JP2012500416A - 騒音を低減された装置および騒音低減のための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の課題は、音放射、そのうちでも特に曲げ振動をする板領域による音放射を低減するための、比較的簡単に低コストで実行可能な可能性を提供することにある。
【解決手段】 装置９は、少なくとも１つの減衰させられるべき領域６、特に壁領域を有し、この領域が少なくとも部分的に、少なくとも１つの真空パネル１１によって覆われている。騒音低減方法においては、真空パネル１１とハウジング１，２との間に、負圧下におかれる空洞が形成され、その負圧によって真空パネル１１が減衰させられるべき領域６に吸着される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、音を減衰させられるべき少なくとも１つの領域を備えた装置および騒音低減のための方法に関する。

機械装置または電気装置における平板構造は、直接的または間接的な振動励起（力作用、音伝導）によって、曲げ振動を起こさせられる。曲げ振動は、特に固有振動励起時に、著しい表面振動、およびそれによる望ましくない音放射を伴う。静的および／または動的な負担耐力を高めるために、このような平板構造は、しばしばリブまたは波形構造体によって、補強されている。補強されていない板においては、振動極大（振動の腹）が発生する板領域に、これらの補強要素が配置されるならば、それに伴う曲げ剛性の局部的な増大が、振動振幅および音放射の著しい局部的な低減および板構造全体の変更された固有振動特性を生じさせる。補強された板構造では、曲げ撓みおよび音放射の極大は、補強間の個々の部分板領域の中央に局在する。

補強されていないまたは補強された薄壁の板構造は、振動性のある系である。板内部における慣性力が、縦波、疎密波、せん断波、および曲げ波をもたらす。薄壁の（平面に対して垂直方向における板の広がりがその平面内における広がりよりも著しく小さい）板構造の場合、および／または、板表面に対して垂直方向の振動励起の場合には、音放射にとって重要な曲げ波が、専ら発生する。減衰されるべき板構造の曲げ振動に特徴的であるのは、位置および時間に依存した、振幅（撓み）ならびに振動速度である。それによって、曲げ振動する板を取り巻く流体（気体または液体）が縦振動を励起させられて、それらの縦振動が、音響周波数領域における望ましくない音として知覚される。音放射度は、主として振動面積の大きさ、表面に対して法線方向の振動速度、ならびに振動振幅および振動位相の空間的分布に依存する。

従来、騒音放射の低減は、受動的または能動的な措置によって実現されていた。受動的な措置としては、次の（１）〜（４）が知られている。

（１）例えば、固有振動モードの励起を避けるために、周波数シフトのための追加質量を取り付けることによって、または補強要素（リブ、波形構造体、二重壁、サンドイッチ構造）を配設することによって、曲げ振動する板構造（例えば容器構造）を、変調させる。この措置は、全体質量の著しい増加および表面の美しさに対して好ましくない影響を与えるという欠点を有する。

（２）振動する板／容器構造をハウジングに収容する。これは、高いコストおよび高い占有スペースという欠点を有する。その上、音に効果的な完全なハウジングが可能でないことが、しばしばである（引込み管、通路開口）。さらには、必要な廃熱移送の必要性が、しばしば完全なハウジングを妨げる。

（３）例えば、多孔性の吸音材や、遮音ウール材や、強減衰層と音反射層とを備えたサンドイッチ構造体のような、高い音響減衰作用を有する遮音板を取り付ける。これは、板振動における剛性および質量によって決まる周波数領域における遮音効果が少ないことが欠点である。

（４）振動を起こさせる力を低減することによって（例えば、変圧器における磁気誘導の低減によって）、あるいは、機械出力もしくは伝送出力を低減することによって、振動源の強さまたは振動源の音導入を減少せしめる。しかし、これは非常に高コストであり、顧客利益を著しく損なう解決策である。

能動的な措置としては、次の（５）および（６）が知られている。

（５）振動する板に対して、圧電式、電磁式または磁気ひずみ式のアクチュエータで制御された力を印加することによって、能動的に振動を消去する。

（６）逆位相音によって能動的に消音する。

多重化ガラス窓を通した音波伝播および音伝達ならびに動的相互作用経過に関する、ＦＥＭ／ＲＥＭ計算モデルは、公知である（例えば、非特許文献１参照）。この場合には、周辺空気の音圧変化によって曲げ振動をさせられるキルヒホッフ板としてモデル化される窓板が、ＦＥＭによって、気体を満たされた板間空間および建物の空気を満たされた閉鎖空間と同様に取り扱われる。その際、音が伝播媒体を必要とすることが利用される。空洞内の気圧の減少に伴って、空気の密度が変化する。それに基づいて、
ｃ＝（κｐ／ρ）^1/2
なる音速の変化が見込まれる。但し、ρは気体密度、ｐは気圧、κは等エントロピー係数である。等エントロピー係数は温度および気圧の関数であるが、理想気体の簡単化された仮定では、圧力依存性は無視できる。従って、空洞の空気充填における気圧変化は、気体密度の変化だけの結果となる。音の速さは、空気中における損失のない音伝播の仮定では、変化しない。音伝達もまた、媒体の音響インピーダンスの比に依存する。防音窓は、ガラス板の幾何学的寸法、材料特性ならびに負圧下に置かれる空洞内の気体の音特性（圧縮モジュール、密度およびそれから結果として生じる音速）に依存して、周波数依存性の遮音範囲を有する。標準条件下の空気を満たした空洞と、負圧条件を有する空洞とは、遮音曲線の典型的な分布は、原理的には等しいが、しかし遮音レベルは著しく相違する。特に、空洞内の低い圧力は、ガラス板間の結合を減らす。複合ガラスの使用も記載されており、それによって音伝達のさらなる低減がもたらされる。特に、付加的な吸音材の減衰特性が、遮音曲線の非常に滑らかな周波数分布を生じさせる。即ち、特定周波数における強い遮音崩壊が減少させられる。このような複合金属板の減衰作用は、中間層が曲げ振動の際に脈動変形を強制され、それによって、そこで内部摩擦により振動エネルギが吸収されることに、その本質がある（例えば、非特許文献２参照）。

単純隔壁の遮音は、経験的に定められたバーガーの質量法則によれば、
Ｒ（θ）＝１０ｌｏｇ［１＋｛（ω・ｍ”／２ρ₀・ｃ₀）ｃｏｓθ｝²］ｄＢ
である。但し、ｍ”は板の単位面積質量、ω＝２πｆは板の法線に対して角度θで入射する音波の角振動数である（例えば、非特許文献３参照）。

S.Langer著、学術論文「Scalltransmission durch Isolierverglasung」、２００１年・於ブラウンシュヴァイク発行「Braunschweiger Schriften zur Mechanik Nr.41」掲載 C.Filthauｔ著、「Schwingungsdaempfung mittels Verbundblechen aus Stahl und Kunststoff」、１９９９年・於エッセン発行「Haus der Technik (Veranst.)」掲載 A.Meier著、学術論文「Die Bedeutung des Verlustfaktors bei der Bestimmung der Schalldaemmung im Pruefstand」、２０００年・於アーヘン、シャケル発行

本発明の課題は、音放射、なかでも特に曲げ振動をする板領域による音放射を低減するための、比較的簡単に低コストで実行可能な可能性を提供することにある。

この課題は、それぞれ独立の請求項による装置および方法によって解決される。有利な実施形態は、特に従属請求項から得られる。

本装置は、少なくとも部分的に、少なくとも１つの真空パネルによって覆われている、少なくとも１つの減衰させられるべき領域を有する。その際に、真空パネルによる覆いの性質に基づいて、減衰させられるべき領域と真空パネルとの間に負圧下におかれ得る少なくとも１つの空洞が生じるように、この真空パネルは、減衰させられるべき領域から隔てられている。このために、その空洞は、場合によっては他の空洞を介して、通常運転時に負圧を作り出して維持する負圧もしくは真空手段、例えば真空ポンプに接続されている。

通常制御運転時に負圧下に置かれる空洞を設けることによって、そのハウジングと真空パネルとの間の空洞による音伝達低減のみに基づく音放射低減による騒音放射が、効果的に達成される。というのは、真空によって空洞内密度が低減されると、音響インピーダンスが減少し、音伝導が固体−真空の両移行部において効果的に低減されるからである。真空パネルを装備していない領域に比べて、周囲に放射する真空パネル表面の表面振動速度の低減、従って固体音量および放射度の低減が、もたらされる。

装置と真空パネルとの間における、その間の機械的接触を介する振動伝達を、小さく保つために、装置の振動の少ない領域に、少なくとも１つの真空パネルが固定されているとよい。振動の少ない領域とは、他の領域に比べて僅かでしかない振動振幅（極大振幅の２０％、好ましくは１０％よりも大きくない振動振幅）が支配的である領域、特に、局部的な振動極小領域であると理解される。取付けは、ほぼ点状および／または線状に行なわれるとよい。

さらに、少なくとも１つの真空パネルが、通常運転時に、空洞内の負圧によって装置に固定されているようにすることが好ましい。それによって、装置からパネルへの固体音の伝達が、特に永続的にしっかり固定した固体的結合よりも、減衰される。

十分な真空強度のため、ならびにハウジングと真空パネルとの間の振動を遮断するために、この真空パネルは、弾性プラスチックシール材を介して、ハウジング上に取り付けられることが好ましい。このプラスチックシール材がＯリングの形で存在することが、特に好ましい。真空強度の増大のためには、シリコーン封止されたプラスチックシール材が好ましい。

少なくとも１つの真空パネルによって覆われた領域、もしくは空洞によって区切られた領域が、少なくとも部分的に板状および／または皿状に構成されており、かつ、さらに望ましくは、補強要素によって補強されていない装置も好ましい。一般的には、減衰させられる領域が、補強要素（リブ、波形など）を有してもよいし、なしで済ませられていてもよい。換言するならば、真空パネルが複数の補強要素を覆ってもよいし、もしくは複数の補強要素が１つの空洞によって区切られてもよい。

さらには、減衰させられるべき領域が、装置の壁、特に外壁を有するのが好ましい。

少なくとも１つの真空パネルが、少なくとも部分的に、少なくとも１つの補強要素の近くに、特に減衰させられるべき領域と境を接する補強要素の近くに取り付けられている。いずれにせよ、装置の十分な剛性を達成するために、複数の補強要素（例えば、リブまたは波形構造体）が設けられている場合が多いが、その周辺では、発生する振動振幅が小さいことから、そこに真空パネルを取り付けるのが、構造的な超過費用が僅かだけですむので、有利である。以下において、覆われた板状の壁領域に基づいて、この装置を説明するが、明確に異なった表現で記載しない限り、その板状の壁領域とは、平らな薄い領域でもあり、曲げられた薄い領域（皿状領域）でもあると、読み取るべきである。

負圧喪失時における真空パネルの脱落を回避するためには、真空パネルの少なくとも１つと装置との間の負圧の不足時に、真空パネルの少なくとも１つを機械的に固定するための、少なくとも１つの負圧低下時防御手段を、さらに有する装置が好ましい。これは、例えば、装置の反対側の面において真空パネル上に達する、簡単な突出部であってよい。通常運転の開始時に、真空パネルを装置に押しつけなくてもよくするために、真空パネルの吸着のための十分な気密の空洞が形成されるように、その真空パネルは、１つまたは複数の負圧低下防御手段によって、装置に保持されるのが好ましい。

さらなる騒音遮断のために、装置と少なくとも１つの真空パネルとの間の、少なくとも１つの空洞が、少なくとも部分的に、少なくとも１つの吸音材、例えば吸音ウール材および／または多孔性の吸音材で充填されているとよい。

またさらなる騒音遮断のために、真空パネルが多層に構成されているとよい（複合パネル）。

例えば、真空パネルが単純に２層に構成されており、１つのパネル層が吸音層、特に減衰プラスチック層として構成されていてもよい。他のパネル層（「支持体層」）は、特に機械的特性（振動特性、強度など）を決定し、金属（鋼、アルミニウム、それらの合金など）、プラスチック、セラミックスまたはそれらの複合体の上に構成されているのが有利である。

しかし、真空パネルが１つの支持体層を有し、その支持体層の両側に、それぞれ１つの吸音体層、特に減衰プラスチック層が形成されていてもよく、これは３層の複合板をもたらす。

さらに、真空パネルが、中間に挿入された吸音体層、特にプラスチック層、とりわけ粘弾性プラスチックを備えた、少なくとも２つの（特に金属の）支持体層を有するとよい。

吸音体層の使用によって、音伝達のさらなる低下がもたらされる。特に、付加的な吸音材料の減衰特性が、遮音曲線の著しく滑らかな周波数特性を生じせしめる、即ち、特定周波数における遮音崩壊を低減せしめることができる。

しかし、代替または追加として、真空パネルの少なくとも２つの層の間に、少なくとも通常運転時に負圧下に置かれる空洞が存在するとよい。

これらの複合体装置は全て、層数が３よりも大きい多層に一般化することができる。

装置、特に装置の壁の外側、内側、または両側（内側および外側）に、真空パネルを配置することができる。

真空パネル（振動性の固定および真空シールを含む）は、減衰させられるべき周波数範囲において支配的である固有振動モードもしくは共振周波数を形成しないように、設計されているとよい。

真空パネル（防音パネル）の厚さと、減衰させられるべき領域に対する真空パネルの間隔とが、減衰させられるべき領域との接触を招く真空パネルの曲がりを回避されるように設計されているのも、好ましいことである。

さらに、遮音のためには、真空パネルの単位面積質量が、減衰させられるべき領域、特に壁領域、とりわけ板状の領域の単位面積質量よりも、遥かに小さいことが好ましい。

装置がハウジングとして構成されているとよい。

このハウジングが、電気機器、特に変圧器、なかでも特に油入変圧器を収容すべく、またはモータ、例えば発電機を収容すべく、構成されているとよい。

騒音低減方法においては、真空パネルと減衰させられるべき領域との間に、負圧下におかれる空洞が形成されるべく、負圧によって真空パネルが減衰させられるべき領域に吸着される。

励起および放射のメカニズムを考慮して、特に、補強された板構造を、力案内補強部（リブ／ブリッジ、波形構造体など）と、音技術的に遮断される外装パネルとに分けることによって、著しい騒音低減を得ることができる。

模範的に選ばれた振動振幅分布を有するハウジングを示す斜視図である。 図１Ａの選ばれたハウジング部分の他の有り得る共振の振動振幅分布を示す２つの部分図である。 固定の真空パネルを有する図１Ａのハウジングの一部を示す側面断面図である。 図２の一部を示す平面図である。 負圧喪失時保持具の一実施形態を有する真空パネルの縁部領域における、図２の装置の拡大された一部を示す側面断面図である。 負圧喪失時保持具の、他の実施形態を有する真空パネルの縁部領域における、図２の装置の拡大された一部を示す側面断面図である。 真空パネルの一実施形態を有する真空パネルの縁部領域における、図２の装置の拡大された一部を示す側面断面図である。 真空パネルの他の実施形態を有する真空パネルの縁部領域における、図２の装置の拡大された一部を示す側面断面図である。 真空パネルの、他の可能な実施形態を示す側面断面図である。

以下において、単に視覚的な補助のみのために、装置がハウジングとして構成されている実施例に基づいて、その図を参照しながら、本発明をさらに詳細に説明する。図においては分かり易さのために、同じまたは同じ作用をする要素には、同じ符号が付されている。

図１Ａは、ここには図示されていない油入変圧器、およびこれに付随して、その油充填物を収容するための上部開放状態のハウジング１を示す。この開放状態のハウジング１は、５つの真っ直ぐな壁を有し、これらの壁のうち、ここでは２つの側壁２が外側から見えていて、他の２つの側壁３が内側から見えている。壁２，３はそれぞれ１つの板状の基本形を有し、即ちそれらの壁は、それらの平らな広がりに比べて僅かな厚さを有する。壁２，３の外面には、それらの安定化のために外側に向いた複数の複数の補強リブ４が取り付けられている。従って、壁２，３は、それぞれリブ補強された曲げ振動をする板と見做すことができる。変圧器が中に入れられた際には、開いた上面５は、同様に補強リブを有し得る蓋（示されていない）により閉鎖される。補強リブ４によって各側壁２，３は機械的に強化され、それによって変圧器による振動励起に対してリブ４の近傍において振動のより少ない応答をする。換言するならば、領域６は、補強リブ４およびそれらの近辺において、ハウジング１の振動の少ない領域を提供する。従って、比較的高い振動振幅は、補強リブ４の横における補強されていない板状の（部分）領域６において形成される。その際に、これらの振動しやすい領域６が、補強リブ４またはこれらに近傍の振動の少ない領域よりも、全面的に高い振動振幅を有するとは限らない。むしろ、補強されていない領域６においても振動励起の様式によっては定常的な振動節が生じ得る。これらの定常的な振動節は、補強リブ４からかなり離れた距離においても振動の少ない領域を生じさせる。縁部なども振動の少ない領域を生じさせ得る。

さらに、ハウジング１の１つの側壁２における補強されていない領域６が、破線で例示されている。この領域６は部分的に補強リブ４によって取り囲まれているが、この領域自体はそのような補強リブを持っていない。この破線で書き込まれた領域６内には、ここに専ら例示的に、等高線に基づいて、変圧器にとって典型的な振動励起下での振動振幅の強さが示されている。この破線で示された領域６内には２つの局部的な振動振幅極大Ａｍａｘが生じるが、それらの極大は同じ強さとは限らない。それらの間において振動振幅が低下し、両振幅極大Ａｍａｘの間のほぼ中央において、相対的な振幅極小Ａｍｉｎの振動の少ない領域に到達する。

図１Ｂは、それぞれ異なる振動励起によって生じさせられる２つの他の有り得る振動振幅分布を有する図１Ａに破線で書き込まれた領域６を例示的に示す。左側の部分図では、側壁２の図示の領域６において、１つの振動振幅極大Ａｍａｘだけが形成され、振動パターンは、この領域上に唯一の振動腹の形で分布している。

しかし、右側の部分図に示されているように、この領域上に多数の、ここでは３つの振動極大Ａｍａｘが発生し得る振動励起状態も有り得る。従って、図１Ａに示された例と同様に、補強リブまたはその他の波形構造物などの如き補強要素が配設されていなくても、それらの振動極大の間に局部的な振動極小Ａｍｉｎを有する比較的振動の少ない領域が発生し得る。

ハウジング壁の振動によって、非常に煩わしく感じられる音が周辺に放射される。この音放射は、以下に詳細に説明するように、ハウジングもしくはハウジング壁に真空パネルを取り付けることによって低減される。高い音減衰を達成するためには、真空パネル自体が振動を励起させられることを防止しなければならない。図１Ａに破線で書き込まれさらに図１Ｂに示された領域６における１つ以上の真空パネルの取り付けは、振動の少ない領域において行なわなければならない。そのために図１Ａおよび１Ｂに示された各ケースでは、破線で書き込まれた着座線７によって示されているように、１つの真空パネルが特に領域６の外側縁部に取り付けられる。この場合には、１つの真空パネルが、振動励起に応じて１つまたは複数の強く振動する（それぞれ１つの局部的な振動極大を有する）部分領域を覆う。図１Ａと図１Ｂ右側とに示されたケースにおいては、真空パネルの固定もしくは支持（支持個所）８が、振動の少ない（それぞれ局部的な振動極小を有する）部分領域においても実現されるとよい。しかし、代りに、その真空パネルが、少なくとも部分的に補強要素で支持されていてもよい。

真空パネル１１の支持は、一般には、例えばリブまたは波形構造体で補強された領域の横において、または補強構造同士の間にあるハウジング板領域であって、支配的固有振動モードの節線領域内における振動を低減されるべきハウジング板領域において、その周囲を取り囲む密封Ｏリングによって、行なわれるとよい。この場合、必要な点状または線状の支持個所が、付加的に配置されているとよい。

図２は、図１Ａのハウジング１の垂直方向の（ｚ軸に沿った）側壁２の一部分を示し、この部分は横方向において２つの補強リブ４によって仕切られていて、それらの補強リブの間の中央にもう１つの補強リブ４が存在する。側壁２は、補強リブ４間においてハウジング１の内部空間９内の高い圧力負荷を受け入れるべく、僅かに内に向けて（ｘ軸と反対向きに）湾曲させられている。ハウジング１内に収容される変圧器、特に内部空間が油で満たされている油入変圧器の運転時には、油によって伝達される変圧器騒音に基づいて側壁２が振動する。図１Ａおよび図１Ｂに示されているように、補強リブ４またはその近傍における壁２は振動が比較的少ない。強い振動は、例示的にＡ１を付した二重矢印によって示されているように、むしろ補強リブ４によって区切られた板状の壁領域６において発生する。音発生を決定する振動は、板状の壁領域６の表面に対して垂直な方向、もしくは当該壁領域の平面法線に対してほぼ平行な方向にある。補強要素を備えていない図示の２つの板状の領域６は、それぞれ板状の真空パネル１１により覆われている。

板状の真空パネル１１自体は振動性の系であり、この系の固有振動数は、幾何学的形状（厚さ、長さ、幅）、物理学的特性（Ｅモジュール、密度）、取付け状況によって決まり、さらには片側の圧力負荷の場合にその結果として生じる力−周縁条件によって決まる。真空パネル１１の振動特性は、例えばキルヒホッフの板理論またはティモシェンコ−ミンドリンによる曲げ波方程式により規定される。真空パネル１１は、減衰させるべき周波数領域において支配的な固有振動モードもしくは共振周波数が存在しないように設計されている。さらに、真空パネル１１の厚さは次のように選定されている。即ち、領域寸法および曲げ剛性に依存する差圧（周囲圧力−空洞１３内の負圧）によって、その下にある板構造６への接触を招く真空パネル１１のたわみが回避されるように選定されている。

また、音の遮断のための真空パネル１１の単位面積質量は、減衰させられるべき板構造２，６の単位面積質量よりも、遥かに小さい。

各真空パネル１１は、負圧に対して密封する縁シール材１２を介して、補強リブ４の間にある領域６の上に取り付けられていて、各補強リブ４に対する僅かのすき間を残して当該領域６を覆っている。縁シール材１２は、同時に、板６と遮音パネル１１との間のスペーサとして役立つ。

真空パネル１１、ハウジング壁２および周りを一周する縁面のシール材１２によって、真空パネル１１とハウジング壁２との間に空洞もしくは中間空間１３が作り出される。空洞１３は、それぞれ排気管１４を介してできるだけ騒音の少ない真空ポンプ１５に接続されている。真空ポンプ１５は、負圧下におかれる空洞１３に原則的に直列または並列に接続されている。定常運転時に真空ポンプ１５は漏れ率損失を補償するだけでよい。従って、真空ポンプ１５の小型化された設計を行なうことができる。圧力制御によって圧力制御範囲内の十分な負圧が保証される場合には、真空ポンプ１５の連続運転は不可欠ではない。

真空ポンプ１５の運転時に、空洞１３内に生じる負圧によって、矢印によって示されているように、真空パネル１１が力Ｆ_Aによりハウジング壁２もしくは板状の領域６に吸引され、もしくは引き寄せられる。この負圧は、押圧力Ｆ_Aが、真空パネル１１の水平方向または垂直方向の位置に応じて、この位置を、あらゆる静的な力（例えば、重力）および（あらゆる運転条件下での）動的な力に抗して、前もって位置決めされた位置に確実に保つように設計されている。それゆえ、そのように空洞１３内において生じる負圧は、一方ではハウジング壁２，６への真空パネル１１の確実な取付けのためであり、他方では板状領域６からの空洞１３を通した音伝達のゆえに真空パネル１１の少ない振動励起に基づいて騒音低減を生じさせる。換言するならば、空洞１３内の低い圧力が、振動する板６と真空パネル１１との間の結合を減らして遮音作用を改善する。

ハウジング２，６との固定部１６を介して伝達される固体音に起因する真空パネル１１の振動励起が少ないことによって、振動減衰作用がさらに効果的になる。なぜならば、真空シール材１２は比較的柔軟であり、さらに真空パネル１１恒久的に固定されているわけではないからである。むしろ、負圧の不足または喪失時には、真空パネル１１は、他の措置がなければ、ハウジング２，６から離れる。

負圧の意図したまたは意図しない喪失時に、真空パネル１１がハウジング２，６から脱落するのを防ぐために、ここでは、例えば点状の負圧喪失時保持具１６および線状の負圧喪失時保持具１７が示されていて、これらは負圧喪失時に真空パネル１１を受け止める。この場合に真空状態にある通常運転時において、構造的に保持具の位置および幾何学的形状によって、保持具を介して真空パネルへの言うに足るほどの振動伝達は起きないことが保証される。負圧喪失時に、真空パネルおよび空洞装置自体の吸音特性による残留遮音作用は残されている。

さらに、空洞１３内に負圧を新たに発生させる際に、真空パネル１１を個別に再度ハウジングに押圧する必要がなく、自動的に再びハウジング２に引き寄せられるようにするために、負圧喪失時保持具１６，１７は、これらが真空パネル１１を軽くハウジング１，６に押し当てるように、調整されて配置されている。それによってシール材１２が十分に密接保持される。

負圧下におかれる空洞１３は、付加的に吸音材、例えば吸音ウールおよび／または多孔性吸音材を装備されているとよい（図示されていない）。

代替実施形態において、例えば複数の異なる空洞１３が流体的に接続されているとよく、それによって、各空洞１３は１つの真空ポンプ１５に対して専用の接続を有する必要がない。

全体として、真空パネル１１には、二重矢印Ａ２によって示されているように、その下にある被減衰領域におけるよりも遥かに少ない振動が生じる。

図３は、各真空パネル１１もしくは空洞１３によって覆われた２つのハウジング領域６を平面図で示す。これらのハウジング領域６は、側面を直線的なリブ４によって仕切られている。平面図において、真空パネル１１は丸みを付けた角を備えた矩形の基本形状を有する。密封縁Ｏリングの形で存在する、ここでは長さが破線で示された負圧シール材１２が縁近くにあって、真空パネル１１の縁の形に沿って周回している。右側の真空パネル１１については、例示的に２種類の負圧喪失時保持具、即ち、既に図２において説明した「点状の」負圧喪失時保持具１６と「線状の」負圧喪失時保持具１７とが示されている。

図４Ａは、補強リブ４の領域における、図２に類似した描図にて負圧喪失時保持具１６または１７を示す。負圧喪失時保持具１６，１７は、一実施形態では、補強リブ４から側方に出て真空パネル１１の上方に突き出た金属製の突出部１８を有する。弾性プラスチック部材（ストッパ）１９が、その金属に取り付けられ、真空パネル１１の方向に向けられて、真空パネル１１をＯリング１２に向けて押圧するようになっている。

図４Ｂに示された変形では、負圧喪失時保持具１６，１７は、補強リブ４からではなくて、補強リブ４によって仕切られた板状の壁領域６から出発している。それゆえ負圧喪失時保持具１６，１７は次の金属製の保持具２０を有する。即ち、この保持具２０は、真空パネル１１の手前において真空パネル１１と補強リブ４との間の領域６から出発して上に向かって延び、それから曲げられることによって、真空パネル１１の外側側方から真空パネル１１の上方に達する。この場合にも金属製の保持具２０にプラスチックストッパ１９が設けられている。負圧喪失時には真空パネル１１が、より強くストッパに向けて押され、それにより板領域６に対する間隔を広げる。しかしながら、真空パネル１１はシール材１２から離れないで、シール材１２の緊張を緩和するだけであるので、次に改めて真空パネル１１を自動的に板領域６に向けて引き寄せる負圧が発生し得る。

図５Ａは、壁領域６、シール材１２および真空パネル１１の配置を真空パネル１１の縁領域においてさらに詳細に示す。負圧に耐えるシール材１２がチューブ形シール材として実施されている。シール材１２の空間的固定のために、真空パネル１１はハウジング２に向けられた面にシール材１２を部分的に受け入れるための溝２１を有する。代替実施形態において、溝２１がハウジング２に存在してもよく、あるいはハウジング２にも真空パネル１１にも存在してもよい。

図５Ｂは、真空パネル２２の他の実施形態を示し、この真空パネル２２は連通したまたは互いに独立した複数の真空室２４により多層（サンドイッチ構造）に構成されている。個別的に２つの互いに隔てられたパネル層（支持体層）２３が、負圧下におかれる空洞２４によって互いに分離されていて、空洞２４は裏側で他の真空シール材１２によって密封される。その際に真空パネル２２の空洞２４内の負圧は、真空ポンプへの専用の流体管を通して発生させられるか、または例えば、空洞２４が、負圧パネル２２とハウジング２との間の負圧下におかれ得る空洞１３に、例えば１つまたは複数の導入配管により流体的に接続されていることによって発生させられる。この実施形態は、「二重真空パネル」とも呼ばれる。なぜならば、基本的には、互いに積み重ねられた２つの真空パネルもしくはパネル層２３からなる１つの装置として説明することもできるからである。もちろん、パネル２３の様式および形は、図１乃至図５Ａのパネル１１の様式および形とは、異なったものとすることが可能である。改善された騒音遮断を有する１つのｎ層真空パネルを得るために、２つよりも多いパネル層もしくはパネルを重ねて配置することも可能である（ｎ≧３）。

真空パネルもしくはパネル層のために、鋼板またはアルミニウム板が使用される場合には、これらの材料は、取り立てて言うほどの内部減衰を示さない。固体音は板において殆ど妨げられないで伝播し、空気音よりも大面積に放射される。パネルの減衰を高めるために、例えば少なくとも一方の面に少なくとも１つの減衰作用をする吸音層、例えばプラスチック被覆をパネル上に形成するか（２層複合板）、または２つの被覆板の間に吸収層、特に減衰作用をするプラスチック層を挿入してもよい（３層複合板）。このような複合板または類似の複合板の減衰作用は、減衰プラスチック層が金属板の振動時に脈動的な変形を強制されることによって、そこで内部摩擦の結果として振動エネルギが吸収されることに、その本質がある。

図６は、３層構造の真空パネル２５の、他の可能な実施形態を示し、ここでは真空パネル２５の２つの金属支持体層２３の間に空洞ではなくて、吸音中間層２６が存在する。振動エネルギを格別に効果的に熱として放逸せしめるために、中間層２６は粘弾性プラスチックを有する。ここに示された実施例において、プラスチック中間層２６の厚みは２５μｍと５０μｍとの間にある。

基本的には、さらに多くの中間層２６および被覆層２３を交互に配置してよく、例えば３つの金属パネル層２３の間に挿入されている２つの粘弾性中間層２６、または一般的にｎ＋１個の金属パネル層（支持体層）２３の間に挿入されているｎ個の吸音中間層２６、特に粘弾性中間層が存在してよい。あるいは、ｎ個の吸音層およびｎ個の支持体層を交互に配置してもよいし、またはｎ＋１個の吸音中間層２６の間に挿入されているｎ個の支持体層が存在してもよい。

金属の支持体層の代りに、プラスチックおよび／またはセラミックスを有する支持体層、またはプラスチックおよび／またはセラミックスからなる支持体層も、使用することが可能である。

これらの真空パネル２５は、図５Ｂの真空パネル２２の代りに使用でき、あるいは図５Ｂの１つのパネル層２３だけの代りにも使用できる。

もちろん本発明は、図示された実施例に限定されない。

減衰させられるべき板構造は、一般に一方の面を密度の高い流体に（例えば油入変圧器用のハウジングの場合には油に、タンク構造の場合には水に）接触させられていてもよいし、そうでなくてもよい。

これらの真空パネルは、減衰させられるべき板構造の表側および／または裏側の面に配置することができる。

これらの真空パネルは、既存の補強された板構造に後から取り付けすることができる。

この装置は、変圧器ハウジングに限らず、例えばモータ用などのハウジングとして構成されていてもよい。

１ ハウジング
２ 側壁
３ 側壁
４ 補強リブ
５ 開いた上面
６ 振動しやすい壁領域
７ 着座線
８ 支持
１１ 真空パネル
１２ 縁シール材
１３ 空洞
１４ 排気管
１５ 真空ポンプ
１６ 負圧喪失時保持具
１７ 負圧喪失時保持具
１８ 突出部
１９ ストッパ
２０ 保持具
２１ 溝
２２ 真空パネル
２３ パネル層
２４ 空洞
２５ 真空パネル
２６ 変形可能な中間層
Ａｍａｘ 振動振幅極大
Ａｍｉｎ 振動振幅極小
Ｆ_A 押圧力

通常制御運転時に負圧下におかれる空洞を設けることによって、そのハウジングと真空パネルとの間の空洞による音伝達低減のみに基づいた音放射低減による騒音放射の低減が、効果的に達成される。というのは、真空によって空洞内密度が低減されると音響インピーダンスが減少し、音伝導が固体−真空の両移行部において効果的に低減されるからである。よって、本発明によれば、真空パネルを装備していない領域と比べて、周囲に放射する真空パネル表面の表面振動速度の効果的な低減が、従って固体音量および放射度の顕著な低減が、もたらされることとなる。

Claims (14)

1. 少なくとも１つの真空パネル（１１、２２、２５）によって少なくとも部分的に覆われている、少なくとも１つの減衰させられるべき領域（６）を有する装置。
2. 少なくとも１つの真空パネル（１１、２２、２５）が、減衰させられるべき領域（６）と真空パネル（１１、２２、２５）との間における、少なくとも１つの負圧下に設けられる空洞（１３）によって、減衰させられるべき領域（６）に固定されている請求項１記載の装置。
3. 少なくとも１つの真空パネル（１１、２２、２５）が、装置（１）の振動の少ない領域（７）に固定されている請求項１または２記載の装置。
4. 少なくとも１つの真空パネル（１１、２２、２５）によって覆われている少なくとも１つの減衰させられるべき領域（６）が、少なくとも部分的に板状および／または皿状に構成されている請求項１または２記載の装置。
5. 真空パネル（１１、２２、２５）が、減衰させられるべき領域（６）と境を接している補強要素（４）に、またはその近くに取り付けられている請求項３または４記載の装置。
6. 真空パネル（１１、２２、２５）と装置（１）との間の負圧が、少なすぎるかまたは不足している際に、真空パネル（１１、２２、２５）の少なくとも１つを保持するための、少なくとも１つの負圧喪失時防御手段（１６、１７）をさらに有する請求項１乃至５の１つに記載の装置。
7. 減衰させられるべき領域（６）と少なくとも１つの真空パネル（１１、２２、２５）との間の空洞（１３）が少なくとも部分的に少なくとも１つの吸音材を充填されている請求項１乃至６の１つに記載の装置。
8. 真空パネル（２２、２３）が多層に構成されている請求項１乃至７の１つに記載の装置。
9. 少なくとも１つのパネル層（２６）が吸音材、特に粘弾性プラスチックを有する請求項８記載の装置。
10. 少なくとも２つのパネル層（２３）の間に少なくとも通常運転時に負圧におかれ得る空洞（１３）が存在する請求項８または９記載の装置。
11. 減衰させられるべき領域（６）の外側または両側に真空パネル（１１、２２、２５）が配置されている請求項１乃至１０の１つに記載の装置。
12. ハウジング（１）として構成されている請求項１乃至１１の１つに記載の装置。
13. ハウジング（１）が電気機器、特に変圧器、とりわけ油入変圧器を収容すべく構成されている請求項１２記載の装置。
14. 真空パネル（１１、２２、２５）と減衰させられるべき領域（６）との間に負圧下におかれる空洞（１３）が形成されるように、負圧によって真空パネル（１１、２２、２５）が減衰させられるべき領域（６）に吸着される騒音低減方法。

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