JPH1010000A - 低損失音圧減衰構造体を備えた回流水槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水を強制循環させる場合に生じる流体騒音を
インペラと該インペラ下流側直近のコーナー部との間に
設けた低損失音圧減衰構造体で可能な限り減衰させて、
流体騒音が計測部での音響計測の評価に与える悪影響を
可及的に小さくする。 【解決手段】 水槽内の水をインペラ３で強制的に循環
させて、計測部１ａ内に一定方向の水流を生じさせ、計
測部１ａの水流中においた物体によって引き起こされる
音の計測を行う回流水槽１において、回流水槽１の連通
管路１ｄ内のインペラ３と該インペラ下流側直近のコー
ナー部１ｆとの間に、格子構造又はハニカム構造からな
る低損失音圧減衰筒状孔２ａが多数形成された低損失音
圧減衰構造体２を設け、該構造体の各低損失音圧減衰筒
状孔２ａ内面を吸音材２ｂで被覆形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、水槽内の水をイ
ンペラで強制的に循環させて、計測部内に一定方向の水
流を生じさせ、計測部の水流中においた物体によって引
き起こされる音の計測を行うために使用される回流水槽
に係り、特に、水を強制循環させる場合に生じる流体騒
音を、インペラと該インペラ下流側直近のコーナー部と
の間に設けた低損失音圧減衰構造体で可能な限り減衰さ
せて、流体騒音が計測部での計測音に与える悪影響を可
及的に小さくする低損失音圧減衰構造体を備えた回流水
槽に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、水槽内の水を例えばインペラ等を
用いて強制的に循環させて、計測部内に一定方向の水流
を生じさせ、計測部の水流中においた物体によって引き
起こされる音の計測を行うために使用される回流水槽が
知られている。

【０００３】回流水槽は水槽内の水を強制的に循環させ
て、計測部内に一定方向の水流を生じさせる構造になっ
ている。即ち、回流水槽は例えば計測部の底面下方に循
環用の連通管路が配設され、この連通管路の両端側は上
方側に湾曲しながら折り返して計測部の両側面に接続さ
れ、又連通管路の内部には水を強制的に循環させる例え
ばインペラが設置されている。

【０００４】回流水槽では、このインペラを駆動させ
て、計測部の一側面から水を計測部内に強制的に流入さ
せ、反対側の他側面から水を流出させ、この流出した水
を連通管を循環させて再び計測部内に流入させて、計測
部内に一定方向の水流を生じさせるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、回流水槽を
用いて計測部の水流中においた物体によって引き起こさ
れる音の計測を行う実験においては、騒音が発生してお
り、この回流水槽の騒音源としては次のような原因があ
げられる。 (1) 水流発生用の軸流ポンプ（インペラとステータ）に
よる騒音 (2) ガイドベーン（案内翼）によって生じる流体騒音 (3) 水槽内で生じる乱流騒音（境界層騒音も含む） (4) ガイドベーン、水槽外板等の機械振動によって生じ
る騒音 (5) 駆動電動機と駆動軸系より生じる騒音 これらのなかで、(1),(2) 及び(3) は流体騒音で、(4),
(5) は機械的な騒音である。流体騒音で最も騒音レベル
が大きいのは、(1) に関するインペラにより生じる流体
騒音である。

【０００６】このインペラ（ステータの場合も）によっ
て生じた騒音の音波は、主として回流水槽の各コーナー
部を反射しながら計測部まで達して、計測部における音
響計測の評価に悪影響を与えるという不都合があった。

【０００７】この発明は、上記のような課題に鑑み、そ
の課題を解決すべく創案されたものであって、その目的
とするところは、水を強制循環させる場合に生じる流体
騒音をインペラと該インペラ下流側直近のコーナー部と
の間に設けた低損失音圧減衰構造体で可能な限り減衰さ
せて、流体騒音が計測部での音響計測の評価に与える悪
影響を可及的に小さくすることのできる低損失音圧減衰
構造体を備えた回流水槽を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、この発明は、水槽内の水をインペラで強制的に循
環させて、計測部内に一定方向の水流を生じさせ、計測
部の水流中においた物体によって引き起こされる音の計
測を行う回流水槽において、回流水槽の連通管路内のイ
ンペラと該インペラ下流側直近のコーナー部との間に、
格子構造又はハニカム構造からなる低損失音圧減衰筒状
孔が多数形成された低損失音圧減衰構造体を設け、該構
造体の各低損失音圧減衰筒状孔内面を吸音材で被覆形成
した手段よりなるものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に記載の発明の実施の
形態に基づいて、この発明をより具体的に説明する。こ
こで、図１は回流水槽の概略全体側断面図、図２は格子
構造の低損失音圧減衰構造体の概略切り欠き斜視図、図
３はハニカム構造の低損失音圧減衰構造体の概略切り欠
き斜視図、図４（Ａ）〜（Ｄ）は低損失音圧減衰筒状孔
の透過損失の関係図である。

【００１０】図において、低損失音圧減衰構造体を備え
た回流水槽は、水槽内の水を強制的に循環させて水槽内
に一定方向の水流を生じさせる装置で、水槽内の水を強
制的に循環させて水槽内に一定方向の水流を生じさせる
回流水槽１、インペラ３が設置された連通管路１ｄ内の
インペラ３と該インペラ下流側直近のコーナー部１ｆと
の間に設けられ流体騒音を減衰させる低損失音圧減衰構
造体２などから構成されている。

【００１１】回流水槽１は例えば垂直型タイプつまり上
下回りに循環する回流水槽からなり、その上部側に、実
験用の物体を浮かべた状態又は沈めた状態で、水流中に
おいた物体によって引き起こされる音響を計測する計測
部１ａが設けられている。

【００１２】計測部１ａ内の長手方向の一側面には計測
部１ａ内に循環流入する水の流入口が開口されている。
又流入口と相対向する側には計測部１ａ内を流れた水を
排出する排出口が開口されている。これら流入口及び排
出口が形成された計測部１ａ両端の外側には流入管路１
ｂ及び排出管路１ｃが各々設けられている。

【００１３】流入管路１ｂ及び排出管路１ｃはその先端
側が各々下側方向に向かって約９０度湾曲されたコーナ
ー部１ｅ，１ｅがそれぞれ形成されており、下方に向か
って湾曲された先端側は内向きの水平方向に向かって約
９０度湾曲されたコーナー部１ｅ，１ｆがそれぞれ形成
されて、計測部１ａの下方に配設された連通管路１ｄの
端部と接続されている。

【００１４】そして、回流水槽１は、これらの流入管路
１ｂ、排出管路１ｃ、連通管路１ｄ並びに、各コーナー
部１ｅ，１ｆなどによって、計測部１ａ内に流れを起こ
させる水の循環経路が構成される。

【００１５】低損失音圧減衰構造体２は、インペラ３の
回転などによって生じる流体騒音を減圧させて可及的に
小さくする構造体で、インペラ３と該インペラ下流側直
近のコーナー部１ｆとの間の連通管路１ｄの内部に設け
られている。この低損失音圧減衰構造体２には格子構造
（図２参照）又はハニカム構造（図３参照）からなる低
損失音圧減衰筒状孔２ａが上下左右方向に多数形成され
ている。

【００１６】低損失音圧減衰構造体２は連通管路１ｄに
内部を遮断する方向、つまり水流方向に対して直交する
方向に一定の長さを有して取付けられている。また、低
損失音圧減衰構造体２の格子構造又はハニカム構造から
なる各低損失音圧減衰筒状孔２ａは、その孔芯方向が水
流方向に平行になるように形成されていて、水流の整流
機能も果たしている。

【００１７】低損失音圧減衰構造体２の格子構造又はハ
ニカム構造からなる各低損失音圧減衰筒状孔２ａには、
その孔内周面に音を吸収する吸音材２ｂが被覆形成され
ている。つまり吸音材２ｂが各低損失音圧減衰筒状孔２
ａの孔内周面に貼り付けられていて、インペラ３などに
よって生じた流体騒音は各低損失音圧減衰筒状孔２ａを
通過中に減衰されると共に吸収されて、減衰効果が更に
高まるようになっている。

【００１８】各低損失音圧減衰筒状孔２ａの格子構造又
はハニカム構造の代表寸法（直径または短辺の長さ）
は、対象とする騒音の周波数ｆにより、次のように求め
られる。 ｆ＝ｃ／Ｄ ここで、ｃ：音波の伝播速度 Ｄ：直径または短辺の長さ 低損失音圧減衰構造体２における音圧減衰は、この周波
数ｆの近傍で有効である（図４（Ｃ）参照）。

【００１９】また、上記周波数ｆ以下の周波数範囲にお
ける透過損失（減衰音圧）Ｔ_L は、次式で表される。 Ｔ_L ＝Ｋ・Ｂ／（Ｓ・Ｌ） ここで、Ｋ：吸音材の組合せかたやその吸音率から定ま
る定数 Ｂ：吸音材を貼り付ける部分の断面の周囲長さ Ｓ：低損失音圧減衰筒状孔内の断面積 Ｌ：低損失音圧減衰筒状の長さ 回流水槽１の場合は、インペラ３の翼数と最大回転数を
乗じた値の周波数が対象周波数となるので、この周波数
をターゲットにして低損失音圧減衰筒状孔２ａの寸法は
決定される。

【００２０】回流水槽１の連通管路１ｄの内部には水流
を生じさせるインペラ３が取付けられている。このイン
ペラ３の回転軸は連通管路１ｄの外側に延びていて、排
出管路１ｃの外側下部に設置されたモーター３ａに連動
連結されている。このインペラ３は流体騒音の大きな原
因の一つとなっている。

【００２１】回流水槽１の各コーナー部１ｅ，１ｆに
は、ガイドベーン４が設けられている。ガイドベーン４
はコーナー部１ｅ，１ｆでの水の流れ方向をスムーズに
変える機能を果たすものである。ガイドベーン４には吸
音処理が施されていて、音波が反射しないように対処さ
れている。

【００２２】次に、上記発明の実施の形態の構成に基づ
く作用について以下説明する。回流水槽１の計測部１ａ
に水流を生じさせるにはモーター３ａを駆動させる。モ
ーター３ａの駆動により連通管路１ｄ内のインペラ３は
回転して連通管路１ｄ内の水をコーナー部１ｆを経由し
て流入管路１ｂ側に圧送する。連通管路１ｄからコーナ
ー部１ｆを経由して流入管路１ｂに圧送された水は流入
管路１ｂを流れ、流入管路１ｂの下流側の流入口から計
測部１ａ内に流入する。

【００２３】計測部１ａ内に流入した水は反対側の排出
口に向かって一定の流速で流れる。このため、計測部１
ａ内には一定方向の水流が生じる。この計測部１ａで
は、実験用の物体を浮かべた状態又は沈めた状態で、水
流中においた物体によって引き起こされる音響計測が行
われる。

【００２４】計測部１ａ内に一定の水流を生じさせた水
は、排出口から排出管路１ｃ内に排出され、排出管路１
ｃ、コーナー部１ｅを経て連通管路１ｄ内に入り、そこ
で再びインペラ３によってコーナー部１ｆを経由して流
入管路１ｂ側に循環圧送される。

【００２５】ところで、回流水槽１内の水を強制循環さ
せるインペラ３が回転中に発生した騒音の音波は、連通
管路１ｄの内部を下流側に向かって直進するが、インペ
ラ３と該インペラ下流側直近のコーナー部１ｆとの間の
連通管路１ｄの内部には低損失音圧減衰構造体２が取付
けられている。

【００２６】このため、インペラ３で生じた騒音の音波
は、連通管路１ｄの内部を下流側に向かって直進して、
低損失音圧減衰構造体２の格子構造又はハニカム構造か
らなる各低損失音圧減衰筒状孔２ａの内部に入る。

【００２７】各低損失音圧減衰筒状孔２ａに入った音波
は、該低損失音圧減衰構造体２の内周面に取付けられた
吸音材２ｂによって吸収され、又、所定の寸法に形成さ
れた筒状孔によってインペラ３で生じた特定周波数は減
衰される。

【００２８】なお、この発明は上記発明の実施の形態に
限定されるものではなく、この発明の精神を逸脱しない
範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。例え
ば、上記実施の形態では、回流水槽１は、垂直型タイプ
つまり上下回りに循環する回流水槽からなる場合で説明
したが、これに限定されるものではなく、水平型タイプ
つまり水平回りに循環する回流水槽でもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上の記載より明らかなように、この発
明に係る低損失音圧減衰構造体を備えた回流水槽によれ
ば、水槽内の水をインペラで強制的に循環させて、計測
部内に一定方向の水流を生じさせ、計測部の水流中にお
いた物体によって引き起こされる音の計測を行う回流水
槽において、回流水槽の連通管路内のインペラと該イン
ペラ下流側直近のコーナー部との間に、格子構造又はハ
ニカム構造からなる低損失音圧減衰筒状孔が多数形成さ
れた低損失音圧減衰構造体を設け、該構造体の各低損失
音圧減衰筒状孔内面を吸音材で被覆形成したことによ
り、水を強制循環させる場合に生じる流体騒音を、イン
ペラと該インペラ下流側直近のコーナー部との間に設け
た低損失音圧減衰構造体の各低損失音圧減衰筒状孔内を
通過中に可能な限り減衰させて、流体騒音が計測部での
音響計測の評価に与える悪影響を可及的に小さくするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態を示す回流水槽の概略全
体側断面図である。

【図２】この発明の実施の形態を示す格子構造の低損失
音圧減衰構造体の概略切り欠き斜視図である。

【図３】この発明の実施の形態を示すハニカム構造の低
損失音圧減衰構造体の概略切り欠き斜視図である。

【図４】（Ａ）〜（Ｄ）はこの発明の実施の形態を示す
低損失音圧減衰筒状孔の透過損失の関係図である。

【符号の説明】

１ 回流水槽 １ａ 計測部 １ｂ 流入管路 １ｃ 排出管路 １ｄ 連通管路 １ｅ コーナー部 １ｆ コーナー部 ２ 低損失音圧減衰構造体 ２ａ 低損失音圧減衰筒状孔 ２ｂ 吸音材 ３ インペラ ３ａ モーター ４ ガイドベーン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水槽内の水をインペラで強制的に循環さ
   せて、計測部内に一定方向の水流を生じさせ、計測部の
   水流中においた物体によって引き起こされる音の計測を
   行う回流水槽において、回流水槽の連通管路内のインペ
   ラと該インペラ下流側直近のコーナー部との間に、格子
   構造又はハニカム構造からなる低損失音圧減衰筒状孔が
   多数形成された低損失音圧減衰構造体を設け、該構造体
   の各低損失音圧減衰筒状孔内面を吸音材で被覆形成した
   ことを特徴とする低損失音圧減衰構造体を備えた回流水
   槽。