KR0184099B1 - 밀폐형 압축기의 토출소음기 - Google Patents

밀폐형 압축기의 토출소음기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기의 토출소음기에 관한 것으로서, 토출플래늄에서 토출소음기로 토출되는 냉매가스에 의해서 발생되는 토출압력맥동을 줄이기 위해 냉매가스의 유동흐름이 원환하게 이루어지도록 토출소음기내에 나선형 또는 곡률형상의 튜브나 삽입통의 외주연부에 향성된 홈에 의한 가늘고 긴 유로를 형성함으로서 제품의 토출배관과 제품 몸체에서 발생되는 구조 공진에 의한 토출소음을 저감하도록 하였다.

Description

밀폐형 압축기의 토출소음기
제1도는 종래의 밀폐형 압축기의 종단면도.
제2도는 종래의 밀폐형 압축기의 압축기구부 상세단면도.
제3도는 본 발명의 밀폐형 압축기의 압축기구부 상세단면도.
제4도는 본 발명의 밀폐형 압축기구부 상세단면도의 타실시예.
제5도는 본 발명의 밀폐형 압축긱의 삽입통 사시도.
제6도는 밀폐형 압축기의 소음 비교그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101, 201 : 헤드카바 102, 202 : 흡입소음기
103, 203 : 흡입파이프 104, 204 : 토출소음기
105, 205 : 토출파이프 106, 206 : 흡입냉매유로구
107, 207 : 흡입플래늄 108 , 208 : 흡입밸브
109, 209 : 토출밸브 110, 210 : 토출플래늄
111, 211 : 토출냉매유로구 112 : 튜브
212 : 삽입통 213 : 홈
본 발명은 밀폐형 압축기의 토출소음기에 관한 것으로서, 특히 토출플래늄에서 토출소음기로 토출되는 냉매가스에 의해서 발생되는 토출압력맥동을 줄이기 위해 토출소음기내에 긴 유로를 형성함으로서 냉매가스의 유동흐름이 원활하게 이루어져 제품의 토출배관과 몸체에서 발생되는 구조 공진에 의한 소음을 저감하도록 한 것이다.
종래의 밀폐형 압축기와 그 주변부의 구성은 제1도와 제2도에서와 같이 하부밀폐용기(1-1)와 상부밀폐용기(1-2)로 이루어진 압축기의 외관인 밀폐용기(1)내에 압축기구부와 이를 구동하는 전동기구부로 구성하였다.
상기 전동기구부는 프레임(2)에 볼트로 체결되어 전원이 인가되면 자력을 발생하는 고정자(3)와, 상기 프레임(2)의 중앙에 삽입되어 회전하는 회전축(5)과, 상기 회전축(5)의 하부에 고정자(3)의 자력에 의해 회전하는 회전자(4)로 구성하였다.
상기 압축기구부는 상기 회전축(5)의 상부에 편심되어 일체로 형성된 편심부(6)와, 상기 편심부(6)의 외주에 회전축(5)의 회전운동을 왕복운동으로 바꾸어 주는 슬라이더(14)와, 상기 슬라이더(14)가 삽입된 상태로 설치되어 실린더(7)내에서 왕복운동 하는 피스톤(8)과, 상기 피스톤(8)이 왕복운동을 할 수 있도록 프레임(2)에 볼트로 체결되어 있는 실린더(7)와, 상기 실린더(7)와 헤드(101)사이에 설치되어 냉매 가스의 흡입을 개폐하는 흡입밸브(9)와, 상기 흡입밸브(9)전면에 흡입되는 냉매가스의 누설을 방지하는 헤드(10)와, 상기 헤드(10)에 형성되어 냉매가스를 흡입하는 흡입구(16)와, 상기 헤드(10)에 형성되어 냉매가스를 토출하는 토출구(18)와, 상기 흡입밸브(9)와 실린더(7) 및 피스톤(8)에 의해 형성된 압축실(17)과, 상기 헤드(10)와 헤드카바(13)사이에 설치되어 냉매가스의 토출을 개폐하는 토출밸브(11)와, 상기 토출밸브(11)전면에 토출되는 냉매가스의 누설을 방지하는 패캥카바(12)와, 상기 패킹카바(12)전면에 실린더(8)를 덮고 있는 헤드카바(13)와, 상기 헤드카바(13)에 형성되어 토출되는 냉매가스의 통로인 흡입냉매 유로구(25)와, 상기 헤드카바(13)에 형성되어 흡입된 냉매가스의 통로인 토출냉매 유로구(26)와, 상기 헤드카바(13)의 한쪽에 냉매가스의 흡입될 때 나는 소음을 차단하는 흡입소음기(21)와, 상기 헤드카바(13)의 다른한쪽에 냉매가스가 토출될 때 나는 소음을 차단하는 토출소음기(22)와, 상기 흡입소음기(21)의 한쪽에 헤드카바(13)와 일체형으로 용접되어 냉매가스를 흡입하는 흡입파이프(20)와, 상기 토출소음기(22)의 한쪽에 헤드카바(13)와 일체형으로 용접되어 냉매가스를 토출하는 토출파이프(23)와, 상기 토출파이프(23)와 결합되어 냉매가스를 토출하는 루프 파이트(24)로 구성되며, 상기 헤드카바(13)의 공간을 양분하는 구조로 헤드(10)에 형성되어 흡입구(16)측에 위치한 공간인 흡입플래늄(15)과, 상기 헤드카바(13)의 공간을 양분하는 구조로 헤드(10)에 형성되어 토출구(18)측에 위치한 공간인 토출플래늄(19)으로 구성되어 있다.
미설명 부호 27은 압축기구부와 전동기구부를 지지하는 지지스프링이다.
이와같은 구성을 가지는 종래의 밀폐형 압축기의 동작설명과 이에 따른 문제점을 다음에서 설명한다.
제1도와 제2도에서 도시한 바와같이 밀폐형 압축기에 전원이 인가되면 고정자(3)와 회전자(4)사이에 유도전류가 발생하여 회전자(4)가 회전하게 되고, 회전자(4)의 회전에 따라 회전자(4)에 압입된 회전축(5)이 회전하며 회전축(5) 상부에 형성된 편십부(6)의 외주에 형성되어 있는 슬라이더(14)는 회전축(5)의 회전운동을 왕복운동으로 바꿔주며, 피스톤(9)에 삽입되고 피스톤(8)은 실린더(7)의 압축실(7)내를 왕복운동한다.
이때 피스톤(8)이 실린더(7)내를 후진운동(흡입행정)을 하면 밀폐용기(1)에 설치된 흡입관을 통해 저온저압의 냉매가스를 밀폐용기(1)내로 흡입되며 흡입된 저온저압의 냉매가스는 헤드카바(13)에 설치되어 있는 흡입소음기(21)의 흡입파이프(20)를 통하여 흡입소음을 차단하는 흡입소음기(21)내로 흡입된 후 헤드카바(13)에 형성된 흡입유로구(25-1)를 통하여 흡입플래늄(15)으로 흡입된 후 헤드카바(13)에 형성되어 있는 흡입유로구(25-2)를 통하여 헤드(10)에 형성되어 있는 흡입구(16)로 저온저압의 냉매가스가 안내되어 흡입밸브(9)를 열고 압축실(17)내로 흡입되어 진다.
이와같이 흡입된 저온저압의 냉매가스는 피스톤(8)이 실린더(7)내에서 후진운동을 끝내고(흡입행정완료) 전진운동(압축행정)을 시작하면 흡입밸브(9)를 닫고 저온저압의 냉매가스는 압축실(17)내에서 고온고압의 냉매가스로 압축되며 압축실(17)내에서 고온고압으로 압축된 냉매가스가 일정 압력에 도달하면(압축행정완료) 헤드(10)에 형성되어 있는 토출구(18)를 막고 있는 토출밸브(11)를 열어 헤드카바(13)에 설치된 토출유로구(26-1)를 통하여 토출플래늄(19)으로 토출되며(토출행정) 토출플래늄(19)으로 토출된 고온고압의 냉매가스는 헤드카바(13)에 설치된 토출유로구(26-2)를 거쳐서 헤드카바(13)의 한쪽에 설치되어 토출맥동을 저감시켜 토출소음을 차단하는 토출소음기(22)내로 토출한 후 토출소음기(22)에 일체형으로 용접되어 있는 토출파이프(23)를 통하여 토출파이프(23)와 결합되어 있는 루프파이프(24)을 통한 후 밀폐용기(1)내에 설치되어 있는 토출관을 통하여 냉매 사이클의 응축기로 보내어 진다.
상기 흡입소음기(21)와 토출소음기(22)는 헤드카바(13)의 일체형으로 브래이징 용접되어 헤드카바 어셈블리를 형성하였다.
그러나 이러한 종래의 밀폐형 압축기는 흡입, 토출행정이 반복적으로 이루어져서 토출플래늄에 토출맥동이 발생되며, 토출맥동은 제품(냉장고, 냉수기등)의 토출배관 및 제품 몸체의 구조 공진의 가진력으로 작용하여 공진소음을 발생하기 때문에 토출맥동을 저감하도록 단순한 원통형 방에 토출파이프가 삽입된 토출소음기의 설치되어 있다.
상기 토출소음기는 원통형 방의 길이와 토출파이프의 삽입된 깊이에 의해 압력 맥동과 특성이 결정되는데 원통형 방의 길이 및 토출파이프 및 밀폐형 압축기의 내무 공간의 제약으로 인하여 35㎜ 이상이 불가하여 저주파대역의 압력맥동 저감능력이 떨어지는 문제점이 있었다.
특히 토출파이프의 삽입깊이는 특정 주파수 대역의 압력맥도을 줄일 수 있는 데 그 주파수 특성은 다음 식에서 계산할 수 있다.
f = a/(L×4)
f(Hz) : 압력맥동 저감 중심주파수
a(㎜/sec) : 토출소음기 내부 매질에서의 음속
L(㎜) : 토출파이프의 삽입깊이
여기서 상기의 식을 이용하여 토출소음기의 토출파이프에 의한 압력맥동 저감 특성을 계산하면
f(Hz) = 170000(㎜/sec)/ (30㎜×4) = 1417(Hz)
압력맥동 저감 중심주파수는 1417(Hz)가 되어 제품의 토출배관 및 제품 몸체의 구조 공진주파수 대역인 200∼1000(Hz) 압력맥동을 줄일 수가 없어 제품의 토출배관과 제품 몸체에 구조 공진을 발생시키므로 제품의 소음이 높아지는 문제점이 있었다.
특히 200∼1000(Hz) 대역에서 소음이 크다.
따라서 본 발명은 토출플래늄에서 토출소음기로 토출되는 냉매가스의 유동흐름이 원활하게 이루어지도록 토출소음기내에 긴 유로를 형성하여 토출소음을 저감시키는 소음저감수단을 형성함으로서 제품의 토출배관과 몸체에서 발생되는 구조 공진에 의한 소음을 저감하도로 하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 밀폐형 압축기의 압축기구부와 그 주변부의 구성은 제3도에서와 같이 실린더 전면을 덮고 있는 헤드카바(101)와, 상기 헤드카바(101)의 일단에 형성되어 냉매가스가 흡입될 때 발생하는 소음을 차단하는 흡입소음기(102)와, 상기 흡입소음기(102)의 일단에 형성되어 밀폐용기내로 흡입된 냉매가스를 흡입소음기(102)로 흡입하는 흡입파이프(103)와, 상기 헤드카바(101)의 일단에 형성되어 냉매가스가 토출될 때 발생하는 소음을 차단하는 토출소음기(104)와, 상기 토출소음기(104)의 일단에 형성되어 토출소음기(104)에서 밀폐용기내로 냉매가스를 토출하는 토출파이프(105)와, 상기 헤드카바(101)에 형성되어 실린더내로 흡입되는 냉매가스의 통로인 흡입냉매유로구(106)와, 상기 헤드카바(101)의 공간을 양분하는 구조로 헤드에 형성되어 흡입구측에 위치한 공간인 흡입플래늄(107)과, 상기 헤드카바(101)의 공간을 양분하는 구조로 헤드에 형성되어 토출구측에 위치한 공간인 토출플래늄(110)과, 상기 헤드카바(101)에 형성되어 실린더에서 토출되는 냉매가스의 통로인 토출냉매유로구(111)와, 상기 흡입플래늄(107)에서 실린더내로 냉매가스가 흡입되는 것을 개폐하는 흡입밸브(108)와, 상기 토출플래늄(110)내로 냉매가스가 토출되는 것을 개폐하는 토출밸브(109)와, 상기 토출소음기(104)내에 나선형 또는 곡률형상으로 형성되어 토출플래늄(110)에서 토출소음기(104)로 토출되는 냉매가스의 유동흐름이 원활하게 이루어지도록 하는 튜브(112)로 구성한다.
이와같이 구성된 본 발명의 작용, 효과를 제3도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제3도에서 도시한 바와같이 밀폐용기에 설치된 흡입관을 통해 밀폐용기내로 흡입된 저온저압의 냉매가스는 피스톤이 실린더내를 후진운동(흡입행정)을 하면 흡입소음기(102)의 일단에 형성된 흡입파이프(103)를 통해 저온저압의 냉매가스가 흡입되어 헤드카바(101)의 일단에 형성된 흡입소음기(102)내로 흡입된다.
상기 흡입소음기(102)로 흡입된 냉매가스는 흡입플래늄(107)으로 흡입된 후 흡입냉매유로구(106)를 통해 흡입밸브(108)을 열고 압축실내로 흡입된다.
이와같이 흡입된 저온저압의 냉매가스는 피스톤이 실린더내에서 후진운동을 끝내고(흡입행정완료) 전진운동(압축행정)을 시작하면 흡입밸브(108)는 닫히고 압축실내로 흡입된 저온저압의 냉매가스는 압축된다.
상기 압축실내에서 고온고압으로 압축되는 냉매가스가 일정압력에 도달하면(압축행정완료) 토출밸브(109)를 열어 토출플래늄(110)으로 토출냉매유로구(111)를 통해 고온고압의 냉매가스는 토출된다(토출행정).
그리고 토출플래늄(110)으로 토출된 고온고압의 냉매가스는 흡입과 토출행정을 반복적으로 행함으로서 토출플래늄(110)에서 발생하는 토출압력맥동을 저감하여 토출소음을 줄이도록 형성된 토출소음기(104)내로 토출된다.
상기 토출소음기(104)내에는 토출플래늄(110)에서 토출소음기(104)내로 토출되는 냉매가스의 유동흐름이 원활하게 이루어지도록 토출소음기(104)내의 길이보다 길게 나선형 또는 곡률형상의 삽입튜브(112)가 형성되어 있고, 상기 삽입튜브(112)는 토출소음기(104)내에 압입, 브래이징하여 결합된다.
상기 삽입튜브(112)는 토출소음기(104)내로 토출된 고온고압의 냉매가스 토출소음기(104)의 일단에 형성된 토출파이트(105)를 통해 밀폐용기내로 토출되고, 밀폐용기에 설치되어 있는 토출관을 통해 냉매사이클의 응축기로 고로온고압의 냉매가스를 보낸다.
상기 흡입소음기(102)와 토출소음기(104)는 헤드카바(101)와 일체형으로 브래이징 용접되어 헤드카바 어셈블리를 형성한다.
제4도는 본 발명의 밀폐형 압축기구부의 타실시예로서 실린더 전면을 덮고 있는 헤트카바(201)와, 상기 헤트카바(201)의 일단에 형성되어 냉매가스가 흡입될 때 발생하는 소음을 차단하는 흡입소음기(202)와, 상기 흡입소음기(202)의 일단에 형성되어 밀폐용기내로 흡입된 냉매가스를 흡입소음기(202)로 흡입하는 흡입파이프(203)와, 상기 헤드카바(201)의 일단에 형성되어 냉매가스가 토출될 발생하는 소음을 차단하는 토출소음기(204)와, 상기 토출소음기(204)의 일단에 형성되어 토출소음기(204)에서 밀폐용기내로 냉매가스를 토출하는 토출파이프(205)와, 상기 헤드카바(201)에 형성되어 실린더내로 흡입되는 냉매가스의 통로인 흡입냉매유로구(206)와, 상기 헤드카바(201)의 공간을 양분하는 구조로 헤드에 형성되어 흡입구측에 위치한 공간인 흡입플래늄(207)와, 상기 헤드카바(201)의 공간을 양분하는 구조로 헤드에 형성되어 토출구측에 위치한 공간인 토출플래늄(210)과, 상기 헤드카바(201)에 형성되어 실린더에서 토출되는 냉매가스의 통로인 토출냉매유로구(211)와, 상기 흡입플래늄(207)에서 실린더내로 냉매가스가 흡입되는 것을 개폐하는 흡입밸브(208)와, 상기 토출플래늄(210)내로 냉매가스가 토출되는 것을 개폐하는 토출밸브(209)와, 상기 토출소음기(204)내에 삽입되는 한면이 막힌 삽입통(212)와, 상기 삽입통(212)의 외주연부에 나선형 또는 곡률형상으로 형성되어 토출플래늄(210)에서 토출소음기(204)로 토출되는 냉매가스의 유동흐름이 원활하게 이루어지도록 하는 홈(213)으로 구성한다.
이와같은 구성을 가지는 본 발명의 밀폐형 압축기의 압축기구부는 제4도에서 도시한 바와 같이 밀폐용기에 설치된 흡입관을 통해 밀폐용기내로 흡입된 저온저압의 냉매가스는 피스톤이 실린더내로 후진운동(흡입행정)을 하면 흡입소음기(202)의 일단에 형성된 흡입파이프(203)를 통해 저온저압의 냉매가스가 흡입되어 헤드카바(201)의 일단에 형성된 흡입소음기(202)내로 흡입된다.
상기 흡입소음기(202)로 흡입된 냉매가스는 흡입플래늄(207)으로 흡입된 후 흡입냉매유로구(206)를 통해 흡입밸브(208)을 열고 압축실내로 흡입된다.
이와같이 흡입된 저온저압의 냉매가스는 피스톤이 실린더내에서 후진운동을 끝내고(흡입행정완료) 전진운동(압축행정)을 시작하면 흡입밸브(208)는 닫히고 압축실내로 흡입된 저온저압의 냉매가스는 압축된다.
상기 압축실내에서 고온고압으로 압축되는 냉매가스가 일정압력에 도달하면(압축행정완료) 토출밸브(209)를 열어 토출플래늄(210)으로 토출냉매유로구(211)를 통해 고온고압의 냉매가스는 토출된다(토출행정).
그리고 토출플래늄(210)으로 토출된 고온고압의 냉매가스는 흡입과 토출행정을 반복적으로 행함으로서 토출플래늄(210)에서 발생하는 토출압력맥동을 저감하여 토출소음을 줄이도록 형성된 토출소음기(204)내로 토출된다.
상기 토출소음기(204)내에 제5도에서 도시한 한면이 막힌 삽입통(212)이 삽입되어 있고, 상기 삽입통(212)의 외주연부에 나선형 또는 곡률형상의 홈(213)을 형성함으로서 냉매가스가 홈(213)을 따라 토출플래늄(210)에서 토출소음기(204)내로 토출되어 냉매가스의 유동흐름이 원활하게 이루어진다.
상기 삽입통(212)의 외주연부에 형성된 홈(213)을 따라 토출소음기(204)내로 토출된 고온고압의 냉매가스는 토출소음기(204)의 일단에 형성된 토출파이프(205)를 통해 밀폐용기내로 토출되고, 밀폐용기에 설치된 토출관을 통해 냉매사이클의 응축기로 고온고압의 냉매가스를 보낸다.
상기 흡입소음기(202)와 토출소음기(204)는 헤드카바(201)와 일체형으로 브래이징 용접되어 헤드카바 어셈블리를 형성한다.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 기존의 부품 변경없이 토출소음기내에 삽입된 튜브와 삽입통의 외주연부에 형성된 홈에 의해서 나선형 또는 곡률형상의 가늘고 긴 유로를 형성하며, 상기의 계산식을 이용하여 압력맥동 저감 중심주파수를 500Hz에 맞추도록 하면
L(㎜)=170000 (㎜/sec) / ( 500(Hz) ×4 ) = 85(㎜)
튜브와 홈의 길이를 85(㎜)로 결정할 수 있다.
상기 토출소음기내에 나선형 또는 곡률형상의 가늘고 긴 유로를 형성하는 튜브와 삽입통의 외주연부에 형성된 홈은 토출플래늄에서 토출소음기로 토출되는 냉매가스의 유동흐름을 원활하게 이루어지도록 하여 토출플래늄의 저주파(200 ∼1000Hz) 압력맥동을 졸여 밀폐형 압축기 출구에서 토출압력맥동이 현저히 낮아짐으로서 제품(냉장고, 냉수기 등)의 토출배관과 제품 몸체의 구조 공진에 의한 소음을 저감할 수 있는 효과가 있다.
제6도는 밀폐형 압축기의 소음 비교그래프로서 나선형 또는 곡률형상의 튜브나 홈이 형성된 토출소음기를 적용한 밀폐형 압축기와 종래의 밀폐형 압축기의 소음을 비교할때 저주파 소음이 약 10dBA 정도 개선된다.

Claims (1)

  1. 토출소음기내에 나선현 삽입관을 형성하여 토출소음을 저감시키도록 하는 압축기의 토출소음기에 있어서, 외주연부 나선형 또는 곡률형상의 홈이 형성되며, 한편이 막인 삽입통을 상기 토출소음기내에 삽입시켜 구성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 토출소음기.
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