JP2020143647A

JP2020143647A - 共鳴器

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Publication number: JP2020143647A
Application number: JP2019041955A
Authority: JP
Inventors: 博行笹尾; Hiroyuki Sasao
Original assignee: Taikisha Ltd
Current assignee: Taikisha Ltd
Priority date: 2019-03-07
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2020-09-10
Anticipated expiration: 2039-03-07
Also published as: JP7284597B2

Abstract

【課題】消音対象の周波数に応じて、共鳴周波数を容易に変更することができる共鳴器を提供する。【解決手段】空調機１に連通するチャンバ２に取り付け可能な共鳴器１０であって、円柱形状の共鳴室を有する本体部２０と、本体部２０をチャンバ２に連通させる連通管部３１,３２と、を備え、連通管部３１,３２の一端側は、共鳴室の円柱側面に連通し、連通管部３１,３２の他端側は、チャンバ２に連通可能に構成され、連通管部３１,３２は、一端側と他端側との距離が可変に構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、騒音発生源に連通するチャンバ又はダクトに取り付け可能な共鳴器に関する。

空調機等の騒音発生源に連通するチャンバやダクトを介して、当該騒音発生源から伝搬される音を低減するために、当該チャンバやダクトに取り付け可能な共鳴器が用いられる。

当該共鳴器は、チャンバやダクトに対して分岐接続され、分岐位置より上流側の音響パワーレベルＬｗｉと下流側の音響パワーレベルＬｗｏとの差に相当する音響パワーレベルを低減するように構成されている。

この低減される音響パワーレベル、すなわち共鳴器の透過損失ＴＬは、共鳴器の形状に応じて定まる共鳴周波数において最大となり、共鳴周波数より低周波側及び高周波側において徐々に低下してしまうため、消音対象の共鳴周波数が変わる場合に消音効果が満足に得られない場合があった。

このような消音すべき周波数の変化に応じて共鳴周波数を変化させるために、特許文献１には、ダクトに分岐接続された複数の共鳴室を設け、これら共鳴室を連通管によって相互に連通させるとともに、当該連通管に設けた開閉弁を消音対象の共鳴周波数の変化に応じて開閉させる技術が提案されている。

しかし、このような開閉弁を開閉制御する構成は、構成が複雑で高価なものとなってしまう。

特開昭６０−２２０２１号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、消音対象の周波数に応じて、共鳴周波数を容易に変更することができる共鳴器を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するための本発明に係る共鳴器の特徴構成は、騒音発生源に連通するチャンバ又はダクトに取り付け可能な共鳴器であって、円柱形状の共鳴室を有する本体部と、前記本体部を前記チャンバ又は前記ダクトに連通させる連通管部と、を備え、前記連通管部の一端側は、前記共鳴室の円柱側面に連通し、前記連通管部の他端側は、前記チャンバ又は前記ダクトに連通可能に構成され、前記連通管部は、前記一端側と前記他端側との距離が可変に構成されている点にある。

共鳴器は、共鳴器を構成する筐体が振動すると、所定の共鳴周波数が得られず、所定の消音効果が得られないため、筐体に振動が生じないことが重要である。上述の構成によると、共鳴室が円柱形状であることから、例えば共鳴室が直方体形状であるような場合に比べて振動を低減することができるため、乱れの少ない共鳴性能が得られる。また、共鳴室が、チャンバやダクトに対して直接的に設けられている構成ではなく、チャンバやダクトに対して連通管部を介して間接的に設けられている構成であることから、チャンバやダクトの振動が共鳴室に与える影響が低減されている。さらに、連通管部は、一端側と他端側との距離が可変に構成されていることから、連通管部の長さを変更することによって、消音対象の周波数に応じて共鳴周波数を容易に変更することができる。

本発明においては、前記連通管部は、少なくとも前記一端側を構成する一端側管部と、前記他端側を構成する他端側管部とを備え、前記一端側管部及び前記他端側管部は、一方が他方に対して挿し込み可能に構成され、前記他端側管部の長さを変更する、又は、前記一方の前記他方に対する挿し込み深さを変更することによって、前記一端側と前記他端側との距離が可変に構成されていると好適である。

上述の構成によると、連通管部は、簡単な構造でありながら、一端側と他端側との距離を変化させることができる。

本発明においては、前記本体部は、その内部に前記共鳴室を円柱形状の軸心方向に並んだ複数の共鳴部に区画する少なくとも一つの区画壁を備え、前記連通管部は、前記各共鳴部の数と同数が設けられ、前記各共鳴部に前記連通管部が連通されていると好適である。

広い周波数帯域で共鳴効果を得るには共鳴器の共鳴室の容積を大きくする必要がある。しかし、共鳴室の容積を大きくすると、所定の共鳴周波数を得るための共鳴器を実現することが困難である。

上述の構成によると、円柱形状の共鳴室を、区画壁によって円柱形状の軸心方向に区画することができ、各区画共鳴部に連通管部を連通させることによって、所定の共鳴周波数が得られる共鳴器を容易に実現することができる。さらに、例えば区画共鳴部を二つ設けるような場合には、各区画共鳴部に連通する連通管部どうしを近接させることによって、二つの区画共鳴部を一体とみなすことができる。

本発明に係る共鳴器が取り付けられたチャンバの側面図本発明に係る共鳴器が取り付けられたチャンバの正面図本発明に係る共鳴器の側面図本発明に係る共鳴器の正面図連通管部の長さを異ならせたときの相対音圧の変化を示す説明図別実施例に係る共鳴器の側面図別実施例に係る共鳴器の正面図連通管部の長さを異ならせたときの透過損失の変化を示す説明図別実施例に係る共鳴器の側面図別実施例に係る共鳴器の正面図連通管部の長さを異ならせたときの透過損失の変化を示す説明図

以下に、本発明に係る共鳴器の実施形態について、図面を参照しながら説明をする。

図１及び図２に示すように、騒音発生源である空調機１の吹出口に連通して設けられるチャンバ２には、空調機１から伝搬される音を低減するために共鳴器１０が取り付けられている。

［実施例１］
図３及び図４に示すように、共鳴器１０は、円柱形状の共鳴室を有する本体部２０と、これをチャンバ２に連通させる連通管部３０とを備えている。

本体部２０は、長さ９４０ｍｍの硬質塩ビ管（ＶＵ４５０）の両方の開放端が、厚さ１５ｍｍの硬質塩ビ板が接着されるなどして、閉塞されて構成され、したがって、本体部２０の内部空間が、円柱形状の共鳴室２１を構成する。

本実施形態においては、本体部２０の内部には、共鳴室２１を円柱形状の軸心方向に並んだ二つの共鳴部２１ａ，２１ｂに区画する一つの区画壁２０ａを備えている。区画壁２０ａは、長手方向の中央、すなわち長手方向の一端から４７０ｍｍの位置に設けられている。区画壁２０ａも、厚さ１５ｍｍの硬質塩ビ板から構成され、接着剤や溶接等によって本体部２０の内面に固定されている。

連通管部３０は、共鳴室２１の円柱側面に連通される一端側管部３１と、チャンバ２に連通可能な他端側管部３２とを備えている。

本実施形態においては、共鳴室２１は、二つの共鳴部２１ａ，２１ｂに区画されていることから、共鳴部２１ａに連通する連通管部３０ａと、共鳴部２１ｂに連通する連通管部３０ｂの二つが設けられている。連通管部３０ａ，３０ｂは、それぞれ、共鳴部２１ａ，２１ｂの円柱側面のうち、円柱軸心に沿った中央位置に設けられているのではなく、区画壁２０ａに近い位置に設けられている。具体的には、連通管部３０ａ，３０ｂの軸心どうしの間隔が１００ｍｍとなる位置に設けられている。

連通管部３０ａ，３０ｂは同一の構成であるため、以下の説明において両者を区別する必要がない限り、両者を区別することなく単に連通管部３０と記載する。連通管部３０を構成する各部も同様である。

一端側管部３１は硬質塩ビソケット（ＶＵ１００）から構成され、本体部２０の円周側面に設けられた開口に挿通させられた状態で、本体部２０の表面からの突出量が５０ｍｍとなるように、接着剤や溶接等によって固定されている。

チャンバ２の天面に、ざぐりを有する開口３が設けられてあり、この開口３に一端側管部３１の先端側が抜き挿し可能、かつ、チャンバ２内の通風方向に直交する態様で挿し込まれている。ざぐりの深さが、チャンバ２の天面に対する一端側管部３１の挿し込み深さとなる。なお、チャンバ２は共鳴器１０の共鳴周波数において平面波音場となるように、複数（本実施形態においては４枚）の仕切り板によって複数（本実施形態においては５つ）の部分に仕切られており、共鳴器１０は各仕切られた部分ごとに設けられている。

他端側管部３２は、一端側管部３１に挿し込み可能なサイズの硬質塩ビ管（ＶＵ１００）から構成され、一方の端部が一端側管部３１に挿し込まれた状態であるときに、他方の端部が、チャンバ２の内部に位置する。

他端側管部３２は、長さの異なる複数の硬質塩ビ管から構成されている。一端側管部３１に挿し込まれる硬質塩ビ管を変更することによって、連通管部３０の一端側と他端側との距離が変化し、共鳴器１０の共鳴周波数を変更させることができる。

具体的には、図５に示すように、チャンバ２に共鳴器１０を取り付けないとき（実線参照）に比べて、連通管部３０を、一端側管部３１に挿し込む他端側管部３２の長さを異ならせた共鳴器１０をチャンバ２に取り付けたとき（破線、一点鎖線参照）は、相対音圧が低下する周波数が異なることから、連通管部３０の一端側と他端側との距離に応じて、消音される周波数が変化していることが確認された。なお、連通管部３０の一端側と他端側との距離が短いほど共鳴周波数は高くなる。

［実施例２］
図６及び図７に示すように、実施例２において、本体部２０は、長さ５５０ｍｍの硬質塩ビ管（ＶＵ２００）の両方の開放端が、厚さ１０ｍｍの硬質塩ビ板が接着されるなどして、閉塞されて構成され、本体部２０内部には、三つの区画壁２０ａ，２０ｂ，２０ｃが、長手方向の一端から１４０ｍｍの位置、２７５の位置、４１０ｍｍの位置に設けられている。区画壁２０ａ，２０ｂ，２０ｃも、厚さ１０ｍｍの硬質塩ビ板から構成され、接着剤や溶接等によって本体部２０の内面に固定されている。したがって、実施例２に係る共鳴器１０においては、三つの区画壁２０ａ，２０ｂ，２０ｃによって、共鳴室２１は四つの共鳴部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄに区画されている。

実施例２に係る共鳴器１０の連通管部３０を構成する一端側管部３１は硬質塩ビソケット（ＶＵ７５）から構成され、他端側管部３２は、一端側管部３１に挿し込み可能なサイズの硬質塩ビ管（ＶＵ７５）から構成されている。なお、各連通管部３０の軸心どうしの間隔は１３５ｍｍである。

図８に示すように、長さが異なる三つの他端側管部３２を、一端側管部３１に、それぞれ順に差し込んで、共鳴器１０を通過する前後の透過損失を計測すると、長さに応じて三箇所のピークが確認された（実線、破線、一点鎖線参照）。つまり、連通管部３０の一端側と他端側との距離に応じて、消音される周波数が変化していることが確認された。なお、連通管部３０の一端側と他端側との距離が短いほど共鳴周波数は高くなる。

［実施例３］
図９及び図１０に示すように、実施例３において、本体部２０は、長さ５５０ｍｍの硬質塩ビ管（ＶＵ１５０）の両方の開放端が、厚さ１０ｍｍの硬質塩ビ板が接着されるなどして、閉塞されて構成され、本体部２０内部には、三つの区画壁２０ａ，２０ｂ，２０ｃが、長手方向の一端から１４０ｍｍの位置、２７５の位置、４１０ｍｍの位置に設けられている。区画壁２０ａ，２０ｂ，２０ｃも、厚さ１０ｍｍの硬質塩ビ板から構成され、接着剤や溶接等によって本体部２０の内面に固定されている。したがって、実施例３に係る共鳴器１０においても、実施例２と同様に、三つの区画壁２０ａ，２０ｂ，２０ｃによって、共鳴室２１は四つの共鳴部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄに区画されている。

実施例３に係る共鳴器１０の連通管部３０を構成する一端側管部３１は硬質塩ビソケット（ＶＵ７５）から構成され、他端側管部３２は、一端側管部３１に挿し込み可能なサイズの硬質塩ビ管（ＶＵ７５）から構成されている。なお、各連通管部３０の軸心どうしの間隔は１３５ｍｍである。

図１１に示すように、長さが異なる三つの他端側管部３２を、一端側管部３１に、それぞれ順に差し込んで、共鳴器１０を通過する前後の透過損失を計測すると、長さに応じて三箇所のピークが確認された（実線、破線、一点鎖線参照）。つまり、連通管部３０の一端側と他端側との距離に応じて、消音される周波数が変化していることが確認された。なお、連通管部３０の一端側と他端側との距離が短いほど共鳴周波数は高くなる。

上述した実施形態においては、連通管部は、長さの異なる複数の硬質塩ビ管を備え、硬質塩ビソケットに差し込む硬質塩ビ管を変更することによって、共鳴器の共鳴周波数を変更させる構成について説明したが、これに限らない。

例えば、一端側管部及び他端側管部の両方を、一方が他方に挿し込み可能なサイズの硬質塩ビ管を用いてテレスコピックに構成し、一方の前記他方に対する挿し込み深さを変更することによって、共鳴器の共鳴周波数を変更させてもよい。

上述のように、消音対象の周波数に応じて、共鳴周波数を容易に変更することができる共鳴器１０が実現される。なお、上述のいずれの実施例においても、共鳴室は区画壁によって複数の共鳴部に区画されていたが、区画壁の数は例示であり、なくてもよいし、二以上の複数であってもよい。また、上記の寸法は例示であってこれに限らない。

また、上述した実施形態においては、共鳴器１０がチャンバ２に取り付けられる構成について説明したが、共鳴器１０は、騒音発生源に連通するダクトに取り付けられてもよい。

上述した実施形態は、いずれも本発明の一例であり、当該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲において適宜変更設計可能である。

１：空調機（騒音発生源）
２：チャンバ
３：開口
１０：共鳴器
２０：本体部
２０ａ：区画壁
２０ｂ：区画壁
２０ｃ：区画壁
２１：共鳴室
２１ａ：共鳴部
２１ｂ：共鳴部
２１ｃ：共鳴部
２１ｄ：共鳴部
３０：連通管部
３１：一端側管部
３２：他端側管部

Claims

騒音発生源に連通するチャンバ又はダクトに取り付け可能な共鳴器であって、
円柱形状の共鳴室を有する本体部と、前記本体部を前記チャンバ又は前記ダクトに連通させる連通管部と、を備え、
前記連通管部の一端側は、前記共鳴室の円柱側面に連通し、
前記連通管部の他端側は、前記チャンバ又は前記ダクトに連通可能に構成され、
前記連通管部は、前記一端側と前記他端側との距離が可変に構成されている共鳴器。
前記連通管部は、少なくとも前記一端側を構成する一端側管部と、前記他端側を構成する他端側管部とを備え、
前記一端側管部及び前記他端側管部は、一方が他方に対して挿し込み可能に構成され、前記他端側管部の長さを変更する、又は、前記一方の前記他方に対する挿し込み深さを変更することによって、前記一端側と前記他端側との距離が可変に構成されている請求項１に記載の共鳴器。
前記本体部は、その内部に前記共鳴室を円柱形状の軸心方向に並んだ複数の共鳴部に区画する少なくとも一つの区画壁を備え、
前記連通管部は、前記各共鳴部の数と同数が設けられ、
前記各共鳴部に前記連通管部が連通されている請求項１又は２に記載の共鳴器。