消音構造
【課題】従来からの吸音ダクトの持つ多くの課題に対して、新しい概念を導入し、シンプルで、かつ、スペースに対して柔軟な構造により、大幅に改善しようとしたものであり、スペ−ス的にも気流抵抗面でも、更には経済面でも極めて有効な消音装置を提供する。
【解決手段】同一或いは異種の不織布を筒状に一重以上多層に加工した吸音筒を複数個用い、騒音源に対向して複数列に千鳥状、平行状あるいはそれらを組み合わせて配したことを特徴とした消音装置にかかるもので、消音装置を構成する不織布の例としては、合成繊維、無機繊維、パルプ繊維、金属繊維であり、中でも、合成繊維としてはポリエステル、ポリプロピレン、無機繊維としてはガラス繊維、炭素繊維、金属繊維としてはアルミ繊維が挙げられる。1‥不織布、3‥点融着、5‥吸音筒、10‥消音装置。
【解決手段】同一或いは異種の不織布を筒状に一重以上多層に加工した吸音筒を複数個用い、騒音源に対向して複数列に千鳥状、平行状あるいはそれらを組み合わせて配したことを特徴とした消音装置にかかるもので、消音装置を構成する不織布の例としては、合成繊維、無機繊維、パルプ繊維、金属繊維であり、中でも、合成繊維としてはポリエステル、ポリプロピレン、無機繊維としてはガラス繊維、炭素繊維、金属繊維としてはアルミ繊維が挙げられる。1‥不織布、3‥点融着、5‥吸音筒、10‥消音装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ダクトの開口部、産業機械、建設機械、大型車輌などのエンジン、タービンの冷却用の吸入口、排出口などの開口部、クーリングタワーの開口部など各種開口部から放射される騒音の低減のための消音装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の上記開口部に用いられる消音装置としては、グラスウールなど多孔質材料を用いた内貼りダクト、スプリット型、セル型などが最も一般的であるが、それらの基本形は図1に示す吸音材(12)内貼りダクト11である。
【0003】
その減音量(透過損失)TLは、次式で求めるのが一般的である。
TL=κ・P/S・L〔dB〕
ただし、P:ダクトの周長(m) P=2(a+b)
S:ダクトの断面積(m2 ) S=a×b
L:ダクトの長さ(m)
【0004】
ここで、κは吸音率に関する係数で、一般に良く使われているセービンの式は、κ=1.05×α1.4 (α:ランダム入射吸音率(残響室法吸音率))で求められる。ただし、次のような制約が設けられている。
1)断面の小さいほうの辺の寸法が15〜45cmの間であること。
2)ダクト断面の辺長比は1/2〜1の間であること。
3)αの値が0.8を超える場合はα=0.8として計算する。
【0005】
上記の式が成り立つのは、周波数がf=c/D(c:音速、D:ダクト断面寸法の直径または短辺の長さ)までで、それ以上の高周波数ではダクト軸付近にエネルギ−が集中(ビ−ム状)して伝搬するため、減音量は式の値より小さくなるのが普通である。
【0006】
以上のように、吸音ダクト11は、短い辺が15〜45cm位を基本寸法としたものが多く、またその減衰性能も用いる吸音材12の吸音特性にも依存するので、例えば、1KHz付近の周波数の騒音を5〜10dB低減するためには、少なくともダクト長は50〜100cm程度となり、かなりのスペースが必要となっていた。
【0007】
上述したように、吸音材12内貼りダクト11は音の波長が断面の直径あるいは短辺よりも小さくなる高音の領域では、音波がビーム状をなして進行するために減音量が低下する。この欠陥を少しでも防ぐため、ダクト断面を吸音材で格子状に分割して細い直路の並列型としたセル型とか、平板状の吸音材で流路を平行に分割した図2に示すようなスプリッタ−型の吸音ダクト13がよく用いられる。
【0008】
しかし、これらも減音量は吸音材の吸音特性に支配されるので、一般に高音に対して有効であり、低音域の吸音率を上げるには、吸音材の厚さを増さねばならず、そのために流体抵抗を増す結果となる。例えば、吸音材12に岩綿板(密度100〜140kg/m3 )を用いた図2と同様のスプリッタ−型吸音ダクトの減音特性は、1KHzの帯域に対して減音量を10dB得ようとすると吸音材の厚さを50mmのものでダクト長は1m以上、減音量5dBを得るにも50cm程度以上のダクト長が必要となる。このように従来の吸音ダクト型の消音装置は、最も適用対象の多い500〜2KHzの帯域の騒音に対しては、スペースが必要となり、コスト、重量などの問題と共に、性能を上げようとすると流れ抵抗が上がるという二律背反の問題を抱え、例えば、産業機械などのエンジンル−ム、発電システムなどのコンパクト化、高出力化に伴いシ一トバランスが大きな課題となり、従来構造では対応しにくい状況になってきている。
【0009】
この流れ抵抗を改善するために、これまでに、翼形の形状にした吸音材を配列する方法もとられているが、これもある程度の長さが必要であり、形状の製作、形状保持、経済性など実用面の課題は多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
上記したように、従来の吸音材内貼りダクトあるいはその応用としてのセル型やスプリッター型は最も低減ニーズの大きい500〜2KHzの帯域に対して、減音量を上げようとすると、ダクト長、内貼り吸音材の厚さ、開口部を狭くする必要があり、その結果、流れ抵抗を増大させる結果となり、減音性能とスペース、重量、コストなど実用面から多くの課題を抱えている。
【0011】
本発明は、吸音ダクトの持つ多くの課題に対して、新しい概念を導入し、シンプルで、かつ、スペースに対して柔軟な構造により、大幅に改善しようとしたものである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の要旨は、同一或いは異種の不織布(請求項2)を筒状に一重以上多層に加工した吸音筒を複数個用い、騒音源に対向して複数列に千鳥状、平行状あるいはそれらを組み合わせて配したことを特徴とした消音装置(請求項1)にかかるものである。
【0013】
そして、本発明の消音装置を構成する不織布の例としては、合成繊維、無機繊維、パルプ繊維、金属繊維であり、中でも、合成繊維としてはポリエステル、ポリプロピレン、無機繊維としてはガラス繊維、炭素繊維、金属繊維としてはアルミ繊維(請求項3〜6)が夫々挙げられる。
【0014】
不織布を多層に加工して筒体を形成するに際し、熱融着材料で通気性を保持しつつ固着するのが好ましく、従って、熱融着材料をくもの巣状或いはパウダ−状にて融着に供すものである。尚、場合によっては、シ−ト状の熱融着材料で膜のある状態で固着することもあり、前者と後者を任意に組み合わせて固着することも可能である。
【0015】
更に、筒体中に、合成繊維、無機繊維、金属繊維、樹脂系発泡体、金属系発泡体の少なくとも一種を充填することもでき、これらは前記した材料と同じものが適用できる。尚、樹脂系発泡体の例としてはポリウレタン発泡体が一般的である。
【発明の効果】
【0016】
本発明にあって、吸音性のない塩ビパイプで同一の配列にした場合、全周波数帯域でほとんど減音していないか逆に増加しているのに対して、本発明の構造の消音装置のものは、全周波数帯域で効果的に減音する。そして、本発明にあってはスペ−ス的にも気流抵抗面でも経済面でも有効であり、その有用性は極めて高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
本発明の消音装置は、上記したように不織布を一重以上多重層の円筒形状(以下、吸音筒という)とし、それを千鳥配置、平行配置、あるいはその組み合わせで、二段以上に配列したことを特徴とした消音装置を提供するものである。
【0018】
本発明の吸音筒の構成の好適例は、ポリエステル繊維系の不織布を主材とした基本タイプで、一重又は複数層重ね合わせた筒状体であり、低域の吸音特性を改善することも可能である。尚、吸音筒の中空部をポリエステル繊維等で充填したタイプもある。吸音筒の配列について言えば、上下及び左右の間隔は吸音筒の直径の300〜120%の間で、減音性能、通気抵抗との兼ね合いで決める。吸音筒の成形としては、不織布層を巻き上げてこれをホットメルト接着して筒状とする手段、網状の金属又はプラスチック製プレ−トを筒状に巻き上げて芯材とし、この上に更に不織布層を巻き付ける手段、筒体内に不織布を充填する構造のものとしては、予め母材として不織布を柱状に形成し、この上に不織布層を巻き上げる手段等がある。
【0019】
本発明の消音装置は、形状を吸音性能の高い構造で円筒状にし、これを特定の配置構造としたものであり、空気の流通を容易にし、行路を短かくしたにも拘らず、減音性能は大きく、通気抵抗は大幅に改善されるという従来の二律背反の課題を解決している。
【0020】
一重以上多層の不織布は、同一の不織布で構成してもよいし、異種の不織布を組み合わせて構成してもよく、その結果の流れ抵抗が(1〜10)×104 N・sec/m4 以下、好ましくは、(3〜6)×104 N・sec/m4 位が適切な値である。尚、不織布は一重であっても多層であっても、吸音筒の直径方向の流れ抵抗が同じなら吸音率は殆ど同じになり、消音効果には殆ど同じとなる。
【0021】
吸音性能を出す方法で流れ抵抗(粘性抵抗で熱エネルギ−に変える)を利用する場合には、不織布間をくもの巣状或いはパウダ−状の熱融着材を用いて固着する。一方、中低周波数等域側の吸音特性を上げるためには、膜振動を利用することが有効である。従って、この場合には、不織布間を熱融着シ−トを用いて融着すると同時に膜を形成し、膜の振動を利用し熱エネルギ−に変えることとなる。これにより中低域の減音効果が増大することとなる。熱融着材料としては、PE、PP、PA、EVA等が用いられる。熱融着の方法は、例えば、多重に巻き付けて熱を加えるか、熱板を回転しながら当てるか熱ロ−ラを回転し圧着するとかの方法が挙げられる。
【実施例】
【0022】
(吸音筒)
本発明の消音装置10における吸音筒を構成する不織布1は、ポリエステル繊維系不織布(厚さ0.5mm、目付け100g/cm2 のスパンボンド)である。これを多層とするに当たっては、不織布1にパウダ−状熱融着材料(ポリアミド樹脂)2を万遍なく振り掛け、これを所定の径に筒状に丸め、その後熱処理を行って点融着3したものである。得られた吸音筒5は、図3に示すように、不織布1を5重に巻き付けた構造のものであり、外径の直径は70mmであった。又、当該吸音筒5の流れ抵抗は4×104 N・sec/m4 であった。そして、図4は得られた吸音筒5の中空部5a内に上記したと同様のポリエステル繊維系多孔質材4を充填した例である。尚、図5は図3の拡大展開図である。
【0023】
(吸音筒の配置)
図6〜8は本発明の消音装置10における吸音筒5の配置例を示すものであり、図6は千鳥配置、図7は平行配置、図8は両者の組み合わせ配置の例である。図6にあっては、音源からの音波が吸音筒5によって直進が遮られた例、図7は音波が遮られない例、図8はその併用である。尚、これらの例では隣合う吸音筒5、5の離間距離が吸音筒5の直径と同じとしたものであり、具体的には吸音筒5の外径(直径)が70mm、離間距離が70mmである。
【0024】
(吸音試験・1)
本発明の騒音装置10の効果を確認するために、図9に示すようなボックス20の中にスピーカー21を入れて、ピンクノイズを発生させ、11本の吸音筒5或いは同直径の塩ビパイプ5bの有り無しでの1/3オクタ−ブバンド中心周波数に対する音圧レベルで比較し、消音性能を評価した。使用した吸音筒5は図3に示す吸音筒(外径:70mm)であり、吸音筒5の配置は図6に示す千鳥配置である。塩ビパイプ5bの外径も同様のものを用いた。尚、ボックス20内のスピ−カ−21、吸音筒5及びマイクロフォン22の配置の概略を図に数値にて示した。
【0025】
(吸音効果・1)
図10は吸音効果を示すグラフである。図中、×印のラインは吸音筒5を置かない場合、△印のラインは塩ビパイプ5bを用いた場合、○印のラインは本発明の吸音筒5を用いた場合の夫々音圧レベル(dBA)を示すグラフである。この結果から、塩ビパイプ5b(△印)の場合には全周波数帯域でほとんど減音していないか逆に増加しているのに対して、本発明の吸音筒5を用いた消音装置10(○印)にあっては、全周波数帯域で効果的に減音することが分かる。これは、本発明の消音性能が遮音が主体でなく、吸音が主体であることが分かる。
【0026】
尚、グラスウ−ル12(例えば、かさ密度40kg/m3 )を用いた図2にて示す従来のスプリットタイプ消音装置で、上記と同様の消音性能(630Hz〜5KHzの広帯域で約10dB以上)を得ようとすると、吸音材12の厚さ100mm程度、間隔50mm、長さ100cm程度の大型の消音装置になってしまい、尚且つ、大抵の場合、表面保護のためのパンチングメタルなども必要になり、気流抵抗面でも、スぺ−ス的にも、重量的にも、経済的にも実用面で適用が難しくなり、本発明の構造が如何に有効であるかを示している。
【0027】
(吸音試験・2)
本発明の消音装置10の効果を確認するために、図11に示すように平行配置をした12本の吸音筒5、同直径の塩ビパイプ5bの音圧レベルを測定し、消音性能を評価した。使用した吸音筒5は図3に示す吸音筒(外径:70mm)である。
【0028】
(吸音効果・2)
図12は吸音効果を示すグラフである。図中、×印のラインは吸音筒を置かない場合、△印のラインは塩ビパイプ5bを用いた場合、○印のラインは本発明の吸音筒5を用いた場合の夫々音圧レベル(dBA)を示すグラフである。この結果から、塩ビパイプ(△印)の場合には全周波数帯域でほとんど減音していないか逆に増加しているのに対して、本発明の消音装置10(○印)は、全周波数帯域で効果的に減音することが分かる。これは本発明の消音性能が遮音が主体でなく、吸音が主体であることが分かる。
【0029】
(吸音効果・3)
尚、本発明の消音装置10は吸音が主体になっているため、図4に示すように吸音筒5の中空部5aに同様の吸音材料4を充填した構成とすることにより、図13に示すように中低周波数帯域に消音性能の主要減衰帯域を移すこともできる。尚、吸音試験は、吸音試験・1に準じて行った。
【0030】
(吸音効果・4)
更に、本発明の消音装置10の吸音筒5の一部の不織布1に膜体(図示せず)を形成した場合には、図14に示すように吸音性能が中低音周波数帯域に消音性能の減衰帯域を移すこともできることも判明した。吸音試験は、吸音試験・1に準じて行った。
【産業上の利用可能性】
【0031】
本発明がスペ−ス的にも気流抵抗面でも、更には経済面でも極めて有効であることが証明されたものであり、全てのダクトの開口部、産業機械、建設機械、大型車輌などのエンジン、タービンの冷却用の吸入口、排出口などの開口部、クーリングタワーの開口部など各種開口部から放射される騒音の低減のために広く使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】図1は従来の吸音材内張りダクトを示す図である。
【図2】図2は従来のスプリッタ−型吸音材を示す図である。
【図3】図3は本発明における吸音筒の一例を示す断面図である。
【図4】図4は本発明における吸音筒の他の例を示す断面図である。
【図5】図5は図4の拡大展開図である。
【図6】図6は吸音筒の第1の配置例を示す図である。
【図7】図7は吸音筒の第2の配置例を示す図である。
【図8】図8は吸音筒の第3の配置例を示す図である。
【図9】図9は吸音試験装置を示す概念図である。
【図10】図10は吸音試験・1の効果を示すグラフである。
【図11】図11は吸音試験装置を示す概念図である。
【図12】図12は吸音試験・2の効果を示すグラフである。
【図13】図13は吸音試験・3の効果を示すグラフである。
【図14】図14は吸音試験・4の効果を示すグラフである。
【符号の説明】
【0033】
1‥不織布、
2‥熱融着材料、
3‥点融着、
4‥多孔質材、
5‥吸音筒、
5a‥吸音筒の中空部、
10‥消音装置。
【技術分野】
【0001】
本発明は、ダクトの開口部、産業機械、建設機械、大型車輌などのエンジン、タービンの冷却用の吸入口、排出口などの開口部、クーリングタワーの開口部など各種開口部から放射される騒音の低減のための消音装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の上記開口部に用いられる消音装置としては、グラスウールなど多孔質材料を用いた内貼りダクト、スプリット型、セル型などが最も一般的であるが、それらの基本形は図1に示す吸音材(12)内貼りダクト11である。
【0003】
その減音量(透過損失)TLは、次式で求めるのが一般的である。
TL=κ・P/S・L〔dB〕
ただし、P:ダクトの周長(m) P=2(a+b)
S:ダクトの断面積(m2 ) S=a×b
L:ダクトの長さ(m)
【0004】
ここで、κは吸音率に関する係数で、一般に良く使われているセービンの式は、κ=1.05×α1.4 (α:ランダム入射吸音率(残響室法吸音率))で求められる。ただし、次のような制約が設けられている。
1)断面の小さいほうの辺の寸法が15〜45cmの間であること。
2)ダクト断面の辺長比は1/2〜1の間であること。
3)αの値が0.8を超える場合はα=0.8として計算する。
【0005】
上記の式が成り立つのは、周波数がf=c/D(c:音速、D:ダクト断面寸法の直径または短辺の長さ)までで、それ以上の高周波数ではダクト軸付近にエネルギ−が集中(ビ−ム状)して伝搬するため、減音量は式の値より小さくなるのが普通である。
【0006】
以上のように、吸音ダクト11は、短い辺が15〜45cm位を基本寸法としたものが多く、またその減衰性能も用いる吸音材12の吸音特性にも依存するので、例えば、1KHz付近の周波数の騒音を5〜10dB低減するためには、少なくともダクト長は50〜100cm程度となり、かなりのスペースが必要となっていた。
【0007】
上述したように、吸音材12内貼りダクト11は音の波長が断面の直径あるいは短辺よりも小さくなる高音の領域では、音波がビーム状をなして進行するために減音量が低下する。この欠陥を少しでも防ぐため、ダクト断面を吸音材で格子状に分割して細い直路の並列型としたセル型とか、平板状の吸音材で流路を平行に分割した図2に示すようなスプリッタ−型の吸音ダクト13がよく用いられる。
【0008】
しかし、これらも減音量は吸音材の吸音特性に支配されるので、一般に高音に対して有効であり、低音域の吸音率を上げるには、吸音材の厚さを増さねばならず、そのために流体抵抗を増す結果となる。例えば、吸音材12に岩綿板(密度100〜140kg/m3 )を用いた図2と同様のスプリッタ−型吸音ダクトの減音特性は、1KHzの帯域に対して減音量を10dB得ようとすると吸音材の厚さを50mmのものでダクト長は1m以上、減音量5dBを得るにも50cm程度以上のダクト長が必要となる。このように従来の吸音ダクト型の消音装置は、最も適用対象の多い500〜2KHzの帯域の騒音に対しては、スペースが必要となり、コスト、重量などの問題と共に、性能を上げようとすると流れ抵抗が上がるという二律背反の問題を抱え、例えば、産業機械などのエンジンル−ム、発電システムなどのコンパクト化、高出力化に伴いシ一トバランスが大きな課題となり、従来構造では対応しにくい状況になってきている。
【0009】
この流れ抵抗を改善するために、これまでに、翼形の形状にした吸音材を配列する方法もとられているが、これもある程度の長さが必要であり、形状の製作、形状保持、経済性など実用面の課題は多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
上記したように、従来の吸音材内貼りダクトあるいはその応用としてのセル型やスプリッター型は最も低減ニーズの大きい500〜2KHzの帯域に対して、減音量を上げようとすると、ダクト長、内貼り吸音材の厚さ、開口部を狭くする必要があり、その結果、流れ抵抗を増大させる結果となり、減音性能とスペース、重量、コストなど実用面から多くの課題を抱えている。
【0011】
本発明は、吸音ダクトの持つ多くの課題に対して、新しい概念を導入し、シンプルで、かつ、スペースに対して柔軟な構造により、大幅に改善しようとしたものである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の要旨は、同一或いは異種の不織布(請求項2)を筒状に一重以上多層に加工した吸音筒を複数個用い、騒音源に対向して複数列に千鳥状、平行状あるいはそれらを組み合わせて配したことを特徴とした消音装置(請求項1)にかかるものである。
【0013】
そして、本発明の消音装置を構成する不織布の例としては、合成繊維、無機繊維、パルプ繊維、金属繊維であり、中でも、合成繊維としてはポリエステル、ポリプロピレン、無機繊維としてはガラス繊維、炭素繊維、金属繊維としてはアルミ繊維(請求項3〜6)が夫々挙げられる。
【0014】
不織布を多層に加工して筒体を形成するに際し、熱融着材料で通気性を保持しつつ固着するのが好ましく、従って、熱融着材料をくもの巣状或いはパウダ−状にて融着に供すものである。尚、場合によっては、シ−ト状の熱融着材料で膜のある状態で固着することもあり、前者と後者を任意に組み合わせて固着することも可能である。
【0015】
更に、筒体中に、合成繊維、無機繊維、金属繊維、樹脂系発泡体、金属系発泡体の少なくとも一種を充填することもでき、これらは前記した材料と同じものが適用できる。尚、樹脂系発泡体の例としてはポリウレタン発泡体が一般的である。
【発明の効果】
【0016】
本発明にあって、吸音性のない塩ビパイプで同一の配列にした場合、全周波数帯域でほとんど減音していないか逆に増加しているのに対して、本発明の構造の消音装置のものは、全周波数帯域で効果的に減音する。そして、本発明にあってはスペ−ス的にも気流抵抗面でも経済面でも有効であり、その有用性は極めて高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
本発明の消音装置は、上記したように不織布を一重以上多重層の円筒形状(以下、吸音筒という)とし、それを千鳥配置、平行配置、あるいはその組み合わせで、二段以上に配列したことを特徴とした消音装置を提供するものである。
【0018】
本発明の吸音筒の構成の好適例は、ポリエステル繊維系の不織布を主材とした基本タイプで、一重又は複数層重ね合わせた筒状体であり、低域の吸音特性を改善することも可能である。尚、吸音筒の中空部をポリエステル繊維等で充填したタイプもある。吸音筒の配列について言えば、上下及び左右の間隔は吸音筒の直径の300〜120%の間で、減音性能、通気抵抗との兼ね合いで決める。吸音筒の成形としては、不織布層を巻き上げてこれをホットメルト接着して筒状とする手段、網状の金属又はプラスチック製プレ−トを筒状に巻き上げて芯材とし、この上に更に不織布層を巻き付ける手段、筒体内に不織布を充填する構造のものとしては、予め母材として不織布を柱状に形成し、この上に不織布層を巻き上げる手段等がある。
【0019】
本発明の消音装置は、形状を吸音性能の高い構造で円筒状にし、これを特定の配置構造としたものであり、空気の流通を容易にし、行路を短かくしたにも拘らず、減音性能は大きく、通気抵抗は大幅に改善されるという従来の二律背反の課題を解決している。
【0020】
一重以上多層の不織布は、同一の不織布で構成してもよいし、異種の不織布を組み合わせて構成してもよく、その結果の流れ抵抗が(1〜10)×104 N・sec/m4 以下、好ましくは、(3〜6)×104 N・sec/m4 位が適切な値である。尚、不織布は一重であっても多層であっても、吸音筒の直径方向の流れ抵抗が同じなら吸音率は殆ど同じになり、消音効果には殆ど同じとなる。
【0021】
吸音性能を出す方法で流れ抵抗(粘性抵抗で熱エネルギ−に変える)を利用する場合には、不織布間をくもの巣状或いはパウダ−状の熱融着材を用いて固着する。一方、中低周波数等域側の吸音特性を上げるためには、膜振動を利用することが有効である。従って、この場合には、不織布間を熱融着シ−トを用いて融着すると同時に膜を形成し、膜の振動を利用し熱エネルギ−に変えることとなる。これにより中低域の減音効果が増大することとなる。熱融着材料としては、PE、PP、PA、EVA等が用いられる。熱融着の方法は、例えば、多重に巻き付けて熱を加えるか、熱板を回転しながら当てるか熱ロ−ラを回転し圧着するとかの方法が挙げられる。
【実施例】
【0022】
(吸音筒)
本発明の消音装置10における吸音筒を構成する不織布1は、ポリエステル繊維系不織布(厚さ0.5mm、目付け100g/cm2 のスパンボンド)である。これを多層とするに当たっては、不織布1にパウダ−状熱融着材料(ポリアミド樹脂)2を万遍なく振り掛け、これを所定の径に筒状に丸め、その後熱処理を行って点融着3したものである。得られた吸音筒5は、図3に示すように、不織布1を5重に巻き付けた構造のものであり、外径の直径は70mmであった。又、当該吸音筒5の流れ抵抗は4×104 N・sec/m4 であった。そして、図4は得られた吸音筒5の中空部5a内に上記したと同様のポリエステル繊維系多孔質材4を充填した例である。尚、図5は図3の拡大展開図である。
【0023】
(吸音筒の配置)
図6〜8は本発明の消音装置10における吸音筒5の配置例を示すものであり、図6は千鳥配置、図7は平行配置、図8は両者の組み合わせ配置の例である。図6にあっては、音源からの音波が吸音筒5によって直進が遮られた例、図7は音波が遮られない例、図8はその併用である。尚、これらの例では隣合う吸音筒5、5の離間距離が吸音筒5の直径と同じとしたものであり、具体的には吸音筒5の外径(直径)が70mm、離間距離が70mmである。
【0024】
(吸音試験・1)
本発明の騒音装置10の効果を確認するために、図9に示すようなボックス20の中にスピーカー21を入れて、ピンクノイズを発生させ、11本の吸音筒5或いは同直径の塩ビパイプ5bの有り無しでの1/3オクタ−ブバンド中心周波数に対する音圧レベルで比較し、消音性能を評価した。使用した吸音筒5は図3に示す吸音筒(外径:70mm)であり、吸音筒5の配置は図6に示す千鳥配置である。塩ビパイプ5bの外径も同様のものを用いた。尚、ボックス20内のスピ−カ−21、吸音筒5及びマイクロフォン22の配置の概略を図に数値にて示した。
【0025】
(吸音効果・1)
図10は吸音効果を示すグラフである。図中、×印のラインは吸音筒5を置かない場合、△印のラインは塩ビパイプ5bを用いた場合、○印のラインは本発明の吸音筒5を用いた場合の夫々音圧レベル(dBA)を示すグラフである。この結果から、塩ビパイプ5b(△印)の場合には全周波数帯域でほとんど減音していないか逆に増加しているのに対して、本発明の吸音筒5を用いた消音装置10(○印)にあっては、全周波数帯域で効果的に減音することが分かる。これは、本発明の消音性能が遮音が主体でなく、吸音が主体であることが分かる。
【0026】
尚、グラスウ−ル12(例えば、かさ密度40kg/m3 )を用いた図2にて示す従来のスプリットタイプ消音装置で、上記と同様の消音性能(630Hz〜5KHzの広帯域で約10dB以上)を得ようとすると、吸音材12の厚さ100mm程度、間隔50mm、長さ100cm程度の大型の消音装置になってしまい、尚且つ、大抵の場合、表面保護のためのパンチングメタルなども必要になり、気流抵抗面でも、スぺ−ス的にも、重量的にも、経済的にも実用面で適用が難しくなり、本発明の構造が如何に有効であるかを示している。
【0027】
(吸音試験・2)
本発明の消音装置10の効果を確認するために、図11に示すように平行配置をした12本の吸音筒5、同直径の塩ビパイプ5bの音圧レベルを測定し、消音性能を評価した。使用した吸音筒5は図3に示す吸音筒(外径:70mm)である。
【0028】
(吸音効果・2)
図12は吸音効果を示すグラフである。図中、×印のラインは吸音筒を置かない場合、△印のラインは塩ビパイプ5bを用いた場合、○印のラインは本発明の吸音筒5を用いた場合の夫々音圧レベル(dBA)を示すグラフである。この結果から、塩ビパイプ(△印)の場合には全周波数帯域でほとんど減音していないか逆に増加しているのに対して、本発明の消音装置10(○印)は、全周波数帯域で効果的に減音することが分かる。これは本発明の消音性能が遮音が主体でなく、吸音が主体であることが分かる。
【0029】
(吸音効果・3)
尚、本発明の消音装置10は吸音が主体になっているため、図4に示すように吸音筒5の中空部5aに同様の吸音材料4を充填した構成とすることにより、図13に示すように中低周波数帯域に消音性能の主要減衰帯域を移すこともできる。尚、吸音試験は、吸音試験・1に準じて行った。
【0030】
(吸音効果・4)
更に、本発明の消音装置10の吸音筒5の一部の不織布1に膜体(図示せず)を形成した場合には、図14に示すように吸音性能が中低音周波数帯域に消音性能の減衰帯域を移すこともできることも判明した。吸音試験は、吸音試験・1に準じて行った。
【産業上の利用可能性】
【0031】
本発明がスペ−ス的にも気流抵抗面でも、更には経済面でも極めて有効であることが証明されたものであり、全てのダクトの開口部、産業機械、建設機械、大型車輌などのエンジン、タービンの冷却用の吸入口、排出口などの開口部、クーリングタワーの開口部など各種開口部から放射される騒音の低減のために広く使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】図1は従来の吸音材内張りダクトを示す図である。
【図2】図2は従来のスプリッタ−型吸音材を示す図である。
【図3】図3は本発明における吸音筒の一例を示す断面図である。
【図4】図4は本発明における吸音筒の他の例を示す断面図である。
【図5】図5は図4の拡大展開図である。
【図6】図6は吸音筒の第1の配置例を示す図である。
【図7】図7は吸音筒の第2の配置例を示す図である。
【図8】図8は吸音筒の第3の配置例を示す図である。
【図9】図9は吸音試験装置を示す概念図である。
【図10】図10は吸音試験・1の効果を示すグラフである。
【図11】図11は吸音試験装置を示す概念図である。
【図12】図12は吸音試験・2の効果を示すグラフである。
【図13】図13は吸音試験・3の効果を示すグラフである。
【図14】図14は吸音試験・4の効果を示すグラフである。
【符号の説明】
【0033】
1‥不織布、
2‥熱融着材料、
3‥点融着、
4‥多孔質材、
5‥吸音筒、
5a‥吸音筒の中空部、
10‥消音装置。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
不織布を筒状に一重以上多層に加工した吸音筒を複数個用い、騒音源に対向して複数列に千鳥状、平行状あるいはそれらを組み合わせて配したことを特徴とした消音装置。
【請求項2】
同一或いは異種の不織布で筒状に加工した請求項1記載の消音装置。
【請求項3】
前記不織布が、合成繊維、無機繊維、パルプ繊維、金属繊維である請求項1又は2記載の消音装置。
【請求項4】
不織布を構成する合成繊維が、ポリエステル、ポリプロピレンから選択される請求項3記載の消音装置。
【請求項5】
不織布を構成する無機繊維が、ガラス繊維、炭素繊維から選択される請求項3記載の消音装置。
【請求項6】
不織布を構成する金属繊維が、アルミ繊維である請求項3記載の消音装置。
【請求項7】
不織布を多層に加工して筒体を形成するに際し、熱融着材料で通気性を保持しつつ固着する請求項1乃至6いずれか1記載の消音装置。
【請求項8】
熱融着材料が、くもの巣状或いはパウダ−状にて融着に供される請求項7記載の消音装置。
【請求項9】
不織布を多層に加工して筒体を形成するに際し、シ−ト状の熱融着材料で膜のある状態で固着する請求項7記載の消音装置。
【請求項10】
不織布を多層に加工して筒体を形成するに際し、請求項8及び請求項9を組み合わせて固着する請求項1又は2記載の消音装置。
【請求項11】
筒体中に、合成繊維、無機繊維、金属繊維、樹脂系発泡体、金属系発泡体の少なくとも一種を充填した請求項1乃至10いずれか1記載の消音装置。
【請求項12】
筒体中に充填される合成繊維が、ポリエステル、ポリプロピレンから選択される請求項11記載の消音装置。
【請求項13】
筒体中に充填される無機繊維が、ガラス繊維、炭素繊維から選択される請求項11記載の消音装置。
【請求項14】
筒体中に充填される金属繊維が、アルミ繊維である請求項11記載の消音装置。
【請求項15】
筒体中に充填される樹脂系発泡体が、ポリウレタン発泡体である請求項11記載の消音装置。
【請求項16】
筒体中に充填される金属系発泡体が、アルミ発泡体である請求項11記載の消音装置。
【請求項1】
不織布を筒状に一重以上多層に加工した吸音筒を複数個用い、騒音源に対向して複数列に千鳥状、平行状あるいはそれらを組み合わせて配したことを特徴とした消音装置。
【請求項2】
同一或いは異種の不織布で筒状に加工した請求項1記載の消音装置。
【請求項3】
前記不織布が、合成繊維、無機繊維、パルプ繊維、金属繊維である請求項1又は2記載の消音装置。
【請求項4】
不織布を構成する合成繊維が、ポリエステル、ポリプロピレンから選択される請求項3記載の消音装置。
【請求項5】
不織布を構成する無機繊維が、ガラス繊維、炭素繊維から選択される請求項3記載の消音装置。
【請求項6】
不織布を構成する金属繊維が、アルミ繊維である請求項3記載の消音装置。
【請求項7】
不織布を多層に加工して筒体を形成するに際し、熱融着材料で通気性を保持しつつ固着する請求項1乃至6いずれか1記載の消音装置。
【請求項8】
熱融着材料が、くもの巣状或いはパウダ−状にて融着に供される請求項7記載の消音装置。
【請求項9】
不織布を多層に加工して筒体を形成するに際し、シ−ト状の熱融着材料で膜のある状態で固着する請求項7記載の消音装置。
【請求項10】
不織布を多層に加工して筒体を形成するに際し、請求項8及び請求項9を組み合わせて固着する請求項1又は2記載の消音装置。
【請求項11】
筒体中に、合成繊維、無機繊維、金属繊維、樹脂系発泡体、金属系発泡体の少なくとも一種を充填した請求項1乃至10いずれか1記載の消音装置。
【請求項12】
筒体中に充填される合成繊維が、ポリエステル、ポリプロピレンから選択される請求項11記載の消音装置。
【請求項13】
筒体中に充填される無機繊維が、ガラス繊維、炭素繊維から選択される請求項11記載の消音装置。
【請求項14】
筒体中に充填される金属繊維が、アルミ繊維である請求項11記載の消音装置。
【請求項15】
筒体中に充填される樹脂系発泡体が、ポリウレタン発泡体である請求項11記載の消音装置。
【請求項16】
筒体中に充填される金属系発泡体が、アルミ発泡体である請求項11記載の消音装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【公開番号】特開2008−275953(P2008−275953A)
【公開日】平成20年11月13日(2008.11.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−120392(P2007−120392)
【出願日】平成19年4月29日(2007.4.29)
【出願人】(595122187)ブリヂストンケービージー株式会社 (36)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成20年11月13日(2008.11.13)
【国際特許分類】
【出願日】平成19年4月29日(2007.4.29)
【出願人】(595122187)ブリヂストンケービージー株式会社 (36)
【Fターム(参考)】
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