JP2023035173A - Muffler - Google Patents

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JP2023035173A JP2021141809A JP2021141809A JP2023035173A JP 2023035173 A JP2023035173 A JP 2023035173A JP 2021141809 A JP2021141809 A JP 2021141809A JP 2021141809 A JP2021141809 A JP 2021141809A JP 2023035173 A JP2023035173 A JP 2023035173A
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浩一 森
Koichi Mori
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Abstract

To provide a muffler that does not affect a muffling effect due to a state of adhesion with a main pipe, deformation or bending of the main pipe, and is easy to adjust according to frequencies, and has a wide range of frequencies having the muffling effect.SOLUTION: There is provided a muffler 1 inserted into a main pipe 2 through which fluid flows, which comprises an inner tube 3 located inside the main pipe 2 and a plurality of ribs 5 supporting the inner tube 3 on the inner surface of the main pipe 2. A fluid flow path 6 is provided on the outside of the inner tube 3, and a muffling space is provided on the inside of the inner tube 3. A plurality of muffling spaces divided by one or more partitions 4 are provided on the inner side of the inner tube. The muffling spaces may be side branch chambers 7a, 7b, resonance chambers or a combination of these.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、車両用空調装置の冷媒配管、排気管等に挿入される消音装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a silencer that is inserted into refrigerant pipes, exhaust pipes, etc. of a vehicle air conditioner.

車両用空調装置において、コンプレッサの機械騒音や冷媒のキャビテーションによる騒音が配管を介してエバポレータに伝わり、吹出口からドライバに伝わるか、あるいは、配管の途中でエンジンルームの空間を介して車体経由でドライバに伝わる。このため、車両用空調装置の配管には、マフラー型のサイレンサが介設されたり、内挿型のサイレンサが挿入されている。マフラー型のサイレンサは、大型で重く、ろう付けによるコストアップが生じるため、近年では、内挿型のサイレンサが多く採用されている。 In vehicle air conditioning systems, mechanical noise from the compressor and noise due to cavitation of the refrigerant is transmitted to the evaporator through the pipes and then transmitted to the driver from the air outlet. transmitted to For this reason, a muffler type silencer is interposed or an insertion type silencer is inserted in the piping of the vehicle air conditioner. A muffler type silencer is large and heavy, and brazing causes an increase in cost.

例えば、特許文献1には、内管の外面に、らせん状のフィンを設けたものが記載されている。これは、内外の流路長の差により位相差が生じて、音の干渉を引き起こし、消音効果が生じるが、消音効果のある周波数を調整するには、内外の流路長の差を変化させるしかなく、調整が困難である。 For example, Patent Literature 1 describes a device in which spiral fins are provided on the outer surface of an inner tube. This causes a phase difference due to the difference in channel length between the inside and outside, which causes interference of sound and produces a silencing effect. However, it is difficult to adjust.

特許文献2には、管状の本体に挿入される消音器であって、該消音器と本体との間に共鳴器チャンバが設けられ、本体の流路が接続チャンネルを介して共鳴器チャンバに接続された消音器が記載されている。また、特許文献3には、内側部材を包囲する外側部材をベローズとし、内側部材と外側部材との間にキャビティが形成され、内側部材の開口がキャビティに開放している吸音装置が記載されている。これらは、いずれも共鳴型で、共鳴周波数が共鳴器の形状で決まるので、消音効果のある周波数が狭い。 Patent Document 2 discloses a muffler inserted into a tubular body, wherein a resonator chamber is provided between the muffler and the body, and a flow path of the body is connected to the resonator chamber through a connecting channel. A silencer is described. Further, Patent Document 3 describes a sound absorbing device in which an outer member surrounding an inner member is a bellows, a cavity is formed between the inner member and the outer member, and an opening of the inner member is open to the cavity. there is All of these are of resonance type, and since the resonance frequency is determined by the shape of the resonator, the frequency at which the silencing effect is obtained is narrow.

特許文献1-3のいずれの消音装置も、主流路の主管の内側に内挿されて、主管との間にサイドブランチチャンバや共鳴チャンバが形成されているため、サイドブランチチャンバや共鳴チャンバの長さや容量が主管との密着状態、主管の変形や曲がりに影響され、所望の消音効果が得られにくいという問題があった。 In any of the silencers disclosed in Patent Documents 1 to 3, since the side branch chamber and the resonance chamber are formed between the silencer and the main pipe inserted inside the main pipe of the main flow path, the side branch chamber and the resonance chamber have long lengths. There is a problem that the capacity of the sheath is affected by the state of close contact with the main pipe and the deformation and bending of the main pipe, making it difficult to obtain the desired silencing effect.

欧州特許公開公報EP2138750A1European Patent Publication EP2138750A1 特許第5785173号公報明細書Patent No. 5785173 specification 特開2005-84693号公報JP-A-2005-84693

本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、主管との密着状態、主管の変形や曲がりによって消音効果に影響を与えない、また、周波数に応じた調整が容易で、消音効果を生じる周波数の範囲が広い消音装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems. An object of the present invention is to provide a silencer with a wide range of frequencies that generate

前記課題を解決するための手段として、本発明は、
(1)流体が流れる主管に挿入される消音装置であって、
前記主管の内側に位置する内管と、
前記内管を前記主管の内面に支持する複数のリブとを有し、
前記内管の外側に前記流体の流路が設けられ、前記内管の内側に消音空間が設けられていることを特徴とする。
As a means for solving the above problems, the present invention
(1) A silencer inserted into a main pipe through which a fluid flows,
an inner pipe positioned inside the main pipe;
and a plurality of ribs supporting the inner pipe on the inner surface of the main pipe,
It is characterized in that the flow path for the fluid is provided outside the inner pipe, and that a muffling space is provided inside the inner pipe.

(2)前記内管の内側に1又は複数の仕切壁により区画された複数の消音空間が設けられている。 (2) A plurality of muffling spaces partitioned by one or a plurality of partition walls are provided inside the inner tube.

(3)前記消音空間がサイドブランチチャンバであって、前記内管の上流側端部又は下流側端部に前記サイドブランチチャンバと連通する出入口が設けられている。 (3) The muffling space is a side branch chamber, and an inlet/outlet communicating with the side branch chamber is provided at an upstream end or a downstream end of the inner pipe.

(4)前記消音空間がサイドブランチチャンバであって、前記内管の外周面に前記サイドブランチチャンバと連通する出入口が設けられている。 (4) The muffling space is a side branch chamber, and an inlet and outlet communicating with the side branch chamber is provided on the outer peripheral surface of the inner pipe.

(5)前記消音空間が共鳴チャンバであって、前記内管の上流側端部又は下流側端部に前記サイドブランチチャンバと連通する開口が設けられている。 (5) The muffling space is a resonance chamber, and an opening communicating with the side branch chamber is provided at an upstream end or a downstream end of the inner pipe.

(6)前記消音空間が共鳴チャンバであって、前記内管の外周面に前記サイドブランチチャンバと連通する開口が設けられている。 (6) The muffling space is a resonance chamber, and an opening communicating with the side branch chamber is provided on the outer peripheral surface of the inner pipe.

請求項1によれば、主管の上流側から、主管と内管の上流側端部との間に進入した流体は、主管と内管の下流側端部との間から主管の下流側に流出する。内管の消音空間に進入した音波は、消音空間で消音される。主管の内側に位置する内管に消音空間が設けられているので、主管との密着状態、主管の変形や曲がりによって消音空間の長さ又は容積が変化せず、消音効果に影響を与えない。 According to claim 1, fluid entering between the main pipe and the upstream end of the inner pipe from the upstream side of the main pipe flows out from between the main pipe and the downstream end of the inner pipe to the downstream side of the main pipe. do. Sound waves entering the muffling space of the inner tube are muffled in the muffling space. Since the muffling space is provided in the inner pipe positioned inside the main pipe, the length or volume of the muffling space does not change due to the state of close contact with the main pipe, deformation or bending of the main pipe, and the muffling effect is not affected.

請求項2の発明によれば、複数の消音空間の長さや容積を変更することにより、周波数に応じた調整が容易で、消音効果を生じる周波数の範囲が広くなる。 According to the invention of claim 2, by changing the length and volume of the plurality of silencing spaces, it is easy to adjust according to the frequency, and the frequency range in which the silencing effect is produced is widened.

請求項3、4の発明によれば、内管の上流側端部又は下流側端部からサイドブランチチャンバに進入した音波は、サイドブランチチャンバの奥端で反射して上流側端部又は下流側端部に戻り、内管の音波と逆位相になって干渉し、消音される。主管の内側に位置する内管にサイドブランチチャンバが設けられているので、主管との密着状態、主管の変形や曲がりによってサイドブランチチャンバの長さが変化せず、消音効果に影響を与えない。 According to the invention of Claims 3 and 4, the sound wave entering the side branch chamber from the upstream end or the downstream end of the inner pipe is reflected at the inner end of the side branch chamber, and is reflected at the upstream end or the downstream end. It returns to the end and interferes with the sound waves in the inner tube out of phase and is muffled. Since the side branch chamber is provided in the inner pipe located inside the main pipe, the length of the side branch chamber does not change due to the state of close contact with the main pipe, deformation or bending of the main pipe, and the noise reduction effect is not affected.

請求項5、6の発明によれば、内管の上流側端部又は下流側端部の開口から共鳴チャンバに進入した音波のエネルギーが共鳴チャンバで吸収され、消音される。主管の内側に位置する内管に共鳴チャンバが設けられているので、主管との密着状態、主管の変形や曲がりによって共鳴チャンバの容積が変化せず、消音効果に影響を与えない。 According to the inventions of claims 5 and 6, the energy of the sound wave entering the resonance chamber through the opening at the upstream end or the downstream end of the inner tube is absorbed in the resonance chamber and the sound is muffled. Since the resonance chamber is provided in the inner pipe located inside the main pipe, the volume of the resonance chamber does not change due to the state of close contact with the main pipe, deformation or bending of the main pipe, and the noise reduction effect is not affected.

本発明の第1実施形態に係るサイドブランチ型消音装置の斜視図。1 is a perspective view of a side branch type silencer according to a first embodiment of the present invention; FIG. 図1の消音装置の縦断面図。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the silencer of FIG. 1; 図2の消音装置のIII-III線の拡大断面図。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view taken along line III-III of the silencer of FIG. 2; 従来のサイドブランチ型消音装置の斜視図。FIG. 2 is a perspective view of a conventional side branch type silencer. 図4の従来の消音装置の縦断面図。FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of the conventional silencer of FIG. 4; 発明例(ext.flow)と従来例(base)の透過損失の解析結果を示すグラフ。The graph which shows the analysis result of the transmission loss of an invention example (ext.flow) and a conventional example (base). 本発明の第2実施形態に係るサイドブランチ1型消音装置の斜視図。The perspective view of the side branch 1 type|mold silencer which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図7の消音装置の縦断面図。FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the silencer of FIG. 7; 本発明の第3実施形態に係るサイドブランチ2型消音装置の斜視図。The perspective view of the side branch 2 type|mold silencer which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 図9の消音装置の縦断面図。FIG. 10 is a longitudinal sectional view of the silencer of FIG. 9; サイドブランチ1型発明例(sidebranch1)とサイドブランチ2型発明例(sidebranch2)の透過損失の解析結果を示すグラフ。The graph which shows the analysis result of the transmission loss of the side branch type 1 invention example (sidebranch1) and the side branch type 2 invention example (sidebranch2). 本発明の第4実施形態に係る共鳴1型消音装置の斜視図。FIG. 11 is a perspective view of a resonance type 1 silencer according to a fourth embodiment of the present invention; 図12の消音装置の縦断面図。FIG. 13 is a longitudinal sectional view of the silencer of FIG. 12; 本発明の第5実施形態に係る共鳴2型消音装置の斜視図。FIG. 11 is a perspective view of a resonance type 2 silencer according to a fifth embodiment of the present invention; 図14の消音装置の縦断面図。FIG. 15 is a longitudinal sectional view of the silencer of FIG. 14; 共鳴1型発明例(resonator1)と共鳴2型発明例(resonator2)の透過損失の解析結果を示すグラフ。7 is a graph showing analysis results of transmission loss of a resonance type 1 invention example (resonator 1) and a resonance type 2 invention example (resonator 2). 共鳴1型発明例(resonator1)とサイドブランチ1型発明例(sidebranch1)の透過損失の解析結果を示すグラフ。The graph which shows the analysis result of the transmission loss of the resonance type 1 invention example (resonator1) and the side branch type 1 invention example (sidebranch1). 本発明の第6実施形態に係る混合型消音装置の斜視図。FIG. 11 is a perspective view of a hybrid silencer according to a sixth embodiment of the present invention; 図18の消音装置の縦断面図。FIG. 19 is a longitudinal sectional view of the silencer of FIG. 18; 混合型発明例(mix)の透過損失の解析結果を示すグラフ。The graph which shows the analysis result of the transmission loss of the mixed type invention example (mix).

以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る消音装置1を示す。消音装置1は、車両用空調装置の冷媒が流れる配管に設けられる。具体的には、消音装置は、図示しないコンプレッサ、コンデンサ、膨張弁及びエバポレータからなる車両用空調装置におけるエバポレータ又はコンプレッサの出口側の配管(以下、「主管」という)2に挿入される。主管2は、ゴムや合成樹脂等の弾性と可撓性とを有する素材で形成されているが、これに限らず、アルミニウム等の可撓性を有さない素材を使用してもよい。主管2には、図1において左側の上流から右側の下流に流体(以下「冷媒」という)が流れるものとする。
<First Embodiment>
FIG. 1 shows a silencer 1 according to a first embodiment of the invention. The muffler 1 is provided in a pipe through which a refrigerant of a vehicle air conditioner flows. Specifically, the muffler is inserted into a pipe (hereinafter referred to as "main pipe") 2 on the outlet side of an evaporator or compressor in a vehicle air conditioner comprising a compressor, condenser, expansion valve and evaporator (not shown). Although the main pipe 2 is made of a material having elasticity and flexibility such as rubber or synthetic resin, the material is not limited to this, and a non-flexible material such as aluminum may be used. It is assumed that a fluid (hereinafter referred to as "refrigerant") flows through the main pipe 2 from the left upstream side to the right downstream side in FIG.

図2、図3に示すように、消音装置1は、内管3と、仕切部4と、リブ5とを備えている。 As shown in FIGS. 2 and 3 , the muffler 1 includes an inner tube 3 , partitions 4 and ribs 5 .

内管3は、主管2の内径より小さい外径を有する。内管3の肉厚は、流路確保のため、できるだけ薄いほうが好ましい。内管3の長さは、任意であるが、内管3を設置する場所での主管2の曲がりを妨げない程度の長さが好ましい。主管2と内管3との間は、主管2を流れる流体の主流路6を形成する。内管3の内側は、サイドブランチチャンバ7a、7bを形成する。 The inner pipe 3 has an outer diameter smaller than the inner diameter of the main pipe 2 . The thickness of the inner tube 3 is preferably as thin as possible in order to secure the flow path. The length of the inner pipe 3 is arbitrary, but it is preferably a length that does not hinder bending of the main pipe 2 at the location where the inner pipe 3 is installed. Between the main pipe 2 and the inner pipe 3, a main flow path 6 for fluid flowing through the main pipe 2 is formed. The inside of the inner tube 3 forms side branch chambers 7a, 7b.

仕切部4は、内管3の内部に、内管3の上流側と下流側とを仕切るように設けられている。仕切部4の位置は任意であるが、仕切部4の上流側と下流側とに形成されるサイドブランチチャンバ7a、7bの長さを決定する。 The partition part 4 is provided inside the inner pipe 3 so as to separate the upstream side and the downstream side of the inner pipe 3 . Although the position of the partition 4 is arbitrary, the length of the side branch chambers 7a and 7b formed on the upstream side and the downstream side of the partition 4 is determined.

リブ5は、図3に示すように、内管3の外面の周4等配位置に4個形成され、内管3の半径方向外方に突出している。リブ5の高さは、主管2と内管3との間の半径方向の隙間とほぼ同一である。リブ5の軸方向の長さは、任意である。リブ5は、軸方向の複数位置に形成してもよい。なお、リブ5は、実施例では内管3に形成しているが、主管2の内側に固定してもよい。この場合、リブ5の数は、4個以外でもよく、少なくとも3個あればよい。 As shown in FIG. 3, four ribs 5 are formed on the outer surface of the inner tube 3 at equidistant positions around 4 and protrude outward in the radial direction of the inner tube 3 . The height of ribs 5 is approximately the same as the radial clearance between main pipe 2 and inner pipe 3 . The axial length of the ribs 5 is arbitrary. The ribs 5 may be formed at multiple positions in the axial direction. Although the ribs 5 are formed on the inner pipe 3 in the embodiment, they may be fixed inside the main pipe 2 . In this case, the number of ribs 5 may be other than four, and may be at least three.

消音装置1は、図示しない固定部材により、主管2の外側からリブ部5の位置で締め付けられることにより、主管2の内部に固定されている。リブ5の外端面は、主管2の内面と密着する。固定部材の代用として、消音装置1を主管2に挿入するとき、圧入したり、シール材を用いてもよい。 The muffler 1 is fixed inside the main pipe 2 by being tightened at the position of the rib portion 5 from the outside of the main pipe 2 by a fixing member (not shown). The outer end surface of rib 5 is in close contact with the inner surface of main pipe 2 . As a substitute for the fixing member, when inserting the silencer 1 into the main pipe 2, it may be press-fitted or a sealing material may be used.

主管2と内管3との間には、主流路6が形成されている。内管3の上流側端部から仕切部4の上流側端面までは、直管状の第1サイドブランチチャンバ7aが形成され、仕切部4の下流側端面から内管3の下流側端部までは、直管状の第2サイドブランチチャンバ7bが形成されている。第1サイドブランチチャンバ7aの出入口8aは、内管3の上流側端部にあり、第2サイドブランチチャンバ7bの出入口8bは、内管3の下流側端部にある。なお、主流路6は、一定の断面形状を有していなくてもよく、流路の中間で拡大又は縮小していてもよい。 A main flow path 6 is formed between the main pipe 2 and the inner pipe 3 . A straight tubular first side branch chamber 7 a is formed from the upstream end of the inner pipe 3 to the upstream end face of the partition 4 , and from the downstream end face of the partition 4 to the downstream end of the inner pipe 3 . , a straight tubular second side branch chamber 7b is formed. The port 8a of the first side branch chamber 7a is at the upstream end of the inner tube 3 and the port 8b of the second side branch chamber 7b is at the downstream end of the inner tube 3. The main channel 6 may not have a constant cross-sectional shape, and may expand or contract in the middle of the channel.

次に、本実施形態の消音装置1の作用について説明する。 Next, the operation of the silencer 1 of this embodiment will be described.

図2に示すように、主管2内を流れる冷媒は、消音装置1の上流側端部で、主管2の内面と内管3の外面との間の主流路6に流入し、下流側端部で、主管2の内面と内管3の外面との間から主管2内に流出する。消音装置1の上流側の図示しない音源から発生する音(コンプレッサの機械騒音や、冷媒のキャビテーションによる騒音)は、冷媒とともに下流側に伝搬し、消音装置1に進入する。なお、音源は、下流側にあってもよく、その場合は、上流側で消音効果が生じることになる。 As shown in FIG. 2, the refrigerant flowing in the main pipe 2 flows into the main flow path 6 between the inner surface of the main pipe 2 and the outer surface of the inner pipe 3 at the upstream end of the silencer 1, and reaches the downstream end. , it flows into the main pipe 2 from between the inner surface of the main pipe 2 and the outer surface of the inner pipe 3. Sound (mechanical noise of the compressor and noise due to cavitation of the refrigerant) generated from a sound source (not shown) on the upstream side of the silencer 1 propagates downstream together with the refrigerant and enters the silencer 1 . Note that the sound source may be located downstream, in which case the silencing effect will occur on the upstream side.

内管3の上流側端部の出入口8aから第1サイドブランチチャンバ7aに進入した音波は、サイドブランチチャンバ7aの仕切部4で反射して出入口8aに戻り、ここで、内管3の音波と逆位相になって干渉し、消音される。同様に、内管3の下流側端部の出入口8bから第2サイドブランチチャンバ7bに進入した音波は、サイドブランチチャンバ7bの仕切部4で反射して出入口8bに戻り、ここで、内管3の音波と逆位相になって干渉し、消音される。 The sound waves entering the first side branch chamber 7a from the inlet/outlet 8a at the upstream end of the inner pipe 3 are reflected by the partition 4 of the side branch chamber 7a and return to the inlet/outlet 8a. Interfering with the opposite phase, the sound is muted. Similarly, the sound wave entering the second side branch chamber 7b from the inlet 8b at the downstream end of the inner pipe 3 is reflected by the partition 4 of the side branch chamber 7b and returns to the inlet 8b, where the inner pipe 3 interferes with the sound waves of other waves in opposite phase, and the sound is muted.

ここで、主管2の断面積をS、サイドブランチチャンバ7a、7bの断面積をSs、サイドブランチチャンバ7a、7bの長さをl、音波の周波数をf、音速をcとすると、消音装置1での透過損失TLは、数1で表される。なお、サイドブランチチャンバ7a、7bの長さlは、出入口8a、8bから仕切部4までの距離である。

Figure 2023035173000002
Here, if the cross-sectional area of the main pipe 2 is S, the cross-sectional area of the side branch chambers 7a and 7b is Ss, the length of the side branch chambers 7a and 7b is l, the frequency of the sound wave is f, and the speed of sound is c, then the muffler 1 The transmission loss TL at is represented by Equation (1). The length l of the side branch chambers 7a, 7b is the distance from the entrances 8a, 8b to the partition 4. As shown in FIG.
Figure 2023035173000002

本実施形態の消音装置1では、仕切部4の位置を変えることで、第1サイドブランチチャンバ7aと、第2サイドブランチチャンバ7bとの長さを調整し、音源の周波数に応じて消音効果を高くすることができる。 In the silencer 1 of this embodiment, the length of the first side branch chamber 7a and the length of the second side branch chamber 7b are adjusted by changing the position of the partition portion 4, and the silencing effect is achieved according to the frequency of the sound source. can be higher.

第1実施形態の消音装置1において、図2に示すように、内管3の上流側端部の外面は、下流側に向かって拡径するテーパー面9aで形成されていてもよい。同様に、内管3の下流側端部の外面は、下流側に向かって縮径するテーパー面9bで形成されていてもよい。これにより、主管2から、主管2と内管3との間を経て、主管2に流出する冷媒の圧力損失を低減することができる。 In the silencer 1 of the first embodiment, as shown in FIG. 2, the outer surface of the upstream end of the inner tube 3 may be formed with a tapered surface 9a that expands in diameter toward the downstream side. Similarly, the outer surface of the downstream end of the inner tube 3 may be formed with a tapered surface 9b that decreases in diameter toward the downstream side. Thereby, the pressure loss of the refrigerant flowing out from the main pipe 2 to the main pipe 2 via between the main pipe 2 and the inner pipe 3 can be reduced.

本発明者らは、第1実施形態の消音装置1の消音効果を確認するため、発明例と比較例の2つの解析モデルについて、コンピュータシミュレーションによる音響解析を行った。 In order to confirm the silencing effect of the silencing device 1 of the first embodiment, the inventors performed acoustic analysis by computer simulation for two analysis models, an invention example and a comparative example.

発明例として、図1、2に示す第1実施形態の消音装置1を用いた。比較例として、図4、5に示す従来の消音装置101を用いた。比較例の従来の消音装置101は、内管103の中間部に中間仕切部104を設け、主管102と内管103との間に環状の第1サイドブランチチャンバ107a、第2サイドブランチチャンバ107bを形成し、各サイドブランチチャンバ107a、107bの出入口108a、108bを内管103の上流側端部と下流側端部とに設けたものである。 As an invention example, the silencer 1 of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 was used. As a comparative example, a conventional muffler 101 shown in FIGS. 4 and 5 was used. A conventional muffler 101 of a comparative example has an intermediate partition portion 104 provided in the intermediate portion of an inner pipe 103, and an annular first side branch chamber 107a and a second side branch chamber 107b between the main pipe 102 and the inner pipe 103. , and entrances 108a and 108b of the side branch chambers 107a and 107b are provided at the upstream end and the downstream end of the inner tube 103, respectively.

各解析モデルの主管は、いずれも内径20mm、全長100mmとした。また、発明例の内管3は、外径18mm、内径16mm、サイドブランチ7a、7bの長さはそれぞれ22mm、72mmとした。比較例の内管103は、外径12mm、内径8mm、サイドブランチ107a、107bの長さはそれぞれ22mm、72mmとした。各解析モデルについて、音源の周波数を変化させて透過損失を求めた。 The main pipe of each analytical model had an inner diameter of 20 mm and a total length of 100 mm. The inner tube 3 of the invention example had an outer diameter of 18 mm, an inner diameter of 16 mm, and lengths of the side branches 7a and 7b of 22 mm and 72 mm, respectively. The inner tube 103 of the comparative example had an outer diameter of 12 mm, an inner diameter of 8 mm, and lengths of the side branches 107a and 107b of 22 mm and 72 mm, respectively. For each analysis model, the transmission loss was obtained by changing the frequency of the sound source.

この音響解析では、媒質は、温度25℃、圧力0.101325MPa(標準気圧)、密度1.184kg/m、音速346.25m/sの空気とした。消音効果が得られる狙いの周波数を0~4000Hzとした。サイドブランチの長さをl、音速をcとすると、狙いの周波数fの理論値は、数2で求めた。具体的には、第1サイドブランチチャンバ、第2サイドブランチチャンバの狙いの周波数は、それぞれ3934Hz、1202Hzとした。

Figure 2023035173000003
In this acoustic analysis, the medium was air having a temperature of 25° C., a pressure of 0.101325 MPa (standard atmospheric pressure), a density of 1.184 kg/m 3 , and a sound velocity of 346.25 m/s. A target frequency for obtaining a silencing effect was set to 0 to 4000 Hz. Assuming that the length of the side branch is l and the speed of sound is c, the theoretical value of the target frequency f is obtained by Equation (2). Specifically, the target frequencies for the first side branch chamber and the second side branch chamber were 3934 Hz and 1202 Hz, respectively.
Figure 2023035173000003

図6は、周波数を0から8000Hzまで変化させたときの透過損失を示す。図6より、発明例(ext.flow)は、比較例(base)と同様の透過損失を得ることができ、従来と同様に、透過損失のピークの数が多く、消音効果が大きいことが確認された。 FIG. 6 shows the transmission loss when changing the frequency from 0 to 8000 Hz. From Fig. 6, it is confirmed that the invention example (ext.flow) can obtain the same transmission loss as the comparative example (base), and that the number of transmission loss peaks is large and the noise reduction effect is large as in the conventional case. was done.

<第2、3実施形態>
図7、8は、本発明の第2実施形態に係る消音装置1Aを示す。消音装置1Aは、第1実施形態の消音装置1と同様に、内管3とリブ5とを有するが、内管3の一端が閉塞され、他端が開口されて、内管3の内部に、開口側を出入口8とする1つのサイドブランチチャンバ7が形成されたものである。内管3の出入口8は下流側に向けられているが、逆に上流側に向けてもよい。
<Second and third embodiments>
7 and 8 show a silencer 1A according to a second embodiment of the invention. The silencer 1A has an inner tube 3 and ribs 5 in the same manner as the silencer 1 of the first embodiment. , one side branch chamber 7 having an entrance 8 on the opening side is formed. The inlet/outlet 8 of the inner pipe 3 is oriented downstream, but may be oriented upstream.

図9,10は、本発明の第3実施形態に係る消音装置1Bを示す。消音装置1Bは、第1実施形態の消音装置と同様に、内管3とリブ5とを有するが、内管3の両端が閉塞され、内管3の内部に、外周面に形成された矩形の4つの出入口8を有する1つのサイドブランチチャンバ7が形成されたものである。内管3の出入口8は上流側に設けられているが、逆に下流側に設けてもよい。 9 and 10 show a silencer 1B according to a third embodiment of the invention. The silencer 1B has an inner tube 3 and ribs 5 like the silencer of the first embodiment. One side branch chamber 7 having four entrances 8 of is formed. Although the inlet/outlet 8 of the inner pipe 3 is provided on the upstream side, it may be provided on the downstream side.

図11は、第2実施形態の消音装置1Aの解析モデル(サイドブランチ1型)、第3実施形態の消音装置1Bの解析モデル(サイドブランチ2型)について、第1実施形態と同様に行ったコンピュータシミュレーションによる音響解析の結果を示す。 FIG. 11 shows an analysis model (side branch type 1) of the noise suppressor 1A of the second embodiment and an analysis model (side branch type 2) of the noise suppressor 1B of the third embodiment, which was performed in the same manner as in the first embodiment. The results of acoustic analysis by computer simulation are shown.

サイドブランチ1型の内管3は、外径18mm、内径16mm、サイドブランチ7の長さは22mmとした。サイドブランチ2型の内管3は、外径18mm、内径16mm、サイドブランチ7の長さは18mm、出入口8の幅は、サイドブランチ1型の出入口8と同じ面積になるように設定した。 The inner tube 3 of the side branch type 1 had an outer diameter of 18 mm, an inner diameter of 16 mm, and a length of the side branch 7 of 22 mm. The inner tube 3 of the side branch type 2 was set to have an outer diameter of 18 mm, an inner diameter of 16 mm, a length of the side branch 7 of 18 mm, and a width of the inlet/outlet 8 so as to have the same area as the inlet/outlet 8 of the side branch type 1.

図11より、出入口8を内管3の外周面に設けたサイドブランチ2型のほうが、サイドブランチ1型よりも、高い透過損失を得ることができることが確認された。 From FIG. 11, it was confirmed that the side branch type 2 in which the inlet/outlet 8 is provided on the outer peripheral surface of the inner tube 3 can obtain a higher transmission loss than the side branch type 1 type.

<第4、5実施形態>
図12、13は、本発明の第4実施形態に係る消音装置1Cを示す。消音装置1Cは、第1実施形態の消音装置1と同様に、内管3とリブ5とを有するが、内管3の両端が閉塞され、内管3の一端に開口10を有する1つの共鳴チャンバ11が形成されたものである。内管3の開口10は下流側端部に設けられているが、逆に上流側端部に設けてもよい。
<Fourth and fifth embodiments>
12 and 13 show a silencer 1C according to a fourth embodiment of the invention. The silencer 1C has an inner tube 3 and ribs 5 like the silencer 1 of the first embodiment, but both ends of the inner tube 3 are closed and one end of the inner tube 3 has an opening 10. A chamber 11 is formed. Although the opening 10 of the inner tube 3 is provided at the downstream end, it may be provided at the upstream end.

図14,15は、本発明の第5実施形態に係る消音装置1Dを示す。消音装置1Dは、第1実施形態の消音装置1と同様に、内管3とリブ5とを有するが、内管3の両端が閉塞され、内管3の外周面の軸方向中央に開口10を有する1つの共鳴チャンバ11が形成されたものである。 14 and 15 show a silencer 1D according to a fifth embodiment of the invention. The silencer 1D has an inner tube 3 and ribs 5 like the silencer 1 of the first embodiment, but both ends of the inner tube 3 are closed and an opening 10 is formed in the center of the outer peripheral surface of the inner tube 3 in the axial direction. , one resonance chamber 11 is formed.

ここで、共鳴チャンバ11の容積をV,開口10の断面積をSr、開口10の長さをl、音速をcとすると、共鳴周波数ωrは、数3で表される。

Figure 2023035173000004
Here, the resonance frequency ωr is expressed by Equation 3, where V is the volume of the resonance chamber 11, Sr is the cross-sectional area of the opening 10, l is the length of the opening 10, and c is the speed of sound.
Figure 2023035173000004

図16は、第4実施形態の消音装置1Cの解析モデル(共鳴1型)と、第5実施形態の消音装置1Dの解析モデル(共鳴2型)について、第1実施形態と同様に行ったコンピュータシミュレーションによる音響解析の結果を示す。 FIG. 16 shows an analysis model (resonance type 1) of the silencer 1C of the fourth embodiment and an analysis model (resonance type 2) of the silencer 1D of the fifth embodiment in the same manner as in the first embodiment. The results of acoustic analysis by simulation are shown.

共鳴1型の内管3は、外径18mm、内径16mm、長さ21mm、開口10の径は2mmとした。共鳴2型の内管3は、外径18mm、内径16mm、長さ21mm、開口10の径は2mmとした。 The inner tube 3 of the resonance type 1 had an outer diameter of 18 mm, an inner diameter of 16 mm, a length of 21 mm, and a diameter of the opening 10 of 2 mm. The inner tube 3 of the resonance type 2 had an outer diameter of 18 mm, an inner diameter of 16 mm, a length of 21 mm, and a diameter of the opening 10 of 2 mm.

図16より、共鳴チャンバ11の開口10を内管3の外周面に設けた共鳴2型のほうが、共鳴1型よりも、高い透過損失を得ることができることが確認された。 From FIG. 16, it was confirmed that the resonance type 2, in which the opening 10 of the resonance chamber 11 is provided on the outer peripheral surface of the inner tube 3, can obtain a higher transmission loss than the resonance type 1.

図17は、図7、8に示す第2実施形態の消音装置1A(サイドブランチ1型)と、第4実施形態の消音装置1C(共鳴1型)とを比較したものである。図17より、共鳴1型は、低周波数域で高い透過損失を得ることができ、サイドブランチ1型は、共鳴1型よりも高い周波数域で高い透過損失を得ることができることが分かった。 FIG. 17 compares the silencer 1A (side branch type 1) of the second embodiment shown in FIGS. 7 and 8 with the silencer 1C (resonance type 1) of the fourth embodiment. From FIG. 17, it was found that the resonance type 1 can obtain a high transmission loss in a low frequency range, and the side branch type 1 can obtain a high transmission loss in a higher frequency range than the resonance type 1.

<第6実施形態>
図18,19は、本発明の第6実施形態に係る消音装置1Eを示す。消音装置1Eは、第1実施形態の消音装置1と同様に、内管3とリブ5とを有するが、内管3の内部に軸方向に離れた2つの仕切部4a、4bが形成され、内管3の上流側端部と上流側の仕切部4aとの間に第1サイドブランチチャンバ7aが形成され、2つの仕切部4a、4bの間に共鳴チャンバ11が形成され、さらに下流側の仕切部4bと下流側端部との間に第2サイドブランチチャンバ7bが形成されたものである。第1サイドブランチチャンバ7aの出入口8aは内管3の上流側端部にあり、第2サイドブランチチャンバ7bの出入口8bは内管3の下流側端部にある。共鳴チャンバ11の開口10は、内管3の2つの仕切部4の中間の外周面に形成されている。
<Sixth Embodiment>
18 and 19 show a silencer 1E according to a sixth embodiment of the invention. The silencer 1E has an inner tube 3 and ribs 5 like the silencer 1 of the first embodiment, but two partitions 4a and 4b separated in the axial direction are formed inside the inner tube 3, A first side branch chamber 7a is formed between the upstream end of the inner tube 3 and the upstream partition 4a, a resonance chamber 11 is formed between the two partitions 4a and 4b, and a further downstream A second side branch chamber 7b is formed between the partition 4b and the downstream end. The inlet 8a of the first side branch chamber 7a is at the upstream end of the inner tube 3 and the inlet 8b of the second side branch chamber 7b is at the downstream end of the inner tube 3. An opening 10 of the resonance chamber 11 is formed on the outer peripheral surface of the inner tube 3 between the two partitions 4 .

図20は、第6実施形態の消音装置1Eの解析モデル(mix型)について、第1実施形態と同様に行ったコンピュータシミュレーションによる音響解析の結果を示す。 FIG. 20 shows the results of acoustic analysis by computer simulation performed in the same manner as in the first embodiment for the analysis model (mix type) of the noise reduction device 1E of the sixth embodiment.

mix型の内管3は、外径18mm、内径16mmとした。第1サイドブランチチャンバ7aの長さは22mm、第2サイドブランチチャンバ7bの長さは57mmとした。共鳴チャンバ11の長さは19mm、開口10の径は2mmとした。第1サイドブランチチャンバ7a、第2サイドブランチチャンバ7b、共鳴チャンバ11の狙いの周波数は、それぞれ3934Hz、1519Hz、1000Hzとした。 The mix-type inner tube 3 had an outer diameter of 18 mm and an inner diameter of 16 mm. The length of the first side branch chamber 7a was 22 mm, and the length of the second side branch chamber 7b was 57 mm. The length of the resonance chamber 11 was 19 mm, and the diameter of the opening 10 was 2 mm. The target frequencies of the first side branch chamber 7a, the second side branch chamber 7b, and the resonance chamber 11 are 3934 Hz, 1519 Hz, and 1000 Hz, respectively.

図20より、内管3に、第1サイドブランチチャンバ7a、第2サイドブランチチャンバ7b、共鳴チャンバ11を設けることにより、共鳴チャンバ11の共鳴周波数を入射音の周波数と一致させることで、特定域の周波数の消音効果を奏することができ、第1サイドブランチチャンバ7a、第2サイドブランチチャンバ7bの消音効果と合わせて、0から8000Hzの間で消音効果を生じる周波数の範囲を広くすることができることが分かった。 20, by providing the first side branch chamber 7a, the second side branch chamber 7b, and the resonance chamber 11 in the inner tube 3, the resonance frequency of the resonance chamber 11 is matched with the frequency of the incident sound, thereby obtaining a specific region. , and together with the silencing effects of the first side branch chamber 7a and the second side branch chamber 7b, the frequency range that produces the silencing effect can be widened between 0 and 8000 Hz. I found out.

以上の実施形態に係る消音装置1、1A~1Eは、主管2の内側に位置する内管3に、サイドブランチチャンバ7、7a、7bや、共鳴チャンバ11のような消音空間が設けられているので、主管2との密着状態、主管2の変形や曲がりによって消音空間の長さ又は容積が変化せず、消音効果に影響を与えない。 In the silencers 1, 1A to 1E according to the above-described embodiments, the inner pipe 3 positioned inside the main pipe 2 is provided with the side branch chambers 7, 7a, 7b and the silencing space such as the resonance chamber 11. Therefore, the length or volume of the muffling space does not change due to the state of close contact with the main pipe 2, deformation or bending of the main pipe 2, and the muffling effect is not affected.

本発明は、前記実施形態に限るものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨の範囲内で修正し変更することができる。 The present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified and changed within the scope of the invention described in the claims.

1,1A,1B,1C,1D,1E…消音装置
2…主管
3…内管
4…仕切部
5…リブ
6…主流路
7…サイドブランチチャンバ
7a…第1サイドブランチチャンバ
7b…第2サイドブランチチャンバ
8…出入口
8a…出入口
8b…出入口
9a…テーパー部
9b…テーパー部
10…開口
11…共鳴チャンバ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E... Silencer 2... Main pipe 3... Inner pipe 4... Partition part 5... Rib 6... Main flow path 7... Side branch chamber 7a... First side branch chamber 7b... Second side branch Chamber 8 Doorway 8a Doorway 8b Doorway 9a Tapered portion 9b Tapered portion 10 Opening 11 Resonance chamber

Claims (6)

流体が流れる主管に挿入される消音装置であって、
前記主管の内側に位置する内管と、
前記内管を前記主管の内面に支持する複数のリブとを有し、
前記内管の外側に前記流体の流路が設けられ、前記内管の内側に消音空間が設けられていることを特徴とする消音装置。
A muffler inserted into a main pipe through which a fluid flows,
an inner pipe positioned inside the main pipe;
and a plurality of ribs supporting the inner pipe on the inner surface of the main pipe,
A muffler, wherein a flow path for the fluid is provided outside the inner pipe, and a muffling space is provided inside the inner pipe.
前記内管の内側に1又は複数の仕切壁により区画された複数の消音空間が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の消音装置。 2. A muffler according to claim 1, wherein a plurality of muffling spaces partitioned by one or a plurality of partition walls are provided inside said inner pipe. 前記消音空間がサイドブランチチャンバであって、前記内管の上流側端部又は下流側端部に前記サイドブランチチャンバと連通する出入口が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の消音装置。 3. The muffling space as claimed in claim 1, wherein the silencing space is a side branch chamber, and an inlet and outlet communicating with the side branch chamber is provided at an upstream end or a downstream end of the inner pipe. silencer. 前記消音空間がサイドブランチチャンバであって、前記内管の外周面に前記サイドブランチチャンバと連通する出入口が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の消音装置。 3. The muffler according to claim 1, wherein the muffling space is a side branch chamber, and an entrance and exit communicating with the side branch chamber is provided on the outer peripheral surface of the inner pipe. 前記消音空間が共鳴チャンバであって、前記内管の上流側端部又は下流側端部に前記サイドブランチチャンバと連通する開口が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の消音装置。 3. The silencing space as claimed in claim 1, wherein the silencing space is a resonance chamber, and an opening communicating with the side branch chamber is provided at an upstream end or a downstream end of the inner pipe. Silencer. 前記消音空間が共鳴チャンバであって、前記内管の外周面に前記サイドブランチチャンバと連通する開口が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の消音装置。




3. A muffler according to claim 1, wherein said muffling space is a resonance chamber, and an opening communicating with said side branch chamber is provided on the outer peripheral surface of said inner pipe.




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