KR100216191B1 - 압축기의 일체형 토출머플러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기의 일체형 토출머플러를 제공한다.

그 압축기의 일체형 토출머플러는, 실린더블럭(113)에 의해 형성되는 실린더실 (13')내에서의 피스톤(14)의 왕복 운동에 따라 저온, 저압의 냉매가스를 압축시키는 압축기에 있어서: 상기 실린더블럭(13)의 상면에 밀폐되게 고정되어 냉매가스의 흡입과 토출을 수행하는 흡입 및 토출밸브 조립체(115)와, 상기 실린더블럭(13)과 일체로 형성되고 그 흡입 및 토출밸브 조립체(115)의 토출측으로 통하는 토출구(116)가 형성된 토출머플러(117)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

압축기의 일체형 토출머플러

본 발명은 압축기의 일체형 토출머플러에 관한 것으로서, 더 상세하게는 냉장고에 사용되고 밀폐케이스 내부에 냉매를 흡입하고 토출하는 수단을 지니는 밀폐형 압축기에서 토출머플러를 실린더블럭과 일체로 형성시킨 압축기의 일체형 토출머플러에 관한 것이다.

압축기는 통상적으로 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 것으로, 왕복동형, 회전형 및 원심형이 있다. 이러한 압축기가 냉장고용으로 사용되는 경우, 냉장고 내부를 저열원으로 하고 외부를 고열원으로 하는 저비등점의 냉매의 포화증기를 고압으로 압축하여 응축기로 유동시킨다. 그 응축기에서는 고압, 고열의 냉매로부터 증발의 잠열이 냉장고 외부의 고열원으로 방출되어 액체상태의 냉매로 상변화를 일으키고는 이 액상의 냉매가 팽창밸브를 통과하여 저압, 저온으로 스로틀링된 후, 증발기로 유입된다. 그 증발기에서 그 저압, 저온의 냉매는 대부분 액상으로 냉장고 내부의 저열원으로부터 잠열을 흡수하여 포화증기상태의 냉매로 상변화를 일으킨 후, 다시 상술한 압축기로 유입됨으로써 냉동사이클을 구성하게 된다. 이와 같은 냉동사이클을 반복하는 가운데에 냉장고 내부는 지속적으로 냉기를 공급받아 소망의 냉동(장)효과를 가져오게 된다.

통상 가정용 냉장고용 압축기는 주로 1단의 왕복동형으로 그 구동 전기모터와 함께 케이스내에 밀폐된 채 냉장고의 하부에 설치되며, 제1도에 상부 케이스를 제거한 상태의 내부구조가 평면도로 도시된다.

그 왕복동형 압축기(10)에 있어서, 방음 및 방진을 위하여 전기모터 및 압축기가 상부 및 하부 케이스(12, 11)의 내부에 밀폐되게 수납되며, 또한 그 상부 및 하부 케이스(12, 11)와는 소정의 간격을 두고 적당한 방진 및 방음 수단, 예를 들면 압축스프링으로 그 상부 및 하부 케이스(12, 11)에 하부 또는 측부에서 프레임(24)을 개재하여 지지된다.

상술한 왕복동형 압축기는 제1도에서 횡형으로 프레임(24)의 상부에 고정되는 실린더블럭(13)과 그 내부의 실린더에 왕복 운동가능하게 삽입되는 피스톤(14)으로 구성되며(제2도 참조), 그 피스톤(14)의 왕복운동에 의해 실린더블럭(13)의 좌측 단부에 설치된 흡입 및 토출 밸브(15000)를 개재하여 저압, 고온의 냉매가스가 흡입되고 고압, 고온의 냉매가스가 토출된다. 그 흡입 및 토출 밸브(15)는 소형화를 위하여 통상 탄성을 지니는 플랩퍼(flapper) 내지는 리드(read)형 박판 구조로 구성되며, 그 플랩퍼 내지는 리드형 흡입 및 토출 밸브(15)는 양면에 작용하는 압력차에 의해 피동적으로 개폐된다.

이와 같이 구성되는 왕복동형 압축기에 있어서, 피스톤(14)의 후진 운동시 상기 저압, 고온의 냉매가스는 상기 상부 내지는 하부 케이스(12, 11)에 밀폐되게 고정된 흡입파이프(연결관)(22) 및 흡입머플러(16)를 개재하여 외부의 증발기(도시생략됨)로부터 흡입 및 토출 밸브(15)의 흡입리드밸브로 유입되고, 피스톤(14)의 전진 운동시에 상기 압축기에서 토출된 고압, 고온의 냉매가스는 그 흡입 및 토출 밸브(15)의 토출밸브로부터 토출파이프(23') 및 상기 상부 내지는 하부 케이스(12, 11)에 밀폐되게 고정된 토출파이프 연결관(23)을 거쳐 외부의 응축기(도시생략됨)로 송출된다. 냉매충전파이프(22')는 상기 하부케이스(11)에 밀폐되게 고정되고 초기에 내부에 냉매가스를 충전시킨 후, 밀봉된다.

또한, 냉장고 작동소음의 대부분을 차지하는 압축기 소음은 피스톤(14)의 왕복운동, 흡입 및 토출밸브(15)의 개폐충격, 냉매가스의 흡입 및 토출 압력의 맥동 등에 의해 발생하며, 그 중 냉매가스의 흡입 및 토출 압력의 맥동에 의한 소음을 감소시키기 위해 흡입파이프(연결관)(22)로 유입된 냉매가스는 상부 및 하부 케이스(12, 11) 내부에 충전된 채, 흡입머플러(16)를 통해 실린더실(13')로 흡입되고, 실린더실(13')에서 압축된 냉매는 토출머플러(17)를 통하여 토출파이프(23')로 토출된다.

한편, 전기모터는 프레임(24)의 하부에 고정되게 설치되는 고정자(18)와, 그 고정자(18)와 간극을 두고 회전하는 회전자(19)로 구성되고(제2도 참조), 그 회전자(19)는 회전축(20)에 고정되어 함께 회전하도록 프레임(24)에 회전가능하게 지지된다. 그 전기모터의 회전축(20)의 단부에 그 프레임(24)의 상부로 편심축(21)을 돌출되게 형성하여 피스톤(14)을 연결봉 및 축수를 개재하여 그 편심축(21)에 연결함으로써 그 편심축(21)의 편심회전량만큼 피스톤(14)이 왕복 운동하게 된다. 또한, 그 전기모터의 고정자(18)의 권선코일에는 상부 및 하부 케이스(12, 11)에 밀폐되게 고정되는 외부단자(18')를 개재하여 외부 전원이 인가된다.

상술한 바와 같이 작동하는 압축기 및 구동 모터의 원활한 운전을 위해 하부 케이스(11)의 바닥에 냉동기유가 저장되는 냉동기유 저유조(25)를 형성하고 회전축(20)의 윤활유 공급홈(20')을 따라 상부로 흡입되면서 각 윤활부위에 냉동기유를 공급하여 윤활작용을 하게 하고 있다.

상술한 종래의 밀폐형 왕복동 압축기 구조에 있어서, 상기 흡입머플러(16) 및 토출머플러(17)는 냉장고 작동소음의 대부분을 차지하는 압축기 소음을 감소시키기 위해 사용되는데, 흡입머플러(16)에 유입되는 냉매는 비교적 저온(약 70℃)이지만 토출머플러(17)로 배출되는 냉매는 고압의 작용으로 고온(약 120℃)의 상태이다.

그러나, 제3도에 상세히 도시한 바와 같이 상술한 구조의 종래의 압축기에 있어서는 토출머플러(17)가 실린더블럭(13)으로부터 분리되는 구조이지만, 토출머플러(17)가 고압, 고온으로 인하여 단열재로 형성되기 어렵기 때문에 흡입머플러(16)에서 유입되는 냉매에 토출머플러(17)로부터 열전달이 이루어져 압축기 효율을 저하시키게 된다는 문제점이 있다.

또한, 부품수 및 조립공수를 줄이기 위해 토출머플러(17)가 흡입 및 토출 밸브(15)의 카버와도 일체로 프레스성형되기 때문에 성형성이 떨어지며 실린더블럭(13)에의 조립성 역시 저하되어 생산성이 저하된다는 문제점이 있다.

또, 분리형으로 형성된 경우 토출머플러(17)부분의 지지구조가 취약해지게 되어 고압의 냉매가스의 맥동압에 따른 소음과 진동의 가장 큰 원인으로 된다는 문제점도 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 저렴한 제조비용으로 제조될 수 있고 압축기의 효율 향상과 진동 내지는 소음의 저하를 도모할 수 있는 압축기의 일체형 토출머플러를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

제1도는 밀폐형 압축기의 내부구조를 나타내는 평면도.

제2도는 밀폐형 압축기의 내부구조를 도시하는 제1도의 선 2-2단면도.

제3도는 종래의 압축기의 분리형 토출머플러의 구조를 도시한 부분확대도.

제4도는 본 발명의 일실시예에 따른 압축기의 일체형 토출머플러축기의 제3도와 유사한 부분확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 압축기 11 : 하부케이스

12 : 상부케이스 13 : 실린더

14 : 피스톤 15 : 흡입 및 토출밸브 조립체

16 : 흡입머플러 17 : 분리형 토출머플러

18 : 고정자(스테이터) 19 : 회전자(로터)

20 : 회전축 21 : 편심축

22 : 흡입파이프(연결관) 23 : 토출파이프연결관

23' : 토출파이프 24 : 프레임

25 : 냉동기유 저유조 113 : 일체형 실린더블럭

116 : 토출구 117 : 토출머플러

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 압축기의 일체형 토출머플러는, 실린더블럭에 의해 형성되는 실린더실내에서의 피스톤의 왕복 운동에 따라 저온, 저압의 냉매가스를 압축시키는 압축기에 있어서, 상기 실린더블럭의 상면에 밀폐되게 고정되어 냉매가스의 흡입과 토출을 수행하는 흡입 및 토출밸브 조립체와, 상기 실린더블럭과 일체로 형성되고 그 흡입 및 토출밸브 조립체의 토출측으로 통하는 토출구가 형성된 토출머플러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 흡입 및 토출밸브 조립체를 실린더블럭에 기밀 단열재를 개재하여 고정시킴으로써 거의 토출되는 냉매가스와는 단열이 이루어져 압축기의 효율을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면, 다음과 같다.

제4도에는 본 발명의 일실시예에 따른 압축기의 일체형 토출머플러의 구조가 도시된다. 압축기의 일체형 토출머플러(117)는 실린더블럭(113)과 일체로 주조에 의해 제조된다. 이와 같이 주조에 의해 제조된 후 소정의 실린더블럭(13)의 내부와 상면이 기계가공되어 실린더실(13')을 형성하고 상면에 흡입 및 토출밸브 조립체(115)를 밀폐되게 고정시킬 수 있게 된다. 또, 토출머플러(117)부분은 조립, 고정되는 흡입 및 토출밸브 조립체(115)의 토출측으로 토출유로를 형성하도록 토출구(116)가 형성된다. 토출머플러가 일체로 형성되지 아니하는 흡입 및 토출밸브 조립체(115)의 카버 역시 종래와 같이 프레스 또는 주조로 성형되어 흡입실과 토출실을 구비한다.

이때, 상기 흡입 및 토출밸브 조립체(115)를 실린더블럭(113)에 기밀 단열재를 개재하여 고정시키는 것도 가능하다.

도시가 생략되지만, 이와 같은 구성의 토출머플러(117)에도 제2도에 도시된 종래의 기술에서와 같이 토출파이프(23')가 연결되어 그 토출파이프(23') 및 상기 상부 내지는 하부 케이스(12, 11)에 밀폐되게 고정된 토출파이프 연결관(23)을 거쳐 외부의 응축기로 송출된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 일체형 토출머플러의 상세한 작용을 제1도 내지 제4도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제1도 및 제2도와 관련하여 종래의 압축기의 일예에서 상술된 바와 같이 전기모터에 전원이 인가되어 회전자(19)가 회전하면, 그 회전축(20)의 회전으로 상부의 편심축(21)을 개재하여 실린더실내에서 피스톤이 왕복 운동하게 된다.

그 피스톤(14)의 왕복운동에 의해 실린더블럭(13)의 좌측 단부에 설치되는 제4도의 구조의 흡입 및 토출 밸브(115)를 개재하여 저압, 저온의 냉매가스가 흡입되고 고압, 고온의 냉매가스가 토출된다.

그 흡입 및 토출밸브 조립체(115)를 통해 저온, 저압의 냉매가스가 흡입되어 피스톤(14)의 왕복운동에 의해 고온, 고압으로 토출되는 냉매가스는 그 흡입 및 토출밸브 조립체(115)의 토출측을 경유하여 실린더블럭(13)의 측부에 형성된 토출구(116)를 통해 그 실린더블럭(13)에 일체로 형성된 토출머플러(117)실로 유입된다.

그 토출구(116)나 토출머플러(117)는 실린더블럭(13)과 일체로 주물구조로 형성되기 때문에 진동이나 소음에 강한 구조로 형성하는 것이 가능하며 머플러자체의 진동 및 이에 따른 소음을 제거하는 것이 가능하게 된다. 또한, 흡입 및 토출밸브 조립체(115)의 카버와는 분리되게 형성되고 실린더블럭(13)과는 일체로 형성되게 되어 토출머플러(117) 자체의 구조를 임의로 형성할 수 있으며 그 토출머플러(117)의 부품수를 감소시킬 수 있게 되고 흡입 및 토출밸브 조립체(115)의 카버의 성형이나 조립이 용이하게된다. 또한, 흡입 및 토출밸브 조립체(115)의 설계상의 제약조건도 크게 제거되어 소망의 흡입 및 토출밸브 조립체(115)의 설계가 가능하게 된다.

이상에서 설명한 본 발명의 일실시예에 따른 압축기의 일체형 토출머플러의 구성과 그 작용에 의하면, 종래와 같이 토출머플러와 흡입 및 토출밸브 조립체의 카버를 일체로 형성하지 아니하고 그 토출머플러를 실린더블럭과 일체로 형성함으로써 토출되는 고온, 고압의 냉매가스의 맥동압을 유효하게 흡수하면서 자체의 진동과 소음을 제거할 수 있으며, 토출머플러 내지는 흡입 및 토출밸브 조립체(115)의 구조를 소망의 구조로 할 수 있고 부품수 및 조립공수를 감소시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

본 발명은 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

Claims (2)

1. 실린더블럭(113)에 의해 형성되는 실린더실(13')내에서의 피스톤(14)의 왕복운동에 따라 저온, 저압의 냉매가스를 압축시키는 압축기에 있어서, 상기 실린더블럭(13)의 상면에 밀폐되게 고정되어 냉매가스의 흡입과 토출을 수행하는 흡입 및 토출밸브 조립체(115)와, 상기 실린더블럭(13)과 일체로 형성되고 그 흡입 및 토출밸브 조립체(115)의 토출측으로 통하는 토출구(116)가 형성된 토출머플러(117)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압축기의 일체형 토출머플러.
2. 제1항에 있어서, 상기 흡입 및 토출밸브 조립체(115)를 실린더블럭(13)에 기밀 단열재를 개재하여 고정시킨 것을 특징으로 하는 압축기의 일체형 토출머플러.

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