KR100210105B1 - 왕복동형 압축기의 흡입 소음기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 왕복동형 압축기의 흡입 소음기에 관한 것으로, 하이드로 플루오로 카본-134a을 냉매로 사용하고 에스테르계 냉동기유를 사용하는 냉장고의 왕복동형 압축기의 흡입 소음기에 있어서, 흡입 소음기의 재질인 폴리 부틸렌 테레프탈레이트가, 저 올리고마 타입의 폴리 부틸렌 테레트탈레이트 레진 69.9%와, 유리 섬유 30%, 커플링 에이전트 0.1%로 이루어져, 냉동 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

왕복동형 압축기의 흡입 소음기
본 발명은 냉장고의 냉동 사이클에 사용되는 왕복동형 압축기에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 왕복동형 압축기가 냉매를 흡입시 발생되는 소음을 감쇠시키기 위해 장착되는 흡입 소음기의 재질을 개선하여 냉동 효율을 향상시키도록 된 왕복동형 압축기의 흡입 소음기에 관한 것이다.
일반적으로, 냉장고의 냉동 사이클에는 왕복동형 압축기가 사용되는데, 이러한 왕복동형 압축기는 제1도에 도시된 바와 같이, 내부의 기밀을 유지하기 위한 압축기의 본체(10)내의 상부에는 전원이 인가되면 자장을 형성하는 고정자(20)가 설치되어 있고, 상기 고정자(20)의 중심에는 상기 고정자(20)의 자장에 의해 회전하는 회전자(21)가 설치되며, 상기 회전자(21)의 중심에는 크랭크축(16)이 상기 회전자(21)와 일체로 회전하도록 설치되어 있으며, 상기 크랭크축(16)의 하단부에는 편심부(16a)가 형성되어 있다.
상기 크랭크축(16)의 편심부(16a)에는 상기 크랭크축(16)의 회전운동을 왕복운동으로 전환시키는 커넥팅로드(11)가 설치되어 있고, 상기 커넥팅로드(11)에는 피스톤(12)이 피스톤핀(13)에 의해 결착되어 있으며, 피스톤(12)이 실린더블록(7)내에서 앙복운동하여 냉매의 흡입과 압축을 반복하도록 되어 있다.
살기 실린더블록(70)의 외측에는 냉매를 흡입 및 토출하도록 작용하는 실린더헤드부(90)가 도시되지 않은 체결볼트에 의해 결착되어 있다.
그리고, 상기 피스톤(12)의 왕복운동에 의해 외부로부터 냉매가 흡입될 때 발생되는 소음을 줄이기 위해 유입되는 냉매의 소음을 줄이기 위한 흡입 소음기(100)가 냉매 유입구측에 설치되어 있다.
상기와 같이 설치되는 흡입 소음기(100)의 재질은 폴리 부틸렌 테레프탈레이트(Ploy Buthylene Terephtalate : PBT)인데, 폴리 부틸렌 테레프탈레이트(PBT)의 재질은 다음과 같이 구성된다.
PBT = PBT 레진(PBT RESIN) + 유리섬유(GlASS FIBER) 30% + 커플링 에이전트(COUPLING AGENT) 0.1% + 이형제(PARAFFIN WAX) 0.3%
여기서, 커플링 에이전트(COUPLING AGENT)는 실리콘(SILICONE)계 오일(OIL)이다.
이와 같이 이루어진 폴리 부틸렌 테레프탈레이트(PBT)의 구성에서 유리 섬유는 난연성을 좋게 하기 위해 사용하는 것이며, 커플링 에이전트는 PBT 레진과 유리 섬유가 잘 융합되게 하기 위해 사용하는 것이고, 이 형제는 사출성을 좋게하기 위해서 사용하는 첨가제이다.
상기와 같이 이루어진 폴리 부틸렌 테레프탈레이트(PBT)는 하이드로 플로오로 카본-12(HFC-12, C2F4H2-12)를 냉매로 사용하고, 광동계 냉동기유를 사용하는 왕복동형 압축기에 적합한 물질이다.
그러나, 현재에는 지구 환경보호용 냉매인 하이드로 플루오로 카본-134a(HFC-134a , C2F4H2-134a)를 사용하고, 에스테르계 냉동기유를 사용하는데, 이러한 냉매 및 냉동기유를 종래의 폴리 부틸렌 테레프탈레이트(PBT)로 사출 제조된 흡입 소음기를 가지는 왕복동형 압축기에 사용하게 되면, 폴리 부틸렌 테레프탈레이트 레진과 에스테르계 냉동기유가 반응하여 올리고마가 생성되고, 이 올리고마에 의해 냉동 사이클이 막히는 현상 즉, 캐필러리 튜브가 막히는 현상이 발생된다.
또한, 이 형제로 사용한 비극성의 파라핀 왁스와 극성인 에스테르계 냉동기유의 비혼용성에 의해 냉동 사이클의 캐필러리 튜브 특히, 캐필러리 튜브의 출구쪽이 막히고, 그 영향으로 냉동 효율이 저하되거나 냉장고 고장의 원인이 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 제 문제점을 해소하기 위한 것으로, 하이드로 플루오로 카본-134a를 냉매로 사용하고 에스테르계 냉동기유를 사용하는 냉장고에서, 왕복동형 압축기의 흡입 소음기의 재질이 개선되어 냉동 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 왕복동형 압축기의 흡입 소음기를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 왕복동형 압축기의 흡입 소음기는, 하이드로 플루오로 카본-134a을 냉매로 사용하고 에스테르계 냉동기유를 사용하는 냉장고의 왕복동형 압축기의 흡입 소음기에 있어서, 흡입 소음기의 재료인 폴리 부틸렌 테레프탈레이트가, 테레프탈산 디메틸과 1,4-부탄디올이 에스테르 교환되어 형성된 저올리고마 타입의 폴리 부틸렌 테레프탈레이트 레진 69.9%와, 유리 섬유 30%, 커플링 에이전트 0.1%로 이루어진 것을 특징으로 한다.
제1도는 일반적인 왕복동형 압축기를 개략적으로 도시한 종단면도.
제2a도는 종래의 흡입 소음기를 가지는 왕복동형 압축기를 사용한 냉동 사이클에서 캐필러리 튜브의 수명을 시험한 후 캐필러리 튜브의 내부 상태를 나타낸 도면.
제2b도는 본 발명의 흡입 소음기를 가지는 왕복동형 압축기를 사용한 냉동 사이클에서 캐필러리 튜브의 수명을 시험한 후 캐필러리 튜브의 내부 상태를 나타낸 도면.
제3도는 종래의 흡입 소음기를 가지는 왕복동형 압축기를 사용한 냉동 사이클에서 캐필러리 튜브의 내부를 N-헥산으로 추출한 후 가스크로마토그래피로 분석한 도면.
제4도는 종래의 흡입 소음기를 가지는 왕복동형 압축기를 사용한 냉동 사이클에서 캐필러리 튜브의 내부를 메틸렌클로라이드로 추출한 후 가스크로마토그래피로 분석한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
냉장고의 냉동 사이클은 압축기, 응축기, 팽창기(캐필러리 튜브), 증발기로 구성되는데, 이러한 냉동 사이클에 사용되는 냉매로서 현재에는 지구 환경을 보호하기 위해 하이드로 플루오로 카본-134a(HFC-134a, C2F4H2-134a)이 사용되고, 에스테르계 냉동기유가 사용된다.
상기한 냉매는 염소를 함유하지 않는 1.1.1-테트라 플루오로 에탄올을 말하며, 에스테르계 오일은 2개 이상의 에스테르 결합을 포함하고 40℃ 점도가 2-35cSt(centi stroke)이고, 100℃ 점도가 1-6cSt인 2이상의 지방산 에스테르 오일을 말한다.
그리고, 상기 에스테르계 오일은 탄소수가 2-10개인 측쇄지방산과 네오펜틸글리콜(Neopenthyl glycol), 펜타에릴트리올(Pentaeryltritol)과 같은 알코올을 사용한 오일로서, 가수분해 안정제와 산화안정제, 기포제와 같은 첨가제를 사용하였다.
상기와 같은 냉매와 에스테르계 냉동기유를 포함하는 소형 밀폐식 왕복동형 압축기의 흡입 소음기의 재료인 폴리 부틸렌 테레프탈레이트(PBT)는, 다음과 같은 화학식 1에 의해 제조된 저 올리고마 타입의 폴리 부틸렌 테레프탈레이트 레진(PBT resin) 69.9%와, 유리 섬유(glass fiber) 30%, 커플링 에이전트(coupling agent) 0.1%로 이루어져 있다. 여기서, 커플링 에이전트는 실리콘계 오일이다.
즉, 저 올리고마 타입의 폴리 부틸렌 테레프탈레이트 레진(PBT resin)은 1,4-부탄디올과 테레프탈산 디메틸이 에스테르 교환되어 형성된다.
Figure kpo00002
상기와 같은 본 발명에 따른 왕복동형 압축기의 흡입 소음기의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
현재에는 지구 환경을 보호하기 위해 냉장고의 냉동 사이클에서 하이드로 플루오로 카본-134a(HFC-134a) 냉매와 에스테르계 냉동기유를 사용하고 있다.
상기와 같은 냉매 및 냉동기유를 사용하게 되면, 종래의 소형 밀폐식 왕복동형 압축기의 소음방 역할을 하는 흡입 소음기에서는, 폴리 부틸렌 테레프탈레이트 레진(PBT resin)과 이형제로 사용하는 파라핀 왁스가 냉동 사이클의 캐필러리 튜브의 막힘 인자로 작용하여 그 신뢰성을 떨어지므로, 본 발명은 저올리고마 타입의 폴리 부틸렌 테레프탈레이트레진(PBT resin)과 이형제를 사용하지 않는 폴리 부틸렌 테레프탈레이트(PBT)로 흡입 소음기를 만들어 냉동효율을 증가시키고자 한 것이다.
즉, 하이드로 플루오로 카본-134a(HFC-134a)과 에스테르계 냉동기유를 사용하는 왕복동형 압축기에서 종래의 폴리 부틸렌 테레프탈레이트(PBT)로 흡입 소음기를 만들어 사용하게 되면 냉동 사이클의 캐필러리 튜브 막힘 현상을 일으켜 냉장고의 품질에 나쁜 영향을 주게 되는 것이다.
제2a도에 도시된 바와 같이, 종래의 폴리 부틸렌 테레프탈레이트(PBT)가 사출되어 형성된 흡입 소음기를 사용한 왕복동형 압축기를 사용하여 수명 시험을 한 후 캐필러리 튜브를 절단하여 그 내부를 이미지라이저(IMAGELIZER)로 촬영한 결과 백색의 하얀 이물질이 캐필러리 튜브의 출구측에서 검출되었다.
이 이물질은 n-헥산으로 추출한 후 가스크로마토그래피(GC)로 분석해 보면 제3도에 도시된 바와 같이, 이 형제로 사용한 파라핀 왁스가 검출되었고, 상기 이물질을 메틸렌클로라이드(Methylene chloride)로 추출한 후 가스크로마토그래피(GC)로 분석해보니 제4도에 도시된 바와 같이, 폴리 부틸렌 테레프탈레이트(PBT)에서 생성된 올리고마가 검출되었다.
즉, 헥산으로 추출한 용액을 가스크로마토그래피(GC)로 분석했을 경우에는 폴리 부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 올리고마 검출되지 않았고, 메틸렌클로라이드로 추출한 용액을 가스크로마토그래피(GC)로 분석했을때는 파라핀 왁스가 검출되지 않은 것을 보면 헥산과 같이 극성이 작은 솔벤트는 극성이 작은 파라핀 왁스를 녹여내고 극성이 큰 폴리 부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 올리고마를 녹여내지 못하지만, 극성이 큰 솔벤트인 메틸렌클로라이드는 극성이 큰 폴리 부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 올리고마를 녹여낸다는 사실을 알 수 있다.
상기와 같이, 종래의 폴리 부틸렌 테레프탈레이트(PBT)로 만든 흡입 소음기를 장착한 왕복동형 압축기는 폴리 부틸렌 테레프탈레이트(PBT)올리고마 및 파라핀 왁스 이형제에 의해서 내동 사이클의 캐필러리 튜브가 막히는 원인이 되어 냉동효율을 저하시키게 된다.
반면에, 본 발명에 의한 폴리 부틸렌 테레프탈레이트(PBT)로 만든 흡입 소음기를 장착한 왕복동형 압축기를 위와 동일한 방법으로 수명 시험을 한후 캐필러리 튜브를 절단하여 그 내부를 이미지라이저(IMAGELIZER)로 촬영해 본 결과 제2b도에 도시된 바와 같이, 이물질이 검출되지 않고 깨끗하였다.
따라서, 하이드로 풀루오로 카본-134a(HFC-134a)와 에스테르계 냉동기유를 사용하는 냉동장치의 왕복동형 압축기에는 반드시 저올리고마 타입의 폴리 부틸렌 테레프탈레이트레진(PBT resin)과 이형제를 사용하지 않는 폴리 부틸렌 테레프탈레이트(PBT)로 만든 흡입 소음기를 사용하는 것이 바람직하다.
이상이세 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 하이드로 플루오로 카본-134a를 냉매로 사용하고 에스테르계 냉동기유를 사용하는 냉장고에서, 왕복동형 압축기의 흡입 소음기의 재질을 개선하여 냉동 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 하이드로 플루오로 카본-134a을 냉매로 사용하고 에스테르게 냉동기유를 사용하는 냉장고의 왕복동형 압축기의 흡입 소음기에 있어서, 상기 흡입 소음기의 재질인 폴리부틸렌 테레프탈레이트가, 저 올리고마 타입의 폴리 부틸렌 테레프탈레이트 레진 69.9%와, 유리 섬유 30%, 커플링 에이전트 0.1%로 이루어진 것을 특징으로 하는 왕복동형 압축기의 흡입 소음기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 저 올리고마 타입의 폴리 부틸렌 테레프탈레이트 레진이, 1,4-부탄디올과 테레프탈산 디메틸이 에스테르 교환되어 형성된 것을 특징으로 하는 왕복동형 압축기의 흡입 소음기.
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