JP2005299545A - アクティブ消音装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 排気管の主管の回りに小スペースで配置し、消音用スピーカの冷却を効果的に行い、かつメンテナンスを容易にする。
【解決手段】 アクティブ消音装置５は、エンジン１の排気管３におけるパッシブ消音器４の下流側に分岐管６，６を介して接続された枝管７，７が、前記パッシブ消音器４と反対側へ向け前記排気管３に沿って設けられ、前記枝管７，７の端部に消音用スピーカ８，８と該消音用スピーカ８，８を冷却する送風装置（冷却手段）９が取り付けられており、前記分岐管６，６は、前記排気管３の上流側に行くにしたがって排気管３から離れるように、排気管３の軸線に対して４０〜７０度の傾斜角度θを設けて排気管３に取り付けられて構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジンの排気管に付設して排気騒音を消音するためのアクティブ消音装置に関するものである。

従来、この種のアクティブ消音装置として、エンジンの排気管におけるパッシブ消音器の下流側に、分岐管を介して前記排気管に沿うようにして１つないし複数個の枝管を取り付け、該枝管の端部に消音出力手段としての消音用スピーカと該消音用スピーカをその背面から冷却するための冷却ファンを配置した構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−３５５４２７号公報

しかしながら、前記従来のアクティブ消音装置は、前記枝管が前記主管の上流側に延長されて大径のパッシブ消音器の外側に近接して配設されているので、前記枝管の配置空間が大きくなると共に、前記消音用スピーカが上流側排気管から高温の排気熱を受けることによって加熱されるおそれがあり、前記消音用スピーカに対する冷却効果を良好に維持するには前記冷却ファンの能力を大きくしなければならない問題がある。また、前記消音用スピーカと冷却ファンは１つの収納ボックス内に設けた構成となっているため、冷却ファンや消音用スピーカを点検したり、交換したりする場合には、その都度、前記収納ボックスの分解、再組立を行わねばならず、手間がかかり、メンテナンスを簡単に行うことができない不便がある。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、排気管の回りに小スペースで配置することができ、消音用スピーカの冷却を効果的に行うことができ、かつメンテナンスを容易に行えるアクティブ消音装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために、以下の点を特徴としている。
すなわち、本発明の請求項１に係るアクティブ消音装置は、エンジンの排気管におけるパッシブ消音器の下流側に分岐管を介して接続された枝管が、前記パッシブ消音器と反対側へ向け前記排気管に沿って設けられ、前記枝管に枝管を通して排気管側に向けて音波を流す消音用スピーカと該消音用スピーカを冷却する冷却手段が取り付けられたアクティブ消音装置において、前記分岐管は、前記排気管の上流側に行くにしたがって排気管から離れるように、排気管の軸線に対して４０〜７０度の傾斜角度を設けて排気管に取り付けられていることを特徴としている。

また、請求項２に係るアクティブ消音装置は、請求項１に記載のアクティブ消音装置において、前記消音用スピーカは前記枝管の前記分岐管と反対側の端部に着脱自在に取り付けられ、前記冷却手段は、前記冷却ファンと、一端が該冷却ファンに接続され、他端が前記枝管における前記消音用スピーカに近い位置に接続された空気ダクトとを備えていることを特徴としている。

本発明によれば、以下の優れた効果を奏する。
請求項１に係るアクティブ消音装置によれば、パッシブ消音器の下流側において排気管に接続され、該排気管の下流側に向けられ前記パッシブ消音器を回避した位置に設けた枝管に消音用スピーカが取り付けられた構成とされているので、前記パッシブ消音器の外周側に枝管と消音用スピーカを配置する場合に比べて、アクティブ消音装置を小型化して小スペースで設置することができる。
また、前記排気管に前記枝管を接続する分岐管が、その排気管との接続部から排気管の軸線に対して４０〜７０度の傾斜角度を設けて排気管の上流側に向けられた構成とされているので、枝管側から冷却ファンによって送風された冷却用空気が、排気管内を流れる排気と円滑に合流し、排気の流れが乱れないため、前記冷却手段にかかる負担が少なく、該冷却手段を小型化することができる。
さらに、前記消音用スピーカは、温度が低下される下流側の排気管に沿って配置されているので、前記排気管の排気熱の影響も受けにくく、この点からも冷却手段を小型化することができる。

請求項２に係るアクティブ消音装置によれば、消音用スピーカがその冷却手段と分離されて枝管の端部に取り付けられているので、消音用スピーカの点検や交換をするとき、冷却手段を一緒に着脱する必要がなく、メンテナンスを容易、迅速に行うことができる。

以下、本発明の一実施の形態に係るアクティブ消音装置について、添付図面を参照して説明する。
図１において、１は船舶の機関室内に設置された舶用ディーゼルエンジン等のエンジンであり、その過給機２の排気出口２ａに接続された排気管３には、該排気管３に設けた従来周知のパッシブ消音器４の下流側に本発明の一実施の形態に係るアクティブ消音装置５が取り付けられている。
前記アクティブ消音装置５は、前記排気管３におけるパッシブ消音器４の下流側に、該パッシブ消音器の近くから分岐する一対の分岐管６，６を介して一対の枝管７，７が接続され、該各枝管７，７にそれらの枝管７，７を通して前記排気管３側に向けて音波を流す（出力する）一対の消音用スピーカ８，８とこれらの消音用スピーカ８，８を冷却する送風装置（冷却手段）９が取り付けられて構成されている。前記一対の分岐管６，６と枝管７，７は、前記排気管３の周方向に１８０°の間隔をあけて互いに対称（図１、図２において左右対称）に配置されている。

前記各分岐管６，６は、図２に示すように、基端部６ａ，６ａが前記排気管３に接続され、それらの先端部６ｂ，６ｂが前記パッシブ消音装置４側に向けられ、前記排気管３の上流側に行くにしたがって排気管３から離れるように、排気管３の軸線に対して鋭角である所定の傾斜角度θ、具体的には４０〜７０度を設けて排気管３に取り付けられている。前記各枝管７，７は、それらの先端部（上流端部）７ａ，７ａが前記分岐管６，６の先端部６ｂ，６ｂに円弧状管部を介して接続され、前記パッシブ消音器４と反対側（下流側）へ向け前記排気管３に沿って延長して設けられている。そして、前記各枝管７，７の後端部（下流端部）７ｂ，７ｂには、前記消音用スピーカ８，８が、それらのフランジ８ａ，８ａを各枝管７，７の各フランジ７ｃ，７ｃに突き合わせてボルト、ナット等の締結ねじにより着脱自在に取り付けられている。

前記送風装置９は、冷却ファン１０と、該冷却ファン１０を前記各枝管７，７の後端部７ｂ，７ｂに連絡し、冷却ファン１０から送風される冷却空気を各枝管７，７内の前記消音用スピーカ８，８の前面に導入する空気ダクト１１とを備え、該空気ダクト１１は、前記枝管７，７の後端部７ｂ，７ｂ同士を相互に連絡する分岐ダクト１１ａと、該分岐ダクト１１ａを前記冷却ファン１０の送風口１０ａに連絡させる長尺の主ダクト１１ｂとで構成されている。
また、図１において、１２は前記排気管３の下流端に接続された煙突であり、その煙突出口１２ａから排気が大気に放出されるようになっている。

なお、図示しないが、前記アクティブ消音装置５は、従来周知のように、前記分岐管６から排気管３の上流側に離れた位置で排気管内の騒音を検出する第１のセンサマイク（音波センサ）と、前記分岐管６から下流側に離れた位置で排気管３内の騒音を検出するモニタマイク（音波センサ）が設置され、制御装置が前記第１のセンサマイクで検出して騒音と逆位相の波形の音波を前記消音用スピーカ８に発生させ、排気管３内の騒音と干渉させることにより騒音を減少させ、減少された騒音を前記モニタマイクで確認することにより、排気管３内の騒音が可及的に小さくなるように制御する方式となっている。

前記実施の形態に係るアクティブ消音装置５においては、前記エンジン１が運転されると、その排気が過給機２の排気出口２ａから排気管３を通り、パッシブ消音器４で高周波の騒音が低減されて後、煙突１２を経て煙突出口１２ａから大気へ放出されるが、エンジンの運転の開始と同時に前記アクティブ消音装置５が制御装置によって作動され、前記枝管７，７の端部に設けた消音用スピーカ８，８から、排気管３内の排気騒音と逆位相の音波が出力されて枝管７，７を通って前記分岐管６，６から前記排気管３に導入されるので、前記音波による干渉作用によって排気管３内の排気騒音が効果的に低減される。
その際、前記冷却ファン１０から主ダクト１１ｂ、分岐ダクト１１ａを介して冷却空気が前記枝管７，７の後端部７ｂ，７ｂに導入されて、該冷却空気によって前記消音用スピーカ８，８が冷却される。該冷却後の冷却空気は枝管７，７の先端側から分岐管６，６を経て前記排気管３内に流入して、その内部を流れる排気を冷却しながら一緒に煙突１２から放出される。前記消音用スピーカ８，８が故障した場合には、前記フランジ８ａ，８ａとフランジ７ａ，７ａの突き合わせ部を締結ねじを緩めて分離し、消音用スピーカ８，８を枝管７，７の後端から取り外して点検、交換する。それらの作業は、消音用スピーカ８が冷却ファン１０と分離して配置されているので、極めて容易、迅速に行える。

前記において、前記消音用スピーカ８，８が前記分岐管６，６の排気管３との接続部より下流側に延長された前記枝管７，７に設けられているが、前記分岐管６，６が前記排気管３の上流側に向けて４０〜７０度の傾斜角度θで取り付けられているので、枝管７，７側から冷却ファン１０によって送風された冷却用空気が、排気管３内を流れる排気と円滑に合流し、排気の流れが乱れないため、前記送風装置９にかかる負担が少なくなる。
前記分岐管６，６の傾斜角度θが４０度より小さなると排気管３と分岐管６，６の接続部の加工が困難となり、また、７０度より大きくなると、冷却ファン１０によって送られた空気と排気管３の中を流れる排気が円滑に合流せず、乱れを生じてしまう。

前記のように、実施の形態に係るアクティブ消音装置５によれば、パッシブ消音器４の下流側において排気管３に接続され、該排気管３の下流側に向けられ前記パッシブ消音器４を回避した位置に設けた前記枝管７，７に消音用スピーカ８，８が取り付けられた構成とされているので、前記パッシブ消音器４の外周側に前記枝管７，７と消音用スピーカ８，８を配置する場合に比べて、アクティブ消音装置５を小型化して小スペースで設置することができる。
また、前記排気管３に前記枝管７，７を接続する分岐管６，６が、その排気管３との接続部（基端部６ａ，６ａ）から排気管３の軸線に対して４０〜７０度の傾斜角度θを設けて排気管３の上流側に向けられた構成とされているので、枝管７，７側から冷却ファン１０によって送風された冷却用空気が、排気管３内を流れる排気と円滑に合流し、排気の流れが乱れないため、前記冷却手段９にかかる負担が少なく、該冷却手段９を小型化することができる。
さらに、前記消音用スピーカ８，８は、前記冷却ファン１０によって枝管７，７内に導入され、前記分岐管６，６を経て排気管３内に流入された冷却空気で排気の温度が低下した下流側の排気管３に沿って配置されているので、該排気管３の排気熱の影響も受けにくく、この点からも冷却手段９を小型化することができる。

また、前記消音用スピーカ８，８が前記枝管７，７の前記分岐管６，６と反対側の端部に着脱自在に取り付けられ、前記冷却手段９が、前記冷却ファン１０と、一端が該冷却ファン１０に接続され、他端が前記枝管７，７における前記消音用スピーカ８，８に近い位置に接続された空気ダクト１１とを備えた構成とされているので、消音用スピーカ８，８とその冷却手段１１とが分離した配置となり、消音用スピーカ８，８を点検や交換をするとき、要メンテナンス期間の異なる冷却ファン１０を有する冷却手段９を一緒に着脱する必要がなく、メンテナンスを容易、迅速に行うことができる。

なお、前記実施の形態に係るアクティブ消音装置５においては、前記排気管３の両側（図１、図２で左右）の対称位置に分岐管６，６を介して一対の枝管７，７を設け、各枝管７，７に１個ずつ消音用スピーカ８を設けたが、枝管７の個数はこれに限らず、１個または３個以上の複数個設けてもよく、１個の枝管７に複数個の消音用スピーカ８を設けてもよい。３個以上の枝管７を設ける場合は、それらの枝管７を前記排気管３の周囲に等間隔に配置し、また、１個の枝管７に複数個の消音用スピーカ８を設ける場合は、１つのスピーカ収納ボックスを枝管７の端部に取り付けて、該スピーカ収納ボックスの内部に、周方向に沿って消音用スピーカを等間隔に配置し、かつ枝管７の中心線に向かって斜め前方を向くようにして設けるとよい。

本発明の一実施の形態に係るアクティブ消音装置を示す正面図である。 同じく要部を一部断面で示した拡大正面図である。

符号の説明

１ エンジン
２ 過給機
３ 排気管
４ パッシブ消音器
５ アクティブ消音装置
６ 分岐管
７ 枝管
８ 消音用スピーカ
９ 送風装置（冷却手段）
１０ 冷却ファン
１１ 空気ダクト
θ 傾斜角度

Claims (2)

1. エンジンの排気管におけるパッシブ消音器の下流側に分岐管を介して接続された枝管が、前記パッシブ消音器と反対側へ向け前記排気管に沿って設けられ、前記枝管に枝管を通して排気管側に向けて音波を流す消音用スピーカと該消音用スピーカを冷却する冷却手段が取り付けられたアクティブ消音装置において、
   前記分岐管は、前記排気管の上流側に行くにしたがって排気管から離れるように、排気管の軸線に対して４０〜７０度の傾斜角度を設けて排気管に取り付けられていることを特徴とするアクティブ消音装置。
2. 前記消音用スピーカは前記枝管の前記分岐管と反対側の端部に着脱自在に取り付けられ、前記冷却手段は、前記冷却ファンと、一端が該冷却ファンに接続され、他端が前記枝管における前記消音用スピーカに近い位置に接続された空気ダクトとを備えている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。
   

Images