KR0114333Y1 - 공기조화기의 냉매음 저감 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 공기조화기의 냉매음 저감장치에 관한 것이다. 특히 머플러내에 다공판을 설치하여 이로써 맥동에 의한 소음과 진동을 감소토록 한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 그 작동 과정에서 기계적 소유 및 냉매소음이 발생하는 등의 문제가 있어왔으며 이의 해소를 위해 머플러(3)를 사용하면 이는 토출냉매가스의 압력(P₁)을 일정하게 감압만 시킬뿐 압력창에 의한 완충작용을 할 수 없으므로 압축기의 맥동을 저감시키기 곤란하였다.

따라서 본 고안은 토출파이프(2)를 상부머플러(10) 내측으로 일정길이(L₂) 삽입하고, 방사상으로 다수의 구멍(11a)을 가진 다공판(11)을 상기 상부머플러(10)내부에 끼우며 하부머플러(12)의 단부(12a)를 상기 상부머플러(10)에 삽입구성하여 머플러 내부압력의 분압에 의해 냉매음을 저감토록 한 것이다.

Description

공기조화기의 냉매음 저감 장치

제1도는 종래 압축기의 배관 구성도.

제2도는 냉매가스의 압력 변화 상태도표.

제3도는 종래 냉동 사이클상에 설치되는 머플러 구조를 보인 종단면도.

제4도는 본 고안 냉동사이클상에 설치되는 머플러구조의 종단면도.

제5도는 본 고안 머플러의 분해 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 상부 머플러 10a : 토출관 삽입부

11 : 다공판 11a : 구멍

12 : 하부 머플러 12a : 삽입부

12b : 유입관 삽입부

본 고안은 공기 조화기의 냉매음 저감 장치에 관한 것으로, 특히 압축기의 맥동가진음을 주로한 냉매음을 저감시키기 위해 다공판을 가지 머플러를 냉동 사이클상에 설치하여 맥동에 의한 소음과 진동을 감소시키도록 한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 증발기, 응축기, 압축기, 팽창기구로 구성되어 배관내의 냉매가 액체→기체→액체로서 상(相) 변화를 하면서 냉방 또는 난방을 행하는 구성을 하고 있다.

보다 상세하게는 증발기에서 냉매는 충분히 증발하여 저온저압의 기체상태로 압축기에 유입되고 압축기에서 상기 저온저압의 기체냉매가 압축되어 고온 고압의 기체 냉매로 변환하는데 이때의 가스온T₂=T₁ 로 변한다. (단, T₁은 압축기에 흡입되는 냉매온도 T₂는 압축기에서 토출되는 냉매온도, n 은 폴리트로픽 지수 1 n k 임) 이는 압추기의 종류에 관계엇이 저온저압의 기체냉매를 고온고압의 기체냉매로 다방압축하는 것은 동일하며 이때, 압축기의 저압냉매가 고압냉매로 변환되면서 맥동(파장) 및 냉매가 진음이 크게 발생하고 분당 3600회 정도의 고속적인 피스톤 왕복운동을 반복하는 과정에서 압축기에 기계적 소음 및 냉매소음이 발생하는 등의 문제가 대두되어 왔는바, 상술한 바와 같은 소음 발생과정을 개략 설명한면 다음과 같다.

냉매가스유로는 제1도에 도시한 바와 같이 흡입파이프를 통해 흡입실로 이동되고 피스톤의 압축 토출작용으로 토출실을 거쳐 루우프 파이프를 따라 압축기(1)에서 토출되어 투출파이프(2)와 머츨러(3)를 거쳐 응축기로 이동되는데, 피스톤의 압축 토출에 따른 실린더 내부의 냉매가스 입력변화는 제2도에 도시한 바와 같이 A → B → C → D → A 의 과정을 반복하고 D → A 간의 압력과 B → C 간의 압력차이에 의해 냉매는 맥동을 반복하고 압축기에서 토출뙨 냉매가스는 맥동 및 냉매가진음을 방생하여 진동 및 소음의 원인이 된다.

이와 같이 발생된 맥동기진음의 감소를 토출파이프상에 설치된 머플러에 의해 해소토록 제안된바 있는 종래의 머플러 구조는 제3도에 도시된 바와 같이 압축기(1)의 토출냉매가스의 압력 P₁이 머플러(3)에서 P₂로 감압되고 응축기에 의해 P₃압력이 되도록 한 것으로, 이때 머플러(3)내의 P₂압력은 일정한 압력을 유지하므로 제2도에 도시된 바와 같이 압축기의 맥동에 의한 압력변화 즉, B와 A간의 압력차에 완충작용을 할 수 없어 단순히 압축기(1)의 토출가스압력은 머플러(3)내에서 P₂로 감압될 뿐 압축기(1)의 맥동을 흡수하기는 곤란한 구조이므로 맥동에 의한 소음과 진동을 감소시킬 수가 없는 문제점이 있었다.

본 고안은 상술한 바와 같은 제반 문제점을 해소키 위해 안출한 것으로, 머플러 내부에 다공판을 설치하여 압축기에서 냉매의 압력차에 의해 발생되는 냉매음을 저감시키는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 압축기에 의해 압축되어 압축기 맥동 및 냉매가진음을 가지는 냉매가 머플러 내부로 유입되기 위한 경로인 토풀파이프와, 상기 압축기 맥동 및 냉매가진음이 유입된 상부 머플러와, 상부 머플러 내부에 형성되어 상기 압축기 맥동 및 냉매가진음이 통과되면서 진동 및 소음이 감소하도록 하는 방사상의 다수개의 구멍을 가지는 다공판과, 상기 머플러의 일측선단이 끼워지는 삽입부를 일측에 형성하고 타측에는 감소된 진동과 소음의 냉매가 토출되는 출구측 배관이 체결되는 유입관 삽입부를 형성한 하부 머플러로 구성된 것을 특징으로 한다.

제4도 및 제5도에 도시한 바와 같이 일측에 토출파이프(2)가 체결되는 토출관 삽입부(10a)와 방시상 다수의 구멍(11a)을 가지는 다공판(11)이 끼워져 형성된 상부머플러(10)가 구비되고, 상기 상부 머플러(10)가 끼워지는 삽입부(12a)를 일측에 형성하고 타측은 응축기에 연결된 출구측 배관이 체결되는 유입관 삽입부(12b)를 형성한 하부 머풀러(12)를 구비하며, 토출파이프(2)는 상부 머플러(10)의 삽입부(10a)에 일정길이(L₂)로 삽입 구성한다.

한편 머플러의 총길이(L₁)는 피스톤 토출량(m³/ n), 피스톤 행정거리(mm) 및 피스톤 직경(mm)과 냉매순환량(kg/h)에 따라 결정되며, 토출파이프(2)의 삽입길이(L₂)는 맥동음차 즉, SPL'-SPL=20log₁₀ 에 의해 결정된다.

(단, S : 머플러 단면적, So : 머플러의 출구측 배관 단면적, K : 체적탄성계수, l : 머플러 길이, lo₁: 머플러 내부의 토출측 배관길이, li : 압축기에서 머플러까지의 배관 길이, lo : 머플러에서 응축기까지의 배관길이임)

상기에 있어서, SPL´는 머플러 내부로 들어오는 냉매가 가지는 맥동음이고, SPL은 머플러 외부로 토출되는 냉매가 가지는 맥동음이다.

이와 같은 맥동음차(SPL´- SPL)는 머플러(3)내부로 들어오는 냉매가 가지는 맥동음(SPL´)과 머플러(3)외부로 토출되는 냉매가 가지는 맥동음(SPL)의 차가 작을수록 소음이 현저히 감소된다.

따라서 토출파이프(2)를 상부 머플러(10)내에 일정길이 삽입케 하므로써 토출파이프(2)가 삽입된 끝단부와 출구측 배관의 일측 입구사이의 거리가 짧아져 맥동음차(SPL´- SPL)를 작게 할 수 있게 되고 이로 인해 소음을 줄일 수 있다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

압축기(1)에서 압축된 냉매가 토출될때에는 압축기의 밸브 또는 실린더에 의해 발생되는 압력변동이 존재하는데 이 압력변동은 맥동압이라 하며, 상기 맥동압은 압축기 운전상태에서 발생된 가진주파수를 가진다.

따라서, 이 맥동음을 줄이기 위해 냉매통로인 배관에 머플러(10)(12)를 설치하여 압력변동폭을 감소시켜 맥동음을 줄이는데, 특히 상부 머플러(10) 내부에 다공판(11)을 형성시킴으로써 급작스런 냉매의 압력변동에 의한 물리적 진동을 줄이게 된다.

이러한 과정은 제4도에 도시된 바와 같이 압축기의 토출가스압력 P₁은 토출파이프(2)를 통과하면서 P₂로 감압되고 다시 상부 머플러(10)내에서 P₃, P₄의 압력으로 분압된다.

즉, P₁= P₂+ P₃+ P₄로 되는데 상기 P₂, P₃, P₄의 냉매가스는 다공판(11)의 구멍(11a)을 통과하면 P5 압력으로 변화하고 응축기로는 P6 압력이 되어 이동한다.

따라서, 제2도에 도시한 바와 같이 압축기의 맥동에 의해 토출가스 압력 P₁이 D ↔ A, B ↔ C 간에서 연속변화해도 머플러(10)(12)내에서 P₂, P₃, P₄로 분압되는 작용에 의해 맥동을 감소시키며, 다공판(11)을 거치면서 P₂→ P5 , P₃→ P5 , P₃→ P5 로 변함에 따라 압축기의 맥동을 흡수하는 완충작용을 하여 응축기 P6 은 일정하게 저감된 상태가 되어 이동된다.

이상과 같이 본 고안은 분압의 원리와 감압용 다공판을 이용한 머플러를 제공하여 압축기 피스톤의 왕복운동으로 흡입과 토출의 압력차에 의해 발생되는 냉매음의 주원인인 맥동에 의한 소음갑소는 물론, 고압부의 진동을 감소시키므로 응축기의 진동 또한 감소시킬 수 있도록 한 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims (1)

1. 압축기(1)에 의해 압축되어 압축기 맥동 및 냉매가진음을 가지는 냉매가 머플러(12)내부로 유입되게 하기 위해 상부머플러(10)에 일정길이(L₂)로 삽입된 토출파이프(2)와, 상기 압축기 맥동 및 냉매가진음이 유입된 상부 머플러(10)와, 상부 머플러(10)내부에 형성되어 상기 압축기 맥동 및 냉매가진음이 통과되면서 진동 및 소음이 감소되도록 하는 방사상으로된 다수개의 구멍(11a)을 가지는 다공판(11)과, 상기 상부 머플러(10)의 일측선단이 끼워지는 삽입구(12a)를 일측에 형성하고 타측에는 감소된 진동과 소음의 냉매가 토출되는 출구측 배관이 체결되는 유입관 삽입부(12b)를 형성한 하부머플러(12)로 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기의 냉매음 저감장치.