JPH02225960A - 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騒音を能
動的に打消すようにした冷却装置の消ご装置に関する。

（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冷蔵庫本体
下部の機械室からの騒音である。即ち、上Ｓピ機械室内
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、新緑な機械室騒音
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占
して、コンプレッサそのものの低騒音化（例えばローク
リ形フンブレッサの採用）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６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′Ｆ８響データの処理回路及び音響制御技
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η器を動作させることにより、その発音器
から原音（騒音源からの音）とは制御対象点で逆位相で
且つ同−波長及び同一振幅となる人工η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。

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、冷却装置本体Ｆ
部の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の形状を平面的に
見てＬ字形若しくはコ字形に形成することにより、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、−膜
面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に１，５〜５ＫＨｚの帯域と
で夫々人きくなるという性質を白°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７００　Ｈｚ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
室内の高さ、奥行き及び幅方向のうちの二方向を原騒音
の波長（’　ｇ、’速’３４０　ｍ７秒の場合、５０　
ｃ　ｍ程度）より短く、１１つ残りの一ノｊ向の・Ｓ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、機械室の形状を平面的に見てＬ字形若しくはコ
字形に形成することで機械室内の三次元ｈ°向のうちの
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き器から
の人工きとをＴ−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易且つ精度良く
行い得るようになる。また、前述したように機械室の形
状をＬ字形若しくはコ字形に形成することで機械室の延
び方向である一方向の・１法を十分に確保できることに
より、冷却装置本体が小型の場合、或いは騒Ｔｇ源とし
てのコンプレッサがその延び方向に大きさをもっている
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度の異常上
昇を来たす虞がないものである。

（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、これに先立って本実施例で利用する能動制御に
よる消行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（３号に
変換すると）（に、この電気１３号をフィルタなどを含
む演算器４を介して加工し、その加工後の信号によりス
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、騒呂源１が発生する音をＳ１１スピーカ５が発生
する音を８２、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、さらに上記のような音の出
力及び人力点の各間のｇ−１ｊＰ伝達関数をＴｉｔ、　
Ｔ２１．　Ｔ１．２．　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が発生ずべき音Ｓ２は、上式から、 Ｓ２−　（−ＴＩ２・Ｒ１＋Ｔ目・Ｒ２）／（Ｔ１１・
　Ｔ　２２−　Ｔ　Ｉ２・　Ｔ　２１）として得られる
が、この場合には制御対’Ａ　；ｉ’ｉ　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／　
（ＴＩ２◆Ｔ　２１−　Ｔ　１．１−７２２）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Ｒｔに
、 Ｆ−ＴＩ２／（Ｔ１２・Ｔ　２１−　Ｔ　１１−　Ｔ　
２２）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１′う及び野菜室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】８
゜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置２０が収納されている。

さて、第１図及び第２図（ここではコンデンサバイブ１
９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、冷蔵庫本体１１の幅方向に延
びる主体部１７ａと、この主体部１７ａの図中左側に奥
行き方向に突出した突出部１７ｂとにより平面的に見て
Ｌ字形の形状に形成され、且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２
１ａが形成されている。

つまり、機械室カバー２１の装管状態では、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。

２２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２１ａ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１
８からの音を電気信号に変換するように設けられている
。２３は機械室１７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における左側の放
熱用開口部２１ａ寄りの部位に取付支持されている。そ
して、スピーカ２３は、マイクロホン２２からの電気信
号を逆相音発生用回路内の演算器（図示せず）にて加コ
ニ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」二は、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６図に示すように７００Ｈｚ程度以ドの
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、高周波数側の騒音は、機械室カバー２１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１７
内に適宜の吸＆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及び演算器による騒音の能動制御は、７
００Ｈｚ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Ｗ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！ｌｉ要になって
くる。

そこで、本実施例においては、第３図に示すように、Ｌ
字形に形成した機械室１７における主体部１７ａの奥行
き１幅及び高さ方向の各寸法をＤｌ、Ｗ及びＨとすると
共に突出部１７ｂの奥行き寸法をＤ２とした場合に、機
械室１７の延び方向の寸法は機械室１７の中心で見た場
合、（Ｗ＋Ｄよ−Ｄ、）とみなすことができ（第２図中
−点鎖線Ａ参照）、三次元のうちの一方向であるこの延
び方向の＝Ｊ°法（Ｗ＋Ｄ２−ＤＩ　）を、主体部１７
ａの奥行き寸法り、、及び高さ寸法Ｈより大きく設定（
具体的には、Ｗ　＋　Ｄ　２−　Ｄ　Ｈ−６００１１％
Ｄ−Ｈ−２００ｍｓに設定）することによって、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、機械室１７を単純な矩形の空洞
と想定した場合、次式が成立する。

ｆ−Ｃ＃Ｘ　　　Ｘ　　　　＋　　　ｙ　　　ｙ　　　
　＋　　　Ｚｌ、７．　　　　／２但し、ｆは共鳴周波
数（Ｈｚ　）　、ＮＸ　、　　Ｎｙ　。

Ｎｚは進行波の二次元方向であるｘ、ｙ、ｚ各方向の番
目モード、Ｌｘ、Ｌｙ、Ｌｚは機械室１７内の進行波の
ｘ、ｙ、ｚ各方向の寸法（つまりＤｔ　、Ｗ十Ｄ２−Ｄ
ｌ、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、ｆ
ｙ、ｆｚを求めることができる。

即ち、前述したように、主体部１７ａの奥行き・ｊ法り
、−２００ｍｍ、機械室１７の延び方向の１ノ法（Ｗ＋
Ｄ７　　ＤＩ　）−６００ｍｍ、高さ・Ｊ゛法Ｈ−２０
（）ｇ＋ｓに設定されていた場合には、Ｘ方向に対する
１　′ｔｒ１１の定在波の周波数ｆＸは、Ｎｙ　−ＮＺ
−〇、音速Ｃ−３４０ｍ／秒として、 ｆｘ　−３４０、／２ 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−３４０，１、／２ −２８３　Ｈｚ ｆｚ　　−３４０，２）　　　／２ −８５０Ｈ２ 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
（機械室１７の延び方向）のモードについてのみ成立−
〕ものであり、機械室１７内での騒音を一次元の・１４
而進行波と見なすことができる。このため、前記スピー
カ２３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品となり、消音
制御を容品１−１つ精度良く行い得るようになる。そし
て、本実施例のように、機械室１７を平面的に見てＬ字
形に形成することによって機械室１７の延び方向の寸法
を十分に確保することができるから、例えば小型の冷蔵
庫のように機械室１７の幅方向の寸法Ｗを十分に確保で
きない場合でも、或いは横置き形のロータリーコンプレ
ッサーのように騒音源が機械室１７の延び方向に大きさ
をもっている場合でも、能動制御による低騒音化を実現
できる。

勿論、この場合において、機械室１７は放熱用開口部２
１ａを通じて外部と連通しているから、コンプレッサ１
８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。また、機械室カバー２
１は熱伝導性に優れた材質によりも〜１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、上記実施例では機械室１７を平面的に見てＬ字形に
形成したが、その形状は平面的に見て口字形としても良
い。

その他、本発明は上記しｎ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、冷
却装置本体下部の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３１７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の形状を平
面的に見てＬ字形若しくは口字形に形成することにより
、その機械室内の音の定在波が消音対９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うにあたー）て、その能動
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、本発明では、前述したように機械室の形状
を平面的に見てＬ字形若しくは口字形に形成することに
よって機械室の延び方向の寸法を十分に確保することが
できるから、冷却装置本体が小型の場合、或いは騒音ね
であるコンプレッサが機械室の延び方向に大きさをもっ
ている場合でも、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図は要部を分解状態で示す斜視図、第２図は機械室の
概略平面図、第３図は要部の寸法関係を説明するための
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（冷却装置本体）、］７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はマイク
ロホン（受ぎ器）、２３はスピーカ（制御用発音器）を
示す。 出願人　　株式会社　　東　　　芝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、冷却装置本体の下部に設けられた機械室内にコンプ
   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の形状を平面的に見
   てＬ字形若しくはコ字形に形成することにより、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たこと
   を特徴とする冷却装置の消音装置。