JP4567372B2 - Silencer - Google Patents
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Description
本発明は、装置又は装置間の吸気又は排気用の配管路における消音器に関するものである。 The present invention relates to a silencer in an apparatus or a pipe line for intake or exhaust between the apparatuses.
従来、圧縮機等における一般的な消音器としては、主配管の直径よりも径の大きい拡張室を設けた膨張型消音器やサイドブランチ等の共鳴型消音器が用いられている。 Conventionally, as a general silencer in a compressor or the like, an expansion silencer provided with an expansion chamber having a diameter larger than the diameter of the main pipe or a resonance silencer such as a side branch has been used.
特許文献1には、主配管よりも太い径のハウジングに流入した気体の一部を、流通方向に対して15〜45°の角度で複数設置された、気孔率が40〜60%の多孔質隔壁に通過させ、気体の主流部を多孔質隔壁の中央に穿設された通孔に通過させることで、気体の急激な膨張を抑制し、温度の低下を図ることにより、爆発音の発生を抑制すると共に、多孔質隔壁同士の間に形成された消音室により音を共鳴原理によって減衰させ、更に様々な大きさの消音室を設けることで減衰周波数を相違させて幅広く消音できる消音装置が開示されている。
しかしながら、特許文献1の消音装置は、多孔質隔壁の気孔率(開口率)が40〜60%と大きいことから、広帯域での大きな消音効果を得ることができないという問題がある。また、多孔質隔壁同士の間に形成された消音室に多孔質隔壁を通過していない気体が容易に流れ込むため、共鳴原理による消音効果が小さくなるという問題がある。更に、多孔質隔壁を複数設けることにより消音効果を顕著にしているが、設置する枚数を増やすほどコストが高くなるという問題がある。
However, the silencing device of
本発明は上記問題を鑑みなされたものであって、その目的とするところは、低コストで、広帯域の音波を低減できる消音器を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a silencer capable of reducing broadband sound waves at low cost.
本発明の消音器は、音波を含む流体の主流部が通過する主空間と、該主空間に連接して前記流体の支流部が通過する副空間とを有する消音器本体と、前記副空間に設けられ、前記消音器本体に内接して前記流体の支流部を上流側から下流側に通過させる複数の貫通孔を有する仕切板と、前記仕切板から該仕切板の下流側にかけて設けられた内壁と、を有し、各貫通孔の穴径が、0.2mm以上1mm以下に設定されており、前記内壁は、前記仕切板の下流側に中間室を形成する中間室用隔壁を有し、前記中間室は、各貫通孔を通過した前記流体の支流部を、前記流体の主流部に合流させるように形成されており、前記中間室用隔壁が貫通孔を有する。 The silencer of the present invention includes a silencer body having a main space through which a main flow portion of fluid containing sound waves passes, and a sub space connected to the main space and through which the tributary portion of the fluid passes, and the sub space. A partition plate that is inscribed in the silencer main body and has a plurality of through-holes that allow the fluid tributary portion to pass from the upstream side to the downstream side; and an inner wall provided from the partition plate to the downstream side of the partition plate The hole diameter of each through hole is set to 0.2 mm or more and 1 mm or less, and the inner wall has a partition for an intermediate chamber that forms an intermediate chamber on the downstream side of the partition plate, said intermediate chamber, a tributary of the fluid passing through the through-holes are formed so as to join the main portion of the fluid, the intermediate chamber partition wall is that having a through-hole.
本発明によると、貫通孔を通過する流体の支流部は、音波を含んだ流体として貫通孔を通過する。この流体の支流部は主空間を通過する流体の主流部とは内壁で分離された状態となっている。そして、この流体の支流部は仕切板と内壁との間に形成された、流体の主流部の影響を受けない空間部に流動する。これにより、音波を含んだ流体が貫通孔を通過する際の動圧損失と粘性抵抗により音波を低減させることが可能になる。
また、中間室を流体の主流部の影響を受けない空間部とすることができ、貫通孔を流体の支流部が音波を含んだ流体として通過することによる動圧損失と粘性抵抗により、流体の支流部に含まれる音波を減少させることができる。また、中間室が形成されることにより、ヘルムホルツ共鳴原理による消音作用の効果を得ることができる。
また、仕切板の貫通孔を通過した流体の支流部が中間室に流入し、この中間室から流体の主流部に排出されるため、流体の支流部が音波を含んだ流体として貫通孔を通過する状態が継続的に行われる。これにより、音波を含んだ流体が貫通孔を通過する際の動圧損失と粘性抵抗による音波の低減を継続的に実現することができる。
また、仕切板の貫通孔を通過した流体の支流部が中間室に流入し、中間室用隔壁の貫通孔から流体の主流部に排出されるため、流体の支流部が音波を含んだ流体として貫通孔を通過する状態が継続的に行われる。これにより、音波を含んだ流体が仕切板の貫通孔を通過する際の動圧損失と粘性抵抗による音波の低減と、中間室用隔壁の貫通孔を通過する際の動圧損失と粘性抵抗による音波の低減とを継続的に実現することができる。
また、本発明の消音器は、音波を含む流体の主流部が通過する主空間と、該主空間に連接して前記流体の支流部が通過する副空間とを有する消音器本体と、前記副空間に設けられ、前記消音器本体に内接して前記流体の支流部を上流側から下流側に通過させる複数の貫通孔を有する仕切板と、前記仕切板から該仕切板の下流側にかけて設けられた内壁と、を有し、各貫通孔の穴径が、0.2mm以上1mm以下に設定されており、前記内壁は、前記仕切板の下流側に中間室を形成する中間室用隔壁を有し、前記中間室は、各貫通孔を通過した前記流体の支流部を、前記流体の主流部に合流させるように形成されており、前記中間室が、前記主空間側に開口する開口部を有する。
本発明によると、貫通孔を通過する流体の支流部は、音波を含んだ流体として貫通孔を通過する。この流体の支流部は主空間を通過する流体の主流部とは内壁で分離された状態となっている。そして、この流体の支流部は仕切板と内壁との間に形成された、流体の主流部の影響を受けない空間部に流動する。これにより、音波を含んだ流体が貫通孔を通過する際の動圧損失と粘性抵抗により音波を低減させることが可能になる。
また、中間室を流体の主流部の影響を受けない空間部とすることができ、貫通孔を流体の支流部が音波を含んだ流体として通過することによる動圧損失と粘性抵抗により、流体の支流部に含まれる音波を減少させることができる。また、中間室が形成されることにより、ヘルムホルツ共鳴原理による消音作用の効果を得ることができる。
また、仕切板の貫通孔を通過した流体の支流部が中間室に流入し、この中間室から流体の主流部に排出されるため、流体の支流部が音波を含んだ流体として貫通孔を通過する状態が継続的に行われる。これにより、音波を含んだ流体が貫通孔を通過する際の動圧損失と粘性抵抗による音波の低減を継続的に実現することができる。
また、仕切板の貫通孔を通過した流体の支流部が中間室に流入し、この中間室の開口部から流体の主流部に排出されるため、流体の支流部が音波を含んだ流体として貫通孔を通過する状態が継続的に行われる。これにより、音波を含んだ流体が貫通孔を通過する際の動圧損失と粘性抵抗による音波の低減を継続的に実現することができる。
According to the present invention, the branch portion of the fluid passing through the through hole passes through the through hole as a fluid containing sound waves. The branch portion of the fluid is separated from the main flow portion of the fluid passing through the main space by the inner wall. The fluid tributary portion flows into a space portion formed between the partition plate and the inner wall and not affected by the fluid main flow portion. As a result, the sound wave can be reduced by the dynamic pressure loss and the viscous resistance when the fluid containing the sound wave passes through the through hole.
In addition, the intermediate chamber can be a space that is not affected by the main flow portion of the fluid, and the fluid pressure loss and viscosity resistance due to the passage of the fluid tributary portion as a fluid containing sound waves through the through hole, Sound waves contained in the tributaries can be reduced. Further, by forming the intermediate chamber, it is possible to obtain a silencing effect based on the Helmholtz resonance principle.
In addition, since the branch portion of the fluid that has passed through the through hole of the partition plate flows into the intermediate chamber and is discharged from the intermediate chamber to the main flow portion of the fluid, the branch portion of the fluid passes through the through hole as a fluid containing sound waves. The state to perform is performed continuously. Thereby, the reduction of the sound wave by the dynamic pressure loss and the viscous resistance when the fluid containing the sound wave passes through the through hole can be continuously realized.
In addition, since the tributary part of the fluid that has passed through the through hole of the partition plate flows into the intermediate chamber and is discharged from the through hole of the partition for the intermediate chamber to the main fluid part of the fluid, the tributary part of the fluid is a fluid containing sound waves. The state of passing through the through hole is continuously performed. This reduces the sound pressure due to the dynamic pressure loss and viscous resistance when the fluid containing sound waves passes through the through hole of the partition plate, and the dynamic pressure loss and viscous resistance when passing through the through hole of the partition for the intermediate chamber. Reduction of sound waves can be continuously realized.
The silencer of the present invention includes a silencer body having a main space through which a main flow portion of a fluid containing sound waves passes, and a sub space connected to the main space and through which the branch portion of the fluid passes, A partition plate provided in the space and having a plurality of through holes inscribed in the silencer main body and passing the fluid tributary portion from the upstream side to the downstream side; and provided from the partition plate to the downstream side of the partition plate. The inner wall has a partition wall for an intermediate chamber that forms an intermediate chamber downstream of the partition plate. The intermediate chamber is formed so that the branch portion of the fluid that has passed through each through hole merges with the main flow portion of the fluid, and the intermediate chamber has an opening that opens to the main space side. Have.
According to the present invention, the branch portion of the fluid passing through the through hole passes through the through hole as a fluid containing sound waves. The branch portion of the fluid is separated from the main flow portion of the fluid passing through the main space by the inner wall. The fluid tributary portion flows into a space portion formed between the partition plate and the inner wall and not affected by the fluid main flow portion. As a result, the sound wave can be reduced by the dynamic pressure loss and the viscous resistance when the fluid containing the sound wave passes through the through hole.
In addition, the intermediate chamber can be a space that is not affected by the main flow portion of the fluid, and the fluid pressure loss and viscosity resistance due to the passage of the fluid tributary portion as a fluid containing sound waves through the through hole, Sound waves contained in the tributaries can be reduced. Further, by forming the intermediate chamber, it is possible to obtain a silencing effect based on the Helmholtz resonance principle.
In addition, since the branch portion of the fluid that has passed through the through hole of the partition plate flows into the intermediate chamber and is discharged from the intermediate chamber to the main flow portion of the fluid, the branch portion of the fluid passes through the through hole as a fluid containing sound waves. The state to perform is performed continuously. Thereby, the reduction of the sound wave by the dynamic pressure loss and the viscous resistance when the fluid containing the sound wave passes through the through hole can be continuously realized.
In addition, since the branch portion of the fluid that has passed through the through hole of the partition plate flows into the intermediate chamber and is discharged from the opening of the intermediate chamber to the main flow portion of the fluid, the branch portion of the fluid penetrates as a fluid containing sound waves. The state of passing through the hole is continuously performed. Thereby, the reduction of the sound wave by the dynamic pressure loss and the viscous resistance when the fluid containing the sound wave passes through the through hole can be continuously realized.
本発明においては、前記主空間の断面積が、前記消音器本体に流入する流体が通過する主配管の断面積と同じか、或いは主配管の断面積より大きいことが好ましい。これによると、主配管を通過する流体が流通面積を変動させることなく消音器本体に流入するため、消音器本体を通過する流体の流体抵抗の増加を防止できる。 In the present invention, it is preferable that the cross-sectional area of the main space is equal to or larger than the cross-sectional area of the main pipe through which the fluid flowing into the silencer body passes. According to this, since the fluid passing through the main pipe flows into the silencer body without changing the flow area, it is possible to prevent an increase in fluid resistance of the fluid passing through the silencer body.
本発明においては、前記仕切板は、開口率が約1%以上10%以下の範囲に設定されていることが好ましい。これによると、流体が貫通孔を通過する際の粘性抵抗による消音効果を顕著にできる。 In this invention, it is preferable that the said partition plate is set to the range whose aperture ratio is about 1% or more and 10% or less. According to this, the silencing effect due to the viscous resistance when the fluid passes through the through hole can be made remarkable.
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る消音器の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of a silencer according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態に係る消音器の構成を図1に基づいて説明する。尚、流体として気体を使用するものとして説明する。
[First Embodiment]
The configuration of the silencer according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, it demonstrates as what uses gas as a fluid.
消音器10は、図1に示すように、音波を含む気体が通過する主配管14に接続して設けられたハウジング(消音器本体)1と、後述する副空間12,12に設けられた仕切板4,4と、同じく副空間12,12に設けられた内壁6,6とを有する。
As shown in FIG. 1, the
ハウジング1は円筒形であって、主配管14の断面積と同じ断面積を有する主空間11と、主空間11の外周を取り囲むように主空間11に連接する副空間12,12を有する。流入口2からハウジング1内に流入した気体の主流部は主空間を通過し、流出口3からハウジング1外へそのまま流出する。また、ハウジング1内に流入した気体の支流部は副空間12,12を通過し、気体の主流部と合流して流出口3からハウジング1外へ流出する。このように、主配管14を通過してきた気体が流通面積を変動させることなくハウジング1に流入できる構成であるため、主配管14を通過してきた気体は、その流体抵抗を増加させることなくハウジング1に流入する。副空間12,12には、仕切板4,4と内壁6,6が設けられる。尚、ハウジング1の形状は円筒形に限られず、その断面形状が四角、三角等であっても良い。
The
仕切板4,4は、ハウジング1に内接して気体の流通方向に直交するように副空間12,12に設けられる。また、仕切板4,4には複数の貫通孔5,5が穿孔されている。よって、副空間12,12を通過する気体の支流部は貫通孔5,5を貫通して下流方向へ流動する。貫通孔5,5の穴径は、特に範囲が限定されるものではないが、後述の効果を得るために1mm以下に設定される。また、貫通孔5,5の形状は、楕円形状や矩形状、多角形状、スリット状であっても良いし、各種の形状が貫通孔5,5の間や内部で混在していても良い。さらに、貫通孔5,5は、同一のサイズおよび径に設定されていても良いし、各種のサイズや径が貫通孔5,5の間や内部で混在していても良い。各種のサイズや径が混在している場合には、後述する吸音効果を発揮する周波数帯域幅を拡大することができる。
The partition plates 4 and 4 are provided in the
内壁6,6は、仕切板4,4に接続して仕切板4,4の下流側にかけて設けられた主壁7,7と、仕切板4,4から距離dほど離れた下流側であって、ハウジング1に内接して気体の流通方向に直交するように設けられた中間室用隔壁8,8とで構成される。主壁7,7と中間室用隔壁8,8との間には主空間11に向って開口部13,13が開口している。内壁6,6と仕切板4,4により、副空間12,12には中間室9,9が形成される。よって、仕切板4,4の貫通孔5,5を貫通して下流方向へ流動した気体の支流部は、主空間11を通過する気体の主流部の影響を受けない中間室9,9に流入し、距離dほど下流側に流動して開口部13,13から中間室9,9外へ流出し、主空間11を通過する気体の主流部に合流する。一定の流速をもって流動している気体の支流部は貫通孔5,5を貫通して中間室9,9に流入する際に、貫通孔5,5に起因する動圧の圧損抵抗(動圧損失)を受ける。この動圧損失は、一般にベルヌーイの法則による動圧損失として知られ、貫通孔等の孔部を流体が通過する際に渦等が発生することで流体の圧力が損失し、流体が有する音波が抵抗を受け、この抵抗により音波の振動エネルギーが熱エネルギーに変換されて、音波が低減されるというものである。この動圧損失により消音作用が生じ、貫通孔5,5を貫通した気体の支流部は広帯域で消音される。また、貫通孔5,5を貫通する気体の支流部に貫通孔5,5に起因する粘性抵抗が発生する。この粘性抵抗により消音作用が生じ、貫通孔5,5を貫通した気体の支流部は消音される。ここで、仕切板4,4の開口率を約1%以上10%以下の範囲に設定することで、気体の支流部が貫通孔5,5を通過する際の粘性抵抗による消音効果を顕著にすることができる。動圧損失による消音効果と粘性抵抗による消音効果は、気体の支流部が貫通孔5,5を継続的に通過する間は継続的に実現される。
The
尚、貫通孔5,5の直径の下限値は、0.2mmであることが好ましい。この理由は、貫通孔5,5の直径が0に近づくと、その吸音率のピークが粘性効果により増加する傾向を示すが、現実的には吸音率のピークが1.0に至ることはなく、直径が0.2mm以下のように極めて小さくなると、貫通孔5,5を貫通する気体の支流部の粘性が大きくなりすぎるため、貫通孔5,5を貫通する気体の支流部の流れに対する抵抗が大きくなり、吸音率が却って低下すると考えられるからである。また、直径が0.2mm以下のように極めて小さくなると、製造が大幅に困難となり、使用環境によってはゴミや埃等により貫通孔5,5が閉塞し易くなるからである。
In addition, it is preferable that the lower limit of the diameter of the through-
また、中間室9,9の空間層厚である仕切板4,4から中間室用隔壁8,8までの距離dと、仕切板4,4の開口率と、仕切板4,4の板厚と、貫通孔5,5の穴径とが、消音対象となる周波数の音波に対してヘルムホルツ共鳴原理を満足するように、それぞれ設定されている。
Further, the distance d from the partition plates 4 and 4 to the intermediate
ヘルムホルツ共鳴原理は、"f=(c/2π)×√{β/(t+1.6b)d}"を一般式としており、音速cと仕切板4,4の開口率βと仕切板4,4の板厚tと貫通孔5,5の穴径bと、中間室9,9の空間層厚dとをパラメータとして共鳴周波数fを示したものである。これらのパラメータは上述した粘性抵抗による消音作用を生じさせるものである。このヘルムホルツ共鳴原理により、副空間12,12であって、仕切板4,4より上流に位置する気体の支流部に含まれる共鳴周波数fの音波は消音される。粘性抵抗による消音作用とヘルムホルツ共鳴原理による消音作用との相乗効果により、吸音率が0.3以上となる周波数帯域幅が共鳴周波数fに対して10%以上となる広い周波数帯域で消音効果を発揮させることができる。ヘルムホルツ共鳴原理による消音効果は、気体の支流部が副空間12,12を継続的に通過する間は継続的に実現される。
The Helmholtz resonance principle has a general formula of “f = (c / 2π) × √ {β / (t + 1.6b) d}”, and the sound velocity c, the aperture ratio β of the partition plates 4 and 4, and the partition plates 4 and 4 are used. The resonance frequency f is shown using the plate thickness t, the hole diameter b of the through
消音器のパラメータは、上記の粘性抵抗による消音作用とヘルムホルツ共鳴原理による消音作用との相乗効果を有するように、空間層厚dが10mm〜50mmの場合において、仕切板4,4における開口率βが3%以下、仕切板4,4の板厚tが0.3mm以上であり、貫通孔5,5の穴径bが1mm以下の設計条件に設定されていることが好ましい。
The parameters of the silencer are the aperture ratio β in the partition plates 4 and 4 when the space layer thickness d is 10 mm to 50 mm so as to have a synergistic effect of the silencing action by the viscous resistance and the silencing action by the Helmholtz resonance principle. Is 3% or less, the plate thickness t of the partition plates 4 and 4 is 0.3 mm or more, and the hole diameter b of the through
尚、ハウジング1および仕切板4,4、内壁6,6は、鉄やアルミニウム等の金属や合成樹脂により形成される。また、これらは、リサイクル時の分別処理を不要にするように、同一の材質で形成されていることが望ましい。
The
次に、上記の構成における消音器の作動について説明する。 Next, the operation of the silencer in the above configuration will be described.
流入口2よりハウジング1内に流入する気体は、流入前に騒音発生源で発生した音波を含んだ流れとしてハウジング1内に流入する。そして、気体の主流部はハウジング1の主空間11を通過してそのまま流出口3よりハウジング1外へ流出する。一方、気体の支流部は副空間12,12を通過する。
The gas flowing into the
まず、音速cと仕切板4,4の開口率βと仕切板4,4の板厚tと貫通孔5,5の穴径bと、中間室9,9の空間層厚dとをパラメータとするヘルムホルツ共鳴原理により、副空間12,12であって、仕切板4,4より上流に位置する気体の支流部が有する共鳴周波数fの音波は消音される。その後、気体の支流部は仕切板4,4の方へ流動する。
First, the sound velocity c, the aperture ratio β of the partition plates 4 and 4, the plate thickness t of the partition plates 4 and 4, the hole diameter b of the through
次に、気体の支流部は、仕切板4,4の貫通孔5,5の貫通時に貫通孔5,5による粘性作用を受ける。これにより貫通孔5,5を通過する気体の支流部が有する音波は低減される。
Next, the gas tributary part is subjected to viscous action by the through
また、気体の支流部は一定の流れを持って流動しているため、気体の支流部が貫通孔5,5を貫通する際に動圧損失を受ける。これによっても、貫通孔5,5を通過する気体の支流部が有する音波は低減される。
Further, since the gas tributary part flows with a constant flow, the gas tributary part is subjected to a dynamic pressure loss when passing through the through
そして、貫通孔5,5を通過した気体の支流部は中間室9,9内に流入し、主空間11を通過する気体の主流部の影響を受けることなく中間室9,9の下流側へと流動する。そして、気体の支流部は開口部13,13から中間室9,9外へ流出し、主空間11を通過する気体の主流部と合流して流出口3よりハウジング1外へ流出する。
Then, the tributary part of the gas that has passed through the through
次に、本実施形態における消音器の動圧損失による消音効果を確認するため、下記の試験を行った。即ち、図2のような、垂直入射吸音率を計測するための音響管51を用意し、その内部に、開口率βが5%、板厚tが0.8mmであって、穴径bがφ2mmの貫通孔55を有する多孔板54を設置し、稼動壁56を調整して中間室59の空気層厚dを350mmとし、流入口52から音波を含まない気体を流入させ、流出口53から気体を流出させた。同時に音響管51の流入口52側の端面に配置したスピーカ57より白色ノイズを発生させ、音響管に隣接して設けられた2つのマイク58で垂直入射吸音率(壁からの反射音)を測定した。
Next, in order to confirm the silencing effect due to the dynamic pressure loss of the silencer in the present embodiment, the following test was performed. That is, an
この結果、図3の吸音率測定結果に示すように、流入口52での気体の流速を0m/s、2m/s、4m/s、8m/sと変化させたとき、0m/sでヘルムホルツ共鳴原理と貫通孔55の粘性作用により得られる垂直入射吸音率に比べ、気体に動圧損失効果を加えることで垂直入射吸音率は明らかに向上し、流れの速度の増加に従い垂直入射吸音率が向上することがわかった。
As a result, as shown in the sound absorption coefficient measurement result of FIG. 3, when the gas flow velocity at the
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態に係る消音器20の構成を図4に基づいて説明する。尚、第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付記してその説明を省略する。第2実施形態の構成が第1実施形態と異なる点は、中間室用隔壁28,28にも仕切板4,4と同様の貫通孔31,31が複数穿孔されている点と、開口部がなく、主壁27,27と中間室用隔壁28,28が接合している点である。貫通孔31,31は貫通孔5,5と同様のものである。
[Second Embodiment]
The structure of the
上記の構成における消音器20の作動について説明する。流入口2からハウジング1内に流入した音波を含む気体のうち、副空間12,12を通過する気体の支流部は、副空間12,12であって、仕切板4,4より上流に位置するときに、ヘルムホルツ共鳴原理による消音効果により消音される。また、気体の支流部は仕切板4,4の貫通孔5,5を貫通する際に粘性作用と動圧損失により消音され、その後、中間室29,29を流動して中間室用隔壁28,28に到達する。そして、中間室用隔壁28,28の貫通孔31,31を貫通する際に、貫通孔31,31による粘性作用と動圧損失により更に消音される。貫通孔31,31を貫通した気体の支流部は主空間11を通過する気体の主流部に合流して流出口3よりハウジング1外へ流出する。その他の点については第1実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
The operation of the
[第3実施形態]
本発明の第3実施形態に係る消音器の構成を図5に基づいて説明する。尚、第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付記してその説明を省略する。第3実施形態の構成が第1実施形態と異なる点は、開口部がなく、主壁37,37と中間室用隔壁38,38が接合されて、中間室39,39の下流側が閉塞している点である。
[Third Embodiment]
A configuration of a silencer according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted. The configuration of the third embodiment is different from the first embodiment in that there is no opening, the
上記の構成における消音器30の作動について説明する。流入口2からハウジング1内に流入する気体が過渡的な流れや圧力変動を伴っている場合において、中間室39,39と副空間12,12との間に圧力差が生じており、中間室39,39の圧力が副空間12,12の圧力よりも小さければ、気体の支流部が副空間12,12から中間室39,39へ流動して仕切板4,4の貫通孔5,5を通過する際に、動圧損失と粘性抵抗による消音効果を得ることができる。一方、副空間12,12の圧力が中間室39,39の圧力よりも小さければ、気体の支流部が中間室39,39から副空間12,12へ流動して仕切板4,4の貫通孔5,5を通過する際に、動圧損失と粘性抵抗による消音効果を得ることができる。気体の支流部は仕切板4,4の貫通孔5,5にて動圧損失を受けるため、仕切板4,4の前後で音圧差が生じる。音圧差が生じている期間においては、気体の支流部は圧力の高い方から低い方へ流動し、貫通孔5,5による粘性作用と動圧損失による消音効果が発揮される。また、下流側が閉塞した中間室39,39により、副空間12,12であって、仕切板4,4の上流に位置する気体の支流部にはヘルムホルツ共鳴原理による消音効果が発揮される。しかし、中間室39,39内の圧力が副空間12,12の圧力と同じになれば、もはや気体の支流部は中間室39,39の方にも、副空間12,12の方にも流動しなくなり、動圧損失と粘性抵抗による消音効果及びヘルムホルツ共鳴原理による消音効果は発揮されなくなる。
The operation of the
このような消音器30は、気体の流通速度が変化する機関や装置の消音器として好適に使用される。即ち、ハウジング1に流入する気体の圧力が上昇するのに伴って中間室39,39に気体の支流部が流入することで中間室39,39内の圧力も上昇していき、それに伴って動圧損失と粘性抵抗による消音効果及びヘルムホルツ共鳴原理による消音効果も発揮されて気体の支流部が消音され、ハウジング1に流入する気体の圧力が低下している時は中間室39,39内部にたまっていた気体の支流部が中間室39,39から流出することで中間室39,39内の圧力も低下していき、それに伴って動圧損失と粘性抵抗による消音効果及びヘルムホルツ共鳴原理による消音効果も発揮されて気体の支流部が消音される。そして、ハウジング1に流入する気体の再度の圧力上昇に伴って中間室39,39に気体の支流部が流入することで中間室39,39内の圧力も上昇していき、それに伴って動圧損失と粘性抵抗による消音効果及びヘルムホルツ共鳴原理のよる消音効果も発揮されて気体の支流部が消音される、というように、気体の流通速度が変化する機関や装置が発生させる気体の過渡的な流れや圧力変動に伴って繰り返し消音効果を発揮させることができる。その他の点については第1実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
Such a
以上のように、本実施形態の消音器は、主配管より太い経のハウジングの副空間に貫通孔が穿孔された仕切板を設け、仕切板から仕切板の下流側にかけて内壁を設けて、ハウジングの主空間を通過する気体の主流部の影響を受けない中間室を形成することで、気体の支流部が貫通孔を通過する際に貫通孔に起因する動圧損失と粘性抵抗により消音される構成にされている。また、中間室の空間層厚と、仕切板の開口率と、仕切板の板厚と、貫通孔の穴径とが、消音対象となる周波数の音波に対してヘルムホルツ共鳴原理を満足するようにそれぞれ設定されているため、副空間であって、仕切板より上流に位置する気体の支流部にヘルムホルツ共鳴原理による消音効果が発揮される構成にされている。これにより、広帯域の音波を低減できる消音器を低コストで実現できる。 As described above, the silencer of the present embodiment is provided with a partition plate in which a through hole is drilled in a subspace of a housing that is thicker than the main pipe, and an inner wall is provided from the partition plate to the downstream side of the partition plate. By forming an intermediate chamber that is not affected by the main flow part of the gas that passes through the main space, the sound is silenced by the dynamic pressure loss and viscous resistance caused by the through hole when the gas tributary part passes through the through hole. It is configured. In addition, the space layer thickness of the intermediate chamber, the aperture ratio of the partition plate, the plate thickness of the partition plate, and the hole diameter of the through hole satisfy the Helmholtz resonance principle for sound waves of the frequency to be silenced. Since they are respectively set, they are sub-spaces, and are configured such that a silencing effect based on the Helmholtz resonance principle is exhibited in a gas tributary part located upstream of the partition plate. Thereby, the silencer which can reduce a broadband sound wave is realizable at low cost.
また、本発明を好適な実施の形態に基づいて説明したが、本発明はその趣旨を超えない範囲において変更が可能である。即ち、図6に示すように、第1実施形態の構成の消音器10の下流に別の吸音構造体40を接続するようにしてもよい。吸音構造体40は、主流管14より太い径の筒状の配管路41と、配管路41の内部に配管路41の軸方向に延設され、配管路41の配管路断面を区切るように配置された多孔板44からなる。多孔板44は筒状であって、多数の孔45が穿孔されており、孔45の開口率は好ましくは約1%以上10%以下である。吸音構造体40は以上のように2重構造となっており、多孔板44を通る気体は粘性作用と動圧損失の消音効果とヘルムホルツ共鳴原理による消音効果により消音されるため、さらに消音効果を向上させることができる。尚、第2,3実施形態の構成の消音器20,30の下流に吸音構造体40が設けられても良い。
Moreover, although this invention was demonstrated based on suitable embodiment, this invention can be changed in the range which does not exceed the meaning. That is, as shown in FIG. 6, another
また、ハウジング内に第1〜3実施形態の中間室が周方向に連設された構成であっても良い。周方向に連設された中間室は、同種の中間室であっても、異種の中間室であっても良い。特に、異種の中間室が周方向に連設される場合、中間室毎に中間室の空間層厚と、仕切板の開口率と、仕切板の板厚と、貫通孔の穴径とを異ならせることで、中間室毎に対応する周波数を夫々異ならせることができるため、より広い周波数範囲の音波を消音することができる。また、ハウジング内に第1〜3実施形態の中間室が軸方向に連設された構成であっても良く、周方向に異種の中間室を連設した構成と組み合わせても良い。 Moreover, the structure by which the intermediate chamber of 1st-3rd embodiment was continuously provided in the circumferential direction in the housing may be sufficient. The intermediate chambers arranged in the circumferential direction may be the same type of intermediate chambers or different types of intermediate chambers. In particular, when different types of intermediate chambers are provided in the circumferential direction, the space layer thickness of the intermediate chamber, the aperture ratio of the partition plate, the plate thickness of the partition plate, and the hole diameter of the through hole are different for each intermediate chamber. Since the frequency corresponding to each intermediate chamber can be made different, it is possible to mute sound waves in a wider frequency range. Moreover, the structure by which the intermediate | middle chamber of 1st-3rd embodiment was continuously provided in the axial direction in the housing may be sufficient, and you may combine with the structure which provided the different intermediate | middle chamber in the circumferential direction.
また、第1実施形態において、内壁6,6が主壁7,7だけで、中間室用隔壁8,8が設けられない構成であっても良い。この場合には、中間室9,9によるヘルムホルツ共鳴原理の消音効果は発揮されないが、仕切板4,4の貫通孔5,5による動圧損失と粘性抵抗の消音効果は発揮され、貫通孔5、5を貫通する気体の支流部は消音される。2つの中間室用隔壁8,8の両方が設置されない構成であっても、いずれか一方が設置されない構成であっても良い。
In the first embodiment, the
また、第1〜3実施形態において、ハウジング1の主空間11の断面積が主配管14の断面積より小さくても良い。また、ハウジング1の断面積が主配管14の断面積より小さくても良い。この場合には、主配管14を通過してきた気体はハウジング1に流入するときにその流体抵抗を増加させるが、貫通孔5,5の穴経を大きくするなどして動圧損失を上手くコントロールすることで、消音器として機能する。
In the first to third embodiments, the cross-sectional area of the
本発明に係る消音器は、通過する流体が気体であれば、例えば自動車や鉄道車両、建設車両、船舶、自動搬送装置のように内部にエンジン等の駆動機構を備えた移動装置、モータやギヤ等の駆動機構を内部に備えた設備機械の防音カバーとして好適に使用できる。また、消音器を通過する流体が液体であれば、建設機械やプレス機械等の油圧を用いる機械に好適に使用できる。 The silencer according to the present invention has a moving device, a motor and a gear provided with a driving mechanism such as an engine, such as an automobile, a railway vehicle, a construction vehicle, a ship, and an automatic transfer device, if the fluid passing therethrough is a gas. It can be suitably used as a soundproof cover for equipment machines equipped with a drive mechanism such as the above. Further, if the fluid passing through the silencer is a liquid, it can be suitably used for a machine using hydraulic pressure such as a construction machine or a press machine.
1 ハウジング(消音器本体)
2 流入口
3 流出口
4 仕切板
5 貫通孔
6 内壁
7 主壁
8 中間室用隔壁
9 中間室
10 消音器
11 主空間
12 副空間
13 開口部
14 主配管
40 吸音構造体
41 配管路
44 多孔板
45 孔
51 音響管
52 流入口
53 流出口
54 多孔板
55 貫通孔
56 稼動壁
57 スピーカ
58 マイク
59 中間室
1 Housing (muffler body)
2 inflow port 3 outflow port 4
Claims (4)
前記副空間に設けられ、前記消音器本体に内接して前記流体の支流部を上流側から下流側に通過させる複数の貫通孔を有する仕切板と、
前記仕切板から該仕切板の下流側にかけて設けられた内壁と、
を有し、
各貫通孔の穴径が、0.2mm以上1mm以下に設定されており、
前記内壁は、前記仕切板の下流側に中間室を形成する中間室用隔壁を有し、
前記中間室は、各貫通孔を通過した前記流体の支流部を、前記流体の主流部に合流させるように形成されており、
前記中間室用隔壁が貫通孔を有することを特徴とする消音器。 A silencer body having a main space through which a main flow portion of a fluid containing sound waves passes, and a sub space connected to the main space and through which a tributary portion of the fluid passes;
A partition plate provided in the sub-space, and having a plurality of through holes that are inscribed in the silencer main body and pass the branch portion of the fluid from the upstream side to the downstream side;
An inner wall provided from the partition plate to the downstream side of the partition plate;
Have
The hole diameter of each through hole is set to 0.2 mm or more and 1 mm or less ,
The inner wall has an intermediate chamber partition wall that forms an intermediate chamber downstream of the partition plate;
The intermediate chamber is formed so as to merge the branch portion of the fluid that has passed through each through hole with the main flow portion of the fluid,
Muffler said intermediate chamber partition wall is characterized Rukoto to having a through-hole.
前記副空間に設けられ、前記消音器本体に内接して前記流体の支流部を上流側から下流側に通過させる複数の貫通孔を有する仕切板と、 A partition plate provided in the sub-space, and having a plurality of through holes that are inscribed in the silencer main body and pass the branch portion of the fluid from the upstream side to the downstream side;
前記仕切板から該仕切板の下流側にかけて設けられた内壁と、 An inner wall provided from the partition plate to the downstream side of the partition plate;
を有し、Have
各貫通孔の穴径が、0.2mm以上1mm以下に設定されており、 The hole diameter of each through hole is set to 0.2 mm or more and 1 mm or less,
前記内壁は、前記仕切板の下流側に中間室を形成する中間室用隔壁を有し、 The inner wall has an intermediate chamber partition wall that forms an intermediate chamber downstream of the partition plate;
前記中間室は、各貫通孔を通過した前記流体の支流部を、前記流体の主流部に合流させるように形成されており、 The intermediate chamber is formed so as to merge the branch portion of the fluid that has passed through each through hole with the main flow portion of the fluid,
前記中間室が、前記主空間側に開口する開口部を有することを特徴とする消音器。 The muffler, wherein the intermediate chamber has an opening that opens to the main space side.
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