JPH1010003A - 空気遮音壁を備えた回流水槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インペラシャフトによって生じる流体騒音
を、インペラシャフトの外周面に形成した空気層による
空気遮音壁で外部に漏れるのを可能な限り防いで、流体
騒音が計測部での音響計測の評価に与える悪影響を可及
的に小さくする。 【解決手段】 水槽内の水をインペラ２で強制的に循環
させて、計測部１ａ内に一定方向の水流を生じさせ、計
測部１ａの水流中においた物体によって引き起こされる
音の計測を行う回流水槽１において、水中に配置された
インペラシャフト２ｂの外周面を中空筒状カバー３ａで
非接触状態に覆い、中空筒状カバー３ａの内部を密封
し、密封した中空筒状カバー３ａ内部のインペラシャフ
ト２ｂ外周面と中空筒状カバー３ａ内周面との間に空気
層による空気遮音壁３を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、水槽内の水をイ
ンペラで強制的に循環させて、計測部内に一定方向の水
流を生じさせ、計測部の水流中においた物体によって引
き起こされる音の計測を行うために使用される回流水槽
に係り、特に、水を強制循環させる場合にインペラシャ
フトによって生じる流体騒音を、インペラシャフトの外
周面に形成した空気層による空気遮音壁で外部に漏れる
のを可能な限り防いで、流体騒音が計測部での計測音に
与える悪影響を可及的に小さくする空気遮音壁を備えた
回流水槽に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、水槽内の水を例えばインペラ等を
用いて強制的に循環させて、計測部内に一定方向の水流
を生じさせ、計測部の水流中においた物体によって引き
起こされる音の計測を行うために使用される回流水槽が
知られている。

【０００３】回流水槽は水槽内の水を強制的に循環させ
て、計測部内に一定方向の水流を生じさせる構造になっ
ている。即ち、回流水槽は例えば計測部の底面下方に循
環用の連通管路が配設され、この連通管路の両端側は上
方側に湾曲しながら折り返して計測部の両側面に接続さ
れ、又連通管路の内部には水を強制的に循環させる例え
ばインペラが内装されている。

【０００４】回流水槽では、このインペラを駆動させ
て、計測部の一側面から水を計測部内に強制的に流入さ
せ、反対側の他側面から水を流出させ、この流出した水
を連通管を循環させて再び計測部内に流入させて、計測
部内に一定方向の水流を生じさせるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、回流水槽を
用いて計測部の水流中においた物体によって引き起こさ
れる音の計測を行う実験においては、騒音が発生してお
り、この回流水槽の騒音源としては次のような原因があ
げられる。 (1) 水流発生用の軸流ポンプ（インペラとステータ）に
よる騒音 (2) ガイドベーン（案内翼）によって生じる流体騒音 (3) 水槽内で生じる乱流騒音（境界層騒音も含む） (4) ガイドベーン、水槽外板等の機械振動によって生じ
る騒音 (5) 駆動電動機と駆動軸系より生じる騒音 これらのなかで、(1),(2) 及び(3) は流体騒音で、(4),
(5) は機械的な騒音である。流体騒音で最も騒音レベル
が大きいのは、(1) に関するインペラシャフトにより生
じる流体騒音である。

【０００６】このインペラシャフトによって生じた騒音
の音波は、主として回流水槽の各コーナー部を反射しな
がら計測部まで達して、計測部における音響計測の評価
に悪影響を与えるという不都合があった。

【０００７】この発明は、上記のような課題に鑑み、そ
の課題を解決すべく創案されたものであって、その目的
とするところは、インペラシャフトによって生じる流体
騒音を、インペラシャフトの外周面に形成した空気層に
よる空気遮音壁で外部に漏れるのを可能な限り防いで、
流体騒音が計測部での音響計測の評価に与える悪影響を
可及的に小さくすることのできる空気遮音壁を備えた回
流水槽を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、この発明は、水槽内の水をインペラで強制的に循
環させて、計測部内に一定方向の水流を生じさせ、計測
部の水流中においた物体によって引き起こされる音の計
測を行う回流水槽において、水中に配置されたインペラ
シャフトの外周面を中空筒状カバーで非接触状態に覆
い、中空筒状カバーの内部を密封し、密封した中空筒状
カバー内部のインペラシャフト外周面と中空筒状カバー
内周面との間に空気層による空気遮音壁を形成した手段
よりなるものである。

【０００９】ここで、好ましい態様として、中空筒状カ
バーの内周面には、吸音材が被覆されているのがよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面に記載の発明の実施の
形態に基づいて、この発明をより具体的に説明する。こ
こで、図１は回流水槽の概略全体側断面図、図２は要部
の拡大側断面図、図３は要部の拡大断面図である。

【００１１】図において、空気遮音壁を備えた回流水槽
は、水槽内の水を強制的に循環させて水槽内に一定方向
の水流を生じさせる装置で、水槽内の水を強制的に循環
させて水槽内に一定方向の水流を生じさせる回流水槽
１、インペラシャフト２ｂによって生じる流体騒音が外
部に漏れるのを防ぐために、水中に配置されたインペラ
シャフト２ｂの外周面に形成された水よりも疎な密度の
空気層による空気遮音壁３などから構成されている。

【００１２】回流水槽１は例えば垂直型タイプつまり上
下回りに循環する回流水槽からなり、その上部側に、実
験用の物体を浮かべた状態又は沈めた状態で、水流中に
おいた物体によって引き起こされる音響を計測する計測
部１ａが設けられている。

【００１３】計測部１ａ内の長手方向の一側面には計測
部１ａ内に循環流入する水の流入口が開口されている。
又流入口と相対向する側には計測部１ａ内を流れた水を
排出する排出口が開口されている。これら流入口及び排
出口が形成された計測部１ａ両端の外側には流入管路１
ｂ及び排出管路１ｃが各々設けられている。

【００１４】流入管路１ｂ及び排出管路１ｃはその先端
側が各々下側方向に向かって約９０度湾曲されたコーナ
ー部１ｅ，１ｅがそれぞれ形成されており、下方に向か
って湾曲された先端側は内向きの水平方向に向かって約
９０度湾曲されたコーナー部１ｅ，１ｅがそれぞれ形成
されて、計測部１ａの下方に配設された連通管路１ｄの
端部と接続されている。

【００１５】そして、回流水槽１は、これらの流入管路
１ｂ、排出管路１ｃ、連通管路１ｄ並びに、各コーナー
部１ｅなどによって、計測部１ａ内に流れを起こさせる
水の循環経路が構成される。

【００１６】連通管路１ｄの内部には水流を生じさせる
インペラ２が取付けられている。このインペラ２のイン
ペラシャフト２ｂは連通管路１ｄの外側に延びていて、
排出管路１ｃの外側下部に設置されたモーター２ａに連
動連結されている。このインペラシャフト２ｂは流体騒
音の大きな原因の一つとなっている。

【００１７】このため、流体騒音を発生する水中のイン
ペラシャフト２ｂの外周面には、水よりも密度が疎であ
る空気層による空気遮音壁３が形成されていて、この空
気遮音壁３によって、インペラシャフト２ｂで発生する
流体騒音を反射させて封じ込めて水中に透過するのを防
いでいる。

【００１８】音波は、密度が密な領域から疎な領域に進
む場合にはその境界面で反射されることなく透過する
が、密度が疎な領域から密な領域に進む場合にはその境
界面で大部分が反射されて透過しにくい性質がある。こ
の発明は音波のこのような性質を利用している。

【００１９】即ち、密度が密な水の中にこれよりも疎な
密度の空気層による空気遮音壁３を形成し、この空気遮
音壁３の内部にインペラシャフト２ｂを配置させること
により、インペラシャフト２ｂで発生した流体騒音を空
気遮音壁３と水との境界面で反射させて水中に透過する
のを防いで、インペラシャフト２ｂで発生する流体騒音
を空気遮音壁３の内部に封じ込めるものである。

【００２０】そして、連通管路１ｄ内部の水中に配置さ
れたインペラシャフト２ｂの外周面に、水よりの密度が
疎な空気層による空気遮音壁３を形成するために、水中
に配置されたインペラシャフト２ｂの外周面は、中空筒
状カバー３ａにより非接触状態、つまり、インペラシャ
フト２ｂの外周面と中空筒状カバー３ａの内周面との間
に空気層による空気遮音壁３が形成される隙間を空け
て、覆われている。

【００２１】中空筒状カバー３ａには内部が中空な例え
ば円筒体が使用されており、中空筒状カバー３ａの内径
はインペラシャフト２ｂの外径より十分に大きく、中空
筒状カバー３ａの内周面とインペラシャフト２ｂの外周
面との間には十分な隙間が空けられていて、インペラシ
ャフト２ｂの外周面が中空筒状カバー３ａの内周面に接
触するおそれは全くない。

【００２２】また、インペラシャフト２ｂの外周面と中
空筒状カバー３ａの内周面との間に形成された空気層に
よる空気遮音壁３内に水が入らないように、中空筒状カ
バー３ａの内部は密封されている。

【００２３】更に、中空筒状カバー３ａの内周面には吸
音材３ｂが被覆されていて、インペラシャフト２ｂで発
生した流体騒音を吸収するようにもなっており、防音効
果がさらに高められている。

【００２４】回流水槽１の各コーナー部１ｅには、ガイ
ドベーン４が設けられている。ガイドベーン４はコーナ
ー部１ｅでの水の流れ方向をスムーズに変える機能を果
たすものである。ガイドベーン４には吸音処理が施され
ていて、音波が反射しないように対処されている。

【００２５】次に、上記発明の実施の形態の構成に基づ
く作用について以下説明する。回流水槽１の計測部１ａ
に水流を生じさせるにはモーター２ａを駆動させる。モ
ーター２ａの駆動により連通管路１ｄ内のインペラ２は
回転して連通管路１ｄ内の水をコーナー部１ｅを経由し
て流入管路１ｂ側に圧送する。連通管路１ｄからコーナ
ー部１ｅを経由して流入管路１ｂに圧送された水は流入
管路１ｂを流れ、流入管路１ｂの下流側の流入口から計
測部１ａ内に流入する。

【００２６】計測部１ａ内に流入した水は反対側の排出
口に向かって一定の流速で流れる。このため、計測部１
ａ内には一定方向の水流が生じる。この計測部１ａで
は、実験用の物体を浮かべた状態又は沈めた状態で、水
流中においた物体によって引き起こされる音響計測が行
われる。

【００２７】計測部１ａ内に一定の水流を生じさせた水
は、排出口から排出管路１ｃ内に排出され、排出管路１
ｃを経て連通管路１ｄ内に入り、そこで再びインペラ２
によってコーナー部１ｅを経由して流入管路１ｂ側に循
環圧送される。

【００２８】ところで、回流水槽１内の水を強制循環さ
せるインペラ２のインペラシャフト２ｂが回転中に発生
した騒音の音波は、インペラシャフト２ｂの外周表面か
ら周囲に向かって放射状に進む。インペラシャフト２ｂ
の外周面の周囲は空気層による空気遮音壁３が形成され
ており、音波はこの空気遮音壁３の中を外側方向の中空
筒状カバー３ａの内周面に向かって進む。

【００２９】前述したように、音波は、密度が密な領域
から疎な領域に進む場合にはその境界面で反射されるこ
となく透過するが、密度が疎な領域から密な領域に進む
場合にはその境界面で大部分は反射されて透過しない性
質がある。

【００３０】このため、中空筒状カバー３ａの内周面に
向かって進んだ音波は、密度の疎な空気層よりなる空気
遮音壁３と密度の密な水との境界面である中空筒状カバ
ー３ａで大部分は反射されて透過することなく、内部に
封じこまれる。また、音波の一部は中空筒状カバー３ａ
の内周面に形成された吸音材３ｂによって吸収されて消
失する。

【００３１】このようにして、水中に配置されたインペ
ラシャフト２ｂの回転中に発生した流体騒音は、インペ
ラシャフト２ｂの外周面に形成された空気層による空気
遮音壁３によって封じ込められて、水中に伝わることが
なく、流体騒音が計測部１ａでの音響計測の評価に与え
る悪影響を少なくすることができる。

【００３２】なお、この発明は上記発明の実施の形態に
限定されるものではなく、この発明の精神を逸脱しない
範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。例え
ば、上記実施の形態では、回流水槽１は、垂直型タイプ
つまり上下回りに循環する回流水槽からなる場合で説明
したが、これに限定されるものではなく、水平型タイプ
つまり水平回りに循環する回流水槽でもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上の記載より明らかなように、この発
明に係る空気遮音壁を備えた回流水槽によれば、水槽内
の水をインペラで強制的に循環させて、計測部内に一定
方向の水流を生じさせ、計測部の水流中においた物体に
よって引き起こされる音の計測を行う回流水槽におい
て、水中に配置されたインペラシャフトの外周面を中空
筒状カバーで非接触状態に覆い、中空筒状カバーの内部
を密封し、密封した中空筒状カバー内部のインペラシャ
フト外周面と中空筒状カバー内周面との間に空気層によ
る空気遮音壁を形成したことにより、水を強制循環させ
る場合にインペラシャフトによって生じる流体騒音を、
水中に配置されたインペラシャフトの外周面に形成した
空気層による空気遮音壁によって反射させて水中に透過
するのを防ぎ内部に封じ込めて外部に漏れるのを可能な
限り防いで、流体騒音が計測部での音響計測の評価に与
える悪影響を可及的に小さくすることができる。

【００３４】また、請求項２のように、中空筒状カバー
の内周面に吸音材が被覆されている場合には、吸音材で
更に流体騒音を吸収して防音効果を高めることができる
等、極めて新規的有益なる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態を示す回流水槽の概略全
体側断面図である。

【図２】この発明の実施の形態を示す要部の拡大側断面
図である。

【図３】この発明の実施の形態を示す要部の拡大断面図
である。

【符号の説明】

１ 回流水槽 １ａ 計測部 １ｂ 流入管路 １ｃ 排出管路 １ｄ 連通管路 １ｅ コーナー部 ２ インペラ ２ａ モーター ２ｂ インペラシャフト ３ 空気遮音壁 ３ａ 中空筒状カバー ３ｂ 吸音材 ４ ガイドベーン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水槽内の水をインペラで強制的に循環さ
   せて、計測部内に一定方向の水流を生じさせ、計測部の
   水流中においた物体によって引き起こされる音の計測を
   行う回流水槽において、水中に配置されたインペラシャ
   フトの外周面を中空筒状カバーで非接触状態に覆い、中
   空筒状カバーの内部を密封し、密封した中空筒状カバー
   内部のインペラシャフト外周面と中空筒状カバー内周面
   との間に空気層による空気遮音壁を形成したことを特徴
   とする空気遮音壁を備えた回流水槽。
2. 【請求項２】 中空筒状カバーの内周面には、吸音材が
   被覆されている請求項１記載の空気遮音壁を備えた回流
   水槽。