JPH02225978A - 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
〔１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、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封策と
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ＴＦｆｍ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（騒音源からの音）とは制御対象点で逆位相でｎ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ｉ
」的は、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？ド化並びに制御
精度の向上を図り得ると共に、除霜水蒸発皿からの蒸発
水分に起因する能動制御機器の特性低下を防止できる冷
却装置の消音装置を提供するにある。

［発明の構成］ （３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、前記機械室内を前記コンプレッサの収
納空間と除霜水蒸発皿の収納空間とに仕切る仕１；ＩＪ
阪を設け、該コンプレッサの収納空間を、前記音の定在
波が前記打消し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
内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
で夫々大きくなるという性質を６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７００Ｈｚ程度以ド）とすれば良い。

而して、本発明のように、機械室内を仕切板によってコ
ンプレッサの収納空間と除霜水蒸発皿の収納空１８１と
に仕切るようにした場合、ターゲット周波数が７００　
Ｈｚ程度以下のとすると、コンプレッサの収納空間を、
その幅方向若しくは奥行方向寸法が原騒音（７００Ｈｚ
）の波長（音速３４０ｍ／秒の場合、５０ｃｍ程度）よ
り長くなるようにダクト状に構成すれば、該収納空間内
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。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
ンプレッサから発生する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１１つ精度良く行いｉす
るようになる。

この場合、機械室内を、仕切板によってコンプレッサの
収納空間と除霜水蒸発皿の収納空間とに仕切っているの
で、除霜水蒸発皿から蒸発する水分を含んだ湿気が、消
音用の空間（コンプレッサの収納窓ＩＵｆ　）内へ流入
することを防止できて、湿気による能動制御機器の特性
低下を防１１−できる。

（実Ａｉ！ＩＶＡＩ　） 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
よる消音原理について概略的に説明しておく。

第５図において、ｌ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、騒ぎＲ１が発生する音をＳｔ、スピーカ５が発生
する音を８２、受音器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
入力点の各間の音響伝達関数をＴ目、　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が発生すべき音Ｓ２は、上式から、 Ｓ２−　（−Ｔ１２昏Ｒ１＋Ｔ１１−　Ｒ２）　／（Ｔ
１．ｌ−７２２−ＴＩ２−７２１）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−Ｔ１．２／　（Ｔ１．２・Ｔ
２１．−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−ＴＩ２／（Ｔ１２・Ｔ　２１−　Ｔ　ｌｌ−Ｔ　２
２）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図には本発明の第１の実施例
が示されており、以ド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及びテｆ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
底部に形成された機械室で、この機械室１７は、第１図
に示すように冷蔵１ｉ）ｆ本体１】の底部前側に形成さ
れた偏平な除霜水蒸発１１［１収納窓間１８と、その後
側に横長状に形成されたコンプレッサ収納空間１９とを
ａしている。そして、除霜水蒸発皿収納空間１８の底面
を構成する受台１８ａ上には、除霜水蒸発皿２０が前方
より出入れ可能に収納されている。

一方、コンプレッサ収納空間１９は、第２図に示すよう
に左右両側面が冷蔵庫本体１１の左右両側板１１ａ、ｌ
ｌｂによって閉塞され、上面と底面が冷蔵庫本体１１の
底板１１ｃと受台１９ａとによって閉塞され、且つ背面
が機械室カバー２１．によって閉塞されている。そして
、上記受台１９ａ上には、背面側から見て右側方にロー
クリ形のコンプレッサ２２が配設され、そのコンプレッ
サ２２の放熱を図るために、機械室カバー２１の側縁部
（背面側から見て左側縁部）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。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。

而して、機械室１７内のうち、コンプレッサ収納空間１
９と除霜水蒸発皿収納空間１８との境目部分には、仕切
板２３を設け、この仕切板２３によって機械室１７内を
コンプレッサ収納空間１９と除霜水蒸発皿収納空間１８
とに仕切っている。

この仕切板２３は、例えば鉄板又はプラスチックにより
厚み寸法が１〜１．２ｍｍ程度に形成され、第３図に示
すように上下両端に夫々取付フランジ２３　ａ　ｓ　２
３　ｂが形成されている。そして、この仕切板２３の所
定位置には、排水ホース挿通孔２４ａと２個の冷奴流通
管挿通孔２４ｂが形成され、これら挿通孔２４ａ、２４
ｂに排水ホース、冷媒流通管（図示せず）が挿通されて
いる。この場合、冷媒流通管挿通孔２４ｂの内周には、
防振用のゴムパツキン（図示せず）が介在され、冷媒流
通管の振動が仕切板２３に伝達しないようにしている。

そして、再冷媒流通管挿通孔２４ｂで両冷媒流通管を保
持することによって、両冷媒流通管どうしの当たりによ
る共振も防止している。斯かる仕切板２３によって、コ
ンプレッサ収納空間１９を、放熱用開口部２３ｇを除い
て密閉状に構成している。

尚、仕切板２３を取付ける手順は、次の通りである。ま
ず、除霜水蒸発皿２０の受台１８ａから出ている２本の
冷媒流通管（図示せず）を、仕切板２３の冷媒流通管挿
通孔２４ｂに通しておく。

次いで、除霜水蒸発皿２０の受台１８ａを、コンプレッ
サ２２の受台１９ａに結合した後、上記仕切板２３をコ
ンプレッサ２２の受台１．９　ａに固定する。この固定
は、仕切板２３下端の取付フランジ２３ｂのねじ挿通孔
２４ｃにねじ（図示せず）を挿通して締付けるものであ
る。そして、仕切板２３上端の取付フランジ２３ａの上
面にシール用のソフトテープ２５を貼若した上で、冷蔵
庫本体１１を上方から被せるようにして組み上げる。こ
の場合、ソフトテープ２５（第１図参照）は、仕切板２
３上端と冷蔵庫本体１１の底板１１Ｃとの間の隙間をシ
ールする役割と、仕切板２３の振動を抑制してビビリ音
の発生を防止する役割をなす。

一方、第２図において、２６はコンプレッサ収納空間１
９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２６の近傍で且つ放熱用開口部２１
ａから離れた位置に配置され、騒音源であるコンプレッ
サ２６からの音を電気信号に変換するように設けられて
いる。２７はコンプレッサ収納空間１９内に配置された
制御用発音器たるスピーカで、これは、例えばコンプレ
ッサ収納空間１９の奥壁部（冷蔵庫本体１１の底板１１
Ｃ）における放熱用開口部２１ａ寄りの部位に埋設状に
取付られている。そして、スピーカ２７は、マイクロホ
ン２６からの電気信号を逆相音発生用回路の演算器（図
示せず）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２２の駆動に応じて機械室１７内のコンプレッ
サ収納空間１つで発生する騒音レベルは、第６図に示す
ように７００Ｈｚ程度以下の帯域並びに１．５〜５ＫＨ
ｚ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、またコンプレッサ収納空間１９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２６．スピー
カ２７及び演算器による騒音の能動制御は、７００　Ｈ
ｚ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、コ
ンプレッサ収納空間１９内での騒音が一次元の甲面進行
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爪
型になってくる。そこで、本実施例においては、コンプ
レッサ収納空間１つの幅方向の司法Ｗを、奥行及び高さ
の各寸法り、Ｈより大きく設定（具体的には、Ｗ　−６
００１！１ｆｆｉ、Ｄ−Ｈ−２００■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、例えばコンプ
レッサ収納空間１９を矩形の空洞と想定した場合、次式
が成立する。

ｆ＝ｃ−ＮＸＩ、Ｘ　　”（Ｎｙ／１−ｙ）’　＋（Ｎ
ｚ／１．ｚ）’　／　２但し、ｆは共鳴周波数（Ｈ７）
　、　ＮＸ　、　　Ｎｙ　。

ＮｚはＸ、Ｙ、Ｚ各方向の番ロモード、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、ｆ
ｙ、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＝６００ｍｍ、高さ寸法Ｈ−２００ｍｓに設定され
ていた場合には、Ｘノｊ向に対する１番１」の定（１“
波の周波数ｆｘは、Ｎｙ　−Ｎｚ　＝Ｏ１音速Ｃ＝　３
４０　ｍ　７秒として、 ｆｘ　−３４０（１１０，２）　　／２＝８５０Ｈｚ となり、同様に、Ｙ、Ｚ方向に対する１番口の定在波の
周波数ｆｙ、ｆｚは、 ｆｙ　−３４０（１０，６）　　／２ ２８３Ｈｚ ｆｚ　−３４０（１１０，２）　２／２８５０Ｈｚ となる。この結果、前記ターゲット周波数（−７００Ｈ
７）以下では、コンプレッサ収納空間１９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、コンプレ・ンサ収納空間１９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＝己スピーカ２７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得るようにな
る。

更に、本実施例では、機械室１７内を、コンプレッサ収
納空間１９と除霜水蒸発皿収納空間１８とに仕切る仕切
板２３を設け、コンプレッサ収納空間１９を除霜水蒸発
皿２０から隔絶しているので、除霜水蒸発皿２０から蒸
発する水分を含んだ湿気が、コンプレッサ収納空間１９
側へ流入することを仕切板２３によって確実に防止でき
て、コンプレッサ収納空間１９内のマイクロホン２６や
スピーカ２７等の能動制御機器が湿気にさらされてその
特性が低下することを防止でき、能動制御の制御精度向
上、能動制御機器の長寿命化を図りｉする。

更に、本実施例では、コンプレッサ収納空間１９内に、
除霜水蒸発用のセラミックスフィンを配設していないの
で、このセラミックスフィンに音が反射して音圧分布が
乱れるという不都合を解消でき、安定した消音効果を得
ることができる。しかも、セラミックスフィン力（無く
なれば、コンプレッサ収納空間１９が広くなって、冷媒
流通管の配管設計の自由度を拡大でき、その分、冷媒流
通管の共振防止対策を施し易くなる利点がある。

勿論、この場合において、機械室１７のコンプレッサ収
納空間１９は放熱用開口部’２１Ｂを通じて外部と連通
しているから、コンプレッサ２２の駆動時における発熱
によって機械室〕７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、上記実施例では、機械室１７内に除霜水蒸発皿２０
とコンプレッサ２２とを前後に配置し、これら両者間に
仕切板２３を幅方向に設けてコンプレッサ収納空間１８
を幅方向に細長く構成したが、これに限らず、例えば機
械室内に除霜水蒸発皿とコンプレッサとを左右に配置し
、これら両者間に仕切板を前後方向に設けてコンプレッ
サ収納空間を前後方向に細長く構成しても良い。

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、機
械室内をコンプレッサの収納空間と除霜水蒸発ｎｕの収
納空間とに仕切る仕切板を設け、該コンプレッサの収納
空間を、該コンプレッサから放射される音の定在波が打
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ので、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って、その能動制御の筒
中化並びに制御精度の向上を実現できるものである。

しかも、機械室内を、コンプレッサの収納空間と除霜水
蒸発皿の収納空間とに仕切る仕切板を設け、コンプレッ
サの収納空間を除霜水蒸発皿から隔絶しているので、除
霜水蒸発皿から蒸発する水分を含んだ７！ｌＩ！気が、
コンプレッサの収納空間側へ流入することを仕切板によ
って確実に防＋１できて、コンプレッサの収納空間内の
能動制御機器が湿気体の縦断側面図である。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は除霜水
蒸発皿収納空間、１９はコンプレッサ収納空間、２０は
除霜水蒸発皿、２１は機械室カバ２１ａは放熱用開口部
、２２はコンプレッサ、２３は仕切板、２６はマイクロ
ホン（受音器）、２７はスピーカ（制御用発音器）を示
す。

出願人　　株式会社　　東　　　芝 寿命化を図り得る。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、機械室内にコンプレッサと除霜水蒸発皿を収納し、
   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、前記機械室内を前記コンプレッサ
   の収納空間と前記除霜水蒸発皿の収納空間とに仕切る仕
   切板を設け、該コンプレッサの収納空間を、前記音の定
   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。