(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関からの排気を導き、共鳴室を貫通して膨張吸音室に開口する導入管と、
該導入管の前記共鳴室内における中途部に分岐形成され、先端が閉塞され盲端とされるとともに、前記導入管との分岐部分から前記盲端までの長さを前記機関より発生する騒音の最も大きいレベルの周波数に対応する波長の略１／４の長さに形成されるサイドブランチ管と、
前記膨張吸音室に開口する前記導入管の開口端に対して所定距離隔てて対向して配設され、一端が開口し前記開口端に対向し、他端が閉塞され盲端に形成される管体よりなり、該盲端と前記開口との長さを、前記騒音に含まれる所望の周波数に対応する波長の略１／４の長さに形成される閉管と、
を具備することを特徴とする内燃機関の低周波用排気消音器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、往復動機関などの内燃機関の排気騒音に含まれる主として１００Ｈｚ以下の低周波音を減衰させる内燃機関の低周波用排気消音器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
船舶などに搭載される内燃機関としては、２サイクル又は４サイクルディーゼルエンジンなどの往復動機関が一般的であるが、この機関からの排気音は騒音であり、近年、その騒音に含まれる低周波帯の音が周辺の家屋などに影響があることがわかってきた。
人間の耳は２０Ｈｚ〜２万Ｈｚの音を聞き取ることが出来るとされているが、一般に１００Ｈｚ以下の音を低周波音と呼び、そのレベルが大きいと窓や建具をガタつかせる物理的影響、特に敏感な人に対しては睡眠妨害などの心理的影響、又頭痛や圧迫感などの生理的影響があるといわれており、このような低周波帯の騒音のレベルを下げることが望まれている。
【０００３】
一般的な構造の消音器では、１００Ｈｚより上の中・高周波の騒音に対応させて減音する構造であり、積極的にこの低周波騒音の減音を行うものではない。低周波騒音の対策として、共鳴型構造やサイドブランチ型構造の消音器、或いはアクティブスピーカを用いたアクティブ消音器を採用することで対応している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の排気消音器では、共鳴型構造の消音器では、ある特定の周波数成分の減音にのみ効果がある方法であるが、機関の運転条件等により周波数が変化することから確実な有効性を得られない欠点がある。
【０００５】
また、サイドブランチ型構造の消音器では、機関からの排気を導入する管体に対して、サイドブランチとなる管体を別途接続構成させる構造となるが、減音させたい音の１／４波長の長さを有する構造となるため、その減音させたい音の周波数が低周波になればなるほどサイドブランチ用管体の長さを長く形成させなければならないことから、構造上、強度を付与するための設計の変更や、振動に対する対処構造などを要し、すなわち長尺な管体を支持する構造を必要とする欠点を有するとともに、機関からの排気が流れ込むことから熱による膨張変形などについても考慮しなくてはならず、容易に実現できない問題がある。
【０００６】
さらに、アクティブスピーカを用いる消音器では、低周波になればなる程、大容量のスピーカが必要になり、現実的でなくなる欠点がある。
【０００７】
また、上記したいずれの消音器も、低周波になればなるほど装置が大型になることから、機関に対する消音器の大きさを含めた装置全体としての構造が大型なものとなり好ましくなく、有効な消音器を得られない欠点を有する。
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点を解消するために、機関からの排気による騒音に含まれる低周波帯域の騒音に対し、有効にこれを減音させることを可能とし、周辺環境への影響を低減させるとともに、簡素な構造で有効な減音効果を得ることの可能な内燃機関の低周波用排気消音器を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
この発明の請求項１記載の内燃機関の低周波用排気消音器は、機関からの排気を導き、共鳴室３を貫通して膨張吸音室４に開口する導入管５と、
該導入管５の前記共鳴室４内における中途部に分岐形成され、先端が閉塞され盲端６ａとされるとともに、前記導入管５との分岐部分から前記盲端６ａまでの長さを前記機関より発生する騒音の最も大きいレベルの周波数に対応する波長の略１／４の長さに形成されるサイドブランチ管６と、
前記膨張吸音室４に開口する前記導入管５の開口端５ｄに対して所定距離隔てて対向して配設され、一端が開口し前記開口端５ｄに対向し、他端が閉塞され盲端１２ｂに形成される管体よりなり、該盲端１２ｂと前記開口との長さを、前記騒音に含まれる所望の周波数に対応する波長の略１／４の長さに形成される閉管１２と、
を具備することを特徴としている。
【００１０】
この内燃機関の低周波用排気消音器によれば、機関から発生する排気音における最も大きいレベルとなっている減衰させたい低周波騒音の周波数に対応する波長の略１／４の長さとされるサイドブランチ管６を設け、またこのサイドブランチ管６の先端を盲端６ａにて構成したことにより、機関から導入管５にて流入する排気騒音のうち、減衰させたい周波数の音がサイドブランチ管６によって干渉されることとなり、その騒音を低減させることとなるとともに、導入管５の開口端５ｄに対向して設けられる閉管１２にてさらにその騒音を低減させられる。すなわち、導入管５の開口端５ｄに対向する閉管１２は、前記サイドブランチ管６と同様の干渉作用を発生させることとなり、これにより、導入管５と閉管１２との対向する部分の空間にて、音の干渉が起こり騒音の低減が行われる。
なお、閉管１２は、その開口が、導入管５の開口端５ｄに対して、所定間隔を隔て、すなわち連続せずに空間を介して位置する構成としてもよく、また、導入管５の開口端５ｄと閉管１２の開口とが所定の長さの管状部材にて連結構造とされ、その管状部材の側方が、排気流出口となるように構成することとしてもよい。
【００１１】
なお、本発明の内燃機関の低周波用排気消音器１は、機関からの排気を導き、共鳴室３を貫通して膨張吸音室４に開口する導入管５と、
該導入管５の前記共鳴室３内における中途部に分岐形成され、先端が閉塞され盲端６ａとされるとともに、前記導入管５との分岐部分から前記盲端６までの長さを前記機関より発生する騒音の最も大きいレベルの周波数に対応する波長の略１／４の長さに形成されるサイドブランチ管６と、
を具備することを特徴とすることとしてもよい。
【００１２】
このような構成とした内燃機関の低周波用排気消音器１によれば、機関から発生する排気音における最も大きいレベルとなっている減衰させたい低周波騒音の周波数に対応する波長の略１／４の長さとされるサイドブランチ管６を設け、またこのサイドブランチ管６の先端を盲端６ａにて構成したことにより、機関から導入管５にて流入する排気騒音のうち、減衰させたい周波数の音がサイドブランチ管６によって干渉されることとなり、その騒音を低減させることとなる。
なお、サイドブランチ管６は、導入管５との分岐部分を所定の角度で分岐するよう構成され、例えば、導入管５の屈曲する中途部分を分岐部分としてサイドブランチ管６が接続される構成や、略真直な導入管５に対して、その中途部分に対して所定の角度、例えば直交する方向にサイドブランチ管６が延設されるように接続される構成などとされてもよい。
【００１３】
また、上記内燃機関の低周波用排気消音器は、前記導入管５の前記サイドブランチ管６との分岐部分より先端側における前記共鳴室３内に位置する側壁に、前記共鳴室３に連通する複数の貫通孔１１が穿設されていることとしてもよい。
【００１４】
この内燃機関の低周波用排気消音器によれば、サイドブランチ管６によって特定の低周波の周波数の騒音を低減させた後に、導入管５の側壁に設けられている貫通孔１１により、共鳴室３内でさらにその騒音が共鳴吸収されて低減されることとなる。
【００１５】
さらに、内燃機関の低周波用排気消音器は、前記導入管５及び又はサイドブランチ管６は、前記共鳴室３及び前記膨張吸音室４毎に分割形成され、該各室毎において、一端が一方の壁体に固定されるとともに、他端が他方の壁体に対して所定間隙を隔てて自由端とされ、該自由端における前記所定間隙の周囲を覆う短尺な接続管１７，１８が前記他方の壁体に設けられることとしてもよい。
【００１６】
この内燃機関の低周波用排気消音器によれば、長尺となるサイドブランチ管６を共鳴室３及び膨張吸音室４と各室毎の分割構造とし、その室内にて対向する壁体に両端のそれぞれを固定される構造ではなく、一方の端部を壁体に対して所定間隔を隔てる自由端とし、かつその自由端を接続管１７，１８で覆い略連結状に構成させたので、機関からの排気による熱が伝わって、熱膨張を起こしても、サイドブランチ管６は管軸方向に所定間隙分の逃げがあることから、変形を起こすことなく、騒音の減音を有効に行える。また、導入管５も同様に、分割構造としたことで、上記同様に排気の熱による膨張変形に対し、管軸方向に所定間隙分の逃げがあることで、流路としての変形を起こすことがない。
さらに、これら管５，６がそれぞれ分割構造であることから、これを支持する構造が分割された管体毎に構成されればよいとともに、その管体の両端を固定するのではなく、各室にて一端のみを固定する構造とし、自由端となる他端は、摺接支持になり、強度上の特別な設計などを要せず、確実な減音の構造を得ることが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による内燃機関の低周波用排気消音器の実施の形態を示す側断面図である。
【００１８】
本実施の形態の内燃機関の低周波用排気消音器１は、図１に示すように、ケース２と、導入管５と、サイドブランチ管６と、閉管１２と、排気出口管１０とで大略構成されている。
【００１９】
ケース２は、略中空箱形状で、内部が壁体２ｂ，２ｃ，２ｄで複数に区切られ、機関側を共鳴室３とされ、この共鳴室３に隣接して複数の膨張吸音室４、本実施の形態では、３つの膨張吸音室４Ａ，４Ｂ，４Ｃを備えている。
【００２０】
共鳴室３は、機関に接続される導入管５が貫通しているとともに、この導入管５の中途部５ａに接続されるサイドブランチ管６との分岐部分が位置している。また、各膨張吸音室４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、内側面が吸音材７にて覆われており、共鳴室３に隣接する第１の膨張吸音室４Ａの容積に比べ、この第１の膨張吸音室４Ａに隣接する第２の膨張吸音室４Ｂ、さらに第３の膨張吸音室４Ｃが段階的に小さい容積となるよう構成されている。なお、吸音材７の材質としては、グラスウール、ロックウールなどよりなり、厚さは１００ｍｍ程度である。
【００２１】
各膨張吸音室４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、やや短尺な直管よりなるバイパス管８，９が壁体２ｃ，２ｄを貫通して設けられることで連通されており、機関からの排気を各室に順次導くようになっており、第３の膨張吸音室４Ｃには、ケース２外方に延出する排気出口管１０が壁体２ｅに貫通して設けられ、排気を外部に排出するようになっている。
なお、バイパス管８，９は本実施の形態では、複数で構成され、連通させる総開口面積が後述する導入管５の開口面積より大きく設定され、流路抵抗をより少なくし、背圧が発生しないようになっている。
【００２２】
導入管５は、基端となる一端５ｂが機関側に接続されるとともに、共鳴室３内にて略Ｓ字状に屈曲成形され、先端となる他端５ｃが第１の膨張吸音室４Ａ内に所定の長さ延出し開口するようになっている。
【００２３】
また、この導入管５は、共鳴室３内に位置する中途部分の側壁に、貫通孔１１が穿設されている。この貫通孔１１は、本実施の形態では複数で構成され、その開口総面積が、この共鳴室３内の導入管５とサイドブランチ管６とを除く容積と、共鳴周波数とから算出され、本実施の形態では側壁面に互いに略等間隔となって６個で構成される。
【００２４】
導入管５の共鳴室３内における基端側の中途部５ａには、サイドブランチ管６が分岐接続されている。
サイドブランチ管６は、略直管状に形成され、導入管５の基端５ｂ側から真直にケース２内へ延び、本実施の形態では、図１に示すように、第１の膨張吸音室４Ａを貫通し、第２の膨張吸音室４Ｂ内へ先端が延出するように構成されている。
【００２５】
このサイドブランチ管６は、先端が閉塞され盲端６ａとされている。そして、このサイドブランチ管６は、盲端６ａから導入管５との分岐部分までの長さＬ1 を、機関より発生する騒音の最も大きいレベルの周波数に対応する波長、すなわち、減衰させたい所望の低周波騒音の周波数の波長の略１／４の長さに設定され形成される。
【００２６】
なお、本実施の形態では、図１に示すように、導入管５の基端５ｂ側からサイドブランチ管６との接続部分を直管状に略真直に形成し、導入管５をサイドブランチ管６から分岐するような形状とし、サイドブランチ管６の管軸線と導入管５の管軸線とを、スムーズに排気が導入管５の奥方に流れるように所望の角度αに設定しており、本実施の形態では、サイドブランチ管６の管軸線に対して略６０°の角度で導入管５が共鳴室３内へ延びるように構成されている。
【００２７】
また、閉管１２は、第１の膨張吸音室４Ａと第２の膨張吸音室４Ｂとを隔てる壁体２ｃに貫通し、この壁体２ｃに中途部分を固定されて設けられる。
この閉管１２は、導入管５と略同径の管体より構成されるとともに、機関から発生する騒音に含まれる所望の周波数に対応する波長の略１／４よりやや短い長さに形成され、一端１２ａが開口し、他端が閉塞されて盲端１２ｂとされた直管よりなり、すなわち、一端１２ａの開口よりやや外方（図１中Ｘ印）にて、前記波長の略１／４の長さＬ2 となるように設定される。
【００２８】
そして、この閉管１２は、前述した導入管５の第１の膨張吸音室４Ａ内にて開口する開口端５ｄと、開口同士が所定間隔を隔てて対向し、導入管５の管軸の延長線上が管軸となるように配置される。なお、導入管５の開口端５ｄと閉管１２の開口（一端１２ａ）との間隔は、それぞれの開口直径と略同等な長さからやや長い長さに設定されている。
【００２９】
また、本実施の形態の低周波用排気消音器１としては、前述した導入管５とサイドブランチ管６とが、上記共鳴室３及び膨張吸音室４毎に分割構成とされている。
すなわち、導入管５とサイドブランチ管６とは、各室３，４の壁体２ａ，２ｂ，２ｃ間の距離に対応する長さに設定される管体を壁体２ｂ，２ｃに穿設される貫通穴１４，１５を介して連続するように構成することで略一体構造状に構成されており、導入管５は、機関側に接続される基端５ｂ側から分岐部分及び先端側中途部分までのＳ字状部５１と、開口先端部５２との２つに分割され、サイドブランチ管６は、導入管５との接続部分から延出する接続基部６１と、第１の膨張吸音室４Ａに位置する中間部６２と、盲端６ａを備える先端部６３との３つに分割された構造になっている。
【００３０】
そして、共鳴室３には、導入管５のＳ字状部５１とこれに分岐接続されるサイドブランチ管６の接続基部６１が配置され、導入管５のＳ字状部５１基端部分５１ａが共鳴室３の一方の壁体２ａとしてのケース２の側壁に複数の支持ブラケットなどの固定部材２０を用いて固定されており、Ｓ字状部５１の先端５１ｂ及び接続基部６１の先端６１ａは、他方の壁体２ｂに対して所定間隔、例えば数十ｍｍ隔てて自由端とされるとともに、この他方の壁体２ｂに穿設される一対の第１の各貫通穴１４，１４の周囲に設けられ共鳴室３内面に突出する短尺な接続管１７，１７にそれぞれ挿着状態とされて、これら接続管１７，１７により各管部５１，６１の先端５１ｂ，６１ａと壁体２ｂとの所定間隙を覆うように構成されている。
【００３１】
また、第１の膨張吸音室４Ａには、前記各第１の貫通穴１４，１４に位置して、導入管５の開口先端部５２とサイドブランチ管６の中間部６２とのそれぞれの基端５２ａ，６２ａが、共鳴室３の他方の壁体を兼ねる一方の壁体２ｂに複数の支持ブラケットなどの固定部材２１を用いて固定され、それそれがＳ字状部５１と接続基部６１とで連通するようになる。サイドブランチ管６の中間部６２の先端６２ｂは、第１の膨張吸音室４Ａの他方の壁体２ｃに対して所定間隔、例えば数十ｍｍ隔てて自由端とされるとともに、この他方の壁体２ｃに穿設される第２の貫通穴１５の周囲に設けられ第１の膨張吸音室４Ａ内面に突出する短尺な接続管１８に挿着状態とされて、この接続管１８により中間部６２の先端６２ｂと壁体２ｃとの所定間隙を覆うように構成されている。
【００３２】
さらに、第２の膨張吸音室４Ｂには、前記第２の貫通穴１５に位置して、サイドブランチ管６の先端部６３の基端６３ａが、第１の膨張吸音室４Ａの他方の壁体を兼ねる一方の壁体２ｃに複数の支持ブラケットなどの固定部材２２を用いて固定され、サイドブランチ管６の中間部６２と連通するようになる。
【００３３】
従って、このように構成された内燃機関の低周波用排気消音器１によれば、機関から発生する排気音における最も大きいレベルとなっている減衰させたい低周波騒音の周波数に対応する波長の略１／４の長さとされるサイドブランチ管６を設け、またこのサイドブランチ管６の先端を盲端６ａにて構成したことにより、機関から導入管５にて流入する排気騒音のうち、減衰させたい周波数の音がサイドブランチ管６によって干渉されることとなり、その騒音を低減させることとなる。
【００３４】
特に本実施の形態では、サイドブランチ管６と導入管５との分岐部分に、サイドブランチ管６により発生する定在波の山と谷とが位置するように構成されることから、機関よりの騒音が、その分岐部分にて打ち消し合う作用が発生する。
なお、騒音レベルの最も大きい周波数は、機関の回転数、機関の気筒数、機関のサイクル（２又は４サイクル）により異なるが、例えばおよそ２５Ｈｚの低周波である。
【００３５】
また、このサイドブランチ管６によって特定の低周波の周波数の騒音を低減させた後に、導入管５の中途部側壁に設けられている貫通孔１１により、共鳴室３内でさらにその騒音を低減されることとなる。
【００３６】
本実施の形態では、この共鳴室３内では、サイドブランチ管６にて減音する対象となる低周波騒音の周波数に対応した共鳴吸収を行うように構成し、サイドブランチ管６による減音効果をさらに向上させ、すなわち、導入管５を通過する時点で特定の周波数の騒音が十分に減衰されるようになっている。
【００３７】
さらに、導入管５から第１の膨張吸音室４Ａ内に流出する排気は、バイパス管８による第２の膨張吸音室４Ｂへ向かう前に、導入管５の開口端５ｄに対向して設けられる閉管１２にてさらにその騒音を低減させられる。すなわち、導入管５の開口端５ｄに対向する閉管１２は、サイドブランチ管６と同様に定在波を発生させることとなり、これにより、導入管５と閉管１２との対向する部分の空間にて、音の干渉が起こり騒音の低減が行われる。本実施の形態では、閉管１２の開口の近傍の位置で、発生する定在波の山と谷とが位置するように構成されて、その位置にて打ち消し合う作用が発生する。なお、この閉管１２では、例えば５０Ｈｚとされる。
【００３８】
また同時に、この第１の膨張吸音室４Ａ内にて、膨張による騒音の低減と、吸音材７による騒音の低減が行われるとともに、バイパス管８を介して第２，第３の膨張吸音室４Ｂ，４Ｃに流れるにともない、各膨張吸音室４Ｂ，４Ｃ内にて、膨張による騒音の低減と吸音材７による騒音の低減が行われ、これらにより、１００Ｈｚより上の中・高周波の騒音が低減されて、排気は排気出口管１０へと流れる。
そして、排気は、この排気出口管１０より外方である大気中に排出されることとなる。
【００３９】
また、上述した構成の排気消音器１によれば、減音したい対象である低周波騒音の周波数に対応させる構造であるサイドブランチ管６の構造が、長尺な直管よりなるが、そのサイドブランチ管６を共鳴室３及び膨張吸音室４と各室毎の分割構造とし、その室内にて対向する壁体２ａ，２ｂ，２ｃに両端のそれぞれを固定される構造ではなく、一方の端部を壁体に対して所定間隔を隔てる自由端とし、かつその自由端を接続管１７，１８で覆い略連結状に構成させたので、機関からの排気による熱が伝わって、熱膨張を起こしても、サイドブランチ管６は分割部分にて管軸方向に所定間隙分の逃げがあることから、変形を起こすことなく、騒音の減音を有効に行える。また、導入管５も同様に、Ｓ字状部５１と開口先端部５２とで分割構造であり、同様に排気の熱による膨張変形に対し、管軸方向に所定間隙分の逃げがあることで、流路としての変形を起こすことがない。
【００４０】
さらに、この導入管５及びサイドブランチ管６が分割構造であることから、これを支持する構造が分割された管体５１，５２，６１，６２，６３毎に構成されればよいとともに、その管体の両端を固定するのではなく、一端のみを固定する構造とし、自由端となる他端は、摺接支持になり、強度上の特別な設計などを要せず、確実な減音の構造を得ることが可能となる。この自由端となる他端は、本実施の形態では、２５〜５０ｍｍの間隔とされている。
【００４１】
なお、上述した実施の形態では、導入管５とサイドブランチ管６との分岐状態を、略６０°の角度で構成した例について述べたが、この分岐の角度は、これに限定されることはなく、また、機関からの排気の流入角度についても上記実施の形態のような構造に限定されるものではない。
【００４２】
すなわち、上述した実施の形態では、機関からの排気が、真直にサイドブランチ管６に向いて流入する構造とし、導入管５が略６０°の角度で屈曲し、その屈曲部分にてサイドブランチ管６が接続される構造としているが、機関からの排気の流入角度を真直とし、サイドブランチ管の延びる方向を所定の角度に傾ける構造等としてもよく、例えば、図２に示すように、略真直にケース２内に延びる導入管５に対して、その中途部分に対して所定の角度、例えば直交する方向にサイドブランチ管６が延設されるように接続される構成などとされてもよい。この場合も、サイドブランチ管６により、定在波が発生し、機関よりの騒音が、その分岐部分にて打ち消し合う作用が発生して騒音を低減させることとなる。
【００４３】
また、上述した実施の形態では、閉管１２の開口が、導入管５の開口端５ｄに対して、所定間隔を隔て、すなわち連続せずに空間を介して位置する構成とした例について述べたが、導入管５の開口端５ｄと閉管１２の開口とが所定の長さの管状部材にて連結構造とされ、その管状部材の側方が、排気流出口となるように構成することとしてもよく、例えば図３に示すように、導入管５と閉管１２とが管状部材３０にて連続した管体のように構成され、第１の膨張吸音室４Ａ内に排気流出口３１が開口する構造としてもよい。
【００４４】
この場合、排気流出口３１の開口径が上述した実施の形態における閉管１２の開口と導入管５の開口端５ｄとの所定間隔を隔てた空間部分に相当し、この排気流出口３１の内方における導入管５と閉管１２との間にて、閉管１２による定在波の発生にて騒音の低減が行われる。なお、この管状部材３０による連続した管体構造とする場合には、膨張吸音室の壁体を貫通する構成となることから、上記サイドブランチ管６と同様に分割構造とすることが好ましく、すなわち、一端を壁体２ｂに固定し、他端を自由端として壁体２ｃに対し所定間隔隔てて摺接支持となる構造とする。これにより、排気熱による熱膨張が起きても、変形を起こすことなく、騒音の減音を有効に行える。
【００４５】
さらに、上述した実施の形態では、機関からの排気を導入管５でケース２内に導く構造とし、この導入管５の中途にサイドブランチ管６を分岐接続する構造としたが、機関からの排気を導入するとともに、直接サイドブランチ管に進入する構造、すなわち導入管部分とサイドブランチ管部分とが真直な管体で構成されることとし、上述した周波数の略１／４の長さの位置を導入管部分とサイドブランチ管部分との接続部分として、この位置で側方に貫通穴のみを開口形成させて、その開口部分より排気を共鳴室等のケース内に導く構造としてもよい。
【００４６】
【実施例】
次に、上述した実施の形態における、具体的な実施例について図４及び図５を用いて説明する。
この実施例においては、メインエンジン、発電用エンジンを備える船舶にて、メインエンジンに本発明の排気消音器を使用した。各エンジンは、４サイクルディーゼルエンジンとされ、メインエンジンに接続される消音器の出口付近及び、この消音器から約５０ｍ離れた地点での騒音の計測を行った。なお、騒音の分析方法としては、１／３オクターブバンドを用いており、図５において、＊で示した線図が、一般にガタつき域値とされているレベルで、これを超えた音圧レベルが発生することで、家屋などの窓や戸、建具が振動等を起こすものである。なお、このガタつき域値の出典は、「音の環境と制御技術  第Ｉ巻  基礎技術」第５２頁（監修者：時田保夫、発行者：小野介嗣、発行所：株式会社フジ・テクノシステム、２０００年２月２４日初版第１刷発行）」とした。
【００４７】
図４に示すように、メインエンジンの排気出口では、本発明の排気消音器１を使用する以前は、低周波の２５Ｈｚが約１３０ｄＢであった（図中○線）が、本発明の排気消音器１を使用することで、約８０ｄＢ（図中●線）となっており、この２５Ｈｚにおいて、約５０ｄＢの減音効果があった。
【００４８】
また、１００Ｈｚより上の周波数帯域の騒音についても、本発明の消音器を用いることで大きく低下している。
【００４９】
次に、メインエンジンから約５０ｍ離れた地点での騒音の計測を行った。図５に示すように、メインエンジンの排気出口と約５０ｍ離れた地点での計測結果では、対策前の音の傾向がよく一致しており、このことから、５０ｍ離れた地点での騒音が、メインエンジンからのものであることがわかる。
この図５では、５０ｍ離れた地点での各計測結果が、全てガタつき域値を下回っており、本発明の排気消音器１を採用したことで減音の効果があることがわかる。
なお、３１．５Ｈｚ付近のグラフ線が、対策前と対策後とで反転しているが、これは発電用エンジンの騒音の影響によるものであり、また、１２５Ｈｚ以上においても対策後のレベルが対策前のレベルを超えてしまっているが、これは暗騒音のレベルが関係している。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による内燃機関の低周波用排気消音器では、機関から発生する排気音における最も大きいレベルとなっている減衰させたい低周波騒音の周波数に対応する波長の略１／４の長さとされるサイドブランチ管を設け、またこのサイドブランチ管の先端を盲端にて構成したことにより、機関から導入管にて流入する排気騒音のうち、減衰させたい周波数の音がサイドブランチ管によって干渉されることとなり、その騒音を低減させることとなる。すなわち、サイドブランチ管と導入管との分岐部分に、サイドブランチ管により発生する定在波の山と谷とが位置するように構成され、これにより、機関よりの騒音が、その分岐部分にて打ち消し合うこととなって、騒音が低減する効果を得られる。
【００５１】
また、導入管の開口端に対向して閉管を設けたことにより、この閉管が、サイドブランチ管と同様に定在波を発生させることとなり、これにより、導入管と閉管との対向する部分の空間にて、音の干渉が起こり、騒音が低減する効果を得られる。
【００５２】
さらに、導入管の中途部側壁に設けられる貫通孔により、排気騒音は共鳴室内にて共鳴吸収されさらに騒音を低減されることとなる。
【００５３】
また、本発明の内燃機関の低周波用排気消音器によれば、サイドブランチ管を共鳴室及び膨張吸音室と各室毎の分割構造とし、その室内にて対向する壁体に両端のそれぞれを固定される構造ではなく、一方の端部を壁体に対して所定間隔を隔てる自由端とし、かつその自由端を接続管で覆い略連結状に構成させたので、機関からの排気による熱が伝わって、熱膨張を起こしても、導入管、サイドブランチ管は管軸方向に所定間隙分の逃げがあることから、流路としての変形を起こすことなく、騒音の減音を有効に行える効果がある。
【００５４】
さらに、これら管がそれぞれ分割構造であることから、これを支持する構造が分割された管体毎に構成されればよいとともに、その管体の両端を固定するのではなく、各室にて一端のみを固定する構造とし、自由端となる他端は、摺接支持になり、強度上の特別な設計などを要せず、確実な減音の構造を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による内燃機関の低周波用排気消音器の実施の形態を示す側断面図である。
【図２】本発明による内燃機関の低周波用排気消音器の他の実施の形態を示す側断面図である。
【図３】本発明による内燃機関の低周波用排気消音器の他の実施の形態を示す側断面図である。
【図４】同低周波排気消音器を使用したメインエンジン排気出口の騒音計測の実施例を示すグラフ図である。
【図５】同低周波排気消音器を使用したメインエンジン排気出口から約５０ｍ離れた地点での騒音計測の実施例を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１…低周波用排気消音器
３…共鳴室
４…膨張吸音室
５…導入管
５ｄ…開口端
６…サイドブランチ管
６ａ…盲端
１１…貫通孔
１２…閉管
１２ｂ…盲端
１７，１８…接続管
【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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