(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン発電機のエンジンの排気ダクトに、第一の騒音検出手段、該排気ダクトの下流側に配置されて消音信号を出力する手段、該消音信号出力手段を冷却する手段、前記第一の騒音検出手段にて検出した騒音信号に対して逆位相の消音信号を算出する演算手段、及び、前記消音信号出力手段よりも下流側に配置される第二の騒音検出手段を有したアクティブ消音装置において、前記エンジン発電機の出力電源は、主開閉器を介して電気機器及びアクティブ消音装置の電源と接続するとともに、前記冷却手段の電源を電源切換回路を介して前記主開閉器の前段に接続したことを特徴とするアクティブ消音装置。
【請求項２】
エンジン発電機のエンジンの排気ダクトに、第一の騒音検出手段、該排気ダクトの下流側に配置されて消音信号を出力する手段、該消音信号出力手段を冷却する手段、前記第一の騒音検出手段にて検出した騒音信号に対して逆位相の消音信号を算出する演算手段、及び、前記消音信号出力手段よりも下流側に配置される第二の騒音検出手段を有したアクティブ消音装置において、前記エンジン発電機の出力電源と、エンジン発電機に並設した非常用電源とは、電源切換回路を介して前記冷却手段に並列接続し、エンジン発電機故障時に電源切換回路を切り換えて、非常用電源より電力を供給して冷却手段を駆動するようにしたことを特徴とするアクティブ消音装置。
【請求項３】
エンジン発電機のエンジンの排気ダクトに、第一の騒音検出手段、該排気ダクトの下流側に配置されて消音信号を出力する手段、該消音信号出力手段を冷却する手段、前記第一の騒音検出手段にて検出した騒音信号に対して逆位相の消音信号を算出する演算手段、及び、前記消音信号出力手段よりも下流側に配置される第二の騒音検出手段を有したアクティブ消音装置において、前記エンジン発電機の出力電源と、エンジン発電機に並設した非常用電源とを、電源切換回路を介して前記冷却手段と接続し、エンジン発電機の出力電源が立ち上がるまで、該電源切換回路を切り換えて、非常用電源からの電力で冷却手段を駆動することを特徴とするアクティブ消音装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクティブ消音装置において、騒音信号に対して逆位相の消音信号出力するための出力手段が、エンジンの排気管からの熱によって破損しないように冷却する冷却ファンを駆動するための電源回路構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、エンジン排ガス管、給気ダクト、及び換気ダクト等のダクトにスピーカを設けて、該スピーカからダクト内の騒音とは逆位相の信号を出力して消音を行うアクティブ消音装置は知られている。このようなアクティブ消音装置を、エンジンのマフラー等の排気部分に配置した場合、スピーカ等の消音信号を出力する手段は騒音通過ダクトから分岐した枝管の端部に配置されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、騒音が通過するダクトはエンジンからの高温の排ガスが通過するので、その高温の熱が枝管から入り、出力手段を破損することがあった。そこで、この出力手段が熱で破壊されないように、ファンを設けてその冷却風で出力手段を冷却するようにしていたが、エンジン発電機の場合、発電機からの電力で冷却ファンを駆動するようにしていたので、エンジンが始動してから数分間は、規定の電圧に達して安定しないため、冷却ファンには電力が供給されずに作動せず、立ち上がり時に、消音出力手段が熱によって破損することがあった。また、万が一発電機またはエンジンが故障すると、冷却ファンも停止してしまい排気管からの熱風によって出力手段は短時間であっても、高温に晒されて破損してしまうことがあった。そこで、本発明は冷却ファンの駆動電源回路を主電源開閉器の前段と接続して、エンジンの始動と略同時に冷却ファンに電力を供給して駆動し、出力手段を冷却し、また、冷却ファンを非常電源と並列に接続して、故障等が発生したときに、又は、発電機の出力電源が立ち上がるまでの間、出力手段を冷却するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決する為の手段を説明する。
請求項１においては、エンジン発電機のエンジンの排気ダクトに、第一の騒音検出手段、該排気ダクトの下流側に配置されて消音信号を出力する手段、該消音信号出力手段を冷却する手段、前記第一の騒音検出手段にて検出した騒音信号に対して逆位相の消音信号を算出する演算手段、及び、前記消音信号出力手段よりも下流側に配置される第二の騒音検出手段を有したアクティブ消音装置において、前記エンジン発電機の出力電源は、主開閉器を介して電気機器及びアクティブ消音装置の電源と接続するとともに、前記冷却手段の電源を電源切換回路を介して前記主開閉器の前段に接続したものである。
【０００５】
請求項２においては、エンジン発電機のエンジンの排気ダクトに、第一の騒音検出手段、該排気ダクトの下流側に配置されて消音信号を出力する手段、該消音信号出力手段を冷却する手段、前記第一の騒音検出手段にて検出した騒音信号に対して逆位相の消音信号を算出する演算手段、及び、前記消音信号出力手段よりも下流側に配置される第二の騒音検出手段を有したアクティブ消音装置において、前記エンジン発電機の出力電源と、エンジン発電機に並設した非常用電源とは、電源切換回路を介して前記冷却手段に並列接続し、エンジン発電機故障時に電源切換回路を切り換えて、非常用電源より電力を供給して冷却手段を駆動するようにしたものである。
【０００６】
請求項３においては、エンジン発電機のエンジンの排気ダクトに、第一の騒音検出手段、該排気ダクトの下流側に配置されて消音信号を出力する手段、該消音信号出力手段を冷却する手段、前記第一の騒音検出手段にて検出した騒音信号に対して逆位相の消音信号を算出する演算手段、及び、前記消音信号出力手段よりも下流側に配置される第二の騒音検出手段を有したアクティブ消音装置において、前記エンジン発電機の出力電源と、エンジン発電機に並設した非常用電源とを、電源切換回路を介して前記冷却手段と接続し、エンジン発電機の出力電源が立ち上がるまで、該電源切換回路を切り換えて、非常用電源からの電力で冷却手段を駆動するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。図１は本発明のアクティブ消音装置の概略構成と制御を示すブロック図、図２は電源切換回路を示す図、図３はエンジン発電機起動時に非常用電源より冷却手段を駆動するブロック図である。
【０００８】
まず、アクティブ消音装置の概略について、エンジン発電機の排気音の消音を行うように構成したアクティブ消音装置１０の例を説明する。図１にはアクティブ消音装置の概略構成を示している。騒音源（一次音源）となるエンジン発電機２のエンジン２ａの排気管に、音源通過ダクト１を連通し、図１における左側から右側へ騒音が流れるように一次元音場を形成している。該音源通過ダクト１の騒音源側、即ち、エンジン側（図１における左側）には第一の騒音検出手段としてマイクからなる第一音波センサ４が設けられ、該音源通過ダクト１の第一音波センサ４よりも下流側（図１における右側）には、第二の騒音検出手段としてマイクからなる第二音波センサ６が設けられている。
【０００９】
前記音源通過ダクト１の第一音波センサ４と第二音波センサ６との間には分岐管１ａが配置され、該分岐管１ａに分岐口１ｂが開口され、該分岐口１ｂの端部には枝管９を連通して、該枝管９の端部に消音出力手段としてのスピーカ３と、冷却手段としての冷却ファン７が配置され、該スピーカ３近傍に温度センサー１３が配置されて、そのスピーカ３部分の温度が検知されている。そして、冷却ファン７によって、音源通過ダクト１から伝わってくる熱によってスピーカ３が破損されないように冷却している。
【００１０】
また、前記分岐管１ａと第一音波センサ４の間に複数の整音管からなるパッシブ消音装置１１が配置され、本実施例では整音管１１ａ・１１ｂを二つ直列に配置してパッシブ消音装置１１としている。該パッシブ消音装置１１は高周波域の騒音を消音して低減するようにしている。但し、本実施例では該パッシブ消音装置１１は音源通過ダクト１の上流側に配置しているが、音源通過ダクト１の途中部や下流側に配置することも可能である。
【００１１】
前記パッシブ消音装置１１は、例えば、略円筒形状に形成され、内周部に吸音部材が設けられており、該吸音部材により、パッシブ消音装置内を通過する騒音を消音するように構成されている。また、内部に吸音部材を設けたパッシブ消音装置１１は、高周波域の騒音の消音効果が高くなるように、その内部容積等が設定されている。そして、前記第一音波センサ４、第二音波センサ６、冷却ファン７、温度センサー１３がコントローラ５と接続され、スピーカ３はアンプ１２を介してコントローラ５に接続されている。該第一音波センサ４は騒音である排気音を検知し、スピーカ３は前記排気音と逆位相の音波を出力して消音するためのものであり、第二音波センサ６は消音作用の結果をモニターしてコントローラ５へフィードバックする。コントローラ５は前記第一音波センサ４により検出した騒音信号に対して、逆位相の消音信号を算出演算したり、フィードバック信号からさらに効率よく消音する信号を演算して出すように、アクティブ消音装置１０を制御したり、更に、エンジン発電機２や警報装置１６等を制御している。
【００１２】
以上の如く構成されたアクティブ消音装置における動作について説明する。即ち、エンジン発電機２を作動させると、エンジンが運転されて音源通過ダクト１から排気ガスが排出されると、それに伴う排気音が第一音波センサ４で検出され、その検出信号がコントローラ５に入力されて、この検出信号はコントローラ５によって同振幅で逆位相の消音信号が生成される。この消音信号がアンプ１２を介してスピーカ３に出力されて、消音用音波が出力される。この消音用音波が、音源通過ダクト１から放出される排気音に対して逆位相で同振幅となるようにしてあるので、消音用音波で排気音が打ち消されて消音作用がなされることになる。さらに排気音と消音用音波の合成音波が、第二音波センサ６で検知（モニタ）されて、消音作用の結果がコントローラ５にフィードバックされ、消音作用がより十分に行われるように消音信号が補正されるのである。
【００１３】
尚、一般に排気音の成分は、そのほとんどがエンジンの回転数と気筒数とから決まる成分と、その高調波とで構成される比較的低い周波数成分であり、しかも排気管内でこれを検出すると周波数の低い成分ほど増強される度合いが強い。このため、第一音波センサ４の出力信号をそのままコントローラ５に入力したのでは、周波数の低い成分に対する消音作用が大きくなる反面、感度が高くて耳ざわりになりやすい周波数領域の成分に対する消音作用は不十分となる。
【００１４】
そこでアクティブ消音装置１０に、さらにパッシブ消音装置１１を設けることで、通常低周波域での消音効果が高いアクティブ消音装置による消音に加えて、高周波域での消音効果が高いパッシブ消音装置１１による消音により、全周波数域での消音効果を向上するようにしているのである。
【００１５】
そして、前記コントローラ５には警報装置１６として、ランプ１７やブザー１９やモニター２０等が接続され、エンジン２ａや発電機２ｂや第一音波センサー４や第二音波センサー６や冷却ファン７やアンプ１２や、後述する非常用電源１４やインバーター１５等が故障したり、異常な現象が生じたり、また、温度センサー１３が検知した値が設定温度以上となったりすると、警報を発し、モニター２０でその機器や故障個所やデータ等を表示するようにしている。
【００１６】
次に、本発明の消音出力手段となるスピーカ３を冷却する冷却手段の駆動電源回路構成について説明する。図２において、エンジン発電機２の発電機２ｂの出力は交流電源となり、該発電機２ｂの出力は工場やビル内や船舶等で使用する電気機器（図示せず）やエンジンのコントロール用電源等（図示せず）や電源切換回路５０を介してコントローラ５やアンプ１２や冷却ファン７等のアクティブ消音装置１０と接続されている。また、エンジン２ａに設けた回転数センサー５１がコントローラ５と接続されて、エンジン２ａの回転数を検知している。
【００１７】
そして、エンジン発電機２またはアクティブ消音装置１０近傍に、非常用電源１４としてバッテリーが並設されており、該非常用電源１４は前記発電機２ｂと並列に接続され、また、該非常用電源１４は直流であるために、交流に変換するためインバーター１５と接続されている。該インバーター１５はコントローラ５と接続されて、エンジン発電機２の故障や落雷等の非常時等に作動するようにしている。
【００１８】
このような構成において、エンジン２ａが始動して設定電圧以上となると、主開閉器５４が閉じて発電機２ｂで発生した電力は変圧器５３を関して電源切換回路５０に入力されて、冷却ファン７に電力が供給されて駆動する。そして、エンジン２ａや発電機２ｂの故障による停電や落雷等によって発電機２ｂより電力が供給されなくなると、コントローラ５がこれを検知して警報装置１６を作動して警報を発するとともに、インバーター１５が作動されて電源切換回路５０を切り換えて、非常用電源１４からの電力をＤＣ−ＡＣ変換して、電源切換回路５０を介して冷却ファン７を駆動する。
【００１９】
こうしてエンジン発電機２が故障して交流電源の供給がストップしても、非常用電源１４から電力が冷却ファン７に供給されて、冷却ファン７は止まることなく駆動され、音源通過ダクト１から枝管９へ熱風が入ってスピーカ３を破損することがなくなるのである。そして、コントローラ５に接続したタイマー１８によって一定時間経過後、または、温度センサー１３からの値が設定温度以下となると、インバーター１５を停止して冷却ファン７の駆動を停止するようにしているのである。
【００２０】
また、前記電源切換回路５０は、発電機２ｂの出力端子５２ａ・５２ｂ・５２ｃから主開閉器５４を介して変圧器５３によって電圧を（１００Ｖまで）下げて、リレー５５の接点５５ａ・５５ｂを介して、アンプ１２や冷却ファン７等のアクティブ消音装置１０と接続されている。前記主開閉器５４はリレー（電磁開閉器）で構成され、設定電圧以上となると図示しない制御回路の命令によって作動して閉じ、設定電流以上流れると開くように構成している。或いは、主開閉器５４をコントローラ５と接続して、前記回転数センサー５１からの値が設定回転以上となると、エンジン２が運転回転域に達して設定電圧に上がり安定した電圧が得られると判断して主開閉器５４を作動させる構成とすることもできる。
【００２１】
そして、発電機２ｂの電圧が設定電圧以下であると、主開閉器５４は開き、リレー５５が作動せず接点５５ａ・５５ｂは開いたままであるから冷却ファン７は駆動されず、前記スピーカ３が枝管９より入ってきた熱風により破損するおそれがある。そこで、本発明は前記主開閉器５４の前段の電源出力端子５２（５２ａ・５２ｂ・５２ｃのいずれでも良い）との間から、補助開閉器６２、変圧器５６、リレー５７の接点５７ａ、リレー５９の接点５９ａを介して冷却ファン７と接続し、発電機２ｂの始動直後より電源を供給して冷却ファン７を駆動できるようにしている。つまり、主開閉器５４から供給される電源と並列に、主開閉器５４の前段から電源をとる構成としている。なお、前記リレー５７は低電圧で作動するように設定してあり、エンジン発電機２が始動した直後からリレー５７は作動して冷却ファン７を駆動できるようにしている。
【００２２】
更に、前記冷却ファン７の入力側は、前記発電機２ｂと並列にインバーター１５を介して非常用電源１４と接続され、該インバーター１５の出力とコントローラ５の間には非常用のリレー５８が配置され、該インバーター１５の制御入力端子には、前記リレー５５の接点５５ｄが接続されている。
【００２３】
このような構成において、エンジン発電機２が始動すると、発電機２ｂからの電力によりリレー５７が作動してその接点５７ａが閉じて、リレー５９が作動してその接点５９ａも閉じて冷却ファン７が駆動される。そして、発電機２ｂの電圧が設定電圧に達すると、開閉器５４が閉となって、リレー５５が作動して接点５５ａ・５５ｂを閉じると同時に、接点５５ｃが開きリレー５７がＯＦＦとなる。そして、前記接点５５ｂが閉じることによって、リレー５９は作動したままとなり、冷却ファン７を駆動し続け、接点５５ａが閉じることによってアンプ１２が作動するのである。また、接点５５ｄが開くことによってインバーター１５がＯＦＦとなり、コントローラ５への電力供給は非常用電源１４から発電機２ｂにリレー５８によって切り換えられる。
【００２４】
また、エンジン発電機２の起動時において、非常用電源１４から電力を供給して冷却ファン７を駆動する構成とすることもできる。即ち、図３に示すように、リレー５５の前段と冷却ファン７との間の回路を省く代わりに、前記接点５５ｂと接点５９ａの間と非常用電源１４の出力側を接続し、前記回転数センサー５１からの検出値からエンジン発電機２が駆動されたときにインバーター１５を作動させるようにする。こうして、エンジン発電機２が駆動されると、インバーター１５を作動させ、非常用リレー５８がＯＮして接点５８ａが閉じて、リレー５９がＯＮし、接点５９ａを介して冷却ファン７を駆動させる。そして、発電機２ｂの電圧が設定電圧に達すると、リレー５５が作動して接点５５ａ・５５ｂを閉じると同時に、接点５５ｄがＯＦＦとなりインバーター１５がＯＦＦとなり、冷却ファン７やコントローラ５等への電力供給は、非常用電源１４から発電機２ｂに切り換えられる。
【００２５】
また、エンジン発電機２が故障した場合には、その出力がなくなるために、リレー５５がＯＦＦとなり、接点５５ｄが開きインバーター１５が作動され、非常用電源１４からの直流を交流に変換して出力する。この出力によって非常用リレー５８が作動して、コントローラ５や冷却ファン７に電力が供給されて駆動する。こうして、ダクト１内の余熱が枝管９を介してスピーカ３に至ることがなく高熱による損傷を防止する構成としている。なお、冷却ファン７の電源供給側にはリレー５９と接点５９ａが接続され、アンプ１２の電源供給側に接点５９ｂが直列接続され、冷却ファン７とアンプ１２を保護する構成としている。また、非常用電源１４から電力が供給されることによって非常用リレー５８が作動して接点５８ｂは開き、その他の機器に電力を供給せずに必要な機器のみ供給して無駄な電力が供給されないようにしている。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。
請求項１に記載の如く、エンジン発電機のエンジンの排気ダクトに、第一の騒音検出手段、該排気ダクトの下流側に配置されて消音信号を出力する手段、該消音信号出力手段を冷却する手段、前記第一の騒音検出手段にて検出した騒音信号に対して逆位相の消音信号を算出する演算手段、及び、前記消音信号出力手段よりも下流側に配置される第二の騒音検出手段を有したアクティブ消音装置において、前記エンジン発電機の出力電源は、主開閉器を介して電気機器及びアクティブ消音装置の電源と接続するとともに、前記冷却手段の電源を電源切換回路を介して前記主開閉器の前段に接続したので、発電機が設定の電圧に上がるまでは電源切換回路を切り換えて、主開閉器の前段から電力を冷却手段に供給して駆動し、設定電圧に達すると電源切換回路を切り換えて、主開閉器の後段から冷却手段を駆動して冷却することができ、エンジンの始動時から消音出力手段を冷却できて破損を防止できる。
【００２７】
請求項２に記載の如く、エンジン発電機のエンジンの排気ダクトに、第一の騒音検出手段、該排気ダクトの下流側に配置されて消音信号を出力する手段、該消音信号出力手段を冷却する手段、前記第一の騒音検出手段にて検出した騒音信号に対して逆位相の消音信号を算出する演算手段、及び、前記消音信号出力手段よりも下流側に配置される第二の騒音検出手段を有したアクティブ消音装置において、前記エンジン発電機の出力電源と、エンジン発電機に並設した非常用電源とは、電源切換回路を介して前記冷却手段に並列接続し、エンジン発電機故障時に電源切換回路を切り換えて、非常用電源より電力を供給して冷却手段を駆動するようにしたので、エンジン発電機が故障して、特に、エンジンは駆動しているが、発電機が故障した場合、冷却手段に電力が供給されなくなっても非常用電源より電力が供給されて冷却手段は駆動し続けることになって、余熱によって消音手段が熱によって破損することがなくなるのである。
【００２８】
請求項３に記載の如く、エンジン発電機のエンジンの排気ダクトに、第一の騒音検出手段、該排気ダクトの下流側に配置されて消音信号を出力する手段、該消音信号出力手段を冷却する手段、前記第一の騒音検出手段にて検出した騒音信号に対して逆位相の消音信号を算出する演算手段、及び、前記消音信号出力手段よりも下流側に配置される第二の騒音検出手段を有したアクティブ消音装置において、前記エンジン発電機の出力電源と、エンジン発電機に並設した非常用電源とを、電源切換回路を介して前記冷却手段と接続し、エンジン発電機の出力電源が立ち上がるまで、該電源切換回路を切り換えて、非常用電源からの電力で冷却手段を駆動するので、発電機からの出力が低くて冷却手段が駆動できなくても、非常用電源からの電力で冷却手段を駆動でき、起動時における消音出力手段が熱によって破損することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のアクティブ消音装置の概略構成と制御を示すブロック図である。
【図２】  電源切換回路を示すブロック図である。
【図３】  エンジン発電機起動時に非常用電源より冷却手段を駆動する電源切換回路のブロック図である。
【符号の説明】
１    音源通過ダクト
２    エンジン発電機
３    スピーカ
４    第一音波センサ
５    コントローラ
６    第二音波センサ
７    冷却ファン
１４  非常用電源
５０  電源切換回路
５４  主開閉器
【図１】
0004408318.tif 000002
【図２】
0004408318.tif 000003
【図３】
0004408318.tif 000004