JP3701800B2 - Electronic silencer system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、排気流が速い場合であっても確実に騒音を消すことができる電子消音システム及び消音方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図5は、一般的な電子消音システムの構成を概略的に示しており、消音用の音波を発生する二次音源を挟んでリファレンスマイクとエラーマイクとを排気ダクトに沿って配置し、ダクト内の騒音と逆相の音波を二次音源からダクト内に放音して騒音を打ち消すようにしたものである。同図において、騒音源2に一端が接続された排気ダクト1には、排気ダクト1内を流れる排気ガスの向きYの方向に、即ち上流から下流へ向かって、騒音源2に近い側から順に、リファレンスマイク3、二次音源4及びエラーマイク5が配置され、リファレンスマイク3及びエラーマイク5の出力信号は処理ユニット6で処理されてから二次音源4へ与えられる。
【0003】
処理ユニット6においては、リファレンスマイク3で受信した音波を表すアナログ信号は、ディジタル信号へ変換されてから、適応型フィルタ6によって処理された後、アナログ信号へ変換され、二次音源4へ与えられて消音用の音波として排気ダクト1内へ放音される。
【0004】
リファレンスマイク3の出力信号をディジタル信号に変換した信号は、コントローラ62にも印加され、更に、コントローラ62はエラーマイク5からのアナログ出力信号をディジタル変換した信号をエラー信号として受け取る。コントローラ62は、エラー信号が最小になるように、適応型フィルタ61のフィルタ係数を決定する。
【0005】
しかしながら、このような電子消音システムにおいて、排気ダクトの壁に穴を開けて音を検出するというような方法では、排気ダクト1内の排気ガスの流速が大きくなると、消音対象周波数以外の音が増加し、S/N比が悪くなり、消音効果が悪くなるという問題があった。この問題を解決するために、従来は、図6の(A)に示すように、リファレンスマイク3及びエラーマイク5の両方又はいずれか一方を、排気ガス中に配置した砲弾型又は流線形のノーズコーン7の中にを設置するようにしたり、図6の(B)に示すように、リファレンスマイク3及びエラーマイク5の両方又はいずれか一方の設置個所において排気ダクト1の壁面に、通音用のスリット8を形成し、スリット8を囲む空間9を有する突出部10を設けて突出部10の排気ダクト1に平行な面11にリファレンスマイク3又はエラーマイク5を設置するようにしていた。
【0006】
しかし、図6の(A)及び(B)にそれぞれ示すノーズコーン7や突出部10を設置すると、消音装置の構造自体が複雑になってしまい、排気ガスが400°Cにも達するような場合には、そのような排気ガスに耐え得る構造とすることが難しいという課題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記の種々の課題を解決するために成されたもので、この発明は、排気流の速度が大きい場合や排気流れの温度が高い場合であっても、確実に消音効果を奏することができる電子消音システムを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明は、
一端が騒音源に接続された排気ダクトに、前記騒音源から排気ガスの流れの向きにリファレンスマイク、二次音源及びエラーマイクがこの順に設置され、前記リファレンスマイク及び前記エラーマイクの受信した音波を処理して前記二次音源から消音用の音波を発生させる電子消音システムであって、
前記リファレンスマイクと前記エラーマイクとのうちの少なくとも一方の前記騒音源側に、前記排気ガスの流速を遅くする遅速手段を設置したことを特徴とする電子消音システム、
を提供する。
【0009】
前記遅速手段は、この発明の1つの実施の形態においては、前記排気ガスの流れに沿う断面が三角形をした楔形の壁、又は、前記排気ガスの流れに沿う断面が四角形の壁である。
【0010】
前記壁は、前記リファレンスマイク又は前記エラーマイクと前記壁の前記排気ガスの流れに直角な側面との距離が前記壁面の高さの1/2よりも小さいように配置されることが好ましい。
【0011】
【作用】
遅速手段は、リファレンスマイク又はエラーマイクの設置個所において局所的に排気ガスの流速を遅くするので、排気ガスの流速が大きい場合であっても、SN比の悪化に起因する消音効果の劣化が防止される。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る電子消音システムの1つの実施の形態を図1及び図2を参照して説明する。なお、図1及び図2において、図5及び図6に示す構成要素と同じ又は同様の構成要素は同一の参照符号によって指示されている。
【0013】
図1において、排気ダクト1の適宜の個所の壁面に貫通穴を形成し、その貫通穴に音検出部12を排気ダクト1内の排気ガスが漏れないように取り付ける。音検出部12は、排気ダクト1内の音を伝達することができるよう、一端から他端まで連なる空洞が形成された管で構成され、音検出部12の他端にリフェレンスマイク3が取り付けられる。
【0014】
音検出部12に関して上流側に、即ち、騒音源2側に壁13が設置される。図2の(A)は壁13の上面図、(B)はその正面図、(C)は側面図である。図1及び図2の(A)〜(C)に示すとおり、壁13は先端が尖った楔形をしており、壁13の上面14は二等辺三角形であり、主面17から排気ダクト1の内壁へ向かう後面16、即ち排気ガスの流れの向きYに直角に且つ下流側に位置する面は、排気ダクト1の内壁と所望の角度、例えば90度前後の角度なす。壁13の排気ガスの流れの向きYに沿う断面15は、三角形をしている。壁13の底面は、排気ガスの流れの向きYに直角な方向の断面が排気ダクト1の内壁に隙間なく接合するよう、該内壁の曲率と同じ曲率を有する孤を成している。
【0015】
なお、壁13の材質は排気ダクト1と同じであることが望ましく、例えば鉄やステンレスであるが、これに限られるものではない。また、主面17は、二等辺三角形の代わりに、四辺形であってもよい。
【0016】
壁13は音検出部12の上流側に位置し、排気ガスの流れの向きYに沿って徐々に高さを増す楔形をしているので、音検出部12が排気ダクト1と連通する位置で局所的に排気ガスの流速を低減する作用を奏する。したがって、排気ダクト1内で排気ガスの流速が大きくても、音検出部12が排気ダクト1と連通する位置では局所的に排気ガスの流速が遅くなるので、SN比の悪化に起因する消音効果の劣化が起こることがない。
【0017】
図1及び図2の(A)、(B)、(C)に示すとおり、壁13の幅、長さ、高さをそれぞれW、L、Hとし、壁13の後面16と音検出部12の中心線からの距離をXとすると、例えば、W=800(mm)、L=1000(mm)、H=100(mm)である。壁13をX≦H/2を満たす位置に設けるのが望ましいことが実験的に確認された。さらに、排気ダクト1の内径をD(mm)としたとき、壁13の高さHをDのほぼ18分の1程度とすると、壁13が排気ガスの流れに影響を与えることがなく、しかも音検出部12が位置する部分で局所的に排気ガスの流速を低減することが可能であることも実験的に確認された。
【0018】
図3の(A)及び(B)は、排気ダクト1内を伝搬する音に対する消音効果を検出するために排気ダクト1の出力に設置した検知マイクから出力される音の強さの周波数特性を示すグラフであって、(A)は壁13を設置しなかったときの周波数特性を、(B)は壁13を設置したときの周波数特性を示しており、斜線を施した部分は50〜100Hzの範囲の消音したい周波数即ち消音対象周波数である。実際、消音対象周波数付近のノイズレベルを抑制することが消音効率の向上につながることが判明している。そこで、消音対象周波数の周辺について見てみると、図3の(A)のグラフにおいては、消音対象周波数周辺のレベルが高くなっており、消音対象周波数のうちの一部しか検出できないため、消音効果が劣る。これに対して、図3の(B)のグラフにおいては、消音周波数の周辺のレベルが低められているため、消音対象周波数全体をよく検出することができ、消音効果が向上する。
【0019】
これまでの説明においては、壁13は図2に示すような、先の尖った楔形のものであったが、壁13の形状はこれに限られるものではなく、例えば図4の(A)及び(B)に示す形状を取ることもできる。図4の(A)に示す壁13は一枚の板を折り曲げて形成したもので、(イ)はその斜視図、(ロ)はその上面図、(ハ)は正面図、(ニ)は側面図である。図示のとおり、壁13は、排気ガスの流れの向きYに平行な四辺形の主面17と、主面17に対して斜めに設けられた斜面18と、主面17に対してほぼ90度をなし且つ斜面18と同じ側に設けられた後面16とから成る。この例においても、斜面18及び後面16の排気ダクト1の内壁と接する端部は、排気ダクト1の内壁に隙間なく接合するよう、該内壁の曲率と同じ曲率を有する孤を成している。なお、図4の(A)に示す壁13は1枚の板の折り曲げにより形成されるものに限定されることはなく、排気ガスの流れに沿う断面が四角形であればよい。
【0020】
図4の(B)は、排気ダクト1の内壁が平面である部分に設置するための壁13の形状を示しており、(イ)はその上面図、(ロ)は正面図、(ハ)は側面図である。図示のとおり、上面14は四辺形であり、排気ガスの流れの向きYに沿う断面は三角形、例えば直角三角形をなし、後面16は四辺形をしており、それぞれの面は板で形成されている。
【0021】
更に、これまでは、壁13をリファレンスマイク3の上流側に配置する場合について説明してきたが、所望の消音効果を得るために、壁13をリファレンスマイク3とエラーマイク5との上流側に配置することができる。また、場合によっては、リファレンスマイク3とエラーマイク5とのいずれか一方のみの上流側に壁13を配置するようにしてもよい。
【0022】
【発明の効果】
以上、この発明に係る電子消音システムの1つの実施の形態を説明したところから明らかなとおり、この発明は、排気ガスの流速が大きい場合であっても、音検出部12が排気ダクト1と連通する位置では局所的に排気ガスの流速が遅くなるので、SN比の悪化に起因する消音効果の劣化が生じることがないという格別の効果を奏する。
【0023】
さらに、遅速手段を楔形の壁とすることができるので、製作が簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る電子消音システムの1つの実施の形態を概略的に示す図である。
【図2】(A)、(B)及び(C)はそれぞれ、図1の壁の上面図、正面図、側面図である。
【図3】壁を設けたことによる消音効果を説明するための図であって、(A)は壁を設けない場合の、(B)は壁を設けた場合の周波数特性をそれぞれ示す。
【図4】(A)及び(B)はそれぞれ壁13の変形例を示す図である。
【図5】従来の電子消音システムの構成を概略的に示す図である。
【図6】排気ガスの流速が速いときに従来行われたマイクの配置を示す図である。
【符号の説明】
1:排気ダクト、 3:リファレンスマイク、 5:エラーマイク、
12:音検出部、 13:壁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic silencing system and a silencing method that can reliably silence noise even when the exhaust flow is fast.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 schematically shows a configuration of a general electronic silencing system, in which a reference microphone and an error microphone are arranged along an exhaust duct across a secondary sound source that generates a sound wave for silencing. The sound wave having a phase opposite to that of the sound is emitted from the secondary sound source into the duct to cancel the noise. In the figure, an
[0003]
In the
[0004]
A signal obtained by converting the output signal of the
[0005]
However, in such an electronic silencing system, when a sound is detected by making a hole in the exhaust duct wall, if the flow rate of the exhaust gas in the
[0006]
However, when the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made to solve the various problems described above, and the present invention reliably provides a silencing effect even when the exhaust flow speed is high or the exhaust flow temperature is high. An object of the present invention is to provide an electronic silencing system capable of
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A reference microphone, a secondary sound source, and an error microphone are installed in this order in the direction of the exhaust gas flow from the noise source to the exhaust duct connected at one end to the noise source, and the sound waves received by the reference microphone and the error microphone are An electronic muffler system for processing and generating a sound wave for muffling from the secondary sound source,
An electronic silencing system, characterized in that a slow speed means for slowing the flow rate of the exhaust gas is installed on the noise source side of at least one of the reference microphone and the error microphone;
I will provide a.
[0009]
In one embodiment of the present invention, the slow speed means is a wedge-shaped wall having a triangular cross section along the flow of the exhaust gas, or a square wall having a cross section along the flow of the exhaust gas.
[0010]
The wall is preferably arranged such that a distance between the reference microphone or the error microphone and a side surface of the wall perpendicular to the flow of the exhaust gas is smaller than ½ of the height of the wall surface.
[0011]
[Action]
Since the slow speed means locally slows the exhaust gas flow velocity at the location where the reference microphone or the error microphone is installed, even if the exhaust gas flow velocity is large, deterioration of the noise reduction effect due to the deterioration of the SN ratio is prevented. Is done.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, one embodiment of an electronic silencing system according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2, the same or similar components as those shown in FIGS. 5 and 6 are indicated by the same reference numerals.
[0013]
In FIG. 1, a through hole is formed in a wall surface at an appropriate location of the
[0014]
A
[0015]
The material of the
[0016]
The
[0017]
As shown in FIGS. 1 and 2 (A), (B), and (C), the width, length, and height of the
[0018]
3A and 3B show the frequency characteristics of the intensity of sound output from the detection microphone installed at the output of the
[0019]
In the description so far, the
[0020]
FIG. 4B shows the shape of the
[0021]
Furthermore, although the case where the
[0022]
【The invention's effect】
As described above, as is apparent from the description of one embodiment of the electronic silencing system according to the present invention, the
[0023]
Further, since the slow speed means can be a wedge-shaped wall, manufacture is simple.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing one embodiment of an electronic silencing system according to the present invention.
2A, 2B, and 2C are a top view, a front view, and a side view of the wall of FIG. 1, respectively.
FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining a silencing effect by providing a wall, where FIG. 3A shows frequency characteristics when no wall is provided, and FIG. 3B shows frequency characteristics when a wall is provided.
4A and 4B are diagrams showing modifications of the
FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of a conventional electronic silencing system.
FIG. 6 is a diagram showing a conventional microphone arrangement when the exhaust gas flow rate is high.
[Explanation of symbols]
1: exhaust duct, 3: reference microphone, 5: error microphone,
12: Sound detection unit, 13: Wall
Claims (4)
前記リファレンスマイクと前記エラーマイクとのうちの少なくとも一方の前記騒音源側に、前記排気ガスの流速を遅くする遅速手段を設置したことを特徴とする電子消音システム。A reference microphone, a secondary sound source, and an error microphone are installed in this order in the direction of the exhaust gas flow from the noise source in a duct connected at one end to the noise source, and the sound waves received by the reference microphone and the error microphone are processed. An electronic silencing system for generating a sound wave for silencing from the secondary sound source, and a slow speed means for slowing the flow rate of the exhaust gas toward the noise source side of at least one of the reference microphone and the error microphone An electronic silencer system characterized by the installation of
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| JP29400998A JP3701800B2 (en) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | Electronic silencer system |
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|---|---|---|---|---|
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- 1998-10-15 JP JP29400998A patent/JP3701800B2/en not_active Expired - Fee Related
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