JPH06207710A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼騒音と逆位相の音を音波発生手段から出
力し、音波の位相干渉により、燃焼騒音を大きく低減す
る。 【構成】 燃焼騒音の変動を検出する電気信号検出装置
１６と、排気口１５外部の圧力を検出する圧力検出器２
０とが設けられ、電気信号検出装置１６の信号と圧力検
出器２０の信号を基に、圧力検出器２０の近傍の圧力が
音波による逆位相干渉により抑制される音波信号を計算
する演算装置２１とが設けられている。さらに排気口１
５外部には音波を発生させる音波発生手段２２を設けて
いる。これによって、電気信号の変動を基に逆位相音を
発生させまた音波の位相干渉により騒音を大幅に低減さ
せることができるとともに、圧力検出器の信号を基に適
応制御を用いて発生騒音に応じた逆位相音を発生させ、
消音効果を持続させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス等の燃焼騒音を能
動的に消音する機能を備えた燃焼装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の燃焼装置を図５に示すガス給湯機
を用いて説明する。図５に示すように、燃焼用空気を供
給する送風機１と、燃料を制御する燃料制御装置２と、
燃料と空気を混合し混合気とするバーナ部３と、混合気
が燃焼する燃焼室４と、燃焼により発生した排気ガスを
機器外部へ排出する排気口５を備えて構成されている。
ここで、６は熱交換器である。

【０００３】上記構成において、燃焼装置の騒音は、大
きく送風機から発生する送風騒音と、燃焼により発生す
る燃焼騒音に大別される。ここで、送風騒音は比較的に
高周波数の騒音であり、吸音材の吸音効果や本体ボディ
の遮音効果によって低減される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、低周波数成分を多く含んでいる燃焼騒音
は、吸音材や薄板の本体ボディの遮音効果では十分に低
減されず、大きな騒音として排気口５から放射され、燃
焼装置の運転騒音を非常に大きなレベルにするという課
題があった。

【０００５】本発明は上記課題を解決するもので、燃焼
騒音の変動をイオン電流や光の発光強度の電気信号とし
て検出し、その信号と逆位相信号の音波を出力して、排
気口外部で音波の位相干渉により、燃焼騒音を大幅に低
減するとともに、消音効果の少ない周波数帯域の信号特
性を時々刻々と変化させる適応制御により修正された逆
位相音を発生させて消音効果を維持させることを目的と
している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、空気を供給する送風装置と、前記空気と燃料
を混合するバーナ部と、前記バーナ部で混合された混合
気体を燃焼する燃焼室と、前記燃焼室からの排気ガスを
排出する排気口と、前記燃焼により発生するイオン電流
を検出する電気信号検出装置と、前記排気口外部の圧力
を検出する圧力検出器と、前記電気信号検出器の信号と
前記圧力検出器の信号を基に、前記圧力検出器の近傍の
圧力が音波による逆位相干渉により抑制される音波信号
を適応制御により演算する演算装置と、前記排気口外部
に前記音波を発生させる音波発生手段を備えたものであ
る。

【０００７】また、空気を供給する送風装置と、前記空
気と燃料を混合するバーナ部と、前記バーナ部で混合さ
れた混合気体を燃焼する燃焼室と、前記燃焼室からの排
気ガスを排出する排気口と、前記燃焼により発光する光
を検出する発光強度検出装置と、前記排気口外部の圧力
を検出する圧力検出器と、前記発光強度検出装置の信号
と前記圧力検出器の信号とを基に、前記圧力検出器の近
傍の圧力が音波による逆位相干渉により抑制される音波
信号を適応制御により演算する演算装置と、前記排気口
外部に前記音波を発生させる音波発生手段を備えたもの
である。

【０００８】

【作用】本発明は上記構成によって、燃焼騒音の変動を
燃焼室内に設けた電気信号検出器や光の発光強度検出器
の信号を基に、その逆位相の信号を音波発生手段から出
力させて音波の位相干渉により、騒音を大幅に低減させ
ることができる。そして、音波発生手段近傍の圧力信号
を検出して消音効果の少ない周波数帯域の信号特性を時
々刻々と変化させる適応制御を用いて逆位相音を発生さ
せることによって消音効果を持続させることができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例をガス給湯機を用
い、図１から図３を参照して説明する。

【００１０】図１に示すように、燃焼用空気を供給する
送風装置であるシロッコファン７と、燃料である可燃ガ
ス量を制御する比例弁８と、可燃ガスと空気を混合した
混合気と二次空気を燃焼室９に供給するバーナ部１０
と、燃焼による熱を水に伝える熱交換器１１と、その水
を循環する水配管１２と、燃焼ガスを機器本体１３外部
に排出する排気通路１４と排気口１５とから構成されて
いる。そして、燃焼騒音の変動は、燃焼により発生する
電気イオンを電気信号として検出する電気信号検出装置
１６で行なう。電気信号検出装置１６は、図２に示すよ
うに、電極となるフレームロッド１７と、接地されたバ
ーナ部１０の間に抵抗１８を通して電圧１９を印加した
構成からなり、前記抵抗１８の両端電圧Ｖの変動を検出
するものである。

【００１１】前記電気信号検出装置１６の信号を基に、
マイクロホン２０近傍の音圧が音波による逆位相干渉に
より抑制される逆位相信号を計算し、かつ排気口１５の
外部の圧力変動を検出する圧力検出器であるマイクロホ
ン２０の信号を基に適応制御により前記逆位相信号を修
正計算する演算装置２１と、逆位相の音波を発生させる
音波発生手段としての消音用スピーカ２２を排気口１５
の上外部で、マイクロホン２０の真上に備えて構成され
る。ここで、演算装置２１は、図３に示すように電気信
号検出器１６の信号とマイクロホン２０の信号をデジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２３と、前記信号を計算
する信号処理回路２４と、信号処理後の信号をアナログ
信号に変換するＤ／Ａ変換器２５と、逐次パラメータを
変更する適応型デジタルフィルター装置２６と、消音用
スピーカ２２を駆動するアンプ２７で構成される。

【００１２】上記構成によれば、燃焼室９で発生する燃
焼騒音は、燃焼により発生するイオン電流を検出する電
気信号検出装置１６の信号として検出し、排気口１５の
外部に設けたマイクロホン２０で検出された騒音信号を
基に、演算装置２１で計算され消音スピーカ２２から発
生される逆位相音と排気口１５外部で位相干渉を起して
消音されるものである。すなわち、演算装置２１に含ま
れる信号処理回路２４には、電気信号検出器１６からの
信号を基に、消音用スピーカ２２などの音波の伝送系の
特性を考慮して燃焼音の逆位相特性を計算する第一演算
手段と、マイクロホン２０から取り込まれた信号を基に
燃焼音の消音量を評価することにより、燃焼音の変化に
対応した逆位相信号をリアルタイムに発生させる適応制
御演算手段が組み込まれている。そして、計算された逆
位相信号は、排気口１５外部近傍に設けた消音用スピー
カ２２から出力され、排気口１５から放出される燃焼音
を位相干渉により消音するものである。よって、時々刻
々と変化する騒音に適応して適応型デジタルフィルター
装置２６の特性を変化させて消音を行なうため、消音効
果を持続することができるものである。

【００１３】また、排気口１５の中心と消音用スピーカ
２２の中心を結ぶ直線の中心にマイクロホン２０を設置
して、その消音量を確認する構成とすることにより、排
気口１５と消音用スピーカ２２で正負二重音源を構成さ
せることができる。すなわち、排気口１５は正音源で、
消音用スピーカ２２は負音源である。正負二重音源は、
正面方向の騒音を大きく低減できるものであり、排気口
と消音スピーカの距離が音波の波長に比べて十分に小さ
くなるような周波数帯域では、正面だけでなく左右方向
など全ての方向に対して消音が可能であることは周知の
通りであるので説明は略する。燃焼騒音は、非常に低い
周波数、すなわち波長の長い周波数が主成分であるた
め、この正負二重音源の効果を十分に発揮でき、その消
音効果を大きく得ることができるものである。

【００１４】さらに、燃焼騒音の変動をイオン電流の変
化として検出するため、消音用スピーカ２２からの信号
が前記演算装置２１へフィードバックされないために、
音のハウリング現象が発生しない効果がある。よって、
安定して消音効果が得られるとともに、消音スピーカ２
２の音量を燃焼音レベルに相当する音圧に上げられるた
め、消音効果が最大限に得られる効果がある。

【００１５】次に本発明の他の実施例について図４と図
５を用いて説明する。一実施例と同一構造で、かつ同一
作用をする部分には同一符号を付して詳細な説明は略
し、異なる部分を中心に説明する。図４に示すように、
燃焼騒音の変動を燃焼の光の変動で捕らえ、発光強度検
出装置２８を検出する。発光強度検出装置２８は、図５
に示すように、燃焼室９内の発光強度をフォトマルチプ
ライヤ２９で検出し、アンプ３０によって増幅するとと
もに、フォトマルチプライヤ２９の受光部には、特定周
波数の光のみを通過させる光フィルター３１を挿入し、
特定周波数の光の発光強度のみを検出する構成とした。

【００１６】そして、排気口１５の外部の圧力変動を検
出する圧力検出器であるマイクロホン２０と、前記発光
強度検出装置２８の信号を基に、マイクロホン２０近傍
の音圧が、音波による逆位相干渉により抑制される信号
を適応制御により計算する演算装置２１と、逆位相の音
波を発生させる音波発生手段としての消音用スピーカ２
２を排気口１５の上外部で、マイクロホン２０の真上に
備えて構成した。

【００１７】上記構成によれば、燃焼室９で発生する燃
焼騒音は、燃焼により発光する発光強度検出装置２８の
信号と、排気口１５の外部に設けたマイクロホン２０で
検出された騒音信号を基に、演算装置２１で計算された
逆位相音と排気口１５外部で位相干渉を起し、正負二重
音源の原理により消音されるものである。そして、適応
制御により逐次発生させる逆位相音を変化させて、時々
刻々と変化する騒音に適応して消音を行なうため、消音
効果を持続することができるものである。

【００１８】さらに、燃焼騒音の変動を発光強度の変化
として捕らえているため、消音用スピーカ２２からの信
号が前記演算装置２１へフィードバックされないため
に、音のハウリング現象が発生しない効果がある。よっ
て、安定して消音効果が得られるとともに、消音スピー
カ２２の音量を燃焼音レベルに相当する音圧に上げられ
るため、消音効果が最大限に得られる効果がある。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の燃焼装置
は、燃焼騒音の変動を電気信号検出装置で検出した信号
を基に、演算装置で逆位相音を発生するため、音のフィ
ードバックによるハウリング現象を抑制でき、排気口外
部で音波の位相干渉によって騒音を大幅に低減させるこ
とができるとともに、圧力検出器の信号を基に演算装置
で適応制御を用いて、逆位相音を発生させることによっ
て消音効果を持続させることができる。

【００２０】また、本発明の燃焼装置は、燃焼騒音の変
動を発光強度検出装置で検出した信号を基に、演算装置
で逆位相音を発生するため、音のフィードバックによる
ハウリング現象を抑制でき、音波の位相干渉によって騒
音を大幅に低減させることができるとともに、圧力検出
器の信号を基に演算装置で適応制御を用いて、逆位相音
を発生させることによって消音効果を持続させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の燃焼装置をガス給湯機に応
用した場合の側面断面図

【図２】同装置の電気信号検出装置のブロック図

【図３】同装置の演算装置のシステム図

【図４】本発明の他の実施例の燃焼装置をガス給湯機に
応用した場合の側面断面図

【図５】同装置の発光強度検出装置のブロック図

【図６】従来のガス給湯機の側面断面図

【符号の説明】

７ 送風装置 ９ 燃焼室 １０ バーナ部 １５ 排気口 １６ 電気信号検出装置 ２０ 圧力検出器 ２１ 演算装置 ２２ 音波発生手段としての消音用スピーカ ２８ 発光強度検出装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気を供給する送風装置と、空気と燃料
   とを混合するバーナ部と、前記バーナ部で混合された混
   合気体を燃焼する燃焼室と、前記燃焼室からの排気ガス
   を排出する排気口と、燃焼により発生するイオン電流を
   検出する電気信号検出装置と、前記排気口の外部の圧力
   を検出する圧力検出器と、前記電気信号検出装置の信号
   と前記圧力検出器の信号とを基に、前記圧力検出器の近
   傍の圧力が音波の逆位相干渉により抑制される音波信号
   を適応制御し演算する演算装置と、前記排気口外部に前
   記音波を発生させる音波発生手段とを備えた燃焼装置。
2. 【請求項２】 空気を供給する送風装置と、空気と燃料
   とを混合するバーナ部と、前記バーナ部で混合された混
   合気体を燃焼する燃焼室と、前記燃焼室からの排気ガス
   を排出する排気口と、燃焼により発光する光を検出する
   発光強度検出装置と、前記排気口の外部の圧力を検出す
   る圧力検出器と、前記発光強度検出装置の信号と前記圧
   力検出器の信号とを基に、前記圧力検出器の近傍の圧力
   が音波の逆位相干渉により抑制される音波信号を適応制
   御し演算する演算装置と、前記排気口外部に前記音波を
   発生させる音波発生手段とを備えた燃焼装置。