JPS5816200B2 - 防音構造体の換気口 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、防音構造体の換気口に関する改良に係り、
換気口を通じて外部へ伝播しようとする騒音を、広い周
波数域にわたって効果的に消去可能ならしめんとするも
のである。

ところで、機械設備などのような特定の騒音源から周囲
への騒音の伝播を遮断するためには、箱。

状ないしは室状の防音構造体が採用され、その騒音源を
該構造体の内部へ密閉して、発生した騒音を外部へ伝わ
らなくすることがよく行なわれる。

然し乍らこのような防音構造体といえども、内外間の通
気を目的とした換気口が備えられる場合には、その換気
口を通じて純音が伝播することになり、従って防音の目
的を完全には果し得なくなる。

そこで従来に於ては、このような換気口からの騒音の伝
播を防止する目的で、その換気口につき第１図から第３
図に示すような手段が講じられている。

即ち第１図に示す例は、防音構造体１の換気口２を、た
だ単に複数本の流路に分けただけのものであり、第２図
に示す例は、その換気［］２の流路を両端で屈曲させ且
つ該流路の断面寸法をその両端よりも広く採ったもので
あり、第３図に示す例は、その換気口２を数個に分けて
夫々の流路を蛇行させたものである。

ところがこれらの手段は、いずれも換気口２の流路壁を
構成すべく多孔板等にて保持された吸音材の吸音効果を
利用して、騒音を吸収減衰せしめ、附加的には流路の屈
曲を利用して騒音の減衰を図ろうとするだけのものであ
るから、一般に消音効果が低く、所要の消音効果を得る
には、流路長さ等の形状寸法を大きく採らねばならない
ため、コスト高を招き易い欠点がみられた。

またこのような手段は、第１１図中の鎖線で示した特性
曲線イより理解される如く、低周波数域の騒音に対して
は余り効果的でなく、従って中、高周波数域の騒音に対
してのみ消音効果を発揮するに止どまる欠点もみられた
。

本発明は、かかる従来の問題点に対処して、防音構造体
の換気口から伝播しようとする騒音を広い周波数域にわ
たって効果的に消去可能ならしめるため、流路内での吸
音材による吸音減衰と、干渉、拡散、共鳴及び流路の屈
曲等による減衰とを効率よく組み合わせ、これによって
すぐれた消音効果を発揮させようとするものである。

以下これを第４図から第６図に示す実施例について詳述
する。

図に於て１１はエンジンその他の騒音源となるような機
械設備を収容する目的で構成された防音構造体としての
防音室、１２は該室に備えられた換気口である。

この換気口１２は、これの外部への開口端１２ａから前
記防音室１１の開口部１１；に至るまでの間で、概略的
には、成る長さをもった流路の両端に反響吸音室を夫々
附属させた構造とされ、詳しくは、防音室の開口部１１
ａから連続する前部流路１３、該換気口の開口端１２ａ
へ連続する後部流路１４、上記開口部１１ａと前部流路
１３との間でそれら双方間へのみ開口された前部反響吸
音室１５、−Ｆ記聞口端１２ａと後部流路１４との間で
それら双方間へのみ開［］された後部反響吸音室１６、
及び両反響吸音室１５．１６間にあって両流路１３．１
４間を接続する中間室１７からなっている。

然して上記した前後の両流路１３．１４は、それらの長
手方向と直交する如く配設された障壁１８で、いずれか
一方の長さを他方の約２倍となす如く仕切られた状態に
あって、中間室１１内を迂回することのみにより連通さ
せられている。

また上記の障壁１８は、中間室１７に対してはこれのほ
ぼ中程に位置するよう配慮されており、従ってその中間
室１７は、換気口１２の長手方向に対し７て、これの中
程から前後いずれかに片寄せられ、前後両反響吸音室１
５．１６の奥行に長短の差を生じさせている。

更に、前記した前後の両流路１３．１４は、第５図に示
す如く、広巾のもの一本のみであっても良いが、第６図
に示す如く、仕切壁１９をもって。

少なくとも゛ト行な２本に区画されている方が好ま［，
７い。

なお、以上のような構造の換気口１２については、前記
した障壁１８と、前後両流路１３．１４の各端壁２０，
２１と、前後両反響吸音室１５．Ｊ１６の各奥壁２２，
２３とが、金属厚板等のような非吸音材からなる反射壁
とされ、当該換気口のそれら合壁１８．２０〜２３を除
く残り全体が、防音室１１と同様に、多孔板等で保持さ
れた吸音材により構成されているものとする。

一方、上記した構成に於ては、前後両流路１３゜１４の
長さを夫々１１，１２とし、それら両流路１３．１４と
中間室１７との間の連通部分における開口長さを夫々１
３，１４とし、防音室の開口部１１ａにおける開口長さ
を１５とし、後部流路１４から開口端１２ａに連通ずる
部分の開口長さを４６ とし、各流路１３，１４の巾を
夫々Ｂ１ もしくはＢ２、高さをｈｌ とし、両反響吸
音室１５゜１６の巾及び高さを夫々Ｂ１ ｙ ｈ２とし
、障壁１８の高さをｈ３とし、換気口１２の天井及び膣
口と防音室１１との間の境壁、それにその換気口内にお
ける各流路１３，１４と各吸音室１５．１６との間の境
壁として夫々使用されている吸音材の厚；さを各々ｔ１
．ｔ２．ｔ３ とするとき、それらの各寸法が次のよう
な関係にあるよう定められているものとする。

１、’−ｉ２１２２． （または １２’Ｅ２ ｌ、
）ｌ’；ｌ、 ｌ！５＞１３３．１６’ｑ１３
４ Ｂ、Ｌ−ｆ２Ｂ２ ｈ２＝（ｏ、３〜１．２ ） ｈ、１ ｒ ｈ３””ｉ
ｈ２ｔ１”’ｉ ｔ３ ＋ ｔ２”’ｉ２ ｔｌ
また上記に於て、１３及び１４は０．１５〜０．２５ｍ
の範囲内、ｔｌ は０．０３〜ＯＯ，６ｍの範囲内で、
夫々適当に設定されているものとする。

かかる構成に於て、いま防音室１１内で騒音が発生する
と、この騒音は、換気口１２を経て外部へ伝播しようと
する。

即ちその騒音は、防音室の開口部１１ａから前部反響吸
音室１５へ進入すると共に、前部流路１３へ向かい、該
流路からは更に障壁１８を避ける如く中間室１７内を迂
回して、後部流路１４へ進んだ後、後部反響吸音室１６
へ進入すると共に、開口端１２ａから外部へ伝播しよう
とするのである。

然し乍らこの騒音は、換気口１２の全体が前記の如く構
成されているをもって、膣口の開口端１２ａへ達するま
での間に、以下の如く減衰せしめられる。

まず初めに、換気口１２の前後における両流路１３．１
４及び両反響吸音室１５．１６を、騒音に対する吸音ダ
クトと看なせは、その騒音は、該ダクト内を伝播する間
に、周囲の吸音材で吸収減衰せしめられることになる。

然してこの場合における最大減衰周波数ｆ。

（Ｈｚ ）は、上記した吸音ダクトの断面寸法りによっ
てほぼ決定され、またこの周波数ｆ。

と、１騒音波の波長λ。（ｍ）及び音速Ｃ（常温空気内
では３４０７７１／ｓ）とは、λ。

−Ｃ／ｆｏ ・・・・・・・・・・・・・・・ （］、
）なる関係にある。

故にダクトの断面寸法りを、λ。

／２＜Ｄ＜λ０の範囲内にあるよう定めるさ、ｆｏ酸発
成分音最もよく減衰さイすることになり、その効果は、
騒音周波数をｆ（Ｈｚ）、減衰量をＲ（ｄＢ）として、
一般的には第７図に示す如り均イつれる。

そこでダクト各部の寸法を、 Ｂ ’；０．５０ ｍ Ｂ２’−ｒｏ、２５ ｍｈ
ｌＬ−ｉｏ、１−０ｍ１１２＃０．０５ｍき定め、前記
（１，）式の計算結果を示す後記の別表をもとにして検
討すると、夫々の各寸法に基づく最大減衰周波数ｆ。

は、ｈ２′−；０．０５ ｍによって ４．０００Ｈｚ
附近、Ｊ’；０． ］、 Ｏｍによって ２０００Ｈｚ
附近、Ｂ２＝’ ＝０．２５ ｍによって ］−］００
０ｆ（ｚ附近、Ｂ１＼０．５０ｍによって ５００Ｈ
ｚ附近、となる。

よって、この吸音ダクト内を通過する騒音は、５００〜
４−０００ Ｈｚの中、高周波数域に於て、最も良く減
衰させられることになり、その効果は第８図に示す如く
現イつれる。

また、騒音が防音室１１から前部流路１３内へ更に中間
室１７から後部流路１４内へ入るさ、その騒音は、それ
らの各流路毎に、夫々の前後両端に位置して反射壁とさ
れた障壁１８と端壁２０もしくは２１とで反射させられ
、それら両壁１８゜２０間または１８．２１間を１回以
上往復することになる。

このような騒音の反射は、前後の反響吸音室１５．１６
内でも起こり、それら各室の奥壁２２．２３を反射壁と
して、少なくとも１往復程度が認められる。

更にこのような騒音の反射は、中間室１７内でも起こり
、上記奥壁２２．２３の背面を反射壁として、それら両
壁間に１回以上往復することが認められる。

然してそれらの合壁１８．２０〜２３から反射して来る
衝撃波としての反射騒音は、上記の各流路１３，１４、
各反響吸音室１５．１６及び中間室１７毎に、夫々の内
部で互に干渉し合って減衰することになり、その減衰量
Ｒ（ｄＢ）は、 Ｒ＝ Ｉ Ｏｌｏｇｌｏ （１＋ｃ、ｓｉｎ ＫＬ）
”・−・・（２）なる式により算出できる。

但し上式に於て、ｃ１一定数 、 Ｋ−２πｆ／Ｃ Ｌ−１１（または１２） であり、ｆは騒音周波数（Ｈｚ ）、Ｃは音速（３４０
ｍ／ｓ）である。

従って減衰量Ｒ（ｄＢ）は、ＫＬ＝２πｆＬ／Ｃ−（π
／２，３π／２．・・Ｌ＝（π／２，３π／２．・・）
Ｃ／２πｆ・・・（２′）なるとき、最大となる。

そこで上記（２′）式中のｆをｆ。

におきかえて、前記（１）式を応用すれは、■７−（λ
。

／４，３λ。／４．・・ ）・・・・・・・・・（２’
ｉ）となる。

よって、前記した別表をもとにして、前部流路１３及び
後部流路１４の寸法を、 Ｌ＝ １１＃ ］、 ３６ ｍ１Ｌ＝ １２＝ｏ、 ６
８ ｍに設定する。

すると当然のこと乍ら、両反響吸音室１５．１６の奥行
は、上記両流路１３，１４の各長さ１１，１２よりも、
夫々短かく設定されることになる。

一方、中間室１７の長さは、はぼ（ｌｓ±１４）であっ
て、前記によれば、１３＋１４＝ （０，１５〜０．２
５ｍ）×２の範囲内で設定されることになる。

かかる設定のもとにおける、換気口１２全体の干渉にも
とづく減衰効果は、第９図中の破線で示すように現われ
、低周波数域における騒音を最も良く減衰せしめ得るこ
とが理解される。

なお、第９図中の破線で示す減衰効果は、各流路１３．
１４及び各反響吸音室１５．１６の上下左右における周
壁面の吸音効果によって、実際には同図中の実線で示す
ようなものとなる。

更にまた、１騒音が防音室の開口部１１ａから前部反響
吸音室１５及び前部流路１３内へ進入する際と、前部流
路１３から中間室１７内へ進入する際と、中間室１７か
ら後部流路１４へ進入する際と、後部流路１４から後部
反響吸音室１６内へ進入する際とに於ては、いずれも騒
音の通路断面積が急激に拡大されるため、その騒音Ｏま
、その者じ度拡散され、”こイ１に基づいて減衰せしめ
られる。

然してこの場合の減衰量Ｒ，（ｄ、Ｂ ）は、なる式に
より算出てきる。

但し上式に於て、ｍ ＝ Ａ２．／Ａ１ であり、前部反響吸音室１５については、Ｌ−１１−１
３ Ａ、＝Ｂ、ｌ！５ Ａ２・・Ｊ３． （ｌ、−１３） 前部流路１３については、 −１１ Ａ、 −Ｂ、 ６５ Ａ２’＝ Ｂ１１１＋ またはＡ２−２Ｂ２１１中間
室１７については、 Ｌ’−１１３＋ｌイ４ Ａ＝Ｂ ｌ 、 またはＡ１−２Ｂ２１３１ １
３ Ａ２ ＝ Ｂ、 （１３＋ ７７、、 ）後部流路１４
については、 Ｌ＝１２ Ａ、 ＝ Ｂ、 １４ Ａ＝Ｂ／ｌ！、 またはＡ２−２Ｂ２１２２ １
２ 後部反響吸音室１６については、 Ｌ＝１２−１゜ Ａ１−Ｂ１１６． またはＡＩ ＝ ２ Ｂ２１６Ａ
２−Ｂ、 （１２−１４） である。

ここに於て、１！ ’＝３．３６ｍ 、 Ａ２’−
＝０．６８ｍに設定し、他のついても、これに準じて設
定すれば、このときの減衰効果は、第７０１．Ｘ＋に示
す如く現われ、最大減衰周波数ｆ。

は、１２５Ｈｚ附近及び３３０ Ｈｚ附近となり、これ
らの低周波数域における騒音が、最も良く減衰せし７め
られることになる。

以上に述べたような第７図から第１０図に示す夫々の減
衰効果は、全体として総合され、更にそれらの相乗効果
か加味されて、第１１図中の特性曲線口で示す如くにな
る。

従って防音室１１内から換気口１２を経て室外へ伝播さ
れようとする騒音は、低周波数域から高周波数域までの
広い範囲にわたって効果的に減衰せしめられることにな
る。

よって、このような本発明によれは、防音構造体の換気
口を通じて伝播されようよする騒音を、従来よりも遥か
に広い周波数域にわた−って効率よく消去せしめること
ができ、然も換気ＬＪ全全体・１法か小さくて良く且つ
その構造が簡易となるので、これの製作を容易ならしめ
得てコストダウンをも図り得、更にほこの換気口におけ
る流体の通過を妨げるような抵抗が少なくて、換気口本
来の目的を充分に達成せしめ得る、等の効果が期待でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図まではいずれも従来例を示す欠截斜面
図、第４図は本発明の実施例を示す欠截側面図、第５図
は第４図の１−１線及びＩＩ−ＩＩ線よりみた切断端面
図、第６図は同じく他の実施例の切断端面図、第７図か
ら第１１図までは騒音に対する減衰効果を示し、た特性
図である。 １１・・・・・・防音室、Ｉｌａ・・・・・・開１」部
、１２・・・・・・換気口、１２ａ・・・・・・開［１
端、１３・・・・・・前部流路、１４・・・・・・後部
流路、１５・・・・・・前部反響吸音室、１６・・・・
・・後部、反響吸音室、１７・・・・・・中間室、１８
・・・・・・障壁、２０．２１・・・・・・端壁、２２
、２３・・・・・・奥壁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 全体的に吸音材をもって構成された換気工であって
   、防音室の開口部に連続する前部流路及びそれら双方間
   へのみ開口された前部反響吸音室と外部への開口端に連
   続する後部流路及びそれら双方間へのみ開口された後部
   反響吸音室さ、上記した前後の両流路をいずれか一方の
   長さが他方の約２倍となるように仕切るための障壁と、
   該障壁を迂回して上記両流路間を連通させるための前記
   両反響吸音室間に配置された中間室とからなり、且つ上
   記した障壁と前記両流路の各端壁と前記した両反響吸音
   室の各奥壁とが、いずれも非吸音材からなる反射壁とさ
   れていることを特徴とする防音構造体の換気口。