JP2003015656A - 微細噴流制御式吸音システム - Google Patents
微細噴流制御式吸音システムInfo
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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 吸音ライニングに比べて設置容積を大幅に減
らし、燃焼器室内など高音圧、高温度環境下でも小孔形
状の最適化によって、適合化機構無しでも空間内音響モ
ードの成長を抑制できる消音技術を提供すること。 【解決手段】 小孔の形状、噴流噴出或いは流入角度、
噴流流量、隔壁背後層の厚さ、隔壁背後層に流入する気
流角度のいずれか又はこれらの組合せを選択するもので
あって、吸音効果を高めるために、騒音空間に誤差セン
サを設置し、該誤差センサの出力が最小となるように、
小孔の形状、噴流噴出或いは流入角度、噴流流量、隔壁
背後層の厚さ、隔壁背後層に流入する気流角度のいずれ
か又はこれらの組合せを調節する適応化制御機構を備え
るようにした。
らし、燃焼器室内など高音圧、高温度環境下でも小孔形
状の最適化によって、適合化機構無しでも空間内音響モ
ードの成長を抑制できる消音技術を提供すること。 【解決手段】 小孔の形状、噴流噴出或いは流入角度、
噴流流量、隔壁背後層の厚さ、隔壁背後層に流入する気
流角度のいずれか又はこれらの組合せを選択するもので
あって、吸音効果を高めるために、騒音空間に誤差セン
サを設置し、該誤差センサの出力が最小となるように、
小孔の形状、噴流噴出或いは流入角度、噴流流量、隔壁
背後層の厚さ、隔壁背後層に流入する気流角度のいずれ
か又はこれらの組合せを調節する適応化制御機構を備え
るようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、騒音を低減化する
吸音技術に関し、特に航空用、舶用、発電用ガスタービ
ン等のターボ機械低周波数騒音の抑制や、プラント等の
吸入・排気用大型ダクト内低周波数振動・騒音対策、空
調、家電機器の低騒音化、建設現場等の作業空間、車
内、客室等の移動空間の快適性向上に有効な吸音技術に
関する。
吸音技術に関し、特に航空用、舶用、発電用ガスタービ
ン等のターボ機械低周波数騒音の抑制や、プラント等の
吸入・排気用大型ダクト内低周波数振動・騒音対策、空
調、家電機器の低騒音化、建設現場等の作業空間、車
内、客室等の移動空間の快適性向上に有効な吸音技術に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般の防音手段としては図６のＡに例示
したような遮音壁等による遮音方式と、インピーダンス
不整合に基づく音の伝播妨害(反射防止）作用の共鳴
型、或いは充填材との摩擦、開口部での損失によって熱
エネルギーへの変換を促す抵抗型の吸音方式とがよく知
られ慣用されている。航空エンジンでは、図６のＢに示
したような通常ハニカム構造の吸音装置或いはバルク型
吸音装置が主に用いられている。前者は、ハニカム室の
共鳴によるインピーダンス不整合と喉部を空気が通過す
る際の抵抗による減衰の二つを利用している。適用周波
数帯域を広げるために、体積の異なるハニカム室を小開
口部で連結した二重或いは多重ハニカム構造の吸音装置
が実用されている。一般に、ハニカム構造の吸音装置
は、強度上高温環境下での使用には不向きである。後者
は、入射した音波がバルク内部での摩擦によって減衰す
ることを基本原理としていて、バルク内の充填率と周波
数帯域の間に相関がある。最近では、高温ジェットエン
ジン用にセラミクス系の耐熱材の適用が検討されてい
る。これらの吸音装置は、設計点で最適な騒音低減効果
をもたらすように、ハニカム室体積、開口率、充填率、
設置面積等が選定される。上記の吸音装置は、吸音する
機能を有する反面、圧力損失、重量増加、設計点外での
性能劣化を引き起こすという問題点がある。ファン騒音
に関しては、バイパス比の増加に応じてファン騒音周波
数が下がる。その結果、ハニカム室容積が増加し、エン
ジン重量の増加及び巡航時の圧力損失を蒙ることとな
る。ファン回転数の変化に応じた騒音周波数特性の変化
にも追従できないため、従来の吸音装置には騒音低減量
に限界がある。ジェット騒音についても、まず、ミキサ
などの混合促進装置で渦構造を小スケールにして低周波
数音を高周波数音側に音域移動させて、該高周波音を吸
音材或いは距離減衰をもって二段階で騒音低減する方法
がある。しかし、この方法では、ミキサ部で生ずる推力
損失やエジェクタの重量増加が避けられず、ミキサの着
脱機構を設けることはさらなる重量増加を引き起こすと
いった問題を伴う。一般の低騒音問題、例えば大口径で
長い配管内に生ずる共鳴等の低周波数音に対しては、既
存の吸音材ではその設置容積のため、制限された空間に
吸音材を施すことが困難となる。分岐共鳴管を用いる
と、分岐管寸法が増大する上、設計点以外での性能劣化
が著しい。
したような遮音壁等による遮音方式と、インピーダンス
不整合に基づく音の伝播妨害(反射防止）作用の共鳴
型、或いは充填材との摩擦、開口部での損失によって熱
エネルギーへの変換を促す抵抗型の吸音方式とがよく知
られ慣用されている。航空エンジンでは、図６のＢに示
したような通常ハニカム構造の吸音装置或いはバルク型
吸音装置が主に用いられている。前者は、ハニカム室の
共鳴によるインピーダンス不整合と喉部を空気が通過す
る際の抵抗による減衰の二つを利用している。適用周波
数帯域を広げるために、体積の異なるハニカム室を小開
口部で連結した二重或いは多重ハニカム構造の吸音装置
が実用されている。一般に、ハニカム構造の吸音装置
は、強度上高温環境下での使用には不向きである。後者
は、入射した音波がバルク内部での摩擦によって減衰す
ることを基本原理としていて、バルク内の充填率と周波
数帯域の間に相関がある。最近では、高温ジェットエン
ジン用にセラミクス系の耐熱材の適用が検討されてい
る。これらの吸音装置は、設計点で最適な騒音低減効果
をもたらすように、ハニカム室体積、開口率、充填率、
設置面積等が選定される。上記の吸音装置は、吸音する
機能を有する反面、圧力損失、重量増加、設計点外での
性能劣化を引き起こすという問題点がある。ファン騒音
に関しては、バイパス比の増加に応じてファン騒音周波
数が下がる。その結果、ハニカム室容積が増加し、エン
ジン重量の増加及び巡航時の圧力損失を蒙ることとな
る。ファン回転数の変化に応じた騒音周波数特性の変化
にも追従できないため、従来の吸音装置には騒音低減量
に限界がある。ジェット騒音についても、まず、ミキサ
などの混合促進装置で渦構造を小スケールにして低周波
数音を高周波数音側に音域移動させて、該高周波音を吸
音材或いは距離減衰をもって二段階で騒音低減する方法
がある。しかし、この方法では、ミキサ部で生ずる推力
損失やエジェクタの重量増加が避けられず、ミキサの着
脱機構を設けることはさらなる重量増加を引き起こすと
いった問題を伴う。一般の低騒音問題、例えば大口径で
長い配管内に生ずる共鳴等の低周波数音に対しては、既
存の吸音材ではその設置容積のため、制限された空間に
吸音材を施すことが困難となる。分岐共鳴管を用いる
と、分岐管寸法が増大する上、設計点以外での性能劣化
が著しい。
【０００３】一方、孔を通って自由空間に噴出する噴流
に低周波数の音波が当たると音のエネルギーが失われる
という現象が起こることが最近の研究から明らにされ、
この現象は研究者の間で関心がもたれている。いままで
の研究において理論モデルによる予測では、小孔直径、
噴流流速、開口率、背後層厚さ、噴流への音波の入射角
についての簡単なモデル化が試みられている。しかしな
がら、吸音効果を試験した例は少なく、特に複雑な孔形
状などを用いた場合の検証結果は殆ど見当たらない。ま
た、小孔を通過する噴流を取り巻く空力的、音響的性質
を積極的に変化させることで、吸音性能を最適化する試
みはいまだなされていない現状である。
に低周波数の音波が当たると音のエネルギーが失われる
という現象が起こることが最近の研究から明らにされ、
この現象は研究者の間で関心がもたれている。いままで
の研究において理論モデルによる予測では、小孔直径、
噴流流速、開口率、背後層厚さ、噴流への音波の入射角
についての簡単なモデル化が試みられている。しかしな
がら、吸音効果を試験した例は少なく、特に複雑な孔形
状などを用いた場合の検証結果は殆ど見当たらない。ま
た、小孔を通過する噴流を取り巻く空力的、音響的性質
を積極的に変化させることで、吸音性能を最適化する試
みはいまだなされていない現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
したような消音技術における状況の中で、(1)離散周波
数音、広帯域周波数音を含む低周波数音を既存の吸音ラ
イニングと同程度に吸音するものであって、吸音ライニ
ングに比べて設置容積を大幅に減らすことができ、(2)
燃焼器室内など高音圧、高温度環境下でも小孔形状の最
適化によって、適合化機構無しでも空間内音響モードの
成長を抑制でき、(3)基準周波数にして音響的設計点を5
0％外れた場合にも小孔直径以上の波長を持つ低周波数
音源の騒音特性の変化に追従して吸音性能を維持でき、
(4)吸音パネルに見られる可動装置による重量増加、駆
動用電気エネルギー消費、圧力損失など、主システムの
運転機能への影響を最小限とすることができる消音技術
を提供することにある。
したような消音技術における状況の中で、(1)離散周波
数音、広帯域周波数音を含む低周波数音を既存の吸音ラ
イニングと同程度に吸音するものであって、吸音ライニ
ングに比べて設置容積を大幅に減らすことができ、(2)
燃焼器室内など高音圧、高温度環境下でも小孔形状の最
適化によって、適合化機構無しでも空間内音響モードの
成長を抑制でき、(3)基準周波数にして音響的設計点を5
0％外れた場合にも小孔直径以上の波長を持つ低周波数
音源の騒音特性の変化に追従して吸音性能を維持でき、
(4)吸音パネルに見られる可動装置による重量増加、駆
動用電気エネルギー消費、圧力損失など、主システムの
運転機能への影響を最小限とすることができる消音技術
を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の微細噴流制御式
吸音システムは、騒音が伝播する空間の一部を覆う、多
数の小孔が形成された隔壁と、該小孔を貫通して微細な
気体流を空間内部若しくは空間外部へ流通させる手段と
を備え、気体を流通させることによって前記隔壁近傍空
間に微細噴流を発生させ騒音を解消させる吸音システム
において、前記小孔の形状、噴流噴出或いは流入角度、
噴流流量、隔壁背後層の厚さ、隔壁背後層に流入する気
流角度のいずれか又はこれらの組合せを選択する。ま
た、吸音効果を高めるために、騒音空間に誤差センサを
設置し、該誤差センサの出力が最小となるように、小孔
の形状、噴流噴出或いは流入角度、噴流流量、隔壁背後
層の厚さ、隔壁背後層に流入する気流角度のいずれか又
はこれらの組合せを調節する適応化制御機構を備えるよ
うにし、小孔の形状としては、隔壁開口断面において、
任意形状が選択できると共に、必要に応じて開口前後縁
に微小突起物があってもよく、また、隔壁厚み方向には
多層段、テーパー、空洞、突起物が形成されたものが選
択でき、これらのいずれか又は組み合わせの選択使用が
可能である。
吸音システムは、騒音が伝播する空間の一部を覆う、多
数の小孔が形成された隔壁と、該小孔を貫通して微細な
気体流を空間内部若しくは空間外部へ流通させる手段と
を備え、気体を流通させることによって前記隔壁近傍空
間に微細噴流を発生させ騒音を解消させる吸音システム
において、前記小孔の形状、噴流噴出或いは流入角度、
噴流流量、隔壁背後層の厚さ、隔壁背後層に流入する気
流角度のいずれか又はこれらの組合せを選択する。ま
た、吸音効果を高めるために、騒音空間に誤差センサを
設置し、該誤差センサの出力が最小となるように、小孔
の形状、噴流噴出或いは流入角度、噴流流量、隔壁背後
層の厚さ、隔壁背後層に流入する気流角度のいずれか又
はこれらの組合せを調節する適応化制御機構を備えるよ
うにし、小孔の形状としては、隔壁開口断面において、
任意形状が選択できると共に、必要に応じて開口前後縁
に微小突起物があってもよく、また、隔壁厚み方向には
多層段、テーパー、空洞、突起物が形成されたものが選
択でき、これらのいずれか又は組み合わせの選択使用が
可能である。
【０００６】また、本発明の微細噴流制御式吸音システ
ムは、周波数帯域毎に最適な吸音効果が得られる異なる
開口率、等価直径、小孔形状と噴流速度等を持つ隔壁部
を複数準備し、騒音周波数に応じてこれらを適宜組み合
わせて使用したり、適応化制御機構として小孔付近或い
は隔壁の一部に圧電性素子、形状記憶合金などの機能性
材料を埋め込んだ構成とし、外部からの制御信号に応じ
て、小孔の形状を微変させることにより、噴流が発生す
るせん断渦の剥離現象を制御し、吸音帯域や吸音量を調
整するようにした。更に、多数の小孔が形成された隔壁
を多層に設置すると共に個々の隔壁を移動させる手段を
備え、小孔同士の相対的位置関係をずらすことにより吸
音特性を向上させる。
ムは、周波数帯域毎に最適な吸音効果が得られる異なる
開口率、等価直径、小孔形状と噴流速度等を持つ隔壁部
を複数準備し、騒音周波数に応じてこれらを適宜組み合
わせて使用したり、適応化制御機構として小孔付近或い
は隔壁の一部に圧電性素子、形状記憶合金などの機能性
材料を埋め込んだ構成とし、外部からの制御信号に応じ
て、小孔の形状を微変させることにより、噴流が発生す
るせん断渦の剥離現象を制御し、吸音帯域や吸音量を調
整するようにした。更に、多数の小孔が形成された隔壁
を多層に設置すると共に個々の隔壁を移動させる手段を
備え、小孔同士の相対的位置関係をずらすことにより吸
音特性を向上させる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明は、航空用、舶用、発電用
ガスタービン等のターボ機械低周波数騒音の抑制に有効
な吸音技術として、孔を通って自由空間に噴出する噴流
に低周波数の音波が当たると音のエネルギーが失われる
という現象を適用することに想到したのであるが、理論
モデルによる予測では、小孔直径、噴流流速、開口率、
背後層厚さ、噴流への音波の入射角についての簡単なモ
デル化が試みられているものの、いまだこの現象を利用
した吸音システムに関する試験例は少なく、特に複雑な
孔形状などを用いた場合の検証結果は殆ど見当たらな
い。そもそもこの現象のメカニズムは、完全に解析しき
れているわけではないが、非定常変化する音波と定常的
な微細噴流の干渉の結果、音の一部が流れに変換される
ものと解される。そこで、本発明者は小孔を通過する噴
流に影響を与える物理的（空気力学的、音響学的等）状
況を多様に変化させることで、吸音性能を最適化する試
みに着手したものである。
ガスタービン等のターボ機械低周波数騒音の抑制に有効
な吸音技術として、孔を通って自由空間に噴出する噴流
に低周波数の音波が当たると音のエネルギーが失われる
という現象を適用することに想到したのであるが、理論
モデルによる予測では、小孔直径、噴流流速、開口率、
背後層厚さ、噴流への音波の入射角についての簡単なモ
デル化が試みられているものの、いまだこの現象を利用
した吸音システムに関する試験例は少なく、特に複雑な
孔形状などを用いた場合の検証結果は殆ど見当たらな
い。そもそもこの現象のメカニズムは、完全に解析しき
れているわけではないが、非定常変化する音波と定常的
な微細噴流の干渉の結果、音の一部が流れに変換される
ものと解される。そこで、本発明者は小孔を通過する噴
流に影響を与える物理的（空気力学的、音響学的等）状
況を多様に変化させることで、吸音性能を最適化する試
みに着手したものである。
【０００８】本発明では小孔を通過する噴流に影響を与
える物理的状況としては、小孔形状、噴流流速、開口
率、背後層厚さ、噴流への音波の入射角等を念頭におい
て、検証した。以下に、本発明の微細噴流制御式吸音シ
ステムの概念図を図１に示し、説明する。騒音源となる
エンジンナセル内面(図５Ａ参照)、燃焼室壁面(図５Ｂ
参照)、ダクト配管内面、エンジン排気コーン表面等の
一部を小孔付き隔壁６とする。これら、隔壁で囲まれる
空間は、円柱、球、非円形柱、多角形など任意の面から
なる三次元空間であってよく、小孔付き隔壁はこれらの
面の全部或いは一部分でもよい。小孔付き隔壁の背後層
７内に二次空気導入口又は導出口10を設けて、外部から
任意の流量の二次空気を一様に導入または導出できる構
造とする。噴流を騒音空間に導入することも騒音空間か
ら導出することもほぼ同じ音響効果をもたらすので、以
後本明細書では両形態を代表させ導入の形態のみを記載
する。二次空気口から背後層７の空間に直接二次空気を
導入しないで多孔質材９を充填した層を介して導入する
構造とすれば、二次空気口からの空気流は多孔質材９内
に拡散され、広域に渡り一様性を保つことができる。二
次空気は、圧縮機抽気など外部の空気源13から得ること
とし、流量調整弁12を制御することで二次空気流量、即
ち噴流マッハ数を任意に調整することができる。隔壁に
入射する音波の反射率及び吸音率を最適に調整するに
は、小孔形状と形状に呼応する噴流速度の最適化が必要
となる。図２のＡに隔壁６の小孔４近傍における噴流５
と発生する渦22及び入射音波15と反射音波16との関係を
模式的に示してある。小孔の一方から他方へ気体が流れ
る噴流５が存在すると、下流側開口部で境界層が剥離し
て渦22が発生する。図中隔壁６の上部では吸い込み現象
が下部では吹出し現象がおこっており、これがそれぞれ
の入射音波15に影響を与え、反射波16となる。
える物理的状況としては、小孔形状、噴流流速、開口
率、背後層厚さ、噴流への音波の入射角等を念頭におい
て、検証した。以下に、本発明の微細噴流制御式吸音シ
ステムの概念図を図１に示し、説明する。騒音源となる
エンジンナセル内面(図５Ａ参照)、燃焼室壁面(図５Ｂ
参照)、ダクト配管内面、エンジン排気コーン表面等の
一部を小孔付き隔壁６とする。これら、隔壁で囲まれる
空間は、円柱、球、非円形柱、多角形など任意の面から
なる三次元空間であってよく、小孔付き隔壁はこれらの
面の全部或いは一部分でもよい。小孔付き隔壁の背後層
７内に二次空気導入口又は導出口10を設けて、外部から
任意の流量の二次空気を一様に導入または導出できる構
造とする。噴流を騒音空間に導入することも騒音空間か
ら導出することもほぼ同じ音響効果をもたらすので、以
後本明細書では両形態を代表させ導入の形態のみを記載
する。二次空気口から背後層７の空間に直接二次空気を
導入しないで多孔質材９を充填した層を介して導入する
構造とすれば、二次空気口からの空気流は多孔質材９内
に拡散され、広域に渡り一様性を保つことができる。二
次空気は、圧縮機抽気など外部の空気源13から得ること
とし、流量調整弁12を制御することで二次空気流量、即
ち噴流マッハ数を任意に調整することができる。隔壁に
入射する音波の反射率及び吸音率を最適に調整するに
は、小孔形状と形状に呼応する噴流速度の最適化が必要
となる。図２のＡに隔壁６の小孔４近傍における噴流５
と発生する渦22及び入射音波15と反射音波16との関係を
模式的に示してある。小孔の一方から他方へ気体が流れ
る噴流５が存在すると、下流側開口部で境界層が剥離し
て渦22が発生する。図中隔壁６の上部では吸い込み現象
が下部では吹出し現象がおこっており、これがそれぞれ
の入射音波15に影響を与え、反射波16となる。
【０００９】さて、小孔形状に関しては、噴流に影響を
与える物理的（空気力学的、音響学的等）状況を多様に
変化させる形態として、隔壁開口断面について、例えば
図２のＢに例示したような円形、軸対称非円形（楕
円）、多角形など任意形状とすることができるが、隔壁
厚み方向には図３のＡに示すように、多層段状24、テー
パー状25、空洞状26、突起物付き空洞状27に形成された
ものを想到し検証した。また、図示していないが開口前
後縁に微小突起物がある形態とすることで噴流の状態、
渦の発生形態を変えることも可能である。これらを選択
組み合わせて噴流が生成される際の剥離渦のスケールを
広範囲に分布させ、吸音帯域を増加することができる。
噴流速度については、与えられた開口率に対して反射率
を極小にする速度域が存在し、小孔が円柱状で隔壁厚さ
が無限に小さい場合に、見かけの通過マッハ数が開口率
の約20乃至30％少ない場合が最適となるとの知見を得
た。この他、小孔の等価直径、噴流噴出角度、背後層の
厚さも吸音率や吸音帯域に影響することが確認された。
そこで本発明者は、上記のパラメータを最適に組み合わ
せ既存の吸音材と共存させることにより、従来の吸音材
単体に比べて吸音率がはるかに優れたシステムの実現を
目指した。
与える物理的（空気力学的、音響学的等）状況を多様に
変化させる形態として、隔壁開口断面について、例えば
図２のＢに例示したような円形、軸対称非円形（楕
円）、多角形など任意形状とすることができるが、隔壁
厚み方向には図３のＡに示すように、多層段状24、テー
パー状25、空洞状26、突起物付き空洞状27に形成された
ものを想到し検証した。また、図示していないが開口前
後縁に微小突起物がある形態とすることで噴流の状態、
渦の発生形態を変えることも可能である。これらを選択
組み合わせて噴流が生成される際の剥離渦のスケールを
広範囲に分布させ、吸音帯域を増加することができる。
噴流速度については、与えられた開口率に対して反射率
を極小にする速度域が存在し、小孔が円柱状で隔壁厚さ
が無限に小さい場合に、見かけの通過マッハ数が開口率
の約20乃至30％少ない場合が最適となるとの知見を得
た。この他、小孔の等価直径、噴流噴出角度、背後層の
厚さも吸音率や吸音帯域に影響することが確認された。
そこで本発明者は、上記のパラメータを最適に組み合わ
せ既存の吸音材と共存させることにより、従来の吸音材
単体に比べて吸音率がはるかに優れたシステムの実現を
目指した。
【００１０】また、騒音源の特性の変化に合せて吸音特
性を推移させるには、小電力、小型のアクチュエータを
用いて上記の小孔形状等を変化させつつ、それに呼応し
て噴流速度を調整する適応化制御機構２を付加すること
が有効であるとの知見を得た。小孔形状等を変化させる
手段としては、図３Ｂの28に示すような小孔部分を形成
する円筒状部材として圧電性素子や形状記憶合金といっ
た機能性材料素子28を隔壁６に嵌め込むことに想到し
た。この機能性材料素子28に印加電圧又は温度変化を与
えることで図３Ｂの29に示すように中心軸が傾斜する変
形をもたらしたり、30に示すように孔直径が等価に伸縮
する変形、31に示すように孔直径がテーパー状に伸縮し
て絞り込み／拡大形態の変形、32に示すように孔直径を
任意設計形状(この例は楕円）になる変形を実現させる
ことが可能である。また、多数の小孔が形成された隔壁
を多層に設置すると共に個々の隔壁を移動させる手段を
備え、隔壁を小孔中心軸に対して垂直方向に微動させる
ことにより吸音特性が向上することが確認できた。この
隔壁間相対位置微動は、隔壁を多層にして、小孔同士の
相対的位置関係をずらして渦の干渉を軸対象モードから
ずらし、吸音帯域を増やすことを狙うものである。そこ
で、本発明ではこれらの知見に基いて、吸音部に入射し
てくる音波15を検出する検出センサ17と、吸音部を通過
した音波16を検出する誤差センサ18を騒音場内に設置
し、これらにより、場の騒音を検出してその出力をコン
トローラ19に導き、多入力多出力適応制御アルゴリズム
を用いて、前記した小孔部分の機能性材料素子28、噴流
流量制御弁12や、隔壁間相対位置微動装置21に制御信号
20を送出し、誤差センサの出力が最小となるように逐
次、適応フィルタ係数を更新させる構成を採用した。す
なわち、検出センサ17は騒音に含まれる主な成分、各成
分の周波数帯、各成分の音圧レベルを検出し、低減すべ
き成分を選択する。ここでは噴流導入方向の制御29、小
孔等価直径の制御30、中心軸形状の制御31、小孔断面形
状の制御32と、多層隔壁を小孔中心軸に対して垂直方向
に微動させる適応化制御機構が機能し、その結果を誤差
センサ18が検知するのでその値が最小となるように調整
量が決められる。本発明のシステムにおける消音作用を
整理すると、次のようにまとめられる。(1)噴流通過に
伴う隔壁の低周波数音反射率の極小化作用、これは換言
すれば音響エネルギーを渦生成時の流体力学的エネルギ
ーに変換する作用である。(2)小孔内部外部の形状工夫
による吸音率増大作用。(3)小孔周囲の構造、流体、音
響条件を調整することによる吸音特性の可変作用。
性を推移させるには、小電力、小型のアクチュエータを
用いて上記の小孔形状等を変化させつつ、それに呼応し
て噴流速度を調整する適応化制御機構２を付加すること
が有効であるとの知見を得た。小孔形状等を変化させる
手段としては、図３Ｂの28に示すような小孔部分を形成
する円筒状部材として圧電性素子や形状記憶合金といっ
た機能性材料素子28を隔壁６に嵌め込むことに想到し
た。この機能性材料素子28に印加電圧又は温度変化を与
えることで図３Ｂの29に示すように中心軸が傾斜する変
形をもたらしたり、30に示すように孔直径が等価に伸縮
する変形、31に示すように孔直径がテーパー状に伸縮し
て絞り込み／拡大形態の変形、32に示すように孔直径を
任意設計形状(この例は楕円）になる変形を実現させる
ことが可能である。また、多数の小孔が形成された隔壁
を多層に設置すると共に個々の隔壁を移動させる手段を
備え、隔壁を小孔中心軸に対して垂直方向に微動させる
ことにより吸音特性が向上することが確認できた。この
隔壁間相対位置微動は、隔壁を多層にして、小孔同士の
相対的位置関係をずらして渦の干渉を軸対象モードから
ずらし、吸音帯域を増やすことを狙うものである。そこ
で、本発明ではこれらの知見に基いて、吸音部に入射し
てくる音波15を検出する検出センサ17と、吸音部を通過
した音波16を検出する誤差センサ18を騒音場内に設置
し、これらにより、場の騒音を検出してその出力をコン
トローラ19に導き、多入力多出力適応制御アルゴリズム
を用いて、前記した小孔部分の機能性材料素子28、噴流
流量制御弁12や、隔壁間相対位置微動装置21に制御信号
20を送出し、誤差センサの出力が最小となるように逐
次、適応フィルタ係数を更新させる構成を採用した。す
なわち、検出センサ17は騒音に含まれる主な成分、各成
分の周波数帯、各成分の音圧レベルを検出し、低減すべ
き成分を選択する。ここでは噴流導入方向の制御29、小
孔等価直径の制御30、中心軸形状の制御31、小孔断面形
状の制御32と、多層隔壁を小孔中心軸に対して垂直方向
に微動させる適応化制御機構が機能し、その結果を誤差
センサ18が検知するのでその値が最小となるように調整
量が決められる。本発明のシステムにおける消音作用を
整理すると、次のようにまとめられる。(1)噴流通過に
伴う隔壁の低周波数音反射率の極小化作用、これは換言
すれば音響エネルギーを渦生成時の流体力学的エネルギ
ーに変換する作用である。(2)小孔内部外部の形状工夫
による吸音率増大作用。(3)小孔周囲の構造、流体、音
響条件を調整することによる吸音特性の可変作用。
【００１１】
【実施例１】図４のＡに、航空エンジンの吸入側及び燃
焼器に搭載した騒音吸収器の実施例を示す。吸入側で
は、ナセル内面に小孔を空けて、噴流を通過させる。離
着陸時にファンや圧縮機から放出される騒音を吸収する
が、巡航時には噴流を止めて抽気空気の無駄を省くよう
にする。同様に、エンジン排気側では、コーン部に小孔
を設け、超音速ジェット推進の場合には、エジェクタ内
部にも小孔を設ける。吸気側と同じく離着陸時のみ作動
する。燃焼器内部では、図に示すように二次空気の一部
を一次ライナに通気するか、一次ライナ内の圧力変動を
利用して小孔板単体で自立動作させる。いずれの場合に
も、補助動力装置或いは圧縮機を用いて、微小噴流群を
ナセル内へ流入あるいは壁面側へ吸入させる。小孔形状
としては、図３Ａの24段差状若しくは25テーパー状を採
用すると、前縁剥離した渦が再付着する効果があり、噴
流速度と合せて最適設計することで吸音帯域を広げるこ
とができる。他に、前縁と後縁の間に設けた浅底キャビ
ティや突起物付きキャビティも同様である。キャビティ
と同様に、孔空板を多層にしたり、透過直径の異なる板
を重ねたり、孔中心位置をずらす態様も有効である。断
面の形状としては、非円形や多角形にすることで複数の
スケールの渦を励起し、吸音帯域を広げる効果が見込ま
れる。適応化制御機構として用いる場合には、小孔を含
む板は、圧電性材料或いは機能性材料を使って・小孔の
形状、透過直径、噴流方向を可変にする。エンジンの運
転状態に応じて騒音周波数特性が変化するので、これに
呼応して、噴流流量を加えたこれらのパラメータを変化
させて最適の吸音効果を得る。可変量の制御に当たって
は、エンジン内外に設置された誤差センサを使って放射
される騒音レベルを常時計測し、制御用のコンピュータ
にデータを送る。誤差信号を得たコンピュータは、機能
性材料を変形させたり隔壁駆動装置や流量調整弁を制御
して、最終的に誤差信号が最小となるようにパラメータ
を調節する。なお、噴流の駆動には空気源が必要となる
が、エンジンでは圧縮機の抽気を用いる。開口率は１〜
20％、噴流の最適マッハ数は0.01〜0.15と小さいため抽
気量は僅かである。
焼器に搭載した騒音吸収器の実施例を示す。吸入側で
は、ナセル内面に小孔を空けて、噴流を通過させる。離
着陸時にファンや圧縮機から放出される騒音を吸収する
が、巡航時には噴流を止めて抽気空気の無駄を省くよう
にする。同様に、エンジン排気側では、コーン部に小孔
を設け、超音速ジェット推進の場合には、エジェクタ内
部にも小孔を設ける。吸気側と同じく離着陸時のみ作動
する。燃焼器内部では、図に示すように二次空気の一部
を一次ライナに通気するか、一次ライナ内の圧力変動を
利用して小孔板単体で自立動作させる。いずれの場合に
も、補助動力装置或いは圧縮機を用いて、微小噴流群を
ナセル内へ流入あるいは壁面側へ吸入させる。小孔形状
としては、図３Ａの24段差状若しくは25テーパー状を採
用すると、前縁剥離した渦が再付着する効果があり、噴
流速度と合せて最適設計することで吸音帯域を広げるこ
とができる。他に、前縁と後縁の間に設けた浅底キャビ
ティや突起物付きキャビティも同様である。キャビティ
と同様に、孔空板を多層にしたり、透過直径の異なる板
を重ねたり、孔中心位置をずらす態様も有効である。断
面の形状としては、非円形や多角形にすることで複数の
スケールの渦を励起し、吸音帯域を広げる効果が見込ま
れる。適応化制御機構として用いる場合には、小孔を含
む板は、圧電性材料或いは機能性材料を使って・小孔の
形状、透過直径、噴流方向を可変にする。エンジンの運
転状態に応じて騒音周波数特性が変化するので、これに
呼応して、噴流流量を加えたこれらのパラメータを変化
させて最適の吸音効果を得る。可変量の制御に当たって
は、エンジン内外に設置された誤差センサを使って放射
される騒音レベルを常時計測し、制御用のコンピュータ
にデータを送る。誤差信号を得たコンピュータは、機能
性材料を変形させたり隔壁駆動装置や流量調整弁を制御
して、最終的に誤差信号が最小となるようにパラメータ
を調節する。なお、噴流の駆動には空気源が必要となる
が、エンジンでは圧縮機の抽気を用いる。開口率は１〜
20％、噴流の最適マッハ数は0.01〜0.15と小さいため抽
気量は僅かである。
【００１２】
【発明の効果】本発明の微細噴流制御式吸音システム
は、騒音が伝播する空間の一部を覆う、多数の小孔が形
成された隔壁と、該小孔を貫通して微細な気体流を前記
空間内部若しくは空間外部へ流通させる手段とを備え、
気体を流通させることによって前記隔壁近傍空間に微細
噴流を発生させ騒音を解消させる吸音システムにおい
て、前記小孔の形状、噴流噴出或いは流入角度、噴流流
量、隔壁背後層の厚さ、隔壁背後層に流入する気流角度
のいずれか又はこれらの組合せからなるものであるか
ら、吸音ライニングに比べて設置容積を大幅に減らして
吸音効果を得ることが出来る。また、基準周波数にして
音響的設計点を50％外れた場合にも小孔直径以上の波長
を持つ低周波数音源の騒音特性の変化に追従して吸音性
能を維持でき、吸音パネルに見られる可動装置による重
量増加、駆動用電気エネルギー消費、圧力損失など、主
システムの運転機能への影響を最小限とすることができ
る。
は、騒音が伝播する空間の一部を覆う、多数の小孔が形
成された隔壁と、該小孔を貫通して微細な気体流を前記
空間内部若しくは空間外部へ流通させる手段とを備え、
気体を流通させることによって前記隔壁近傍空間に微細
噴流を発生させ騒音を解消させる吸音システムにおい
て、前記小孔の形状、噴流噴出或いは流入角度、噴流流
量、隔壁背後層の厚さ、隔壁背後層に流入する気流角度
のいずれか又はこれらの組合せからなるものであるか
ら、吸音ライニングに比べて設置容積を大幅に減らして
吸音効果を得ることが出来る。また、基準周波数にして
音響的設計点を50％外れた場合にも小孔直径以上の波長
を持つ低周波数音源の騒音特性の変化に追従して吸音性
能を維持でき、吸音パネルに見られる可動装置による重
量増加、駆動用電気エネルギー消費、圧力損失など、主
システムの運転機能への影響を最小限とすることができ
る。
【００１３】小孔の形状としては、隔壁開口断面におい
て、任意形状が選択できると共に、隔壁厚み方向には多
層段、テーパー、空洞、突起物が形成されたものが選択
でき、これらのいずれか又は組み合わせの選択使用が可
能である本発明の微細噴流制御式吸音システムでは、燃
焼器室内など高音圧、高温度環境下でも小孔形状の最適
化によって、適合化制御機構無しでも空間内音響モード
の成長を抑制できる。また、本発明の微細噴流制御式吸
音システムは、騒音空間に誤差センサを設置し、該誤差
センサの出力が最小となるように、小孔の形状、噴流噴
出或いは流入角度、噴流流量、隔壁背後層の厚さ、隔壁
背後層に流入する気流角度のいずれか又はこれらの組合
せを調節する適応化制御機構を備えたることにより、よ
り効果的に吸音ができる。周波数帯域に対応させて最適
な吸音の得られる開口率、等価直径、小孔形状と噴流速
度の隔壁部を複数配備し、騒音周波数に応じて適宜組み
合わせて使用することにより、広い周波数帯域の騒音の
吸音に効果的に対応が出来る。適応化制御機構は、小孔
付近或いは隔壁の一部に圧電性素子、形状記憶合金など
の機能性材料を埋め込んだ構成とし、外部からの制御信
号に応じて、前記小孔の形状を微変させることにより、
噴流が発生するせん断渦を制御し、吸音帯域や吸音量を
調整して、広い周波数帯域の騒音の吸音に更に効果的に
対応が出来る。本発明の微細噴流制御式吸音システム
は、多数の小孔が形成された隔壁を多層に設置すると共
に個々の隔壁を移動させる手段を備え、小孔同士の相対
的位置関係をずらすことにより吸音特性を向上させるこ
とができる。
て、任意形状が選択できると共に、隔壁厚み方向には多
層段、テーパー、空洞、突起物が形成されたものが選択
でき、これらのいずれか又は組み合わせの選択使用が可
能である本発明の微細噴流制御式吸音システムでは、燃
焼器室内など高音圧、高温度環境下でも小孔形状の最適
化によって、適合化制御機構無しでも空間内音響モード
の成長を抑制できる。また、本発明の微細噴流制御式吸
音システムは、騒音空間に誤差センサを設置し、該誤差
センサの出力が最小となるように、小孔の形状、噴流噴
出或いは流入角度、噴流流量、隔壁背後層の厚さ、隔壁
背後層に流入する気流角度のいずれか又はこれらの組合
せを調節する適応化制御機構を備えたることにより、よ
り効果的に吸音ができる。周波数帯域に対応させて最適
な吸音の得られる開口率、等価直径、小孔形状と噴流速
度の隔壁部を複数配備し、騒音周波数に応じて適宜組み
合わせて使用することにより、広い周波数帯域の騒音の
吸音に効果的に対応が出来る。適応化制御機構は、小孔
付近或いは隔壁の一部に圧電性素子、形状記憶合金など
の機能性材料を埋め込んだ構成とし、外部からの制御信
号に応じて、前記小孔の形状を微変させることにより、
噴流が発生するせん断渦を制御し、吸音帯域や吸音量を
調整して、広い周波数帯域の騒音の吸音に更に効果的に
対応が出来る。本発明の微細噴流制御式吸音システム
は、多数の小孔が形成された隔壁を多層に設置すると共
に個々の隔壁を移動させる手段を備え、小孔同士の相対
的位置関係をずらすことにより吸音特性を向上させるこ
とができる。
【００１４】因みに本発明の効果を確認した実験結果を
図５に示す。図のＤに示した直径2.3mmの小孔を横方向
4.5mm縦方向4.2mm間隔に96個配設した試験片（隔壁）で
管内空間を仕切って噴流を通過させた時に、該試験片の
上流・下流からの音響入射して管内32点で音を検出し、
各点での相関計数を求めてから試験片での反射率Ｒ、透
過率Ｔを測定したものである。図のＡＢＣに示したグラ
フは横軸が音響入力の周波数値であり、縦軸がＡでは音
響エネルギーの反射率、Ｂでは音響エネルギーの透過
率、そしてＣでは吸音率に対応するエネルギー損失（Ｅ
Ｌ）である。Ｍは小孔を通過する空気の見かけの最高マ
ッハ数（実際にはこれよりも20％近く大きい）である。
小孔部分での反射係数、透過係数、エネルギー損失係数
を計測した結果である。エネルギー損失（ＥＬ）係数は
１から反射係数Ｒと透過係数Ｔを減じた数値とした。噴
流なし（Ｍ＝0.0）のときに比べＭ＝0.085のときの吸音
率はあがり、さらにＭ＝0.20，0.30，0.40のときの吸音
率は上昇している。噴流の存在によって、吸音率が上昇
していることが確認できる。
図５に示す。図のＤに示した直径2.3mmの小孔を横方向
4.5mm縦方向4.2mm間隔に96個配設した試験片（隔壁）で
管内空間を仕切って噴流を通過させた時に、該試験片の
上流・下流からの音響入射して管内32点で音を検出し、
各点での相関計数を求めてから試験片での反射率Ｒ、透
過率Ｔを測定したものである。図のＡＢＣに示したグラ
フは横軸が音響入力の周波数値であり、縦軸がＡでは音
響エネルギーの反射率、Ｂでは音響エネルギーの透過
率、そしてＣでは吸音率に対応するエネルギー損失（Ｅ
Ｌ）である。Ｍは小孔を通過する空気の見かけの最高マ
ッハ数（実際にはこれよりも20％近く大きい）である。
小孔部分での反射係数、透過係数、エネルギー損失係数
を計測した結果である。エネルギー損失（ＥＬ）係数は
１から反射係数Ｒと透過係数Ｔを減じた数値とした。噴
流なし（Ｍ＝0.0）のときに比べＭ＝0.085のときの吸音
率はあがり、さらにＭ＝0.20，0.30，0.40のときの吸音
率は上昇している。噴流の存在によって、吸音率が上昇
していることが確認できる。
【図１】本発明に係る微細噴流制御式吸音システムの基
本構成を示す図である。
本構成を示す図である。
【図２】Ａは小孔近傍の状況説明図であり、Ｂは小孔断
面形状の例を示す図である。
面形状の例を示す図である。
【図３】Ａは隔壁厚み方向の小孔断面形状例の図であ
り、Ｂは機能性材料による可変孔形状の例を示す図であ
る。
り、Ｂは機能性材料による可変孔形状の例を示す図であ
る。
【図４】Ａはターボファンエンジンや送風機の低周波音
抑制のために本発明のシステムを設置した例を示す図で
あり、Ｂは燃焼器内燃焼振動を抑制するため本発明のシ
ステムを設置した例を示す図である。
抑制のために本発明のシステムを設置した例を示す図で
あり、Ｂは燃焼器内燃焼振動を抑制するため本発明のシ
ステムを設置した例を示す図である。
【図５】本発明のシステムによる吸音効果を確認した試
験結果を示す図である。
験結果を示す図である。
【図６】従来の防音技術を説明する図である。
１ 微細噴流発生装置 11 二次空気
２ 適応化制御機構 12 噴流流量調整
弁 ３ 騒音が伝播する空間 13 二次空気源 ４ 小孔 14 主流 ５ 噴流 15 吸音部入射音
波 ６ 隔壁 16 吸音部通過音
波 ７ 背後層 17 検出センサ ８ 背後層剛体壁 18 誤差センサ ９ 多孔質材 19 コントローラ 10 二次空気導入口 20 制御信号
弁 ３ 騒音が伝播する空間 13 二次空気源 ４ 小孔 14 主流 ５ 噴流 15 吸音部入射音
波 ６ 隔壁 16 吸音部通過音
波 ７ 背後層 17 検出センサ ８ 背後層剛体壁 18 誤差センサ ９ 多孔質材 19 コントローラ 10 二次空気導入口 20 制御信号
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年４月２３日（２００２．４．２
３）
３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】
【実施例１】図４のＡに、航空エンジンの吸入側及び燃
焼器に搭載した騒音吸収器の実施例を示す。吸入側で
は、ナセル内面に小孔を空けて、噴流を通過させる。離
着陸時にファンや圧縮機から放出される騒音を吸収する
が、巡航時には噴流を止めて抽気空気の無駄を省くよう
にする。同様に、エンジン排気側では、コーン部に小孔
を設け、超音速ジェット推進の場合には、エジェクタ内
部にも小孔を設ける。吸気側と同じく離着陸時のみ作動
する。燃焼器内部では、図に示すように二次空気の一部
を一次ライナに通気するか、一次ライナ内の圧力変動を
利用して小孔板単体で自立動作させる。いずれの場合に
も、補助動力装置或いは圧縮機を用いて、微小噴流群を
ナセル内へ流入あるいは壁面側へ吸入させる。小孔形状
としては、図３Ａの24段差状若しくは25テーパー状を採
用すると、前縁剥離した渦が再付着する効果があり、噴
流速度と合せて最適設計することで吸音帯域を広げるこ
とができる。他に、前縁と後縁の間に設けた浅底キャビ
ティや突起物付きキャビティも同様である。キャビティ
と同様に、孔空板を多層にしたり、透過直径の異なる板
を重ねたり、孔中心位置をずらす態様も有効である。断
面の形状としては、非円形や多角形にすることで複数の
スケールの渦を励起し、吸音帯域を広げる効果が見込ま
れる。適応化制御機構として用いる場合には、小孔を含
む板は、圧電性材料或いは機能性材料を使って・小孔の
形状、等価直径、噴流方向を可変にする。エンジンの運
転状態に応じて騒音周波数特性が変化するので、これに
呼応して、噴流流量を加えたこれらのパラメータを変化
させて最適の吸音効果を得る。可変量の制御に当たって
は、エンジン内外に設置された誤差センサを使って放射
される騒音レベルを常時計測し、制御用のコンピュータ
にデータを送る。誤差信号を得たコンピュータは、機能
性材料を変形させたり隔壁駆動装置や流量調整弁を制御
して、最終的に誤差信号が最小となるようにパラメータ
を調節する。なお、噴流の駆動には空気源が必要となる
が、エンジンでは圧縮機の抽気を用いる。開口率は１〜
20％、噴流の最適マッハ数は0.01〜0.15と小さいため抽
気量は僅かである。
焼器に搭載した騒音吸収器の実施例を示す。吸入側で
は、ナセル内面に小孔を空けて、噴流を通過させる。離
着陸時にファンや圧縮機から放出される騒音を吸収する
が、巡航時には噴流を止めて抽気空気の無駄を省くよう
にする。同様に、エンジン排気側では、コーン部に小孔
を設け、超音速ジェット推進の場合には、エジェクタ内
部にも小孔を設ける。吸気側と同じく離着陸時のみ作動
する。燃焼器内部では、図に示すように二次空気の一部
を一次ライナに通気するか、一次ライナ内の圧力変動を
利用して小孔板単体で自立動作させる。いずれの場合に
も、補助動力装置或いは圧縮機を用いて、微小噴流群を
ナセル内へ流入あるいは壁面側へ吸入させる。小孔形状
としては、図３Ａの24段差状若しくは25テーパー状を採
用すると、前縁剥離した渦が再付着する効果があり、噴
流速度と合せて最適設計することで吸音帯域を広げるこ
とができる。他に、前縁と後縁の間に設けた浅底キャビ
ティや突起物付きキャビティも同様である。キャビティ
と同様に、孔空板を多層にしたり、透過直径の異なる板
を重ねたり、孔中心位置をずらす態様も有効である。断
面の形状としては、非円形や多角形にすることで複数の
スケールの渦を励起し、吸音帯域を広げる効果が見込ま
れる。適応化制御機構として用いる場合には、小孔を含
む板は、圧電性材料或いは機能性材料を使って・小孔の
形状、等価直径、噴流方向を可変にする。エンジンの運
転状態に応じて騒音周波数特性が変化するので、これに
呼応して、噴流流量を加えたこれらのパラメータを変化
させて最適の吸音効果を得る。可変量の制御に当たって
は、エンジン内外に設置された誤差センサを使って放射
される騒音レベルを常時計測し、制御用のコンピュータ
にデータを送る。誤差信号を得たコンピュータは、機能
性材料を変形させたり隔壁駆動装置や流量調整弁を制御
して、最終的に誤差信号が最小となるようにパラメータ
を調節する。なお、噴流の駆動には空気源が必要となる
が、エンジンでは圧縮機の抽気を用いる。開口率は１〜
20％、噴流の最適マッハ数は0.01〜0.15と小さいため抽
気量は僅かである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】因みに本発明の効果を確認した実験結果を
図５に示す。図のＤに示した直径2.3mmの小孔を横方向
4.5mm縦方向4.2mm間隔に96個配設した試験片（隔壁）で
管内空間を仕切って噴流を通過させた時に、該試験片の
上流・下流からの音響入射して管内32点で音を検出し、
各点での相関係数を求めてから試験片での反射率Ｒ、透
過率Ｔを測定したものである。図のＡＢＣに示したグラ
フは横軸が音響入力の周波数値であり、縦軸がＡでは音
響エネルギーの反射率、Ｂでは音響エネルギーの透過
率、そしてＣでは吸音率に対応するエネルギー損失（Ｅ
Ｌ）である。Ｍは小孔を通過する空気の見かけの最高マ
ッハ数（実際にはこれよりも20％近く大きい）である。
小孔部分での反射係数、透過係数、エネルギー損失係数
を計測した結果である。エネルギー損失（ＥＬ）係数は
１から反射係数Ｒと透過係数Ｔを減じた数値とした。噴
流なし（Ｍ＝0.0）のときに比べＭ＝0.085のときの吸音
率はあがり、さらにＭ＝0.20，0.30，0.40のときの吸音
率は上昇している。噴流の存在によって、吸音率が上昇
していることが確認できる。
図５に示す。図のＤに示した直径2.3mmの小孔を横方向
4.5mm縦方向4.2mm間隔に96個配設した試験片（隔壁）で
管内空間を仕切って噴流を通過させた時に、該試験片の
上流・下流からの音響入射して管内32点で音を検出し、
各点での相関係数を求めてから試験片での反射率Ｒ、透
過率Ｔを測定したものである。図のＡＢＣに示したグラ
フは横軸が音響入力の周波数値であり、縦軸がＡでは音
響エネルギーの反射率、Ｂでは音響エネルギーの透過
率、そしてＣでは吸音率に対応するエネルギー損失（Ｅ
Ｌ）である。Ｍは小孔を通過する空気の見かけの最高マ
ッハ数（実際にはこれよりも20％近く大きい）である。
小孔部分での反射係数、透過係数、エネルギー損失係数
を計測した結果である。エネルギー損失（ＥＬ）係数は
１から反射係数Ｒと透過係数Ｔを減じた数値とした。噴
流なし（Ｍ＝0.0）のときに比べＭ＝0.085のときの吸音
率はあがり、さらにＭ＝0.20，0.30，0.40のときの吸音
率は上昇している。噴流の存在によって、吸音率が上昇
していることが確認できる。
Claims (6)
- 【請求項１】 騒音が伝播する空間の一部を覆う、多数
の小孔が形成された隔壁と、該小孔を貫通して微細な気
体流を前記空間内部若しくは空間外部へ流通させる手段
とを備え、気体を流通させることによって前記隔壁近傍
空間に微細噴流を発生させ騒音を解消させる吸音システ
ムにおいて、前記小孔の形状、噴流噴出或いは流入角
度、噴流流量、隔壁背後層の厚さ、隔壁背後層に流入す
る気流角度のいずれかの設定又はこれらの組合せによっ
て吸音効果を高めることを特徴とする微細噴流制御式吸
音システム。 - 【請求項２】 騒音空間に誤差センサを設置し、該誤差
センサの出力が最小となるように、小孔の形状、噴流噴
出或いは流入角度、噴流流量、隔壁背後層の厚さ、隔壁
背後層に流入する気流角度のいずれか又はこれらの組合
せを調節する適応化制御機構を備えた請求項１の微細噴
流制御式吸音システム。 - 【請求項３】 小孔の形状としては、隔壁開口断面にお
いて、任意形状が選択できると共に、隔壁厚み方向には
多層段、テーパー、空洞、突起物が形成されたものが選
択でき、これらのいずれか又は組み合わせの選択使用が
可能である請求項１又は２に記載の微細噴流制御式吸音
システム。 - 【請求項４】 周波数帯域に対応させて最適な吸音の得
られる開口率、等価直径、小孔形状と噴流速度の隔壁部
を複数配備し、騒音周波数に応じて適宜組み合わせて使
用することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記
載の微細噴流制御式吸音システム。 - 【請求項５】 適応化制御機構は、小孔付近或いは隔壁
の一部に圧電性素子、形状記憶合金などの機能性材料を
埋め込んだ構成とし、外部からの制御信号に応じて、前
記小孔の形状を微変させることにより、噴流が発生する
せん断渦を制御し、吸音帯域や吸音量を調整することを
特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の微細噴流
制御式吸音システム。 - 【請求項６】 多数の小孔が形成された隔壁を多層に設
置すると共に個々の隔壁を移動させる手段を備え、小孔
同士の相対的位置関係をずらすことにより吸音特性を向
上させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに
記載の微細噴流制御式吸音システム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001202953A JP3809520B2 (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | 微細噴流制御式吸音システム |
| US10/167,459 US6772856B2 (en) | 2001-07-04 | 2002-06-13 | Fine jet control-type sound absorption system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001202953A JP3809520B2 (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | 微細噴流制御式吸音システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003015656A true JP2003015656A (ja) | 2003-01-17 |
| JP3809520B2 JP3809520B2 (ja) | 2006-08-16 |
Family
ID=19039665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001202953A Expired - Lifetime JP3809520B2 (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | 微細噴流制御式吸音システム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6772856B2 (ja) |
| JP (1) | JP3809520B2 (ja) |
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| JP2008196848A (ja) * | 2008-05-26 | 2008-08-28 | Mitsubishi Electric Corp | 流路装置、冷凍サイクル装置、圧力脈動低減装置、圧力脈動低減方法 |
| JP2009521637A (ja) * | 2005-12-23 | 2009-06-04 | オネラ（オフィス・ナショナル・ドゥエチュード・エ・ドゥ・ルシェルチェ・アエロスパシャル） | 航空機タービン騒音の減衰に用いられる多孔質金属体 |
| US7856837B2 (en) | 2002-02-10 | 2010-12-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Air conditioning equipment, fan equipment, method of reducing noise of equipment, pressure pulsation reducer for refrigeration cycle equipment, pressure pulsation reducer for pump equipment and method of reducing pressure pulsation of equipment |
| WO2019225293A1 (ja) * | 2018-05-24 | 2019-11-28 | 株式会社デンソー | 吸音構造体 |
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| JP2007088043A (ja) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Fujitsu Ltd | 冷却装置 |
| US7802592B2 (en) * | 2006-04-18 | 2010-09-28 | Fisher Controls International, Llc | Fluid pressure reduction devices |
| US8250477B1 (en) * | 2008-11-04 | 2012-08-21 | Sensei, Inc. | Mobile client application for managing user interface components |
| GB201121887D0 (en) | 2011-12-20 | 2012-02-01 | Rolls Royce Plc | Intake liner for a gas turbine engine |
| US9207017B2 (en) | 2012-04-23 | 2015-12-08 | Hydro-Thermal Corporation | Fluid diffusing nozzle design |
| JP6551892B2 (ja) * | 2015-02-18 | 2019-07-31 | エムアールエイ・システムズ・エルエルシー | 音響ライナーおよび音響ライナーの入口を成形する方法 |
| US11260641B2 (en) | 2019-05-10 | 2022-03-01 | American Honda Motor Co., Inc. | Apparatus for reticulation of adhesive and methods of use thereof |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4231447A (en) * | 1978-04-29 | 1980-11-04 | Rolls-Royce Limited | Multi-layer acoustic linings |
| US5962107A (en) * | 1997-10-29 | 1999-10-05 | Johns Manville International, Inc. | Perforated cellular sound absorption material |
-
2001
- 2001-07-04 JP JP2001202953A patent/JP3809520B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-06-13 US US10/167,459 patent/US6772856B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US7856837B2 (en) | 2002-02-10 | 2010-12-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Air conditioning equipment, fan equipment, method of reducing noise of equipment, pressure pulsation reducer for refrigeration cycle equipment, pressure pulsation reducer for pump equipment and method of reducing pressure pulsation of equipment |
| JP2009521637A (ja) * | 2005-12-23 | 2009-06-04 | オネラ（オフィス・ナショナル・ドゥエチュード・エ・ドゥ・ルシェルチェ・アエロスパシャル） | 航空機タービン騒音の減衰に用いられる多孔質金属体 |
| JP2008196848A (ja) * | 2008-05-26 | 2008-08-28 | Mitsubishi Electric Corp | 流路装置、冷凍サイクル装置、圧力脈動低減装置、圧力脈動低減方法 |
| JP4659066B2 (ja) * | 2008-05-26 | 2011-03-30 | 三菱電機株式会社 | 流路装置 |
| WO2019225293A1 (ja) * | 2018-05-24 | 2019-11-28 | 株式会社デンソー | 吸音構造体 |
| JP2019204010A (ja) * | 2018-05-24 | 2019-11-28 | 株式会社デンソー | 吸音構造体 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US6772856B2 (en) | 2004-08-10 |
| US20030006089A1 (en) | 2003-01-09 |
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|
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