JPH02225958A - 冷却装置の消音装置 - Google Patents
冷却装置の消音装置Info
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- JPH02225958A JPH02225958A JP1046103A JP4610389A JPH02225958A JP H02225958 A JPH02225958 A JP H02225958A JP 1046103 A JP1046103 A JP 1046103A JP 4610389 A JP4610389 A JP 4610389A JP H02225958 A JPH02225958 A JP H02225958A
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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。
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i−1的]
(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i’rlB
装置、特にはコンプレッサを収納した機械室内からの騒
&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R械實
素における機械音など)を発生すると八に、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
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6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、中でも音グデータの処理回路及び皆管制御技術な
どの発展に伴い、音波の干渉を利用して騒音低減を行う
という騒音の能動制御技術の応用が注[1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嚢換すると八
に、この電気信号を演算、器により加工した信号に括づ
いて制御用発音器を動作させることにより、その発音器
から原音(騒音源からのz・)とは制御灯象点で逆位相
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干ル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ぎが二次元方
向へ自由に雇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i[になるという問題がある。また、コ
ンプレッサの起動時には、その発生する騒音の時間的変
動が激しく能動制御による消音の1処が追いつかないと
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
う能動制御を行うにあたって、その能#制御の簡単化並
びに制御精度の向上を図り得ると)(に、コンプレッサ
の起動時における能動制御の困難な騒音に対しても、外
部に漏れ出るのを抑制することができて、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
されたコンプレッサの駆動に伴い発生する音を、人−1
n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l
rIシ対象となる周波数帯域以ドにおいて一次モードの
み成立つように構成し、さらに、前記放熱用開口部に開
閉可能な蓋を設け、この蓋を前記コンプレッサの起動時
に所定時間だけ閉塞させると共にこの期間中は前記制御
用発音器による消音動作を停止させる制御手段を設けた
ところに特徴をHする。 (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、コンプレッサの定常運転状態で
発生している騒音の音響レベルは、第8図に示すように
7001(z程度以下の帯域並びに1.5〜5 K H
zの帯域とで夫々人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、75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
易にln音することができる。従って、騒音の能動ji
l卸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700Hz程度以
ドの場合、機械室内の、亀さ、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、5
0cm程度)より短く、且つ残りの−h゛向の・J゛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。つまり
、機械室内の三次元方向である高さ、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、機械室内の汗の定在波が打消し対象となる周l
jI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15.1171部でその
K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kiJf1つ精度良く行い得るようになる。 また、コンプレッサの起動時においては、第9図に示す
ように時間的変動が激しく上記したような能動制御が追
い付かない騒音が発生するが、このようなコンプレッサ
の起動時には1.1gg手段により、所定時間つまり定
常状態に達するまでの期間中放熱用開口部に設けた蓋を
口l寒すると共に能動制御を停止させるから、機械室か
ら外部へ騒&の漏れるのを極力低減でき、Rつ、このと
きには制御用発音器から不用意な音を発することがなく
なる。 勿論、定常運転状態においては放熱用開口部は開放され
ているから、コンプレッサ駆動時の発熱による機械室内
!!度の異字上昇を来たす虞がないものである。 (実施H) 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7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などの受台器3で電気信号に斐
換するとノ(に、この電気に号をフィルタなどを含むH
D 器4を介して加工し、その加工後のfd号によりス
ピーカなどの発Tl 7Si 5を駆動するようになっ
ている。 即ち、騒&・源1が発生ずる音をSl、スピーカ5が発
生する呂を52、受き器3で受ける音をR1、制911
hi s点2での音をR2とし、さらに上記のような
音の出力及び人力点の各間の音響伝達関数をTll、
T2+、 T12. 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 − (−T12拳 R1+T11φ R2)/
(Tll−722−TI2・ T 21)として1町t
られるが、この場合Cごは111g1I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−T12
/・(T12壷T 21− T II−T 22)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t二皆
R1(こ、 F−TI2/(TI2・T21−T目・T22)なるフ
ィルタをかけて加]ニした音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6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。 叩も、冷蔵庫の全体構成を示す第6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、ロークリ形のコンプレッサ18゜
コンデンサバイブ19及び所謂セラミックフィンを利用
した除霜水蒸発装v!t20が収納されている。 さて、第1図(ここではコンデンサバイブ19及び除霜
水蒸発装置20の図示を省略している)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
閏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図中の左縁部には上下方
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。 さて、22は機械室カバー21と同様の材質にて形成さ
れた蓋で、これは、機械室カバー21の内側に放熱用開
口部21. aを開閉するように設けられている。具体
的には、このM22は、第2図(a)及び(b)にて正
面及び断面を示すように、その四隅に設けられた電磁ソ
レノイド23a及び圧縮コイルばね23bよりなる開閉
機構23により支19されており、常には4個の圧縮コ
イルばね23bにより放熱用開口部21aを開放し、4
個の電磁ソレノイド23aに通電されると、その吸引力
により圧縮コイルばね23bのばね力に抗して放熱用開
口部21aを閉塞し、以て機械室17を密閉状態にする
ようになっている。 24は機械室17内に配置された受音器たる例えばマイ
クロホンで、これは、コンプレッサ18に対し前記放熱
用開口部21 Bとは反対側(第1図中右方側)から対
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。25は機械室】7内に配置された制御用発音器たる
スピーカで、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)における放熱り用量ロ部2
171寄りの部位に埋設状に取付支持されている。 第3図には前記コンプレッサ18を駆動制御するための
電気的構成の概略が示されている。この第3図において
、26は温度検知回路であり、これは、負の温度係数を
有するサーミスタ27及び抵抗28により構成され、前
記冷凍室12内の温度に応じた検知電圧を比較回路2つ
の正入力端子に与えるものである。30は設定回路で、
これは設定温度に相当する基準電圧を発生し、比較回路
29の負入力端子に与えるものである。比較回路29は
、検知電圧が基準電圧を超えると即ち冷凍室12内の温
度がバネ温度を超えるとrHJレベルのコンプレッサオ
ン信号を出力する。31はトランジスタ32及びリレー
33などよりなるリレー駆動回路で、比較回路29から
コンプレッサオン信号が与えられるとリレー33を通電
させるものである。34は交流Wi源で、前記リレー3
3のリレー接点33aを介してコンプレッサ18及びフ
ァン16が並列に接続されている。 35は逆相音発生用回路で、これは演讐器36及び制御
f段たる制御回路37より構成され、演算器36は前記
マイクロホン24に接続されるとJIiに増幅器38を
介して前記スピーカ25に1!続されている。制御回路
37は後述するように動作するもので、その入力端子は
比較回路29に接続され、出力端子01は演算器36に
、そして出力端子O,はソレノイド駆動回路3つを介し
て前記4個の電磁ソレノイド23aに接続されている。 尚、演算器36は、制御回路37からの制御信号に基づ
いて動作されるもので、マイクロホン24からの電気信
号に応じて加工した信号を出力してスピーカ25を動作
させるものである。尚、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。 また、前記コンプレッサ18.マイクロホン24及びス
ピーカ25の位置関係は、コンブレッサ18及び消音制
御対象点である放熱用開口部218間の音の伝播時間1
.が、コンプレッサ18及びマイクロホン24間の音の
伝播時間t2と前記演算器36による加工信号の演算所
要時間Δtとスピーカ25及び放熱用開口部2ta間の
音の伝播時Ii:j t 3との合21時間(tz+Δ
1+13)より長くなる関係が成立するように設定され
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
音は、第9図に示すように起動時の数百ミリ秒間におい
ては時間的嚢動の激しい状態となっており、起動後運転
状態が安定する定常運転時においては、比較的時間的嚢
動の少ない状態となっている。そして、起動時に発生す
る騒音に対しては、以下に述べる能動制御が追随できな
いため後述するようにして消音するようにしている。 一方、定常運転時の騒音に対しては、その騒音レベルは
、第6図に示すように700Hz程度以下の帯域並びに
1.5〜5KHzの帯域で夫々大きくなる性質を有した
状態となる。これらδ帯域に対応した騒きのうち、高周
波数側の騒音は、機械室カバー21などでの透!!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24.スピー
カ25及び演算器36による騒音の能動制御は、700
H2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うために!If要になって
くる。そこで、本実施例においては、第3図に示す機械
室17内の三次元方向である奥行き1幅及び高さ方向の
各寸法D、W及びHのうち、例えば幅方向の寸法Wを他
のqJ’法り、Hより大きく設定(具体的には、W−6
00■、D=H=200twに設定)することによって
、機械室17内での音の定fr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/I、X)’ +(Ny/Ly)2+(
Nz/Lz)’ / 2但し、fは共鳴周波数(Hz)
、Nx、Ny。 NzはX、Y、23方向の番目モード、LIE、Ly、
Lz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Ex
、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−2000、幅寸
法W=600wm、高さ寸法H=200mm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(110,2)” /2=850Hz となり、同様に、Y、Z方向に対する110の定在波の
周波数ry、fzは、 fy −340(110,6) 2 /2=283
Hz fz−340(X10. 2) 2 /2=850H
z となる。この結果、前記ターゲット周波数(−700H
z)以下では、機b&室17内の騒ぎの定在波は、Y
Jj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25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、消音制御を容易且つ精
度良く行ない1りるようになる。 このとき、コンプレッサ18からの音がマイクロホン2
4に達する間での時間t2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(8号を演算器3
6にて演算するための時間Δtと、その加工信号に基づ
いてスピーカ25から出力される人工音が放熱用開口部
21aに達するまでの時間t、との合計が、上記コンプ
レッサ18からの音が放熱用開口部21gに到達する時
間t、より短くなるから、コンプレッサ18からのぎと
スピーカ25からの人工音とを干渉させる際に、人工音
の方が遅れる虞がなくなり、以て上述したような騒音の
能動制御をリアルタイムで行なうことができる。 さて、次に制御回路37による制御内容について第4図
に示すフローチャートをも参照して述べる。 先ず、コンプレッサ18が停止している状態では、制御
回路37は、比較回路29からコンプレッサオン15号
が与えられていないことに基づき、ステップP、及びP
2で共に「NO」と判断して、ステップPJで演算器3
6による能動制御を停止させた状態となっている。この
後、ステップP1乃至P、を繰り返すうちに、比較回路
29がコンプレッサオン15号を出力してコンプレッサ
18が立ち上がると、制御回路37は、コンプレッサオ
ン信号に基いて、ステップP1でrYEsJと判断して
ステップP、となる。このステップP4で、制御回路3
7は、駆動回路39を介して4個の電磁ソレノイド23
aに通電してその吸引力により蓋22を閉塞状態とする
。これにより、コンプレッサ18の起動時に発生する騒
音、つまり第9図に示すように時間的変動が激しいため
前記能動制御が困難な騒音は、機械室17から放熱用開
口部2 ]、 aを介して外部に漏れ出にくくなる。ま
た、このとき能動制御は停止されているのでスピーカ2
5から不用意なきを発することはない。そして、所定時
間が経過してコンプレッサ18の運転状態が安定となる
定常状態に達すると(例えば約10秒)、制御回路37
は、ステップP、で4個の電磁ソレノイド2゛3aへの
通電を停止してYi22を開放状態とする。 次に、制御回路37は、コンプレッサ18が運転中であ
ることに基き、ステップP、に戻るとrNOJと判断し
、ステップP2でl’YEsJと判断した後、ステップ
P6で演算器36に信号を出力して前述した能動制御を
開始させる。これにより、コンプレッサ18の定常運転
中に発生する騒音は、能動制御により消音され、以て放
熱用開口部21aから外部に漏れることが防止されるも
のである。以下、コンプレッサ18の運転中にはステッ
プP、、P2及びPbを繰り返してこの能m1ll状態
が継続されるものである。 勿論、この場合において、コンプレッサ18の起動時を
除いて、機械室17は放熱用開口部21aを通じて外部
と連通しているから、コンプレッサ18の定常運転時に
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。 また、機械室カバー21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
の温度上昇が低く抑えられるようになる。 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
てら良く、その要旨を逸脱しない範囲内で朋々変形して
実施することができる。 〔発明の効!I!] 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
コンプレッサの定常運転時に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うにあ
たって、その能動制御の簡単化並びに′M御精度の向上
を実現できるものである。また、本発明では、制御手段
により、コンプレッサの起動時には、放熱用開口部を開
閉可能に設けた蓋を所定時間たけ閉塞すると共に能動制
御を停止するようにしたので、時間的変動が激しく能動
制御の困難な起動時の騒ぎに対してもfi械室から外部
へ漏れ出るのを充う)低減でき、且つ、このとき制御用
発き器から不用意な音を発することがないものである。 4 図面のIf!I litな説明 第1図乃至!II6図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現図、第2図(1)
及び(b)は蓋の部分を拡大して示す正面図及び断面図
、第3図はコンプレグサオ213号を出力させる電気的
構成の概略図、第4v!Jは制御回路の動作を説明する
ためのフローチャート、第5図は要部の寸法関係を説明
するための概略斜8!図、第6図は冷蔵庫の縦断面図、
第7図は能動制御によるlrI音原理を示す概略構成図
、第8図はコンプレッサの定常運転時の騒音レベルを示
す周波数特性図、第9図はコンプレッサの起動に伴い発
生する騒ぎレベルの時間的礎動を示す特性図である。 図面中、11は冷蔵庫本体、17は機械室、18はコン
プレッサ、20は除霜水蒸発装置、21は機械室カバー
21aは放熱用開口部、22は蓋、23は開閉機構、
24はマイクロホン(受音1.25はスピーカ(制御用
発音器)、29は比較回路、35は逆相音発生回路、3
6は演算器〜37は制御回路(制御手段)を示す。
装置、特にはコンプレッサを収納した機械室内からの騒
&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R械實
素における機械音など)を発生すると八に、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
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6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、中でも音グデータの処理回路及び皆管制御技術な
どの発展に伴い、音波の干渉を利用して騒音低減を行う
という騒音の能動制御技術の応用が注[1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嚢換すると八
に、この電気信号を演算、器により加工した信号に括づ
いて制御用発音器を動作させることにより、その発音器
から原音(騒音源からのz・)とは制御灯象点で逆位相
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干ル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ぎが二次元方
向へ自由に雇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i[になるという問題がある。また、コ
ンプレッサの起動時には、その発生する騒音の時間的変
動が激しく能動制御による消音の1処が追いつかないと
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
う能動制御を行うにあたって、その能#制御の簡単化並
びに制御精度の向上を図り得ると)(に、コンプレッサ
の起動時における能動制御の困難な騒音に対しても、外
部に漏れ出るのを抑制することができて、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
されたコンプレッサの駆動に伴い発生する音を、人−1
n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l
rIシ対象となる周波数帯域以ドにおいて一次モードの
み成立つように構成し、さらに、前記放熱用開口部に開
閉可能な蓋を設け、この蓋を前記コンプレッサの起動時
に所定時間だけ閉塞させると共にこの期間中は前記制御
用発音器による消音動作を停止させる制御手段を設けた
ところに特徴をHする。 (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、コンプレッサの定常運転状態で
発生している騒音の音響レベルは、第8図に示すように
7001(z程度以下の帯域並びに1.5〜5 K H
zの帯域とで夫々人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、75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
易にln音することができる。従って、騒音の能動ji
l卸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700Hz程度以
ドの場合、機械室内の、亀さ、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、5
0cm程度)より短く、且つ残りの−h゛向の・J゛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。つまり
、機械室内の三次元方向である高さ、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、機械室内の汗の定在波が打消し対象となる周l
jI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15.1171部でその
K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kiJf1つ精度良く行い得るようになる。 また、コンプレッサの起動時においては、第9図に示す
ように時間的変動が激しく上記したような能動制御が追
い付かない騒音が発生するが、このようなコンプレッサ
の起動時には1.1gg手段により、所定時間つまり定
常状態に達するまでの期間中放熱用開口部に設けた蓋を
口l寒すると共に能動制御を停止させるから、機械室か
ら外部へ騒&の漏れるのを極力低減でき、Rつ、このと
きには制御用発音器から不用意な音を発することがなく
なる。 勿論、定常運転状態においては放熱用開口部は開放され
ているから、コンプレッサ駆動時の発熱による機械室内
!!度の異字上昇を来たす虞がないものである。 (実施H) 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7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などの受台器3で電気信号に斐
換するとノ(に、この電気に号をフィルタなどを含むH
D 器4を介して加工し、その加工後のfd号によりス
ピーカなどの発Tl 7Si 5を駆動するようになっ
ている。 即ち、騒&・源1が発生ずる音をSl、スピーカ5が発
生する呂を52、受き器3で受ける音をR1、制911
hi s点2での音をR2とし、さらに上記のような
音の出力及び人力点の各間の音響伝達関数をTll、
T2+、 T12. 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 − (−T12拳 R1+T11φ R2)/
(Tll−722−TI2・ T 21)として1町t
られるが、この場合Cごは111g1I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−T12
/・(T12壷T 21− T II−T 22)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t二皆
R1(こ、 F−TI2/(TI2・T21−T目・T22)なるフ
ィルタをかけて加]ニした音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6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。 叩も、冷蔵庫の全体構成を示す第6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、ロークリ形のコンプレッサ18゜
コンデンサバイブ19及び所謂セラミックフィンを利用
した除霜水蒸発装v!t20が収納されている。 さて、第1図(ここではコンデンサバイブ19及び除霜
水蒸発装置20の図示を省略している)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
閏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図中の左縁部には上下方
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。 さて、22は機械室カバー21と同様の材質にて形成さ
れた蓋で、これは、機械室カバー21の内側に放熱用開
口部21. aを開閉するように設けられている。具体
的には、このM22は、第2図(a)及び(b)にて正
面及び断面を示すように、その四隅に設けられた電磁ソ
レノイド23a及び圧縮コイルばね23bよりなる開閉
機構23により支19されており、常には4個の圧縮コ
イルばね23bにより放熱用開口部21aを開放し、4
個の電磁ソレノイド23aに通電されると、その吸引力
により圧縮コイルばね23bのばね力に抗して放熱用開
口部21aを閉塞し、以て機械室17を密閉状態にする
ようになっている。 24は機械室17内に配置された受音器たる例えばマイ
クロホンで、これは、コンプレッサ18に対し前記放熱
用開口部21 Bとは反対側(第1図中右方側)から対
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。25は機械室】7内に配置された制御用発音器たる
スピーカで、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)における放熱り用量ロ部2
171寄りの部位に埋設状に取付支持されている。 第3図には前記コンプレッサ18を駆動制御するための
電気的構成の概略が示されている。この第3図において
、26は温度検知回路であり、これは、負の温度係数を
有するサーミスタ27及び抵抗28により構成され、前
記冷凍室12内の温度に応じた検知電圧を比較回路2つ
の正入力端子に与えるものである。30は設定回路で、
これは設定温度に相当する基準電圧を発生し、比較回路
29の負入力端子に与えるものである。比較回路29は
、検知電圧が基準電圧を超えると即ち冷凍室12内の温
度がバネ温度を超えるとrHJレベルのコンプレッサオ
ン信号を出力する。31はトランジスタ32及びリレー
33などよりなるリレー駆動回路で、比較回路29から
コンプレッサオン信号が与えられるとリレー33を通電
させるものである。34は交流Wi源で、前記リレー3
3のリレー接点33aを介してコンプレッサ18及びフ
ァン16が並列に接続されている。 35は逆相音発生用回路で、これは演讐器36及び制御
f段たる制御回路37より構成され、演算器36は前記
マイクロホン24に接続されるとJIiに増幅器38を
介して前記スピーカ25に1!続されている。制御回路
37は後述するように動作するもので、その入力端子は
比較回路29に接続され、出力端子01は演算器36に
、そして出力端子O,はソレノイド駆動回路3つを介し
て前記4個の電磁ソレノイド23aに接続されている。 尚、演算器36は、制御回路37からの制御信号に基づ
いて動作されるもので、マイクロホン24からの電気信
号に応じて加工した信号を出力してスピーカ25を動作
させるものである。尚、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。 また、前記コンプレッサ18.マイクロホン24及びス
ピーカ25の位置関係は、コンブレッサ18及び消音制
御対象点である放熱用開口部218間の音の伝播時間1
.が、コンプレッサ18及びマイクロホン24間の音の
伝播時間t2と前記演算器36による加工信号の演算所
要時間Δtとスピーカ25及び放熱用開口部2ta間の
音の伝播時Ii:j t 3との合21時間(tz+Δ
1+13)より長くなる関係が成立するように設定され
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
音は、第9図に示すように起動時の数百ミリ秒間におい
ては時間的嚢動の激しい状態となっており、起動後運転
状態が安定する定常運転時においては、比較的時間的嚢
動の少ない状態となっている。そして、起動時に発生す
る騒音に対しては、以下に述べる能動制御が追随できな
いため後述するようにして消音するようにしている。 一方、定常運転時の騒音に対しては、その騒音レベルは
、第6図に示すように700Hz程度以下の帯域並びに
1.5〜5KHzの帯域で夫々大きくなる性質を有した
状態となる。これらδ帯域に対応した騒きのうち、高周
波数側の騒音は、機械室カバー21などでの透!!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24.スピー
カ25及び演算器36による騒音の能動制御は、700
H2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うために!If要になって
くる。そこで、本実施例においては、第3図に示す機械
室17内の三次元方向である奥行き1幅及び高さ方向の
各寸法D、W及びHのうち、例えば幅方向の寸法Wを他
のqJ’法り、Hより大きく設定(具体的には、W−6
00■、D=H=200twに設定)することによって
、機械室17内での音の定fr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/I、X)’ +(Ny/Ly)2+(
Nz/Lz)’ / 2但し、fは共鳴周波数(Hz)
、Nx、Ny。 NzはX、Y、23方向の番目モード、LIE、Ly、
Lz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Ex
、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−2000、幅寸
法W=600wm、高さ寸法H=200mm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(110,2)” /2=850Hz となり、同様に、Y、Z方向に対する110の定在波の
周波数ry、fzは、 fy −340(110,6) 2 /2=283
Hz fz−340(X10. 2) 2 /2=850H
z となる。この結果、前記ターゲット周波数(−700H
z)以下では、機b&室17内の騒ぎの定在波は、Y
Jj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25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、消音制御を容易且つ精
度良く行ない1りるようになる。 このとき、コンプレッサ18からの音がマイクロホン2
4に達する間での時間t2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(8号を演算器3
6にて演算するための時間Δtと、その加工信号に基づ
いてスピーカ25から出力される人工音が放熱用開口部
21aに達するまでの時間t、との合計が、上記コンプ
レッサ18からの音が放熱用開口部21gに到達する時
間t、より短くなるから、コンプレッサ18からのぎと
スピーカ25からの人工音とを干渉させる際に、人工音
の方が遅れる虞がなくなり、以て上述したような騒音の
能動制御をリアルタイムで行なうことができる。 さて、次に制御回路37による制御内容について第4図
に示すフローチャートをも参照して述べる。 先ず、コンプレッサ18が停止している状態では、制御
回路37は、比較回路29からコンプレッサオン15号
が与えられていないことに基づき、ステップP、及びP
2で共に「NO」と判断して、ステップPJで演算器3
6による能動制御を停止させた状態となっている。この
後、ステップP1乃至P、を繰り返すうちに、比較回路
29がコンプレッサオン15号を出力してコンプレッサ
18が立ち上がると、制御回路37は、コンプレッサオ
ン信号に基いて、ステップP1でrYEsJと判断して
ステップP、となる。このステップP4で、制御回路3
7は、駆動回路39を介して4個の電磁ソレノイド23
aに通電してその吸引力により蓋22を閉塞状態とする
。これにより、コンプレッサ18の起動時に発生する騒
音、つまり第9図に示すように時間的変動が激しいため
前記能動制御が困難な騒音は、機械室17から放熱用開
口部2 ]、 aを介して外部に漏れ出にくくなる。ま
た、このとき能動制御は停止されているのでスピーカ2
5から不用意なきを発することはない。そして、所定時
間が経過してコンプレッサ18の運転状態が安定となる
定常状態に達すると(例えば約10秒)、制御回路37
は、ステップP、で4個の電磁ソレノイド2゛3aへの
通電を停止してYi22を開放状態とする。 次に、制御回路37は、コンプレッサ18が運転中であ
ることに基き、ステップP、に戻るとrNOJと判断し
、ステップP2でl’YEsJと判断した後、ステップ
P6で演算器36に信号を出力して前述した能動制御を
開始させる。これにより、コンプレッサ18の定常運転
中に発生する騒音は、能動制御により消音され、以て放
熱用開口部21aから外部に漏れることが防止されるも
のである。以下、コンプレッサ18の運転中にはステッ
プP、、P2及びPbを繰り返してこの能m1ll状態
が継続されるものである。 勿論、この場合において、コンプレッサ18の起動時を
除いて、機械室17は放熱用開口部21aを通じて外部
と連通しているから、コンプレッサ18の定常運転時に
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。 また、機械室カバー21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
の温度上昇が低く抑えられるようになる。 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
てら良く、その要旨を逸脱しない範囲内で朋々変形して
実施することができる。 〔発明の効!I!] 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
コンプレッサの定常運転時に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うにあ
たって、その能動制御の簡単化並びに′M御精度の向上
を実現できるものである。また、本発明では、制御手段
により、コンプレッサの起動時には、放熱用開口部を開
閉可能に設けた蓋を所定時間たけ閉塞すると共に能動制
御を停止するようにしたので、時間的変動が激しく能動
制御の困難な起動時の騒ぎに対してもfi械室から外部
へ漏れ出るのを充う)低減でき、且つ、このとき制御用
発き器から不用意な音を発することがないものである。 4 図面のIf!I litな説明 第1図乃至!II6図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現図、第2図(1)
及び(b)は蓋の部分を拡大して示す正面図及び断面図
、第3図はコンプレグサオ213号を出力させる電気的
構成の概略図、第4v!Jは制御回路の動作を説明する
ためのフローチャート、第5図は要部の寸法関係を説明
するための概略斜8!図、第6図は冷蔵庫の縦断面図、
第7図は能動制御によるlrI音原理を示す概略構成図
、第8図はコンプレッサの定常運転時の騒音レベルを示
す周波数特性図、第9図はコンプレッサの起動に伴い発
生する騒ぎレベルの時間的礎動を示す特性図である。 図面中、11は冷蔵庫本体、17は機械室、18はコン
プレッサ、20は除霜水蒸発装置、21は機械室カバー
21aは放熱用開口部、22は蓋、23は開閉機構、
24はマイクロホン(受音1.25はスピーカ(制御用
発音器)、29は比較回路、35は逆相音発生回路、3
6は演算器〜37は制御回路(制御手段)を示す。
Claims (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、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、前記放熱用開口部に開閉可能な蓋を設け、
この蓋を前記コンプレッサの起動時に所定時間だけ閉塞
させると共にこの期間中は前記制御用発音器による消音
動作を停止させる制御手段を設けたことを特徴とする冷
却装置の消音装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1046103A JPH02225958A (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | 冷却装置の消音装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1046103A JPH02225958A (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | 冷却装置の消音装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02225958A true JPH02225958A (ja) | 1990-09-07 |
Family
ID=12737658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1046103A Pending JPH02225958A (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | 冷却装置の消音装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02225958A (ja) |
-
1989
- 1989-02-27 JP JP1046103A patent/JPH02225958A/ja active Pending
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