JP3315677B2 - 風洞実験用の消音設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は風洞実験用の消音設
備に関する。さらに詳しくは、風洞実験設備において気
体の噴出に伴う騒音を吸音および共鳴によって低減する
ための消音設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、種々の分野において広い周波数帯
域の騒音を発生する設備がある。たとえば模型の被験体
を用いて風洞実験を行うための風洞実験設備である。

【０００３】図４に風洞実験設備の一例が示されてい
る。この風洞実験設備５１には圧縮空気を蓄える球形の
蓄圧タンク５２が備えられている。蓄圧タンク５２から
高圧空気が圧力調整弁５３ａを通して集合筒５３から高
速気流として可変ノズル５４に導かれる。可変ノズル５
４の吐出口には被験体がセットされる測定部５５が配設
されている。そして、高速気流は測定部５５から拡径通
路たるディフューザ５６を通して消音設備５７内に導か
れ、排出される。

【０００４】航空機等の風洞実験を必要とする研究開発
においては、より実機に近い現象を模擬することができ
る高レイノルズ数試験が要求される。そして、試験気流
の高圧化と設備の大型化が必要となる。また、一般に吹
き出し式の風洞において発生する騒音は、数ヘルツ程度
の超低周波域から可聴域全域にわたってほぼフラットな
音響出力特性を持っていることが知られている。したが
って、実機に近い条件で高レイノルズ数試験を達成する
風洞では、大流量、大圧力比、大口径となるため、騒音
も全周波数帯域での音響出力の増大と低周波数化を避け
ることができない。

【０００５】そこで、風洞実験設備に併設される消音設
備も大型化し、また、低周波騒音を消去するための共鳴
式消音と、より高い周波数の騒音、すなわち可聴域の騒
音を消去するための吸音式消音とが併用される。

【０００６】図５に示すのは米国の全国航空諮問委員会
（ＮＡＣＡ）が１９５５年に発行した TECHNICAL NOTE
3378に開示されている消音設備である。この消音設備６
１はディフューザ６２に沿ってその周囲に共鳴室６３ａ
が複数室配設され、ディフューザ６２の下流にも流路６
４に沿って共鳴室６３ｂが複数室配設されている。流路
６４のさらに下流には吸音手段たるスプリッタ６５が配
設されている。すなわち、本消音設備６１では排気気流
の流路に沿って共鳴式の消音域と吸音式の消音域とが別
個に、すなわち、流路に沿って直列に設置されている。
なお、図中の符号６６は流路６４と共鳴室６３ａ、６３
ｂとを連通する開口である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ように風洞実験設備の大型化に伴って消音設備も大型化
が避けられない現状では、上記消音設備６１は広大な敷
地を要することとなり種々の不都合が生じることがあ
る。

【０００８】本発明はかかる課題を解決するためになさ
れたものであり、設置敷地を含めて設備全体を小型化す
るとともに、広い周波数帯域の騒音を効果的に消音する
ことができる消音設備を提供することを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の消音設備は、外
部から仕切壁によって画された噴出気流のための通路
と、上記仕切壁の通路側面に近接して配設された通気性
を有する吸音板と、上記通路の外方に、上記仕切壁によ
って隔てられて配設された共鳴室とを備えており、上記
仕切壁に、通路と共鳴室とを連通する開口が形成されて
いる。

【００１０】上記共鳴室は容積を持った画室であり、こ
の共鳴室に上記開口が形成されることによって共鳴型消
音装置が構成される。そして、この共鳴型消音装置によ
る共鳴現象によって通路内の騒音を減音するのである。

【００１１】このように、その内部に吸音板が配設され
た通路の領域の外方に共鳴型消音装置が併せて配設され
るので、吸音板の領域と共鳴型消音装置の領域とが直列
に配設された従来の消音設備に較べて設置スペースの大
幅な低減が可能になる。

【００１２】吸音板は、たとえば、音波の振動エネルギ
を振動や摩擦のエネルギとして吸収する部材であり、効
果的に可聴域の騒音を低減することができる。

【００１３】

【００１４】また、上記吸音板が上記開口を覆うように
配設されてなる消音設備にあっては、通路内の可聴域騒
音をより効果的に吸音することができる。

【００１５】さらに、上記開口に消音器が配設されてな
る消音設備にあっては、共鳴室内に可聴域の音波が進入
することを効果的に抑制することができる。

【００１６】加えて、上記消音器が、開口における仕切
壁の共鳴室側の面に取り付けられてなる消音設備にあっ
ては、高周波数の音波が共鳴室へ進入することを、上記
共鳴型消音装置による低周波騒音の低減効果を損なうこ
となく抑制することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ本発
明の消音設備の実施形態を説明する。

【００１８】図１は本発明の消音設備の一実施形態を示
す側面断面図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面を
示す、いわば一階部分の平面断面図である。

【００１９】図１、２に示す消音設備１は、図示しない
風洞実験設備からの高速気流を噴出するディフューザ２
の下流側に配設されている。ディフューザ２の出口端は
消音設備内に挿入された状態にされている。本消音設備
１における気流の流路は、敷地の節約のために、途中で
上方へ曲がって折り返す二階建てのものである（図１参
照）。なお、二階部分はその図示が省略されている。流
路は仕切壁３によって外部から画された通路４から構成
されている。そして、この通路４内には気流の流れ方向
に沿って、騒音を吸収するためのスプリッタ５が配設さ
れている。

【００２０】図１、２に示すように、通路４の両側方
（図２参照）および上方（図１参照）に共鳴室６が複数
個配設されている。各共鳴室６は仕切壁３によって通路
４とは隔てられているが、その仕切壁３には共鳴室６と
通路４とを連通する複数個の開口７が穿設されている。
この共鳴室６と開口７とから共鳴型消音装置が構成され
る。ディフューザ２から放出される風洞発生騒音は通路
内を進行するにともなって各共鳴型消音装置によって減
音される。

【００２１】もちろん、通路４の下方、つまり床下にも
共鳴型消音装置を設けてもよく、さらに、通路４の突き
当たり部分４ａの外方等に配設してもよい。

【００２２】複数個の共鳴室６はそれぞれ容積が異なっ
ている。これは共鳴周波数を変えて広い周波数帯域の低
周波騒音に対応するためである。

【００２３】図３も併せて参照すれば明らかなように、
通路４を形成する仕切壁３の通路側の全面に沿ってグラ
スウールなどの通気性を有する材料からなる吸音板８が
配設されている。この吸音板８は図３に示すように、仕
切壁３の面から若干距離だけ離間した位置に壁面にほぼ
平行して配設されている。仕切壁３の上記開口７も吸音
板８によって通路４から隔てられているが、吸音板８は
通気性を有するので低周波騒音は吸音板８を通過して開
口７から共鳴室６内に進入する。

【００２４】以上のスプリッタ５と吸音板８とがいわば
吸音手段である。

【００２５】図３（ｂ）に示すように、各開口７の共鳴
室６の側には他の消音器９が配設されている。この消音
器９は開口７の形状にほぼ一致した流路断面を持ってい
る。消音器９を配設することにより、上記壁面の吸音板
８の作用に加えてさらに共鳴室６に進入する可聴域の音
波が低減される。その結果、共鳴室内の可聴域の騒音レ
ベルは低下し、共鳴室の外部との隔壁の透過損失を小さ
くすることができ、外部との隔壁を薄くすることができ
る。

【００２６】なお、上記吸音板８を配設することによっ
ても共鳴型消音装置の機能が影響を受けないことは模型
実験によって証明されている。

【００２７】図３（ｂ）に示すように、開口７部の消音
器９は、開口７における仕切壁３の共鳴室６側の面に取
り付けられている。こうすることにより、消音器９を開
口内に挿入した形で取り付けるのに較べて共鳴型消音装
置の機能が影響を受けない。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、低周波騒音を低減する
領域とより高い周波数の騒音を低減する領域とを一体に
配設することができるため、消音設備の設置スペースが
大幅に低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の消音設備の一実施形態を示す側面断面
図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面を示す平面断面図であ
る。

【図３】図３（ａ）は図２の要部拡大図であり、図３
（ｂ）は図３（ａ）のＡ部拡大図である。

【図４】消音設備が配設される風洞実験設備の一例を示
す概略図である。

【図５】従来の消音設備の一例を示す平面断面図であ
る。

【符号の説明】

１・・・・消音設備 ２・・・・ディフューザ ３・・・・仕切壁 ４・・・・通路 ４ａ・・・・（通路の）突き当たり部分 ５・・・・スプリッタ ６・・・・共鳴室 ７・・・・開口 ８・・・・吸音板 ９・・・・消音器

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部から仕切壁によって画された、噴出
   気流のための通路と、上記仕切壁の通路側面に近接して配設された通気性を有
   する 吸音板と、 上記通路の外方に、上記仕切壁によって隔てられて配設
   された共鳴室とを備えており、 上記仕切壁に、通路と共鳴室とを連通する開口が形成さ
   れてなる風洞実験用の消音設備。
2. 【請求項２】 上記吸音板が上記開口を覆うように配設
   されてなる請求項１記載の風洞実験用の消音設備。
3. 【請求項３】 上記開口に消音器が配設されてなる請求
   項１記載の風洞実験用の消音設備。
4. 【請求項４】 上記消音器が、開口における仕切壁の共
   鳴室側面に取り付けられてなる請求項３記載の風洞実験
   用の消音設備。