JP2903841B2 - 能動的消音装置 - Google Patents
能動的消音装置Info
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- JP2903841B2 JP2903841B2 JP4058284A JP5828492A JP2903841B2 JP 2903841 B2 JP2903841 B2 JP 2903841B2 JP 4058284 A JP4058284 A JP 4058284A JP 5828492 A JP5828492 A JP 5828492A JP 2903841 B2 JP2903841 B2 JP 2903841B2
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- sound
- duct
- pipe
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
- F01N1/06—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using interference effect
- F01N1/065—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using interference effect by using an active noise source, e.g. speakers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
- Duct Arrangements (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンや送風機のよ
うな、高温ガスの排気ダクトから発生する騒音を消音す
る能動的消音装置に関する。
うな、高温ガスの排気ダクトから発生する騒音を消音す
る能動的消音装置に関する。
【0002】
【従来の技術】騒音を消音するための装置として、特開
昭62−206212号公報などに開示された能動的消
音装置があり、図10はこれら従来の能動的消音装置を
示す概略構成図である。能動的消音装置は、一般に、一
次音源1からの騒音をダクト2に通し、ダクト2の途中
で一次音源1による音量を音量検出マイク6で検出し、
検出した信号を信号処理回路4で加工し、これを基に一
次音源1の騒音と逆位相で同振幅の音を二次音源として
のスピーカ3から放射し、一次音源1の騒音をスピーカ
3の音と干渉させて消音するもので、これによってダク
ト2の出口の音量検出マイク5で検出する音を最小にし
ようとするものである。
昭62−206212号公報などに開示された能動的消
音装置があり、図10はこれら従来の能動的消音装置を
示す概略構成図である。能動的消音装置は、一般に、一
次音源1からの騒音をダクト2に通し、ダクト2の途中
で一次音源1による音量を音量検出マイク6で検出し、
検出した信号を信号処理回路4で加工し、これを基に一
次音源1の騒音と逆位相で同振幅の音を二次音源として
のスピーカ3から放射し、一次音源1の騒音をスピーカ
3の音と干渉させて消音するもので、これによってダク
ト2の出口の音量検出マイク5で検出する音を最小にし
ようとするものである。
【0003】この能動的消音装置を、高温ガスが流れる
エンジンや送風機のダクトに適用する場合には、スピー
カ3や音量検出マイク5、6を熱から守り、かつスピー
カ3の出力不足を補うために、図10のようにこれらを
ダクト2の出口に設けたり、耐熱性のあるスピーカ3や
音量検出マイク5,6を用いるなどの対策が講じられて
いた。
エンジンや送風機のダクトに適用する場合には、スピー
カ3や音量検出マイク5、6を熱から守り、かつスピー
カ3の出力不足を補うために、図10のようにこれらを
ダクト2の出口に設けたり、耐熱性のあるスピーカ3や
音量検出マイク5,6を用いるなどの対策が講じられて
いた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、二次音
源や音量検出マイクをダクトの出口に設けるのは、その
設置場所が限定されるため、施工やメンテナンスに困難
な場合を生じたり、雨や風に対する特別の対策が必要と
なる。また、ダクトの外で音の干渉が行われることにな
り、減音効果に指向性が生じる等の課題があった。本発
明は、これらの課題を解決して、安価で効果的な能動的
消音装置を提供することを目的とする。
源や音量検出マイクをダクトの出口に設けるのは、その
設置場所が限定されるため、施工やメンテナンスに困難
な場合を生じたり、雨や風に対する特別の対策が必要と
なる。また、ダクトの外で音の干渉が行われることにな
り、減音効果に指向性が生じる等の課題があった。本発
明は、これらの課題を解決して、安価で効果的な能動的
消音装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、一次音源
と、該一次音源から発せられる音波を伝搬するダクト
と、音量を検出する音量検出センサと、前記一次音源か
ら発せられる音波と逆位相で同振幅の音波を放射する二
次音源とを備え、音を通過させ断熱効果を有する音透過
断熱体を前記ダクトに設け、該音透過断熱体に前記二次
音源と音量検出センサとを設置してなる能動的消音装置
において、前記音透過断熱体は、複数のパイプを平行に
して一端を前記ダクトに固定したパイプ構造物とし、前
記ダクトと反対側のパイプ端部に前記二次音源と音量検
出センサを設置したものである。
と、該一次音源から発せられる音波を伝搬するダクト
と、音量を検出する音量検出センサと、前記一次音源か
ら発せられる音波と逆位相で同振幅の音波を放射する二
次音源とを備え、音を通過させ断熱効果を有する音透過
断熱体を前記ダクトに設け、該音透過断熱体に前記二次
音源と音量検出センサとを設置してなる能動的消音装置
において、前記音透過断熱体は、複数のパイプを平行に
して一端を前記ダクトに固定したパイプ構造物とし、前
記ダクトと反対側のパイプ端部に前記二次音源と音量検
出センサを設置したものである。
【0006】第2の発明は、前記音透過断熱体を、周囲
を囲った箱体にこの箱体を貫通する複数のパイプを配し
たパイプ構造物とし、このパイプ構造物のパイプと平行
な箱体の一面を前記ダクトに固定し、前記ダクトと反対
側の箱体面に前記二次音源と音量検出センサを設置した
ものである。
を囲った箱体にこの箱体を貫通する複数のパイプを配し
たパイプ構造物とし、このパイプ構造物のパイプと平行
な箱体の一面を前記ダクトに固定し、前記ダクトと反対
側の箱体面に前記二次音源と音量検出センサを設置した
ものである。
【0007】第3の発明は、前記パイプ構造物のパイプ
総断面積又はパイプ長又はパイプ総断面積及びパイプ長
を変更可能としたものである。
総断面積又はパイプ長又はパイプ総断面積及びパイプ長
を変更可能としたものである。
【0008】
【作用】第1の発明においては、音透過断熱体が、ダク
トと二次音源及び音量検出センサとの間で、熱を遮断
し、音を通過させる。そして、パイプ構造物のパイプ内
部を音が通過し、パイプ外部が外気にさらされてパイプ
構造物が冷却される。
トと二次音源及び音量検出センサとの間で、熱を遮断
し、音を通過させる。そして、パイプ構造物のパイプ内
部を音が通過し、パイプ外部が外気にさらされてパイプ
構造物が冷却される。
【0009】第2の発明においては、パイプ構造物のパ
イプ外部を音が通過し、パイプ内部が外気にさらされて
パイプ構造物が冷却される。
イプ外部を音が通過し、パイプ内部が外気にさらされて
パイプ構造物が冷却される。
【0010】第3の発明においては、パイプ総断面積又
はパイプ長又はパイプ総断面積及びパイプ長を変更する
ことにより、特定の周波数で二次音源の御圧レベルを増
大させることができる。
はパイプ長又はパイプ総断面積及びパイプ長を変更する
ことにより、特定の周波数で二次音源の御圧レベルを増
大させることができる。
【0011】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示す能動的消音装
置の構成図である。
置の構成図である。
【0012】一次音源1の音波を伝搬するダクト2の途
中に、音を通過させ断熱効果を有する音透過断熱体8を
取り付け、この音透過断熱体8を介して二次音源のスピ
ーカ3と音量検出マイク5,6を設置する。これによっ
て、スピーカ3と音量検出マイク5,6を熱から保護し
つつ、ダクト2に対してスピーカ及び音量検出マイクと
しての機能を十分に発揮させようとしたものである。な
お、4は信号処理回路であり、この能動的消音装置も、
一次音源からの音の消音は従来例で説明したと同様にし
てなされる。
中に、音を通過させ断熱効果を有する音透過断熱体8を
取り付け、この音透過断熱体8を介して二次音源のスピ
ーカ3と音量検出マイク5,6を設置する。これによっ
て、スピーカ3と音量検出マイク5,6を熱から保護し
つつ、ダクト2に対してスピーカ及び音量検出マイクと
しての機能を十分に発揮させようとしたものである。な
お、4は信号処理回路であり、この能動的消音装置も、
一次音源からの音の消音は従来例で説明したと同様にし
てなされる。
【0013】図2は本発明の別の実施例を示す能動的消
音装置の構成図であって、一次音源1からの音量検出
を、回転パルス計7で行なわせたものである。
音装置の構成図であって、一次音源1からの音量検出
を、回転パルス計7で行なわせたものである。
【0014】図3は図1の音透過断熱体8の一例を示す
ダクトの断面斜視図である。図において、2はダクト、
3はスピーカ、9はスピーカ3のケース、10はダクト
の内側に設けた軽量の断熱材である。11はパイプであ
って、ダクト2とケース9との間に複数平行に設け、各
パイプ11の端をそれぞれダクト2とケース9に溶接又
はねじ等で固定する。複数のパイプ11を図3のように
構成したパイプ構造物12は、パイプ11の内部を音が
通過し、パイプ11の外部が外気にさらされてパイプ構
造物が冷却され、ダクト2とケース9との間で音透過断
熱体として作用する。
ダクトの断面斜視図である。図において、2はダクト、
3はスピーカ、9はスピーカ3のケース、10はダクト
の内側に設けた軽量の断熱材である。11はパイプであ
って、ダクト2とケース9との間に複数平行に設け、各
パイプ11の端をそれぞれダクト2とケース9に溶接又
はねじ等で固定する。複数のパイプ11を図3のように
構成したパイプ構造物12は、パイプ11の内部を音が
通過し、パイプ11の外部が外気にさらされてパイプ構
造物が冷却され、ダクト2とケース9との間で音透過断
熱体として作用する。
【0015】図4は図1の音透過断熱体8の別の例を示
すダクトの断面斜視図である。13は周囲が囲われた箱
体であって、箱体13には複数のパイプ11を貫通させ
る。そして、パイプ11の貫通方向と平行な箱体13の
対向面を、それぞれダクト2とケース9に溶接又はねじ
等で固定する。複数のパイプ11を図4のように構成し
たパイプ構造物14は、パイプ11の外部を音が通過
し、パイプ11の内部が外気にさらされてパイプ構造物
が冷却され、ダクト2とケース9との間で音透過断熱体
として作用する。なお、図3、図4のパイプ構造物1
2,14に用いるパイプは熱伝導率の大きいものがよ
く、銅パイプなどが好適である。
すダクトの断面斜視図である。13は周囲が囲われた箱
体であって、箱体13には複数のパイプ11を貫通させ
る。そして、パイプ11の貫通方向と平行な箱体13の
対向面を、それぞれダクト2とケース9に溶接又はねじ
等で固定する。複数のパイプ11を図4のように構成し
たパイプ構造物14は、パイプ11の外部を音が通過
し、パイプ11の内部が外気にさらされてパイプ構造物
が冷却され、ダクト2とケース9との間で音透過断熱体
として作用する。なお、図3、図4のパイプ構造物1
2,14に用いるパイプは熱伝導率の大きいものがよ
く、銅パイプなどが好適である。
【0016】図5は図3又は図4の構成において、ダク
ト2内を流れる気体温度及びパイプ構造物12、14の
各部寸法をある状態に設定して実験した、ダクト2側と
スピーカ3側の温度比較図である。これによれば、スピ
ーカ3側の温度を常温程度に維持できることがわかる。
なお、スピーカ3側の温度を常温程度に維持すること
は、パイプ構造物12、14の各部の寸法の組合わせに
よって、いろいろな場合に実現できる。
ト2内を流れる気体温度及びパイプ構造物12、14の
各部寸法をある状態に設定して実験した、ダクト2側と
スピーカ3側の温度比較図である。これによれば、スピ
ーカ3側の温度を常温程度に維持できることがわかる。
なお、スピーカ3側の温度を常温程度に維持すること
は、パイプ構造物12、14の各部の寸法の組合わせに
よって、いろいろな場合に実現できる。
【0017】図6はパイプ構造物12のパイプの総断面
積の変化による、スピーカの音圧レベルの周波数特性で
ある。実線は総断面積が零すなわちパイプ構造体12を
使用しない場合、一点鎖線は総断面積がAの場合、破線
は総断面積が2Aの場合である。この図より、パイプ構
造体12がない場合は、スピーカの音圧レベルはほぼ一
定しているのに対し、パイプ構造体12を設けた場合
は、特定の周波数にてスピーカの音圧レベルが増大する
ことがわかる。また、総断面積がAから2Aへ2倍にな
ると、スピーカの音圧レベルが増大する周波数はf0 か
ら21/2 ・f0 に変化する。
積の変化による、スピーカの音圧レベルの周波数特性で
ある。実線は総断面積が零すなわちパイプ構造体12を
使用しない場合、一点鎖線は総断面積がAの場合、破線
は総断面積が2Aの場合である。この図より、パイプ構
造体12がない場合は、スピーカの音圧レベルはほぼ一
定しているのに対し、パイプ構造体12を設けた場合
は、特定の周波数にてスピーカの音圧レベルが増大する
ことがわかる。また、総断面積がAから2Aへ2倍にな
ると、スピーカの音圧レベルが増大する周波数はf0 か
ら21/2 ・f0 に変化する。
【0018】図7は図3、図4の構造がヘルムホルツの
共鳴器として作用する説明図である。(a)は図3の場
合、(b)は図4の場合をそれぞれ示し、図中の符号は
図3、図4と同一物を示す。いずれの場合にも、パイプ
構造物12,14がオリフィスとして作用し、オリフィ
スの総断面積Sは、(a)の場合にはパイプ総断面積で
あって、パイプ断面積×パイプ本数となり、(b)の場
合には、スピーカと接する面の箱体断面積−パイプ総断
面積となる。そして、ヘルムホルツの共鳴周波数fは次
式(1)で表され、これが前述した総断面積の変化に伴
って、スピーカの音圧レベルが増大した理由でもある。
共鳴器として作用する説明図である。(a)は図3の場
合、(b)は図4の場合をそれぞれ示し、図中の符号は
図3、図4と同一物を示す。いずれの場合にも、パイプ
構造物12,14がオリフィスとして作用し、オリフィ
スの総断面積Sは、(a)の場合にはパイプ総断面積で
あって、パイプ断面積×パイプ本数となり、(b)の場
合には、スピーカと接する面の箱体断面積−パイプ総断
面積となる。そして、ヘルムホルツの共鳴周波数fは次
式(1)で表され、これが前述した総断面積の変化に伴
って、スピーカの音圧レベルが増大した理由でもある。
【0019】
【数1】
【0020】なお、パイプ構造物12,14のパイプ総
断面積の変更は、パイプにあらかじめバルブやオリフィ
スを備えておき、このバルブやオリフィスによって行う
ことができる。また、パイプ総断面積やパイプ長の変更
は、パイプ構造物12,14のダクト2やケース9への
固定をねじで行うようにしておき、パイプ構造物12,
14全体を取替える等によって可能である。その他、パ
イプ構造物12,14をブロック単位で製作しておい
て、ブロック単位毎に取替えることもできる。
断面積の変更は、パイプにあらかじめバルブやオリフィ
スを備えておき、このバルブやオリフィスによって行う
ことができる。また、パイプ総断面積やパイプ長の変更
は、パイプ構造物12,14のダクト2やケース9への
固定をねじで行うようにしておき、パイプ構造物12,
14全体を取替える等によって可能である。その他、パ
イプ構造物12,14をブロック単位で製作しておい
て、ブロック単位毎に取替えることもできる。
【0021】また、音透過断熱体は図3、図4のように
パイプを用いた構造としないで、図8のように、ケース
9のスピーカ3とダクト2間に穴15を数個あけただけ
の構造にしてもよい。図8の音透過断熱体8の利用例を
図9により説明する。図9中、1はエンジンなどの一次
音源、16は建屋、17は煙穴である。煙穴効果により
ダクト内圧力が背圧に成っている箇所に、音透過断熱体
8を設置すれば、外気を吸い込み自然冷却が促進され
る。穴15の径が小さく、数が少なければ、穴15から
建屋16内部への漏れ音はわずかであり、問題は生じな
い。
パイプを用いた構造としないで、図8のように、ケース
9のスピーカ3とダクト2間に穴15を数個あけただけ
の構造にしてもよい。図8の音透過断熱体8の利用例を
図9により説明する。図9中、1はエンジンなどの一次
音源、16は建屋、17は煙穴である。煙穴効果により
ダクト内圧力が背圧に成っている箇所に、音透過断熱体
8を設置すれば、外気を吸い込み自然冷却が促進され
る。穴15の径が小さく、数が少なければ、穴15から
建屋16内部への漏れ音はわずかであり、問題は生じな
い。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
温ガスが流れるダクトに対しても、二次音源と音量検出
センサをダクトの途中の任意の場所に設けることがで
き、その結果、次のような効果を有する能動的消音装置
が得られる。 (a)二次音源と音量検出センサを外部に面して設置す
る必要がなくなり、雨や風に対する特別な対策が不要と
なる。 (b)二次音源をダクトの途中に設けることで、ダクト
内部で音の干渉が行われ、減音効果に指向性を生じな
い。 (c)二次音源と音量検出センサを任意の場所に設置で
きるので、施工性、メンテナンス性が向上する。 (d)音透過断熱体であるパイプ構造物は構造が簡単で
あり、また、パイプ総断面積やパイプ長を変更すること
で、二次音源の音圧レベルを特定周波数において増大さ
せることができる。 (e)全体として装置コスト、メンテナンス費の低減が
図れる。
温ガスが流れるダクトに対しても、二次音源と音量検出
センサをダクトの途中の任意の場所に設けることがで
き、その結果、次のような効果を有する能動的消音装置
が得られる。 (a)二次音源と音量検出センサを外部に面して設置す
る必要がなくなり、雨や風に対する特別な対策が不要と
なる。 (b)二次音源をダクトの途中に設けることで、ダクト
内部で音の干渉が行われ、減音効果に指向性を生じな
い。 (c)二次音源と音量検出センサを任意の場所に設置で
きるので、施工性、メンテナンス性が向上する。 (d)音透過断熱体であるパイプ構造物は構造が簡単で
あり、また、パイプ総断面積やパイプ長を変更すること
で、二次音源の音圧レベルを特定周波数において増大さ
せることができる。 (e)全体として装置コスト、メンテナンス費の低減が
図れる。
【図1】本発明の一実施例を示す能動的消音装置の構成
図である。
図である。
【図2】本発明の別の実施例を示す能動的消音装置の構
成図である。
成図である。
【図3】音透過断熱体の一例を示すダクトの断面斜視図
である。
である。
【図4】音透過断熱体の別の例を示すダクトの断面斜視
図である。
図である。
【図5】図3の構成におけるダクト側とスピーカ側の温
度比較図である。
度比較図である。
【図6】スピーカの音圧レベルの周波数特性である。
【図7】ヘルムホルツの共鳴器の説明図である。
【図8】音透過断熱体の別の例を示すダクトの断面斜視
図である。
図である。
【図9】図8の音透過断熱体の利用説明図である。。
【図10】従来の能動的消音装置の構成図である。
1 一次音源 2 ダクト 3 スピーカ 4 信号処理回路 5,6 音量検出マイク 8 音透過断熱体 11 パイプ 12,14 パイプ構造物
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−210211(JP,A) 特開 平5−98927(JP,A) 特開 平4−183912(JP,A) 特開 平2−72395(JP,A) 特開 昭62−206212(JP,A) 実開 昭63−118320(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G10K 11/178 F01N 1/00 F01N 1/06 F01N 7/14 F24F 13/02
Claims (3)
- 【請求項1】 一次音源と、該一次音源から発せられる
音波を伝搬するダクトと、音量を検出する音量検出セン
サと、前記一次音源から発せられる音波と逆位相で同振
幅の音波を放射する二次音源とを備え、音を通過させ断
熱効果を有する音透過断熱体を前記ダクトに設け、該音
透過断熱体に前記二次音源と音量検出センサとを設置し
てなる能動的消音装置において、 前記音透過断熱体は、複数のパイプを平行にして一端を
前記ダクトに固定したパイプ構造物とし、前記ダクトと
反対側のパイプ端部に前記二次音源と音量検出センサを
設置したことを特徴とする能動的消音装置。 - 【請求項2】 一次音源と、該一次音源から発せられる
音波を伝搬するダクトと、音量を検出する音量検出セン
サと、前記一次音源から発せられる音波と逆位相で同振
幅の音波を放射する二次音源とを備え、音を通過させ断
熱効果を有する音透過断熱体を前記ダクトに設け、該音
透過断熱体に前記二次音源と音量検出センサとを設置し
てなる能動的消音装置において、 前記音透過断熱体は、周囲を囲った箱体にこの箱体を貫
通する複数のパイプを配したパイプ構造物とし、このパ
イプ構造物のパイプと平行な箱体の一面を前記ダクトに
固定し、前記ダクトと反対側の箱体面に前記二次音源と
音量検出センサを設置したことを特徴とする能動的消音
装置。 - 【請求項3】 前記パイプ構造物のパイプ総断面積又は
パイプ長又はパイプ総断面積及びパイプ長を変更可能と
したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の能動
的消音装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4058284A JP2903841B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 能動的消音装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4058284A JP2903841B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 能動的消音装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05257483A JPH05257483A (ja) | 1993-10-08 |
JP2903841B2 true JP2903841B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=13079898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4058284A Expired - Fee Related JP2903841B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 能動的消音装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2903841B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1267402B1 (it) * | 1994-02-22 | 1997-02-05 | Electronic Sound Attenuation S | Silenziatore attivo per gas di scarico. |
DE102015217461A1 (de) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG | Verbindungsrohr zum Anschließen eines aktiven Schalldämpfers an eine Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine |
-
1992
- 1992-03-16 JP JP4058284A patent/JP2903841B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05257483A (ja) | 1993-10-08 |
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