JP2013127443A5

JP2013127443A5 -

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Publication number: JP2013127443A5
Application number: JP2012070132A
Authority: JP
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2015-04-09
Anticipated expiration: 2032-03-26

Description

請求項５の発明は、請求項２乃至４の何れか１の請求項に記載の消音器において、消音筒のうち中央障害板が架け渡された１対の内側面の対向方向から見て、境界開口から一方の側部開口を通過して中央開口に至るまでの第１流路の幅方向の中心における超音波の伝搬距離と、境界開口から他方の側部開口を通過して中央開口に至るまでの第２流路の幅方向の中心における超音波の伝搬距離とを、超音波の半波長の奇数倍だけ異ならせたところに特徴を有する。

請求項６の発明は、請求項１に記載の消音器において、消音筒の内側断面形状は、円形であり、外側障害板は、中心部に円形の中央開口を有した円環状をなして消音筒の内側に嵌合し、中央障害板は、円形をなして消音筒の内側面との間に円環状の側部開口を形成し、境界壁と中央障害板との間、及び、中央障害板と外側障害板との間を、それぞれ複数の支柱を介して固定した支柱介在固定手段を備えたところに特徴を有する。

請求項１４の発明は、請求項２乃至５の何れか１の請求項に記載の消音器において、各側部開口の内部で、中央障害板と平行になって消音筒の内側面に架け渡され、中央障害板が架け渡された１対の内側面の対向方向から見た断面形状が、中央障害板の縁部を中心として湾曲した円弧状をなした１対の円弧形側部ガイドと、中央開口の内部で、１対の側部障害板と平行になって消音筒の内側面に架け渡され、側部障害板が架け渡された１対の内側面の対向方向から見た断面形状が、各側部障害板の縁部を中心として湾曲した円弧状をなした１対の円弧形中央ガイドとを備えたところに特徴を有する。

［請求項２〜４の発明］
請求項２の消音器によれば、流体がパイプから消音器に流入してから中央開口を通過するまでの通過断面積が略均一であるので、流体の圧力損失を抑えることができる。

［請求項５の発明］
請求項５の消音器では、第１流路を伝搬する超音波ノイズと、第２流路を伝搬する超音波ノイズとが中央開口に到達したときに、半波長分ずれて重なることになり、超音波ノイズ同士を相殺させることができる。

［請求項７の発明］
請求項７の発明によれば、追加中央障害板と追加外側障害板とによって、超音波ノイズに対する消音効果を高めることが可能になる。しかも、追加中央障害板と追加外側障害板は、それぞれ、中央障害板と外側障害板と同一形状になっているので、部材の共通化が図られる。

［請求項９〜１３の発明］
請求項９の消音器によれば、中央障害板の開口縁と外側障害板における中央開口側の開口縁に縁部突条又は縁部膨出部を備えたことにより、流体の流れの偏流を防いで、圧力損失を抑えることができる。

［請求項１４の発明］
請求項１４の消音器によれば、各側部開口の内部に１対の円弧形側部ガイドを設けると共に、中央開口の内部に１対の円弧形中央ガイドを設けることにより、流体の流れの偏流を防いで、圧力損失を抑えることができる。

［第７実施形態］
本実施形態は、図９〜図１３に示されており、第１実施形態の消音器１０を変形させたものである。本実施形態の消音器１１０は、図９に示すように、全体の幅が軸方向で略均一の筒状をなし、消音筒１１１とノイズ導入筒１１７とを同軸上に並べて備えている。具体的には、消音器１１０は、軸方向の中間位置で内側面が段付き状になった段差部１１０Ｄを有し、パイプ９０側（図９における左側）の内部断面積が、超音波流量計８０側（図９における右側）の内部断面積に比べて小さくなっている。そして、その内部断面積の小さなパイプ９０側の部分がノイズ導入筒１１７を形成し、内部断面積の大きな超音波流量計８０側の部分が消音筒１１１を形成している。消音筒１１１及びノイズ導入管１１７は共に、内部断面形状が円形になっている。

図１０（Ａ）に示すように、外側縁部膨出部１７３は、中央板１６１の周方向に沿った環状をなし、その径方向で外側縁部膨出部１７３を横切って（即ち、外側縁部膨出部１７３を幅方向に横切って）側部開口１６１Ａに連通した側部連通溝１７３Ｍを複数備えている。側部連通溝１７３Ｍは、外側縁部膨出部１７３の表側（図９における左側）と裏側（図９における右側）の両方に同じ数ずつ設けられ、表側の側部連通溝１７３Ｍと裏側の側部連通溝１７３Ｍとが、中央板１６１の板厚方向で重ならないように配置されている。

図９及び図１１（Ａ）に示すように、外側板１７１は、平面形状が円環状をなした平板状になっていて、その中心軸が消音筒１１１の中心軸と一致するように配置され、消音筒１１１の内側面に嵌合されている。外側板１７１は、側部開口１６１Ａと対向し、側部開口１６１Ａを投影可能な大きさになっている。また、外側板１７１の中心部には、中央板１６１と対向した中央開口１７１Ａが形成されている。なお、中央開口１７１Ａの開口面積は、境界開口１１２の開口面積と同じになっている。

図１１（Ａ）に示すように、中央縁部膨出部１７４は、外側板１７１の周方向に沿った環状をなし、その径方向で中央縁部膨出部１７４を横切って（即ち、中央縁部膨出部１７４を幅方向に横切って）中央開口１７１Ａに連通した中央連通溝１７４Ｍを複数備えている。中央連通溝１７４Ｍは、上述した側部連通溝１７３Ｍと同様に、表側と裏側の両方に同じ数ずつ設けられ、表側の中央連通溝１７４Ｍと裏側の中央連通溝１７４Ｍとが、外側板１７１の板厚方向で重ならないように配置されている。

また、第２支軸１２３は、外側板１７１のうち第１支軸１２２と対向する位置に配置され（図１１（Ａ）参照）、第１支軸１２２と同様に、内側に第２貫通孔１２３Ａを有した円筒状をなして外側板１７１の表側と裏側の両方に突出し、表側の端部に形成された第２係合突部１２３Ｂと、裏側の端部に形成された第２受容凹部１２３Ｃとを備えている（図１１（Ｂ）参照）。この第２係合突部１２３Ｂは、第１支軸１２２の第１受容凹部１２２Ｃと凹凸係合可能になっている。また、第２受容凹部１２３Ｃは、第１支軸１２２の第１係合突部１２２Ｂと凹凸係合可能になっている。

そして、図１３に示すように、中央板１６１と外側板１７１とを板厚方向に交互に重ねて、第２支軸１２３の第２係合突部１２３Ｂと第１支軸１２２の第１受容凹部１２２Ｃとを凹凸係合させることにより第１支柱１２１Ａが形成され、第１支軸１２２の第１係合突部１２２Ｂと第２支軸１２３の第２受容凹部１２３Ｃとを凹凸係合させることにより第２支柱１２１Ｂが形成され、これらにより、中央板１６１と外側板１７１を板厚方向に積み重ねた板材積層体１２０が形成されている。また、第１支軸１２２の第１貫通孔１２２Ａと第２支軸１２３の第２貫通孔１２３Ａとが連通することで、第１支柱１２１Ａ及び第２支柱１２１Ｂを共に貫通したボルト挿通孔１２１Ｃが形成されている。

さて、図１３に示すように、板材積層体１２０は、消音筒１１１の境界壁１１１Ｋに取り付けられている。具体的には、境界壁１１１Ｋのうち境界開口１１２の開口縁には、消音筒１１１の内部に向かって消音筒１１１の軸方向に突出した取付突部１２５Ｔを有した板材取付部１２５が形成され、取付突部１２５Ｔの先端部に、第１支軸１２２の第１係合突部１２２Ｂと凹凸係合可能な係合凹部１２６が形成されている。この係合凹部１２６の奥面には、消音筒１１１の軸方向と平行な雌螺子孔１２６Ａが開口している。そして、板材積層体１２０のうち最も境界壁１１１Ｋ側に位置した中央板１６１の第１支軸１２２を板材取付部１２５に突き合わせて第１係合突部１２２Ｂと係合凹部１２６とを凹凸係合させた状態で、境界壁１１１Ｋの反対側からボルトＢをボルト挿通孔１２１Ｃに挿通させて雌螺子孔１２６Ａと螺合させることで板材積層体１２０が境界壁１１１Ｋに固定されている。

（１１）上記第７実施形態において、連通溝とリブを設けない構成としてもよい。なお、この構成からさらに支柱１２１（第１支軸１２２及び第２支軸１２３）を取り除いたものについて、上述したシミュレーションによる実験と同様のシミュレーション実験を行ったところ、消音器１０に比べて、ガスの圧力損失を抑えることができ、流路の屈曲によって発生した偏流を流路の幅方向の中心へ移動させることができることが確認できた。

（１４）上記第７実施形態では、板材積層体１２０を境界壁１１１Ｋに螺合していたが、境界壁１１Ｋ或いは消音筒１１１Ｋの内側面に接着剤で固定してもよい。

Claims

流体が流れるパイプの途中に超音波流量計と直列に並べて接続される消音筒を備え、前記消音筒内に前記流体を通過させてその流体を伝搬する騒音を軽減させる消音器において、
前記消音筒のうち前記超音波流量計と反対側の端部に配置されて前記消音筒の軸方向と直交する境界壁と、
前記境界壁に貫通形成されて前記消音筒の内部断面積よりも開口面積が小さな境界開口と、
前記境界壁の外面のうち前記境界開口の縁部に形成されて前記消音筒を前記パイプに接続するためのパイプ接続部と、
前記消音筒の内側に設けられて、前記境界壁と平行な板状をなして前記境界開口と対向し、その境界開口全体を投影可能な大きさをなすと共に、前記消音筒の内側面との間に１対の側部開口又は環状の側部開口を形成する中央障害板と、
前記境界壁と平行な板状をなして、前記側部開口に対して前記境界壁と反対側から対向しかつその側部開口全体を投影可能な大きさをなし、前記中央障害板と対向した中央開口を有する外側障害板とを備えたことを特徴とする消音器。
前記消音筒の内側断面形状は、四角形であり、
前記中央障害板は、前記消音筒の内側面に架け渡されて、前記消音筒の断面形状である四角形の縦横の一方の辺と同じ幅で、他方の辺より小さい四角形をなすと共に、四角形の前記側部開口を１対形成し、
前記外側障害板は、四角形をなして１対の前記側部開口それぞれに対向配置された１対の側部障害板で構成され、
前記消音筒のうち前記中央障害板が架け渡された１対の内側面の対向方向から見た前記境界壁と前記中央障害板との間隔をＨ１、前記中央障害板と前記側部障害板との間隔をＨ２、一方の前記側部開口の開口幅をＨ３、他方の前記側部開口の開口幅をＨ４、前記中央開口の開口幅をＨ５とすると共に、前記中央障害板が架け渡された１対の内側面の間隔をＬとし、前記境界開口の開口面積をＳ１とした場合に、
Ｓ１＝２・Ｌ・Ｈ１＝２・Ｌ・Ｈ２＝Ｌ・（Ｈ３＋Ｈ４）＝Ｌ・Ｈ５
になっていることを特徴とする請求項１に記載の消音器。
前記境界開口は、円形であることを特徴とする請求項２に記載の消音器。
前記境界開口は、前記消音筒の内側の断面形状である四角形の縦横の一方の辺と同じ幅で、他方の辺より小さい四角形をなし、
前記パイプ接続部は、前記境界壁の外面から突出した筒状をなしかつその基端部の内側の断面形状が前記境界開口と同じ四角形をなすと共に、先端部の内側の断面形状が円形をなし、先端部から基端部に向かって内部断面積を一定に維持しながら内側の断面形状が円形から四角形に徐変していることを特徴とする請求項２に記載の消音器。
前記消音筒のうち前記中央障害板が架け渡された１対の内側面の対向方向から見て、前記境界開口から一方の前記側部開口を通過して前記中央開口に至るまでの第１流路の幅方向の中心における超音波の伝搬距離と、前記境界開口から他方の前記側部開口を通過して前記中央開口に至るまでの第２流路の幅方向の中心における超音波の伝搬距離とを、超音波の半波長の奇数倍だけ異ならせたことを特徴とする請求項２乃至４の何れか１の請求項に記載の消音器。
前記消音筒の内側断面形状は、円形であり、
前記外側障害板は、中心部に円形の前記中央開口を有した円環状をなして前記消音筒の内側に嵌合し、
前記中央障害板は、円形をなして前記消音筒の内側面との間に円環状の前記側部開口を形成し、
前記境界壁と前記中央障害板との間、及び、前記中央障害板と前記外側障害板との間を、それぞれ複数の支柱を介して固定した支柱介在固定手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の消音器。
前記中央障害板と同一形状をなし、前記外側障害板に対して前記中央障害板と反対側に対向配置された追加中央障害板と、
前記外側障害板と同一形状をなし、前記追加中央障害板に対して前記外側障害板と反対側に対向配置された追加外側障害板とを備えて、
前記支柱介在固定手段により、前記外側障害板と前記追加中央障害板との間、及び、前記追加中央障害板と前記追加外側障害板との間を、それぞれ複数の支柱を介して固定したことを特徴とする請求項６に記載の消音器。
前記中央障害板、前記外側障害板及び前記支柱の軸心部を貫通するボルト挿通孔を設けると共に、前記境界壁のうち前記支柱の延長線上に雌螺子孔を設け、前記中央障害板、前記外側障害板及び前記支柱の前記ボルト挿通孔に共通して挿通したボルトを前記雌螺子孔に締め付けたことを特徴とする請求項６又は７に記載の消音器。
前記中央障害板における前記側部開口側の開口縁と、前記外側障害板における前記中央開口側の開口縁とに沿って突出形成された縁部突条か、それら開口縁を膨出させた縁部膨出部かの何れかを備えたことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１の請求項に記載の消音器。
前記中央障害板に形成された前記縁部突条又は前記縁部膨出部を幅方向に横切って前記側部開口に連通した側部連通溝と、
前記外側障害板に形成された前記縁部突条又は前記縁部膨出部を幅方向に横切って前記中央開口に連通した中央連通溝とを備えたことを特徴とする請求項９に記載の消音器。
前記中央障害板及び前記外側障害板には、前記縁部突条又は前記縁部膨出部と交差したリブが突出形成されたことを特徴とする請求項９又は１０に記載の消音器。
前記縁部突条は、断面多角形又は断面半円形であることを特徴とする請求項９乃至１１のうち何れか１の請求項に記載の消音器。
前記縁部膨出部は、断面多角形又は断面円形であることを特徴とする請求項９乃至１１のうち何れか１の請求項に記載の消音器。
各前記側部開口の内部で、前記中央障害板と平行になって前記消音筒の内側面に架け渡され、前記中央障害板が架け渡された１対の内側面の対向方向から見た断面形状が、前記中央障害板の縁部を中心として湾曲した円弧状をなした１対の円弧形側部ガイドと、
前記中央開口の内部で、前記１対の側部障害板と平行になって前記消音筒の内側面に架け渡され、前記側部障害板が架け渡された１対の内側面の対向方向から見た断面形状が、各前記側部障害板の縁部を中心として湾曲した円弧状をなした１対の円弧形中央ガイドとを備えたことを特徴とする請求項２乃至５の何れか１の請求項に記載の消音器。
請求項１乃至１４の何れか１の請求項に記載の消音器を備えたことを特徴とする消音器付超音波流量計。