JP2008292096A

JP2008292096A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2008292096A
Application number: JP2007139906A
Authority: JP
Inventors: Takahito Kusano; 隆人草野; Nobuaki Arakawa; 展昭荒川
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2007-05-28
Filing date: 2007-05-28
Publication date: 2008-12-04

Abstract

【課題】冷蔵庫の機械室内で、圧縮機の吐出冷媒の圧力脈動を加振力とした配管や凝縮器などの冷凍サイクル部品から生じる振動・騒音の問題に対し、配管の構造を適正化することにより脈動を軽減することで振動・騒音を効果的に低く抑えることができる冷蔵庫を提供するものである。
【解決手段】圧縮機の内部サイレンサ出口から外部サイレンサの入口までを接続する配管長さの合計を８５０ｍｍ以上１１００ｍｍ以下とすることで２つのサイレンサ間での冷媒の圧力脈動の低減と、外部サイレンサタンクの質量による振動の減衰効果を両立させ、配管騒音を効果的に低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷蔵庫の機械室内の配管や凝縮器等で発生する振動・騒音の低減に関するものである。

従来の冷蔵庫としては、特開２００４−１０１１７９号公報に示されているものがある。この冷蔵庫を本発明の実施例の説明に用いる言葉で説明すると、冷蔵庫の背面下部角部に設けられた機械室と、この機械室内に設置された圧縮機、凝縮器を備えそれらを配管で接続し冷凍サイクルを形成している。圧縮機を運転し冷凍サイクル中の冷媒を循環させることにより、圧縮機回転による機械振動や、高圧冷媒配管内の圧力脈動が加振力となり、配管や凝縮器等に振動・騒音が生じる。防振の手法としては配管中にサイレンサタンクを設けたり、特開平８−４２９４３号公報に示されているような防振錘を配管に取り付けたりすることが行われる。

特開２００４−１０１１７９号公報特開平８−４２９４３号公報

前記従来の冷蔵庫の冷凍サイクルにおいて発生する騒音・振動の加振源として、第一に圧縮機の運転による機械振動、第二に圧縮機から吐出された高圧冷媒の有する圧力脈動が挙げられ、加振源の周波数と配管や凝縮器等の冷凍サイクル部品や、さらにこれらと接触し振動が伝わり易い冷蔵庫の構成部品の固有振動数が一致した場合に共振が生じて振動・騒音問題となる。前者の機械振動は加振点が圧縮機に限られるため、吐出配管の曲げ形状で固有振動数を変えたり、配管へのゴム等の質量取付けや冷蔵庫箱体への固定などの方法でエネルギーを減衰させたりすることで、圧縮機から離れた位置での騒音を低減することが可能であるが、一方で後者の冷媒の圧力脈動は冷凍サイクルの高圧側配管を広範囲に渡って加振するため、前述の対策を施し配管の振動を抑えているにも関わらず、その先の凝縮器内部などでも加振されて騒音発生に至る場合がある。この圧力脈動に対しては吐出パイプ中に円筒形状のサイレンサタンクを設ける手法が一般的であるが、その内容は共振が問題となる周波数の振動を低減できる寸法のサイレンサを選択するというものであり、ある範囲内の複数の周波数が問題となった場合、その全てに対しては対応しきれないことが課題となっていた。また、冷媒の吐出脈動に起因する騒音の周波数は、前述の従来冷蔵庫等で一般的なレシプロ圧縮機と内径５ｍｍ以下の高圧側冷媒配管を備えた構造の場合、通常２００Ｈｚ〜３００Ｈｚの低周波領域である。

本発明の目的は、前述の如く対策が困難である圧縮機の冷媒吐出側配管内の圧力脈動を低減し、振動対策のための部品追加が不要な冷蔵庫を提供することである。

上記目的を達成するための本発明の手段は、圧縮器内部の吐出側サイレンサの出口から外部サイレンサ入口までを結ぶパイプ長さの合計が８５０ｍｍ以上１１００ｍｍ以下となる配管形状とした。

本発明によれば、圧縮機の内部サイレンサと外部サイレンさの間のパイプ長合計を、音速を３４０ｍ/ｓとした場合の波長が１７００ｍｍである２００Ｈｚ音の二分の一波長以上となる８５０ｍｍ以上とすることで内部サイレンサと外部サイレンサ間での反射波による減衰を利用して脈動を抑えることができる。また、上記パイプ長を１１００ｍｍ以下とすることで、外部サイレンサタンクの大きな質量を圧縮機に比較的近い位置に設けることによる振動減衰効果を持たせることができる。このため配管振動を減衰させるためのゴム等の対策部品点数を削減も図れる。

次に、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。

図１は冷蔵庫の背面下部角部に設けられた機械室のカバーを取り外した内部の露出状態で示す背面図であり、図２は圧縮機内部サイレンサと外部サイレンサおよび両者を接続する配管の模式図、図３はパイプ長を変えたモデルで脈動圧力の解析結果を示すグラフである。

機械室は冷蔵庫箱体１底面にボルト等で固定したベース６上に設置された圧縮機２、吐出配管３、外部サイレンサ４、凝縮器５などで構成されており、凝縮器４出口からは冷蔵庫箱体１内部に巡らせた図示しない放熱パイプへと接続され、冷凍サイクル形成している。

本実施例では、図２に示す圧縮機２の内部サイレンサ７から圧縮機吐出口８までのパイプ、および前記圧縮機吐出口８から接続された吐出配管３を経て外部サイレンサ４に達するまでの冷媒の循環経路中において冷媒の脈動を軽減させる。

具体的に説明すると、問題となり易い２００Ｈｚ〜３００Ｈｚの脈動を軽減するためには上記内部サイレンサ７出口から外部サイレンサ４入口までのパイプの合計長さＬ１が前記脈動の波長Ｌ２の二分の一以上とすれば、冷媒脈動の波の節と節が２つのサイレンサ間に収まるため、反射波による打ち消し合いを生じやすくなり脈動軽減効果を得ることができる。波長は周波数が低いほど長く、音速を３４０ｍ／ｓとした場合、周波数２００Ｈｚの波の波長Ｌ２は１７００ｍｍでありＬ１はその半分の８５０ｍｍ以上とすることで脈動軽減効果が得られる。

図３(ａ)は上記の配管構成において、Ｌ１長さが７００ｍｍの場合と９００ｍｍの場合で配管内の脈動圧力を解析した結果であり、周波数２００〜３００Ｈｚの領域において９００ｍｍの方が脈動圧力が低いことが確認できる。

一方、図３(ｂ)はＬ１が７００ｍｍと１１００ｍｍの場合の脈動圧力を示しており、Ｌ１＝９００ｍｍの場合と脈動圧力低減効果を比較しても大きな違いは現れないため、コスト面へも配慮すれば必要以上に配管を長くする必要は無い。また外部サイレンサ４は比較的大きな質量を有しパイプ振動を減衰させる効果も持つため圧縮機吐出口８と近い位置に設けてその減衰効果を有効に用いることが望ましく、これらの効果を両立させることができる長さとして、圧縮機内部サイレンサと外部サイレンサ間のパイプ長さＬ１は８５０ｍｍ≦Ｌ１≦１１００ｍｍの範囲内とするものである。

本発明を備えた冷蔵庫の背面下部機械室の拡大図である。圧縮機吐出側の配管構造模式図である。配管長さによる冷媒脈動圧力低減効果を示す解析結果の図である。

符号の説明

１…冷蔵庫箱体、２…圧縮機、３…吐出配管、４…外部サイレンサ、５…凝縮器、６…ベース、７…圧縮機内部サイレンサ、８…圧縮機吐出口、９…圧縮機内部吐出配管、１０…連結配管。

Claims

冷蔵庫本体の背面下部角部に設けられた機械室と、この機械室内にレシプロ圧縮機および凝縮器を備えており、前記圧縮機の冷媒吐出部と凝縮器を接続する内径５ｍｍ以下の銅配管の途中に円筒形状の外部サイレンサタンクを有する冷蔵庫において、前記圧縮機の内部サイレンサ出口から前記外部サイレンサタンク入口までの配管長さを８５０ｍｍ以上１１００ｍｍ以下とした冷蔵庫。