JP6997596B2 - 防音制御システム、防音制御装置、防音制御方法、プログラム - Google Patents
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Description
図1は同実施形態による防音制御システムが防音を行う対象となる一例のタービンシステムの概略構成図である。
タービンシステム100は図1で示すようにタービン20と、コンプレッサ30、復水器40、防音壁50により構成されている。タービン20は回転するタービンロータ21を設け、タービンロータ21には軸方向に間を空けて複数の動翼22が設けられている。タービン20には蒸気が注入されこの蒸気が動翼22にあたることにより動翼22を回転する。動翼22の回転によりタービンロータ21が回転し、この回転に基づいてコンプレッサ30が圧縮流体を出力する。図1のタービンシステム100においてコンプレッサ30に代えて発電機が設けられていてもよい。
復水器40からはタービン20から伝わる振動等による大きな音が発せられる。したがって復水器40には全体を覆う防音壁50が設けられる。
図2は第一の実施形態による防音制御システムの概略構成図である。
図2で示すように防音制御システム200は、防音制御装置1、大気と導通する第一配管61、復水器40内部と導通する第二配管62、第一圧力調整弁2、第一圧力調整弁2の開閉により大気または復水器40と導通する第三配管63、振動センサ70または音センサ80を備える。
図3(a)は音の発生源である復水器から発せられる音の周波数に応じた音量を示す。図3(b)は防音壁50の音の周波数に応じた透過損失割合を示す。図3(c)は防音壁50により復水器40を覆う前(実線)と、覆った後(破線)の防音壁50の外側の周波数に応じた音量の変換を示す。図3(b)で示すように防音壁50は特定の共鳴周波数frにおいて音の透過損失が低くなる。共鳴周波数frと同じ周波数frにおいて発生源である復水器40の音量が最も大きい場合、当該周波数frにおいて防音壁50の透過損失が低いため、十分な音の抑制効果が得られない。これにより、図3(c)で示すように周波数frにおける音量の抑制量がxとなり所望の抑制量を得られない場合がある。したがって、このような現象を解消し、周波数frにおける音量の抑制効果を増大することが求められている。そこで防音制御システム200に備わる防音制御装置1は図4、図5で示すような構成を備える。
図4で示すように防音制御装置1は、CPU(Central Processing Unit)101、ROM(Read Only Memory)102、RAM(Random Access Memory)103、HDD(Hard Disk Drive)104、信号受信モジュール105を備えるコンピュータである。
防音制御装置1のCPU101は予め自装置で記憶する防音制御プログラムを実行することにより、制御部11、共鳴状態検出部12、圧力調整部13の各機能を備える。
制御部11は各機能部を制御する。
共鳴状態検出部12は、防音壁50の外側壁部材52の共鳴状態を検出する。
圧力調整部13は、防音壁50中空部53の圧力の調整に基づいて共鳴状態が最も低くなるよう中空部53の圧力を調整する。
次に防音制御装置の処理フローについて順を追って説明する。
まず防音制御装置1の制御部11は圧力調整部13に制御開始を指示する。すると圧力調整部13は第一配管61と防音壁50の中空部53との導通を全開にし、復水器40と中空部53との導通を全閉に制御するよう第一圧力調整弁2を制御する(ステップS101)。この間第三配管63は開とする。これにより中空部53内部の圧力は大気と同じ圧力となる。
つまり上記制御により、防音制御装置1は透過損失が低くなる共鳴周波数を変化させることで中空部53を隔てて重なる壁部材により構成された防音壁50の防音性能を向上させることができる。
図7(a)は音の発生源である復水器から発せられる音の周波数に応じた音量を示す。図7(b)は防音壁50の音の周波数に応じた透過損失割合の制御前(実線)と制御後(破線)の遷移を示す。図7(c)は制御後に防音壁50により復水器40を覆う前(実線)と、覆った後(破線)の防音壁50の外側の周波数に応じた音量の変換を示す。
上述の防音制御装置1の制御によれば図7(b)の破線で示すように透過損失が低くなる周波数frの位置が低周波数側に移動する。これは空気密度が低くなった場合の式(1)の算出結果からも明らかである。このように図7(b)で示すように、防音壁50の共鳴周波数frと同じ周波数よりも透過損失の低くなる周波数が変動すると、その周波数で最も音の発生が大きくなる場合の防音性能を向上させることができる。図7(c)のように周波数frにおいて制御後の防音壁50外部の音量をx1(<x)だけ減じることができる。
図8は第二の実施形態による防音制御システムの概略構成図である。
第一の実施形態においては中空部53内部の圧力を大気の圧力から復水器40の圧力の範囲で制御することができる。他方、第二の実施形態においては中空部53にガスを送出することにより大気の圧力よりも大きな圧力から復水器40の圧力の範囲で中空部53内部の圧力を制御する。
このため第二の実施形態による防音制御システム200は、第一実施形態による防音制御システム200の各構成に加え、第二圧力調整弁3、ガスが充填されたガスタンク4、ガスタンクから送出されたガスを第二圧力調整弁3を介して防音壁50の中空部53に送る第四配管64を備える。また第二の実施形態による防音制御システム200は大気を中空部53に送り込む為の第一配管61が削減される。
そして第二の実施形態による防音制御装置1の処理は、第一実施形態における大気と中空部53との導通のタイミングにおいて、代わりに、ガスタンク4と中空部53とが導通するよう第二圧力調整弁3を制御する。他の処理は第一実施形態と同様である。これにより、中空部53の圧力は大気の圧力よりも大きな圧力から復水器40の圧力の範囲で制御され、各圧力時における振動量が記録され、中空部53の外側壁部材52が最も振動量が少なくなる圧力に制御される。
図9(a)は音の発生源である復水器から発せられる音の周波数に応じた音量を示す。図9(b)は防音壁50の音の周波数に応じた透過損失割合の第二の実施形態による制御前(実線)と制御後(破線)の遷移を示す。図9(c)は制御後に防音壁50により復水器40を覆う前(実線)と、覆った後(破線)の防音壁50の外側の周波数に応じた音量の変換を示す。
第二の実施形態による防音制御装置1の制御によれば図9(b)の破線で示すように透過損失が低くなる周波数frの位置が高周波数側から低周波数側の範囲で移動させることができる。これはガスにより中空部53内部の気体密度が高くなった場合や低くなった場合の式(1)の算出結果からも明らかである。このように図9(b)で示すように、防音壁50の共鳴周波数frと同じ周波数よりも透過損失の低くなる周波数が、高周波数方向または低周波数方向に変動すると、その周波数の範囲で最も音の発生が大きくなる場合の防音性能を向上させることができる。
2・・・第一圧力調整弁
3・・・第二圧力調整弁
4・・・ガスタンク
11・・・制御部
12・・・共鳴状態検出部
13・・・圧力調整部
40・・・復水器
50・・・防音壁
51・・・内側壁部材
52・・・外側壁部材
53・・・中空部
61・・・第一配管
62・・・第二配管
63・・・第三配管
70・・・振動センサ
80・・・音センサ
Claims (6)
- 音の発生源側の内側壁部材と当該内側壁部材よりも前記発生源の位置を基準として外側の外側壁部材とにより構成され、前記内側壁部材と前記外側壁部材の間に中空部を有する防音壁と、
前記防音壁の前記外側壁部材の共鳴状態を検出する共鳴状態検出部と、
前記中空部の圧力の調整に基づいて前記共鳴状態が最も低くなるよう前記中空部の圧力を調整する圧力調整部と、
を備え、
前記圧力調整部は、前記中空部の圧力値を所定の圧力値に高めた後に、圧力調整回数nに基づいて前記中空部の圧力値を順次n回分の各圧力値に制御し、
前記共鳴状態検出部は、前記各圧力に応じた前記外側壁部材の共鳴状態を検出し、
前記圧力調整部は、前記共鳴状態が最も低い圧力調整回数nに応じた圧力値に前記中空部の圧力値を制御する、
防音制御システム。 - 前記防音壁がタービンから排出される蒸気の復水器である前記音の発生源を覆い、
前記圧力調整部は大気圧と、前記復水器内部の前記大気圧より低い復水器内部圧力との間の圧力に前記中空部の圧力を調整する
請求項1に記載の防音制御システム。 - 前記圧力調整部は前記中空部に封入された大気圧より大きい圧力と、前記大気圧より低い圧力との間の圧力に前記中空部の圧力を調整する
請求項1に記載の防音制御システム。 - 音の発生源側の内側壁部材と当該内側壁部材よりも前記発生源の位置を基準として外側の外側壁部材とにより構成され、前記内側壁部材と前記外側壁部材の間に中空部を有する防音壁の前記外側壁部材の共鳴状態を検出する共鳴状態検出部と、
前記中空部の圧力の調整に基づいて前記共鳴状態が最も低くなるよう前記中空部の圧力を調整する圧力調整部と、
を備え、
前記圧力調整部は、前記中空部の圧力値を所定の圧力値に高めた後に、圧力調整回数nに基づいて前記中空部の圧力値を順次n回分の各圧力値に制御し、
前記共鳴状態検出部は、前記各圧力に応じた前記外側壁部材の共鳴状態を検出し、
前記圧力調整部は、前記共鳴状態が最も低い圧力調整回数nに応じた圧力値に前記中空部の圧力値を制御する、
防音制御装置。 - 音の発生源側の内側壁部材と当該内側壁部材よりも前記発生源の位置を基準として外側の外側壁部材とにより構成され、前記内側壁部材と前記外側壁部材の間に中空部を有する防音壁により前記発生源を覆い、
前記中空部の圧力を高めた後に、前記中空部の圧力値を所定の圧力値に高めた後に、圧力調整回数nに基づいて前記中空部の圧力値を順次n回分の各圧力値に制御し、
前記防音壁の前記外側壁部材の前記各圧力に応じた共鳴状態を検出し、
前記共鳴状態が最も低い圧力調整回数nに応じた圧力値への調整に基づいて前記共鳴状態が最も低くなるよう前記中空部の圧力を調整する
防音制御方法。 - 防音制御装置に備わるコンピュータを、
音の発生源側の内側壁部材と当該内側壁部材よりも前記発生源の位置を基準として外側の外側壁部材とにより構成され、前記内側壁部材と前記外側壁部材の間に中空部を有する防音壁の前記外側壁部材の共鳴状態を検出する共鳴状態検出手段、
前記中空部の圧力の調整に基づいて前記共鳴状態が最も低くなるよう前記中空部の圧力を調整する圧力調整手段、
として機能させ、
前記圧力調整手段は、前記中空部の圧力値を所定の圧力値に高めた後に、圧力調整回数nに基づいて前記中空部の圧力値を順次n回分の各圧力値に制御し、
前記共鳴状態検出手段は、前記各圧力に応じた前記外側壁部材の共鳴状態を検出し、
前記圧力調整手段は、前記共鳴状態が最も低い圧力調整回数nに応じた圧力値に前記中空部の圧力値を制御する、
プログラム。
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