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流路用消音装置 実績あり

国内特許コード P110003657
整理番号 Y04-P017
掲載日 2011年6月27日
出願番号 特願2005-517978
登録番号 特許第4553846号
出願日 平成17年2月10日(2005.2.10)
登録日 平成22年7月23日(2010.7.23)
国際出願番号 JP2005002066
国際公開番号 WO2005078702
国際出願日 平成17年2月10日(2005.2.10)
国際公開日 平成17年8月25日(2005.8.25)
優先権データ
  • 特願2004-036960 (2004.2.13) JP
  • 特願2004-136646 (2004.4.30) JP
発明者
  • 藤原 恭司
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 流路用消音装置 実績あり
発明の概要 消音能力を低下させることなく、流路における取付可能領域を広げることができる流路用消音装置を提供する。 本発明では、流路の内壁面上に、同内壁面上での音圧がほぼゼロになる音響的にソフトなソフト音響部と、音圧がゼロにならない非ソフト音響部とを、消音対象となる音波の半波長程度以上にわたって流路の長さ方向に交互に配置することにした。特に、前記ソフト音響部は、壁面上に配置された開口端から閉塞端までの長さが消音対象となる音波の波長の1/4の長さである音響管で形成し、しかも、開口端に膜を覆設することにした。
従来技術、競合技術の概要


従来より、気体や液体を流す流路は、流体が流動するだけでなく騒音までも伝播してしまうため、その騒音の伝播を低減する消音装置が取付けられたものが知られている。



その代表例として、騒音源の多い工業プラントや建築物では、それらの騒音がダクトを通じて容易に伝播してしまう問題があった。それらの騒音を低減させるために、一般的には騒音の音響エネルギーをグラスウールなどの吸音部材で吸収して消音させるダクト用消音装置が用いられてきた。



上記吸音部材を用いたダクト用消音装置の一つとして、図23には、ダクトDの内部を金属板などの隔壁20で縦または横方向に細長く分割し、前記隔壁20の表面やダクトDの内壁面に吸音部材21を内張りしたスプリッター型ダクト用消音装置X1を、図24には、前記スプリッター型よりさらに細かいセル状にダクトDの内部を分割したセル型ダクト用消音装置X2を示している。



これらのダクト用消音装置X1,X2では、ダクトDの内部を隔壁20で区切ることによって吸音部材21の配設面積を大きくし、騒音の減音量を増加させているが、前記グラスウールなどの吸音部材21は低周波数域での吸音性能が低いために、低周波数域の騒音の伝搬を防ぐことはできなかった。



そこで、本発明者は、日本国特許公開2003-216159号公報(特許文献1)に開示したダクト用消音装置において、ダクトの内壁面上に、同内壁面上での音圧がほぼゼロとなる音響的にソフトなソフト音響部を配置することによって、低周波数域における騒音の伝搬を防ぐようにしたダクト用消音装置を提案した。前記ソフト音響部は、ダクトの内壁面上に配置した開口端から閉塞端までの長さが騒音となる音波の1/4波長となる音響管(以下、1/4波長音響管という)を、ダクトの長さ方向において前記騒音となる音波の半波長程度以上にわたり複数並設した構成となっていた。



しかし、上記1/4波長音響管を用いた従来のダクト用消音装置は、ダクトの内壁面上に騒音となる音波の半波長程度以上にわたりソフト音響部を連続して設けなければならなかったために、そのソフト音響部を設ける所定領域においては、ダクトに他の構成を設けることができず、ダクトの構成が規制されたり、或いはダクト用消音装置を取付可能な領域が限定されたりしてしまうおそれがあった。



また、上記1/4波長音響管を用いたダクト用消音装置は、ダクトの開口幅が騒音となる音波の半波長以下でなければ消音効果が発揮されないため、ダクトの開口幅が前記半波長を越える場合には、前記セル型やスプリッター型のダクト用消音装置のようにダクトの内部を隔壁で区切る必要があり、この隔壁に前記1/4波長音響管を配設しようとすると、隔壁が厚くなってダクトの断面積に対する開口率が低下してしまうという問題があった。



例えば、図24に示すセル型ダクト用消音装置X2において吸音部材21の代わりに1/4波長音響管を配設しようとした場合、図25(a)に示すように一つのセルの開口幅tを最大値のλ/2(λは音波の波長)とすると、セルの周囲4面にλ/4の長さの音響管が配設されて、全体の断面積は2λ×2λ=4λとなり、そのうち気流の通過可能な面積はλ/2×λ/2×4=λとなる。すなわち、開口率は1/4となってしまう。



また、図25(b)に示すように、たとえセルの周囲の対抗する2面のみに1/4波長音響管を配設した場合でも、開口率は1/2となってしまう。



このように、1/4波長音響管をダクトの内部を区切る隔壁に用いると、ダクトの断面積の半分以上が構造物に占有されてしまうことになり、ダクトの通気性が低下して実用的ではなくなってしまうおそれがあった。
【特許文献1】
特開2003-216159号公報

産業上の利用分野


本発明は、気体や液体が流れる流路を通して伝播する騒音を低減するために流路に取付けられる流路用消音装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
流路の内壁面上に、同内壁面上での音圧がほぼゼロになる音響的にソフトなソフト音響部と、音圧がゼロにならない非ソフト音響部とを、消音対象となる音波の半波長程度以上にわたって流路の長さ方向に交互に配置し、前記ソフト音響部は、壁面上に配置された開口端から閉塞端までの長さが消音対象となる音波の波長の1/4の長さである音響管で形成したことを特徴とする流路用消音装置。

【請求項2】
開口幅が消音対象となる音波の半波長以下となるように流路を隔壁で区分し、同隔壁の両側壁面上に、壁面上での音圧がほぼゼロになる音響的にソフトなソフト音響部と、音圧がゼロにならない非ソフト音響部とを、消音対象となる音波の半波長程度以上にわたって流路の長さ方向に交互に配置し、前記ソフト音響部は、壁面上に配置された開口端から閉塞端までの長さが消音対象となる音波の波長の1/4の長さである音響管で形成したことを特徴とする流路用消音装置。

【請求項3】
前記音響管は、前記開口端に膜を覆設したことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の流路用消音装置。

【請求項4】
前記隔壁の一方の壁面上に前記音響管の開口端を配置してソフト音響部とし、他方の壁面上に前記音響管の閉塞端を配置して非ソフト音響部としたことを特徴とする請求項2に記載の流路用消音装置。

【請求項5】
断面視矩形状の流路の二対の対向する内壁面のうち、一対の内壁面上に第1の消音手段を設けるとともに、もう一対の内壁面上に、前記第1の消音手段とは消音特性の異なる第2の消音手段を設け、前記第1の消音手段は、前記内壁面上での音圧がほぼゼロになる音響的にソフトなソフト音響部と、音圧がゼロにならない非ソフト音響部とを、消音対象となる音波の半波長程度以上にわたって流路の長さ方向に交互に形成し、前記ソフト音響部は、前記内壁面上に配置された開口端から閉塞端までの長さが消音対象となる音波の波長の1/4の長さである音響管で形成したことを特徴とする流路用消音装置。

【請求項6】
開口幅が消音対象となる音波の半波長以下となるように流路を隔壁で区分して、前記流路内に断面視矩形状の小型流路を複数形成し、同小型流路の二対の対向する内壁面のうち、一対の内壁面上に第1の消音手段を設けるとともに、もう一対の内壁面上に、前記第1の消音手段とは消音特性の異なる第2の消音手段を設け、前記第1の消音手段は、前記内壁面上での音圧がほぼゼロになる音響的にソフトなソフト音響部と、音圧がゼロにならない非ソフト音響部とを、消音対象となる音波の半波長程度以上にわたって流路の長さ方向に交互に形成し、前記ソフト音響部は、前記内壁面上に配置された開口端から閉塞端までの長さが消音対象となる音波の波長の1/4の長さである音響管で形成したことを特徴とする流路用消音装置。

【請求項7】
前記音響管は、前記開口端に膜を覆設したことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の流路用消音装置。

【請求項8】
前記隔壁の一方の壁面上に前記音響管の開口端を配置してソフト音響部とし、他方の壁面上に前記音響管の閉塞端を配置して非ソフト音響部としたことを特徴とする請求項6に記載の流路用消音装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
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