JP2003095197A

JP2003095197A - 消音装置

Info

Publication number: JP2003095197A
Application number: JP2001294576A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Yoneyama; 敦司米山
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2003-04-03

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は機体装着のエンジンの地上テスト時
騒音の低減をする消音装置に関する。従来の消音装置は
各エンジン毎に排気ダクトを設け各エンジンの排気流を
排気消音装置を介し放出していたので、航空機の機種が
異なる毎に排気ダクトの取付け、取外しが煩雑になる不
具合があった。本発明は、この不具合を解消できる消音
装置の提供を課題とする。【解決手段】本発明の消音装置は、各エンジンの排気
口に排気ダクトを設けない消音装置を構成する排気消音
装置の入口と排気口の間に、導入された排気流が左右方
向に自在な流れを形成できる混合領域を設けた。これに
より排気流混合が促進され一様になり、外気にスムーズ
に放出されて逆流を低減し、機体収容室内の循環流が少
なくし吸気口近傍への排気流の到達を防止でき、吸気口
近傍の圧力、温度分布の歪み発生を防止できる。また、
排気ダクトを設けずに排気流を一括外気に放出でき、機
種変更毎必要な排気ダクトの取付け取外し作業が不要で
テストが低コストで容易に短時間内にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンを装備し
た航空機を建屋内に格納し、建屋内でエンジンテストを
行うときに発生する排気音の消音を行う消音装置に係わ
り、特にエンジンのそれぞれ取付位置に対応する位置に
排気ダクトを設けずに、航空機の翼幅方向に異なる位置
に各々装備されたエンジンから排出される排気流を一括
して外気へ放出する過程で消音を行うようにした消音装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】航空機を駐機したままエンジン地上試験
を行うとき、エンジンから排出される排気流で発生する
騒音を低減する消音装置として、従来から多くの提案が
なされている。しかしながら、大型旅客機等のように、
複数のエンジンを有する航空機のエンジンテストを行う
ために、各エンジンのそれぞれに対応して排気ダクトを
設けることなく、翼幅方向の異なる位置にエンジンを装
備するようにしている多機種の航空機について、エンジ
ンテストをできるようにした消音装置はあまり多くな
い。

【０００３】即ち、航空機を機体ごと試験室内に格納し
てエンジンテストを行うようにしたものでは、試験室内
において航空機に装備されている各エンジンの排気口下
流側に排気ダクトを個別に設置し、これにより各エンジ
ンから排気流をそれぞれ集め、各排気ダクトからの排気
流消音装置を経由して外気へ排出する過程で消音を行う
ようにしたものが通常使用されている。これは、エンジ
ンテストを行う場合、エンジンの諸性能を正確に把握す
るためには、エンジンから排出される排気ジェット等か
らなる高温の排気流を外部へ確実に排出し、排気流がエ
ンジン吸気口よりも上流側に至り、エンジン吸気口にお
ける圧力・温度分布に歪み（Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）を
生じさせるような循環流が生じることが許されないため
である。

【０００４】このような循環流の発生させないために従
来の消音装置では、排気ダクトを各エンジン毎に設置
し、排気流を確実に外気へ排出するようにし、エンジン
吸気口への排気流の吸込みによるエンジンの諸性能の劣
化、換言すれば本来のエンジンの諸性能と異るデータ取
得がなされないようにしている。しかしながら、このよ
うに排気ダクトを各エンジンに対応して設けるようにし
たものでは、エンジンの装備位置、特に、翼幅方向のエ
ンジン取付位置が異る航空機のエンジンテストを行う場
合は、排気ダクトにより確実に排気流を集め、試験室内
で排気流の循環流を生じさせないようにするためには、
排気ダクトの設置場所を、種々の航空機で決められてい
るエンジン取付位置に移動させねばならず、航空機機種
が多様化し、種々の航空機のエンジン地上試験が要求さ
れる場合には、この作業は非常に煩雑で多大の労力を要
するものとなっていた。

【０００５】このため、個々のエンジンの排気口下流側
に排気ダクトを用いずに、しかも多機種の航空機のエン
ジンテストにおいても、循環流を発生させることなくエ
ンジンテストができる試験設備の実現が望まれていた。

【０００６】図１０ないし図１２は、このようなエンジ
ンの装備位置がそれぞれ異る多機種の航空機について
も、各エンジンに対応して排気ダクトを設けることな
く、しかも排気流の循環流を生じさせることがなく、エ
ンジン地上試験が行えて正確なエンジン性能が把握でき
るようにするために、本出願人が提案した特開平１１−
１５２０９５号「航空機の試験設備」（以下先願発明と
いう）を示す図である。図１０は一部破断面で示す消音
装置の平面図、図１１（ａ）は扉を開放した状態におけ
る図１０に示す装置の正面図、図１１（ｂ）は一部破断
面で示す図１０に示す装置の側面図、図１２は図１０、
図１１の消音装置を構成する排気消音装置の詳細を示す
図で、図１２（ａ）は図１１（ｂ）に示す矢視Ａ−Ａに
おける正面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）に示す矢視
Ｂ−Ｂにおける平面図、図１２（ｃ）は図１２（ａ）に
示す矢視Ｃ−Ｃにおける側面図である。

【０００７】図に示すように、この先願発明では、航空
機１ａを格納した試運転設備内で航空機１ａのエンジン
１ｂを運転した時の排気ジェット３ｃに起因して発生す
る、下流側からエンジン吸気口の位置する上流側に向か
って逆流する流れである、上述した循環流を吸気口側か
ら排気口側にかけて絞っていく、天井２ｆ及び側壁２ｈ
によって防止するようにしたものである。

【０００８】このようにすることによって、十分な大き
さを必要とする機体用消音装置２ａの建屋寸法が確保で
きる場合には、エンジン１ｂのそれぞれに排気ダクトを
設けず、しかも上述した排気流による機体収容室２ｂ内
での循環流の発生を防止できる試験設備とすることがで
き、先願発明が解決しようとしている課題は解決するこ
とができる。

【０００９】しかしながら、実際には敷地面積・周辺環
境等により理想的な消音装置にするための建屋寸法を確
保できない場合が殆んどであり、各エンジンに排気ダク
トを設けないと循環流の発生が十分に行えずエンジン性
能の正確なデータが取得できないのが実状である。

【００１０】また、先願発明では、排気消音装置２ｃの
構造については特に詳細説明は行わなかったが、模型試
験で明らかになった先願発明において使用していた排気
消音装置２ｃの不具合について、次に説明する。即ち、
この先願発明では、図１２に示すように、機体用消音装
置２ａの後端下流側に設置され、エンジン１ｂから高速
で噴射される排気ジェット３ｃで発生する騒音を低減す
る排気消音装置２ｃを構成するスプリッタ５ａ及びター
ニングベーン５ｂは、排気消音装置２ｃの地上から上端
にわたって立設した仕切壁５ｃによって、幅（左右）方
向に分割して設けるようにしていた。

【００１１】これは、航空機１ａの主翼１ｃ下方に装着
されるエンジン１ｂが機体中心から翼幅方向に離れた位
置に装備され、しかも最も離れた位置に装着されたエン
ジン１ｂのテスト時においても、排気ジェット３ｃが入
口５ｄにスムーズ導入されるようにするために、排気消
音装置２ｃ幅方向の長さを大きくする必要があり、これ
に伴い、排気消音装置２ｃの幅方向に長大化するスプリ
ッタ５ａとターニングベーン５ｂを分割して支持する必
要が構造的にあった為である。

【００１２】この仕切壁５ｃの設置位置は、エンジンテ
ストを実施する航空機１ａの全機種のエンジン１ｂの翼
幅方向位置を考慮し、エンジン１ｂの排気ジェット３ｃ
がなるべく仕切壁５ｃ間の中央になるように決定して設
置するようにしていた。また、排気消音装置２ｃの建設
後、消音性能をアップする必要が生じた時には、スプリ
ッタ５ａを増設できるように、スプリッタ５ａはターニ
ングベーン５ｂに干渉しない程度、或いは施工上の作業
性を考慮してターニングベーン５ｂに近い位置に設置し
ていた。

【００１３】また、テスト時のエンジン運転に伴ない発
生する機体収容室２ｂ内の吸入空気流３ａ、２次空気流
３ｂ又は排気ジェット３ｃ等の気体の流れによって、機
体収容室２ｂ内の圧力は大気に対して負圧になるのが通
常である。このため、先願発明の上述した構成の機体消
音装置では、各区画に分割された排気消音装置２ｃ内に
入口５ｄから導入された排気ジェット３ｃ、およびこれ
により誘導された２次空気流３ｂからなる排気流の流れ
は、導入された区画によっては、機体収容室２ｂ側から
流速の速い流れと遅い流れの混合による圧力回復がなさ
れた流れが流入しないことがあり、負圧のままとなって
いることがある。

【００１４】このために、この区画を介して、圧力の高
い外気から圧力の低い機体収容室２ｂ内に、図１３に示
す様に排気消音装置２ｃから外気へ放出された排気流３
ｅの逆流３ｄが発生し、機体収容室２ｂ内に循環流を発
生させ、排気流３ｅがエンジン吸気口まで到達し、エン
ジン吸気口の圧力・温度分布に歪が生じさせ、要求され
るエンジン１ｂの試運転が行えなくなってしまう不具合
が生じることがある。

【００１５】前述のようにエンジン１ｂの排気ジェット
３ｃ軸方向に機体収容室２ｂの寸法を大きく取ることが
可能で、機体収容室２ｂ内で循環流の生じない一様な流
れが実現できれば、換言すれば排気消音装置２ｃの側壁
２ｈで区画された各部位で生じる混合によって、圧力回
復が十分な所とそうでない所ができず逆流が生じなけれ
ば、このような問題は発生しない。

【００１６】ところが現実には機体収容室２ｂ内で一様
な流れを実現することは敷地面積の制限等による様々な
制限により難しく、どうしても外気と機体収容室２ｂ内
の圧力差による逆流３ｄ、逆流３ｄにより機体収容室２
ｂ内に導入された排気流３ｅの循環流により生じるエン
ジン１ｂ吸気口の圧力・温度分布の歪みが発生するとい
う問題が発生していた。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は敷地面積の制
限等により機体収容室内に一様な流れを実現させること
が難しく航空機に搭載したまま、排気ダクトを設置する
ことなく実施するエンジンテストの実施では排気流の逆
流により機体収容室内に循環流が生じ、エンジン性能の
正確なデータの取得を困難にしていた従来の排気消音装
置の不具合を解消するために、排気消音装置内に混合領
域を設け機体収容室から大気中に放出される排気流の排
気消音装置内での流速分布の一様化を図り、排気流をス
ムーズに外気中に放出し、大気と機体収容室内との間に
生じる圧力差により排気流の一部が機体収容室内へ逆流
するのを防止して、機体収容室内で循環流が発生しない
ようにし、排気流によるエンジン吸気の圧力・温度分布
の歪みをなくし、テストエンジンの諸性能を正確に把握
できるようにした消音装置の提供を課題とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】このため、第１番目の本
発明の消音装置は次の手段とした。

【００１９】（１）翼幅方向のエンジン装着位置が異な
る多機種の航空機を収容できる機体収容室、及び機体収
容室の後方に各エンジンの左右方向装着位置に対応でき
る長さの連続開口させた入口とエンジンのテスト時に排
出される排気流を外気中に放出する排気口とを有し、各
エンジンの排気口に排気ダクトを設けることなく、排気
流を一括して外気中に放出し、エンジンテスト時に発生
する騒音を低減できる排気消音装置からなる消音装置に
おいて、排気消音装置の機体収容室に開口する入口と外
気に開口する排気口との間に、排気流の流れを阻害せず
入口から導入された排気流が左右方向に自在な流れを形
成できるようにして、排気消音装置内での排気流の混合
を促進し、逆流の生じない一様な流れにする混合領域を
設けた。

【００２０】（ａ）この手段により、混合領域に流入す
る排気流は、混合が促進され一様な流れになり、排気口
から外気にスムーズに放出され、機体収容室内への逆流
を低減して機体収容室内での循環流を少なくし、少なく
ともエンジン吸気口にまで排気流が到達するのを防止す
ることができ、排気流の機体収容室内の循環によって生
じるエンジン吸気口近傍の圧力、温度分布の歪み発生を
防止することができる。これにより、各エンジンの排気
口後方に排気ダクトを設けることなく、エンジンのテス
ト時に排出される排気流を一括して外気中に放出でき、
航空機の機種が変わる毎に必要であった排気ダクトの取
り付け、取り外し作業を行うことなく、エンジンテスト
を行うことができ、テストが容易に、而も低コストで短
時間内にできるようになる。

【００２１】第２番目の本発明の消音装置は、前記
（１）の手段に加え、次の手段とした。

【００２２】（２）排気消音装置が、入口に隣接した後
流側に設けられ、入口から水平方向に導入される排気流
を、略９０度偏向させて鉛直方向の流れにし上端から外
気中に放出できるようにしたベント部、及び左右方向に
間隔を設け側面を前後方向に向くように配置してベント
部に立設配設され、ベント部に流入する排気流の左右方
向の流れを規制する仕切壁を設けるものとした。

【００２３】（ｂ）この手段により、前記（ａ）に加
え、エンジンの排気口から略水平に後方に排出される排
気流は、ベント部で略９０度偏向して鉛直上方に流れ、
排気消音装置の上端から地表面から離れた外気へ放出さ
せることができる。これにより、排気消音装置を背高の
大きい煙突状のものにすることにより、観測点で計測さ
れる騒音レベルを低いものにできるとともに、外気へ放
出される高温、高レベル騒音の排気流による地表への影
響を低減できるので、消音装置の立地条件が緩和されア
クセスが容易な工場、住宅地の近傍でも設置できるよう
になる。

【００２４】第３番目の本発明の消音装置は、前記
（２）の手段に加え、次の手段とした。

【００２５】（３）排気消音装置が、仕切壁に両端が固
着され、入口から導入される排気流を水平方向から鉛直
方向への偏向を促進し一様な流れにして、混合領域に流
入させるターニングベーンをベント部に設けるものとし
た。

【００２６】（ｃ）この手段により、前記（ｂ）に加
え、エンジンの排気口から略水平に後方に排出される排
気流は、緩やかに略９０度偏向させるようにしたターニ
ングベーンにより誘導され鉛直上方に流れ、排気消音装
置の上端から地表面から離れた外気へスムーズに放出す
ることができる。これにより、前記（ｂ）に加え、排気
消音装置内を通過する排気流の抵抗、特に流路抵抗の大
きくなるベント部での抵抗を小さくでき、また、ベント
部に高速の排気流が衝突することにより生じる、機体収
容室内への逆流を低減して機体収容室内での循環流を少
なくし、少なくともエンジン吸気口にまで排気流が到達
するのを防止することができ、排気流の循環によって生
じるエンジン吸気口近傍の圧力、温度分布の歪み発生を
より確実に防止できるとともに、観測点で計測される騒
音レベルをより低いものにできる。

【００２７】第４番目の本発明の消音装置は、前記
（２）、（３）の手段に加え、次の手段とした。

【００２８】（４）排気消音装置が、ベント部との間に
混合領域を介在させて、排気流を外気中に放出する最後
流側の左右方向の内壁面に両端が固着されて配設され、
排気流の流れを細分化する多数本からなるスプリッタを
設けるものとした。

【００２９】（ｄ）この手段により、前記（ｂ）、
（ｃ）に加え、排気消音装置内の排気流は、スプリッタ
により消音効果が促進され、観測点で計測される騒音レ
ベルをさらに低いものにできる。これにより、消音装置
の立地条件がさらに緩和され、アクセスが容易な工場、
住宅地の近傍でも設置できる。

【００３０】第５番目の本発明の消音装置は、前記
（１）の手段に加え、次の手段とした。

【００３１】（５）排気消音装置が、入口から後方に略
水平に延設された混合領域と、混合領域を介在させて略
水平に延設された最後流側の左右方向の内壁面に両端が
固着されて配設され、排気流の流れを細分化する多数本
からなるスプリッタを設けるものとした。

【００３２】（ｅ）この手段により、前記（ａ）に加
え、エンジンテスト時の排気流は機体収容室から略水平
に後方に流れ外気に放出できる。これにより、消音装置
の立地条件が厳しくなるものの、ベント部及びベント部
に設けるターニングベーンの設置が不要になり、排気消
音装置内の排気流の圧力損失を小さくすることができ、
これに伴い他の部分の圧力損失を大きくすることが可能
になり、排気消音装置の流路断面積を縮小又は設備全体
の小型化ができる。また、スプリッタを設けたことによ
り、排気消音装置内を流れる排気流は消音効果が促進さ
れ、観測点で計測される騒音レベルを低いものにでき
る。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の消音装置の実施の
一形態を図面にもとづき説明する。なお、図において図
１０〜図１２に示す部材と同一又は類似の部材について
は、同一符号を符して説明は極力省略する。図１は本発
明の消音装置の実施の第１形態を示す図で、図１（ａ）
は図１１（ｂ）に示す矢視Ａ−Ａにおける本実施の形態
の消音装置の正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す矢
視Ｂ−Ｂにおける平面図、図１（ｃ）は図１（ａ）に示
す矢視Ｃ−Ｃにおける側面図である。

【００３４】図１０に示すように、機体収容室２ｂ内に
収容されエンジンテストを行う航空機１ａは排気消音装
置２ｃの前方に位置に配置される。このように配置され
た航空機１ａに搭載されているエンジン１ｂのテスト
時、機体収容室２ｂから排出される排気ジェット３ｃ、
２次空気流３ｂからなる排気流３ｅは、図１（ｃ）に示
す排気消音装置２ｃ内に入口５ｄを通って流入する。

【００３５】入口５ｄの下流側には、入口５ｄの背高と
略同じ高さにされた仕切壁５ｃが機体収容室２ｂの中心
線と略平行にされて立設されており、入口５ｄを幅（左
右）方向に５つの区画に分割している。また、この仕切
壁５ｃの間には、その両端が仕切壁５ｃの側面に固定、
支持されたターニングベーン５ｂが設置されている。こ
のターニングベーン５ｂは、上方に配設されているもの
程、前端が入口５ｄに近づけて配設され、入口５ｄから
排気消音装置２ｃ内に流入し仕切壁５ｃの側面に沿って
流れる排気流３ｅを排気消音装置２ｃの鉛直上方へ９０
°偏向させるようにしている。

【００３６】また、ターニングベーン５ｂの出口側、仕
切壁５ｃの上端より上方には、排気消音装置２ｃ外壁の
みで内部に何も設けてない混合領域５ｅが設けられてい
る。さらに、混合領域５ｅの上方から排気消音装置２ｃ
の最下流迄の間には、消音するスプリッタ５ａが設けら
れている。上述したスプリッタ５ａは、排気流３ｅの流
速の早い流れと遅い流れとを区画しない方向に設置され
ることによりそれらの混合を助長して、より均一な速度
分布を排気消音装置２ｃを形成すると共に、例えば吸音
材（パネル）を排気流３ｅの流れの面って貼着しておく
ことにより、排気流３ｅ中の騒音をより効果的に吸収さ
せて消音を助長することもできる。

【００３７】本実施の形態の消音装置は上述の構成にさ
れており、機体収容室２ｂ内の前方に設置された航空機
１ａのエンジン１ｂからは排気ジェット３ｃが噴出し、
これに誘引される２次空気流３ｂとからなる排気流３ｅ
は入口５ｄに流入する。上述した先願発明の如く機体収
容室２ｂの形状を最適化し、機体収容室２ｂから入口５
ｄへ流入する排気流３ｅ流れを一様な流速分布にできれ
ば逆流３ｄは生じないが、現実には敷地面積等の様々な
諸条件により、これが実現できないため入口５ｄに流入
する流れは一様ではなく、不均一なものとなる事が多
い。この入口５ｄから流入する不均一な流れは、ターニ
ングベーン５ｂにより効率よく上方に流れの向きを変え
ることができる。

【００３８】しかしながら、このようなターニングベー
ン５ｂを設置しても、排気ジェット３ｃの下流側では流
速が速い為に、ターニングベーン５ｂやその奥の壁にぶ
つかり、機体収容室２ｂの中心軸方向と平行に流れる排
気流３ｅの流れ方向に対し、左右方向に流れが旋回する
ことが生じる。この流れの旋回が原因となり機体収容室
２ｂに逆流する流れが発生してしまうので、ターニング
ベーン５ｂが設置されるベント部に仕切壁５ｃを設置
し、左右方向への流れの旋回を防ぐようにしている。

【００３９】また、仕切壁５ｃは同時にターニングベー
ン５ｂの両端を支持する構造部材の働きもしている。従
って、仕切壁５ｃはターニングベーン５ｂ設置部におけ
る排気流３ｅの左右方向への旋回を防ぐと共にターニン
グベーン５ｂを支持するに過不足無い程度の高さに、即
ち、仕切壁５ｃの高さは入口５ｄの高さとほぼ等しくな
る背高になるようにされている。

【００４０】また、ターニングベーン５ｂからスプリッ
タ５ａまでの空間である混合領域５ｅは、排気消音装置
２ｃの高さ及び要求される消音性能から決まるスプリッ
タ長で決まってしまうが、これらの設計を行うときには
混合領域５ｅの長さを長く確保することが望ましい。こ
れは、機体収容室２ｂで十分に排気流３ｅの流れを混合
させて速度分布を一様化して、圧力回復を行えなかった
のをこの混合領域３ｅによって、充分に圧力回復させる
ことが望ましいからである。

【００４１】即ち、機体収容室２ｂ内の流れ分布図を示
す図２に示すように、機体収容室２ｂ・排気消音装置２
ｃは共に幅が広く、どうしてもテストしているエンジン
１ｂから排出される排気ジェット３ｃの下流側とそうで
ない所とでは、図示するような速度分布に差ができてし
まう。

【００４２】これを解消するためには、機体収容室２ｂ
の流れ方向の寸法を十分に長く取り、流速の速い流れ部
分と遅い流れの部分との混合を十分にできれば、機体収
容室２ｂ内の圧力が大気圧に対して負圧になったとして
も、混合することによる圧力回復、換言すれば速度エネ
ルギーから圧力エネルギーへの変換と流速の平均化によ
る最低流速の底上げ、例えば、混合が不十分であった時
の最低流速は３ｍ／ｓであったものが、十分な混合を行
うことによって最低流速を７ｍ／ｓに上昇させるによ
り、排気消音装置２ｃを通過して外気へ放出された排気
流３ｅが、図１３に示すように外気から機体収容室２ｂ
内へ逆流するのを最小限に抑えることが可能になる。

【００４３】しかし、現実的には敷地面積を十分確保で
きない等の諸条件により機体収容室の流れ方向の寸法を
十分に確保することができず、機体収容室２ｂだけで十
分に排気流３ｅの流れを混合させて速度分布を一様化す
ることによって行う逆流防止対策は困難である。このた
めに、機体収容室２ｂの下流に位置する排気消音装置２
ｃでこの機能を補う為に、ターニングベーン５ｂ及び仕
切壁５ｃの設置による旋回流の防止、又はスプリッタ５
ａの排気消音装置２ｃ内最下流位置への設置による混合
領域５ｅの確保を行い、この混合領域５ｅでの流れの混
合を行い速度分布を一様化して、機体収容室２ｂでは十
分圧力回復を行えなかったものを充分に圧力回復させる
ようにしたものである。

【００４４】また、スプリッタ５ａは排気消音装置２ｃ
の最下流位置に設置され、必要に応じて排気消音装置２
ｃの内壁面に貼着されている吸音材および又はターニン
グベーン５ｂ、仕切壁５ｃの表面に貼着されている吸音
材と共に排気流３ｅで伝達される騒音を吸音してエンジ
ン騒音の低減を実現することができる。

【００４５】さらに、混合領域５ｅを通過した後でも排
気流３ｅの混合を促進する為に、スプリッタ５ａは排気
消音装置２ｃの幅方向、即ち第２図に示す流速分布が存
在する方向の排気消音装置２ｃ内に設置し、更には従来
仕切壁５ｃで行っていた幅方向の区画分離をしないよう
に、スプリッタ５ａの支持構造物は、仕切壁５ｃではな
く、鉄骨材のような流れが左右に移動できるもので支持
することが効果的である。

【００４６】本実施の形態の消音装置では、上述の構成
にすることにより、図３に示す様に逆流３ｄが発生せ
ず、機体収容室２ｂ内に循環流が発生しない排気流３ｅ
の流れを実現することができる。また、これにより航空
機の試験設備全体の小型化が可能になり、客先の様々な
ニーズに応えたり、コストダウンに大きく貢献できるも
のになる。

【００４７】図４は、本実施の形態の消音装置の循環度
合い及び流れの状況を試験装置を用いて確認している状
況を示す図である。図に示すように、吸気側エンジン模
型４ａには配管を経由して流量調整弁４ｃとブローワ４
ｅを接続し、エンジン１ｂの吸気を模擬するようにして
いる。また、排気側エンジン模型４ｂには配管を経由し
て流量調整弁４ｃ、加熱器４ｄ及びブローワ４ｅを接続
し、エンジン１ｂの排気を模擬するようにしている。こ
のような試験装置を使用して可視化試験として機体用消
音装置吸気口から煙を注入して機体収容室２ｂ全体の流
況を観察したり、局所に煙を注入して局所的な流況観察
を行なった。

【００４８】図５は、Ｂ７４７型機の＃１エンジン１ｂ
を１００％出力、＃４エンジン１ｂを８０％出力で運転
している状態を模擬した試験ケースにおける可視化試験
結果を示す図で、図に示されているように、本実施の形
態の消音装置を設けるようにした場合には、エンジンの
吸気口にまで及ぶ有害な循環流が機体収容室２ｂ内には
発生していないことが確認できた。

【００４９】次に、図６は本発明の消音装置の実施の第
２形態を示す図で、図６（ａ）は図１１（ｂ）に示す矢
視Ａ−Ａにおける本実施の形態の消音装置の正面図、図
６（ｂ）は図６（ａ）に示す矢視Ｂ−Ｂにおける平面
図、図６（ｃ）は図６（ａ）に示す矢視Ｃ−Ｃにおける
側面図である。

【００５０】図１０に示すように、機体収容室２ｂ内に
収容された航空機１ａは、排気消音装置２ｃの前方に位
置に配置されることは、図１に示す実施の第１形態と同
様である。このように配置された航空機１ａに搭載され
ているエンジン１ｂのテスト時、機体収容室２ｂから排
出される排気ジェット３ｃと２次空気流３ｂとからなる
排気流３ｅは、図６（ｃ）に示す排気消音装置２ｃ内に
入口５ｄを通って流入する。

【００５１】本実施の形態の消音装置では、入口５ｄの
下流側には、実施の第１形態で設けたターニングベーン
５ｂは設置せず入口５ｄの下流側を５つに区画し、高さ
が入口５ｄの高さと略等しくなるように設定された仕切
壁５ｃのみを設置するようにしている。また、仕切壁５
ｃを設置した区画の下流側には、内部には何も設置され
なく排気消音装置２ｃの外壁のみで区画された流れの混
合領域５ｅが設けられ、さらにスプリッタ５ａが実施の
第１形態と同様に混合領域５ｅの下流側、換言すれば排
気消音装置２ｃの最下流位置に設置されている。

【００５２】このように、本実施の形態の消音装置は、
消音性能の要求が厳しくない設置条件等で、スプリッタ
部での圧力損失が然程大きくない場合に好適なもので、
９０度ベント部の圧力損失を軽減するために最も効果の
あるターニングベーン５ｂは省略するようにした。

【００５３】さらに、本実施の形態の消音装置は、ター
ニングベーン５ｂを省略したことにより、ターニングベ
ーン５ｂの製作、取付けに要するコストがなくなり、実
施の第１形態のものに比較してより安価にできる利点が
ある。

【００５４】次に、図７は本発明の消音装置の実施の第
３形態を示す図で、図７（ａ）は図１１（ｂ）に示す矢
視Ａ−Ａにおける本実施の形態の消音装置の正面図、図
７（ｂ）は図７（ａ）に示す矢視Ｂ−Ｂにおける平面
図、図７（ｃ）は図７（ａ）に示す矢視Ｃ−Ｃにおける
側面図である。本実施の形態の消音装置は、実施の第２
形態の消音装置よりもさらに消音性能を要求されず消音
用のスプリッタを必要とせず、さらには圧力損失を大き
くできない場合、例えば消音装置のより小型化が要求さ
れる場合に適用して好適なものである。

【００５５】図１０に示すように、機体収容室２ｂ内に
収容された航空機１ａは、排気消音装置２ｃの前方に位
置に配置されることは、図１に示す実施の第１形態と同
様である。このようにして配置された航空機１ａに搭載
されているエンジン１ｂのテスト時、機体収容室２ｂか
ら排出される排気ジェット３ｃと２次空気流３ｂとから
なる排気流３ｅは、図７（ｃ）に示すように排気消音装
置２ｃ内に入口５ｄを通って流入する。

【００５６】また、入口５ｄの下流側には、実施の第１
形態と同様に、入口５ｄの背高と略同じ高さにされた仕
切壁５ｃが機体収容室２ｂの中心線と略平行にされて立
設されており、入口５ｄを幅方向に５つの区画に分割し
ている。また、この仕切壁５ｃの間には、その両端が仕
切壁５ｃの側面に固定、支持されターニングベーン５ｂ
が設置されている。このターニングベーン５ｂは上方に
配設されているもの程先端が入口５ｄに近づけて配設さ
れ、入口５ｄから排気消音装置２ｃ内に流入し仕切壁５
ｃの側面に沿って流れる排気流３ｅを排気消音装置２ｃ
の上方へ９０°偏向させるようにしている。

【００５７】また、ターニングベーン５ｂの出口側、換
言すれば仕切壁５ｃの上端から排気消音装置２ｃの最下
流迄の間には排気消音装置２ｃ外壁のみで区画され内部
に何も設けてない混合領域５ｅが設けられている。この
ように本実施の形態の消音装置では、実施の第１形態の
消音装置と比較して排気消音装置２ｃの最下流側に設け
るようにしたスプリッタ５ａを除去したものになってい
る。また、スプリッタ５ａを設置しなくても、混合領域
５ｅを含む排気消音装置２ｃの内壁面には吸音材が貼着
されているので、この吸音材によってある程度の吸音効
果は期待できる。

【００５８】さらに、煙突状の排気消音装置２ｃの上端
から排気流３ｅを外気へ放出するようにしているので、
このとき騒音も地上から離れた外気へ放出されるので、
距離減衰や超過減衰の影響により消音装置がない場合と
比べ格段に騒音の観測点における騒音値を低減させるこ
とができる。即ち、本実施の形態の消音装置は前述した
ように消音要求があまり厳しくなく、しかも排気流３ｅ
の圧力損失を大きくできない場合に好適なものとなる。
また、本実施の形態の消音装置ではスプリッタ５ａを設
置しないことにより、排気消音装置２ｃ内での流れの混
合が更に促進され、逆流防止に優れたものにできると共
にコストダウンに寄与できるものとなる。

【００５９】次に、図８は本発明の消音装置の実施の第
４形態を示す図で、図８（ａ）は図１１（ｂ）に示す矢
視Ａ−Ａにおける本実施の形態の消音装置の正面図、図
８（ｂ）は図８（ａ）に示す矢視Ｂ−Ｂにおける平面
図、図８（ｃ）は図８（ａ）に示す矢視Ｃ−Ｃにおける
側面図である。本実施の形態の消音装置は、実施の第３
形態の消音装置よりもさらに消音性能が要求されず消音
用のスプリッタ、流れを偏向させるターニングベーンを
必要としない場合に適用するようにしたものである。

【００６０】本実施の形態の消音装置においても、機体
収容室２ｂ内に設置された航空機１ａは排気消音装置２
ｃの前方に配置する。また、機体収容室２ｂ内の排気流
３ｅは、排気消音装置２ｃ内に入口５ｄを通って流入す
る。この入口５ｄの下流側には、高さを入口５ｄの高さ
と等しく設定した仕切壁５ｃのみを設置し、仕切壁５ｃ
を設置した区画の下流側には、何も設置されない排気消
音装置２ｃの外壁のみで形成された混合領域５ｅが設け
られている。

【００６１】本実施の形態の消音装置は上述の通り構成
されているので、前述した実施の第１形態の消音装置と
同様の作用、効果を奏する。即ち、排気消音装置２ｃは
通常内壁面に吸音材を貼り付けて吸音を行っており、消
音スプリッタが無くともある程度の吸音効果は期待でき
る。

【００６２】また、煙突状の排気消音装置２ｃの上端か
ら騒音を外気中へ放出する事により距離減衰や超過減衰
の影響により排気消音装置２ｃを設けない場合と比べ格
段に騒音の観測点における騒音値を低減することができ
る。但し、スプリッタ５ａを設けるようにした場合の方
がより優れた消音性能を有する事は言うまでもなく、本
実施の形態の消音装置は上述したように消音要求に余裕
があり、さらに排気流３ｅの圧力損失に対して最も厳し
い条件が課される場合に採用することにより効果を有す
るものとなる。

【００６３】なお、消音と言う文書はあたかも吸音材で
吸音する事を指している様に思われるが、一般的に消音
装置において使用する消音は、騒音の観測点、例えば消
音装置から５０ｍ離れた地表面上の点に対し、そこで観
測される騒音値を低減させる事を指しているので、遮音
や距離減衰や音の指向性を含む超過減衰等の影響をうま
く利用して、観測点での騒音値を低減させる事も消音装
置においては、消音性能といえるものである。また、仕
切り壁５ｃの機能は、本来入口５ｄ後流部を通過する流
れが水平方向に乱れない様にするものである。

【００６４】本発明者等の模型試験の結果によれば、入
口５ｄ後流部にターニングベーンを設置しても水平方向
に旋回流ができてしまい、逆流を発生させることが判っ
た。これは、流速の早い排気流３ｅ、特にエンジン１ｂ
の排気口から噴出する排気ジェット３ｃが入口５ｄ後流
側のベント部奥の壁にあたって旋回流が発生し、その旋
回流によって排気流３ｅが機体収容室２ｂへ逆流するの
を防ぐ為に仕切壁５ｃを設置するようにしたものであ
る。

【００６５】このように、本実施の形態の消音装置では
スプリッタ５ａを設置しない事により消音装置内での流
れ混合が更に促進され、逆流を防止でき、さらにはスプ
リッタ５ａを省略すると同時に、圧力損失が然程大きく
ない場合には、９０度ベント部の圧力損失を軽減する効
果のあるターニングベーン５ｂを省略するようにしたの
で、コストダウンを大幅に図れる。消音性能の要求が厳
しくない設置条件等での使用を考慮した場合にはきわめ
て有効なものとなる。

【００６６】次に、図９は本発明の消音装置の実施の第
５形態を示す図で、図９（ａ）は図１１（ｂ）に示す矢
視Ａ−Ａにおける本実施の形態の消音装置の正面図、図
９（ｂ）は図９（ａ）に示す矢視Ｂ−Ｂにおける平面
図、図９（ｃ）は図９（ａ）に示す矢視Ｃ−Ｃにおける
側面図である。本実施の形態の消音装置は、何らかの理
由により排気流３ｅを上方に排出する必要が無く、水平
に排出できる場合に採用して好適なものである。

【００６７】本実施の形態の消音装置の場合、入口５ｄ
後流側に設けるようにしているベント部が不要となり、
それに関連するターニングベーン５ｂと仕切壁５ｃが不
要となる利点を有するものである。機体収容室２ｂ内に
設置された航空機１ａを排気消音装置２ｃの前方に配置
する事は前述した各実施の形態と同様である。また、機
体収容室２ｂ内の排気流３ｅは排気消音装置２ｃ内に入
口５ｄを通って流入する。この入口５ｄの下流側には何
も設置されない流れの混合領域５ｅが設けられ、スプリ
ッタ５ａは排気消音装置２ｃの最下流位置に設置してい
る。

【００６８】通常この様な消音装置を設置する場所の周
辺には他の建物があり人通りもあるので、排気ジェット
を水平方向に放出することを許容する立地上の問題点は
あるものの、本実施の形態の消音装置では、入口５ｄ後
流側に設けるベント部を設けてない排気消音装置２ｃと
したので、ベント部の圧力損失を軽減するターニングベ
ーン５ｂはもちろんの事、ベント部で発生する旋回流を
防止する仕切壁５ｃも不要となる。このように、排気側
における最も大きな圧損要素となり得るベント部を省略
することにより、他の部分の圧損値を増やす事が可能と
なり、これにより設備全体の流路断面積の縮小、即ち設
備全体の小型化を可能にできる利点を有する。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の消音装置
は、多機種の航空機を収容できる機体収容室、各エンジ
ンの排気口に排気ダクトを設けない消音装置を構成して
いる排気消音装置の入口と排気口との間に、入口から導
入された排気流の左右方向の自在な流れを形成できる混
合領域を設けた。

【００７０】これにより、排気流の混合が促進され一様
な流れになり、排気口から外気にスムーズに放出され、
逆流を低減し機体収容室内での循環流を少なくし吸気口
への排気流の到達を防止でき、エンジン吸気口近傍の圧
力、温度分布の歪み発生を防止できる。また、排気ダク
トを設けずにテスト時に排出される排気流を一括して外
気中に放出でき、航空機の機種が変わる毎に必要であっ
た排気ダクトの取付け、取外し作業が不要になりテスト
が容易に、而も低コストで短時間内にできる。

【００７１】また、本発明の消音装置は、排気消音装置
が、入口に隣接した後流側に設けられ、入口から導入さ
れる排気流を略９０度偏向させ鉛直方向の流れにし外気
中に放出できるベント部、左右方向に間隔を設け側面を
前後方向に配置し立設配設されベント部に流入する排気
流の左右方向の流れを規制する仕切壁を設けた。

【００７２】これにより、エンジンの排気口から排出さ
れる排気流は、ベント部で略９０度偏向して鉛直上方に
流れ、地表面から離れた外気へ放出される。また、観測
点で計測される騒音レベルを低いものにでき、放出され
る高温、高レベル騒音の排気流による地表への影響を低
減でき、消音装置の立地条件が緩和され工場、住宅地の
近傍でも設置できる。

【００７３】また、本発明の消音装置は、排気消音装置
が、仕切壁に両端が固着され、入口から排気流を水平方
向から鉛直方向への偏向を促進させ、混合領域に流入さ
せるターニングベーンを設けた。

【００７４】これにより、エンジンの排気口から排出さ
れる排気流は、緩やかに略９０度偏向させるターニング
ベーンで誘導され鉛直上方に流れ、上端から地表面から
離れた外気へスムーズに放出できる。また、排気消音装
置内の排気流抵抗、特にベント部の抵抗を小さくでき、
高速の排気流の衝突により生じる機体収容室内への逆流
を低減し循環流を少なくし、エンジン吸気口への排気流
の到達を防止でき、エンジン吸気口近傍の圧力、温度分
布の歪み発生をより確実に防止できるとともに、観測点
で計測される騒音レベルをより低減できる。

【００７５】また、本発明の消音装置は、排気消音装置
が、ベント部との間に混合領域を介在させて、最後流側
の左右方向の内壁面に両端が固着されて配設され、排気
流の流れを細分化するスプリッタを設けた。

【００７６】これにより、排気消音装置内の消音効果が
促進され、観測点での計測騒音レベルをさらに低くで
き、消音装置の立地条件がさらに緩和され、住宅地等の
近傍でも設置できる。

【００７７】また、本発明の消音装置は、排気消音装置
が、入口から後方に略水平に延設された混合領域と、混
合領域を介在させ略水平に延設された最後流側の左右方
向の内壁面に両端が固着し配設され、排気流を細分化す
るスプリッタを設けた。

【００７８】これにより、エンジンテスト時の排気流は
機体収容室から略水平に後方に流れ外気に放出できる。
また、消音装置の立地条件が厳しくなるが、ベント部、
ターニングベーンが不要で、排気消音装置内の排気流の
圧力損失を小さくでき、これに伴い他の部分の圧力損失
を大きくでき、排気消音装置の流路断面積を縮小又は設
備全体の小型化ができる。さらには、排気消音装置内の
排気流はスプリッタで細分化され消音効果が促進され、
観測点での計測騒音レベルを低くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の消音装置の第１形態を示す図
で、図１（ａ）は図１１（ｂ）に示す矢視Ａ−Ａにおけ
る排気消音装置の正面図、図１（ｂ）は１（ａ）に示す
矢視Ｂ−Ｂにおける平面図、図１（ｃ）は１（ａ）に示
す矢視Ｃ−Ｃにおける側面図、

【図２】エンジンテスト時における機体収容室内の排気
流の流れ分布を示す平面図、

【図３】エンジンテスト時における機体収容室内から外
気に放出される排気流の流れを示す斜視図、

【図４】本発明の消音装置を設けたときの再循環度合及
び流れの状況を確認するための試験装置を示す側面図、

【図５】本発明の消音装置によりＢ７４７型機の＃１エ
ンジンを１００％出力、＃４エンジンを８０％出力で運
転している状態を模擬して、図４に示す試験装置で試験
したときの可視化試験結果を示す図で、図５（ａ）は平
面図、図５（ｂ）は平面図、

【図６】本発明の実施の消音装置の第２形態を示す図
で、図６（ａ）は図１１（ｂ）に示す矢視Ａ−Ａにおけ
る排気消音装置の正面図、図６（ｂ）は６（ａ）に示す
矢視Ｂ−Ｂにおける平面図、図６（ｃ）は６（ａ）に示
す矢視Ｃ−Ｃにおける側面図、

【図７】本発明の実施の消音装置の第３形態を示す図
で、図７（ａ）は図１１（ｂ）に示す矢視Ａ−Ａにおけ
る排気消音装置の正面図、図７（ｂ）は７（ａ）に示す
矢視Ｂ−Ｂにおける平面図、図７（ｃ）は７（ａ）に示
す矢視Ｃ−Ｃにおける側面図、

【図８】本発明の実施の消音装置の第４形態を示す図
で、図８（ａ）は図１１（ｂ）に示す矢視Ａ−Ａにおけ
る排気消音装置の正面図、図８（ｂ）は８（ａ）に示す
矢視Ｂ−Ｂにおける平面図、図８（ｃ）は８（ａ）に示
す矢視Ｃ−Ｃにおける側面図、

【図９】本発明の実施の消音装置の第５形態を示す図
で、図９（ａ）は図１１（ｂ）に示す矢視Ａ−Ａにおけ
る排気消音装置の正面図、図９（ｂ）は９（ａ）に示す
矢視Ｂ−Ｂにおける平面図、図９（ｃ）は９（ａ）に示
す矢視Ｃ−Ｃにおける側面図、

【図１０】消音装置の全体を示す平面図、

【図１１】消音装置の全体を示す図、図１１（ａ）は正
面図、図１１（ｂ）は正面図、

【図１２】従来の消音装置に設けている排気消音装置を
示す図で、図１２（ａ）は図１１（ｂ）に示す矢視Ａ−
Ａにおける正面図、図１２（ｂ）は１２（ａ）に示す矢
視Ｂ−Ｂにおける平面図、図１２（ｃ）は１２（ａ）に
示す矢視Ｃ−Ｃにおける側面図、

【図１３】従来の消音装置を用いてエンジンテストを行
ったとき、排気消音装置から外気へ放出された排気流が
逆流となって機体収容室内に流入するときの状況を可視
化して示す斜視図である。

【符号の説明】

１ａ航空機１ｂエンジン１ｃ主翼１ｄ垂直尾翼２ａ機体用消音装置２ｂ機体収容室２ｃ排気消音装置２ｄ排気口２ｅ扉２ｆ天井２ｇスリット状空間２ｈ側壁３ａ吸入空気流３ｂ２次空気流３ｃ排気ジェット３ｄ逆流３ｅ排気流４ａ吸気側エンジン模型４ｂ排気側エンジン模型４ｃ流量調整弁４ｄ加熱器４ｅブローワ５ａスプリッタ５ｂターニングベーン５ｃ仕切壁５ｄ入口５ｅ混合領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】翼幅方向の異なる位置にエンジンが装着
された機種の異なる航空機を収容できる機体収容室、前
記機体収容室の後方に前記エンジン装着位置に対応する
大きさ左右方向に連続して開口させた入口、及び前記エ
ンジンからテスト時に排出され前記入口から導入される
排気流を外気中に放出する排気口を有し、エンジンテス
ト時の騒音を低減する排気消音装置からなる消音装置に
おいて、前記入口と排気口との間に、左右方向へ前記排
気流の自在な流れが形成できる混合領域を設けたこと特
徴とする消音装置。
【請求項２】前記排気消音装置が、前記入口に隣接し
た後流側に設けられ、前記入口から導入され後方へ流れ
る前記排気流を略９０度偏向させて鉛直方向の流れに
し、上端から外気中に放出できるようにしたベント部
と、左右方向に間隔を設けて前記ベント部に配設され、
前記ベント部における前記排気流の左右方向の流れを規
制する仕切壁とを設けていることを特徴とする請求項１
の消音装置。
【請求項３】前記排気消音装置が、前記仕切壁側面に
両端が固着され、前記入口から導入される前記排気流の
水平方向の流れから鉛直方向の流れへの偏向をガイドす
るターニングベーンを設けていることを特徴とする請求
項２の消音装置。
【請求項４】前記排気消音装置が、前記ベント部との
間に前記混合領域を介在させて、前記排気流を外気中に
放出する最後流側にスプリッタを設けていることを特徴
とする請求項２又は請求項３の消音装置。
【請求項５】前記排気消音装置が、前記入口から後方
に略水平に延設された前記混合領域と、前記混合領域を
介在させて略水平に延設した最後流側に設置されたスプ
リッタとを設けていることを特徴とする請求項１の消音
装置。