JP6659234B2 - 消音器 - Google Patents

Description

本発明は、消音器に関する。

特許文献１には、一定の直径の通路の周りに対称的に設けられた減衰体を含むコンプレッサ用音響アウトレットピースが開示されている。

前記音響アウトレットピースでは、減衰体を、流路の方向に外周が漸増し厚みが増加するように形成することにより、非常に大きな周波数範囲、特にスクリュウ形コンプレッサの圧縮パルスに通常生ずる全周波数レンジ即ち２５０Ｈｚから６０００Ｈｚで減衰が出来る。

しかしながら、前記音響アウトレットピースの通路は、入口から出口まで一直線に延びているため、流量が大きく内部通路の径が大きくなる場合や、スペース上、全長が短くなり入口開口と出口開口が近くなる場合は、高周波数領域で十分な消音効果が得られないことがある。したがって、全長が短いコンパクトな構造で、広範囲の周波数領域の音を減衰させることができない場合がある。

特許文献２には、深椀型の拡大部を有する入口管、深椀型の拡大部を有する出口管、及び入口管と出口管の椀状拡大部間を連結する中間管を備える消音器が開示されている。

前記消音器では、入口管と中間管との連結箇所に、凹状の中央部に縮小した管口を有する浅椀型の中子体を介在させている。また、出口管と中間管との連結箇所に、中子体と、中子体が有する管口の出口管側を開閉する弁部を備えた弁体とを介在させている。

しかしながら、前記消音器では、出口管と中間管との連結箇所に支点を有する弁部が大きいため、弁体のメンテナンスを行う際、弁体に容易にアクセスできない。

特開平０９−１７０５５４号公報 実開平０４−１０５９２０号公報

本発明は、広範囲の周波数領域の音を減衰させること、及び流体の逆流を防止する弁部のメンテナンスを容易に行えるようにすることをコンパクトな構造で実現することを課題とする。

前記課題を解決するための手段として、本発明の消音器は、圧縮機本体の吐出流路に配置される消音器であって、流体が流入する導入部を備えると共に、内部に前記流体の流れ方向に配置された音の減衰部を複数備える筐体と、最下流の減衰部と該最下流の減衰部に隣接する隣接減衰部とを連通させる中間連通部が設けられた第１仕切り部と、前記最下流の減衰部に配置され、前記中間連通部を閉塞可能な弁部と、前記弁部を保持し、前記筐体に着脱可能な弁保持部と、前記最下流の減衰部の前記弁保持部以外の部分に設けられ、前記最下流の減衰部から前記流体を導出する導出部と、前記弁部を前記中間連通部を閉じる方向に弾性的に付勢する付勢部材とを備え、前記弁部が前記流体の流れにより押されて形成される前記弁部と前記第１仕切り部との間の空間において、前記弁部の開度が最大の位置にて前記中間連通部の内周面の前記空間側の縁を前記弁部の前記第１仕切り部側の端面まで前記弁部が開閉される方向に沿って延長して得られる筒状の領域の面積である仮想延長面積は、前記導入部の流路断面積より大きくした。

この構成によれば、弁部を最下流の減衰部の内部に配置しているので、消音器をコンパクトに構成できる。また、複数の減衰部を筐体に流体の流れ方向に配置し、減衰部間の第１仕切り部に中間連通部を設けることにより、広範囲な周波数領域の音波を減衰させることができる。したがって、コンパクトな構造で広範囲の周波数領域の音を減衰させることができる。また、筐体の弁保持部に、中間連通部を閉塞可能な弁部を設けているので、流体の逆流を防止できる。また、弁部を、筐体に着脱可能な弁保持部に設け、導出部を筐体の弁保持部以外の部分に設けているので、導出部の下流の配管を取り外すことなく、弁部のメンテナンスを行うことができる。すなわち、広範囲の周波数領域の音を減衰させること、及び流体の逆流を防止する弁部のメンテナンスを容易に行えるようにすることをコンパクトな構造で実現できる。

前記弁部が前記流体の流れにより押されて形成される前記弁部と前記第１仕切り部との間の空間において、前記弁部の開度が最大の位置にて前記中間連通部の内周面の前記空間側の縁を前記弁部の前記第１仕切り部側の端面まで延長して得られる筒状の領域の面積である仮想延長面積は、前記導入部の流路断面積より大きいことが好ましい。この構成によれば、最下流の減衰部に弁部を設けたことに起因する流路の圧力損失の増加を回避できる。

前記最下流の減衰部の流路断面積、及び前記隣接減衰部の流路断面積は、それぞれ前記中間連通部の流路断面積よりも大きいことが好ましい。この構成によれば、流路断面積を変化させることにより、流体が流通する際に生じる音を減衰させることができる。

前記複数の減衰部は、低い方の周波数領域の音を減衰させる低周波数側減衰部、及び高い方の周波数領域の音を減衰させる高周波数側減衰部を有することが好ましい。この構成によれば、低い方の周波数領域から高い方の周波数領域までの広範囲な周波数領域の音を減衰させることができる。

前記隣接減衰部は、吸音部材が配置された前記高周波数側減衰部であり、前記第１仕切り部は前記筐体に着脱可能に設けられることが好ましい。この構成によれば、弁保持部を筐体から取り外して、第１仕切り部を筐体から取り外すことにより、隣接減衰部に収容された吸音部材のメンテナンスを容易に行うことができる。

前記隣接減衰部は前記高周波数側減衰部であり、前記導入部は曲げた形状であることが好ましい。この構成によれば、導入部を曲げた形状で形成しているので、流体の流路方向を変えることができる。すなわち、高周波数側減衰部で流体の流れ方向以外の方向に音を分散させることができるので、高周波数側減衰部においてより効果的に高周波の音を減衰できる。

前記導入部は圧縮機本体の吐出口に接続され、最上流の減衰部は前記圧縮機本体の吐出口から直視できない位置に配置されることが好ましい。この構成によれば、最上流の減衰部からの脱離物が圧縮機本体の吐出口を通して圧縮機本体の内部に入り込むことを回避できる。

最上流の減衰部は前記低周波数側減衰部であり、前記最上流の減衰部を画定する前記筐体の側壁に前記導入部を配置することが好ましい。この構成によれば、消音器の軸方向の寸法を増大させることを回避できる。

前記最上流の減衰部は、該減衰部と大気に開放されている大気開放流路とを接続するバイパス配管を備えることが好ましい。この構成によれば、流体の流通が停止して弁部が閉弁し、最上流に配置された低周波数側減衰部の内圧が上昇した場合であっても、流体をバイパス配管を通じて流出させることができる。これにより、低周波数側減衰部の内部が高圧となった状態に維持されることを回避できる。また、バイパス配管を最上流の低周波数側減衰部に設けることにより、サイドブランチ（共鳴器）として減衰部を構成することができる。また、バイパス配管を消音器の一部とすることで、部品点数を削減できる。

前記高周波数側減衰部は、複数の貫通孔が形成された筒状の多孔板と、前記多孔板と前記筐体との間に設けられた背後流体層と、前記背後流体層を、前記多孔板内における前記流体の流れ方向に並んで配置された第１領域と第２領域とに仕切る第２仕切り部とを備えてもよい。

背後流体層を第２仕切り部によって第１領域と第２領域に仕切ることで、高周波数側減衰部で減衰効果を得るべき周波数での共鳴を抑制できる。また、第１領域と第２領域とで減衰効果が得られる周波数特性を異ならせることができる。

前記２仕切り部と前記筐体の側壁又は前記多孔板との間に隙間が設けられていてもよい。

前記第１領域と前記第２領域は、前記貫通孔の面積の和である多孔面積に対する前記背後流体層の体積の割合として定義される有効厚さが異なってもよい。この構成により、第１領域と第２領域とで減衰効果が得られる周波数特性を異ならせることができる。

例えば、前記第２仕切り部は、前記第１領域と前記第２領域とが部分的に重なるように前記背後流体層を仕切る構成（いわゆる入れ子構造）を採用できる。

最上流の前記減衰部は前記低周波数側減衰部であり、前記低周波数側減衰部の下流側に隣接して前記高周波数側減衰部が設けられている場合、前記導入部は、曲げた形状とすることが好ましい。また、この場合、前記低周波数側減衰部に対する前記導入部における前記流体の導入方向と、前記低周波数側減衰部から前記高周波数側減衰部への前記流体の流入方向とを異ならせても良い。これらの構成によって、音波の進行方向に曲げないし乱れを生じさせて、音波を多孔板へ向かわせることができるので、高周波数側減衰部における音の減衰効果を向上できる。また、音波は、進行方向の曲げないし乱れが生じた直後に高周波数側減衰部に進入するので、より効果的に高周波数側減衰部における音の減衰効果を向上できる。

前記高周波数側減衰部に対して上流側又は下流側に隣接して配置された前記減衰部は、前記背後流体層の長さの１／２倍の長さを有することが好ましい。この構成より、高周波数側減衰部に進入する前又は高周波数側減衰部を追加した後に、高周波数側減衰部で共鳴を生じる周波数領域の音波を低減させることができる。言い換えれば、上流側又は下流側に隣接して配置された前記減衰部で高周波数側減衰部の音波低減効果を補うことができる。特に、前記背後流体層の長さの１／２倍の長さを有する前記減衰部は、前記高周波数側減衰部に対して上流側に隣接して配置することが好ましい。この構成により、高周波数側減衰部で共鳴を生じる周波数領域の音波を高周波数側減衰部に進入する前に予め減衰させ、より効果的に高周波数側減衰部で共鳴を生じる周波数領域の音波を低減できる。

本発明によれば、広範囲の周波数領域の音を減衰させること、及び流体の逆流を防止する弁部のメンテナンスを容易に行えるようにすることをコンパクトな構造で実現できる。

本発明の第１実施形態の消音器を適用した装置の要部を示す概略図。 本発明の第１実施形態の消音器を示す模式的な縦断面図。 本発明の第２実施形態の消音器を示す模式的な縦断面図。 本発明の第３実施形態の消音器を示す模式的な縦断面図。 本発明の第４実施形態の消音器を示す模式的な縦断面図。 本発明の第５実施形態の消音器を示す模式的な縦断面図。 本発明の第６実施形態の消音器を示す模式的な縦断面図。 本発明の第７実施形態の消音器を示す模式的な縦断面図。 本発明の第８実施形態の消音器を示す模式的な縦断面図。 本発明の第８実施形態の消音器を示す模式的な縦側面図。 本発明の第９実施形態の消音器を示す模式的な縦断面図。 本発明の第１０実施形態の消音器を示す模式的な縦断面図。 本発明の第１１実施形態の消音器を示す模式的な縦断面図。 本発明の第１２実施形態の消音器を示す模式的な縦断面図。 本発明の第１３実施形態の消音器を示す模式的な縦断面図。 第１３実施形態の変形例を示す模式的な縦断面図。 本発明の第１４実施形態の消音器を示す模式的な縦断面図。 中子型の多孔板の模式的な斜視図。 本発明の第１５実施形態の消音器を示す模式的な縦断面図。 背後空気層の構造を示す概念的な斜視図。 本発明の第１６実施形態の消音器を示す模式的な縦断面図。 第１６実施形態の変形例を示す模式的な縦断面図。 本発明の第１７実施形態の消音器を示す模式的な縦断面図。 本発明の第１８実施形態の消音器を示す模式的な縦断面図。 中子型の多孔板の模式的な斜視図。 本発明の第１９実施形態の消音器を示す模式的な縦断面図。 中子の模式的な斜視図。 本発明の変形例を示す斜視図。 消音器の消音効果に関して数値解析した結果を示すグラフ。 本発明における各減衰部の寄与と消音器全体での減音量を示すグラフ。 消音器の消音効果の解析における比較例を示す模式的な縦断面図。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態の消音器を適用した装置（スクリュ圧縮機）の要部を示す。消音器１０は、流体の流れに重畳して音波が伝搬される流路に組み込まれる。以下では、流体である圧縮空気の流通により生じる音を消音するために、消音器１０がスクリュ圧縮機本体１１の吐出流路１３に配置された例を説明する。

図２に示すように、消音器１０は、消音器本体（筐体）１４、導入部１５、導出部１６、蓋部（弁保持部）１７、及び弁部１８を備えている。

消音器本体１４は、内部に流体を流通させるように、円筒状に形成されている。消音器本体１４の軸Ｐの方向の一端に閉塞部１９が設けられ、他端に開口部２０が設けられている。閉塞部１９に導入部１５が設けられている。開口部２０に蓋部１７が設けられている。

消音器本体１４の内部には、軸Ｐの方向に互いに隣接するように、２種の減衰部（音の減衰部）２１，２２が設けられている。２種の減衰部２１，２２のうち、一方は低周波数側減衰部２１であり、他方は高周波数側減衰部２２である。低周波数側減衰部２１は、例えば５００Hz〜１０００Hz程度の周波数領域の音波を低減する。高周波数側減衰部２２は、例えば１０００Hz〜３０００Hz程度の周波数領域の音波を低減する。低周波数側減衰部２１は上流側（閉塞部１９側）に配置されている。高周波数側減衰部２２は下流側（開口部２０側）に配置されている。本実施形態では、消音器１０が備える減衰部は２個であるので、高周波数側減衰部２２は最下流の減衰部であり、低周波数側減衰部２１は最下流の減衰部に隣接する隣接減衰部であると共に、最上流の減衰部である。低周波数側減衰部２１と高周波数側減衰部２２との間に、第１仕切り部２３が設けられている。消音器本体１４と第１仕切り部２３とにより、低周波数側減衰部２１の低周波数側処理空間２４と、高周波数側減衰部２２の高周波数側処理空間２５とが画定されている。

低周波数側減衰部２１は、導入部１５の流路断面積Ｓ１よりも大きい流路断面積Ｓ２を有する拡張室である。低周波数側減衰部２１は、低い方の周波数領域の音を減衰させる。低周波数側減衰部２１を画定する部分の消音器本体１４に、流体を流入するための流入口２６が設けられている。流入口２６は、消音器本体１４の軸Ｐと同軸に配置されている。流入口２６に、低周波数側減衰部２１に流体を導入する導入部１５が設けられている。

高周波数側減衰部２２は、両端開口の筒状の多孔板３１を有する吸音室である。高周波数側減衰部２２は、高い方の周波数領域の音を減衰させる。高周波数側減衰部２２を画定する部分の消音器本体１４に、流体を流出するための流出口３２が設けられている。流出口３２は、消音器本体１４の軸方向の端部である開口部２０（蓋部１７で閉塞されている）以外の部分に配置されている。本実施形態では、流出口３２は、円筒状である消音器本体１４の側壁部に設けられている。流出口３２に、高周波数側減衰部２２から流体を導出する導出部１６が設けられている。導出部１６は、消音器本体１４から図において下向きに、消音器本体１４の軸Ｐと直交する方向に延びている。導出部１６は、流出口３２を通って消音器本体１４を貫通するように延びており、導出部１６の一端は後述する多孔板３１の連結孔３１ａに連結されている。

多孔板３１は、鉄やアルミニウム等の金属や合成樹脂により形成されている。多孔板３１は、第１仕切り部２３と蓋部１７との間に軸Ｐの方向に延びるように、中間連通部３５の径方向外側に配置されている。すなわち、多孔板３１は高周波数側処理空間２５を径方向に分割する。多孔板３１には、気体が通過する複数の貫通孔３３が形成されている。本実施形態では、複数の貫通孔３３は、多孔板３１の軸方向及び径方向の概ね全域に分布している。多孔板３１には、導出部１６を連結する連結孔３１ａが設けられている。高周波数側処理空間２５の、多孔板３１よりも径方向外側であり、かつ、消音器本体１４の壁１４ｃよりも径方向内側である空間に、背後空気層（背後流体層）３４が形成される。音波に対して貫通孔３３内における媒質（空気など）と内壁面との粘性摩擦による圧力減衰が発生する。また、媒質が貫通孔３３から背後空気層３４へ噴出する際に生じる渦により圧力減衰が発生する。これらの圧力減衰により、吸音効果が発揮される。特に、内壁面との粘性摩擦による圧力減衰に関しては、共振周波数の音に対してその効果が大きく、共振周波数は背後空気層厚さ、孔断面積、開口率、板厚によって任意に設計することができる。なお、貫通孔３３の直径は任意に設定することができるが、本実施例では１ｍｍとした。

第１仕切り部２３は、消音器本体１４の軸Ｐと直交する方向に延びている。第１仕切り部２３は最下流に配置された減衰部である高周波数側減衰部２２と、軸Ｐの方向に上流側に隣接する最上流に配置された低周波数側減衰部２１とを仕切る。第１仕切り部２３には中間連通部３５が設けられている。中間連通部３５は、軸Ｐと同軸に配置され、高周波数側減衰部２２と低周波数側減衰部２１とを連通する。中間連通部３５の流路断面積はＳ４である。流路断面積Ｓ４は、低周波数側減衰部２１の流路断面積Ｓ２、及び高周波数側減衰部２２の流路断面積Ｓ５よりも小さい。第１仕切り部２３には、多孔板３１の一端が位置し、多孔板３１の他端は蓋部１７に位置する。

蓋部１７は、外形が消音器本体１４の開口部２０と略同形状であり、開口部２０を着脱可能に閉塞する。蓋部１７は、ボルト（図示せず）を用いて消音器本体１４に締結される。

弁部１８は、弁本体１８ａと、付勢部材１８ｂとを備えている。弁部１８は、多孔板３１の内側に、軸Ｐと同軸に配置される。弁本体１８ａは、軸方向の先端側部分１８ｃを中間連通部３５に押圧することにより、中間連通部３５を閉塞可能である。付勢部材１８ｂは、一端１８ｄが蓋部１７に固定され、他端１８ｅが弁本体１８ａに固定されている。付勢部材１８ｂの長さは、蓋部１７を消音器本体１４の開口部２０に取り付けた状態で、弁本体１８ａを軸Ｐの方向に弾性的に付勢し、弁本体１８ａにより中間連通部３５を閉塞するように設定されている。図２では、弁部１８は流体により押され、付勢部材１８ｂが最も短縮された状態となる位置にある。言い換えれば、図２の弁部１８は開度が最大の位置にある。この位置の弁部１８と第１仕切り部２３との間に形成される空間（図２における点線のハッチング部分）において、中間連通部３５の内周面を弁部１８の第１仕切り部２３側の端面まで延長して得られる円筒状の領域の表面積（仮想延長面積Ｓ３）は、導入部１５の流路断面積Ｓ１より大きい。

スクリュ圧縮機が作動すると、スクリュ圧縮機本体１１の吐出口２７から吐出流路１３に圧縮空気が吐出され、該圧縮空気は導入部１５から低周波数側減衰部２１に導入される。その際、圧縮空気の流路断面積は大きくなる。すなわち、インピーダンスが急激に変化するため、低周波数領域の音は低周波数側減衰部２１の内部で反射を生じて減衰する。具体的には、導入部１５と低周波数側処理空間２４との境界部、中間連通部３５と低周波数側処理空間２４との境界部で反射を生じて減衰する。

その後、低周波数領域の音波が減衰した圧縮空気は、中間連通部３５を通過し、付勢部材１８ｂの付勢力に抗して弁部１８の弁本体１８ａを開口部２０側に押し戻し、流路断面積が大きくなる高周波数側減衰部２２へ進入する。これにより、圧縮空気が低周波数側減衰部２１に進入した場合と同様に、高周波数側減衰部２２へ進入した圧縮空気の音波は高周波数側減衰部２２の内部で反射を生じて減衰する。高周波数側減衰部２２へ進入した圧縮空気は、多孔板３１の連結孔３１ａを通って、導出部１６へ進入する。その際、弁本体１８ａの径は、中間連通部３５の内周面の径よりも大きいので、消音器本体１４の軸Ｐの方向に流通していた圧縮空気の進行方向が、弁本体１８ａを迂回して消音器本体１４の軸Ｐと異なる方向に曲げられ、圧縮空気の一部が多孔板３１の複数の貫通孔３３を通過する。複数の貫通孔３３を通過する際、貫通孔３３内における圧縮空気と内壁面との粘性摩擦による圧力減衰が発生し、さらに、圧縮空気が貫通孔３３から噴出する際に生じる渦による圧力減衰が発生することで、吸音効果が発揮される。その後、背後空気層３４領域の圧縮空気は、複数の貫通孔３３を通過して多孔板３１の内部へと進入し、中間連通部３５から導出部１６へ進入する圧縮空気に合流する。このようにして、空気が圧縮される際に発せられる音を消音器１０の内部を通過させることにより減衰させることができる。

本実施形態によれば、弁部１８を最下流の減衰部の内部に配置しているので、消音器１０をコンパクトに構成できる。また、消音器本体１４に流体の流れ方向に配置した減衰部２１，２２間の第１仕切り部２３に中間連通部３５を設けることにより、広範囲な周波数領域の音波を減衰させることができる。したがって、コンパクトな構造で広範囲の周波数領域の音を減衰させることができる。

また、付勢部材１８ｂが弁本体１８ａを中間連通部３５に向けて付勢しているので、逆流、すなわち中間連通部３５を通って高周波数側減衰部２１から低周波数側減衰部２２に向かう流体の流れを防止できる。また、弁部１８を、消音器本体１４に着脱可能な蓋部１７に設け、導出部１６を消音器本体１４の蓋部１７以外の部分に設けているので、導出部１６の下流の配管を取り外すことなく、弁部１８のメンテナンスを行うことができる。すなわち、広範囲の周波数領域の音を減衰させること、及び流体の逆流を防止する弁部１８のメンテナンスを容易に行えるようにすることをコンパクトな構造で実現できる。

消音器１０において、最下流の高周波数側減衰部２２の流路断面積Ｓ５、及び低周波数側減衰部２１の流路断面積Ｓ２は、それぞれ中間連通部３５の流路断面積Ｓ４よりも大きくなるように形成している。流路断面積を変化させることにより、流体が流通する際に生じる音を減衰させることができる。

消音器本体１４が蓋部１７により閉塞される開口部２０を備えるので、弁部１８のメンテナンスを容易に行えるようにすることができる。

低周波数側減衰部２１、及び高周波数側減衰部２２を設けているので、低い方の周波数領域から高い方の周波数領域までの広範囲な周波数領域の音を減衰させることができる。

（第２実施形態）
図３は本発明の第２実施形態の消音器１０を示す。低周波数側減衰部２１は上流側（閉塞部１９側）に配置されている。高周波数側減衰部２２は下流側（開口部２０側）に配置されている。高周波数側減衰部２２は、高周波数領域の音波を吸収する吸音部材３７を有する吸音室である。吸音部材３７は、グラスウールやロックウールなどの多孔質材料からなる円筒状部材である。吸音部材３７の内径は中間連通部３５の内径よりも大きく、かつ、外径は消音器本体１４の側壁１４ｃの内径と略同一となるように形成されている。吸音部材３７の流出口３２に対応する部分には、導出部１６から空気の流出を許容するように、連結孔３１ａが設けられている。

第１実施形態と同様に、高周波数側減衰部２２へ進入した圧縮空気は、導出部１６へ進入する。その際、消音器本体１４の軸Ｐの方向に進行していた圧縮空気の進行方向が、消音器本体１４の軸Ｐと直交する方向に曲げられるので、圧縮空気の一部が流れ方向から外れて吸音部材３７に向かって前進し吸音部材３７に入射する。この入射により、圧縮空気の高周波数領域の音波が吸収される。その後、吸音部材３７に入射した圧縮空気は、中間連通部３５から導出部１６へ進入する圧縮空気に合流する。このようにして、圧縮空気が吐出流路１３を通過する際に発せられる音を消音器１０の内部を通過させることにより減衰させることができる。

第２実施形態のその他構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
図４は本発明の第３実施形態の消音器１０を示す。高周波数側減衰部２２は上流側（閉塞部１９側）に配置されている。低周波数側減衰部２１は下流側（開口部２０側）に配置されている。高周波数側減衰部２２は、多孔板３１を有する吸音室である。高周波数側減衰部２２を画定する部分の消音器本体１４に、流入口２６が設けられている。流入口２６は、消音器本体１４の軸Ｐと同軸に配置されている。多孔板３１は、閉塞部１９と第１仕切り部２３との間に軸方向に延びている。多孔板３１は、流入口２６、及び第１仕切り部２３それぞれの端部に取り付けられている。

導入部１５の圧縮空気は、高周波数側減衰部２２に進入し、中間連通部３５を通過し、付勢部材１８ｂの付勢力に抗して弁部１８の弁本体１８ａを開口部２０側に押し戻し、低周波数側減衰部２１へ進入する。その際、高周波数側減衰部２２に進入した圧縮空気の一部は、多孔板３１の複数の貫通孔３３を通過する。複数の貫通孔３３を通過する際、貫通孔３３内における圧縮空気と内壁面との粘性摩擦による圧力減衰が発生する。また、圧縮空気が貫通孔３３から噴出する際に生じる渦による圧力減衰が発生する。これらの圧力減衰により、吸音効果が発揮される。その後、背後空気層３４領域の圧縮空気は、複数の貫通孔３３を通過して多孔板３１の内部へと進入し、高周波数側減衰部２２から中間連通部３５へ進入する圧縮空気に合流する。低周波数側減衰部２１へ進入した圧縮空気は、流出口３２を通って、導出部１６へ進入する。圧縮空気が中間連通部３５から低周波数側減衰部２１に進入する際、圧縮空気の流路断面積は変化する。すなわち、インピーダンスが急激に変化するため、低周波数領域の音は低周波数側減衰部２１の内部で反射を生じて減衰する。また、弁本体１８ａの径は、中間連通部３５の径よりも大きいので、圧縮空気は弁本体１８ａを迂回するように流れ、低周波数側減衰部２１は音響的には拡張室として機能する。このようにして、空気が圧縮される際に発せられる音を消音器１０の内部を通過させることにより減衰させることができる。

第３実施形態のその他構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

（第４実施形態）
図５は本発明の第４実施形態の消音器１０を示す。高周波数側減衰部２２は上流側（閉塞部１９側）に配置されている。低周波数側減衰部２１は下流側（開口部２０側）に配置されている。高周波数側減衰部２２は、高周波数領域の音波を吸収する吸音部材３７を有する吸音室である。吸音部材３７の内径は導入部１５の内径、及び中間連通部３５の内径と略同一であり、かつ、外径は消音器本体１４の側壁１４ｃの内径と略同一となるように形成されている。

本実施形態では、高周波数側減衰部２２に進入した圧縮空気の一部は、吸音部材３７に向かって前進し吸音部材３７に入射する。この入射により、圧縮空気の高周波数領域の音波が吸収される。その後、吸音部材３７に入射した圧縮空気は、高周波数側減衰部２２から中間連通部３５へ進入する圧縮空気に合流する。

第４実施形態のその他構成及び作用は、第３実施形態と同様である。

（第５実施形態）
図６は本発明の第５実施形態の消音器１０を示す。消音器本体１４は、鋳造等により一体成形されている。高周波数側減衰部２２は上流側（閉塞部１９側）に配置されている。低周波数側減衰部２１は下流側（開口部２０側）に配置されている。高周波数側減衰部２２は高周波数領域の音波を吸収する吸音部材３７を有する吸音室である。消音器本体１４の側壁１４ｃには内フランジ部１４ｅが設けられている。本実施形態における第１仕切り部２３は、消音器本体１４とは別体の仕切り板である。第１仕切り部２３はボルト３８を用いて内フランジ部１４ｅに締結されている。第１仕切り部２３は、高周波数側減衰部２２に収容された吸音部材３７が低周波数側減衰部２１へ移動するのを規制する。

以上の構成によれば、蓋部１７を消音器本体１４から取り外して、第１仕切り部２３を消音器本体１４から取り外すことにより、隣接減衰部である高周波数側減衰部２２に収容された吸音部材３７のメンテナンスを容易に行うことができる。吸音部材３７は圧力脈動下で使用されると、経年変化して消音器本体１４の内壁側に押し付けられ圧縮されて薄く硬く変形してしまう可能性がある。この場合、吸音部材３７を圧縮空気が通過するときの減衰や吸音部材３７自体の摩擦が生じないことで吸音性能が低下する可能性がある。また、吸音部材３７の厚さは高周波数側減衰部２２である吸音室が効果的となる周波数に影響する。そのため、吸音部材３７が薄くなることにより、相対的に低周波側の吸音特性が得られなくなる可能性がある。本実施形態の構成により硬化や変形してしまった吸音部材３７を容易に交換することができる。

第５実施形態のその他構成及び作用は、第４実施形態と同様である。

（第６実施形態）
図７は本発明の第６実施形態の消音器１０を示す。導入部１５は、消音器本体１４の流入口２６に比較的近接した位置に曲がり部を有する。この構成によれば、流体の流路方向を変えることができる。すなわち、高周波数側減衰部２２で流体の流れ方向以外の方向に音を分散させることができるので、高周波数側減衰部２２においてより効果的に高周波の音を減衰できる。

第６実施形態のその他構成及び作用は、第５実施形態と同様である。

高周波領域の音波はビーム状にすり抜けることがあるため、圧縮空気が一方向に前進する構造の高周波数側減衰部２２では十分な消音効果が得られないことがある。高周波数側減衰部２２の上流で配管曲げなどを用いて流路の方向を変えることで、音の方向を変化させることができ、吸音部材３７に角度を持って音波を入射させることができる。これにより、高周波の音であっても低減が可能となる。

（第７実施形態）
図８は本発明の第７実施形態の消音器１０を示す。消音器本体１４の内部には、上流側（閉塞部１９側）から下流側（開口部２０側）に向かって、低周波数側減衰部２１Ａ、高周波数側減衰部（隣接減衰部）２２、及び低周波数側減衰部２１Ｂが設けられている。導入部１５は、最上流に配置された低周波数側減衰部２１Ａの軸方向の端部以外の消音器本体１４、すなわち側壁１４ｃに配置されている。高周波数側減衰部２２と最下流に配置された低周波数側減衰部２１Ｂとの間には、中間連通部３５を有する第１仕切り部２３が設けられている。同様に、最上流に配置された低周波数側減衰部２１Ａと高周波数側減衰部２２との間には、中間連通部４１を有する第１仕切り部４２が設けられている。

導入部１５の圧縮空気は、最上流の低周波数側減衰部２１Ａに導入される。その際、圧縮空気の流路断面積は変化する。すなわち、インピーダンスが急激に変化するため、低周波数領域の音は低周波数側減衰部２１Ａの内部で反射を生じて減衰する。その後、導入部１５の軸方向と異なる消音器本体１４の軸Ｐの方向に進行方向が曲げられる。そのため、圧縮空気の軸方向以外の成分が吸音部材３７に向かって前進し吸音部材３７に入射する。この入射により、圧縮空気の高周波数領域の音波が吸収される。その後、吸音部材３７に入射した圧縮空気は、最上流の低周波数側減衰部２１Ａから中間連通部３５へ進入する圧縮空気に合流する。さらに、高周波数側減衰部２２の出口でまた断面変化が生じるため減衰する。

この構成によれば、消音器１０の軸方向の寸法を増大させることを回避できる。第７実施形態のその他構成及び作用は、第４実施形態と同様である。

高周波領域の音波はビーム状にすり抜けることがあるため、圧縮空気が一方向に前進する構造の高周波数側減衰部２２では十分な消音効果が得られないことがある。高周波数側減衰部２２の上流で配管曲げなどを用いて流路の方向を変えることで、音の方向を変化させることができ、吸音部材３７に角度を持って音波を入射させることができる。これにより、高周波の音であっても低減が可能となる。

（第８実施形態）
図９及び図１０は本発明の第８実施形態の消音器１０を示す。消音器本体１４の内部には、上流側（閉塞部１９側）から下流側（開口部２０側）に向かって、低周波数側減衰部２１Ａ、高周波数側減衰部（隣接減衰部）２２、及び低周波数側減衰部２１Ｂが設けられている。図９及び図１０に示すように、最上流の低周波数側減衰部２１Ａには、バイパス配管４３が設けられている。バイパス配管４３の端部は、大気に開放されている大気開放流路４４に接続されている。

スクリュ圧縮機本体１１のアンロード運転時、スクリュ本体（図示せず）は回転しているが、圧縮空気の吐出が停止されるため、消音器本体１４の弁部１８は閉弁する。弁部１８の閉弁によりスクリュ圧縮機本体１１のアンロード運転時に吐出流路１３の圧力が上昇することを確実に回避するため、バイパス配管４３と大気開放流路４４とが設けられている。

この構成によれば、流体の流通が停止して弁部１８が閉弁し、最上流に配置された低周波数側減衰部２１Ａの内圧が上昇した場合であっても、流体をバイパス配管４３を通じて流出させることができる。これにより、低周波数側減衰部２１Ａの内部が高圧となった状態に維持されることを回避できる。また、バイパス配管４３を最上流の低周波数側減衰部２１Ａに設けることにより、サイドブランチ（共鳴器）として減衰部を構成することができる。また、バイパス配管４３を消音器１０の一部とすることで、部品点数を削減できる。

第８実施形態のその他構成及び作用は、第７実施形態と同様である。

（第９実施形態）
図１１は本発明の第９実施形態の消音器１０を示す。消音器本体１４は、鋳造等により一体成形されている。消音器本体１４の内部には、上流側（閉塞部１９側）から下流側（開口部２０側）に向かって、低周波数側減衰部２１Ａ、高周波数側減衰部（隣接減衰部）２２、及び低周波数側減衰部２１Ｂが設けられている。高周波数側減衰部２２は高周波数領域の音波を吸収する吸音部材３７を有する吸音室である。消音器本体１４の側壁１４ｃには内フランジ部１４ｅが設けられている。本実施形態における第１仕切り部２３は、消音器本体１４とは別体の仕切り板である。第１仕切り部２３はボルト３８を用いて内フランジ部１４ｅに締結されている。第１仕切り部２３は、高周波数側減衰部２２に収容された吸音部材３７が低周波数側減衰部２１Ｂへ移動するのを規制する。また、少ない部品点数で複数の音響エレメントによって構成された消音器を製造することができる。

第９実施形態のその他構成及び作用は、第７実施形態と同様である。

（第１０実施形態）
図１２は本発明の第１０実施形態の消音器１０を示す。低周波数側減衰部２１は上流側（閉塞部１９側）に配置されている。高周波数側減衰部２２は下流側（開口部２０側）に配置されている。低周波数側減衰部２１と高周波数側減衰部２２とは、軸方向に所定長さを有する円筒状の中間連通部３５により連結されている。すなわち、第１仕切り部２３は、低周波数側減衰部２１を画定する消音器本体１４の上流側の壁１４ｇ、高周波数側減衰部２２を画定する消音器本体１４の下流側の壁１４ｆ、及び軸方向に所定長さを有する中間連通部３５により構成される。中間連通部３５は、低周波数側減衰部２１の流路断面積、及び高周波数側減衰部２２よりも小さい流路断面積を有する。

第１０実施形態のその他構成及び作用は、第２実施形態と同様である。

（第１１実施形態）
図１３は本発明の第１１実施形態の消音器１０を示す。消音器本体１４の内部には、上流側（閉塞部１９側）から下流側（開口部２０側）に向かって、高周波数側減衰部２２Ａ、低周波数側減衰部（隣接減衰部）２１、及び高周波数側減衰部２２Ｂが設けられている。高周波数側減衰部２２Ａ，２２Ｂは、それぞれ高周波数領域の音波を吸収する吸音部材３７を有する吸音室である。流入口２６は、最上流に配置された高周波数側減衰部２２Ａの軸Ｐの方向の端部以外の消音器本体１４に配置されている。吸音部材３７の流入口２６に対応する部分は、導入部１５からの圧縮空気の流入を許容するように、連結孔３７ａが設けられている。高周波数側減衰部２２Ａと低周波数側減衰部２１とは、高周波数側減衰部２２Ｂと低周波数側減衰部２１との中間連通部３５による連結と同様に、軸方向に所定長さを有する中間連通部４１を介して連結されている。

導入部１５の圧縮空気は、最上流の高周波数側減衰部２２Ａに進入し、導入部１５の軸方向と異なる消音器本体１４の軸Ｐの方向に進行方向が曲げられる。そのため、圧縮空気の軸方向以外の成分が吸音部材３７に向かって前進し吸音部材３７に入射する。この入射により、圧縮空気の高周波数領域の音波が吸収される。その後、吸音部材３７に入射した圧縮空気は、最上流の高周波数側減衰部２２Ａから低周波数側減衰部２１へ進入する圧縮空気に合流し、中間連通部４１に流入する。中間連通部４１を通過後の圧縮空気の流れは、第１０実施形態の消音器１０の導入部１５を通過後の圧縮空気の流れと同様であるので、説明を省略する。

第１１実施形態のその他構成及び作用は、第１０実施形態と同様である。

（第１２実施形態）
図１４は、本発明の第１２実施形態の消音器１０を示す。消音器本体１４の内部には、上流側（閉塞部１９側）から下流側（開口部２０側）に向かって、低周波数側減衰部２１Ａ、低周波数側減衰部２１Ｂ（隣接減衰部）、及び低周波数側減衰部２１Ｃが順に設けられている。導入部１５は、最上流に配置された低周波数側減衰部２１Ａの軸方向の端部以外の消音器本体１４、すなわち側壁１４ｃに配置されている。低周波数側減衰部２１Ｂと最下流に配置された低周波数側減衰部２１Ｃとの間には、中間連通部３５を有する第１仕切り部２３が設けられている。第１仕切り部２３は、消音器本体１４とは別体の仕切り板である。第１仕切り部２３はボルト３８を用いて内フランジ部１４ｅに締結されている。最上流に配置された低周波数側減衰部２１Ａと低周波数側減衰部２１Ｂとの間には、中間連通部４１を有する第１仕切り部４２が設けられている。

第１２実施形態のその他の構成及び作用は、第７実施形態と同様である。

（第１３実施形態）
図１５は、本発明の第１３実施形態の消音器１０を示す。高周波数側減衰部２２は上流側（閉塞部１９側）に配置されている。低周波数側減衰部２１は下流側（開口部２０側）に配置されている。高周波数側減衰部２２は、多孔板３１を有する吸音室である。

本実施形態における多孔板３１は、多数の貫通孔３１ｂが形成された筒状である。また、消音器本体１４の側壁１４ｃの内面から多孔板３１に向けて延びる第２仕切り部５１が設けられている。第２仕切り部５１は背後空気層３４を多孔板３１内における空気の流れ方向に並んで配置された第１領域３４ａと第２領域３４ｂとに仕切っている。

第２仕切り部５１を設けたことで、高周波数側減衰部２２で減衰効果を得るべき周波数での共鳴を抑制できる。以下、この点について詳述する。

高周波数側減衰部２２で減衰効果を得るべき音波の周波数をｆtagとする。また、ｆtagに対応する波長をλtag（＝音速／ｆtag）とする。また、第２仕切り部５１が設けられていないと仮定した場合の、背後空気層３４における消音器本体１４の空気の流れ方向する一対の面（対向面）２２ａ，２２ｂの距離をＬ0とする。背後空気層３４における共鳴の波長λ0は、距離Ｌ0の２倍である（λ0＝２L0）。波長λtagが波長λ0と等しいと、減衰効果を得るべき音波の周波数ｆtagで背後空気層３４が共鳴し、対向面２２ａ，２２ｂの付近で音圧が上昇する。その結果、貫通孔３１ｂを介して背後空気層３４から多孔板３１内に音漏れが生じ、周波数ｆtagでの多孔板３１の消音効果が減殺される。言い換えれば、見かけ上、周波数ｆtagでの多孔板３１の消音効果が十分に得られない。

本実施形態では、第２仕切り部５１によって、背後空気層３４を第１領域３４ａと第２領域３４ｂとに仕切っている。第１領域３４ａにおける消音器本体１４の空気の流れ方向に対向する一対の面（対向面）３４ｄ，３４ｅの距離をＬ1とする。また、第２領域３４ｂにおける消音器本体１４の空気の流れ方向に対向する一対の面（対向面）３４ｆ，３４ｇの距離をＬ2とする。第１及び第２領域３４ａ，３４ｂにおける共鳴の波長λ1，λ2は、距離Ｌ1，Ｌ2の２倍である（λ1＝２L1，λ2＝２L2）。従って、距離Ｌ1（＝λ1／２）と距離のＬ2（＝λ2／２）とを、λtagの１／２倍と異ならせることで、減衰効果を得るべき周波数ｆtagでの共鳴が背後空気層３４において生じるのを抑制できる。

第２仕切り部５１により仕切られた第１領域３４ａと第２領域３４ｂとの間で、減衰効果が得られる周波数λtag'を異ならせることができる。第１領域３４ａと第２領域３４ｂのいずれについても、減衰効果が得られる周波数λtag'に影響する要因は、多孔板３１の厚み、貫通孔３１ｂの孔径、多孔板３１の開口率、及び有効空気層厚さを含む。多孔板３１の厚みが大きい程、周波数ｆtag'は低下する。貫通孔３１ｂの孔径が大きい程、周波数ｆtag'は低下する。開口率は、貫通孔３１ｂの面積の和である多孔面積の多孔板３１の面積に対する割合として定義されている。開口率が高い程、周波数ｆtag'は上昇する。有効空気層厚さは、貫通孔の面積の和である多孔面積に対する背後空気層３４の体積の割合として定義される。有効空気層厚さが大きい程、周波数ｆtag'は低下する。

本実施形態では、第２仕切り部５１の先端は多孔板３１の外面に当接している。言い換えれば、第２仕切り部５１は、背後空気層３４における空気の流れ方向の流路断面積の全体に拡がるように設けられている。しかし、図１６の変形例に示すように、第２仕切り部５１の先端と多孔板３１の外面との間に隙間５２を設けてもよい。例えば、背後空気層３４における空気の流れ方向の流路断面積の７割以上の範囲に拡がるように第２仕切り部５１を設ければ、高周波数側減衰部２２で減衰効果を得るべき周波数での共鳴抑制を実現できる。

本実施形態では、第２仕切り部５１は消音器本体１４の側壁１４ｃに設けられている。そのため多孔板３１を消音器本体１４から取り外して使用できる。多孔板３１を取り外した場合、第１及び第２領域３４ａ，３４ｂが拡張室（低周波数側減衰部）として機能する。従って、多孔板３１を取り外した状態の消音器１０は、直列に配置された３個の低周波数側減衰部を有することになる。このように、共通の消音器本体１４に対して多孔板３１を着脱するだけで、特性の異なる消音器１０が得られ、生産性を向上できる。

第１３実施形態のその他の構成及び作用は、第３実施形態と同様である。

（第１４実施形態）
図１７及び図１８は、本発明の第１４実施形態の消音器１０を示す。本実施形態では、第２仕切り部５１は、消音器本体１４の側壁１４ｃではなく、多孔板３１に設けられている。本実施形態では、第２仕切り部５１の先端は消音器本体１４の側壁１４ｃの内面に当接している。しかし、第２仕切り部５１の先端と側壁１４ｃの内面との間に隙間を設けてもよい。

第１４実施形態のその他の構成及び作用は、第１３実施形態と同様である。

（第１５実施形態）
図１９及び図２０は、本発明の第１５実施形態の消音器１０を示す。本実施形態では、第２仕切り部５１は、第１部分５１ａと第２部分５１ｂとを備える。第１部分５１ａは背後空気層３４における空気の流れ方向の流路断面上に拡がる板状である。第１部分５１ａと消音器本体１４の側壁１４ｃの内面との間に十分な隙間が設けられている。第２部分５１ｂは、筒状であり、第１部分５１ａの外周縁から閉塞部１９まで背後空気層３４における空気の流れ方向に延びている。このような第１及び第２部分５１ａ，５１ｂを備える第２仕切り部５１を採用したことにより、第１領域３４ａと第２領域３４ｂは、空気の流れ方向に部分的に重なっている。具体的には、第２領域３４ｂの閉塞部１９側の部分は、第１領域３４ａの外側を取り囲むように配置されている。言い換えれば、第２仕切り部５１と消音器本体１４の側壁１４ｃとによって、入れ子構造の第１及び第２領域３４ａ，３４ｂが設けられている。第２領域３４ｂの空気の体積は、第１領域３４ａの空気の体積よりも大きい。従って、多孔板３１の厚み、貫通孔３１ｂの孔径、及び多孔板３１の開口率が同じであれば、第２領域３４ｂにおいて減衰効果が得られる音波の周波数ｆtag’は、第１領域３４ａにおいて減衰効果が得られる音波の周波数ｆtag’よりも低い。第２領域３４ｂでは対向面２２ａ，２２ｂ間の共鳴が生じ、対向面２２ａ，２２ｂ付近の音圧が上昇する。しかし、音圧上昇位置は多孔板３１から離れているので、多孔板３１の消音効果を減殺する程度は少ない。

入れ子構造の採用により、消音器本体１４を径方向に大型化させることなく、背後空気層３４を体積が異なる複数の領域に分けることができる。

第１５実施形態のその他の構成及び作用は、第１３実施形態と同様である。

（第１６実施形態）
図２１は、本発明の第１６実施形態の消音器１０を示す。消音器本体１４の内部には、上流側（閉塞部１９側）から下流側（開口部２０側）に向かって、低周波数側減衰部２１Ａ、高周波数側減衰部２２（隣接減衰部）、及び低周波数側減衰部２１Ｂが順に設けられている。高周波数側減衰部２２と最下流に配置された低周波数側減衰部２１Ｂとの間には、中間連通部３５を有する第１仕切り部２３が設けられている。本実施形態における第１仕切り部２３は、消音器本体１４とは別体の仕切り板である。第１仕切り部２３はボルト３８を用いて内フランジ部１４ｅに締結されている。最上流に配置された低周波数側減衰部２１Ａと高周波数側減衰部２２との間には、中間連通部４１を有する第１仕切り部４２が設けられている。導入部１５は、消音器本体１４の流入口２６に比較的近接した位置に曲がり部を有する。

高周波数側減衰部２２には、多孔板３２と第２仕切り部５１が設けられている。第１領域３４ａと第２領域３４ｂで減衰効果が得られる音波の周波数ｆtag’は、多孔板３１の厚み、貫通孔３１ｂの孔径、多孔板３１の開口率、及び有効空気層厚さによって設定できる。例えば、第１領域３４ａと第２領域３４ｂとで減衰効果が得られる音波の周波数ｆtag’を異ならせることができる。

本実施形態では、最上流の減衰部は低周波数側減衰部２１Ａであり、この低周波数側減衰部２１Ａの下流側に隣接して高周波数側減衰部２２が設けられている。多孔板３１は、音圧に対する非線形性を有し、音圧が高い程、消音効果も高い。そのため、多孔板３１を有する高周波数側減衰部２２を最上流の低周波数減衰部２１Ａの直後に配置することで、多孔板３１の音圧に対する非線形性を有効に利用し、より高い消音効果が得られる。

高周波数領域での音波は直進性が高くなり、多孔板３１の貫通孔３１ｂに進入することなく多孔板３１を通過する傾向がある。本実施形態では、導入部１５に設けられたにより音波の進行方向に曲げないし乱れを生じさせて、音波を多孔板３１へ向かわせることができるので、高周波数側減衰部２２における音の減衰効果を向上できる。音波は、いったん進行方向を曲げても、数波長進むともとの直進性を取り戻す傾向がある。高周波数領域の音波と低周波数領域の音波が同じ距離を進む場合、高周波数領域の音波の方が低周波数領域の音波よりも波長が短く、その距離における波数も多くなるため、高周波数領域の音波の方が低周波数領域の音波よりも直線性を取り戻し易い。本実施形態では、曲げ部を有する導入部１５が接続された低周波数側減衰部２１Ａの下流側に隣接して高周波数側減衰部２２を設けている。そのため、音波は、進行方向の曲げないし乱れが生じた直後に高周波数側減衰部２２に進入するので、より効果的に高周波数側減衰部２２における減衰効果を向上できる。

本実施形態では、導入部１５に曲げ部を設けている。しかし、図２２に示す変形例のように、最上流に配置された低周波数側減衰部２１Ａの軸方向の端部以外の消音器本体１４、すなわち側壁１４ｃに導入部１５を配置することで音波の進行方向を曲げても良い。

第１３実施形態に関して説明したように、第２仕切り部５１が設けられていないと仮定した場合、背後空気層３４における共鳴の波長λ0は、消音器本体１４の空気の流れ方向の距離Ｌ0の２倍である（λ0＝２L0）。低周波数側減衰部２２Ａの空気の流れ方向の対向面間の距離（図２１では曲り部を含む距離）Ｌ11をＬ0の１／２倍（Ｌ11＝Ｌ0／２＝λ0／４）に設定することで、高周波数側減衰部２２で共鳴を生じる周波数領域の音波を高周波数側減衰部２２に進入する前に予め低減させることができる。同様に、低周波数側減衰部２２Ｂの、空気の流れ方向の対向面間の距離をＬ12をＬ0の１／２倍（Ｌ12＝Ｌ0／２＝λ0／４）に設定することでも、高周波数側減衰部２２で共鳴を生じる周波数領域の音波を低減させることができる。つまり、これらの寸法設定により、消音器１０全体として、特定の周波数領域における消音特性の低下を回避できる。

第１６実施形態のその他の構成及び作用は、第１３実施形態と同様である。

（第１７実施形態）
図２３は、本発明の第１７実施形態を示す。第１６実施形態と同様に、消音器本体１４の内部には、上流側（閉塞部１９側）から下流側（開口部２０側）に向かって、低周波数側減衰部２１Ａ、高周波数側減衰部２２（隣接減衰部）、及び低周波数側減衰部２１Ｂが順に設けられている。高周波数側減衰部２２には、多孔板３１と第２仕切り部５１が設けられている。第２仕切り部５１は、第１部分５１ａと第２部分５１ｂを備え、第２仕切り部５１と消音器本体１４の側壁１４ｃとによって、入れ子構造の第１及び第２領域３４ａ，３４ｂが設けられている。

最上流に配置された低周波数側減衰部２１Ａの軸方向の端部以外の消音器本体１４、すなわち側壁１４ｃに導入部１５が配置されている。また、この低周波数側減衰部２１Ａの下流側に隣接して高周波数側減衰部２２が配置されている。そのため、多孔板３１の音圧に対する非線形性を有効に利用し、より高い消音効果が得られる。また、音波は、進行方向の曲げないし乱れが生じた直後に高周波数側減衰部２２に進入するので、より効果的に高周波数側減衰部２２における減衰効果を向上できる。

第１７実施形態のその他の構成及び作用は、第１３実施形態と同様である。

（第１８実施形態）
図２４及び図２５は、本発明の第１８実施形態を示す。消音器本体１４の内部には、上流側（閉塞部１９側）から下流側（開口部２０側）に向かって、低周波数側減衰部２１Ａ、高周波数側減衰部２２（隣接減衰部）、及び低周波数側減衰部２１Ｂが順に設けられている。高周波数側減衰部２２には、２個の第２仕切り部５１Ａ，５１Ｂを備える多孔板３１が収容されている。２個の第２仕切り部５１Ａ，５１Ｂによって、背後空気層３４は、３個の領域、すなわち第１領域３４ａ、第２領域３４ｂ、及び第３領域３４ｃに仕切られている。

第１８実施形態のその他の構成及び作用は、第１３実施形態と同様である。

（第１９実施形態）
図２６及び図２７は、本発明の第１８実施形態を示す。消音器本体１４の内部には、上流側（閉塞部１９側）から下流側（開口部２０側）に向かって、低周波数側減衰部２１Ａ、減衰部５３（隣接減衰部）、及び低周波数側減衰部２１Ｂが順に設けられている。

減衰部５３には、中子５４が収容されている。中子５４は、貫通孔５４ａが形成された筒状の多孔板部５４ｂと、この多孔板部５４ｂの下流側に配置された孔が形成されていない第１拡張室部５４ｃと、この第１拡張室部５４ｃの下流側に配置された同様に孔が形成されてない第２拡張室部５４ｄとを備える。このような構造の中子５４は、例えば金属製の薄板を電磁成型やプレス加工することで製作できる。本実施形態では、中子５４は円筒形状であるが、多角柱状のような他の形状であってもよい。

なお、本発明の消音器は、前記実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように種々の変更が可能である。

図２８に示すように、消音器本体１４を略直方体状（四角筒状）に形成してもよい。開口部２０を最下流側に配置した減衰部２１を画定する消音器本体１４の頂壁１４ｈに設けてもよい。弁部１８は、鉛直方向に延びる固定部４５を介して蓋部１７に設けてもよい。また、開口部２０を、最下流側に配置した減衰部２１を画定する消音器本体１４の、導出部１６が設けられていない別の壁に設けてもよい。

また、低周波数側減衰部２１、及び高周波数側減衰部２２を画定する消音器本体１４は、四角筒以外の多角筒により形成してもよいし、多角筒と円筒とを組み合わせて形成してもよい。

消音器１０は、同種の減衰部のみを複数備えてもよいし、３種以上の減衰部を備えていてもよい。この構成によれば、特定範囲、または広範囲の周波数領域において、良好な消音効果を得ることができる。

吸音部材３７の厚さ、及び材質は、通過する気体に適合するように選択してもよい。また、吸音部材３７は、消音器本体１４の内側に貼り付けてもよいし、パンチメタル等のフレームの周囲に巻き付けてもよい。また、使用環境が高温である場合、吸音部材３７は、鉄やステンレス等の金属繊維材料により構成してもよい。

多孔板３１と背後空気層３４で高周波数側減衰部２２を構成する場合、様々な周波数特性を得るために、多孔板３１の開口率や背後空気層３４等の容量等を適切に設計することができる。また、多孔板３１には鉄やアルミ等の金属板を用いることができる。

第６実施形態では、導入部１５はＬ字状に直角に曲げて形成しているが、９０度以外の角度に曲げて形成してもよい。また、導入部１５は、比較的大きな曲率を有するように形成してもよい。

曲げた形状で形成された導入部１５を圧縮機本体１１の吐出口２７に接続し、最上流の高周波数側減衰部２２を圧縮機本体１１の吐出口２７から直視できない位置に配置してもよい。これにより、最上流の高周波数側減衰部２２からの吸音部材３７の脱離物が圧縮機本体１１の吐出口２７を通して圧縮機本体１１の内部に入り込むことを回避できる。吸音部材３７を用いて高周波数側減衰部２２である吸音室を構成するとき、例えば吸音部材３７の繊維が脱離することがある。この繊維が本体に混入すると、例えばスクリュの歯が噛みこみ、機械としての故障につながる可能性がある。圧縮機本体１１の吐出口２７から直視できない位置に配置することで、このような故障を回避できる。

第８実施形態では、バイパス配管４３は、流入口２６と中間連通部４１とを結ぶ最短経路の領域外に設けることができる。バイパス配管４３の延び方向はいずれの方向であってもよい。弁部１８の開閉チェックを容易に行うために、軸Ｐと同軸に配置しないようにバイパス配管４３を設けることが望ましい。また、バイパス配管４３はスクリュ圧縮機のロード運転よりも流量が小さくなるアンロード運転時にのみ流体を流す流路であるため、バイパス配管４３の流路断面積は消音器１０の導入部１５の断面積より小さくてもよい。

消音器１０は、圧縮機以外、例えば、エンジン等を有する自動車、鉄道車両、船舶等に組み込んでもよい。

（実施例）
図２９はオイルフリー圧縮機の吐出側に組み込んだ消音器の消音効果に関して数値解析した結果を示す。上記設定条件では、定格運転時の圧力脈動の周波数が９００Ｈｚ程度となるが、吐出エアの需要に応じて圧縮機の回転数が変化するため、４００〜４０００Ｈｚの範囲で解析を実施した。

対象は以下に示す第１〜３の消音器である。消音器本体の寸法は同一である。
第１消音器：吸音部材を有し、広帯域での消音効果が得られるように設計された単一の減衰部を有する従来型の消音器（特開平０９−１７０５５４号公報図１に記載のもの）
第２消音器：比較例の消音器（図３１） （第７実施形態（図８）の消音器１０の導入部１５の設置位置を軸Ｐの方向の端部に変更したもの）
第３消音器：第７実施形態（図８）の消音器１０

図２９に示すように、第１消音器では、消音効果の高い周波数は２５００Ｈｚであり、２５００Ｈｚにおける消音量は３０ｄＢ程度であることが確認できた。また、８００Ｈｚ以下の周波数では、消音量が２０ｄＢ以下であることが確認できた。

第３消音器では、５００Ｈｚ以上の周波数において、消音量が２０ｄＢ以上であることが確認できた。解析した全周波数において、第３消音器は、第１消音器と比較して極めて高い消音効果を有していることが確認できた。なお、第３消音器では、導入部１５から中間連通部４１への流路の曲げ、及び中間連通部３５から導出部１６への流路の曲げによる合計２回の流路の曲げが行われる。

一方、第２消音器では、中間連通部３５から導出部１６への流路の曲げのみ、すなわち１回の流路の曲げが行われる。第２消音器、及び第３消音器は、それぞれ３つの減衰部を有しているので、単独の減衰部のみを有する第１消音器よりは優れた消音効果を有する。流路の曲げが１回行われる第２消音器と流路の曲げが２回行われる第３消音器とを比較した場合、第３消音器の方が減音効果が高いことが確認できた。

図３０は本発明における各減衰部の寄与と消音器全体での減音量を示す。低周波数側減衰部２（図３１の低周波数側減衰部２１Ｂ）では、行路長と周波数の関係で特定周波数（８４０Ｈｚ、１７００Ｈｚ）での減音量が低下し、さらに高周波領域では減音量は減少していく傾向があることが確認できた。低周波数側減衰部１（例えば、図３１の低周波数側減衰部２１Ａ）でも、概ね同様の傾向が確認できた。

一方、高周波数側減衰部（例えば、図３１の高周波数側減衰部２２）は高周波領域での減音量が高く、低周波領域での減音量が少ないことが確認できた。したがって、これら複数の特性を好適に組み合わせることで、広帯域で減音効果の得られる消音器を得ることができる。消音器を設計する際、低周波数側減衰部による減音量は流路断面積の変化率が大きいほど大きく、高周波数側減衰部の減音量は流路の長さが長いほど高い点を考慮する。なお、高周波数側減衰部は、設計条件により低周波数側減衰部として機能させることもできる。

１０ 消音器
１１ スクリュ圧縮機本体
１３ 吐出流路
１４ 消音器本体（筐体）
１４ｃ 側壁
１４ｅ 内フランジ部
１４ｆ，１４ｇ 壁
１４ｈ 頂壁
１５ 導入部
１６ 導出部
１７ 蓋部（弁保持部）
１８ 弁部
１８ａ 弁本体
１８ｂ 付勢部材
１８ｃ 先端側部分
１８ｄ 一端
１８ｅ他端
１９ 閉塞部
２０ 開口部
２１，２１Ａ，２１Ｂ 低周波数側減衰部
２２ 高周波数側減衰部
２２ａ，２２ｂ 面
２３ 第１仕切り部
２４ 低周波数側処理空間
２５ 高周波数側処理空間
２６ 流入口
２７ 吐出口
３１ 多孔板
３１ａ 連結孔
３１ｂ 貫通孔
３２ 流出口
３３ 貫通孔
３４ 背後空気層
３４ａ 第１領域
３４ｂ 第２領域
３４ｃ 第３領域
３４ｄ，３４ｅ，３４ｆ，３４ｇ 面
３５ 中間連通部
３７ 吸音部材
３８ ボルト
４１ 中間連通部
４２ 第１仕切り部
４３ バイパス配管
４４ 大気開放流路
４５ 固定部
５１，５１Ａ，５１Ｂ 第２仕切り部
５１ａ 第１部分
５１ｂ 第２部分
５２ 隙間
５３ 減衰部
５４ 中子
５４ａ 貫通孔
５４ｂ 多孔板部
５４ｃ 第１拡張室部
５４ｄ 第２拡張室部
Ｐ 軸

Claims (16)

1. 圧縮機本体の吐出流路に配置される消音器であって、
   流体が流入する導入部を備えると共に、内部に前記流体の流れ方向に配置された音の減衰部を複数備える筐体と、
   最下流の減衰部と該最下流の減衰部に隣接する隣接減衰部とを連通させる中間連通部が設けられた第１仕切り部と、
   前記最下流の減衰部に配置され、前記中間連通部を閉塞可能な弁部と、
   前記弁部を保持し、前記筐体に着脱可能な弁保持部と、
   前記最下流の減衰部の前記弁保持部以外の部分に設けられ、前記最下流の減衰部から前記流体を導出する導出部と、
   前記弁部を前記中間連通部を閉じる方向に弾性的に付勢する付勢部材と
   を備え、
   前記弁部が前記流体の流れにより押されて形成される前記弁部と前記第１仕切り部との間の空間において、前記弁部の開度が最大の位置にて前記中間連通部の内周面の前記空間側の縁を前記弁部の前記第１仕切り部側の端面まで前記弁部が開閉される方向に沿って延長して得られる筒状の領域の面積である仮想延長面積は、前記導入部の流路断面積より大きい、消音器。
2. 前記最下流の減衰部の流路断面積、及び前記隣接減衰部の流路断面積は、それぞれ前記中間連通部の流路断面積よりも大きい、請求項１に記載の消音器。
3. 前記複数の減衰部は、低い方の周波数領域の音を減衰させる低周波数側減衰部、及び高い方の周波数領域の音を減衰させる高周波数側減衰部を有する、請求項１または２に記載の消音器。
4. 前記隣接減衰部は、吸音部材が配置された前記高周波数側減衰部であり、
   前記第１仕切り部は前記筐体に着脱可能に設けられている、請求項３に記載の消音器。
5. 前記隣接減衰部は前記高周波数側減衰部であり、
   前記導入部は曲げた形状である、請求項３に記載の消音器。
6. 前記導入部は圧縮機本体の吐出口に接続され、
   最上流の減衰部は前記圧縮機本体の吐出口から直視できない位置に配置されている、請求項４または５に記載の消音器。
7. 最上流の減衰部は前記低周波数側減衰部であり、
   前記最上流の減衰部を画定する前記筐体の側壁に前記導入部を配置した、請求項３に記載の消音器。
8. 前記最上流の減衰部は、該減衰部と大気に開放されている大気開放流路とを接続するバイパス配管を備える、請求項７に記載の消音器。
9. 前記高周波数側減衰部は、
   複数の貫通孔が形成された筒状の多孔板と、
   前記多孔板と前記筐体との間に設けられた背後流体層と、
   前記背後流体層を、前記多孔板内における前記流体の流れ方向に並んで配置された第１領域と第２領域とに仕切る第２仕切り部と
   を備える、請求項３に記載の消音器。
10. 前記２仕切り部と前記筐体の側壁又は前記多孔板との間に隙間が設けられている、請求項９に記載の消音器。
11. 前記第１領域と前記第２領域は、前記貫通孔の面積の和である多孔面積に対する前記背後流体層の体積の割合として定義される有効厚さが異なる、請求項９または１０に記載の消音器。
12. 前記第２仕切り部は、前記第１領域と前記第２領域とが部分的に重なるように前記背後流体層を仕切っている請求項１１に記載の消音器。
13. 最上流の前記減衰部は前記低周波数側減衰部であり、
    前記低周波数側減衰部の下流側に隣接して前記高周波数側減衰部が設けられ、
    前記導入部は、曲げた形状である、請求項９ないし１２のいずれか１項に記載の消音器。
14. 最上流の前記減衰部は前記低周波数側減衰部であり、
    前記低周波数側減衰部の下流側に隣接して前記高周波数側減衰部が設けられ、
    前記低周波数側減衰部に対する前記導入部における前記流体の導入方向と、前記低周波数側減衰部から前記高周波数側減衰部への前記流体の流入方向が異なる、請求項９ないし１２のいずれか１項に記載の消音器。
15. 前記高周波数側減衰部に対して上流側又は下流側に隣接して配置された前記減衰部は、前記背後流体層の長さの１／２倍の長さを有する、請求項９から１４のいずれか１項に記載の消音器。
16. 前記背後流体層の長さの１／２倍の長さを有する前記減衰部は、前記高周波数側減衰部に対して上流側に隣接して配置されさている、請求項１５に記載の消音器。

Images