JPH07110125A - 燃焼装置 - Google Patents
燃焼装置Info
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- JPH07110125A JPH07110125A JP25550893A JP25550893A JPH07110125A JP H07110125 A JPH07110125 A JP H07110125A JP 25550893 A JP25550893 A JP 25550893A JP 25550893 A JP25550893 A JP 25550893A JP H07110125 A JPH07110125 A JP H07110125A
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- Japan
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- combustion
- signal
- pressure
- pressure detector
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃焼装置の燃焼音の低減を図る。
【構成】 燃焼室6に設けたマイクロフォン11により
燃焼音の圧力変動を音圧として検出した信号と、燃焼時
に同定し伝搬特性を補正する固定フィルタ25Aを通過
した信号を基に燃焼音の逆位相信号を演算装置12で演
算して比例弁2に入力し、比例弁2から補正された逆位
相の圧力変動が出力され、燃焼室6で発生する火炎振動
を位相干渉により相殺し、燃焼音を抑制する。
燃焼音の圧力変動を音圧として検出した信号と、燃焼時
に同定し伝搬特性を補正する固定フィルタ25Aを通過
した信号を基に燃焼音の逆位相信号を演算装置12で演
算して比例弁2に入力し、比例弁2から補正された逆位
相の圧力変動が出力され、燃焼室6で発生する火炎振動
を位相干渉により相殺し、燃焼音を抑制する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス等を燃焼する燃焼
装置の燃焼騒音を、燃焼により発生した圧力変動と逆位
相の信号を計算し位相干渉により能動的に消音する機能
を備えた燃焼装置に関する。
装置の燃焼騒音を、燃焼により発生した圧力変動と逆位
相の信号を計算し位相干渉により能動的に消音する機能
を備えた燃焼装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の消音装置付き給湯機としては、実
開平4−95266号公報に示すものがある。以下その
構成について図11を参照しながら説明する。図11に
示すように、バーナ41へ与える燃焼信号を燃焼操作器
42から受けて消音する構成となっている。消音対象音
はブロワ43およびバーナ41の定常燃焼時に発生する
騒音であるが、これらの騒音源を2つのマイク44a、
44bで検出し、2つのスピーカ45a、45bで能動
消音するとともに、消音制御器46、マイク44a、4
4b、スピーカ45a、45bは給湯機の内部に組み込
まれている。
開平4−95266号公報に示すものがある。以下その
構成について図11を参照しながら説明する。図11に
示すように、バーナ41へ与える燃焼信号を燃焼操作器
42から受けて消音する構成となっている。消音対象音
はブロワ43およびバーナ41の定常燃焼時に発生する
騒音であるが、これらの騒音源を2つのマイク44a、
44bで検出し、2つのスピーカ45a、45bで能動
消音するとともに、消音制御器46、マイク44a、4
4b、スピーカ45a、45bは給湯機の内部に組み込
まれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の構
成では、発生した燃焼騒音をスピーカ45a、45bに
より消音するものであるため、騒音発生源の根本的な対
策と、燃焼量の変化に対応した燃焼騒音を低減すること
ができないという課題があった。
成では、発生した燃焼騒音をスピーカ45a、45bに
より消音するものであるため、騒音発生源の根本的な対
策と、燃焼量の変化に対応した燃焼騒音を低減すること
ができないという課題があった。
【0004】また、給湯機から発生する騒音は、低周波
数が主帯域となる燃焼音と、中・高周波数騒音が主帯域
となる送風騒音に大別されるが、逆位相音の位相干渉に
よる能動消音のみでは、これらの騒音を同時に低減する
ことが困難であるという課題があった。
数が主帯域となる燃焼音と、中・高周波数騒音が主帯域
となる送風騒音に大別されるが、逆位相音の位相干渉に
よる能動消音のみでは、これらの騒音を同時に低減する
ことが困難であ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
音を低減することを目的としている。
音を低減することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の第1の課題解決の手段として、送風装置と、
燃料制御装置と、空気と燃料を混合するバーナ部と、バ
ーナ部で混合された混合気体を燃焼する燃焼室と、燃焼
室からの排気ガスを排出する排気口と、燃焼室の圧力変
動を検出する圧力検出器と、燃焼時の燃料制御装置から
圧力検出器までの圧力伝搬特性を補正する伝搬特性補正
手段と、逆位相の信号を演算する手段が適応制御則に基
づき、圧力検出器の信号と伝搬特性補正手段を通過した
圧力検出器の信号とにより、圧力検出器で実質的に逆位
相の圧力変動となる信号を演算する演算装置を備えたも
のである。
に本発明の第1の課題解決の手段として、送風装置と、
燃料制御装置と、空気と燃料を混合するバーナ部と、バ
ーナ部で混合された混合気体を燃焼する燃焼室と、燃焼
室からの排気ガスを排出する排気口と、燃焼室の圧力変
動を検出する圧力検出器と、燃焼時の燃料制御装置から
圧力検出器までの圧力伝搬特性を補正する伝搬特性補正
手段と、逆位相の信号を演算する手段が適応制御則に基
づき、圧力検出器の信号と伝搬特性補正手段を通過した
圧力検出器の信号とにより、圧力検出器で実質的に逆位
相の圧力変動となる信号を演算する演算装置を備えたも
のである。
【0007】また、本発明の第2の課題解決の手段とし
て、送風装置と、燃料制御装置と、空気と燃料を混合す
るバーナ部と、バーナ部で混合された混合気体を燃焼す
る燃焼室と、燃焼室からの排気ガスを排出する排気口
と、排気口以外から放射する騒音を遮音する遮音手段
と、燃焼により発生する圧力変動を燃焼室で検出する第
1の圧力検出器と、排気口上部に設けた逆位相音を発生
する音波発生手段と、排気口と音波発生手段の間に近接
して設けた第2の圧力検出器と、音波発生手段から第2
の圧力検出器までの音響伝達特性を補正する伝搬特性補
正手段と、適応制御則に基づき、伝搬特性補正手段を通
過した第1の圧力検出器の信号と第2の圧力検出器の信
号とにより、燃焼音を位相干渉により相殺し、第2の圧
力検出器で検出される信号を最小にする逆位相の信号を
計算する演算装置を備えたものである。
て、送風装置と、燃料制御装置と、空気と燃料を混合す
るバーナ部と、バーナ部で混合された混合気体を燃焼す
る燃焼室と、燃焼室からの排気ガスを排出する排気口
と、排気口以外から放射する騒音を遮音する遮音手段
と、燃焼により発生する圧力変動を燃焼室で検出する第
1の圧力検出器と、排気口上部に設けた逆位相音を発生
する音波発生手段と、排気口と音波発生手段の間に近接
して設けた第2の圧力検出器と、音波発生手段から第2
の圧力検出器までの音響伝達特性を補正する伝搬特性補
正手段と、適応制御則に基づき、伝搬特性補正手段を通
過した第1の圧力検出器の信号と第2の圧力検出器の信
号とにより、燃焼音を位相干渉により相殺し、第2の圧
力検出器で検出される信号を最小にする逆位相の信号を
計算する演算装置を備えたものである。
【0008】
【作用】本発明は第1の課題解決の手段において、まず
燃焼によって発生した燃焼室の圧力変動を圧力検出器で
検出する。検出された信号は、伝搬特性補正手段を介し
て演算装置に取り込まれ、圧力検出器で検出される信号
が最小となるように補正された逆位相の信号を演算し、
燃料制御手段に入力する。ここで伝搬特性補正手段は、
燃焼時の燃料制御装置から圧力検出器までの伝搬特性を
実現しているため、燃料制御手段から圧力検出器までの
圧力が火炎を通過するときの伝搬特性と電気−音響変換
特性を補正することができる。したがって、燃料制御手
段から燃料に加えられた逆位相の圧力変動が燃焼室へ伝
搬したときに実質的に逆位相となり、火炎振動を精度よ
く抑制し、燃焼音を大きく低減できる。また、燃焼量ご
とに伝搬特性を細かく補正することで、燃焼量に対応し
た燃焼音を低減できる。
燃焼によって発生した燃焼室の圧力変動を圧力検出器で
検出する。検出された信号は、伝搬特性補正手段を介し
て演算装置に取り込まれ、圧力検出器で検出される信号
が最小となるように補正された逆位相の信号を演算し、
燃料制御手段に入力する。ここで伝搬特性補正手段は、
燃焼時の燃料制御装置から圧力検出器までの伝搬特性を
実現しているため、燃料制御手段から圧力検出器までの
圧力が火炎を通過するときの伝搬特性と電気−音響変換
特性を補正することができる。したがって、燃料制御手
段から燃料に加えられた逆位相の圧力変動が燃焼室へ伝
搬したときに実質的に逆位相となり、火炎振動を精度よ
く抑制し、燃焼音を大きく低減できる。また、燃焼量ご
とに伝搬特性を細かく補正することで、燃焼量に対応し
た燃焼音を低減できる。
【0009】また、第2の課題解決の手段において、ま
ず燃焼室の圧力変動を第1の圧力検出器で検出し、排気
口から放射される燃焼音を第2の圧力検出器で検出す
る。第2の圧力検出器で検出された信号と、第1の圧力
検出器で検出され伝搬特性補正手段を通過した信号が、
演算装置に取り込まれる。演算装置では、第2の圧力検
出器で検出される信号が最小となるように補正された逆
位相の信号を演算し、音波発生手段に入力する。ここで
伝搬特性補正手段は、音波発生手段から第2の圧力検出
器までの伝搬特性を実現しているため、音波発生手段か
ら第2の圧力検出器までの音響伝達特性と電気−音響変
換特性を補正することができる。音波発生手段(負音
源)を排気口(正音源)と近接して設けているため、正
負二重音源構成となり排気口から放射する低周波数の燃
焼音と逆位相の音波により位相干渉をおこし、燃焼音を
低減する。次に、送風装置から発生する高周波数の騒音
は、主に送風装置近傍から放射される。遮音手段は、送
風騒音を燃焼装置内部に閉じこめ外部への漏出を防いで
いる。
ず燃焼室の圧力変動を第1の圧力検出器で検出し、排気
口から放射される燃焼音を第2の圧力検出器で検出す
る。第2の圧力検出器で検出された信号と、第1の圧力
検出器で検出され伝搬特性補正手段を通過した信号が、
演算装置に取り込まれる。演算装置では、第2の圧力検
出器で検出される信号が最小となるように補正された逆
位相の信号を演算し、音波発生手段に入力する。ここで
伝搬特性補正手段は、音波発生手段から第2の圧力検出
器までの伝搬特性を実現しているため、音波発生手段か
ら第2の圧力検出器までの音響伝達特性と電気−音響変
換特性を補正することができる。音波発生手段(負音
源)を排気口(正音源)と近接して設けているため、正
負二重音源構成となり排気口から放射する低周波数の燃
焼音と逆位相の音波により位相干渉をおこし、燃焼音を
低減する。次に、送風装置から発生する高周波数の騒音
は、主に送風装置近傍から放射される。遮音手段は、送
風騒音を燃焼装置内部に閉じこめ外部への漏出を防いで
いる。
【0010】
(実施例1)以下、本発明の第1の実施例を図1および
図2に示すガス給湯機を用いて説明する。
図2に示すガス給湯機を用いて説明する。
【0011】図1および図2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1と、燃料で
あるガス流量を制御する比例弁2と、給湯機の出湯温度
を制御するために比例弁2とシロッコファン1に燃焼量
を制御する信号を加える本体制御装置3を備えている。
比例弁2を制御する弁制御器4と、ガスと空気を混合す
るバーナ部5と、前記した混合気を燃焼する燃焼室6
と、排気ガスを給湯機の本体7外部に排出する排気通路
8と排気口9と、燃焼による熱を水に伝える熱交換器1
0からなる。そして、燃焼により発生する圧力変動を取
り出すために燃焼室6に設けた圧力検出器であるマイク
ロフォン11と、マイクロフォン11で検出された信号
から逆位相の信号を演算する演算装置12と、比例弁2
を制御する弁制御器4には、直流電圧を入力するDC制
御器13と、この直流電圧と演算装置12の信号を混合
するDC/AC混合器14を備えて構成される。
を供給する送風装置であるシロッコファン1と、燃料で
あるガス流量を制御する比例弁2と、給湯機の出湯温度
を制御するために比例弁2とシロッコファン1に燃焼量
を制御する信号を加える本体制御装置3を備えている。
比例弁2を制御する弁制御器4と、ガスと空気を混合す
るバーナ部5と、前記した混合気を燃焼する燃焼室6
と、排気ガスを給湯機の本体7外部に排出する排気通路
8と排気口9と、燃焼による熱を水に伝える熱交換器1
0からなる。そして、燃焼により発生する圧力変動を取
り出すために燃焼室6に設けた圧力検出器であるマイク
ロフォン11と、マイクロフォン11で検出された信号
から逆位相の信号を演算する演算装置12と、比例弁2
を制御する弁制御器4には、直流電圧を入力するDC制
御器13と、この直流電圧と演算装置12の信号を混合
するDC/AC混合器14を備えて構成される。
【0012】ここで比例弁2は、駆動部が軽量であり応
答特性に優れたムービングコイル式であり、図2に示す
ように、ガス流入口15と、流出口16と、弁座17
と、弁体18と、弁体18を押し上げるスプリング19
と、弁体18を押し下げるための磁石20とコイル21
と、コイル21と弁体18を連結する軸体22とからな
る。
答特性に優れたムービングコイル式であり、図2に示す
ように、ガス流入口15と、流出口16と、弁座17
と、弁体18と、弁体18を押し上げるスプリング19
と、弁体18を押し下げるための磁石20とコイル21
と、コイル21と弁体18を連結する軸体22とからな
る。
【0013】さらに上記演算装置12は、図1(b)に
示すように、マイクロフォン11の信号を増幅する第1
の増幅器23と、アナログ信号をデジタル信号に変換す
るA/D変換器24と、Finite impulse
response filter(以下FIRフィル
タと記す)で構成される伝搬特性補正手段である固定フ
ィルタ25Aと、適応処理手段26と、デジタル信号を
アナログ信号に変換するD/A変換器27と、D/A変
換器27からの信号を増幅する第2の増幅器28で構成
される。適応処理手段26は、係数を変更可能なFIR
フィルタで実現される適応フィルタ装置29と、この適
応フィルタ装置29の係数を更新する係数更新器30で
構成される。
示すように、マイクロフォン11の信号を増幅する第1
の増幅器23と、アナログ信号をデジタル信号に変換す
るA/D変換器24と、Finite impulse
response filter(以下FIRフィル
タと記す)で構成される伝搬特性補正手段である固定フ
ィルタ25Aと、適応処理手段26と、デジタル信号を
アナログ信号に変換するD/A変換器27と、D/A変
換器27からの信号を増幅する第2の増幅器28で構成
される。適応処理手段26は、係数を変更可能なFIR
フィルタで実現される適応フィルタ装置29と、この適
応フィルタ装置29の係数を更新する係数更新器30で
構成される。
【0014】上記構成によれば、固定フィルタ25A
は、予めガス給湯機を運転し燃焼させた状態で比例弁2
からマイクロフォン11に至るまでの伝搬特性Cを同定
し、実現したものである。したがって、この伝搬特性C
は、比例弁2の電気信号−圧力変動の変換特性、マイク
ロフォン11の音圧変動−電気信号の変換特性や、比例
弁2からマイクロフォン11へ圧力が伝搬する間に生じ
る共鳴特性や、圧力変動が火炎を通過する際に発生する
位相と振幅特性の変化等を含むものである。したがっ
て、マイクロフォン11で検出した燃焼室6の圧力変動
信号は、固定フィルタ25Aにより燃焼時の伝搬特性C
が補正され、この信号をもとに適応処理手段26により
補正された逆位相の信号を演算し、比例弁2からガスに
出力することで、燃焼室6で発生する圧力変動の逆位相
の圧力変動を精度良く実現でき、位相干渉により圧力変
動を抑制し、燃焼音を根本的に低減することができる。
は、予めガス給湯機を運転し燃焼させた状態で比例弁2
からマイクロフォン11に至るまでの伝搬特性Cを同定
し、実現したものである。したがって、この伝搬特性C
は、比例弁2の電気信号−圧力変動の変換特性、マイク
ロフォン11の音圧変動−電気信号の変換特性や、比例
弁2からマイクロフォン11へ圧力が伝搬する間に生じ
る共鳴特性や、圧力変動が火炎を通過する際に発生する
位相と振幅特性の変化等を含むものである。したがっ
て、マイクロフォン11で検出した燃焼室6の圧力変動
信号は、固定フィルタ25Aにより燃焼時の伝搬特性C
が補正され、この信号をもとに適応処理手段26により
補正された逆位相の信号を演算し、比例弁2からガスに
出力することで、燃焼室6で発生する圧力変動の逆位相
の圧力変動を精度良く実現でき、位相干渉により圧力変
動を抑制し、燃焼音を根本的に低減することができる。
【0015】さらに、比例弁2は本体制御装置3の指令
により、DC制御器13による直流電圧で磁石20とコ
イル21の電磁力の作用により軸体22を介しスプリン
グ19に抗して弁体18を下方に押し下げ、弁座17と
弁体18の間隙を一定開度に保ち、ガスの流量を一定と
し燃焼量を制御する。この一定弁開度の状態で、DC/
AC混合器14で混合された遅延信号がコイル21に入
力されることで、電磁力の作用により弁体18が振動
し、弁座17と弁体18の間隙が変動しガスに圧力変動
を重畳できる。すなわち、制御アクチュエータとして比
例弁2を使用しているため、燃焼量の制御と燃焼音の抑
制を兼用することが可能である。つまり、NOxやCO
を排気ガス中に多量に発生する異常燃焼においては、燃
焼音が大きく発生するため、マイクロフォン11で検出
した音圧を異常燃焼として判定した場合、ガス流量を制
御してNOxやCOの発生を抑制することができる。つ
まり、本体制御器3の指令により、弁制御器4のD/C
制御器13に加える電圧を変えガス流量を制御し、シロ
ッコファン1の回転数を制御し空気供給量を制御するこ
とで、異常燃焼の発生を防止し、NOxやCOの発生量
を抑制する効果を発揮することもできるものである。
により、DC制御器13による直流電圧で磁石20とコ
イル21の電磁力の作用により軸体22を介しスプリン
グ19に抗して弁体18を下方に押し下げ、弁座17と
弁体18の間隙を一定開度に保ち、ガスの流量を一定と
し燃焼量を制御する。この一定弁開度の状態で、DC/
AC混合器14で混合された遅延信号がコイル21に入
力されることで、電磁力の作用により弁体18が振動
し、弁座17と弁体18の間隙が変動しガスに圧力変動
を重畳できる。すなわち、制御アクチュエータとして比
例弁2を使用しているため、燃焼量の制御と燃焼音の抑
制を兼用することが可能である。つまり、NOxやCO
を排気ガス中に多量に発生する異常燃焼においては、燃
焼音が大きく発生するため、マイクロフォン11で検出
した音圧を異常燃焼として判定した場合、ガス流量を制
御してNOxやCOの発生を抑制することができる。つ
まり、本体制御器3の指令により、弁制御器4のD/C
制御器13に加える電圧を変えガス流量を制御し、シロ
ッコファン1の回転数を制御し空気供給量を制御するこ
とで、異常燃焼の発生を防止し、NOxやCOの発生量
を抑制する効果を発揮することもできるものである。
【0016】(実施例2)次に、本発明の第2の実施例
について図3を用いて説明する。上記第1の実施例と同
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。
について図3を用いて説明する。上記第1の実施例と同
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。
【0017】図3は第2の実施例の固定フィルタのブロ
ック図で、比例弁2からマイクロフォン11までの伝搬
特性を補正する手段を図3に示すように、最大、中、最
小各々の燃焼時の伝搬特性を予め同定し固定フィルタ2
5B内の3つに実現したものと、本体制御装置3の指令
をもとにこれらの固定フィルタ25Bを切り換える切換
手段31として構成している。
ック図で、比例弁2からマイクロフォン11までの伝搬
特性を補正する手段を図3に示すように、最大、中、最
小各々の燃焼時の伝搬特性を予め同定し固定フィルタ2
5B内の3つに実現したものと、本体制御装置3の指令
をもとにこれらの固定フィルタ25Bを切り換える切換
手段31として構成している。
【0018】上記構成により、本体制御装置3の燃焼状
態に応じた信号により、切換手段31が最大燃焼、中燃
焼、最小燃焼の伝搬特性をもった固定フィルタ25Bを
切り換える。したがって、マイクロフォン11で検出さ
れた信号が、各々の燃焼量に応じた伝搬特性を正確に補
正することができ、燃焼量が変化したときにも、精度よ
く燃焼室6の圧力変動を抑制し燃焼音を低減できる。こ
こで、3つの燃焼時の伝搬特性を補正する場合を示した
が、さらに多くの燃焼状態を補正する固定フィルタを設
けることで、全ての燃焼量に応じた最適な消音効果が得
られるものである。
態に応じた信号により、切換手段31が最大燃焼、中燃
焼、最小燃焼の伝搬特性をもった固定フィルタ25Bを
切り換える。したがって、マイクロフォン11で検出さ
れた信号が、各々の燃焼量に応じた伝搬特性を正確に補
正することができ、燃焼量が変化したときにも、精度よ
く燃焼室6の圧力変動を抑制し燃焼音を低減できる。こ
こで、3つの燃焼時の伝搬特性を補正する場合を示した
が、さらに多くの燃焼状態を補正する固定フィルタを設
けることで、全ての燃焼量に応じた最適な消音効果が得
られるものである。
【0019】(実施例3)次に、本発明の第3の実施例
について図4および図5を用いて説明する。上記第1の
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。
について図4および図5を用いて説明する。上記第1の
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。
【0020】図4および図5に示すように、燃焼室6に
設けた第1のマイクロフォン11aと、排気口9上部に
設けた第2のマイクロフォン11bと、第1のマイクロ
フォン11aで検出された信号を増幅する第1の増幅器
23aと、この信号をディジタル信号に変換する第1の
A/D変換器24aと、第2のマイクロフォン11bで
検出された信号を増幅する第3の増幅器23bと、この
信号をディジタル信号に変換する第2のA/D変換器2
4bと、逆位相信号を出力する適応処理手段26と、固
定フィルタ25Cと、適応処理手段26にある適応フィ
ルタ装置29と係数更新器30から構成される。固定フ
ィルタ25Cは、燃焼時の比例弁2の電気信号−圧力変
動の変換特性、マイクロフォン11bの音圧変動−電気
信号の変換特性や、比例弁2からマイクロフォン11b
へ圧力が伝搬する間に生じる共鳴特性や、圧力変動が火
炎を通過する際に発生する圧力変動特性の変化等の圧力
伝搬特性Dを同定し、実現している。
設けた第1のマイクロフォン11aと、排気口9上部に
設けた第2のマイクロフォン11bと、第1のマイクロ
フォン11aで検出された信号を増幅する第1の増幅器
23aと、この信号をディジタル信号に変換する第1の
A/D変換器24aと、第2のマイクロフォン11bで
検出された信号を増幅する第3の増幅器23bと、この
信号をディジタル信号に変換する第2のA/D変換器2
4bと、逆位相信号を出力する適応処理手段26と、固
定フィルタ25Cと、適応処理手段26にある適応フィ
ルタ装置29と係数更新器30から構成される。固定フ
ィルタ25Cは、燃焼時の比例弁2の電気信号−圧力変
動の変換特性、マイクロフォン11bの音圧変動−電気
信号の変換特性や、比例弁2からマイクロフォン11b
へ圧力が伝搬する間に生じる共鳴特性や、圧力変動が火
炎を通過する際に発生する圧力変動特性の変化等の圧力
伝搬特性Dを同定し、実現している。
【0021】上記構成により、燃焼室6で発生した圧力
変動が第1のマイクロフォン11aで検出され、排気口
9から放射される燃焼音が排気口9上部に設けた第2の
マイクロフォン11bにより検出される。第1のマイク
ロフォン11aで検出された信号は固定フィルタ25C
に取り込まれる。係数更新器30では固定フィルタ25
Cを通過した信号と第2のマイクロフォン11bで検出
した信号が取り込まれ、第2のマイクロフォン11bで
検出された信号が最も小さくなるように適応フィルタ2
9の係数を更新している。すなわち、燃焼音の大半が排
気口9から放射されているため、排気口9で検出される
第2のマイクロフォン11bの音圧を最小となるような
制御を実行することで、排気口9からでる燃焼音を確実
に抑制することができる。
変動が第1のマイクロフォン11aで検出され、排気口
9から放射される燃焼音が排気口9上部に設けた第2の
マイクロフォン11bにより検出される。第1のマイク
ロフォン11aで検出された信号は固定フィルタ25C
に取り込まれる。係数更新器30では固定フィルタ25
Cを通過した信号と第2のマイクロフォン11bで検出
した信号が取り込まれ、第2のマイクロフォン11bで
検出された信号が最も小さくなるように適応フィルタ2
9の係数を更新している。すなわち、燃焼音の大半が排
気口9から放射されているため、排気口9で検出される
第2のマイクロフォン11bの音圧を最小となるような
制御を実行することで、排気口9からでる燃焼音を確実
に抑制することができる。
【0022】(実施例4)次に、本発明の第4の実施例
について図6から図10を用いて説明する。上記第1の
実施例と同一構造で、かつ同一作用をする部分には同一
符号を付す。
について図6から図10を用いて説明する。上記第1の
実施例と同一構造で、かつ同一作用をする部分には同一
符号を付す。
【0023】図6から図9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1と、燃料であ
るガス流量を制御する比例弁2と、給湯機の出湯温度を
制御するために比例弁2とシロッコファン1に燃焼量を
制御する信号を加える本体制御装置3を備えている。比
例弁2を制御する弁制御器4と、ガスと空気を混合する
バーナ部5と、前記した混合気を燃焼する燃焼室6と、
排気ガスを給湯機の本体7外部に排出する排気通路8と
排気口9と、燃焼による熱を水に伝える熱交換器10
と、これらを納める本体ケース32と、本体ケース32
を前面から塞ぎ内面側に遮音手段である遮音材33を添
付したフロントパネル34からなる。
供給する送風装置であるシロッコファン1と、燃料であ
るガス流量を制御する比例弁2と、給湯機の出湯温度を
制御するために比例弁2とシロッコファン1に燃焼量を
制御する信号を加える本体制御装置3を備えている。比
例弁2を制御する弁制御器4と、ガスと空気を混合する
バーナ部5と、前記した混合気を燃焼する燃焼室6と、
排気ガスを給湯機の本体7外部に排出する排気通路8と
排気口9と、燃焼による熱を水に伝える熱交換器10
と、これらを納める本体ケース32と、本体ケース32
を前面から塞ぎ内面側に遮音手段である遮音材33を添
付したフロントパネル34からなる。
【0024】そして、燃焼により発生する圧力変動を取
り出すために燃焼室6に設けた第1の圧力検出器である
第1のマイクロフォン11aと、排気口9上部に近接し
て設けた逆位相音を発生する音波発生手段であるスピー
カ35と、スピーカ35の中心と排気口9の中心を結ぶ
直線の中心に設けた第2の圧力検出器である第2のマイ
クロフォン11bと、第1のマイクロフォン11aで検
出された信号を増幅する第1の増幅器23aと、この信
号をディジタル信号に変換する第1のA/D変換器24
aと、第2のマイクロフォン11bで検出された信号を
増幅する第3の増幅器23bと、この信号をディジタル
信号に変換する第2のA/D変換器24bと、逆位相信
号を出力する適応処理手段26と、固定フィルタ25D
と、適応処理手段26に内蔵された適応フィルタ装置2
9と係数更新器30とから構成される。固定フィルタ2
5Dは、スピーカ35から第2のマイクロフォン11b
までの音響伝達特性Gを同定し、実現している。
り出すために燃焼室6に設けた第1の圧力検出器である
第1のマイクロフォン11aと、排気口9上部に近接し
て設けた逆位相音を発生する音波発生手段であるスピー
カ35と、スピーカ35の中心と排気口9の中心を結ぶ
直線の中心に設けた第2の圧力検出器である第2のマイ
クロフォン11bと、第1のマイクロフォン11aで検
出された信号を増幅する第1の増幅器23aと、この信
号をディジタル信号に変換する第1のA/D変換器24
aと、第2のマイクロフォン11bで検出された信号を
増幅する第3の増幅器23bと、この信号をディジタル
信号に変換する第2のA/D変換器24bと、逆位相信
号を出力する適応処理手段26と、固定フィルタ25D
と、適応処理手段26に内蔵された適応フィルタ装置2
9と係数更新器30とから構成される。固定フィルタ2
5Dは、スピーカ35から第2のマイクロフォン11b
までの音響伝達特性Gを同定し、実現している。
【0025】給湯機から発生する騒音は、低周波数が主
帯域となる燃焼音と、中・高周波数騒音が主帯域となる
送風騒音に大別されるが、上記構成により、送風騒音
は、フロントパネル34の内面側に添付した遮音材33
により本体ケース32内部に閉じこめられる。従って、
低周波数を主帯域とする燃焼音が排気口9から空間に放
出される。この燃焼音は以下に記述する作用で低減でき
る。まず、燃焼室6で発生した圧力変動が第1のマイク
ロフォン11aで検出され、排気口9上部に設けた第2
のマイクロフォン11bにより排気口9から放射される
燃焼音が検出される。
帯域となる燃焼音と、中・高周波数騒音が主帯域となる
送風騒音に大別されるが、上記構成により、送風騒音
は、フロントパネル34の内面側に添付した遮音材33
により本体ケース32内部に閉じこめられる。従って、
低周波数を主帯域とする燃焼音が排気口9から空間に放
出される。この燃焼音は以下に記述する作用で低減でき
る。まず、燃焼室6で発生した圧力変動が第1のマイク
ロフォン11aで検出され、排気口9上部に設けた第2
のマイクロフォン11bにより排気口9から放射される
燃焼音が検出される。
【0026】固定フィルタ25Dは、スピーカ35から
第2のマイクロフォン11bまでの音響伝達特性Gを実
現するFIRフィルタで構成されている。固定フィルタ
25Dを通過した信号と第2のマイクロフォン11bで
検出した信号が取り込まれ、適応制御則である第2のマ
イクロフォン11bで検出した信号の誤差の自乗値が最
も小さくなるように、第1のマイクロフォン11aで検
出された信号の位相特性を反転するように適応フィルタ
29の係数を更新している。補正逆特性が実現された適
応フィルタ29に第1のマイクロフォン11aで検出さ
れた信号が入力され、補正された逆特性のデジタル逆位
相信号がスピーカ35から音波として出力される。ここ
で、燃焼音は波長の長い低周波数騒音であり、排気口9
を正音源とし、この波長と比較して十分短い距離に負音
源のスピーカ35を近接して設け、これらの中心線上に
第2のマイクロフォン11bを設けているため、正負二
重音源構成を実現でき、正面方向及び、上下、左右方向
など全ての方向に対して燃焼音を低減できる効果があ
る。
第2のマイクロフォン11bまでの音響伝達特性Gを実
現するFIRフィルタで構成されている。固定フィルタ
25Dを通過した信号と第2のマイクロフォン11bで
検出した信号が取り込まれ、適応制御則である第2のマ
イクロフォン11bで検出した信号の誤差の自乗値が最
も小さくなるように、第1のマイクロフォン11aで検
出された信号の位相特性を反転するように適応フィルタ
29の係数を更新している。補正逆特性が実現された適
応フィルタ29に第1のマイクロフォン11aで検出さ
れた信号が入力され、補正された逆特性のデジタル逆位
相信号がスピーカ35から音波として出力される。ここ
で、燃焼音は波長の長い低周波数騒音であり、排気口9
を正音源とし、この波長と比較して十分短い距離に負音
源のスピーカ35を近接して設け、これらの中心線上に
第2のマイクロフォン11bを設けているため、正負二
重音源構成を実現でき、正面方向及び、上下、左右方向
など全ての方向に対して燃焼音を低減できる効果があ
る。
【0027】したがって、図10に示すように、低周波
数の燃焼音を適応能動制御(アクティブ消音効果)によ
り低減し、中高周波数の送風音を遮音効果により低減す
ることで、ガス給湯機を運転する際に発生する全ての騒
音を効率よく低減できる。
数の燃焼音を適応能動制御(アクティブ消音効果)によ
り低減し、中高周波数の送風音を遮音効果により低減す
ることで、ガス給湯機を運転する際に発生する全ての騒
音を効率よく低減できる。
【0028】ここで、遮音手段をフロントパネル34の
内面に添付した遮音材33としたが、本体ケース32と
フロントパネル34の材質そのものを遮音や制振効果の
ある材質にするとともに、通常、フロントパネル34の
前面もしくは側面に設けている燃焼用の吸気手段である
空気取入れ口36を、本体ケース32の後面に設ける構
成とすることで、送風騒音を本体ケース32内に閉じ込
め、特に前方外部に送風音が漏れることを防ぐ効果が増
し、遮音効果を向上できる。
内面に添付した遮音材33としたが、本体ケース32と
フロントパネル34の材質そのものを遮音や制振効果の
ある材質にするとともに、通常、フロントパネル34の
前面もしくは側面に設けている燃焼用の吸気手段である
空気取入れ口36を、本体ケース32の後面に設ける構
成とすることで、送風騒音を本体ケース32内に閉じ込
め、特に前方外部に送風音が漏れることを防ぐ効果が増
し、遮音効果を向上できる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明の燃焼装置
は、伝搬特性補正手段が燃焼時の燃料制御手段から圧力
検出器までの伝搬特性を補正するため、燃焼室で実質的
に逆位相の圧力変動となり火炎の振動を精度よく抑制す
ることができ、燃焼装置の燃焼音を根本的に低減するこ
とができる。また、燃焼量に対応した燃焼騒音を補正
し、きめ細かな消音効果が得られる。
は、伝搬特性補正手段が燃焼時の燃料制御手段から圧力
検出器までの伝搬特性を補正するため、燃焼室で実質的
に逆位相の圧力変動となり火炎の振動を精度よく抑制す
ることができ、燃焼装置の燃焼音を根本的に低減するこ
とができる。また、燃焼量に対応した燃焼騒音を補正
し、きめ細かな消音効果が得られる。
【0030】次に、燃焼装置から発生する低周波数の燃
焼音は、排気口上部に設けた音波発生手段により全方向
で大きく低減できる。さらに、高周波数の送風騒音は、
遮音装置により燃焼装置の内部に閉じこめることで外部
への放射を抑制し、全ての周波数領域で燃焼装置から発
生する騒音を低減できる。
焼音は、排気口上部に設けた音波発生手段により全方向
で大きく低減できる。さらに、高周波数の送風騒音は、
遮音装置により燃焼装置の内部に閉じこめることで外部
への放射を抑制し、全ての周波数領域で燃焼装置から発
生する騒音を低減できる。
【図1】(a)は本発明の第1の実施例のガス給湯機の
斜視図 (b)は同、演算装置内部のブロック図
斜視図 (b)は同、演算装置内部のブロック図
【図2】同、比例弁の拡大断面図
【図3】本発明の第2の実施例の固定フィルタのブロッ
ク図
ク図
【図4】本発明の第3の実施例のガス給湯機の斜視図
【図5】同、演算装置内部のブロック図
【図6】本発明の第4の実施例のガス給湯機の斜視図
【図7】同、ガス給湯機の側面断面図
【図8】同、フロントパネルの側面断面図
【図9】同、演算装置内部のブロック図
【図10】同、消音特性図
【図11】従来の能動消音装置付ガス給湯機のブロック
図
図
1 シロッコファン(送風装置) 2 比例弁(燃量制御装置) 5 バーナ部 6 燃焼室 9 排気口 11 マイクロフォン(圧力検出器) 11a 第1のマイクロフォン(第1の圧力検出器) 11b 第2のマイクロフォン(第2の圧力検出器) 12 演算装置 25A、25B、25C、25D 固定フィルタ(伝搬
特性補正手段) 31 切換手段 32 本体ケース 33 遮音材(遮音手段) 34 フロントパネル 35 スピーカ(音波発生手段) 36 空気取入れ口(吸気手段)
特性補正手段) 31 切換手段 32 本体ケース 33 遮音材(遮音手段) 34 フロントパネル 35 スピーカ(音波発生手段) 36 空気取入れ口(吸気手段)
Claims (5)
- 【請求項1】空気の供給量を制御する送風装置と、燃料
の供給量を制御する燃料制御装置と、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、前記燃焼室の圧力変動を検出する圧力検出
器と、燃焼時の前記燃料制御装置から前記圧力検出器ま
での圧力伝搬特性を補正する伝搬特性補正手段と、逆位
相の信号を演算する手段が適応制御則に基づき、前記圧
力検出器の信号と前記伝搬特性補正手段を通過した前記
圧力検出器の信号とにより、前記圧力検出器部分で実質
的に逆位相の圧力変動となる信号を演算する演算装置と
を備え、前記演算装置の信号を前記燃料制御手段に入力
させる燃焼装置。 - 【請求項2】燃焼量に応じた燃焼時の伝搬特性補正手段
を複数設け、前記複数の伝搬特性補正手段を各燃焼量ご
とに切り換える切換手段を備えた請求項1記載の燃焼装
置。 - 【請求項3】燃焼室の圧力変動を検出する第1の圧力検
出器と、排気口外部に設け排気口から放射される燃焼音
を検出する第2の圧力検出器と、燃焼時の燃料制御装置
から前記第2の圧力検出器までの圧力伝搬特性を補正す
る伝搬特性補正手段と、逆位相の信号を演算する手段が
適応制御則に基づき、前記第2の圧力検出器の信号と前
記伝搬特性補正手段を通過した前記第2の圧力検出器の
信号とにより、前記圧力検出器で実質的に逆位相の圧力
変動となる信号を演算する演算装置とを備え、前記演算
装置の信号を前記燃料制御手段に入力させる請求項1記
載の燃焼装置。 - 【請求項4】空気の供給量を制御する送風装置と、燃料
の供給量を制御する燃料制御装置と、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、前記排気口以外から放射する騒音を遮音す
る遮音手段と、燃焼により発生する圧力変動を燃焼室で
検出する第1の圧力検出器と、排気口上部に設けた逆位
相音を発生する音波発生手段と、前記排気口と前記音波
発生手段の間に近接して設けた第2の圧力検出器と、前
記音波発生手段から前記第2の圧力検出器までの音響伝
達特性を補正する伝搬特性補正手段と、適応制御則に基
づき、前記伝搬特性補正手段を通過した前記第1の圧力
検出器の信号と前記第2の圧力検出器の信号とにより、
燃焼音を位相干渉により相殺し、前記第2の圧力検出器
で検出される信号を最小にする逆位相の信号を計算する
演算装置とを備え、前記演算装置の信号を前記音波発生
手段から音波として出力させる燃焼装置。 - 【請求項5】本体ケースを前面から覆い、遮音や制振効
果をもつフロントパネルと、前記本体ケースの裏面から
燃焼に供給する空気を吸い込む吸気手段を設けた請求項
4記載の燃焼装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25550893A JPH07110125A (ja) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | 燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25550893A JPH07110125A (ja) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | 燃焼装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07110125A true JPH07110125A (ja) | 1995-04-25 |
Family
ID=17279732
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25550893A Pending JPH07110125A (ja) | 1993-10-13 | 1993-10-13 | 燃焼装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07110125A (ja) |
-
1993
- 1993-10-13 JP JP25550893A patent/JPH07110125A/ja active Pending
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