JPH03237208A - 能動制御型消音装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、開口容器内に流れる流体によって発生する音
に対しそれとは逆位相の音を別に設置した能動音源から
発生させて干渉させることにより、能動的に消音する能
動制御型消音装置に関する。

（従来の技術） 開口容器として例えばダクト内を、例えば空気のような
流体が流れるとダクト壁面と流体との抵抗等により音が
発生する。この発生した音は流体の流れに従ってダクト
内を伝播し、ダクトの出口から外部へ放射される。この
騒音は比較的低周波成分を主としたものであり、波長が
長いため、−船釣ないわゆる吸音処理等による消音は困
難であった。

上記ダクト内に発生した騒音の低周波成分を効果的に低
減する技術としては、ダクト内に取り付けられたスピー
カから別の音を発生させ、ダクト内を伝播する音と干渉
させることによりダクト内の騒音を消音する方法がある
。この−例を第３図を用いて説明する。

第３図に示されるように、ダクト１３内に配設された検
出用マイク３で検知された騒音成分に消音用のフィルタ
ー係数をデジタルフィルタ一部５で高速でかけ合わせて
、能動音出力用スピーカ７から出力させて、騒音成分を
消去するようになっている。

ところが、この方法では能動音饗カスビーカフからの能
動音が再び検出用マイク３で検知され、ハウリング現象
を生じる。このためデジタルフィルターで設定されたゲ
インまで能動音を十分に上げることが出来ないので、上
記方法では充分な消音効果はあまり期待できなかった。

これを防止するためエコーキャンセラ９や、検出用マイ
ク１１を２本設置することによりダクト内の騒音成分の
下流方向成分のみを検知させる構造にする必要があった
。

しかしながら、エコーキャンセラ９を新たに設ける必要
があ゛ることや、検出マイク１１を増やすことによりコ
スト高となったり、検出マイク１１と検出マイク３の信
号を処理する差動増幅器６が必要となり、システムが複
雑になり、これらの制御が困難となるという問題がある
。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来のダクト用消音“装置では、能動音出
力用スピーカから放出された能動音が再びマイクで検知
されてハウリングが生じたり、これを防止するための装
置は制御が複雑であったり、コストが高いという問題が
あった。

本発明は上記事実を考慮し、！＼ウリング現象が発生す
ることがなく、かつ制御が容易で低コストな能動制御型
消音装置を提供することが目的である。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため請求項（１）の発明では、流体
の流れの状態を検出する流れセンサと、該流れセンサか
ら人力される信号に基づいて所定の演算処理を施して能
動音源に能動信号を出力する演算部と、を備えたことを
特徴としている。

また、請求項（２）の発明では、開口容器内の流れセン
サの流体流れ方向下流側に整流格子を配設したことを特
徴としている。

（作用） 上記構成の本発明によれば、流れセンサ、−によって流
体の流れの状態が検出される。流れセンサーからは流体
の流れの状態に対応した信号が演算部へ出力される。演
算部ではこの入力された信号に基づいて、所定の演算を
施して能動音源に能動信号を出力する。能動音源はこの
信号に基づいて能動音を発生させて、開口容器内を流れ
る流体によって発生する音と干渉させる。これにより流
体の流れによって発生する音が消去される。

このように、本発明によれば、ダクト内を流れる流体の
流れの状態を流れセンサーで検出することにより、この
検出結果に基づいて演算部で所定の演算処理して能動音
源から能動音を発生させるので、ハウリング現象を完全
に防止することが出来る。

さらに、流れセンサーで流体の流れの状態を検出するこ
とにより能動音を発生させるので、制御が容品となると
共に低コストで開口容器内の音を消去することが出来る
。

（実施例） 第１図には本発明に係る能動制御型消音装置１の実施例
が示されている。第１図に示されるように、開口容器で
あるダクト１５の内部には、図示しないファンから送り
出された空気等の流体が第１図紙面左側から右側（第１
図矢印Ａ方向）へ向けて流れている。

ダクト１５には流れセンサー１７が配設されている。こ
の流れセンサー１７はダクト１５内の流体の流れの状態
を検出し、例えば、加熱された物体を流れのなかに放置
すると、流体の流れによって冷却されることによって流
体の速度を検出する熱線流速計等が使用されている。

この流れセンサー１７によって検出された例えば流体の
速度はこの流体がダクト１５内を流れる時にダクト壁面
との流体抵抗等によって発生する音の大きさに比例して
おり、流体の速度が早い場合は、ダクト１５内で発生す
る音が大きくなるという相関関係がある。

流れセンサー１７は演算部１８と接続されている。この
演算部１８は、人力部１つと、この入力部１９に接続さ
れたデジタルフィルタ２１と、デジタルフィルタ２１と
接続された出力部２３とで構成されている。

流れセンサー１７は人力部１９と接続されており、検出
した流体の流れの状態を電気信号として人力部１９へ伝
達する。この入力部１９には図示しないＡ／Ｄ変換器が
設けられており、流れセンサー１７から伝達された流体
の流れの状態を示す信号をデジタル変換する。

入力部１つはデジタルフィルタ２１と接続されて、人力
部１つでデジタル変換された流体の流れの状態を示すデ
ジタル信号をデジタルフィルタ２１へ伝達する。

デジタルフィルタ２１では以下に示す演算式が実行され
る。

この式（１）においてｈ　（ｋ）はインパルス応答で消
音に必要な伝達関数を示す。またｘ　（ｋ）はデジタル
化された流れセンサーからの人力、ｙ（１）は能動音の
出力信号である。これらの演算は例えばＤ　Ｓ　Ｐ　（
Ｄｉｊｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）
のような高速演算器により高速に処理される。

デジタルフィルタ２１は出力部２３と接続されており、
上記（１）式により演算された結果すなわち能動音の出
力信号を出力する。

出力部２３には図示しないＤ／Ａ変換器が設けられてお
り、デジタル化された能動音の出力信号がアナログ信号
に変換される。

出力部２３はダクト１５の内部へ向けて配置された能動
音スピーカ２５と接続されており、アナログ信号に変換
された出力信号が放出される。これにより能動音スピー
カから能動音が出力される。

次に本実施例の作用について説明する。

ダクト１５内を流れる流体の流れの状態が流れセンサー
１７で検出される。この結果は電気信号として入力部１
９へ伝達される。人力部１９へ伝達された流体の流れの
状態を示す信号は入力部１９に設けられたＡ／Ｄ変換器
によりデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換
された流体の流れの状態を示す信号はデジタルフィルタ
２１へ伝達される。

デジタルフィルタ２１ではデジタル化された信号を前述
した式（１）によって演算して作られた能動音の出力信
号を出力部２３へ出力する。この出力部２３へ出力され
た信号は、出力部２３のＤ／Ａ変換器によってデジタル
信号からアナログ信号へ変換され、能動音スピーカ２５
へ出力する。

能動音スピーカ２５は能動音をダクト１５内へ放出する
。

これにより、ダクト１５内の騒音が、能動音スピーカ２
５から放出された能動音により干渉されて消音される。

このように本実施例によれば、流体の流れの状態を直接
流れセンサーで検出しているので、従来、騒音検出用マ
イクで能動音を再び検出することにより生じていたハウ
リング現象を完全に防止することが出来る。

また本実施例では、従来のようにエコーキャンセラや２
本の検出用マイク、これらの２本の検出用マイクからの
信号を処理する差動増幅器等が必要でなくなり、流れセ
ンサーで流れの状態を検出して、演算部１８で能動音信
号を作るだけなので、制御が容易になると共に低コスト
で消音効果を向上することが出来る。

次に第２図を用いて他の実施例について説明する。

本実施例は上記実施例のダクト１５内の流れセンサー１
７の流体流れ方向上流側に整流格子２７が配置されてい
る例である。この整流格子２７はダクト１５内を流れる
流体を層流化する。すなわち、ダクト１５内を流れる流
体の暖気（寒気）を効率的に流す目的で、ダクト１５内
で渦等が生じないようにするため、整流格子２７がダク
ト１５内へ配設されている。

この整流格子２７はハニカム状に配置された複数個の流
路が流体の流れに沿って形成されている。

この実施例では、流体の圧力条件によっては、整流格子
２７自体から騒音が発生するが、この場合には、整流格
子２７の下流側直前で流れセンサー１７を配設すること
により、整流格子２７自体で発生した騒音をスピーカ２
５から出力した能動音で消音することが出来る。

さらに、本実施例では、流体の流れと、ダクト１５内に
発生する騒音との間に高い相関性のあることを主眼とし
てしているのて、整流格子２７て流体の流れを層流化す
ることによって、流体の流れと騒音との相関性を高める
二とが出来、大きな消音効果を得ることが出来る。

なお、本実施例では、流れセンサーとして熱線流速計用
いた例を示したがこれに限らず、他の庶れセンサーでも
良い。

また本実施例では、整ＡＩ８子として、ハニカム状の例
を示したがこれに限らず、他の形状の整流格子でも良い
。但し流れの平面を均等に分割することが出来る形状が
好ましい。

また本実施例では、演算部か入力部１９、デジタルフィ
ルタ２１、出力部２３で構成されている例を示したがこ
れに限らず他の構成による演３１部ても良い。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、ダクト内を流れる
流体の流れの状態を流れセンサーで検出して、この結果
を演算部で所定の演算を施して、能動音を能動音スピー
カから放出するので、従来のように出力用スピーカから
放出された能動音が騒音検知用マイクに再び検出される
ことがなく、ハウリング現象を完全に防止することが出
来ると共に低コストでかつ容易な制御で消音効果を向上
することが出来るという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る能動制御型消音装置の実施例を示
す構成図、第２図は整流格子がダクト内に配置された例
を示す断面図、第３図は従来の能動制御型消音装置を示
す構成図である。 １・・・能動制御型消音装置　　１５・・・ダクト１７
・・・流れセンサー　　　　１つ・・・入力部１８・・
・演算部　　　　　　　２３・・・出力部２１・・・デ
ジタルフィルタ ２５・・・能動音スピーカ 代私弁理士三好秀和 第　１　図 第２図 ５９−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）開口容器内に流れる流体によって発生する音に対
   しそれとは逆位相の音を別に設置した能動音源から発生
   させて干渉させることにより、能動的に消音する能動制
   御型消音装置において、前記流体の流れの状態を検出す
   る流れセンサと、該流れセンサから入力される信号に基
   づいて所定の演算処理を施して能動音源に能動信号を出
   力する演算部と、を備えたことを特徴とする能動制御型
   消音装置。
2. （２）前記開口容器内の流れセンサの流体流れ方向下流
   側に整流格子を配設したことを特徴とする請求項（１）
   記載の能動制御型消音装置。