JP5189972B2 - 音減衰流路デバイス - Google Patents

Description

本発明は、１つ以上の流路を画定する音減衰流路デバイスに関する。

従来、音減衰器、即ち、マフラーは、空気の流れる管において、所望されない音を低減するために用いられる。そのような音減衰器又はマフラーは、通常、管に沿ったいずれかの場所に挿入される追加の構成要素として設計される。音減衰器には、抵抗性の型と、反応性の型とが存在する。

純然たる反応性の型は、管に関する幾何学的な寸法の差によってのみ音を低減するので、エネルギー散逸的な消音器ではなく、反射器と見なされ得る。
抵抗性の消音器は、プレスガラス若しくは鉱物繊維ウール、プラスチックフォーム、又はポリエステル線維など、抵抗性材料をエネルギー吸収材として含むことが多い。これに関して、音はストリームの中に存在するので、バッフル板又は側壁ライニングの形式の吸収材を流れるストリーム中に配置することは、音を低減する最も有効な手法である。しかしながら、これによって、圧力低下、乱流によって生成される騒音、及び体積流量の減少など、所望されない効果が必然的に生じる。

抵抗性の消音器の管における圧力損失を回避又は低減するために、元の管の外側に壁ライニングが配置されることがある。これによって、多孔性材料へ音が散逸するよう、管は部分的に穿孔される必要があり、圧力損失及び漏れを回避するために、吸収材の後ろに気密壁が提供される必要がある。しかしながら、そのような解決策による不利は、ストリームの流れる管の外側の空間を必要とするということであり、多くの用途においては、そのような空間は制限されていたり、存在しなかったりすることがある。

他の解決策は、ストリームの流れる管に挿入された音吸収材におけるバッフル板、又は乱流を低減するためにストリームの流れる管に挿入された羽根板を含む。そのような羽根板は、管の屈曲部において提供されることが多い。

特許文献１には、繊維状の吸収材を用いず、壁及びバッフル板上の、単層又は複層の微細穿孔されたライニングを用いる、消音器の設計が開示されている。気流は、非局所的な反応吸収器として、ライニング又はバッフル板の内側の動いていない空気を用いる表面と平行に通過する。この解決策による不利は、ライニング又はバッフル板の後ろの体積が流通管として寄与せず、流通断面積を減少させることである。

特許文献２には、気流と音場を案内するために、直管において角度を有する羽根板を用いる、音響減衰器について記載されている。羽根板は、管の横断方向、長さ方向の両方に配分された、複数の流路を形成する。音場は、多くの羽根板に音波が衝突するように案内されている。羽根板は多孔性材料で覆われているため、音波は衝突毎にエネルギーを解放する。音響学的には、羽根板は主として反射性である。しかしながら、羽根板の角度や、羽根板及び吸収層の大きな厚みのため、羽根板によって流通断面積の減少が生じる。さらに、流れがジグザグ形状に曲がることによって、圧力低下が生じる。
国際公開第０２／０８９１１０号パンフレット 英国特許第１５３６１６４号明細書

本発明の１つの目的は、デバイスを通じる流体の流れの圧力低下を最小限としつつ、有効な音減衰を可能とする音減衰流路デバイスを提供することである。
別の目的は、デバイスを通じる流体の流れの圧力低下を最小限としつつ、有効な音減衰を可能とする音減衰流路デバイスを提供することによって、デバイスの寸法を小さく保持することである。

別の目的は、デバイスを通じる流体の流れの圧力低下を最小限としつつ、有効な音減衰を可能とする音減衰流路デバイスを提供することによって、流通断面積の減少を回避するか又は最小限とすることである。

これらの目的は、入口開口部及び出口開口部を備える１つ以上の流路を画定する音減衰流路デバイスによって満たされる。流路は１つ以上の音響エネルギー散逸壁によって少なくとも部分的に境界を定められている。流路の出口開口部は入口開口部から見えず、また反対に、入口開口部は出口開口部から見えない。

このデバイスは、流体の流れにおいて、流体の流れ自体の干渉を最小限として、即ち、圧力低下を最小限として、音波を減衰する。その理由は、流路の出口開口部は入口開口部から見えず、また反対に、入口開口部は出口開口部から見えないので、音波は１つ以上の音響エネルギー散逸壁に対して衝突させられるが、流体の流れ自体は通過させられるためである。したがって、本発明は、流路において音を「跳ね回らせ（ｂｏｕｎｃｅ ａｒｏｕｎｄ）」て、衝突毎にエネルギーを解放するように、音を偏向させる。音響学的な用語により本発明を表現すると、音響エネルギー散逸壁の音響インピーダンスは、流れる流体の波のインピーダンスの約０．１〜１０倍、好適には０．５〜５倍、最も好適には１〜３倍に相当する。本発明は、流れの場及び音場に関する、壁の材料の相互作用特性間の固有差を用いる。

なお、本発明は、空気などの気体及び水道管における水などの液体の両方や、水力学的な流体など、多くの種類の流体の流れに適用可能である。本発明の適用可能な他の特定の種類の流体の流れは、蒸気の流れ及び燃焼ガスの流れである。特定の用途の例は、換気路、気圧調節された空気路、排気管、水力学的な管類、及び水路である。

好適には、音響エネルギー散逸壁は流路の内部において平滑な湾曲部を示す。この平滑な湾曲部は、壁からの流体の流れの分離を防止し、この防止によって圧力低下をさらに減少させる。

例えば、図１，２，２ａ，及び３に見られるように、また以下にさらに記載するように、好適には、音減衰流路デバイスは２つの音響エネルギー散逸壁を備える。２つの音響エネルギー散逸壁は、それらの間に流路を画定する第１のシート及び第２のシートによって形成される。第１のシート及び第２のシートは各々、１つ以上の隆起、陥没、又はその両方を有する。隆起、陥没、又はその両方は、流路の出口開口部が入口開口部から見えないように、また反対に、入口開口部が出口開口部から見えないように配置される。これは、音波が隆起、陥没、又はその両方に衝突することによって、シートが音波を吸収し、流体の流れを通過させることを意味する。

なお、開示の図面に示す例は本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって規定される。
好適には、隆起、陥没、又はその両方は、流路の断面積がほぼ一定であるように配置される。これによって、圧力低下はさらに減少される。これを実施する一手法は、一方のシートの隆起が、平行なシートの陥没へ部分的に延び、類似した形状の隆起及び陥没の表面
を提供することである。流路の断面の形状が伸びている特別な場合において、好適には、流路の幅は一定である。

図２０に見られるように、また以下にさらに記載するように、好適には、音減衰流路デバイスは、第２のシートと共に第２の流路を画定する第３のシートによって形成された、さらなる音響エネルギー散逸壁を備える。第３のシートは１つ以上の隆起、陥没、又はその両方を有する。隆起、陥没、又はその両方は、第２の流路の出口開口部が第２の流路の入口開口部から見えないように、また反対に、第２の流路の入口開口部が第２の流路の出口開口部から見えないように配置される。結果として、管における流体の流れは複数の別個の流体の流れへと分割され、隆起、陥没、又はその両方の寸法は、流路の出口開口部が流路の入口開口部から見えず、また反対に、流路の入口開口部が流路の出口開口部から見えないという特徴を依然として有しつつ、比較的小さく保持され得る。

好適には、隆起、陥没、又はその両方は、第２の流路の断面積がほぼ一定であるように配置される。
例えば、図１，２，及び２ａに見られるように、また以下にさらに記載するように、好適には、隆起は山部を含み、陥没は谷部を含む。山部及び谷部は、流路の断面積がほぼ一定であるように配置される。

一実施形態では、図１に示し、以下にさらに記載するように、山部及び谷部は、ほぼ真っ直ぐであり、流路の方向に対してほぼ横断方向に伸びている。或いは、図３に示し、以下にさらに記載するように、山部及び谷部は各々、閉ループを形成する。山部及び谷部は環状であってもよい。さらなる代替として、図２に示し、以下にさらに記載するように、山部及び谷部は各々、渦巻形状を示してもよい。

別の実施形態では、図４に示し、以下にさらに記載するように、隆起は瘤部を含み、陥没は穴部を含む。瘤部及び穴部は流路の断面積がほぼ一定であるように配置されている。
好適には、図５，６に示し、以下にさらに記載するように、音減衰流路デバイスは、第１のシート及び第２のシートに平行な平面に流体の流れを案内するように、第１のシート及び第２のシートの配向に対し一定の角度に配向されている１つ以上の案内壁を備える。１つ以上の案内壁は第１のシート及び第２のシートに対して直角に配向されてもよく、別の角度に配向されてもよい。

好適には、図７に示し、以下にさらに記載するように、２つ以上のシートは各々１つ以上の開口部を有する。隣接した複数のシートの開口部はシートに平行な方向に離間されているため、複数のシートのうちの１つのシートの開口部から隣接したシートの開口部まで通過するときに流体の流れが複数のシートと平行にされる。

さらなる実施形態では、図８，９，及び１０に示し、以下にさらに記載するように、音減衰流路デバイスは、チューブを備える。１つ以上の音響エネルギー散逸壁はチューブに複数の流路を提供する１つ以上のディバイダを形成し、１つ以上の音響エネルギー散逸壁は捻れている。また、音響エネルギー散逸壁として、捻れていない１つ以上のチューブ外壁が提供されてもよい。

さらなる実施形態では、図１１，１２に示し、以下にさらに記載するように、音響エネルギー散逸壁は巻いており、音響エネルギー散逸壁の連続的な包みの間に１つ以上の流路が形成されている。

さらなる実施形態では、図１５に示し、以下にさらに記載するように、音減衰流路デバイスは、少なくとも部分的には１つ以上の音響エネルギー散逸壁によって形成された曲が
ったチューブを含む。

以下の詳細な説明においてもさらに記載されるように、音響エネルギー散逸壁は幾つもの手法によって提供されてよい。１つ以上の音響エネルギー散逸壁は、流れ抵抗の高い多孔性材料、例えば、フェルト材料若しくはガラス繊維材料による多孔性壁として、又は濾紙として、即ち、複数の微細穿孔によって提供されてよい。これに代えて、又は組み合わせて、１つ以上の音響エネルギー散逸壁は、減衰層を有するシートを含んでよい。

減衰層を有する代わりに、１つ以上の音響エネルギー散逸壁は、プラスチック材料、詳細には、ＥＶＡ、アクリル類、又はシリコーンなど、固有の高い振動損失係数を有する材料から形成されてよい。そうした壁は、微細穿孔を与えられる。これは、音響抵抗による吸収を行うほか、壁の振動損失係数を増大させる効果を有する。

図１には、本発明の一実施形態による音減衰流路デバイス１の一部の断面斜視図を示す。デバイス１は、入口開口部３及び出口開口部４を有する流路２を画定する。流体の流れの方向を矢印Ａで示す。流路２は、２つの音響エネルギー散逸壁５，６によって、部分的に境界を定められる。さらに、音響エネルギー散逸壁５，６に対し直角に配向された、図１には示していない２つの壁によって、流路が境界を定められることも可能である。

２つの音響エネルギー散逸壁５，６は、それらの間に流路２を画定する第１のシート５及び第２のシート６によって形成される。第１のシート及び第２のシート５，６は各々、複数の隆起７及び陥没８を有する。隆起７及び陥没８は、流路２の出口開口部４が入口開口部３から見えないように、また反対に、入口開口部３が出口開口部４から見えないように配置される。

各隆起７は山部７を形成し、各陥没８は谷部８を形成する。山部７及び谷部８は、ほぼ真っ直ぐであり、流路２の方向に対してほぼ横断方向に伸びている。
さらに、山部及び谷部７，８は、流路２の断面積がほぼ一定であるように配置される。このため、複数のシート５のうちの１つのシートの山部７は、平行なシート６の谷部８へ部分的に延びている。谷部８は山部７に対向して位置しており、山部７及び谷部８の表面は類似した形状を有する。この例では、山部及び谷部によってシート５，６にシヌソイド形状が与えられ、この２つのシート５，６に対する正弦曲線の位相変位は同じである。換言すると、シート５，６は、シート５，６の間の距離が正弦曲線の振幅未満であることによって、互いに適合するように配置されている。このため、流路２の出口開口部４は入口開口部３から見えず、また反対に、入口開口部３は出口開口部４から見えない。流路２の音波は、山部／谷部７，８の表面に衝突することによって吸収される。さらに、正弦曲線によって音響エネルギー散逸壁５，６に平滑な湾曲部が提供される。この平滑な湾曲部がチャンネル表面からの流体の流れの分離の危険性を最小限にすることによって、圧力低下は最小限に抑えられる。

シート５，６は流体の流れる管に音減衰装置として挿入されてもよく、これに代えて、それら自身がそうした管の壁を形成してもよい。前者の場合、シート５，６は薄いことが好適である。好適には、厚さは０．００１〜３ｍｍの範囲内、好適には０．０１ｍｍ〜１ｍｍの範囲内である。シートは、微細穿孔された金属若しくはプラスチックのシート、銅箔若しくは真鍮箔、ポリマー繊維織物、金属繊維、織物繊維、ガラス繊維若しくは鉱物ウール繊維、例えば、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエチレン、セルロース／紙などのポリマーの不織布、又は金属の織布によって形成されてよい。適切な場合、これらの材料は適切な結合剤と共に用いられる。有利には、減衰係数の高い金属、プラスチック箔、又は紙が用いられる。適切な製法は、熱成形、プレス、硬化結合剤を補充す
る成形、焼結、又はより乾燥した織物を用いる方法であってよい。シート５，６の音響エネルギー散逸性については、以下により詳細に記載する。厚さが薄いことによって、流通断面積の減少が最小限となる。

図１には２つのシート５，６しか示さないが、これに代えて、上述のようにして３つ以上のシートを提供することが可能である。より詳細には、流路２に平行な第２の流路（図示せず）を第２のシート６と共に画定する第３のシートによって、さらなる音響エネルギー散逸壁が提供及び形成されることが可能である。この第３のシートは図１に示すシート５，６と同様に形成されることが可能であり、第２のシート６に対して、第１のシート５に対する第２のシート６の位置と同様に配置される。

図２には、本発明の別の実施形態による音減衰流路デバイス１の一部の断面斜視図を示す。この実施形態は、図１に関して記載した実施形態に類似している。したがって、デバイス１は、入口開口部３及び出口開口部４を有する流路２を画定する。流体の流れの方向を矢印Ａで示す。流路２は、２つの音響エネルギー散逸壁５，６によって部分的に境界を定められている。

２つの音響エネルギー散逸壁５，６は、それらの間に流路２を画定する第１のシート５及び第２のシート６によって形成される。第１のシート及び第２のシート５，６は各々、隆起７及び陥没８を有する。隆起７は山部７を形成し、陥没８は谷部８を形成する。各々は渦巻形状を示す。

上述の実施形態と同様に、山部及び谷部７，８は、流路２の断面積がほぼ一定であるように配置される。このため、第１のシート５の山部７は、第２のシート６の谷部８へ部分的に延びている。谷部８は山部７に対向して位置しており、山部７及び谷部８の表面は類似した形状を有する。この例では、渦巻の中心を通じて配向された断面に見られるように、山部及び谷部によってシート５，６にシヌソイド形状が与えられ、この２つのシート５，６に対する正弦曲線の位相変位は同じである。換言すると、シート５，６は、シート５，６の間の距離が正弦曲線の振幅未満であることによって、互いに適合するように配置されている。このため、流路２の出口開口部４は入口開口部３から見えず、また反対に、入口開口部３は出口開口部４から見えない。

図２に示す渦巻形状の代替として、山部及び谷部が各々閉ループを形成するように提供されてもよい。山部及び谷部は環状、楕円状となってもよく、その他の閉ループ形状であってもよい。

図３には、そのような閉ループを有する実施形態を示す。詳細には、図３には、本発明のさらなる実施形態による音減衰流路デバイス１の一部の断面斜視図を示す。この実施形態は、図２に関して記載した実施形態に類似しており、対応する部材はそれぞれ同じ参照符号を有する。

図３では、２つの音響エネルギー散逸壁５，６は、それらの間に流路２を画定する第１のシート５及び第２のシート６によって形成される。第１のシート及び第２のシート５，６は各々、複数の隆起７及び陥没８を有する。隆起７は山部７を形成し、陥没８は谷部８を形成する。各々は環形状を示す。

上述の実施形態と同様に、山部及び谷部７，８は、流路２の断面積がほぼ一定であるように配置される。このため、第１のシート５の山部７は、第２のシート６の対応する谷部８へ部分的に延びている。谷部８はそれぞれの山部７に対向して位置しており、山部７及び谷部８の表面は類似した形状を有する。環の中心を通じて配向された断面に見られるよ
うに、山部及び谷部によってシート５，６にシヌソイド形状を与えられ、この２つのシート５，６に対する正弦曲線の位相変位は同じである。換言すると、シート５，６は、シート５，６の間の距離が正弦曲線の振幅未満であることによって、互いに適合するように配置されている。

図３の実施形態は、即座に利用可能なシートから非常に容易に製造されるという利点を有する。
図４には、本発明のさらに別の実施形態による音減衰流路デバイスの一部の断面斜視図を示す。この実施形態は、図１，２に関して記載した実施形態に類似している。したがって、デバイス１は、入口開口部３及び出口開口部４を有する流路２を画定する。流体の流れの方向を矢印Ａで示す。流路２は、２つの音響エネルギー散逸壁５，６によって部分的に境界を定められている。

２つの音響エネルギー散逸壁５，６は、それらの間に流路２を画定する第１のシート５及び第２のシート６によって形成される。流路２の内部から見られるように、第１のシート及び第２のシート５，６は各々、複数の隆起７及び陥没８を有する。各隆起７は瘤部７を含み、各陥没８は穴部８を含む。瘤部及び穴部７，８は、流路２の断面積がほぼ一定であるように配置される。

上述の実施形態と同様に、瘤部及び穴部７，８は、流路２の断面積がほぼ一定であるように配置される。このため、第１のシート５の瘤部７は、第２のシート６の穴部８へ部分的に延びている。穴部８は瘤部７に対向して位置しており、瘤部７及び穴部８の表面は類似した形状を有する。この例では、断面に見られるように、瘤部７及び穴部８によってシート５，６にシヌソイド形状が与えられ、この２つのシート５，６に対する正弦曲線の位相変位は同じである。換言すると、シート５，６は、シート５，６の間の距離が正弦曲線の振幅未満であることによって、互いに適合するように配置されている。このため、流路２の出口開口部４は入口開口部３から見えず、また反対に、入口開口部３は出口開口部４から見えない。

図４では、瘤部は互いに対して長方形に配置されるが、これに代えて瘤部が六角形の形状を形成してもよい。長方形又は六角形に配置された瘤部が提供される場合にも、そのような実施形態は、即座に利用可能なシートから非常に容易に製造されるという利点を有する。

図５には、本発明のさらなる実施形態による音減衰流路デバイスの斜視図を示す。デバイス１は、入口開口部３及び出口開口部４を有する２つの流路を画定する。各流路は、２つの音響エネルギー散逸壁５によって、部分的に境界を定められる。

したがって、図５のデバイスは、それらの間に流路を画定する複数のシート５によって形成される、３つの音響エネルギー散逸壁５を有する。図４の実施形態のように、流路の内部から見られるように、シート５は各々、複数の隆起７及び陥没８を有する。各隆起７は瘤部７を含み、各陥没８は穴部８を含む。このため、複数のシート５のうちの１つのシートの瘤部７は、別のシート５の穴部８へ部分的に延びている。穴部８は瘤部７に対向して位置しており、瘤部７及び穴部８の表面は類似した形状を有する。

音減衰流路デバイスは、瘤部及び穴部の提供されたシート５の全体的な配向に対して一定の角度、この場合にはシート５の配向に対して直角に配向した案内壁５１を備える。案内壁５１は、瘤部及び穴部の提供されたシート５のスタック全体を通じて伸びている。図６には、音減衰流路デバイスを通じる経路に案内壁５１が流れをどのように流すかが見られる。図５，６の実施形態は流体の流れに第２の次元を提供すると言える。

また、そのような案内壁５１は、図１、２又は２ａに示すような形状を有するシートと共に用いられてよい。しかしながら、図５に示すシート５は、流体を水平方向の流れとは無関係に上下運動で流すので、そのような案内壁５１と共に用いられると特に有利である。

図５に見られるように、デバイスの縁部には幾つかの案内壁５１が提供されているが、１つの案内壁はデバイスの縁部から離れ、シート５のスタックを通じて伸びている。いずれの場合にも、製造時には、案内壁５１を容易にシート５のスタックに統合することが可能である。デバイスの縁部から離れ、シート５のスタックを通じて伸びることが意図されている案内壁５１は、単にシート５にスロットを作り、そのスロットに案内壁５１を挿入し、例えば溶接により、シート５に固定することによって、組み込まれる。

図７には、本発明のさらなる実施形態による音減衰流路デバイスの概略的な断面図を示す。デバイスは、複数の入口開口部３及び出口開口部４を備える複数の流路を画定する。流路は、それらの間に流路を画定するシート５によって形成された３つの音響エネルギー散逸壁５によって、部分的に境界を定められる。隆起７及び陥没８の提供されたシート５は、例えば、図１、２、２ａ又は３に示す種類のシートであってよい。

シート５には開口部５２が提供されており、それによって、隣接したシートの開口部はシート５に平行な方向に離間されている。このため、流体は、シートのスタックにおいて通過する連続的な開口部５２の間のシートと平行に流される。図７の実施形態は流体の流れに第３の次元を提供すると言える。随意では、図５に示すような案内壁５１と共に用いられる。

図８には、本発明のさらなる別の実施形態による音減衰流路デバイスの斜視図を示す。音減衰流路デバイス１は、チューブ１０１と、チューブ１０１に４つの流路２を提供するディバイダを形成する４つの音響エネルギー散逸壁５とを備える。各流路２は、入口開口部３及び出口開口部４を有する。図８に見られるように、チューブ１０１は捻れているので、音響エネルギー散逸壁５も捻れている。このため、流路２の出口開口部４は入口開口部３から見えず、また反対に、入口開口部３は出口開口部４から見えない。流路２の音波は、音響エネルギー散逸壁５の表面に衝突することによって吸収される。さらに、捻れによって音響エネルギー散逸壁５，６に平滑な湾曲部が提供される。この平滑な湾曲部がチャンネル表面からの流体の流れの分離の危険性を最小限にすることによって、圧力低下は最小限に抑えられる。

図９には、本発明のさらに別の実施形態による音減衰流路デバイスの端面図を示す。音減衰流路デバイス１は、チューブ１０１と、チューブ１０１に２つの流路２を提供するディバイダを形成する音響エネルギー散逸壁５とを備える。図１０には、壁５の側面図を示す。壁５が捻れていることが分かる。このため、いずれの流路２の出口開口部も、その流路２の入口開口部３からは見えない。そのため音波は吸収され、図８に関連して上述において指摘したのと同じ理由で、圧力低下は最小限に抑えられる。

これに代えて、図９，１０に示す実施形態の壁５は、クリスマスツリーを飾るために一般に用いられる螺旋のように、襞が付けられていてもよい。これによって、音減衰流路デバイスの製造が単純となる。

図１１，１２には、本発明のさらなる実施形態による音減衰流路デバイス１を示す。デバイス１は、巻いた音響エネルギー散逸壁５を備えており、流路２は、音響エネルギー散逸壁５の連続的な包みの間に形成される。

端部壁１０２，１０３は、巻いた音響エネルギー散逸壁５の各端部に提供される。流路２は各端部壁に２つの入口開口部３を有する。これに代えて、各端部壁に１より多くの入口開口部を有してもよい。さらなる代替として、流路２は、端部壁のうちの一方にのみ１つ以上の入口開口部３を有する。流路の出口開口部４は、巻いた音響エネルギー散逸壁５の外側の縁部に提供される。音響エネルギー散逸壁５の巻いた構成によって、流路（２）の出口開口部（４）は入口開口部（３）から見えず、また反対に、入口開口部（３）は出口開口部（４）から見えない。したがって、流路２の音波は、音響エネルギー散逸壁５の表面に衝突することによって吸収される。さらに、この巻きによって音響エネルギー散逸壁５，６に平滑な湾曲部を提供する。この平滑な湾曲部がチャンネル表面からの流体の流れの分離の危険性を最小限にすることによって、圧力低下は最小限に抑えられる。

図１３には、本発明のさらなる実施形態による音減衰流路デバイスの断面図を示す。デバイス１は、巻かれ、形成された巻きが絡み合うように配置された、２つの音響エネルギー散逸壁５を備える。このため、流路２は、絡み合った音響エネルギー散逸壁５の連続的な包みの間に形成される。

図１４には、本発明の別の実施形態による音減衰流路デバイスの断面図を示す。このデバイスは図１３に示したものに類似するが、より平坦な形態を有する点で異なっており、空間の制限された用途に適切である。

図１５には、本発明の代替の実施形態による音減衰流路デバイスの斜視図を示す。デバイス１は、音響エネルギー散逸壁５によって形成された曲がったチューブ１０１を備える。チューブ１０１は、入口開口部３及び出口開口部４を有する流路２を形成する。チューブが曲がっているため、流路２の出口開口部４は入口開口部３から見えず、また反対に、入口開口部３は出口開口部４から見えない。したがって、流路２の音波は、音響エネルギー散逸壁５の内部の表面に衝突することによって吸収される。さらに、この曲がりは音響エネルギー散逸壁５に平滑な湾曲部を提供する。この平滑な湾曲部がチャンネル表面からの流体の流れの分離の危険性を最小限にすることによって、圧力低下は最小限に抑えられる。なお、チューブ１０１の壁５は、チューブによって形成された螺旋の中心Ｃへほぼずっと伸びている。このため、空間効率的なデバイスが提供される。

図１６には、本発明のさらなる代替による音減衰流路デバイス１の斜視図を示す。デバイス１は、入口開口部３及び出口開口部４を有する流路を与えるように構成されており、流路２は、音響エネルギー散逸壁５によって境界を定められる。このため、流路は、その半径が減少するとともに上昇する渦巻及び螺旋の形態を有する。

上述のように、音響エネルギー散逸壁は複数の微細な穿孔を有してよい。それらは、ＥＰ０８７６５３９Ｂ１に記載され、また図１７に示すような任意の適切な形状、例えば、円筒状の微細穿孔、又は微細スリットなどの形態であってよい。微細穿孔又は微細スリットは、レーザー切断、剪断機切断、又は穴空けなど、任意の適切な処理によって得られる。これに代えて、音響エネルギー散逸壁は、図１に関して上述において記載したように製造されるシートを含むことが可能である。これによって、シートは減衰層を有し、薄いシート上に振動減衰効果を有する。さらなる代替として、図１８を参照すると、音響エネルギー散逸壁は、２つのシート１０５の間に減衰層１０４を含むことが可能である。これは、いわゆるＲＰＲ（ゴム・プラスチック・ゴム）シートとして提供され得る音響エネルギー散逸壁の代わりに、ＭＰＭ（金属・プラスチック・金属）シートと呼ばれることがある。

好適には、本発明による音減衰流路デバイスは、
ａ）音響学的な抵抗による吸収、
ｂ）膜吸収（振動損失による質量関連の励起）、
ｃ）一致吸収（振動損失）、
ｄ）弾性の変形ロス、
などの熱損失を生じる複数の散逸過程を通じて最大の音響エネルギー散逸を提供するように構成される。

音響学的な抵抗による吸収は、不織布材料など多孔性材料、若しくは上述の微細穿孔の提供されたシート、又は図１７に関して上述において記載した微細穿孔した壁によって提供される。

膜吸収は壁の全体的な端部強度に依存する屈曲波である。例えば、図８，９，１０，１１，１２に参照される、音響エネルギー散逸壁によって隣接した流路が分離される本発明の任意の実施形態において、そのような壁５は、好適には薄く、より好適には、０．０１ｍｍ〜１ｍｍの範囲内である。これは膜吸収による音減衰化を強化する。図１９には、図１１，１２の実施形態によって与えられる流路を概略的に示す。図２０には、上述の図１に示す形状の壁によって形成された流路を通じる流れを示す。図１９，２０では、流れ方向を矢印で示す。流れ方向に対し直角な線１１１は音波を伝搬する高圧領域を示し、低圧領域は参照符号１１２によって示す。一定の高圧領域１１１は、隣接した流路の低圧領域１１２に隣接して生じることが分かる。分割壁５は薄いので、これらの圧力差のために変形し、このことが音波からエネルギーを除去する。

一致吸収は、壁の自然な波長に依存する共鳴現象である。プラスチック材料は、高い振動損失係数を有することによって音響エネルギーの高一致吸収を提供するという点で有利である。好適には、壁５の材料の振動損失係数は、０．１以上である。

膜吸収を提供することに加えて、薄い壁５は、空間をほとんど必要とせず、流通断面積を有意に減少させないという利点を有する。薄い壁５は、金属若しくはプラスチックのシート、アルミニウム箔、銅箔若しくは真鍮箔、ポリマー繊維織物、金属繊維、織物繊維、ガラス繊維若しくは鉱物ウール繊維、セルロース／紙などのポリマーの不織布、又は金属の織布によって形成されてよい。

弾性変形損失は、壁の平面に生じる変形のレベルに依存する。この種の損失を増強するために、好適には、上述のように壁は薄く、ゴム又は軟質プラスチック材料などの弾性材料が用いられる。

本発明の一実施形態による音減衰流路デバイスの一部の断面斜視図。 本発明の別の実施形態による音減衰流路デバイスの一部の断面斜視図。 本発明のさらなる実施形態による音減衰流路デバイスの一部の断面斜視図。 本発明のさらに別の実施形態による音減衰流路デバイスの一部の断面斜視図。 本発明のさらなる実施形態による音減衰流路デバイスの斜視図。 図５のデバイスの一部の平面図。 本発明のさらなる実施形態による音減衰流路デバイスの概略的な断面図。 本発明のさらなる別の実施形態による音減衰流路デバイスの斜視図。 本発明のさらに別の実施形態による音減衰流路デバイスの端面図。 図９の音減衰流路デバイスの一部の側面図。 本発明のさらなる実施形態による音減衰流路デバイスの斜視図。 図１１の線ＶＩ−ＶＩによって示すように配向された部分の断面図。 本発明のさらなる実施形態による音減衰流路デバイスの断面図。 本発明のさらなる実施形態による音減衰流路デバイスの断面図。 本発明の代替の実施形態による音減衰流路デバイスの斜視図。 本発明のさらなる代替による音減衰流路デバイスの斜視図。 本発明の一実施形態による音減衰流路デバイスの詳細の平面図。 本発明の別の実施形態による音減衰流路デバイスの詳細の断面図。 図１１、１２の実施形態における流路を概略的に示す図。 本発明のさらなる実施形態における流路を概略的に示す図。

Claims (15)

1. 入口開口部（３）及び出口開口部（４）を各々備える２つ以上の流路（２）を含む流体の経路を画定し、各流路（２）の出口開口部（４）は入口開口部（３）から見えず、かつ、入口開口部（３）は出口開口部（４）から見えない音減衰流路デバイスであって、
   流路（２）は３つ以上の音響エネルギー散逸壁のシートからなるスタック（５，６）によって少なくとも部分的に境界を定められており、
   第１のシート及び第２のシートによって、第１のシートと第２のシートとの間に第１の流路が画定され、
   第２のシート及び第３のシートによって、第２のシートと第３のシートとの間に第２の流路が画定され、
   第１のシート、第２のシート及び第３のシートは各々、複数の隆起、陥没、又はその両方を有し、前記複数の隆起、陥没、又はその両方は、第１の流路又は第２の流路を流れる流体が該複数の隆起、陥没、又はその両方によって経路に対して縦方向及び横方向の両方に同時に向けられるように配置されており、
   前記第１のシート、第２のシート及び第３のシートの厚さは０．００１〜３ｍｍの範囲内である、音減衰流路デバイス。
2. 音響エネルギー散逸壁（５，６）は流路（２）の内部において平滑な湾曲部を示す請求項１に記載の音減衰流路デバイス。
3. 隆起（７）、陥没（８）、又はその両方は、流路（２）の断面積がほぼ一定であるように配置されている請求項２に記載の音減衰流路デバイス。
4. 隆起（７）、陥没（８）、又はその両方は、第２の流路（２）の断面積がほぼ一定であるように配置されている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の音減衰流路デバイス。
5. 隆起（７）は山部を含むことと、陥没（８）は谷部を含むことと、
   山部及び谷部は流路（２）の断面積がほぼ一定であるように配置されていることと、を含む請求項１乃至４のいずれか一項に記載の音減衰流路デバイス。
6. 山部及び谷部は、ほぼ真っ直ぐであり、流路（２）の方向に対してほぼ横断方向に伸びている請求項５に記載の音減衰流路デバイス。
7. 山部及び谷部は各々、閉ループを形成する請求項５に記載の音減衰流路デバイス。
8. 山部及び谷部は環状である請求項７に記載の音減衰流路デバイス。
9. 山部及び谷部は各々、渦巻形状を示す請求項５に記載の音減衰流路デバイス。
10. 隆起（７）は瘤部を含むことと、陥没（８）は穴部を含むことと、
    瘤部及び穴部は流路（２）の断面積がほぼ一定であるように配置されていることと、を含む請求項１乃至４のいずれか一項に記載の音減衰流路デバイス。
11. 第１のシート及び第２のシート（５，６）に平行な平面に流体の流れを案内するように、第１のシート及び第２のシート（５，６）の配向に対し一定の角度に配向されている１つ以上の案内壁（５１）を含む請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の音減衰流路デバイス。
12. ２つ以上のシート（５）は各々１つ以上の開口部（５２）を有することと、
    隣接した複数のシートの開口部はシート（５）に平行な方向に離間されているため、複数のシートのうちの１つのシートの開口部から隣接したシートの開口部まで通過するときに流体の流れが複数のシートと平行にされることと、を含む請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の音減衰流路デバイス。
13. １つ以上の音響エネルギー散逸壁（５，６）は複数の微細穿孔を有する請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の音減衰流路デバイス。
14. １つ以上の音響エネルギー散逸壁（５，６）は減衰層を有するシートを含む請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の音減衰流路デバイス。
15. １つ以上の音響エネルギー散逸壁（５，６）の材料の振動損失係数は０．１以上である請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の音減衰流路デバイス。

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