(57)【要約】【課題】各種産業上の騒音を低減する消音装置に関し、特に騒音を発生する作業車、とりわけ鉄道レールの削正補修を行う作業車より放射される騒音を低減し、騒音による環境問題を解消する。【解決手段】  騒音源より生ずる騒音気流が分割導入される複数の消音部、該消音部より排出される方向の異なる気流を合流した後に大気に放出する混合部を設けてなる消音装置を提供する。この消音装置において、前記消音部にはケーシング内に平行に配置した複数の消音パイプ及び該パイプ間に充填した吸音材よりなる消音ボックスが設けられ、分割導入される騒音気流は前記消音パイプ内に導かれるのが好ましい。【選択図】図１
2015025918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
騒音源より生ずる騒音気流が分割導入される複数の消音部、該消音部より排出される方向の異なる気流を合流した後に大気に放出する混合部を設けてなる消音装置。
【請求項２】
ケーシング内に平行に配置した複数の消音パイプ及び該パイプ間に充填した吸音材よりなる消音ボックスが前記消音部に設けられ、分割導入される騒音気流が前記消音パイプ内に導かれる請求項１の消音装置。
【請求項３】
平行な消音パイプをケーシング内において千鳥状に配置してなる消音ボックスが複数段に直列配置されている請求項２の消音装置。
【請求項４】
前段消音ボックスの消音パイプ出口が、次段の消音ボックスの複数の消音パイプ入口の中間になるように、前後の消音ボックスが配列されてなる請求項２又は３の消音装置。
【請求項５】
消音パイプが多孔性の金属製又は金網であり、吸音材が線条、綿状又は繊維状である請求項２〜４いずれかの消音装置。
【請求項６】
消音パイプが多孔性又は網状の合成樹脂製パイプであり、吸音材が線条、綿状又は繊維状の鉱物質繊維及び／又は合成繊維からなる請求項２〜４いずれかの消音装置。
【請求項７】
請求項１の消音装置をブロワー排気口に設置してなる鉄道レール削正車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関、コンプレッサー、ブロワー等から発生した気流に起因する騒音を低減する消音装置及びこの消音装置を設けたレール削正車に関する。
【背景技術】
【０００２】
生活環境の変化、環境問題に対する国民の意識変化などにより、様々な環境問題が近年大きな課題となり騒音問題もその１つである。鉄道軌道においては、安全性確保、乗り心地の維持などの観点から定期的にレールを研削補修する必要がある。このため、軌道上にレール削正車を走行させレールの補修作業が行われる。レール削正車は走行しながらレールを削り、レールの金属疲労層の除去と形状の補修を行う作業車であって、扁平磨耗した軌道用レールを水平かつ平滑になるよう切削し車両の安全と快適な走行の確保をはかる。レール削正車は強力なクラインダーを用いてレール上部のカッティングと研磨を繰り返し、生じた切削粉を強力なブロワーにより吸引して集塵部(フィルター)に捕集する。
一般に、このような補修作業は旅客輸送の時間帯を避けて夜間作業となる。夜間の集塵機のブロワー音は、これまでも鉄道沿線における潜在的な騒音ではあったが、作業車の上方に放射される騒音が指向性を有しており、近年増加した高層住宅の上階部分に達しやすいことがわかり、これを低減することが強く望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０２０２８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は各種産業上の騒音を低減する消音装置に関し、特に騒音を発生する作業車、とりわけ鉄道レールの削正補修を行う作業車より放射される騒音を低減し、騒音による環境問題を解消することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、騒音源より生ずる騒音気流が分割導入される複数の消音部、該消音部より排出される方向の異なる気流を合流した後に大気に放出する混合部を設けてなる消音装置を提供するものである。
本発明の消音装置において、前記消音部にはケーシング内に平行に配置した複数の消音パイプ及び該パイプ間に充填した吸音材よりなる消音ボックスが設けられ、分割導入される騒音気流は前記消音パイプ内に導かれるのが好ましい。
また、前記消音ボックスは、平行な消音パイプをケーシング内において千鳥状に配置するのが好ましく、このような消音ボックスが複数段に直列配置するのが好ましい。
さらに、前段消音ボックスの消音パイプ出口が、次段の消音ボックスの複数の消音パイプ入口の中間になるように、前後の消音ボックスが配列されてなるのが好ましい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の消音装置は騒音源である騒音気流を分割して消音部に導入し、この消音部より排出される方向の異なる気流を合流し衝突させることにより不快な騒音が著しく低減する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の消音装置の縦断面の概略説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１及び図２に示すように、本発明の消音装置では、騒音源より生ずる騒音気流が分割導入される複数の消音部14,24、この消音部より排出される方向の異なる気流を合流した後に大気に放出する混合部30を有している。その好ましい態様では、消音部にはケーシング16内に平行に配置した複数の消音パイプ17が、また消音パイプ間には吸音材18が充填された消音ボックス141-144,241-244が設けられ、騒音気流は消音パイプ17内に導かれる。
【０００９】
(消音パイプ)
消音パイプは適宜の横断面を有する中空のパイプである。該パイプの断面形状は円形又は楕円状であるのが通気抵抗を低減するために好ましい。消音パイプは、騒音気流の流路軸と平行に設けられ、その壁面は通気性を有するのが好ましい。
消音パイプの壁材としては、金属、合金その他の無機材料及び合成樹脂が用いられる。パイプは前記材料を成形加工した網状若しくは多孔性のパイプ、又は前記材料の繊維、モノフィラメントの織布、不織布(フェルトを含む)、編み物により壁材を構成したパイプが用いられる。壁材は単層でも重層してもよい。
前記の金属材料としては、鉄、アルミニウム、銅、ニッケル、クロム、チタン等の金属もしくは合金があげられる。
合成樹脂としてはポリエステル樹脂(ポリエチレンテレフタレートを含む)、ポリエチレン、ポリプロピレン等があげられる。
比較的低温雰囲気(２００℃以下)であればポリプロピレンの編物も良好であり、例えばポリプロピレン線をパイプ状に編み、両端を蓋もしくは抜け止めリングキャップ端末処理したパイプが用いられる。高温雰囲気下に用いる場合、強度を要求する場合にはステンレスや、鋼線の消音パイプを用いるのが好ましい。外部の吸音材も金属材が好ましい。特にステンレススチールは耐熱性、耐食性及び価格などの点で好ましい。
【００１０】
(吸音材)
消音ボックスには、吸音効果の向上のため上記金属若しくはその合金；スラグウール、ロックウール、シラスウール若しくはガラスウールなどの鉱物質繊維；又はポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステルなどの合成繊維からなる線条、綿状、繊維状の吸音材が充填される。吸音材は空気抵抗の低いことが好ましい。
【００１１】
このように装置の使用環境に応じて前記の適宜の材料を選択することにより、所望の耐熱、耐食性、軽量性を有する適切な消音パイプ、吸音材を選択して消音装置を設計することができる。
【００１２】
(消音ボックス)
消音ボックスのケーシングは胴部とその両端を塞ぐ一対の管板からなり、各管板には消音パイプを取り付ける複数の開口の列が多段に千鳥状に配列される。消音パイプは、ケーシングの両端に取り付けられた前記管板間に取り付けられる。
各消音ボックスにおいて、ケーシング内の消音パイプは千鳥状に配列されるのが好ましい。騒音気流に対して中空の消音パイプを各段複数配列し、これを多段に配置してケーシング内に納め、平行な通気空気通して、抵抗を少なくする。
また、消音ボックスの他の配置法としては、通気性のある消音パイプの内部に吸音材を充填して騒音気流路軸と直交してかつ千鳥状に配置してもよく、騒音の程度、流体の流速により選択してよい。
本発明の消音装置では、１箇所の騒音(排気、吸気)を分割振り分けて再度合流衝突させてもよい。本発明の消音装置は、特にブロワーの排気音、吸気音の消音のほか、内燃機関の騒音、ターボ圧縮機、遠心分離機、往復動型圧縮機、各種ポンプの駆動音、騒音環境の低減に有効である。
【実施例】
【００１３】
つぎに本発明の消音装置を具体例により図面を参照しつつ、さらに詳細に説明する。図１は本発明の消音装置の縦断面における模式的概略図である。騒音源である第１列ブロワー及び第２列ブロワー(図示せず)より排出された騒音気流(排気流)１１，２１は、各々第１列、第２列の排気流ダクト１２、２２の内部を気流ガイド(図示せず)に沿って流れ、第１列、第２列の消音部１４，２４に導かれる。
【００１４】
各消音部には騒音気流に対して直列に複数段の消音ボックスが設けられ、図１の具体例においては各列に４段の消音ボックス141−144,241-244が騒音気流に対して直列に配置されている。
図２は図１の消音ボックスのＡ−Ａ線断面概略図である。消音ボックス143は、装置の外容器であるケーシング１６、その内部に平行に配置された複数の消音パイプ１７及び該パイプの間隙に配置された吸音材１８からなり、平行な消音パイプ１７の両端はケーシングの入口及び出口に設けた各管板１９に固定される。
平行に配置された消音パイプ１７は、図２に示す具体例では、管板面に等間隔に配置した最上段の一列に対して、第２段の消音パイプは最上段の管間隔の中間に配置され、第３段の消音パイプは第１段の配置と同様の位置に配置される。さらに多段とする場合も、隣接する各段の消音パイプは配置をずらして全体として千鳥状配置とされる。このような配置により、消音ボックス強度向上、消音パイプ設置容積の効率化、消音効果の向上をはかることができる。
【００１５】
第1段の消音部141に導かれた騒音気流は、この消音ボックス141の入口の管板１９より中空の消音パイプに分割導入され、出口の管板方向に流れて第１段の消音ボックス141より排出される。
【００１６】
第１段の消音ボックス１４１の出口には、若干の間隙を介して、第２段消音ボックス１４２が配置される。第２段消音ボックス１４２の内部パイプ相互配置は第１段消音ボックスと同様に千鳥状の配置がなされるが、第２段消音ボックスの消音パイプ入口は、第１段消音ボックスの各消音パイプ出口の中間に当たるように配置され、第３段、第４段の消音ボックス１４３,１４４についても、各々前段の消音ボックスに対して後段の消音ボックスの消音パイプは同様に配置される。
なお、消音ボックス１４１−１４４の相互配置により排気抵抗が著しく大きくなる場合は、隣り合う消音ボックスの前段の消音パイプ出口と後段の消音パイプ入口が同一軸線上となるよう配置してもよい。
【００１７】
前記第１〜４段の消音ボックス１４１−１４４より構成される第１列の消音部１４と同様の構造を第２列消音部２４も有し、両列の消音部より排出された騒音気流は、混合部３０において対向する向きに排出され衝突合流し、ついで混合部の周囲に設けられた排気カバー３１により囲まれた空間を経て合流した気流が拡散し消音装置外部に排気される。
【００１８】
(レール削正車)
前記消音装置をレール削正車に用いるにあたっては、レール削正車のブロワー排気口に消音装置の排気ダクトを取り付ける。レール削正車はレール研削作業を行いながら切削粉を吸引回収するが、レール削正にて生ずる金属粉は比重が大きく、吸い上げて上部の集塵機室のフィルターにて捕集するには非常に大きな動力の集塵ブロワーを要する。レール削正車は各レールに対して１台、計２台の集塵ブロワーを有しており、これに対して前記の消音装置を取り付け騒音の顕著な低減をはかることができる。
【００１９】
前記構成により、本発明消音装置では顕著な消音効果が得られる点に関して、そのメカニズムについては明らかでないが本発明者らはつぎのように推測している。すなわち、騒音気流は、第１段〜第４段の消音ボックスに設けられた中空の消音パイプの内部を屈曲しながら下流に移動する。この間において、騒音気流は消音パイプを構成する線条体(金属線、ポリプロピレン線)及び消音パイプ間に充填された吸音材(充填繊維、不織布、綿状材）に熱エネルギーとして吸収される。また、消音パイプは断面円弧状を有し気流は容易に層流となり騒音の主因となる乱流となりにくい。
また、騒音気流の一部は通気性の大きな消音パイプの壁面を通過し、騒音エネルギーは消音パイプの外部の吸音材にて分散吸収されて騒音エネルギーは一層効果的に減衰する。
なお、各消音パイプ間には十分な間隙がある上、各消音パイプ、吸音材も通気性が高いため背圧上昇の懸念はない。
このようにして第１段の消音ボックスにて吸音減衰された騒音気流は、つぎにわずかの隙間をあけて配置した第２段の消音ボックスに導入される。ここでは一旦解放された騒音気流は再度整流され更に減衰される。同様にして、消音ボックスへの導入と解放が繰り返されて排気抵抗を極限までおさえて消音される。
なお、消音パイプの太さや配列を種々変更することにより、消音レベルを可聴周波の全部に亙り平均化させ、又は聴覚が最も鋭敏な周波数範囲内の騒音を中心に減衰させたりすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
鉄道軌道において必要なレール研削補修にあたり、レール削正車の作業音を大きく低減することができる。一般に夜間作業となるレール削正車による補修作業において、近年生じがちな鉄道沿線における騒音問題、メンテナンス要員に対する作業環境を大きく改善することができる。
【符号の説明】
【００２１】
１１  騒音気流        １２  排気流ダクト    １４  消音部    １６  ケーシング
１７  消音パイプ      １８  吸音材          １９  管板      ２１  騒音気流
２２  排気流ダクト    ２４  消音部          ２９  管板      ３０  混合部
３１  排気カバー
１４１−１４４  消音ボックス(第１列１−４段)
２４１−２４４  消音ボックス(第２列１−４段）              
【図１】
2015025918.tif 000003
【図２】
2015025918.tif 000004