JPH03286947A - ダクト形サイレンサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ この発明は、ダクト形サイレンサーに関するものである
。

〔従来の技術及びその課題〕

ダクト形サイレンサーは、消音ダクトとも称され、吸気
又は排気における騒音を伴う気体移動に際し、内部の流
路に気体を通すことによって騒音を低減する機能がある
。従来、この種のダクト形サイレンサーであって、流路
に空気、蒸気等の騒音を伴う気体移動を行わせるものと
しては、ケーシングに、吸音内張り材としてグラスウー
ルを用いるものが一般的である。

このように吸音材としてグラスウールを用いる従来のダ
クト形サイレンサーにあっては、乾燥気体を通すと、非
剛体のグラスウールが飛散し、周囲を汚損させるのみな
らず、吸音性能に経時的劣化を生しるという問題点があ
り、また、蒸気流にあってはグラスウールが水分を吸収
し、吸音性能が著しく低下すると共に、乾燥して所定の
吸音性能を回復するのに長時間を要するという問題点が
あった。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなさ
れたものであり、その構成は、筒状をなすケーシングの
内周面に、ハニカム構造体を配置し、該ハニカム構造体
の内側に多孔質材を配置して、該多孔質材にて区画され
る空間を流路とするダクト形サイレンサーであって、前
記多孔質材が、実質的な剛体を形成し、前記ハニカム構
造体の通孔に連通する連通孔を有するダクト形サイレン
サーである。

そして、ハニカム構造体のセルサイズを１〜１００ｍの
範囲に設定することができる。

〔作用〕

このようなダクト形サイレンサーによれば、吸音内張り
構造が、ハニカム構造体及び多孔質材からなる積層構造
にて構成されている。このダクト形サイレンサーの一端
から入り、波路を通過する騒音は、空気振動である。多
孔質材の連通孔を通過した空気振動は、ハニカム構造体
の各通孔が形成するセル系内に入る。各通孔は、一方の
開口がケーンング内面によって閉塞されているため、各
通孔に入った空気振動は、ケーシングの内面で反射し、
多孔質材に再突入し、これを繰り返しながら流路の他端
から流出する。このようにして、ハニカム構造体の通孔
内に空気振動が人出する際、各通孔が多孔質材の連通孔
と１つの共鳴系を１１１１威する。このような共鳴系に
おいて、共鳴振動は、多孔質材の連通孔において激しく
生し、空気の振動エネルギーは主としてＷｌ擦による熱
エネルギーとなって逸散し、吸音作用が得られる。その
際、多孔質材は実質的な剛体を形成するため、飛散を生
し難く、振動エネルギーによって破損を受けて小片とな
って飛散することもない。

しかして、流路に騒音を伴う気体を移動させれば、一般
式から求められる理論値以上の吸音減音量が得られる。

これは、セル形共鳴室を有するハニカム構造体を、実質
的な剛体を形成する吸音材である多孔質材と共に配設し
た結果であると推察される。

そして、ハニカム構造体のセルサイズを１〜１００ｍの
範囲に設定すれば、多孔質材の連通孔と良好な共鳴系を
成立させることができる。すなわち、前述のようにハニ
カム構造体の通孔内に空気振動が人出し、各通孔が多孔
質材の連通孔と共鳴系を構成する際、ハニカム構造体の
通孔の大きさであるセルサイズが１００園を越えると、
−１に通孔内の体積と多孔質材の連通孔とに不適合を生
し、効果的な共鳴系が成立し難く、また、セルサイズが
１ｍ未満の場合にも同様に共鳴系が成立し難くなる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１〜４図は、この発明の１実施例を示す０図中におい
て符号１は、４角筒状をなすケーシングである。このケ
ーシング１の全内周面に、所定厚さのハニカム構造体２
を配設し、ハニカム構造体２の内側に所定厚さの多孔質
材３を配設し、ケーシング１と多孔質材３との間にハニ
カム構造体２を挟装しである。この多孔質材３によって
区画される空間が、気体を流通させる流路４を形成して
いる。なお、ハニカム構造体２及び多孔質材３の取（ｔ
けは、ケーシング１とハニカム構造体２との間、及びハ
ニカム構造体２と多孔質材３との間を、それぞれ接着し
て固着してもよいし、４角筒状の多孔質材３を圧太し、
ケーシング１と多孔質材３とでハニカム構造体２を挟着
してもよい。

ケーシング１は、適度の剛性を有する無孔平板（例えば
金属板（鋼板、アルミ板）、合成樹脂板等の単一材、或
いは異種材のサンドイツチ材）にて形成され、ダクト形
サイレンサーの気体を流出させない外壁を構成している
。但し、ケーシング１には、耐腐食性を向上させ、又は
美観の面から外側面に塗装を施すことができる。

多孔質材３は、金属、セラミック等を材料とし、連通孔
を有して実質的な剛体を形成するものであり、５０〜１
０００　ｄｙｎ、ｓ／ｃｍ’の通気抵抗を有するものが
、高い吸音率を得る上で望ましい、このような多孔質材
３としては、連通孔を有するアルミニウム多孔質焼結吸
音材が好適であり、この種の吸音材は上記通気抵抗を与
えることによって高い吸音率を示す。その他、金属繊維
集合体、金属発砲体等で、金属粒子間が冶金的に融合し
、連通孔を有する多孔質材が実質的な剛体を形成してい
るものであれば使用し得る。

ハニカム構造体２は、アルミニウム等の金属製、塩化ビ
ニール等の合威樹脂戦、バルブ紙製（ベーパハニカム）
等であり、ハニカム構造体２の整列した通孔２ａは、一
方の開口がケーシング１内面に接し、他方の開口が多孔
質材３に接し、実質的な剛体を形成する多孔質材３と共
に、ダクト形サイレンサーの強度部材としても機能して
いる。

ここで、ハニカム構造体２は、そのセルサイズつまり通
孔２ａの大きさが吸音性能に多大な影響を与える。第３
図ａには通孔２ａが６角状をなすハニカム構造体２を例
示し、第３図すには通孔２ａが長円形状をなすハニカム
構造体２を例示する。

同図中において符号ｄは、いずれもセルサイズを示す。

ダクト形サイレンサーの一端から入り、流路４を通過す
る騒音は、空気振動である。多孔質材３の連通孔を通過
した空気振動は、ハニカム構造体２の各通孔２ａが形成
するセル系内に入る。各通孔２ａは、一方の開口がケー
シング１内面によって閉塞されているため、各通孔２ａ
に入った空気振動は、整流された後にケーシングｌの内
面で反射し、多孔質材３に再突入し、これを繰り返しな
がらダクト形サイレンサーの流路４の他端から流出する
。

このように、ハニカム構造体２の通孔２ａ内に空気振動
が人出する際、各通孔２ａが、前記通気抵抗を有する多
孔質材３の比較的小さい連通孔と１つの共鳴系を構成す
る。このため、ハニカム構造体２のセルサイズｄが１０
０園を越えると、通孔２ａ内の体積と多孔質材３の連通
孔とに不適合を生し、効果的な共鳴系が成立し難く、ま
た、セルサイズｄが１■未満の場合にも同様に共鳴系が
成立し難くなる。従って、効果的な共鳴系を成立させる
ために、ハニカム構造体２のセルサイズｄを１〜１００
■の範囲に設定する。なお、このような共鳴系において
、共鳴振動は、前記通気抵抗を有する多孔質材３の連通
孔において激しく生し、空気の振動エネルギーは主とし
て摩擦による熱エネルギーとなって逸散し、良好な吸音
作用が得られる。また、ハニカム構造体２は、通孔２ａ
の中心軸線がケーシングｌ内面とほぼ垂直をなすように
配置することにより、入射空気振動をケーシング１内面
に向けてほぼ垂直に案内し、はぼ垂直に反射させるため
、前述の多孔質材３の連通孔における空気振動を効果的
に促進させる。

次に作用について説明する。

ダクト形サイレンサーの吸音性能は、一般に次式によっ
て求められている。

騒音減音量（ｄＢ）−８，１５ＫＰＬ／Ａここで、 Ｋ：内張り吸音材の吸音率によって決まる係数（第４図
に示す） Ｐ：流路（４）の断面周長（備） Ｌ：サイレンサー長さ（ｍ） Ａ：流路（４）の断面積（ｄ） しかして、騒音減音量は、上記Ｐ、Ａ及びＬの変動要素
を除けば、Ｋ値即ち吸音材（多孔質材３）の吸音率によ
って定まるとされている。なお、Ｋ値は、第４図からも
分かるように、理想的な吸音材であっても１２である。

例えば、吸音材として従来公知のグラスウールを用いた
ダクト形サイレンサーにおいて、５００Ｈｚの騒音での
騒音減音量は、Ｋ−１２（吸音率５００Ｈｚ−０，９９
）、Ｐ＝１３０　（ＣＩ）、Ａ−１０４５（ｃｊ）また
Ｌ＝０．９２　（ｍ）として、上式から次のように得ら
れる。

騒音減音量（５００Ｈｚ）　＝　１１　（ｄＢ）ここで
、第１図に示すダクト形サイレンサーの吸音効果を調べ
るために、従来公知のグラスウールを内張すしたダクト
形サイレンサーをも試作し、諸数値を実測して比較に供
した。

試験に用いた本発明のダクト形サイレンサーは、ケーシ
ング１がＺｎメツキ鋼板（ｔ−１，２鳳）製で外形を５
００Ｘ５００閤とし、全長を１０００閣とした。また、
ケーシングエの両端開口部の各４辺をそれぞれ内側に折
り曲げて、折り返し部（１つのケーシング１の折り曲げ
量は１００ｍ、他の１つのケーシングｌの折り曲げ量は
５ｏ■）を形成し、筺状体となしたものを２個製作した
。

折り返し部１００鵬としたケーシングｌの内部に、先ず
、セルサイズｄが１２■の塩化ビニール製のハニカム構
造体２（ハニカム厚１００■）を挿入し、内倒鰐４面に
それぞれ配した０次いで、通気抵抗３００ｄｙｎ、ｓ／
ｃｍ’の連通孔を有するアルミニウム多孔質焼結材料（
ｔ−２，５■）を各ハニカム構造体２の内側胴４面にそ
れぞれ配し、第１図に示す断面形状のダクト形サイレン
サーとした。

これを実施例Ａとする。

一方、両端開口部に５０−の折り返し部を形成したケー
シングｌの内部にも、５０閣厚のハニカム構造体２及び
前記と同様のアルミニウム多孔質焼結材料（ｔ−２，５
鵬）を配した。これを実施例Ｂとする。

このようにして、実施例Ａのダクト形サイレンサーの流
体流路４の大きさは、約３００Ｘ３００■、実施例Ｂの
ダクト形サイレンサーの流体流路４の大きさは、約４０
０Ｘ４００−が確保されている。なお、各実施例Ａ、Ｂ
と対応する比較ｇ４Ａ、Ｂには、それぞれ実施例Ａ、Ｂ
のハニカム厚と同し厚さのグラスウールを内張すした。

このような各ダクト形サイレンサーの一方の開口部にス
ピーカを置き、各周波数９０ｄＢの純音を流し、他方の
開口部から５０ｃｍＨれた位置に高性能マイクロホンを
置いて受音した。これによる減音量の結果を第１表及び
第２表の上段に示す、各表の下段は比較例の数値であり
、比較のために併記した。

第１表からして、実施例Ａによれば、周波数５００Ｈｚ
に減音ピークが認められ、同周波数における比較例Ａで
は、理論上１１ｄＢの減音が期待される。これに対し、
実際に得られた値は、実施例Ａでは理論値を大きく上回
る２９ｄＢの減音であり、比較例Ａではほぼ理論値を示
している。

一方、第２表からして、実施例Ｂによれば、周波数８０
０）１ｚに減音ピークが認められ、同周波数における比
較例Ｂでは理論上８ｄＢの減音しか期待できないが、実
施例Ｂば３５ｄＢの減音となり、比較例はほぼ理論値（
８ｄＢ）を示した。

（以下、余白） 第１表 第２表 このように、実施例Ａ Ｂ共にダクト吸音減音 量が前述の一般式から求められる理論値以上となるのは
、吸音内張り構造として、ハニカム構造体２及び多孔質
材３からなる積層構造を採用し、セル形共鳴室を有する
ハニカム構造体２を、実質的な剛体を形成する吸音材で
ある多孔質材３と共に配設したことにより、上述のよう
に空気振動が多孔質材３の連通孔を通ってハニカム構造
体２の通孔２ａ内を人出し、吸音作用が一般式と異なっ
た方式を採るためであると推察される。

第５図には、ダクト形サイレンサーをスプリット型とし
た構造例を示す、この構造例にあっては、４角筒形をな
すケーシング１１の内部を隔壁１２によって複数個（図
面上では３個）に区画し、各区画内面に所定厚さのハニ
カム構造体２及び多孔質材３を配設し、ケーシング１１
又は隔壁１２と多孔質材３との間にハニカム構造体２を
挟装しである。この多孔質材３によって区画される空間
が、気体を流通させる流路４をそれぞれ形成している。

この構造例によれば、ケーシング１１の内部を隔壁１２
によって複数個に区画し、各区画部分に所定厚さのハニ
カム構造体２及び多孔質材３を配設しであるため、各流
路４の断面積の和を前記実施例と同様に確保すれば、空
気流が接するハニカム構造体２及び多孔質材３０表面積
が増大する。

このため、同じ流量を確保しつつ吸音効果を向上させる
ことができる。

ところで、上記実施例及びスプリット型とした構造例に
あっては、いずれも断面が４角形状をなすが、断面丸形
や一部に湾曲部を有する外形状等を採用することもでき
、外形状の如何によって吸音性能に影響を受けることは
殆どない、ダクト形サイレンサーの流路４をＬ字状、コ
字状等に屈曲させ、或いは内部を局部的に拡張していわ
ゆる膨張式とする従来公知の構造も、本発明に適用可能
であり、両端開口部の形状を異形又は異寸法とすること
も可能である。また、ケーシング１，１１と多孔質材３
との間に配置するハニカム構造体２の通孔２ａを若干傾
斜させて配置することも可能である。更には、本発明は
、強制気流を伴う所への使用に限定されるものではなく
、静的状態、例えば防音性能を備えた自然換気用途にも
有用である。

〔発明の効果〕

以上の説明によって理解されるように、この発明によれ
ば、下記の効果が得られる。

（Ｉ）、ダクト形サイレンサーは、吸音内張り構造とし
て、ハニカム構造体及び多孔質材からなる積層構造とし
たため、良好な減音効果が得られる。

（２）、吸音材である多孔質材が実質的な剛体を形成し
ているため、グラスウールを使用する場合のような気流
による繊維飛散を生ずることが殆どなく、また、吸音性
能に経時的劣化を生し難く、周辺に汚損を生し難いと共
に耐久性に優れる。従って、特に、ＩＣ工場、食品工場
等の塵埃を嫌う送風ダクトへの適用に効果的である。

（３）、吸音材である多孔質材が実質的な剛体を形成し
、且つ、ハニカム構造体との積層構造としたため、吸音
材が蒸気のような水分を吸着しても、ハニカム構造体と
連通しているので、比較的乾燥力に冨み、吸音性能の低
下時間が短縮され、早期に回復すると共に、蒸気中にお
いても吸音性能の低下が極めて少ない。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図はこの発明の１実施例を示し、第１図はダク
ト形サイレンサーを示す断面図、第２図は同しく一部を
切開した斜視図、第３図ａ、ｂはそれぞれハニカム構造
体の通孔を拡大して示す図、第４図は吸音率−に値特性
を示す線図、第５図はダクト形サイレンサーの他の構造
例を示す図である。 １．１１：ケーシング、２：ハニカム構造体２ａ：通孔
、３：多孔質材、４：流路、ｄ：セルサイズ。 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、筒状をなすケーシングの内周面に、ハニカム構
   造体を配置し、該ハニカム構造体の内側に多孔質材を配
   置して、該多孔質材にて区画される空間を流路とするダ
   クト形サイレンサーであつて、前記多孔質材が、実質的
   な剛体を形成し、前記ハニカム構造体の通孔に連通する
   連通孔を有することを特徴とするダクト形サイレンサー
   。
2. （２）、ハニカム構造体のセルサイズを１〜１００ｍｍ
   の範囲に設定した請求項（１）記載のダクト形サイレン
   サー。