JP2013007485A

JP2013007485A - 遮音装置

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Publication number: JP2013007485A
Application number: JP2012116265A
Authority: JP
Inventors: Hiroa Takazawa; 弘亜高澤; Yoshihiko Kondo; 仁彦近藤; Nobuo Ogawa; 信夫小川
Original assignee: BLAST KOGYO KK
Current assignee: BLAST KOGYO KK
Priority date: 2011-05-23
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2013-01-10
Anticipated expiration: 2032-05-22
Also published as: JP5996265B2

Abstract

【課題】流体による流体騒音を確実且つ十分に抑制することができ、しかも構造が簡単な遮音装置を提供する。
【解決手段】流体による流体騒音を抑制する遮音装置１は、一端に前記流体を流入させる流体流入部５を有し、他端に前記流体を流出させる流体流出部６を有する筒形本体２を備え、この筒形本体２に、オリフィス孔４ａ、４ｂを有するオリフィス板状体３ａ、３ｂを所定間隔、筒形本体２の内径の５倍〜１１倍の長さに相当する長さ、となるように配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、管体の内部を流動する流体の騒音を低減する遮音装置に関する。

管体の内部に種々の目的、処理のために空気などの流体を流すことが行なわれているが、この場合、管体の内部を流体が流動するときの騒音等が流体騒音として発生し、作業環境上、問題となる。例えば、エアーブラスト装置において、ホース内に圧縮空気を送り込んで、ショットをホース内で高速で流動させ、ホース先端のノズルからショットを噴射して、被研掃体にショットを投射するが、この作業時に発生する騒音の１つとして、ホース内を高速でショットが流れる際に発生する流体騒音がある。

上記の他、一般的に、流体機械、例えばボイラー、熱交換器、ポンプ、空気調和装置、ダクト配管などにおいても流体騒音が発生するが、このような流体騒音を抑制するための手段として従来から種々の検討がなされてきた。例えば、下記特許文献１には、ダクトの途中に、端部が閉じて閉端となっている分岐管を設けることによって騒音低減を図ることが開示されている。また、下記特許文献２には、エンジンなどからの空気伝播音を有効に低減するための吸音材が開示されている。

特開２００６−１０５００９号公報特開２００１−４１０２０号公報

特許文献１に記載された流体騒音抑制装置は、ダクト内を伝播する音を全て分岐管に向かわせて、分岐管から下流へ音が伝播しないようにするものであるが、分岐管入口の開口面積や分岐管の長手方向長さによっても騒音抑制効果の程度が異なり、目的とする騒音抑制効果を実現する上で使い勝手が悪く、また騒音抑制効果それ自体も充分なものではなかった。また、分岐管を設ける必要があるため製作が面倒であり、製造コストも高くなるととともに、分岐管という外部に突起しているものがあるため、破損の虞や取り扱い上の不便さを招くという欠点がある。

特許文献２に記載された吸音材は、基材上に、複数の突条部を互いに平行に設け、基材と突条部との間に空洞を形成し、突条部には空洞に開口する複数のオリフィス孔を所定間隔を置いて設けてなるものである。この吸音材は、空洞およびオリフィス孔とで構成される多数のヘルムホルツ共鳴器の共鳴作用によって吸音効果を発揮するものであるが、共鳴作用を発揮するには複数の突条部と複数のオリフィス孔を設ける必要があり、そのため構造が複雑となり、製造上も手間を要し、コスト高となる欠点がある。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、管体の内部を流動する流体による流体騒音を確実且つ充分に抑制することができる遮音装置を提供することを目的とする。また、本発明は構造が簡単で、製造容易であり、製造コストも安価となる遮音装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記した課題を解決するための手段として以下の如き構成を有するものである。即ち、本発明は、
（１）流体による流体騒音を抑制する遮音装置であって、一端に前記流体を流入させる流体流入部を有し、他端に前記流体を流出させる流体流出部を有する筒形本体を備え、この筒形本体にオリフィス孔を有するオリフィス装置を設けてなることを特徴とする遮音装置、
（２）筒形本体に所定間隔を置いて２つのオリフィス装置を配置してなる前記（１）に記載の遮音装置、
（３）２つのオリフィス装置の相互間距離が、筒形本体の内径の５倍〜１１倍の長さに相当する長さとなるように２つのオリフィス装置を配置してなる前記（１）又は（２）に記載の遮音装置、
（４）２つのオリフィス装置における開口比はいずれも０．２〜０．５である前記（１）〜（３）のいずれかに記載の遮音装置、
（５）分割した筒形本体の相互当接面間にオリフィス装置を介在して、筒形本体にオリフィス装置を設けてなる前記（１）〜（４）のいずれかに記載の遮音装置、
（６）オリフィス装置は、オリフィス孔を有するオリフィス板状体として構成される前記（１）〜（５）のいずれかに記載の遮音装置、
（７）オリフィス装置は、傾斜孔部を有するオリフィス孔を備えてなるオリフィス管状体として構成される前記（１）〜（６）のいずれかに記載の遮音装置
を要旨とする。

本発明は、流体による流体騒音を抑制する遮音装置であって、一端に前記流体を流入させる流体流入部を有し、他端に前記流体を流出させる流体流出部を有する筒形本体を備え、この筒形本体にオリフィス孔を有するオリフィス装置を設けてなることを特徴とするものであり、このような構成を有することによって、流体騒音を確実且つ充分に抑制することができるものである。しかも本発明によれば、構造が簡単で、製造容易であり、製造コストも安価で済む利点がある。

また、本発明は筒形本体にオリフィス装置を設けて構成したので、流体の筒形本体内部における圧力変動を利用して騒音抑制を図ることができ、流体の使用目的に応じて、適正な騒音抑制を図ることができる効果がある。

オリフィス板状体からなるオリフィス装置を設けてなる本発明遮音装置の実施形態を示す縦断面図である。オリフィス板状体の取り付け構造の別の実施形態を示す部分断面図である。オリフィス板状体の正面図である。図３のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図である。図１のＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。本発明遮音装置を管体に取り付ける実施形態を示す縦断面図である。本発明遮音装置を管体に取り付ける他の実施形態を示す一部切欠正面図である。所定流速における空気騒音を測定するための装置の構成例を示す略図である。実施例１において音圧測定を行なった結果を示すグラフである。実施例２において音圧測定を行なった結果を示すグラフである。実施例３において音圧測定を行なった結果を示すグラフである。実施例４、５において音圧測定を行なった結果を示すグラフである。オリフィス装置がオリフィス管状体として構成される場合の実施形態を示す縦断面図である。オリフィス管状体の別の実施形態を示す縦断面図である。オリフィス管状体からなるオリフィス装置を設けてなる本発明遮音装置の実施形態を示す縦断面図である。オリフィス管状体からなるオリフィス装置を設けてなる本発明遮音装置の別の実施形態を示す縦断面図である。オリフィス管状体からなるオリフィス装置を設けてなる本発明遮音装置の別の実施形態を示す縦断面図である。

本発明は、流体による流体騒音を抑制する遮音装置であって、一端に前記流体を流入させる流体流入部を有し、他端に前記流体を流出させる流体流出部を有する筒形本体を備え、この筒形本体に、オリフィス孔を有するオリフィス装置を設けてなるものである。筒形本体に設けるオリフィス装置は１つでもよいが、２つ設けることが好ましい。

本発明におけるオリフィス装置は、筒形本体内を流れる流体の流量を絞り込むことができ、オリフィス装置における開口比を調整できるような構成のものであればよく、例えば、図３、図４に示すようなオリフィス板状体として構成したものであっても、或いは図１３、図１４に示すようなオリフィス管状体として構成したものであってもよい。また、特に図示しないがバルブのような弁構造体として構成したものでもよい。ここで、オリフィス装置における開口比とは、筒形本体２の内径の断面積に対するオリフィス孔の開口面積の比率をいう。

以下、オリフィス装置をオリフィス板状体として構成した場合の本発明の実施形態を示す。図１は、オリフィス装置としてのオリフィス板状体を筒形本体に設けた本発明遮音装置の実施形態を示すもので、本発明の遮音装置１は断面円形のパイプ形状からなる筒形本体２を備え、この筒形本体２の内部に所定間隔を置いて２つのオリフィス板状体３ａ、３ｂを配置してなるものである。オリフィス板状体３ａ、３ｂは、所定厚みを有する円盤形状体として形成されると共に円盤形状体の中心部に円形の孔部を穿設してなるものであり、この円形の孔部がそれぞれオリフィス孔４ａ、４ｂとして構成される。２つのオリフィス板状体３ａ、３ｂは、筒形本体２内の流路にそれぞれオリフィス孔４ａ、４ｂが臨むようにして所定間隔を置いて配置されている。

オリフィス孔４ａ、４ｂは、大径部Ｒ_１と小径部Ｒ_２とを有し、大径部Ｒ_１から小径部Ｒ_２にかけて順次孔径が小さくなるように設けられている。オリフィス孔４ａ、４ｂの形状はこのようなテーパー状の孔形状に限定されず、均一な孔径の形状のものでもよい。

筒形本体２は、長手方向の両端部が開口しており、一端は、管体内部を流動する流体を流入させる流体流入部５として構成され、他端は前記流体を流出させる流体流出部６として構成されている。オリフィス板状体３ａ、３ｂは図１、図５に示すように、それらの外周縁が、筒形本体２の内周面に密に接触するようにして該筒形本体２の内部に嵌合されている。オリフィス板状体３ａ、３ｂを筒形本体２の内部に嵌合固定する手段としては、オリフィス板状体３ａ、３ｂの外周縁即ち嵌合面に接着剤を施して、該外周縁を筒形本体２の内周面に接着固定してもよく、或いはオリフィス板状体３ａ、３ｂと筒形本体２内周面との嵌め合い公差を小さく設計し、オリフィス板状体３ａ、３ｂの筒形本体２内周面に対する大きな接触圧により、オリフィス板状体３ａ、３ｂを筒形本体２内部に嵌合固定するようにしてもよい。

また、オリフィス板状体３ａ、３ｂの取り付け構造の他の実施形態として、図２に示すように、分割した筒形本体２の相互当接面間にオリフィス板状体３ａ、３ｂを介在して接合するようにしてもよい。即ち、筒形本体２を所定の長さ寸法に３分割し、筒形本体２を構成する３つの部品を用意する。第１の筒形本体部品２ａと第２の筒形本体部品２ｂとの相互当接面間に、オリフィス板状体３ａを介在し、このオリフィス板状体３ａを２つの対向開口面に当接して固定する。同様に、第２の筒形本体部品２ｂと第３の筒形本体部品２ｃとの相互当接面間に、オリフィス板状体３ｂを介在し、このオリフィス板状体３ｂを２つの対向開口面に当接して固定する。この場合、オリフィス板状体３ａ、３ｂの固定手段としては、接着剤により前記相互当接面間に接着固定してもよく、或いは固定治具を用いて固定するようにしてもよい。

図２に示した分割タイプの筒形本体２において、この筒形本体２は、２つのオリフィス板状体３ａ、３ｂの相互間距離Ｌに相当する長さを有する第２の筒形本体部品２ｂを備えている。従って、この実施形態によれば、所定のオリフィス板状体相互間距離Ｌに相当する筒形本体部品２ｂを予め作成しておけば、この筒形本体部品２ｂの左右両端位置にオリフィス板状体３ａ、３ｂをそれぞれ取り付けるという簡単な作業を行なうだけで、所定のオリフィス板状体相互間距離Ｌを備えた遮音装置を容易に製作することができる利点がある。

また、３つの筒形本体部品２ａ、２ｂ、２ｃを相互に取り付け、取り外し可能に構成すれば、上記距離Ｌを変動する場合にそれを容易に行なうことができる。即ち、上記距離Ｌに相当する長さのいくつか異なる複数種類の筒形本体部品２ｂを予め製作して用意しておけば、流体の種類や流速の大小によって上記距離Ｌを変動する場合に、第２の筒形本体部品２ｂだけを交換すればよく、第１の筒形本体部品２ａや第３の筒形本体部品２ｃまでも交換する必要はない。即ち、遮音装置として機能させるためには、上記距離Ｌを調整できればよく、第１の筒形本体部品２ａや第３の筒形本体部品２ｃの長さまでも変動させる必要はない。そのため、上記距離Ｌを変動する場合の作業が容易となる。従って、上記実施態様によれば、上記距離Ｌの異なる複数種類の遮音装置（完成品としての遮音装置）を予め製作し用意しておく必要がなくなり、経済的にも有利である。

オリフィス板状体３ａ、３ｂのオリフィス孔４ａ、４ｂが、図３、図４に示すテーパー状の孔形状の場合において、オリフィス板状体３ａ、３ｂを筒形本体２に取り付けるに当り、オリフィス孔４ａ、４ｂの小径部Ｒ_２が筒形本体２の流体流入部５側に対向し、大径部Ｒ_１が筒形本体２の流体流出部６側に対向するように取り付ける。

遮音装置１は、流体流入部５とオリフィス板状体３ａとの間に第１の領域Ｘを、オリフィス板状体３ａとオリフィス板状体３ｂとの間に第２の領域Ｙを、オリフィス板状体３ｂと流体流出部６との間に第３の領域Ｚをそれぞれ形成している。

筒形本体２の外径（外周部における直径）は、５ｍｍ以上が好ましく、また筒形本体２の内径（内空部８の直径）は４ｍｍ以上が好ましい。筒形本体２の外径寸法および内径寸法は、これが取り付けられる管体の内径寸法により適宜決定できる。

オリフィス板状体３ａ、３ｂの肉厚は１ｍｍ〜１０ｍｍが好ましい。また、オリフィス孔４ａ、４ｂの孔形状が、図３、図４に示すテーパー状の孔形状の場合、或いは図示しない均一径の孔形状の場合のいずれの場合においても、オリフィス孔４ａ、４ｂの孔径は、オリフィス板状体３ａ、３ｂにおける所定の開口比を満足する寸法であればよく特に限定されない。

オリフィス板状体３ａ、３ｂにおける開口比は、筒形本体２の内径の断面積に対するオリフィス孔４ａ、４ｂのそれぞれの開口面積の比として求められる。上記開口比は、０．２〜０．５が好ましい。上記開口比が０．２未満では、流体の使用目的によってはその使用目的に必要な流速が得られず好ましくない。開口比が０．５を超えると、音圧に対して流体速度が大きくなるため遮音効果が減少し、好ましくない。

また開口比が０．５を超えると、領域Ｙを、領域Ｘとは音響インピーダンスの異なった
領域として確保することが困難となり、そのため所望の遮音効果を発揮することができなくなる。ここにおいて、オリフィス板状体３ａ、３ｂが、大径部Ｒ_１と小径部Ｒ_２を有するテーパー形状のオリフィス孔４ａ、４ｂを備えたものである場合、オリフィス板状体３ａ、３ｂにおける開口比とは、筒形本体２の内径の断面積に対する小径部Ｒ_２の開口面積の比率をいう。

筒形本体２に取り付けられる２つのオリフィス板状体３ａ、３ｂにおいて、それらの開口比は共に同一のものであることが好ましいが、他の実施形態として両者の開口比は異なっていてもよく、この場合でも同様に遮音効果を得ることができる。

オリフィス板状体３ａとオリフィス板状体３ｂとの間の距離Ｌは、本発明の遮音効果を発揮する上で重要な要素となる。本発明において、オリフィス板状体３ａとオリフィス板状体３ｂとの間の距離Ｌとは、図１に示すように、オリフィス板状体３ａにおける領域Ｙ形成面７ａと、オリフィス板状体３ｂにおける領域Ｙ形成面７ｂとの間の距離をいう。ここで、オリフィス板状体３ａにおける領域Ｙ形成面７ａとは、オリフィス板状体３ａの表裏両面のうち、領域Ｙに臨んでいる面（即ち、領域Ｙ側の面）をいい、またオリフィス板状体３ｂにおける領域Ｙ形成面７ｂとは、オリフィス板状体３ｂの表裏両面のうち、領域Ｙに臨んでいる面（即ち、領域Ｙ側の面）をいう。

図２に示すような、３つの筒形本体部品２ａ、２ｂ、２ｃから構成される筒形本体２の場合も同様に、オリフィス板状体３ａの領域Ｙ形成面７ａと、オリフィス板状体３ｂの領域Ｙ形成面７ｂとの間の距離が上記オリフィス板状体相互間距離Ｌとなるが、この場合は、上記したように、上記距離Ｌは第２の筒形本体部品２ｂを構成するパイプの長さに相当する。

本発明において上記オリフィス板状体相互間距離Ｌは、筒形本体２の内径（筒形本体２の内空部８の直径）の５倍〜１１倍の長さに相当する長さが好ましく、５．４倍〜１０．９倍の長さに相当する長さがより好ましい。前記距離Ｌが筒形本体２の内径の５倍未満の長さでは、第２の領域Ｙにおける音響インピーダンスの変化が小さく、遮音効果も小さいものとなる。また、前記距離Ｌの好ましい上限値を筒形本体２の内径の１１倍としたのは、前記距離Ｌを筒形本体２の内径の１１倍を超える長さに構成しても、１１倍の長さに構成した場合に比べて遮音効果が増大しないからである。

上記した如く、オリフィス板状体相互間距離Ｌは、筒形本体２の内径の５倍〜１１倍の長さに相当する長さが好ましいのであり、従って、例えば筒形本体２の内径が３０ｍｍである場合、オリフィス板状体相互間距離Ｌは、１５０ｍｍ〜３３０ｍｍが好ましいということになる。

オリフィス板状体３ａ、３ｂの材質は、金属、プラスチックなどが用いられ、また、筒形本体２の材質も同様に、金属、プラスチックなどが用いられる。

上記の如く構成される本発明遮音装置１は、入口から出口にかけて流体を流す長尺なホースなどの管体に取り付けて用いられる。このような管体の例示としては、エアーブラスト装置のショット噴射用のホース、燃焼ガスを排気する排気管、エアコンのダクトなどが挙げられる。管体は耐圧性の材料からなり、このような材料として、金属、プラスチック、ゴム、ゴム引き布、その他耐圧ホース材料として通常用いられているものなどが挙げられる。本発明において、流体とは、主に空気、ガスなどの気体を指すが、気体に一部、固体や液体が混在していてもよい。

図６には、ホースなどの管体９に遮音装置１を取り付けた状態の略図が示されている。遮音装置１を管体９に取り付けるに当り、図６に示すように、管体９の端面開口部に遮音装置１の一端部（即ち、流体流入部５を有する端部）を差し込んで取り付けてもよく、或いは特に図示しないが、管体９の内空部に遮音装置１の全部を挿入して、管体９内に遮音装置１を取り付けるようにしてもよい。

また、図７に示すように、管体９の端面開口部に遮音装置１の一端部である流体流入部５を有する端部（流体流入部５側の端部）を当接して端部同士を突き合わせ、両者の突合せ部を連結治具１０を用いて連結固定するようにしてもよい。

上記の如く、管体９に遮音装置１を取り付けることにより、管体９内部の流体流路１１と遮音装置１の筒形本体内空部８とが連通し、管体９内を流れる流体は遮音装置１の流体流入部５より遮音装置１内に入り込む。

図６において、流動する流体による流体騒音を伴った流体が管体９から遮音装置１へ流入すると、まず最初に流体は第１の領域Ｘに入り込む。第１の領域Ｘに入り込んだ流体は、同領域Ｘ内を流動し、オリフィス板状体３ａのオリフィス孔４ａを通って第２の領域Ｙに入り込む。

流体が第２の領域Ｙに入り込む際、オリフィス孔４ａを通ることによって流量が絞り込まれるので、圧力損失が生じ、第２の領域Ｙにおける圧力は低下する。それにより、第２の領域Ｙにおいて音響インピーダンスが変化する。このように、第１の領域Ｘと第２の領域Ｙとで異なった音響インピーダンスが生じる。その結果、音響インピーダンスが異なる第１の領域Ｘと第２の領域Ｙとの境界面で音波の一部が反射するため、遮音作用が起こり流体騒音を抑制することができる。

上記したように、オリフィス板状体３ａ、３ｂにおける開口比は０．２〜０．５が好ましく、また、オリフィス板状体３ａ、３ｂの相互間距離Ｌは筒形本体の内径の５倍〜１１倍の長さに相当する長さが好ましい。この範囲内において、開口比を一定にした場合、上記距離Ｌを大きくすると遮音効果が大きくなる傾向がみられ、また上記距離Ｌを一定にした場合、開口比を小さくすると遮音効果が大きくなる傾向がみられる。流体の種類、流速、管体内圧などの種々の条件に応じて、オリフィス板状体における開口比とオリフィス板状体相互間距離Ｌという２つの要素の組み合わせが適宜決定される。

本発明において、オリフィス装置としてのオリフィス板状体は２つ設けることに限定されず、オリフィス板状体を１つ設ける態様も本発明に含まれる。オリフィス板状体を１つ設ける場合、例えば、オリフィス板状体の下流部の管路の体積を変えることにより、オリフィス板状体が１つであっても、音響インピーダンスの異なる領域を隣接して形成することができ、それにより遮音作用を生じさせることが可能となる。

以下、オリフィス板状体からなるオリフィス装置を設けてなる実施形態における本発明の実施例について説明する。
（実施例１、比較例１）
図８に示すように、遮音装置１を耐圧ホース１２に連結治具１０により連結し、遮音装置１の流体流出部６側に全圧ピトー管１３を設置し、この全圧ピトー管１３に圧力計１４を連結した。また先端にマイク１５を備えた騒音計１６を全圧ピトー管１３と並列して設置した。遮音装置１としては、筒形本体２の内径ｄ（内空部８の直径）が２７．６ｍｍのものを用い、この遮音装置１に取り付ける２つのオリフィス板状体における開口比を同一のものとし、それらの開口比を０．５に設定した。２つのオリフィス板状体は図２に示すような取り付け構造で、２つのオリフィス板状体の相互間距離Ｌが９０ｍｍ（Ｌ／ｄ：３．３倍）となるように筒形本体２に取り付けた。ここで、Ｌ／ｄは、筒形本体２の内径ｄに対するオリフィス板状体相互間距離Ｌの倍率をいう。即ち、Ｌ／ｄ：３．３倍とは、オリフィス板状体相互間距離Ｌ（９０ｍｍ）は、筒形本体２の内径ｄ（２７．６ｍｍ）の３．３倍に相当する長さであることを意味する。尚、Ｌ／ｄの数値は、小数点２桁目を四捨五入した数値を採用している（以下の記述においても同様）。

コンプレッサーにより室温下において圧縮空気を耐圧ホース１２内に供給し、耐圧ホース１２内に供給された圧縮空気を遮音装置１内に導き、この遮音装置１内において２つのオリフィス孔４ａ、４ｂを通過させて、遮音装置１の流体流出部６より圧縮空気を流出させ、流体流出部６より流出する圧縮空気の圧力を全圧ピトー管１３に連結した圧力計１４により測定し、測定された圧力に基づき計算により流速を求めた。この圧力と流速の関係から、空気流速を９ｍ／秒に設定した場合の空気圧力を求め、この空気圧力で圧縮空気を耐圧ホース１２を介して遮音装置１に供給した。このようにして空気流速９ｍ／秒の条件で空気を流動した時の音圧を測定したところ、８２．１ｄＢであった（実施例１）。

次いで、２つのオリフィス板状体における開口比を以下のように変動させて、上記と同一の条件で空気を流動した時の音圧を測定した（実施例１）。
・２つのオリフィス板状体における開口比を同一のものとし、それらの開口比が０．４であるもの
・２つのオリフィス板状体における開口比を同一のものとし、それらの開口比が０．３であるもの
・２つのオリフィス板状体における開口比を同一のものとし、それらの開口比が０．２であるもの

結果を表１に示す。また、比較のため、遮音装置１からオリフィス板状体を取り外して、オリフィス板状体なしの状態で上記と同一の条件にて空気を流動した時の音圧を測定した（比較例１）。結果を表１に示す。

次に、２つのオリフィス板状体の相互間距離Ｌを１２０ｍｍ（Ｌ／ｄ：４．３倍）（筒形本体２の内径の４．３倍に相当する長さ）とした点を除いて、上記と同一の条件で空気を流動した時の音圧を測定した。この場合も以下のようにオリフィス板状体における開口比を変動させて測定した（実施例１）。
・２つのオリフィス板状体における開口比を同一のものとし、それらの開口比が０．５であるもの
・２つのオリフィス板状体における開口比を同一のものとし、それらの開口比が０．４であるもの
・２つのオリフィス板状体における開口比を同一のものとし、それらの開口比が０．３であるもの
・２つのオリフィス板状体における開口比を同一のものとし、それらの開口比が０．２であるもの

結果を表１に示す。また、比較のため、遮音装置１からオリフィス板状体を取り外して、オリフィス板状体なしの状態で上記と同一の条件にて空気を流動した時の音圧を測定した（比較例１）。結果を表１に示す。

更に、上記と同様の方法、手順により、２つのオリフィス板状体の相互間距離Ｌを１５０ｍｍ（Ｌ／ｄ：５．４倍）（筒形本体２の内径の５．４倍に相当する長さ）、１８０ｍｍ（Ｌ／ｄ：６．５倍）（筒形本体２の内径の６．５倍に相当する長さ）、２１０ｍｍ（Ｌ／ｄ：７．６倍）（筒形本体２の内径の７．６倍に相当する長さ）、２４０ｍｍ（Ｌ／ｄ：８．７倍）（筒形本体２の内径の８．７倍に相当する長さ）、２７０ｍｍ（Ｌ／ｄ：９．８倍）（筒形本体２の内径の９．８倍に相当する長さ）、３００ｍｍ（Ｌ／ｄ：１０．９倍）（筒形本体２の内径の１０．９倍に相当する長さ）と変動させたときの音圧を測定した（実施例１）。同様に、比較のためオリフィス板状体なしの状態で音圧を測定した（比較例１）。結果を表１に示す。また、表１のデータを基に作成したグラフを図９に示す。

（実施例２、比較例２）
空気流速を１３ｍ／秒に設定した点を除いて実施例１と同様の方法、手順により、空気流動時の音圧を測定した。即ち、空気流速１３ｍ／秒の条件で空気を流動し、２つのオリフィス板状体における開口比を同一のものとし、それらの開口比を０．５、０．４、０．３、０．２と変動させ、また、２つのオリフィス板状体の相互間距離Ｌを９０ｍｍ（Ｌ／ｄ：３．３倍）、１２０ｍｍ（Ｌ／ｄ：４．３倍）、１５０ｍｍ（Ｌ／ｄ：５．４倍）、１８０ｍｍ（Ｌ／ｄ：６．５倍）、２１０ｍｍ（Ｌ／ｄ：７．６倍）、２４０ｍｍ（Ｌ／ｄ：８．７倍）、２７０ｍｍ（Ｌ／ｄ：９．８倍）、３００ｍｍ（Ｌ／ｄ：１０．９倍）と変動させたときのそれぞれの音圧を測定した（実施例２）。比較のためオリフィス板状体なしの状態で同様に、音圧を測定した（比較例２）。結果を表２に示す。また、表２のデータを基に作成したグラフを図１０に示す。

（実施例３、比較例３）
空気流速を１６ｍ／秒に設定した点を除いて実施例１と同様の方法、手順により、空気流動時の音圧を測定した。即ち、空気流速１６ｍ／秒の条件で空気を流動し、２つのオリフィス板状体における開口比を同一のものとし、それらの開口比を０．５、０．４、０．３、０．２と変動させ、また、２つのオリフィス板状体の相互間距離Ｌを９０ｍｍ（Ｌ／ｄ：３．３倍）、１２０ｍｍ（Ｌ／ｄ：４．３倍）、１５０ｍｍ（Ｌ／ｄ：５．４倍）、１８０ｍｍ（Ｌ／ｄ：６．５倍）、２１０ｍｍ（Ｌ／ｄ：７．６倍）、２４０ｍｍ（Ｌ／ｄ：８．７倍）、２７０ｍｍ（Ｌ／ｄ：９．８倍）、３００ｍｍ（Ｌ／ｄ：１０．９倍）と変動させたときのそれぞれの音圧を測定した（実施例３）。比較のためオリフィス板状体なしの状態で同様に、音圧を測定した（比較例３）。結果を表３に示す。また、表３のデータを基に作成したグラフを図１１に示す。

（実施例４、５および比較例４、５）
空気流速を２９ｍ／秒としたこと、遮音装置１として筒形本体２の内径ｄが１６．１ｍｍのものを用いたことおよび２つのオリフィス板状体の開口比をいずれも０．２としたことを除いて実施例１と同様の方法、手順により、空気流動時の音圧を測定した。即ち、空気流速２９ｍ／秒の条件で空気を流動し、２つのオリフィス板状体の開口比をいずれも０．２と設定し、この条件で空気流動時の音圧を測定した。この場合、オリフィス板状体相互間距離Ｌを５３ｍｍ（Ｌ／ｄ：３．３倍）、６９ｍｍ（Ｌ／ｄ：４．３倍）、８７ｍｍ（Ｌ／ｄ：５．４倍）、１０５ｍｍ（Ｌ／ｄ：６．５倍）、１２２ｍｍ（Ｌ／ｄ：７．６倍）、１４０ｍｍ（Ｌ／ｄ：８．７倍）、１５８ｍｍ（Ｌ／ｄ：９．８倍）、１７５ｍｍ（Ｌ／ｄ：１０．９倍）と変動させたときのそれぞれの音圧を測定した（実施例４）。更に、比較のためオリフィス板状体なしの状態で空気流速を２９ｍ／秒としたときの音圧を同様に測定した（比較例４）。実施例４および比較例４の結果を表４に示す。

また、空気流速を４１ｍ／秒に変え、上記と同様の方法により、音圧を測定した（実施例５）。更に、比較のためオリフィス板状体なしの状態で空気流速を４１ｍ／秒としたときの音圧を同様に測定した（比較例５）。実施例５および比較例５の結果を表５に示す。表４、表５は、表１〜表３と同様の趣旨で、オリフィス板状体相互間距離Ｌと音圧との対応関係を示すものであるが、表４、表５においては、オリフィス板状体相互間距離Ｌを長さ（ｍｍ）の単位として表示する代わりに、内径ｄに対する距離Ｌの倍率（Ｌ／ｄ）として表示してある。

また表４および表５のデータを基に作成したグラフを図１２に示す。この図１２のグラフにおいても、横軸のオリフィス板状体相互間距離Ｌを長さ（ｍｍ）の単位として表示する代わりに、内径ｄに対する距離Ｌの倍率（Ｌ／ｄ）として表示してある。

上記表１〜表５およびそれらのデータに基づき作成したグラフ（図９〜図１２）によれば、本発明の各実施例はいずれも比較例に比べて音圧を確実に低減できる効果があることが判る。このことから、本発明遮音装置は２つのオリフィス板状体を配置することによって、流体騒音を有効に抑制できることが明らかである。

更に上記表１〜表５および図９〜図１２のグラフによれば、２つのオリフィス板状体の相互間距離が、筒形本体の内径の５倍〜１１倍の長さに相当する長さである場合、騒音抑制効果が大きく、また、２つのオリフィス板状体の開口比がいずれも０．２〜０．５である場合に同様に騒音抑制効果が大きいことが判明した。

本発明は、筒形本体に２つのオリフィス装置を配置することにより所定の騒音抑制効果が得られるが、上記実施例における測定結果によれば、２つのオリフィス装置の相互間距離が、筒形本体の内径の５倍〜１１倍の長さに相当する長さであること、および２つのオリフィス装置の開口比がいずれも０．２〜０．５であること、という２つの条件が付加されると、更に一段と優れた騒音抑制効果が発揮されることが判る。

次に、オリフィス装置をオリフィス管状体として構成した本発明の他の実施形態について説明する。図１３において、２０ａ、２０ｂはオリフィス管状体で、該オリフィス管状体２０ａ、２０ｂは、ベンチュリー管のような絞り部を内部通路に設けた構造を有するオリフィス孔２１を備えている。オリフィス孔２１は、水平方向の管状通路を有する水平孔部２２と、この水平孔部２２を挟んで該水平孔部２２の一方の端部と連通する第１の傾斜孔部２３と、水平孔部２２の他方の端部と連通する第２の傾斜孔部２４とから構成される。水平孔部２２は水平方向に同一内径を有する孔部であり、また第１傾斜孔部２３は水平孔部２２との連通部からオリフィス管状体２０ａ、２０ｂの一方の端部２５に向かう方向に沿って内径が大きくなるように傾斜孔構造に形成された孔部であり、更に、また第２傾斜孔部２４は水平孔部２２との連通部からオリフィス管状体２０ａ、２０ｂの他方の端部２６に向かう方向に沿って内径が大きくなるように傾斜孔構造に形成された孔部である。

水平孔部２２の水平方向における長さ寸法ａとして例えば、１ｍｍ〜１００ｍｍが好ましい。第１傾斜孔部２３は、第２傾斜孔部２４よりも水平方向における長さ寸法が大きく形成される。図中、２７は、オリフィス管状体２０ａ、２０ｂの一方の端部２５側に形成された孔部、２８は、オリフィス管状体２０ａ、２０ｂの他方の端部２６側に形成された孔部である。

上記の如く構成されるオリフィス管状体２０ａ、２０ｂは筒形本体２に取り付けられるが、この取付方法は前記実施形態におけるオリフィス板状体３ａ、３ｂを筒形本体２に取り付ける場合と同様である。即ち、オリフィス管状体２０ａ、２０ｂは筒形本体２の内空部に嵌入し固定することができる。この固定方法としては、接着により固定してもよく或いは大きな接触圧により前記内空部に密に嵌合することにより固定してもよい。また、前記実施形態における図２に示すように、３つの部品に分割した筒形本体２を用い、筒形本体部品の相互当接面間にオリフィス管状体２０ａ、２０ｂを介在して取り付け固定するようにしてもよい。

上記の分割した筒形本体２を用いて、これにオリフィス管状体２０ａ、２０ｂを取り付ける場合の実施態様につき以下説明する。図１５に示すように、筒形本体２は、３つの筒形本体部品２ａ、２ｂ、２ｃからなり、第１の筒形本体部品２ａと第２の筒形本体部品２ｂとの相互当接面間に、オリフィス管状体２０ａを介在し、このオリフィス管状体２０ａを第１と第２の筒形本体部品２ａと２ｂの対向開口面に当接して固定する。同様に、第２の筒形本体部品２ｂと第３の筒形本体部品２ｃとの相互当接面間に、もう１つのオリフィス管状体２０ｂを介在し、このオリフィス管状体２０ｂを第２と第３の筒形本体部品２ｂと２ｃの対向開口面に当接して固定する。この場合、オリフィス管状体２０ａにおける第２の傾斜孔部２４が、筒形本体部品２ｂの開口端（図１５において左側開口端）に対向するように設けられ、またオリフィス管状体２０ｂにおける第１の傾斜孔部２３が、筒形本体部品２ｂの開口端（図１５において右側開口端）に対向するように設けられる。そして、オリフィス管状体２０ａにおける第１の傾斜孔部２３が、筒形本体部品２ａの開口端に対向するように設けられ、またオリフィス管状体２０ｂにおける第２の傾斜孔部２４が、筒形本体部品２ｃの開口端に対向するように設けられる。オリフィス管状体２０ａ、２０ｂの、筒形本体部品２ａ、２ｂ、２ｃへの固定手段としては、接着剤により前記相互当接面間に接着固定してもよく、或いは固定治具を用いて固定するようにしてもよい。

上記の如くして図１５に示すような本発明の遮音装置１が構成される。２９は流体流入部、３０は流体流出部である。筒形本体２の外径及び内径は、オリフィス板状体３ａ、３ｂを用いる前記実施形態におけると同様、外径５ｍｍ以上、内径４ｍｍ以上が好ましい。第２の筒形本体部品２ｂは、２つのオリフィス管状体２０ａ、２０ｂの相互間距離Ｆに相当する長さを有している。オリフィス管状体２０ａ、２０ｂにおける開口比は、筒形本体２の内径の断面積に対する水平孔部２２の開口面積の比として求められる。前記開口比は、オリフィス板状体３ａ、３ｂを用いる前記実施形態におけると同様、０．２〜０．５が好ましい。

オリフィス管状体２０ａ、２０ｂの相互間距離Ｆは、オリフィス板状体３ａ、３ｂを用いる前記実施形態におけると同様、筒形本体２の内径の５倍〜１１倍の長さに相当する長さが好ましく、５．４倍〜１０．９倍の長さに相当する長さがより好ましい。

上記の如く構成される本発明遮音装置１は、オリフィス板状体３ａ、３ｂを用いる前記実施形態におけると同様、エアーブラスト装置のショット噴射用のホースなどの流体騒音が発生する管体に取り付けて用いられる。管体への取り付けは、前記実施形態におけると同様、管体の端面開口部に遮音装置１の一端部を差し込んで取り付ける態様、管体の内空部に遮音装置１の全部を挿入して取り付ける態様及び管体の端面開口部に遮音装置１の流体流入部２９側の端部を当接して管体と遮音装置１の端部同士を突き合わせて連結治具を用いて連結固定する態様がある。

この実施形態における本発明遮音装置１は、管体内を流体が高速で流れている場合においても、流体騒音を確実に抑制できる作用を発揮する。オリフィス板状体３ａ、３ｂを設けてなる前記実施形態の遮音装置１は、ある程度の流速の流体に対する騒音抑制効果は確実に発揮するものであるが、流体が例えば流速５０ｍ／秒以上の高速で流れている場合においては、流体騒音の抑制は十分ではない。これは、遮音装置１の筒形本体２内を流体が高速で流れている場合には、流れが筒形本体２の内壁面形状に追従しなくなり、そのため流れの剥離が起こり、これが騒音発生源となるため、流体騒音の抑制を十分に行うことができないものと考えられる。

本実施形態の遮音装置１におけるオリフィス管状体２０ａ、２０ｂは、図１３に示すように、オリフィス孔２１を、水平孔部２２と、その両端に連続して設けた第１の傾斜孔部２３と第２の傾斜孔部２４とから構成しているため、流体と上記内壁面との付着力が大きくなり、軸方向速度における慣性力が、上記内壁面との付着力を上回ることがないため、流れの剥離が起こらず、従って、高速流であっても十分に流体騒音の抑制を行うことができる。

図１５に示す実施形態においては、オリフィス管状体２０ａにおける第２の傾斜孔部２４が筒形本体部品２ｂの開口端（図１５において左側開口端）に対向するように設けられ、またオリフィス管状体２０ｂにおける第１の傾斜孔部２３が筒形本体部品２ｂの開口端（図１５において右側開口端）に対向するように設けられたが、他の実施形態として図１６に示すように、オリフィス管状体２０ｂの取り付け姿勢を１８０°転換し、オリフィス管状体２０ｂにおける第２の傾斜孔部２４が筒形本体部品２ｂの開口端（図１６において右側開口端）に対向するように設けてもよい。

オリフィス管状体の別の実施形態として、図１４に示す構造のものであってもよい。同図に示すオリフィス管状体３１におけるオリフィス孔３２は、前記実施態様における水平孔部２２に相当する孔部を有さず、第１の傾斜孔部３３の内方側開口端と、第２の傾斜孔部３４の内方側開口端とを相互に当接して連接した孔形状となっている連接孔部３５を有している。このように、オリフィス孔３２は、連接孔部３５と、第１傾斜孔部３３と、第２傾斜孔部３４とから構成される。

第１傾斜孔部３３は連接孔部３５との連接部からオリフィス管状体３１の一方の端部３６に向かう方向に沿って内径が大きくなるように傾斜孔構造に形成された孔部であり、また第２傾斜孔部３４は連接孔部３５との連接部からオリフィス管状体３１の他方の端部３７に向かう方向に沿って内径が大きくなるように傾斜孔構造に形成された孔部である。

第１傾斜孔部３３は、第２傾斜孔部３４よりも水平方向における長さ寸法が大きく形成される。図中、３８は、オリフィス管状体３１の一方の端部３６側に形成された孔部、３９は、オリフィス管状体３１の他方の端部３７側に形成された孔部である。オリフィス管状体３１における開口比は、筒形本体２の内径の断面積に対する連接孔部３５の開口面積の比として求められる。前記開口比は、オリフィス板状体３ａ、３ｂを用いる前記実施形態におけると同様、０．２〜０．５が好ましい。

流体が高速で流れる場合の流体騒音の抑制を確実に行うためには、図１３に示すオリフィス管状体２０ａ、２０ｂにおいて、第１の傾斜孔部２３における傾斜角度αは、５°〜３０°が好ましく、第２の傾斜孔部２４における傾斜角度βはαに対応し、５°〜３０°が好ましい。また、同様に高速流体の流体騒音の抑制を確実に行うために、図１４に示すオリフィス管状体３１において、第１の傾斜孔部３３における傾斜角度γ及び第２の傾斜孔部３４における傾斜角度δは、いずれも前記と同様、５°〜３０°が好ましい。上記した傾斜孔部２３、２４及び傾斜孔部３３、３４におけるそれぞれの傾斜角度α、β及びγ、δがいずれも５°未満では、実機として不必要に長い構造となってしまうため好ましくない。またそれらの傾斜角度α、β及びγ、δがいずれも３０°を超えると、流れの剥離が起きて騒音発生の虞があり、流体騒音の抑制を十分に行なうことができないため好ましくない。

本発明は上記したオリフィス管状体２０ａ（２０ｂ）と３１とを組み合わせて遮音装置１を構成することもでき、その実施形態の一例を図１７に示す。この実施形態は、図１５に示す実施形態におけるオリフィス管状体２０ｂに替えてオリフィス管状体３１を筒形本体２に取り付けた構成を備えている。この場合、オリフィス管状体３１における第１の傾斜孔部３３が筒形本体部品２ｂの開口端（図１７において右側開口端）に対向するように設けられている。

以下、オリフィス管状体からなるオリフィス装置を設けてなる実施形態における本発明の実施例について説明する。
（実施例６）
図１５に示す遮音装置１を用い、この遮音装置１を図８に示すように耐圧ホース１２に
連結し、圧縮空気を耐圧ホース１２内に供給した。流体流入部２９側のオリフィス管状体２０ａにおける開口比を０．５とし、流体流出部３０側のオリフィス管状体２０ｂにおける開口比を０．３とし、オリフィス管状体相互間距離Ｆを３００ｍｍとし、空気流速を５０．２ｍ／秒とし、実施例１と同様の測定方法にて、耐圧ホース１２に空気を流動した時の音圧を測定した。測定結果は、音圧８３．８ｄＢであった。

（実施例７）
空気流速を６４．８ｍ／秒とした点を除いて、実施例６と同様の方法、条件にて音圧を測定した。測定結果は、音圧８９．８ｄＢであった。

（実施例８）
実施例６における遮音装置１に代えて図１６に示す遮音装置１を用い、流体流入部２９側のオリフィス管状体２０ａにおける開口比を０．５とし、流体流出部３０側のオリフィス管状体２０ｂにおける開口比を０．３とし、オリフィス管状体相互間距離Ｆを３００ｍｍとし、空気流速を５０．２ｍ／秒とし、実施例１と同様の測定方法にて、耐圧ホース１２に空気を流動した時の音圧を測定した。測定結果は、音圧８９．２ｄＢであった。

（実施例９）
空気流速を６４．８ｍ／秒とした点を除いて、実施例８と同様の方法、条件にて音圧を測定した。測定結果は、音圧９７．２ｄＢであった。

（実施例１０）
実施例６における遮音装置１に代えて図１７に示す遮音装置１を用い、流体流入部２９
側のオリフィス管状体２０ａにおける開口比を０．５とし、流体流出部３０側のオリフィス管状体３１における開口比を０．３とし、オリフィス管状体相互間距離Ｆを３００ｍｍとし、空気流速を５０．２ｍ／秒とし、実施例１と同様の測定方法にて、耐圧ホース１２に空気を流動した時の音圧を測定した。測定結果は、音圧８０．６ｄＢであった。

（実施例１１）
空気流速を６４．８ｍ／秒とした点を除いて、実施例１０と同様の方法、条件にて音圧を測定した。測定結果は、音圧８３．７ｄＢであった。

（実施例１２）
オリフィス管状体３１における開口比を０．５とした点を除いて、実施例１０と同様な遮音装置１を用い、実施例１０と同様の方法、条件にて音圧を測定した。測定結果は、音圧８１．２ｄＢであった。

（実施例１３）
空気流速を６４．８ｍ／秒とした点を除いて、実施例１２と同様の方法、条件にて音圧を測定した。測定結果は、音圧８９．８ｄＢであった。

（実験例１）
オリフィス板状体３ａ、３ｂからなるオリフィス装置を有する図２に示す遮音装置１を
用い、この遮音装置１を図８に示すように耐圧ホース１２に連結し、圧縮空気を耐圧ホース１２内に供給した。空気流速を５０．２ｍ／秒とした点を除いて、実施例１と同様の方法、条件にて耐圧ホース１２に空気を流動した時の音圧を測定した。測定結果は、音圧９０．０ｄＢであった。

上記した実施例６〜実施例１３及び実験例１によれば、空気流速が５０ｍ／秒以上という高速流体を耐圧ホース１２内に流動した場合、オリフィス板状体３ａ、３ｂからなるオリフィス装置を備える遮音装置（図２に示す遮音装置）においては、流体騒音の抑制作用は十分ではないが、オリフィス管状体２０ａ、２０ｂからなるオリフィス装置或いはオリフィス管状体２０ａ、３１からなるオリフィス装置を備える遮音装置（図１５〜図１７に示す遮音装置）においては、流体騒音を十分に抑制できることが判明した。

１遮音装置
２筒形本体
３ａ、３ｂオリフィス板状体
４ａ、４ｂ、２１、３２オリフィス孔
５、２９流体流入部
６、３０流体流出部
２０ａ、２０ｂ、３１オリフィス管状体

Claims

流体による流体騒音を抑制する遮音装置であって、一端に前記流体を流入させる流体流入部を有し、他端に前記流体を流出させる流体流出部を有する筒形本体を備え、この筒形本体にオリフィス孔を有するオリフィス装置を設けてなることを特徴とする遮音装置。
筒形本体に所定間隔を置いて２つのオリフィス装置を配置してなる請求項１に記載の遮音装置。
２つのオリフィス装置の相互間距離が、筒形本体の内径の５倍〜１１倍の長さに相当する長さとなるように２つのオリフィス装置を配置してなる請求項１又は２に記載の遮音装置。
２つのオリフィス装置における開口比はいずれも０．２〜０．５である請求項１〜３のいずれかに記載の遮音装置。
分割した筒形本体の相互当接面間にオリフィス装置を介在して、筒形本体にオリフィス装置を設けてなる請求項１〜４のいずれかに記載の遮音装置。
オリフィス装置は、オリフィス孔を有するオリフィス板状体として構成される請求項１〜５のいずれかに記載の遮音装置。
オリフィス装置は、傾斜孔部を有するオリフィス孔を備えてなるオリフィス管状体として構成される請求項１〜６のいずれかに記載の遮音装置。