JPH1026013A - 吸音ダクト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温ガス流の排気騒音の低減を図る。 【解決手段】 多数の孔２が穿設された多孔板状部３の
両端に多孔板状部３に対して略直角に且つ同方向に突出
する張出し部４，５を設けたセラミックス系複合材料よ
りなるホルダ１の内部に、複数の耐熱吸音材６を多孔板
状部３に平行に位置するように積層し、これらの耐熱吸
音材６を張出し部４，５に設けた押圧手段９により多孔
板状部３へ向って押圧した吸音材集合体１０を多数有
し、ダクト本体１２の内側部全面に吸音材集合体１０を
多孔板状部３がダクト本体１２の内方を向くように取り
付けることにより、入手可能な寸法の耐熱吸音材６を用
いてダクト本体１２を流通する高温ガス流の排気騒音の
低減を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸音ダクトに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、超音速航空機の推進装置として、
エアターボラムジェットエンジンの研究開発が行われて
いる。

【０００３】エアターボラムジェットエンジンは、低速
領域（離陸及び着陸時）では、一液方式、二液方式、固
体方式等のガス発生器から供給される高温高圧の可燃ガ
ス流によりタービンを回転させて圧縮機を駆動し、エン
ジン前方の空気を圧縮機が吸引圧縮することにより得ら
れる空気流とタービンを回転させた可燃ガス流との混合
気体を燃焼させ、この燃焼による燃焼ガス流をエンジン
後方へ噴出して推力を発生させる。

【０００４】また、高速領域（巡航飛行時）では、高速
飛行時のラム圧（前方からエンジン内部へ流入する空気
の圧力）によってエンジン内へ流入する空気が圧縮機で
圧縮されることになる。

【０００５】このような超音速飛行に適したエアターボ
ラムジェットエンジンを実用化するのにあたっては、上
記の燃焼ガス流の排気騒音を低減させることが重要な研
究事項となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来、エア
ターボラムジェットエンジンから噴出される燃焼ガス流
のような、温度が８００℃〜９００℃程度の高温度ガス
流に対する排気騒音抑制手段は、未だ技術的に確立され
ていない。

【０００７】一方、高温度ガス流に対する排気騒音抑制
手段を構成する耐熱吸音材には、ステンレス鋼系金属繊
維を布状に形成した耐熱性金属布、あるいは、ステンレ
ス鋼系金属多孔質体を板状に形成した耐熱性多孔質板を
適用すべきであると考えられるが、現状で入手可能な耐
熱性金属布や耐熱性多孔質板の寸法は、厚さが３０ｍ
ｍ、平面形状が３００ｍｍ×４００ｍｍ程度に限定され
るため、これらの耐熱吸音材を単にエアターボラムジェ
ットエンジンの排気騒音低減手段に適用しただけでは、
部材寸法の不足に起因して排気騒音を効果的に抑制する
ことができない。

【０００８】本発明は上述した実情に鑑みてなしたもの
で、高温ガス流の排気騒音を効果的に抑制することが可
能な吸音ダクトを提供することを目的とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１に記載の吸音ダクトでは、多数の
孔が穿設された多孔板状部の両端に該多孔板状部に対し
て略直角に且つ同方向に突出する張出し部を設けたセラ
ミックス系複合材料よりなるホルダの内部に、複数の耐
熱吸音材を多孔板状部に平行に位置するように積層し、
これらの耐熱吸音材を張出し部に設けた押圧手段により
多孔板状部へ向って押圧した吸音材集合体を多数有し、
ダクト本体の内側部全面に吸音材集合体を多孔板状部が
ダクト本体の内方を向くように取り付けている。

【００１０】また、本発明の請求項２に記載の吸音ダク
トでは、上述した本発明の請求項１に記載の吸音ダクト
の構成に加えて、ダクト本体を高温ガス流発生源のガス
流通方向下流側に高温ガス流発生源に対して間隔を隔て
て配設し、該高温ガス流発生源のガス流通方向下流端に
筒状のミキサの前端を接続し且つ該ミキサの後端をダク
ト本体の前端内部にミキサの外側部と吸音材集合体との
間に外気取入口が形成されるように挿入している。

【００１１】本発明の請求項１及び請求項２に記載の吸
音ダクトのいずれにおいても、ホルダの内部に積層した
複数の耐熱吸音材を押圧手段により押圧して、吸音効果
が得られる吸音材集合体を形成し、該吸音材集合体を内
側部全面に取り付けたダクト本体を流通する高温ガス流
の排気騒音の低減を図る。

【００１２】また、本発明の請求項２に記載した吸音ダ
クトにおいては、高温ガス流発生源からミキサを経てダ
クト本体の内部に流入する高温ガス流のエゼクタ効果に
より、ダクト本体の前端内部におけるミキサの外側部と
吸音材集合体との間隙から、外部の空気をダクト本体の
内部に引き込んで高温ガス流の流速を減速し、ダクト本
体を流通する高温ガス流の排気騒音の低減を図る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１４】図１、図２及び図５から図１０は本発明の
吸音ダクトの実施の形態の一例を示すものであり、、こ
の吸音ダクトは、ホルダ１、複数の耐熱吸音材６、押圧
手段９からなる多数の吸音材集合体１０と、ダクト本体
１２と、ミキサ１３とによって構成されている。

【００１５】ホルダ１は多数の孔２が穿設されている長
方形の多孔板状部３を備えていて、多孔板状部３の両端
からは、同方向に直角に突出する張出し部４，５が一体
的に設けられており、これらの多孔板状部３、張出し部
４，５は、炭素繊維、炭化珪素を強化材とし、炭化珪素
等のセラミックスを化学的蒸着法によってマトリックス
とした繊維強化セラミックスのようなセラミックス系複
合材料（ＣＭＣ／ceramics matrix composites）で形成
されている。

【００１６】ホルダ１の内部には、ステンレス鋼系金属
繊維を布状に形成した耐熱性金属布、あるいは、ステン
レス鋼系金属多孔質体を板状に形成した耐熱性多孔質板
等の板状の耐熱吸音材６が多孔板状部３に対して平行に
位置するように複数積層されている。

【００１７】張出し部４，５の先端は、フランジ状に屈
折されていて、波状のバネ材７を２枚の帯金８，８で挟
んで形成した押圧手段９が適数箇張出し部４，５の先端
間に取り付けられており、この押圧手段９で、ホルダ１
の内部に積層した耐熱吸音材６が多孔板状部３に押圧さ
れるようになっている。

【００１８】また、押圧手段９は、図３及び図４に示す
ような構造とすることもできる。

【００１９】図３及び図４における押圧手段９は、ひだ
状に屈曲し且つホルダ１の張出し部４，５の先端のフラ
ンジ状に屈折した部分に沿うように配置されたバネ材７
と、該バネ材７と耐熱吸音材６との間に介在する帯金８
とで構成されている。

【００２０】ダクト本体１２は、高温ガス流発生源（エ
アターボラムジェットエンジン）１１の後方に、該高温
ガス流発生源１１に対し間隔をあけて同軸に位置するよ
うに配設されている。

【００２１】このダクト本体１２は、接続用のフランジ
部を四辺に設けた多数の金属パネルをボルト締結して角
筒状に組み立てたもので、図８から図１０に示すように
断面四角形で、図５に示すように前端付近は中空部分の
開口面積が増大し、前端近傍部分から後端までの間では
開口面積が一定になっている。

【００２２】ダクト本体１２の内側部には、先に述べた
ホルダ１、耐熱吸音材６、押圧手段９からなる吸音材集
合体１０が、多孔板状部３側がダクト本体１２の内方を
向くように、上下左右の全面に隙間なく並べて取り付け
られている。

【００２３】ミキサ１３は、筒状に形成されており、前
端が高温ガス流発生源１１のガス流通方向下流端に接続
され、また、後端がダクト本体１２の前端内部に挿入さ
れている。

【００２４】ミキサ１３の横断面形状は、前端において
は、高温ガス流発生源１１の後端に対応するように図６
に示すような円形になり、ダクト本体１２の前端に対応
する中間部では、図７に示すように四角形の中空構造に
なり、更に、後端においては、図８、図９に示すように
上側部分及び下側部分にひだ状の折れ曲がり部１４を有
し且つ後端に接近するほど、中心付近の開口面積が縮小
する断面に形成されている。

【００２５】図５に示すように、ミキサ１３の後端寄り
部分の外側面とダクト本体１２の前部内側面との間に
は、外気取入口１５が設けられていて、ダクト本体１２
の前端は大気に開放された状態になっている。

【００２６】次に、図１から図１０に示す吸音ダクトの
作用を説明する。

【００２７】高温ガス流発生源（エアターボラムジェッ
トエンジン）１１のタービンを回転させた後の燃焼ガス
流１６と圧縮機からの空気流１７と混合気体の燃焼によ
る混合ガス流１８が、ミキサ１３の形状により撹拌され
たうえ、ダクト本体１２の内部を流通する際の排気騒音
は、ダクト本体１２の内側部全面に隙間なく並べて取り
付けられている吸音材集合体１０の耐熱吸音材６に吸音
されて排気騒音の低減が図られる。

【００２８】上述したように混合ガス流１８がミキサ１
３からダクト本体１２の内部に流入するときには、エゼ
クタ効果によってミキサ１３の外方の空気が外気取入口
１５から吸引空気流１９としてダクト本体１２の内側に
流入する。

【００２９】そして、ダクト本体１２の内側に流入した
吸引空気流１９は、混合ガス流１８の流速を減速させ、
より効果的に排気騒音の低減が図られ、また、ダクト本
体１２の内部温度の上昇が抑制される。

【００３０】なお、本発明の吸音ダクトは上述した実施
の形態のみに限定されるものではなく、本発明をエアタ
ーボラムジェットエンジン以外の他の高温ガス流発生源
の排気騒音の低減手段に適用すること、その他、本発明
の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加え得る
ことは勿論である。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように本発明の吸音ダクトに
よれば、下記のような種々の優れた効果を奏し得る。

【００３２】（１）本発明の請求項１及び請求項２に記
載した吸音ダクトのいずれにおいても、ホルダの内部に
積層した複数の耐熱吸音材を押圧手段により押圧して吸
音材集合体を形成し、該吸音材集合体をダクト本体の内
側部全面に取り付けるので、入手可能な寸法の耐熱吸音
材を用いてダクト本体を流通する高温ガス流の排気騒音
の低減を図ることが可能になる。

【００３３】（２）本発明の請求項２に記載した吸音ダ
クトにおいては、高温ガス流発生源からミキサを経てダ
クト本体の内部に流入する高温ガス流のエゼクタ効果に
より、ダクト本体の前端内部におけるミキサの外側部と
吸音材集合体との間隙から、外部の空気をダクト本体の
内部に引き込むので、ダクト本体の内部を流通する高温
ガス流の流速が減速され、ダクト本体を流通する高温ガ
ス流の排気騒音の低減をより効果的に図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の吸音ダクトの実施の形態の一例を示す
部分斜視図である。

【図２】本発明の吸音ダクトの実施の形態の一例を示す
部分断面図である。

【図３】本発明の吸音ダクトの実施の形態の他の例を示
す部分斜視図である。

【図４】本発明の吸音ダクトの実施の形態の他の例を示
す部分断面図である。

【図５】本発明の吸音ダクトの実施の形態の一例を示す
全体図である。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。

【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。

【図８】図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。

【図９】図５のＩＸ−ＩＸ断面図である。

【図１０】図５のＸ−Ｘ断面図である。

【符号の説明】

１ ホルダ ２ 孔 ３ 多孔板状部 ４ 張出し部 ５ 張出し部 ６ 耐熱吸音材 ９ 押圧手段 １０ 吸音材集合体 １１ 高温ガス流発生源 １２ ダクト本体 １３ ミキサ １５ 外気取入口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ１０Ｋ 11/16 Ｂ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の孔が穿設された多孔板状部の両端
   に該多孔板状部に対して略直角に且つ同方向に突出する
   張出し部を設けたセラミックス系複合材料よりなるホル
   ダの内部に、複数の耐熱吸音材を多孔板状部に平行に位
   置するように積層し、これらの耐熱吸音材を張出し部に
   設けた押圧手段により多孔板状部へ向って押圧した吸音
   材集合体を多数有し、ダクト本体の内側部全面に吸音材
   集合体を多孔板状部がダクト本体の内方を向くように取
   り付けたことを特徴とする吸音ダクト。
2. 【請求項２】 ダクト本体を高温ガス流発生源のガス流
   通方向下流側に高温ガス流発生源に対して間隔を隔てて
   配設し、該高温ガス流発生源のガス流通方向下流端に筒
   状のミキサの前端を接続し且つ該ミキサの後端をダクト
   本体の前端内部にミキサの外側部と吸音材集合体との間
   に外気取入口が形成されるように挿入した請求項１に記
   載の吸音ダクト。