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JP7637972B2 - Sound suppressor - Google Patents
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Description

本発明は、車両用空調装置の冷媒配管、排気管等に挿入される消音装置に関する。 The present invention relates to a silencer that is inserted into the refrigerant pipes, exhaust pipes, etc. of vehicle air conditioners.

車両用空調装置において、コンプレッサの機械騒音や冷媒のキャビテーションによる騒音が配管を介してエバポレータに伝わり、吹出口からドライバに伝わるか、あるいは、配管の途中でエンジンルームの空間を介して車体経由でドライバに伝わる。このため、車両用空調装置の配管には、マフラー型のサイレンサが介設されたり、内挿型のサイレンサが挿入されている。マフラー型のサイレンサは、大型で重く、ろう付けによるコストアップが生じるため、近年では、内挿型のサイレンサが多く採用されている。 In vehicle air conditioners, mechanical noise from the compressor and noise caused by cavitation of the refrigerant are transmitted to the evaporator via the piping and then transmitted to the driver from the air outlet, or transmitted along the way to the driver via the vehicle body through the space in the engine compartment. For this reason, muffler-type silencers or internal insertion-type silencers are installed in the piping of vehicle air conditioners. Muffler-type silencers are large and heavy, and brazing increases costs, so internal insertion-type silencers have been widely adopted in recent years.

例えば、特許文献1には、内管の外面に、らせん状のフィンを設けたものが記載されている。これは、内外の流路長の差により位相差が生じて、音の干渉を引き起こし、消音効果が生じるが、消音効果のある周波数を調整するには、内外の流路長の差を変化させるしかなく、調整が困難である。 For example, Patent Document 1 describes a device in which a spiral fin is provided on the outer surface of an inner tube. This creates a phase difference due to the difference in the length of the inner and outer flow passages, which causes sound interference and creates a noise-dampening effect, but the only way to adjust the frequency at which the noise-dampening effect occurs is to change the difference in the length of the inner and outer flow passages, which is difficult to adjust.

特許文献2には、管状の本体に挿入される消音器であって、該消音器と本体との間に共鳴器チャンバが設けられ、本体の流路が接続チャンネルを介して共鳴器チャンバに接続された消音器が記載されている。また、特許文献3には、内側部材を包囲する外側部材をベローズとし、内側部材と外側部材との間にキャビティが形成され、内側部材の開口がキャビティに開放している吸音装置が記載されている。これらは、いずれも共鳴型で、共鳴周波数が共鳴器の形状で決まるので、消音効果のある周波数が狭い。 Patent document 2 describes a silencer that is inserted into a tubular body, in which a resonator chamber is provided between the silencer and the body, and the flow path of the body is connected to the resonator chamber via a connecting channel. Patent document 3 describes a sound absorbing device in which the outer member surrounding the inner member is a bellows, a cavity is formed between the inner member and the outer member, and the opening of the inner member is open to the cavity. Both of these are of the resonance type, and the resonance frequency is determined by the shape of the resonator, so the frequency range in which the sound absorbing effect is achieved is narrow.

欧州特許公開公報EP2138750A1European Patent Publication EP2138750A1 特許第5785173号公報明細書Patent No. 5785173 specification 特開2005-84693号公報JP 2005-84693 A

本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、透過損失が大きく、周波数に応じた調整が容易で、消音効果を生じる周波数の範囲が広い消音装置を提供することを課題とする。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned problems of the conventional technology, and aims to provide a noise suppression device that has a large transmission loss, is easy to adjust according to frequency, and has a wide frequency range in which it produces a noise suppression effect.

前記課題を解決するための手段として、本発明は、
(1)流体が流れる主管に挿入される消音装置であって、
前記主管の内側に位置する内管と、
前記内管の外面に設けられ、前記主管の内面に接触する螺旋状のフィンと、
前記フィンによって形成される螺旋状の溝を仕切る仕切部とが設けられ、
前記主管と前記内管との間に、前記フィンと前記仕切部とで囲まれるサイドブランチチャンバが設けられ、
前記螺旋状の溝の上流側端部又は下流側端部に前記サイドブランチチャンバと連通する出入口が設けられていることを特徴とする。
As a means for solving the above problems, the present invention provides
(1) A silencer that is inserted into a main pipe through which a fluid flows,
an inner pipe located inside the main pipe;
a spiral fin provided on an outer surface of the inner pipe and in contact with an inner surface of the main pipe;
a partition portion that partitions the spiral groove formed by the fin,
a side branch chamber surrounded by the fin and the partition portion is provided between the main pipe and the inner pipe,
The spiral groove is characterized in that an inlet/outlet communicating with the side branch chamber is provided at the upstream end or downstream end of the spiral groove.

(2)前記仕切部は、前記螺旋状の溝の中間部に形成され、
前記サイドブランチチャンバは、前記仕切部より上流側の第1サイドブランチチャンバと、前記仕切部より下流側の第2サイドブランチチャンバとからなることが好ましい。
(2) The partition portion is formed in a middle portion of the spiral groove,
The side branch chamber preferably includes a first side branch chamber upstream of the partition and a second side branch chamber downstream of the partition.

(3)前記仕切部は、前記螺旋状の溝の上流側端部又は下流側端部に形成され、
前記サイドブランチチャンバは、前記仕切部より上流側又は下流側に形成されていることが好ましい。
(3) The partition portion is formed at an upstream end or a downstream end of the spiral groove,
The side branch chamber is preferably formed upstream or downstream of the partition.

(4)前記仕切部は、前記螺旋状の溝の上流側の第1仕切部と、下流側の第2仕切部とからなり、
前記第1仕切部と前記第2仕切部の間に共鳴チャンバが設けられ、
前記内管の内面に、前記共鳴チャンバと連通するように開口が設けられていることが好ましい。
(4) The partition portion includes a first partition portion on the upstream side of the spiral groove and a second partition portion on the downstream side of the spiral groove,
A resonance chamber is provided between the first partition and the second partition,
The inner surface of the inner tube is preferably provided with an opening communicating with the resonating chamber.

(5)前記螺旋状のフィンは、複数条のフィンからなり、
前記複数条のフィンによって形成される複数条の螺旋状の溝は、前記仕切部が形成された螺旋状の第1溝と、前記仕切部が無い螺旋状の第2溝とからなり、
前記主管と前記内管との間に、前記螺旋状の第2溝に沿って、前記主管を流れる流体の副流路が形成されていることが好ましい。
(5) The spiral fin is composed of a plurality of fins,
the plurality of spiral grooves formed by the plurality of fins include a first spiral groove having the partition portion formed therein and a second spiral groove having no partition portion,
It is preferable that a secondary flow passage for a fluid flowing through the main pipe is formed between the main pipe and the inner pipe along the second spiral groove.

(6)前記フィンを密封する外筒が設けられていることが好ましい。 (6) It is preferable that an outer cylinder is provided to seal the fin.

請求項1から3の発明によれば、螺旋状の溝の上流側端部又は下流側端部からサイドブランチチャンバに進入した音波は、仕切部で反射して螺旋状の溝の上流側端部又は下流側端部に戻り、内管の音波と逆位相になって干渉し、消音される。仕切部の位置を変えることで、消音効果を生じる周波数を調整することができる。 According to the inventions of claims 1 to 3, sound waves that enter the side branch chamber from the upstream or downstream end of the spiral groove are reflected by the partition and return to the upstream or downstream end of the spiral groove, where they interfere with the sound waves in the inner tube in the opposite phase and are silenced. By changing the position of the partition, the frequency at which the sound silencing effect occurs can be adjusted.

請求項4の発明によれば、内管の内面に設けられた開口から共鳴チャンバに進入した音波のエネルギーが共鳴チャンバで吸収され、消音される。このため、サイドブランチチャンバによる広範囲の周波数域での消音効果と、共鳴チャンバによる特定周波数域での消音効果とが複合した消音効果が得られる。特に、サイドブランチチャンバによる消音効果が得にくい周波数領域を共鳴チャンバによる消音効果で補うことで、より広範囲の周波数領域で消音効果を得ることができる。 According to the invention of claim 4, the energy of the sound waves that enter the resonating chamber from the opening on the inner surface of the inner tube is absorbed in the resonating chamber and silenced. This provides a combined sound silencing effect that combines the sound silencing effect of the side branch chamber in a wide frequency range with the sound silencing effect of the resonating chamber in a specific frequency range. In particular, by compensating for the frequency range in which it is difficult to obtain a sound silencing effect from the side branch chamber with the sound silencing effect of the resonating chamber, it is possible to obtain a sound silencing effect in a wider frequency range.

請求項5の発明によれば、複数条のフィンによって形成される複数条の螺旋状の溝のうち、仕切部が無い螺旋状の第2溝を副流路と、内管の内側の主流路との間の流路の差により、音波の位相差が生じて、音の干渉を引き起こし、消音効果が生じる。このため、サイドブランチチャンバによる広範囲の周波数域での消音効果と、副流路と主流路の位相差による消音効果とが複合した消音効果が得られる。 According to the invention of claim 5, among the multiple spiral grooves formed by the multiple fins, the second spiral groove without a partition is a secondary flow path between the secondary flow path and the main flow path inside the inner tube, which generates a phase difference in the sound waves, causing sound interference and creating a noise reduction effect. Therefore, a noise reduction effect is obtained that combines the noise reduction effect in a wide frequency range by the side branch chamber and the noise reduction effect due to the phase difference between the secondary flow path and the main flow path.

請求項6の発明によれば、外筒がサイドブランチチャンバ、共鳴チャンバを密封しているので、主管の曲がりや振動によるサイドブランチチャンバや共鳴チャンバの漏れが防止され、消音効果を維持することができる。 According to the invention of claim 6, the outer cylinder seals the side branch chamber and the resonating chamber, preventing leakage from the side branch chamber and the resonating chamber due to bending or vibration of the main tube, and maintaining the sound-deadening effect.

本発明の第1実施形態に係る消音装置の主管の一部を破断した斜視図。1 is a perspective view of a noise suppressor according to a first embodiment of the present invention, in which a part of a main pipe is cut away. 図1の消音装置の上流側から見た斜視図。FIG. 2 is a perspective view of the silencer of FIG. 1 as viewed from the upstream side. 図1の消音装置の下流側から見た斜視図。FIG. 2 is a perspective view of the silencer of FIG. 1 as viewed from the downstream side. 図1の消音装置を挿入した主管の縦断面図。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a main pipe into which the silencer of FIG. 1 is inserted. 図1の消音装置の変形例を示す斜視図及び正面図。2A and 2B are a perspective view and a front view showing a modified example of the silencer of FIG. 1 . 消音効果の解析に用いた発明例と比較例とを示す斜視図。FIG. 13 is a perspective view showing an example of the invention and a comparative example used in an analysis of the sound deadening effect. 比較例(spiral 1)、発明例(spiral 2)の透過損失の解析結果を示すグラフ。1 is a graph showing analysis results of transmission loss for a comparative example (spiral 1) and an example of the invention (spiral 2). 比較例(spiral 1)、発明例(spiral 2)の透過損失の解析結果を低周波数域、高周波数域、全周波数域の平均値で示したグラフ。Graph showing the analysis results of transmission loss for the comparative example (spiral 1) and the invention example (spiral 2) in terms of average values in the low frequency range, high frequency range, and all frequency ranges. 本発明の第2実施形態に係る消音装置の斜視図。FIG. 5 is a perspective view of a silencer according to a second embodiment of the present invention. 図9の消音装置を挿入した主管の縦断面図。FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a main pipe with the silencer of FIG. 9 inserted therein; 図9の消音装置の変形例を示す斜視図。FIG. 10 is a perspective view showing a modification of the silencer of FIG. 9 . 本発明の第3実施形態に係る消音装置の主管の一部を破断した斜視図。FIG. 11 is a perspective view of a noise suppressor according to a third embodiment of the present invention, with a portion of the main pipe cut away.

以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the attached drawings.

<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る消音装置1を示す。消音装置1は、車両用空調装置の冷媒が流れる配管に設けられる。具体的には、消音装置は、図示しないコンプレッサ、コンデンサ、膨張弁及びエバポレータからなる車両用空調装置におけるエバポレータ又はコンプレッサの出口側の配管(以下、「主管」という)2に挿入される。主管2は、ゴムや合成樹脂等の弾性と可撓性とを有する素材で形成されているが、これに限らず、アルミニウム等の可撓性を有さない素材を使用してもよい。主管2には、図1において左側の上流から右側の下流に流体(以下「冷媒」という)が流れるものとする。
First Embodiment
FIG. 1 shows a silencer 1 according to a first embodiment of the present invention. The silencer 1 is provided in a pipe through which a refrigerant of an air conditioner for a vehicle flows. Specifically, the silencer is inserted into a pipe (hereinafter referred to as a "main pipe") 2 on the outlet side of an evaporator or a compressor in an air conditioner for a vehicle, the air conditioner including a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator (not shown). The main pipe 2 is formed of a material having elasticity and flexibility, such as rubber or synthetic resin, but is not limited thereto, and a material having no flexibility, such as aluminum, may also be used. In the main pipe 2, a fluid (hereinafter referred to as a "refrigerant") flows from the upstream on the left side to the downstream on the right side in FIG. 1.

図2、図3に示すように、消音装置1は、内管3と、フィン4と、仕切部5とを備えている。 As shown in Figures 2 and 3, the silencer 1 includes an inner tube 3, fins 4, and a partition 5.

内管3は、主管2の内径より小さい外径を有する。内管3の肉厚は、流路確保のため、できるだけ薄いほうが好ましい。内管3の長さは、任意であるが、主管2を設置する場所での主管2の曲がりを妨げない程度の長さが好ましい。内管3の内側は、主管2を流れる流体の主流路10を形成する。 The inner pipe 3 has an outer diameter smaller than the inner diameter of the main pipe 2. The thickness of the inner pipe 3 is preferably as thin as possible to ensure a flow path. The length of the inner pipe 3 is arbitrary, but it is preferable that the length does not hinder the bending of the main pipe 2 at the location where the main pipe 2 is installed. The inside of the inner pipe 3 forms the main flow path 10 for the fluid flowing through the main pipe 2.

フィン4は、2条の螺旋状の第1フィン4aと第2フィン4bとからなっている。第1フィン4aは、内管3の外面に設けられ、内管3の上流側の端部から下流側の端部まで、所定のピッチpで螺旋状に延びている。第2フィン4bは、内管3の上流側の端部の第1フィン4aとは180度位相がずれた位置から下流側の端部まで、第1フィン4aと同じピッチpで螺旋状に延びている。第2フィン4bは、第1フィン4aの隣接する2つの側面の中間に位置する。フィン4の高さは、内管3の外面から主管2の内面までの径方向の寸法と等しい。このため、フィン4の外端面は、主管2の内面に接触している。フィン4の厚さは、内管3の肉厚と同じが好ましいが、これに限るものではない。第1フィン4aと第2フィン4bとは、主管2と内管3との間に、2条の螺旋状の第1溝6aと第2溝6bとを形成している。本実施形態では、フィン4は2条であるが、1条でも3条以上でもよい。 The fin 4 is composed of a first fin 4a and a second fin 4b having two helical stripes. The first fin 4a is provided on the outer surface of the inner pipe 3 and extends in a spiral shape with a predetermined pitch p from the upstream end of the inner pipe 3 to the downstream end. The second fin 4b extends in a spiral shape with the same pitch p as the first fin 4a from a position 180 degrees out of phase with the first fin 4a at the upstream end of the inner pipe 3 to the downstream end. The second fin 4b is located in the middle between two adjacent side surfaces of the first fin 4a. The height of the fin 4 is equal to the radial dimension from the outer surface of the inner pipe 3 to the inner surface of the main pipe 2. Therefore, the outer end surface of the fin 4 is in contact with the inner surface of the main pipe 2. The thickness of the fin 4 is preferably the same as the wall thickness of the inner pipe 3, but is not limited to this. The first fin 4a and the second fin 4b form a first groove 6a and a second groove 6b having two helical stripes between the main pipe 2 and the inner pipe 3. In this embodiment, the fins 4 have two rows, but they can also have one row or three or more rows.

仕切部5は、第1溝6aの第1フィン4aの側面と、これと隣接する第2フィン4bの側面との間に設けられ、第1溝6aを上流側と下流側とに仕切っている。仕切部5の位置は任意であるが、仕切部5の上流側と下流側とに形成されるサイドブランチチャンバ7a、7bの長さを決定する。仕切部5の高さは、フィン4の高さと同じである。仕切部5の厚さは、フィン4の厚さと同じが好ましいが、これに限るものではない。 The partition 5 is provided between the side of the first fin 4a of the first groove 6a and the side of the adjacent second fin 4b, and divides the first groove 6a into an upstream side and a downstream side. The position of the partition 5 is arbitrary, but determines the length of the side branch chambers 7a, 7b formed on the upstream side and downstream side of the partition 5. The height of the partition 5 is the same as the height of the fin 4. The thickness of the partition 5 is preferably the same as the thickness of the fin 4, but is not limited to this.

消音装置1は、図示しない固定部材により、主管2の外側から仕切部5を含むフィン4の一部が締め付けられることにより、主管2の内部に固定されている。第1フィン4aと第2フィン4bとの外端面及び仕切部5の外端面は、消音装置1が主管2に挿入されたときに主管2の内面と密着する。これにより、後述するサイドブランチチャンバ7a、7bが、主管2によって密封されるようになっている。固定手段の代用として、消音装置1を主管2に挿入するとき、圧入したり、シール材を用いてもよい。 The silencer 1 is fixed inside the main pipe 2 by fastening a part of the fins 4, including the partition 5, from the outside of the main pipe 2 with a fixing member (not shown). The outer end faces of the first fin 4a and the second fin 4b and the outer end face of the partition 5 are in close contact with the inner surface of the main pipe 2 when the silencer 1 is inserted into the main pipe 2. This allows the side branch chambers 7a and 7b, which will be described later, to be sealed by the main pipe 2. As an alternative to the fixing means, the silencer 1 may be pressed in or a sealant may be used when inserting it into the main pipe 2.

図4に示すように、主管2と内管3との間で、かつ、第1フィン4aと第2フィン4bとが形成する螺旋状の第1溝6aには、仕切部5の上流側に螺旋状の第1サイドブランチチャンバ7aが形成され、仕切部5の下流側に螺旋状の第2サイドブランチチャンバ7bが形成されている。第1サイドブランチチャンバ6aの出入口8aは、第1溝6aの上流側端部にあり、第2サイドブランチチャンバ7bの出入口8bは、第2溝6bの下流側端部にある。 As shown in FIG. 4, in the first spiral groove 6a formed between the main pipe 2 and the inner pipe 3 and by the first fin 4a and the second fin 4b, a first spiral side branch chamber 7a is formed on the upstream side of the partition 5, and a second spiral side branch chamber 7b is formed on the downstream side of the partition 5. The inlet/outlet 8a of the first side branch chamber 6a is located at the upstream end of the first groove 6a, and the inlet/outlet 8b of the second side branch chamber 7b is located at the downstream end of the second groove 6b.

また、主管2と内管3との間で、かつ、第1フィン4aと第2フィン4bとが形成する螺旋状の第2溝6bは、内管3の上流側端部から下流側端部まで副流路9を形成する。 The second spiral groove 6b formed between the main pipe 2 and the inner pipe 3 and by the first fin 4a and the second fin 4b forms a secondary flow path 9 from the upstream end to the downstream end of the inner pipe 3.

次に、本実施形態の消音装置1の作用について説明する。 Next, the operation of the silencer 1 of this embodiment will be described.

図4に示すように、主管2内を流れる冷媒は、消音装置1の上流側端部で、内管3の内側の主流路10と、内管3の外側の螺旋状の副流路9とに流入し、下流側端部で、内管3の内側の主流路10より流出するとともに、内管3の外側の螺旋状の副流路9より流出する。消音装置1の上流側の図示しない音源から発生する音(コンプレッサの機械騒音や、冷媒のキャビテーションによる騒音)は、冷媒とともに下流側に伝搬し、消音装置1の内管3の内側の主流路10と、内管3の外側の副流路9とに進入する。なお、音源は、下流側にあってもよく、その場合は、上流側で消音効果が生じることになる。 As shown in FIG. 4, the refrigerant flowing through the main pipe 2 flows into the main flow path 10 inside the inner pipe 3 and into the spiral secondary flow path 9 outside the inner pipe 3 at the upstream end of the silencer 1, and flows out of the main flow path 10 inside the inner pipe 3 and the spiral secondary flow path 9 outside the inner pipe 3 at the downstream end. Sound generated from a sound source (not shown) on the upstream side of the silencer 1 (mechanical noise of the compressor and noise due to cavitation of the refrigerant) propagates downstream together with the refrigerant and enters the main flow path 10 inside the inner pipe 3 of the silencer 1 and the secondary flow path 9 outside the inner pipe 3. The sound source may be on the downstream side, in which case the silencing effect will be generated on the upstream side.

内管3内を伝搬してきた音波は、内管3の上流側端部の出入口8aから第1サイドブランチチャンバ7aに進入し、また、内管3の下流側端部の出入口8bから第2サイドブランチチャンバ7bに進入し、各サイドブランチチャンバ7a、7bの仕切部5で反射して出入口8a、8bに戻り、ここで、内管3の音波と逆位相になって干渉し、消音される。 The sound waves propagating through the inner pipe 3 enter the first side branch chamber 7a from the inlet/outlet 8a at the upstream end of the inner pipe 3, and enter the second side branch chamber 7b from the inlet/outlet 8b at the downstream end of the inner pipe 3. They are reflected by the partitions 5 of the side branch chambers 7a and 7b and return to the inlets 8a and 8b, where they are in opposite phase to the sound waves in the inner pipe 3 and interfere with each other, resulting in silencing.

ここで、主管2の断面積をS、サイドブランチチャンバ7a、7bの断面積をSs、サイドブランチチャンバ7a、7bの長さをl、音波の周波数をf、音速をcとすると、消音装置1での透過損失TLは、数1で表される。なお、サイドブランチチャンバの長さlは、出入口8a、8bから仕切部5までの螺旋に沿った距離である。

Figure 0007637972000001
Here, assuming that the cross-sectional area of the main pipe 2 is S, the cross-sectional area of the side branch chambers 7a, 7b is Ss, the length of the side branch chambers 7a, 7b is l, the frequency of the sound wave is f, and the speed of sound is c, the transmission loss TL in the silencer 1 is expressed by Equation 1. The length l of the side branch chamber is the distance along the spiral from the inlets 8a, 8b to the partition section 5.
Figure 0007637972000001

第1サイドブランチチャンバ7aと、第2サイドブランチチャンバ7bとの消音効果に加え、内管3の内側の主流路10と、内管3の外側の副流路9との流路長の差により、主流路10を伝搬してきた音波と、副流路9を伝搬してきた音波との位相差が生じて、音の干渉を引き起こし、消音効果が生じる。 In addition to the sound deadening effect of the first side branch chamber 7a and the second side branch chamber 7b, the difference in flow path length between the main flow path 10 inside the inner tube 3 and the secondary flow path 9 outside the inner tube 3 creates a phase difference between the sound waves propagating through the main flow path 10 and the secondary flow path 9, causing sound interference and creating a sound deadening effect.

本実施形態の消音装置1では、仕切部5の位置を変えることで、第1サイドブランチチャンバ7aと、第2サイドブランチチャンバ7bとの長さを調整し、音源の周波数に応じて消音効果を高くすることができる。 In the silencer 1 of this embodiment, the length of the first side branch chamber 7a and the second side branch chamber 7b can be adjusted by changing the position of the partition 5, thereby improving the noise reduction effect according to the frequency of the sound source.

第1実施形態の消音装置1は、主管2と内管3との間で、かつ、第1フィン4aと第2フィン4bとが形成する螺旋状の第1溝6aの中間部に仕切部5を設けたが、図5(a)に示すように、螺旋状の第1溝6aの上流側端部に仕切部5を設けたり、又は、図5(b)に示すように、下流側端部に仕切部5を設けてもよい。 In the silencer 1 of the first embodiment, the partition 5 is provided between the main pipe 2 and the inner pipe 3 and in the middle of the first spiral groove 6a formed by the first fin 4a and the second fin 4b. However, as shown in FIG. 5(a), the partition 5 may be provided at the upstream end of the first spiral groove 6a, or as shown in FIG. 5(b), the partition 5 may be provided at the downstream end.

第1実施形態の消音装置1において、図5(c)に示すように、内管3の上流側端部の内面は、下流側に向かって縮径するテーパー面11aで形成されていてもよい。同様に、内管3の下流側端部の内面は、下流側に向かって拡径するテーパー面11bで形成されていてもよい。これにより、主管2から内管3を経て主管2に流出する冷媒の圧力損失を低減することができる。 In the silencer 1 of the first embodiment, as shown in FIG. 5(c), the inner surface of the upstream end of the inner tube 3 may be formed with a tapered surface 11a that narrows toward the downstream side. Similarly, the inner surface of the downstream end of the inner tube 3 may be formed with a tapered surface 11b that widens toward the downstream side. This can reduce the pressure loss of the refrigerant flowing from the main tube 2 through the inner tube 3 to the main tube 2.

本発明者らは、第1実施形態の消音装置1の消音効果を確認するため、図6に示す2つの解析モデルについて、コンピュータシミュレーションによる音響解析を行った。 To confirm the sound deadening effect of the silencer 1 of the first embodiment, the inventors performed acoustic analysis by computer simulation for the two analytical models shown in Figure 6.

図6において、比較例(spiral 1)は、2条の螺旋状のフィン4a、4bを有するが、仕切部が無く、サイドブランチチャンバを有しない構造である。これに対し、発明例(spiral 2)は、図2に示す第1実施形態の消音装置1と同じもので、サイドブランチチャンバ7a、7bを有する構造である。各解析モデルは、いずれも外径20mm、内径8mm、全長100mmとした。各解析モデルについて、音源の周波数を変化させて透過損失を求めた。 In Figure 6, the comparative example (spiral 1) has two spiral fins 4a, 4b, but no partition and no side branch chamber. In contrast, the invention example (spiral 2) is the same as the silencer 1 of the first embodiment shown in Figure 2, and has a structure with side branch chambers 7a, 7b. Each analytical model had an outer diameter of 20 mm, an inner diameter of 8 mm, and a total length of 100 mm. For each analytical model, the transmission loss was calculated by changing the frequency of the sound source.

この音響解析では、媒質は、温度25℃、圧力0.101325MPa(標準気圧)、密度1.184kg/m、音速346.25m/sの空気とした。消音効果が得られる狙いの周波数を0~4000Hzとした。サイドブランチの長さをl、音速をcとすると、狙いの周波数fの理論値は、数2で求めた。具体的には、第1サイドブランチチャンバ7a、第2サイドブランチチャンバ7bの狙いの周波数は、それぞれ421Hz、3785Hzとした。

Figure 0007637972000002
In this acoustic analysis, the medium was air with a temperature of 25°C, a pressure of 0.101325 MPa (standard atmospheric pressure), a density of 1.184 kg/m 3 , and a sound speed of 346.25 m/s. The target frequency at which the noise reduction effect can be obtained was set to 0 to 4000 Hz. If the length of the side branch is l and the sound speed is c, the theoretical value of the target frequency f was calculated using Equation 2. Specifically, the target frequencies of the first side branch chamber 7a and the second side branch chamber 7b were set to 421 Hz and 3785 Hz, respectively.
Figure 0007637972000002

仕切部が無い第2溝6bは、主流路10の長さをli、副流路9の長さをloとすると、狙いの周波数fの理論値は、数3で求めた。具体的には、第2溝6bの狙いの周波数は、1365Hzとした。

Figure 0007637972000003
In the second groove 6b without a partition, when the length of the main flow path 10 is li and the length of the sub-flow path 9 is lo, the theoretical value of the target frequency f was calculated by Equation 3. Specifically, the target frequency of the second groove 6b was set to 1365 Hz.
Figure 0007637972000003

図7は、周波数を0から8000Hzまで変化させたときの透過損失を示す。図7より、発明例(spiral 2)は、4000~8000Hzで、比較例(spiral 1)よりも、透過損失のピークの数が多く、消音効果が大きいことが確認された。 Figure 7 shows the transmission loss when the frequency is changed from 0 to 8000 Hz. From Figure 7, it can be seen that the invention example (spiral 2) has a greater number of transmission loss peaks at 4000 to 8000 Hz than the comparative example (spiral 1), confirming that it has a greater sound deadening effect.

図8は、0~4000Hzの低周波数における透過損失の平均、4000~8000Hzの高周波数における透過損失の平均、全周波数における透過損失の平均を示す。図8より、比較例(spiral 1)に比べて、発明例(spiral 2)は、透過損失が大きく、消音効果が大きいことが確認された。 Figure 8 shows the average transmission loss at low frequencies from 0 to 4000 Hz, the average transmission loss at high frequencies from 4000 to 8000 Hz, and the average transmission loss at all frequencies. Figure 8 confirms that the example of the invention (spiral 2) has a larger transmission loss and a greater sound deadening effect than the comparative example (spiral 1).

<第2実施形態>
図9、図10は、本発明の第2実施形態に係る消音装置20を示す。
Second Embodiment
9 and 10 show a noise suppressor 20 according to a second embodiment of the present invention.

第2実施形態の消音装置20は、内管3の外面に第1仕切部5aと、第2仕切部5bとが設けられ、上流側の第1仕切部5aと内管3の上流側端部との間に第1サイドブランチチャンバ7aが形成され、下流側の仕切部5bと内管3の下流側端部との間に第2サイドブランチチャンバ7bが形成され、さらに、第1仕切部5aと第2仕切部5bとの間に共鳴チャンバ21が形成されている。第1サイドブランチチャンバ7a、第2サイドブランチチャンバ7bの構成は、長さ寸法以外は、前記第1実施形態のものと同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。 The silencer 20 of the second embodiment has a first partition 5a and a second partition 5b on the outer surface of the inner pipe 3, a first side branch chamber 7a is formed between the first partition 5a on the upstream side and the upstream end of the inner pipe 3, a second side branch chamber 7b is formed between the downstream partition 5b and the downstream end of the inner pipe 3, and a resonance chamber 21 is formed between the first partition 5a and the second partition 5b. The configurations of the first side branch chamber 7a and the second side branch chamber 7b are the same as those of the first embodiment except for the length dimension, so the same reference numerals are used and the description is omitted.

共鳴チャンバ21は、主管2の内面と、内管3の外面と、第1フィン4aと、第2フィン4bと、第1仕切部5aと、第2仕切部5bとで囲まれた空間で形成されている。共鳴チャンバ21に連通する開口22は、第1仕切部5aと第2仕切部5bとの中間で、内管3の壁を貫通するように形成されている。 The resonance chamber 21 is formed by a space surrounded by the inner surface of the main tube 2, the outer surface of the inner tube 3, the first fin 4a, the second fin 4b, the first partition 5a, and the second partition 5b. An opening 22 that communicates with the resonance chamber 21 is formed midway between the first partition 5a and the second partition 5b, penetrating the wall of the inner tube 3.

第2実施形態の消音装置20では、第1サイドブランチチャンバ7a、第2サイドブランチチャンバ7bの消音効果に加えて、共鳴チャンバ21による消音効果を奏する。すなわち、内管3に進入した音波のエネルギーが、共鳴チャンバ21で吸収され、消音される。 In the second embodiment of the silencer 20, in addition to the sound absorbing effects of the first side branch chamber 7a and the second side branch chamber 7b, the resonance chamber 21 also provides a sound absorbing effect. That is, the energy of the sound waves that enter the inner tube 3 is absorbed by the resonance chamber 21, and the sound is silenced.

ここで、共鳴チャンバ21の容積をV,開口22の断面積をSr、開口22の長さをl、音速をcとすると、共鳴周波数ωrは、数4で表される。

Figure 0007637972000004
Here, if the volume of the resonance chamber 21 is V, the cross-sectional area of the opening 22 is Sr, the length of the opening 22 is l, and the sound speed is c, then the resonance frequency ωr is expressed by Equation 4.
Figure 0007637972000004

したがって、共鳴チャンバ21の共鳴周波数を入射音の周波数と一致させることで、特定域の周波数の消音効果を奏することができ、第1サイドブランチチャンバ7a、第2サイドブランチチャンバ7bの消音効果と合わせて、消音効果を生じる周波数の範囲を広くすることができる。 Therefore, by matching the resonant frequency of the resonant chamber 21 with the frequency of the incident sound, a sound deadening effect can be achieved for a specific frequency range, and combined with the sound deadening effect of the first side branch chamber 7a and the second side branch chamber 7b, the range of frequencies over which the sound deadening effect can be achieved can be widened.

第2実施形態の消音装置20は、第1仕切部5aと第2仕切部5bとの間に共鳴チャンバ21を設け、第1仕切部5aと内管3の上流側端部との間に第1サイドブランチチャンバ7aを設け、第2仕切部5bと内管3の下流側端部との間に第2サイドブランチチャンバ7bを設けたが、図11(a)に示すように、第1仕切部5aを内管3の上流側端部に設け、第2仕切部5bを第1仕切部5aの下流側に設けて、第1仕切部5aと第2仕切部5bとの間に共鳴チャンバ21を設け、第2仕切部5bと内管3の下流側端部との間にサイドブランチチャンバ7を設けてもよい。また、図11(b)に示すように、第2仕切部5bを内管3の下流側端部に設け、第1仕切部5aを第1仕切部5bの上流側に設けて、第1仕切部5aと第2仕切部5bとの間に共鳴チャンバ21を設け、第1仕切部5aと内管3の上流側端部との間にサイドブランチチャンバ7を設けてもよい。また、仕切部の数を増やすことで、複数の共鳴チャンバを設けてもよい。 In the second embodiment, the silencer 20 has a resonance chamber 21 between the first partition 5a and the second partition 5b, a first side branch chamber 7a between the first partition 5a and the upstream end of the inner pipe 3, and a second side branch chamber 7b between the second partition 5b and the downstream end of the inner pipe 3. However, as shown in FIG. 11(a), the first partition 5a may be provided at the upstream end of the inner pipe 3 and the second partition 5b may be provided downstream of the first partition 5a, with the resonance chamber 21 provided between the first partition 5a and the second partition 5b, and the side branch chamber 7 provided between the second partition 5b and the downstream end of the inner pipe 3. Also, as shown in FIG. 11(b), the second partition 5b may be provided at the downstream end of the inner pipe 3, the first partition 5a may be provided upstream of the first partition 5b, a resonance chamber 21 may be provided between the first partition 5a and the second partition 5b, and a side branch chamber 7 may be provided between the first partition 5a and the upstream end of the inner pipe 3. Also, by increasing the number of partitions, multiple resonance chambers may be provided.

<第3実施形態>
図12は、本発明の第3実施形態に係る消音装置30を示す。
Third Embodiment
FIG. 12 shows a noise suppressor 30 according to a third embodiment of the present invention.

第3実施形態に係る消音装置30は、図2の第1実施形態の消音装置1を外筒31に圧入して、外筒31が、各サイドブランチチャンバ7a、7bを密封するように形成されている。 The silencer 30 according to the third embodiment is formed by pressing the silencer 1 according to the first embodiment shown in FIG. 2 into an outer cylinder 31, so that the outer cylinder 31 seals each of the side branch chambers 7a, 7b.

外筒31は、ナイロン等の合成樹脂で形成されている。外筒31は、アルミニウム等の金属でもよいが、消音装置1を外筒31に挿入したとき、消音装置1の螺旋状のフィン4a、4bと仕切部5の外端面とが、外筒31の内面と密着するように、シール材又は接着剤を用いることが好ましい。 The outer cylinder 31 is made of a synthetic resin such as nylon. The outer cylinder 31 may be made of a metal such as aluminum, but it is preferable to use a sealant or adhesive so that when the silencer 1 is inserted into the outer cylinder 31, the spiral fins 4a, 4b of the silencer 1 and the outer end surface of the partition 5 are in close contact with the inner surface of the outer cylinder 31.

第3実施形態に係る消音装置30は、外筒31を装着した状態で、冷媒の流路を形成する主管2に挿入される。第3実施形態に係る消音装置30では、主管2がエンジンルーム内で配管される際に曲げられることがあっても、外筒31が各サイドブランチチャンバを密封しているので、主管2の曲がりや振動によるサイドブランチチャンバの漏れが防止され、消音効果を維持することができる。 The silencer 30 according to the third embodiment is inserted into the main pipe 2 that forms the refrigerant flow path with the outer tube 31 attached. In the silencer 30 according to the third embodiment, even if the main pipe 2 is bent when piping in the engine room, the outer tube 31 seals each side branch chamber, preventing leakage from the side branch chambers due to bending or vibration of the main pipe 2, and maintaining the sound absorbing effect.

本発明は、前記実施形態に限るものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨の範囲内で修正し変更することができる。
例えば、フィンの数は、前記実施形態のように2条に限らないし、仕切部の位置すなわちサイドブランチチャンバの長さも適宜変更することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified and changed within the scope of the invention as defined in the claims.
For example, the number of fins is not limited to two as in the above embodiment, and the position of the partition, i.e., the length of the side branch chamber, can also be changed as appropriate.

1…消音装置(第1実施形態)
2…主管
3…内管
4…フィン
4a…第1フィン
4b…第2フィン
5…仕切部
5a…第1仕切部
5b…第2仕切部
6…溝
6a…第1溝
6b…第2溝
7…サイドブランチチャンバ
7a…第1サイドブランチチャンバ
7b…第2サイドブランチチャンバ
8…出入口
8a…第1出入口
8b…第2出入口
9…副流路
10…主流路
11a、11b…テーパー面
20…消音装置(第2実施形態)
21…共鳴チャンバ
22…開口
30…消音装置(第3実施形態)
31…外筒

1...Silencer (first embodiment)
Reference Signs List 2: Main pipe 3: Inner pipe 4: Fin 4a: First fin 4b: Second fin 5: Partition 5a: First partition 5b: Second partition 6: Groove 6a: First groove 6b: Second groove 7: Side branch chamber 7a: First side branch chamber 7b: Second side branch chamber 8: Inlet/outlet 8a: First inlet/outlet 8b: Second inlet/outlet 9: Sub-flow passage 10: Main flow passages 11a, 11b: Tapered surface 20: Silencer (Second embodiment)
21... Resonance chamber 22... Opening 30... Silencer (third embodiment)
31...Outer cylinder

Claims (5)

流体が流れる主管に挿入される消音装置であって、
前記主管の内側に位置する内管と、
前記内管の外面に設けられ、前記主管の内面に接触する螺旋状のフィンと、
前記フィンによって形成される螺旋状の溝を仕切る仕切部とが設けられ、
前記主管と前記内管との間に、前記フィンと前記仕切部とで囲まれるサイドブランチチャンバが設けられ、
前記螺旋状の溝の上流側端部又は下流側端部に前記サイドブランチチャンバと連通する出入口が設けられ
前記フィンを密封する外筒が設けられ、前記外筒は前記主管の内面に接触していることを特徴とする消音装置。
A silencer that is inserted into a main pipe through which a fluid flows,
an inner pipe located inside the main pipe;
a spiral fin provided on an outer surface of the inner pipe and in contact with an inner surface of the main pipe;
a partition portion that partitions the spiral groove formed by the fin,
a side branch chamber surrounded by the fin and the partition portion is provided between the main pipe and the inner pipe,
an inlet/outlet communicating with the side branch chamber is provided at an upstream end or a downstream end of the spiral groove ;
A silencer comprising: an outer cylinder that seals the fins; the outer cylinder being in contact with an inner surface of the main pipe .
前記仕切部は、前記螺旋状の溝の中間部に形成され、
前記サイドブランチチャンバは、前記仕切部より上流側の第1サイドブランチチャンバと、前記仕切部より下流側の第2サイドブランチチャンバとからなることを特徴とする請求項1に記載の消音装置。
The partition portion is formed in a middle portion of the spiral groove,
2. The silencer according to claim 1, wherein the side branch chamber comprises a first side branch chamber located upstream of the partition and a second side branch chamber located downstream of the partition.
前記仕切部は、前記螺旋状の溝の上流側端部又は下流側端部に形成され、
前記サイドブランチチャンバは、前記仕切部より上流側又は下流側に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の消音装置。
The partition portion is formed at an upstream end or a downstream end of the spiral groove,
2. The noise suppressor according to claim 1, wherein the side branch chamber is formed on the upstream side or the downstream side of the partition portion.
前記仕切部は、前記螺旋状の溝の上流側の第1仕切部と、下流側の第2仕切部とからなり、
前記第1仕切部と前記第2仕切部との間に共鳴チャンバが設けられ、
前記内管の内面に、前記共鳴チャンバと連通するように開口が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の消音装置。
the partition portion includes a first partition portion on the upstream side of the spiral groove and a second partition portion on the downstream side of the spiral groove,
A resonance chamber is provided between the first partition and the second partition,
2. The silencer according to claim 1, wherein an opening is provided on the inner surface of the inner tube so as to communicate with the resonance chamber.
前記螺旋状のフィンは、複数条のフィンからなり、
前記複数条のフィンによって形成される複数条の螺旋状の溝は、前記仕切部が形成された螺旋状の第1溝と、前記仕切部が無い螺旋状の第2溝とからなり、
前記主管と前記内管との間に、前記螺旋状の第2溝に沿って、前記主管を流れる流体の副流路が形成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の消音装置。
The spiral fin is composed of a plurality of fins,
the plurality of spiral grooves formed by the plurality of fins include a first spiral groove having the partition portion formed therein and a second spiral groove having no partition portion,
5. The silencer according to claim 1, wherein a secondary flow passage for a fluid flowing through the main pipe is formed between the main pipe and the inner pipe along the second spiral groove.
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