KR960002572B1 - 소음제거 기능을 구비한 냉동장치 - Google Patents

소음제거 기능을 구비한 냉동장치 Download PDF

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가부시끼가이샤 도시바
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Abstract

내용 없음.

Description

소음제거 기능을 구비한 냉동장치
제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 능동 소음제거시스템의 개략적인 구성도.
제2도는 제어음향 발생기 및 이와일체된 소음제거 모니터용 음향수신기의 사시도.
제3도는 소음제거 동작의 제어내용을 도시한 흐름도.
제4도는 냉장고의 종단면도.
제5도는 냉장고의 요부를 분해한 사시도.
제6도는 능동 제어에 의한 소음제거 원리를 개략적으로 도시한 구성도.
제7도는 요부의 치수 관계를 설명하기 위한 개략적인 사시도.
제8도는 소음 레벨의 특성도.
제9도는 적응제어의 원리를 개략적으로 도시한 블록도.
제10도 및 제11도는 적응제어의 동작을 도시한 제9도에 유사한 도면.
제12도는 본 발명의 제2실시예에 따른 소음제거시스템의 요부를 분해한 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 냉장고 7 : 기계실
8 : 압축기 10 : 제상수 증발기
11 : 기계실 뚜껑 12 : 진동검출기
13,51 : 스피커(제어용 음향 발생기)
14,51 : 마이크로폰(소음제거 모니터용 음향수신기)
15 : 역상 음향 발생회로 16 : 연산기
17 : 적응제어회로 22 : 연결부재
23 : 스피커 박스 24 : 지지대
본 발명은, 냉장의 기계실에 설치된 압축기로부터 발생되는 소음을 능동적으로 제거하는 소음제거 기능을 구비한, 가정용 냉장고 등의 냉동장치에 관한 것이다.
거의 대부분의 가정은 압축기를 채용한 가정용 냉장고를 구비하고 있다.
이러한 냉장고에서는 해를 거듭할 수록, 압축기로부터 발생되는 소음의 제문제를 해결하는 것이 중요하게 된다.
냉장고에서 주요한 소음원은, 압축기와 이에 연결된 배관계등이 있는 기계실이다.
좀더 상세히 설명하면, 기계실로부터 방출되는 소음은, 압축기모터의 구동시에 발생되는 소음, 압축개스가 흐르면서 발생되는 소음 및 압축시스템의 운동부재들에 의해서 발생되는 기계적 소음등이다.
또한, 압축기에 연결된 배관계의 소음은 그 진동에 따른 소음이다.
이 기계실로부터의 소음이 냉장고 소음의 대부분을 차지한다.
이에따라, 기계실의 소음을 제어하는것이 냉장고의 소음을 감소시키는데 가장 중요한 것이 된다.
종래에는, 기계실로부터의 소음을 감쇠시키려는 목적으로 회전식 압축기 같은 저소음 압축기가 채용되었다.
또한 압축기의 진동방지구조를 개량하고 배관계의 형상을 개량하여, 진동 전달경로에서 진동을 감소시키는 시도를 해왔다.
또는, 압축기 및 배관계 주위에 흡음제및 방음제를 설치하여 기계실에서 흡수되는 소음의 량 및 소음투과손실량을 늘이기도 했다.
그러나, 기계실의 하나 이상의 벽에는 다수개의 방열구가 형성되어 기계실의 열을 밖으로 배출하므로 이 방열구에 의해 기계실내의 소음이 밖으로 새어나간다.
그결과, 전술한 종래의 소음 감쇠 방법은 일정한 한계를 가지며 약 2dB 정도의 효과밖에 기대할 수 없다.
이에 대해 최근에는, 음향 정보 처리회로를 구비하는 전자공학기술 및 음향제어기술의 응용으로 음파의 간섭을 이용하여 소음제거를 행하는 능동소음제어시스템이 주목받고 있다.
상세히 설명하면, 전술한 능동소음제어시스템에서는 기계실내의 특정위치에 소음원으로부터 발생되는 소음을 수신하여 전기신호로 변환하는 마이크로폰 같은 음성 검출장치가 제공된다.
이 전기신호는 연산기에 의해 소거용 신호로 처리된다. 이 소거용 신호는 소거음향 발생기인 스피커등에 전달되어, 마이크로부터 수신한 음향과는 위상이 반대이고 파장 및 진폭이 동일한 인공음을 발생시킴으로써, 수신한 음과 간섭을 일으키도록 하여 소음을 감쇠하는 효과를 얻는다
전술한 능동소음제어시스템이 실용될때는, 그 소음제어를 위해 신호계를 구성하는 부품의 시간경과에 따른 특성변동 및 주위온도에 의한 특성 변동을 보장할 필요가 있다.
이를 위해, 능동소음제어시스템의 소음제거능력 변동에 따라서 전술한 연산기의 연산계수 또는 음향 전달 함수가 보정되는 것이 제안되고 있다.
이러한 보상을 행하기 위해서는, 마이크로폰 같은 소음제거 모니터용 음향수신기가 제어용 음향 발생기의 소음 감쇠 효과를 모니터하기 위해서 제공되며, 이와함께, 소음제거 모니터용 음향수신기에 의한 모니터 결과가 소정의 허용범위를 벗어나는 경우에는, 연산기의 연산계수를 소정량만큼 변화시키는 것과함께, 전술한 모니터 결과가 전술한 소정의 허용 범위안에 들어갈때까지 그 변화동작을 계속하여 행하는 제어수단을 설치하여, 이것에 의해 능동제어시에 소음제거능력을 최적의 상태로 유지시키는 소위 적응제어를 행하는 것이 관심의 대상이 되고 있다.
이경우, 최적의 바람직한 적응제어를 하기 위해서는, 소음 모니터용 음향수신기를 제어용 음향 발생기로부터 정확히 소정거리만큼 떨어지도록 설치시킬 필요가 있다.
그러나, 실제에서는, 조립제조단계에서, 소음제거모니터용 음향수신기와, 제어용 음향 발생기간의 설치간격에는 편차가 발생하므로, 적응제어의 정도가 저하될 우려가 있다.
이때, 소음제거 모니터용 음향수신기와 제어용 음향 발생기의 설치 거리에 대한 편차가 무시될 수 있는 정도까지 조립의 정밀도를 높이려면, 소음제거 모니터용 음향수신기 및 제어용 음향 발생기를 고정하는 지그등의 고정부재의 정밀도를 높이며, 신중한 조립작업이 요구되어서, 작업능률이 떨어지며, 비용이 증가되는 등의 결점이 있다.
본 발명의 목적은 압축기의 구동에 의해서 발생되는 소음을 능동적으로 감소시키는 소음제거 기능을 구비한 냉동장치를 제공하는 것으로서, 소음제거 모니터용 음향수신기로부터의 모니터 결과에 기초해서 적응제어를 하는 방법으로 소음제거를 제어함으로써, 제어용 음향 발생기와 모니터용 음향수신기간 위치관계에서의 정밀성을 어떤 특별한 부재를 이용하지 않고 쉽게 개선될 수 있도록 하며, 또한 조립의 효율성, 비용의 절감과 함께 능동소음제어의 정밀성을 개선한 것이다.
전술한 목적달성을 위한 수단으로 본 발명의 기계실 및 냉장실을 구비하는 단열재 본체, 기계실에 설치된 압축기, 압축기 구동에 의해 발생되는 소음을 검지하여 해당되는 전기적 신호로 변환시키는 용도로 기계실내에 설치된 소음 검출장치, 상기 전기신호를 능동소음제어를 위한 음향 신호로 변환시키는 연산기 상기 음향 신호에 기초하여 소음과 역상인 음향을 발생시켜 소음을 감쇠시키는 제어용음향 발생기, 제어용음향 발생기의 소음감쇠효과를 모니터하는 소음제거모니터용 음향수신기, 소음제거모니터용 음향수신기의 모니터 결과가 소정의 허용범위를 벗어나는 경우, 연산기의 연산 계수를 소정 정도만큼 변화시키며 모니터 결과가 허용 범위내에 들어갈때까지 변화 동작을 반복하여 계속하는 적응제어회로, 및 상기 제어용 음향 발생기와 소음제거 모니터용 음향수신기를 일체로 연결하는 연결부재로 구성되는 소음제거기능을 구비한 냉장고를 제공한다.
상기 제어용 음향 발생기와 소음제거모니터 음향수신기는 연결부재에 의해 일체로 연결되므로, 어떤 특별한 지그등의 부재를 사용하지 않고, 이들간의 소정의 위치관계를 정확하게 유지하며 냉장고내에 설치함으로써, 이들 사이의 거리에 편차가 발생되는 것을 예방하고 적응제어의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
바람직하게는, 냉장고 기계실은 뒷쪽으로 열려진 개구부를 가지며 그 개구부를 덮는 뚜껑이 여닫을 수 있도록 설치될 수 있으며, 이 뚜껑이 전술한 제어용 음향 발생기와 소음 제거모니터용 음향수신기를 연결하는 부재로 이용될 수 있다.
기계실의 뒷면 뚜껑을 열면, 제어용 음향 발생기 및 소음제거모니터용 음향수신기 역시 뒷면 뚜껑과 떨어질 수 있도록 한다.
이러한 구조는 제어용 음향 발생기등의 부재에 대한 점검, 수리 또는 교환을 용이하게한다.
또한, 제어용 음향 발생기는 기계실의 절연벽에 내장될 수도 있다.
이때, 제어용 음향 발생기는 기계실벽에 굳게 고착되므로 발생된 제어음의 주파수 특성이 개선될 수 있다.
또한, 진동검출기를 구비한 소음검출장치는 압축기 위에 설치되는 것이 바람직하다.
이때, 소음원인 압축기의 구동에 의해 발생된 소음은 진동검출기에 의해 직접 검출될 수 있으므로, 소음검출의 정밀도를 개선할 수 있다.
기계실의 가로, 세로, 높이의 치수중 하나를 다른 것들보다 큰 값으로 설정하여 소음의 정재파가 단지 상기 방향중 한가지 방향으로 구성되도록 하는 것이 바람직하다.
이러한 구성에서는, 기계실 내부에서 발생되는 소음이 일차원적 평면 전송파로 고려될 수 있으며, 따라서 능동 소음제어에서 이론적인 소음처리가 단순화될 수 있다.
기계실 뒷면 뚜껑은 압축기와 멀리 떨어지도록 방열구를 구비하며, 소음제거 모니터용 음향수신기는 방열구의 주변에 설치되는 것이 바람직하다.
이러한 구조에서 소음제거 효과는 개설될 수 있다.
또한 기계실의 뒷면 뚜껑은, 열정전도성이 좋고 음향투과손실이 큰 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 구조는 열전달 효율을 향상시키며, 뒷면 뚜껑으로 소음이 새어나가는 것을 방지한다.
본 발명의 또 다른 목적은 이하 첨부된 도면을 참고로 하는 실시예를 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 냉장고의 적용된 본 발명에 따른 실시예를 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
본 발명은 이하의 실시예에서만 한정되지 않으며 당업자에 의해 또다른 응용이 가능할 것이다.
우선 냉장고의 전체구성은 도시한 제4도에서, 참조번호 "1"은 냉장고의 본체이며, 이 내부에는 위로부터 차례로 냉동실(2), 냉장실(3) 및 야채실(4)이 설치된다.
또한 냉동실(2) 뒷편에는 냉각기(5)가 설치된다.
팬(6)은 냉각기(5)에 의해 생성된 냉기를 직접 냉동실(2) 및 냉장실(3)에 공급한다.
기계실(7)은 냉장고 본체(1)의 최하단부에 설비된다.
이 기계실(7)의 내부에는 로터리형 압축기(8) 응축파이프(9) 및 소위 세라믹핀을 이용한 제상수 증발기(10)가 설치된다.
압축기가 구동되는 동안 압축기(8)로부터의 냉매는 냉매로(도시되지 않음)를 따라 냉각기(5)에 공급되어 증발됨과 동시에, 팬(6)이 구동되어 냉각기(5)와 냉장고 내부 사이에서 열 교환이 행해지도록 한다.
제5도는 응축파이프(9) 및 제상수 증발기(10)가 생략된 도면으로서, 기계실(7)의 분해사시도이다.
이 도면에서는 기계실(7)은 그 뒷면에 사각형 개구부가 마련되어 기계실 뚜껑(11)에 의해 닫혀지도록 되어 있다.
이때 기계실 뚜껑(11)의 주변부는 기계실이 사각형 개구부의 가장자리에 기밀하게 장착되도록 되어 있다.
일반적으로 기계실 뚜껑(11)의 좌측 모서리에는 가느다란 형상의 사각형 방열구 (11a)가 제5도에 도시된 것처럼 마련된다.
그러므로, 기계실 뚜껑(11)이 기계실(7)에 장착되면, 방열구(11a)를 제외한 모든곳은 밀폐된다.
기계실 뚜껑(11)은 열전도성이 좋고 음향투과 손실이 큰, 강철같은 금속재질로 만들어진다.
또한, 제5도를 참조하면, 소음검출장치로서 진동검출기(12)가 압축기(8)위에 설치되어 압축기로부터의 진동으로 진동소음을 측정하여, 검출된 소음을 전기적 신호로 변환시킨다.
제어음향 발생기로서 스피커(13)는 기계실(7)내부에 설치된다.
예를들면, 스피커(13)는 냉장고 본체의 바닥벽에 해당되는 기계실(7)의 내측벽면의 방열구(11a) 근처에 후술하는 바와같이 설치된다.
소음감쇠 모니터용 음향수신기로서 마이크로폰(14)은 방열구(11a)의 근처에 후술하는 바와같이 설치된다.
마이크로폰(14)은 스피커(13)으로부터의 음향에 의한 소음감쇠 효과를 모니터하기 위해, 압축기(8)로부터의 스피커(13)으로부터의 소음제거용 음향간의 간섭에 의한 간섭음을 수신하는 기능을 한다.
제1도를 참조하면, 진동검출기(12)에 의해 발생되는 전기신호 Sm를 역상음향 발생회로(15)내의 연산기(16)에 의해 제어신호 Pa로 처리하고, 이 신호는 능동제어를 위해 스피커(13)에 공급된다.
전술한 전기신호 Sm의 처리는 다음의 능동 소음제어에 의한 소음감쇠원리에 의해 행하여지며, 제6도를 참조하면 다음의 l 단자식이 성립한다.
Figure kpo00001
여기서, S1=압축기(8)로부터 발생된 소음. S2=스피커(13)으로부터 발생된 제어음. R1=진동검출기(12)에 의해 검출된 진동음. R2=제어위치인 방열구 (11a)에 설치된 마이크로폰(14)에 의해 수신된 음향.
T11, T21, T12, T22=각 음향들 간의 입력 및 출력 사이의 음향 전달함수.
이에 따라 스피커(13)로부터 발생된 음향 S2은 다음 방정식으로부터 얻어진다.
S2=(-T12·R1+T11·R2)/(T11·T22-T12·T21)
목적은 제어점에서 음향레벨을 '0'으로 하는 것이므로, R2에 '0'을 대입하면 다음과 같다.
S2=R1·T12/(T12·T21-T11·T22)
이 방정식에서 알 수 있는 것처럼, R2를 "0"으로 만들기 위해서는, 진동검출기(12)에 의해 검출된 음향 R1을 다음 방정식에 의해 표현되는 필터에 의해 처리한다.
F=T12/(T12·T21-T11·T22)
그래서, 얻어진 처리된 음향 S2는 스피커(13)로부터 발생되며, 이때 방열구(11a)에서 음향 레벨은 이론적으로는 '0'으로 만들 수 있는 것이다.
연산기(16)는 상기 음향처리를 빠른 속도로 행하여, 제어신호 Pa를 스피커(13)에 공급할 수 있도록한다.
방정식(1)의 F, T12, T21, T11및 T22를 각각 G, Gso, Gam, Gsm 및 Sao로 치환하면 다음과 같다.
G=Gso/(Gso·Gam-Gsm·Gao) ……………………………………………… (2)
방정식 (2)에서, Gso, Gam, Gsm 및 Gao의 앞의 첨자는 입력측을, 뒤의 첨자는 출력측 또는 응답측에 대응하는 것으로서, 예를들면, Gam은 스피커(13)으로의 입력신호를 입력측으로하고 마이크로폰으로부터의 출력신호를 출력측으로해서 측정한 경우의 음향 전달함수를 나타낸다.
압축기(8)로부터의 소음을 진동검출기(12)에 의해 검출되는 구성에서는, 진동검출기(12)가 스피커(13)으로부터의 음향을 수신하는 것은 아니므로 Gam을 '0'으로 볼 수 있다.
따라서 방정식(2)는 다음과 같이 표현된다.
G=-Gso/(Gam·Gao) …………………………………………………………… (3)
Gso/Gsm=Gmo′이므로 방정식(3)은 다음과 같이된다.
G=-Gsm/Gao ………………………………………………………………………(4)
즉, 진동검출기(12)로부터의 전기신호로 상기 식(4)에 표시된 G에 해당하는 필터를 사용하여 가공한 음향을 스피커(13)로부터 발생시키므로써, 방열용 개구부(11a)에서의 음향 레벨을 이론적으로 '0'으로 만들수 있다.
한편, 전술한 바와같이 구성된 냉장고의 경우 압축기(8)의 구동에 따라서 기계실(7)내에서 발생하는 소음 레벨은, 제8도에 도시된 바와같이 700Hz 이하의 주파수 대역에서와, 1.5 내지 5KHz의 주파수 대역에서 증가된다는 성질을 갖는다.
이러한 주파수 대역중에서, 고주파수인 소음은 기계실 뚜껑(11) 등으로 투과손실에 의해 감쇠될 수 있으며, 또한 기계실(7)내에 적절한 흡음부재를 설치하여 용이하게 소음제거를 할 수 있으므로, 전술한 바와같은 진동검출기(12), 스피커(13) 및 연산기(16)에 의한 소음제거 능동회로는 700Hz 이하를 감쇠목적으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 전술한 바와같이 소음의 능동 제어를 행하는 경우에는, 기계실(7)내에서 소음이 1차원 평면진행파로 되는 구성이지만, 그 제어를 이론상으로도 기술상으로도 용이하면서도 정밀하게 행할 수 있도록 기계실을 구성하는 것이 중요하다.
따라서 실시예에서는, 제7도에 도시된 것처럼, 기계실(7)의 3차원 방향인 가로방향치수 W, 세로방향치수 D, 및 높이방향치수 H 가운데 하나를, 예를들면 가로방향치수 W를 다른치수 D 및 H 보다도 크게 설정한다.
구체적으로는 W=600mm, D=H=200mm로 설정할 수 있다.
다시말하면, 가로방향치수 W는 감쇠시킬 소음의 파장에 근접시키고, 세로 및 높이방향 치수는 감쇠될 소음 파장보다 짧게 만들어, 기계실(7)의 소음에 대한 정재파가 1차원 요소만을 갖도록하는 것이다.
기계실(7)이 장방형 공간임을 고려할 때, 다음의 식이 성립한다.
Figure kpo00002
단, f=공진주파수(Hz)
Nx, Ny, Nz=각각 X, Y 및 Z방향에서의 순서를 나타내는 요소
Lx, Ly, Lz=각각 기계실 (7)에서 X, Y 및 Z방향의 차원 즉 D, W 및 H이다.
C=음향 속도
X, Y 및 Z 방향 각각의 제1정재파, fy 및 fz는 상기 방정식으로부터 얻어질 수 있다.
전술한 것처럼, 가로방향치수를 600mm, 높이 및 세로방향치수를 200mm라고하면 X방향 기본파의 제1정재파 주파수 fx는 다음과 같이 구해진다.
Figure kpo00003
여기서 Ny=Nz=0. C=340m/sec
같은 방법으로 Y 및 Z방향에서 기본파의 제1정재파 주파수 fr 및 fz는 다음과 같이 구해진다.
Figure kpo00004
결과적으로, 전술한 목표주파수(700Hz) 이하에서는, 기계실(7) 내부 소음의 정재파는, Y방향(가로방향)의 요소에 대해서만 성립되며, 기계실(7) 내부의 소음을 1차원 평면 진행파로 볼 수 있게 되는 것이다. 그러므로, 전술한 스피커(13)등은 이용한 소음의 능동제어에 의한 소음제어에서, 그 파면의 이론상 취급이 용이하게 되며, 소음제거 제어를 용이하고도 정밀하게 할 수 있는 것이다.
제1도에서, 마이크로폰(14)로부터의 음향신호 S0는 역상음향 발생용회로(15)의 적응제어회로(17)에 입력되어서 적응제어에 이용된다.
이하 적응제어의 원리를 제9도 내지 제11도를 참조로 설명하도록 한다.
스피커(13)는 백색잡음 발생기(19)로부터 스위치(18)를 통해 백색잡음(white noise)을 수신하도록한다.
스위치(18)이 닫히면, 스피커(13)는 소정주파수 대역폭에서 일정한 정도의 전력밀도를 갖는 백색잡음을 발생시킨다.
스위치(18)는 압축기(8)이 구동되지 않는 상태에서 소정의 기간에서 닫혀지도록 설정된다.
또한, 백색잡음 발생기(19)로부터의 백색잡음 신호는 제1적응필터(20)에 공급된다.
백색잡음 발생기(19)로부터의 백색잡음 신호 및 마이크로폰(14)으로부터의 음향신호 0에 기초해서, 스피커(13) 및 마이크로폰(14) 사이의 음향 전달 신호 Gso는 제1적응필터(20)에 의해서 측정된다.
진동검출기(12)에 의해 발생된 진동소음신호 M은 음향전달신호 Gso의해 그만큼 배가되어 제2적응필터(21)에 공급된다.
음향전달신호 Gso에 진동소음신호 M을 공급하여 얻어진 신호 MGao와 마이크로폰(14)로부터의 음향신호 0에 기초하여 제2적응 필터(21)는 능동소음제어를 하기 위한 음향전달함수 G와 현재의 적응제어에 의해 얻어진 최근의 음향전달함수 Gnew사이의 차이 ΔG를, 이하 서술하는 방법으로 구한다.
이경우, 음향전달함수 G는 초기 설정값이거나 적응제어에 의해 이전에 구한값이다.
또한, 음향전달함수 Gao는 제1적응필터(20)에 의해 방금 구한값이다.
압축기(8)의 구동을 고려하면, 진동검출기(12)로부터의 진동소음신호 M, 마이크로폰(14)로부터의 음향신호 0, 및 스피커(13)로부터의 발생 음향 A는 다음과 같이 표현된다.
M=S·Gsm ………………………………………………………(5)
O=S·Gso+A·Gao ……………………………………………(6)
A=M·G ………………………………………………………… (7)
이때, Gsm=압축기(8)로부터의 진동검출기(12)로의 음향전달함수.
Gso=압축기(8)로부터 마이크로폰(14)로의 음향전달함수.
또한, 진동검출기(12)로부터 제2적응필터(21)를 통해 마이크로폰(14)로 가는 경로는 다음과 같이 표현된다.
M·Gao·
Figure kpo00005
G=O…………………………………………………… (8)
이를 전개하면,
ΔG=O/(M · Gao)=(S · Gao+A · Gao)=(S · Gso+M · G · Gao)/(M · G)
=(S · Gso)/(M · Gso)+(M · G · Gao)/(M · Gao)
=(S · Gso)/(S · Gsm · Gao)+G=(Gso/Gsm)Gao+G
여기서 Gso/Gsm=Gmo′라고 하면
ΔG=Gmo/Gao+G
가 된다.
Gnew를 적절한 음향전달함수로 보면,
-Gmo/Gao=Gnew
이므로,
ΔG=-Gnew+G이고
Gnew는 Gnew=G-ΔG로 표현된다.
결국, 음향전달함수 G를 음향전달함수 Gnew로 변경한후, 능동소음제어는 음향전달함수 Gnew에 기초해서 이루어지며, 반면, 리얼타임 계수 변경으로 최적의 소음제거 효과를 얻을 수 있다.
제9도에 도시된 적응제어 시스템을 실제적으로 작동시키려면, 스위치(18)는 제10도에 도시된 바와같이 압축기(8)이 구동되지 않는 상태에서 소정의 기간에 켜지게 된다.
백색잡음발생기(19)로부터의 백색잡음은 스피커(13)에 공급되며, 스피커(13)는 소정의 레벨에서 백색잡음을 발생시킨다.
제1적응 필터(20)는 스피커(13)과 마이크로폰(14)사이의 음향전달함수 Gao를 구하기 위해 작동되며, 이 함수는 O=A·Gao의 음향전달 방정식을 만족한다.
압축기(8)가 구동되면, 제11도에서 도시한 바와같이 제1적응필터(20)에 의해 얻어진 Gao에 기초하여 ΔG을 구하기 위해 제2적응필터(20)가 작동한다. Gnew는 제2적응필터에 의해 얻어진 ΔG에 기초해서 구해지며, 이후 능동소음제어는 얻어진 Gao에 기초해서 수행된다.
이하에서는, 전술한 연산기(15) 및 적응제어회로(17)을 포함한 역상음발생회로(14)의 기능에 대해서 제3도의 흐름도를 참조하면서 설명하기로 한다.
연산기(15)는, 단계 1에서 전술한 능동제어원리에 기초한 연산결과에 의해서 스피커(13)를 구동하는 능동제어루틴을 실행하는 것에 의해, 스피커(13)로부터의 인공적인 제어음향과, 압축기(8)로부터의 소음을 간섭시켜 소음을 제거하는 동작을 계속하여 행한다.
이러한 능동소음제어를 실행할 때, 적응제어회로(17)는 단계 2 및 3에서, 스피커(13)로부터의 인공적인 제어음향을 레벨이 약 최대값으로 되는 때마다, 즉, 압축기(8)로부터의 소음레벨이 압축기(8)의 전원주파수에 따라 주기적으로 변화하여 최대값으로 되는 매 시간마다, 마이크로폰(14)로부터의 전기신호 Se에 기초해서 스피커(13)에 의해 소음 제거량을 모니터한다. 이렇게 전원주파수에 동기하여 전기신호 Se의 입력이 행하여지므로, 그 입력 전기신호 Se에 의해 지시된 소음제거량은 외부로부터의 소음의 영향이 억제되어 신뢰성이 높아지게 된다.
또한 단계 4에서, 적응제어회로(17)는, 전술한 바와같이 소음제거량이 설정레벨이하인가 아닌가를 판단하고, 스피커(13)에 의한 소음제거량이 충분한 경우, 적응제어회로(17)은 전술한 바와같이 단계 1에서의 능동제어회로 루틴으로 되돌아간다.
또한, 스피커(13)에 의한 소음제거량이 불충분하고 소음이 증가되는 경우, 단계 5에서, 적응제어회로(17)은 연산기(16)의 연산계수(음향전달함수)가 소정량만큼 변화하는 적응제어루틴을 행하여 스피커(13)에 의한 소음제거량이 증가되도록한 후, 단계 1에서의 능동소음제어루틴으로 되돌아간다. 또한 본 실시예에서는, 제2도에 도시된 바와같이, 소음제거 모니터용 마이크로폰(14)와 스피커(13)가 연결부재(22)에 의해 일체로서 연결되어 이들사이의 거리에 대한 편차가 발생되는 것이 방지된다.
이경우, 연결부재(22)는 스피커(13)을 고정하는 스피커 박스(23)과 이 스피커 박스(23)에 돌출되어 설치된 지지대(24)로 구성되어, 이 지지대의 끝에 마이크로폰(14)이 고정된다.
이 스피커 박스(23)은 기계실(7)의 내측벽에 부착되거나, 본체의 단열재 바닥벽에 부착된다.
그래서 스피커(13) 및 마이크로폰(14)는 기계실(7)내의 소정의 위치에 각각 동시에 설치될 수 있는 것이다.
또한, 실시예에서는 스피커(13)과 마이크로폰(14) 사이의 간격을 확보하기 위해서, 스피커 박스(23)의 한부분에 스피커(13)과 반대측으로 지지대(24)를 이용하여 마이크로폰(14)을 배치하였지만, 그 양자간의 거리에 관계없이 소음제거 시스템은 하울링을 일으키지 않고 안정하다.
따라서, 이들간의 거리는 음향전달함수 Gao(상관함수)의 파형 및 감쇠될 소음의 량을 기초하여 결정된다.
이들간의 거리는 지지대(24)의 길이, 지지대와 스피커(13)간의 거리, 및 스피커 박스(23)과 지지대의 각도
Figure kpo00006
중 어느 하나에 따라 변화한다.
또한 본 실시예에서는, 소음제거 모니터용 마이크로폰(14)에 대한 마이크로폰 앰프(도시되지 않음)가 스피커 박스(23)에 설치되어 마이크로폰(14)와 앰프의 사이에 있는 케이블의 길이 또는 거리가 감소된다.
마이크로폰(14)의 위치에서 음압은 적응제어에 의해 점차로 감소되므로, 약한 음향신호를 정확히 검출하는 것이 어렵다.
상세히 설명하면, 마이크로폰(14)와 마이크로폰 앰프 사이의 거리가 길면, 이들 사이의 케이블에서 전기적 잡음이 더해져서, 약한 음향신호검출의 정밀도가 떨어지게 된다.
이 현상은 적응제어의 정밀성을 감소시키고 이에따라 소음제거량도 감소된다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 마이크로폰 앰프가 스피커박스에 놓여지도록 하여 마이크로폰(14)과 앰프 사이의 케이블 길이를 전술한 바와같이 감소시키도록 한다.
결과적으로 음향신호검출정밀도는 개선되는 또한 스피커 박스(23) 내부를 효율적으로 사용할 수 있게 되었다.
전술한 실시예에 따르면, 스피커(13) 및 마이크로폰(14)가 연결부재(22)에 의해 각각이 일체되어 연결되었다.
따라서, 스피커(13) 및 마이크로폰(14)가 기계실(7)내부에 설치될때, 이러한 부재들은 이들 사이의 위치 관계를 소정의 거리로 유지하기 위해 어떤 특별한 지그등의 고정부재를 사용하지 않고 기계실 내부에 설치할 수 있게 되었다.
결국, 스피커(13)과 마이크로폰(14) 사이의 거리에서 편차가 발생되는 것을 예방하여, 적응제어의 정밀도를 개선하였다.
또한, 스피커(13) 및 마이크로폰(14)가 기계실(11) 내부에 동시에 설치되므로, 이러한 부재가 기계실 내부에 각각 설치할때보다도 작업능률을 개선할 수 있으며, 비용절감도 향상시킬 수 있게 되었다.
전술한 실시예에서는 냉장고 본체(1)의 단열재 바닥벽에 스피커 박스(23)를 설치하였지만, 기계실(7)에 설치될 수도 있다. 또한, 비록 진동검출기(12)가 기계실(7)내부에서 발생되는 소음을 검출하는 검출기로로 채용되었지만, 그 대신 마이크로폰이 사용될 수도 있다.
제12도는 본 발명에 따른 제2실시예를 설명한 것이다.
여기에서는 기계실(7)의 뒷면 뚜껑(11)이 능동소음제어 스피커(51) 및 소음제거 모니터용 마이크로폰(52)를 일체로 연결하는 부재로 사용되었다.
스피커(51)의 스피커 박스(53) 및 마이크로폰(52)는 기계실 뚜껑(11)의 내측의 소정위치에 설치된다.
나머지 구조는 전술한 제1실시예와 동일하다.
제2실시예에 따르면, 기계실 뚜껑(11) 스피커(51) 및 마이크로폰(52)를 일체로 연결하는 부재로서 기능하므로, 전술한 실시예와 동일한 효과를 발생시킨다.
또한, 스피커(51)는 본체(1)의 단열재 바닥벽에 설치되지 않으므로, 본체(1)의 바닥벽에 두껍게 될 필요가 없으며, 본체 각실의 부피가 감소되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 압축기 및 복잡한 배관계가 기계실 내에 설치되더라도, 스피커(51) 및 마이크로폰(52)에 대한 검사 및 수리등은 기계실 뚜껑(11)을 떼어냄으로써 쉽게 행해질 수 있다.
전술한 소음제거 시스템의 제공에는 단열재 본체(1)의 구조변경이 필수적이지 않으므로, 지나친 비용증가가 발생하지 않는다.
기계실(7)의 설계가 표준화되면, 소음제거 시스템은 다른 유형의 냉장고에도 그대로 응용될 수 있다.
비록, 본 발명은 실시예로서 가정용 냉장고에 대해서 언급하였지만 이는 공기조화기 및 이른바 전시용 냉장고등에도 적용될 수 있다.
전술한 내용들은 단지 본 발명의 원리만을 설명한 것으로 문자그대로의 의미에만 한정되지 않으며, 기술사상은 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 제한될 뿐이다.

Claims (7)

  1. 소음제거 기능을 구비한 냉각장치에 있어서, a) 냉장실 및 기계실을 갖춘 단열재 본체와, b) 기계실 내부에 설치된 압축기와, c) 압축기로부터 발생되는 소음을 검출하여 검출된 소음을 전기신호로 변환하는 소음검출장치와, d) 소음검출장치에 의해 얻어진 전기신호를 능동제어 제어용 음향신호로 변환하는 연산기와, e) 상기 음향신호에 기초하여 소음과 반대의 상을 갖는 역상 음향을 발생시켜 소음을 제거하는 제어음향 발생기와, f) 상기 제어음향 발생기에 의한 소음제거효과를 모니터하는 소음제거모니터용 음향 수신기와, g) 소음제거 모니터용 음향 수신기의 모니터 결과가 소정의 허용범위를 벗어나면, 그 모니터 결과가 허용범위에 들어올때까지 계속하여 연산계수를 변화시키는 동작을 행하는 적응제어회로와, h) 상기 소음제거 모니터용 음향수신기와 상기 제어음향 발생기를 일체로 연결하는 연결부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 소음제거기능을 구비한 냉동장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기계실은 떼어낼 수 있도록된 기계실 뚜껑을 구비하며, 기계실의 뒷쪽 개구부를 닫을 수 있도록 함과 동시에, 상기 제어음향 발생기와 소음제거 모니터용 음향수신기를 일체로서 연결하는 연결부재로 기능하도록 한 소음제거기능을 구비한 냉동장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어음향 발생기는 기계실로 정의된 단열재벽에 설치된 것을 특징으로 하는 소음제거기능을 구비한 냉동장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 소음검출장치는 압축기 위에 설치된 진동검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 소음제거 기능을 구비한 냉동장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기계실의 가로, 세로 및 높이 방향의 치수중 하나가 나머지 치수들 보다 큰 값을 갖도록 설정되어, 상기 소음의 정재파가 단지 한방향으로만 구성되도록한 소음제거 기능을 구비한 냉동장치.
  6. 제2항에 있어서, 기계실의 뒷면 뚜껑에는 압축기로부터 멀리 떨어지도록 방열구를 형성하고, 상기 소음제거 모니터용 음향 수신기를 기계실의 방열구 근처에 위치하도록 설치한 소음제거기능을 구비한 냉동장치.
  7. 제2항에 있어서, 기계실 뒷면 뚜껑은 열전도성이 양호하고, 음향투과손실이 큰 재질로 된 것을 특징으로 하는 소음제거기능을 구비한 냉동장치.
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