JP4044680B2

JP4044680B2 - 電子消音システム

Info

Publication number: JP4044680B2
Application number: JP27984898A
Authority: JP
Inventors: 毅藤田
Original assignee: Toa Corp
Current assignee: Toa Corp
Priority date: 1998-10-01
Filing date: 1998-10-01
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2018-10-01
Also published as: JP2000112480A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、リファレンスマイクの設置位置を改良した電子消音システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、一般的な電子消音システムの構成を概略的に示しており、消音用の音波を発生する二次音源を挟んでリファレンスマイクとエラーマイクとを排気ダクトに沿って配置したものである。このシステムは、ダクト内の騒音と逆相の音波をダクト内に放音し、騒音を打ち消すようにしたものである。同図において、排気ダクトＤＤの一端に騒音源ＮＳが配置されており、排気ダクトＤＤ内の排気流の上流から下流へ向かってリファレンスマイクＲＭ、二次音源ＳＳ及びエラーマイクＥＭがこの順に配置され、リファレンスマイクＲＭ及びエラーマイクＥＭの出力信号は処理ユニット１で処理された後、二次音源ＳＳへ与えられる。
【０００３】
処理ユニット１においては、リファレンスマイクＲＭで受信した音波を表すアナログ信号は、ディジタル信号へ変換されてから、適応型フィルタ１１によって処理された後、アナログ信号へ変換され、二次音源ＳＳへ与えられて消音用の音波として排気ダクトＤＤ内へ放音される。
【０００４】
リファレンスマイクＲＭの出力信号をディジタル信号に変換した信号は、コントローラ１２にも印加され、更に、コントローラ１２はエラーマイクＥＭからのアナログ出力信号をディジタル変換した信号をエラー信号として受け取る。コントローラ１２は、エラー信号が最小になるように、適応型フィルタ１１のフィルタ係数を決定する。
【０００５】
しかしながら、リファレンスマイクを排気ダクトの適切な位置に設置することは、現実には困難である。排気ダクト内においては、音波の伝搬モードによって音圧の節が生じる。この音圧の節においては音圧レベルが無限小であるから、音圧の節にリファレンスマイクを設置しても、その伝搬モードでの音波の周波数を検知することは困難であるから、所望の消音効果を得ることはできないうえ、制御が不安定になる等の不都合が生じるので、音圧の節を避けてリファレンスマイクを設置しなければならない。
【０００６】
しかも、設計段階では、排気ダクト内の温度が一定でないため、リファレンスマイクの適切な設置位置を特定することができず、現測によってリファレンスマイクの設置位置を決定しなければならなかった。実際、数箇所の位置を予測して設定し、それぞれの予測位置にリファレンスマイクを設置した結果に基づいて最終的な設置位置を決定する必要があった。
【０００７】
また、排気流に含まれる水蒸気や酸化物等の腐食性物質がリファレンスマイクやエラーマイクの寿命に与える影響を回避することは困難であるという問題もある。更に、リファレンスマイクは騒音源と二次音源との間に設置されるため、排気ダクト内を排気気体が流れている状態でリファレンスマイクを取り外すと、排気ダクト内の静圧によって、通常は高温で腐食性のある排気気体が取り付け穴から噴出し、極めて危険であるという問題もあり、こうした問題の解決が急がれていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記の種々の課題を解決するために成されたもので、この発明は、リファレンスマイクを適切な個所に設置することにより消音効果を向上させることができる電子消音システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、
一端に騒音源が接続され、該一端と他端との間に、音響的に反射端とみなせるインピーダンスを持つ部位を有する排気ダクトにおいて前記騒音源からの騒音を消音する電子消音システムであって、
前記部位に設置されたリファレンスマイクと、
前記排気ダクトの、前記リファレンスマイクに対して下流側の位置に設置された二次音源と、
前記排気ダクトの、前記二次音源に対して下流側の位置に設置されたエラーマイクと、
前記リファレンスマイク及び前記エラーマイクの受信した音波を処理して前記二次音源から消音用の音波を発生させる処理回路と、
を具備することを特徴とする電子消音システム、
を提供する。
【００１０】
請求項２の発明は、前記部位を、前記排気ダクトを折り曲げた個所に設けられた突出部としたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、前記排気ダクトが音を反射する性質を有し、前記突出部が前記排気ダクトを構成する材料と同じ材料で構成されていることを特徴とする。
【００１２】
【作用】
リファレンスマイクは、前記排気ダクトの音響的に反射端とみなせるインピーダンスを持つ部位に設置されるため、該部位に音圧の節は形成されず、リファレンスマイクは排気ダクト内を伝搬する音波の周波数を検知する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の１つの実施の形態を図１を参照して説明する。なお、図１において、図２に示す構成要素と同じ又は同様の構成要素には同一の参照符号を付すことにする。
【００１４】
図１において、一端が騒音源ＮＳに接続された排気ダクトＤＤは、音響抵抗を生じさせるために、途中の個所で任意の角度（図１においては９０°）に折り曲げられ、折り曲げ個所を挟んで第１のダクト部Ｄ１と第２のダクト部Ｄ２とから成る。排気ダクトＤＤの折り曲げ角度としては、図１においては９０°（直角に折り曲げた場合）としたが、更に深い角度、例えば１８０°（折り返した場合）や、更に緩い角度であっても良い。排気ダクトＤＤの途中を折り曲げることによって、折り曲げた個所に音響インピーダンス（音響抵抗）を作ることができる。この発明は、このような音響インピーダンスが存在する場所では音の反射が起こり、反射端では音圧が高くなるので、反射端が音圧の節になることはないという性質を利用する。
【００１５】
排気ダクトＤＤを途中で折り曲げた結果、排気流は第１のダクト部Ｄ１内を第１の向き流れ、折り曲げ個所で流れの向きを変えてから、第２のダクト部Ｄ２内を第２の向きに流れる。第２のダクト部Ｄ２の適所に二次音源ＳＳが設置され、更に、その下流側にエラーマイクＥＭが設けられる。リファレンスマイクＲＭとエラーマイクＥＭからそれぞれ出力される信号は、図２について既に説明したとおり、処理ユニット１において処理され、二次音源ＳＳから消音用の信号が排気ダクトＤＤ内へ放音される。
【００１６】
排気ダクトＤＤの折り曲げ個所に、図１に示すように、第２のダクト部Ｄ２の向きに対して逆向きに突出部ＰＰが設けられる。排気ダクトＤＤが密度が高く硬くて目の詰まっていて音を反射する性質を持つ材料（例えば、鉄やステンレス等）で作られているときには、突出部ＰＰは排気ダクトＤＤを構成する材料と同じ材料で作ることができる。また、突出部ＰＰは音響的に反射端とみなせる音響インピーダンスを持つもので構成してもよい。この結果、リファレンスマイクＲＭを取り付けた壁面の近傍は音響インピーダンスが高くなり、排気ダクトＤＤ内のモードによる音圧の節になることはないので、リファレンスマイクＲＭによって検知できない周波数は実質的になくなり、確実に消音効果を奏することが可能になるばかりでなく、制御も安定になる。
【００１７】
しかも、リファレンスマイクＲＭは、突出部ＰＰの壁面のうち第２の向きに平行な壁面であって排気流が直接当たらない壁面に取り付けられるのが望ましい。これにより、排気流はリファレンスマイクＲＭに直接当たることがないので、排気流に含まれる水蒸気や酸化物等によるリファレンスマイクＲＭの腐食が軽減され、寿命が延びるばかりでなく、排気流がある状態でリファレンスマイクを取り外しても、排気流が取り付け穴から噴出することがない。
【００１８】
【発明の効果】
以上、この発明に係る電子消音システムの１つの実施の形態を説明したところから明らかなとおり、この発明は、リファレンスマイクによって検知できない周波数は実質的になくなり、確実に消音効果を奏することが可能になるばかりでなく、制御も安定になるという格別の効果を奏する。
【００１９】
しかも、リファレンスマイクを突出部に取り付けるならば、リファレンスマイクを排気流が直接当たらない壁面に取り付けられることができるので、排気流がリファレンスマイクに直接当たることがなく、排気流に含まれる水蒸気や酸化物等によるリファレンスマイクの腐食が軽減され、寿命が延びるばかりでなく、排気流がある状態でリファレンスマイクを取り外しても、排気流が取り付け穴から噴出することがないという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る電子消音システムの１つの実施の形態の構成を概略的に示す図である。
【図２】公知の電子消音システムの構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
ＲＭ：リファレンスマイク、ＥＭ：エラーマイク、ＳＳ：二次音源、
ＤＤ：排気ダクト、ＰＰ：突出部

Claims

一端に騒音源が接続され、該一端と他端との間に、音響的に反射端とみなせるインピーダンスを持つ部位を有する排気ダクトにおいて前記騒音源からの騒音を消音する電子消音システムであって、
前記部位に設置されたリファレンスマイクと、
前記排気ダクトの、前記リファレンスマイクに対して下流側の位置に設置された二次音源と、
前記排気ダクトの、前記二次音源に対して下流側の位置に設置されたエラーマイクと、
前記リファレンスマイク及び前記エラーマイクの受信した音波を処理して前記二次音源から消音用の音波を発生させる処理回路と、
を具備することを特徴とする電子消音システム。
前記部位が、前記排気ダクトを折り曲げた個所に設けられた突出部であることを特徴とする、請求項１に記載の電子消音システム。
前記排気ダクトが音を反射する性質を有し、前記突出部が前記排気ダクトを構成する材料と同じ材料で構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の電子消音システム。