JP2010516992A - 冷却装置のキャビネットのための共鳴装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、冷却装置のキャビネットのための共鳴装置に関する。上記キャビネット(3)が、ハウジング(1)を画定するとともに、ハウジング(1)内に圧縮機(2)および除霜水蒸発トレイ(10)を保持しており、圧縮機(2)が密閉ケーシング(2a)を有し、除霜水蒸発トレイ(10)が、圧縮機(2)のケーシング(2a)の上部へと据えられる底壁(11)と、底壁(11)から上方へと突き出している周壁(12)とを備える。蒸発トレイ(10)の周壁(12)および底壁(11)の少なくとも一方が、上記ハウジング(1)の騒音発生領域へと向けられ、所定の周波数帯についてハウジング(1)の媒体内で特定の反応性インピーダンスおよび特定の消散性インピーダンスを画定するように寸法付けられた、騒音吸収手段を保持している。
Description
本発明は、冷却装置のキャビネット(特には、キャビネットにおいて、この冷却装置の冷却システムの圧縮機を収容している領域)に設けられる共鳴装置に関する。そのようなキャビネットにおいては、上記収容の領域に設けられた圧縮機および/またはファンの動作に起因して、騒音の発生が一般的である。さらに具体的な方法において、本発明は、冷却装置の冷却システムの除霜水蒸発トレイであって、当該冷却システムの密閉型圧縮機のケーシングに取り付けられる形式の蒸発トレイに設けられる共鳴装置に関する。
冷蔵庫が発する騒音は、スペクトルの2つの領域に画定することができる。すなわち、約2kHzを下回る周波数およびこの値を上回る周波数である。
より低い周波数によって画定される第1のスペクトル領域においては、冷却装置の後ろ側の下部領域に画定されたハウジングであって、この冷却装置の冷却システムの圧縮機が取り付けられるハウジングの第1の音響共鳴の励起を通じて、冷却装置および圧縮機の間の強力な相互作用が存在する。それらの周波数は、基本的には、圧縮機のハウジングの寸法および圧縮機が発する騒音のスペクトル組成に依存する。冷却装置における他の一般的な騒音源は、通常は圧縮機が取り付けられるハウジングにおいて上記冷却装置に配置されるファンである。乱流によって生み出される高周波の騒音を生成するほか、ファンは、羽根の数と回転周波数との積である羽根の通過周波数に、強力な放射を有する。
周波数がおおむね約2kHzよりも上である第2のスペクトル領域においては、圧縮機が、この圧縮機を冷却装置へと取り付けるハウジングの構造または外形とあまり干渉することなく、直接的に騒音を発する。
騒音抑制の技術の例および応用は、文献に豊富である(Hansen,H.の「Engineering Noise Control」、2003、Spon Press;Lyon,R.H.の「Machinery Noise and Diagnostics」、1987、Butterworth Publishers;Munjal,M.L.の「Acoustics of Ducts and Mufflers」、1987、New York Wiley−Interscience)。
公知の従来からの従来技術においては、圧縮機2が取り付けられたハウジング1が、吸音材MA(図2)でコーティングされており、このハウジング1を、端部蓋を画定するプレートP(ハウジングをコーティングするための吸音材MAが内側に設けられている)によってさらに閉じることができるが、ハウジングは、例えば、図3に示されているように、内壁には吸音材を有さなくてもよい。この解決策においては、圧縮機が、ハウジング1を閉じることによってハウジング1の内部に閉じられたままである。
上述の抑制技術が使用できない場合、抑制は、ケーシングの厚さを増すこと、またはケーシングへと減衰要素を追加することによって、圧縮機において行われなければならない。
これらの技術は、コーティングまたは閉鎖のための吸音材のコストが高いこと、圧縮機に変更を加える必要があり、圧縮機のコストが上がること、圧縮機の温度が高くなること、ファンの効率が下がること、圧縮機の効率が下がること、ならびに冷却装置を得るためのプロセスにおいて追加の工程が必要になる(冷却装置において圧縮機を囲むハウジングについて、コーティングおよび閉鎖部材の取り付けおよび配置のためのプロセスが必要になるため)ことなど、いくつかの欠点を抱えている。
本発明の第1の目的は、冷却装置のキャビネットのための共鳴装置であって、圧縮機によって発せられる騒音を、低い周波数および高い周波数の両方の広い周波数帯において効率的に減衰させることができる共鳴装置を提供することにある。
本発明の第2の目的は、上述のような共鳴装置であって、圧縮機を収容している冷却装置の領域において冷却装置に取り付けられたファンが発する騒音を、幅広い周波数帯において効率的に減衰させることができる共鳴装置を提供することにある。
本発明の第3の目的は、上述のような共鳴装置であって、冷却システムが発する騒音を幅広い周波数帯において効率的に減衰させることができる共鳴装置を提供することにある。
本発明の第4の目的は、上述のような共鳴装置であって、冷却装置において圧縮機が取り付けられているハウジングの内部の共鳴を効率的に減衰させることができる共鳴装置を提供することにある。
本発明の第5の目的は、上述のような形式の共鳴装置であって、冷却装置において圧縮機が取り付けられているハウジングの音響コーティングを必要とせず、このハウジングの寸法の変更も必要としない共鳴装置を提供することにある。
本発明の第6の目的は、上述のような形式の共鳴装置であって、圧縮機ケーシングの寸法および/または厚さを変更する必要がない共鳴装置を提供することにある。
本発明のこれらの目的および他の目的は、冷却装置のキャビネットのための共鳴装置であって、上記キャビネットが、ハウジングを画定するとともに、ハウジング内に圧縮機および除霜水蒸発トレイを保持しており、圧縮機が密閉ケーシングを有し、除霜水蒸発トレイが、圧縮機のケーシングの上部へと据えられる底壁と、底壁から上方へと突き出している周壁とを備えており、蒸発トレイの周壁および底壁の少なくとも一方が、上記ハウジングの騒音発生領域へと向けられ、所定の周波数帯についてハウジングの媒体内で特定の反応性インピーダンス(reactive impedance)および特定の消散性インピーダンス(dissipative impedance)を画定するように寸法付けられた騒音吸収手段(通常は、少なくとも1つの共鳴管)を保持している共鳴装置を提供することによって達成される。
本発明を、本発明について考えられる実施形態の例として提示される添付の図面を参照して後述する。
本発明は、冷却装置(例えば、冷蔵庫または冷凍庫の形態である)のキャビネット3の後ろ側の下部領域に設けられる上述のハウジング1の領域において生じる騒音を減衰させるための解決策を提供する。
ハウジング1は、冷却装置のキャビネット3の後ろ壁3aの凹所によって画定されている。
図示のとおり、圧縮機2が、冷却装置の冷却システムの除霜プロセスから由来する水を受け止めて格納するように寸法付けられた蒸発トレイ4を、上方に保持しており、この蒸発トレイ4は、上記冷却システムの圧縮機2の密閉ケーシング2aへと取り付けられる形式である。
この技術的解決策の構成では、蒸発トレイ4を圧縮機2のケーシング2aへと据えることで、蒸発トレイ4に動作中の圧縮機2が生み出す熱を加え、集めた水の蒸発を促進することができる。蒸発トレイ4は、接着剤や粘着テープなどといった適切な手段(本発明の解決策の特徴ではない)によって圧縮機2へと保持される。
図面に示されているように、考えられる構成においては、蒸発トレイ4が、高耐性のポリプロピレンなど、高温に耐えるプラスチック材料で製造される。蒸発トレイ4は、通常は、周壁4bを組み込んだ底壁4aを備える最終形態へと射出成形され、周壁4bが、適用先の冷却システムにおいて必要とされる除霜水の収集量を画定するために十分な高さを有している。構成上の選択肢において、蒸発トレイ4を、単一部品に形成することができる。
蒸発トレイ4の底壁4aに、圧縮機2のケーシング2aの端面の特定の延長部へと据えられるように寸法付けられ、一般的には下面として定義される下部の凹所(図示されていない)を、設けることが可能である。蒸発トレイ4を圧縮機2のケーシング2aの上部に嵌め合わせて据え、ケーシング2aの上部における位置の安定性を高めるとともに、圧縮機2との熱交換を増すことができるよう、下部の凹所を、圧縮機2のケーシング2aの上部の輪郭に沿うような形状および寸法とすることができることを、理解されたい。
本発明によれば、ハウジング1における騒音の減衰が、このハウジング1の騒音発生領域に面して配置された騒音吸収手段を保持する蒸発トレイ10を用意することによって達成される。上記騒音吸収手段は、少なくとも1つの所定の特定の周波数帯または騒音の発生が存在しているすべての周波数について、ハウジング1の媒体内で特定の反応性インピーダンスおよび特定の消散性インピーダンスを画定するように寸法付けられている。蒸発トレイ10によって保持される騒音吸収手段は、本明細書に提示される概念の範囲内でさまざまな構成の形態をとることができ、そのいくつかが後述される。
後述されるように、本発明によれば、冷却装置のハウジング1に取り付けられた圧縮機2または他の騒音源(例えば、ファンなど)によって発せられる騒音を減衰させることができる。また、本発明の騒音吸収手段を、冷却装置のキャビネット3のハウジング1において引き起こされる共鳴の影響を完全または部分的に打ち消すために使用することができる。
本発明の蒸発トレイ10は、従来技術の蒸発トレイ4と同様の形態を有する構成に配置された底壁11および周壁12を有している。
本発明を実行する方法において、騒音吸収手段は、蒸発トレイ10に設けられた少なくとも1つの共鳴管20を備えており、そのような共鳴管20が、蒸発トレイ10の底壁11および周壁12の少なくとも一方の延長部に沿って配置されている。上記共鳴管20は、上記蒸発トレイ10において、共鳴管20の第1の端部21がハウジング1の騒音発生領域を向いて配置されるように画定された構成を有している。さらに、共鳴管20は、第1の端部21の反対側であって第1の端部21から離れている第2の端部22を有している。
本発明の目的は、1つの共鳴管20によって達成することができるが、図4aから図14において説明および例示される構成の形態は、複数の共鳴管20を備える騒音吸収手段を底壁11および周壁12の少なくとも一方に保持している蒸発トレイ10を有しており、それらの共鳴管20の少なくとも一部が、各共鳴管20の第1の端部21がハウジング1の騒音発生領域へと向けられている上述の構成を有している。
それぞれの共鳴管20は、少なくとも1つの所定の周波数帯についてハウジング1の媒体内で特定の反応性インピーダンスおよび特定の消散性インピーダンスを画定するように計算された所定の長さおよび所定の直径を有するように寸法付けられている。
共鳴管20の長さは、減衰させようとする周波数または周波数帯を考慮して計算され、共鳴管20の長さの間の相違は、それぞれの場合(すなわち、対象とされる各ハウジング1の特性)において必要とされる帯域幅および減衰の両者に依存する。
本発明によれば、共鳴管20の少なくとも一部が、本明細書に記載される構成のいずれにおいても、一定の断面または長さに沿って変化する断面を有することができ、そのような断面の輪郭および挙動は、得ようとする減衰効果、それらを製作するための設備、などによって画定される。所望の減衰の概念の範囲において可能な断面のいくつかは、変化に関して、円筒形、円錐形、指数関数的、または段階的であり、輪郭に関して、矩形、円形、多角形などのように規則的であり、あるいは繊維性材料の小孔の場合のように不規則であってもよい。
所望の効果を有するために、共鳴管20は、抑制が所望されるレベルを有している周波数または周波数帯にチューニングされなければならず、そのようなチューニングは、各共鳴管20の長さおよび第2の端部22の終端の種類(閉じられているか、あるいは開いているか)によって得られる。
本発明の好ましい形態においては、各共鳴管20の第2の端部22が閉じられている。しかしながら、本発明によれば、第2の端部22が開いてもよく、そのような条件が、所望の減衰特性、ならびに蒸発トレイ10および/または上記共鳴管20を保持する他の物体(後述される管状スリーブ30または外周リング40など)におけるそれぞれの共鳴管20の配置によって画定されることを、理解されたい。
共鳴管20の数は、圧縮機2によって発せられるいくつかの異なる周波数の騒音の減衰を上手く行うために、種々の周波数における共鳴管20のチューニングを考慮して計算される。そのような周波数は、きわめて離れても、あるいは近接してもよく、減衰帯を形成している。
蒸発トレイ10は、共鳴管20の形態であるこのような騒音吸収手段を、例えば図4a、図4b、図7、および図8に示されているように、底壁11および周壁12の少なくとも一方の内表面および外表面の一方を介して取り入れることによって保持し、あるいは各共鳴管20が、図5および図6に示されるとおり、上記蒸発トレイ10の底壁11または周壁12のいずれか(あるいは、両方)の厚さに形成される。
それぞれの共鳴管20の取り入れは、共鳴管20が蒸発トレイ10のそれぞれの壁の厚さに形成される場合のように、全面的(図4a、図4b、図7、および図8)であってもよく、あるいは共鳴管20をもたらす蒸発トレイ10のそれぞれの底壁11および/または周壁12の隣接の表面部分が、当該共鳴管20の長さの少なくとも一部を例えば単一部品にて画定している場合に、部分的(図11から図14)であってもよい。これらの場合、共鳴管20の断面を補う部位を、後述される構成の形態のうちの1つによって、管状スリーブ30および外周リング40を使用することによって、あるいは蒸発トレイ10に形成された共鳴管20へと取り付けられたときに当該共鳴管20の周囲の輪郭を補って、少なくとも当該共鳴管20の長さに沿って当該共鳴管20が狙う周波数帯の騒音の減衰に関与する共鳴管20の閉じた断面をもたらすそれぞれの相補的な部材を、それぞれの共鳴管20へと適切な手段によって取り入れることによって、画定することができる。
このような騒音吸収手段を共鳴管20を利用して構成するために、減衰させるべき騒音のハウジング1における分布を考慮し、本発明は、蒸発トレイ10における共鳴管20のさまざまな構成を用意することを可能にし、同じ構成ならびに蒸発トレイ10における同じ寸法および配置特性の共鳴管20の数は、ハウジング1において最大の騒音が検出される領域およびこの領域において減衰させるべき周波数帯によって計算される。本発明を実行する方法において、共鳴管20は、同じ値を有する直径および長さパラメータのうちの少なくとも1つを有する。しかしながら、共鳴管20の寸法が、意図される減衰結果に応じて、等しくても、異なってもよいことを、理解されたい。すなわち、減衰される周波数帯を広げることが望まれる場合には、そのような寸法が、互いの相違がごくわずかであるかもしれないが、相違する。減衰が、所定のより狭い周波数帯においてより強力でなければならない場合には、共鳴管20が、同じ寸法を有さなければならない。
共鳴管20は、音波の伝搬を防止または減衰させ、これらの波を反射または消散させるために、蒸発トレイ10によって保持されている。そのような共鳴管20は、インピーダンスを局所的に変化させる。最大のモーダル圧力の領域に適用されたとき、共鳴管20は、ハウジング1の領域からエネルギーを取り出す(消散させる)ように動作し、共鳴の影響を少なくする。一般的な方法において、共鳴管20は、ある周波数へとチューニングされて、それらの周波数における音響減衰を増加させる。
すでに述べたように、蒸発トレイ10が、底壁11および周壁12の少なくとも一方に直接画定された共鳴管20を保持することができ、あるいは管状スリーブ30または外周リング40を介して少なくとも部分的に保持できることを、理解されたい。
蒸発トレイ10による共鳴管20の保持について考えられるいずれの形態においても、冷却装置のキャビネット3のハウジング1の寸法によって、共鳴管20は、その蒸発トレイ10において上方に配置される端部を、この蒸発トレイ10の上縁から関連して突き出させることなく、好ましくは最大でも蒸発トレイ10の上縁に一致するように有していなければならないことに留意されたい。それぞれの共鳴管20の端部であって、蒸発トレイ10において下方に配置される端部を、蒸発トレイ10の周壁12の下側の輪郭を超えて位置させることが、そのような突き出し配置が冷却圧縮機1への蒸発トレイ10の配置と干渉せず、かつ冷却圧縮機1の寸法および動作と干渉しない限りにおいて、可能である。
蒸発トレイ10が管状スリーブ30を保持する構成においては、管状スリーブ30が、蒸発トレイ10の底壁11および周壁12のうちの1つに隣接して、これの内側または外側に設けられ、隣接する底壁11または周壁12の外周の輪郭の全体を巡って配置され、蒸発トレイ10および管状スリーブ30の部分によって画定される少なくとも1つの共鳴管の断面が、これらの部分のそれぞれに部分的に画定される。
管状スリーブ30は、管状スリーブ30を保持する蒸発トレイ10の壁の長手方向の延長部の少なくとも一部を囲むことができ、それぞれの共鳴管20の断面の一部が、蒸発トレイ10および管状スリーブ30の上記壁の直面する表面および隣接する表面のうちの1つに画定される。
本発明を実行するこの方法においては、共鳴管20の少なくとも一部について、それらの長さの少なくとも一部が、2つの部分(一方は蒸発トレイ10の壁に画定され、他方は蒸発トレイ10によって保持された管状スリーブ30によって画定される)の相補から画定される。
図示の構成においては、管状スリーブ30が、構造的剛性および当該管状スリーブ30が部分的に画定する管の断面によってあらかじめ画定される所定の肉厚を有し、この管状スリーブ30が、隣接する蒸発トレイ10の表面に直面する内表面を有し、共鳴管20の輪郭および断面が、管状スリーブ30の隣接の直面する表面および蒸発トレイ10の隣接する壁のそれぞれに部分的に画定される。
本発明によれば、共鳴管20のうちの少なくとも1つについて、その長さの少なくとも一部が、蒸発トレイ10のそれぞれの底壁11および/または周壁12、ならびに/あるいは管状スリーブ30の延長部に沿って、直線または曲線の形態で延在している。本発明を実行する1つの方法において、共鳴管20は、それらの延長部の少なくとも一部において直線的である。
本発明の一変形の構成においては、少なくとも2つの共鳴管20が互いに平行であり、あるいは共鳴管20の組においても互いに平行であり、これらの共鳴管20が、蒸発トレイ10および/または管状スリーブ30のそれぞれの部分に垂直または水平に配置されている。
また、共鳴管20の少なくとも一部の配置を、この共鳴管20の少なくとも一部分が設けられる蒸発トレイ10の壁および/または管状スリーブ30の長手方向の長さに対して傾けてもよく、そのような配置は、例えば共鳴管20が設けられる上記壁に対して斜めである。蒸発トレイ10の隣接する壁に対する共鳴管20の明確な傾きを有するこれらの構成配置は、それら共鳴管20が部分的または完全に管状スリーブ30または外周リング40によって保持される構成においても生じ得る。
例えば平行、水平、垂直、傾き、直線、曲線、またはこれらの組み合わせなど、共鳴管20の形態は、これらの共鳴管20がハウジング1において実行しなければならない所望の減衰効果、および/またはこれらの共鳴管20の少なくとも1つの第1の端部の騒音発生領域に対する向きに依存する。
図4bに例示した実施形態において、共鳴管20が、蒸発トレイ10の周壁12に水平方向に配置されている一方で、残りは垂直方向に配置されている。共鳴管20を保持する部位における共鳴管20の配置が、減衰させるべき騒音を有するハウジング1の領域へのそれらの共鳴管20の必要な向きによって画定されることを、理解されたい。したがって、共鳴管20の束を、共鳴管20のそれぞれの束の共鳴管20の第1の端部21を減衰させるべきハウジング1の所定の領域へと向けるように画定される別個の向きにて、蒸発トレイ10および/または管状スリーブ30に配置して備える構成も考えられ、それら共鳴管20の束は、第1の端部21の束が向けられる各領域の減衰させるべき周波数帯によって寸法付けられる。
本発明の共鳴管20の配置は、各共鳴管を、それら共鳴管20の配置によって広い周波数帯の減衰をもたらすために、他の共鳴管20(例えば、隣接する共鳴管20)の周波数とは異なるが、それにきわめて近い周波数にチューニングすることを可能にする。
共鳴管20が少なくとも部分的に蒸発トレイ10のそれぞれの壁の隣接する表面部分によって保持される構成の形態では、それらの共鳴管20が、蒸発トレイ10の上記壁の表面部分へと取り付けられた閉じたパイプの形態であってもよく、あるいは上記パイプが、共鳴管20の断面の一部を画定することができる一方で、残りの部分が、蒸発トレイ10に配置された管状スリーブ30の隣接の直面する表面部分によって画定され、蒸発トレイ10および管状スリーブ30の部分によって画定される各共鳴管20の周囲の輪郭を完成させる。この構成の選択肢においては、それぞれの共鳴管20が、蒸発トレイ10および管状スリーブ30の直面する表面の少なくとも一方に形成される、前述する凹所によって画定される。
図4aから図6に示した構成の選択肢においては、共鳴管20が、例えば蒸発トレイ10の形成時に蒸発トレイ10とともに1つの部品に画定され、これらの共鳴管20が、蒸発トレイ10を形成する金型にあらかじめ画定されている。しかしながら、共鳴管20を、例えば蒸発トレイ10の周壁12の少なくとも一部分へと共鳴管20をそれぞれ画定する複数のパイプを取り付けることによって、蒸発トレイ10を形成した後に設けることが可能であることに、留意されたい。この構成の変形において、周壁12は、共鳴管20を収容および/または保持するように中空であってもよく、あるいは周壁12が、上記蒸発トレイ10の周壁12の周囲の輪郭の一部または全体を囲み、それぞれの共鳴管20の隣接する周縁部分を支持する周囲のフランジを有してもよい。
図4a、図4b、図7、および図8に示した構成の変形においては、共鳴管20が、上述のように、例えば蒸発トレイ10の形成時に蒸発トレイ10とともに1つの部品にて設けられ、あるいは上記共鳴管20が、適切な手段によって周壁12の外面へと取り付けられる。共鳴管20を組み込む蒸発トレイ10の構成の形態が、少ないコストでの上記共鳴管20の形成を促進するという利点を有する一方で、蒸発トレイ10に取り付けおよび/または貼り付けによって上記共鳴管20を保持する構成の形態は、減衰させるべき騒音をより大量に有しがちであるハウジング1の所定の領域に特定化され、かつ局所的に減衰させるべき1つ以上の周波数帯に特定化された共鳴装置の所望の形成におけるより高い柔軟性という利点を有する。この構成の別の利点は、このような装置を、すでに市販されている蒸発トレイにも設けることができる点にある。
後述される本発明の別の構成の選択肢においては、蒸発トレイ10が、共鳴管20の全体(図9a、図9b、および図10)または一部分(図11から図14)を画定する管状スリーブ30を蒸発トレイ10の周壁12の輪郭の少なくとも一部分を巡って取り付けることによって、共鳴管20を保持する。
図9bに示した構成の形態においては、管状スリーブ30が、蒸発トレイ10の隣接する周壁12の全輪郭を巡って取り付けられ、内面を蒸発トレイ10の上記周壁12の外面に直面させて、蒸発トレイ10の上記周壁12の近くに設けられている。この構成において、管状スリーブ30は、蒸発トレイ10の周壁12の輪郭に一致する輪郭を有するように適合され、蒸発トレイ10の周壁12の周囲に密に装着され、あるいはこの企画において前もって画定される半径方向のすき間を伴って装着される。
図9aに示した構成においては、蒸発トレイ10が、蒸発トレイ10の周壁12の輪郭の一部を巡って、適切な手段(接着剤、クランプ、蒸発トレイ10および管状スリーブ30の上記部位に設けられた雄雌形式の取付具など、または他の適切な手段)によって上記蒸発トレイ10へと取り付けられた管状スリーブ30を保持している。図示の構成においては、蒸発トレイ10への管状スリーブ30の固定が、内側フランジ(図示されていない)を蒸発トレイ10の周壁12の隣接する縁へと据えることによって行われ、この据え付けが、適切な固定手段(機械的な干渉、クランプ、ねじ、など)によって維持される。管状スリーブ30は、共鳴管20の外側に管状スリーブ30の縁を周状に画定する上部フランジ30aを有している。
図11から図14に示した構成の選択肢においては、それぞれの共鳴管20の周囲の輪郭が、蒸発トレイ10の周壁12によって部分的に画定され、管状スリーブ30の隣接の直面する面によって部分的に画定され、上記輪郭の相補が、それぞれの共鳴管20の断面を画定している。
図11および図12に示した構成の変形においては、管状スリーブ30が、例えばそれぞれの共鳴管20のアーチ形の部分を画定している凹所33の形態であるそれぞれの共鳴管20の輪郭の一部分を画定するように適合させられており、蒸発トレイ10の周壁12の隣接する端面が、それぞれの共鳴管20の直線的な輪郭を画定している。この構成の変形においては、蒸発トレイ10が、従来からの蒸発トレイ4と同じ構成を有しており、それぞれの共鳴管20の容積が、管状スリーブ30の形態によって画定されている。それぞれの共鳴管20の輪郭がアーチ形である構成が図示されているが、本明細書に提示される概念の範囲内で、他の輪郭の形態も可能であることを、理解されたい。
この構成においては、管状スリーブ30に、例えば各々がそれぞれの共鳴管20の一部分を画定するアーチ形の凹所33が設けられる。
それぞれの凹所33を、蒸発トレイ10の該当の周壁12の長さに沿って設けることができ、あるいはハウジング1が画定されている冷却装置のキャビネット3の後壁の平面に対して傾けることができる。
図13および図14に示した構成の変形においては、管状スリーブ30の内面および蒸発トレイ10の外面が、それぞれの共鳴管20の輪郭の一部を画定するように適合されている。この構成においては、蒸発トレイ10および管状スリーブ30のそれぞれの部位に、上述のようなそれぞれの凹所13、33が設けられており、これらの凹所が、共鳴管20の輪郭の該当の部位を画定している。この構成の選択肢においては、それぞれの凹所13、33が、それぞれの共鳴管20のアーチ形の輪郭の一部を画定している。
共鳴管20を、蒸発トレイ10および/または管状スリーブ30の周壁12の延長部の一部分にのみ設けてもよく、それらの共鳴管20の配置も、騒音の特定の減衰または所定の所望の周波数帯のための特定の方向に画定するコーティングができるコーティングを、理解されたい。この構成は、検出された必要性に従い、ハウジング1の領域における共鳴管20の特定かつ指向性の配置を可能にする。
本発明によれば、蒸発トレイ10の底壁11および周壁12ならびに管状スリーブ30の各部分の少なくとも1つ、および少なくとも1つの共鳴管20を、多孔性または繊維質の材料(図15d)に、それが微細孔を画定している限りにおいて、画定することも可能である。この解決策においては、多孔性材料に画定された部位を、例えば多孔性材料に直接射出成形することによって得ることができる。多孔性材料の蒸発トレイ10の場合には、例えばポリマーまたは繊維質材料において単一部品にて射出成形される。蒸発トレイ10が共鳴管20とともに1つの部品を画定する構成においては、共鳴管20も、多孔性材料の射出成形時に得ることが可能であり、それが本発明の騒音吸収手段も画定する。
しかしながら、所望の騒音減衰効果を、多孔性材料でコーティングされた上記部位の少なくとも1つ(図15aから図15c)によって得ることができることを、理解されたい。コーティングは、例えば適切な固定手段によってそれぞれの部位へと付加される多孔性または繊維質材料のプレートの形態の要素によって得ることができ、そのようなコーティング材料を、減衰させるべき騒音を有している領域によって画定される任意の位置および形状にて当該部位に配置することができる。
上述の部位の一部を多孔性材料でコーティングできる一方で、上述の部位の他の一部を、少なくとも1つの所定の周波数帯について、ハウジング1の媒体内で特定の反応性インピーダンスおよび/または特定の消散性インピーダンスを画定する所望の騒音吸収特性を有している多孔性材料にて直接製造することができることを、さらに考慮されたい。
所望の効果を有するために、微細孔が設けられる部位は、蒸発トレイ10にもたらされる水と接触する表面の微細孔が閉じられている一方で、反対側の表面が開いた微細孔を有するように、製造またはコーティングされなければならない。微細孔は、特定の製造プロセスによって得られ、例えば20マイクロメートルよりも大きいサイズを有さなくてはならない。
本発明を実行する1つの方法において、考慮される多孔性材料は、ポリスチレンポリマー、ポリプロピレン、および金属材料(例えば、アルミニウム)などの材料によって画定される。非金属の多孔性材料を使用する構成においては、上記材料の微細孔の少なくとも一部が開いている。しかしながら、金属製の多孔性材料の構成においては、この材料の微細孔が閉じられている。
本発明の別の構成の形態においては、騒音吸収手段が、蒸発トレイ10によって保持された外周リング40を備えており、そのような外周リング40が、蒸発トレイ10の周壁12の内側または外側に位置し、すでに説明した形式の少なくとも1つの共鳴管20を備える。図9a、図9b、および図17aから図17eに示した構成においては、外周リング40が、複数の共鳴管20を保持している。
本発明によれば、外周リング40が、この外周リング40によって保持される共鳴管20の少なくとも一部分を形成できる特定の所定の厚さを有している。本発明を実行する1つの方法において、外周リング40は、蒸発トレイ10の射出成形プロセスにおいて、蒸発トレイ10とともに製造される。このプロセスにおいて、共鳴管20も、すべてを1つの部品として、射出成形によって製造することができる。しかしながら、蒸発トレイ10、外周リング40、および共鳴管20の各部分を、射出成形または他の適切な技術によって、別個または同じ金型および素材に画定される部分とともに単一部品を形成するようにして得て、後に残りの部分を適切な手段によって接続してもよいことを、理解されたい。
外周リング40の構成が、例えば外周リング40の獲得後、または外周リング40を蒸発トレイ10へと例えば蒸発トレイ10の周壁12を巡って取り付けた後で、この外周リング40に取り付けられた共鳴管20の配置の形成を可能にする。外周リング40の蒸発トレイ10への固定および保持、ならびにこの外周リング40における共鳴管20の固定および保持は、例えば接着剤、クランプ、溶接、機械的な干渉、などによって得ることができる。
図示の構成の形態においては、外周リング40が、蒸発トレイ10とは別個に形成され、次いで蒸発トレイ10へと、例えばこの蒸発トレイ10の周壁12の上縁の付近において、この周壁12の外側に取り付けられ、外周リング40の少なくとも一部分が、複数の共鳴管20を受け入れるためのクレードルを画定する。外周リング40は、この構成において、それぞれの共鳴管20を上方において支持する。しかしながら、この構成に限られるわけではなく、この構成が、本明細書に示される本発明を実行する1つの方法に過ぎないことを、理解されたい。
別の構成においては、外周リング40が、蒸発トレイ10の周壁12を巡って中程に設けられ、共鳴管20が、共鳴管20の長さおよび蒸発トレイ10の上縁に対する共鳴管20の上端の所望の位置に応じて、中程または上方において支持されてこの外周リング40によって保持される。
本発明の解決策を実行する別の方法においては、外周リング40が、例えば蒸発トレイ10の周壁12から半径方向に突き出す外周フランジ10aから、蒸発トレイ10とともに1つの部品に画定されている。この構成の選択肢においては、外周フランジ10aが、上記周壁12から外へと上方において突き出している。
図示はされていないが、それぞれの共鳴管20の周囲の輪郭を、蒸発トレイ10の周壁12によって部分的に画定し、外周リング40によって部分的に画定することができ、上記輪郭の相補が、それぞれの共鳴管20の断面を画定する。この構成のために、外周リング40が、例えばすでに述べたようにそれぞれの共鳴管20のアーチ形の部位を画定する凹所の形態にて、それぞれの共鳴管20の輪郭の一部を画定するように適合される。
管状スリーブ30を有する構成に関してすでに述べたように、外周リング40を有する解決策は、従来からの形状を有するすでに市販されている蒸発トレイへと適用可能であり、共鳴管20のための構成の形態は、やはりすでに上述した構成の形態である。この場合、外周リング40が、外周リング40に完全に適合した共鳴管20を保持し、あるいは部分的な適合の場合には、それぞれの共鳴管20が外周リング40の輪郭の一部を、蒸発トレイ10の周壁12の隣接および直面する外表面部分によって画定される。
外周リング40は、管状スリーブ30と同様、接着剤、溶接、クランプ、ピン、機械的な干渉、などの適切な保持手段によって、蒸発トレイ10に保持される。
本発明によれば、蒸発トレイ10の底壁11および周壁12ならびに外周リング40の各部分の少なくとも1つ、および少なくとも1つの共鳴管20が、多孔性材料に画定される。しかしながら、所望の騒音減衰効果を、多孔性材料でコーティングされた上記部位の少なくとも1つによって得ることができることを、理解されたい。さらには、上述の部位の一部を多孔性材料でコーティングできる一方で、上述の部位の他の一部を、所望の騒音吸収特性を有しており、少なくとも1つの所定の周波数帯についてハウジング1の媒体内で特定の反応性インピーダンスおよび/または特定の消散性インピーダンスを画定する多孔性材料に、直接製造することができることを、考慮されたい。
本発明を実行する1つの方法において、考慮される多孔性材料は、ポリスチレンポリマー、ポリプロピレン、および金属材料(例えば、アルミニウム)によって画定される。非金属の多孔性材料を使用する構成においては、上記材料の微細孔の少なくとも一部が開いてもよい。しかしながら、金属製の多孔性材料を使用する構成においては、この材料の微細孔が閉じられている。
本発明を実行する別の方法においては、騒音吸収手段が、複数の微細孔50によって画定されており、それぞれの微細孔50が、蒸発トレイ10が配置されるハウジング1内の騒音発生領域へと向けられて開いた第1の端部51と、第1の端部51の反対側であって、第1の端部51から離れている第2の端部52とを有している。それぞれの微細孔50が、所定の周波数帯についてハウジング1の媒体内で特定の反応性インピーダンスおよび特定の消散性インピーダンスを画定するように計算された、所定の内部を有するように寸法付けられている。
微細孔50は、蒸発トレイ10の周壁12および底壁11のうちの少なくとも1つの形成のため、または蒸発トレイ10の少なくとも一部分(例えば、蒸発トレイ10の周壁12および底壁11のうちの少なくとも1つ)をコーティングするために使用される、多孔性材料に画定される。そのような多孔性材料は、ポリスチレンポリマー、ポリプロピレン、および金属材料(例えば、アルミニウム)から選択される材料で製作される。
しかしながら、所望の騒音減衰効果を、多孔性材料でコーティングされた上記部位のいくつかによって得ることができる一方で、他の部位を、少なくとも1つの所定の周波数帯について、ハウジング1の媒体内で特定の反応性インピーダンスおよび/または特定の消散性インピーダンスを画定する所望の騒音吸収特性を有する多孔性材料に直接製造することができることを、理解されたい。
非金属の多孔性材料を使用する構成においては、上記材料の微細孔の少なくとも一部が開いてもよい。しかしながら、金属製の多孔性材料を使用する構成においては、この材料の微細孔が閉じられている。
上述の構成のうちの一部のみを図示したが、上記提示の概念が、図示のものに限られるわけではないことを理解されたい。
本発明の利点の1つは、不足が検出される個別の周波数または周波数帯において、冷却装置のキャビネット3のハウジング1の領域における減衰が向上する点にある。
本発明の共鳴管20の配置は、公知の従来技術に比べて低いコストで、どちらも冷却装置のハウジング1内に取り付けられる圧縮機およびファン(羽根の通過周波数および空気と羽根との間の乱流の結果として)によって引き起こされる騒音の減衰を可能にするととともに、冷却システムによって引き起こされる騒音の減衰も可能にし、さらには上記ハウジング1に存在し得る共鳴(および、その弊害)を減衰させることを可能にする。
さらに、共鳴管20が蒸発トレイ10とともに1つの部品にてもたらされている構成は、ハウジング1に構成要素または他の材料を追加することがないという利点を有する。これらの構成において、各々がそれぞれの第2の端部を開いた状態にて有している共鳴管20を設けることで、それら共鳴管20のそれぞれを、除霜水の貯留部として機能させることもできる。
共鳴管20は、異なる長さを利用して、いくつかの周波数またはより幅広い帯域の減衰を可能にすることができる。それぞれの共鳴管20の直径およびそれぞれの断面の形状を、製造プロセスならびに減衰および寸法について必要とされるニーズに応じて選択することができる。最大1ミリメートル、またはそれ以上の直径による定義が、完全な消散性(小さな直径)と完全な反応性(大きな直径)との間で共鳴管の減衰挙動を画定する。
共鳴管20を、共鳴管20の長さが所定または無作為な周波数帯、減衰させるべき特定の周波数領域が存在しない場合には、ハウジング1内に無作為に存在する周波数、を減衰させるために望まれる方向に段階的な分布を有するように、周壁12の輪郭に沿って分布させることができる。
図示はされていないが、得られる騒音の低減は、本発明の共鳴装置によれば、チューニング周波数において、5db〜20dBに達することができる。
本発明の具体的特徴は、あくまでも便宜のために添付の図面の図に示されており、各特徴のそれぞれを、本発明に従って他の特徴と組み合わせることができる。特許請求の範囲に包含される別の実施形態を、当業者であれば認識するであろう。したがって、上記の説明は、あくまで例示として解釈すべきであり、本発明の技術的範囲を限定するものと解釈してはならない。そのような自明な変化および変更はすべて、添付の特許請求の範囲によって画定される特許の技術的範囲に含まれる。
Claims (47)
- キャビネット(3)が、ハウジング(1)を画定するとともに、ハウジング(1)内に圧縮機(2)および除霜水蒸発トレイ(10)を保持しており、圧縮機(2)が密閉ケーシング(2a)を有し、水蒸発トレイ(10)が、圧縮機(2)のケーシング(2a)の上部へと据えられる底壁(11)と底壁(11)から上方へと突き出している周壁(12)とを備える、冷却装置の前記キャビネット(3)のための共鳴装置であって、
蒸発トレイ(10)の周壁(12)および底壁(11)の少なくとも一方が、前記ハウジング(1)の騒音発生領域へと向けられ、所定の周波数帯についてハウジング(1)の媒体内で特定の反応性インピーダンスおよび特定の消散性インピーダンスを画定するように寸法付けられた、騒音吸収手段(20、30、40、50)を保持していることを特徴とする、装置。 - 騒音吸収手段が、蒸発トレイ(10)の該当の壁(11、12)の延長部に沿って延在する少なくとも1つの共鳴管(20)を備えることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- それぞれの共鳴管(20)が、前記ハウジング(1)の騒音発生領域へと向けられて開いた第1の端部(21)と、第1の端部(21)の反対側であって、第1の端部(21)から離れた第2の端部(22)とを有しており、
それぞれの共鳴管(20)が、所定の周波数帯についてハウジング(1)の媒体内で特定の反応性インピーダンスおよび特定の消散性インピーダンスを画定するように計算された所定の長さおよび所定の直径を有するように寸法付けられていることを特徴とする、請求項2に記載の装置。 - 少なくとも1つの共鳴管(20)の少なくとも一部分が、蒸発トレイ(10)の該当の壁(11、12)の隣接する表面部分とともに、1つの部品にて形成されていることを特徴とする、請求項3に記載の装置。
- それぞれの共鳴管(20)の長さの少なくとも一部分が、蒸発トレイ(10)の該当の壁(11、12)の厚さに形成されていることを特徴とする、請求項4に記載の装置。
- 蒸発トレイ(10)が、管状スリーブ(30)を保持しており、共鳴管(20)の断面の一部分が、蒸発トレイ(10)および管状スリーブ(30)の部分のそれぞれに画定されていることを特徴とする、請求項5に記載の装置。
- 管状スリーブ(30)が、蒸発トレイ(10)の隣接する壁表面(11、12)に直面する表面を有しており、
それぞれの共鳴管(20)が、管状スリーブ(30)の少なくとも1つの直面する表面および蒸発トレイ(10)の隣接の壁(11、12)に形成された凹所(13、33)によって画定されていることを特徴とする、請求項6に記載の装置。 - 管状スリーブ(30)が、蒸発トレイ(10)の周壁(12)に対して内側の位置および外側の位置の一方を占めていることを特徴とする、請求項7に記載の装置。
- 蒸発トレイ(10)の周壁(12)および底壁(11)、管状スリーブ(30)、ならびに少なくとも1つの共鳴管(20)の部分の少なくとも1つが、多孔性材料または繊維質材料に画定されていることを特徴とする、請求項8に記載の装置。
- 蒸発トレイ(10)の周壁(12)および底壁(11)、管状スリーブ(30)、ならびに少なくとも1つの共鳴管(20)の部分の少なくとも1つが、多孔性材料または繊維質材料でコーティングされていることを特徴とする、請求項8に記載の装置。
- 多孔性材料が、ポリスチレンポリマー、ポリプロピレン、および金属材料から選択される材料によって画定されていることを特徴とする、請求項9または10に記載の装置。
- 多孔性材料が、複数の閉じた微細孔(50)を有していることを特徴とする、請求項11に記載の装置。
- 多孔性材料が、ポリスチレンポリマーおよびポリプロピレンから選択される材料によって画定され、前記多孔性材料が、複数の微細孔(50)を有し、微細孔(50)の少なくとも一部が開いていることを特徴とする、請求項9または10に記載の装置。
- 蒸発トレイ(10)が、複数の共鳴管(20)が設けられた外周リング(40)を保持していることを特徴とする、請求項3に記載の装置。
- 外周リング(40)が、厚さを有しており、共鳴管(20)の少なくとも一部分が、外周リング(40)の壁の厚さに形成されていることを特徴とする、請求項14に記載の装置。
- 外周リング(40)が、蒸発トレイ(10)の周壁(12)に対して内側の位置および外側の位置の一方を占めていることを特徴とする、請求項14に記載の装置。
- 蒸発トレイ(10)の周壁(12)および底壁(11)、外周リング(40)、ならびに少なくとも1つの共鳴管(20)の部分の少なくとも1つが、多孔性材料または繊維質材料に画定されていることを特徴とする、請求項16に記載の装置。
- 蒸発トレイ(10)の周壁(12)および底壁(11)、外周リング(40)、ならびに少なくとも1つの共鳴管(20)の部分の少なくとも1つが、多孔性材料または繊維質材料でコーティングされていることを特徴とする、請求項16に記載の装置。
- 多孔性材料が、ポリスチレンポリマー、ポリプロピレン、および金属材料から選択される材料によって画定されていることを特徴とする、請求項17または18に記載の装置。
- 多孔性材料が、複数の閉じた微細孔(50)を有していることを特徴とする、請求項19に記載の装置。
- 多孔性材料が、微細孔の少なくとも一部が開いているポリスチレンポリマーおよびポリプロピレンから選択される材料によって画定されていることを特徴とする、請求項17または18に記載の装置。
- 共鳴管(20)が、その延長部の少なくとも一部分において真っ直ぐであることを特徴とする、請求項3に記載の装置。
- 少なくとも2つの共鳴管(20)が、互いに平行であることを特徴とする、請求項22に記載の装置。
- 共鳴管(20)のうちの少なくとも1つが、垂直であることを特徴とする、請求項22に記載の装置。
- 共鳴管(20)のうちの少なくとも1つが、水平であることを特徴とする、請求項22に記載の装置。
- 共鳴管(20)が、それらが設けられた壁の軸に対して傾けられていることを特徴とする、請求項22に記載の装置。
- それぞれの共鳴管(20)の第2の端部(22)が、閉じられていることを特徴とする、請求項3に記載の装置。
- 共鳴管(20)の少なくとも一部分が、それらの長さに沿って一定の断面を有していることを特徴とする、請求項3に記載の装置。
- 共鳴管(20)の少なくとも一部分が、それらの長さに沿って変化する断面を有していることを特徴とする、請求項3に記載の装置。
- 共鳴管(20)の少なくとも一部分が、段差のある断面を有していることを特徴とする、請求項29に記載の装置。
- 共鳴管(20)の少なくとも一部分が、円錐形の断面を有していることを特徴とする、請求項29に記載の装置。
- 共鳴管(20)の少なくとも一部分が、指数関数的な断面を有していることを特徴とする、請求項29に記載の装置。
- 共鳴管(20)の少なくとも一部分が、円形および多角形断面のうちの1つを有していることを特徴とする、請求項28から32のいずれか一項に記載の装置。
- 騒音吸収手段が、複数の微細孔(50)を有していることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- それぞれの微細孔(50)が、前記ハウジング(1)の騒音発生領域へと向けられて開いた第1の端部(51)と、第1の端部(21)の反対側であって、第1の端部(21)から離れた第2の端部(52)とを有しており、
それぞれの微細孔(50)が、所定の周波数帯についてハウジング(1)の媒体内で特定の反応性インピーダンスおよび特定の消散性インピーダンスを画定するように計算された所定の内側部分を有するように寸法付けられていることを特徴とする、請求項34に記載の装置。 - 蒸発トレイ(10)の周壁(12)および底壁(11)の少なくとも一方が、多孔性材料または繊維質材料に画定されていることを特徴とする、請求項34に記載の装置。
- 蒸発トレイ(10)の周壁(12)および底壁(11)の少なくとも一方が、多孔性材料または繊維質材料でコーティングされていることを特徴とする、請求項34に記載の装置。
- 多孔性材料が、ポリスチレンポリマー、ポリプロピレン、および金属材料から選択される材料によって画定されていることを特徴とする、請求項36または37に記載の装置。
- 微細孔(50)が、閉じられていることを特徴とする、請求項38に記載の装置。
- 多孔性材料が、微細孔(50)の少なくとも一部が開いているポリスチレンポリマーおよびポリプロピレンから選択される材料によって画定されていることを特徴とする、請求項36または37に記載の装置。
- 騒音吸収手段が、蒸発トレイ(10)の該当の壁(11、12)の延長部に沿って延在して複数の微細孔(50)を有している少なくとも1つの共鳴管(20)を備えることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- それぞれの共鳴管(20)が、前記ハウジング(1)の騒音発生領域へと向けられて開いた第1の端部(21)と、第1の端部(21)の反対側であって、第1の端部(21)から離れた第2の端部(22)とを有しており、
それぞれの共鳴管(20)が、所定の周波数帯についてハウジング(1)の媒体内で特定の反応性インピーダンスおよび特定の消散性インピーダンスを画定するように計算された所定の長さおよび所定の直径を有するように寸法付けられていることを特徴とする、請求項41に記載の装置。 - 蒸発トレイ(10)の周壁(12)および底壁(11)ならびに少なくとも1つの共鳴管(20)の部分の少なくとも1つが、多孔性材料または繊維質材料に画定されていることを特徴とする、請求項41に記載の装置。
- 蒸発トレイ(10)の周壁(12)および底壁(11)ならびに少なくとも1つの共鳴管(20)の部分の少なくとも1つが、多孔性材料または繊維質材料でコーティングされていることを特徴とする、請求項41に記載の装置。
- 多孔性材料が、ポリスチレンポリマー、ポリプロピレン、および金属材料から選択される材料によって画定されていることを特徴とする、請求項42または43に記載の装置。
- 多孔性材料が、複数の閉じた微細孔(50)を有していることを特徴とする、請求項44に記載の装置。
- 多孔性材料が、微細孔(50)の少なくとも一部が開いているポリスチレンポリマーおよびポリプロピレンから選択される材料によって画定されていることを特徴とする、請求項42または43に記載の装置。
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