JP2016006372A - Muffler - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は消音器に関し、特にトンネル換気設備などで使用される換気用消音器に関する。 The present invention relates to a silencer, and more particularly, to a silencer for ventilation used in a tunnel ventilation facility or the like.
トンネル換気設備などで使用される消音器(サイレンサー)は、主に換気ファンで発生する騒音を低減し、屋外に騒音が排出されることを抑止する目的で使用される。そのため、換気ファンで発生する低い周波数から高い周波数までの広い帯域の騒音を低減することが求められる。また、トンネル換気設備では、消音器を設置するスペースは広く確保できないことが多いため、消音器内部を通過する気流の流速が速くなることが避けられない。気流によって発生する気流音は、消音器の性能低下につながるため、気流音の発生を抑制する必要がある。さらに、消音器を通過する気流の流速が速くなると、消音器での圧力損失も大きくなる。圧力損失が大きいと、風量低下など換気ファンの性能低下につながるため、消音器の圧力損失は許容値以内にとどめることが求められる。 Silencers used in tunnel ventilation equipment and the like are mainly used for the purpose of reducing noise generated by a ventilation fan and suppressing the emission of noise outdoors. For this reason, it is required to reduce noise in a wide band from a low frequency to a high frequency generated in the ventilation fan. Moreover, in a tunnel ventilation facility, a space for installing a silencer cannot often be secured widely, so that the flow velocity of airflow passing through the silencer is inevitably increased. Since airflow sound generated by airflow leads to a decrease in the performance of the silencer, it is necessary to suppress the generation of airflow sound. Furthermore, when the flow velocity of the airflow passing through the silencer increases, the pressure loss at the silencer also increases. If the pressure loss is large, it will lead to a decrease in ventilation fan performance such as a reduction in air volume. Therefore, it is required to keep the pressure loss of the silencer within an allowable value.
換気消音器はこうした幾つかの条件下で、所定の減音性能を発揮するように計画する必要がある。 Ventilation silencers need to be planned to provide a certain sound reduction performance under these several conditions.
従来のトンネル換気用消音器は、ほとんどの場合、吸音型の消音器で構成されている。吸音型消音器は、吸音層の厚さや消音器の長さで減音量を調整することにより、目的の減音量が得られるようにする。一般的には、汎用品として標準化された製品を、必要な処理風量(通過風量)に合わせて型式や数量を選定する。吸音型消音器は、広い周波数帯域で減音効果が得られるが、一般的には低い周波数帯域での減音性能は低い。 Conventional silencers for tunnel ventilation are almost always composed of a sound absorbing silencer. The sound absorption type silencer adjusts the volume reduction by adjusting the thickness of the sound absorbing layer and the length of the silencer so that the target volume reduction can be obtained. In general, for a standardized product as a general-purpose product, the model and quantity are selected according to the required processing air volume (passing air volume). A sound absorbing silencer can obtain a sound reduction effect in a wide frequency band, but generally has a low sound reduction performance in a low frequency band.
一方、換気ファンの騒音は、主として気流音のような比較的高い周波数帯域に成分を持つ騒音のほか、翼通過音のような比較的低い周波数帯域に特定の周波数成分を持つ騒音からなる。翼通過音の特定の周波数成分とは、ファンの回転周波数と翼枚数の積として算出される周波数(翼通過周波数)と、その自然数倍である高調波の周波数の成分のことである。 On the other hand, the noise of the ventilation fan mainly includes noise having a specific frequency component in a relatively low frequency band such as blade passing sound, in addition to noise having a component in a relatively high frequency band such as airflow sound. The specific frequency component of the blade passing sound is a frequency component (blade passing frequency) calculated as a product of the rotational frequency of the fan and the number of blades and a harmonic frequency component that is a natural number multiple thereof.
換気用消音器を通過した騒音は、広い周波数帯域にわたって減音されるが、吸音型消音器を採用した場合、翼通過音のような特定の周波数成分を集中的に減音することはできず、また、翼通過音は比較的低い周波数成分で構成されることから、一般的に低い周波数帯域での減音性能が低い吸音型消音器では十分な減音量を得ることは難しい。そのため、吸音型消音器を通過後の騒音では、翼通過音が主成分となって残り、耳障りな音となることがある。 Noise that has passed through the ventilation silencer is attenuated over a wide frequency band, but if a sound absorbing silencer is used, specific frequency components such as wing passage noise cannot be reduced intensively. In addition, since the blade passing sound is composed of a relatively low frequency component, it is generally difficult to obtain a sufficient volume reduction with a sound absorbing silencer having a low sound reduction performance in a low frequency band. For this reason, in the noise after passing through the sound absorbing silencer, the wing passing sound remains as a main component, which may be annoying.
騒音値をさらに低減する場合には、吸音型消音器を気流の流れ方向に延長、または、吸音材を厚くして、必要な減音量が得られるようにするが、換気ファンの騒音に含まれる翼通過音の周波数成分以外が既に十分に低減されている場合には、それ以外の周波数成分に対する消音器の性能は過剰となってしまう。 To further reduce the noise level, extend the sound absorption silencer in the direction of air flow or increase the sound absorption material to obtain the required volume reduction, but this is included in the noise of the ventilation fan. If the frequency components other than the blade passing sound have already been sufficiently reduced, the performance of the silencer for other frequency components becomes excessive.
特許文献1では、開口率(吸音材装着前の筒状外板の開口面積に対する吸音材装着後の筒状外板の開口面積の割合)の異なる2種類の吸音型消音器を組み合わせて、消音器で減音された騒音と、消音器から発生するセルフノイズの大きさとがほぼ同等になるように、開口率や消音器設置数の比率を調整する装置が提案されている。しかし、消音器の通過流速を低減させるために設置される開口率の大きい消音器は、換気ファンの翼通過音のような比較的低い周波数帯域での減音性能が開口率の小さい消音器よりも劣るため、開口率の大きい消音器を通過した騒音は、開口率が小さい消音器を通過した騒音ほど低減されず、全体として減音性能を犠牲にしているとともに、セルフノイズとの関係で減音性能も決まってしまい、設計の自由度が低い。 In Patent Document 1, a combination of two types of sound absorbing silencers with different opening ratios (ratio of the opening area of the cylindrical outer plate after mounting the sound absorbing material to the opening area of the cylindrical outer plate before mounting the sound absorbing material) There has been proposed an apparatus that adjusts the aperture ratio and the ratio of the number of silencers installed so that the noise reduced by the silencer and the magnitude of self-noise generated from the silencer are approximately equal. However, a silencer with a large aperture ratio installed to reduce the passage flow rate of the silencer has a sound reduction performance in a relatively low frequency band, such as a blade passing sound of a ventilation fan, than a silencer with a small aperture ratio. Therefore, noise that has passed through a silencer with a large aperture ratio is not reduced as much as noise that has passed through a silencer with a small aperture ratio, and at the expense of noise reduction performance as a whole, it is reduced in relation to self-noise. The sound performance is also determined, and the degree of freedom in design is low.
トンネル内に設置する吸音型消音器としては、消音器の性能を補うために、特許文献2のように減音効果を有する整流装置を用いたものがある。この整流装置では、ダクト内に連続した曲り箇所が必要になるが、トンネル換気用のダクトに、必ずしもそのような箇所があるわけではないので、適用が限定される。 As a sound absorption type silencer installed in a tunnel, there is one using a rectifier having a sound reduction effect as in Patent Document 2 in order to supplement the performance of the silencer. In this rectifier, a continuous bent portion is required in the duct, but such a portion is not necessarily provided in the tunnel for duct ventilation, so that the application is limited.
トンネル換気設備に設置される換気用消音器では、吸音型消音器を用いることが多いが、消音器の特性上、オクターブバンド中心周波数63Hz〜125Hzの成分が十分に低減されないため、その周波数帯域に含まれる換気ファンの翼通過音のような特定の周波数成分が卓越成分として残ってしまう。この周波数帯域の騒音を十分に低減するために吸音型消音器を延長すれば、消音器が大型化し、広い設置場所の確保が必要になるため、製造コスト、工事コストとも増加してしまう。 In the silencer for ventilation installed in the tunnel ventilation equipment, a sound absorption type silencer is often used, but due to the characteristics of the silencer, the component of the octave band center frequency 63 Hz to 125 Hz is not sufficiently reduced. A specific frequency component such as the blade passing sound of the included ventilation fan remains as a dominant component. If the sound absorbing silencer is extended in order to sufficiently reduce the noise in this frequency band, the silencer becomes larger and it is necessary to secure a large installation location, which increases both manufacturing costs and construction costs.
また、トンネル換気設備のダクトが非常に狭小な場合がある。そのため、消音器を2ヶ所に分けて設置したり、施工が困難な鉛直方向のダクト内に消音器を設置したりする。その場合にも、製造上および施工上のコストが増加するという問題がある。 Also, the tunnel ventilation equipment ducts may be very narrow. For this reason, the silencer is installed in two places, or the silencer is installed in a vertical duct that is difficult to construct. Even in that case, there is a problem that the manufacturing and construction costs increase.
一般的な消音器では、減音性能を高くするほど圧力損失が大きくなるという傾向がある。したがって、消音器で騒音を小さくしようとするほど、圧力損失が増加し、送風するための換気ファンの動力が大きくなる。道路トンネルの換気では、大風量を長距離輸送するために大きな動力が必要になり、運転コストが増加するが、これを出来るだけ低く抑えることが望ましい。 In a typical silencer, there is a tendency that the pressure loss increases as the sound reduction performance increases. Therefore, as the noise is reduced by the silencer, the pressure loss increases and the power of the ventilation fan for blowing air increases. Ventilation in road tunnels requires a large amount of power to transport a large amount of air over long distances, which increases operating costs. It is desirable to keep this as low as possible.
本発明は、以上の問題の少なくとも一部を緩和または解消することを目的としている。 The present invention aims to alleviate or eliminate at least some of the above problems.
本発明の一実施形態によれば、換気ダクトの途中に設置されるように構成される消音器が提供される。かかる消音器は、メイン消音器と、消音器が換気ダクト内に設置された場合に、メイン消音器の側壁面から換気ダクトの壁面に延びる塞ぎ板と、を有する。かかる消音器は、消音器が換気ダクト内に設置された場合に、メイン消音器の側壁面、塞ぎ板、および換気ダクトの壁面により画定される空間にサブ消音器が形成される。 According to one embodiment of the present invention, a silencer configured to be installed in the middle of a ventilation duct is provided. Such a silencer includes a main silencer and a closing plate that extends from the side wall surface of the main silencer to the wall surface of the ventilation duct when the silencer is installed in the ventilation duct. In the silencer, when the silencer is installed in the ventilation duct, the sub silencer is formed in a space defined by the side wall surface of the main silencer, the closing plate, and the wall surface of the ventilation duct.
一実施形態によれば、サブ消音器は、共鳴型消音器として形成される。 According to one embodiment, the sub silencer is formed as a resonant silencer.
一実施形態によれば、サブ消音器は、サイドブランチ型消音器として形成される。 According to one embodiment, the sub silencer is formed as a side branch silencer.
一実施形態によれば、サブ消音器は、吸音型消音器として形成される。 According to one embodiment, the sub silencer is formed as a sound absorbing silencer.
一実施形態によれば、サブ消音器は、サブ消音器の空間の最奥部に音波を吸収し反射を
抑制する無反射端を設置した分岐ダクトとして構成される。
According to one embodiment, the sub silencer is configured as a branch duct having a non-reflective end that absorbs sound waves and suppresses reflection at the innermost part of the space of the sub silencer.
一実施形態によれば、塞ぎ板の設置位置は、換気ダクトの方向に変更可能に構成される。 According to one embodiment, the installation position of the closing plate is configured to be changeable in the direction of the ventilation duct.
一実施形態によれば、換気ダクトに設置された場合に、サブ消音器は複数形成され、複数のサブ消音器は、共鳴型消音器、サイドブランチ型消音器、吸音型消音器、および無反射端を設置した分岐ダクトを備えるサブ消音器からなるグループから複数種類を組み合わせて構成される。 According to one embodiment, when installed in a ventilation duct, a plurality of sub silencers are formed, and the plurality of sub silencers include a resonance type silencer, a side branch type silencer, a sound absorption type silencer, and a non-reflection type. It is configured by combining multiple types from the group consisting of sub silencers with branch ducts with ends installed.
一実施形態によれば、サブ消音器は、換気ダクト内を流れる気流の上流側と下流側との両方から音波が進入することができるように構成される。 According to one embodiment, the sub silencer is configured such that sound waves can enter from both upstream and downstream sides of the airflow flowing in the ventilation duct.
一実施形態によれば、消音器は、コンクリートまたは鋼板により形成される換気ダクト内に配置されるように構成される。 According to one embodiment, the silencer is configured to be placed in a ventilation duct formed by concrete or steel plate.
以下に、本発明に係る消音器の実施形態を添付図面とともに説明する。添付図面において、同一または類似の要素には同一または類似の参照符号が付され、各実施形態の説明において同一または類似の要素に関する重複する説明は省略することがある。また、各実施形態で示される特徴は、互いに矛盾しない限り他の実施形態にも適用可能である。 Embodiments of a silencer according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the accompanying drawings, the same or similar elements are denoted by the same or similar reference numerals, and redundant description of the same or similar elements may be omitted in the description of each embodiment. Further, the features shown in each embodiment can be applied to other embodiments as long as they do not contradict each other.
図18は、トンネル換気設備の換気ダクト100内に配置される従来の吸音型消音器102を概略的に示す図であり、気流の通過方向に平行な水平面で切り出した断面で示している。吸音型消音器102は、セル型またはスプリッタ型の吸音型消音器を多数組み合わせて構成される。ここで、セル型の吸音型消音器とは、気流の流れ方向に対して垂直な断面の形状が、概ね正方形である筒状の吸音型消音器を単数、あるいは複数使用してなる消音器である。スプリッタ型の吸音型消音器とは、気流の流れ方向に対して垂直な断面の形状が、縦横比の比較的大きい長方形である筒状の吸音型消音器を単数、あるいは複数使用してなる消音器である。吸音型消音器102は、たとえば、断面が矩形の筒状外板の内部にグラスウールなどの吸音材を装着した消音器とすることができる。かかる吸音型消音器102においては、換気ダクト100内を空気とともに音波が通過し、吸音材により音波が吸音されて消音される。
FIG. 18 is a diagram schematically showing a conventional
一般に、従来の吸音型消音器102を換気ダクト100内に設置する場合、図18に示されるように、吸音型消音器102と換気ダクト100の壁面との間に空間104が存在する。そのため、吸音型消音器102と換気ダクト100の壁面との間を塞ぎ板106で覆って、気流と音波が吸音型消音器102を通過するようにする。
In general, when the conventional
上述のように、吸音型消音器は、一般に低い周波数帯域での減音性能が低下する。そして、換気ファンの騒音は、翼通過音のような比較的低い周波数成分を含んでおり、これを低減することが低騒音化する上で必要である。そこで、本発明の実施形態は、従来使用されていなかった、消音器102と換気ダクト100の壁面との間の空間104を利用して、効果的な消音を実現するとしたものである。
As described above, the sound absorbing silencer generally has a reduced sound reduction performance in a low frequency band. The noise of the ventilation fan contains a relatively low frequency component such as blade passing sound, and it is necessary to reduce this noise in order to reduce the noise. Therefore, in the embodiment of the present invention, effective silencing is realized by using the
図1は、一実施形態に係る消音器12の構成を示す概略図であり、気流の通過方向に平行な水平面で切り出した断面で示している。かかる実施形態においては、消音器12は、メイン消音器12aを含むものである。メイン消音器12aは、たとえば従来からの吸音型消音器とすることができ、セル型またはスプリッタ型の吸音型消音器を組み合わせて構成することができる。本実施形態においては、メイン消音器12aの上流側(入口側)の端部から換気ダクト100の内壁面に向かって塞ぎ板14が配置される。しかし、メイン消音器12aの下流側(出口側)の端部に塞ぎ板は設けない。そのため、メイン消音器12aの外壁面16、塞ぎ板14、および換気ダクト100の内壁面により開いた空間18が形成される。かかる空間18にメイン消音器12aを通過した音波が回り込み、共鳴、干渉、吸音等の効果により減音させるサブ消音器12bとして機能する。一般に、低い周波数の音波の方が回折しやすいので、サブ消音器12bは、翼通過音のような比較的低い周波数成分の消音に効果がある。また、サブ消音器12bを、以下で詳細に説明するように、共鳴型消音器やサイドブランチ型消音器として形成することで、翼通過音のような特定の周波数成分を減音させるための構成とすることができる。一方、サブ消音器12bの入口は、メイン消音器12aの出口の側方に位置し、サブ消音器12bには気流がほとん
ど流れないので、圧力損失はほとんど生じない。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a
一実施形態として、図2に示されるように、塞ぎ板14は、気流の流れ方向に沿って任意の位置に設置および固定できるように構成することができる。そのために、消音器を換気ダクト内に設置するときに、サブ消音器12bの空間18の体積を任意に変更して固定することができる。かかる構成では、メイン消音器12aの上流側端部の外側に気流が入り込む空間が生じるため、圧力損失が発生し得る。そこで、一実施形態として、図3に示されるように、メイン消音器12aの上流側端部に位置する塞ぎ板14aの設置位置は固定とし、さらに、気流の流れ方向に沿って設置位置を変更可能な塞ぎ板14bをさらに設けるようにすることができる。このように構成することで、圧力損失の発生を防止し、サブ消音器12bの空間18の体積を変更することができる。
As an embodiment, as shown in FIG. 2, the closing
図4は、サブ消音器12bを共鳴型消音器として構成する実施形態を示す図である。図4は、主にサブ消音器12bの構成を示しており、メイン消音器12aについては、図1−3と同様なので説明を省略する。
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment in which the
図4は、気流の流れ方向に平行な水平面でサブ消音器12bを切り出した断面の一部を示している。本実施形態において、共鳴型消音器として構成されるサブ消音器12bは、メイン消音器12aの上流側の端部から換気ダクト100の内壁面に向かって延びる塞ぎ板14、メイン消音器12aの外壁面16、換気ダクト100の内壁面、および、メイン消音器12aの下流側端部から換気ダクト100の内壁面に向かって延びる開口部20が形成された塞ぎ板14c、により共鳴室22が形成される。図示した実施形態において、共鳴型のサブ消音器12bは、共鳴室22、および、開口部20から構成される。共鳴型のサブ消音器12bは、次式で示される共鳴周波数f0で最大の減音効果を発揮する。
f0=(c/2π)√(S/d・V)
ここで、f0は共鳴周波数[Hz]、cは空気中の音速[m/s]、Sは開口部断面積[m2]、dは開口部長さ[m]、Vは共鳴室の体積[m3]である。減音させたい音の周波数、たとえば換気ファンの騒音の卓越した成分である翼通過周波数と共鳴周波数f0とが一致するように、体積V、開口部20の断面積S、開口部22の長さdを調整する。
FIG. 4 shows a part of a cross section of the
f 0 = (c / 2π) √ (S / d · V)
Here, f 0 is the resonance frequency [Hz], c is the speed of sound in the air [m / s], S is the opening cross-sectional area [m 2 ], d is the opening length [m], and V is the volume of the resonance chamber. [M 3 ]. Frequency of sound reduction is not desired sound, for example, as the blade passing frequency is outstanding component of the noise of the ventilation fan and the resonance frequency f 0 is matched, the volume V, the sectional area of the opening 20 S, the length of the
一実施形態において、共鳴室22内に仕切り板24を設置して、共鳴型のサブ消音器12bをメイン消音器12aの周りに複数構成することができる。図5は、一実施形態であり、気流の下流側から見た、共鳴型消音器として形成されたサブ消音器12bを備える消音器12を示す概略図である。図5に示されるように、共鳴室22への開口部20をメイン消音器12aの周りに複数設けることができる。共鳴室22の任意の場所に仕切り板24(図5中の破線で示される)を設けて、体積の異なる複数の共鳴室22を設けることで、複数の周波数に共鳴周波数を一致させて、複数の周波数成分を低減するサブ消音器12bを構成することができる。また、共鳴室22への開口部20は、円形または矩形の孔とすることができ、あるいは図6に示されるように連続的なスリット20a、または断続するスリット20bとして形成することができる。
In one embodiment, a
また、一実施形態において、共鳴型のサブ消音器12bを構成する塞ぎ板14の設置位置を、図2、図3に示されるように変更できるようにして、共鳴室22の体積を調整することで共鳴周波数を変更できるようにしてもよい。
In one embodiment, the volume of the
図7は、サブ消音器12bをサイドブランチ型の消音器として構成する実施形態を示す図である。図7においては、主にサブ消音器12bの構成を図示しており、メイン消音器12aについては、図1−図3と同様なので説明を省略する。
FIG. 7 is a diagram showing an embodiment in which the
図7は、気流の流れ方向に平行な水平面でサブ消音器12bを切り出した断面の一部を
概略的に示している。本実施形態において、サイドブランチ型消音器として構成されるサブ消音器12bは、メイン消音器12aの上流側の端部から換気ダクト100の内壁面に向かって延びる塞ぎ板14、メイン消音器12aの外壁面16、換気ダクト100の内壁面によりブランチダクト26が形成される。図7に示される実施形態において、サイドブランチ型のサブ消音器12bは、次式で示される共鳴周波数frで最大の減音効果を発揮する。
fr=(2n−1)・c/4L
ここで、frは共鳴周波数[Hz]、cは音速[m/s]、Lはブランチダクト26の長さ[m]、nは自然数(n=1、2、3・・・)である。減音させたい音の周波数、たとえば換気ファンの騒音の卓越した成分である翼通過周波数と共鳴周波数frとが一致するように、ブランチダクト26の長さLを調整する。消音器12の一部を下流側から見た図8に示されるように、複数のサイドブランチを設けることができ、その際、いくつかのサイドブランチの開口部28に遮蔽板30を設けて、複数のサイドブランチを離して設置することができ、また、図5に示される共鳴型のサブ消音器12bのような仕切り板24を設けて、サイドブランチを分割することもできる。
FIG. 7 schematically shows a part of a cross section of the
f r = (2n−1) · c / 4L
Here, fr is the resonance frequency [Hz], c is the speed of sound [m / s], L is the length [m] of the
図9は、サブ消音器12bを吸音型の消音器として構成する実施形態を示す図であり、気流の流れ方向に平行な水平面でサブ消音器12bを切り出した断面を概略的に示している。本実施形態において、吸音型消音器として構成されるサブ消音器12bは、メイン消音器12aの上流側の端部から換気ダクト100の内壁面に向かって延びる塞ぎ板14、メイン消音器12aの外壁面16、換気ダクト100の内壁面により空間18が形成される。この空間18の内部壁面に吸音材32を配することで吸音型のサブ消音器12bを構成している。かかる実施形態においては、メイン消音器12aを通過した音波の一部がサブ消音器12bである吸音型消音器に進入することにより減音される。
FIG. 9 is a diagram showing an embodiment in which the
図10は、一実施形態による消音器12を示しており、サブ消音器12bを形成する空間18の最奥部に音波を吸収して反射を実質的に抑制する無反射端34を配置する。本実施形態のように、無反射端34を設置したサブ消音器12bの場合、メイン消音器12aを通過した音波の一部が無反射端34を設置したサブ消音器12bに進入するが、最奥部に達した音波は無反射端34で吸収されるので、サブ消音器12bから排出される音波は低減される。かかる実施形態において、無反射端34が設置されるサブ消音器12bは、吸音型サブ消音器12bとすることができる。無反射端34が設置される最奥部の位置は、図2、図3に示されるように、気流が流れる方向に調整変更可能とすることができる。なお、無反射端34は、たとえば、くさび状の吸音構造体やより簡単な構造として通常の使用時よりもグラスウール等の吸音材を厚く貼付することにより構成することができる。
FIG. 10 shows a
図11、図12は、一実施形態による消音器12を部分的に示しており、サブ消音器12bを形成する塞ぎ板14に扉36を設ける構成を示している。図11の実施形態において、サブ消音器12bは共鳴型消音器として、図12の実施形態においては、サブ消音器12bはサイドブランチ型消音器として構成されている。図示の実施形態において、メイン消音器12aの上流側端部の塞ぎ板14aは、位置が固定されており、さらに下流側に配置される塞ぎ板14bは、気流の流れる方向に位置を調整可能である。図示の実施形態において、塞ぎ板14a、14bの両方に気密性の扉36が設けられている。かかる扉36を設置することで、サブ消音器12bを通路として使用することができ、点検がしやすくなったり、サブ消音器12bの内部が点検しやすくなる。また、図11の実施形態においては、共鳴室22の開口部20が形成される塞ぎ板14cにも扉36を設置し、かかる扉36に開口部20を設けるように構成してもよい。
FIGS. 11 and 12 partially show the
図13、図14は、一実施形態による消音器12を示しており、サブ消音器12bとして、共鳴型消音器および吸音型消音器の両方を用いている。図示の実施形態において、吸
音型消音器の最奥部に、共鳴型消音器の開口部20が形成される。かかる実施形態においては、吸音型消音器による吸音効果と共鳴型消音器による共鳴効果の両方で減音することができるため、共鳴型消音器のみのサブ消音器の場合と比べて、より広い周波数範囲の音波を低減することができる。図14に示されるように、サブ消音器12bを構成する各吸音型消音器の最奥部の位置を変更することにより、複数の共鳴周波数を有する吸音型消音器を構成することができる。かかる実施形態においては、異なる共鳴周波数を有する複数の共鳴型消音器と、長さが異なるため吸音効果が異なる吸音型消音器を構成することができる。かかる実施形態においては、複数の卓越周波数、たとえば換気ファンの騒音の卓越した成分である翼通過周波数とその高調波のような複数の周波数成分を低減することができる。
13 and 14 show a
図15は、一実施形態による消音器12を示しており、サブ消音器12bとして、共鳴型消音器および吸音型消音器の両方を用いている。図示の実施形態において、メイン消音器12aの入口側の周辺に共鳴型サブ消音器12bが設けられ、メイン消音器12aの出口側の周辺に吸音型サブ消音器12bが設けられ、吸音型サブ消音器12bの最奥部に開口部20を有する共鳴型サブ消音器12bがさらに設けられる。入口側の共鳴型サブ消音器12bと出口側の共鳴型サブ消音器12bとは塞ぎ板14bによって仕切られている。かかる実施形態において、異なる共鳴周波数を有する共鳴型サブ消音器12bで複数の卓越した周波数成分を低減し、また、吸音型サブ消音器12bで広い範囲の騒音を低減することができる。なお、かかる実施形態においては、メイン消音器12aの入口側の周辺にある共鳴型サブ消音器12bに気流が入るために、多少の圧力損失が発生するが、換気ダクト100内を通る気流は周辺の方が流速が小さくなるので、圧力損失は比較的小さい。
FIG. 15 shows a
図16、図17は、一実施形態による消音器12を部分的に示しており、サブ消音器12bとして複数のサイドブランチ型の消音器を用い、サイドブランチ型の消音器は、メイン消音器12aの入口側および出口側の両方の周辺に設けられる。図示の実施形態において、メイン消音器12aの入口側の周辺に配置されるサイドブランチ型のサブ消音器12bと、メイン消音器12aの出口側の周辺に配置されるサイドブランチ型のサブ消音器12bとでは、ブランチダクト26の長さを異なるようにすることで、異なる卓越周波数成分を低減することができる。図示の実施形態において、ブランチダクト26の長さは、消音したい音波の周波数に応じて決めることができる。なお、図16、図17の実施形態においては、メイン消音器12aの入口側の周辺にあるサイドブランチ型のサブ消音器12bに気流が入るために多少の圧力損失が発生するが、換気ダクト100内を通る気流は周辺の方が流速が小さいので、圧力損失は比較的小さい。
FIGS. 16 and 17 partially show a
図19は、一実施形態である図4に示される消音器12の減音効果を確認したモデル実験の結果を示すグラフである。このグラフは、メイン消音器12aの外周の一部にサブ消音器12bとして共鳴室22を配置した場合の、サブ消音器12bを設置したことによる減音効果を示すグラフである。減音効果は、図18に示される従来の消音器のように、消音器102と換気ダクトの壁面との間に形成された空間104を、その両端に配置した2ヶ所の塞ぎ板106で閉じた場合の音圧レベルと、図4のようにメイン消音器12aの出口側の塞ぎ板14cに開口部20を配置した場合の音圧レベルの差を算出したものである。図19のグラフにおいて、減音効果として200Hz付近にピークが見られる。この実験で構成された共鳴型サブ消音器12bの共鳴周波数f0の設計値はおよそ220Hzとしたので、誤差はあるものの共鳴型サブ消音器の減音効果が発揮されたものと考えられる。
FIG. 19 is a graph showing the results of a model experiment that confirmed the sound reduction effect of the
図20は、一実施形態である図7に示される消音器12の減音効果を確認したモデル実験の結果を示すグラフである。このグラフは、メイン消音器12aの外周の一部にサブ消音器12bとしてブランチダクト26を配置した場合の、サブ消音器12bを設置したこ
とによる減音効果を示すグラフである。減音効果は、図18に示される従来のように、消音器102と換気ダクトの壁面との間に形成された空間104を、その両端に配置した2ヶ所の塞ぎ板106で閉じた場合の音圧レベルと、図7のようにメイン消音器12aの出口側に塞ぎ板を設けずに、開口部28とした場合の音圧レベルの差を算出したものである。図20のグラフにおいて、減音効果として190Hz付近にピークが見られる。この実験で構成されたサイドブランチ型サブ消音器12bの共鳴周波数frの設計値はおよそ190Hzとしたので、サイドブランチ型サブ消音器の減音効果が発揮されたものと考えられる。
FIG. 20 is a graph showing the results of a model experiment in which the sound reduction effect of the
以上のように本願発明の実施形態を説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。また、上述の実施形態のそれぞれの特徴は互いに矛盾しない限り組み合わせまたは交換することができる。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment. The features of the above-described embodiments can be combined or exchanged as long as they do not contradict each other.
12 消音器
12a メイン消音器
12b サブ消音器
14 塞ぎ板
16 外壁面
18 空間
20 開口部
22 共鳴室
24 仕切り板
26 ブランチダクト
28 開口部
30 遮蔽板
32 吸音材
34 無反射端
36 扉
100 換気ダクト
102 消音器
104 空間
106 塞ぎ板
12
Claims (9)
メイン消音器と、
前記消音器が換気ダクト内に設置された場合に、前記メイン消音器の側壁から換気ダクトの壁面に延びる塞ぎ板と、を有し、
前記消音器が換気ダクト内に設置された場合に、前記メイン消音器の前記側壁、前記塞ぎ板、および換気ダクトの壁面により画定される空間にサブ消音器が形成される、消音器。 A silencer configured to be installed in the middle of a ventilation duct,
The main silencer,
When the silencer is installed in a ventilation duct, a closing plate extending from the side wall of the main silencer to the wall surface of the ventilation duct,
The silencer, wherein when the silencer is installed in a ventilation duct, a sub silencer is formed in a space defined by the side wall of the main silencer, the closing plate, and a wall surface of the ventilation duct.
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