(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダクト内の騒音を検出する音波検出器と、前記音波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前記ダクト内に放射するためのスピーカと、前記スピーカを収納する筺体とを有する能動騒音制御システムであって、
前記スピーカと前記筺体によって包囲されている第１空間を前記ダクト内の圧力よりも高圧に加圧するための加圧装置を有することを特徴とする能動騒音制御システム。
【請求項２】
前記ダクト内の圧力を検知するための圧力検出器が設けられており、前記加圧装置を用いて、前記第１空間内を、前記圧力検出器によって検出された前記ダクト内の圧力を下回らない圧力に調整する制御部を備えている請求項１に記載の能動騒音制御システム。
【請求項３】
前記スピーカと前記ダクトに挟まれた第２空間を前記加圧装置と連通状態にする導管が設けられており、前記加圧装置から前記第２空間に前記ダクト内の気体よりも低温の空気が供給される請求項１または２に記載の能動騒音制御システム。
【請求項４】
前記加圧装置は、前記第１空間の圧力を、前記ダクト内の圧力よりも２〜２５０ｍｍ水柱の範囲で高くなるように加圧する請求項１から３のいずれか１項に記載の能動騒音制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、能動騒音制御システムに関し、より具体的には、ダクト内の騒音を検出する音波検出器と、この音波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スピーカと、このスピーカを収納する筺体とを有する能動騒音制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記の能動騒音制御システムに関する従来技術としては、ダクト内の静圧とスピーカの振動板後面空間の静圧をバランスさせるために、スピーカユニットの取り付け板に小孔が形成された能動騒音制御システムを対象とした、特開平６−１２９２２７号公報があり、この従来技術では、小孔を介して暖かい空気がスピーカの振動板後面側に進入して、結露を起こし、スピーカを動作不良にしたり、腐食などの損傷を与えるという問題の解決が課題となっている。
そして、上記現象を解決する第一の方法として、空気は通すが熱の伝達は容易に許さないアルミハニカムを小孔に設けた構造が記されている。
また、第二の方法では、ダクト内の温風とスピーカユニットの表面の間に生じる大きな温度差を結露発生の要素と捉え、この温度差を縮めるためにスピーカを加熱する加熱手段を設けた構造が紹介されている。
第三の方法では、ダクト内とスピーカユニットとを仕切るビニール膜が設けられており、小孔から進入する温風がスピーカユニットと直接に接触することを防止している。
また、第四の方法では、ゴム製の弾性膜や蛇腹構造の膜が小孔に設けられている、これらの膜は、ダクト側空間とスピーカユニット側空間とを、両空間の間の気圧差をバランスさせ得るが、気体自身の流通を阻止するように仕切っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上に例示した従来技術の能動騒音制御システムの第一、第三、及び、第四の方法では、ダクト内の温風が圧力バランス用の小孔から進入することは規制できるが、スピーカの振動板自身を通過してスピーカの背面に到達する経路に対しては防止効果が得られないので、結露を防止する対策として不十分であるという問題があった。
【０００４】
また、同従来技術の第二の方法では、ダクト内を流れる気体からスピーカに伝えられる熱と、結露防止手段としてのヒータがスピーカに与える熱によってスピーカが過熱して、スピーカの寿命が低下したり、動作不良になり易いために、流通気体の温度が比較的低いダクトにしか用いることができないという問題が見られた。
【０００５】
本発明の目的は、上記の従来技術に見られる問題に鑑みて、ダクト内の高湿度の温風がスピーカの振動板自身を介してスピーカの背面へ進入することを阻止して、スピーカ背面部等の結露がより確実に防止でき、また、流通気体の温度が比較的高いダクトにも使用可能な能動騒音制御システムを提供することにある。
【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、本発明の請求項１による能動騒音制御システムは、
スピーカと前記筺体によって包囲されている第１空間を前記ダクト内の圧力よりも高圧に加圧するための加圧装置を有することを特徴構成としている。
【０００７】
前述した特徴構成のために、本発明の請求項１による能動騒音制御システムでは、少なくともダクトの運転中は、常に第１空間内の圧力Ｐｅがダクト内の圧力Ｐｄよりも高めに維持される（Ｐｅ＞Ｐｄ）ことから、ダクト内の高湿度の気体が第１空間に進入することはなく、結露の問題が解消される。すなわち、ダクト内の高湿度の温風が、スピーカの振動板自身を通過してスピーカの背面に達する経路から進入することも規制されるので、より確実な結露防止対策となるという効果が得られる。しかも、結露防止手段としてヒータを用いないので、スピーカが過熱して、スピーカの寿命が低下したり、動作不良になり難いために、流通気体の温度が比較的高いダクトにも使用できる。
【０００８】
尚、ダクトの運転中、常に第１空間内の圧力をダクト内の圧力より高めに維持するための具体的な構成としては、請求項２の発明のように、ダクト内の圧力を検知するための圧力検出器を設けておき、加圧装置を用いて、第１空間内を、圧力検出器によって検出されたダクト内の圧力を下回らない圧力に調整する制御部を設けても良い。特に、ダクト内の圧力変動が比較的大きい場合に、このような制御部が有効となる。
【０００９】
また、請求項３の発明のように、スピーカとダクトに挟まれた第２空間を加圧装置と連通状態にする導管を設け、加圧装置から第２空間にダクト内の気体よりも低温の空気が供給されるように構成しても良い。このように構成すると、第２空間に外気など、ダクト内の雰囲気よりも低温の気体によって、スピーカを冷却することができるため、ダクト内の高温ガスによってスピーカや筺体が短命化するのを防止することができる。
【００１０】
必要十分な結露防止効果が得られるためには、例えば、請求項４の発明のように、加圧装置が、第１空間の圧力を、ダクト内の圧力よりも２〜２５０ｍｍ水柱の範囲で高くなるように加圧する構成とすれば良い。極端に高い加圧条件は、不必要であるばかりでなく、スピーカの振動板の駆動を妨害して、スピーカが持つべき本来の能動騒音制御機能を阻害する懸念が生じる。
【００１１】
本発明によるその他の特徴及び利点は、以下図面を用いた実施形態の説明により明らかになるだろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の能動騒音制御システムの一実施形態について、図面に基づいて解説する。
図１の能動騒音制御システム２は、出力が約１８０ＫＷのガスエンジン１００に接続されたダクト８０に取り付けられている。
尚、ダクト８０は内径約１５０ｍｍの円筒状で、ガスの流速は２０〜３０ｍ／ｓ、ガスエンジン１００運転中のダクト８０内の条件は、圧力Ｐｄが高々９５ｍｍ水柱、相対湿度ＲＨが１００％、および、温度が約１３０℃、また、ダクト８０内の本来（能動騒音制御システムより前段での）の騒音は１３０ｄＢ程度である。
能動騒音制御システム２は、ダクト８０の側壁に形成された貫通孔８２を介してダクト８０内部と連通状態を持つエンクロージャ６（筺体の一例）、貫通孔８２を向くようにエンクロージャ６内に固定されたスピーカ４、ダクト８０内の音を検出するための第１と第２マイクロフォン８ａ，８ｂ（双方共に音波検出器の一例）、および、第１と第２マイクロフォン８ａ，８ｂの検出結果に基づいて、ダクト８０内の騒音と逆位相で同振幅の音をスピーカ４から放射するための制御装置４０を有する。
第１マイクロフォン８ａは、ダクト８０の貫通孔８２に対して上流側の側壁に形成された貫通孔８４を介してダクト８０に取り付けられており、騒音源（ガスエンジン１００）からの伝搬音波を検出する。一方、第２マイクロフォン８ｂは、ダクト８０の貫通孔８２に対して下流側の側壁に形成された貫通孔８６を介してダクト８０に取り付けられており、騒音源からの前記伝搬音波とスピーカ４から放射された音波との干渉状態を検出する。すなわち、制御装置４０は、第２マイクロフォン８ｂによる出力信号が零になるように、スピーカ４からの放射音波の周波数と振幅を決定する。
【００１３】
能動騒音制御システム２は、スピーカ４の背面部とエンクロージャ６によって包囲されている第１空間１０を加圧するための加圧装置を有する。前記加圧装置は、具体的には最大静圧１５００ｍｍ水柱の加圧ポンプ１４であり、ダクト８０内の雰囲気よりも低温（２０〜４０℃）、低湿度（ＲＨ５０％）の外気を吸入して圧搾し、圧搾された空気を排気口から排出する。
加圧ポンプ１４の排気口とエンクロージャ６の第１空間１０とは、内径６．５ｍｍの第１導管１６によって連結されている。また、第１導管１６には開度調整可能なバルブ１６ａが設けられている。
さらに、加圧ポンプ１４の排気口からは第２導管１８が延びており、第２導管１８は、三つの枝管に分岐して、各々、スピーカ４とダクト８０の間の第２空間２０、第１マイクロフォン８ａとダクト８０の間に位置する空間２２ａ、第２マイクロフォン８ｂとダクト８０の間に位置する空間２２ｂと連結されている。
すなわち、加圧ポンプ１４によって得られた低温、低湿度の高圧空気の一部は、第２導管１８を通過し、第２空間２０、空間２２ａ、および、空間２２ｂに到達して、それぞれスピーカ４、第１マイクロフォン８ａ、および、第２マイクロフォン８ｂをダクト側から冷却する（この冷却風の圧力は、第１空間へ供給される圧搾空気の圧力よりも当然小さい）。また、前記高圧空気の他の一部は、第１導管１６の三方コック１６ａから適宜解放され、第１空間１０内の圧力Ｐｅが３００ｍｍ水柱程度（すなわち、ダクト８０内の圧力９５ｍｍ水柱よりも＋２０５ｍｍ水柱程度）に保たれる。このように、第１空間１０内の圧力Ｐｅとダクト８０内の圧力Ｐｄの間には、Ｐｅ＞Ｐｄの関係が維持されるので、ダクト８０から第１空間１０への高湿度の温風の進入が防止される。ここで、ＰｅとＰｄの間の圧力差は２〜２５０ｍｍ水柱程度とされる。
【００１４】
尚、本願の能動騒音制御システム２では、対象とするダクト８０内の静圧変化が比較的小さいため、ダクト８０内とスピーカ４の振動板後面空間の静圧をバランスさせるための小孔は不要であり、設けられていない。したがって、仮に本願の加圧装置がなければ、ダクト８０内の高湿度のガスはスピーカ４の振動板（耐熱温度約７０℃のコーン紙）を通過して背面部、すなわち、第１空間１０に到達するものと考えられる。
以上の構成による能動騒音制御システム２を用いた結果、ダクト８０内の能動騒音制御システム２より後段における騒音は８０ｄＢ程度にまで低減され、さらに、エンクロージャ６内の相対湿度は７０％ＲＨ程度に抑えられ、しかも、スピーカ４の温度も３０〜４０℃の範囲に保持される。
尚、ガスエンジン１００の運転終了後も約１０分間、能動騒音制御システム２の駆動を継続される構成となっているので、ガスエンジン１００の運転終了後も、しばらくダクト８０内に滞留している温風の第１空間１０への進入も防止される。
【００１５】
〔別実施形態〕
＜１＞加圧装置としては、もちろん加圧ポンプに限らず、例えばシロッコファン（例えば、最大静圧３０ｍｍ水柱前後のもの）なども用いることもできる。
【００１６】
＜２＞圧力変動が比較的大きなダクト９０に対しては、上記の実施形態に代えて、図２に示すように、更に、ダクト９０内の圧力を検知するための圧力検出器５０を設けた能動騒音制御システム３の形態で実施すると良い。この場合、第１空間１０内の圧力Ｐｅが、圧力検出器５０によって検出されたダクト９０内の圧力Ｐｄを下回らないように、加圧装置２４によって第１空間１０内を加圧制御可能な制御部７０（具体的には、制御手段としての制御プログラムとその関連機器からなる）を、制御装置４０内に設ければ良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による能動騒音制御システムの一実施形態を示す略図
【図２】能動騒音制御システムの別実施形態を示す略図
【符号の説明】
２，３      能動騒音制御システム
４          スピーカ
６          エンクロージャ
８ａ        第１マイクロフォン
８ｂ        第２マイクロフォン
１０        第１空間
１４，２４  加圧ポンプ
１６        第１導管
１８        第２導管
２０        第２空間
４０        制御装置
７０        制御部
８０，９０  ダクト
１００      ガスエンジン
【図１】
0003568365.tif 000002
【図２】
0003568365.tif 000003