穀物乾燥機の消音装置の開発

1994 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 04556037
• 研究種目: 試験研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 農業機械
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 村田 敏 九州大学, 農学部, 教授 (30038187)
• 研究分担者: 中司 敬 九州大学, 農学部, 助教授 (50128055) ; 河野 俊夫 九州大学, 農学部, 助手 (60224812)
• 研究期間 (年度): 1992 – 1994
• キーワード: 消音 / 騒音 / 位相反転 / 乾燥 / 乾燥機 / 乾燥施設 / デシベル / 農産施設

研究概要

この研究では騒音を検出し、位相を反転して,農家および乾燥施設とその周辺の騒音を干渉によって消滅させ様とするものである。まず、次のような方法と手順で、この3年間に効果的な消音装置を開発することを目標とした。(1)各種乾燥機、すなわち、メーカ・種類・大きさに渡って、乾燥機の各部位が発する音響の騒音をデーターレコーダに収録して周波数アナライザーにかけて周波数スペクトルを明らかにする。(2)位相反転式消音装置によって、スピーカより位相の反転された音響を発生させ、消音効果とエネルギを測定する。この結果より固定式の安価な消音スピーカシステムを設計する。(3)周波数スペクトルより最大デシベル周波数帯の中心周波数を決定して、閉管型共鳴管を設計して、これによって中心周波数帯を消音する。このような目標を掲げて研究を出発させたのであったが、ノイズの低減を逆位相(180度の位相差)の音響の発生によって行うのは、極めて困難であって、特に広領域におけるノイズの低減は不可能に近いことがわかってきた。世にアクティブノイズコントロールの成功例は多いが、いずれも局部的な空間に限られるものかまた、ダクトを通る音響のように一次元のノイズの消音である。2次元と3次元の空間における全面消音は不可能と言ってよい。全面消音は音源と逆位相音源を重ねることによって理論的には可能であるが、本文中のシミュレーションで示すように、両音源の距離が極めて小さくなければ消音効果は現れず、技術的困難が伴う。しかし、音源の距離を小さくすれば、広い領域に渡って、乾燥機および乾燥施設のノイズの著しい低減が可能であることを実験的にも示し得たことが大きな収穫であった。このことは、乾燥機の主要ノイズ源に録音した逆位相音源を小型大容量のスピーカと内臓させ、最小パワーレベルになるように位相差と音量を自動制御することによって、消音の可能なことを示している。