KR100286831B1 - 로터리 압축기의 공명기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로터리 압축기의 공명기에 관한 것으로서, 특히 공명기 설치공간에 따른 제약 및 운전중 공명기 내부로 유입된 윤활유가 공명부에 잔류하면서 소음주파수 특성 및 소음저감 성능을 악화시키는 문제를 해소하여 실린더 내부의 압축실에서 발생하는 압력맥동에 기인하는 맥동소음 발생문제를 해결하는 데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 축의 회전에 따라 일정한 편심 궤적을 갖고 회전하면서 냉매를 흡입, 압축, 토출하는 롤러와, 상기 롤러의 작용공간을 이루는 실린더와, 상기 실린더의 상, 하부에서 이를 지지하는 메인 베어링 및 서브 베어링과, 압축 냉매의 토출 통로인 토출구와, 상기 토출구를 개폐하는 토출밸브와, 상기 토출밸브의 상부에 형성되어 냉매의 토출 소음을 줄여주는 머플러와, 냉매의 압축과정에서 발생되는 압력맥동을 완화시키기 위한 공명기로 구성되며, 상기 공명기는 압력맥동의 유입 통로를 이루는 목부와, 상기 목부를 통해 유입된 압력맥동을 완화시키는 공명부로 구성된 로터리 압축기의 압축기구부에 있어서, 상기 공명기를 토출구로 이루어지는 냉매의 토출 유로 중간부위에, 토출구와 연통되게 형성하되 상기 공명기의 공명부가 메인 베어링측에 위치하도록 형성한 것이다.

Description

로터리 압축기의 공명기{The resonator of rotary compressor}

본 발명은 로터리 압축기에 관한 것으로, 특히 공명기 설치공간에 따른 제약 및 운전중 공명기 내부로 유입된 윤활유가 공명부에 잔류하면서 소음주파수 특성 및 소음저감 성능을 악화시키는 문제를 해소하여 실린더 내부의 압축실에서 발생하는 압력맥동에 기인하는 맥동소음 발생문제를 해결하기 위한 로터리 압축기의 공명기에 관한 것이다.

일반적인 로터리 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 밀폐용기(1) 내에 압축기구부와 이를 구동하는 전동기구부로 구성된다.

상기 전동기구부는 전원이 인가되면 자력을 발생시키는 고정자(2)와, 상기 고정자(2)와의 상호 작용을 통해 발생되는 유도기전력에 의해 회전하는 회전자(3)와, 상기 회전자(3)에 압입되어 회전자(3)의 회전에 따라 회전되는 크랭크축(4)으로 구성된다.

상기 압축기구부는 도 2 와 같이, 상기 크랭크축(4)의 하부에 편심 축설되어 크랭크축(4)의 회전에 따라 일정한 편심궤적을 갖고 회전하면서 냉매를 흡입, 압축, 토출하는 롤러(5)와, 상기 롤러(5)의 작용공간이 되는 실린더(6)와, 상기 실린더(6)의 상, 하부에서 압축기구부를 지지하는 메인 베어링(7) 및 서브 베어링(8)과, 상기 롤러(5)의 회전에 따라 실린더(6)에 형성되어 있는 슬롯(9) 내를 왕복운동하면서 흡입실(10)과 압축실(11)을 분리하는 베인(12)과, 상기 실린더(6)로 흡입 및 토출되는 냉매의 유동 통로를 이루는 흡입구(13) 및 토출구(14)와, 상기 토출구(14)의 상부에 형성되어 토출 소음을 저감하는 머플러(15)로 구성된다.

그리고, 도 3 과 같이 토출유로의 도입부에는 상기 토출구(14)와 연통되어 공명기(16)가 설치되는데, 상기 공명기(16)는 실린더(6)내에서 발생되는 압력맥동의 유입통로 역할을 하는 목부(16a)와, 상기 목부(16a)를 통해 유입된 압력맥동을 완화시키는 공명부(16b)로 구성되며, 목부(16a)는 메인베어링(7)측에, 공명부(16b)는 실린더(6)측에 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 상태에서 축(4)의 회전에 따라 롤러(5)가 일정한 편심괘적을 그리면서 실린더(6) 내주면을 따라 자전 및 공전하기 시작하면 흡입력이 발생하여 냉매가 흡입구(13)를 통해 실린더(6)의 흡입실(10) 내로 유입되고, 상기 롤러(5)가 일정각 이상으로 회전하게 되면 냉매의 압축이 시작되며, 상기 롤러(5)의 회전각이 200°근방에 왔을 때 압축실(11) 내의 압력이 토출압과 같거나 커지게 되어 토출구(14)의 토출밸브(도면상에 미도시)가 열리고, 압축 냉매의 토출이 이루어지게 된다.

상기 토출구(14)를 통해 토출된 냉매는 메인 베어링(7) 상부의 머플러(15)로 유입되고, 이 머플러(15)는 토출 냉매의 소음을 저감하는 역할을 수행하게 된다.

이때, 상기 실린더(6)의 내부에서 이루어지는 냉매의 압축 및 토출과정에서 발생하는 압력 맥동에 의하여 충격 진동이 발생하며, 이러한 가진력이 압축부 구성 요소 부품들의 요동에 의한 진동을 발생시키게 되며, 실린더(6)의 외부로 전파되어 상기 실린더(6)와 용접되어 있는 밀폐용기(1)를 진동시킴으로써 압축기 외부로 소음이 누설된다.

또한, 상기 실린더(6) 내부에서 발생한 냉매의 고주파 압력맥동 성분들이 토출시 압축기 내부 공간으로 급격히 팽창되면서 내부공간의 음향모드를 가진함으로써 압축기 외부로 강한 지향성을 갖는 공명음을 방사하는 소음원으로 작용하게 된다.

도 3 은 이를 해결하기 위해 토출유로의 도입부에 형성한 공명기(16)를 나타낸 것으로서, 상기 공명기(16)는 압축과정에서 발생하는 냉매의 압력맥동을 완화시키고, 토출시 압력맥동이 급격하게 유출되는 것을 방지하여 토출관련 소음 및 진동을 저감시키는 역할을 수행하게 된다.

이때, 상기 공명기의 목부(16a)와 공명부(16b)의 형상에 따라 공명기(16)로서의 소음 저감 작용이 발생하는 주파수 영역이 결정된다.

그러나 이러한 종래의 공명기는 토출유로의 도입부에 토출구와 연통하는 공명기를 설치하기 때문에 압축실에서 형성된 고압 냉매의 통과 유로가 급격히 변동하는 지점에서 유로저항을 크게 발생시키는 작용을 하게 되므로 토출 냉매의 원활한 유동을 방해하게 되어 압축시 효율저하 및 난류발생에 의한 유동소음이 증가하는 문제점이 있었다.

또한, 압축기의 초기 기동시 압축실에 고요있던 윤활유가 공명기 내부로 침투해 들어가게 되며, 이때 윤활유의 출입구로 작용하는 공명기의 목부가 공명부 보다 상부에 위치하는 구조 때문에 공명기로 유입된 윤활유가 운전중 효과적으로 제거되지 못하는 현상이 발생하므로 공명부에 잔류하는 윤활유량의 변동에 따라 공명기의 소음저감 주파수 특성이 바뀌게 되어 소음저감 성능의 안정성을 확보하는 데 어려움이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 공명기를 토출유로의 중간부위에, 토출구와 연통되게 형성하되 공명기의 공명부가 메인 베어링측에 위치하도록 형성함으로써 공명기 설치공간에 따른 제약 및 운전중 공명기 내부로 유입된 윤활유가 공명부에 잔류하면서 소음주파수 특성 및 소음저감 성능을 악화시키는 문제를 해소하여 실린더 내부의 압축실에서 발생하는 압력맥동에 기인하는 맥동소음 발생문제를 해결하기 위한 로터리 압축기의 공명기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 일반적인 로터리 압축기의 구성도.

도 2 는 종래 로터리 압축기의 압축기구부 구성도.

도 3 은 종래 로터리 압축기의 토출계 구성도.

도 4 는 본 발명에 의한 로터리 압축기의 토출계 구성도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

101 : 토출구 102 : 공명기

102a : 목부 102b : 공명부

103 : 메인 베어링 104 : 공명기 덮개

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4 는 본 발명에 의한 로터리 압축기의 토출계 구성도이다.

도시된 바와 같이, 실린더(105)의 상부에 메인 베어링(103)이 올려지고, 상기 메인 베어링(103)의 중앙에 토출구(101)가 형성되며, 상기 토출구(101)의 일측에 공명기(102)가 마련된다.

상기 메인베어링(103)에 형성된 공명기(102)는, 일단이 토출구(101)의 내주로 연통되는 목부(102a)와, 상기 목부(102a)와 연통되고 메인베어링(103)의 상단으로 관통되는 공명부(102b)로 구성된다. 그리고, 메인 베어링(103)의 상단으로 개구된 상기 공명부(102b)의 상단은 공명기 덮개(104)에 의해 밀폐된다.

상기 공명부(102b)는 내경이 목부(102a)의 내경보다 크게 형성되고, 그 높이는 목부(102a)의 높이보다 더 높은 높이로 형성된다. 그리고, 공명부(102b)는 목부(102a)보다 더 높은 위치에 형성된다.

이하에서는 본 발명에 의한 작용을 설명한다.

먼저, 역할에 따라 나뉘어진 공명기(102)의 목부(102a)와 공명부(102b)를 그 역할별로 설명하면 상기 목부(102a)는 토출구(101)와 연통되어 실린더(105) 내부에서 발생되는 압력 맥동의 유입 유로 역할을 하고, 상기 공명부(102b)는 목부(102a)를 통하여 유입되는 압력 맥동을 완화시키는 역할을 하게 된다.

이때, 상기 공명기(102)의 이론적인 소음저감 특성과 부합하도록 압력맥동의 유입 통로 역할을 하는 목부(102a)의 크기를 공명부(102b)의 크기 보다 작게 형성하여 소음저감 효과 향상을 도모하게 된다.

또한, 상기 공명부(102b)를 목부(102a) 보다 높은 위치에 형성하여 공명기(102) 내부로 유입된 윤활유가 중력의 영향으로 공명기(102) 하부에 고인 상태에서 토출과정 동안 목부(102a)를 통하여 원활하게 빠져나가게 함으로써 공명기(102) 내부의 윤활유 잔류에 의한 공명기(102) 소음저감 성능의 악화 및 안정성 확보의 어려움을 해소하게 된다.

그리고, 상기 메인 베어링(103)의 상면 방향으로 개방되어 있는 공명기(102)의 공명부(102b)를 공명기 덮개(104)를 사용하여 밀폐하도록 함으로써 이를 통한 누설을 방지하게 된다.

한편, 본 발명에 의한 실시예는 메인 베어링(103)의 상면에서 공명기(102)를 가공할 수 있어 공명기(102) 설치를 위한 공간확보 측면에서 유리하며, 가공용이성을 도모할 수 있게 된다.

특히, 체결변형 및 누설 방지에 의한 효율의 향상을 위하여 메인 베어링(103)과 실린더(105)가 일체로 구성되는 압축기에 있어서는 메인 베어링(103)과 실린더(105)가 접촉하는 토출유로 도입부에 공명기(102)를 가공하는 것이 불가능해지므로 토출 유로의 중간부에 가공되는 본 발명에 의한 공명기(102) 구조를 적용하는 것이 가장 효과적인 방법이 되는 것이다.

여기서, 본 발명의 다른 실시예로서, 토출밸브(도면상에 미도시)의 상부에 형성되어 냉매의 토출소음을 저감하는 머플러(미도시)를 공명기(102)로 적용할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 유동저항의 증가를 완화하고, 압축 및 토출과정에서 발생되는 압력맥동을 효과적으로 저감하게 되므로 기존 공명기 설치 구조와 비교하여 효율저하 방지 및 소음저감 성능 향상이 가능해지는 효과가 있다.

또한, 공명기의 목부가 공명부 보다 하부에 위치하므로 공명기 내부로 유입되는 윤활유로 인한 소음 저감 성능의 악화 및 안정성 확보 문제가 해결되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 축의 회전에 따라 일정한 편심 궤적을 갖고 회전하면서 냉매를 흡입, 압축, 토출하는 롤러와, 상기 롤러의 작용공간을 이루는 실린더와, 상기 실린더의 상, 하부에서 이를 지지하는 메인 베어링 및 서브 베어링과, 압축 냉매의 토출 통로인 토출구와, 상기 토출구를 개폐하는 토출밸브와, 상기 토출밸브의 상부에 형성되어 냉매의 토출 소음을 줄여주는 머플러와, 냉매의 압축과정에서 발생되는 압력맥동을 완화시키기 위한 공명기를 포함하고 있는 로터리 압축기에 있어서, 상기 메인베어링의 토출구 내주에 연통되도록 목부가 형성되고, 상기 목부와 연통되고, 상기 메인베어링의 상단으로 관통되도록 개구되는 공명부가 형성되며, 상기 공명부는 상기 목부보다 높은 위치에 형성되고, 그 상단의 개구를 밀폐하는 공명기 덮개가 마련되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 공명기.

Images