JPH02225977A - 冷却装置の消音装置 - Google Patents

冷却装置の消音装置

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JPH02225977A
JPH02225977A JP1047713A JP4771389A JPH02225977A JP H02225977 A JPH02225977 A JP H02225977A JP 1047713 A JP1047713 A JP 1047713A JP 4771389 A JP4771389 A JP 4771389A JP H02225977 A JPH02225977 A JP H02225977A
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machine room
sound
compressor
duct
noise
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Keiji Nakanishi
啓二 中西
Yasuyuki Sekiguchi
関口 康幸
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/0027Pulsation and noise damping means
    • F04B39/0033Pulsation and noise damping means with encapsulations

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

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
自体が比較的大きな騒音(コンプレッサモータの運転η
、披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
とによって振動伝衆路での振動減衰を因ったり、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[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台器にて電気f;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n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Fjiht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bI<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
化並びに消音可能な周波数範囲の拡大を図り得ると共に
、小形の冷却装置にも適用でき、しかも除霜水蒸発皿か
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] (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、前記機械室に、該機械室内を外部に開
放するダクト部を上下方向に配設して、該機械室から該
ダクト部内に放射される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
に該ダクト部を構成し、Rつ前記機械室内を、前記コン
プレッサ及び前記ダクト部の開口が存する空間と前記除
霜水蒸発皿が存する空間とに仕切る仕切板を設けたもの
である。
(作用) 例えば冷却装置の代表例である冷蔵%lt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Hgレベルは、第6図に示すようにほ
ぼlKH2程度以下の帯域で大きくなり、これより高周
波数側の騒音は、吸音部材などを利用した従来の騒音低
減技術により容品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
を打消しえI象とすれば良い。
しかして、本発明のように機械室から放射される音をダ
クト部に導いて消音する場合、ターゲット周波数を例え
ば700Hz程度以下とすると、ダクト部の有効長を原
騒音(700Hz)の波長(音速340m/秒の場合、
50cm程度)より長く設定すれば、機械室からダクト
部内に放射される騒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の音の外部への出口であ
るダクト部の出口側でその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且つ精度良く行い得る
ようになる。
この場合、機械室そのものを消音用のダクトとして利用
するものではなく、機械室にダクト部を設けているので
、コンプレッサ、除霜水蒸発皿等の収納スペースに制限
されることなく、ダクト部の太さ寸法を自由に設定でき
、その寸法を小さ(することによってターゲット周波数
の範囲を容易に拡大できる。しかも、ダクト部が上下方
向に配設されているので、例えば冷蔵庫においては、水
平方向(冷蔵庫の幅方向又は奥行方向)に配設する場合
よりもダクト部の長さを長くすることができて、騒音源
からダクト部の出口までの距離を長くでき、その分、能
動制御の演算処理時間に余裕ができて、能動制御を行い
易くなると共に、小形の冷却装置でも、能動制御に必要
なダクト部の長さを十分に確保できる。何故なら、冷蔵
庫等の冷却装置は、一般に縦長の形状になっているから
である。
その上、機械室内を、コンプレッサ及びダクト部の開口
が存する空間と除霜水蒸発皿が存する空間とに(U:切
る/L′切板を設置すでいるので、除霜水蒸発皿から蒸
発する水分を含んだ湿気が、コンプレッサ側やダクト部
内へ流入することを防11−できて、湿気による能動制
御機器の特性低下を防上できる。
(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#I8
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、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、騒音源1が発生する音をSl、スピーカ5が発生
する行を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Tll、 T21. T
12、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 −  (−Tl2・ R1+T11・ R2)/
(Tll−T22−T12−  T21)としてiすら
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・ T12/(T1
2・ T 21− T 11・ 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gR2を零
にするためには、マイクロホン3で受けた音R1に、 F−Tl2/ (Tl2・T2+−Tl1− T22)
なるフィルタをかけて加工した852をスピーカ5から
発生させれば、制御8 t=を象点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。
11は冷蔵庫本体であり、これの内部には冷凍室(図示
せず)と冷蔵室12が上下に設けられている。そして、
この冷蔵庫本体11の下部には、機械室13が形成され
、この機械室13内の後側にロークリ形のコンプレッサ
14が、また前側に除霜水蒸発皿15が夫々配設されて
いる。この機械室13の背面を閉鎖する機械室カバー1
3a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。
16は機械室13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14の中央部近辺に
配置され、騒音源であるコンプレッサ14からのきを受
けて電気信号に変換する。17は冷蔵庫本体11の背面
側に上下方向に配設した角筒状のダクト部で、このダク
ト部17は例えば発泡スチロールにより一体成形されて
いる。このダクト部17は、下端開口17aが機械室1
3の上面中央の開口に接続され、第2図に示すように上
端138017b(出口)が冷蔵庫本体11の上面と路
面−になって上向きに開放されている。そして、このダ
クト部17の上端開口17bの近傍には、制御用光η器
たるスピーカ18が、ダクト部17内に向けて露出する
ように取付けられている。このスピーカ18は、マイク
ロホン16からの電気信号を演算器の逆相音演算回路(
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、上記逆相音演算回路における電気信号の加工
は、前述した能動制御による消音原理に基づいて行われ
るようになっている。
この実施例では、製造時の組立工程で、ダクト部17の
位置決めがしやすいように、冷蔵庫本体11の背面に嵌
合間部11aを上下方向に形成し、この嵌合凹部11a
内にダクト部17を嵌合装着している。そして、このダ
クト部17を背面側から背面カバー19によって押え付
けて固定すると共に、ダクト部17の左右両側の空きス
ペースには、例えばグラスウール等の断熱材20を充填
している。
而して、第1図に示すように、機械室13内には、除霜
水蒸発皿15とコンプレッサ14との間に位置して仕切
板21を設け、この仕切板21によって機械室13内を
コンプレッサ14及びダクト部17の下端開口17aが
存する空間と除霜水蒸発皿15が存する空間とに仕切っ
ている。この仕切板21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
4図に示すように上下両端に夫々取付フランジ21a、
21bが形成されている。そして、この仕切板21の所
定位置には、排水ホース挿通孔22aと2個の冷媒流通
管挿通孔22bが形成され、これら挿通孔22a、22
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22b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21に伝達しないようにしている。
そして、両冷媒流通管挿通孔22bで両冷媒流通管を保
持することによって、両冷JLtX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21と、コ
ンプレッサ14の受台14a1機械室カバー138.冷
蔵庫本体11の左右側板及び底板11bとによって、ダ
クト部17の下端開口17aを除いて密閉する空間を形
成している。
而して、仕切板21を取付ける手順は、次の通りである
。まず、除霜水蒸発皿】5の受台15aから出ている2
本の冷媒流通管(図示せず)を、仕切板21の冷媒流通
管挿通孔22bに通しておく。次いで、除霜水蒸発皿1
5の受台15aを、コンプレッサ14の受台14aに結
合した後、上記仕切板21をコンプレッサ14の受台1
4aに固定する。この固定は、仕切板21下端の取付フ
ランジ21bのねじ挿通孔22c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21上端
の取付フランジ21aの上面にシール用のソフトテープ
23(第1図参照)を貼着した上で、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23は、仕切板21上端と冷蔵庫本体11の底
面との間の隙間をシールする役割と、仕切板21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。
上記のように構成された冷蔵庫の場合、コンプレッサ1
4の駆動に応じて機械室13内で発生する騒音レベルは
、第6図に示すようにほぼlKH2程度以下の帯域で大
きくなる性質を有する。これよりも高周波数側の騒音は
、機械室カバー15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13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16.スピーカ18及び前記逆
相音演算回路による騒音の能動制御は、はぼIKz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13からダクト部17内に放射される音がダクト部
17内において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重要になってくる。そこ
で、本実施例においては、ダクト部17の寸法を、例え
ば幅W−150mm、奥行D −50am、高さH= 
6001I11以上に設定することによって、ダクト部
17内での音の定t[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、ダクト部17内における共鳴
周波数fは、 f−Cs   NXI、X  + Ny Ly  + 
Nz Lz  / 2但し、NX、Ny、Nzはx、y
、z各方向の番ロモード、LX、Ly、Lzはダクト部
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、fy、flを
求めることができる。
即ち、前述したように、奥行寸法D = 501、幅司
法W=1501、高さ寸法H−600gm以上に設定し
た場合には、X方向に対する1fl目の定在波の周波数
fXは、Ny =Nz−0、音速C−340m/秒とし
て、 fx =340   (,10,t 5) ’ /2=
1133Hz 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 −34010,05) 2/2 =3400Hz fz−3401,6)  /2 283Hz となる。この結果、前記ターゲット周波数(はぼIKH
z)以下では、ダクト部17内の騒音の定在波は、Z方
向(、f!1さ方向)のモードについてのみ成立つもの
であり、ダクト部17内での騒音を一次元の毛面進行波
と見なすことができる。このため、前記スピーカ18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if、制御
を容品且つ精度良く行ない得るようになる。
この場合、機械室13そのものを消音用のダクトとして
(り用するものではなく、機械室13にダクト部17を
設けているので、コンプレッサ14、除霜水蒸発装置等
の収納スペースに制限されることなく、ダクト部17の
太さ寸法W X Dを自由に設定でき、その寸法を小さ
くすることによってターゲット周波数の範囲をIKHz
以上に拡大できる。このため、より幅広い周波数帯域で
消音効果を得ることができて、騒音低減性能を向上でき
る。
しかも、ダクト部17が上下方向に配設されているので
、木毛方向(冷蔵庫本体11の幅方向又は奥行方向)に
配設する場合よりもダクト部17の長さを長くすること
ができて、騒音源からダクト部17の出口17bまでの
距離を長くでき、その分、能動制御の演算処理時間に余
裕ができて、能動制御を行い紡くなり、制御猜度の向上
に寄与できる。即ち、ダクト部17の長さが短ければ、
騒音源の音がダクト部17の出口17aに到達するまで
の時間が極めて短くなり、その分、逆相音演算回路での
演算処理を高速化しないと、スピーカ18から出す音が
遅れてしまい、消音できないからである。この演2算処
理時間の高速化にもある程度限界があるから、ダクト部
17の長さは例えば600ffi11以上あることが好
ましい。従って、例えば7ONクラスの小形の冷蔵庫(
例えば横幅が440■、高さが800mm)では、ダク
ト部を溝幅方向に配設したのでは、能動制御に必要なダ
クト部の長さを確保できない。しかしながら、本実施例
では、ダクト部17を上下方向に配設しているので、小
形の冷蔵庫でも、能動制御に必要なダクト部17の長さ
を十分に確保できて、小形の冷蔵庫においても能動制御
による低騒音化がi1J能となる。
また、本実施例では、機械室13内を、コンプレッサ1
4及びダクト部17の下端開口17aが存する空間と除
霜水蒸発皿15が存する空間とに仕切る仕切板21を設
けているので、除霜水蒸発皿15から蒸発する水分を含
んだ湿気が、コンブレッサ14側やダクト部17内へ流
入することを仕切板21によって防止できて、マイクロ
ホン16やスピーカ18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、長寿命化を図り得る。しがb1スピーカ
18の位置をダクト部17の上部にしてコンプレッサ1
4から離すことができるので、コンプレッサ14の放熱
をよるスピーカ18の劣化を極力抑えることができ、こ
の面からもスピーカ18の寿命を長くできる。
更に、本実施例では、機械室13内のコンプレッサ14
側に、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棉消でき、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が
無くなれば、機械室13内のコンプレッサ14側の空1
i’fJ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、冷媒流通管の共振防止大・1策を施し易く
なる。
一方、機械室13はダクト部17を通じて外部と換気で
きるから、コンプレッサ14の駆動時における発熱によ
って機械室13内の温度が異常に上昇することを防止で
きる。また、機械室カバー13a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13内で発生する
熱の放熱効率が向上するようになり、この而からも機械
室13内の温度上昇を低く抑えることができる。
尚、ダクト部17の高さ寸法Hが大きくなれば、放熱の
ための空気対流が起こりにくくなるため、この場合には
、ターゲット周波数以下の周波数の音の洩れを起こさな
い程度の小さい通気口(例えば5m■X10m+i程度
の大きさの開口)を機械室13の底部又は機械室カバー
13aに形成しておけば良い。
尚、本実施例は、機械室13を冷蔵庫本体11の底部に
設けた冷蔵庫について適用例であるが、機械室を冷蔵庫
本体の上部に設けた冷蔵庫に対しても、その機械室から
ダクト部を下向きに配設することによって、本発明を適
用できる。
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に適用
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] 以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、
機械室に、該機械室内を外部に開放するダクト部を上下
方向に配設して、該機械室がら該ダクト部内に放射され
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該ダクト部を構成し、且
つ前記機械室内を、コンプレッサ及び前記ダクト部の開
口が存する空間と除霜水蒸発皿が存する空間とに仕切る
仕切板を設けた構成としたので、機械室内でコンプレッ
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
号きにより打消すという能動$1 glI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実
現できるものである。
しかも、#1械室そのものを/r1音用のダクトとして
利用するものではなく、機械室にダクト部を設けている
ので、コンプレッサ、除霜水蒸発皿等の収納スペースに
制限されることなく、ダクト部の太さ寸法を自由に設定
でき、その寸法を小さくすることによってターゲット周
波数の範囲を容易に拡大できて、より幅広い周波数帯域
で消音効果を得ることができ、騒音低減性能を向上でき
る。しかも、ダクト部が上下方向に配設されているので
、騒音源からダクト部の出口までの距離を長くでき、そ
の分、能動1.す御の演算処理時間に余裕ができて、能
動制御を行い品くなると共に、小形の冷却装置でも、能
動制御に必要なダクト部の長さを十分に確保できて、小
形の冷却装置においても能動制御による低騒音化が可能
となる。
その上、機械室内を、コンプレッサ及びダクト部の開口
が存する空間と除霜水蒸発皿が存する空間とに仕切る仕
切板を設けているので、除霜水蒸発皿から蒸発する水分
を含んだ湿気が、コンプレッサ側やダクト部内へ流入す
ることを防止できて、湿気による能動制御機器の特性低
十゛を防止でき、能動制御による騒音低減効果を安定し
て発揮できる。
【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図は冷蔵庫下部の縦断側面図、第2図は背面側から見
た冷蔵庫の斜視図、第3図はダクト部の斜視図、第4図
は仕切板の拡大斜視図である。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、13は機械室、13aは機械
室カバー 14はコンプレッサ、16はマイクロホン(
受音器)、15は除霜水蒸発皿、17はダクト部、17
aは下端開口、18はスピーカ(制御用発音器)、21
は仕切板である。 出願人  株式会社  東   芝 代理人  弁理士  佐 藤  強 第 図

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
    記機械室に、該機械室内を外部に開放するダクト部を上
    下方向に配設して、該機械室から該ダクト部内に放射さ
    れる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該ダクト部を構成
    し、且つ前記機械室内を、前記コンプレッサ及び前記ダ
    クト部の開口が存する空間と前記除霜水蒸発皿が存する
    空間とに仕切る仕切板を設けたことを特徴とする冷却装
    置の消音装置。
JP1047713A 1989-02-28 1989-02-28 冷却装置の消音装置 Expired - Lifetime JPH083397B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008256228A (ja) * 2007-04-02 2008-10-23 Toa Corp 消音装置

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