JP2002287771A

JP2002287771A - アクティブ消音装置

Info

Publication number: JP2002287771A
Application number: JP2001092615A
Authority: JP
Inventors: Nobuhisa Tomita; 展久冨田; Sadakazu Nakajima; 貞和中嶋
Original assignee: Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2002-10-04

Abstract

(57)【要約】【課題】アクティブ消音装置を設けた従来の大口径の
ダクトに連通する消音ダクトは複数に分割され、複数に
分割された各ダクトにマイク及びスピーカが配置されて
いたために部品点数が多く、コストアップとなってい
た。【解決手段】騒音源側に配置される大口径ダクト６側
に第一の騒音検出手段１１を配置し、該大口径ダクト６
に複数に分割した消音ダクト７を連通し、該消音ダクト
７下流側に第二の騒音検出手段１２を配置するととも
に、消音ダクト７に分岐管１３を介して消音信号出力手
段１４を設け、該消音ダクト７を干渉部とし、該干渉部
を複数の空間に分割し、前記消音ダクト７を分割板７ｂ
にて複数に分割し、該分割板を跨ぐように、前記分岐管
の分岐側を接続した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、騒音源に連通され
る大口径ダクトに伝播される騒音を、複数に分割したダ
クトに導入して、このダクトにおいて一つのスピーカか
ら逆位相で同一音圧の音波を発生させて、音波干渉によ
り騒音を消音する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より騒音源にダクトを連通して、該
ダクトに騒音を検出するセンサーマイクを配置し、該ダ
クトの出口に干渉部となる消音ダクトを配置し、該消音
ダクトにスピーカを配置し、該消音ダクト下流側に残留
音を検出するモニターマイクを配置して、センサーマイ
クから入力した騒音に対して逆位相で同振幅の音波をス
ピーカから発生させて騒音と干渉させ、騒音を低減する
アクティブ消音装置の技術が公知となっている。

【０００３】騒音源に対して大口径のダクトが連通さ
れ、この大口径ダクトから伝播される騒音を前述のよう
なアクティブ消音装置により消音することも従来から行
なわれているが、消音できる周波数は平面波の領域に限
られ、平面波の領域よりも高い周波数はパッシブ消音装
置により消音し、平面波の領域で低い周波数はスピーカ
を大口径とすることにより消音可能である。

【０００４】一方、矩形ダクトの長辺の長さをａ、音速
をＶとすると、平面波の高域限界周波数ｆは、ｆ＝Ｖ／
２ａの関係がなりたつので、大口径のダクトを複数の小
口径のダクトに分割することにより、平面波の高域限界
周波数を高くすることができ、アクティブ消音装置の消
音周波数範囲を広げることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように大口径ダク
トを複数の小口径ダクトに分割して消音する技術が、特
開平３−１３９９６号や特開２０００−２４２２７８号
により公知となっている。しかし、これらの小口径のダ
クトにはそれぞれセンサーマイク、スピーカ、モニター
マイクを配置する必要があり、メンテナンスや組立作業
が面倒となり、それぞれ制御回路と接続して演算する必
要があり、コストアップとなっていた。そこで、本発明
は大口径ダクトを複数に分割した小口径ダクトに分岐管
を介して一つのスピーカから消音信号を発して消音しよ
うとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決する為の
手段を説明する。即ち、請求項１においては、騒音源側
に配置される大口径ダクト側に第一の騒音検出手段を配
置し、該大口径ダクトに複数に分割した消音ダクトを連
通し、該消音ダクト下流側に第二の騒音検出手段を配置
するとともに、消音ダクトに分岐管を介して消音信号出
力手段を設け、該消音ダクトを干渉部とし、該干渉部を
複数の空間に分割した。

【０００７】また、請求項２においては、前記消音ダク
トを分割板にて複数に分割し、該分割板を跨ぐように、
前記分岐管の分岐側を接続した。

【０００８】また、請求項３においては、前記分岐管を
一つに合流して、合流側端部に消音信号出力手段と冷却
ファンを設けた。

【０００９】また、請求項４においては、前記消音ダク
トと分岐管と消音信号出力手段と冷却ファンを一つのユ
ニットとした。

【００１０】また、請求項５においては、前記大口径ダ
クトをパッシブ消音器とし、前記ユニットを大口径ダク
トの出口に直後に取り付けるようにした。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。図１は本発明のアクティブ消音
装置を装備したガスタービンエンジン発電機の正面図、
図２は同じく側面図、図３は消音ダクトの拡大側面図、
図４は同じく底面図である。

【００１２】排気量が多く大口径の排気用ダクトが必要
なガスタービンエンジン発電機の排気音の消音を行うア
クティブ消音装置の実施例について説明する。まず、ア
クティブ消音装置を装備したガスタービンエンジン発電
機の概略について、図１により説明する。ガスタービン
エンジン１と発電機２が防音パッケージ（ケース）３内
に収納されて、該ガスタービンエンジン１の上方にはフ
ァン４が配置されて、右方から吸気して上方に排出し
て、防音パッケージ３内を換気して冷却するとともに、
ガスタービンエンジン１に空気を供給できるようにして
いる。なお、空気の供給は専用の消音ダクトを用いるこ
ともできる。

【００１３】そして、前記ガスタービンエンジン１が騒
音源（一次音源）となり、該ガスタービンエンジン１の
排気管に連通ダクト５を介して大口径の上流側ダクト６
が連通されて上方に延出され、該上流側ダクト６の上部
側面に消音ダクト７が連通され、更に、下流側ダクト８
と連通されている。前記連通ダクト５内には第一の騒音
検出手段としてセンサーマイクからなる第一音波センサ
ー１１が設けられ、該第一音波センサー１１は制御回路
１０と接続されている。

【００１４】前記上流側ダクト６は整音管からなるパッ
シブ消音装置により構成しており、該パッシブ消音装置
は高周波域の騒音を消音して低減するようにしている。
該パッシブ消音装置は、例えば、スプリッタ形状に形成
され、内部に吸音部材が設けられており、該吸音部材に
より、パッシブ消音装置内を通過する騒音を消音するよ
うに構成されている。また、内部に吸音部材を設けたパ
ッシブ消音装置は、高周波域の騒音の消音効果が高くな
るように、その内部容積等が設定されている。但し、該
パッシブ消音装置は消音ダクト７よりも下流側に配置す
ることも可能である。

【００１５】前記下流側ダクト８には第二の騒音検出手
段としてマイクからなる第二音波センサー１２が設けら
れ、後述する消音音波出力後の残留音を検出するように
している。該第二音波センサー１２は制御回路１０と接
続されている。

【００１６】前記上流側ダクト６と下流側ダクト８の間
には、本発明の消音ユニット９が介装されている。該消
音ユニット９は消音ダクト７と分岐管１３と消音信号出
力手段となるスピーカ１４と冷却ファン１５、温度セン
サー１６等から一体的に構成され、この消音ユニット９
はパッシブ消音器となる上流側ダクト６の上部に配置し
た出口に直接取り付けられる。但し、消音ダクト７の入
口２０を長く形成して前記第一音波センサー１１を配置
することもできる。前記スピーカ１４と冷却ファン１
５、温度センサー１６はそれぞれ制御回路１０と接続さ
れている。

【００１７】前記消音ダクト７は干渉部となっており、
図３、図４に示すように、複数の小口径ダクト７ａ・７
ａ・・・に分割されている。つまり、本実施例では消音
ダクト７の内部に排気排出方向と平行に分割板７ｂ・７
ｂ・７ｂを平行に設けて、本実施例では４つの空間に分
割し、小口径ダクト７ａ・７ａ・・・を形成している。

【００１８】そして、二つの小口径ダクト７ａ・７ａを
一組として、この二つに分割する分割板７ｂを跨ぐよう
に分岐管１３の分岐側管１３ａが連通される。つまり、
消音ダクト７内は２の整数倍の空間に分割板７ｂによっ
て並列に分割され、この二つの空間を一組として、その
二つに分割する分割板７ｂの延長方の消音ダクト７の側
面に、両空間に連通するための開口部７ｃを設けてい
る。該開口部７ｃにフランジ７ｄを設けて、該フランジ
７ｄに分岐管１３の分岐側管１３ａを連通するのであ
る。なお、本実施例では消音ダクト７を４つに分割して
いるが、その数は限定するものではなく、上流側ダクト
６の口径に応じて、スピーカ１４で消音できる周波数と
なるように２の整数倍の空間に分割されるものである。
また、本実施例では分岐管１３を消音ダクト７の下面に
取り付けて、図２に示すように、上流側ダクト６の投影
面積内に入るようにコンパクトな配置となるようにして
おり、また、高温の排風がスピーカ１４側へ至り難い構
成とし、メンテナンスもやり易い構成としているが、そ
の取り付け方向は消音ダクト７の分割板７ｂ側方であれ
ば左右側面や上方等限定するものではない。

【００１９】そして、前記分岐管１３は図２に示すよう
に、Ｙ字状に構成され、上方の分岐側管１３ａ・１３ａ
の端部を前記消音ダクト７のフランジ７ｄ・７ｄに連通
し、合流側管１３ｂの端部にスピーカ１４が配置され
る。但し、分岐管１３の形状はＹ字状に限定するもので
はなく、分岐側が３つ以上に分岐して一つの管に合流す
る構成であってもよく、また、Ｗ字状管としたり、Ｙ字
管の分岐側管の先に更にＹ字管の合流側管を連通したよ
うなツリー状に構成することも可能である。そして、更
にスピーカ１４の下方に冷却ファン１５が配置されてい
る。そして、該スピーカ１４近傍に温度センサー１６が
配置され、スピーカ１４付近の温度が検知され、前記冷
却ファン１５によって分岐管１３から伝わってくる熱に
よってスピーカ１４が破損されないように、所定温度以
上となると冷却ファン１５を作動させて冷却するように
している。

【００２０】そして、前記第一音波センサー１１、第二
音波センサー１２、温度センサー１６が制御回路１０と
接続され、スピーカ１４はアンプ１７を介して、冷却フ
ァン１５は駆動回路１９を介してそれぞれ制御回路１０
に接続されている。前記第一音波センサー１１は騒音で
ある排気音を検知し、スピーカ１４は前記排気音と逆位
相で同振幅の音波を出力して消音するためのものであ
り、第二音波センサー１２は消音作用の結果をモニター
して、つまり、残留音を検知して制御回路１０へフィー
ドバックする。制御回路１０は前記第一音波センサー１
１により検出した騒音信号に対して逆位相で同振幅の消
音信号を算出演算したり、フィードバック信号からさら
に効率よく消音する信号を演算し、消音信号を出すよう
に制御したり、温度センサー１６からの値により冷却フ
ァン１５の駆動を制御する。

【００２１】以上の如く構成されたアクティブ消音装置
における動作について説明する。即ち、ガスタービンエ
ンジン１を作動させると、その回転により発電機２を駆
動して発電するとともに、排気ガス及びそれに伴う排気
音が排気管より連通ダクト５に入り、第一音波センサー
１１でその騒音が検出される。排気ガス及び排気音は更
に上流側ダクト６を通過し、消音ダクト７に至る。この
上流側ダクト６においてはパッシブ消音器となっている
ので、高周波域の消音がなされる。そして、大口径の上
流側ダクト６より複数に分割された消音ダクト７に騒音
となる排気音が入ると、管径が小さくなるためにその管
径に従って共鳴周波数が高くなり、アクティブ消音装置
で消音可能周波数範囲の上限が高められ、スピーカ１４
から発して消音できる周波数の範囲が広められる。

【００２２】一方、前記第一音波センサー１１からの検
出信号が制御回路１０に入力されて、この検出信号は制
御回路１０によって逆位相の消音信号が生成される。な
お、この消音信号の高域限界は前記小口径ダクト７ａを
通過する際に高められた平面波の高域限界周波数と略一
致する。

【００２３】この消音信号がアンプ１７によって騒音と
同振幅に増幅されてスピーカ１４に出力されて、消音用
音波が出力される。この消音用音波が、分岐管１３を介
して消音ダクト７に伝播され、該消音ダクト７において
消音用音波と騒音が音波干渉して、消音用音波で排気音
が打ち消されて消音作用がなされることになる。さらに
排気音と消音用音波の合成音波が第二音波センサー１２
で検知（モニタ）されて、消音作用の結果が制御回路１
０にフィードバックされ、騒音が更に低減するように特
性等を変更して、消音信号が補正され、連続的にアクテ
ィブ消音がなされるのである。

【００２４】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。即ち、請求項１の如く、
騒音源側に配置される大口径ダクト側に第一の騒音検出
手段を配置し、該大口径ダクトに複数に分割した消音ダ
クトを連通し、該消音ダクト下流側に第二の騒音検出手
段を配置するとともに、消音ダクトに分岐管を介して消
音信号出力手段を設け、該消音ダクトを干渉部とし、該
干渉部を複数の空間に分割したので、平面波の高域限界
周波数が上昇し、平面波の周波数範囲を高い周波数まで
広げることができ、消音信号出力手段で消音を行なうこ
とが可能となる周波数範囲が広がり、簡単な構成で広い
範囲の周波数に対応できるアクティブ消音装置を提供す
ることができ、部品点数も減少できて、コスト低減化が
図れたのである。

【００２５】また、請求項２の如く、前記消音ダクトを
分割板にて複数に分割し、該分割板を跨ぐように、前記
分岐管の分岐側を接続したので、二つの消音ダクトに対
して一つの管から消音信号を出力できるようになり、消
音信号出力手段を従来よりも減少できて、コスト低減化
を図ることができる。

【００２６】また、請求項３の如く、前記分岐管を一つ
に合流して、合流側端部に消音信号出力手段と冷却ファ
ンを設けたので、消音信号出力手段と冷却ファンはそれ
ぞれ一つで済み、コンパクト化が図れ、コスト低減化も
図れる。また、メンテナンスもやり易くなる。

【００２７】さらに、請求項４の如く、前記消音ダクト
と分岐管と消音信号出力手段と冷却ファンを一つのユニ
ットとしたので、組立が簡単に行なえるようになり、メ
ンテナンスもやり易くなる。

【００２８】さらに、請求項５の如く、前記大口径ダク
トをパッシブ消音器とし、前記ユニットを大口径ダクト
の出口に直後に取り付けるようにしたので、パッシブ消
音器に消音ユニットを直接取り付けることになり、支持
部品を減少できて、従来よりも小さなスペースに配置で
きてコンパクト化が図れたのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアクティブ消音装置を装備したガスタ
ービンエンジン発電機の正面図である。

【図２】同じく側面図である。

【図３】消音ダクトの拡大側面図である。

【図４】同じく底面図である。

【符号の説明】

６上流側ダクト７消音ダクト７ｂ分割板８下流側ダクト９消音ユニット１０制御回路１１第一音波センサー１２第二音波センサー１３分岐管１４スピーカ１５冷却ファン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ１０Ｋ 11/16 Ｇ１０Ｋ 11/16 Ｈ // Ｆ０１Ｎ 1/00 ＢＦターム(参考） 3G004 AA00 CA00 DA00 DA21 DA25 EA00 3H025 CA01 CB41 3L080 AE02 5D061 EE21 EE24 FF02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】騒音源側に配置される大口径ダクト側に
第一の騒音検出手段を配置し、該大口径ダクトに複数に
分割した消音ダクトを連通し、該消音ダクト下流側に第
二の騒音検出手段を配置するとともに、消音ダクトに分
岐管を介して消音信号出力手段を設け、該消音ダクトを
干渉部とし、該干渉部を複数の空間に分割したことを特
徴とするアクティブ消音装置。
【請求項２】前記消音ダクトを分割板にて複数に分割
し、該分割板を跨ぐように、前記分岐管の分岐側を接続
したことを特徴とする請求項１に記載のアクティブ消音
装置。
【請求項３】前記分岐管を一つに合流して、合流側端
部に消音信号出力手段と冷却ファンを設けたことを特徴
とする請求項１に記載のアクティブ消音装置。
【請求項４】前記消音ダクトと分岐管と消音信号出力
手段と冷却ファンを一つのユニットとしたことを特徴と
する請求項１に記載のアクティブ消音装置。
【請求項５】前記大口径ダクトをパッシブ消音器と
し、前記ユニットを大口径ダクトの出口に直後に取り付
けることを特徴とする請求項４に記載のアクティブ消音
装置。