JPS63121898A - 給排管内の液体遮音装置 - 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、給排管内の液体遮音装置に係わり、更に詳
しくは給排管内の液体を伝わる水中音を有効に低減させ
た給排管内の液体遮音装置に関するものである。

〔従来技術〕

一般に、ポンプ等の給排水管や、油圧水圧系の配管等に
は、管の外皮を伝わる固体振動音と、管内部の液体を伝
わる水中音との二つがあることが知られている。

上記、ポンプ等の騒音は、配管系を通して外部に放射さ
れて種々の騒音妨害を起因する。これを防止するために
は、管を伝わる防振台と管内の液体を伝わる音波の二つ
を制御する必要がある。

従来では外皮管を伝わる振動音に対しては、所謂「防振
管継手」があり、この防振管継手は振動音をかなり効果
的に除去することが出来るが、しかし、管内の液体を伝
わる音波は有効に低減させることはできず、また現在に
おいても液体を伝わる音波を効果的に低減させる方法は
提案されていない。

〔発明の目的〕

この発明は、かかる従来の問題点に着目して案出された
もので、その目的とするところは簡単な遮音性の素材を
給排管の内部に装着することによって、配管内の液体の
流れに影響を与えることなく、音響工学的に水中伝搬音
を低減させることが出来る給排管内の液体遮音装置を提
供するものである。

〔発明の構成〕

この発明は上記目的を達成するため、液体の送流する給
排管内の途中に、液体の圧力により体積変化を生じるよ
うな遮音部材を介設したことを要旨とするものである。

次に、一般的な遮音の原理について説明する。

まず、第１図に示すような細長い液体の音波伝搬路Ｓが
あり、平面波は右側から左側に進行するものとする。

今、伝搬路Ｓの途中に所定長さの異媒質の部分Ａがある
場合、入射音波Ｑ１は異媒質の部分Ａで一部は反射し、
残りは透過する。異媒質の部分Ａによって透過音波Ｑ２
が低減する量Ｔの計算には、音響工学に次の理論式があ
る。

ρ２　Ｃ：伝搬路Ｓの途中に挿入した異媒質の密度ρ、
音速Ｃ ρ０＋Ｃｆｉ：管内の液体の密度をρ。、音速Ｃ８Ｋ　
：２π／λ　、λは音波の波長（ｃｍ）Ｘ　：異媒質の
部分Ａの長さく　ｃｍ　）数値計算例を示すと、第２図
の通りであり、周波数によって、１００％透過する部分
が周期的に存在する。

〔発明の実施例〕 次に、添付図面の第３図及び第４図に基いて、この発明
の詳細な説明する。

第３図は、この発明の第１実施例を示し、液体Ｗの送流
する給排管１内の途中に、液体Ｗの圧力により体積変化
を生じるような所定長さＸｌの遮音部材２（ρＣ管）を
介設しである。

即ち、鉄管等の給排管１内の途中に、径方向に拡開させ
た部分を一体的に形成し、その凹部３内に液体Ｗの圧力
によって体積変化を生ずる素材により成る遮音材４を充
填させである。

給排管１内に、異媒質のものがあると液体Ｗは流れない
ので、給排水管としては使用できずまた、給排水管Ｉ内
には液体Ｗが常時流れているので、管内のいたる所は同
一の媒質であり、特定部分だけを異媒質のもとすること
もできない。この発明では、音波の通過だけを阻止すれ
ば良いため、音響的性質だけを異媒質と同様にすれば良
い。

従って、前記給排管１内の途中に設けた遮音部材２を、
液体Ｗが管内を流れていて、特定の部分を通過する時、
液体Ｗの流れに影響を与えずに音速Ｃが不連続的に変化
し、即ち固有音響インピーダンスρＣが不連続的に変化
するように構成すれば良いことになる。

また、第４図はこの発明の第２実施例を示し、液体Ｗの
送流する給排管１内の途中中心部に、液体Ｗの圧力によ
り体積変化を生しるような所定長さＸ２の板状の遮音部
材２ａ（ρＣ管）を介設したものである。

次に、上記給排管１内の途中に介設した遮音部材２．２
ａ（ρＣ管）の動作について説明する。

いま、遮音部材２．　２ａ　　（ｐＣ管）の前後に液体
Ｗの通路と同一内径を有する管を接続し、液体Ｗを満た
し、音波（粗密波）が遮音部材２゜２ａの内部に到達し
た場合について考える。

遮音部材２，２ａの内部には、液体Ｗの圧力によって体
積変化を生ずる素材により成る遮音材４を充填させであ
るため、粗密波の圧力が管入り口に加わった場合、管内
の遮音材４が伸縮変形して管内圧力はあまり変化せず、
圧力は管の出口には有効に伝わらない。

これを、音響的に表現すると次のようになる。

遮音部材２，２ａを設けた給排管１内では、粗密波によ
る体積変化に対する圧力変化、即ち見掛けの体積弾性率
が低下する。体積弾性率が低下すると、音速ｃ　　（ｃ
　＝　ｆｉアＫ　　：体積弾性率）が低下する。即ち、
管内の固有音響インピーダンスρＣが低下する。

このように、液体Ｗが給排管１内の途中に介設した遮音
部材２，２ａを通過する間に、固有音響インピーダンス
ρＣば、その他の配管部分の固を音響インピーダンスρ
Ｃと異なることになる。然し、給排管１内は液体Ｗが通
過できる構造にしであるため、液体Ｗの流れには影響を
与えない。

以上のことから、液体Ｗが遮音部材２，２ａの給排管１
を通過する時、その前後で固有音響インピーダンスρＣ
が不連続的に変化し、この不連続的変化が遮音効果を生
じるのである。

次に、遮音性能について説明する。

遮音部材２（ρＣ管）が遮音しようとする給排管１の中
間に接続された場合の性能としては、上述した（１）式
で計算され、第２図で示した数値計算のような特性とな
る。

然しなから、第２図の場合には遮音効果が無効になる周
波数が周期的に発生し、遮音部材２（ρＣ管）一つでは
遮音性能が不十分である。

このような問題を解決するため、第５図に示すように、
長さの異なる複数の遮音部材２（ρＣ管）を夫々、適宜
の距離を隔てて設置する。

この遮音部材２（ρＣ管）の特性は、その長さによって
遮音周波数特性の切れ込み周波数が異なるので、複数の
特性の合成では第５図に示すような数値例のように遮音
周波数特性は改善される。

第５図は、長さの異なる二つの遮音部材２（ρＣ管）を
用いた液体遮音装置の遮音性能を示したもので、短いρ
Ｃ管■を一つ使用した場合と、ｐＣＣ管上りも長いρＣ
管■を一つ使用した場合、更に長さの異なる二つのρＣ
管■、■を用いた場合について遮音効果を示している。

第５図から次のようなことが明らかとなった。

（ａｌ遮音効果を決定するのは、ｍ（＝ρＣ／ρ。

ｃｏ）であり、管の長さには無関係。

（ｂ）遮音効果を高めるには、 ☆ｍを小さく設定する。ｍは液体に対して空気の場合が
最小である。

☆単位長さ当たりの遮音材の量を大きくする（厚さを厚
くする）。

☆ρＣ管の使用段数を増やす。

（Ｃ）ρＣ管の長さは、切れ込み周波数の繰返し周期だ
けに関係する。

（ｄ＋内圧の高い配管の場合には、その静圧に耐え、か
つ圧力変動部（音波の粗密波）に反応する柔軟性を有す
る素材である必要がある。

〔発明の効果〕

この発明は、上記のように液体の送流する給排管内の途
中に、液体の圧力により体積変化を生しるような遮音部
材を介設したもので、簡単な遮音性の素材を給排管の内
部に装着して配管内の液体の流れに影響を与えることな
く、音響工学的に水中伝搬音を有効に低減させることが
出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、この発明の遮音理論の説明図、第
３図はこの発明の第１実施例を示す断面図、第４図はこ
の発明の第２実施例を示す断面図、第５図はこの発明の
遮音性能を示す説明図である。 １・・・給排管、２・・・遮音部材（ｐＣ管）Ｗ・・・
液体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液体の送流する給排管内の途中に、液体の圧力により体
   積変化を生じるような遮音部材を介設したことを特徴と
   する給排管内の液体遮音装置。