JPH04506850A - ガス導管のための直列形騒音減衰装置 - 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】 ガス導管のための直列形騒音減衰装置 発明の背景と要約 本発明は、騒音源へ向けてガスを搬送するガス導管のための直列形騒音減衰装置 に関する。この装置の働きは騒音源から導管を通ってガスの流れの方向とは逆の 方向に伝わる騒音をガス流に重大な制限をもたらすことなく減衰することである 。

無過給内燃機関の空気誘導系ではピストンのシリンダ内での往復運動によって吸 気マニホルド内に形成される真空によって空気がエンジン内へ引込まれる。この ようなエンジンによって動力を供給される自動車車両ではエンジンからこのエン ジンから遠方に位置した吸気部まで延びる流路を通って大気から新鮮な吸気空気 を引込むことは代表的なプラクティスである。エンジンの動作は騒音を発生し、 この騒音は容易に空気誘導系を通って逆方向に伝わり、かつ逃げる。かかる騒音 のレベルが高過ぎると不都合であろう。

本発明は、エンジンへの空気の流れの著しい制限を招くことなしにこの騒音を減 衰することができる装置を目指すものである。詳細には本発明の装置は空気誘導 系に直列に挿入するように適合されている。更には本発明の装置はきわめて簡便 な方法でたった２つのプラスチック部品から製作することができる。

本発明の上記の特徴、利点、利益は付加的なものと一緒に以下の図面を添えての 説明および請求の範囲に記載されている。図面には本発明を実施するに際して目 下考えられる最良の形式によった本発明の現在の所優れている実施例が開示され ている。

図面の簡単な説明 図１は本発明の装置を使用する１形式を略示した図、図２は装置の第１実施例を 一部断面して示した正面図、第３は図２の装置の１部材のみの断面図、図４は図 ３の４−４線に沿った横断面図、図５は第２実施例の、ｒｇ４２に相当する図、 図６は図５の装置の１部材のみの断面図、図７は図６の７−７線に沿った横断面 図である。

優れた実施例の説明 図１には自動車の内燃機関１４の吸気系１２内で用いられた直列形騒音減衰装置 １０が示されている。装置１０は直列に吸気系１２内に挿入されているので、エ ンジン１４内へ引込まれる大気からの空気は空気流を著しく制限されることなく この装置を通過し、他方で装置は吸気系を大気へ向かって逆に伝わる騒音を減衰 する。装置１０の詳細は図２〜４に示されている。

装置は外側の管形部材１６と部材１６内に同軸的に配置されたインサート１８と から成る２部分アセンブリである。両部材は共に有利に常用のプラスチック製法 によって適切なプラスチックから製作することができる。ナイロンは高温使用に は良好な材料であり、他方ポリプロピレンは高温に接しない場所ではより経済的 な物質である。

部材１６は円筒形の入口セクション２ｏを有し、これは次第に増径する截頭円錐 形セクション２２へ移行している。次いでセクション２２は短い円筒セクション ２４へ移行している。このセクション２４がらは次第に減径する截頭円錐形セク ション２６が円筒セクション２８まで延び、円筒セクン羅ンは部材の入口セクシ ョン２０とは反対側の端部を形成している。これらのセクション２０．２２．２ ４．２６．２８は同軸的である。部材１６の端部セクションはこの装置を吸気系 内へ取付ける場合にホース（図示せず）を接続するように配慮されている。

部材１８は尖頭アーチ形セクション３０、アパーチャセクション３２、ベンチュ リセクション３４を有している。これらのセクションは同軸的である。尖頭アー チ形セクション３０は軸方向に截頭円錐形セクション２２と等しく、アパーチャ セクション３２は円筒セクション２４と等しく、かつベンチュリセクション３４ はセクション２６．２８と等しく延びている。

尖頭アーチ形セクション３０は前方を向いていて入口セクション２０と同軸的で ある。尖頭アーチ形セクションも中空であり、壁の外面３６と、内面３８と、ベ ンチュリセクション３４側の端部に円形の開口４０とを有している。

アパーチャセクション３２は３つの、同一の相互間隔を置いて周方向に延びてい て、軸方向の等しい寸法を持つ開口４２を有している。開口４２はバー４４によ って互いに隔てられており、バーはセクション３０とセクション３４とをつない でいる。

ベンチュリセクション３４は２つの直列ベンチュリ４６．４８を有している。こ の部材１８の端部には短い円筒セクション５０がある。ベンチュリ４６は円形の 理想的な入口５２を有し、この理想的な入口は２つのベンチュリ４６．４８と同 様にセクレチン３０と同軸的である。入口５２、開口４０および出口セクション ５０の領域はほぼ同一である。最良の騒音減衰には開口４０の領域は少なくとも 人口５２の領域と同じ大きさであるべきである。ベンチュリ４８とセクション５ ０の結合部の所で部材１８の外面は３角形の横断面を有する周方向に連続した隆 起５４を有し、かつ隆起５４は部材１６内の相補的な形状のみぞ５６へ嵌合して いる。これは２つの部材１６．１８のスナップ嵌め結合を与える。

空気流はコラムとしての装置１０に入口セクション２０で流入する。次いで空気 流は尖頭アーチ形セクション３０の外面３６と截頭円錐形セクション２２の内面 との間に形成された環状空間５８を通過する。セクション３０．２２はこの空間 ５８の横断面積がその全長にわたってほぼ一定であり、かつ入口セクション２０ の横断面積とほぼ等しいように設計されている。この設計はこの領域における空 気流の最小の分断と制限とをもたらすにすぎない。

ベンチュリセクション３４は部材ＩＧのセクション２８内にきめて密接に嵌合し ているので２つの部材１６．１８間の流れはアパーチャセクション３２を越える ことはできない。したがって空間５８からの流れはアパーチャ４２から入口５２ 内へ流れる。この流れは２つのベンチュリ４６．４８を通ってセクション５０の 円形の開放端から装置を出る。

アパーチャセクション３２は、装置を通る特定のタイプのガス流に対して流れの 分離によって生ぜしめられるくびれの形成が円滑に起り、そのために流れの制限 がきわめて小さく維持されるように設計されている。理論的な入口はまた流れの 制限を最小に保持するように設計されている。

ベンチュリセクション３４は（びれ、すなわち自然の最小直径の周囲で、ベンチ ュリセクションが流れにとっては“姿が見えない（ｉｎｖｉｓｆｂｌｅ）“であ るが、騒音の減衰には効果的であるように設計されている。セクション５０に入 った騒音はベンチュリセクションを通過してこの過程で“絞られる”。騒音は先 ずベンチュリ４８によって絞られる５゜絞りは２つの目的を有している。すなわ ち第１は音の伝わる横断面積を減少させて騒音を減らすこと、第２は騒音を中心 へ“集める”ことである。これらの効果は騒音がベンチュリ４６を通過する時に 繰返される。

騒音がベンチュリ４６を出て空気流の入口５２を通過すると、騒音は中空の尖頭 アーチ形セクション３０の内部に向かって伝わりここで騒音は反射されてベンチ ュリセクション３４通ってエンジンへ戻されるか、かつ（または）定常波を形成 する。このようにして空気流の入口セクション２０から装置を出た騒音はエンジ ンから出たときの騒音のベルから著しく減衰せしめられる。

図示の装置はベンチュリセクションに２つのベンチュリを有しているが、特定の 設計では２以外の数も考えられる。アパーチャセクションの寸法は設計毎に変わ ってよいが、いずれにしても一般的に流れの制限と騒音の逃出との間の妥協であ ろう。アパーチャの寸法の増大は空気流の制限を小さくする方に働くが、より大 きな騒音が逃出すのを許すという犠牲を伴い、逆はまた同様である。１エンジン の吸気系内での使用についてはこの装置は０〜５００ヘルツの範囲の騒音を３〜 ４デシベル減衰させる効果があることが判明した。

装置はまた騒音ピークを減衰させる効果を有し、かつこれは尖頭アーチ形セクシ ョンの中空内部の効果によるものと思われる。

図５〜７には装置の第２実施例６０が示されており、装置１０の部材に対応する ものは同じ符号で示されている。装置６０の管１６は多少異なる形状を有しでい て、軸方向にアパーチャセクション３２と等しい寸法延びた湾曲セクタ１ン６２ が円筒セクション６４へ移行しており、円筒セクションは軸方向にベンチュリセ クション３４およびセクション５０にわたって延びている。ベンチュリセクショ ンも装置１０の形状とは異なっている。最後の相違点は尖頭アーチ形セクション ３０が凹部６６のパターンを有していることであり、凹部はこのセクション上を 流れる流れの円滑な流れを推進する。

本発明の優れた実施例が開示されてきたが、原理が他の実施例に適用可能である ことは認められる。本発明はまた他の用途、例えばタービンの吸気系および換気 系で使用することもできる。

国際調査報告

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．騒音源へ向けてガスを運搬する導管でこの導管を通って騒音源から逆に伝わ った騒音をガス流の着しい制限を生ずることなしに減衰せしめるために導管内へ 挿入される形式の、低制限の直列形騒音減衰装置において、 ガス流が柱状で装置に流入する入口が設けられており、入口が所定の横断面面積 を有しており、入口が環状横断面セクションのゾーンを形成する手段へ移行して おり、この手段が周囲がガスの流れ方向に増大しているにもかかわらず上記の所 定の横断面面積にほぼ等しい横断面面積をほぼ一定に維持しており、環状横断面 セクションのゾーンを形成する手段がガス流の直径を収縮させて柱状に戻すため の手段へ移行しており、ガス流の直径を収縮させて柱状に戻すための手段が入口 を有するベンチュリセクションへ移行しており、直径を収縮せしめられたガス流 柱がこの入口でベンチュリセクションへ流入してガス流がベンチュリセクション を出口まで貫流するようになっており、かつ出口から入ってベンチュリセクショ ンを通過した騒音を反射してベンチュリセクションおよび出口を逆に通過せしめ るために壁手段がベンチュリセクションの入口に距離を置いてこの入口に対面し ていることを特徴とする、ガス導管のための直列形騒音減衰装置。
2. ２．環状横断面セクションのゾーンを形成する手段が半径方向でみて外側の截頭 円錐形の壁と半径方向でみて内側の尖頭アーチ形の壁とによって形成されている 、請求項１記載の装置。
3. ３．半径方向でみて内側の尖頭アーチ形の壁および壁手段が中空の尖頭アーチ形 メンバーのそれぞれ外面と内面であり、中空の尖頭アーチ形メンバーの内部は入 口側で開いている、請求項２記載の装置。
4. ４．尖頭アーチ形メンバーが入口に対面する円形の開口を有しており、入口も円 形の開口であり、これらの円形の開口が同軸的であり、かつこれら円形の開口の 横断面面積がほぼ等しい、請求項３記載の装置。
5. ５．凹部のパターンが中空の尖頭アーチ形メンバーに形成されている、請求項３ 記載の装置。
6. ６．尖頭アーチ形メンバーが周方向に間隔を置いた複数個のバーを介してベンチ ュリセクションへ結合されており、バーが、ガス流が入口に入る前に通過するア パーチャを形成している、請求項３記載の装置。
7. ７．尖頭アーチ形メンバー、パー、ベンチュリセクションが単一の部材として形 成されている、請求項６記載の装置。
8. ８．半径方向でみて外側の壁が管形部材の部分であり、かつ最初に挙げられた部 材が管形部材内に配置されている、請求項７記載の装置。
9. ９．ベンチュリセクションがベンチュリの連続部である、請求項１記載の装置。
10. １０．内燃機関の吸気系内に直列に配置される、請求項１記載の装置。
11. １１．騒音源へ向けてガスを運搬する導管でこの導管を通って騒音源から逆に伝 わった騒音をガス流の著しい制限を生ずることなしに減衰せしめるために導管内 へ挿入されつ形式の、低制限の直列形騒音減衰装置において、両端で開いた管が 設けられており、管が１端から延びた、次第に直径の増大するセクションを有し ており、このセクションに次第に直径の減少するセクションが続いており、この セクションに続いてもう１つのセクションが管の他端まで延びており、インサー トが管内に配置されており、インサートが管のもう１つのセクション内に配置さ れたベンチュリセクションを有しており、ベンチュリセクションがガス流のため の入口と出口とを有しており、尖頭アーチ形セクションが管の次第に直径の増大 するセクション内に配置されていて、これに対して内側に間隔を有しており、周 方向に間隔を置いたバーが尖頭アーチ形セクションをベンチュリセクションへ結 合しているのでインサートのベンチュリセクションと尖頭アーチ形セクションと の間にアパーチャが形成されており、装置ががスの流路を形成しており、この流 路が流れの方向でみて管の次第に直径の増大するセクションと尖頭アーチ形セク ションとの間の空間と、アパーチャとベンチュリセクションとから成っており、 尖頭アーチ形セクションが中空でベンチュリセクション側で開いており、そのた めに出口から入ってベンチュリセクションを通過した騒音が尖頭アーチ形セクシ ョンの中空内部によって反射されてベンチュリセクション、出口と逆に伝わるよ うに構成されていることを特徴とする、ガス導管のための直列形騒音減衰装置。
12. １２．入口、管の次第に直径の増大するセクションと尖頭アーチ形セクションと の間の空間、ベンチュリセクションヘの入口および出口がほぼ等しい横断面面積 を有している、請求項１１記載の装置。
13. １３．ベンチュリセクションがベンチュリの連続部である、請求項１１記載の装 置。
14. １４．インサートが管に対してスナップ嵌め結合を有している、請求項１１記載 の装置。
15. １５．内燃機関の吸気系内に直列に配置される、請求項１１記載の装置。