JPH108940A

JPH108940A - 消音器

Info

Publication number: JPH108940A
Application number: JP15839596A
Authority: JP
Inventors: Shozo Tanaka; 章三田中
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-06-19
Filing date: 1996-06-19
Publication date: 1998-01-13

Abstract

(57)【要約】【課題】通気管開口部において発生する騒音を低減する
事ができ、且つ損失抵抗がなく、高速気流下でも有効な
消音器を提供する。【解決手段】円形の断面を持つ通気管１の外側周囲を取
り巻くように、所定の隙間を保って円筒２を設け、この
円筒２の一端に通気管１の開口部１０と同一平面上の同
一方向に開いた開端８を設け、他端を閉端９とする。そ
して閉端９により、円筒２が通気管１の外周面に固定さ
れている構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、消音装置に関する
ものであり、より詳しくは、通気管開口部において発生
する騒音を低減する事ができ、且つ損失抵抗のない消音
器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】空調機等の通気管開口部においては、気
流の影響により騒音が発生するので、従来より騒音の低
減のために、消音器が使用されている。図９，図１０
は、その代表的な例を模式的に示す縦断面図である。そ
の内、図９は共鳴形消音器であり、同図に示すように、
通気管３１の壁面に多数の穴３２が開けられており、そ
の周囲を共鳴器３３が取り囲む形となっている。同図に
おいて、矢印Ｃの如く通気管３１に流入した空気は、矢
印Ｄの如く外気に吹き出すが、その際に発生する騒音を
穴３２より共鳴器３３に取り込み、その中で一種の共鳴
作用を行わせ、音のエネルギーを減衰させる。

【０００３】一方、図１０は膨張形消音器であり、同図
に示すように、通気管３４の一部に膨張室３５を設けた
形となっている。同図において、矢印Ｃ′の如く通気管
３４に流入した空気は、矢印Ｄ′の如く外気に吹き出す
が、途中の膨張室３５に空気を導き、膨張，拡散させる
事によって音波の干渉を起こさせ、音のエネルギーを減
衰させる。このように、通気管開口部における騒音を低
減する消音器を提供する試みは、或程度成功している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９に
示すような共鳴形消音器の構成では、通気管３１の壁面
に開けられた多数の穴３２により、気流が乱されて渦流
が発生しやすくなる。また、図１０に示すような膨張形
消音器の構成においても、膨張室３５による通気管３４
の断面積の増減により、気流が乱されて同様に渦流が発
生しやすくなる。これらの傾向は、気流が高速になる程
強くなるので、その場合、充分な消音効果が得られない
ばかりか、逆に騒音が大きくなり、且つ損失抵抗が増大
する等の問題があった。

【０００５】本発明は、上記のような不都合を解消し、
通気管開口部において発生する騒音を低減する事がで
き、且つ損失抵抗がなく、高速気流下でも有効な消音器
を提供する事を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、通気管開口部に隣接して、その通気管
開口部と同一平面上で同一方向に開いた一端（以下、開
端と呼ぶ）を有し、閉じた他端（以下、閉端と呼ぶ）を
有する管路を設ける。また、前記管路の開端を、前記通
気管開口部の周囲に輪状に設けても良い。さらに、それ
ぞれ長さの異なる複数の前記管路の各々の開端を、前記
通気管開口部の周囲に多重の輪状に設ける事もできる。

【０００７】また、複数の前記管路の各々の開端を、前
記通気管開口部の周囲に設けても良い。そして、前記複
数の管路は、それぞれ長さを異ならせる事もできる。さ
らに、前記複数の管路は、箱形にしても良い。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第
１の実施形態の消音器を示す模式図である。同図（ａ）
は通気管の開口部側より見た図であり、（ｂ）は縦断面
図である。同図に示すように、円形の断面を持つ通気管
１の外側周囲を取り巻くように、所定の隙間を保って円
筒２が設けられている。この円筒２の一端には通気管１
の開口部１０と同一平面上の同一方向に開いた開端８が
設けられ、他端は閉端９となっている。そして閉端９に
より、円筒２が通気管１の外周面に固定されている。

【０００９】通気管１の開口部１０において、矢印Ａで
示すような空気の吹き出し或いは吸い込み（図示せず）
が行われており、これにより空気が急激に膨張或いは収
縮するために生じる音や、通気管１内を空気が伝播する
時に生じる音が、音波１３として開口部１０より放射さ
れる。放射された音波１３は、波紋状に周囲の空間へ広
がって行くが、その一部は開端８より円筒２内部へ侵入
する。

【００１０】図２は、その円筒２付近を拡大して示した
縦断面図であり、円筒２内部に侵入した音波により生じ
る空気振動のモードを示す概念図である。同図におい
て、開端８より侵入した入射音波１１は、閉端９の内側
の面で反射され、反射音波１２となって再び開端８へ向
かって進行する。このとき、開端８と閉端９の内側の面
との距離をＬとし、円筒２内部で共鳴する音波の波長を
λとすると、Ｌ＝（２ｎ−１）λ／４で表される関係が
成り立つ。ここで、ｎは正の整数である。このときの共
鳴周波数をｆn とすると、ｆn ＝（２ｎ−１）ｃ／（４
Ｌ）となる。ここでｎは正の整数であり、ｃは音速であ
る。

【００１１】図２ではｎ＝１、即ち１次モードの空気振
動の概念を表しており、ここでの共鳴周波数ｆ1 におい
ては、同図の矢印Ｂで示すように、開端８付近で空気の
振動が非常に大きくなり、音響エネルギーが空気の摩擦
により熱エネルギーに変換される。従って、その変換分
だけ開口部１０の周囲の騒音レベルを低減する事ができ
る。このことは、ｎ＝２以降のモードにおいても同様で
あるため、各モードにおける共鳴周波数付近の騒音レベ
ルを低減する事ができる。

【００１２】図３は、本発明の第１の実施形態の消音器
の、騒音低減効果を示すグラフである。同図において、
横軸は騒音の周波数を、また縦軸は騒音レベル（Ａ特
性）を表わしており、騒音周波数スペクトルを示すグラ
フが描かれている。ここでは図１に示す開端８と閉端９
の内側の面との距離Ｌ＝２００mmとし、開口部１０から
速度２０m/sec.の気流が吹き出している場合の騒音を測
定している。同図に示すように、多くのモードでの共鳴
周波数において騒音低減効果が得られており、最大１０
dbもの低減が成されている事が分かる。

【００１３】尚、図１に示す消音器の構成の中で、円筒
２の開端８を通気管１の開口部１０より突出させた場
合、開口部１０付近の気流がこの突出部分により影響を
受け、かえって騒音を発生する。また、逆に円筒２の開
端８を通気管１の開口部１０よりへこませた場合は、開
口部１０より放射された音波が開端８から円筒２に入射
しにくくなるため、騒音低減効果が減少する。本発明の
ように、開端８を開口部１０と同一平面上に設ける事に
より、気流に影響を与えず、損失抵抗も生じさせずに、
効率の良い騒音低減を行う事ができる。

【００１４】図４は、本発明の第２の実施形態の消音器
を示す模式図である。同図（ａ）は通気管の開口部側よ
り見た図であり、（ｂ）は縦断面図である。同図に示す
ように、円形の断面を持つ通気管の外側周囲に、それぞ
れ長さと径の異なる円筒が設けられている。順次説明す
ると、まず、通気管１の外側周囲を取り巻くように、所
定の隙間を保って円筒５が設けられている。この円筒５
の一端には通気管１の開口部１０と同一平面上の同一方
向に開いた開端８が設けられ、他端は閉端９となってい
る。そして閉端９により、円筒５が通気管１の外周面に
固定されている。この円筒５の開端８と閉端９の内側の
面との距離はＬ3 で表されており、他の円筒と比較して
いちばん長い。

【００１５】次に、円筒５の外側周囲を取り巻くよう
に、所定の隙間を保って円筒４が設けられている。この
円筒４の一端には、上記と同様に通気管１の開口部１０
と同一平面上の同一方向に開いた開端８が設けられ、他
端は閉端９となっている。そして閉端９により、円筒４
が円筒５の外周面に固定されている。この円筒４の開端
８と閉端９の内側の面との距離はＬ2 で表されており、
Ｌ3 より短い。

【００１６】さらに、円筒４の外側周囲を取り巻くよう
に、所定の隙間を保って円筒３が設けられている。この
円筒３の一端には、上記と同様に通気管１の開口部１０
と同一平面上の同一方向に開いた開端８が設けられ、他
端は閉端９となっている。そして閉端９により、円筒３
が円筒４の外周面に固定されている。この円筒３の開端
８と閉端９の内側の面との距離はＬ1 で表されており、
Ｌ2 より短い。

【００１７】図１で説明した内容と同様に、開口部１０
より放射された音波は、波紋状に周囲の空間へ広がって
行くが、その一部は各円筒の開端８より各円筒内部へ侵
入する。侵入した入射音波は、各円筒の閉端９の内側の
面で反射され、反射音波となって再び各円筒の開端８へ
向かって進行する。このとき、各円筒の開端８と閉端９
の内側の面との距離は、Ｌ1 〜Ｌ3 として示すようにそ
れぞれ異なるため、それぞれ異なった共鳴周波数におけ
る音響エネルギーが熱エネルギーに変換されるので、広
い共鳴周波数範囲における騒音を低減する事ができる。

【００１８】図５は、本発明の第３の実施形態の消音器
を模式的に示す斜視図である。同図に示すように、複数
の箱体６が通気管１の外側周囲を取り囲むように設けら
れている。この各箱体６のそれぞれの一端には、斜線で
示すように通気管１の開口部１０と同一平面上の同一方
向に開いた開端８が設けられ、他端は閉端９となってい
る。騒音低減の原理は図１，図２で説明したものと同じ
であり、開端８と閉端９の内側の面との距離Ｌに応じた
共鳴周波数における騒音を低減する事ができる。

【００１９】本実施形態のように箱形の管路を用いる事
により、通気管１の開口部１０の周囲の空間が限定され
ている等の事があっても、空いた空間にこの箱形の管路
を挿入することにすれば良いので、配管設計がしやすく
なる。

【００２０】図６は、本発明の第４の実施形態の消音器
を模式的に示す斜視図である。同図に示すように、それ
ぞれ長さの異なる箱体１５〜１８が通気管１の外側周囲
を取り囲むように設けられている。この各箱体のそれぞ
れの一端には、斜線で示すように通気管１の開口部１０
と同一平面上の同一方向に開いた開端８が設けられ、他
端は閉端９となっている。騒音低減の原理は図１，図２
で説明したものと同じであるが、開端８と閉端９の内側
の面との距離は、Ｌ1 〜Ｌ4 として示すようにそれぞれ
異なるため、それぞれ異なった共鳴周波数における音響
エネルギーが熱エネルギーに変換されるので、広い共鳴
周波数範囲における騒音を低減する事ができる。

【００２１】本実施形態も第３の実施形態と同様に箱形
の管路を用いる事により、通気管１の開口部１０の周囲
の空間が限定されている等の事があっても、空いた空間
にこの箱形の管路を挿入することにすれば良いので、配
管設計がしやすくなる。

【００２２】図７は、本発明の第５の実施形態の消音器
を模式的に示す斜視図である。同図に斜線で示すよう
に、複数の開端８が通気管１の開口部１０に隣接して連
なって設けられている。これらの開端８は、開口部１０
と同一平面上の同一方向に開いており、これらの開端８
をそれぞれ有する管路２０は、それぞれ途中で屈曲して
他端を通気管１の外周面に当接させる形となる事によ
り、閉端９を形成している。騒音低減の原理は図１，図
２で説明したものと同じであるが、開端８と閉端９（こ
の場合は通気管１の外周面）との距離は、それぞれの管
路長の違いにより異なるため、それぞれ異なった共鳴周
波数における音響エネルギーが熱エネルギーに変換され
るので、広い共鳴周波数範囲における騒音を低減する事
ができる。

【００２３】本実施形態のように屈曲した管路を用いる
事により、通気管１の開口部１０の付近の空間（特に管
軸方向）が限定されている等の事があっても、空いた空
間にこの屈曲した管路を挿入することにすれば良いの
で、配管設計がしやすくなる。

【００２４】図８は、本発明による消音器をいわゆるセ
パレートエアコンの室外機に応用した例を示す斜視図で
ある。同図に示すように、複数の開端８がキャビネット
２３の前面にあるプロペラファン２２用の開口部２４の
周囲に沿って設けられており、その開口部２４と同一方
向に開いている。これらの開端８をそれぞれ有する管路
２１は、キャビネット２３の前面に沿って室外機端部に
延び、それぞれの他端が閉端９となっている。

【００２５】このように、開端８が開く方向と管路２１
が延びる方向をほぼ直角とする事により、室外機本体の
外形寸法をほとんど変える事なく消音器を設置する事が
できる。また、管路２１のそれぞれの管路長を異ならせ
る事により、それぞれ異なった共鳴周波数における音響
エネルギーが熱エネルギーに変換されるので、広い共鳴
周波数範囲における騒音を低減する事ができるため、プ
ロペラファン２２より発生する騒音を効率よく低減する
事ができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
通気管開口部に隣接して、その通気管開口部と同一平面
上で同一方向に開いた一端を有し、閉じた他端を有する
管路を設ける事により、前記通気管開口部において発生
する騒音を低減する事ができ、且つ損失抵抗がなく、高
速気流下でも有効な消音器を提供する事ができる。

【００２７】また、請求項２の消音器では、前記管路の
開いた一端を、前記通気管開口部の周囲に輪状に設ける
事により、前記通気管開口部において発生する騒音を効
率よく取り込んで低減する事ができる。

【００２８】さらに、請求項３の消音器では、それぞれ
長さの異なる複数の前記管路の各々の開いた一端を、前
記通気管開口部の周囲に多重の輪状に設ける事により、
前記通気管開口部において発生する騒音を効率よく取り
込む事ができるとともに、複数の前記管路において、そ
れぞれ異なった共鳴周波数における音響エネルギーが熱
エネルギーに変換されるので、広い共鳴周波数範囲にお
ける騒音を低減する事ができる。

【００２９】また、請求項４の消音器では、複数の前記
管路の各々の開いた一端を、前記通気管開口部の周囲に
設ける構成とする事により、前記通気管開口部の周囲の
空間が限定されている等の事があっても、空いた空間に
前記管路を挿入することにすれば良いので、配管設計が
しやすくなる。

【００３０】そして、請求項５の消音器では、前記複数
の管路それぞれの長さを異ならせる事により、前記複数
の管路においてそれぞれ異なった共鳴周波数における音
響エネルギーが熱エネルギーに変換されるので、広い共
鳴周波数範囲における騒音を低減する事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の消音器を示す模式
図。

【図２】その消音器の円筒付近を拡大して示した縦断面
図。

【図３】本発明の第１の実施形態の消音器の、騒音低減
効果を示すグラフ。

【図４】本発明の第２の実施形態の消音器を示す模式
図。

【図５】本発明の第３の実施形態の消音器を模式的に示
す斜視図。

【図６】本発明の第４の実施形態の消音器を模式的に示
す斜視図。

【図７】本発明の第５の実施形態の消音器を模式的に示
す斜視図。

【図８】本発明をセパレートエアコンの室外機に応用し
た例を示す斜視図。

【図９】共鳴形消音器を模式的に示す縦断面図。

【図１０】膨張形消音器を模式的に示す縦断面図。

【符号の説明】

１通気管２〜５円筒６箱体８開端９閉端１０開口部１１入射音波１２反射音波１３音波１５〜１８箱体２０，２１管路２２プロペラファン２３キャビネット２４開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気体が流出或いは流入する通気管開口部
に隣接して、該通気管開口部と同一平面上で同一方向に
開いた一端を有し、閉じた他端を有する管路を設けた事
を特徴とする消音器。
【請求項２】前記管路の開いた一端を、前記通気管開
口部の周囲に輪状に設けた事を特徴とする請求項１に記
載の消音器。
【請求項３】それぞれ長さの異なる複数の前記管路の
各々の開いた一端を、前記通気管開口部の周囲に多重の
輪状に設けた事を特徴とする請求項１又は請求項２に記
載の消音器。
【請求項４】複数の前記管路の各々の開いた一端を、
前記通気管開口部の周囲に設けた事を特徴とする請求項
１に記載の消音器。
【請求項５】前記複数の管路は、それぞれ長さが異な
る事を特徴とする請求項４に記載の消音器。
【請求項６】前記複数の管路は、箱形をしている事を
特徴とする請求項４又は請求項５に記載の消音器。