JPH02223691A - 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】 ［発明の口約〕 （産業上の利用分野） 本発明は冷蔵庫などの冷却装置に用いられる消音装置、
特にはコンプレッサを収納した機械室内からの％）ｉ　
Ｂを能動的に打消すよ・５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
、その騒ぎ低減が一つの課題となっている。この場合、
冷蔵庫の騒ぎ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冷蔵庫本体
下部の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、圧縮機横
部分の可動機械要素にお１号る機植音など）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
音を抑制することが、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（例えばロータ
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などを行うこ
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、前述したような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ｇｗｊデータ、の処理回路及び音響制御技
術などの発展に１′１４い、音波の干渉を利用して騒音
低減を行うという騒ぎ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、その発
音器から制御対象点で原音（騒音源からの音）とは逆位
相で且つ同−波長及び同一振幅となる人工音を発生させ
、この人工音と原音とを′［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。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その「
１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て、騒音低減効果を十分
に発揮でき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、機械室内に収納
さ−）た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
定するために機械室内を仕切板にて互いの一端部が連通
した第１及び第２の部屋に仕切ることにより、機械室内
の音の定メ！二波が前記性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
前記コンプレッサを前記第１の部屋に配置すると共に、
前記放熱用開口部を前記第２の部屋に形成したものであ
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６図に示すように７００
　Ｈｚ程度以下の帯域並びＥｌ、５〜５ＫＨｚの帯域と
で夫々大きくなるという性質ををする。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、吸音部材な
どを利用した従来の騒音低減技術により容品に消音する
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７００　ＨＳｉ程度量下の場合、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次モード
のみ成立つようになる。

そこで、機械室内を仕切板にて互いの一端部が連通した
第１及び第２の部屋に仕切り、機械室を第１の部屋と第
２の部屋とが夫々長手方向に連なった一つのダクトとな
るように形成することで、機械室内の三次元方向のうち
の一方向の寸法を他の寸法より大きく設定し、これによ
り、機械室内の音の定（！三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次モードの
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、以てコンプレッサからの音の
外部への出口である放熱用開口部でその音と制御用発音
器からの人工音とを干渉さゼで消ぎを図るという能動制
御を、理論上においても技術上においても容易１つ精度
良く行い得るようになる。

また、上記能動制御を行う場合、コンプレッサからの音
が音の出口である放熱用開口部に達するまでの時間に対
して、コンプレッサからの音が受音器に達するまでの時
間と、その音を電気信号に変換した後にその電気信号に
基づいて加工信号を演算するための時間と、その加工信
号に基づいて制御用発音器から出力される人口音が放熱
用開口部に達するまでの時間との合計を短くする必要が
ある。そこで、前記機械室の第１及び第２の部屋のうち
、一方の第１の部屋にコンプレッサを配置すると共に、
他方の第２の部屋に／ｊｋ熱用開用開口部成することに
より、コンプレッサと放熱用開口部との間が仕切板にて
仕切りられた状態となり、騒音源であるコンプレッサか
ら音の出口である放熱用開口部までの音の伝播経路を長
くすることができる。このように構成することにより、
例えば冷却装置本体が小型で機械室の大きさ特には幅寸
法を十分に確保できない場合でも、上記能動制御を行う
ことができる。

勿論、機械室には放熱用開口部が設けられているから、
コンプレッサ駆動時の発熱による機械室内温１庭の異常
上昇を来たす虞がないものである。

（実施例） 以ド、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、これに先立って本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５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、騒ぎ源１
からの音をマイクロホンなどの受音器３で電気信号に変
換すると共に、この電気Ｑ号をフィルタなどを含む演算
器４を介して加工し、その加−Ｉ：後のＲ３号によりス
ピーカなどの発音器５を駆動するようになっている。

即ち、騒音［１が発生する音をＳ！、スピーカ５が発生
する音を３２．マイクロホン３で受ける音をＲ１，制御
対象点２での音をＲ２とし、さらに１−尾のような音の
出力及び入力点の各間の音響伝達関数をＴ１１．　　Ｔ
２１．　　Ｔ［２，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、 Ｓ２　讃　（−Ｔ　１２争　Ｒ１＋Ｔｌ１−　Ｒ２）／
（Ｔ　Ｈ−Ｔ２２−　Ｔ　１２・Ｔ２１）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１１　ｆｉとしているので、Ｒ２−０とおく
ことができる。この結果、Ｓ２−Ｒ１φ７１２／（Ｔｌ
２伽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ＴＳＲ２を零にするた
めには、マイクロホン３で受けた音Ｒ１に、 Ｆ−Ｔｌ２／　（Ｔｌ２・Ｔ２１−Ｔｌし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４図には本発明の−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４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
である。

上記機械室１７は、第２図に示すように矩形状をなしＲ
つ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１８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１８は、その
周縁部が機械室１７の開口縁部に対し父。密に装着され
るものであり、第２図中の右縁部には上下Ｊｌ向に延び
る細長矩形状の放熱用開口部１９が形成されている。つ
まり、機械室カバー１８の装着状態では、機械室１７は
放熱用開口部１９を残して閉じられた１状態を呈する。

尚、機械室カバー１８は、熱伝導性に優れＪｌ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。２０は機械室１７内の前後方向の中間部に
該機械室１７内を前後に仕切るように設けられた矩形状
をなす仕切板で、これの１縁部、ド縁部及び右側縁部は
機械室１７の天井面、底面及び右内側面に夫々気密に接
触し２左側縁部のみが機械室１７の左内側面との間に所
定の隙間２１を形成している。従って、機械室１７内は
第１図に示すようにこの仕切板２０により前側の第１の
部屋２２と後側の第２の部屋２３とに仕切られており、
これら第１の部屋２２と第２の部屋２３とは互いの左端
部において前記隙間２１を介して連通している。そして
、このうちの前側の第１の部屋２２にロータリー形のコ
ンプレッサ２４が配置され、また、前記機械室カバー１
８の放熱用開口部２０が第２の部屋２３に臨んでいる。

２５は受音器たる例えばマイクロホンで、これは、機械
室１７の第１の部屋２２においてコンブ１ノツサ２４の
近傍に配置され、以て騒音源であるコンプレッサ２４か
らの音を電気信号に変換するように設（すられている。

２６は制御用発音器たるスピーカで、これは、機械室１
７の第２の部屋２′３（こおいて仕切板２０に放熱用開
口部１９の近傍で区間口部］９に向け゛Ｃ取付ｌｊられ
ている。そして、スピーカ２６は、マイクロホン２５か
らの電気！Ｌｌ　””ｌ’；を逆相８′会生用回路内の
演算器２７にてノＡ工し、たｆ。号により動作されるよ
うになって友り、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われるように
なっている。

しかし“Ｃ１上記のように構成された冷蔵庫の場合、コ
ンプレッサ２４の駆動に応じて機械室１７内で発生する
騒音レベルは、第６図に示すよ・うに“ｌ”＋’、’ｉ
　０　ＨＺ程度以下の帯域並びに１．５〜５ＫＨ２の帯
域で夫々大きくなる性質をＨした状態となる。これら各
帯域に対応した騒音のうち、高周波数側の騒きは、機械
室カバー１８などでの透過損失により減衰させることが
でき、また機械室】７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・ｆクロホン２５．スピーカ２６及び演９器２７
による騒音の能動制御は、７００Ｈ７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う場自には、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［］つ精度良く行うためにｍ要になってく
る。

そこで、本実施例においては、機械室１７内を仕切板２
０により第１の部屋２２と第２の部屋２３とに仕切るこ
とにより、機械室１７はそれら第１の部屋２２と第２の
部屋２３とが人々の長手方向に連なった一つのダクトと
みなすことができる。

つまり、第３図に示すように、機械室１７の奥１ｊき寸
法をり１幅寸法をＷ、高さ寸法をＨとし７、また、仕切
板２０の幅χＪ法をＬとした場合（例えばＤ　＝　３０
０　ｍｍ、Ｗ−５００問、Ｈ−２００ｍｒ＊、Ｌ−４０
０鯵に設定）、機械室１７は奥行き・Ｊ゛１１ノＤ／２
（つまり第１及び第２の部屋２２．２３の奥行き寸法）
、長さ寸法が２Ｌ、高さ寸法がＨの矩形状のダクトとみ
なすことができる。そして、これら各寸法のうち、長さ
寸法２Ｌを奥行き寸法Ｄ／２及び高さ寸法Ｈよりも大き
く設定（具体的には、２Ｌ＝８００ｍｍ、Ｄ／２−１５
０ｍｍ、Ｈ−２００ｍｍ）することによって、機械室１
７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、機械室１７を第１及び第２の部屋
２２．２３か長平方向に連なったｌｌｊ純な矩形の空洞
と想定した場合、次式が成立する。

ｆ　−Ｃ−Ｎｘ　Ｉ、！　　＋（Ｎｙ／！、ｙ）’　＋
（Ｎｚ／Ｌｚ）’　／　２但し、ｆは共鳴周波数（Ｈ７
）　、Ｎｘ　、Ｎｙ　。

Ｎｚは進行波の三次元ｈ′向であるｘ、ｙ、ｚ各方向の
番１１モード、ＬＸ、Ｌｙ、Ｌｚは機械室１７内の進行
波のｘ、ｙ、ｚ各ノｊ向の寸法（つまりＤ７２．２Ｌ、
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番口の定在波の周波数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／２−２−１５Ｏ
＋％長さ寸法２　Ｌ　−８００ｍ＋ｇ、高さ寸法Ｈ−２
００ｍｓ＋に設定されていた場合には、Ｘ方向に対する
１番口の定在波の周波数ｆｘは、Ｎｙ　−Ｎｚ−〇、音
速Ｃ＝３４０ｍ／秒として、 ｆｘ　−３４０（１０，１５＞　　／２＝１１３４Ｈｚ となり、同様に、Ｙ、Ｚ方向に対する１ｆｆｉｌ：Ｊの
定在波の周波数ｆｙ、ｆｚは、 ｆｙ　−３４０（Ｌ　　Ｌ）、　８）　　／２＝２１３
Ｈｚ ｆｚ　−３４０（１）、　　２）　’　／２＝　８５０
　Ｈｚ 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（＋’波は、Ｙ
　Ｊｊ向（機械室１７の長平方向）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２６など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１１つ精度良く行い得るようになる。

また、上記能動制御を行う場合、コンプレッサ２４から
の音が音の出［］である放熱用開口部１９に達するまで
の時間１．に対して、コンプレッサ２４からの音がマイ
クロホン２５に達するまでの時間ｔ２と、その音を電気
信号に変換した後にその１と気１６号に基づいて演算器
２７により加工信号を演９するための時間Δｔと、その
加工信号に基づいてスピーカ２６から出力される人口音
が放熱用開口部１つに達するまでの時間ｔ、との合計を
短くする必要がある（１＋≧ｔ２＋Δｔ　＋　ｔ　３　
）。

本実施例では、機械室１７内のうち前側の第１の部屋２
２に騒音源であるコンプレッサ２４を配置し、音の出口
である放熱用開口部１９を第２の部屋２３に臨む機械室
カバー１８に形成しているので、第１図に示すようにコ
ンプレッサ２４と放熱用開口部１９との間が仕切板２０
にて仕切りられた状態となり、コンプレッサ２４から放
熱用開口部１９への音の伝播経路ｇ１は、仕切板２０を
設けない場合（二点鎖線ｇ２参照）に比べて長くするこ
とができる。従って、コンプレッサ２４から放熱用開口
部１つまでの音の伝播時間（ｔ、）を長くすることがで
きるから、上記した時間の関係（１＋≧ｔ２＋Δ１＋１
３）を満たすことが容易にできるようになり、例えば冷
蔵１市本体１１が小型で機械室１７の特に幅寸法を十分
に確保できない場合でも、上記能動制御を容品に行うこ
とができるようになる。

勿論、この場合において、機械室１′７は放熱用開口部
１９を通じて外部と連通しているから、コンプレッサ２
４の駆動時における発熱によって機械室１７内の温度が
異常に上昇することがなくなる。

尚、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ョーケースなどを適用して
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］ 本発明によれば以上の説明によって明らかなように゛、
コンプレッサ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
く設定するために機械室内を仕切板にて互いの一端部が
連通した第１及び第′、２の部屋に仕切ることにより、
その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
に応じて発生ず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うにあたって、その能動制
御の簡ｔｌ化並びに制御精度の向上を実現できるもので
ある。また、本発明では、コンプレッサを前記第１の部
屋に配置すると共に、放熱用開口部部を第２の部屋に形
成したことにより、コンプレッサから放熱用開口部への
音の伝播経路を長くとることができ、これにより、例え
ば冷却装置本体が小型で機械室が小さい場合でも、能動
制御による低騒音化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は要部の概略平面図、第２図は要部を分解状態で示
す斜視図、第３図は要部の・Ｊ゛法量関係説明するため
の概略斜視図、第４図は冷蔵庫の縦断面図である。また
、第５図は能動制御による消音原理を示す概略構成図、
第６図は騒音レベル特性図である。 図中、１１は冷蔵庫本体、１７は機械室、１８は機械室
カバー　１９は放熱用開口部、２０は仕切板、２２は第
１の部屋、２３は第２の部屋、２４はコンプレッサ、２
５はマイクロホン（受音２ｇ　）２６はスピーカ（制御
用発音器）、２７は演算器を示す。 出願人　　株式会社　　東　　　芝 代理人　　弁理±　　１１　　藤　　強第　１　図 第３図 第２図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、機械室内にコンプレッサを収納して成るものであっ
   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、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ために機械
   室内を仕切板にて互いの一端部が連通した第１及び第２
   の部屋に仕切ることにより、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、さらに前記コンプレッサ
   を前記第１の部屋に配置すると共に、前記放熱用開口部
   を前記第２の部屋に形成したことを特徴とする冷却装置
   の消音装置。