JPH03168561A - 空調ダクト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、空調・換気等のために配設される空調ダク
トに係り、特に、騒音・振動低減効果の高い空調ダクト
に関するものである。

［従来の技術」 一般の空調ダクトは筒状に形或されているため、この空
調ダクトに連結されている空調機等の騒音がダクト内を
伝搬して室内等にまで至ることがある。特に、コンサー
トホール等の静寂な環境下においては、空調ダクトを伝
搬してくる空調機等の騒音は耳障りなものとなりうる。

そこで近年では、騒音の伝搬経路たる空調ダクト等に消
音器等の消音手段を配置することで、騒音低減を積極的
に図ることが行なわれることがある。

［発明が解決しようとする課題ｊ ところで、従来の消音手段は空調ダクトの軸方向に沿う
ノーマルモードの影響のみを考慮したものであり、空調
ダクトの断面方向に沿うノーマルモードの影響について
考慮したものは提案されていない。

これは、一般の空調ダクトが筒状に形成されており、ダ
クト内の空気はダクトの管壁により遮断されているので
、ダクト内の音はこのダクトの軸方向のみに伝搬すると
考えるのが一般的だからである。この場合、ダクト内を
伝搬する音は、このダクトの断面方向を波面とする平面
波として取り扱うことができ、断面方向への音の寄与は
無視することができる。

しかしながら、現実のダクト管壁の遮音や管壁の振動は
、このダクトの断面方向に沿うノーマルモードの影響を
無視して考えることはできない。

すなわち、第７図に示すような矩形断面のダクトの場合
、 の周波数において共鳴が起こる。特に、Ｌｘ：Ｌｙが整
数比の場合、共鳴周波数が一致して定在波のエネルギー
が大きくなり、これは低次のノーマルモードほと大きい
ものとなる。従って、ダクトの断面方向に沿うノーマル
モードの影響を無視した場合、低音域においてダクトか
らの透過音が大きくなったり、あるいはダクト自体の振
動が大きくなったりすることで、騒音制御の面で不利と
なることが考えられる。また、ダクトの断専方向に沿う
ノーマルモードの振動により、ダクトの吹出口や吹込口
からの騒音が特定の周波数で大きくなることが予想され
る。

この発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、空調
ダクトの断面方向に沿うノーマルモードの影響を考慮す
ることで、ダクト管壁の遮音性能や振動絶縁の効果を見
掛け上大きくすることができ、ダクト系の騒音対策をよ
り合理的なものとすることのできる空調ダクトの提供を
目的としている。

［課題を解決するための手段ｊ そこでこの発明のうち第１の請求項に係る発明は、外形
筒状に形成された空調ダクトに、該ダクトの断面方向に
沿う低次の固有振動数を吸音周波数又は減衰周波数とし
て設定してなるノーマルモード共鳴低減手段を設けるこ
とで、前記課題を解決せんとしている。

また、第２の請求項に係る発明は、外形筒状に形成され
た空調ダクトの断面形状を、該断面上で相対向する部分
が非平行な形状となるように形或することで、前記課題
を解決せんとしている。

［実施例］ 以下、この発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は、この発明の第１実施例である空調ダクトを示
す図である。第１図において、符号１は空調ダクトであ
り、この空調ダクトｌは、これを構戊する管壁２の断面
形状が略台形とされている。

すなわち、この空調ダクト１は、その断面形状が、該断
面上で相対向する管壁２の形状が非平行となるように形
成されている。

従って、以上のような構成の空調ダクトｌでは、前述の
矩形断面の空調ダクトと異なり、共鳴周波数を定式化す
ることはできず、ＦＥＭ（有限要素法）等の手法で具体
的に計算する必要がある。しかしながら、この実施例の
如く相対向する管壁２が非平行とされることで、共鳴周
波数は矩形の如く整数比を取らずに分散し、従って定在
波のエネルギーが減少することでノーマルモードの発生
を抑制することができる。

これにより、ダクト管壁２の遮音性能や振動絶縁の効果
を見掛け上大きくすることができ、ダクト系の騒音対策
をより合理的なものとすることができる。

次に、第２ｒｇＪないし第３図はこの発明の第２実施例
である空調ダクトを示す図である。なお、以下の説明に
おいて、前記実施例と同様の構或要素については同一の
符号を付し、その説明を省略する。

この実施例の空調ダクト１はその断面形状が矩形に形成
され、また、その管壁２内面にはこれと略平行に有孔板
３が配設されていると共に、これら有孔板３と管壁２と
の間にはグラスウール等の吸音材４が介挿されている。

なお、有孔板３に穿設されている孔の数及び直径等は、
これら有孔板３と管壁２との間の空間の共鳴周波数が空
調ダクト１の断面方向に沿う低次のノーマルモードの周
波数に略等しくなるように設定されている。この、空調
ダクト１のノーマルモードの周波数は前記（１）式によ
り算出すればよい。

従って、この実施例の空調ダクトｌによれば、この空調
ダクト１を音が伝搬する際に生じる低次のノーマルモー
ドの周波数が有孔板３と管壁２との間の空間による共鳴
周波数と略一致させられているので、空調ダクトｌの断
面方向に沿うノーマルモードに起因する騒音が有孔板３
と管壁２との間の空間による共鳴により打ち消され、こ
れにより前記第１実施例と同様の効果を得ることができ
る。

さらに、第４図はこの発明の第３実施例である空調ダク
トを示す図である。この実施例の空調ダクト１には、そ
の途中に共鳴型マフラー５、５が介押されている。この
共鳴型マフラー５は、空調ダクト１より大径に形成され
て両端が閉塞された矩形筒体６の前後端に取付用フラン
ジ７、７がそれぞれ取り付けられ、さらにこの筒体６内
部に空調ダクトｌと略同一の矩形断面形状を有する有孔
板８が設けられて構威されている。なお、有孔板８に穿
設されている孔の数及び直径等は、これら有孔板８と筒
体６との間の空洞の共鳴周波数が空調ダクト１の断面方
向に沿う低次のノーマルモードの周波数に略等しくなる
ように設定されている。

具体的には、共鳴型マフラー５の共鳴周波数は次式で与
えられる。

但し、Ａ：孔１個の面積、Ｎ：孔の数、ｒ：孔の半径、
ｌ：板厚、Ｖ：空洞の容積、ａ：係数（与１．６〉であ
る。

従って、この実施例の空調ダクトｌによっても、この空
調ダクト１を音が伝搬する際に生じる低次のノーマルモ
ードの周波数が有孔板８と筒体６との間の空洞による共
鳴周波数と略一致させられているので、空調ダクトｌの
断面方向に沿うノーマルモードに起因する騒音が有孔板
８と筒体６との間の空洞による共鳴により打ち消され、
これにより前記各実施例と同様の効果を得ることができ
る。

また、第５図はこの発明の第４実施例である空調ダクト
を示す図である。この実施例の空調ダクトｌには、いわ
ゆるアクティブコントロールシステム９が付設されてい
る。このアクティブコントロールシステム９は、空調ダ
クト１内に設けられた収音マイク１０と、入力レベルを
自動調整するリモートミキサー１１と、収音マイクｌＯ
により収音された信号に各種信号処理を行なう信号処理
プロセッサー１２と、増幅アンブｌ３と、空調ダクト１
内に開口するスピーカー１４とから概略構成されている
。

このアクティブコントロールシステム９は、収音マイク
１０により収音された信号から空調ダクトｌの断面方向
に沿うノーマルモードに対応する信号のみを抽出し、こ
の信号の逆相信号を作り出してスピーカー１４により空
調ダクト１内に放出する等することで、空調ダクトｌの
断面方向に沿うノーマルモードを低減すべく制御する。

従って、この実施例によっても、前記各実施例と同様の
作用効果を得ることができる。

そして、第６図はこの発明の第５実施例である空調ダク
トを示す図である。この実施例では、矩形断面の管壁２
内面に有孔板等の拡散体１５が設けられている。この拡
散体１５は、管壁２内面に山形の部材が設けられて構或
されている。すなわち、空調ダクト１の見かけの断面形
状を矩形状でない不整形形状とすることで、共鳴周波数
が矩形の如く整数比を取らずに分散し、これにより定在
波のエネルギーを減少させてノーマルモードの発生を抑
制しようとするものである。よって、この実施例によっ
ても、前記各実施例と同様の作用効果を得ることができ
る。なお、前記第２実施例のように、拡散体１５と管壁
２との間に吸音材を充填しておけば、吸音効果を得るこ
ともできる。

なお、この発明の空調ダクトは、その細部が前記実施例
に限定されず、種々の変形例が可能である。すなわち、
空調ダクトの断面方向のノーマルモードの影響を小さく
することができる手段であれば、周知の室内音響的手法
の応用が可能である。

一例として、空調ダクトの断面寸法をダクトの使手方向
に沿って連続的に、あるいは非連続的に変化させること
でも、空調ダクトの断面方向に沿うノーマルモードの影
饗を小さくすることが可能である。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、この発明によれば、従来考
慮されていなかった空調ダクトの断面方向に沿うノーマ
ルモードの影響を小さくすることができ、低音域におい
てダクトからの透過音が大きくなったり、あるいはダク
ト自体の振動が大きくなったりするといった現象や、ダ
クトの断面方向に沿うノーマルモードの振動により、ダ
クトの吹出口や吹込口からの騒音が特定の周波数で大き
くなるような現象の発生を抑止することができる。

このため、ダクト管壁の遮音性能や振動絶縁の効果を見
掛け上大きくすることができ、ダクト系の騒音対策をよ
り合理的なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例である空調ダクトを示す
斜視図、第２図は同第２実施例である空調ダクトを示す
斜視図、第３図は第２図のＡ円内を拡大して示した図、
第４図は同第３実施例である空調ダクトを示す断面図、
第５図は同羊４実施例である空調ダクトを示すブロック
図、第６図は同第５実施例である空調ダクトを示す斜視
図、第７図は従来の空調ダクトを示す斜視図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）外形筒状に形成された空調ダクトに、該ダクトの
   断面方向に沿う低次の固有振動数を吸音周波数又は減衰
   周波数として設定してなるノーマルモード共鳴低減手段
   を設けた空調ダクト。
2. （２）外形筒状に形成された空調ダクトの断面形状を、
   該断面上で相対向する部分が非平行な形状となるように
   形成した空調ダクト。