KR0136061Y1 - 회전압축기의 소음감쇄장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 회전압축기의 소음감쇄장치에 관한 것으로, 충분한 소음감쇄효과를 가지면서도 재팽창가스의 양을 줄여 압축기의 효율을 향상시키는 것을 목적으로 한다. 이러한 회전압축기의 소음감쇄장치는, 편심부(1)를 가진 회전축(2), 편심부(1)가 내부에 위치되는 실린더(5), 실린더(5) 내부가 챔버를 형성하도록 편심부(1)의 상측과 하측에 각각 배치된 상부플랜지(3)와 하부플랜지(4), 편심부(1)에 설치되어 편심회전운동하는 롤라(6), 일단이 롤라(6)와 접촉한 채로 직선왕복운동하여 실린더(5)의 내부를 흡입실(11)과 압축실(12)로 구획하는 배인(10)이 밀폐용기(17)내에 장착된다. 배9인(10)의 일측면에는 압축실(12)과 연통되도록 냉매유로(30)가 형성되고, 상부플랜지(3)에는 배인(10)이 전진된 상태에서 냉매유로(30)와 분리되고 후진된 상태에서 냉매유로(30)와 연통되는 가스빼기홀(40)이 형성된다.

Description

회전압축기의 소음감쇄장치

제1도는 종래 회전압축기의 압축부의 구조를 보인 단면도이다.

제2도는 제1도의 횡단면도이다.

제3도는 본 고안에 따른 회전압축기의 압축부의 구조를 보인 단면도이다.

제4도의 (a)는 제3도의 횡단면도로 가스빼기홀이 닫힌 상태를 나타낸 것이고, (b)는 이의 요부 상세도이다.

제5도의 (a)는 제3도의 횡단면도로 가스빼기홀이 열린 상태를 나타낸 것이고, (b)는 이의 요부 상세도이다.

제6도는 일반적인 회전압축기의 전체적인 구성을 보인 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 상부플랜지 6 : 롤라

10 : 배인 12 : 압축실

14 : 반달홈 30 : 냉매유로

40 : 가스빼기홀

본 고안은 밀폐형 회전압축기에 관한 것으로, 특히 압축된 냉매가스의 밀폐용기내로의 토출구조를 개선하여 간극체적으로 인한 손실저감과 압력맥동을 감소시키는 회전압축기의 소음감쇄장치에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 냉동사이클에서 압축과정을 수행하는 것으로 왕복동식 압축기와 회전압축기가 있다. 제1도는 회전압축기의 압축부의 구조를 도시한 것이다. 이를 참조하면, 하단에 편심부(1)가 마련된 회전축(2)을 상부플랜지(3)와 하부플랜지(4)가 지지한다. 상부플랜지(3)와 하부플랜지(4)는 실린더(5)의 상면과 하면에서 결합되어 실린더(5) 내부가 하나의 챔버를 형성하게 한다. 이러한 챔버내의 편심부(1)에는 롤라(6)가 설치되어 편심회전운동한다. 상부플랜지(3)에는 토출포트(7)와 토출밸브(8)가 설치된다. 토출밸브(8) 상측에는 토출머플러(9)가 설치된다.

제2도에 도시한 바와 같이, 실린더(5)의 내부는 배인(10)에 의해 흡입실(11)과 압축실(12)로 구획된다. 즉, 배인(10)은 롤라(6)의 편심회전운동에 따라 직선왕복운동하는 것으로 항상 롤라(6)와 접촉된 상태로 실린더(5) 내부를 흡입실(11)과 압축실(12)로 구획하는 것이다. 흡입실(11)에는 흡입관(13)이 연결되고, 압축실(12)에 토출포트(7)와의 연통을 위한 반달홈(14)이 형성된다. 또한 롤라(6)가 반달홈(14)부를 지나는 시점에서 압축된 냉매가스가 압축실(12) 내부의 흡입공간으로 팽창되면서 발생되는 압력맥동으로 인해 발생되는 소음을 줄여주기 위해 공명기(15)를 형성하여 패스웨이(17)를 통해 반달홈(14)과 연통시키고 있다.

그러나 이러한 종래의 밀폐형 회전압축기에서는 소음제거 역할을 하는 공명기(15)로 인하여 데드볼륨(dead volume)이 생기고, 이로 인해 압축된 냉매가스의 재팽창에 의한 손실이 발생하여 압축기의 효율이 저하되는 문제점이 있었다. 즉, 공명기(15)는 직경이 7 내지 8 ㎜ 정도의 원통 형상으로 상당한 부피를 차지하므로 토출직후 공명기(15)와 패스웨이(17)에 채워진 냉매가스는 흡입과정에서 다시 흡입됨으로써 전체 흡입냉매가스량을 감소시켜 압축기 효율을 떨어뜨리는 문제점이 있었다. 또한 압축공간에서 발생되는 재팽창가스의 압력맥동으로 인한 소음이 발생하는 문제점이 있었다.

따라서 본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 기존의 공명기가 차지하는 데드볼륨을 제거함으로써 간극체적을 줄여 재팽창 가스에 의한 압축기의 효율감소를 방지하고 동시에 압축공간에서 발생하는 압력맥동을 밀폐용기 내부로 유도함으로써 저소음화를 실현할 수 있는 회전압축기의 소음감쇄장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 회전압축기의 소음감쇄장치는, 편심부를 가진 회전축, 상기 편심부가 내부에 위치되는 실린더, 상기 실린더 내부가 챔버를 형성하도록 상기 편심부의 상측과 하측에 각각 배치된 상부플랜지와 하부플랜지, 상기 편심부에 설치되어 편심회전운동하는 롤라, 일단이 상기 롤라와 접촉한 채로 직선왕복운동하여 상기 실린더의 내부를 흡입실과 압축실로 구획하는 배인이 밀폐용기내에 장착된 회전압축기에 있어서, 상기 배인의 일측면에는 상기 압축실과 연통되도록 냉매유로가 형성되고, 상기 상부플랜지와 하부플랜지의 어느 하나에는 상기 배인이 전진된 상태에서 상기 냉매유로와 분리되고 후진된 상태에서 상기 냉매유로와 연통되는 가스빼기홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부도면을 참조하면서 본 고안의 실시예를 설명한다.

제6도에 도시한 바와 같이, 밀폐용기(17)의 하측에는 냉매가스 흡입관(13)이 설치되고 상측에는 토출관(18)이 설치된다. 이러한 흡입관(13)과 토출관(18)은 도시하지 않았지만 냉동사이클 장치의 다른 부품과 연결되는 것이다. 밀폐용기(17) 내에는 고정자(19)와 회전자(20)가 설치되고, 회전자(20)에는 회전축(2)이 설치된다. 회전축(2)의 하단에는 회전축(2)의 회전에 따라 냉매가스를 흡입하여 압축하고, 토출하기 위한 압축부가 형성된다.

제3도에 도시한 바와 같이, 본 고안에 따른 회전압축기의 기본적인 구조는 제1도에 도시한 종래의 회전압축기와 동일하다. 그러므로 동일요소에 대해서는 동일부호를 사용하여 설명하고, 제1도와 제2도의 설명과 중복되는 설명은 생략한다.

제3도, 제4도, 제5도에 도시한 바와 같이, 배인(10)의 일측면 상단에는 압축실(12)과 연통되는 소정길이의 냉매유로(30)가 횡방향으로 형성된다. 이러한 냉매유로(30)는 압축실(12)을 형성하는 배인(10)의 측면의 앞쪽에 홈형상으로 형성되므로 적어도 일부가 항상 압축식(12)과 연통되게 된다.

상토출방식이므로 상부플랜지(3)에는 가스빼기홀(40)이 종방향으로 형성된다. 이러한 가스빼기홀(40)은 실린더(5)의 내면으로부터 소정거리 이격되어 배인(10)이 지나가는 통로상에 형성되어 배인(10)이 충분히 후진한 상태에서는 냉매유로(30)와 가스빼기홀(40)이 서로 연통되어야 한다. 여기서 냉매유로(30)의 길이와 가스빼기홀(40)의 위치는 냉매유로(30)와 가스빼기홀(40)의 연통시점과 관련하여 정해진다. 즉, 토출 완료후 재팽창되는 냉매가스의 양을 가능한한 적게 하도록 하여야 하므로 냉매유로(30)와 가스빼기홀(40)의 연통시점은 토출이 완료된 직후, 즉 토출밸브(8)가 닫힌 직후이거나 실린더(5)의 내면과 롤라(6)의 접촉점이 반달홈(14)을 지나기 시작하는 순간이어야 한다. 물론 이들 두 시점은 동일한 시점이 될 수도 있다.

또한 재팽창되는 냉매가스의 양을 가능한한 줄이기 위해서는 냉매유로(30)와 가스빼기홀(40)의 크기가 작아야 한다. 특히 가스빼기홀(40)의 지름은 이와 밀접한 관련을 가지는데, 가스빼기홀(40)의 지름을 작게 할 경우 소음감쇄효과가 떨어지고 가스빼기홀(40)의 지름을 크게 할 경우 재팽창되는 냉매가스의 양이 많아지므로 이 두가지 요소를 참작하여 최적의 값이 정해진다. 이러한 최적값을 구하기 위한 실험 데이타는 다음과 같다.

상기 표에 나타난 바와 같이, 가스빼기홀(40)의 지름이 1 ㎜ 인 경우에는 재팽창가스의 양이 가장 적어 압축기의 효율은 높지만 종래 공명기를 사용할 때보다 소음이 높아 적합하지 않고, 가스빼기홀(40)의 지름이 2 ㎜ 인 경우에는 소음감쇄효과는 종래의 공명기를 사용한 경우와 비슷한 반면 압축기의 효율은 상당히 향상되어 적절하다. 따라서 종래 공명기를 사용한 경우와 비교하여 다른 조건들 예를 들면 실린더(5)의 크기나 플랜지의 두께 및 토출포트(7)의 크기가 동일할 경우 가스빼기홀(40)의 지름을 2 ㎜ 로 하는 것이 바람직하다.

한편, 하토출구조인 경우의 가스빼기홀(40)은 하부플랜지(4)에 형성될 수도 있다. 물론 이 경우에는 냉매유로(30)도 배인(10)의 하단에 형성되어야 한다. 또한, 가스빼기홀(40)의 상단에는 토출된 냉매가스의 역류를 방지하기 위한 체크밸브(41)가 설치된다. 이 체크밸브(41)는 볼 타입, 플레이트 타입 등 다양한 형상으로 만들어질 수 있다.

제4도는 압축행정 진행 중의 상태를 도시한 것으로, 화살표로 도시한 바와 같이 계속되는 롤라(6)의 편심회전운동에 의해 압축실(12)의 냉매가 압축된다. 이 상태에서 배인(10)은 최대한 실린더(5) 내부로 돌출되고 냉매유로(30)와 가스빼기홀(40)은 분리된다. 따라서 압축실(12)내의 냉매가스는 가스빼기홀(40)을 통하여 빠져나가지 못하는 상태가 유지된다. 이후에 롤라(6)의 편심회전운동이 진행되더라도 롤라(6)와 실린더(5) 내면의 접촉점이 반달홈(14)에 이르지 못한 상태에서는 압축 또는 토출행정이 진행될 뿐이고, 냉매유로(30)와 가스빼기홀(40)이 연통되지 못하므로 압축실(12)내의 냉매가스가 가스빼기홀(40)을 통해 밀폐용기(17) 내부로 빠져나가지 못하는 상태가 계속된다.

한편, 제5도에 도시한 바와 같이, 롤라(6)의 편심회전운동이 계속되어 롤라(6)와 실린더(5) 내면의 접촉점이 반달홈(14)에 도달하면(이 때는 대략 토출밸브(8)가 닫히는 시점임) 토출이 완료되는데, 이 때부터 냉매유로(30)와 가스빼기홀(40)은 연통되어 이들을 통해 냉매가스가 실린더(5) 외부로 빠져나가게 되는 것이다. 이렇게 빠져나간 냉매는 재팽창되지 않으므로 재팽창가스의 양이 그만큼 줄어들어 압축기의 효율이 증대되는 것이다. 또한 가스빼기홀(40)의 상단 출구에는 체크밸브(41)가 설치되어 있으므로 냉매유로(30)가 가스빼기홀(40)과 연통되어 있는 동안에는 물론 그 이후에도 실린더(5) 외부의 냉매가스가 압축실(12) 내부나 흡입실(11) 내부로 역류되는 것이 철저히 방지된다.

이후에 롤라(6)의 편심회전운동이 더욱 진행되면, 냉매유로(30)와 가스빼기홀(40)은 다시 분리되고 흡입가스나 압축가스가 가스빼기홀(40)을 통해 빠져나가는 것이 방지된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 회전압축기의 소음감쇄장치는, 배인의 일측면에 냉매유로를 형성하고 플랜지에 가스빼기홀을 형성하여 이들이 토출완료 시점부터 소정시간동안 연통되게 함으로써 재팽창되는 가스에 의한 소음을 충분히 감쇄하고, 종래 실린더에 형성되었던 공명기와 패스웨이가 없어져 데드볼륨으로 인한 간극손실이 크게 저감되었으며, 압축실 내부에서 발생되었던 압력맥동도 크게 감소된다.

Claims (5)

1. 편심부(1)를 가진 회전축(2), 상기 편심부(1)가 내부에 위치되는 실린더(5), 상기 실린더(5) 내부가 챔버를 형성하도록 상기 편심부(1)의 상측과 하측에 각각 배치된 상부플랜지(3)와 하부플랜지(4), 상기 편심부(1)에 설치되어 편심회전운동하는 롤라(6), 일단이 상기 롤라(6)와 접촉한 채로 직선왕복운동하여 상기 실린더(5)의 내부를 흡입실(11)과 압축실(12)로 구획하는 배인(10)이 밀폐용기(17)내에 장착된 회전압축기에 있어서, 상기 배인(10)의 일측면에는 상기 압축실(12)과 연통되도록 냉매유로(30)가 형성되고, 상기 상부플랜지(3)와 하부플랜지(4)의 어느 하나에는 상기 배인(10)이 전진된 상태에서 상기 냉매유로(30)와 분리되고 후진된 상태에서 상기 냉매유로(30)와 연통되는 가스빼기홀(40)이 형성된 것을 특징으로 하는 회전압축기의 소음감쇄장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 냉매유로(30)와 가스빼기홀(40)이 토출완료 시점부터 연통되도록 상기 가스빼기홀(40)이 상기 실린더(5)의 내면으로부터 소정거리 이격되어 위치된 것을 특징으로 하는 회전압축기의 소음감쇄장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 실린더(5)의 내면에는 냉매가스의 토출을 안내하기 위한 반달홈(14)이 형성되고, 상기 냉매유로(30)와 가스빼기홀(40)이 상기 실린더 내면과 롤라(6)의 접촉점이 상기 반달홈(14)을 지나는 순간부터 연통되도록 상기 가스빼기홀(40)이 상기 실린더(5)의 내면으로부터 소정거리 이격되어 위치된 것을 특징으로 하는 회전압축기의 소음감쇄장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스빼기홀(40)의 직경은 1.5∼2.5㎜ 인 것을 특징으로 하는 회전압축기의 소음감쇄장치.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스빼기홀(40)의 출구측에는 역류방지를 위한 체크밸브(41)가 설치된 것을 특징으로 하는 회전압축기의 소음감쇄장치.