において組み合わせてもよい。例えば図１、図６、図８、図９、図１０において、上流風路９と下流風路１０との双方が、内側風路１２と外側風路１３とに分割されて、屋内外の両方向に対して騒音が減少する構成としてもよい。
　本発明の換気装置は、換気扇、レンジフード、および内部に発熱体を持つ躯体内部の冷却用として有用である。
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ　　換気装置
２　　外郭
３　　吸込口
４　　吐出口
５　　遠心羽根車
６　　モータ
７　　ケーシング
８　　送風機
９　　上流風路
１０　　下流風路
１２　　内側風路
１３　　外側風路
１３ａ　　外側風路壁面
１４　　内壁
１５　　マイク
１６　　スピーカ
１７　　能動消音構成
１８　　吸気口縁部
１８ａ，１８ｂ　　吸気口縁部交点
１９　　下流端縁部
１９ａ，１９ｂ　　下流端縁部交点
２０　　仮想交点
２１　　吸気口
２１ａ　　吸気口中心
２２　　吸込口縁部
２２ａ，２２ｂ　　吸込口縁部交点
２３　　発熱機器側壁
２４　　上流端縁部
２４ａ，２４ｂ　　上流端縁部交点
２５　　排気口
２５ａ　　排気口中心
２６　　吐出ルーバ
２７　　屋内壁
２８　　軸流羽根車
２９　　吸込ルーバ
３０　　発熱体
３１　　伝播基準直線
３２　　吸込基準直線
３３　　代表伝播経路
３４　　前方放射成分
３５　　側方放射成分
３６　　下辺
３７　　上辺
３８　　突起
３９　　騒音伝播線
４０　　基準面
４１　　入射角
４２　　反射角
４３　　排気口縁部
４３ａ，４３ｂ　　排気口縁部交点
４４　　伝播基準直線
４５　　吐出口縁部
４５ａ，４５ｂ　　吐出口縁部交点
４６　　吐出基準直線
４７　　仮想交点
５０　　天井壁
５１　　気流方向
５２ａ，５２ｂ　　内部吸気口
５３　　仕切板
５５　　第１平面
５６　　第２平面
６１　　小幅風路

Claims (9)

  1. 吸込口と吐出口とを備えた外郭と、
    前記外郭の内部に送風機と、
    前記吸込口と前記送風機とを接続する上流風路と、を備えた換気装置であって、
    前記上流風路は内側風路と外側風路とに分割され、前記内側風路には発生音と逆位相の信号により前記発生音を消音する能動消音構成が備えられた換気装置。
  2. 前記送風機の吸気口が前記内側風路を流れる空気の気流方向に垂直に配置され、
    前記内側風路と前記外側風路とは内壁により分割され、
    前記気流方向から見て前記内壁の前記吸気口側端部の下流端縁部が前記吸気口端部の吸気口縁部すべてを包含する請求項１記載の換気装置。
  3. 前記気流方向に平行かつ前記吸気口を通る第１平面と、前記吸気口縁部および前記下流端縁部と、の交点をそれぞれ吸気口縁部交点、下流端縁部交点としたとき、前記吸気口縁部交点と前記下流端縁部交点とを結ぶ伝播基準直線と、
    前記吸込口端部の吸込口縁部と前記第１平面との交点を吸込口縁部交点としたとき、前記吸込口縁部交点を通り前記気流方向に垂直の吸込基準直線と、
    の交点である仮想交点が、前記吸込口縁部の外側に位置する請求項２記載の換気装置。
  4. 前記外側風路の外側風路壁面に、前記吸気口からの伝播音の前記外側風路壁面への入射角よりも反射角を小さくする減音構造を備えた請求項１記載の換気装置。
  5. 吸込口と吐出口とを備えた外郭と、
    前記外郭の内部に送風機と、
    前記吐出口と前記送風機とを接続する下流風路と、を備えた換気装置であって、
    前記下流風路は内側風路と外側風路とに分割され、前記内側風路には発生音と逆位相の信号により前記発生音を消音する能動消音構成が備えられた換気装置。
  6. 前記送風機の排気口が前記内側風路を流れる空気の気流方向に垂直に配置され、
    前記内側風路と前記外側風路とは内壁により分割され、
    前記気流方向から見て前記内壁の前記排気口側端部の上流端縁部が前記排気口端部の排気口縁部すべてを包含する請求項５記載の換気装置。
  7. 前記気流方向に平行かつ前記排気口を通る第２平面と、前記排気口縁部および前記上流端縁部と、の交点をそれぞれ排気口縁部交点、上流端縁部交点としたとき、前記排気口縁部交点と前記上流端縁部交点とを結ぶ伝播基準直線と、
    前記吐出口端部の吐出口縁部と前記第２平面との交点を吐出口縁部交点としたとき、前記吐出口縁部交点を通り前記気流方向に垂直の吐出基準直線と、
    の交点である仮想交点が、前記吐出口縁部の外側に位置する請求項６記載の換気装置。
  8. 前記外側風路の外側風路壁面に、前記排気口からの伝播音の前記外側風路壁面への入射角よりも反射角を小さくする減音構造を備えた請求項５記載の換気装置。
  9. 前記内側風路が複数の小幅風路に仕切られ、複数の前記小幅風路それぞれに前記能動消音構成が備えられた請求項１または請求項５のどちらか１項記載の換気装置。
PCT/JP2014/004044 2013-08-21 2014-08-01 換気装置 WO2015025484A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015532693A JP6007416B2 (ja) 2013-08-21 2014-08-01 換気装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-171038 2013-08-21
JP2013171038 2013-08-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015025484A1 true WO2015025484A1 (ja) 2015-02-26

Family

ID=52483280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/004044 WO2015025484A1 (ja) 2013-08-21 2014-08-01 換気装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6007416B2 (ja)
WO (1) WO2015025484A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016180389A (ja) * 2015-03-25 2016-10-13 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 送風装置
JP2017068231A (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 送風装置
JP2019002649A (ja) * 2017-06-19 2019-01-10 三菱電機株式会社 換気扇
CN109737541A (zh) * 2019-01-21 2019-05-10 内蒙古工业大学 一种建筑节能用通风装置
WO2022168271A1 (ja) * 2021-02-05 2022-08-11 三菱電機株式会社 送風機

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04369342A (ja) * 1991-06-17 1992-12-22 Hitachi Ltd 空気調和機
JPH0814194A (ja) * 1994-06-27 1996-01-16 Matsushita Electric Works Ltd 軸流ファン
US20020150260A1 (en) * 2001-04-12 2002-10-17 Mcwilliam Richard Donald Low frequency active noise control
US20100028134A1 (en) * 2007-01-22 2010-02-04 Alon Slapak Quiet fan incorporating active noise control (anc)
JP2010071475A (ja) * 2008-09-16 2010-04-02 Panasonic Corp 天井埋込型換気扇
JP2010256896A (ja) * 2009-03-31 2010-11-11 Daikin Ind Ltd 能動型消音装置およびそれを用いた送風装置
US20130022212A1 (en) * 2010-04-15 2013-01-24 Huntair, Inc. Methods and systems for active sound attenuation in a fan unit

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04369342A (ja) * 1991-06-17 1992-12-22 Hitachi Ltd 空気調和機
JPH0814194A (ja) * 1994-06-27 1996-01-16 Matsushita Electric Works Ltd 軸流ファン
US20020150260A1 (en) * 2001-04-12 2002-10-17 Mcwilliam Richard Donald Low frequency active noise control
US20100028134A1 (en) * 2007-01-22 2010-02-04 Alon Slapak Quiet fan incorporating active noise control (anc)
JP2010071475A (ja) * 2008-09-16 2010-04-02 Panasonic Corp 天井埋込型換気扇
JP2010256896A (ja) * 2009-03-31 2010-11-11 Daikin Ind Ltd 能動型消音装置およびそれを用いた送風装置
US20130022212A1 (en) * 2010-04-15 2013-01-24 Huntair, Inc. Methods and systems for active sound attenuation in a fan unit

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016180389A (ja) * 2015-03-25 2016-10-13 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 送風装置
JP2017068231A (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 送風装置
JP2019002649A (ja) * 2017-06-19 2019-01-10 三菱電機株式会社 換気扇
CN109737541A (zh) * 2019-01-21 2019-05-10 内蒙古工业大学 一种建筑节能用通风装置
WO2022168271A1 (ja) * 2021-02-05 2022-08-11 三菱電機株式会社 送風機
JP7416290B2 (ja) 2021-02-05 2024-01-17 三菱電機株式会社 送風機

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2015025484A1 (ja) 2017-03-02
JP6007416B2 (ja) 2016-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6007416B2 (ja) 換気装置
JP5615360B2 (ja) 空気調和機
JP5353137B2 (ja) 天井埋込型換気扇
JP5845395B2 (ja) 消音ボックス付送風機
JP2010256896A (ja) 能動型消音装置およびそれを用いた送風装置
JP6617286B2 (ja) 送風装置
US9165548B2 (en) System and method for attenuating noise from a fluid machine or a turbulent noise source
WO2016047069A1 (ja) 能動消音装置および送風装置
JP6259989B2 (ja) 能動消音装置および換気装置
JP6600813B2 (ja) 送風装置
JP6191005B2 (ja) 換気扇
JP5521648B2 (ja) 消音ボックス付送風機
JP6439139B2 (ja) 送風機
JP2005037447A (ja) 空気調和機の騒音制御装置
JP2006207508A (ja) ファン騒音低減装置及びファン騒音低減方法
JP6543807B2 (ja) 換気装置
JP2011094893A (ja) 換気装置
JP5272873B2 (ja) 遠心送風機
JP6236628B2 (ja) 能動消音装置
JP6229153B2 (ja) 能動消音装置を備えた送風機
JP2019152726A (ja) 通風機能を備えた防音板
JPH1026384A (ja) クリーンルーム装置
JP2017111353A (ja) 騒音抑制装置
JP2014157013A (ja) 空気調和機
JPH0922291A (ja) 能動騒音制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14837757

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015532693

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14837757

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1