JPH02103365A - 冷却装置の消音装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、冷蔵庫等の冷却装置に用いられる消音装置、
特にはコンプレッサの他に冷却器からの除霜水を蒸発さ
せるための蒸発装置を収納した機械室内からの騒音を能
動的に打消すようにした冷却装置の消音装置に関する。

（従来の技術） コンプレッサを利用した冷却装置、例えば冷蔵庫にあっ
ては、一般家庭の居室空間内に設置されることが多く、
しかも季節を問わず連続的に運転されるものであるため
、その騒音低減が一つの課題となっている。この場合、
冷蔵庫の騒音源として最も問題となるのは、コンプレッ
サ及びこれに接続された配管系が収納された機械室から
の騒音である。即ち、上記機械室内では、コンプレッサ
自体が比較的大きな騒音（コンプレッサモータの運転音
、被圧縮ガスによる流体音、圧縮機構部分の可動機械要
素における機械音等）を発生すると共に、コンプレッサ
に接続された配管系もその振動によって騒音を発生する
ものであり、斯様な機械室騒音が冷蔵庫騒音の大部分を
占める。従って、機械室からの騒音の抑制を図ることが
、冷蔵庫全体の騒音低減に大きく寄与することになる。

そこで、従来においては、機械室からの騒音低減対策と
して、コンプレッサそのものの低騒音化（例えばローク
リ形コンプレッサの採用）の他に、コンプレッサの防振
支持構造の改良、並びに配管系の形状改善等を行なうこ
とによって振動伝搬路での振動減衰を図ったり、或は、
コンプレッサ及び配管系の周囲に吸音部材及び遮音部材
を配置することにより、機械室内での吸音量の増加及び
騒音の透過損失の増大を図ることが行なわれている。

（発明が解決しようとする課題） 一般的に冷蔵庫の機械室には、コンプレッサの駆動に伴
う発熱を外部に逃がす必要上から放熱用の開口部が複数
箇所に設けられており、これらの開口部から外部に騒音
が漏れ出ることになる。

このため、前記従来の騒音低減対策には自ずと限度があ
り、騒音レベルの低減効果は精々２ｄＢ（Ａ）程度しか
期待できない。

これに対して、近年においては、エレクトロニクス応用
技術、中でも音響データの処理回路及び音響制御技術等
の発展に伴い、音波の干渉を利用して騒音低減を行なう
という騒音の能動制御技術の応用が注目されている。即
ち、この能動制御は、基本的には、騒音源からの音を特
定位置に設けた受音器（例えばマイクロホン）にて電気
信号に変換すると共に、この電気信号を演算器により加
工した信号に基づいて制御用発音器（例えばスピーカ）
を動作させることにより、その発音器から原音（騒音源
からの音）とは逆位相で且つ同−波長及び同一振幅の人
工音を発生させ、この人工音と原音とを干渉させること
によって原音を減衰させようというものである。しかし
ながら、このような騒音の能動制御を冷蔵庫における機
械室騒音の低減に利用する場合、機械室が非密閉状態で
あって、その機械室内で発生した騒音が三次元方向へ自
由に漏れ出るという状況下にあるため、能動制御モード
が極めて複雑になるという問題があり、冷蔵庫における
騒音の能動制御の実用化については全くおぼつかないの
が実情である。また、機械室内に冷却器からの除霜水を
蒸発させるための蒸発装置が収納されていた場合には、
その蒸発装置から発生する湿気が制御用発音器の表面に
結露する等して、上述のような能動制御に対し悪影響を
及ぼす虞があり、このような問題点への対策も必要とな
る。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目
的は、非密閉状態の機械室内にてコンプレッサの駆動に
応じて発生する騒音を人工音との干渉により打消すとい
う能動制御を行なうにあたって、その能動制御の簡単化
並びに制御精度の向上を図り得ると共に、機械室内に収
納された除霜装置からの湿気による悪影響が上記能動制
御系に及ぶ虞が少なくなる等の効果を奏する冷却装置の
消音装置を提供するにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために、コンプレッサ及
び除霜水蒸発用の蒸発装置を収納した機械室を備え、上
記コンプレッサの駆動に伴い発生する音を、人工音との
干渉により能動的に打消すようにした冷却装置の消音装
置において、前記機械室を放熱用開口部を残して閉じた
状態に構成すると共に、その機械室内の三次元方向の各
寸法のうち一方向の寸法を他の寸法より大きく設定する
ことにより、機械室内の音の定在波が前記打消し対象と
なる周波数帯域以下において一次モードのみ成立つよう
に構成し、さらに、前記放熱用開口部を前記機械室内に
おける前記定在波の成立方向の一端寄り部位に形成した
上で、前記コンプレッサ及び蒸発装置を前記機械室内の
中央位置から前記放熱用開口部側へずれた位置に配置す
ると共に、前記制御用発音器を前記機械室内の中央位置
から前記放熱用開口部とは反対側へずれた位置に配置す
るも３成としたものである。

（作用） 例えば冷却装置の代表例である冷蔵庫にあっては、一般
的な構造のものの場合、コンプレッサの駆動に応じて発
生する騒音の音響レベルは、第５図に示すように、７０
０Ｈｚ程度以下の帯域並びに１．５〜５ＫＨｚの帯域で
夫々大きくなるという性質を有する。これら各帯域に対
応した騒音のうち、高周波数側のものは、吸音部材等を
利用した従来の騒音低減技術により容易に消音すること
ができる。従って、騒音の能動制御を実際に行なうとき
には、低周波数側の騒音をターゲット周波数（この場合
７００Ｈｚ程度以下）とすれば良い。このようにターゲ
ット周波数が７００Ｈｚ程度以下の場合、機械室内の高
さ、奥行き及び幅方向のうちの二方向を原騒音の波長（
音速３４０ｍ／秒の場合、５０ｃｍ程度）より短く、且
つ残りの一方向の寸法を上記波長より長く設定すれば、
機械室内で発生する騒音の定在波が一段モードのみ成立
つようになる。つまり、機械室内の三次元方向である高
さ８奥行き及び幅方向のうち一方向の寸法を他の寸法よ
り大きく設定することにより、機械室内の音の定在波が
打消し対象となる周波数（ターゲット周波数）帯域以下
において一段モードのみ成立つように構成できるもので
あり、このように構成した場合には、機械室内で発生す
る音を一次元の平面進行波とみなすことができ、以てそ
の音と制御用発音器からの人工音とを干渉させて消音を
図る制御を、理論上においても技術上においても容易且
つ精度良く行ない得るようになる。

このとき、機械室内に収納されたコンプレッサ及び除霜
水蒸発用の蒸発装置は、機械室内の中央位置から放熱用
開口部側にずれた位置に配置されているから、コンプレ
ッサが発生する熱並びに蒸発装置が発生する湿気が上記
放熱用開口部から外部に放散され易くなる。従って、機
械室内温度の異常上昇を来たす虞がなくて、コンプレッ
サ用モータの巻線温度の補償を十分に行ない得ると共に
、機械室内の装置類に湿気による悪影響が及ぶ虞が少な
くなる。この場合、湿気による悪影響を受は易い制御用
発音器は、機械室内の中央位置から前記放熱用開口部と
は反対側へずれた位置に配置されているから、前記蒸発
装置からの湿気による悪影響を一段と受は難くなる。

（実施例） 以下、本発明を冷蔵庫に適用した一実施例について説明
するに、これに先立って上記実施例で利用する能動制御
による消音原理について概略的に説明しておく。

第４図において、１はコンプレッサのような騒音源、２
は騒音の消音を望む制御対象点を示しており、騒音源１
からの音をマイクロホン等の受音器３で電気信号に変換
すると共に、この電気信号をフィルタ等を含む演算器４
を介して加工し、その加工後の信号によりスピーカ等の
発音器５を駆動するようになっている。

即ち、騒音源１が発生する音をＳｌ、スピーカ５が発生
する音を８２、受音器３で受ける音をＲ１１制御対象点
２での音をＲ２とし、さらに上記のような音の出力及び
入力点の各間の音響伝達関数をＴｌｌ、　Ｔ２１．　Ｔ
１２．　　Ｔ２２としたとき、２人力２出力系として次
式が成立する。

従って、スピーカ５が発生すべき音ｓ２は、上式から、 ５２−（−Ｔ１２・Ｒ１＋Ｔｌ１−　Ｒ２）　／（Ｔｌ
ｌ−Ｔ２２−Ｔ１２・Ｔ　２１）として得られるが、こ
の場合には制御対象点２での音響レベルを零にすること
を目標としているので、Ｒ２−０とおくことができる。

この結果、Ｓ２−Ｒ１昏Ｔ１２／　（Ｔ１２−　Ｔ２１
−Ｔｌｌ・Ｔ２２）となる。この式から理解できるよう
に、制御対象点２での音Ｒ２を零にするためには、マイ
クロホン３で受けた音Ｒ１に、 Ｆ−７１２／　（Ｔ１２−　Ｔ２１−Ｔｌｌ−Ｔ２２）
なるフィルタをかけて加工した音ｓ２をスピーカ５から
発生させれば、制御対象点２での音響レベルを理論上に
おいて零にすることができる。

しかして、第１図乃至第３図には本発明の一実施例が示
されており、以下これについて述べる。

即ち、冷蔵庫の全体構成を示す第３図において、１１は
冷却装置本体たる冷蔵庫本体であり、これの内部には上
方より順に冷凍室１２．冷蔵室１３及び野菜室１４が設
けられている。１５は冷凍室１２の背部に配設された冷
却器、１６は冷却器１５により生成される冷気を直接に
は冷凍室１２及び冷蔵室１３に供給するファンである。

１７は冷蔵庫本体１１の背面側下部に形成された機械室
で、これの内部には、ロータリ形のコンプレッサ１８゜
コンデンサバイブ１９及び蒸発装置２０が収納されてい
る。上記蒸発装置２０は、前記冷却器１５からの除霜水
を蒸発させるためのもので、概路次に述べるような構成
となっている。即ち、コンデンサバイブ１９は、冷蔵庫
本体１１の底面部分で蛇行状に曲成されて加熱部を構成
しており、この加熱部上に蒸発装置２０の貯水容器２０
ａが載置状に配設されている。尚、上記貯水容器２Ｏａ
内には、前記冷却器１５からの除霜水が図示しないパイ
プを通じて流れ込むようになっている。そして、蒸発装
置２０は、蒸発面積を大きくするための複数枚の多孔質
セラミックフィン２０ｂを有し、これらのセラミックフ
ィン２０ｂを前記貯水容器２０ａの内底部に立設してい
る。

さて、第１図（ここではコンデンサバイブ１９の図示を
省略し、また、蒸発装置２０についてはセラミックフィ
ン２０ｂのみ図示している）に示すように、機械室１７
は、その背面のみが矩形状に開口された形状となってお
り、この開口部分は機械室カバー２１により閉鎖される
ようになっている。このとき、機械室カバー２１は、そ
の周縁部が機械室１７の開口縁部に対し気密に装着され
るものであり、第１図中の右縁部位（後述から明らかと
なるように、機械室１７内における音の定在波の成立方
向の一端寄り部位）には上下方向に延びる細長矩形状の
放熱用開口部２１ａが形成されている。つまり、機械室
カバー２１の装着状態では、機械室１７は放熱用開口部
２１ａを残して閉じられた状態を呈する。尚、機械室カ
バー２１は、熱伝導性に優れ且つ音の透過損失が大きい
材質（例えば鉄のような金属）にて形成されている。

また、この場合において、機械室１７に収納された前記
コンプレッサ１８及び蒸発装置２０は、第２図に示すよ
うに、機械室１７内の中央位置（−点鎖線Ｃで示す）よ
り右側、つまり前記放熱用開口部２１ａ側へずれた位置
に配置されている。

２２は受音器たる例えばマイクロホンで、これは、例え
ば機械室１７の奥壁部（冷蔵庫本体１１の底壁部に相当
）にコンプレッサ１８と対向するように配置され、以て
騒音源であるコンプレッサ１８からの音を電気信号に変
換するように設けられている。このとき、マイクロホン
２２は、単一指向性のものとして構成されており、外部
から放熱用開口部２１ａを通じて機械室１７内に侵入す
る音が直接的に入力されないように位置されている。２
３は機械室１７の奥壁部に取付支持された制御用発音器
たるスピーカで、これは、第２図に示すように、機械室
１７内の中央位置（−点鎖線Ｃ）より左側、つまり前記
放熱用開口部２１ａとは反対側へずれた位置に配置され
ている。そして、スピーカ２３は、マイクロホン２２か
らの電気信号を図示しない演算器にて加工した信号によ
り動作されるようになっており、上記のような電気信号
の加工は、前述した能動制御による消音原理に基づいて
行なわれるようになっている。

しかして、上記のように構成された冷蔵庫の場合、コン
プレッサ１８の駆動に応じて機械室１７内で発生する騒
音レベルは、第５図に示すように、７００）１ｚ程度以
下の帯域並びに１．５〜５ＫＨ２の帯域で夫々大きくな
るという性質を有する。

これら各帯域に対応した騒音のうち、高周波数側のもの
は、機械室カバー２１等での透過損失により減衰させる
ことができ、また、機械室１７内に適宜の吸音部材を設
置することによって容易に消音できるものであるから、
前述のようなマイクロホン２２．スピーカ２３及び図示
しない演算器による騒音の能動制御は、７００　Ｈｚ以
下をターゲット周波数として行なえば良い。

また、上述のような騒音の能動制御を行なう場合には、
機械室１７内での騒音が一次元の平面進行波となるよう
に構成することが、その制御を理論上においても技術上
においても容易且つ精度良く行なうために重要になって
くる。そこで、本実施例においては、第２図に示す機械
室１７内の三次元方向である奥行き９幅及び高さ方向の
各寸法り、Ｗ及びＨのうち、例えば幅方向の寸法Ｗを他
の寸法り、Ｈより大きく設定（具体的には、Ｗ−６００
ｍａ、　Ｄ−Ｈ−２００＋ａＩｌニ設定）すルコとによ
って、機械室１７内での音の定在波が一次モードでのみ
成立つように構成している。つまり、例えば機械室１７
を矩形の空洞と想定した場合、次式が成立する。

ｆ　−Ｃ・Ｎｘ　Ｌｘ　　＋　Ｎｙ　Ｌｙ　　＋　Ｎｚ
　Ｌｚ　　／　２但し、ｆは共鳴周波数（Ｈｚ　）　、
Ｎｘ　、　Ｎｙ　。

Ｎｚはｘ、ｙ、ｚ各方向の呑口モード、Ｌｘ、Ｌｙ、Ｌ
ｚは機械室１７内のｘ、ｙ、ｚ各方向の寸法（つまりり
、Ｗ、Ｈ）　、Ｃは音速である。従って、上式から、Ｘ
、Ｙ、Ｚ各方向に対する１番目の定在波の周波数ｆｘ、
ｆｙ、ｆｚを求めることができる。

即ち、前述したように、奥行き寸法Ｄ−２００１１幅寸
法Ｗ−６００厘ｌ、高さ寸法Ｈ−２００Ｉ１ｍに設定さ
れていた場合には、Ｘ方向に対する１番目の定在波の周
波数ｆｘは、Ｎｙ　−Ｎｚ　＝０．音速Ｃ−３４０ｍ／
秒として、 ｆｘ　＝３４０　　１　０．２）’　／２繻８５０Ｈｚ となり、同様に、Ｙ、Ｚ方向に対する１番目の定在波の
周波数ｆｙ、ｆｚは、 ｆｙ−３４０、／２ −２８３　Ｈｚ ｆｚ　−３４０、／２ 謹８５０Ｈｚ となる。この結果、前記ターゲット周波数（−７００Ｈ
ｚ）以下では、機械室１７内の騒音の定在波は、Ｙ方向
（幅方向）のモードについてのみ成立つものであり、機
械室１７内での騒音を一次元の平面進行波と見なすこと
ができる。このため、前記スピーカ２３等を利用した騒
音の能動制御による消音時において、その波面の理論上
の取扱いが容易となり、消音制御を容易且つ精度良く行
ない得るようになる。また、この場合において、機械室
１７からの騒音の出口である放熱用開口部２１ａは、上
下方向、つまり前記定在波の成立方向（機械室１７の幅
方向）に対し直交した方向に延びる細長矩形状となって
いるから、上記−次元の平面進行波の高調波成分が外部
に漏れ難くなり、以て上述した騒音の能動制御をより確
実に行ない得るようになる。勿論、機械室１７は放熱用
開口部２１ａを通じて外部と連通され、しかも機械室１
７内の主な発熱源であるコンプレッサ１８は放熱用開口
部２１ａ側にずれた位置にあって、その熱が外部に放散
され易い状態にあるから、機械室１７内の温度が異常に
上昇することがなく、コンプレッサ１８用モータの巻線
温度の補償を十分に行ない得る。また、機械室カバー２
１は熱伝導性に優れた材質により構成されているから、
機械室１７内で発生する熱の放熱効率が向上するように
なり、この面からも機械室１７内の温度上昇が低く押え
られるようになる。しかも、上記機械室カバー２１は音
の透過損失が大きい材質であるから、その機械室カバー
２１を通じた騒音の漏れを抑制できるようになる。

さらに、湿気の発生源である蒸発装置２ｏは、機械室１
７内の中央位置がら放熱用開口部２１ａ側へずれた位置
に配置されているから、その湿気が前記コンプレッサ１
８がらの熱による空気対流に乗じて放熱用開口部２１ａ
がら外部に放散され易くなり、しかも、湿気による悪影
響を受は易いコーンを備えたスピーカ２３は、機械室１
７内の中央位置から放熱用開口部２１ａとは反対側へず
れた位置に配置されているから、そのスピーカ２３に対
して蒸発装置２ｏがらの湿気による悪影響が及び難くな
り、スピーカ２３ひいては能動制御系全体の動作信頼性
を良好に保つことができる。

その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施例に限定
されるものではなく、例えば消音対象となる冷却装置と
してエアコンの室外機或は冷蔵シヨーケース等を適用し
ても良く、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施することができる。

［発明の効果］ 以上の説明によって明らかなように、本発明による冷却
装置の消音装置によれば、コンプレッサ及び蒸発装置が
収納される機械室を、放熱用開口部を残して閉じた状態
に構成すると共に、その機械室内の三次元方向の各寸法
のうち一方向の寸法を他の寸法より大きく設定すること
により、機械室内の音の定在波が消音対象となる周波数
帯域以下において一次モードのみ成立つように構成した
ので、上記非密閉状態の機械室内にてコンプレッサの駆
動に応じて発生する騒音を制御用発音器からの信号音に
より打消すという能動制御を行なうにあたって、騒音を
一次元の平面進行波とみなすことができ、以て上記能動
制御の簡単化並びに制御精度の向上を実現できるもので
ある。また、前記コンプレッサ及び蒸発装置は、機械室
の中央位置から前記放熱用開口部側へずれた位置に配置
されているから、コンプレッサからの熱並びに蒸発装置
からの湿気が放熱用開口部を通じて外部に放散され易く
なり、この結果、機械室内の温度が異常に上昇する虞が
なくなると共に、除霜装置からの湿気が制御用発音器等
に悪影響を及ぼす虞が少なくなるものである。この場合
、上記制御用発音器は、機械室の中央位置から放熱用開
口部とは反対側へずれた位置に配置されているから、上
述した湿気による悪影響をさらに受は難くなるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は要部を
分解状態で示す斜視図、第２図は同要部の寸法関係を説
明するための概略斜視図、第３図は冷蔵庫の縦断面図で
ある。また、第４図は能動制御による消音原理を示す概
略構成図、第５図は騒音レベル特性図である。 図中、１１は冷蔵庫本体、１５は冷却器、１７は機械室
、１８はコンプレッサ、２０は蒸発装置、２１は機械室
カバー、２１ａは放熱用開口部、２２はマイクロホン（
受音器）、２３はスピーカ（制御用発音器） を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、コンプレッサの他に冷却器からの除霜水を蒸発させ
   るための蒸発装置を収納して成る機械室を備えたもので
   あって、前記コンプレッサの駆動に伴い発生する音を受
   音器にて電気信号に変換すると共に、この電気信号を演
   算器により加工した信号に基づいて制御用発音器を動作
   させることにより、前記機械室内から外部に放射される
   音を能動的に打消すようにした冷却装置の消音装置にお
   いて、前記機械室を放熱用開口部を残して閉じた状態に
   構成すると共に、前記機械室内の三次元方向の各寸法の
   うち一方向の寸法を他の寸法より大きく設定することに
   より、その機械室内の音の定在波が前記打消し対象とな
   る周波数帯域以下において一次モードのみ成立つように
   構成し、さらに前記放熱用開口部を前記機械室内におけ
   る前記定在波の成立方向の一端寄り部位に形成した上で
   、前記コンプレッサ及び蒸発装置を前記機械室内の中央
   位置から前記放熱用開口部側へずれた位置に配置すると
   共に、前記制御用発音器を前記機械室内の中央位置から
   前記放熱用開口部とは反対側へずれた位置に配置したこ
   とを特徴とする冷却装置の消音装置。