(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形断面ダクトの長さ方向において対象音波の半波長程度以上にわたり、対向する一対の壁面境界ほぼ全面が境界面上にて音圧がほぼゼロとなる音響的にソフトな境界として構成されたダクト消音装置であって、前記音響的にソフトな境界は、ダクト内表面に騒音の主成分をなす複数の音波の波長の１／４の長さを有して終端が閉じた多数の音響管を並設した音響管の集合体で構成したことを特徴とするダクト消音装置。
【請求項２】
矩形断面ダクトの長さ方向において対象音波の半波長程度以上にわたり、対向する二対の壁面境界それぞれのほぼ全面が境界面上にて音圧がほぼゼロとなる音響的にソフトな境界として構成されたダクト消音装置であって、前記音響的にソフトな境界は、ダクト内表面に騒音の主成分をなす複数の音波の波長の１／４の長さを有して終端が閉じた多数の音響管を並設した音響管の集合体で構成したことを特徴とするダクト消音装置。
【請求項３】
辺数が４以上の多角形、円形、楕円形等断面ダクトの長さ方向において対象音波の半波長程度以上にわたり、そのほぼ全周が境界面上にて音圧がほぼゼロとなる音響的にソフトな境界として構成されたダクト消音装置であって、前記音響的にソフトな境界は、ダクト内表面に騒音の主成分をなす複数の音波の波長の１／４の長さを有して終端が閉じた多数の音響管を並設した音響管の集合体で構成したことを特徴とするダクト消音装置。
【請求項４】
多数の音響管を並設した音響管の集合体は、前記各音波に対応する音響管として構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のダクト消音装置。
【請求項５】
前記音響管の集合体は、ダクト内表面に騒音の主成分をなす音波の第１次共鳴周波数に一致するように調整された共鳴器を内蔵していることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のダクト消音装置。
【請求項６】
前記音響管開口部に膜を張設したことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のダクト消音装置。
【請求項７】
前記音響的にソフトな境界を構成するために、アクティブ・ノイズ・コントロールシステム等の能動型制御手法を組み合わせたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のダクト消音装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物、工業プラント等のダクト騒音制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築物や工業プラント等には騒音発生源が数多くある。特に、空気調整、換気用の送風系統においては、ダクトの断面寸法が波長に比べて小さくて平面波伝搬現象が生じるため、ダクトを通して騒音が伝搬し易くなる。そのため騒音制御に多くの費用が費やされている。従来、これらの騒音を防止するためには、板状に加工された繊維材料を吸音材としてダクトの内側に貼りつけている。また、内張りチャンバー等比較的大きな空間内表面全面を吸音材料で被うことを要するものものもあり、ダクト系での騒音制御には繊維材料が多用されている。この繊維材料の多用はダクト内気流流速の上昇に伴う繊維材飛散の問題も抱えている。また、内張り直管では騒音低減量を増加させるため、流路を曲折変形させているが、これは気流の流れの圧力損失を引き起こし、逆に送風機の馬力上昇につながり、ひいては騒音源のパワー増加を招いた。
【０００３】
ダクト系における騒音制御で繊維材料を用いない方法もあり、１つのダクトを分岐させ、片方は半波長分だけ長くなるようにし、両者を再び結合することで、２系統の音波を干渉させ消去させる干渉型がある。この型の騒音低減性能は非常に優れるが、周波数選択性が大きくて多用されていない、また同様の機能を有するサイドブランチと称される１／４波長音響管をダクトに鉛直に取り付けたものも存在する（特表２０００−５１２３６９号公報等）が、ダクトの一部に単独で用いられることが多く、その騒音低減効果があまり大きくなく、実用される例が少ない。このような機能を受動的でなく、能動的に行うアクティブノイズコントロール技術も実用化されてはいるが、前記サイドブランチと同様に、ある１点での騒音消滅を期待するために、あまり大きな効果が得られていない。加えて、能動制御特有の長時間利用に対する安定性に問題があり、受動型と併用する形態にて利用されている程度である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、ダクト系の騒音制御では、繊維材料が多用される場合は、気流等による繊維飛散の問題がある上、一般に繊維材料は低周波数域の騒音低減には不向きであり、ダクト内平面波伝搬に対する低周波数では騒音低減量が大きくならない。また、繊維材料を用いない手法でも局所的な制御に留まり、大きな減衰量は得られていない現状にある。
【０００５】
そこで、本発明では、このような従来の騒音制御すなわち消音装置の課題を解決して、ダクト系騒音制御技術として、繊維材料等を使用せずして、繊維飛散等がなく、ダクトの断面寸法をあまり大きくすることなく、低周波域でも大きな減衰量が得られるダクト消音装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明が採用した技術解決手段は、
矩形断面ダクトの長さ方向において対象音波の半波長程度以上にわたり、対向する一対の壁面境界ほぼ全面が境界面上にて音圧がほぼゼロとなる音響的にソフトな境界として構成されたダクト消音装置であって、前記音響的にソフトな境界は、ダクト内表面に騒音の主成分をなす複数の音波の波長の１／４の長さを有して終端が閉じた多数の音響管を並設した音響管の集合体で構成したことを特徴とするダクト消音装置である。
また、矩形断面ダクトの長さ方向において対象音波の半波長程度以上にわたり、対向する二対の壁面境界それぞれのほぼ全面が境界面上にて音圧がほぼゼロとなる音響的にソフトな境界として構成されたダクト消音装置であって、前記音響的にソフトな境界は、ダクト内表面に騒音の主成分をなす複数の音波の波長の１／４の長さを有して終端が閉じた多数の音響管を並設した音響管の集合体で構成したことを特徴とするダクト消音装置である。
また、辺数が４以上の多角形、円形、楕円形等断面ダクトの長さ方向において対象音波の半波長程度以上にわたり、そのほぼ全周が境界面上にて音圧がほぼゼロとなる音響的にソフトな境界として構成されたダクト消音装置であって、前記音響的にソフトな境界は、ダクト内表面に騒音の主成分をなす複数の音波の波長の１／４の長さを有して終端が閉じた多数の音響管を並設した音響管の集合体で構成したことを特徴とするダクト消音装置である。
また、多数の音響管を並設した音響管の集合体は、前記各音波に対応する音響管として構成されたことを特徴とするダクト消音装置である。
また、前記音響管の集合体は、ダクト内表面に騒音の主成分をなす音波の第１次共鳴周波数に一致するように調整された共鳴器を内蔵していることを特徴とするダクト消音装置である。
また、前記音響管開口部に膜を張設したことを特徴とするダクト消音装置である。
また、前記音響的にソフトな境界を構成するために、アクティブ・ノイズ・コントロールシステム等の能動型制御手法を組み合わせたことを特徴とするダクト消音装置である。
【０００７】
【実施の形態】
以下、本発明のダクト消音装置を図面に基づいて詳細に説明する。図１から図１３は本発明のダクト消音装置を説明する図で、図１は本発明のダクト消音装置の１実施の形態のダクトモデル説明図、図２はダクト内音波伝搬計算のための座標系を示す図、図３は音響管を２０本配列した、音響的にソフトな境界面を実現したモデル図、図４は音響的に剛な条件をダクト壁面で満たすためのモデル図、図５は受音点における相対音圧レベル周波数特性図、図６は全てが剛な壁面の場合に対する音響的にソフトな壁面の効果図、図７はソフト境界の長さと減衰効果の関係図、図８は音響配列（ｏｏａ）に対する膜の影響図、図９は音響配列（ｏｏｂ）に対する膜の影響図、図１０は音響配列（ｏｏｃ）に対する膜の影響図、図１１は音響配列（ｏａｂ）に対する膜の影響図、図１２は膜が存在しない場合の気流騒音レベル図、図１３は膜が存在する場合の気流騒音レベル図である。
【０００８】
本発明のダクト消音装置は、図１に示すように、所定断面（図示の例では矩形断面）のダクト１０の長さ方向において対象音波の半波長程度以上にわたり、対向する一対の壁面境界１Ａ、１Ｂほぼ全面が境界面上にて音圧がほぼゼロとなる音響的にソフトな境界として構成された（音響管２、４、３等の設置）ことを特徴とするものである。以下に詳述する。本発明では、音響的にソフトな境界面をダクト内表面に実現することを考えた。この音響的にソフトな境界面とは、その表面で常に音圧がゼロになる境界面のことである。通常のダクト内表面は一般に金属板で構成される剛なものであり、音圧がゼロではなく、粒子速度がゼロになる。また、繊維材料で境界面を覆っても、その表面では音圧も粒子速度もゼロにはならない。ここでは、ダクト内表面が仮に剛である場合に、音波が平面波伝搬する条件下で（すなわちダクト断面寸法が音波の半波長以下であるような場合）、そのダクト内表面が音響的にソフトであれば音波伝搬が生じないことを数式を用いて説明する。
【０００９】
デカルト座標系（ｘ，ｙ，ｚ）で表現された波動方程式の正弦振動に対する解は音圧をｐ（ｘ，ｙ，ｚ）として、
【数１】
0003831263.tif 000002
で与えられる。ここで、Ａ，Ｒx ，Ｒy ，Ｒz はそれぞれ任意振幅、ｘ軸方向反射率、ｙ軸方向反射率、ｚ軸方向反射率である。またｋは波数、ｊは虚数単位である。これに対して境界値問題として、図２に示すようにｚ軸方向には無限に続き、ｘ，ｙ方向にはそれぞれａ，ｂの長さを持つ矩形断面ダクトを考える。境界条件として、ｘ軸に平行な面、すなわちｙ＝０、ｂ：０＜ｘ＜ａ上では音響的に剛、ｙ軸に平行な面、すなわちｘ＝０、ａ：０＜ｙ＜ｂ上では音響的にソフトであるとする。
【００１０】
まとめて示すと、
ｖ＝０：  ｙ＝０，ｂ，  ０＜ｘ＜ａ
ｐ＝ｏ：  ｘ＝ｏ，ａ，  ０＜ｙ＜ｂ
である。ここでｖは境界面垂直方向粒子速度である。これらの境界条件を前記式（１）に代入して整理すると、一般解はｚ軸の一方向に進行する波動に対して、
【数２】
0003831263.tif 000003
で与えられる。この場合で対象とする音波の波長がダクト断面寸法よりはるかに大きい場合には、モード次数としてゼロ次となる。すなわちｍ＝ｎ＝０を代入すると、全ての点において音圧はゼロとなり、このような音波はｚ方向にも伝搬しないことになる。
【００１１】
この物理特性を利用して、ダクト内表面を音響的にソフトにすれば非常に騒音低減量の大きなダクトを構成することができる。しかし、音響的にソフトな境界条件を実現するには、受動的な手段では空気よりも軽い材料が必要であり、通常の建築材料で実現することは一般的には困難である。また、能動的には従来の技術であるＡＮＣ（アクティブ・ノイズ・コントロール）システムを利用することができる。本発明では受動的には周波数選択性はあるものの、基本的に音響管を用いることで音響的にソフトな表面を実現し、能動的には従来のＡＮＣ技術をダクトに応用しようとするものである。
【００１２】
前記式（２）ではｘ軸方向に関する固有関数がｓｉｎ（（ｍπ／ａ）ｘ）となっており、この関数の性質によりｍ＝０であればｎ≠０であっても音波が伝搬しなくなる。したがって、ｙ軸方向は境界が剛であっても、別の条件であっても差し支えない。そこで、ｙ軸方向では別の周波数に設計された音響管を配列することができ、１つの区分で２つの周波数に対応できる。これらの区分を繋ぎ合わせることにより、すなわち、複数の異なる深さを持つ音響管を配列することで広い周波数帯域に対応して大きな減衰量を得ようとするものである。また、音響管では低周波数域で管の長さが長くなり、ダクト断面サイズが大きくなり過ぎるような場合には、能動型を利用してダクト全体の断面サイズを小さく抑えようとすることもできる。このように構成されたダクトでは従来のチャンバーのような大きな空間を必要とせず、低い周波数からある程度高い周波数までダクトの断面寸法をあまり大きくすることなく大きな減衰量を得ることが期待できる。
【００１３】
以下、図面等を用いて本発明の受動的な条件での実施例を説明する。図１に実験ダクトモデルを示す。ダクト部１０の断面寸法は１００ｍｍ×１００ｍｍ、長さは２０００ｍｍである。外部騒音の侵入や信号音としての対象音の漏れを防ぐため、ダクト１０は厚さ２０ｍｍのアクリル板１で構成されている。そのダクトの１つの壁面対を単なる剛壁としての厚さ２０ｍｍのアクリル板１、１、および深さがそれぞれ１７０ｍｍ、１３０ｍｍ、８５ｍｍのアルミ管製音響管４、３、２を配列できるようにした。また、それらの組合せも配列できるように音響管１つの単位を５００ｍｍの長さとし、３つの異なる音響管群を配列できるようにした。また、両端には全ての面が剛である部分を設け、受音側にはマイクロフォン７取付用の小孔を穿設し、最後部には長さ１０００ｍｍの吸音楔５を収容した無反射端を取り付けた。音源側では対象信号（１００Ｈｚ〜５ｋＨｚ帯域）を放出できる小型スピーカー６を取り付けた。
【００１４】
各音響管は厚さ２ｍｍ、断面５０ｍｍ×５０ｍｍの角管を必要長さに切断し、１０列２段、計２０個を厚さ２０ｍｍ、幅１００ｍｍ、長さ５００ｍｍのアクリル板に接着した。それを１つの単位としてダクト表面を構成するようにした。図３にその１例として長さ（深さ）１３０ｍｍの音響管群３を示す。このようにして製作したダクトモデルを用いて本発明の消音装置の効果を確認するための実験を行った。図４に示すような剛なアクリル板の壁面をタイプ（ｏ）、１ｋＨｚに設計された長さ（深さ）８５ｍｍの音響管群をタイプ（ａ）、６５０Ｈｚに設計された長さ１３０ｍｍの音響管群をタイプ（ｂ）、５００Ｈｚに設計された長さ１７０ｍｍの音響管群をタイプ（ｃ）とする。今回の実験では、受音側から配列した順で、（ｏｏｏ）（ｏｏａ）（ｏａａ）（ｃａａ）（ｃｂａ）の５つの場合について測定した。
【００１５】
表示配列例（ｏａａ）の場合は、受音側から各５００ｍｍ幅のアクリル板、タイプａ、タイプａの順に総合して１５００ｍｍのダクトに構成したことを示す。測定は音源から受音点までの周波数伝搬特性を測定した。図５に測定された受音点における相対音圧レベルを示す。各測定ではスピーカー６からの音響出力が一定になるように入力電圧を一定に保った。したがって、図５における周波数特性は各種ダクト条件での伝搬特性を表していることになる。また、図６には全ての壁面がアクリル板である場合を基準とした音響管の減衰効果が示されている。図５中にも示されるように、中太実線が配列（ｏｏｏ）の場合で、何も音響管配列がない場合（図６では縦軸が０ｄＢに相当する）である。
【００１６】
中太点線は配列（ｏｏａ）の場合で、１ｋＨｚに設計された長さ（深さ）８５ｍｍの音響管２が５００ｍｍだけ配置され、他は剛なアクリル板だけの場合である。この場合、１ｋＨｚの音が受音点まで殆ど伝搬せず、効果はほぼ４３ｄＢ程度である。細実線は配列（ｏａａ）の場合で、音響管が１０００ｍｍ配置されているが、配列（ｏｏａ）の場合と殆ど変わらない。すなわち、１ｋＨｚの音波の波長３４０ｍｍの約３倍あれば、ソフトな境界条件は大きな減衰を得るに充分であることを示している。経済的に許容されるなら、ダクト全長にわたりソフトな境界条件を採用するのが望ましい。
【００１７】
次に、細点線は配列（ｃａａ）の場合で、５００Ｈｚに対する深さ１７０ｍｍの音響管４が５００ｍｍ加わった場合である。この場合の５００Ｈｚでの減衰は約４３ｄＢであり、１ｋＨｚの場合と同様である。これに６５０Ｈｚに設計された深さ１３０ｍｍの音響管３を５００ｍｍ加えた配列（ｃｂａ）では、太実線が示すように、４５０Ｈｚ〜１．２ｋＨｚにわたって５０ｄＢ程度の非常に大きな減衰が得られていることがわかる。図５中で一点鎖線は背景雑音レベルであり、計測信号レベルはそれよりも充分高く、測定条件は満たされていることがわかる。
【００１８】
また、ダクト境界として最低どの程度の長さ分ソフト境界が必要かを調べたものを図７に示す。ここでは、ソフト境界の長さを１００ｍｍ、２００ｍｍと順次長くしていき、５００ｍｍ（ｏｏａ）までの条件下での音波減衰効果を示したものである。１００ｍｍでは減衰効果もあまり大きくはなく、かつ、その効果の生じる周波数範囲が狭い。しかし、２００ｍｍ程度になると周波数帯域が長さ５００ｍｍのものとほぼ同様となる。この２００ｍｍは対象周波数１ｋＨｚの半波長１７０ｍｍよりも少し長い。以上の結果より、波動が伝搬現象を生じるために必要な最小の距離、すなわち、半波長よりも長くソフト境界を設けることが周波数帯域が広く、かつ大きな減衰を得るに必要な条件であると言える。
【００１９】
同様のダクト断面寸法で、繊維材料（グラスウール板５０ｍｍ厚、密度３２ｋｇ／ｍ3 ）を内張りした条件での予測式
ＴＬ＝（α−０．１）ＰＬ／Ｓ
を用いて計算した場合、吸音率α＝０．９、断面寸法１００ｍｍ×１００ｍｍであれば、周長Ｐ＝０．４、断面積Ｓ＝０．０１、長さＬ＝０．５として、騒音低減量ＴＬ＝１６ｄＢ程度である。たとえ、吸音率αが０．９９になったとしても騒音低減量ＴＬ＝１７．８ｄＢである。これは全周にわたり吸音材料を取り付けた場合であり、前記の実験のように１つの壁面対だけで考えればその半分程度、約８〜９ｄＢ程度であることを考えると、前記の音響的にソフトな境界面による騒音低減量は非常に大きなものであると言える。
【００２０】
しかし、この音響管はダクト内表面に対して開口部が存在し、ダクト内部に存在すべき気流があれば雑音を発生する源となる。その発生は気流の流速にも依存するが、一般的には音響管内部の空気が流体として開口部近傍で激しく出入りし、雑音が発生するものと考えるのが通例である。したがって、このままの開口部をダクト内部に開けておくことは好ましくない。そこで、音響的には抵抗が少なく、流体としての抵抗が非常に大きい膜を開口部に取り付け、音響的な挙動を検討した。図８の実線は配列（ｏｏａ）の状態で、５０μｍの厚みを持つプラスティック膜を音響管開口部に無張力で張った場合の減衰効果を示す。破線は膜を張らない場合の値である。膜がない状態では効果の現れる周波数帯の中心が約１ｋＨｚであったのに対して、膜を張り付けることで３００Ｈｚ下の７００Ｈｚが中心となっている。
【００２１】
図９は配列（ｏｏｂ）の場合の減音性能を示しており、ここでも効果の現れる周波数の中心が７００Ｈｚから５００Ｈｚへと２００Ｈｚも低周波の方へ移動している。図１０は配列（ｏｏｃ）の場合で、この場合も５５０Ｈｚから４５０Ｈｚへと１００Ｈｚも低周波側へ移動している。これらの移動量は元の周波数の２０％から３０％にもなる。これは音響管の長さをその量だけ短くすることができることを意味する。さらに減衰量４０ｄＢのところで見ると、効果の現れる周波数範囲も膜が存在することによって広くなっており、膜の張設が非常に有効であることがわかる。また、高周波数であればあるほど膜の効果が大きく、今回の膜は厚さが５０μｍであることを考えれば、低周波数域ではさらに厚い膜を用いることで高周波数域と同等の効果が得られることが推測される。図１１に配列（ｏａｂ）で膜を張設した場合を示すが、この図で破線で示す膜なしの配列（ｏｂｃ）よりも周波数幅が広い範囲でより大きな効果が得られている。
【００２２】
また、図１２、図１３に音響管開口部に膜が存在することにより気流発生騒音が低減されることを説明する実験結果を示す。図１２は音響管配列（ｏｏａ）で膜を取り付けない状況でのダクト内気流発生騒音レベルを示し、縦軸は音圧レベル、横軸は周波数である。点線（＋）は流速がゼロの場合で、暗騒音に当たるものである。破線（□）から実線（●）まで順次気流速度が１ｍ／ｓ、３ｍ／ｓ、５ｍ／ｓ、７ｍ／ｓである場合の気流発生騒音を示している。図１３はこの音響管開口部に２００μｍのプラスティック膜を取り付けた場合の前記図１２と同様な条件での気流発生騒音である。例えば、流速７ｍ／ｓで比較してみると、膜の有無により低周波数域で最大２０ｄＢ以上も発生騒音が低減している。このように、音響管の開口部に膜を取り付けることは開口部における気流発生騒音を低減し、かつ音響管の長さを短く抑えるという効果が得られることが明らかとなった。
【００２３】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、ダクトおよび音響管の形状（実施の形態の矩形断面の他、筒状であれば特に限定されず、三角形断面も可能で、辺数が４以上の多角形、円形、楕円形等が採用され得る。台形のような平行でない対向二辺を有するものでも、略平行ならばソフトな境界を設定できる）、材質（実施の形態のアルミニウムとアクリル板の他の適宜の素材）、ダクトにおける音響的にソフトに形成される面の部位（矩形断面の少なくとも対向する一対の面の他、対抗する二面のそれぞれの面、さらには辺数が４以上の多角形、円形、楕円形のほぼ全周）、膜の形状、厚さ、材質（実施の形態の合成樹脂の他、金属や他の素材等も採用可能で特に限定されることはない）、音響的にソフトな境界を構成する音響管の深さ（騒音の主成分をなす音波の波長の１／４の長さとする他、騒音の主成分をなす音波の第１次共鳴周波数に一致させてもよい）、音響的にソフトな境界としての構成に組み合わせる能動型制御手法（アクティブ・ノイズ・コントロールシステムの他、適宜のものが採用され得る）等については適宜選択し得る。なお、前述の実施の形態はあらゆる点で例示に過ぎず限定的に解釈してはならない。
【００２４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、矩形断面ダクトの長さ方向において対象音波の半波長程度以上にわたり、対向する一対の壁面境界ほぼ全面が境界面上にて音圧がほぼゼロとなる音響的にソフトな境界として構成されたことにより、ダクト内における少なくとも最小限必要な面のみを所定長さにわたって音響的にソフトな境界として構成するだけで、従来にない大幅な減音性能が得られた（４０ｄＢの減音性能が１／２オクターブ幅にわたって得られた）。
【００２５】
また、矩形断面ダクトの長さ方向において対象音波の半波長程度以上にわたり、対向する二対の壁面境界それぞれのほぼ全面が境界面上にて音圧がほぼゼロとなる音響的にソフトな境界として構成されたことにより、減音性能はほぼ同じであるものの、効果の現れる帯域幅が広がることが確認された。
さらに、辺数が４以上の多角形、円形、楕円形等断面ダクトの長さ方向において対象音波の半波長程度以上にわたり、そのほぼ全周が境界面上にて音圧がほぼゼロとなる音響的にソフトな境界として構成されたことにより、広範な断面形態のダクトに対しても高い減音性能が得られる。
さらにまた、前記音響的にソフトな境界として、ダクト内表面に騒音の主成分をなす音波の波長の１／４の長さを有して終端が閉じた多数の音響管を並設した音響管の集合体で構成された場合は、簡素な構造の終端が閉じた音響管群の設置により、ダクト壁面の境界面における騒音の音圧をほぼゼロにすることができるので、大きな減音効果が得られる。
【００２６】
また、前記音響的にソフトな境界として、ダクト内表面に騒音の主成分をなす複数の音波の波長の１／４の長さを有して終端が閉じた多数の音響管を並設した前記各音波に対応する複数の音響管の集合体で構成された場合は、異なった波長の複数の騒音に対しても幅広く減音機能を発揮させることが可能となる。
さらに、前記音響的にソフトな境界として、ダクト内表面に騒音の主成分をなす音波の第１次共鳴周波数に一致するように調整された共鳴器内蔵の音響管の集合体で構成された場合は、音響管の深さの設計の自由度が向上する。
さらにまた、前記音響的にソフトな境界として、ダクト内表面に騒音の主成分をなす複数の音波の第１次共鳴周波数に一致するように調整された共鳴器内蔵の前記音波に対応する複数の音響管の集合体で構成された場合は、異なった波長の複数の騒音に対しても幅広く減音機能を発揮させることが可能となる。
【００２７】
また、前記音響的にソフトな境界として、騒音の主成分をなす１つまたは複数の音波に対して表面音圧がほぼゼロになるように開口部に膜を張設して終端が閉じた音響管をダクト内表面に多数配列した場合は、音響管内の気流の移動をさらに効果的に抑制して、効果の現れる周波数帯の中心を低周波側へ移動させることができ、結果的に音響管の長さを短くできて装置がコンパクトになる。
さらに、前記音響的にソフトな境界を構成するために、アクティブ・ノイズ・コントロールシステム等の能動型制御手法を組み合わせた場合は、低周波数域で長くなりがちな音響管の深さを短くしてダクト全体の断面サイズを小さく抑えることができる。
かくして本発明によれば、繊維材料等を使用せずして、繊維飛散等がなく、ダクトの断面寸法をあまり大きくすることなく、低周波域でも大きな減衰量が得られるダクト消音装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のダクト消音装置の１実施の形態のダクトモデル説明図である。
【図２】  同、ダクト内音波伝搬計算のための座標系を示す図である。
【図３】  同、音響管を２０本配列した、音響的にソフトな境界面を実現したモデル図である。
【図４】  同、音響的に剛な条件をダクト壁面で満たすためのモデル図である。
【図５】受音点における相対音圧レベル周波数特性図である。
【図６】  全てが剛な壁面の場合に対する音響的にソフトな壁面の効果図である。
【図７】  ソフト境界の長さと減衰効果の関係図である。
【図８】  音響配列（ｏｏａ）に対する膜の影響図である。
【図９】  音響配列（ｏｏｂ）に対する膜の影響図である。
【図１０】音響配列（ｏｏｃ）に対する膜の影響図である。
【図１１】音響配列（ｏａｂ）に対する膜の影響図である。
【図１２】膜が存在しない場合の気流騒音レベル図である。
【図１３】膜が存在する場合の気流騒音レベル図である。
【符号の説明】
１    ダクト壁（厚さ２０ｍｍのアクリル板）
１Ａ    壁面境界
１Ｂ    壁面境界
２    音響管（深さ８５ｍｍのアルミ製管：タイプ（ａ））
３    音響管（深さ１３０ｍｍのアルミ製管：タイプ（ｂ））
４    音響管（深さ１７０ｍｍのアルミ製管：タイプ（ｃ））
５    吸音楔（長さ１０００ｍｍのグラスウール製）
６    スピーカー
７    マイクロフォン
１０    ダクト
【図１】
0003831263.tif 000004
【図２】
0003831263.tif 000005
【図３】
0003831263.tif 000006
【図４】
0003831263.tif 000007
【図５】
0003831263.tif 000008
【図６】
0003831263.tif 000009
【図７】
0003831263.tif 000010
【図８】
0003831263.tif 000011
【図９】
0003831263.tif 000012
【図１０】
0003831263.tif 000013
【図１１】
0003831263.tif 000014
【図１２】
0003831263.tif 000015
【図１３】
0003831263.tif 000016