JPH0490476A - 消音装置 - Google Patents
消音装置Info
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- JPH0490476A JPH0490476A JP20470690A JP20470690A JPH0490476A JP H0490476 A JPH0490476 A JP H0490476A JP 20470690 A JP20470690 A JP 20470690A JP 20470690 A JP20470690 A JP 20470690A JP H0490476 A JPH0490476 A JP H0490476A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2500/00—Problems to be solved
- F25B2500/12—Sound
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的コ
(産業上の利用分野)
本発明は、ダクト状をなす空間領域内に配置され回転駆
動部を有する騒音源からの音を能動的に打消すようにし
た消音装置に関する。
動部を有する騒音源からの音を能動的に打消すようにし
た消音装置に関する。
(従来の技術)
モータのような回転駆動部を有するコンプレッサが配設
された装置、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
連続的に使用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
て最も問題になるのは、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等
)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、このよ
うな機械室騒音が冷蔵庫騒音の大部分を占める。このた
め、機械室からの騒音を制御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。
された装置、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
連続的に使用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
て最も問題になるのは、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等
)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、このよ
うな機械室騒音が冷蔵庫騒音の大部分を占める。このた
め、機械室からの騒音を制御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等を行なうこ
とによって振動伝達経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なわれている。
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等を行なうこ
とによって振動伝達経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なわれている。
ところが、一般的に冷蔵庫の機械室には、コンプレッサ
の駆動に伴な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。
の駆動に伴な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等
の発展に伴ない、音波の干渉を利用して騒音低減を図ろ
うとする騒音の能動制御技術の応用が注目されている。
技術、中でも音響データの処理回路及び音響制御技術等
の発展に伴ない、音波の干渉を利用して騒音低減を図ろ
うとする騒音の能動制御技術の応用が注目されている。
この能動制御は、基本的には、騒音源からの音を特定位
置に設けたマイクロホン等の検知手段により検知して電
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スピーカ等の制御用発音器を動
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。
置に設けたマイクロホン等の検知手段により検知して電
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スピーカ等の制御用発音器を動
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。
従って、騒音源としてのコンプレッサ近傍にマイクロホ
ンを設置し、コンプレッサの駆動により発生する音を検
出してこれを打消すように演算器により電気信号を加工
してスピーカを動作させることにより、両者の音が干渉
されて外部に出る音が減衰されるものである。
ンを設置し、コンプレッサの駆動により発生する音を検
出してこれを打消すように演算器により電気信号を加工
してスピーカを動作させることにより、両者の音が干渉
されて外部に出る音が減衰されるものである。
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、上述のような能動制御を実用化するに当
たっては、騒音源からの音を直接マイクロホン等により
検知する場合に、制御対象であル騒音源のコンプレッサ
のみの音を忠実に検出できれば良いが、マイクロホンに
はコンプレッサだけでなくその他の音や外部の音まで入
力され、それを区別することができない。このため、消
音できない外部音に対する人工音まで制御用発音器から
出力してしまうことがあり、これが逆に騒音となってし
まう不具合があった。
たっては、騒音源からの音を直接マイクロホン等により
検知する場合に、制御対象であル騒音源のコンプレッサ
のみの音を忠実に検出できれば良いが、マイクロホンに
はコンプレッサだけでなくその他の音や外部の音まで入
力され、それを区別することができない。このため、消
音できない外部音に対する人工音まで制御用発音器から
出力してしまうことがあり、これが逆に騒音となってし
まう不具合があった。
これを解決すべく、制御対象であるコンプレッサ等の騒
音源のみの音を忠実に検出するために、騒音源となる回
転駆動部の振動を振動センサにより検出することが考え
られている。
音源のみの音を忠実に検出するために、騒音源となる回
転駆動部の振動を振動センサにより検出することが考え
られている。
例えば、第4図は冷蔵庫の下部後部側に設けられた機械
室1におけるコンプレッサ2及びその消音を行うための
構成を示している。機械室1は、ダクト状をなし、一端
側に放熱用の開口部1aが形成されていることを除いて
は音響的に閉じられた空間を形成している。機械室1内
において、コンプレッサ2には振動センサ3が配設され
、コンプレッサ2から発生する振動を直接検出して制御
部4に電気信号として与えるようになっている。
室1におけるコンプレッサ2及びその消音を行うための
構成を示している。機械室1は、ダクト状をなし、一端
側に放熱用の開口部1aが形成されていることを除いて
は音響的に閉じられた空間を形成している。機械室1内
において、コンプレッサ2には振動センサ3が配設され
、コンプレッサ2から発生する振動を直接検出して制御
部4に電気信号として与えるようになっている。
制御部4は、振動センサ3から与えられる電気信号に基
づいてコンプレッサ2から発生する騒音と位相が逆とな
る音の信号を生成してスピーカ5に出力する。つまり、
放熱用開口部1aにおいてコンプレッサ2及びスピーカ
5からの音を互いに打消すことにより外部に音が出ない
ようにするものである。マイクロホン6は上記のような
消音状況をモニタしてフィードバックするためのもので
、開口部1aに配設され、機械室1内部から外部に出る
音を検出して制御部4に出力する。そして、マイクロホ
ン6からの検出信号により示される消音効果が適正範囲
から外れているときには、スビ−力5への制御出力量を
調整して適正範囲に収まるように制御する。
づいてコンプレッサ2から発生する騒音と位相が逆とな
る音の信号を生成してスピーカ5に出力する。つまり、
放熱用開口部1aにおいてコンプレッサ2及びスピーカ
5からの音を互いに打消すことにより外部に音が出ない
ようにするものである。マイクロホン6は上記のような
消音状況をモニタしてフィードバックするためのもので
、開口部1aに配設され、機械室1内部から外部に出る
音を検出して制御部4に出力する。そして、マイクロホ
ン6からの検出信号により示される消音効果が適正範囲
から外れているときには、スビ−力5への制御出力量を
調整して適正範囲に収まるように制御する。
上述の構成において、信号の流れを模式的に示すと第7
図に示すようになる。コンプレ・ソサ2の駆動による振
動を振動センサ3により検出し、その検出信号に基づい
て制御部4によりスピーカ5から干渉音を発生させるよ
うに加工して出力する。
図に示すようになる。コンプレ・ソサ2の駆動による振
動を振動センサ3により検出し、その検出信号に基づい
て制御部4によりスピーカ5から干渉音を発生させるよ
うに加工して出力する。
そして、制御部4による干渉音の加工が適正か否かをマ
イクロホン6によりモニタして消音効果が適正範囲に収
まるように伝達関数の修正が行なわれ、十分な消音効果
が発揮される。これにより、騒音が殆ど外部に漏れるこ
とがなくなるものである。
イクロホン6によりモニタして消音効果が適正範囲に収
まるように伝達関数の修正が行なわれ、十分な消音効果
が発揮される。これにより、騒音が殆ど外部に漏れるこ
とがなくなるものである。
しかしながら、上述のものでは、コンプレ・ソサ2から
発生している騒音に対して消音の対象としている5QH
zから700Hzの全ての振動を振動センサ3により検
出する構成としているので、振動センサ3としては高感
度つまりS/N比の高いものを用いる必要がある。また
、このように広い範囲の振動を検出するために、振動セ
ンサ3のコンプレッサ2への取り付は位置が限定される
のであり、空間的な制約を受けることになる。
発生している騒音に対して消音の対象としている5QH
zから700Hzの全ての振動を振動センサ3により検
出する構成としているので、振動センサ3としては高感
度つまりS/N比の高いものを用いる必要がある。また
、このように広い範囲の振動を検出するために、振動セ
ンサ3のコンプレッサ2への取り付は位置が限定される
のであり、空間的な制約を受けることになる。
また、コンプレッサ2から発生する騒音は、主として機
械的振動によるものと電磁的振動によるものとがあり、
振動センサ3は前述の周波数範囲におけるこれら両者の
振動を共に検出して制御部4に与える。この場合、電磁
的振動による騒音は電源周波数に起因して発生するもの
で、機械的振動による騒音はモータの回転周波数に起因
して発生するものであることから、一般に機械的振動に
よる騒音の周波数は電源周波数よりも僅かに小さくなる
。ところが、制御部4においては、振動センサ3からの
検出信号を1つのFIRフィルタ(finite im
pulse response f’1lter)を用
いて処理する構成であるため、上記した夫々の周波数の
信号が精度良く検出できない場合には、一方の周波数の
音しか消音できなくなる虞がある。換言すれば、両者の
騒音を消音するためにはサンプリング精度の高いFIR
フィルタを用いる必要があり、コストアップすることが
避けられない状況である。
械的振動によるものと電磁的振動によるものとがあり、
振動センサ3は前述の周波数範囲におけるこれら両者の
振動を共に検出して制御部4に与える。この場合、電磁
的振動による騒音は電源周波数に起因して発生するもの
で、機械的振動による騒音はモータの回転周波数に起因
して発生するものであることから、一般に機械的振動に
よる騒音の周波数は電源周波数よりも僅かに小さくなる
。ところが、制御部4においては、振動センサ3からの
検出信号を1つのFIRフィルタ(finite im
pulse response f’1lter)を用
いて処理する構成であるため、上記した夫々の周波数の
信号が精度良く検出できない場合には、一方の周波数の
音しか消音できなくなる虞がある。換言すれば、両者の
騒音を消音するためにはサンプリング精度の高いFIR
フィルタを用いる必要があり、コストアップすることが
避けられない状況である。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、制御対象周波数範囲の全域に渡る検出精度の高い高
価なセンサを用いることなく騒音源から発生する騒音を
適確に検出することができて確実に騒音を低減させるこ
とができ、しかも、その取付は位置の制約が少ない消音
装置を提供するにある。
は、制御対象周波数範囲の全域に渡る検出精度の高い高
価なセンサを用いることなく騒音源から発生する騒音を
適確に検出することができて確実に騒音を低減させるこ
とができ、しかも、その取付は位置の制約が少ない消音
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)
本発明の消音装置は、ダクト状をなす音響的に閉じられ
た空間領域内に配置され回転駆動部を有する騒音源から
の音を検出して電気信号に変換すると共にその電気信号
を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、前記空間領域から外部に放射される音を能動
的に打消すようにしたものを対象とし、前記騒音源の回
転駆動部の回転周波数を検出する回転周波数検出手段と
、同回転駆動部に与えられる電源の周波数を検出する電
源周波数検出手段と、前記回転周波数検出手段からの検
出信号に基づいて前記騒音源の回転周波数に起因して発
生する機械騒音を打消すような消去音信号を生成する回
転音消去手段と、前記電源周波数検出手段からの検出信
号に基づいて前記騒音源の電源周波数に起因して発生す
る電磁騒音を打消すような消去音信号を生成する電磁音
消去手段と、前記回転音消去手段及び電磁音消去手段か
らの消去音信号に基づいて前記制御用発音器を動作させ
る制御手段とを具備したところに特徴を有する。
た空間領域内に配置され回転駆動部を有する騒音源から
の音を検出して電気信号に変換すると共にその電気信号
を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、前記空間領域から外部に放射される音を能動
的に打消すようにしたものを対象とし、前記騒音源の回
転駆動部の回転周波数を検出する回転周波数検出手段と
、同回転駆動部に与えられる電源の周波数を検出する電
源周波数検出手段と、前記回転周波数検出手段からの検
出信号に基づいて前記騒音源の回転周波数に起因して発
生する機械騒音を打消すような消去音信号を生成する回
転音消去手段と、前記電源周波数検出手段からの検出信
号に基づいて前記騒音源の電源周波数に起因して発生す
る電磁騒音を打消すような消去音信号を生成する電磁音
消去手段と、前記回転音消去手段及び電磁音消去手段か
らの消去音信号に基づいて前記制御用発音器を動作させ
る制御手段とを具備したところに特徴を有する。
(作用)
本発明の冷却装置の消音装置によれば、騒音源の回転駆
動部から発生する騒音に対して、回転周波数検出手段に
より回転駆動部の回転周波数を検出し、回転音消去手段
により、その回転周波数に起因して発生する機械騒音を
打消すような消音信号を発生する。この場合、機械騒音
には回転周波数の整数倍の周波数の高調波が含まれるの
で、これを考慮して消音信号は生成される。一方、電源
周波数検出手段により回転駆動部に与える電源の周波数
を検出し、電磁音消去手段により、その電源周波数に起
因して発生する電磁騒音を打消すような消音信号を発生
する。この場合、電磁騒音には電源周波数の偶数倍の周
波数の高調波が含まれているので、これを考慮して消音
信号は生成される。そして、制御手段は、これら回転音
消去手段及び電磁音消去手段から出力される消音信号を
合成して制御用発音器を動作させることにより、騒音源
からの騒音が干渉されてダクト状の空間領域内から外部
に漏れ出ようとする騒音は大きく消音される。
動部から発生する騒音に対して、回転周波数検出手段に
より回転駆動部の回転周波数を検出し、回転音消去手段
により、その回転周波数に起因して発生する機械騒音を
打消すような消音信号を発生する。この場合、機械騒音
には回転周波数の整数倍の周波数の高調波が含まれるの
で、これを考慮して消音信号は生成される。一方、電源
周波数検出手段により回転駆動部に与える電源の周波数
を検出し、電磁音消去手段により、その電源周波数に起
因して発生する電磁騒音を打消すような消音信号を発生
する。この場合、電磁騒音には電源周波数の偶数倍の周
波数の高調波が含まれているので、これを考慮して消音
信号は生成される。そして、制御手段は、これら回転音
消去手段及び電磁音消去手段から出力される消音信号を
合成して制御用発音器を動作させることにより、騒音源
からの騒音が干渉されてダクト状の空間領域内から外部
に漏れ出ようとする騒音は大きく消音される。
(実施例)
以下、本発明を冷蔵庫に適用した場合の一実施例につい
て第1図乃至第5図を参照しながら説明する。
て第1図乃至第5図を参照しながら説明する。
まず、冷蔵庫の全体構成を示す第4図において、冷蔵庫
本体11の内部には上方より順に冷凍室12、冷蔵室1
3及び野菜室14が設けられている。
本体11の内部には上方より順に冷凍室12、冷蔵室1
3及び野菜室14が設けられている。
そして冷蔵庫内部には冷却システムが設けられており、
以下これらの構成要素を説明する。即ち、冷凍室12の
後部には冷却器15が配設され、この冷却器15により
生成される冷気はファン16により冷凍室12及び冷蔵
室13に供給される。
以下これらの構成要素を説明する。即ち、冷凍室12の
後部には冷却器15が配設され、この冷却器15により
生成される冷気はファン16により冷凍室12及び冷蔵
室13に供給される。
冷蔵庫本体11の背面側下部には機械室17が配設され
ており、これの内部にはロータリ形のコンプレッサ18
.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。そして、
コンプレッサ18の駆動状態では、コンプレッサ18か
らの冷媒が図示しない冷媒通路を通じて冷却器15に供
給されてこれが冷却されると共に、ファン16が駆動さ
れて冷却器15と庫内との間で熱交換が行なわれるよう
になっている。
ており、これの内部にはロータリ形のコンプレッサ18
.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。そして、
コンプレッサ18の駆動状態では、コンプレッサ18か
らの冷媒が図示しない冷媒通路を通じて冷却器15に供
給されてこれが冷却されると共に、ファン16が駆動さ
れて冷却器15と庫内との間で熱交換が行なわれるよう
になっている。
さて、機械室17は、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、ダクト状の空間領域が形成される。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、その左
部分には上下方向に延びる細長矩形状の放熱用開口部2
1a(第1図参照)が形成されている。つまり、機械室
カバー21の装着状態では、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。
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、ダクト状の空間領域が形成される。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、その左
部分には上下方向に延びる細長矩形状の放熱用開口部2
1a(第1図参照)が形成されている。つまり、機械室
カバー21の装着状態では、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。これにより、機械室17は、コンプレッサ1
8から発生される騒音が一次元の平面進行波として放熱
用開口部21aに伝達され、前述のように放熱用開口部
21aは平面進行波の進行方向に対して垂直な方向に開
口されているので、機械室17は音響的に密閉された状
態となっている。
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。これにより、機械室17は、コンプレッサ1
8から発生される騒音が一次元の平面進行波として放熱
用開口部21aに伝達され、前述のように放熱用開口部
21aは平面進行波の進行方向に対して垂直な方向に開
口されているので、機械室17は音響的に密閉された状
態となっている。
さて、次に、機械室17部分を模式的に示した第1図を
参照しながら消音装置の構成について説明する。
参照しながら消音装置の構成について説明する。
機械室17において、放熱用開口部21aには消音量モ
ニタ用のマイクロホン22が配設されており、コンプレ
ッサ18には回転周波数検出手段たる振動センサ23が
付設され、コンプレッサ18の回転に伴なう機械的な振
動の基本成分を検出する。制御部24は、例えば12V
の交流電源25から給電されるもので、内部に2つのF
IRフィルタA、Bを有し、これらの演算処理結果を合
成して制御用発音器たるスピーカ26に出力する。
ニタ用のマイクロホン22が配設されており、コンプレ
ッサ18には回転周波数検出手段たる振動センサ23が
付設され、コンプレッサ18の回転に伴なう機械的な振
動の基本成分を検出する。制御部24は、例えば12V
の交流電源25から給電されるもので、内部に2つのF
IRフィルタA、Bを有し、これらの演算処理結果を合
成して制御用発音器たるスピーカ26に出力する。
制御部24内部においては、電源周波数検出手段として
の機能を有し、交流電源25の周波数を検出すると共に
電磁音消去手段としてのFIRフィルタAにより演算処
理を行ない、また振動センサ23から与えられる回転周
波数信号に応じて回転音消去手段としてのFIRフィル
タBにより演算処理を行なう。また、制御部24にはマ
イクロホン22から消音量をモニタした信号が入力され
るようになっており、これによりFIRフィルタA。
の機能を有し、交流電源25の周波数を検出すると共に
電磁音消去手段としてのFIRフィルタAにより演算処
理を行ない、また振動センサ23から与えられる回転周
波数信号に応じて回転音消去手段としてのFIRフィル
タBにより演算処理を行なう。また、制御部24にはマ
イクロホン22から消音量をモニタした信号が入力され
るようになっており、これによりFIRフィルタA。
Bによる演算処理を修正して開口部21aにおける消音
量が所定レベル以下となるように制御する。
量が所定レベル以下となるように制御する。
次に、本実施例の作用について説明するに、まず、第5
図を参照しながら能動制御による消音原理について概略
的に説明する。
図を参照しながら能動制御による消音原理について概略
的に説明する。
いま、騒音源であるコンプレッサ18が発生する音を8
1、スピーカ26が発生する音をS2、振動センサ23
が検出する振動音をR1、制御対象点である放熱用開口
部2ユaに設けられたマイクロホン22が受ける音をR
2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Tel、 T21. T12. T
22としたとき、2人力2出力系として次式が成立する
。
1、スピーカ26が発生する音をS2、振動センサ23
が検出する振動音をR1、制御対象点である放熱用開口
部2ユaに設けられたマイクロホン22が受ける音をR
2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Tel、 T21. T12. T
22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26が発生すべき音S2は、上式から
S2− (−T12・R1+711・R2)/(Tll
中 T22−T12− T21)として得られるが、こ
の場合には放熱用開口部21a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/(T12・T 21− T 11
・T22)となる。この式から理解できるように、放熱
用開口部21aでの音R2を零にするためには、振動セ
ンサ23で受けた音R1に、 F −Tl2/ (Tl2・T 21− T 11・T
22)・・・・・・ (1) なるフィルタをかけて加工した音S2をスピーカ26か
ら発生させれば、放熱用開口部21a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ものであり、制御
部24は、このような音の加工(演算)を高速で行いな
がらスピーカ26に対して制御信号Paを与えるように
構成されている。
中 T22−T12− T21)として得られるが、こ
の場合には放熱用開口部21a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/(T12・T 21− T 11
・T22)となる。この式から理解できるように、放熱
用開口部21aでの音R2を零にするためには、振動セ
ンサ23で受けた音R1に、 F −Tl2/ (Tl2・T 21− T 11・T
22)・・・・・・ (1) なるフィルタをかけて加工した音S2をスピーカ26か
ら発生させれば、放熱用開口部21a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ものであり、制御
部24は、このような音の加工(演算)を高速で行いな
がらスピーカ26に対して制御信号Paを与えるように
構成されている。
さて、上記(1)式において、F−G、T12−Gso
、 T21−Gaffi、 Tl1−GsII、
T22−Gaoに置き換えると、 G −Gso/ (Gso・Gas −G55−Gao
)・・・・・・ (2) となる。ここで、G so、 G attr、 G s
tx、 G aoの意味は、前段の添字が入力側、後段
の添字が出力側(応答側)に対応するもので、例えばG
arAは、スピーカ26への入力信号を入力側とし、且
つマイクロホン22からの出力信号を出力側として測定
した場合の音響伝達関数を示している。しかして、コン
プレッサ18からの騒音を振動センサ23により検出す
る構成とした場合、振動センサ23がスピーカ26から
の音を受けることはないので、Gaa+を零とみなすこ
とができる。従って、上記(2)式は、 G −−Gso/ (GsmφGao) −・−−
−−(3)となる。ここで、Gso/Gs層−Gaoで
あるから、上記(3)式は、 G −−Gmo/Gao −−−−−−
(4)となる。つまり、振動センサ23からの電気信号
に、上記(4)式で示されるGに応じたフィルタをかけ
て加工した音をスピーカ26から発生させることにより
、放熱用開口部21a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。
、 T21−Gaffi、 Tl1−GsII、
T22−Gaoに置き換えると、 G −Gso/ (Gso・Gas −G55−Gao
)・・・・・・ (2) となる。ここで、G so、 G attr、 G s
tx、 G aoの意味は、前段の添字が入力側、後段
の添字が出力側(応答側)に対応するもので、例えばG
arAは、スピーカ26への入力信号を入力側とし、且
つマイクロホン22からの出力信号を出力側として測定
した場合の音響伝達関数を示している。しかして、コン
プレッサ18からの騒音を振動センサ23により検出す
る構成とした場合、振動センサ23がスピーカ26から
の音を受けることはないので、Gaa+を零とみなすこ
とができる。従って、上記(2)式は、 G −−Gso/ (GsmφGao) −・−−
−−(3)となる。ここで、Gso/Gs層−Gaoで
あるから、上記(3)式は、 G −−Gmo/Gao −−−−−−
(4)となる。つまり、振動センサ23からの電気信号
に、上記(4)式で示されるGに応じたフィルタをかけ
て加工した音をスピーカ26から発生させることにより
、放熱用開口部21a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。
一方、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、700 Hz程度以下の帯域並びに1.5〜5
KHzの帯域で夫々太き(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、また機械室17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
、前述のような振動センサ23.スピーカ26及び制御
部24による騒音の能動制御は、700Hz以下をター
ゲット周波数として行えば良い。
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、700 Hz程度以下の帯域並びに1.5〜5
KHzの帯域で夫々太き(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、また機械室17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
、前述のような振動センサ23.スピーカ26及び制御
部24による騒音の能動制御は、700Hz以下をター
ゲット周波数として行えば良い。
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、機械室17内の三次元
方向である奥行き1幅及び高さ方向の各寸法り、W及び
Hのうち、例えば幅方向の寸法Wを他の寸法り、Hより
大きく設定(具体的には、W−600匝m、D=H−2
00am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、例えば機械室17を矩形の空洞と想定した
場合には、次式が成立する。
械室17内での騒音が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、機械室17内の三次元
方向である奥行き1幅及び高さ方向の各寸法り、W及び
Hのうち、例えば幅方向の寸法Wを他の寸法り、Hより
大きく設定(具体的には、W−600匝m、D=H−2
00am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、例えば機械室17を矩形の空洞と想定した
場合には、次式が成立する。
f−C−Nx Lx)2+(Ny/Ly)2+(Nz/
Lz)2/ 2但し、fは共鳴周波数(Hz ) 、N
x + NY 。
Lz)2/ 2但し、fは共鳴周波数(Hz ) 、N
x + NY 。
Nzは、x、y、z各方向の番目モード、Lx。
ly、Lzは機械室7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、fzを求めることができる。
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、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 ’−200■、
幅寸法W−6001QII1%高さ寸法H−200mm
に設定されていた場合には、X方向に対する1番目の定
在波の周波数fxは、Ny −Nz =0、音速C=3
40m/秒として、 fx −340(110,2) 2/2850Hz 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(110,6) 2/2283Hz fz −340v”で「7■丁2) ” /2850H
z 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
(幅方向)のモードについてのみ成立つものであり、機
械室17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、前記スピーカ26等を利用した騒
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
い得るようになる。
幅寸法W−6001QII1%高さ寸法H−200mm
に設定されていた場合には、X方向に対する1番目の定
在波の周波数fxは、Ny −Nz =0、音速C=3
40m/秒として、 fx −340(110,2) 2/2850Hz 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(110,6) 2/2283Hz fz −340v”で「7■丁2) ” /2850H
z 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
(幅方向)のモードについてのみ成立つものであり、機
械室17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、前記スピーカ26等を利用した騒
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
い得るようになる。
さて、上述の消音原理の基づいた制御を行なうにあたっ
て、コンプレッサ18から発生する騒音の強さ(パワー
スペクトル)を例えば500Hzまでの範囲で周波数分
析をすると、第3図に示すような結果が得られている。
て、コンプレッサ18から発生する騒音の強さ(パワー
スペクトル)を例えば500Hzまでの範囲で周波数分
析をすると、第3図に示すような結果が得られている。
この場合、交流電源の周波数は50Hzであることを考
慮すると、電源周波数に起因して発生する電磁騒音は電
源周波数の偶数倍の周波数にピークを有している(図中
丸印で示す)。一方、電源周波数よりも回転部分のすべ
りによる分だけ小さい周波数となる回転周波数に起因し
て発生する機械騒音はその整数倍の周波数にピークを有
している(図中三角印で示す)。そして、その他の騒音
成分として上述のピークの間に現れる変調音がある。こ
のことから、前記三者の騒音成分を抑制することにより
騒音のレベルを実用上問題ない程度に十分消音できるこ
とがわかる。
慮すると、電源周波数に起因して発生する電磁騒音は電
源周波数の偶数倍の周波数にピークを有している(図中
丸印で示す)。一方、電源周波数よりも回転部分のすべ
りによる分だけ小さい周波数となる回転周波数に起因し
て発生する機械騒音はその整数倍の周波数にピークを有
している(図中三角印で示す)。そして、その他の騒音
成分として上述のピークの間に現れる変調音がある。こ
のことから、前記三者の騒音成分を抑制することにより
騒音のレベルを実用上問題ない程度に十分消音できるこ
とがわかる。
そこで、本実施例においては、第2図にも示すように、
これらの騒音成分を確実に検出するために、コンプレッ
サ18の回転周波数を振動センサ23により検出してお
り、また、電源周波数を制御部24により検出している
。つまり、上述した騒音のうち消音の対象となる成分に
対して、回転周波数及び電源周波数の基本周波数のみを
個々に検出し、制御部24において夫々側々のFIRフ
ィルタA及びBにより演算処理を行なって前述の消音原
理に基づく消去音信号を生成し、これらを合成してスピ
ーカ26に出力するのである。これにより、コンプレッ
サ18から発生する騒音は放熱用開口部21.aにおい
てスピーカ26からの音と干渉して大きく減衰される。
これらの騒音成分を確実に検出するために、コンプレッ
サ18の回転周波数を振動センサ23により検出してお
り、また、電源周波数を制御部24により検出している
。つまり、上述した騒音のうち消音の対象となる成分に
対して、回転周波数及び電源周波数の基本周波数のみを
個々に検出し、制御部24において夫々側々のFIRフ
ィルタA及びBにより演算処理を行なって前述の消音原
理に基づく消去音信号を生成し、これらを合成してスピ
ーカ26に出力するのである。これにより、コンプレッ
サ18から発生する騒音は放熱用開口部21.aにおい
てスピーカ26からの音と干渉して大きく減衰される。
一方、このとき開口部21aに達する音は消音量モニタ
としてのマイクロホン22により検出されており、その
ときのモニタ量が所定レベルよりも大きいとき、つまり
消音効果が小さいときには制御部24によりスピーカ2
6からの出力レベルを調整するように伝達関数の修正が
行われるようにフィードバック制御を行なう。この結果
、コンプレッサ18から発生する騒音は放熱用開口部2
1aにおいて実用上略問題のない程度に消音される。
としてのマイクロホン22により検出されており、その
ときのモニタ量が所定レベルよりも大きいとき、つまり
消音効果が小さいときには制御部24によりスピーカ2
6からの出力レベルを調整するように伝達関数の修正が
行われるようにフィードバック制御を行なう。この結果
、コンプレッサ18から発生する騒音は放熱用開口部2
1aにおいて実用上略問題のない程度に消音される。
このような本実施例によれば、コンプレッサ18から発
生する騒音のうち、回転周波数に起因している機械騒音
と電源周波数に起因している電磁騒音とを夫々振動セン
サ23及び制御部24によりその基本周波数を検出する
と共に、それらの検出信号を別々のFIRフィルタにて
演算処理するようにしたので、互いに周波数が近接して
いる電磁騒音と機械騒音とをサンプリング精度の高い検
出器を用いることなく検出して確実に消音でき、騒音の
消音効果を向上させることができる。また、消音量モニ
タ用のマイクロホン22を利用することで、電磁騒音と
機械騒音との信号レベルの太きい基本周波数成分のみを
検出することとしたので、振動センサ23として高感度
(S/N比が高い)である高価なものを用いる必要がな
く、また、その取付は位置の自由度も大きくなる。
生する騒音のうち、回転周波数に起因している機械騒音
と電源周波数に起因している電磁騒音とを夫々振動セン
サ23及び制御部24によりその基本周波数を検出する
と共に、それらの検出信号を別々のFIRフィルタにて
演算処理するようにしたので、互いに周波数が近接して
いる電磁騒音と機械騒音とをサンプリング精度の高い検
出器を用いることなく検出して確実に消音でき、騒音の
消音効果を向上させることができる。また、消音量モニ
タ用のマイクロホン22を利用することで、電磁騒音と
機械騒音との信号レベルの太きい基本周波数成分のみを
検出することとしたので、振動センサ23として高感度
(S/N比が高い)である高価なものを用いる必要がな
く、また、その取付は位置の自由度も大きくなる。
[発明の効果]
以上説明したように、本発明の消音装置によれば、騒音
源の回転駆動部により発生される騒音に対して、回転周
波数に起因して発生する機械騒音と電源周波数に起因し
て発生する電磁騒音とを、その基本周波数を別々に検出
して消音信号を生成したのちに合成して制御用発音器に
出力するようにしたので、高価なセンサを用いることな
く、また取付は位置の自由度をアップさせることができ
、この場合でも両者の騒音の周波数が近接していても確
実に騒音源からの騒音を消音できるという優れた効果を
奏する。
源の回転駆動部により発生される騒音に対して、回転周
波数に起因して発生する機械騒音と電源周波数に起因し
て発生する電磁騒音とを、その基本周波数を別々に検出
して消音信号を生成したのちに合成して制御用発音器に
出力するようにしたので、高価なセンサを用いることな
く、また取付は位置の自由度をアップさせることができ
、この場合でも両者の騒音の周波数が近接していても確
実に騒音源からの騒音を消音できるという優れた効果を
奏する。
第1図乃至第5図は本発明の一実施例を示し、第1図は
要部の原理的構成図、第2図は信号の流れを模式的に示
した図、第3図はコンプレッサの発生する騒音の周波数
分析図、第4図は冷蔵庫本体の縦断側面図、第5図は消
音原理を説明する概念図であり、第6図及び第7図は夫
々従来例を示す第1図及び第2図相当図である。 図面中、11は冷蔵庫本体、17は機械室(空間領域)
、18はコンプレッサ(騒音源)、21は機械室カバー
21aは放熱用開口部、22はマイクロホン、23は
振動センサ(回転周波数検出手段)、24は制御部(電
源周波数検出手段、回転音消去手段、電磁音消去手段、
制御手段)、25は交流電源、26はスピーカ(制御用
発音器)である。 代理人 弁理士 佐 藤 強 第 図 第 図 第 図 6P マイクロホン !7 図
要部の原理的構成図、第2図は信号の流れを模式的に示
した図、第3図はコンプレッサの発生する騒音の周波数
分析図、第4図は冷蔵庫本体の縦断側面図、第5図は消
音原理を説明する概念図であり、第6図及び第7図は夫
々従来例を示す第1図及び第2図相当図である。 図面中、11は冷蔵庫本体、17は機械室(空間領域)
、18はコンプレッサ(騒音源)、21は機械室カバー
21aは放熱用開口部、22はマイクロホン、23は
振動センサ(回転周波数検出手段)、24は制御部(電
源周波数検出手段、回転音消去手段、電磁音消去手段、
制御手段)、25は交流電源、26はスピーカ(制御用
発音器)である。 代理人 弁理士 佐 藤 強 第 図 第 図 第 図 6P マイクロホン !7 図
Claims (1)
- 1、ダクト状をなす音響的に閉じられた空間領域内に配
置され回転駆動部を有する騒音源からの音を検出して電
気信号に変換すると共にその電気信号を加工した信号に
基づいて制御用発音器を動作させることにより、前記空
間領域から外部に放射される音を能動的に打消すように
した消音装置において、前記騒音源の回転駆動部の回転
周波数を検出する回転周波数検出手段と、同回転駆動部
に与えられる電源の周波数を検出する電源周波数検出手
段と、前記回転周波数検出手段からの検出信号に基づい
て前記騒音源の回転周波数に起因して発生する機械騒音
を打消すような消去音信号を生成する回転音消去手段と
、前記電源周波数検出手段からの検出信号に基づいて前
記騒音源の電源周波数に起因して発生する電磁騒音を打
消すような消去音信号を生成する電磁音消去手段と、前
記回転音消去手段及び電磁音消去手段からの消去音信号
に基づいて前記制御用発音器を動作させる制御手段とを
具備したことを特徴とする消音装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20470690A JPH0490476A (ja) | 1990-08-01 | 1990-08-01 | 消音装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20470690A JPH0490476A (ja) | 1990-08-01 | 1990-08-01 | 消音装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0490476A true JPH0490476A (ja) | 1992-03-24 |
Family
ID=16494968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20470690A Pending JPH0490476A (ja) | 1990-08-01 | 1990-08-01 | 消音装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0490476A (ja) |
-
1990
- 1990-08-01 JP JP20470690A patent/JPH0490476A/ja active Pending
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