(57)【要約】      （修正有）【課題】サイドブランチの全長を小さく抑えながら、低周波域の騒音を消音可能なサイドブランチ型の消音器を実現する。【解決手段】サイドブランチ型消音器１は、騒音源Ｓから発される音を伝搬する筒状の騒音伝搬経路ａと、当該騒音伝搬経路ａに対して直交して接続され、当該騒音伝搬経路ａに接続された基端部ｂ２が開口となるように開放されるとともに、他端部ｂ１が閉塞された有底筒状のサイドブランチ用分岐路ｂと、を備える。基端部ｂ２の開口を部分的に塞ぎ開口面積を小さくすることで、開口を閉塞しない場合に比べ、消音効果が最も高い周波数を低周波域にシフトさせる閉塞部材２を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
騒音源から発される音を伝搬する騒音伝搬経路と、当該騒音伝搬経路に対して接続され、当該騒音伝搬経路に接続された基端部が開口となるように開放されるとともに、他端部が閉塞された有底筒状のサイドブランチ用分岐路と、を備えたサイドブランチ型消音器であって、
前記基端部の開口を部分的に塞ぎ開口面積を小さくすることで、開口を閉塞しない場合に比べ、消音効果が最も高い周波数を低周波域にシフトさせる閉塞部材を備えるサイドブランチ型消音器。
【請求項２】
前記閉塞部材が、前記基端部の開口を、前記騒音伝搬経路の軸方向に沿う移動で塞ぐように構成される請求項１に記載のサイドブランチ型消音器。
【請求項３】
前記閉塞部材が、前記基端部の開口面積を、９０％以上１００％未満の間で閉塞するように構成される請求項１又は２に記載のサイドブランチ型消音器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、騒音源から発される音を伝搬する騒音伝搬経路と、当該騒音伝搬経路に対して接続され、当該騒音伝搬経路に接続された基端部が開口となるように開放されるとともに、他端部が閉塞された有底筒状のサイドブランチ用分岐路と、を備えたサイドブランチ型消音器に関する。
【背景技術】
【０００２】
騒音源から発せられる騒音を低減する消音器の１つとして、図８に示すように、騒音源Ｓに接続された管路１０に対し、管（サイドブランチ）１１を設け音波の干渉により音を低減させるサイドブランチ型の消音器が知られている。サイドブランチ型の消音器によって最も効果的に低減できる周波数（以下では、「有効周波数」と呼ぶ）ｆは、下記の式で表される。
ｆ＝ｃ／４Ｌ
ここで、ｃ＝音速、Ｌ＝サイドブランチの全長、である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平７−１４１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のサイドブランチ型の消音器においては、例えば、エンジンの駆動音のうち比較的消音が難しい低周波域の騒音を消音するためには、有効周波数ｆを小さくするために、サイドブランチの全長Ｌを大きくしなければならず、消音器全体の寸法が大きくなってしまうという問題がある。具体的には、例えば、エンジンの駆動音のピークが１００Ｈｚ前後にある場合、このピークの駆動音を消音するためには、サイドブランチの全長は Ｌ≒３４０［ｍ／ｓ］／（４×１００［Ｈｚ］）＝０．８５［ｍ］とする必要があり、例えば家庭用の給湯器やコージェネレーションシステムなどの機器に適用するには大き過ぎる。
【０００５】
そこで、本願発明の目的は、サイドブランチの全長を小さく抑えながら、低周波域の騒音を消音可能なサイドブランチ型の消音器を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本願発明に係る騒音源から発される音を伝搬する騒音伝搬経路と、当該騒音伝搬経路に対して接続され、当該騒音伝搬経路に接続された基端部が開口となるように開放されるとともに、他端部が閉塞された有底筒状のサイドブランチ用分岐路と、を備えたサイドブランチ型消音器の特徴構成は、前記基端部の開口を部分的に塞ぎ開口面積を小さくすることで、開口を閉塞しない場合に比べ、消音効果が最も高い周波数を低周波域にシフトさせる閉塞部材を備える点にある。
【０００７】
本願発明者らの鋭意研究の結果、サイドブランチ型の消音器において、サイドブランチ用分岐路の開口の一部を塞ぎ、開口面積を小さくすることで、サイドブランチの全長はそのままに、有効周波数を低周波域にシフトできることを発見した。
上記特徴構成によれば、閉塞部材によって、サイドブランチ用分岐路の基端部の開口が部分的に閉塞され、開口面積が小さくなる。このため、消音効果が最も高い周波数である有効周波数を低周波域にシフトすることができる。よって、所定の低周波音を消音したい場合に、通常のサイドブランチ型の消音器を用いる場合に比べて、サイドブランチの全長を短く抑えることが可能となる。すなわち、サイドブランチの全長を小さく抑えながら、低周波域の騒音を消音可能なサイドブランチ型の消音器を実現できる。
【０００８】
本願発明に係るサイドブランチ型消音器においては、上記特徴構成に加えて、前記閉塞部材が、前記基端部の開口を、前記騒音伝搬経路の軸方向に沿う移動で塞ぐように構成すると好適である。
【０００９】
上記特徴構成によれば、軸方向に沿う移動で、基端部の開口を塞ぐことができるため、例えば、設置時において現場の騒音源から発せられる騒音の周波数に合わせて、最適な消音効果が得られるように調整することができる。すなわち、低周波域の騒音を消音可能なサイドブランチ型の消音器を、より現場での適応能力に優れた形態で実現できる。
【００１０】
加えて、前記閉塞部材が、前記基端部の開口面積を、９０％以上１００％未満の間で閉塞するように構成すると好適である。
【００１１】
上記特徴構成によれば、サイドブランチ型消音器における有効周波数を、より効果的に低周波域へシフトできる。すなわち、低周波域の騒音を消音可能なサイドブランチ型の消音器を、より小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の概略構成図
【図２】第１実施形態における消音器の効果を確認するための実験構成を示す図
【図３】第１実施形態における騒音の周波数スペクトルを示す図
【図４】第１実施形態における有効周波数のシフトを示す図
【図５】第２実施形態の概略構成図
【図６】第２実施形態における騒音の周波数スペクトルを示す図
【図７】第２実施形態における有効周波数のシフトを示す図
【図８】サイドブランチ型消音器の従来構成
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係るサイドブランチ型消音器１について図面を用いて説明する。図１（ａ）に、サイドブランチ型消音器１の概略図を示す。図中のスピーカーは、騒音源Ｓを模式的に示したものである。サイドブランチ型消音器１は、騒音源Ｓから発される音を伝搬する筒状の騒音伝搬経路ａと、当該騒音伝搬経路ａに対して直交して接続され、当該騒音伝搬経路ａに接続された基端部ｂ２が開口となるように開放されるとともに、他端部ｂ１が閉塞された有底筒状のサイドブランチ用分岐路ｂと、を備える。より具体的には、騒音源Ｓとしては、例えば、家庭用コージェネレーション装置に用いられるガスエンジンや給湯器のボイラーなどの、低周波域（主に１００Ｈｚ前後）の低周波音を生じる機器が相当する。また、騒音伝搬経路ａとしては、家庭用コージェネレーション装置や給湯器の排気管を用いることができる。サイドブランチ用分岐路ｂは、例えば、騒音伝搬経路ａに対してＴ字型継手を取り付けた状態で、連結させると良い。
【００１４】
本発明においては、図１（ｂ）に示すように、基端部ｂ２の開口を部分的に塞ぎ開口面積を小さくすることで、開口を閉塞しない場合に比べ、消音効果が最も高い周波数（すなわち、有効周波数）を低周波域にシフトさせる閉塞部材２を備える点に特徴を有する。以下では、閉塞部材２の形状を異にする第１実施形態及び第２実施形態を順に説明する。
【００１５】
〔第１実施形態〕
本実施形態においては、閉塞部材２は、図１に示すように、基端部ｂ２の開口を、騒音伝搬経路ａの軸方向Ｘに沿う移動で塞ぐように構成される。以下では、図中、騒音源Ｓ側を第１Ｘ方向Ｘ１とし、逆方向を第２Ｘ方向Ｘ２と呼ぶ。騒音源Ｓ図には、第１Ｘ方向Ｘ１から第２Ｘ方向Ｘ２に向かって、軸方向Ｘに沿って閉塞部材２を設けているが、逆方向に設けても構わない。本実施形態においては、閉塞部材２は、軸方向Ｘに沿って移動可能に構成される。すなわち、閉塞部材２は、軸方向Ｘに沿って移動することで、基端部ｂ２の開口の閉塞率を上下できるように構成される。むろん、例えば、設置時など、好ましい消音効果を得られる閉塞部材２の移動量（第２Ｘ方向Ｘ２での移動量）が判明した時点で、閉塞部材２を固定しても構わない。
【００１６】
図２に、本実施形態に係るサイドブランチ型消音器１の実験構成を示す。図２（ａ）に示すように、実験においては、騒音源Ｓとして、スピーカーを配置し、騒音伝搬経路ａ及びサイドブランチ用分岐路ｂには、硬質ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）管を用いた。騒音伝搬経路ａには、図２（ｂ）に示すＴ字管を用いた。サイドブランチ用分岐路ｂの他端部ｂ１は、ＰＶＣ製の蓋を固定した。また、閉塞部材２として、厚さ０．１５５ｍｍのポリエチレンクロスのテープを用いた。用いたポリエチレンクロスの引張強度は280N/50mm（テープ幅）、引張伸度は15%である。このような構成において、騒音伝搬経路ａの第２Ｘ方向Ｘ２側端部から５０ｃｍ離れた位置に、騒音を測定する評価点を定めた。
【００１７】
図３に、閉塞率を０％〜１００％の間（すなわち、閉塞部材２により基端部ｂ２の開口を全く閉塞していない状態から、完全に閉塞した状態まで）で変化させた際の、評価点における騒音の周波数スペクトルを示す。図に示すように、音圧レベルが最も低くなる周波数、すなわち、有効周波数は、閉塞率を向上させるに従い、低周波域（図の左側）にシフトすることが分かる。
【００１８】
図４に、閉塞率と有効周波数との関係をグラフで示す。図から明らかなように、閉塞部材２が、基端部ｂ２の開口面積を、９０％以上１００％未満の間で閉塞する場合に、特に低周波域に大きくシフトすることがわかる。
【００１９】
〔第２実施形態〕
本実施形態においては、閉塞部材２は、図５に示すように、基端部ｂ２の開口を、サイドブランチ用分岐路ｂの径方向に小さくするように設けられる。より具体的には、閉塞部材２は、中心に開口を有した中空の円盤状に形成され、騒音伝搬経路ａの内側に沿う形態で、基端部ｂ２の開口を塞ぐように固定される。閉塞部材２以外の構成については、第１実施形態と同様のため説明を省略する。
【００２０】
第１実施形態と同様の実験構成において実験した結果を図６に示す。図６は、本実施形態に係る閉塞部材２を用いて、閉塞率を０％〜９９％の間（すなわち、閉塞部材２により基端部ｂ２の開口を全く閉塞していない状態から、閉塞部材２の開口直径を徐々に狭めていった状態）で変化させたときの騒音の周波数スペクトルを示す。本実施形態においても、第１実施形態と同様に、音圧レベルが最も低くなる周波数、すなわち、有効周波数は、閉塞率を向上させるに従い、低周波域（図の左側）にシフトすることが分かる。
【００２１】
また、図７に、閉塞率と有効周波数との関係をグラフで示す。図から明らかなように、第１実施形態と同様に、閉塞部材２が、基端部ｂ２の開口面積を、９０％以上１００％未満の間で閉塞する場合に、特に低周波域にシフトすることがわかる。本実施形態においては、９５％以上１００％未満の間で、より効果的にシフトすることがわかる。
【００２２】
以上のように、本発明に係るサイドブランチ型消音器１においては、閉塞部材２によりサイドブランチ用分岐路ｂの基端部ｂ２の開口を部分的に閉塞することで、低周波域にシフトさせることできる。よって、本発明に係るサイドブランチ型消音器１を用いることで、閉塞部材２がない場合に比べ、サイドブランチの全長を小さく抑えながら、低周波域の騒音を消音することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
騒音源から発される音を伝搬する騒音伝搬経路と、当該騒音伝搬経路に対して接続され、当該騒音伝搬経路に接続された基端部が開口となるように開放されるとともに、他端部が閉塞された有底筒状のサイドブランチ用分岐路と、を備えたサイドブランチ型消音器として利用可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１        ：サイドブランチ型消音器
２        ：閉塞部材
Ｓ        ：騒音源
Ｘ        ：軸方向
ａ        ：騒音伝搬経路
ｂ        ：サイドブランチ用分岐路
ｂ１      ：他端部
ｂ２      ：基端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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