JPH0719459A - 燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の燃焼装置は、燃焼騒音と送風騒音を
能動型適応制御装置によって消音する。 【構成】 燃焼騒音の変動を検出する第１のマイクロホ
ン１５と、その消音効果を評価する第２のマイクロホン
１６と、燃焼騒音が圧力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第１の能動型適応制御装置１
７を備えるとともに、送風騒音の変動を検出する第３の
マイクロホン１９と、その消音効果を評価する第４のマ
イクロホン２２と、送風騒音が圧力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第２の能動型適応
制御装置２０を備えた。第１の能動型適応制御装置と第
２の能動型適応制御装置によって、燃焼騒音と送風騒音
を同時に消音する事ができる。

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４に示すガス給湯機
を用いて説明する。図４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室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、ガス給湯機の騒音は、
主に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。従来、送風騒音は、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てい
たが、機器の静音化が進んでくると、それらの効果だけ
では十分な静音化が達成できない。また、燃焼騒音は、
低周波数の成分を多く含んでいるため、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なかった。そ
して、更に騒音レベルを低減することが強く望まれてい
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、送風騒音を低減するために、吸音材の厚み
や使用量を増加しても、大きな低減効果は得られない。
また、低周波数成分を多く含んでいる燃焼騒音は、従来
の防音処理技術では小さい空間で低減することが困難で
あり、大きな騒音として機器外へ放射される。従って、
送風騒音と燃焼騒音が燃焼装置全体の運転騒音を非常に
大きな騒音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
部内の燃焼騒音の変動を第１の圧力検出手段で検出し、
その燃焼騒音の変動を打ち消す圧力変動を燃料制御装置
で与え、燃焼騒音を大幅に低減すると共に、収納ケース
内の騒音変動を第３の圧力検出器で検出し、その騒音変
動を打ち消す圧力変動を音波発生手段により与えること
で燃焼騒音以外の騒音、主に送風騒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】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、燃料の供給を制
御する燃料制御装置と、前記空気と燃料を混合して燃焼
する燃焼部と、前記燃焼部内部の圧力変動を検出する第
１の圧力検出手段と、前記燃焼部外部の圧力変動を検出
する第２の圧力検出手段と、前記第１の圧力検出手段の
信号と第２の圧力検出手段の信号を基に、前記第２の圧
力検出器で検出する信号が小さくなるように前記燃焼部
内の圧力変動を打ち消す圧力変動を燃料制御装置によっ
て発生させる第１の能動型適応制御装置とを備えるとと
もに、前記送風装置と前記燃料制御装置と前記燃焼部と
を収納する収納ケースと、前記収納ケース内の圧力変動
を検出する第３の圧力検出手段と、前記収納ケース外部
の圧力変動を検出する第４の圧力検出器と、前記第３の
圧力検出手段の信号と第４の圧力検出手段の信号を基
に、前記第４の圧力検出器で検出する信号が小さくなる
ように前記収納ケース内の圧力変動を打ち消す圧力変動
を発生する音波発生手段と、前記制御を行う第２の能動
型適応制御装置とを備えた構成とした。

【０００７】

【作用】本発明は上記構成によって、燃焼騒音の圧力変
動を第１の圧力検出手段で検出し、その燃焼騒音の変動
を打ち消す圧力変動を第１の能動型適応制御装置が燃料
制御装置を制御して与え、第２の圧力検出手段でその消
音効果を評価するものである。消音効果が少ない場合
は、第１の能動型適応制御装置により発生させる圧力変
動を修正するものである。そして、収納ケース内の騒音
についても同様に、収納ケース内部の圧力変動を第３の
圧力検出手段で検出し、その圧力変動を打ち消す圧力変
動を第２の能動型適応制御装置が音波発生装置を制御し
て与え、第４の圧力検出手段でその消音効果を評価する
ものである。消音効果が少ない場合は、第２の能動型適
応制御装置により発生させる圧力変動を修正するもので
ある。

【０００８】

【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。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、燃料であるガス量を制御する燃料制御装置とし
てのガス比例弁８と、ガスと空気を混合した混合気を供
給するバーナ室９と、混合気を燃焼する燃焼室１０と、
燃焼による熱を水に伝える熱交換器１１と、燃焼の排気
ガスを機器本体１２外部に排出する排気通路１３と排気
口１４とから構成されている。そして、燃焼騒音の変動
は、燃焼室９から第１の圧力検出手段であるマイクロホ
ン１５により検出し、騒音の変動は排気口１４近傍に設
けた第２の圧力検出手段である第２のマイクロホン１６
で検出する構成とした。

【０００９】そして、前記第１のマイクロホン１５の信
号を基に、燃焼騒音を打ち消しあう逆位相の圧力変動を
第１の能動型適応制御装置１７によって演算し、ガス比
例弁８によってその逆位相の圧力変動を発生させて燃焼
騒音を消音する。そして、その消音効果を第２のマイク
ロホン１６で検出して第１の能動型適応制御装置１７に
よって評価する。その消音効果が少ない場合は、第１の
能動型適応制御装置１７により発生させる圧力変動を修
正するものである。

【００１０】また、収納ケース１８内部に第３の圧力検
出器である第３のマイクロホン１９を設け、送風装置で
あるシロッコファン７の送風機騒音を検出し、この第３
のマイクロホン１９の信号を基に、送風機騒音を打ち消
しあう逆位相の圧力変動を第２の能動型適応制御装置２
０によって演算し、音波発生手段であるスピーカ２１に
よって、その逆位相の音波を発生させて送風機騒音を消
音する構成とした。そして、その消音効果を収納ケース
１８外部に設置した第４の圧力検出器である第４のマイ
クロホン２２で検出して第２の能動型適応制御装置２０
によって評価し、その消音効果が少ない場合は、発生さ
せる音の変動を修正するものである。

【００１１】ここで、第１の能動型適応制御装置１７
は、図２の（ａ）に示すように第１のマイクロホン１５
の信号と第２のマイクロホン１６の信号をデジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換器２３と、逆位相信号を計算する
信号処理回路２４と、前記信号処理回路２４により逐次
パラメータを変更する適応型デジタルフィルター装置２
５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２６で構成される。そして、信号処理回路２４
には、第１のマイクロホン１５からの信号を基に、ガス
比例弁８の圧力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、第２のマイクロホン
１６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
リアルタイムに修正させる適応制御演算手段が組み込ま
れている。そして、ガス比例弁８の制御は、比例弁駆動
装置２７によって行われる。すなわち、ガス流量を制御
する直流電流と、第１の能動型適応制御装置１７の信号
である交流成分を制御することによって行われ、ガス流
量制御と逆位相の圧力変動の発生を一つのガス比例弁８
で行うものである。

【００１２】同様に、第２の能動型適応制御装置２０
も、図２の（ｂ）に示すように第３のマイクロホンの信
号と第４のマイクロホン２２の信号をデジタル信号に変
換するＡ／Ｄ変換器２３と、逆位相信号を計算する信号
処理回路２８と、前記信号処理回路２８により逐次パラ
メータを変更する適応型デジタルフィルター装置２９
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２６で構成される。そして、信号処理回路２８に
は、第３のマイクロホン１９からの信号を基に、スピー
カ２１の音波伝達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、第４のマイクロホン２２
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
ルタイムに修正させる適応制御演算手段が組み込まれて
いる。３０はスピーカ駆動装置である。

【００１３】上記構成によれば、第１のマイクロホン１
５の信号を基に、燃焼室９の圧力変動が低減するように
圧力変動をガス比例弁８で与えることによって、燃焼室
１０の圧力変動が低減するようになる。そして、第２の
マイクロホン１６からの信号により、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２５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、異常燃焼騒音である振動燃焼騒音の発生も未
然に防ぐことができる。燃焼騒音は燃焼の上流側のガス
の圧力変動が増幅されて大きくなったものであるので、
そのガス圧の変動を燃焼騒音の変動と逆位相で制御する
ことによって、小さいエネルギーで燃焼騒音が低減でき
るのである。

【００１４】また、シロッコファン７の騒音を第３のマ
イクロホン１９で検出し、その逆位相の音波をスピーカ
２１より発生することによって、シロッコファン７の送
風機騒音を低減することができる。そして、第４のマイ
クロホン２２によって、その消音量を評価し、消音が最
大限に得られるように逐次、適応型デジタルフィルター
２９の特性を修正することにより常に消音効果が得られ
る。ここで、シロッコファン７の騒音は、収納ケース１
８下部の開口部３１から漏れてくることから、その開口
部３１に近い位置にスピーカ２１を設置して騒音が漏れ
てくる根元で消音する事によって、消音効果を向上しよ
うとしている。従って、第４のマイクロホン２２は、開
口部３１とスピーカ２１の間に設置することで消音効果
の確認を行なっている。特に、シロッコファンの振動音
や回転周期に同期して発生する回転周期音のような周期
的騒音に対しては、周期を幾らか遅らせた状態でも消音
が可能なため非常に大きな消音効果を得ることができ、
ファンの回転数制御を行う場合に発生する回転周期に共
振して発生する共鳴音の低減に大きな効果を発揮するこ
とができる。

【００１５】さらに、第３のマイクロホン１９は収納ケ
ース１８内部の騒音を全て検出するため、収納ケース１
８内部で発生した騒音、例えば制御回路用の電源トラン
ス３２の電磁音なども消音する事が可能である。このよ
うに、燃焼騒音と送風機騒音や他の部品から発生する騒
音の全てを能動型適応制御装置によって消音すること
で、ガス給湯機の騒音は非常に低くすることができる。
ここで、第４のマイクロホン２２の信号は、第２のマイ
クロホン１６の信号を用いてもほぼ同等の効果が得られ
るものである。

【００１６】次に、他の実施例について図３を用いて説
明する。図３に示すように、逆位相音を発生するスピー
カ２１と第４のマイクロホン２２を収納ケース１８の内
部に設置して、収納ケース内部でシロッコファンの騒音
を低減する構成とした。

【００１７】音の空間的広がりが少ない収納ケース内部
で消音する事で、シロッコファン７の発生源そのものの
騒音を打ち消すことができる。従って、開口部３１から
漏れる騒音を収納ケースの内部で消音してしまうこと
で、消音効果を向上するものである。

【００１８】

【発明の効果】以上実施例で説明したように本発明の燃
焼装置は、圧力波の位相干渉により、火炎の変動が抑制
され燃焼騒音が低減できるとともに、刻々と変化する騒
音に適応して消音を行なうため、その消音効果を持続す
ることができる。そして、燃焼騒音そのものでなく上流
側のガスの圧力変動を制御することによって、小さいエ
ネルギーで燃焼騒音が低減できる効果がある。そして、
送風装置の騒音も音波発生手段によって燃焼騒音と同時
に消音する事により燃焼装置の総合騒音を大幅に低減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃焼装置の一実施例を採用したガス給
湯機の側面断面図

【図２】（ａ）同装置の第１の能動型制御装置のブロッ
ク図 （ｂ）同装置の第２の能動型制御装置のブロック図

【図３】本発明の他の実施例を示すガス給湯機の側面断
面図

【図４】従来のガス給湯機の側面断面図

【符号の説明】

７ シロッコファン ８ ガス比例弁 ９ バーナ室 １０ 燃焼室 １５ 第１のマイクロホン １６ 第２のマイクロホン １７ 第１の能動型制御装置 １８ 収納ケース １９ 第３のマイクロホン ２０ 第２の能動型適応制御装置 ２１ スピーカ ２２ マイクロホン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気を供給する送風装置と、燃料の供給を
   制御する燃料制御装置と、前記空気と燃料を混合して燃
   焼する燃焼部と、前記燃焼部内部の圧力変動を検出する
   第１の圧力検出手段と、前記燃焼部外部の圧力変動を検
   出する第２の圧力検出手段と、前記第１の圧力検出手段
   の信号と第２の圧力検出手段の信号を基に、前記第２の
   圧力検出器で検出する信号が小さくなるように前記燃焼
   部内部の圧力変動を打ち消す圧力変動を燃料制御装置に
   よって発生させる第１の能動型適応制御装置とを備える
   とともに、前記送風装置と前記燃料制御装置と前記燃焼
   部とを収納する収納ケースと、前記収納ケース内の圧力
   変動を検出する第３の圧力検出手段と、前記収納ケース
   外部の圧力変動を検出する第４の圧力検出器と、前記第
   ３の圧力検出手段の信号と第４の圧力検出手段の信号を
   基に、前記第４の圧力検出器で検出する信号が小さくな
   るように前記収納ケース内の圧力変動を打ち消す圧力変
   動を発生する音波発生手段と、前記制御を行う第２の能
   動型適応制御装置とを備えた燃焼装置。