JP3424370B2 - 消音器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンからの排出ガ
ス等の高温・高圧の流体と共に伝搬する騒音を消音する
ための消音器に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、特開平５−１７３５７８号公報
で提案された配管用能動型消音制御装置１を示す。この
装置１は、一側が騒音源３と連結され、他側が開放され
た排気管５を伝搬してくる騒音（排気音）７を制御音９
と干渉させて消音する。

【０００３】図７に示すように、排気管５の途中には、
制御音９を発生させる制御音源１１が配設されている。
この制御音源１１には、排気管５の開放端側にコーン状
のフレーム１３が連結されている。フレーム１３から
は、排気管５の開放端側に向けて伝播管１５が延設され
ている。この伝播管１５の内壁と排気管５との間に音響
空間１７が設けられている。また、制御音源１１には、
供給電源１９が接続され、供給電源１９はコントローラ
２１と接続されている。このコントローラ２１には音響
空間１７内に配設されたマイクロホン２３が接続されて
いる。

【０００４】そして、騒音源３から排気管５に沿って騒
音７が伝搬されると、この騒音７がマイクロホン２３で
検出される。マイクロホン２３が騒音７を検出すると、
コントローラ２３は、制御音源１１を駆動して制御音９
を音響空間１７内に放射させる。音響空間１７内に制御
音９が放射されると、騒音７と干渉して消音する。この
場合、騒音７をマイクロホン２３が検知すると、コント
ローラ２３は、騒音７の位相と逆相の制御音９を発生す
るように制御音源１１を制御する。

【０００５】このように、騒音７に対して逆相の制御音
９を電気的に発生させて、騒音７と制御音９とを干渉さ
せることにより、排気管５に沿って伝搬した騒音７を効
果的に消音することが出来る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記配
管用能動型消音制御装置１では、騒音７と干渉する制御
音１１を発生させるために、制御音源１１や供給電源１
９、これらを制御するコントローラ２３及び騒音７を検
出するマイクロホン２３が必要なので、装置自体が大掛
かりなものとなる。

【０００７】また、制御音９を発生させるための部品の
数が多く、構造も複雑である。

【０００８】さらに、騒音７と干渉させる制御音９を作
成するために複雑な制御が必要である。

【０００９】そこで、本発明は、制御音の発生機器や制
御手段が不要で、かつ簡単な構造で消音効果を向上する
ことが出来る消音器の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の発明は、高温・高圧の流体が拡張室内に
導入される導入口と、この導入口に対向し前記拡張室内
に導入された前記流体と共に伝搬した騒音を反射して逆
相の騒音を発生させる反射対向面とを有する消音器本体
を備えた消音器であって、前記拡張室の反射対向面側か
ら引き出されて拡張室内の流体が導出されると共に、こ
の流体と共に伝搬した順相の騒音が伝搬される第１の導
出管と、前記拡張室の反射対向面に対向する面側から引
き出されて拡張室内の流体が導出されると共に、反射対
向面に反射して逆相となった騒音が伝搬される第２の導
出管と、前記第１の導出管内と前記第２の導出管内の前
記流体が合流された後に排出されると共に、前記第１の
導出管内を伝搬した順相の騒音と第２の導出管内を伝搬
した逆相の騒音とが干渉する合流部とからなり、前記第
１の導出管の長さは、前記反射対向面から第２の導出管
経由で合流部までの長さと等しいことを特徴としてい
る。

【００１１】請求項２記載の発明は、エンジンからの排
出ガスが拡張室内に導入される導入口と、この導入口に
対向し拡張室内に導入された排出ガスと共に伝搬した排
気音を反射して逆相の排気音を発生させる反射対向面と
を有する消音器本体を備えた消音器であって、前記拡張
室の反射対向面側から引き出されて拡張室内の排出ガス
が導出されると共に、この排出ガスと共に順相の排気音
が伝搬される第１の排気管と、前記拡張室の反射対向面
に対向する面側から引き出されて排出ガスが導出される
と共に、反射対向面に反射した逆相の排気音が伝搬され
る第２の排気管と、前記第１の排気管と第２の排気管内
の排出ガスが合流された後に排出されると共に、第１の
排気管内を伝搬した順相の排気音と第２の排気管内を伝
搬した逆相の排気音とが干渉する合流部とからなり、前
記第１の排気管の長さは、前記反射対向面から第２の排
気管経由で合流部までの長さと等しいことを特徴として
いる。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明であって、合流部が、第１の排出管と第２の排出管と
が連通された拡張室からなることを特徴としている。

【００１３】請求項４記載の発明は、請求項２又は請求
項３の発明であって、反射対向面が、前記拡張室からの
第２の排気管の引き出し口を焦点位置とする所定の曲率
を有する音響レンズからなることを特徴としている。

【００１４】請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求
項４のいずれか一項に記載の発明であって、前記合流部
と前記消音器本体とが、一体に形成されていることを特
徴としている。

【００１５】

【作用】請求項１の発明によれば、拡張室内に高温・高
圧の流体が導入口から導入されると、第１の導出管及び
第２の導出管内を流通して合流部で再びされた後に排出
される。このとき、流体と共に拡張室内に伝搬した騒音
の一部は反射対向面に反射し逆相の騒音となって第２の
導出管内を伝わり合流部に到達する。また、反射対向面
に反射しなかった順相の騒音は第１の導出管内を伝わっ
て合流部に到達する。第１の導出管及び第２の導出管内
をそれぞれ伝わった順相及び逆相の騒音は合流部で干渉
して消音される。この場合、第１、第２の導出管が等長
なので同位相となり打ち消し合うことで消音する。

【００１６】請求項２の発明によれば、拡張室内にエン
ジンからの排出ガスが導入口から導入されると、第１の
排気管及び第２の排気管内を流通して合流部で合流され
た後に排出される。このとき、排出ガスと共に拡張室内
に伝搬した排気音の一部は反射対向面に反射し逆相の排
気音となって第２の排気管内を伝わり合流部に到達す
る。また、反射対向面に反射しなかった順相の排気音は
第１の排気管内を伝わって合流部に到達する。第１の排
気管及び第２の排気管内をそれぞれ伝わった排気音は合
流部で干渉して消音される。この場合、第１、第２の排
気管が等長なので同位相となり打ち消し合うことで消音
する。

【００１７】請求項３の発明によれば、順相の排気音と
逆相の排気音とが拡張室内に伝搬されると干渉して消音
される。また第１の排気管内を流通した排気ガス及び第
２の排気管内を流通した排気ガスは拡張室内に導出され
ると圧力が低下しさらに消音される。

【００１８】請求項４の発明によれば、排出ガスと共に
拡張室内に伝搬した排気音の一部は反射対向面に反射し
逆相の排気音となって第２の排気管内を伝わり合流部に
到達する。この場合、反射対向面が音響レンズとなって
いるので、反射した排気音は、焦点位置にある第２の排
気管の引き出し口へ集められ、逆相の排気音となって第
２の排気管内を合流部に向けて伝搬する。

【００１９】請求項５の発明によれば、合流部と消音器
本体とが一体に形成されているので、消音器のコンパク
ト化を図ることが可能となる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明に係る消音器の実施例について
図面を用いて説明する。

【００２１】第１実施例 図１は本発明に係る第１実施例の消音器２５を示す。消
音器２５は、中空内部に拡張室２７が形成された消音器
本体２９と、この消音器本体２９と連通された第１の排
気管３１及び第２の排気管３３と、これらの第１の排気
管３１と第２の排気管３３とが合流する合流部３５とか
らなる。

【００２２】消音器本体２９には、エンジンからの排出
ガスが拡張室２７内に導入される導入管３７の導入口３
９が一方の内壁４１に設けられている。この導入口３９
に対向する他方の内壁４３は、拡張室２７内に導入され
た排出ガス４５と共に伝搬した排気音４７を反射して逆
相の排気音を発生させる反射対向面４９となっている。
また、反射対向面４９側からは第１の排気管３１が引き
出され、反射対向面４９と対向する面側すなわち、一方
の内壁４１からは第２の排気管３３が引き出されてい
る。これらの第１の排気管３１及び第２の排気管３３は
合流部３５で合流されている。また、第１の排気管３１
の内壁４３から合流部３５までの距離Ｌ１は、内壁４３
から第２の排気管３３経由で合流部３５までの距離Ｌ２
と等しく設定されている。合流部３５は第１の排気管３
１と第２の排気管３３とが合流して１本の排出管５１と
なっている。

【００２３】そして、エンジンからの排出ガス４５は、
導入管３７を流通して導入口３９から拡張室２７内に導
入され、排出ガス４５は第１の排気管３１及び第２の排
気管３３からそれぞれ合流部３５へ向けて排出される。
合流部３５で再び合流された排気ガスは排出管５１か排
出される。

【００２４】また、排出ガス４５と共に導入管３７に沿
って拡張室２７内に伝播された排気音４７は、第１の排
気管３３から排出される排出ガスと共に、第１の排気管
３１の沿って合流部３５に向けて伝搬される。また、拡
張室２７内に伝播された排気音４７の一部は反射対向面
４９に反射して第２の排気管３３から排出される排出ガ
スと共に、合流部３５に向けて伝搬される。このとき、
反射対向面４９に反射した排気音５３は、拡張室２７内
に排出された排気音４５に対して逆相となる。

【００２５】第１の排気管３１及び第２の排気管３３に
沿って伝搬された順相の排気音４５と逆相の排気音５３
は合流部３５で干渉する。これにより、排気音４５が消
音される。すなわち、図２に示すように、排気音４５が
実線で示す波形Ａの音とすると、反射対向面４９反射し
た排気音５３は点線で示す波形Ｂのように逆相となる。
しかも、これらの順相の排気音４５と逆相の排気音５３
が伝搬する第１の排気管３１の長さＬ１と、反射対向面
４９から第２の排気管３３経由で合流部３５までの長さ
Ｌ２が等しいので、位相のずれはない。この結果、排気
音４５と排気音５３とが干渉することにより打ち消し合
って消音される。

【００２６】本実施例によれば、拡張室２７内の反射対
向面４９で逆相の排気音５３を形成して、この逆相の排
気音５３と順相の排気音４５とを合流して干渉させるこ
とにより消音させるので、制御音源や供給電源、これら
の制御するコントローラ、排気音を検出するマイクロホ
ン等が不要になり、装置が簡単な構造となる。

【００２７】また、排気音４５と干渉させる制御音（逆
相の排気音）を作成するための複雑な制御が不要とな
る。なお、一つの消音器本体２９で順相、逆相の排気音
を形成しているので、いわゆるデュアルタイプの消音器
とは異なる。

【００２８】従って、簡単な構造で消音効果を向上する
ことが出来て、製造コストを低減することが出来る。

【００２９】また、本実施例では、第１の排気管３１、
第２の排気管３３の管共鳴も打ち消し合ってこれらの共
鳴も低減する。

【００３０】以下に他の実施例の実施例について図面を
用いて説明する。なお、各実施例間での、同構成部分に
ついては同一の符号を用いて重複した説明を省略する。

【００３１】第２実施例 次に図３に示す第２実施例について説明する。本実施例
の消音器５５は、第１の排気管３１と第２の排気管３３
とを合流する合流部５７に拡張室５９を有する消音器本
体６１を用いた例である。

【００３２】図３に示すように、拡張室５９の一側内壁
６３に第１の排気管３１の排出口６５が形成され、一側
内壁に対向する他側内壁６７に第２の排気管３３の排出
口６９が形成されている。このため、排出口６５、６９
は対向している。また、拡張室５９には排出管７１が連
通されている。

【００３３】そして、第１の排気管３１と第２の排気管
３３を流通した排出ガスは、拡張室５９内に導入されて
温度及び圧力がさらに低下され排気音が消音される。

【００３４】また、第１の排気管３１と第２の排気管３
３とを通って伝播された順相及び逆相の排気音は互いに
干渉して消音する。

【００３５】本実施例によれば、上記第１実施例と同じ
効果が得られる他に、拡張室５９を有する消音器本体で
合流部を形成したことにより、より消音効果を高めるこ
とが出来る。さらに、拡張室５９に開口する排出口６
５、６９が対向して配置されているので、順相及び逆相
の排気音５３、４５は効率良く干渉し消音効果が高める
られる。

【００３６】第３実施例 次に図４に示す第３実施例について説明する。本実施例
の消音器７５は、拡張室７７を有する消音器本体７９と
合流部８１とを一体に形成した例である。

【００３７】図４に示すように、消音器７５は、箱体８
３の内部を隔壁８５で区画されて消音器本体７９と合流
部８１とが形成されている。消音器本体７９の内部は拡
張室７７となっている。この拡張室７７には、導入管８
７の一側の導入口８９が隔壁８５に形成されている。導
入管８７の他側は合流部８１を貫通して、図示しないエ
ンジン側に延設されている。導入口８９に対向する内壁
９１は、排出ガス９３と共に伝搬した排気音９５を反射
して逆相の排気音９７を発生させる反射対向面９９とな
っている。

【００３８】また、導入口８９に対向する反射対向面９
９側の内壁９１からは第１の排気管１０３が引き出され
ている。また、反射対向面９９と対向する面側、すなわ
ち隔壁８５からは第２の排気管１０５が引き出されてい
る。第１の排気管１０３は、拡張室７７、隔壁８５を挿
通して合流部８１に連通されている。さらに、第２の排
気管１０５は、一旦合流部８１を貫通した後に、隔壁８
５に対向する内壁１０１を挿通して合流部８１に連通さ
れている。また、第１の排気管１０３の長さ、すなわ
ち、第１の排気管１０３の内壁９１から第１の排気管１
０３経由で隔壁８５までの距離Ｌ１と、第１の排気管１
０３の隔壁９１から第２の排気管１０５経由で内壁１０
１までの距離Ｌ２は等しく設定されている。

【００３９】合流部８１は内側に拡張室１０７が形成さ
れている。この拡張室１０７内には、上記したように第
１の排気管１０３及び第２の排気管１０５の排出口１０
９、１１１が対向して形成されている。さらに、合流部
８１の拡張室１０７の略中央部からは、排出管１１３が
引き出されている。この排出口１１３は消音器本体７９
の拡張室７７内を挿通して外部に延設されている。

【００４０】そして、エンジンからの排出ガス９３は、
導入管８７を流通して導入口８９から消音器本体７９の
拡張室７７内に導入され、排出ガス９３は第１の排気管
１０３及び第２の排気管１０５からそれぞれ合流部８１
へ向けて排出される。合流部８１で再び合流された排気
ガスは排出管１１３から排出される。

【００４１】また、排出ガス９３と共に導入管８７に沿
って拡張室７７内に伝播された排気音９５は、第１の排
気管１０３から排出される排出ガスと共に、第１の排気
管１０３に沿って合流部８１に向けて伝搬される。ま
た、拡張室７７内に伝播された排気音９５の一部は反射
対向面９９に反射して第２の排気管１０５から排出され
る排出ガスと共に、合流部８１に向けて伝搬される。こ
のとき、反射対向面９９に反射した排気音９７は、拡張
室７７内に排出された排気音７７に対して逆相となる。

【００４２】第１の排気管１０３及び第２の排気管１０
５に沿って伝搬された順相の排気音９５と逆相の排気音
９７は合流部８１で干渉し、打ち消し合う。これによ
り、排気音９５が消音される。

【００４３】本実施例によれば、第１実施例と同様に拡
張室７７内の反射対向面９９で逆相の排気音９７を形成
して、この逆相の排気音９７と順相の排気音９５とを合
流して干渉させることにより消音させるので、制御音源
や供給電源、これらの制御するコントローラ、排気音を
検出するマイクロホン等が不要になり、装置が簡単な構
造となる。

【００４４】また、排気音４５と干渉させる制御音（逆
相の排気音）を作成するための複雑な制御が不要とな
る。

【００４５】従って、簡単な構造で消音効果を向上する
ことが出来て、製造コストを低減することが出来る。

【００４６】また、本実施例によれば、第２実施例と同
様に、拡張室１０７を有する合流部８１形成したことに
より、より消音効果を高めることが出来る。また、拡張
室１０７に開口する排出口１０９、１１１が対向して配
置されているので、順相及び逆相の排気音は効率良く干
渉し消音効果が高められる。

【００４７】さらに、本実施例によれば、消音器本体７
９と合流部８１とを一体の箱体８３を隔壁８５で区画し
て形成したことにより、消音器７５をコンパクトに構成
することが出来、小型化、軽量化が可能となる。

【００４８】第４実施例 次に図５に示す第４実施例について説明する。本実施例
の消音器１１５は、第２実施例の消音器５５と基本的な
構成は同じで、異なる部分は第１の排気管１１７の配管
経路のみである。

【００４９】図５に示すように、本実施例の第１の排気
管１１７は拡張室２７内から引き出された後に、合流部
５７の拡張室５９の内壁６７に排出口１１９が形成され
ている。すなわち、第２の排気管３３の排出口６９が形
成されている内壁６７に形成されている。このため、順
相と逆相の排気音が同じ方向から拡張室５９内に伝搬さ
れる。なお、本実施例においても第１の排気管１１７の
長さＬ１と、反射対向面４９から第２の排気管３３経由
で合流部５７の拡張室５９までの距離Ｌ２とは等しい長
さに設定されている。

【００５０】本実施例によれば、上記第１実施例と同じ
効果が得られる他に、拡張室５９を有する合流部５７を
形成したことにより、より消音効果を高めることが出来
る。

【００５１】第５実施例 次に図６に示す第５実施例について説明する。本実施例
の消音器１２１は、消音器本体１２３の反射対向面１２
５が拡張室１２７からの第２の排気管３３の引き出し口
１２９を焦点位置とする所定の曲率を有する音響レンズ
からなっている。

【００５２】図６に示すように、本実施例の消音器１２
１の消音器本体１２３に形成された反射対向面１２５
は、第２の排気管３３の引き出し口１２９を焦点位置と
する曲率を有する弧状の内壁で形成され、音響レンズと
なっている。

【００５３】そして、排出ガス４５と共に導入管３７に
沿って拡張室２７内に伝播された排気音４７は、第１の
排気管３１から排出される排出ガスと共に、第１の排気
管３３の沿って合流部３５に向けて伝搬される。また、
拡張室１２７内に伝播された排気音４７の一部は反射対
向面１２５に反射して第２の排気管３３から排出される
排出ガスと共に、合流部３５に向けて伝搬される。この
とき、反射対向面１２５に反射した排気音５３は、拡張
室１２７内に排出された排気音４５に対して逆相とな
る。

【００５４】第１の排気管３１及び第２の排気管３３に
沿って伝搬された順相の排気音４５と逆相の排気音５３
は合流部３５で干渉する。これにより、排気音４５が消
音される。

【００５５】本実施例によれば、上記第１実施例と同様
の効果が得られる他に、反射対向面１２５を音響レンズ
としたことにより、反射対向面１２５に反射して逆相と
なった排気音５３を第２の排気管３３内へ効率良く集音
することが出来、順相の排気音と効果的に干渉させるこ
とが出来る。

【００５６】なお、上記各実施例では、エンジンからの
排気ガスと共に伝播する排気音を消音するための消音器
を示したが、高温・高圧の流体と共に伝播する騒音を消
音するための消音器についても本発明を適用することが
出来る。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、拡張室内の反射対向面に騒音を反射させて逆相の
騒音を形成し、この逆相の騒音と順相の騒音とを干渉さ
せて消音するので、騒音を消音するための制御音を発生
させる発生機器やその制御手段が不要で、かつ簡単な構
造で消音効果を向上することが出来る。

【００５８】請求項２の発明にれば、拡張室内に伝搬さ
れた排気音と、拡張室内の反射対向面で反射させた逆相
の排気音とを干渉させるので、制御音の発生機器や制御
手段が不要で、かつ簡単構造で消音効果を向上すること
が出来る。

【００５９】請求項３の発明によれば、順相と逆相の排
気音を合流させる合流部を拡張室とすることにより、第
１、第２の排気管内を流通した排出ガスの消音効果がよ
り高められ、しかも順相と逆相の排気音を干渉させて消
音するため、より消音効果を向上することが出来る。

【００６０】請求項４の発明によれば、逆相の排気音を
形成する反射対向面を音響レンズとすることにより、逆
相の排気音を第２の排気管内に向けて効果的に集音する
ことが出来、効率良く逆相の排気音を、第２の排気管内
に向けて反射することが出来る。

【００６１】請求項５の発明によれば、消音器本体と合
流部とを一体に形成することにより、消音器をコンパク
トに形成することが出来、小型化、軽量化が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例の消音器を示す断面図
である。

【図２】順相の排気音と逆相の排気音の波形を示す線図
である。

【図３】第２実施例の消音器を示す断面図である。

【図４】第３実施例の消音器を示す断面図である。

【図５】第４実施例の消音器を示す断面図である。

【図６】第５実施例の消音器を示す断面図である。

【図７】従来の配管用能動型消音装置を示す概略構成図
である。

【符号の説明】 ２５、５５、７５、１１５、１２１ 消音器 ２７、７７、１２７ 拡張室 ２９、６１、７９、１２３ 消音器本体 ３１、１０３、１１７ 第１の排気管 ３３、１０５ 第２の排気管 ３５ 合流部 ４７ 排気音（順相） ４９、９９、１２５ 反射対向面 ５３ 排気音（逆相） ５７、８１ 合流部 ５９ 拡張室 ８１ 箱体 １２９ 引き出し口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16L 51/00 - 55/24 F01N 1/06 G10K 11/16

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高温・高圧の流体が拡張室内に導入され
   る導入口と、この導入口に対向し前記拡張室内に導入さ
   れた前記流体と共に伝搬した騒音を反射して逆相の騒音
   を発生させる反射対向面とを有する消音器本体を備えた
   消音器であって、 前記拡張室の反射対向面側から引き出されて拡張室内の
   流体が導出されると共に、この流体と共に伝搬した順相
   の騒音が伝搬される第１の導出管と、 前記拡張室の反射対向面に対向する面側から引き出され
   て拡張室内の流体が導出されると共に、反射対向面に反
   射して逆相となった騒音が伝搬される第２の導出管と、 前記第１の導出管内と前記第２の導出管内の前記流体が
   合流された後に排出されると共に、前記第１の導出管内
   を伝搬した順相の騒音と第２の導出管内を伝搬した逆相
   の騒音とが干渉する合流部とからなり、前記第１の導出
   管の長さは、前記反射対向面から第２の導出管経由で合
   流部までの長さと等しいことを特徴とする消音器。
2. 【請求項２】 エンジンからの排出ガスが拡張室内に導
   入される導入口と、この導入口に対向し前記拡張室内に
   導入された排出ガスと共に伝搬した排気音を反射して逆
   相の排気音を発生させる反射対向面とを有する消音器本
   体を備えた消音器であって、 前記拡張室の反射対向面側から引き出されて拡張室内の
   排出ガスが導出されると共に、この排出ガスと共に順相
   の排気音が伝搬される第１の排気管と、 前記拡張室の反射対向面に対向する面側から引き出され
   て排出ガスが導出されると共に、反射対向面に反射した
   逆相の排気音が伝搬される第２の排気管と、 前記第１の排気管と第２の排気管内の排出ガスが合流さ
   れた後に排出されると共に、第１の排気管内を伝搬した
   順相の排気音と第２の排気管内を伝搬した逆相の排気音
   とが干渉する合流部とからなり、前記第１の排気管の長
   さは、前記反射対向面から第２の排気管経由で合流部ま
   での長さと等しいことを特徴とする消音器。
3. 【請求項３】 請求項２記載の発明であって、前記合流
   部が、第１の排出管と第２の排出管とが連通された拡張
   室からなることを特徴とする消音器。
4. 【請求項４】 請求項２又は請求項３の発明であって、
   前記反射対向面が、前記拡張室からの第２の排気管の引
   き出し口を焦点位置とする所定の曲率を有する音響レン
   ズからなることを特徴とする消音器。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に
   記載の発明であって、前記合流部と前記消音器本体と
   が、一体に形成されていることを特徴とする消音器。