냉장고 기동 시에 발생하는 냉매 유동 소음의 저감에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 냉장고 기동 후에 발생하는 냉매 유동 소음의 원인을 규명하고 소음 저감 방법을 제안하였다. 첫째, 소음의 발생 위치를 분석하기 위하여 스피커 가진에 의한 가속도 분석과 냉동실의 내벽과 외벽의 가속도 레벨 분석 실험을 실시하였다. 이 실험결과에서 소음이 냉장고 외부의 냉매 순환로에서 발생한다는 것을 알 수 있었다. 냉장고 외부의 냉매 순환로에 대한 가속도 분석에서 모세관, 드라이어, 흡입관의 가속도 레벨이 다른 위치보다 상대적으로 크게 나타났으며, 세 부품의 가속도와 소음의 3차원 스펙트럼을 비교한 결과에서 소음과 진동의 주파수 성분 및 발생 시점이 유사하다는 것을 알 수 있었다. 그리고 제진재를 드라이어 고리와 모세관에 부착하여 모세관, 드라이어, 흡입관의 진동을 절연할 수 있었고 소음의 레벨도 2 dB 이상 저감할 수 있었다. 둘째, 소음의 발생 기구를 규명하기 위해서 모세관 형상의 변경과 제진재를 부착하는 방법으로 모세관의 공진 주파수를 변화시키면서 소음을 분석하였고, 공진 주파수 영역에서 소음 레벨이 상승한다는 것을 확인하였다. 이 실험을 통하여 모세관의 공진이 소음 발생의 직접적인 원인이라는 결론을 얻었다. 마지막으로 모세관에 대한 모드해석을 통하여 모세관 공진을 효과적으로 억제할 수 있는 제진재 부착위치를 구하고, 그 위치에 제진재를 설치하여 약 3 dB의 소음저감 효과를 얻을 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this work, noise generation mechanism of refrigerant flow in refrigerator start-up is experimentally analyzed and an effective method is proposed to reduce the noise. First a speaker test and an analysis for accelerations of inner and outer walls of refrigerator are executed to identify the position of noise source. From this results, it is found that the noise source are located on the external refrigerant-circulating path. The analysis of the noise and the accelerations on the external refrigerant-circulating path is also performed to identify the refrigerator parts which make noise source. This results show that the vibrations of three parts, drier, capillary tube and suction pipe, have the same frequency components with those of noise and higher levels than the other parts. When equipping restrainers on the capillary tube, the vibration of three parts are suppressed and the noise level reduces 2 dB in the overall level. Second the relation between the frequency of noise and the resonance of capillary tube is investigated by estimating the frequency shifts for different shapes and restrainers of capillary tube. From the results, it is found that the structure-borne noise due to the resonance of capillary tube is primary noise source. Finally, the modal analysis of capillary tube is executed to find out effective positions of restrainers to suppress the resonance and the noise level reduces up to 3 dB in the overall level by equipping restrainers on the capillary tube.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 = 1
• 1.1 연구 배경 및 목적 = 1
• 1.2 연구 동향 및 방법 = 3
• 제2장 소음 발생 위치의 규명 = 5
• 2.1 냉매 유동 소음의 현상 분석 = 5
• 2.2 스피커를 이용한 소음원의 위치 분석 = 9
• 2.3 내/외벽 가속도의 경향성 분석 = 15
• 2.4 외부 냉매 순환로의 가속도 분석 = 18
• 2.5 소음 및 가속도의 3차원 스펙트럼 분석 = 22
• 2.6 소음과 가속도의 상관도 분석 = 25
• 제3장 소음 발생기구 규명 = 33
• 3.1 모세관의 형상에 따른 소음의 변화 = 33
• 3.2 모세관 공진과 냉매 진동의 관계 분석 = 36
• 3.3 모세관 공진과 소음의 관계 분석 = 41
• 제4장 소음 저감 대책 = 43
• 4.1 모세관의 진동모드 해석 = 43
• 4.2 모세관의 진동 절연에 의한 소음 저감 = 47
• 제5장 결론 = 50
• 참고문헌 = 52
• 영문초록 = 54
• 국문초록 = 56