JPH0362278B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水車その他、暗渠を有するダムおよ
び堰等の放水口から発生する超低周波音が大気中
に放射されるのを防止する水車等の放水口用防音
装置に関する。

一般に、水力発電所などの放水口から、周波数
が低く聴覚に感じないいわゆる超低周波音が発生
し、生活環境にも悪影響を及ぼしていることはよ
く知られている。この超低周波音の発生も、従来
のように水力発電所が山奥に建設され、民家等が
離れている場合には殆んど問題にはならなかつ
た。しかし最近では、発電所等が民家に隣設して
建設されるようになり、或いは民家が発電所に接
近してくるケースが多くなり、それにつれて前記
の超低周波音の発生が問題となる場合がしばしば
でてきている。

従来の一般的な発電所の放水経路を、第１図に
ついて説明すると、水車１から放出された水は、
吸出管２、放水口３を経て、建屋壁４の外側に設
けられた放水路５へ導かれるが、該放水路５は、
上部を開放した断面が逆てい字形に形成されてい
る。図中、６は水面、GLは地表面の位置を示す。

上記のような放水経路において、種々の原因で
発生した超低周波の脈動は、水車１の出口より吸
出し管２の水中を伝搬して放水口開口部３ａまで
到達し、該開口部３ａ、すなわち最初に空気と接
する部分において、水面６上の空気の振動に変換
され、超低周波音として空気中に放射される。そ
してこの空気中に放射された超低周波音は、大気
中を伝搬し、周辺の民家に影響を及ぼしていた。

本発明の目的は、上記の点にかんがみ、水車等
の放水口より発生する超低周波音を放水口部にお
いて減衰させ、大気に放射されるのを防ぐように
した水車等の放水口用防音装置を提供するにあ
る。

上記の目的を達成するために本発明の第１番目
の発明は、水路の放水口において、水面の上部に
水面、水路側壁、建屋壁及び覆いによつて構成さ
れた空気層からなる空洞を形成し、該空洞を、建
屋壁と、覆いの一部をなし建屋壁と向い合つた壁
に、それぞれ水平方向に内方へ突出した挿入部を
設けた消音室によつて形成したことを特徴とし、
また第２番目の発明は、水路の放水口において、
水面の上部に水面、水路側壁、建屋壁及び覆いに
よつて構成された空気層からなる空洞を形成し、
該空洞を、水路放水口の直上部の水面より一定高
さのところに開口を有し、該開口より垂直方向又
は水平方向に所定長さを有する共鳴室によつて形
成したことを特徴とし、また第３番目の発明は、
水路の放水口において、水面の上部に水面、水路
側壁、建屋壁及び覆いによつて構成された空気層
からなる空洞を形成し、該空洞を、覆いの一部を
構成し且つ建屋壁と向き合つている端壁を、先端
が水中に没する壁で構成して密閉空洞としたこと
を特徴としている。

以下、本発明の実施例を図面第２図ないし第６
図と共に説明する。

第２図Ａ及びＢは、本発明の第１実施例を示す
縦断面図及び横断面図である。この実施例では、
水車１を設置した建屋壁４の外側に、断面Ｕ字形
の放水路５が敷設され、放水口開口部３ａ周辺の
建屋壁４に接続して、該放水路５の上面と両側面
に空気層７ａと７ｃが形成されるようにして覆い
８ａ及び８ｄが設けられ、これらの空気層７ａ，
７ｃによつて消音室９が形成され、更に尾管１０
に相当する部分の上部にも、空気層７ｂが形成さ
れるように、覆い８ａより低く形成した覆い８ｂ
が設けられ、該覆い８ｂと水面６及び水路側壁５
ａによつて管路が形成されている。

そしてこの実施例では、特に前記消音室９にお
ける建屋壁４と覆い８ａの垂直壁部８ｃに、内部
の消音室９へ向けて突出した挿入部２１が設けら
れており、更に、消音作用を促進するために、消
音室９の内壁面に吸音材２２が内張りされてい
る。

この実施例によれば、水車の運転に伴う種々の
原因で発生した脈動は、先づ放水口における水面
上の空気の振動に変換され、超低周波音として空
気中に放射されるが、該超低周波音は建屋壁４を
通過したあと、放水路５の上方及び側方に連続し
て形成された消音室９内で、反射と干渉作用によ
り、次第に減衰される。

そしてこの実施例では、特に前記のように消音
室９の入口部に相当する位置に挿入部２１が突設
されているので、放水路５の水面６上方の空気層
と消音室９の空気層とが挿入部２１を介して一部
が仕切られた形となり、したがつて消音室９内で
の音の反射と干渉作用が促進され、更に該消音室
９の内側に吸音材２２が内張りされていることを
相俟つて、室９内での消音作用が更に促進され
る。

したがつて、放水口から放射される超低周波音
は有効に低減される。

第３図Ａ及びＢは、本発明の第２実施例を示す
縦断面図及び横断面図である。この実施例では、
特に放水口開口部３ａの直上部において、放水路
５の水面６の上方を空気層を介在させて覆うよう
にした覆い８ａの一部に、水面６より一定間隔を
隔てて、下方に開口２３を有し、該開口より垂直
方向に所定長さを有する共鳴室２４が形成されて
いる点に特徴を有し、該共鳴室２４より下流側に
は、水面６、水路側壁５ａ及び覆い８ｂからなる
尾管１０が形成されている。

この実施例によれば、水車の運転に伴う種々の
原因で発生した脈動は、放水口開口部３ａを出た
あと、放水口直上の水面上の空気の振動に変換さ
れ、超低周波音として空気中に放射されるが、該
放水口開口部３ａの水面６の直上部には、共鳴室
２４が形成されているので、空気中に放射された
超低周波音は、該共鳴室２４の入口２３より共鳴
室２４内へ進入し、その超低周波音の波長に対し
一定関係にある所定長さの共鳴室で共鳴し、これ
によつて増巾された音のエネルギが開口部２３よ
り進入しようとする音と互いに打ち消し合うよう
に作用して、超低周波音は減衰し、その後、尾管
１０を通つて大気中に放射される。

したがつて、この大気中に放射される音には、
超低周波音が殆んど含まれていない。

第４図Ａ及びＢは、本発明の第３実施例を示す
縦断面図及び横断面図である。この実施例では、
前記第２実施例における共鳴室２４を水平方向に
設置している。すなわち、放水口開口部３ａの直
上部の覆い部に開口２３を有し、水平方向に所定
長さを有する共鳴室２４が、尾管１０の上壁を形
成する覆い８ｂの延長部８b′に沿つてその上部に
形成されている。

この実施例によれば、前記第２実施例と同様
に、水車の運転に伴い種々の原因で発生した脈動
が、放水口開口部３ａ直上の水面上の空気の振動
に変換され、空気中に放射された超低周波音は、
共鳴室２４の入口２３から進入し、端壁８ｃに当
つて戻る過程で共鳴を起こし、該共鳴によつて増
幅された音のエネルギが、開口部２３より進入す
る音と互いに打ち消し合うように作用して減衰さ
れ、尾管１０を通つて大気中に放射される。した
がつて、大気中に放射される音には、超低周波音
が殆んど含まれていない。

また、この共鳴室２４は、尾管１０の覆い８ｂ
に平行に形成されているので、第２実施例のもの
と比べて構築物を低くコンパクトに形成すること
ができ、また製作も比較的容易である。

第５図Ａ及びＢは、本発明の第４実施例を示す
縦断面図及び横断面図である。前記第１ないし第
３実施例では、放水口部の水面の上部に形成され
た空洞が、尾管１０の空気層７ｂと連通している
のに対し、この実施例では、覆い８ａと共に覆い
の一部を構成し且つ建屋壁４と向き合つている端
壁８ｃの先端が、水中に没するまで延長され、内
部に密閉空洞２５が形成されている。

したがつてこの実施例によると、前記同様、
種々の原因で発生した脈動は、放水口開口部３
ａ、すなわち最初に空気と接する部分である密閉
空洞２５の建屋壁４に接する部分の水面上の空気
の振動に変換され、超低周波音として放射される
のが、この放射された超低周波音は、密閉空洞２
５の建屋壁４に近い区域から水面６上を下流方向
へ進行し、端壁８ｃで反射して帰還したものが、
前記のように新たに放射される超低周波音と相殺
するように作用して、いわゆる反共鳴状態となつ
て低減し、更に密閉空洞２５の壁体で遮音される
ので、大気中に伝搬する超低周波音は低減され
る。

第６図Ａ及びＢは、本発明の第５実施例を示す
縦断面図及び横断面図である。この実施例は、第
４実施例（第５図）の変形であつて、放水路部の
暗渠２６の壁を密閉空洞２５の上壁として利用
し、水面６、放水路側壁５ａ、建屋壁４及びそれ
と向き合つた端壁８ｃとによつて密閉空洞２５が
形成されている。

この実施例によれば、水車の運転に伴う超低周
波音の放射は、前記第４実施例と同様にして反共
鳴状態となつて低減し、更に密閉空洞２５の壁体
で遮音され、大気中に伝搬する超低周波音が低減
する外、密閉空洞２５の覆いに暗渠を利用してい
るので、それだけ建設コストが低減できる効果が
ある。

なお、前記各実施例において、消音室、尾管、
密閉空洞等の各断面を逆てい字形に形成したが、
矩形、半円状、三日月状でも良く、また密閉空洞
には必要に応じてエアー抜きを設けることができ
る。更に、消音室、尾管、密閉空洞を、流れの方
向と平行に適宜仕切ることによつて、消音効果を
促進することができる。また、消音室内を吸音材
で内張りし、中、高周波音を低減することも可能
である。

また、消音を目的とした前記各実施例における
空洞（共鳴室、密閉空洞等）の寸法と超低周波音
の周波数との関係を、理論式で示すと凡そ次のよ
うになる。

第２図において、消音室空洞部及び尾管の補正
長さを含む実効長さＬは Ｌ＝１／４ ｃ／ｆ（2n−１） (1) こゝに、 Ｌ；消音室空洞部の長さ及び尾管の長さ（実効
長さ） （ｍ） ｆ；超低周波音の周波数 （Hz） ｃ；超低周波音の音速 （ｍ／ｓ） ｎ；整 数 で表わされる。

また、第３図、第４図において、共鳴室（すな
わちサイドブランチ）の長さ及び尾管の補正長さ
を含む実効長さＬは Ｌ＝１／４ ｃ／ｆ（2n−１） こゝに Ｌ；サイドブランチの長さ及び尾管の長さ（実
効長さ） （ｍ） ｆ；超低周波音の周波数 （Hz） ｃ；超低周波音の音速 （ｍ／ｓ） ｎ；整 数 で表わされる。

第５図、第６図において、密閉空洞の長さＬは Ｌ＝１／４ ｃ／ｆ（2n−１） こゝに Ｌ；密閉空洞の長さ （ｍ） ｆ；超低周波音の周波数 （Hz） ｃ；超低周波音の音速 （ｍ／ｓ） ｎ；整 数 で表わされる。

以上説明したように、本発明の第１番目の発明
によれば、水面の上部に水面、水路側壁、建屋壁
及び覆いによつて構成された空気層からなる空洞
を、建屋壁と、覆いの一部をなし建屋壁と向い合
つた壁とに、それぞれ水平方向上内方へ突出した
挿入部を設けた消音室によつて形成したことによ
り、放水路の水面上方の空気層と消音室の空気層
とが上記挿入部を介して一部が仕切られた形とな
り、従つて消音室内での音の反射と干渉作用が促
進され、放水口から放射される超低周波音が有効
に低減される。

また、第２番目の発明によれば、前記空洞を、
水路放水口の直上部の水面より一定高さのところ
に開口を有し、該開口より垂直方向又は水平方向
に所定長さを有する共鳴室によつて形成したこと
により、放水口開口部より空気中に放射された超
低周波音は共鳴室内で共鳴し、これによつて増巾
された音のエネルギが開口部より進入しようとす
る音と互いに打ち消し合うように作用して減衰
し、放水口から放射される超低周波音が有効に低
減される。

また、第３番目の発明によれば、前記空洞を、
覆いの一部を構成し且つ建屋壁と向き合つている
端壁を、先端が水中に没する壁で構成して、密閉
空洞としたことにより、種々の原因で発生した脈
動が、上記密閉空洞の水面上の空気の振動に変換
され放射される超低周波音は、該密閉空洞の建屋
壁に近い区域から水面上を下流方向へ進行し、上
記端壁で反射して帰還したものが、新たに放射さ
れる超低周波音と相殺するように作用して、いわ
ゆる反共鳴状態となつて低減し、密閉空洞の機体
による遮音作用と相俟つて、大気中に伝搬する超
低周波音は低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な発電所の放水路を示し、同図
Ａは縦断面図、同図Ｂは同Ａ図のＡ−Ａ断面図、
第２図ないし第６図は本発明に係る水車の放水口
用防音装置の第１ないし第５実施例を示し、これ
ら各図のＡは縦断面図、各図のＢは各Ａ図のそれ
ぞれのＡ−Ａ断面図である。 １……水車、３……水路放水口、４……建屋
壁、５……放水路、５ａ……放水路側壁、８ａ〜
８ｄ……覆い、９……消音室、２４……共鳴室、
２５……密閉空洞。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水路の放水口において、水面の上部に水面、
   水路側壁、建屋壁及び覆いによつて構成された空
   気層からなる空洞を形成し、該空洞を、建屋壁
   と、覆いの一部をなし建屋壁と向い合つた壁に、
   それぞれ水平方向に内方へ突出した挿入部を設け
   た消音室によつて形成したことを特徴とする放水
   口用防音装置。 ２ 水路の放水口において、水面の上部に水面、
   水路側壁、建屋壁及び覆いによつて構成された空
   気層からなる空洞を形成し、該空洞を、水路放水
   口の直上部の水面より一定高さのところに開口を
   有し、該開口より垂直方向又は水平方向に所定長
   さを有する共鳴室によつて形成したことを特徴と
   する放水口用防音装置。 ３ 水路の放水口において、水面の上部に水面、
   水路側壁、建屋壁及び覆いによつて構成された空
   気層からなる空洞を形成し、該空洞を、覆いの一
   部を構成し且つ建屋壁と向き合つている端壁を、
   先端が水中に没する壁で構成して密閉空洞とした
   ことを特徴とする放水口用防音装置。