KR100296582B1 - 압축기의라인토출튜브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기의 라인 토출 튜브의 원호 부위에 질량부재(mass)을 설치하여 압축기의 소정 회전수에서 발생되는 고유진동수를 회피하고 라인 토출 튜브에서의 댐핑(damping)을 향상시킴으로써 라인 토출 튜브의 진동을 저감하고 신뢰성을 향상시킴과 동시에 압축기의 진동 소음까지도 저감시킬 수 있도록 한 왕복동 압축기의 라인 토출 튜브에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은, 압축 냉매의 토출 유로인 라인 토출 튜브의 소정부위에 덩어리 형태의 질량부재를 결합하여 압축기의 운전시 발생하는 소음과 진동을 저감시키도록 된 것을 특징으로 하며,

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 압축 냉매의 토출 유로인 라인 토출 튜브의 외주면에 결합되어 소음을 저감시키는 댐핑 스프링과, 상기 댐핑 스프링과 근접되도록 상기 라인 토출 튜브의 소정부위에 결합되어 압축기의 운전시 발생하는 소음과 진동을 저감시키는 덩어리 형태의 질량부재를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

Description

압축기의 라인 토출 튜브{LINE DISCHARGE TUBE OF COMPRESSOR}

본 발명은 압축기의 라인 토출 튜브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 라인 토출 튜브의 원호 부위에 질량부재(mass)을 설치하여 압축기의 소정 회전수에서 발생되는 고유진동수를 회피하고 라인 토출 튜브에서의 댐핑(damping)을 향상시킴으로써 라인 토출 튜브의 진동을 저감하고 신뢰성을 향상시킴과 동시에 압축기의 진동 소음까지도 저감시킬 수 있도록 한 왕복동 압축기의 라인 토출 튜브에 관한 것이다.

예를 들어, 회전수가 가변되는 가변 능력 왕복동 압축기는, 밀폐형 압축기와 마찬가지로 도 1에 도시한 바와 같이, 상,하부 용기(1)(2)의 내부에 고정자(3)와 회전자(도시하지 않음)로 이루어지는 전동 기구부(5)와, 상기 회전자의 중앙에 압입 고정된 크랭크 샤프트(6)의 회전 동작에 의해 냉매를 흡입하여 압축시킨 후 토출시키는 압축 기구부(7)로 구분할 수 있다.

상기 압축 기구부(7)는 냉매의 흡입 공간을 이루는 실린더(8)가 일체로 형성된 실린더 블록(9)과, 상기 크랭크 샤프트(6)의 하단부에 결합되어 실린더(8)의 내부에서 직선 왕복 운동을 하는 피스톤(도시하지 않음)과, 상기 실린더(8)의 단부에 복개 고정되는 실린더 헤드(11)와, 상기 실린더(8)와 실린더 헤드(11)의 사이에 개재되어 냉매를 실린더(8)의 내부로 흡입함과 아울러 압축 냉매를 토출시키는 밸브장치(12) 등을 포함하고 있다.

또한, 상기 실린더 헤드(11)의 상부에는 소정의 형상을 갖는 머플러(13)가고정자(3)와 밀착되는 형태로 세워져 고정되며, 그 머플러(13)에는 하부 용기(2)를 관통하여 설치된 흡입관(14)이 연결 고정되어 있다.

상기와 같은 일반적인 밀폐형 압축기는 흡입관(14)을 통하여 흡입된 냉매가 머플러(13)를 지나 실린더 헤드(11) 및 밸브장치(12)를 통과한 후 실린더(8)의 내부로 유입되는 흡입 과정과, 크랭크 샤프트(6)의 회전에 따른 피스톤의 직선 왕복 운동에 의하여 흡입 냉매가 압축되는 압축 과정과, 상기 실린더(8)의 내부에서 압축된 냉매가 다시 밸브장치(12) 및 실린더 헤드(11)를 통해 토출 경로를 따라 외부로 토출되는 토출 과정을 반복하도록 되어 있다.

여기서, 냉매의 토출을 안내하는 냉매 토출 안내장치의 전형적인 실시 형태를 첨부 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 실린더 블록(9)의 하면 일측에 반구 형상의 토출 머플러 커버(21)가 고정되어 있으며, 그 토출 머풀러(21)는 실린더 헤드(11)의 토출 공간과 통하도록 연결되어 있다.

상기 토출 머풀러(21)에는 고정자(3)를 둘러싸는 형태로 형성된 라인 토출 튜브(22)가 연결 고정되어 있고, 상기 라인 토출 튜브(22)의 단부는 하부 용기(2)에 관통되도록 연결 고정된 토출관(23)에 용접으로 고정되어 있다.

따라서, 실린더(8)의 내부에서 압축된 냉매는 실린더 헤드(11)의 토출 공간을 지나 토출 머플러 커버(21)의 내부로 유입된 후, 라인 토출 튜브(22)를 지나 토출관(23)을 통해 밀폐형 압축기를 벗어나게 된다.

이 때, 압축 냉매가 비교적 좁은 관의 라인 토출 튜브(22)를 지나면서 진동을 발생시키게 되며, 그 진동은 진동 음파로 바뀌어져 특정 주파수의 주기적인 소음 및 진동으로 나타나게 되는 바, 그 소음 및 진동을 저감시키기 위하여 라인 토출 튜브(22)의 외주면에 소정 길이만큼 댐핑 스프링(damping spring)(24)을 결합하도록 구성되어 있다.

상기 댐핑 스프링(24)은 라인 토출 튜브(22)의 질량을 보강하여 자체의 댐핑 작용으로 진동 소음을 저감시키는 역할을 한다.

그런데, 상기와 같은 종래 기술에 의한 압축기의 냉매 토출 안내장치에 있어서는, 냉매의 토출 유로인 라인 토출 튜브(22)의 외주면에 댐핑 스프링(24)을 결합하여 진동 소음의 저감 효과를 기대하고 있으나, 실제로 질량 증대 효과가 크지 못하여 적절하지 못하여 진동 소음을 감소시키기에는 한계가 있었다.

또한, 상기와 같이 댐핑 스프링(24)을 결합한 종래의 라인 토출 튜브(22)를 3800rpm(분당 회전수) 정도에서의 운전이 필요한 가변 능력 압축기에 적용하는 경우 압축기의 운전이 불가능해지는 경우도 있었다. 이는 압축기가 3800rpm 정도로 운전되는 경우 진동 주파수가 대략 63Hz 발생하고 이는 라인 토출 튜브(22)의 1차 고유 진동수인 63Hz와 공명현상을 일으키기 때문이다.

더욱이, 상기와 같이 댐핑 스프링(24)을 결합한 종래의 라인 토출 튜브(22)에 있어서, 상기 댐핑 스프링(24)은 700Hz 이상의 진동 주파수에서 적절한 댐핑 역할을 하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 10g 정도의 질량부재를 라인 토출 튜브의 중간 부위에 취부하여 라인 토출 튜브의 1차 고유진동수를 10Hz 정도 하향 이동시킴으로써 3800rpm 정도에서의 압축기 운전이 가능하도록 하고, 700Hz 내지 1KHz 정도 사이에서의 댐핑이 향상되도록 하며, 2.17KHz 정도에서의 피크 진동성분을 제거할 수 있도록 하여 라인 토출 튜브 및 압축기에서의 진동소음 저감 효과를 크게 향상시킨 압축기의 라인 토출 튜브를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 댐핑 스프링과 더불어서 소정의 질량을 갖는 질량부재를 라인 토출 튜브에 설치하여 700Hz 내지 1KHz 정도 사이에서의 댐핑과 압축기 용기와 관련되어 발생하는 2.5KHz에서의 댐핑이 향상되도록 하며, 2.17KHz 정도에서의 피크 진동성분을 제거할 수 있도록 하여 라인 토출 튜브 및 압축기에서의 진동 소음 저감 효과를 크게 향상시킨 압축기의 라인 토출 튜브를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 밀폐형 압축기의 내부 구성을 보인 단면도.

도 2는 일반적인 밀폐형 압축기의 라인 토출 튜브의 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 압축기의 라인 토출 튜브를 보인 사시도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예의 라인 토출 튜브를 보인 사시도.

도 5a,b,c는 본 발명에 의한 압축기의 라인 토출 튜브의 제조방법을 순차적으로 설명하기 위한 설명도.

도 6a,b 각각은 종래기술과 본 발명의 효과를 비교 설명하기 위한 실험 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

23 : 토출관 24 : 댐핑 스프링

30, 35 ; 라인 토출 튜브 31 ; 튜브 몸체

100 : 질량부재

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 압축기의 라인 토출 튜브는,

압축 냉매의 토출 유로인 라인 토출 튜브의 소정부위에 덩어리 형태의 질량부재를 결합하여 압축기의 운전시 발생하는 소음과 진동을 저감시키도록 된 점에 그 특징이 있다.

본 발명에 따른 또 다른 압축기의 라인 토출 튜브는,

압축 냉매의 토출 유로인 라인 토출 튜브의 외주면에 결합되어 소음을 저감시키는 댐핑 스프링과, 상기 댐핑 스프링과 근접되도록 상기 라인 토출 튜브의 소정부위에 결합되어 압축기의 운전시 발생하는 소음과 진동을 저감시키는 덩어리 형태의 질량부재를 구비하고,

상기 질량부재는 그 내부에 형성된 관통공에 의해 상기 라인 토출 튜브에 밀착되면서 삽입되도록 된 점에 그 특징이 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 질량부재의 크기는 대략 10g 정도이며, 이 질량부재는 원호 형태를 갖는 상기 라인 토출 튜브의 중간부위에 결합된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 압축기의 라인 토출 튜브의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 설명의 편의를 위하여 종래기술에서 사용하였던 구성부재와 동일한 작용을 하는 구성부재에 대해서는 같은 도면부호를 사용하고, 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 압축기의 라인 토출 튜브를 보인 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 압축기의 라인 토출 튜브(30)는, 튜브 원호 몸체(31)의 중간 부위에 약 10그램(g) 정도의 덩어리 형태의 질량부재(100)를 고정하여 구성한 것이다. 여기서, 상기 질량부재(100)의 재질은 압축기의 운전시 라인 토출 튜브(30)에서의 진동 소음을 저감할 수 있는 어떤 것이라도 상관은 없지만, 고무재질이 가장 바람직하다. 도 3 내지 도 5를 참조하면, 질량부재(100)의 내부는 도면번호가 기재되지 않은 라인 토출 튜브(30)에 밀착되면서 삽입되도록 된 관통공이 형성된다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예의 압축기의 라인 토출 튜브(35)는, 종래기술의 경우와 같이 튜브 몸체(31)의 외주면에 소정 길이만큼 댐핑 스프링(24)를 고정하여 설치하고, 튜브 몸체(31)의 원호 중간부위에 덩어리 형태의 질량부재 (100)를 고정하여 구성한 것이다. 여기서, 상기 질량부재(100)는 도시된 바와 같이 댐핑 스프링(24)에 인접하여 고정 설치하는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같은 라인 토출 튜브(30)(35)를 제조하기 위한 바람직한 제조방법을 설명하면, 도 5a에 도시한 바와 같이, 소정길이를 갖는 직선상의 튜브 몸체 (31)와 상기 튜브 몸체(31)보다 짧은 길이를 갖고 직경은 큰 직선상의 댐핑 스프링 (24) 및 덩어리 형태의 질량부재(100)를 각각 성형하고, 도 5b에 도시한 바와 같이 튜브 몸체(31)에 댐핑 스프링(24)과 질량부재(100)를 결합하여 고정하고, 도 5c에 도시한 바와 같이 댐핑 스프링(24)과 질량부재(100)가 결합된 튜브 몸체(31)를 소정의 형상을 이루도록 벤딩함으로써 완료된다. 여기서, 질량부재(100)를 튜브 몸체 (31)에 결합하는 바람직한 방법으로서는 질량부재(100)의 내부에 형성된 도시한 바와 같은 관통공(도면번호 미기재)에 튜브 몸체(31)를 끼워 넣은 다음 질량부재(31)를 튜브 몸체(31)의 결합위치까지 잡아당기는 식으로 한다.

상기와 같은 방법으로 제조된 라인 토출 튜브(30)(35)의 일측단부에는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 토출 머플러 커버(21)를 연결 고정하게 된다.

도 3의 라인 토출 튜브(30)를 제조하는 경우에 상기 제조방법에서 댐핑 스프링(24)을 배제하는 것은 물론이다. 그리고, 도 4의 댐핑 스프링은 도 2의 댐핑 스프링과 같지만, 그 길이에 있어서는 차이가 있다. 즉, 도 4의 댐핑 스프링의 길이는 도 2의 댐핑 스프링의 길이보다 짧게 된다.

상기한 본 발명의 라인 토출 튜브(30; 도 3)가 적용된 밀폐형 압축기에 있어서는, 실린더(8; 도 1)의 내부에서 압축된 냉매가 실린더 헤드(11; 도 1)의 토출 공간을 지나 토출 머플러 커버(21)의 내부로 유입된 후, 라인 토출 튜브(30)를 따라 이동하여 토출관(23)을 지나 외부로 토출되는 바, 상기 라인 토출 튜브(30)의 원호 몸체(31)의 중간부위에 덩어리 형태의 질량부재(100)가 고정 결합되어 있으므로, 댐핑 효과를 향상시키게 되며, 따라서 진동 소음을 효과적으로 저감시킨다.

이를 도 6a에서 점선으로 도시된 종래기술(도 2의 라인 토출 튜브)에 의한 주파수 응답특성 함수의 실험 그래프와, 실선으로 도시된 본 발명에 의한 주파수 응답특성 함수의 실험 그래프를 비교하여 보다 더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

즉, 본 발명은 10g 정도의 질량부재(100)를 라인 토출 튜브(30)의 원호 몸체 (31) 중간 부위에 고정 취부하여 라인 토출 튜브의 1차 고유진동수를 10Hz 정도 하향 이동시킴으로써 3800rpm 정도에서의 압축기 운전이 가능하도록 한다. 또한, 본 발명은 10g 정도의 질량부재(100)를 라인 토출 튜브(30)의 원호 몸체(31) 중간 부위에 고정 취부함으로써, 종래기술의 경우보다 도시한 바와 같이 700Hz 내지 1KHz 정도 사이에서 댐핑을 향상시키며, 2.17KHz 정도에서의 피크 진동성분을 제거한다.

한편, 상기 라인 토출 튜브(30)의 단부에서 토출되는 냉매는 토출관(23)을 통해 기존과 동일한 경로를 따라 토출된다.

그리고, 상기한 본 발명의 또 다른 실시예의 라인 토출 튜브(35; 도 4)가 적용된 밀폐형 압축기에 있어서는, 도 3의 경우와 마찬가지로 실린더(8; 도 1)의 내부에서 압축된 냉매가 실린더 헤드(11; 도 1)의 토출 공간을 지나 토출 머플러 커버(21)의 내부로 유입된 후, 라인 토출 튜브(30)를 따라 이동하여 토출관(23)을 지나 외부로 토출되는 바, 상기 라인 토출 튜브(30)의 원호 몸체(31)의 중간부위에 덩어리 형태의 질량부재(100)가 고정 결합되어 있으므로, 댐핑 효과를 향상시킨다.

이를 도 6b에서 점선으로 도시된 종래기술(도 2의 라인 토출 튜브)에 의한 주파수 응답특성 함수의 실험 그래프와, 실선으로 도시된 본 발명에 의한 주파수 응답특성 함수의 실험 그래프를 비교하여 보다 더 상세하게 설명하면 다음과 같다. 즉, 종래기술에 의한 댐핑 스프링(24)과 더불어서 10g 정도의 질량을 갖는 질량부재(100)를 도 4에 도시한 바와 같이 라인 토출 튜브의 몸체(31)에 설치함으로써 700Hz 내지 1KHz 정도 사이에서의 댐핑과 압축기 용기와 관련되어 발생하는 2.5KHz에서의 댐핑을 향상시킨다. 또한, 도 4의 본 발명 라인 토출 튜브(35)는 2.17KHz 정도에서의 피크 진동성분을 제거하여 라인 토출 튜브 및 압축기에서의 진동소음 저감 효과를 크게 향상시킨다.

한편, 상기 라인 토출 튜브(35)의 단부에서 토출되는 냉매는 토출관(23)을 통해 기존과 동일한 경로를 따라 토출된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 압축기의 라인 토출 튜브는,10g 정도의 질량부재를 라인 토출 튜브의 중간 부위에 취부하여 라인 토출 튜브의 1차 고유진동수를 10Hz 정도 하향 이동시킴으로써 3800rpm 정도에서의 압축기 운전이 가능하도록 하고, 700Hz 내지 1KHz 정도 사이에서의 댐핑이 향상되도록 하며, 2.17KHz 정도에서의 피크 진동성분을 제거할 수 있도록 하여 라인 토출 튜브 및 압축기에서의 진동소음 저감 효과를 크게 향상시키는 이점을 제공한다.

또한, 본 발명은 종래기술에 의한 댐핑 스프링과 더불어서 소정의 질량을 갖는 질량부재를 라인 토출 튜브에 설치하여 700Hz 내지 1KHz 정도 사이에서의 댐핑과 압축기 용기와 관련되어 발생하는 2.5KHz에서의 댐핑이 향상되도록 하며, 2.17KHz 정도에서의 피크 진동성분을 제거할 수 있도록 하여 라인 토출 튜브 및 압축기에서의 진동소음 저감 효과를 크게 향상시키는 이점을 제공한다.

본 발명은 본 명세서에 서술된 실시예로 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 기재된 정신과 범주를 벗어남이 없이 당업자에 의해 수정 및 변경될 수 있다.

Claims (1)

1. 압축 냉매의 토출 유로인 라인 토출 튜브의 외주면에 결합되어 소음을 저감시키는 댐핑 스프링과, 상기 댐핑 스프링과 근접되도록 상기 라인 토출 튜브의 소정부위에 결합되어 압축기의 운전시 발생하는 소음과 진동을 저감시키는 덩어리 형태의 질량부재를 구비하고,

   상기 질량부재는 그 내부에 형성된 관통공에 의해 상기 라인 토출 튜브에 밀착되면서 삽입되도록 된 것을 특징으로 하는 압축기의 라인 토출 튜브.