JPH0447200A - 軸流ファンの減音装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、空気吸気部に仕切板を有する軸流ファンの減
音装置に関する。

従来の技術 ボイラの通風ファン等に使われる大型軸流ファンでは、
吸気室の補強と流入空気の整流のために、吸気室に仕切
板を設置する場合が多い。軸流ファンに発生する低周波
音には回転数１次音すなわち１　、８０Ｏｒｐｍのとき
は３０Ｈｚ、　１．２０Ｏｒｐｍのときには２０Ｈｚの
音圧変動かある。

軸流ファンか完全に軸対象でない場合、ファン近傍では
周方向１次、半径方向０次の音圧モートか発生する。し
かし、通常その周波数はダクトの直径で決定される次式
の限界周波数よりも低いために、音圧モートは互いに干
渉し合って減衰し、外部に放射されない。

ｆｃｕ、ｏ＋　＝　０．５８６・Ｃ／Ｄ　　　・・・（
１）但し ｆＣＮ、　０１ ちなみに、ダク ｆＣＮ、　Ｑｌ　　＃ である。

限界周波数　Ｈｚ 音　　速　　　　　３４０　　ｍ／ｓ ダクトの直径　　ｍ トの直径が３ｍのときには、 ６　　Ｈｚ 従って、 ３０Ｈｚ回転機では減衰モートとなる。

第５図は吸気室に仕切板がない場合における低周波音の
音圧分布を例示したものである。仕切板がないと、軸流
ファンのインペラ１で発生した回転数１次音はダクト２
内で干渉し合って減衰し、大気へ放射されない。

ところが、吸気室の中央に仕切板があると、発生した音
圧が独立して互いに干渉できず、そのまま伝ばして外部
へ放射される。その結果、開口部付近でも高い音圧レベ
ルとなる。第６図及び第７図にその状況を示す。これら
の図の場合、吸気室３は１枚の水平仕切板４によって上
下２室に分かれており、仕切板４が音圧の干渉を妨げ、
仕切板下部の音圧が上部の音圧よりも高く、平面波モー
ドとなって外部に放射されている。

発明が解決しようとする課題 低周波音は聴感レベルとしては低く、騒音レベルの指標
となるホンの値に補正するとその値は小さい。しかし、
その消音となるとその低周波音は高・中周波音に比べて
極めて困難で、遮音材料や吸音材料を使った屈折通路に
よって形成される吸収形消音器や流路に空洞部を連設し
た空洞形消音器では十分に消音することができない。一
方、騒音に対する環境規制値はますます厳しくなり、こ
の種低周波音の消音も必須となってきている。

このため、仕切板を除去したり、仕切板を多孔板とした
りしているが、いずれの場合も吸気室の剛性の低下や流
れが不安定になって空力性能の低下を招くと共に、後者
では十分な消音効果を得ていない。

本発明は上記事情にかんがみてなされたもので、従来の
吸収形消音器又は空洞形消音器の如く大型のものにして
もその減音効果が十分とはなり難い静的手段に代えて、
比較的小型でも減音効果の高い動的な減音装置を提供す
ることを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明によれば、仕切板によって仕切られた吸気室の各
室に取り付けれた制御用マイクロホンと、この制御用マ
イクロホンの出力信号を増幅する増幅器と、増幅された
信号を受信して逆位相の制御音を発信する波形同期制御
器と、この波形同期制御器からの制御音を増幅する増幅
器と、増幅された制御音を吸気室内に放射する制御用ス
ピーカとを備え、前記波形同期制御器における制御音の
発信を軸流ファンの回転に同期させたことを特徴とする
軸流ファンの減音装置が提供される。

作用 上記手段によれば、仕切板で仕切られた吸気室ごとに、
制御用スピーカから原音と逆位相で同じ音圧レベルの制
御音が放射され、原音と制御音とが空間合成されること
によって音圧レベルを相互にキャンセルして減音させる
。

しかも、波形同期制御器には、軸流ファンの回転パルス
信号を与えて、回転に同期した周波数の音のみを減音さ
せている。

実施例 以下、第１〜４図に例示した本発明の好適な実施例につ
いて詳述する。第１図及び第２図は本発明による減音装
置の一実施例を示し、第３図はその動作説明、第４図は
効果実績を示したものである。なお、第１〜２図におい
て、第５〜７図に示したものと同一の部分には同一の符
号を付しである。

第１図は軸流ファンの平面断面図で、空気は吸込みサイ
レンサ５、吸込ダクト２及び吸気室３を経て、軸流ファ
ン６のインペラ１に流入する。吸気室３は仕切板４によ
って水平方向２室に仕切られており、各吸気室にはそれ
ぞれ独立した制御用スピーカ７と制御用マイクロホン８
か配設されている。

各制御用マイクロホン８の出力は、増幅器９、波形同期
制御器ｌＯ及び増幅器１１を経てスピーカ７に接続され
、波形同期制御器１０はファン駆動モータ１２０回転軸
に近接して設けられた回転パルス発信器１３からの電気
信号を受けるよう接続されている。又、必要に応して、
制御用マイクロホン８と増幅器９との間にフィルタ１４
を設けて、不要な帯域の周波数成分をカットするように
してもよい。

なお、吸込サイレンサ５の入口に示した符号１５は放射
音モニタマイクロホンである。

制御用マイクロホン８で検出された原音の周波数、位相
、音圧レベルに係る電気信号は増幅器９で増幅され、回
転パルス発信器１２からの電気信号と共に波形同期制御
器１０に伝達される。波形同期制御器からは逆位相で原
音と等しい周波数、音圧レベルの制御音が増幅器１１を
経て、制御用スピーカ７から吸気室３内に投入される。

好適な実施例では、この制御用スピーカ７は低周波音を
効率良く発生するために、共鳴ダクトを有した共鳴型ス
ピーカを用いている。

なお、波形同期制御器内では、ファンの回転パルスに同
期して周期波形を再生し、その波形を最適化しており、
回転に同期したハーモニックス音のみを制御対象として
いる。

このようなスピーカを使った騒音の低減制御装置を一般
にアクティブノイズコントローラと呼ぶが、この装置で
軸流ファンの低周波音を減音するときには、制御用マイ
クロホン８の吸気室内での取付位置に留意しなければな
らない。すなわち本発明では、制御点での音圧が最小と
なるように制御されるか、その結果として、吸込サイレ
ンサ５の入口に設置した放射音モニタマイクロホン１３
での音圧か最小値とならねばならない。種々の試験結果
から、制御用マイクロホン８は、吸気室の奥部が最適位
置である。

次に、制御用スピーカ７の位置は、流れに影響を与えず
、かつ、放射効率が最も高い位置でなければならない。

数多くの模型及び実機試験の結果から、その位置は吸気
室の前方側で吸込サイレンサ５とは反対側の奥部マンホ
ール位置が最適である。

上記構成により、制御用マイクロホン８で集音した原音
に対し、制御用スピーカ７から放射される制御音を、第
３図に示したように、位相が逆で音圧レベルが同一とな
るようにしたことで、吸気室３の仕切られた各室での合
成音は互いにキャンセルされて、減音される。

第４図は、軸流ファン６に本発明による減音装置を適用
した場合の実績値で、回転数１次音では２０ｄＢ、回転
数２次音では１８ｄＢ、回転数３次音では８ｄＢと各ハ
ーモニックスで大幅に音圧レベルが低減し、ハーモニソ
クス外の低周波音でも１〜２ｄＢ程低減している。

発明の効果 本発明によれば、吸気室に仕切板を有する主として大型
の軸流ファンにおいて、従来不可能とされていた低周波
音の音圧レベルを大幅に低減させることができる。しか
も大型でコストの高い吸収形サイレンサによらず、低コ
ストでかつ既存機にも簡単に現地で施工でき、軸流ファ
ン吸込部の流れに悪影響を及ぼすことはない。

従って、騒音による環境汚染に対して顕著な効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による減音装置の一実施例を示す構成図
、第２図はその側面図、第３図は動作原理を示す説明図
、第４図は本発明による装置の効果を示す図、第５図は
仕切板のない軸流ファン吸気室からの低周波音の分布図
、第６図は仕切板のある場合の低周波音の分布図、第７
図はその伝は状況図である。 ３　・　・ ン、７・ ロホン、 器、】３・ 吸気室、４・・仕切板、 ・制御用スピーカ、８・ ９．１１・・増幅器、１０・ ・回転パルス発信器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 仕切板によって仕切られた吸気室の各室に取り付けれた
   制御用マイクロホンと、この制御用マイクロホンの出力
   信号を増幅する増幅器と、増幅された信号を受信して逆
   位相の制御音を発信する波形同期制御器と、この波形同
   期制御器からの制御音を増幅する増幅器と、増幅された
   制御音を吸気室内に放射する制御用スピーカとを備え、
   前記波形同期制御器における制御音の発信を軸流ファン
   の回転に同期させたことを特徴とする軸流ファンの減音
   装置。