(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダクト内の騒音を検出する検出器、前記検出器によって検出された騒音と逆位相で同振幅の音波をダクト内に放射する付加音源とを備え、
前記検出器もしくは前記付加音源である音響機器を、夫々、ダクト内空間に連通接続された管内部空間を有する導出管に備えた能動騒音制御装置において、
前記管内部空間を、前記音響機器の機器作動部に臨む第１空間と、前記ダクト内空間に連通連結される第２空間とに仕切り、且つ音透過性、断熱性及び湿度非透過性を有する仕切り層を、前記導出管に設けてあり、
前記仕切り層が、ナイロンフィルムとリニアローデンシティポリエチレンフィルムとを、ポリエチレン層で接着した３層構造の単一膜である能動騒音制御装置。
【請求項２】
前記仕切り層が、ダクト側に前記ナイロンフィルムを備え、音響機器側に前記リニアローデンシティポリエチレンフィルムを備える請求項１記載の能動騒音制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンやガスタービンのような熱機関等を騒音源として備え、これらから発生する高温且つ高湿度ガスが流れる排気ダクト等から発生する騒音を消音する能動騒音制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
騒音を消音するための装置として、特公平８−２３７５５号公報などに開示された能動騒音制御装置がある。
先ず、消音原理について本願構成の図面を参照しながら説明する。図１には、本願の能動騒音制御装置１を、騒音源２に接続されるダクト３に適応した例を示している。
本願のように、単極音源方式（モノポールシステム）の消音にあっては、音波の伝播通路（ダクト３）の所定位置で騒音源側に、導出管４を介して検出器としての第１マイクロフォンＭ１を配設するとともに、この第１マイクロフォンＭ１の設置位置より下流側の位置に、同じく、導出管４を介して、消音効果を評価するための第２マイクロフォンＭ２を設置する。さらに、これらの第１、第２マイクロフォンＭ１、Ｍ２の間に、付加音源Ｓを設ける。そして、第１マイクロフォンＭ１と付加音源Ｓとの間には、信号処理回路５が設けられる。
従って、第１マイクロフォンＭ１、第２マイクロフォンＭ２さらに、付加音源Ｓ及び信号処理回路５が、能動騒音制御装置１の主要機器を成す。
この能動騒音制御装置１は、騒音源２からの伝播音波を、先ず、第１マイクロフォンＭ１で検出し、電気信号に変換し信号処理回路５に入力する。この信号処理回路５には、第２マイクロフォンＭ２からの消音効果を評価する為の評価信号も入力される。このような入力信号に基づいて、信号処理回路５は、第２マイクロフォンＭ２の設置位置（ダクトの長手方向に於ける位置）において、付加音源Ｓから放射された消音用音波と騒音源から発っせられた伝播音波との干渉により、第２マイクロフォンＭ２の出力が零になるような駆動信号を付加音源Ｓに出力する。このように働くことにより、第２マイクロフォンＭ２の設置位置において騒音源から発っせられた音波を消すことができる。
【０００３】
さて、このような能動騒音制御装置は、高温ガスが流れるエンジンや送風機のダクトにも適応する必要がある。従って、このような条件に関して、付加音源Ｓであるスピーカや検出器であるマイクロフォンを熱から守る必要がある。
従って、このような環境条件に対応し、スピーカの出力不足を補うために、耐熱性のあるスピーカやマイクロフォンを用いることも考えられる。
一方、特開平５−２５７４８３号公報に示される技術にあっては、このような特殊な機器を使用する代わりに、図４に示すように、ダクト側部に、ダクトから横方向に延出した音透過断熱体４０を設け、熱の影響を回避する技術を開示している。具体的な音透過断熱体４０の構成は、同明細書の図３、４、７、８に示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特殊な耐熱性のあるスピーカやマイクロフォンを使用する場合は装置のコスト高を招来する。
さらに、先に説明した従来の技術（特開平５−２５７４８３号公報）では、音透過断熱体の構造が複雑で施工やメンテナンスが困難である。
また、エンジンやガスタービンのような熱機関を騒音源とするものにあっては、このような熱機関が炭化水素の燃焼を伴うものであるため、排ガスが高温であるとともに、かなりの水分（湿度）を有する。従って、従来型の技術をそのまま適応した場合は、マイクロフォン、スピーカ等が高湿度の影響を受け耐久性に問題が発生するという問題があった。
さらに、当然、このような音響機器に耐熱、耐湿対策を施す場合、それらの消音性能に、大きな影響を及ぼさないことが重要である。
本発明は、これらの課題を解決する能動騒音制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための本発明による、ダクト内の騒音を検出する検出器、この検出器によって検出された騒音と逆位相で同振幅の音波をダクト内に放射する付加音源とを備え、これらの検出器もしくは付加音源である音響機器を、夫々、ダクト内空間に連通接続された管内部空間を有する導出管に備えた能動騒音制御装置の特徴構成は、管内部空間を、音響機器の機器作動部に臨む第１空間と、ダクト内空間に連通連結される第２空間とに仕切り、且つ音透過性、断熱性及び湿度非透過性を有する仕切り層を、前記導出管に設けてあり、
前記仕切り層が、ナイロンフィルムとリニアローデンシティポリエチレンフィルムとを、ポリエチレン層で接着した３層構造の単一膜とされることにある。
【０００６】
この装置にあっては、導出管内に仕切り層が設けられ、この仕切り層によりその内部空間が、第１空間と第２空間とに分けられる。従って、ダクト内を流れる高温、高湿度（水分）のガスが、直接音響機器の機器作動部に接触することがなくなり、温度、湿度の点で音響機器が作動不良を起こすことが避けられる。さらに、音響機器の寿命を長くすることができる。さらに、第２空間が設けられているため、この空間によっても断熱機能を発揮することができる。
【０００７】
さらに、仕切り層を、ナイロンフィルムとリニアローデンシティポリエチレンフィルムとを、ポリエチレン層で接着した３層構造の単一膜とすることで、高い耐熱、湿度非透過性を共に備えた単一のフィルム膜を使用して、導出管内を仕切ることにより、騒音制御性能に殆ど影響を与えることなく、簡易に、熱及び湿度（水分）の音響機器への影響を遮断できる。
【０００８】
ここで、前記仕切り層が、ダクト側に前記ナイロンフィルムを備え、音響機器側に前記リニアローデンシティポリエチレンフィルムを備えることが好ましい。
【０００９】
ナイロンフィルムは耐熱性に富み、高温ガスに接触しても融解、破損することが避けられ、断熱性能を発揮することができる。一方、ポリエチレンフィルムは、湿度非透過性に富み、高湿度のガスに接触しても、その水分を透過せず、有効に湿度の透過を遮断できる。さらに、このように、機能を異にするフィルムを別個に備えることにより、断熱、湿度非透過の点で、共に、高い性能を発揮することができる。
また、これらの膜がフィルムであるため、音の透過を阻害して、騒音制御性能を著しく低下させることもない。
さて、ポリエチレンフィルムは、その融点が低く、高温ガス等に接した場合に影響を受ける慮があるが、このフィルムのダクト側に、融点の高いナイロンフィルムを備えることにより、ポリエチレンフィルムを保護することができ、断熱、湿度非透過の状態を、長期に亘って維持することができる。さらに、この技術の適応温度範囲を、さらに広げることができる。
【００１０】
さらに、導出管の外周に、冷却用流体を流通させる冷却用流体流通手段をブロアー等により、別途、備えることが好ましい。
このような冷却用流体流通手段を備えることにより、導出管内を冷却でき、熱の音響機器への影響を抑えることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
先に説明したように、図１は、本願の能動騒音制御装置１を、騒音源２から延出されたダクト３に適応した状態を示している。
先にも説明したように、騒音源２に接続される音波の伝播経路（ダクト３）の所定位置には、騒音源側に、導出管４を介して第１マイクロフォンＭ１が配設され、この第１マイクロフォンＭ１の設置位置より下流側の位置に、同じく、導出管４を介して、消音効果を評価するための第２マイクロフォンＭ２が、それぞれ設置される。さらに、これらの第１、第２マイクロフォンＭ１、Ｍ２の間に、付加音源Ｓであるスピーカ６が設けられている。
また、第１マイクロフォンＭ１、第２マイクロフォンＭ２と付加音源Ｓとの間には、信号処理回路５が備えられる。この信号処理回路５には、第１マイクロフォンＭ１からの検出信号と、第２マイクロフォンＭ２からの評価信号とに基づいて、第２マイクロフォンＭ２の設置位置（ダクト３の長手方向に於ける位置）において、付加音源Ｓから放射される消音用音波と騒音源２から発っせられた伝播音波との干渉により、第２マイクロフォンＭ２の出力が零になるような付加音源Ｓに対する駆動信号を発生するソフトが備えられている。この構成により、信号処理回路５から駆動信号が付加音源Ｓに出力されて、第２マイクロフォンＭ２の設置位置において騒音源２から発っせられた音波を消去することができる。
【００１２】
さて、本願にあっては、第１、第２マイクロフォンＭ１，Ｍ２の導出管４に於ける配置構成、さらには、付加音源Ｓであるスピーカ６の導出管４に於ける配置構成に独特な工夫がされている。
この構成を図２に示す第１マイクロフォンＭ１の例を取って説明する。
同図に示すように、ダクト３の所定部に、導出管４が備えられるとともに、この導出管４の非ダクト側端部にマイクロフォンＭ１が配設される構成が採用されている。ダクト３の内面には、グラスウール７がダクト内壁面に周回状に貼付されている。さらに、導出管４に配設されるマイクロフォンＭ１の検出面８（機器作動部）と、ダクト内空間９との連通状態を遮断する位置関係で、音透過性で断熱耐質性の高分子膜１０（これが仕切り層となっている）が、導出管中間部位に配設されている。従って、この構成により、ダクト内空間９と導出管入口部位の空間（第２空間１１）が連通状態とされており、この空間１１とは別個に、高分子膜１０とマイクロフォン検出面８との間に単一の閉空間（第１空間１２）が形成されている。この第１空間１２の厚みは２ｍｍ程度であるが、この空間を設けることにより、この空間による断熱効果を得ることができる。
【００１３】
次に、上記の高分子膜１０の構成について説明する。
この高分子膜１０は、３層構造を有している。
この膜１０は、主に断熱性能を発揮できる耐熱性材料であるナイロンフィルム１０ａと、主に断湿性能（湿度の伝播を防止する湿度非透過性）を発揮できる耐水性材料であるポリエチレンフィルム１０ｂとを備えている。実施の形態に示す例にあっては、このポリエチレンフィルム１０ｂとしては、その引張強度、突刺強度の優良性からリニアローデンシティーポリエチレンが採用されており、これらの２層を良好に接着することを目的として、接着用ポリエチレンフィルム１０ｃが備えられている。同図に示すように、ナイロンフィルム１０ａ（第１膜）がダクト側に配設され、このナイロンフィルム１０ａより音響機器側にポリエチレンフィルム１０ｂ（第２膜）が配設されている。
表１に、各フィルムの融点、特性、さらには、層厚を示した。
【００１４】
【表１】
0003729597.tif 000002
【００１５】
即ち、この高分子膜１０の融点は１１５℃であり、フィルム厚は、７０μｍである。このようなフィルムを使用することにより、ダクト内の湿度（相対湿度）が１００％程度あっても、マイクロフォン検出面における湿度を７０％以下に抑えることができる。
この高分子膜１０は、高温状態に於ける高いガス遮断性と耐湿性とをあわせ持ったフィルムである。このような高温環境下での高いガス遮断性、耐湿性を得ることは、単一材料単一層のフィルムでは難しい。
【００１６】
さて、上記の高分子膜１０を介しての、音透過性に関して以下説明する。図３にこの実験の結果を示した。同図において、横軸は音の周波数（Ｈｚ）であり、縦軸は音圧レベル（ｄＢ）を示している。図上、実線でフィルムを介することない場合の音圧レベルを示し、破線でフィルムを介する場合を示した。殆ど減衰が発生していないことが判る。
【００１７】
以上説明したような構成で、騒音源２からの騒音の低減を図った。
結果について説明すると、第１マイクロフォンＭ１配設部位において検出される１３０ｄＢ程度の音を、８０ｄＢまで第２マイクロフォンＭ２配設部位で低減化できた。ここで、第１マイクロフォンＭ１配設位置からのスピーカまでの距離を１ｍとし、スピーカから第２マイクロフォンＭ２配設位置までの距離を３０ｃｍとした。
さらにダクト内を流れるガスの温度１３０℃、湿度１００％で、５ケ月の運転を問題無くおこなうことができた。
【００１８】
〔別実施の形態例〕
本願構造にあっては、導出管は、ダクトからその横方向に突出した構成となるため、この導出管の外周に、冷却用流体を流通させる冷却用流体流通手段（例えばファン）を備えて、導出管の冷却をおこなうこととすることもできる。
上記の例では、第１マイクロフォンＭ１に関して主に説明したが、図１に示すように、上記の高分子膜１０を、スピーカ６、第２マイクロフォンＭ２に適応することが好ましいことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願の能動騒音制御装置の全体構成を示す図
【図２】導出管近傍の詳細構成を示す図
【図３】高分子膜による減衰の状況を示す図
【図４】従来技術の一構成例を示す図
【符号の説明】
１    能動騒音制御装置
２    騒音源
３    ダクト
４    導出管
９    ダクト内空間
１０  高分子膜
１１  第２空間
１２  第１空間
Ｍ１  第１マイクロフォン
Ｍ２  第２マイクロフォン
Ｓ    付加音源
【図１】
0003729597.tif 000003
【図２】
0003729597.tif 000004
【図３】
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【図４】
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