JP2004252340A

JP2004252340A - Branch duct silencer

Info

Publication number: JP2004252340A
Application number: JP2003044730A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Morikawa; 裕一森川; Akihiko Ebato; 明彦江波戸; Katsumi Kuno; 勝美久野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2004-09-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a branch duct silencer with which a sufficient silencing effect can be obtained simply by adding branch pipes to an existing duct. <P>SOLUTION: The branch duct silencer is equipped with main piping 20 arranged between a noise source S and a position G for sound reduction target and the first to the third branch pipes 30, 40 and 50 connected at both ends to the main piping 20. The first branch pipe 30 is so set that the difference δ1 between the length of the main piping 20 from a position 21 to a position 22 attains the first length which is the same as the half wavelength of the sound to be silenced of the noise source S. The difference δ2 between the length of the main piping 20 from a position 23 to a position 24 and the length of the second branch pipe 40 is (1/2) times of δ1 and the difference δ3 between the length of the main piping 20 from a position 25 to a position 26 is (1/4) times of δ1. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、騒音源から発生し、換気用或いは配風用のダクトを伝播して外部に放出される騒音を効果的に低減するための分岐ダクト消音装置に関し、特にファン、ブロア、コンプレッサ、変圧器等の倍長波成分が顕著な騒音源に適するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工場、発動機、発電システム等の換気あるいは配風ダクトの消音には、吸音材を内張りした自然減音ダクト、膨張型消音器あるいはアクティブノイズコントロール等が用いられていた。
【０００３】
この他、ダクトの途中に分岐路を設け、低減対象音に対し半周期の位相差を有する干渉波を加えることで、低減対象音を低減可能であることは知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−９３４４１号公報（図３及び図６の（２））
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した消音方法であると次のような問題があった。すなわち、自然ダクト減音や膨張型消音器では、騒音が大きい場合、低減効果が十分でないことがあった。特に、膨張型消音器では圧力損失を考慮した設計を考慮する必要が有り、設計の労力を要する。一方、アクティブノイズコントロールでは、メンテナンス及び電力供給の負荷がかかるという問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、既存のダクトに分岐管を追加するのみで、流体設計の見直しをする手間を省き、かつ、十分な消音効果が得られる分岐ダクト消音装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の分岐ダクト消音装置及び分岐ダクト消音方法は次のように構成されている。
【０００８】
（１）騒音源と減音対象位置との間に配置される主配管と、その両端が上記主配管に接続されるとともに、主配管の所定の分岐位置で分岐し、かつ、分岐位置よりも外部側に位置する合流位置で合流する複数の分岐管とを備え、上記複数の分岐管のうち、少なくとも１つの分岐管は、上記分岐位置から上記合流位置までの上記主配管の長さと上記分岐管の長さとの差が、上記騒音源の消音対象音の半波長と同じ第１の長さとなるように設定され、上記複数の分岐管のうち、他の少なくとも１つの分岐管は、上記分岐位置から上記合流位置までの上記主配管の長さと上記分岐管の長さとの差が、上記第１の長さに対して（１／２）の整数乗倍であることを特徴とする。
【０００９】
（２）上記（１）に記載された分岐ダクト消音装置であって、上記複数の分岐管のうち少なくとも１つの分岐管は、上記主配管の延設方向に対して平行な複数の平面を通過するように形成されていることを特徴とする。
【００１０】
（３）上記複数の分岐管はそれぞれ異なる平面内に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
（４）上記（１）に記載された分岐ダクト消音装置であって、雰囲気温度の変動に応じて上記複数の分岐管のうち少なくとも１つの分岐管の長さを調整する調整手段をさらに具備することを特徴とする。
【００１２】
（５）上記（１）に記載された分岐ダクト消音装置であって、上記複数の分岐管のうち、長い分岐管が短い分岐管の上記騒音源に設けられていることを特徴とする。
【００１３】
（６）騒音源と減音対象位置との間に配置される主配管と、その両端が上記主配管に接続されるとともに、主配管の所定の分岐位置で分岐し、かつ、分岐位置よりも外部側に位置する合流位置で合流する複数の分岐管とを備え、上記複数の分岐管のうち、少なくとも１つの分岐管を介してその合流位置において減音対象音と半周期だけ位相をずらせた音波を加える工程と、上記複数の分岐管のうち、他の少なくとも１つの分岐管を介してその合流位置において上記減音対象音に対し（１／２）の２以上の整数乗倍の周期だけ位相をずらせた音波を加える工程とを備えていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る分岐ダクト消音装置１０の構成を示す模式図である。分岐ダクト消音装置１０は、一端が騒音源Ｓ側に配置され他端が外部である減音対象位置Ｇ側に配置された主配管２０と、その両端がそれぞれ主配管２０に接続された第１分岐管３０、第２分岐管４０、第３分岐管５０とを備えている。
【００１５】
第１分岐管３０は、主配管２０の位置２１に接続された第１管部３１と、この第１管部３１に連設された第２管部３２と、この第２管部３２及び主配管２０の位置２２に接続された第３管部３３とを備え、略コの字状に形成されている。
【００１６】
第２分岐管４０は、主配管２０の位置２３に接続された第１管部４１と、この第１管部４１に連設された第２管部４２と、この第２管部４２及び主配管２０の位置２４に接続された第３管部４３とを備え、略コの字状に形成されている。
【００１７】
第３分岐管５０は、主配管２０の位置２１に接続された第１管部５１と、この第１管部５１に連設された第２管部５２と、この第２管部５２及び主配管２０の位置２６に接続された第３管部５３とを備え、略コの字状に形成されている。
【００１８】
ここで、位置２１と位置２２との間の距離をａ１、位置２３と位置２４との間の距離をａ２、位置２５と位置２６との間の距離をａ３とする。また、第１分岐管３０の長さをｂ１、第２分岐管４０の長さをｂ２、第３分岐管５０の長さをｂ３とする。
【００１９】
また、位置２１と位置２２との間は、主配管２０と第１分岐管３０とが介在することになり、その距離の差をδ１とする。δ１は、低減対象音の波長の（１／２）となるように設定されている。位置２３と位置２４との間は、主配管２０と第２分岐管４０とが介在することになり、その距離の差をδ２とする。δ２は、δ１の（１／２）あるいは第１分岐管３０で対象とする音の波長の（１／４）となるように設定されている。位置２５と位置２６との間は、主配管２０と第３分岐管５０とが介在することになり、その距離の差をδ３とする。δ３は、δ１の（１／４）あるいは第１分岐管３０で対象とする音の波長の（１／８）となるように設定されている。
【００２０】
このように構成された分岐ダクト消音装置１０によれば、騒音源Ｓからの音波は、主配管２０内を伝播するものと、第１分岐管３０内を伝播するものにわかれる。
【００２１】
主配管２０内を伝播する音波と第１分岐管３０内を伝播する音波との間には、その経路の長さの差δ１によって位相が半周期ずれる。このため、位置２２内において両方の音波が干渉し、低減対象音の音圧レベルが低減される。ここで、位置２２内において音圧レベルが低減されるのは、低減対象音の基本周波数（ｆ１）に対し、｛２（ｎ−１）＋１｝倍の周波数を持つ音となる。
【００２２】
次に位置２３に到達した音波は、主配管２０内を伝播するものと、第２分岐管４０内を伝播するものにわかれる。主配管２０内を伝播する音波と第２分岐管４０内を伝播する音波との間には、その経路の長さの差δ２によって位相が（１／２）周期ずれる。このため、位置２４内において両方の音波が干渉し、低減対象音の倍音、すなわち２倍の周波数を持つ基本波の奇数倍周波数（すなわち、２，６，１０，１４，…）の音圧レベルが低減される。ここで、位置２４内において音圧レベルが低減されるのは、低減対象音の基本周波数（ｆ１）に対し、｛４（ｎ−１）＋２｝倍の周波数を持つ音となる。
【００２３】
さらに、位置２５に到達した音波は、主配管２０内を伝播するものと、第３分岐管５０内を伝播するものにわかれる。主配管２０内を伝播する音波と第３分岐管５０内を伝播する音波との間には、その経路の長さの差δ３によって位相が（１／２）周期ずれる。このため、位置２６内において両方の音波が干渉し、低減対象音の４倍音、すなわち４倍の周波数を持つ基本波の奇数倍周波数（すなわち、４，１２，２０，２８，…）の音圧レベルが低減される。ここで、位置２６内において音圧レベルが低減されるのは、低減対象音の周波数に対し、｛８（ｎ−１）＋４｝倍の周波数を持つ音となる。
【００２４】
次に、第１分岐管３０、第２分岐管４０、第３分岐管５０の配置順について説明する。すなわち、第１分岐管３０がより騒音源Ｓに近い側、次に第２分岐管４０が、最後に第３分岐管５０が騒音源Ｓに遠い側に配置されている。本配管２０に対する第１分岐管３０、第２分岐管４０、第３分岐管５０経路の長さの差は、それぞれδ１、δ２、δ３であり、相互に以下のような関係となっている。
【００２５】
δ１＝δ２×２＝δ３×４ …（１）
したがって、
δ１＞δ２＞δ３ …（２）
一方、周波数が高いと透過損失が高いのでダクトを透過し辛く、周波数が低いとダクトを透過し易いという性質がある。
【００２６】
面密度をｍ（＝ｔ×ρ_ｐ）、板厚をｔ、板材の質量密度をρ_ｐ、音速をｃ、媒質の質量密度をρ、角周波数をωとすると、透過損失Ｔは、次のように示される。すなわち、
【数１】

【００２７】
したがって、低音については分岐ダクト消音器１０の騒音源Ｓに近い側で低減した方が、本配管２０等を伝播して散逸を未然に防げるであることから、上述したような順序で第１分岐管３０、第２分岐管４０、第３分岐管５０を配置すれば、騒音の低減効果が大きい。
【００２８】
図２の（ａ），（ｂ）は分岐ダクト消音装置１０をポンプ装置の消音に適用した場合における効果を示すグラフであって、横軸は周波数、縦軸は人間の聴覚補正を行って補正した音圧レベル（ＳＰＬ）を示している。
【００２９】
図２の（ａ）は、通常のダクトを介して測定した場合であり、全周波数での合計は７７．８ｄＢＡとなる。図２の（ｂ）は、分岐ダクト消音装置１０を適用して測定した場合であり、全周波数での合計は５２．４ｄＢＡとなる。すなわち、単一の分岐管を設けた場合には、所定の周波数及びその周波数の｛２（ｎ−１）＋１｝倍のもののみが低減されていたが、複数の分岐管を設けた場合には、所定の周波数の倍音系についての音圧レベルも低減できることとなる。したがって、低減効果を増大させることが可能となる。
【００３０】
特に、δ_ｍ＋１＝（１／２）δ_ｍとなる関係で分岐管を設定することで、低減可能な周波数の間を補間させることができ、全体的に均一に低減効果を機能させることが可能となる。
【００３１】
上述したように、主配管２０中を伝播する音波を分岐管に引き込み、主配管と分岐管の合流分で相互の位相が半波長ずれた音波同士を干渉させることで、主配管中を伝播する音圧レベルを低減する。更に、この分岐管を複数設けることで倍長波成分全域に亘って低減効果が得られる。なお、本実施の形態では、位相を例えば半波長ずらして干渉させているが、これを３／２波長や５／３波長ずらして干渉させるようにしても同様の効果を得ることができる。同様に１／４波長の場合には５／４波長、１／８波長の場合には９／８波長ずらすようにしてもよい。
【００３２】
図３は上述した分岐ダクト消音装置１０の第１変形例を示す図である。装置全体のコンパクト化を図るため、分岐管３０〜５０を異なる平面内に配置されるようにした。
【００３３】
図４は上述した分岐ダクト消音装置１０の第２変形例を示す図である。装置全体のコンパクト化を図るため、分岐管３０〜５０を螺旋状に設け、それぞれが主配管２０の延設方向に対して平行な複数の平面を通過するように配置されるようにした。
【００３４】
図５は上述した分岐ダクト消音装置１０の第３変形例を示す図である。装置全体のコンパクト化を図るため、分岐管３０を本配管２０の周囲を囲む螺旋状に設け、主配管２０の延設方向に対して平行な複数の平面を通過するように配置されるようにした。
【００３５】
図６は上述した分岐ダクト消音装置１０の第４変形例を示す図である。本変形例においては、第１分岐管１本であったものを複数の分岐管３０ａ〜３０ｄとし、これらを一組の第１分岐管とし、第２分岐管１本であったものを複数の分岐管４０ａ〜４０ｄとし、これらを一組の第２分岐管とし、第３分岐管１本であったものを複数の分岐管５０ａ〜５０ｄとし、これらを一組の第３分岐管とした。これにより、分岐管を増やすことで、分岐管の径を周囲に分散させることができるとともに、装置全体の収納性を上げることでコンパクト化を図ることができる。
【００３６】
図７は、上述した分岐ダクト消音装置１０の第５変形例を示す図である。本変形例においては、本配管２０の代わりに４つの本配管２０ａ〜２０ｄが設けられている。
【００３７】
本配管２０ａ，２０ｄには、それぞれ第１分岐管３０、第２分岐管４０、第３分岐管５０が設けられている。また、本配管２０ｂ，２０ｃには、それぞれ第４分岐管６０、第５分岐管７０、第６分岐管８０が設けられている。なお、第４分岐管６０は第１分岐管３０と、第５分岐管７０は第２分岐管４０と、第６分岐管８０は第３分岐管５０とそれぞれ同じ長さである。これにより、分岐管を増やすことでより効果的に騒音を低減させることができるとともに、装置全体のコンパクト化を図ることができる。
【００３８】
図８は、本発明の第３の実施の形態に係る分岐ダクト消音装置１００の全体構成を示す模式図である。なお、この図において、図１と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３９】
分岐ダクト消音装置１００は、配管伸張装置１１０を備えている。配管伸張装置１１０は、分岐ダクト消音装置１００が配置された場所の温度を計測する温度計１１１と、この温度計１１１により計測された温度に基づいて適正な配管長を記憶する制御量記憶部１１２と、この制御量記憶部１１２に記憶された制御量に基づいてそれぞれ適正量だけ動作するアクチュエータ１１３〜１１５とを備えている。
【００４０】
アクチュエータ１１３は、第１分岐管３０の第１管部３１及び第３管部３３の長さを伸縮する機能を有している。アクチュエータ１１４は、第２分岐管４０の第１管部４１及び第３管部４３の長さを伸縮する機能を有している。アクチュエータ１１５は、第３分岐管５０の第１管部５１及び第３管部５３の長さを伸縮する機能を有している。
【００４１】
ここで、ｃを音速［ｍ／ｓ］、ｆを周波数［Ｈｚ］とすると、波長λ［ｍ］は、次のように示される。すなわち、
λ＝ｃ／ｆ …（４）
音速ｃは雰囲気温度ｔ［℃］の関数であるから、
ｃ＝３３１．５×√（１＋ｔ／２７３） …（５）
したがって、
λ＝（３３１．５／ｆ）×√（１＋ｔ／２７３） …（６）
ここでλ１は倍波音の１次周波数の波長とすると、この波長λ１の変動に合せてδ１（＝λ１／２）、δ２（＝δ１／２）、δ３（＝δ１／４）を変化させることにより、騒音の低減量を最大にすることが可能となる。
【００４２】
低減量Ｌは以下のように示される。すなわち、
【数２】

ここでｇは１，２，３である。
【００４３】
このように構成された分岐ダクト消音装置１００においては、上述した分岐ダクト消音装置１０と同様の効果を有するとともに、温度変化に伴う波長の変動に応じて分岐管の長さを変化させることができる。このため、温度変化の著しい環境下であっても、位相が半波長だけずれた音波を干渉させることができ、温度変化に関わらず性能を維持できる。
【００４４】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、既存のダクトに分岐管を追加するのみで、流体設計の見直しをする手間を省き、かつ、十分な消音効果が得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る分岐ダクト消音装置の構成を示す模式図。
【図２】同分岐ダクト消音装置による消音効果を比較するグラフ。
【図３】同分岐ダクト消音装置の第１変形例を示す模式図。
【図４】同分岐ダクト消音装置の第２変形例を示す模式図。
【図５】同分岐ダクト消音装置の第３変形例を示す模式図。
【図６】同分岐ダクト消音装置の第４変形例を示す模式図。
【図７】同分岐ダクト消音装置の第５変形例を示す模式図。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る分岐ダクト消音装置の構成を示す模式図。
【符号の説明】
１０，１００…分岐ダクト消音装置、２０…主配管、３０…第１分岐管、４０…第２分岐管、５０…第３分岐管、１００…分岐ダクト消音装置、１１０…配管伸張装置、１１１…温度計、１１２…制御量記憶部、１１３〜１１５…アクチュエータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a branch duct silencer for effectively reducing, for example, noise generated from a noise source, propagated through a ventilation or air distribution duct, and emitted to the outside, and in particular, a fan, a blower, and a compressor. , Transformers and the like suitable for a noise source having a remarkable double-wave component.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, natural noise reduction ducts lined with sound-absorbing materials, expansion-type silencers, active noise control, and the like have been used to muffle ventilation or air distribution ducts of factories, motors, power generation systems, and the like.
[0003]
In addition, it is known that the sound to be reduced can be reduced by providing a branch in the middle of the duct and adding an interference wave having a half-period phase difference to the sound to be reduced (for example, see Patent Document 1). 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-93441 (FIGS. 3 and 6 (2))
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described muffling method has the following problem. That is, in the case of the natural duct noise reduction or the expansion type silencer, when the noise is large, the reduction effect may not be sufficient. In particular, in the case of an inflatable silencer, it is necessary to consider a design in which pressure loss is taken into consideration, and design effort is required. On the other hand, the active noise control has a problem that a load of maintenance and power supply is applied.
[0006]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a branch duct silencer capable of providing a sufficient noise reduction effect while eliminating the need to review the fluid design only by adding a branch pipe to an existing duct.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve the object, a branch duct silencing apparatus and a branch duct silencing method of the present invention are configured as follows.
[0008]
(1) A main pipe disposed between a noise source and a sound reduction target position, and both ends thereof are connected to the main pipe, and branch at a predetermined branch position of the main pipe, and the main pipe is located at a predetermined branch position. A plurality of branch pipes that merge at a merging position located on the outer side, wherein at least one of the plurality of branch pipes has a length of the main pipe from the branch position to the merging position and the branch The difference from the length of the pipe is set so as to be the first length equal to the half wavelength of the sound to be silenced by the noise source, and at least one other of the plurality of branch pipes is the branch pipe. The difference between the length of the main pipe and the length of the branch pipe from the position to the merging position is an integral multiple of (1/2) of the first length.
[0009]
(2) The branch duct silencer described in (1), wherein at least one of the plurality of branch pipes passes through a plurality of planes parallel to an extending direction of the main pipe. It is characterized in that it is formed so that
[0010]
(3) The plurality of branch pipes are respectively arranged in different planes.
[0011]
(4) The branch duct silencer described in (1) above, further comprising an adjusting means for adjusting a length of at least one of the plurality of branch pipes according to a change in the ambient temperature. It is characterized by the following.
[0012]
(5) The branch duct silencer described in (1) above, wherein a long branch pipe among the plurality of branch pipes is provided in the noise source of a short branch pipe.
[0013]
(6) A main pipe disposed between the noise source and the sound reduction target position, and both ends thereof are connected to the main pipe, and branch at a predetermined branch position of the main pipe, and the main pipe is located at a predetermined branch position. A plurality of branch pipes merging at a merging position located on the outer side, wherein the phase of the sound to be reduced is shifted by half a cycle at the merging position via at least one of the plurality of branch pipes. A step of applying a sound wave, and a cycle of an integral multiple of (１／) or more of (音) with respect to the sound to be reduced at the merging position through another at least one branch pipe among the plurality of branch pipes. Applying a sound wave with a shifted phase.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a branch duct silencer 10 according to a first embodiment of the present invention. The branch duct silencer 10 includes a main pipe 20 having one end disposed on the noise source S side and the other end disposed on the sound reduction target position G side which is the outside, and a first pipe 20 having both ends connected to the main pipe 20 respectively. A branch pipe 30, a second branch pipe 40, and a third branch pipe 50 are provided.
[0015]
The first branch pipe 30 includes a first pipe part 31 connected to the position 21 of the main pipe 20, a second pipe part 32 connected to the first pipe part 31, a second pipe part 32, A third pipe portion 33 connected to the position 22 of the pipe 20 is formed in a substantially U-shape.
[0016]
The second branch pipe 40 includes a first pipe part 41 connected to the position 23 of the main pipe 20, a second pipe part 42 connected to the first pipe part 41, and a second pipe part 42 and a main pipe part. And a third pipe portion 43 connected to the position 24 of the pipe 20, and is formed in a substantially U-shape.
[0017]
The third branch pipe 50 includes a first pipe section 51 connected to the position 21 of the main pipe 20, a second pipe section 52 connected to the first pipe section 51, and a second pipe section 52 and a main pipe section. And a third pipe portion 53 connected to the position 26 of the pipe 20 and is formed in a substantially U-shape.
[0018]
Here, the distance between the position 21 and the position 22 is a1, the distance between the position 23 and the position 24 is a2, and the distance between the position 25 and the position 26 is a3. Further, the length of the first branch pipe 30 is b1, the length of the second branch pipe 40 is b2, and the length of the third branch pipe 50 is b3.
[0019]
The main pipe 20 and the first branch pipe 30 are interposed between the position 21 and the position 22, and the difference between the distances is set to δ1. δ1 is set to be (１／) the wavelength of the sound to be reduced. The main pipe 20 and the second branch pipe 40 are interposed between the position 23 and the position 24, and the difference between the distances is δ2. δ2 is set to be (１／) of δ1 or (１／) of the wavelength of the target sound in the first branch pipe 30. The main pipe 20 and the third branch pipe 50 are interposed between the position 25 and the position 26, and the difference between the distances is δ3. δ3 is set to be (（) of δ1 or (１／) of the wavelength of the target sound in the first branch pipe 30.
[0020]
According to the branch duct silencer 10 configured as described above, sound waves from the noise source S are divided into those that propagate in the main pipe 20 and those that propagate in the first branch pipe 30.
[0021]
The phase between the sound wave propagating in the main pipe 20 and the sound wave propagating in the first branch pipe 30 is shifted by a half cycle due to a difference δ1 in the length of the path. For this reason, both sound waves interfere in the position 22, and the sound pressure level of the sound to be reduced is reduced. Here, the sound pressure level reduced in the position 22 is a sound having a frequency {2 (n-1) +1} times the fundamental frequency (f1) of the sound to be reduced.
[0022]
Next, the sound waves that have reached the position 23 are divided into those that propagate in the main pipe 20 and those that propagate in the second branch pipe 40. The phase of the sound wave propagating in the main pipe 20 and the sound wave propagating in the second branch pipe 40 are shifted by (１／) cycle due to the difference δ2 in the length of the path. For this reason, both sound waves interfere in the position 24, and the sound pressure level of an overtone of the sound to be reduced, ie, an odd multiple frequency of the fundamental wave having a double frequency (ie, 2, 6, 10, 14,...) Is reduced. Here, the sound pressure level reduced in the position 24 is a sound having a frequency {4 (n-1) +2} times the fundamental frequency (f1) of the sound to be reduced.
[0023]
Furthermore, the sound waves that have reached the position 25 are divided into those that propagate in the main pipe 20 and those that propagate in the third branch pipe 50. The phase of the sound wave propagating in the main pipe 20 and the sound wave propagating in the third branch pipe 50 are shifted by (１／) cycle due to the difference δ3 in the length of the path. For this reason, both sound waves interfere with each other in the position 26, and the sound pressure of the fourth harmonic of the sound to be reduced, that is, the odd-numbered frequency (ie, 4, 12, 20, 28,...) Of the fundamental wave having the frequency of 4 times. The level is reduced. Here, the sound pressure level reduced in the position 26 is a sound having a frequency {8 (n-1) +4} times the frequency of the sound to be reduced.
[0024]
Next, the arrangement order of the first branch pipe 30, the second branch pipe 40, and the third branch pipe 50 will be described. That is, the first branch pipe 30 is arranged closer to the noise source S, the second branch pipe 40 is arranged next, and finally the third branch pipe 50 is arranged farther from the noise source S. The difference between the lengths of the paths of the first branch pipe 30, the second branch pipe 40, and the third branch pipe 50 with respect to the main pipe 20 is δ1, δ2, and δ3, respectively, and has the following relationship.
[0025]
δ1 = δ2 × 2 = δ3 × 4 (1)
Therefore,
δ1>δ2> δ3 (2)
On the other hand, when the frequency is high, the transmission loss is high, so that it is difficult to transmit through the duct.
[0026]
If the areal density is m (= t × ρ _p ), the plate thickness is t, the mass density of the plate is ρ _p , the sound velocity is c, the mass density of the medium is ρ, and the angular frequency is ω, the transmission loss T is As shown. That is,
(Equation 1)

[0027]
Accordingly, since the low-pitched sound can be prevented from being dissipated by propagating through the main pipe 20 and the like if the low-pitched sound is reduced on the side closer to the noise source S of the branch duct silencer 10, the first branch is reduced in the order described above. If the pipe 30, the second branch pipe 40, and the third branch pipe 50 are arranged, the effect of reducing noise is great.
[0028]
FIGS. 2A and 2B are graphs showing the effect when the branch duct silencer 10 is applied to silencing of a pump device, wherein the horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents human auditory correction. The sound pressure level (SPL) is shown.
[0029]
FIG. 2A shows a case where the measurement is performed through a normal duct, and the total at all frequencies is 77.8 dBA. FIG. 2B shows a case where the measurement is performed by using the branch duct silencer 10, and the total at all frequencies is 52.4 dBA. In other words, when a single branch pipe is provided, only a predetermined frequency and that of {2 (n-1) +1} times that frequency are reduced, but when a plurality of branch pipes are provided, Means that the sound pressure level of a harmonic system of a predetermined frequency can also be reduced. Therefore, it is possible to increase the reduction effect.
[0030]
In particular, by setting the branch pipe in such a relationship that δ _{m + 1} = (１／) δ _m , it is possible to interpolate between frequencies that can be reduced, and to achieve a uniform reduction effect as a whole. It becomes.
[0031]
As described above, the sound wave propagating in the main pipe 20 is drawn into the branch pipe, and the sound waves whose phases are shifted by a half wavelength from each other at the confluence of the main pipe and the branch pipe interfere with each other to propagate through the main pipe. Reduce sound pressure level. Further, by providing a plurality of branch pipes, a reduction effect can be obtained over the entire region of the double-wave component. In the present embodiment, the phase is shifted by, for example, a half wavelength to cause interference, but the same effect can be obtained by shifting the phase by 3/2 wavelength or 5/3 wavelength. Similarly, the wavelength may be shifted by 5/4 wavelength in the case of 1/4 wavelength and 9/8 wavelength in the case of 1/8 wavelength.
[0032]
FIG. 3 is a diagram showing a first modified example of the above-described branch duct silencer 10. In order to reduce the size of the entire apparatus, the branch pipes 30 to 50 are arranged in different planes.
[0033]
FIG. 4 is a diagram showing a second modified example of the above-described branch duct silencer 10. In order to make the entire apparatus compact, the branch pipes 30 to 50 are provided in a spiral shape, and each of the branch pipes is arranged so as to pass through a plurality of planes parallel to the extending direction of the main pipe 20.
[0034]
FIG. 5 is a view showing a third modification of the above-described branch duct silencer 10. In order to reduce the size of the entire apparatus, the branch pipe 30 is provided in a spiral shape surrounding the periphery of the main pipe 20, and is arranged so as to pass through a plurality of planes parallel to the extending direction of the main pipe 20. did.
[0035]
FIG. 6 is a diagram showing a fourth modified example of the above-described branch duct silencer 10. In the present modified example, a single first branch pipe is replaced with a plurality of branch pipes 30a to 30d, these are set as a first branch pipe, and a single second branch pipe is replaced with a plurality of branch pipes. The branch pipes 40a to 40d were used as a set of second branch pipes, and the single third branch pipe was replaced with a plurality of branch pipes 50a to 50d, which were used as a set of third branch pipes. Thereby, by increasing the number of branch pipes, the diameter of the branch pipes can be dispersed around the circumference, and downsizing can be achieved by increasing the storage capacity of the entire apparatus.
[0036]
FIG. 7 is a diagram illustrating a fifth modification of the branch duct silencer 10 described above. In this modification, four main pipes 20a to 20d are provided instead of the main pipe 20.
[0037]
The main pipes 20a and 20d are provided with a first branch pipe 30, a second branch pipe 40, and a third branch pipe 50, respectively. The main pipes 20b and 20c are provided with a fourth branch pipe 60, a fifth branch pipe 70, and a sixth branch pipe 80, respectively. The fourth branch 60 has the same length as the first branch 30, the fifth branch 70 has the same length as the second branch 40, and the sixth branch 80 has the same length as the third branch 50. Thus, noise can be more effectively reduced by increasing the number of branch pipes, and the entire apparatus can be made more compact.
[0038]
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of a branch duct silencer 100 according to the third embodiment of the present invention. In this figure, the same functional parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0039]
The branch duct silencer 100 includes a pipe stretching device 110. The pipe extending device 110 includes a thermometer 111 that measures the temperature of the place where the branch duct silencer 100 is disposed, and a control amount storage unit 112 that stores an appropriate pipe length based on the temperature measured by the thermometer 111. And actuators 113 to 115 that operate by an appropriate amount based on the control amount stored in the control amount storage unit 112.
[0040]
The actuator 113 has a function of expanding and contracting the lengths of the first pipe part 31 and the third pipe part 33 of the first branch pipe 30. The actuator 114 has a function of expanding and contracting the lengths of the first pipe part 41 and the third pipe part 43 of the second branch pipe 40. The actuator 115 has a function of expanding and contracting the lengths of the first pipe part 51 and the third pipe part 53 of the third branch pipe 50.
[0041]
Here, assuming that c is a sound speed [m / s] and f is a frequency [Hz], the wavelength λ [m] is expressed as follows. That is,
λ = c / f (4)
Since the sound speed c is a function of the ambient temperature t [° C.],
c = 331.5 × √ (1 + t / 273) (5)
Therefore,
λ = (331.5 / f) × √ (1 + t / 273) (6)
Here, assuming that λ1 is the wavelength of the primary frequency of the harmonic sound, δ1 (= λ1 / 2), δ2 (= δ1 / 2), and δ3 (= δ1 / 4) are changed according to the fluctuation of the wavelength λ1. This makes it possible to maximize the amount of noise reduction.
[0042]
The reduction amount L is shown as follows. That is,
(Equation 2)

Here, g is 1, 2, and 3.
[0043]
In the branch duct silencer 100 configured as described above, the same effect as the branch duct silencer 10 described above can be obtained, and the length of the branch pipe can be changed in accordance with a wavelength change due to a temperature change. . For this reason, even in an environment where the temperature change is remarkable, a sound wave whose phase is shifted by a half wavelength can be made to interfere, and the performance can be maintained regardless of the temperature change.
[0044]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0045]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, only by adding a branch pipe to an existing duct, the trouble of reviewing a fluid design can be omitted and a sufficient noise reduction effect can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a branch duct silencer according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph comparing the noise reduction effect of the branch duct noise reduction device.
FIG. 3 is a schematic view showing a first modification of the branch duct silencer.
FIG. 4 is a schematic view showing a second modification of the branch duct silencer.
FIG. 5 is a schematic view showing a third modified example of the branch duct silencer.
FIG. 6 is a schematic view showing a fourth modified example of the branch duct silencer.
FIG. 7 is a schematic view showing a fifth modification of the branch duct silencer.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a configuration of a branch duct silencer according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10, 100: branch duct muffler, 20: main pipe, 30: first branch pipe, 40: second branch pipe, 50: third branch pipe, 100: branch duct muffler, 110: pipe extension device, 111 ... Thermometer, 112: control amount storage unit, 113 to 115: actuator

Claims

A main pipe arranged between the noise source and the sound reduction target position,
With both ends connected to the main pipe, branching at a predetermined branch position of the main pipe, and a plurality of branch pipes that merge at a merging position located outside the branch position,
At least one branch pipe of the plurality of branch pipes has a difference between a length of the main pipe from the branch position to the merging position and a length of the branch pipe, which is a half wavelength of a sound to be silenced by the noise source. Is set to be the same first length as
Among the plurality of branch pipes, at least one other branch pipe has a difference between a length of the main pipe from the branch position to the junction position and a length of the branch pipe, which is different from the first length. A branch duct muffler characterized by being an integral multiple of (１／).

2. The branch according to claim 1, wherein at least one branch pipe of the plurality of branch pipes is formed so as to pass through a plurality of planes parallel to a direction in which the main pipe extends. 3. Duct silencer.

2. The muffler according to claim 1, wherein the plurality of branch pipes are arranged in different planes.

2. The branch duct muffler according to claim 1, further comprising an adjusting unit that adjusts the length of at least one of the plurality of branch pipes according to a change in the ambient temperature.

The branch duct muffler according to claim 1, wherein a long branch pipe among the plurality of branch pipes is provided in the noise source of the short branch pipe.

A main pipe arranged between the noise source and the sound reduction target position,
With both ends connected to the main pipe, branching at a predetermined branch position of the main pipe, and a plurality of branch pipes that merge at a merging position located outside the branch position,
A step of applying a sound wave whose phase is shifted by a half cycle with the sound to be sound-reduced at the merging position through at least one branch pipe among the plurality of branch pipes;
A sound wave whose phase is shifted by a period of an integral multiple of (1/2) or more to the sound to be reduced at the merging position through another at least one branch pipe among the plurality of branch pipes. Adding a branching step.