JP3568365B2 - Active noise control system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、能動騒音制御システムに関し、より具体的には、ダクト内の騒音を検出する音波検出器と、この音波検出器によって検出された騒音と逆位相で同振幅の音波をダクト内に放射するスピーカと、このスピーカを収納する筺体とを有する能動騒音制御システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
上記の能動騒音制御システムに関する従来技術としては、ダクト内の静圧とスピーカの振動板後面空間の静圧をバランスさせるために、スピーカユニットの取り付け板に小孔が形成された能動騒音制御システムを対象とした、特開平6−129227号公報があり、この従来技術では、小孔を介して暖かい空気がスピーカの振動板後面側に進入して、結露を起こし、スピーカを動作不良にしたり、腐食などの損傷を与えるという問題の解決が課題となっている。
そして、上記現象を解決する第一の方法として、空気は通すが熱の伝達は容易に許さないアルミハニカムを小孔に設けた構造が記されている。
また、第二の方法では、ダクト内の温風とスピーカユニットの表面の間に生じる大きな温度差を結露発生の要素と捉え、この温度差を縮めるためにスピーカを加熱する加熱手段を設けた構造が紹介されている。
第三の方法では、ダクト内とスピーカユニットとを仕切るビニール膜が設けられており、小孔から進入する温風がスピーカユニットと直接に接触することを防止している。
また、第四の方法では、ゴム製の弾性膜や蛇腹構造の膜が小孔に設けられている、これらの膜は、ダクト側空間とスピーカユニット側空間とを、両空間の間の気圧差をバランスさせ得るが、気体自身の流通を阻止するように仕切っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上に例示した従来技術の能動騒音制御システムの第一、第三、及び、第四の方法では、ダクト内の温風が圧力バランス用の小孔から進入することは規制できるが、スピーカの振動板自身を通過してスピーカの背面に到達する経路に対しては防止効果が得られないので、結露を防止する対策として不十分であるという問題があった。
【0004】
また、同従来技術の第二の方法では、ダクト内を流れる気体からスピーカに伝えられる熱と、結露防止手段としてのヒータがスピーカに与える熱によってスピーカが過熱して、スピーカの寿命が低下したり、動作不良になり易いために、流通気体の温度が比較的低いダクトにしか用いることができないという問題が見られた。
【0005】
本発明の目的は、上記の従来技術に見られる問題に鑑みて、ダクト内の高湿度の温風がスピーカの振動板自身を介してスピーカの背面へ進入することを阻止して、スピーカ背面部等の結露がより確実に防止でき、また、流通気体の温度が比較的高いダクトにも使用可能な能動騒音制御システムを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項1による能動騒音制御システムは、
スピーカと前記筺体によって包囲されている第1空間を前記ダクト内の圧力よりも高圧に加圧するための加圧装置を有することを特徴構成としている。
【0007】
前述した特徴構成のために、本発明の請求項1による能動騒音制御システムでは、少なくともダクトの運転中は、常に第1空間内の圧力Peがダクト内の圧力Pdよりも高めに維持される(Pe>Pd)ことから、ダクト内の高湿度の気体が第1空間に進入することはなく、結露の問題が解消される。すなわち、ダクト内の高湿度の温風が、スピーカの振動板自身を通過してスピーカの背面に達する経路から進入することも規制されるので、より確実な結露防止対策となるという効果が得られる。しかも、結露防止手段としてヒータを用いないので、スピーカが過熱して、スピーカの寿命が低下したり、動作不良になり難いために、流通気体の温度が比較的高いダクトにも使用できる。
【0008】
尚、ダクトの運転中、常に第1空間内の圧力をダクト内の圧力より高めに維持するための具体的な構成としては、請求項2の発明のように、ダクト内の圧力を検知するための圧力検出器を設けておき、加圧装置を用いて、第1空間内を、圧力検出器によって検出されたダクト内の圧力を下回らない圧力に調整する制御部を設けても良い。特に、ダクト内の圧力変動が比較的大きい場合に、このような制御部が有効となる。
【0009】
また、請求項3の発明のように、スピーカとダクトに挟まれた第2空間を加圧装置と連通状態にする導管を設け、加圧装置から第2空間にダクト内の気体よりも低温の空気が供給されるように構成しても良い。このように構成すると、第2空間に外気など、ダクト内の雰囲気よりも低温の気体によって、スピーカを冷却することができるため、ダクト内の高温ガスによってスピーカや筺体が短命化するのを防止することができる。
【0010】
必要十分な結露防止効果が得られるためには、例えば、請求項4の発明のように、加圧装置が、第1空間の圧力を、ダクト内の圧力よりも2〜250mm水柱の範囲で高くなるように加圧する構成とすれば良い。極端に高い加圧条件は、不必要であるばかりでなく、スピーカの振動板の駆動を妨害して、スピーカが持つべき本来の能動騒音制御機能を阻害する懸念が生じる。
【0011】
本発明によるその他の特徴及び利点は、以下図面を用いた実施形態の説明により明らかになるだろう。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の能動騒音制御システムの一実施形態について、図面に基づいて解説する。
図1の能動騒音制御システム2は、出力が約180KWのガスエンジン100に接続されたダクト80に取り付けられている。
尚、ダクト80は内径約150mmの円筒状で、ガスの流速は20〜30m/s、ガスエンジン100運転中のダクト80内の条件は、圧力Pdが高々95mm水柱、相対湿度RHが100%、および、温度が約130℃、また、ダクト80内の本来(能動騒音制御システムより前段での)の騒音は130dB程度である。
能動騒音制御システム2は、ダクト80の側壁に形成された貫通孔82を介してダクト80内部と連通状態を持つエンクロージャ6(筺体の一例)、貫通孔82を向くようにエンクロージャ6内に固定されたスピーカ4、ダクト80内の音を検出するための第1と第2マイクロフォン8a,8b(双方共に音波検出器の一例)、および、第1と第2マイクロフォン8a,8bの検出結果に基づいて、ダクト80内の騒音と逆位相で同振幅の音をスピーカ4から放射するための制御装置40を有する。
第1マイクロフォン8aは、ダクト80の貫通孔82に対して上流側の側壁に形成された貫通孔84を介してダクト80に取り付けられており、騒音源(ガスエンジン100)からの伝搬音波を検出する。一方、第2マイクロフォン8bは、ダクト80の貫通孔82に対して下流側の側壁に形成された貫通孔86を介してダクト80に取り付けられており、騒音源からの前記伝搬音波とスピーカ4から放射された音波との干渉状態を検出する。すなわち、制御装置40は、第2マイクロフォン8bによる出力信号が零になるように、スピーカ4からの放射音波の周波数と振幅を決定する。
【0013】
能動騒音制御システム2は、スピーカ4の背面部とエンクロージャ6によって包囲されている第1空間10を加圧するための加圧装置を有する。前記加圧装置は、具体的には最大静圧1500mm水柱の加圧ポンプ14であり、ダクト80内の雰囲気よりも低温(20〜40℃)、低湿度(RH50%)の外気を吸入して圧搾し、圧搾された空気を排気口から排出する。
加圧ポンプ14の排気口とエンクロージャ6の第1空間10とは、内径6.5mmの第1導管16によって連結されている。また、第1導管16には開度調整可能なバルブ16aが設けられている。
さらに、加圧ポンプ14の排気口からは第2導管18が延びており、第2導管18は、三つの枝管に分岐して、各々、スピーカ4とダクト80の間の第2空間20、第1マイクロフォン8aとダクト80の間に位置する空間22a、第2マイクロフォン8bとダクト80の間に位置する空間22bと連結されている。
すなわち、加圧ポンプ14によって得られた低温、低湿度の高圧空気の一部は、第2導管18を通過し、第2空間20、空間22a、および、空間22bに到達して、それぞれスピーカ4、第1マイクロフォン8a、および、第2マイクロフォン8bをダクト側から冷却する(この冷却風の圧力は、第1空間へ供給される圧搾空気の圧力よりも当然小さい)。また、前記高圧空気の他の一部は、第1導管16の三方コック16aから適宜解放され、第1空間10内の圧力Peが300mm水柱程度(すなわち、ダクト80内の圧力95mm水柱よりも+205mm水柱程度)に保たれる。このように、第1空間10内の圧力Peとダクト80内の圧力Pdの間には、Pe>Pdの関係が維持されるので、ダクト80から第1空間10への高湿度の温風の進入が防止される。ここで、PeとPdの間の圧力差は2〜250mm水柱程度とされる。
【0014】
尚、本願の能動騒音制御システム2では、対象とするダクト80内の静圧変化が比較的小さいため、ダクト80内とスピーカ4の振動板後面空間の静圧をバランスさせるための小孔は不要であり、設けられていない。したがって、仮に本願の加圧装置がなければ、ダクト80内の高湿度のガスはスピーカ4の振動板(耐熱温度約70℃のコーン紙)を通過して背面部、すなわち、第1空間10に到達するものと考えられる。
以上の構成による能動騒音制御システム2を用いた結果、ダクト80内の能動騒音制御システム2より後段における騒音は80dB程度にまで低減され、さらに、エンクロージャ6内の相対湿度は70%RH程度に抑えられ、しかも、スピーカ4の温度も30〜40℃の範囲に保持される。
尚、ガスエンジン100の運転終了後も約10分間、能動騒音制御システム2の駆動を継続される構成となっているので、ガスエンジン100の運転終了後も、しばらくダクト80内に滞留している温風の第1空間10への進入も防止される。
【0015】
〔別実施形態〕
<1>加圧装置としては、もちろん加圧ポンプに限らず、例えばシロッコファン(例えば、最大静圧30mm水柱前後のもの)なども用いることもできる。
【0016】
<2>圧力変動が比較的大きなダクト90に対しては、上記の実施形態に代えて、図2に示すように、更に、ダクト90内の圧力を検知するための圧力検出器50を設けた能動騒音制御システム3の形態で実施すると良い。この場合、第1空間10内の圧力Peが、圧力検出器50によって検出されたダクト90内の圧力Pdを下回らないように、加圧装置24によって第1空間10内を加圧制御可能な制御部70(具体的には、制御手段としての制御プログラムとその関連機器からなる)を、制御装置40内に設ければ良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による能動騒音制御システムの一実施形態を示す略図
【図2】能動騒音制御システムの別実施形態を示す略図
【符号の説明】
2,3 能動騒音制御システム
4 スピーカ
6 エンクロージャ
8a 第1マイクロフォン
8b 第2マイクロフォン
10 第1空間
14,24 加圧ポンプ
16 第1導管
18 第2導管
20 第2空間
40 制御装置
70 制御部
80,90 ダクト
100 ガスエンジン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an active noise control system, and more specifically, a sound wave detector for detecting noise in a duct, and a sound wave having the same amplitude and opposite phase to the noise detected by the sound wave detector is radiated into the duct. The present invention relates to an active noise control system having a loudspeaker and a housing for housing the loudspeaker.
[0002]
[Prior art]
As a conventional technique related to the above active noise control system, an active noise control system in which small holes are formed in a speaker unit mounting plate in order to balance the static pressure in the duct and the static pressure in the space behind the diaphragm of the speaker. Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 6-129227 discloses a technique in which warm air enters the rear side of a diaphragm of a speaker through a small hole to cause dew condensation, thereby causing the speaker to malfunction or corrode. There is a need to solve the problem of causing damage.
As a first method for solving the above-mentioned phenomenon, there is described a structure in which an aluminum honeycomb that allows air to pass therethrough but does not easily transmit heat is provided in a small hole.
In the second method, a large temperature difference between the hot air in the duct and the surface of the speaker unit is regarded as an element of dew condensation, and a heating means for heating the speaker is provided to reduce the temperature difference. Is introduced.
In the third method, a vinyl film that separates the inside of the duct from the speaker unit is provided to prevent the warm air entering from the small holes from coming into direct contact with the speaker unit.
In the fourth method, a rubber elastic film or a bellows structure film is provided in the small hole. These films are used to separate the duct-side space and the speaker unit-side space from the pressure difference between the two spaces. Can be balanced, but the gas is blocked so as not to flow.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the first, third, and fourth methods of the prior art active noise control system exemplified above, it is possible to restrict the warm air in the duct from entering through the pressure-balancing small holes, but the speaker vibration Since a preventive effect cannot be obtained for a path that passes through the plate itself and reaches the rear surface of the speaker, there is a problem that the measures for preventing dew condensation are insufficient.
[0004]
Further, in the second method of the prior art, the speaker is overheated by the heat transmitted from the gas flowing through the duct to the speaker and the heat given to the speaker by the heater as the dew condensation preventing means, and the life of the speaker is shortened. In addition, there has been a problem that since the operation gas is likely to be defective, it can be used only for a duct in which the temperature of the flowing gas is relatively low.
[0005]
An object of the present invention is to prevent the high-humidity hot air in a duct from entering the rear surface of the speaker via the diaphragm itself of the speaker in view of the above-described problems in the related art, and It is another object of the present invention to provide an active noise control system that can more reliably prevent the formation of dew condensation and the like, and can be used for a duct having a relatively high temperature of flowing gas.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, an active noise control system according to claim 1 of the present invention comprises:
It is characterized by having a pressurizing device for pressurizing the first space surrounded by the speaker and the housing to a pressure higher than the pressure in the duct.
[0007]
Due to the above-described features, in the active noise control system according to claim 1 of the present invention, the pressure Pe in the first space is always maintained higher than the pressure Pd in the duct at least during operation of the duct ( Since Pe> Pd), the high-humidity gas in the duct does not enter the first space, and the problem of condensation is eliminated. In other words, the high humidity hot air in the duct is also restricted from entering the path that passes through the diaphragm of the speaker and reaches the back of the speaker, so that an effect of more reliably preventing dew condensation can be obtained. . In addition, since a heater is not used as the dew condensation preventing means, the speaker is overheated, and the life of the speaker is less likely to be reduced and operation failure is unlikely. Therefore, it can be used for a duct having a relatively high temperature of flowing gas.
[0008]
As a specific configuration for always maintaining the pressure in the first space higher than the pressure in the duct during operation of the duct, a specific configuration for detecting the pressure in the duct as in the invention of
[0009]
Further, as in the third aspect of the present invention, a conduit for communicating the second space between the speaker and the duct with the pressurizing device is provided, and the second space from the pressurizing device is lower in temperature than the gas in the duct. You may comprise so that air may be supplied. With such a configuration, the speaker can be cooled by the gas having a lower temperature than the atmosphere in the duct, such as the outside air, in the second space, so that the speaker and the housing are prevented from being shortened in life by the high-temperature gas in the duct. be able to.
[0010]
In order to obtain the necessary and sufficient dew condensation prevention effect, for example, as in the invention of
[0011]
Other features and advantages according to the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the drawings.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the active noise control system of the present invention will be described with reference to the drawings.
The active
The
The active
The
[0013]
The active
The exhaust port of the
Further, a
That is, a part of the low-temperature, low-humidity high-pressure air obtained by the pressurizing
[0014]
In the active
As a result of using the active
Since the driving of the active
[0015]
[Another embodiment]
<1> The pressurizing device is not limited to a pressurizing pump, but may be, for example, a sirocco fan (for example, a device having a maximum static pressure of about 30 mm around a water column).
[0016]
<2> For the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of an active noise control system according to the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing another embodiment of the active noise control system.
2, 3 Active
Claims (4)
前記スピーカと前記筺体によって包囲されている第1空間を前記ダクト内の圧力よりも高圧に加圧するための加圧装置を有することを特徴とする能動騒音制御システム。A sound wave detector for detecting noise in the duct, a speaker for radiating sound waves having the same amplitude in opposite phase to the noise detected by the sound wave detector into the duct, and a housing for housing the speaker An active noise control system,
An active noise control system comprising a pressurizing device for pressurizing a first space surrounded by the speaker and the housing to a pressure higher than a pressure in the duct.
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