JP2000205486A - 消音装置 - Google Patents

消音装置

Info

Publication number
JP2000205486A
JP2000205486A JP11006220A JP622099A JP2000205486A JP 2000205486 A JP2000205486 A JP 2000205486A JP 11006220 A JP11006220 A JP 11006220A JP 622099 A JP622099 A JP 622099A JP 2000205486 A JP2000205486 A JP 2000205486A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resonator
resonators
sound
resonance
less
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP11006220A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4115021B2 (ja
Inventor
Hiroyuki Sasao
博行 笹尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taikisha Ltd
Original Assignee
Taikisha Ltd
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 Taikisha Ltd filed Critical Taikisha Ltd
Priority to JP00622099A priority Critical patent/JP4115021B2/ja
Publication of JP2000205486A publication Critical patent/JP2000205486A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4115021B2 publication Critical patent/JP4115021B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/02Energy absorbers; Noise absorbers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pipe Accessories (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 帯域吸音損失の面で消音性能を向上させる。 【解決手段】 消音対象音Piの伝播経路Fにおける上
手側位置に上手側共鳴器Xの共鳴口4xを、かつ、下手
側位置に下手側共鳴器Yの共鳴口4yを配置し、両共鳴
器X,Yの共鳴口間隔Lを、両共鳴器X,Yの共鳴波長
λ0 に対しL=(2n−1)×λ0 /4(nは自然数)
で与えられる値又はその近傍値に設定する消音装置にお
いて、両共鳴器X,Yのインピーダンス抵抗値Rx,R
yと、両共鳴器X,Yの容積和Vx+Vyと、その容積
和Vx+Vyに対する下手側共鳴器Yの容積比Vy/
(Vx+Vy)とを、消音対象の周波数帯域において両
共鳴器X,Yの共鳴周波数f0 の両側に装置全体として
の反射率二乗値|γ|2 の低下ピークが生じる相対関係
の値に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、空調設備における
ダクト中伝播騒音の消音などに用いる消音装置に関し、
詳しくは、消音対象音の伝播経路における上手側位置に
上手側共鳴器の共鳴口を配置し、かつ、消音対象音の伝
播経路における下手側位置に下手側共鳴器の共鳴口を配
置し、これら共鳴器の共鳴口間隔Lを、両共鳴器の共鳴
波長λ0 に対しL=(2n−1)×λ0 /4(nは自然
数)で与えられる値又はその近傍値に設定する消音装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の消音装置(図3及び図4参照)
は、上手側共鳴器Xと下手側共鳴器Yとの共鳴口間隔L
を、両共鳴器X,Yの共鳴波長λ0 に対しL=(2n−
1)×λ0 /4(nは自然数)で与えられる値又はその
近傍値にすることにより、共鳴周波数f0 について、下
手側共鳴器Yの共鳴口に対応する位置では、上手側共鳴
器Xの応答音PrxL と下手側共鳴器Yの応答音Pry
L とが、その位置に至った入射音(消音対象音)PiL
に対してともに逆位相で干渉し、また、上手側共鳴器X
の共鳴口に対応する位置では、上手側共鳴器Xの応答音
Prx0 と下手側共鳴器Yの応答音Pry0 とが互いに
逆位相で干渉するようにしたものである。
【0003】つまり、これら逆位相での干渉による打ち
消し合いにより、装置全体としての透過率(二乗値)|
τ|2 を小さくして透過損失TL(=−10log |τ|
2 )を大きく確保するとともに、装置全体としての反射
率(二乗値)|γ|2 を小さくして吸音損失AL(=−
10log (|τ|2 +|γ|2 ))も大きく確保するよ
うにしたものである。
【0004】ところで従来、この種の消音装置を構成す
るのに、両共鳴器X,Yには容積Vx,Vyの互いに等
しいもの(換言すれば、下流側共鳴器Yの容積比Vy/
(Vx+Vy)=0.5)を用いていた。
【0005】また、吸音損失ALを極力大きく確保する
には、上手側共鳴器Xのインピーダンス抵抗値Rxと下
手側共鳴器Yのインピーダンス抵抗値RyとをRx≒1
+Ryの関係(例えば、Ry=0.001に対しRx=
1.0)にして、上手側共鳴器Xの共鳴口に対応する位
置で共鳴周波数f0 につき、上手側共鳴器Xの応答音P
rx0 と下手側共鳴器Yの応答音Pry0 とが互いに逆
位相でほぼ同振幅になるように(すなわち、両応答音P
rx0 ,Pry0 がほぼ完全に相殺し合うように)し、
これにより、共鳴周波数f0 での反射率γをほぼ0にし
て、吸音損失ALを最大化する(この場合、吸音損失A
L≒透過損失TLとなる)ようにしていた(例えば、特
願平10−205680号参照)。
【0006】なお、共鳴器のインピーダンス抵抗値Rは
共鳴器の音響インピーダンス密度Zにおける実部として
与えられ、共鳴器の音響インピーダンス密度Zは次式で
与えられる。 Z=P/U =R+j×(f/f0 −f0 /f)/σ P:音圧 U:粒子速度 R:抵抗 σ:共鳴器の無次元容積 σ=2π/C×f0 ×V/S V:共鳴器容積 S:伝播経路断面積 f:周波数 f0 :共鳴周波数 C:音速 j:虚数単位
【0007】また、上手側共鳴器Xと下手側共鳴器Yと
の共鳴口間隔LをL=(2n−1)×λ0 /4(n:自
然数,λ0 :共鳴波長)にした場合、共鳴周波数f0
ついて、上手側共鳴器Xの共鳴口に対応する位置での両
共鳴器X,Yの応答音Prx 0 ,Pry0 の関係は次式
で与えられ、 Prx0 =−(1+Ry)/Rx×Pry0 このことから、両共鳴器X,Yのインピーダンス抵抗値
Rx,RyをRx=1+Ryの関係に設定した場合、上
手側共鳴器Xの共鳴口に対応する位置において共鳴周波
数f0 につき、両共鳴器X,Yの応答音Prx0 ,Pr
0 が互いに逆位相で同振幅になることが分かる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、装置全体とし
ての反射率|γ|2 を小さくして吸音損失ALを大きく
すること(すなわち、音源側への反射音Prを小さくす
ること)は、上手側共鳴器Xの共鳴口よりも上手側(音
源側)における伝播経路の音響特性が装置の消音性能に
与える影響を小さくして安定した消音性能を得る上で重
要であるが、前記した従来装置では、例えば図8に示す
如く、共鳴周波数f0 において吸音損失ALが透過損失
TLとともにピーク的に大きな値を示す(換言すれば、
共鳴周波数f0 において反射率(二乗値)|γ|2 が低
下ピークを示す)ものの、周波数fが共鳴周波数f0
ら少し外れると透過損失TLに比べ吸音損失ALの低下
が大きく、この点、消音対象の周波数帯域(例えば、1
/1オクターブバンド)の全体についての吸音損失AL
を平均的に高めて一層安定した消音性能を得る上で未だ
改善の余地があった。
【0009】この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、
この種の消音装置についての研究に基づいた合理的な改
良により、大きな透過損失を得ながら、消音対象周波数
帯域の全体についての吸音損失を効果的に増大させる点
にある。
【0010】
【課題を解決するための手段】〔1〕請求項1に係る発
明では、消音対象音の伝播経路における上手側位置に上
手側共鳴器Xの共鳴口を配置し、かつ、消音対象音の伝
播経路における下手側位置に下手側共鳴器Yの共鳴口を
配置し、これら共鳴器X,Yの共鳴口間隔Lを、両共鳴
器X,Yの共鳴波長λ0 に対し L=(2n−1)×λ0 /4(nは自然数) で与えられる値又はその近傍値に設定する消音装置にお
いて、前記上手側共鳴器Xのインピーダンス抵抗値Rx
と、前記下手側共鳴器Yのインピーダンス抵抗値Ry
と、両共鳴器X,Yの容積和Vx+Vyと、その容積和
Vx+Vyに対する前記下手側共鳴器Yの容積比Vy/
(Vx+Vy)とを、消音対象の周波数帯域において両
共鳴器X,Yの共鳴周波数f0 の両側に装置全体として
の反射率二乗値|γ|2 の低下ピークが生じる相対関係
の値に設定する。
【0011】つまり、図5〜図7は、上手側共鳴器Xと
下手側共鳴器Yとの共鳴口間隔L=(2n−1)×λ0
/4(n:自然数,λ0 :共鳴波長)、両共鳴器X,Y
の容積和Vx+Vyに相応する値としての両共鳴器X,
Yの無次元容積和σx+σy=5、下手側共鳴器Yのイ
ンピーダンス抵抗値Ry=0.2の条件の下で、上手側
共鳴器Xのインピーダンス抵抗値Rxと下手側共鳴器Y
の容積比Vy/(Vx+Vy)との組み合わせを、次の
(イ)〜(ニ)の4つに変えた場合のデータを示すが、 (イ) Rx=1.2, Vy/(Vx+Vy)=0.5 (ロ) Rx=1.2, Vy/(Vx+Vy)=0.81 (ハ) Rx=0.96, Vy/(Vx+Vy)=0.5 (ニ) Rx=0.96, Vy/(Vx+Vy)=0.81 このデータから次のことが分かる。
【0012】装置全体としての透過率(二乗値)|τ|
2 については(図5)、(イ)の場合を基準として、下
手側共鳴器Yの容積比Vy/(Vx+Vy)のみを大き
くした(ロ)の場合では、共鳴周波数f0 で透過率(二
乗値)|τ|2 が低下ピークを示すことにおいて、その
低下ピークの帯域幅が若干大きくなり、上手側共鳴器X
のインピーダンス抵抗値Rxのみを小さくした(ハ)の
場合では、共鳴周波数f0 において示す透過率(二乗
値)|τ|2 の低下ピーク値が低下し、下手側共鳴器Y
の容積比Vy/(Vx+Vy)を大きくするとともに、
上手側共鳴器Xのインピーダンス抵抗値Rxを小さくし
た(ニ)の場合では、共鳴周波数f0 において示す透過
率(二乗値)|τ|2 の低下ピーク値が低下するととも
に、その低下ピークの帯域幅が大きくなる。
【0013】また、装置全体としての反射率(二乗値)
|γ|2 については(図6)、(イ)の場合を基準とし
て、下手側共鳴器Yの容積比Vy/(Vx+Vy)のみ
を大きくした(ロ)の場合では、共鳴周波数f0 で反射
率(二乗値)|γ|2 が低下ピークを示すことにおい
て、その低下ピークの帯域幅が若干大きくなり、上手側
共鳴器Xのインピーダンス抵抗値Rxのみを小さくした
(ハ)の場合では、共鳴周波数f0 において反射率(二
乗値)|γ|2 が低下ピークを示すものの、先述したR
x=1+Ryの関係から外れることで、低下ピーク値が
大きく増大して低下ピークが緩慢なものとなり、下手側
共鳴器Yの容積比Vy/(Vx+Vy)を大きくすると
ともに、上手側共鳴器Xのインピーダンス抵抗値Rxを
小さくした(ニ)の場合では、反射率(二乗値)|γ|
2 の低下ピークが、かなり低いピーク値で共鳴周波数f
0 の両側に生じるといった特異な状態になる。
【0014】そして、吸音性を示す透過率(二乗値)|
τ|2 と反射率(二乗値)|γ|2との和|τ|2 +|
γ|2 については(図7)、(イ)の場合を基準とし
て、下手側共鳴器Yの容積比Vy/(Vx+Vy)のみ
を大きくした(ロ)の場合では、共鳴周波数f0 での|
τ|2 +|γ|2 の低下ピーク値は同等のままで、その
低下ピークの帯域幅が大きくなり、上手側共鳴器Xのイ
ンピーダンス抵抗値Rxのみを小さくした(ハ)の場合
では、低下ピークの帯域幅はそれほど変わらずに、共鳴
周波数f0 での|τ|2 +|γ|2 の低下ピーク値が若
干増大し、下手側共鳴器Yの容積比Vy/(Vx+V
y)を大きくするとともに、上手側共鳴器Xのインピー
ダンス抵抗値Rxを小さくした(ニ)の場合では、|τ
2+|γ|2 の低下ピーク値が若干増大するものの、
反射率(二乗値)|γ|2 の低下ピークが共鳴周波数f
0 の両側に生じることに原因して、|τ|2 +|γ| 2
の低下ピークの帯域幅が共鳴周波数f0 の前後に大きく
拡大する。
【0015】すなわち、図8に(イ)の場合における透
過損失TLと吸音損失AL(破線グラフは帯域平均損
失)を示し、図9に(ニ)の場合における透過損失TL
と吸音損失AL(破線グラフは帯域平均損失)を示す
が、これら比較すると、上述のことを反映して、(ニ)
の場合では、共鳴周波数f0 において透過損失TL≒吸
音損失ALとはならないものの、(イ)の場合に比べ、
共鳴周波数f0 での透過損失TLの増大、並びに、1/
1オクターブ下限周波数2-1/20 と1/1オクターブ
上限周波数21/2 0 とでの透過損失TL及び吸音損失
ALの増大により、1/1オクターブバンドについて、
帯域全体として透過損失TL(帯域透過損失)が1dB
ほど向上するとともに、帯域全体としての吸音損失AL
(帯域吸音損失)が2dBほど向上し、共鳴周波数f0
での|τ|2 +|γ|2 の低下ピーク値が(イ)の場合
と同等のままで、その低下ピークの帯域幅が大きくなる
前述(ロ)の場合に比べても全体として一層優れた消音
性能を示す。
【0016】一方、図10は、上手側共鳴器Xと下手側
共鳴器Yとの共鳴口間隔L=(2n−1)×λ0 /4
(n:自然数,λ0 :共鳴波長)、両共鳴器X,Yの容
積和Vx+Vyに相応する値としての両共鳴器X,Yの
無次元容積和σx+σy=10、上手側共鳴器Xのイン
ピーダンス抵抗値Rx=0.96、下手側共鳴器Yのイ
ンピーダンス抵抗値Ry=0.2の条件の下で、下手側
共鳴器Yの容積比Vy/(Vx+Vy)を0.81にし
た場合と0.89にした場合のデータを示すが、このデ
ータからは、両共鳴器X,Yのインピーダンス抵抗値R
x,Ry、下手側共鳴器Yの容積比Vy/(Vx+V
y)を前述(ニ)の場合と同じ(Rx=0,96,Ry
=0.2,Vy/(Vx+Vy)=0.81)に設定し
ても、両共鳴器X,Yの容積和Vx+Vy(換言すれ
ば、両共鳴器X,Yの無次元容積和σx+σy)が変わ
ると、反射率(二乗値)|γ|2 の低下ピークが共鳴周
波数f0 の両側に生じるという前述の特異な状態は現れ
ず、両共鳴器X,Yのインピーダンス抵抗値Rx,Ry
と下手側共鳴器Yの容積比Vy/(Vx+Vy)との三
値について、前述の如き特異な状態が現れる相対関係値
は、両共鳴器X,Yの容積和Vx+Vyによっても変化
することが分かる。
【0017】以上のことから、上手側共鳴器Xと下手側
共鳴器Yとの共鳴口間隔LをL=(2n−1)×λ0
4(n:自然数,λ0 :共鳴波長)で与えられる値又は
その近傍値に設定する消音装置において、両共鳴器X,
Yのインピーダンス抵抗値Rx,Ryと、両共鳴器X,
Yの容積和Vx+Vyと、その容積和Vx+Vyに対す
る下手側共鳴器Yの容積比Vy/(Vx+Vy)とを、
消音対象の周波数帯域において両共鳴器X,Yの共鳴周
波数f0 の両側に装置全体としての反射率二乗値|γ|
2 の低下ピークが生じる相対関係の値に設定する請求項
1に係る発明によれば、大きな透過損失TLを得なが
ら、消音対象周波数帯域の全体についての吸音損失AL
(帯域吸音損失)を効果的に増大させて、上手側共鳴器
Xの共鳴口よりも上手側(音源側)における音響特性の
影響を一層受け難くすることができ、この点で、先述の
従来装置(すなわち、前記(イ)の場合の如き装置)に
比べ一層消音性能に優れた装置にすることができる。
【0018】〔2〕請求項2に係る発明では、前記上手
側共鳴器Xのインピーダンス抵抗値Rxと、前記下手側
共鳴器Yのインピーダンス抵抗値Ryとを、 Ry<Rx<1+Ry の関係にする。
【0019】つまり、装置全体としての反射率(二乗
値)|γ|2 の低下ピークが共鳴周波数f0 の両側に生
じるようにするには、両共鳴器X,Yのインピーダンス
抵抗値Rx,RyをRx=1+Ryの関係から外すこと
が1つの要件になるが、この要件を満たすのに、両共鳴
器X,Yのインピーダンス抵抗値Rx,Ryが上記した
Ry<Rx<1+Ryの関係(別表現すれば、0<Rx
−Ry<1の関係)になるように抵抗値設定すれば、両
共鳴器X,Yの共鳴口間隔LがL=(2n−1)×λ0
/4(n:自然数,λ0 :共鳴波長)の場合、共鳴周波
数f0 について、上手側共鳴器Xの共鳴口に対応する位
置での両共鳴器X,Yの応答音Prx0 ,Pry0 、及
び、下手側共鳴器Yの共鳴口に対応する位置での両共鳴
器X,Yの応答音PrxL ,PryLが次式で表される
ことからも分かるように(図3及び図4参照)、 Prx0 =−(1+Ry)/Rx×Pry0 PrxL =(1+Ry)×PiL /(1+Rx+Ry+
2RxRy) PryL =Rx×PiL /(1+Rx+Ry+2RxR
y) Rx>1+Ryの関係やRx<Ryの関係にして上記要
件を満たすに比べ、共鳴周波数f0 及びその近傍周波数
について、上手側共鳴器Xの共鳴口に対応する位置で上
手側共鳴器Xの応答音Prx0 に対して下手側共鳴器Y
の応答音Pry 0 を逆位相で干渉させ、かつ、下手側共
鳴器Yの共鳴口に対応する位置で下手側共鳴器Yの応答
音PryL を入射音PiL に対して逆位相で干渉させる
機能は十分に残存させながら、上手側共鳴器Xの共鳴口
に対応する位置以降の下手側で入射音Pi0 ,Pi
L (消音対象音)に対し逆位相となる上手側共鳴器Xの
応答音Prx0 ,PrxL を強調する傾向にし、これに
より、帯域透過損失TL及び帯域吸音損失ALの増大を
より確実かつ効果的に達成することができる。
【0020】なお、共鳴周波数f0 について、下手側共
鳴器Yの共鳴口に対応する位置での両共鳴器X,Yの応
答音PrxL ,PryL が上記式で表されることから分
かるように、Ryを極力小さくしてRxRy=0に近づ
けるほど、共鳴周波数f0 で現れる透過損失TLのピー
ク値を大きくする(すなわち、透過率(二乗値)|τ|
2 の低下ピーク値を小さくする)ことができる。
【0021】〔3〕請求項3に係る発明では、前記下手
側共鳴器Yのインピーダンス抵抗値Ryが0.3以下
で、両共鳴器X,Yの無次元容積和σx+σyが1以上
であるのに対して、前記上手側共鳴器Xのインピーダン
ス抵抗値Rxを0.8以上〜1.1以下の範囲内で、前
記のRy<Rx<1+Ryの関係を満たす値に設定す
る。
【0022】つまり、図11は下手側共鳴器Yのインピ
ーダンス抵抗値Ryを変化させた場合の帯域吸音損失A
Lを最大化する上手側共鳴器Xのインピーダンス抵抗値
Rxと両共鳴器X,Yの無次元容積和σx+σyとの相
関関係を示すデータであるが、このデータから分かるよ
うに、下手側共鳴器Yのインピーダンス抵抗値Ryが
0.3以下で、両共鳴器X,Yの無次元容積和σx+σ
yが1以上であるのに対し、上手側共鳴器Xのインピー
ダンス抵抗値Rxを0.8以上〜1.1以下の範囲内で
前記のRy<Rx<1+Ryの関係を満たす値に設定す
れば、帯域吸音損失ALの増大をさらに効果的に達成で
きる。
【0023】〔4〕請求項4に係る発明では、前記下手
側共鳴器Yのインピーダンス抵抗値Ryが0.3以下で
あるのに対して、(1)両共鳴器X,Yの無次元容積和
σx+σyが1以上〜2未満の範囲では、前記下手側共
鳴器Yの容積比Vy/(Vx+Vy)を0.6以上〜
0.7以下の範囲内に設定し、(2)両共鳴器X,Yの
無次元容積和σx+σyが2以上〜3未満の範囲では、
前記下手側共鳴器Yの容積比Vy/(Vx+Vy)を
0.65以上〜0.75以下の範囲内に設定し、(3)
両共鳴器X,Yの無次元容積和σx+σyが3以上〜4
未満の範囲では、前記下手側共鳴器Yの容積比Vy/
(Vx+Vy)を0.7以上〜0.8以下の範囲内に設
定し、(4)両共鳴器X,Yの無次元容積和σx+σy
が4以上〜6未満の範囲では、前記下手側共鳴器Yの容
積比Vy/(Vx+Vy)を0.75以上〜0.85以
下の範囲内に設定し、(5)両共鳴器X,Yの無次元容
積和σx+σyが6以上〜8未満の範囲では、前記下手
側共鳴器Yの容積比Vy/(Vx+Vy)を0.8以上
〜0.9以下の範囲内に設定し、(6)両共鳴器X,Y
の無次元容積和σx+σyが8以上の範囲では、前記下
手側共鳴器Yの容積比Vy/(Vx+Vy)を0.85
以上〜0.95以下の範囲内に設定する。
【0024】つまり、図12は下手側共鳴器Yのインピ
ーダンス抵抗値Ryを変化させた場合の帯域吸音損失A
Lを最大化する下手側共鳴器Yの容積比Vy/(Vx+
Vy)と両共鳴器X,Yの無次元容積和σx+σyとの
相関関係を示すデータであるが、このデータから分かる
ように、下手側共鳴器Yのインピーダンス抵抗値Ryが
0.3以下であるのに対し、下手側共鳴器Yの容積比V
y/(Vx+Vy)を上記した(1)〜(6)の条件に
従って設定すれば、帯域吸音損失ALの増大をさらに効
果的に達成できる。
【0025】〔5〕請求項5に係る発明では、前記上手
側共鳴器Xを、その共鳴室に吸音材を充填した共鳴器に
し、前記下手側共鳴器Yを、その共鳴室が吸音材非充填
の空状態で共鳴口に通気性の膜状体を張設した共鳴器に
する。
【0026】つまり、この構成では、前記した請求項1
ないし4に係る発明を実施するのに、基本的には、上手
側共鳴器Xに吸音材を充填するのに対し、下手側共鳴器
Yを吸音材費充填の空状態の共鳴器にすることで、前述
の如く下手側共鳴器Yのインピーダンス抵抗値Ryを極
力小さくして透過損失TLのピーク値の最大化を図りな
がら、両共鳴器X,Yのインピーダンス抵抗値Rx,R
yを、両共鳴器X,Yの共鳴周波数f0 の両側に反射率
(二乗値)|γ|2 の低下ピークが生じるのに適した相
対関係の値(さらに言えば、Ry<Rx<1+Ryの関
係を満たす値)に調整するが、空調設備におけるダクト
などの風路における伝播音を消音対象とする場合、吸音
材非充填の空状態の共鳴器をそのまま用いると、その空
状態の共鳴室が共鳴口を通じて風路に臨むことが原因で
特異な気流音が発生することがある。
【0027】これに対し、上記の如く、共鳴室を吸音材
非充填の空状態とする下手側共鳴器Yの共鳴口に通気性
の膜状体を張設すれば、その膜状体の張設による下手側
共鳴器Yのインピーダンス抵抗値Ryの増大側への変化
に対しては、上手側共鳴器Xに対する吸音材充填量の調
整などの適当な手段により、両共鳴器X,Yのインピー
ダンス抵抗値Rx、Ryの相対関係の適正化を図るよう
にしながら、下手側共鳴器Yの空状態の共鳴室への気流
の流入を膜状体により抑止して上記の如き特異な気流音
の発生を防止することができ、この点で、風路における
伝播音の消音に好適な消音装置とすることができる。
【0028】
【発明の実施の形態】図1は空調設備の送風ダクトに介
装する消音装置を示し、両端部をダクト1に対する接続
端とし内部を風路Fとする管体2において、ダクト中を
伝播する消音対象音Piの伝播方向で上手側位置と下手
側位置とに、それぞれ管体外周の全周にわたる環状の共
鳴室3x,3yを有する上手側共鳴器Xと下手側共鳴器
Yとを設け、これら共鳴器X,Yの共鳴口4x、4yを
それぞれ周方向に分散配置した状態で内部風路Fに開口
させてある。
【0029】上手側共鳴器Xの共鳴室3xには、共鳴口
4xを内側から閉塞する状態に吸音材5を充填してあ
り、これに対し、下手側共鳴器Yの共鳴室4yは吸音材
非充填の空状態にし、下手側共鳴器Yの共鳴口4yに
は、気流音の発生を防止するための繊維材等からなる通
気性の膜状体6を張設してある。
【0030】上手側共鳴器Xと下手側共鳴器Yとの共鳴
口間隔LはL=λ0 /4(λ0 は両共鳴器X,Yの共鳴
波長)にしてあり、また、上手側共鳴器Xの容積Vx及
び下手側共鳴器Yの容積Vyは、上手側共鳴器Xの無次
元容積σxがσx=1で下手側共鳴器Yの無次元容積σ
yがσy=4(すなわち、Vy/(Vx+Vy)=0.
8)になるようにしてある。
【0031】なお、共鳴器の無次元容積σは次式で与え
られる。 σ=2π/C×f0 ×V/S V:共鳴器容積(共鳴室容積) S:風路断面積 f0 :共鳴周波数 C:音速
【0032】そして、各共鳴器X,Yのインピーダンス
抵抗値Rについては、下手側共鳴器Yのインピーダンス
抵抗値Ryが共鳴口4yへの膜状体6の張設でRy=
0.2となるのに対し、上手側共鳴器Xのインピーダン
ス抵抗値Rxを吸音材5の充填量の調整によりRx=
1.0にしてある。
【0033】すなわち、この消音装置の諸元は、 上手側共鳴器Xのインピーダンス抵抗値Rx=1.0 下手側共鳴器Xのインピーダンス抵抗値Ry=0.2 両共鳴器X、Yの無次元容積和σx+σy=5 下手側共鳴器Yの容積比Vy/(Vx+Vy)=0.8 にしてあり、これにより、装置全体としての反射率(二
乗値)|γ|2 の低下ピークが、図6における(ニ)の
グラフで示される如く両共鳴器X,Yの共鳴周波数f0
(本例ではf0 =125Hz)の両側に生じるようにし
て、図9に示すに近い消音性能を得られるようにしてあ
る。
【0034】なお、図2は両共鳴器X,Yの容積Vx,
Vyが等しい従来の消音装置の一例を示し、この従来装
置(先述の(イ)の装置)では、その諸元が 上手側共鳴器Xのインピーダンス抵抗値Rx=1.2 下手側共鳴器Xのインピーダンス抵抗値Ry=0.2 両共鳴器X、Yの無次元容積和σx+σy=5 下手側共鳴器Yの容積比Vy/(Vx+Vy)=0.5 で、図8に示す消音性能が得られるのに対し、図8と図
9の比較から分かるように、前述の装置では共鳴周波数
0 での透過損失TLの増大、並びに、1/1オクター
ブ下限周波数2-1/20 と1/1オクターブ上限周波数
1/2 0 とでの透過損失TL及び吸音損失ALの増大
により、1/1オクターブバンドについて、帯域全体と
しての透過損失TLが1dBほど向上するとともに、帯
域全体としての吸音損失ALが2dBほど向上する。
【0035】〔別実施形態〕上手側共鳴器X及び下手側
共鳴器Y夫々の具体的形状・構造は、図1に示す如き形
状・構造に限定されるものではなく、伝播経路の構造な
どに応じて種々の形状・構造を採用できる。
【0036】共鳴器に吸音材5を充填する場合、その吸
音材5にはグラスウールなどの綿状のものを初めとして
種々の材質のものを使用できる。
【0037】消音対象音は空調設備におけるダクト中伝
播音に限定されるものではなく、本発明による消音装置
は、各種分野における種々の伝播音の消音に使用でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態を示す消音装置の縦断面図
【図2】従来装置を示す縦断面図
【図3】消音原理の説明図
【図4】各音の位相関係を示す図
【図5】透過率についてのデータを示すグラフ
【図6】反射率についてのデータを示すグラス
【図7】吸音率についてのデータを示すグラフ
【図8】従来装置の消音性能を示すグラフ
【図9】本発明装置の消音性能を示すグラフ
【図10】反射率と共鳴器の無次元容積和との関係につ
いてのデータを示すグラフ
【図11】共鳴器のインピーダンス抵抗値と無次元容積
和との関係についてのデータを示すグラフ
【図12】共鳴器のインピーダンス抵抗値と無次元容積
和と容積比との関係についてのデータを示すグラフ
【符号の説明】
Pi 消音対象音 F 伝播経路 X 上手側共鳴器 Y 下手側共鳴器 3x 上手側共鳴器の共鳴室 3y 下手側共鳴器の共鳴室 4x 上手側共鳴器の共鳴口 4y 下手側共鳴器の共鳴口 5 吸音材 6 膜状体

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 消音対象音の伝播経路における上手側位
    置に上手側共鳴器の共鳴口を配置し、かつ、消音対象音
    の伝播経路における下手側位置に下手側共鳴器の共鳴口
    を配置し、 これら共鳴器の共鳴口間隔Lを、両共鳴器の共鳴波長λ
    0 に対し、 L=(2n−1)×λ0 /4(nは自然数) で与えられる値又はその近傍値に設定してある消音装置
    であって、 前記上手側共鳴器のインピーダンス抵抗値Rxと、前記
    下手側共鳴器のインピーダンス抵抗値Ryと、両共鳴器
    の容積和Vx+Vyと、その容積和Vx+Vyに対する
    前記下手側共鳴器の容積比Vy/(Vx+Vy)とを、
    消音対象の周波数帯域において両共鳴器の共鳴周波数f
    0 の両側に装置全体としての反射率二乗値|γ|2 の低
    下ピークが生じる相対関係の値に設定してある消音装
    置。
  2. 【請求項2】 前記上手側共鳴器のインピーダンス抵抗
    値Rxと、前記下手側共鳴器のインピーダンス抵抗値R
    yとを、 Ry<Rx<1+Ry の関係にしてある請求項1記載の消音装置。
  3. 【請求項3】 前記下手側共鳴器のインピーダンス抵抗
    値Ryが0.3以下で、両共鳴器の無次元容積和σx+
    σyが1以上であるのに対して、 前記上手側共鳴器のインピーダンス抵抗値Rxを0.8
    以上〜1.1以下の範囲内で、前記のRy<Rx<1+
    Ryの関係を満たす値に設定してある請求項2記載の消
    音装置。
  4. 【請求項4】 前記下手側共鳴器のインピーダンス抵抗
    値Ryが0.3以下であるのに対して、 (1)両共鳴器の無次元容積和σx+σyが1以上〜2
    未満の範囲では、前記下手側共鳴器の容積比Vy/(V
    x+Vy)を0.6以上〜0.7以下の範囲内に設定
    し、 (2)両共鳴器の無次元容積和σx+σyが2以上〜3
    未満の範囲では、前記下手側共鳴器の容積比Vy/(V
    x+Vy)を0.65以上〜0.75以下の範囲内に設
    定し、 (3)両共鳴器の無次元容積和σx+σyが3以上〜4
    未満の範囲では、前記下手側共鳴器の容積比Vy/(V
    x+Vy)を0.7以上〜0.8以下の範囲内に設定
    し、 (4)両共鳴器の無次元容積和σx+σyが4以上〜6
    未満の範囲では、前記下手側共鳴器の容積比Vy/(V
    x+Vy)を0.75以上〜0.85以下の範囲内に設
    定し、 (5)両共鳴器の無次元容積和σx+σyが6以上〜8
    未満の範囲では、前記下手側共鳴器の容積比Vy/(V
    x+Vy)を0.8以上〜0.9以下の範囲内に設定
    し、 (6)両共鳴器の無次元容積和σx+σyが8以上の範
    囲では、前記下手側共鳴器の容積比Vy/(Vx+V
    y)を0.85以上〜0.95以下の範囲内に設定して
    ある請求項1〜3のいずれか1項に記載の消音装置。
  5. 【請求項5】 前記上手側共鳴器を、その共鳴室に吸音
    材を充填した共鳴器にし、前記下手側共鳴器を、その共
    鳴室が吸音材非充填の空状態で共鳴口に通気性の膜状体
    を張設した共鳴器にしてある請求項1〜4のいずれか1
    項に記載の消音装置。
JP00622099A 1999-01-13 1999-01-13 消音装置 Expired - Fee Related JP4115021B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP00622099A JP4115021B2 (ja) 1999-01-13 1999-01-13 消音装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP00622099A JP4115021B2 (ja) 1999-01-13 1999-01-13 消音装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000205486A true JP2000205486A (ja) 2000-07-25
JP4115021B2 JP4115021B2 (ja) 2008-07-09

Family

ID=11632446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP00622099A Expired - Fee Related JP4115021B2 (ja) 1999-01-13 1999-01-13 消音装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4115021B2 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009282155A (ja) * 2008-05-20 2009-12-03 Kyushu Univ 超低周波音透過低減方法及び超低周波音透過低減装置
WO2020080152A1 (ja) * 2018-10-19 2020-04-23 富士フイルム株式会社 防音構造体
CN111145710A (zh) * 2019-12-26 2020-05-12 连云港江海机械设备制造有限公司 一种阻抗复合型消音器
CN111164672A (zh) * 2017-10-03 2020-05-15 富士胶片株式会社 隔音结构体
CN114704704A (zh) * 2022-04-26 2022-07-05 山东金特空调设备有限公司 一种具有节能环保及降噪功能的风管结构
CN114992418A (zh) * 2022-07-12 2022-09-02 合肥美的电冰箱有限公司 用于管路的消音器组件、管路消音装置和冰箱
KR20230076619A (ko) * 2021-11-24 2023-05-31 한국과학기술원 덕트의 소음을 저감하는 메타라이너

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2623732A1 (de) * 2012-02-02 2013-08-07 Siemens Aktiengesellschaft Anlage und Verfahren zur Dämpfung akustischer Schwingungen bei einer entsprechenden Anlage
JP6445781B2 (ja) * 2014-05-02 2018-12-26 大成建設株式会社 吸音床構造
US11965442B2 (en) * 2022-06-01 2024-04-23 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Sound mitigation for a duct

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009282155A (ja) * 2008-05-20 2009-12-03 Kyushu Univ 超低周波音透過低減方法及び超低周波音透過低減装置
CN111164672A (zh) * 2017-10-03 2020-05-15 富士胶片株式会社 隔音结构体
CN111164672B (zh) * 2017-10-03 2023-09-01 富士胶片株式会社 隔音结构体
US11682374B2 (en) 2017-10-03 2023-06-20 Fujifilm Corporation Soundproof structure body
WO2020080152A1 (ja) * 2018-10-19 2020-04-23 富士フイルム株式会社 防音構造体
JPWO2020080152A1 (ja) * 2018-10-19 2021-10-07 富士フイルム株式会社 防音構造体
JP7074878B2 (ja) 2018-10-19 2022-05-24 富士フイルム株式会社 防音構造体
US12067963B2 (en) 2018-10-19 2024-08-20 Fujifilm Corporation Soundproof structure body
CN111145710A (zh) * 2019-12-26 2020-05-12 连云港江海机械设备制造有限公司 一种阻抗复合型消音器
KR20230076619A (ko) * 2021-11-24 2023-05-31 한국과학기술원 덕트의 소음을 저감하는 메타라이너
KR102613018B1 (ko) * 2021-11-24 2023-12-13 한국과학기술원 덕트의 소음을 저감하는 메타라이너
CN114704704B (zh) * 2022-04-26 2022-11-18 山东金特空调设备有限公司 一种具有节能环保及降噪功能的风管结构
CN114704704A (zh) * 2022-04-26 2022-07-05 山东金特空调设备有限公司 一种具有节能环保及降噪功能的风管结构
CN114992418A (zh) * 2022-07-12 2022-09-02 合肥美的电冰箱有限公司 用于管路的消音器组件、管路消音装置和冰箱
CN114992418B (zh) * 2022-07-12 2024-08-06 合肥美的电冰箱有限公司 用于管路的消音器组件、管路消音装置和冰箱

Also Published As

Publication number Publication date
JP4115021B2 (ja) 2008-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11846217B2 (en) Air-transparent selective sound silencer using ultra-open metamaterial
CN102087852B (zh) 声谐振器和声室
US11493232B2 (en) Silencing system
US7549509B2 (en) Double throat pulsation dampener for a compressor
JP4115021B2 (ja) 消音装置
JP3664675B2 (ja) 消音換気装置
US3738448A (en) Sound silencing method and apparatus
WO2019009342A1 (ja) 消音システム
CN215595690U (zh) 一种消声器及发动机
CN107355323A (zh) 一种汽车进气噪音吸音装置
JP2016133226A (ja) 送風機の消音器
JPH0823753B2 (ja) 消音装置
JP2944552B2 (ja) 消音装置
JP6491787B1 (ja) 防音システム
JP3449460B2 (ja) 車両用マフラ
CN112628517B (zh) 管道消声器、装置及制备方法
CN215597743U (zh) 一种消声器和消声装置
WO2022202975A1 (ja) 音響インピーダンス変化構造および通風型消音器
JP2000074471A (ja) エアダクト用消音器
CN212615103U (zh) 进气消声器
JP2682574B2 (ja) 低周波数騒音用共鳴型消音器
CN209944712U (zh) 消声件、消声器以及通风系统
CN207333067U (zh) 一种汽车进气噪音吸音装置
JPH10110611A (ja) 消音装置
JPH09212175A (ja) 消音装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050113

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070831

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070920

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071119

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20071119

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080403

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080415

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110425

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110425

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110425

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130425

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140425

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees