JPH1165574A - 消音装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大型で高価な防音パッケージを必要とするこ
となく、低周波の騒音に対する消音作用を効果的に行う
ことができる消音装置を提供すること。 【解決手段】 騒音源であるエンジン発電機システムに
おけるラジエータ３３の近傍に音波発生手段として２つ
のスピーカ４Ａおよび４Ｂを配設する。これらスピーカ
４Ａ、４Ｂとラジエータ３３との距離は、騒音波長に対
して十分に小さく設定される。これによりスピーカ４Ａ
とラジエータ３３、およびスピーカ４Ｂとラジエータ３
３とでいわゆるダイポール音源が構成され、騒音の消音
効果を得ることができる。これにより低周波の騒音に対
して従来用いられていた高価で大型の防音パッケージを
不要として、消音作用を効果的に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブ・ノイ
ズ・コントロール（ＡＮＣ）技術を用いた消音装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、建屋３０内の基台３９に設置さ
れたラジエータ型のエンジン発電機システム２０を示し
ており、主として、発電機３１と、エンジン３２と、ラ
ジエータ３３とで構成されている。発電機３１およびラ
ジエータ３３は、エンジン３２のクランク軸と同期して
駆動される。ラジエータ３３はエンジン３２内を循環す
る冷却水の冷却作用を行うとともに、ファンの回転によ
りエンジン３２にて発生した熱をダクト３４およびフー
ド３６を介して建屋３０の外部に放熱する。ダクト３２
は布製で蛇腹状に形成され、内部に自動シャッタ３５が
設けられている。エンジン３２の排気ガスは消音器３８
を備えた排気管３７を介して建屋３０の外部へと排気さ
れる。

【０００３】上述したように、ラジエータ形のエンジン
発電機システム２０ではエンジン３２のクランク軸の回
転を利用してラジエータファンを駆動するのであるが、
ファンの回転数や羽根の枚数に起因して５０Ｈｚ前後の
低周波の騒音を発生する。また、建屋３０の内壁面には
吸音材を貼りつけるなどの高周波対策が施されている
が、５０Ｈｚ前後の低周波を十分に減衰することはでき
なかった。。そこで従来では、この低周波騒音対策とし
て図６に示すような防音パッケージ４０でもってエンジ
ン発電機システム全体を内部に収容し、これにより低周
波の騒音を遮断するようにしていた。この防音パッケー
ジ４０には両側面に数箇所ずつ開閉扉４０ａ、・・・が
設けられ、メンテナンス性が維持された構成となってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、防音パ
ッケージ４０は大型であるので、建屋３０内における設
置スペースに制約が伴うだけでなく、建屋３０自体を大
きく設計しなければならなくなる可能性もある。また、
防音パッケージ４０は発電機システムの全体を覆うので
内部の視認性が阻害されるだけでなく、非常に高価であ
るという問題がある。

【０００５】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、大型
で高価な防音パッケージを必要とすることなく、低周波
の騒音に対する消音作用を効果的に行うことができる消
音装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の課題は、騒音源の
騒音を検出する騒音検出手段と、消音偏差レベルを検出
する消音偏差検出手段と、前記騒音検出手段の出力およ
び前記消音偏差検出手段の出力を受け、前記騒音と大き
さが等しく、かつ逆位相の音波を音波発生手段から発生
させるための消音信号を形成する消音信号発生装置とを
備えた消音装置において、前記音波発生手段を、前記騒
音源に近接して配設したことを特徴とする消音装置、に
よって解決される。

【０００７】本発明は、騒音を発する騒音源と、この騒
音と大きさが等しく、かつ逆位相の音波を発する音波発
生手段とにより、いわゆるダイポール音源を構成し、も
って騒音の消音作用を得るようにしている。これによ
り、建屋内で広い設置スペースを必要とすることなく、
消音効果を得ることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。

【０００９】図１および図２は、本発明の第１の実施の
形態を示している。なお、図７と対応する部分について
は同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。ま
た、ラジエータ３３に取り付けられるダクト３４の図示
を省略するものとする。

【００１０】本実施の形態では、騒音源であるラジエー
タ３３の近傍に音波発生手段として２つの音波発生器を
設けている。音波発生器は、スピーカ４Ａおよび４Ｂ
と、これらの背面空間を区画するケーシング４２Ａおよ
び４２Ｂとから成っている。ケーシング４２Ａ、４２Ｂ
はそれぞれスピーカ４Ａ、４Ｂの駆動に影響を与えない
十分な容積を有している。また、ケーシング４２Ａ、４
２Ｂは、図３に示すように鉄パイプ４５ａおよび４５ｄ
およびこれらを橋絡する部材４５ｃおよび４５ｄで成る
フレーム４４に例えば溶接により固定されている。フレ
ーム４４はラジエータ３３を跨いで設置され、またスピ
ーカ４Ａおよび４Ｂは相対向してフレーム４４に配設さ
れることにより、これらスピーカ４Ａと４Ｂとの間にラ
ジエータ３３を配置させている。

【００１１】ラジエータ３２には騒音検出手段として振
動検出器２が取り付けられ、これにより騒音の大きさや
周波数を検出するようにしている。また、ラジエータ３
２の近傍には消音偏差検出器３が配設されている。これ
ら振動検出器２の出力ｘおよび消音偏差検出器３の出力
は、図２に示すように消音信号発生装置５に供給され、
ここで騒音と大きさが等しく、かつ逆位相の消音用音波
をスピーカ４Ａおよび４Ｂから発生させるための消音信
号ｙが形成されるようになっている。

【００１２】図５は消音信号発生装置５の詳細を示して
いる。振動検出器２の出力ｘは増幅器１１、Ａ／Ｄコン
バータ１２を介してアダプティブ・フィルタ（以下、Ａ
ＤＦと略称する。）１４および遅延フィルタ１３に供給
される。ＡＤＦ１４はＮ個のタップを有し、これらは係
数演算器１５の出力によりその係数が更新される。遅延
フィルタ１３は、スピーカ４Ａ、４Ｂから消音偏差検出
器３までの経路に相当する音響的な伝達特性を備えてい
る。すなわち、この時間遅れを考慮して遅延フィルタ１
３の係数が定められており、これは予め計測または同定
されている。また、消音偏差検出器３の出力ｅは増幅器
１６、Ａ／Ｄコンバータ１７を介して係数演算器１５に
供給される。係数演算器１５はＡＤＦ１４に与える最適
係数を逐次算出するための適応アルゴリズムである。Ａ
ＤＦ１４にて形成された消音信号ｙは、Ｄ／Ａコンバー
タ１８、増幅器１９を介してスピーカ４Ａ、４Ｂに供給
され、ここから上述の消音用音波を発生させる。消音信
号発生装置５は以上のような公知のＡＮＣ制御技術が用
いられた構成となっている。

【００１３】本実施の形態では、スピーカ４Ａおよび４
Ｂを騒音源であるラジエータ３３の近傍に配設すること
により、いわゆるダイポール音源を構成している。すな
わち低周波の騒音を発するラジエータ３３と、この騒音
と同振幅で逆位相の消音用音波を発するスピーカ４Ａ、
４Ｂとをそれぞれ近接して設け、ラジエータ３３から発
せられる騒音を相殺することにより消音作用を得るよう
にしている。

【００１４】さらに詳しく説明すると、ラジエータ３３
および一方のスピーカ４Ａの２つの音源を近接して配設
したとき、その音源間隔Ｄが波長λに比べて十分に小さ
い場合の遠方音場での音の強さＩｄは、音源が１つだけ
の場合（ラジエータ３３のみの場合）の音の強さＩｍと
比べて、Ｉｄ／Ｉｍ＝｜２πＤ／λ｜² ｃｏｓ² θの関
係にある。ここで、θはダイポールを構成しているラジ
エータ３３およびスピーカ４Ａの２つの音源を通る直線
と観測点（消音偏差検出器３の位置）からのダイポール
の中心に向かう直線との成す角度である。したがって、
２πＤ＜λの条件を満足すれば、任意のθに対してＩｄ
／Ｉｍ＜１となる。すなわち、騒音源（ラジエータ３
３）の音の強さを、振幅が等しく逆位相の音源（スピー
カ４Ａ）をその近傍に配設することで減衰することがで
きる。また、ラジエータ３３と他方のスピーカ４Ｂとの
関係も上述と同様であるので、その説明は省略する。

【００１５】そこで本実施の形態では、ラジエータ３３
から発せられる騒音の主たる周波数は５０Ｈｚ前後の低
周波成分であるので、Ｄ＜λ／２πを満足するＤの値、
すなわち少なくとも１ｍ以下とすることにより、消音作
用を得ることができる。また、この音源距離Ｄを短くす
ればするほど、より顕著な消音効果が得られることにな
る。

【００１６】したがって本実施の形態によれば、ラジエ
ータ３３に対向して設けられた２つのスピーカ４Ａおよ
び４Ｂでもってラジエータ３３からその周辺に伝播する
低周波の騒音の消音作用を効果的に行うことができるの
で、小さな設置スペースと建屋に高周波騒音対策をする
だけですみ、従来用いられていた高価で大型の防音パッ
ケージを不要とすることができる。

【００１７】また本実施の形態によれば、スピーカ４Ａ
および４Ｂを支持するフレーム４４を鉄パイプ４５ａ、
４５ｂ等の部材で構成しているので内方（ラジエータ３
３）の視認性は阻害されることはなく、また、スピーカ
４Ａおよび４Ｂやラジエータ３３のメンテナンス時は、
フレーム４４を人手により移動させるだけで各々独立し
て行うことができるので、作業性を向上させることがで
きる。

【００１８】図４は、本発明の第２の実施の形態を示し
ている。なお、図において図１と対応する部分について
は同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。ま
た、

【００１９】すなわち本実施の形態では、音波発生手段
としてのスピーカ４を１つのみ用いて、これを騒音源で
あるラジエータ３３の下方に配置している。スピーカ４
の背面空間はケーシング４２により画成され、その前面
（振動板）は上方に向けて配設されている。また本実施
の形態も上述した第１の実施の形態と同様、ラジエータ
３３とスピーカ４とを近接して設け、いわゆるダイポー
ル音源を構成している。以上の構成により、上述した第
１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。

【００２０】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、
本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能とな
る。

【００２１】例えば以上の各実施の形態では、エンジン
発電機システム２０に適用した例を説明したが、これは
自家用、非常用あるいはコージェネレーションシステム
などのエンジン発電機システムを含むのは勿論、他の騒
音源に対しても適用可能である。また、騒音検出手段と
して振動検出器２を用いたが、騒音検出手段をマイクロ
フォンで構成し、これをラジエータ３３に近接して配設
してもよい。さらに、消音偏差検出器３をラジエータ３
３の近傍に設けたが、例えばダクト３４の内部など他の
位置に配設することも可能である。

【００２２】また、以上の第２の実施の形態では、スピ
ーカ４をラジエータ３３の下方に配置したが、この位置
に限らず、ラジエータ３３の上方や側方に設けてもよ
い。すなわち、音波発生手段を騒音源の近傍に配設する
だけで、同様な効果を得ることができる。

【００２３】さらに、騒音源からの騒音周波数は５０Ｈ
ｚ前後の低周波に限らず、騒音源と音波発生手段との距
離をより短くすれば、これよりも更に高い周波数に対し
ても効果的な消音作用を行わせることが可能となる。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の消音装置に
よれば、音波発生手段を騒音源に近接して配設すること
により、騒音源と音波発生手段とでいわゆるダイポール
音源を構成させるようにしているので、広い設置スペー
スを必要とすることなく騒音源から発せられる騒音に対
する効果的な消音作用を得ることができ、特に低周波の
騒音対策に対して従来用いられていた防音パッケージを
不要とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す側面図であ
る。

【図２】同部分破断正面図である。

【図３】本発明に係るフレームの斜視図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示す要部の部分破
断側面図である。

【図５】本発明に係る消音信号発生装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図６】従来例を示す側面図である。

【図７】ラジエータ形のエンジン発電機システムを示す
側面図である。

【符号の説明】

２ 振動検出器 ３ 消音偏差検出器 ４ スピーカ ４Ａ スピーカ ４Ｂ スピーカ ５ 消音信号発生装置 ２０ エンジン発電機システム ３３ ラジエータ ４４ フレーム

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 騒音源の騒音を検出する騒音検出手段
   と、消音偏差レベルを検出する消音偏差検出手段と、前
   記騒音検出手段の出力および前記消音偏差検出手段の出
   力を受け、前記騒音と大きさが等しく、かつ逆位相の音
   波を音波発生手段から発生させるための消音信号を形成
   する消音信号発生装置とを備えた消音装置において、 前記音波発生手段を、前記騒音源に近接して配設したこ
   とを特徴とする消音装置。
2. 【請求項２】 前記音波発生手段は相対向する一対の音
   波発生器で成り、前記騒音源は前記一対の音波発生器の
   間に配設されることを特徴とする請求項１に記載の消音
   装置。
3. 【請求項３】 前記一対の音波発生器は、前記騒音源を
   跨いで設置されるフレームに支持されることを特徴とす
   る請求項２に記載の消音装置。
4. 【請求項４】 前記音波発生手段は１つの音波発生器で
   成り、前記騒音源の下方に配設されることを特徴とする
   請求項１に記載の消音装置。
5. 【請求項５】 前記騒音源はエンジン発電機システムに
   おけるラジエータであることを特徴とする請求項１から
   請求項４のいずれかに記載の消音装置。