JP2017150381A - Muffler and compressor including the muffler - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧縮機に取り付けられる消音器及びこの消音器を備えた圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a silencer attached to a compressor and a compressor equipped with the silencer.
従来の圧縮機に取り付けられる消音器では、固有の周波数で生じる共鳴による消音器の減音量低下を防ぐために、円形音場の円周方向の一次の共鳴が生じたときの消音器内部の音圧分布における腹の位置を入口位置とし、節の位置を出口位置としている(例えば、特許文献1参照)。 In a silencer attached to a conventional compressor, the sound pressure inside the silencer when a primary resonance in the circumferential direction of the circular sound field occurs in order to prevent a decrease in volume reduction of the silencer due to resonance occurring at a specific frequency. The position of the antinode in the distribution is the entrance position, and the position of the node is the exit position (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載されているような消音器にあっては、円形音場の円周方向の一次の共鳴による消音器の減音量の低下を防ぐことができる。しかしながら、円周方向の二次の共鳴が生じたときには出口位置と入口位置がともに消音器内部の音圧分布における腹の位置となり、消音器の減音量の低下を防げないという問題点があった。また、円形音場の外周部が出口位置となっているため、円形音場の半径方向の共鳴が生じたときには、出口位置が音圧分布における腹の位置となり、消音器の減音量低下を防げないという問題点もあった。
In the silencer as described in
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、円形音場における円周方向のさらに高次の共鳴、半径方向の一次の共鳴による減音量の低下を防ぐことができる消音器及びこの消音器を備えた圧縮機を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and prevents a decrease in volume reduction due to higher-order resonance in the circumferential direction and primary resonance in the radial direction in a circular sound field. It aims at providing the silencer which can be performed, and the compressor provided with this silencer.
本発明に係る消音器は、筒状の膨張部を備え、圧縮機に取り付けられる消音器において、前記膨張部の中央に向かって突出する同形状の突起物を、前記膨張部の高さ方向の中央付近で、かつ、円周方向に等間隔で前記膨張部の半径方向に4つ設け、前記膨張部に対して、流体の入口を前記圧縮機の圧縮機要素側の端面の中央に位置させ、流体の出口を前記突起物のうちいずれか1つ以上の先端に設けているものである。 The silencer according to the present invention includes a cylindrical expansion portion, and in the silencer attached to the compressor, a protrusion having the same shape protruding toward the center of the expansion portion is arranged in the height direction of the expansion portion. Four in the radial direction of the expansion part are provided near the center and at equal intervals in the circumferential direction, and the fluid inlet is located at the center of the end surface of the compressor on the compressor element side with respect to the expansion part. The fluid outlet is provided at any one or more of the protrusions.
本発明に係る消音器は、筒状の膨張部を備え、圧縮機に取り付けられる消音器において、前記膨張部の中央に向かって突出する円環状の突起物を、前記膨張部の高さ方向の中央付近で、かつ、円周方向に一様に設け、前記膨張部に対して、流体の入口を前記圧縮機の圧縮機要素側の端面の中央に位置させ、流体の出口を前記突起物に設けているものである。 The silencer according to the present invention includes a cylindrical expansion portion, and in the silencer attached to the compressor, an annular protrusion protruding toward the center of the expansion portion is arranged in the height direction of the expansion portion. Provided uniformly in the circumferential direction in the vicinity of the center, the fluid inlet is located at the center of the end surface of the compressor on the compressor element side with respect to the expansion portion, and the fluid outlet is formed on the projection. It is provided.
本発明に係る消音器は、筒状の膨張部を備え、圧縮機に取り付けられる消音器において、面内方向の半径方向の一次の共鳴が生じたときの音圧分布の節の位置から前記膨張部の半径に対して半径方向に±5%の範囲内で、かつ、軸方向の一次の共鳴が生じたときの音圧分布の節の位置から前記膨張部の高さに対して高さ方向に±3%の範囲内に、同形状の挿入管を円周方向に等間隔で前記膨張部の半径方向に4本設け、前記膨張部に対して、流体の入口を前記圧縮機の圧縮機要素側の端面の中央に位置させ、流体の出口を前記挿入管のうちいずれか1つ以上としているものである。 The silencer according to the present invention includes a cylindrical expansion portion, and in the silencer attached to the compressor, the expansion is performed from the position of the node of the sound pressure distribution when primary radial resonance in the in-plane direction occurs. Within the range of ± 5% in the radial direction with respect to the radius of the portion, and in the height direction with respect to the height of the expansion portion from the position of the node of the sound pressure distribution when the primary resonance in the axial direction occurs In the range of ± 3%, four insertion tubes of the same shape are provided in the radial direction of the expansion portion at equal intervals in the circumferential direction, and a fluid inlet is provided to the expansion portion with respect to the compressor of the compressor. It is located at the center of the end surface on the element side, and the outlet of the fluid is any one or more of the insertion tubes.
本発明に係る消音器は、筒状の膨張部を備え、圧縮機に取り付けられる消音器において、面内方向の半径方向の一次の共鳴が生じたときの音圧分布の節の位置から前記膨張部の半径に対して半径方向に±5%の範囲内で、かつ、軸方向の一次の共鳴が生じたときの音圧分布の節の位置から前記膨張部の高さに対して高さ方向に±3%の範囲内に、同形状のくぼみを円周方向に等間隔で前記膨張部の外周面に4つ設け、前記膨張部に対して、流体の入口を前記圧縮機の圧縮機要素側の端面の中央に位置させ、流体の出口を前記くぼみのうちいずれか1つ以上としているものである。 The silencer according to the present invention includes a cylindrical expansion portion, and in the silencer attached to the compressor, the expansion is performed from the position of the node of the sound pressure distribution when primary radial resonance in the in-plane direction occurs. Within the range of ± 5% in the radial direction with respect to the radius of the portion, and in the height direction with respect to the height of the expansion portion from the position of the node of the sound pressure distribution when the primary resonance in the axial direction occurs In the range of ± 3%, four indentations of the same shape are provided on the outer peripheral surface of the expansion portion at equal intervals in the circumferential direction, and a fluid inlet is provided to the compressor element of the compressor. It is located in the center of the end face on the side, and the outlet of the fluid is any one or more of the recesses.
本発明に係る消音器は、筒状の膨張部を備え、圧縮機に取り付けられる消音器において、面内方向の半径方向の一次の共鳴が生じたときの音圧分布の節の位置から前記膨張部の半径に対して半径方向に±5%の範囲内で、かつ、軸方向の一次の共鳴が生じたときの音圧分布の節の位置から前記膨張部の高さに対して高さ方向に±3%の範囲内に、同形状の平面を円周方向に等間隔で前記膨張部の外周面に4つ設け、前記膨張部に対して、流体の入口を前記圧縮機の圧縮機要素側の端面の中央に位置させ、流体の出口を前記平面のうちいずれか1つ以上の中央位置をとしているものである。 The silencer according to the present invention includes a cylindrical expansion portion, and in the silencer attached to the compressor, the expansion is performed from the position of the node of the sound pressure distribution when primary radial resonance in the in-plane direction occurs. Within the range of ± 5% in the radial direction with respect to the radius of the portion, and in the height direction with respect to the height of the expansion portion from the position of the node of the sound pressure distribution when the primary resonance in the axial direction occurs In the range of ± 3%, four planes of the same shape are provided on the outer peripheral surface of the expansion portion at equal intervals in the circumferential direction, and a fluid inlet is provided in the compressor element of the compressor with respect to the expansion portion. It is located in the center of the end face on the side, and the outlet of the fluid is set to any one or more central positions in the plane.
本発明に係る消音器は、筒状の膨張部を備え、圧縮機に取り付けられる消音器において、面内方向の半径方向の一次の共鳴が生じたときの音圧分布の節の位置から前記膨張部の半径に対して半径方向に±5%の範囲内で、かつ、軸方向の一次の共鳴が生じたときの音圧分布の節の位置から前記膨張部の高さに対して高さ方向に±3%の範囲内に、円環状のくぼみを前記膨張部の円周方向に一様に設け、前記膨張部に対して、流体の入口を前記圧縮機の圧縮機要素側の端面の中央に位置させ、流体の出口を前記くぼみの高さ方向の中央位置に1つ以上設けているものである。 The silencer according to the present invention includes a cylindrical expansion portion, and in the silencer attached to the compressor, the expansion is performed from the position of the node of the sound pressure distribution when primary radial resonance in the in-plane direction occurs. Within the range of ± 5% in the radial direction with respect to the radius of the portion, and in the height direction with respect to the height of the expansion portion from the position of the node of the sound pressure distribution when the primary resonance in the axial direction occurs An annular recess is uniformly provided in the circumferential direction of the expansion portion within a range of ± 3%, and a fluid inlet is provided at the center of the end surface on the compressor element side of the compressor with respect to the expansion portion. And at least one fluid outlet is provided at a central position in the height direction of the recess.
本発明に係る圧縮機は、上記の消音器を、圧縮機要素を構成している固定スクロールの吐出穴が前記消音器の中央位置にくるように前記固定スクロールに固定したものである。 The compressor which concerns on this invention fixes said silencer to the said fixed scroll so that the discharge hole of the fixed scroll which comprises the compressor element may come to the center position of the said silencer.
本発明に係る消音器によれば、流体の入口位置と流体の出口位置を特定したことにより、従来の消音器では減音量が低下していた周波数においても減音量が低下しないといった従来にない顕著な効果を奏する。 According to the silencer according to the present invention, by specifying the fluid inlet position and the fluid outlet position, the silencer does not decrease even at a frequency where the volume reduction is reduced in the conventional silencer. Has an effect.
本発明に係る圧縮機によれば、上記の消音器が搭載されているので、従来の消音器では減音量が低下していた周波数においても減音量が低下せず、騒音の低減化を図れる。 According to the compressor according to the present invention, since the above silencer is mounted, the volume reduction is not reduced even at a frequency where the volume reduction is reduced in the conventional silencer, and noise can be reduced.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、図1を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図1を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in the following drawings including FIG. 1, the relationship of the size of each component may be different from the actual one. Further, in the following drawings including FIG. 1, the same reference numerals denote the same or equivalent parts, and this is common throughout the entire specification. Furthermore, the forms of the constituent elements shown in the entire specification are merely examples, and are not limited to these descriptions.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る消音器14を備えたスクロール圧縮機100の仕組みを示す概略構成図である。図1に基づいて、スクロール圧縮機100の仕組みについてについて説明する。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a mechanism of a
スクロール圧縮機100は、密閉容器1と、電動機要素4と、圧縮機要素6と、有している。密閉容器1は、スクロール圧縮機100の外郭を構成するものである。電動機要素4は、密閉容器1の内部に設けられている固定子2と回転子3とで構成され、圧縮機要素6を駆動するものである。圧縮機要素6は、密閉容器1の内部に配置され、電動機要素4によりクランク軸5を介して駆動されるものである。
The
圧縮機要素6は、フレーム7と、固定スクロール8と、揺動スクロール10と、で構成されている。フレーム7は、密閉容器1の内部に固定され、固定スクロール8及び揺動スクロール10を支持するものである。また、フレーム7は、軸受11と対をなし、クランク軸5の支持も兼ねている。固定スクロール8は、フレーム7に固定され、揺動スクロール10とともに流体(例えば、冷媒や熱媒体等)を圧縮するものである。揺動スクロール10は、フレーム7と固定スクロール8によって形成された空間9に納められ、クランク軸5を介して電動機要素4の回転力が伝達されるものである。
The
また、固定スクロール8には、圧縮され、高圧となった流体を吐出する吐出穴12が形成されている。吐出穴12には、吐出穴12を開閉する吐出弁13が設けられている。さらに、固定スクロール8には、消音器14が吐出穴12の下流側に配置されている。消音器14の側面部には、1個あるいは複数個の吹き出し穴15が設けられている。
なお、吐出弁13の下流側には、消音器14と固定スクロール8とに囲まれた空間16が形成されている。また、消音器14の下流側には、密閉容器1と固定スクロール8と消音器14とに囲まれた空間17が形成されている。
Further, the fixed
A
以上のように構成されたスクロール圧縮機100について、以下その作用の説明をする。
固定子2に電源が供給されると、固定子2が発生する回転磁界からの回転力を受けて回転子3が回転する。回転子3の回転により、クランク軸5が回転駆動される。クランク軸5が回転駆動すると、駆動力が揺動スクロール10へ伝えられる。揺動スクロール10は、図示省略のオルダム機構により自転が抑制され、揺動運動を行う。
About the
When power is supplied to the
揺動スクロール10が揺動運動を行なうと、固定スクロール8と揺動スクロール10とが空間9内の流体を圧縮する。圧縮された流体は、固定スクロール8の吐出穴12から吹き出すことになる。吹き出した流体は、吐出弁13を押し上げ、空間16に吐出される。ここで、空間16に吐出された流体は、吹き出し穴15を通り、空間17に導かれる。
When the orbiting
消音器14は、吐出穴12から吹き出した流体が生じさせる騒音を、吹き出し穴15から流体が吹き出される間に低減させることを目的として設置されている。このような消音器14を、一般的に膨張型消音器と呼ぶ。
The
図2は、消音器14の形状例を示す斜視図である。図3は、消音器14の平面図、断面図である。図3(a)が消音器14の構成例を示す平面図であり、図3(b)が(a)のA−O−A断面図である。図2及び図3に基づいて、消音器14について説明する。なお、以下では、部材のサイズ、材質、固定方法等について具体例をあげて説明するが、それらは変更可能であり、発明はその例のみに限定されない。
FIG. 2 is a perspective view showing a shape example of the
消音器14の材料は、板厚がたとえば3mmの鉄系の板材である。消音器14は、円筒部18と、4つの挿入管19と、円形の天板20と、円環状の平板21と、で構成されており、各種部品同士は溶接で接合されている。挿入管19が、本発明の「突起物」に相当する。
The material of the
円筒部18は、高さがたとえば70mmであり、外径がたとえば206mmである。また、円筒部18の高さ方向のたとえば35mmの位置に、円周方向に直径がたとえば20mmの穴22を等間隔に4つ設ける。それぞれの穴22には、挿入管19が半径方向に円筒部18の内側となるように溶接される。
挿入管19は、内径がたとえば20mmであり、円筒部18の中央の軸23からたとえば70mmの位置まで伸ばす。
The
The
円筒部18の一端には、円形の天板20が溶接されており、反対の一端には、円環状の平板21が溶接されている。
天板20の直径は、たとえば206mmである。
平板21は、内径がたとえば206mm、外径がたとえば280mmである。平板21に対して直径がたとえば250mmの同心円上には、消音器14を固定スクロール8にボルトで固定するために、ボルト穴24を円周方向に等間隔に6つ有する。
そして、消音器14は、固定スクロール8の吐出穴12が消音器14の中央位置にくるように固定される。
A circular
The diameter of the
The
The
ここで、消音器の動作原理について、最も基本となる形状の消音器に基づいて説明する。
図4は、最も基本となる形状の消音器25の形状例を示す斜視図である。図5は、最も基本となる形状の消音器25の平面図、断面図である。図5(a)が消音器25の構成例を示す平面図であり、図5(b)が(a)のA−O−A断面図である。図4及び図5に基づいて、消音器25について説明する。
Here, the operation principle of the silencer will be described based on the silencer having the most basic shape.
FIG. 4 is a perspective view showing an example of the shape of the
消音器25の材料は、板厚がたとえば3mmの鉄系の板材である。消音器25は、円筒部26と、中央に吹き出し穴27の空いた円形の天板28Aと、円環状の平板28Bと、で構成されており、各種部品同士は溶接で接合されている。
The material of the
円筒部26は、高さがたとえば70mmであり、外径がたとえば206mmである。
円筒部26の一端には、円形の天板28Aが溶接されており、反対の一端には、円環状の平板28Bが溶接されている。
天板28Aの直径は、たとえば206mmであり、円の中央に直径がたとえば20mmの吹き出し穴27が形成されている。
平板28Bは、内径がたとえば206mm、外径がたとえば280mmである。平板21に対して直径がたとえば250mmの同心円上には、消音器25を固定スクロール8にボルトで固定するために、ボルト穴30を円周方向に等間隔に6つ有する。
そして、消音器25は、固定スクロール8の吐出穴12が消音器25の中央位置にくるように固定される。
The
A circular top plate 28A is welded to one end of the
The top plate 28A has a diameter of, for example, 206 mm, and a
The flat plate 28B has an inner diameter of, for example, 206 mm and an outer diameter of, for example, 280 mm. On the concentric circle having a diameter of, for example, 250 mm with respect to the
The
以下、消音器25を例に、消音器の評価方法について説明する。
図6は、消音器25が取り付けられたスクロール圧縮機の消音器25の部分を拡大して示す概略図である。消音器25の形状は、固定スクロール8の吐出穴12と消音器25の吹き出し穴27の両方が、固定スクロール8と消音器25に囲まれた円筒状空間31の円形端部の中央に位置するようになっている。ここで、固定スクロール8の吐出穴12の管路入口側の中央位置を入口側観測点32とし、消音器25の吹き出し穴27の管路入口側の中央位置を出口側観測点33とする。入口側観測点32における音圧をp1、音圧レベルをLp1、出口側観測点33における音圧をp2、音圧レベルをLp2とし、減音量NRを以下の式(1)で定義する。
Hereinafter, the muffler evaluation method will be described using the
FIG. 6 is an enlarged schematic view showing a portion of the
減音量NRの値が正の数であることは、入口側観測点32における音圧レベル(Lp1)よりも出口側観測点33における音圧レベル(Lp2)の方が小さいことを示し、消音器25によって騒音が抑制されたことを示す。つまり、減音量NRの値が大きいほど、消音器25による減音の効果が大きい。
A positive value of the sound reduction NR indicates that the sound pressure level (L p2 ) at the exit side observation point 33 is smaller than the sound pressure level (L p1 ) at the entrance
問題を単純化するために、入口側観測点32から出口側観測点33までの流体の流路について、対象とする円筒状空間31の内部での音響モードは閉口端でも開口端でも変わらないため、入口側観測点32と出口側観測点33にフタをして閉口端とし、吐出弁13を除いた。また、各種寸法が整数となるようにした典型的な消音器の内部空間34のモデルを図7及び図8に示す。図7は、消音器25の内部空間34のモデル例を示す見取り図である。図8は、消音器25の内部空間34のモデル例を示す平面図、側面図である。
In order to simplify the problem, the acoustic mode inside the target
図7及び図8に示す本形状を基本形状と呼ぶ。原点35の座標を(x,y,z)=(0,0,0)とする。この座標系における単位はmmとする。入口側観測点(pt.1)36の座標は(0,0,−35)、出口側観測点(pt.2)37の座標は(0,0,70)である。入口側端面38を音響放射面とし、周波数に寄らず、一律1 m/sの粒子速度を与える。流体は乾燥空気として、音速c=340m/s、空気密度r=1.225kg/m3とする。
This shape shown in FIGS. 7 and 8 is called a basic shape. The coordinates of the
基本形状について、消音器の内部空間34を有限要素で満たし、入口側端面38を入力面として、5Hzから5000Hzの間を5Hz刻みで音響解析をした。図9は、基本形状についての周波数に対する減音量の特性を示したグラフである。図9の横軸は周波数をHz単位で示し、縦軸は減音量をdB単位で示す。
With respect to the basic shape, acoustic analysis was performed in 5 Hz increments between 5 Hz and 5000 Hz with the
図9に示すように、周波数に対する減音量の特性上に、複数の尖った谷であるディップと、尖った山であるピークが存在する。このうち、丸で囲んだピークとディップを、低い周波数から順にディップ(1)39、ピーク40、ディップ(2)41、ディップ(3)42、ディップ(4)43、ディップ(5)44、ディップ(6)45、ディップ(7)46とする。
As shown in FIG. 9, there are a plurality of dip that is a pointed valley and a peak that is a pointed peak on the characteristic of the volume reduction with respect to the frequency. Among these, the circled peaks and dips are dip (1) 39,
ピークとディップの生じる原因について、以下に示す。
ディップ(1)39は、消音器の内部空間34が共鳴器型消音器として作用して生じたディップである。このディップ(1)39の周波数fは、音速cと、入口側管路47の長さLと断面積S、膨張部48の容積Vを用いて以下のヘルムホルツ共鳴の式(2)で求めることができる。
The causes of the peaks and dip are shown below.
The dip (1) 39 is a dip generated by the
この周波数f以下の周波数、およびこの周波数f付近の周波数においては、減音量は0以下となり、入口側観測点(pt.1)36における音圧レベルよりも出口側観測点(pt.2)37における音圧レベルの方が高くなるため、ディップ(1)39の周波数は低いほうが好ましい。ディップ(1)39の生じる周波数よりも低い周波数では減音量が常に0以下となることから、ディップ(1)39の周波数を、基本形状の消音器の下限周波数fminとする。膨張部48の容積Vに着目すると、下限周波数fminは、膨張部48の容積Vが大きいほど低い周波数に移動し、また、膨張部48の容積Vが小さいほど高い周波数に移動する。
At frequencies below this frequency f and frequencies near this frequency f, the volume reduction is 0 or less, and the exit side observation point (pt. 2) 37 is higher than the sound pressure level at the entrance side observation point (pt. 1) 36. Since the sound pressure level at is higher, the frequency of the dip (1) 39 is preferably lower. At a frequency lower than the frequency generated by the dip (1) 39, the volume reduction is always 0 or less, so the frequency of the dip (1) 39 is set to the lower limit frequency fmin of the silencer of the basic shape. Focusing on the volume V of the inflating
図10は、共鳴が生じたときの基本形状の消音器の内部空間の音圧分布の平面図と立面断面図である。つまり、図10では、ピーク40が生じる周波数における、基本形状の消音器の内部空間34の音圧分布の平面図と、yz平面で切断した断面図を示している。また、図10では、音圧分布の節49の位置を二重線で示している。図10に示すように、音圧分布の節49が、出口側観測点(pt.2)37と重なっている。
FIG. 10 is a plan view and an elevational sectional view of the sound pressure distribution in the internal space of the silencer having the basic shape when resonance occurs. That is, FIG. 10 shows a plan view of the sound pressure distribution in the
節の位置の音圧レベルは低く、入口側観測点(pt.1)36の音圧レベルに比べて小さくなったため、結果として減音量が増加し、ピーク40が生じた。音圧分布の節49は、原点35を音圧分布の腹とし、膨張部48の長さL’だけ離れた位置に半球状に生じている。つまり、長さL’の中に丁度1/4波長入るときにピーク40が生じる。そのため、ピーク40が生じる周波数fは以下の式(3)で求めることができる。
Since the sound pressure level at the node position is low and lower than the sound pressure level at the entrance-side observation point (pt. 1) 36, the sound volume is increased and the
ディップ(2)41、ディップ(3)42、ディップ(4)43、ディップ(5)44、ディップ(6)45、ディップ(7)46については、すべて消音器の内部空間34の膨張部48において共鳴が生じ、出口側観測点(pt.2)37が消音器の内部空間34における音圧分布において腹の位置となり、出口側観測点(pt.2)37における音圧レベルが、入口側観測点(pt.1)36と比較して大きくなったことが原因で生じた。
Dip (2) 41, dip (3) 42, dip (4) 43, dip (5) 44, dip (6) 45, dip (7) 46 are all in the
図11は、共鳴が生じたときの基本形状の消音器の内部空間の音圧分布の平面図と立面断面図である。つまり、図11では、ディップ(2)41が生じる周波数における、消音器の内部空間34の音圧分布の平面図と、yz平面で切断した断面図を示している。
図12は、共鳴が生じたときの基本形状の消音器の内部空間の音圧分布の平面図と立面断面図である。つまり、図12では、ディップ(3)42が生じる周波数における、消音器の内部空間34の音圧分布の平面図と、yz平面で切断した断面図を示している。
図13は、共鳴が生じたときの基本形状の消音器の内部空間の音圧分布の平面図と立面断面図である。つまり、図13では、ディップ(4)43が生じる周波数における、消音器の内部空間34の音圧分布の平面図と、yz平面で切断した断面図を示している。
FIG. 11 is a plan view and an elevational sectional view of the sound pressure distribution in the internal space of the silencer having the basic shape when resonance occurs. That is, FIG. 11 shows a plan view of a sound pressure distribution in the
FIG. 12 is a plan view and an elevational sectional view of the sound pressure distribution in the internal space of the silencer having the basic shape when resonance occurs. That is, FIG. 12 shows a plan view of the sound pressure distribution in the
FIG. 13 is a plan view and an elevational sectional view of the sound pressure distribution in the internal space of the silencer of the basic shape when resonance occurs. That is, FIG. 13 shows a plan view of the sound pressure distribution in the
図14は、共鳴が生じたときの基本形状の消音器の内部空間の音圧分布の平面図と立面断面図である。つまり、図14では、ディップ(5)44が生じる周波数における、消音器の内部空間34の音圧分布の平面図と、yz平面で切断した断面図を示している。
図15は、共鳴が生じたときの基本形状の消音器の内部空間の音圧分布の平面図と立面断面図である。つまり、図15では、ディップ(6)45が生じる周波数における、消音器の内部空間34の音圧分布の平面図と、yz平面で切断した断面図を示している。
図16は、共鳴が生じたときの基本形状の消音器の内部空間の音圧分布の平面図と立面断面図である。つまり、図16では、ディップ(7)46が生じる周波数における、消音器の内部空間34の音圧分布の平面図と、yz平面で切断した断面図を示している。
FIG. 14 is a plan view and an elevational cross-sectional view of the sound pressure distribution in the internal space of the silencer having the basic shape when resonance occurs. That is, FIG. 14 shows a plan view of the sound pressure distribution in the
FIG. 15 is a plan view and an elevational cross-sectional view of the sound pressure distribution in the internal space of the silencer having the basic shape when resonance occurs. That is, FIG. 15 shows a plan view of the sound pressure distribution in the
FIG. 16 is a plan view and an elevational sectional view of the sound pressure distribution in the internal space of the silencer having a basic shape when resonance occurs. That is, FIG. 16 shows a plan view of a sound pressure distribution in the
図11に示すように、ディップ(2)41が生じる周波数では、xy平面の半径方向に一次の共鳴が生じている。同様にして、図12は、ディップ(3)42が生じる周波数では、z軸方向に一次の共鳴が生じていることを示す。図13は、ディップ(4)43が生じる周波数では、xy平面の半径方向に一次の共鳴と、z軸方向に一次の共鳴が同ときに生じていることを示す。図14は、ディップ(5)44が生じる周波数では、xy平面の半径方向に二次の共鳴が生じていることを示す。図15及び図16は、ディップ(6)45とディップ(7)46が生じる周波数では、xy平面の半径方向に二次の共鳴と、z軸方向に一次の共鳴が同ときに生じていることを示す。 As shown in FIG. 11, at the frequency at which the dip (2) 41 occurs, primary resonance occurs in the radial direction of the xy plane. Similarly, FIG. 12 shows that at the frequency at which dip (3) 42 occurs, primary resonance occurs in the z-axis direction. FIG. 13 shows that at the frequency at which the dip (4) 43 occurs, the primary resonance in the radial direction of the xy plane and the primary resonance in the z-axis direction occur at the same time. FIG. 14 shows that at the frequency at which dip (5) 44 occurs, there is a secondary resonance in the radial direction of the xy plane. 15 and 16 show that the secondary resonance in the radial direction of the xy plane and the primary resonance in the z-axis direction occur at the same time at the frequency at which the dip (6) 45 and the dip (7) 46 occur. Indicates.
それぞれの共鳴周波数fは、xy平面の半径方向の共鳴の次数をm、円周方向の共鳴の次数をn、z軸方向の共鳴の次数をlとし、xy平面方向の共鳴の次数によって決定する係数βnm、膨張部48の半径a、長さL’を用いて、以下の式(4)で求めることができる。
Each resonance frequency f is determined by the order of resonance in the xy plane, where m is the order of resonance in the radial direction of the xy plane, n is the order of resonance in the circumferential direction, and l is the order of resonance in the z-axis direction. Using the coefficient βnm, the radius a of the expanding
図17は、低い次数における係数βnm/πの対応表を示したものである。これらの周波数fは、膨張部48の半径aや長さL’が小さいほど高い周波数に移動する。しかし、膨張部48の半径aや長さL’が小さくなると、その積によって求められる膨張部48の容積Vも小さくなり、その結果、消音器の下限周波数fminが高い周波数に移動することに注意が必要である。
FIG. 17 shows a correspondence table of coefficients βnm / π at low orders. These frequencies f move to higher frequencies as the radius a and the length L ′ of the expanding
ここで、ディップ(2)41が生じる周波数、つまり、xy平面の半径方向に一次の共鳴が生じる周波数における音圧分布について説明する。
y=0、z=70の直線上の音圧について考える。この直線上で、0≦x≦100の範囲において最も音圧の高い点はx=0における音圧であり、出口側観測点(pt.2)37における音圧P2である。この直線上の音圧Pxは以下の式(5)で求めることができる。
Here, the sound pressure distribution at the frequency at which the dip (2) 41 occurs, that is, the frequency at which primary resonance occurs in the radial direction of the xy plane will be described.
Consider a sound pressure on a straight line with y = 0 and z = 70. On this straight line, the highest sound pressure point in the range of 0 ≦ x ≦ 100 is the sound pressure at x = 0, and the sound pressure P2 at the exit-side observation point (pt.2) 37. The sound pressure Px on this straight line can be obtained by the following equation (5).
J0(t)は零次のベッセル関数である。x=0における音圧レベルに対する、x=xにおける音圧レベルの差をΔNRと置き、以下の式(6)で定義する。
図18は、ΔNRとx/aとの関係を示したグラフを示したものである。図18の横軸はx/aを示し、縦軸は音圧レベルの差であるΔNRをdB単位で示す。
図18に示すように、x=0.627aのとき、ピーク50が生じる。また、x/aが0から1に近づくに従い、ΔNRはピーク50を生じさせながら、ゆるやかに増加する。中央から0.627aはなれた位置、つまり半径62.7mmの位置が音圧分布の節である。
FIG. 18 is a graph showing the relationship between ΔNR and x / a. The horizontal axis of FIG. 18 indicates x / a, and the vertical axis indicates ΔNR, which is the difference in sound pressure level, in dB units.
As shown in FIG. 18, a
この節の位置に出口側観測点(pt.3)51を設定し、音響解析によって求めた周波数に対する減音量の特性を示した結果を、図9と同様にして図19に示す。図19は、節の位置に出口側観測点(pt.3)51を設定した周波数に対する減音量の特性を示したグラフである。図19の横軸は周波数をHz単位で示し、縦軸は減音量をdB単位で示す。また、実線52が出口側観測点(pt.2)37における減音量の特性の結果を示し、実線53が出口側観測点(pt.3)51における減音量の特性の結果を示している。
FIG. 19 shows the result of setting the exit-side observation point (pt. 3) 51 at the position of this node and showing the characteristics of the volume reduction with respect to the frequency obtained by the acoustic analysis in the same manner as FIG. FIG. 19 is a graph showing the volume reduction characteristics with respect to the frequency at which the exit-side observation point (pt. 3) 51 is set at the node position. In FIG. 19, the horizontal axis indicates the frequency in Hz, and the vertical axis indicates the volume reduction in dB. A
xy平面の半径方向の一次の共鳴によるディップである、ディップ(2)41とディップ(4)43がなくなり、減音量が増加している。また、xy平面の半径方向の二次の共鳴によるディップである、ディップ(5)44、ディップ(6)45、ディップ(7)46についても、減音量が増加しているが、これは、一次の共鳴の音圧分布と同様に、円筒の中央部分よりも外側部分の方が音圧レベルが低いため、二次の共鳴によるディップの減音量も増加したためである。 The dips (2) 41 and (4) 43, which are dips due to primary resonance in the radial direction of the xy plane, are eliminated, and the volume reduction is increased. In addition, dips (5) 44, dip (6) 45, and dip (7) 46, which are dips due to secondary resonance in the radial direction of the xy plane, also show an increase in the volume reduction. This is because the sound volume level of the outer portion of the cylinder is lower than that of the central portion of the cylinder, and the volume reduction of the dip due to the secondary resonance is increased as in the case of the sound pressure distribution of the resonance.
次に、ディップ(3)42が生じる周波数、つまりz軸方向に一次の共鳴が生じる周波数における音圧分布について説明する。
x=0、y=0の直線上の音圧について考える。この直線上で、0≦z≦70の範囲において、最も音圧の高い点は、z=0、もしくはz=70における音圧であり、出口側観測点(pt.2)37における音圧P2である。この直線上の音圧Pzは以下の式(7)で求めることができる。
Next, the sound pressure distribution at the frequency at which the dip (3) 42 occurs, that is, the frequency at which primary resonance occurs in the z-axis direction will be described.
Consider the sound pressure on a straight line with x = 0 and y = 0. On this straight line, in the range of 0 ≦ z ≦ 70, the highest sound pressure point is the sound pressure at z = 0 or z = 70, and the sound pressure P2 at the exit-side observation point (pt.2) 37 It is. The sound pressure Pz on this straight line can be obtained by the following equation (7).
z=70における音圧レベルに対する、z=zにおける音圧レベルの差をΔNRと置き、以下の式(8)で定義する。
図20は、ΔNRとz/L’の関係を示したグラフである。図20の横軸はz/L’を示し、縦軸は音圧レベルの差であるΔNRをdB単位で示す。
z=0.5L’のとき、ピーク54が生じる。つまり、膨張部48の長さ方向の丁度中間位置、z=35の位置に節が生じる。
FIG. 20 is a graph showing the relationship between ΔNR and z / L ′. The horizontal axis in FIG. 20 indicates z / L ′, and the vertical axis indicates ΔNR, which is the difference in sound pressure level, in dB units.
A
この節の位置に出口側観測点(pt.4)55を設定し、音響解析によって求めた周波数に対する減音量の特性を示した結果を、図9と同様にして図21に示す。図21は、節の位置に出口側観測点(pt.4)55を設定した周波数に対する減音量の特性を示したグラフである。図21の横軸は周波数をHz単位で示し、縦軸は減音量をdB単位で示す。また、実線52が出口側観測点(pt.2)37における減音量の特性の結果を示し、実線56が出口側観測点(pt.4)55における減音量の特性の結果を示している。
FIG. 21 shows the result of setting the exit-side observation point (pt. 4) 55 at the position of this node and showing the characteristics of the volume reduction with respect to the frequency obtained by the acoustic analysis in the same manner as FIG. FIG. 21 is a graph showing the volume reduction characteristics with respect to the frequency at which the exit-side observation point (pt. 4) 55 is set at the node position. The horizontal axis in FIG. 21 indicates the frequency in Hz, and the vertical axis indicates the volume reduction in dB. A
z軸方向の一次の共鳴によるディップである、ディップ(3)42、ディップ(4)43、ディップ(6)45、ディップ(7)46のうち、ディップ(3)42とディップ(4)43はなくなり、ディップ(6)45とディップ(7)46の減音量は増加したがディップ自体は残った。これは、ディップ(3)42とディップ(4)43の節の位置は丁度z=35の位置に生じたのに対し、ディップ(6)45とディップ(7)46の節の位置はz=35から外れた位置に生じたことが原因である。 Of the dip (3) 42, dip (4) 43, dip (6) 45, and dip (7) 46, the dip (3) 42 and dip (4) 43 are dip due to primary resonance in the z-axis direction. The reduced volume of dip (6) 45 and dip (7) 46 increased, but the dip itself remained. This is because the positions of the nodes of the dip (3) 42 and the dip (4) 43 are exactly at the position of z = 35, whereas the positions of the nodes of the dip (6) 45 and the dip (7) 46 are z = 35. This is because it occurred at a position outside of 35.
節の位置がz=35に生じなかった理由は、ディップ(6)45とディップ(7)46が生じる周波数における波長が、入口側管路47の長さと同程度の長さとなり、z=0付近に、膨張部48における共鳴の節とは無関係な共鳴の節が生じ、膨張部48における共鳴の節に干渉したためである。
なお、z軸方向に節が生じない共鳴によって生じるディップ(2)41とディップ(5)44についても減音量が増加しているが、これは、出口側観測点(pt.4)55が膨張部48の円筒の中央部分から離れた位置にあり、xy平面の半径方向の共鳴が生じる周波数においては、円筒の中央部分よりも外側部分の方が音圧レベルが低いことが原因である。
The reason why the position of the node does not occur at z = 35 is that the wavelength at the frequency at which the dip (6) 45 and the dip (7) 46 are generated has the same length as the length of the
In addition, although the volume reduction is also increasing for the dip (2) 41 and the dip (5) 44 generated by resonance in which no node is generated in the z-axis direction, this is because the exit-side observation point (pt. 4) 55 is expanded. This is because the sound pressure level is lower in the outer portion than in the central portion of the cylinder at the frequency where the resonance in the radial direction of the xy plane occurs at a position away from the central portion of the cylinder of the
上記では、2種類の共鳴が生じたときの節の位置に出口側観測点を設置することによる効果について説明したが、2種類の共鳴が生じたときの音圧分布の節の交差点である、出口側観測点(pt.5)57を設定し、音響解析によって求めた周波数に対する減音量の特性を示した結果を、図9と同様にして図22に示す。図22は、節の位置に出口側観測点(pt.4)55を設定した周波数に対する減音量の特性を示したグラフである。図22の横軸は周波数をHz単位で示し、縦軸は減音量をdB単位で示す。また、実線52が出口側観測点(pt.2)37における減音量の特性の結果を示し、実線58が出口側観測点(pt.5)57における減音量の特性の結果を示している。
In the above description, the effect of installing the exit-side observation point at the position of the node when two types of resonance occur has been described, but this is the intersection of the nodes of the sound pressure distribution when the two types of resonance occur. FIG. 22 shows the result of setting the exit-side observation point (pt. 5) 57 and showing the characteristics of the volume reduction with respect to the frequency obtained by the acoustic analysis in the same manner as FIG. FIG. 22 is a graph showing the sound reduction characteristics with respect to the frequency at which the exit-side observation point (pt. 4) 55 is set at the node position. In FIG. 22, the horizontal axis indicates the frequency in Hz, and the vertical axis indicates the volume reduction in dB. Further, the
図22に示すように、ディップ(1)39、ディップ(5)44、ディップ(6)45、ディップ(7)46以外のディップがなくなり、ディップ(1)39からディップ(5)44までの周波数においては、ディップの存在しない特性である。 As shown in FIG. 22, there is no dip other than dip (1) 39, dip (5) 44, dip (6) 45, dip (7) 46, and the frequency from dip (1) 39 to dip (5) 44 Is a characteristic without dip.
以上のことから、基本形状の消音器の減音量を増加させる方法としては、出口側観測点(pt.5)57の位置に出口穴を設けることが望ましいということがわかった。 From the above, it has been found that it is desirable to provide an exit hole at the position of the exit-side observation point (pt. 5) 57 as a method of increasing the volume reduction of the basic shape silencer.
図23は、消音器14の内部空間59を示す見取り図である。図24は、消音器14の内部空間59のモデル例を示す平面図、側面図である。
内部空間59は、図7で示した基本形状の消音器25の内部空間34に、直径がたとえば26mmの円柱状の穴60を、膨張部48の長さ方向に対して丁度半分の長さの位置から、半径方向に半径がたとえば70mmの深さまで、円周方向に4つ等間隔に空けた形状である。なお、数値に関しては典型的な例を示すもので、これらの値に限定されるものではない。
FIG. 23 is a sketch showing the
The
消音器14の形状は、一般的に側面入出力形と挿入管形と呼ばれる2種類の形状の組み合わせである。この4つの円柱状の穴60のうち、出口が空いている穴は、1つ以上あればよい。穴の空いていない円柱状の穴60については、単純な突起物であればよい。流体の出口は、挿入管形の中央側先端に形成する。入口側観測点61の座標を(x,y,z)=(0,0,−35)、出口側観測点62の座標を(0,70,35)としたときの、周波数に対する減音量の特性を示した結果を音響解析により求め、図9と同様にして図25に示す。
The shape of the
図25は、入口側観測点61の座標を(x,y,z)=(0,0,−35)、出口側観測点62の座標を(0,70,35)としたときの周波数に対する減音量の特性を示したグラフである。図25の横軸は周波数をHz単位で示し、縦軸は減音量をdB単位で示す。また、実線63が基本形状の消音器の内部空間34の入口側観測点(pt.1)36に対する出口側観測点(pt.5)57の減音量の特性の結果を示し、実線64が消音器14の内部空間59の入口側観測点61に対する出口側観測点62の減音量の特性の結果を示している。
FIG. 25 shows the frequency when the coordinates of the
図25に示すように、実線63と実線64がよく一致している。つまり、消音器14の内部空間59の形状であれば、xy平面の半径方向に一次の共鳴と、z軸方向の一次の共鳴によるディップを無くし、また、xy平面の半径方向に二次の共鳴によるディップを抑制する効果が得られる。
As shown in FIG. 25, the
消音器14の内部空間59で、以上のような作用が得られる理由について以下で説明する。
z軸方向について、膨張部65は、円柱状の穴60を含めてz=35の平面に対して鏡面対称である。このため、z軸方向の一次の共鳴が生じるときの音圧分布の節位置は、基本形状の消音器の内部空間34と同様にz=35の位置に生じる。出口側観測点の位置も節位置と同じであるため、z軸方向の一次の共鳴によって生じるディップが存在しない。
The reason why the above operation can be obtained in the
In the z-axis direction, the expanding
次に、xy平面方向における、円周方向の一次と二次の共鳴が生じるときの音圧分布の節位置を、それぞれ、円柱状の穴60が無い場合と、円柱状の穴60が1つある場合、円柱状の穴60が円周方向に等間隔に2つある場合、円柱状の穴60が円周方向に等間隔に4つある場合についてまとめた表を図26に示す。図26は、円形音場における、障害物の個数と、円周方向の一次共鳴が生じたときの音圧分布の節と二次共鳴が生じたときの音圧分布の節の位置を示すマトリクスである。
Next, in the xy plane direction, the node positions of the sound pressure distribution when the primary and secondary resonances in the circumferential direction occur are respectively shown when there is no
まず、円柱状の穴60が無い場合は、図7に示す基本形状の消音器の内部空間34と同じ形状であり、xy平面方向における円周方向の一次と二次の共鳴の節が、丁度、円の中央66を通るように生じる。膨張部48において、音波が膨張部48に入力される位置は円の中央66であるため、円の中央66が節となる共鳴は生じない。このため、基本形状の消音器の内部空間34では、xy平面方向における円周方向の一次と二次の共鳴によって生じるディップが存在しない。
First, when there is no
次に、円柱状の穴60がある場合について、円柱状の穴60は、膨張部48に対して障害物となり、共鳴の節の位置は障害物となる円柱状の穴60の影響を受ける。xy平面方向の円周方向の一次と二次の共鳴の節は、障害物の位置に生じる場合と、障害物の位置を腹位置として生じる場合と2種類存在する。まず、円柱状の穴60が1つある場合は、一次の共鳴の節も、二次の共鳴の節も、障害物の位置を腹位置として生じる場合には、円柱状の穴60から離れる方向にずれた位置に生じる。そして、節の位置が円の中央66から外れ、xy平面方向の円周方向の一次と二次の共鳴が生じ、周波数に対する減音量の特性にもディップが生じる。
Next, in the case where there is a
このように、障害物が奇数個の場合には、一次と二次の共鳴の節が障害物の位置を腹位置として生じるとき、節位置が円の中央66から外れた位置に生じるため、障害物が3つの場合にも障害物が1つ場合と同様に周波数に対する減音量の特性にディップが生じる。そのため、障害物が3つの場合の図については省略する。
Thus, when the number of obstacles is an odd number, when the nodes of the primary and secondary resonances are generated with the position of the obstacle as the antinode position, the node position is generated at a position off the
次に、円柱状の穴60が2つある場合には、一次の共鳴の節は円柱状の穴60が無い場合と同じ位置に生じるが、二次の共鳴の節は二つに分かれ、節位置は円の中央66から離れる。よって、円柱状の穴60が2つある場合には、xy平面の円周方向の二次の共鳴が生じ、周波数に対する減音量の特性にディップが生じる。
Next, when there are two
最後に、円柱状の穴60が4つある場合は、xy平面方向の円周方向の一次の共鳴の節の位置も、二次の共鳴の節の位置も、円柱状の穴60が無い場合と同じように、円の中央66を通るようにして生じる。
Finally, when there are four
以上のことから、円柱状の穴60の個数は、円周方向に等間隔に4つある必要がある。
また、円柱状の穴60の深さを、半径方向に62.7mmの位置ではなく、半径方向に70mmの位置としたのは、円柱状の穴60により、xy平面方向の半径方向の一次の共鳴の節の位置が移動し、その移動に合わせて円柱状の穴60の深さを調整したためである。
なお、穴60の形状については、内部空間59に示したような真円形である必要は無い。穴60の形状は楕円形や正方形、長方形であっても、図25に示す減音量と同等の効果が得られる。ただし、穴60の形状はz=35の平面に対して、鏡面対称であり、z軸方向に短いことが望ましい。
From the above, the number of
Also, the depth of the
The shape of the
穴60の中央の位置については、節の位置の付近であれば、節の位置である必要はない。ただし、xy平面の半径方向の一次の共鳴については、図18に示すように穴60の位置が膨張部65の半径に対して5%以上節の位置から離れると、位置を変更したことによる効果は20dB以下となる。また、z軸方向の一次の共鳴については、図20に示すように穴60の位置が膨張部65の長さに対して3%以上節の位置から離れると、位置を変更したことによる効果は20dB以下となる。
なお、円柱状の穴60の大きさについて、小さいことが望ましいが、寸法を特定する必要は無い。本発明の実施の形態1による効果を得ることができる円柱状の穴60の大きさの範囲については、実施の形態2の説明文中に示す。
The position of the center of the
Although it is desirable that the size of the
実施の形態2.
図27は、本発明の実施の形態2に係る消音器14Aの内部空間67を示す見取り図である。図28は、消音器14Aの内部空間67のモデル例を示す平面図、側面図である。なお、実施の形態2では実施の形態1との相違点を中心に説明し、実施の形態1と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
FIG. 27 is a sketch showing the
。
実施の形態1では、円柱状の穴60を設けた例を説明したが、実施の形態2では、図27及び図28に示すように、円周外部に4つ等間隔にくぼみ68を設け、くぼみ68の中央に出口穴を設けるようにしてもよい。
.
In the first embodiment, an example in which the
くぼみ68は、円筒状の穴60をz軸方向に引き伸ばした形状であり、消音器14Aの形状は、側面入出力形と挿入管形の組み合わせの変化形状である。入口側観測点69の座標を(x,y,z)=(0,0,−35)、出口側観測点70の座標を(0,72.5,35)としたときの、周波数に対する減音量の特性を示した結果を音響解析により求め、図9と同様にして図29に示す。
図29は、入口側観測点69の座標を(x,y,z)=(0,0,−35)、出口側観測点70の座標を(0,72.5,35)としたときの周波数に対する減音量の特性を示したグラフである。図29の横軸は周波数をHz単位で示し、縦軸は減音量をdB単位で示す。また、実線63が基本形状の消音器の内部空間34の入口側観測点(pt.1)36に対する出口側観測点(pt.5)57の減音量の特性の結果を示し、実線71が消音器14Aの内部空間67の入口側観測点69に対する出口側観測点70の減音量の特性の結果を示している。
The
In FIG. 29, the coordinates of the entrance-
図29に示すように、実線63と実線71がよく一致している。つまり、図23及び図24に示す、円柱状の穴60の代わりに、くぼみ68を設け、くぼみ68の中央に出口穴を設けることによっても、実施の形態1と同等の効果を得ることができる。実施の形態2の消音器14Aの形状は、例えば、図1の消音器14を固定スクロール8にボルトで固定するときに、ボルト穴の位置として活用することができるため、ボルト穴を設けるために、消音器14の口径を小さくする必要がない。膨張型消音器の最大減音量Aは、図8の入口側管路47の断面積Sと、膨張部48の断面積S’を用いて、以下の式(9)で求めることができる。
As shown in FIG. 29, the
これは、入口側管路47の断面積が小さく、膨張部48の断面積が大きいほど、減音量が大きくなることを示している。入口側管路47は、細くすると流体の抵抗が大きくなるため、細くするには限界があり、また、膨張部48も、密閉容器1の中に納める必要があるため、大きくするのにも限界がある。そのため、消音器14の口径を小さくせずに済むことは、消音器としての減音量を大きくすることになる。
なお、くぼみ68の大きさについて、図28に示す寸法である必要は無い。本発明の効果が得られるくぼみ68の大きさについて、以下に説明する。
This indicates that the volume reduction is larger as the cross-sectional area of the
Note that the size of the
まずは、xy平面方向の半径方向の一次の共鳴が生じたときの節の位置付近の観測点における周波数に対する減音量の特性を確認し、節の位置の決定方法を示す。図7及び図8に示した基本形状の消音器の内部空間34について、出口側観測点の位置を変更し、図30及び図31に示す。図30は、最も基本となる形状の消音器の内部空間34のモデル例を示す見取り図である。図31は、最も基本となる形状の消音器の内部空間34のモデル例を示す平面図、側面図である。
First, the method of determining the position of the node is shown by confirming the characteristics of the volume reduction with respect to the frequency at the observation point near the position of the node when the primary resonance in the radial direction in the xy plane direction occurs. The position of the exit-side observation point is changed in the
入口側観測点(pt.1)36の座標を(x,y,z)=(0,0,−35)、基準となる出口側観測点(pt.6)72の座標を(0,0,35)、xy平面方向の半径方向の一次の共鳴が生じたときの音圧分布の節付近の出口側観測点を5つ設定する。そして、それぞれ、出口側観測点(pt.7)73の座標を(0,60,35)、出口側観測点(pt.8)74の座標を(0,62.5,35)、出口側観測点(pt.9)75の座標を(0,65,35)、出口側観測点(pt.10)76の座標を(0,67.5,35)、出口側観測点(pt.11)77の座標を(0,70,35)とする。
The coordinates of the entrance-side observation point (pt. 1) 36 are (x, y, z) = (0, 0, −35), and the coordinates of the reference exit-side observation point (pt. 6) 72 are (0, 0). , 35), five exit-side observation points are set near the nodes of the sound pressure distribution when the primary resonance in the radial direction in the xy plane direction occurs. The coordinates of the exit-side observation point (pt. 7) 73 are (0, 60, 35), the coordinates of the exit-side observation point (pt. 8) 74 are (0, 62.5, 35), and the exit side. The coordinates of the observation point (pt. 9) 75 are (0, 65, 35), the coordinates of the exit side observation point (pt. 10) 76 are (0, 67.5, 35), and the exit side observation point (pt. 11). )
まず、入口側観測点(pt.1)36に対する出口側観測点(pt.6)72の周波数に対する減音量の特性を示した結果を、図9と同様にして図32示す。図32は、入口側観測点(pt.1)36に対する出口側観測点(pt.6)72の周波数に対する減音量の特性を示したグラフである。図32の横軸は周波数をHz単位で示し、縦軸は減音量をdB単位で示す。図32に示すディップ78は、xy平面方向の半径方向の一次の共鳴が原因で生じるディップである。ここで、図32中のピーク79の周波数をfp、ディップ78の周波数をfdとする。
First, FIG. 32 shows the result of the volume reduction characteristics with respect to the frequency of the exit-side observation point (pt. 6) 72 with respect to the entrance-side observation point (pt. 1) 36 as in FIG. FIG. 32 is a graph showing the volume reduction characteristics with respect to the frequency of the exit-side observation point (pt. 6) 72 with respect to the entrance-side observation point (pt. 1) 36. The horizontal axis of FIG. 32 indicates the frequency in Hz, and the vertical axis indicates the volume reduction in dB. A
次に、入口側観測点(pt.1)36に対する出口側観測点(pt.7)73、出口側観測点(pt.8)74、出口側観測点(pt.9)75、出口側観測点(pt.10)76、出口側観測点(pt.11)77の周波数に対する減音量の特性を示した結果を、入口側観測点(pt.1)36に対する出口側観測点(pt.6)72の周波数に対する減音量の特性を示した結果と合わせて、図9と同様にして、図33〜図37にそれぞれ示す。 Next, an exit-side observation point (pt. 7) 73, an exit-side observation point (pt. 8) 74, an exit-side observation point (pt. 9) 75, an exit-side observation with respect to the entrance-side observation point (pt. 1) 36 The result of the sound reduction characteristics with respect to the frequency of the point (pt. 10) 76 and the exit side observation point (pt. 11) 77 is expressed as the exit side observation point (pt. 6) with respect to the entrance side observation point (pt. 1) 36. FIG. 33 to FIG. 37 show the sound reduction characteristics with respect to the frequency of 72) in the same manner as FIG.
図33は、入口側観測点(pt.1)36に対する出口側観測点(pt.7)73の周波数に対する減音量の特性を示したグラフである。
図34は、入口側観測点(pt.1)36に対する出口側観測点(pt.8)74の周波数に対する減音量の特性を示したグラフである。
図35は、入口側観測点(pt.1)36に対する出口側観測点(pt.9)75の周波数に対する減音量の特性を示したグラフである。
図36は、入口側観測点(pt.1)36に対する出口側観測点(pt.10)76の周波数に対する減音量の特性を示したグラフである。
図37は、入口側観測点(pt.1)36に対する出口側観測点(pt.11)77の周波数に対する減音量の特性を示したグラフである。
図33〜図37の横軸は周波数をHz単位で示し、縦軸は減音量をdB単位で示す。
FIG. 33 is a graph showing the characteristics of volume reduction with respect to the frequency of the exit-side observation point (pt. 7) 73 with respect to the entrance-side observation point (pt. 1) 36.
FIG. 34 is a graph showing the volume reduction characteristics with respect to the frequency of the exit-side observation point (pt. 8) 74 with respect to the entrance-side observation point (pt. 1) 36.
FIG. 35 is a graph showing the sound reduction characteristics with respect to the frequency of the exit-side observation point (pt. 9) 75 with respect to the entrance-side observation point (pt. 1).
FIG. 36 is a graph showing the volume reduction characteristics with respect to the frequency of the exit-side observation point (pt. 10) 76 with respect to the entrance-side observation point (pt. 1) 36.
FIG. 37 is a graph showing the volume reduction characteristics with respect to the frequency of the exit-side observation point (pt. 11) 77 with respect to the entrance-side observation point (pt. 1).
33 to 37, the horizontal axis indicates the frequency in Hz, and the vertical axis indicates the volume reduction in dB.
図33〜図37に示す実線80は出口側観測点(pt.6)72における減音量特性の結果を示し、実線81〜85は、それぞれ出口側観測点(pt.7)73、出口側観測点(pt.8)74、出口側観測点(pt.9)75、出口側観測点(pt.10)76、出口側観測点(pt.11)77における減音量特性の結果を示している。
The
図33〜図37のそれぞれのピーク86〜90とディップ91〜95について、ディップの生じる周波数fdは変わらないが、出口側観測点のy座標が、xy平面方向の半径方向の一次の共鳴が生じたときの音圧分布の節位置である、y=62.7に近いほど、ピークの生じる周波数fpがディップの生じる周波数fpに近づく。つまり、このピークの生じる周波数fpとディップの生じる周波数fdの差の絶対値|fd−fp|が小さいほど、出口側観測点の位置がxy平面方向の半径方向の一次の共鳴が生じたときの音圧分布の節の位置に近く、前記5つのxy平面方向の半径方向の一次の共鳴が生じたときの音圧分布の節の位置付近の出口側観測点の中では、出口側観測点(pt.8)74が、最もxy平面方向の半径方向の一次の共鳴が生じたときの音圧分布の節の位置に近い点であることを示している。
For each of the
次に、くぼみの大きさを、くぼみの幅とくぼみの半径方向の深さに分け、くぼみの幅に対して、本発明の効果が最も得られるくぼみの半径方向の深さの関係について、図38に示すモデル用いた確認方法を示す。図38は、基本形状の消音器の内部空間96のモデル例を示す平面図、側面図である。
Next, the size of the indentation is divided into the indentation width and the indentation radial depth, and the relationship between the indentation width and the indentation radial depth with which the effect of the present invention is most obtained is shown in FIG. A confirmation method using the model shown in FIG. FIG. 38 is a plan view and a side view showing a model example of the
図38に示す内部空間96は、図28に示す内部空間67と同様に、円周方向に等間隔に4つのくぼみ97がある。くぼみ97の幅をw1[mm]とし、くぼみ97から内部空間96の中央までの半径方向の距離をRw1[mm]とする。くぼみ97の幅w1が半径に対して2の2分の1乗倍となるとき、内部空間96の形状が正方形となるため、消音器14のくぼみを形成するためのw1の範囲は0から141.4である。
The
また、w1の半分の幅が、Rw1よりも大きくなると、隣り合うくぼみ97同士が干渉し、本発明の形状とならない。w1を5、10、20、40、80、100、120の7条件とし、各幅において、Rw1を62.5から2.5間隔で設定した。入口側観測点98の座標を(x,y,z)=(0,0,−35)、出口側観測点99の座標を(0,Rw1,35)としたときの、周波数に対する減音量の特性を音響解析により求め、図32と同様にしてピークの生じる周波数fpとディップの生じる周波数fdを求めた。
Moreover, when the half width of w1 becomes larger than Rw1 ,
ピークの生じる周波数fpとディップの生じる周波数fdの差の絶対値|fd−fp|が最も小さくなるときのRw1について、図39の表にまとめた。図39は、w1に対するRw1のマトリクスである。図39の表は、例えば、w1=20において、本発明の効果が最も大きいRw1の値は72.5であることを示している。空間34における結果について、w1=0の結果とし、同様に図39の表に示した。図39の表の結果を、横軸をRw1/100、縦軸を(w1/2)/100としたグラフに変換し、図40に実線100で示す。つまり、図40は、図39の表の結果をグラフに変換したものである。
The table of FIG. 39 summarizes R w1 when the absolute value | fd−fp | of the difference between the frequency fp at which the peak occurs and the frequency fd at which the dip occurs is the smallest. FIG. 39 is a matrix of R w1 with respect to w1 . Table of FIG. 39, for example, in w1 = 20, the value of the effect is the largest R w1 of the present invention is shown to be 72.5. Regarding the result in the
実線100は、内部空間96が正方形となるRw1/100=(w1/2)/100=141.4の点まで延長した線である。また、Rw1/100=(w1/2)/100となる直線101、単位円102、実線100をRw1/100軸方向に0.05移動させた実線103、実線100をRw1/100軸方向に−0.05移動させた破線104、直線101と単位円102の交点を点A105、単位円102と実線103の交点を点B106、実線103とRw1/100軸の交点を点C107、Rw1/100軸と破線104の交点を点D108、破線104と直線101の交点を点E109とする。
The
点A105、点B106、点C107、点D108、点E109で囲まれた領域110を、本発明による効果が得られる範囲とする。図40に示す範囲は、図18に示すように、xy平面方向の半径方向の一次の共鳴が生じたときの音圧分布において、節の位置から0.05以上離れた位置では、減音量の増加が20dB以下となることから決定した。
A
くぼみの設計方法について、図41に例を示す。図41は、くぼみの設計方法の一例を説明するための説明図である。領域110の内部において、任意の点F111を決定すると、くぼみ97の形状が決まる。実線100に近い位置では本特許の効果が大きいが、実線100から離れた位置では本特許の効果は小さい。
An example of the method for designing the indentation is shown in FIG. FIG. 41 is an explanatory diagram for explaining an example of a method for designing a recess. When an arbitrary point F111 is determined inside the
なお、実施の形態2について、円柱状の穴60は、くぼみ68をz軸方向に短くした形状であると考えることができる。よって、円柱状の穴60の直径をw1、円柱状の穴60から内部空間59の中央までの半径方向の距離をRw1として設計が可能である。ただし、円柱状の穴60はくぼみ68に比べるとz軸方向に短いため、(w1/2)/100の増加に対してRw1/100が増加する、(w1/2)/100が0から0.4の範囲においては、Rw1を2.5%小さく見積もる必要がある。
In the second embodiment, the
実施の形態3.
図42は、本発明の実施の形態3に係る消音器14Bの内部空間112を示す見取り図である。図43は、消音器14Bの内部空間112のモデル例を示す平面図、側面図である。なお、実施の形態3では実施の形態1、2との相違点を中心に説明し、実施の形態1、2と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
FIG. 42 is a sketch diagram showing the
。
実施の形態2では、円周外部に4つ等間隔にくぼみ68を設け、くぼみ68の中央に出口穴を設けるようにした例を説明したが、実施の形態3では、図42及び図43に示すように、テーパを付けたくぼみ113としてもよい。
.
In the second embodiment, an example in which four
入口側観測点114の座標を(x,y,z)=(0,0,−35)、出口側観測点115の座標を(0,75,35)としたときの、周波数に対する減音量の特性を示した結果を音響解析により求め、図9と同様にして図44に示す。
図44は、入口側観測点114の座標を(x,y,z)=(0,0,−35)、出口側観測点115の座標を(0,75,35)としたときの周波数に対する減音量の特性を示したグラフである。図44の横軸は周波数をHz単位で示し、縦軸は減音量をdB単位で示す。また、実線63が基本形状の消音器の内部空間34の、入口側観測点(pt.1)36に対する出口側観測点(pt.5)57の減音量の特性の結果を示し、実線116が消音器14Bの内部空間112の入口側観測点114に対する出口側観測点115の減音量の特性の結果を示している。
When the coordinates of the entrance-
In FIG. 44, the coordinates of the
図44に示すように、実線63と実線116を比較すると、実線116にはディップ117が生じている以外についてはよく一致している。ディップ117が生じるときの内部空間112の音圧分布の平面図とx軸方向からみた立面図を図45に示す。つまり、図45は、共鳴が生じたときの消音器14Bの内部空間112の音圧分布の平面図と立面図である。これは、x軸方向の二次の共鳴とy軸方向の二次の共鳴の組み合わせの共鳴である。ディップ117が生じる周波数fは、くぼみ113のある内部空間112のx軸方向の長さLxとy軸方向の長さLyを用いて、以下の式(10)で求めることができる。
As shown in FIG. 44, when the
この共鳴は、くぼみ113にテーパが付いたことにより、くぼみ113のある内部空間112が直方形音場に近づいた事が原因で生じた共鳴である。つまり、図42及び図43に示す、テーパ付きのくぼみ113を設けることによって、x軸方向の二次の共鳴とy軸方向の二次の共鳴の組み合わせの共鳴によるディップ117が生じるが、xy平面方向の半径方向の一次の共鳴とz軸方向の一次の共鳴によるディップをなくすことができる。
This resonance is caused by the fact that the
実施の形態3の形状は、実施の形態1及び実施の形態2と異なり、内部空間112から出口を通って外部空間に大きく広がっているため、実施の形態1における円柱状の穴60内部での共鳴、実施の形態2におけるくぼみ68内での共鳴が生じる可能性が低い。
なお、くぼみ113の形状について、平面で構成される必要は無く、図46に示すような、曲面に囲まれたくぼみ118によって構成されていても同様の効果が得られる。図46は、本発明の実施の形態3に係る消音器の内部空間を示す見取り図である。
The shape of the third embodiment is different from the first and second embodiments, and greatly extends from the
It should be noted that the shape of the
実施の形態4.
図47は、本発明の実施の形態4に係る消音器14Cの内部空間119を示す見取り図である。図48は、消音器14Cの内部空間119のモデル例を示す平面図、側面図である。なお、実施の形態4では実施の形態1〜3との相違点を中心に説明し、実施の形態1〜3と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
FIG. 47 is a sketch showing the
実施の形態3では、テーパを付けたくぼみ113を例に説明したが、図47及び図48に示すように、テーパの形状は、内部空間119における平面120に示すような、平面であってもよい。平面120は、円筒状の穴60を、円筒状の穴の高さ方向に対して垂直な面方向に引き伸ばした形状であり、消音器14Cの形状は、側面入出力形と挿入管型の組み合わせの変化形状である。
In the third embodiment, the
入口側観測点121の座標を(x,y,z)=(0,0,−35)、出口側観測点122の座標を(0,75,35)としたときの、周波数に対する減音量の特性を示した結果を音響解析により求め、図9と同様にして図49に示す。
図49は、入口側観測点121の座標を(x,y,z)=(0,0,−35)、出口側観測点122の座標を(0,75,35)としたときの周波数に対する減音量の特性を示したグラフである。図49の横軸は周波数をHz単位で示し、縦軸は減音量をdB単位で示す。また、実線63が基本形状の消音器の内部空間34の入口側観測点(pt.1)36に対する出口側観測点(pt.5)57の減音量の特性の結果を示し、実線123が消音器14Cの内部空間119の入口側観測点121に対する出口側観測点122の減音量の特性の結果を示している。
When the coordinates of the entrance-
FIG. 49 shows the frequency when the coordinates of the
図49に示すように、実線63と実線123を比較すると、黒い実線123にはディップ124が生じており、またディップ124が生じる周波数よりも低い周波数帯域において、灰色の実線63よりも全体的に減音量が低い。ディップ124が生じるときの消音器14Cの内部空間119の音圧分布の平面図とx軸方向から見た立面図を図50に示す。つまり、図50は、共鳴が生じたときの消音器14Cの内部空間の音圧分布の平面図と立面図である。ディップ124が生じる周波数fは、図44に示すディップ117の共鳴の周波数と同様にして、平面120のある内部空間119のx軸方向の長さLxとy軸方向の長さLyを用いて求めることができる。
As shown in FIG. 49, when the
また、全体的な減音量が低下したのは、平面120のある内部空間119の膨張部125の断面積S’が、基本形状の内部空間34の膨張部48の断面積S’よりも小さくなったことにより、最大減音量Aが低下したためである。つまり、図47及び図48に示す、平面120を設けることによって、x軸方向の二次の共鳴とy軸方向の二次の共鳴の組み合わせの共鳴によるディップ120が生じ、全体的な減音量が低下するが、xy平面方向の半径方向の一次の共鳴とz軸方向の一次の共鳴によるディップをなくすことができる。
Further, the overall volume reduction is reduced because the cross-sectional area S ′ of the
実施の形態4の形状は、実施の形態1〜3と異なり、消音器に挿入管やくぼみを形成する必要が無いため、製造性が高い。
なお、平面120の大きさについて、図48に示す寸法である必要は無い。本特許の効果が得られる範囲は、図40に示す、点B106を除く弧AB126の線上である。平面の設計方法について、図51に例を示す。図51は、平面の設計方法の一例を説明するための説明図である。点B106を除く弧AB126の線上において、任意の点G127を決定すると、平面120の形状が決まる。点A105に近い位置では本特許の効果が大きいが、点A105から離れた位置では本特許の効果は小さい。
また、実線101上に任意の点G127を設けることも可能だが、内部空間が小さくなり、消音器の下限周波数fminが高い周波数に移動し、さらに、最大減音量Aが小さくなるため、望ましくない。
The shape of the fourth embodiment is different from the first to third embodiments, and it is not necessary to form an insertion tube or a recess in the silencer, so that the productivity is high.
Note that the size of the
Although it is possible to provide an arbitrary point G127 on the
実施の形態5.
図52は、本発明の実施の形態5に係る消音器14Dの内部空間128を示す見取り図である。図53は、消音器14Dの内部空間128のモデル例を示す平面図、側面図である。なお、実施の形態5では実施の形態1〜4との相違点を中心に説明し、実施の形態1〜4と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
FIG. 52 is a sketch showing the
実施の形態2では、消音器14Aの内部空間67のくぼみ68のようにz軸方向に設けた例を説明したが、図52及び図53に示すように、内部空間128のくぼみ129のように、円周方向に円環状に設けてもよい。くぼみ129は、円筒状の穴60を円周方向に引き伸ばした形状であり、消音器14Dの形状は、側面入出力形と挿入管型の組み合わせの変化形状である。
In the second embodiment, the example in which the
入口側観測点130の座標を(x,y,z)=(0,0,−35)、出口側観測点131の座標を(0,70,35)としたときの、周波数に対する減音量の特性を示した結果を音響解析により求め、図9と同様にして図54に示す。
図54は、入口側観測点130の座標を(x,y,z)=(0,0,−35)、出口側観測点131の座標を(0,75,35)としたときの周波数に対する減音量の特性を示したグラフである。図54の横軸は周波数をHz単位で示し、縦軸は減音量をdB単位で示す。また、実線63が基本形状の消音器の内部空間34の入口側観測点(pt.1)36に対する出口側観測点(pt.5)57の減音量の特性の結果を示し、実線132が消音器14Dの内部空間128の入口側観測点130に対する出口側観測点131の減音量の特性の結果を示している。
When the coordinates of the entrance-
FIG. 54 shows the frequency when the coordinates of the
図54に示すように、実線63と実線132を比較すると、黒い実線132ではxy平面方向の半径方向の二次の共鳴による減音量の特性のディップ133が、同じく実線63のディップ(5)44よりも低い周波数に移動している以外についてはよく一致している。これは、円環状のくぼみ129を設けたことにより、共鳴の生じるときの音圧分布に影響を与えたためである。つまり、図52及び図53に示す、円環状のくぼみ129を設けることによって、xy平面方向の半径方向の二次の共鳴によるディップ133が基本形状における同じ共鳴のディップ(5)44よりも低い周波数で生じるが、xy平面方向の半径方向の一次の共鳴とz軸方向の一次の共鳴によるディップをなくすことができる。
As shown in FIG. 54, when comparing the
実施の形態5の形状は、実施の形態1〜4と異なり、空けることができる出口穴の最大数が4つに制限されない。また、出口穴を2つ以上設けるとき、実施の形態1〜4では、位置関係が90度間隔でしか設けることができないが、実施の形態5の形状では、穴の位置関係の自由度が高い。
なお、円環状のくぼみ129の大きさについて、図53に示す寸法である必要は無い。本発明の効果が得られる円環状のくぼみ129の大きさについて、以下に説明する。
The shape of the fifth embodiment is different from the first to fourth embodiments, and the maximum number of outlet holes that can be opened is not limited to four. Further, when two or more exit holes are provided, in the first to fourth embodiments, the positional relationship can be provided only at intervals of 90 degrees, but the shape of the fifth embodiment has a high degree of freedom in the positional relationship of the holes. .
Note that the size of the
実施の形態2と同様にして、円環状のくぼみの幅とくぼみの半径方向の深さに分け、くぼみの幅に対して、本発明の効果が最も得られる円環状のくぼみの半径方向の深さの関係について、図55に示すモデルを用いて確認方法について説明する。図55は、消音器14Dの内部空間134のモデル例を示す平面図、側面図である。
Similarly to the second embodiment, the width of the annular recess and the depth in the radial direction of the recess are divided, and the radial depth of the annular recess in which the effect of the present invention is most obtained with respect to the width of the recess. The confirmation method will be described with reference to the model shown in FIG. FIG. 55 is a plan view and a side view showing a model example of the
図55に示す内部空間134には、図53に示す内部空間128と同様に、円環状のくぼみ135がある。円環状のくぼみ135の幅をw2[mm]、内径の半径をRw2[mm]とする。w2を5、10、20、40、50、60、65の7条件とし、各幅について、Rw2を62.5から2.5間隔で設定した。入口側観測点136の座標を(x,y,z)=(0,0,−35)、出口側観測点137の座標を(0,Rw2,35)としたときの、周波数に対する減音量の特性を音響解析により求め、図32と同様にしてピークの生じる周波数fpとディップの生じる周波数fdを求めた。
In the
ピークの生じる周波数fpとディップの生じる周波数fdの差の絶対値|fd−fp|が最も小さくなるときのRw1について、図56の表にまとめた。図56は、w2に対するRw2のマトリクスである。空間34における結果について、w1=0の結果とし、同様に図56の表に示した。図56の表の結果を、横軸をRw2/100、縦軸を(w2/2)/70としたグラフに変換し、図57に実線138として示す。また、実線138は、(Rw2/100,(w2/2)/70)=(62.5,1)となる点まで延長した。つまり、図57は、図56の表の結果をグラフに変換したものである。
FIG. 56 shows a table of R w1 when the absolute value | fd−fp | of the difference between the frequency fp at which the peak occurs and the frequency fd at which the dip occurs is the smallest. FIG. 56 is a matrix of R w2 with respect to w2 . Regarding the result in the
また、x=1(−1≦y≦1)、x=−1(−1≦y≦1)、y=1(−1≦x≦1)、及び、y=−1(−1≦x≦1)を4辺とする正方形139、実線138をRw2/100軸方向に0.05移動させた実線140、実線138をRw2/100軸方向に−0.05移動させた破線141、正方形139と実線140の交点を点H142、実線140とRw2/100軸の交点を点I143、Rw2/100軸と破線141の交点を点J144、破線141と正方形139の交点を点K145とする。
Also, x = 1 (−1 ≦ y ≦ 1), x = −1 (−1 ≦ y ≦ 1), y = 1 (−1 ≦ x ≦ 1), and y = −1 (−1 ≦ x). ≦ 1) the four sides to the square 139,
点H142、点I143、点J144、点K145で囲まれた領域146を、本発明による効果が得られる範囲とする。図57に示す範囲は、図18に示すように、xy平面方向の半径方向一次の共鳴が生じたときの音圧分布において、節の位置から0.05以上離れた位置では、減音量の増加が20dB以下となることから決定した。
A
円環状のくぼみの設計方法について、図58に例を示す。図58は、くぼみの設計方法の一例を説明するための説明図である。領域146の内部において、任意の点L147を決定すると、円環状のくぼみ135の形状が決まる。実線138に近い位置では本特許の効果が大きいが、実線138から離れた位置では本特許の効果は小さい。
FIG. 58 shows an example of a method for designing an annular recess. FIG. 58 is an explanatory diagram for explaining an example of a method for designing a recess. When an arbitrary point L147 is determined within the
実施の形態6.
図59は、本発明の実施の形態6に係る消音器14Eの内部空間148を示す見取り図である。図60は、消音器14Eの内部空間148のモデル例を示す平面図、側面図である。なお、実施の形態6では実施の形態1〜5との相違点を中心に説明し、実施の形態1〜5と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
FIG. 59 is a sketch showing the
実施の形態5では、内部空間128のくぼみ129を例に説明したが、図59及び図60に示すように、内部空間148のくぼみ149のように、テーパを設けてもよい。
In the fifth embodiment, the
入口側観測点150の座標を(x,y,z)=(0,0,−35)、出口側観測点151の座標を(0,65,35)としたときの、周波数に対する減音量の特性を示した結果を音響解析により求め、図9と同様にして図61に示す。
図61は、入口側観測点150の座標を(x,y,z)=(0,0,−35)、出口側観測点151の座標を(0,65,35)としたときの周波数に対する減音量の特性を示したグラフである。図61の横軸は周波数をHz単位で示し、縦軸は減音量をdB単位で示す。また、実線63が基本形状の消音器の内部空間34の入口側観測点(pt.1)36に対する出口側観測点(pt.5)57の減音量の特性の結果を示し、実線152が消音器14Eの内部空間148の入口側観測点150に対する出口側観測点151の減音量の特性の結果を示している。
When the coordinates of the entrance-
In FIG. 61, the coordinates of the
図61に示すように、実線63と実線152を比較すると、実線152の減音量が全体的に低い以外についてはよく一致している。これは、テーパ付きの円環状のくぼみ149を設けた消音器の内部空間145の膨張部153の実質的な断面積S’が小さくなり、その結果、最大減音量Aが低下したためである。つまり、図59及び図60に示す、テーパ付きの円環状のくぼみ149を設けることによって、全体的な減音量は低下するが、実施の形態1と同等の効果を得ることができる。
As shown in FIG. 61, when comparing the
実施の形態6の形状は、実施の形態3の形状と同様に、実施の形態1、実施の形態2、および実施の形態5と異なり、内部空間82から出口を通って外部空間に大きく広がっているため、実施の形態1における円柱状の穴60内部での共鳴や、実施の形態2および実施の形態5におけるくぼみ68および円環状のくぼみ129内での共鳴が生じる可能性が低い。
なお、くぼみ149の形状について、直線のz軸回転体の形状で構成される必要は無く、図62に示すくぼみ154のように、曲線のz軸回転体の形状によって構成されていても実施の形態6と同様の効果がある。図62は、消音器14Eの内部空間を示す見取り図である。
The shape of the sixth embodiment is different from the first embodiment, the second embodiment, and the fifth embodiment, like the shape of the third embodiment, and greatly extends from the
It should be noted that the shape of the
1 密閉容器、2 固定子、3 回転子、4 電動機要素、5 クランク軸、6 圧縮機要素、7 フレーム、8 固定スクロール、9 空間、10 揺動スクロール、11 軸受、12 吐出穴、13 吐出弁、14 消音器、14A 消音器、14B 消音器、14C 消音器、14D 消音器、14E 消音器、15 吹き出し穴、16 空間、17 空間、18 円筒部、19 挿入管、20 天板、21 平板、22 穴、23 軸、24 ボルト穴、25 消音器、26 円筒部、27 吹き出し穴、28 天板、29 平板、30 ボルト穴、31 円筒状空間、32 入口側観測点、33 出口側観測点、34 空間、35 原点、36 入口側観測点、37 出口側観測点、38 入口側端面、47 入口側管路、48 膨張部、49 節、51 出口側観測点、55 出口側観測点、57 出口側観測点、59 内部空間、60 穴、61 入口側観測点、62 出口側観測点、65 膨張部、66 中央、67 内部空間、68 くぼみ、69 入口側観測点、70 出口側観測点、72 出口側観測点、73 出口側観測点、74 出口側観測点、75 出口側観測点、76 出口側観測点、77 出口側観測点、82 内部空間、96 内部空間、97 くぼみ、98 入口側観測点、99 出口側観測点、100 スクロール圧縮機、112 内部空間、113 くぼみ、114 入口側観測点、115 出口側観測点、119 内部空間、120 平面、121 入口側観測点、122 出口側観測点、125 膨張部、128 内部空間、129 くぼみ、130 入口側観測点、131 出口側観測点、134 内部空間、135 くぼみ、136 入口側観測点、137 出口側観測点、145 内部空間、148 内部空間、149 くぼみ、150 入口側観測点、151 出口側観測点、153 膨張部、154 くぼみ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Airtight container, 2 Stator, 3 Rotor, 4 Motor element, 5 Crankshaft, 6 Compressor element, 7 Frame, 8 Fixed scroll, 9 Space, 10 Swing scroll, 11 Bearing, 12 Discharge hole, 13 Discharge valve , 14 Silencer, 14A Silencer, 14B Silencer, 14C Silencer, 14D Silencer, 14E Silencer, 15 Outlet, 16 Space, 17 Space, 18 Cylindrical part, 19 Insertion tube, 20 Top plate, 21 Flat plate, 22 holes, 23 shafts, 24 bolt holes, 25 silencer, 26 cylindrical part, 27 blowout holes, 28 top plate, 29 flat plate, 30 bolt holes, 31 cylindrical space, 32 inlet side observation point, 33 outlet side observation point, 34 Space, 35 Origin, 36 Entrance-side observation point, 37 Exit-side observation point, 38 Entrance-side end face, 47 Entrance-side pipe line, 48 Expansion part, Section 49, 51 Exit-side view Station, 55 Exit-side observation point, 57 Exit-side observation point, 59 Internal space, 60 holes, 61 Entrance-side observation point, 62 Exit-side observation point, 65 Expansion part, 66 Center, 67 Internal space, 68 Recess, 69 Entrance Side station, 70 Exit side station, 72 Exit side station, 73 Exit side station, 74 Exit side station, 75 Exit side station, 76 Exit side station, 77 Exit side station, 82 Interior space, 96 interior space, 97 indentation, 98 entrance-side observation point, 99 exit-side observation point, 100 scroll compressor, 112 interior space, 113 indentation, 114 entrance-side observation point, 115 exit-side observation point, 119 interior space, 120 plane, 121 Entrance side observation point, 122 Exit side observation point, 125 Expansion part, 128 Internal space, 129 Indentation, 130 Entrance side observation point, 131 Exit side observation point, 1 4 internal space, recess 135, 136 inlet side observation point, 137 outlet observation point, 145 inner space 148 internal space, 149 recess, 150 inlet side observation point, 151 outlet observation point, 153 expansion unit, 154 dimples.
Claims (7)
前記膨張部の中央に向かって突出する同形状の突起物を、前記膨張部の高さ方向の中央付近で、かつ、円周方向に等間隔で前記膨張部の半径方向に4つ設け、
前記膨張部に対して、
流体の入口を前記圧縮機の圧縮機要素側の端面の中央に位置させ、
流体の出口を前記突起物のうちいずれか1つ以上の先端に設けている
消音器。 In a silencer equipped with a cylindrical expansion part and attached to a compressor,
Four protrusions having the same shape projecting toward the center of the inflating portion are provided in the vicinity of the center in the height direction of the inflating portion and in the radial direction of the inflating portion at equal intervals in the circumferential direction,
For the inflating part,
A fluid inlet is positioned in the middle of the compressor element side end face of the compressor;
A silencer, wherein a fluid outlet is provided at one or more of the protrusions.
前記膨張部の中央に向かって突出する円環状の突起物を、前記膨張部の高さ方向の中央付近で、かつ、円周方向に一様に設け、
前記膨張部に対して、
流体の入口を前記圧縮機の圧縮機要素側の端面の中央に位置させ、
流体の出口を前記突起物に設けている
消音器。 In a silencer equipped with a cylindrical expansion part and attached to a compressor,
An annular protrusion projecting toward the center of the inflating portion is provided in the vicinity of the center in the height direction of the inflating portion and uniformly in the circumferential direction,
For the inflating part,
A fluid inlet is positioned in the middle of the compressor element side end face of the compressor;
A muffler in which a fluid outlet is provided in the projection.
面内方向の半径方向の一次の共鳴が生じたときの音圧分布の節の位置から前記膨張部の半径に対して半径方向に±5%の範囲内で、かつ、軸方向の一次の共鳴が生じたときの音圧分布の節の位置から前記膨張部の高さに対して高さ方向に±3%の範囲内に、同形状の挿入管を円周方向に等間隔で前記膨張部の半径方向に4本設け、
前記膨張部に対して、
流体の入口を前記圧縮機の圧縮機要素側の端面の中央に位置させ、
流体の出口を前記挿入管のうちいずれか1つ以上としている
消音器。 In a silencer equipped with a cylindrical expansion part and attached to a compressor,
The primary resonance in the axial direction within a range of ± 5% in the radial direction from the position of the node of the sound pressure distribution when the primary resonance in the radial direction in the plane occurs. Within the range of ± 3% in the height direction from the position of the node of the sound pressure distribution at the time of occurrence of the sound pressure distribution, the same shape of the insertion tube at equal intervals in the circumferential direction 4 in the radial direction of
For the inflating part,
A fluid inlet is positioned in the middle of the compressor element side end face of the compressor;
The silencer which makes the exit of the fluid any one or more of the said insertion pipes.
面内方向の半径方向の一次の共鳴が生じたときの音圧分布の節の位置から前記膨張部の半径に対して半径方向に±5%の範囲内で、かつ、軸方向の一次の共鳴が生じたときの音圧分布の節の位置から前記膨張部の高さに対して高さ方向に±3%の範囲内に、同形状のくぼみを円周方向に等間隔で前記膨張部の外周面に4つ設け、
前記膨張部に対して、
流体の入口を前記圧縮機の圧縮機要素側の端面の中央に位置させ、
流体の出口を前記くぼみのうちいずれか1つ以上としている
消音器。 In a silencer equipped with a cylindrical expansion part and attached to a compressor,
The primary resonance in the axial direction within a range of ± 5% in the radial direction from the position of the node of the sound pressure distribution when the primary resonance in the radial direction in the plane occurs. Within the range of ± 3% of the height of the inflatable portion from the position of the sound pressure distribution node when the indentation occurs, the indentations of the same shape are arranged at equal intervals in the circumferential direction. Four on the outer surface,
For the inflating part,
A fluid inlet is positioned in the middle of the compressor element side end face of the compressor;
One or more of the recesses are outlets for fluid.
面内方向の半径方向の一次の共鳴が生じたときの音圧分布の節の位置から前記膨張部の半径に対して半径方向に±5%の範囲内で、かつ、軸方向の一次の共鳴が生じたときの音圧分布の節の位置から前記膨張部の高さに対して高さ方向に±3%の範囲内に、同形状の平面を円周方向に等間隔で前記膨張部の外周面に4つ設け、
前記膨張部に対して、
流体の入口を前記圧縮機の圧縮機要素側の端面の中央に位置させ、
流体の出口を前記平面のうちいずれか1つ以上の中央位置をとしている
消音器。 In a silencer equipped with a cylindrical expansion part and attached to a compressor,
The primary resonance in the axial direction within a range of ± 5% in the radial direction from the position of the node of the sound pressure distribution when the primary resonance in the radial direction in the plane occurs. The plane of the same shape is equidistantly spaced in the circumferential direction within a range of ± 3% in the height direction from the position of the node of the sound pressure distribution at the time of occurrence of Four on the outer surface,
For the inflating part,
A fluid inlet is positioned in the middle of the compressor element side end face of the compressor;
A silencer having a fluid outlet at a central position of any one or more of the planes.
面内方向の半径方向の一次の共鳴が生じたときの音圧分布の節の位置から前記膨張部の半径に対して半径方向に±5%の範囲内で、かつ、軸方向の一次の共鳴が生じたときの音圧分布の節の位置から前記膨張部の高さに対して高さ方向に±3%の範囲内に、円環状のくぼみを前記膨張部の円周方向に一様に設け、
前記膨張部に対して、
流体の入口を前記圧縮機の圧縮機要素側の端面の中央に位置させ、
流体の出口を前記くぼみの高さ方向の中央位置に1つ以上設けている
消音器。 In a silencer equipped with a cylindrical expansion part and attached to a compressor,
The primary resonance in the axial direction within a range of ± 5% in the radial direction from the position of the node of the sound pressure distribution when the primary resonance in the radial direction in the plane occurs. The annular recess is uniformly distributed in the circumferential direction of the inflating portion within a range of ± 3% in the height direction from the position of the node of the sound pressure distribution when the noise occurs. Provided,
For the inflating part,
A fluid inlet is positioned in the middle of the compressor element side end face of the compressor;
One or more silencers provided with a fluid outlet at a central position in the height direction of the recess.
圧縮機要素を構成している固定スクロールの吐出穴が前記消音器の中央位置にくるように前記固定スクロールに固定した
圧縮機。 The muffler according to any one of claims 1 to 6,
A compressor fixed to the fixed scroll such that a discharge hole of the fixed scroll constituting the compressor element is located at a central position of the silencer.
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