JPH06508695A - 適応騒音消去高効率ファン - 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】 適応騒音消去高効率ファン 発明の分野 本発明は、遠心ファン及び軸流ファンの効率を高めしかも同時にそれらの効率を 高めることによって生じた騒音の増加を相殺することに関する。

たとえば、本願の図１３を参照すると、代表的送風機または遠心ファンが示さの 展開の割合を定める。一般に２種類の展開が用いられており、線形展開または指 数展開のいずれかである。線形展開の場合、ハウジングスクロールの半径は、ｒ ＝ｒ　（１−βγ） によって数学的に記載され、ここで、ｒは、ある円周位置における半径であり、 ｒ　ｏは、スクロールの初期半径であり、βは、スクロール展開角である。スク ロールの半径は、円周の位置ｙとともに線形的に増加するのを見ることができる 。

指数展開の数学的記述は、 展開長さｒ　は、ハウ／レグの展開長さを定める。インペラホイールと送風機ハ ウジングの間の最小距離は、ハウジングのカットオフ（ボリュート巻き始め）の ところで起こるのでカットオフ・クリアランスＣＣという。このカットオフは、 流れをインペラホイールからハウジング排出口に入るように向けるのを助ける。

より効率的にてきる。

遠心ファンの騒音の純音成分は、ハウジング・カットオフでインペラを去る非均 −な流れのカットオフとの相互作用によって発生される。この現象は、カットオ フにかかる大きな圧力変動をもたらし、これが次に羽根通過周波数ＢＰＦ（ＢＰ Ｆ＝２Ｎ、ここで２はインペラ羽根の数であり、Ｎはインペラの回転速度である ）及びその高調波の音響放射をもたらす。流れの速度プロフィールがインペラ羽 根とカットオフの間の距離が大きくなるにつれて平らになることは明らかである 。したがって、大きくしたクリアランスがカットオフにががる圧力変動を小さく し、したがって遠心ファンの純音騒音成分を減らす適当な方法であるが、ファン の効率を下げ、ランダム広帯域騒音を大きくする。

純音送風機騒音に影響を与えるもう一つの設計パラメータはカットオフの曲率半 径である。このパラメータの影響は、カットオフ・クリアランスより小さいと分 かった。しかし６ｄＢまでの騒音低減を送風機の性能又は効率に影響を与えない でカットオフの半径を大きくすることによって達成できることが示された。

従来の送風機は、カットオフエツジがインペラ羽根と平行なことを特徴としてい る。そのような構成は、カットオフの全長に沿って同相にな−ている圧力変動を もたらすので、音響放射を強める。インペラ羽根もしくはカットオフエツジまた は両方をインペラの軸に対して傾けることによってカットオフの長さに沿って作 用する変動圧力の位相が漸進的に偏位し、それによって放射される音がある程度 減少する。

羽根をインペラ上に不規則に間隔をあけて配置することによって、羽根の通過音 響エネルギーはより広い周波数帯域にわたって広がる可能性がある。これは本質 的観点から望ましいこともあるが、発生される全音響パワは、通常不変のままで ある。ある動作条件のもとては、不規則に間隔をあけた羽根は、元の羽根通過音 より高いレベルの側音をもたらす可能性があることが示されている。

ナイスとクープマンは、音響共鳴器をカットオフに適用することによって羽根通 過周波数の音を低くするのに成功した。この共鳴器は、ハウジングの元の幾何学 的形状を保つように元のカットオフと同じ曲率を持った一連の穴あき板で構成さ れた。この共鳴器は長さを可動プラグを介して変えることによって同調させるこ とができた。共鳴器を用いることで、羽根通過音は２９ｄＢも下げることができ たので、７ｄＢ（Ａ）までの総合音響圧力レベルになった。送風機の空気力学的 性能は共鳴器をケーシングに加えることによって影響されなかった。この方式は 単一速度のファンに効くだけである。

広帯域送風機騒音の低減をはっきりと取り扱った者は比較的少数であった。ナイ スは、ペトロフほかによる遷移メツシュの適用について報告している。羽根の前 縁（すなわち、インペラの内周の回り）に置かれた細かいメツシュがメツシュの 背後に小規模の乱流を生しさせる。結果として、羽根の境界層は乱されるので、 流れの分離点は羽根の後縁の方へすらされる。インペラの外周の回りに置かれた 第２の遷移メツシュが出口速度フィールドを滑らかにするので羽根伴流における 乱流規模をたぶんさらに小さくし、これはまた騒音発生を少なくすることができ る。遷移メツシュの大きな欠点は、特に前向き羽根に対して、観測されたファン 効率が小さくなっている点にある。

遠心ファン騒音に及ぼす設計パラメータの影響について今までに行われた最も広 範囲にわたる実験的調査は、モリヌシによって行われた。彼の調査結果は、前向 き羽根を有し０．１８ｍの直径であるインペラを特徴とする遠心ファンの騒音発 生と空気力学的性能について五つの設計パラメータがあることであった。五つの 設計パラメータは、（１）インペラの巾−内径比Ｗ／Ｄ、、（２）軸方向入口ク リアランスＣ１、（３）羽根取付は角（羽根弦とインペラ軸を形成する半径線の 間の角として定義される）、（４）羽根ピッチ対羽根弦比及び（５）スクロール の展開角であった。

発明の背景 本発明は、空気などの流体を動かすのに用いられる静かなファンと羽根に対する 従来の試みから大きく進歩している。じゃま板や絶縁織物と壁などの初期受動技 術が騒音を吸収する一つの試みに採用された。そのような対策は、ある程度の騒 音を低くしたが、大量が未処理のままであった。設計者はこの騒音を小さくする ために騒音を単に広帯域にしただけであったので、ファンの効率を小さくした。

はんの最近筒３の手段、能動騒音消去、が採用されて、これらは線形流れ技術、 すなわち「ダクテッド」解を用いている。このような技術の欠点は、ダクトが極 めて長くなければならず、マイクロホンが流れそのものの中に入っていなければ ならないことである。

本発明は前述のどれよりも優れている。本願の装置はよりよいファン設計を用い ることによって騒音のランダム成分を小さくする。それはまた適応能動制御装置 を用いることによって純音騒音を消去する。本願の利点は、長いダクトが必要て ないこと、直接に流れの中にある必要のあるマイクロホンがなく、シたがってマ イクロホンを構成する費用を減らし、ファンが事実上完全に静かになり、ファン が非常に能率よく、したがってファンに動力を与えるに必要であった電力の必要 量を減らすことである。

最良の総合性能を得るためにはファンを最大効率の領域の近くで作動させる必要 がある。そのような作動を確実にする便利な基準が空気を移動させる装置の選択 に影響を与える主な変数を組合わせた比速度というパラメータである。

Ｑ′：＝−流ｊｌｃｆｍ ｎ−回転速度　ｒｐｍ Ｐ　＝静圧　１ｎ水住 である。

比速度の重要性は、どの特性のファン設計に対しても大きさ又は回転速度に関係 なく、与えられた値の比速度に対して効率の特有の到達可能な値があるというこ とから出ている。適用面の要求は、ファンが動作しなければならない比速度を定 め、最適ファンの選択は適用面によって指示された比速度で高効率を有するファ ンが選ばれた場合に得られる。

図１４は、このカタログにある製品が向いている比速度の範囲を示している。

図示のように、前向き遠心分離機を７．０００から５５，０００までの比速度の 範囲内に適用でき、最良の動作が２０．０００ないし３５．０００の範囲内にあ り、混合流イノペラは、最良動作が３０．０００ないし５５，０００内にあるよ うにして２０．０００から７２．０００まての範囲て適用てき、一方、プロペラ フアノは、最良動作カ月ｏｏ、ｏｏｏないし１５０．０００の範囲にして９０゜ ０００から２１５．０００までの範囲で適用できる。

応用技術者は、通常与えられた性能に対する比速度の数値が回転速度に正比例す るので、比速度を選択基準として用いるのにある程度の許容範囲を持っている。

与えられた要求条件に対して回転速度を適当に選択することによって比速度を所 望のファン形式に対する効率的動作範囲内に入るようにすることができる。この アプローチはベルト駆動ファンを取り扱うのに特に順応性がある。

高効率が混合流ファンと軸流ファンの間の比速度範囲内に必要とされる場合、メ ーカーによっては注文設計のベーン軸流ファンを供給でき、標準以下の遠心分離 機については、最低３０００まての比速度に対する注文設計遠心分離機を供給で きる。それらはまたそれらの簡単さがそれらを容積式装置について選択を行う場 合、１０００もの低い比速度に対して供給できる。

図１４ににおいて、人は一般に消音用のひし形範囲のパターンの勾配２００で運 転し、さらに効率よくするために３００におけるような頂点に向かって戻る。

人が勾配から離れるとき騒音は純音からランダムに変わる。

従来のファンは、動作効率と騒音受容性の間の折衷品であった。しばしば、ファ ンの効率を大きくすることは、ファンインペラとハウジングの間のクリアランス を小さくすることを必要としており、広帯域騒音レベルを下げることは純音騒音 を強くする。しかし、これらの純音は、広帯域「ランダム」騒音より受容性が小 さいと判断された。したがって、受容可能な広帯域「ランダム」騒音を持ったフ ァンを与えるために効率が下げられた。しかし、広帯域騒音レベルはもっと効率 の良いファンより高い。

バルテンベルフ７他は、ノイズ・コントロール・エンジニアリング、１９７７年 ５−６月、第８巻、第５号、第１００−１０７頁の［音響的に裏打ちされたケー シングを用いる遠心ファンにおける騒音低減」において音響的に裏打ちされたケ ーシングによるファンの総合騒音レベルを低減する方法を記載している。しかし 裏打ちは、時間とともにすり切れ、ある種の環境では受容できず、大部分の純音 騒音を残す。

ナイスとクープマンは、ジャーナルｅオブ・バイブレーション・アント・アクー スチックスの１９−年、第−巻、第一号、第−一第一頁の「高次ダクトモード周 波数におけるブランドトーンを低減するための遠心ファンのカットオフ内の能動 音源」において羽根通過周波数トーンを一部分消去する２次騒音源を作るために 遠心ファンのカットオフにある同調共鳴器を用いることを記載している。なお、 彼らは、ファンからのタイミング信号をろ波することによって及び相殺信号の各 周波数成分の位相と振幅を手動で調節することによって相殺騒音を作る電子装置 を記載している。この電子装置は、高価な実験室の試験機器を用い、それを家庭 や関連の用途で使うのを不適当に手動調節を必要とした。同調共鳴器も電子装置 もファン騒音の周波数の位相または振幅の変化に適応しない。なお、改良されて いないファンへ純音消音を単に加えることは、ファンの効率を大きくしないし、 それは広帯域ランダム騒音を減らしもしない。ナイズは、ジャーナル・オブ・エ ンジニアリング・フォア・インダストリー、１０４、第１５１−１６１頁（１９ ８２）の［遠心ファンの騒音低減法のレビュー」に同じ調子でさらに続けている 。

ナイズは、英国特許第２，１１７，０４６号において彼が共鳴器の長さを絶えず 同調させなければならないという問題を克服しようと試みている彼の技術の適用 を記載している。彼は、反対音源がインペラの速度に応じて周波数を変えること によって行われる装置を用いている。彼は、反対音を彼が消去したい騒音と反対 の位相にし、騒音が少なくとも一部分消されることを述べている。彼の部分消音 を達成するために、彼は音響トランスジューサを用いる調節式移送器回路を用い ている。反対音を始動させるために、彼は円板と速度ピックアップまたは、もう 一つの変形態様においてマイクロホンを反対音スピーカ箱の内側に用いた。後者 の実施例において、彼は、可聴増幅器の振幅を反対音のへベルを変えるために用 いるように調節される移送器回路を用いている。

ファン騒音に適用された従来の適応消音法は、騒音を検出するために用いられる 上流センサと相殺騒音を発生する下流作動器の入っているダクトを利用した。

ンヤプランは、チャータート・メカニカル・エンジニャ第４４−４８頁、１９８ ３年の論文「騒音防止−エセックス・ブレイクスルー」において、Ｇ、Ｌ、　’ ７−ナカは、米国特許第４，４７３．９０６号において、及びエリクソンは、米 国特許第４，６７７．６７６号の［スピーカ、誤り経路及び帰還経路のオンライ ンモデリングを持った能動減衰装置」においてこのような方法を記載している。

しかし、これらの方法は、小さな施設では利用できないかもしれないある長さの ダクトを必要とし、それらはあるいは乱気流とともにある上流センサの金のかか る取り付けを必要とし、それらは一方向にだけ騒音を相殺し、それも出口側が多 い。

ファンの入口側における騒音を相殺するために第２の施設が必要であるが、相互 作用がこれを困難にする。

ヒルは、米国特許第５，０１０，５１６号において相殺音発生スピーカを制御す るろ波Ｘ最小平均自乗適応フィルタのための基準信号としてファンに取り付けら れた加速度計によって作られた正弦回転速度信号を用いて工具羽根通過騒音を減 衰させる能動音響減衰装置を記憶している。

キンランは、プロシーディンゲス・オブ・インターノイズ８９、第４７９−４８ ２頁の「小さな軸流ファンから放射される騒音の能動制御」という標題の論文で 電磁気的に発生された２次騒音源を用いて軸流ファンにおける騒音の低減を記載 しているが、この方法は騒音の変化に適応せず、ファンの効率を高めない。

本発明の一つの目的は、全適応制御装置を用いてファンを静かにすることである 。

したかって本発明の別の目的はファンをより効率的にしながら同時にファンを静 かにすることである。

本発明のもう一つの目的は、より効率的な設計で広帯域騒音を下げて純音成分を 電気的に取り除くことである。

本発明のそのほかの目的は、遠心ファンにおけるカットオフ・クリアランスを小 さくシ、増大した騒音を電子的に消去することである。

本発明のなおそのほかの目的は、クリアランスを小さくすることによって効率的 にされたファンの騒音の周波数、位相及び振幅の変化を制御するために高速適応 騒音制御装置を提供することである。

なおもう一つの目的は、ファンとそのハウジングの総合寸法を小さくすることで ある。

本発明のなおそのほかの目的は、ファンの総合電力要求量を減らすことである。

本発明のなおもう一つの目的は、装置を作動するのに必要なマイクロホンのコス トを下げることである。

発明の説明 本発明は、種々の高効率のファンの設計と純音騒音の適応能動消去の統合によっ てより効率的な静かなファンを提供する。ファンの効率は、ファン内部のクリア ランス、たとえばインペラとファンケーシングの間、インペラ羽根と支柱及びイ ンペラ羽根とファンカットオフの間のクリアランスを小さくすることによって改 良される。一般的にいえば、これらのクリアランスを小さくすることによって羽 根通過周波数の倍数で純音騒音の増加をもたらす。これらの純音は純音騒音成分 の騒音、周波数、位相、及び振幅の変化に自動的に適応する能動的方法によって 相殺される。なお、本発明の方法は、従来の能動消音装置によって必要とされた ダクトをなくし、本発明は、ファンの入口側と出口側の両方で騒音を相殺する。

自由空間における騒音の能動相殺は、相殺されるべき騒音の波長及び相殺騒音の 騒音源との間の間隔に臨界的に関係することは当該技術において周知である。

たとえば、二つの源が騒音振幅を６ｄＢだけ減衰させるためには、約１／１０波 長以内になければならないことを簡単なダイポールモデルが示している。追加の 減衰はずっと近い間隔を必要とする。

しかし、比較的短いダクトを用いることによってさえ、二つの騒音源の間の間隔 は、減衰されることのできる最短波長が矩形ダクトの最大寸法の約２倍または円 形ダクトの直径の１．７倍であるように広げられる可能性がある。たとえば、最 大寸法１５．２４ｃｍ　（６ｉｎ）のダクトに排気する小ファンからの騒音が約 １．１００Ｈｚまで相殺されうるであろう。

現在は、ランダム騒音に対する能動騒音制御の最も効果的適用面は線形装置に対 しててあり、すなわち、騒音がダクトを下って伝搬する場合、ある種のマフラー ヤへ・ノドホーン適用面がこれに対する例外であるが、騒音がもっと効果的に捕 捉され、解析され相殺される。

一般的にいえば、入力マイクロホンを騒音源の近くに置き、相殺スピーカを制御 装置か騒音の必要な周波数、位相及び振幅を決める時間を許すに十分に遠くに置 くことができる。すへての誤差に対する調整を行う制御装置へ送られる残留騒音 を捕捉するために、もう一つのマイクロホンを「上流」またはファンに隣接して 置くことができる。

当な情報を制御装置に明らかに与えないであろう。

面波だけに対するの全体的な相殺（ダクトの断面全体を横切る）を達成できるこ とが非常に重要である。実験室や現場における試験は、制御装置が誤差マイクロ ホンの設置場所において特定の位相だけを相殺するようにスピーカを指示してい るので、高次モードが１チヤンネル装置を通り過ぎて続いていることを示してい る。制御装置が１）音源の変化（純音騒音の振幅と周波数）及び２）システムの 変化（温度、空気流量、トランスデユーサの特性、誤差プラント及びシステムプ ラント）に応答できなければならないことは明らかである。

る可能性のある従来の消音器に勝る利点を持っている。

能動騒音制御を適用するときの非常に重要な考慮事項が騒音の正確な性質である 。従来の吸収型消音器は一定の周波数である量を減衰させる。一方、能動装置は 、純音についてより大きな低減を達成し、騒音周波数の変化に適応できる。受動 消音器の性能は、オクターブ帯域挿入損によって量ることができるが、能動装置 の性能は、実際のスペクトルによって変わる。この理由で、最低限として、１７ ′３オクターブ帯域解析が能動または能動／受動装置の要件を予測するのに必要 である。なお、１チヤンネル能動装置がカットオフ周波数以上の全体的消音を達 成しないので、与えられたダクト寸法に対する高次モードの場合のカットオフ周 波数に近いすべての純粋な純音の正確な周波数を知ることは肝要である。能動制 御装置を正しく適用するためには、以下のパラメータが必要である。■）騒音源 の音響出力、２）必要な騒音低減の上限周波数、３）構成要素保護の要件、４） １／３または狭帯域音響測定値。この情報で、装置を設計し性能を予測できる。

図面において、 図１は、本発明の教示を用いる遠心ファンの側面線図、図２は、図１のファンの 平面切取図、 図３は、本発明の教示を用いる軸流ファンの側面線図、図４は、図３のファンの 端面図、 図５は、遠心ファンについての本発明の一実施例の側面図、図６は、遠心ファン についての本発明のなおもう一つの実施例の側面図、図７は、遠心ファンの実施 例についての二重横拡声器配列を示し、図８は、遠心ファンのなおもう一つの二 重拡声器の実施例、図９は、本発明を利用するラジアルファンの実施例を示し、 図１０は、ラジアルファンについての本発明の二重拡声器の実施例、図１１は、 本発明の教示を利用するラジアルファンの実施例、図１２は、本発明のもう一つ の２拡声器の実施例、図１３は、遠心ファンについての寸法を示し、図１４は、 選択基準グラフである。

図１は、遠心ファン１０に適用さた本発明の例を示している。ファンインペラと 周囲のハウジング１２の間のクリアランスは、ファン１０の効率を高めるために 今日の通常のファンにおけるよりずっと小さい。クリアランスが小さい結果とし て、ファン力ットオブ１３における圧力差に主に起因して純音騒音が発生される 。トランスデユーサ１４として総括的に記された相殺騒音源は、カットオフにて きるだけ近く置かれるすなわちダクトで連結される。相殺音源は、図１の１５及 び１６として示されている一つまたは二つ以上の拡声器またはピエゾ電気素子か ら成ることができる。１７のような短い１本の先細ダクトが高周波の音響結合を 与える。

上述のように、ファン１０の効率は、２０におけるようなインペラとファンケー シングの間のクリアランス、図３の５１におけるようなインペラ羽根と支柱の間 のクリアランス及び図１におけるようなインペラ羽根とファンカットオフの間の クリアランスなどのファン自体内のクリアランスを小さくすることによって高め られた。これらのクリアランスが小さければ小さいほどファンが発生する純音騒 音は大きい。騒音はファンの入口部分２２及び出口部分２３の両方において消去 される。

音響センサ、たとえばマイクロホンまたはピエゾ電気素子２４、が能動消音装置 の有効性の測度である誤差信号を与えるためにファンの中に取り付けられている 。センサの正確な取付位置は、それが乱流空気の中にない限り変わってもよく、 センサはファン騒音と相殺騒音源の結合音響レベルを測定する。能動消音全適応 制御装ｆｉｌＦ２５が相殺音源を作るトランスデユーサ１４に誤差信号が低減さ れるような相殺信号を与える。能動騒音消去制御装置は、米国特許第４．　８７ ８．　１．８８号に記載されているような同期型のものまたは同時係属出願米国 特許第４７７゜４３２号においてジーグラによって記載された単一センサ非同期 型のものであってもよい。

図３及び図４は、軸流ファン５０に適用された本発明を示している。再び、ファ ン５２の端と周囲のハウジング５３の間のクリアランス５１は、ファンの効率を 高めるために減らされた。結果として生ずる純音騒音は、主にファンの羽根がフ ァンを支持する５４におけるような支柱の側を通るときの圧力差によって発生さ れる。短い先細ダクト５５が相殺されるのに必要な周波数における必要な音響結 合を与えるのに用いられる。それはファンの軸の回転速度における騒音も存在す ることもあるが、羽根通過周波数とその高調波であることが多い。拡声器５６． ５７なとの相殺騒音源はファンダクトの中にいれられる。すなわちダクトで連結 されている。相殺騒音源は、拡声器またはピエゾ電気素子て構成てきる。５８ま たは５９にあるようなマイクロホンなどの誤差信号を与える音響センサと能動消 音制御装置が遠心ファンに関して記載されたと同様に設けられている。

本発明の遠心ファンの適用のその他の変形が図５ないし図８に示されている。

図５は、能動騒音消去制御装置６１のあるファンハウジングを示し、能動騒音消 去制御装置は、ファンハウシングのトング６４において先細ダクト６３付き拡声 器６２に接続されている。マイクロホン６５がハウジングの外側の頂上にある。

図６において、ファンハウシング６７と羽根６８が１対の拡声器６９と７０を排 気室７１の両側に接続されて羽根とハウジングの間の７２におけるような厳しい 寸法精度によって作られた騒音を消去するようになっている。能動消音制御装置 ７３が拡声器６９．７０及び速度センサとマイクロホン７４と７５に接続されて いる。二つのマイクロフォン信号は、７３によって併合され解析されてすべての 純音騒音を最小にする。

図７は、ファンハウシング７６と羽根型ファン７７を示し、一般的には排気ダク ト８０に取り付けられた二つの拡声器７８．７９、能動消音制御装置８１、速度 センサ８２及びマイクロホン８３を持った図６に示したものと同様な構成のもの である。この構成の主な相違点は、拡声器が横向きに取付けられていることであ る。

図８は、ファンハウジング８４、羽根型ファン８５及び制御装置８８に接続され た二つのマイクロホン８６．８７を示しており、制御装置８８はセンサ８９から の入力と拡声器９０．９１への出力を備え、拡声器は９５におけるような小さな りリアランスによって発生される騒音を打ち消すためにファンのトング９４への 反対騒音を送るダクト９２．９３に互いに向き合って取り付けられている。

図９ないし図１２は、軸流ファン上の拡声器取付は台及びマイクロホン設置場所 の変形を示している。図９は、羽根１０１と支持部材１０３を持ったハウジング １０２を備えて軸流ファン１００を示している。速度センサが１０４におけるよ うに据え付けられ、マイクロホンが１０５におけるように風下に据え付けられ、 これらは、ノイズ・キャンスレージョン・テクノロジー社によって製作されＮＣ Ｔ　２０００と称するもののような能動騒音制御装置１０６に接続されている。

この制御装置は、すべての純音騒音を相殺するようにファンハウジング１０２と 並んで取り付けられた拡声器に出力する。

図１０は、ダクト１１３の中に羽根１１１とハウジング１１２を有するファン１ １を示している。速度センサ１１４及び一つが上流に一つが下流にある二つのマ イクロホン１１５と１１６が拡声器１１７と１１８を制御する能動消音制御装置 １】９に接続されている。

図１１は、円形ハウジング１２１とモータ駆動装置１２３を囲む羽根１２２を有 する軸流ファン１２０を示している。制御装置１２４がセンサ１２５を介して速 度を、マイクロホンを介して純音騒音を捕らえる。拡声器１２７は、モータ駆動 装置１２３のすぐ側の下流に置かれている。

図１２は、円形ハウジング１３１と羽根１３２を備えた軸流ファン１３０を示し ている。それはモータ駆動装置１３３を備え、拡声器１３４．１３５を前後に取 付けられている。これらの拡声器は、センサ１３７を介してファン速度を検出し 、上流と下流にそれぞれ取り付けられたマイクロホン１３８．１３９によってフ ァン騒音を測定する制御装置によって制御される。

本発明の若干の選択された実施例を詳細に説明したが、種々の修正態様とそれら の細部に対する代替態様をこの開示の総合教示に照らして開発できたことは当業 者によって認められるであろう。したがって開示された特定の構成は、単に例示 的に過ぎず、添付請求の範囲及び任意のかつすべての等価物の完全な巾を与える ことのできる本発明の範囲に関する制限でないと考えられている。

ト　（り の Φ 〜ｔ （り 国際調査報告 フロントページの続き （７２）発明者　バージュレン、ル アメリカ合衆国コネチカット州０６８１０、ダンブリ−、ボコノ　レイン　２９ （７２）発明者　エイテサディ、コスロウアメリカ合衆国コネチカット州０６４ ８４、ジェルトン、フィーザント　グレン　２３９（７２）発明者　アーノルド 、ミッチェルアメリカ合衆国メリーランド州２１１５７、ウエストミンスター、 オールド　タニータウン　ロード　２０３１ （７２）発明者　フリーゼン、ロバートアメリカ合衆国メリーランド州２１１２ ２、パサディナ、シチュエート　ハーバ−１０３３

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．流体移動装置における羽根を回転することによって作られた騒音を消去し装 置をより効率的にする能動消音装置であり、該装置が、密閉され限定された空間 内に流体を収容する手段と、広帯域騒音を低減させて主要な騒音源として純音声 分を残すように前記空間内の空気を加速し圧縮する手段と、羽根通過周波数を検 知する手段と、 前記加速及び圧縮手段が流体を前記密閉され限定された空間を強制的に通すとき 前記加速し圧縮する手段によって発生された騒音を検出してそれを表す信号を発 生する手段と、 前記流体を含む手段に隣接した拡声器装置と、羽根通過周波数と前記発生した騒 音を検知し前記拡声器手段に等しく反対向きの対抗騒音を表す信号を作る電子制 御手段とを備え、それによって、前記発生されて増大した騒音が前記対抗騒音に よって音響的に低減され空気移動装置が同時により効率的にかつより静かにされ ることを特徴とする能動消音装置。
2. ２．前記流体移動装置がそれのハウジングと羽根の付いている回転部分の間に小 さなクリアランスを有する遠心ファンである請求項１に記載の装置。
3. ３．前記騒音検出手段が少なくとも一つのマイクロホン装置からなる請求項２に 記載の装置。
4. ４．前記マイクロホン装置が一つのマイクロホンを備え、一つはハウジング入口 の近くに置かれ、他方は前記流体移動装置内を移動する流体の出口近くに置かれ ている請求項３に記載の装置。
5. ５．前記拡声器装置が遠心ファン内のらせんのトングに取り付けられ、ファンの 純音騒音成分の周波数、位相及び振幅に対抗する音を作るように構成された少な くとも一つの拡声器を備える請求項２に記載の装置。
6. ６．前記流体移動装置がダクト機構に取り付けられた軸流ファンである請求項１ に記載の装置。
7. ７．前記騒音検出手段が少なくとも一つのマイクロホン装置を備える請求項６に 記載の装置。
8. ８．前記マイクロホン装置が二つのマイクロホンを備え、一つは前記ファンの上 流に置かれ、他方は下流に置かれている請求項７に記載の装置。
9. ９．前記拡声器装置が前記軸流ファンの中心に取り付けられた少なくとも一つの 拡声器を備える請求項６に記載の装置。
10. １０．前記拡声器装置が前記ファンの上流と下流にそれぞれ取り付けられた少な くとも一つの拡声器を備える請求項６に記載の装置。
11. １１．気体を動かす装置内の羽根装置の回転する動作から生ずる騒音を能動的に 消去すると同時に装置をさらに効率よくする全適応能動消音装置であり、該装置 が 純音騒音成分を残しながらすべての広帯域騒音を低減させるように前記ファンを 前記境界内に入れておくためのハウジング装置と、純音騒音成分を残しながらす べての広帯域騒音を低減させるように前記気体を前記境界の内部で動かす手段と 、気体移動装置の周波数を検知してその周波数を表す信号を発生するように構成 された検知手段と、 前記ハウジング装置を通る前記気体の移動によって生じた騒音を検出してその騒 音を表す信号を発生する騒音起動手段と、前記ハウジング装置の近くにある拡声 器装置と、前記気体移動装置と騒音起動手段の周波数を表す信号を取って前記フ ァンが発生した純音騒音を効果的に減らすために前記純音騒音と反対向きで振幅 の等しい騒音を連続的に発生する適応制御手段とを備え、それによって前記純音 騒音を低減させる一方、前記気体移動装置が気体を効率的に動かすことを特徴と する全適応能動消音装置。
12. １２．前記気体移動装置が遠心ファンを備え、前記気体が空気である請求項１１ に記載の装置。
13. １３．前記気体移動装置が遠心ファンであり、前記拡声器が前記ファンのらせん のトングの近くに置かれ、純音騒音の周波数、位相及び振幅に対抗する音を作る ように構成されている請求項１１に記載の装置。
14. １４．前記拡声器装置が移動する気体の経路からはずれているように前記ハウジ ング装置の外側に取り付けられている請求項１１に記載の装置。
15. １５．前記ハウジング装置が短いダクトを備えている請求項１４に記載の装置。
16. １６．前記騒音起動手段が前記ハウジング装置に隣接して置かれた二つのマイク ロホンを備え、各マイクロホンは、それぞれの場所において前記気体移動装置に よって発生された騒音を表す信号を発生するように構成され、前記適応制御手段 が等しくて反対向きの振幅の騒音を前記拡声器装置への信号を連続的低かつ適応 的に作る能力を高めて容易にするために前記信号を統合するように構成されてい る請求項１５に記載の装置。
17. １７．前記気体移動装置が遠心ファンである請求項１１に記載の装置。
18. １８．前記気体移動装置がダクト装置内に取り付けられた軸流ファンからなり、 前記騒音検出手段が少なくとも一つのマイクロホン装置からなる請求項１８に記 載の装置。
19. １９．前記ハウジング装置に隣接して置かれた二つのマイクロホン装置がある請 求項１８に記載の装置。
20. ２０．前記拡声器装置が前記軸流ファンの中心ハブに取り付けられた少なくとも 一つの拡声器からなる請求項１８に記載の装置。