KR100301199B1 - 로타리압축기의레조네이터구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로타리 압축기의 레조네이터 구조에 관한 것이다.

본 발명은, 실린더의 상, 하부에서 장착되며 메인 베어링 및 서브 베어링에 의해 밀폐된 공간을 형성하는 압축실과, 상기 메인 베어링과 상기 서브 베어링 중 적어도 어느 한쪽의 베어링에 관통되어 압축실에서 압축된 냉매가스를 토출시키는 토출포트와, 어느 한쪽의 상기 베어링에 형성되어 토출되는 냉매의 특정 주파수 대역의 소음을 저감하는 레조네이터를 포함하는 로타리 압축기에 있어서: 상기 레조네이터는 상기 토출포트가 형성된 어느 하나의 베어링과 대향하는 다른 베어링의 대향하는 면에 형성되되 상기 롤러의 회전각도 시점을 0°로 보았을 때 240°내지 상기 토출포트의 이전 위치에 형성된 체적공간과, 상기 체적공간과 상기 압축실과 상기 체적공간을 관통하는 레조네이터 유로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 로터리 압축기에서 적용되는 베어링의 구조를 개선하여 제작을 용이하게 하고, 레조네이터 설치에 의한 베어링의 변형을 방지하여 압축기의 효율을 향상시킬수 있으며, 또한 레조네이터의 소음저감 부위인 유로 면적을 충분히 확보하여 소음 저감을 향상시킬수 있다.

Description

로타리 압축기의 레조네이터구조{Resonator of rotary compressor}

본 발명은 로타리 압축기의 레조네이터구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 레조네이터가 설치된 부품인 베어링의 양산성을 개선하고, 베어링 설치시의 가공부의 변형을 최소화시키며, 유로를 충분히 확보하여 소음을 저감하도록 하기 위한 레조네이터 구조에 관한 것이다.

일반적인 종래의 냉매 압축기의 구성을 도 1 의 (a)(b)에 의거하여 설명하면, 먼저 도 1 의 (a)에 도시한 바와 같이 밀폐용기(1)내에 압축기구부와 이를 구동하는 전동기구부와, 상기 전동기구부의 구동에 의해서 오일에 급유되는 급유부로 대별되어 있다.

상기 전동기구부는 전원을 공급받아 자력을 발생시키는 고정자(2)와, 고정자(2)의 자력에 의해 회전하는 회전자(3)와, 회전자(3)에 축설되어 회전하는 크랭크 축(4)으로 구성되어 있다.

압축기구부는 도 1 의 (b)와 같이 원통형의 실린더(5)와, 실린더(5)의 내주면을 따라 공전하면서 냉매를 흡입 및 압축 그리고 토출시키는 동기를 부여하는 편심롤러(6)와, 실린더(5)의 상, 하부에서 압축부를 지지하는 메인 베어링(7) 및 서브 베어링(8)과, 편심롤러(6)에 의해 압축된 냉매가 토출되는 통로인 토출포트(9)와, 토출포트(9)의 출구 측에 설치되어 냉매의 토출을 개폐하는 토출밸브(10)와, 토출되는 냉매의 소음을 저감하기 위한 머플러(11)와, 머플러(11)를 통과한 냉매를 외부로 토출하는 머플러포트(12)로 구성되어 있다.

이와 같이 로타리 압축기는 실린더(5)의 상, 하측에 메인 베어링(7)과 서브 베어링(8)을 장착하고, 크랭크 축(4)에 의해 회전을 하는 편심롤러(6)를 실린더(5) 내부에 삽입하고, 실린더(5)내에 있는 롤러(6)의 회전 작용에 의해 압축실(13)이 형성되며, 압축실(13)에서 압축된 토출가스는 베어링(7)(8)에 관통구 형태로 설치된 토출포트(9)를 통해 토출밸브(10)를 거쳐 머플러(11)내로 토출된다.

이때, 토출포트(9) 직전의 실린더(5)에 원활한 유동의 흐름이 되도록 토출반달홈(14)이 형성된다.

또 상기 메인 베어링(7) 에는 특정 주파수를 가진 소음을 저감하기 위한 레조네이터(15)가 형성된다.

도 2 와 같이 상기 레조네이터(15)는 메인 베어링(7)에 형성된 토출 포트(9)와 인접된 위치에 형성되되 메인 베어링(7)과 실린더(5)가 접촉되는 접촉면에 일정한 체적공간(15a)을 갖고 형성된다.

또 상기 체적공간(15a)과 상기 토출 포트(9)는 유로(15b)에 의해 관통되어 압축실(13)의 압력 맥동 및 토출 소음을 저감시킬수 있다.

그러나, 상기의 구성을 이루기 위해서는 상기 레조네이터(15)를 상기 유로(15a)에 의해 토출포트(9)와 관통되게 설치해야 하므로 베어링부 최소 두께(16)가 매우 작아져 변형이 발생하여 압축기의 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

또한 압축기 효율을 향상시키기 위해서는 토출포트(9)의 체적을 최소화 시켜야 하는데 이를 위해서는 토출포트(9)의 높이를 줄여야 한다.

이와 같이 상기 레조네이터(15)를 토출포트(9)와 연통시키면, 베어링 최소 두께(16)가 매우 작아져 성능 향상을 위해 토출포트 높이를 줄이는데 제한 조건으로 작용하는 단점이 있었다.

또한, 변형방지를 위해 베어링부의 두께를 늘리면 토출포트의 높이도 높아져서 체적이 커지는 단점이 있다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 알려진 일본 특허 공개번호 평 8-210282 호 의 기술에 의하면, 도 3 의 (a)와 같이 원형내면에 개입설치되는 실린더(21)와, 상기 원형내면의 중심으로부터 편심되게 원형외면에 설치되고 실린더(21)에 내접하여 회동되는 롤러(22)와, 실린더(21)와 롤러(22)간에 배출홀의 형상을 초승달 형상으로 형성하고, 흡입실과 압축실을 출몰가능한 베인(미도시)와, 롤러(22)를 회동 및 구동시키는 구동축(23)을 축지하고, 실린더(21)의 일개구단부를 폐쇄하는 서브 베어링(24)와, 실린더(21)의 개구단부를 폐쇄하는 메인 베어링(25)을 설치하고, 롤러(22)의 회동에 따라 기체의 소요를 가압압축해서 배출하는 로타리 압축기에 있어서, 상기 초승달 형상의 배출홀에 마주대하는 메인 베어링(25) 내측면에 레조네이터(A)구조인 공명공간(26)을 천설면에 수직으로 형성할 때, 기체의 압축행정도중에 위치하도록 롤러의 회전방향으로 베인을 기준으로하여 150° ~ 270°범위 바람직하게는 230°의 위치에 설치한 것이 제안되고 있다.

그러나, 상기 공명공간을 메인 베어링 내측면에 수직으로 형성함으로써, 베어링부 최소두께가 매우 작아져 변형이 발생하고, 이를 방지하기 위해 베어링부의 두께를 늘리면 토출포트의 높이도 높아져서 사체적이 커지는 단점이 있다.

그리고, 또 다른 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 알려진 일본 특허 공개번호 소62-253991호 의 기술에 의하면, 도 3 의 (b)와 같이 실린더(31) 실내를 흡입실과 압축실로 나누는 베인(미도시)을 설치하여 구성되는 로타리 압축기에 있어서, 실린더(31) 또는 이 실린더(31)의 개구를 폐쇄하는 상/하베어링(32)(33)의 적어도 한쪽, 또는 양쪽에 레조네이터(B)를 형성하고, 이 레조네이터(B)에는 공간(34) 및 도입구(35)를 구비하고, 또한 이 공간(34)과 압축실을 연통시키는 도입구(35)를 실린더(31)의 토출포트(36)와 베인사이의 실린더(31)내에 형성시킨 구성이 제안되고 있다.

그리고, 도입구(35)와 공간은 단면적이 대략 동일한 통형상으로 형성되고, 도입구(35)와 공간(34)의 긴 방향으로의 길이의 합이 실린더(31)의 압축실에서 발생하는 압력맥동 주파수의 파장에 약 1/4이 되도록 하며, 도입구(35)의 단면적을 공간의 단면적보다 작게 정하여 공명주파수를 실린더(31)의 압축실내에서 생기는 압력맥동주파수와 대략 일치시키도록 구성된다.

그러나, 로타리의 압축기구부내에 공간을 형성하는 것은 유사하지만, 상기 공간을 실린더내의 토출포트와 베인사이에 형성함으로써, 실린더의 최소 두께가 매우 작아져 변형이 발생하여 압축기의 성능을 저하시키는 문제점이 있다.

이와 같이 전자의 기술적 구성은 공명공간을 메인 베어링 내측면에 수직으로 형성함으로써, 베어링부 최소 두께가 매우 작아져 변형이 발생하고, 이를 방지하기 위해 베어링부의 두께를 늘리면 토출포트의 높이도 높아져서 사체적이 커지는 문제점이 있고, 후자의 기술적 구성은 압축기구부내에 형성된 공간을 실린더내의 토출포트와 베인사이에 형성함으로써, 실린더의 최소 두께가 매우 작아져 변형이 발생할수 있는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 이러한 종래 문제점을 감안하여 창안된 것으로 레조네이터가 설치된 부품인 베어링의 양산성을 개선하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 견지로는, 베어링 설치시의 가공부의 변형을 최소화시키는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 견지로는, 레조네이터유로를 충분히 확보하여 소음저감 특성을 향상시키는 데 그 목적이 있다.

도 1 은 종래 로타리 압축기의 구조도로서,

(가)는 압축기의 종단면도,

(나)는 압축기의 평면도이고.

도 2 는 종래 로타리 압축기의 레조네이터구조도이고,

도 3 은 종래 로타리 압축기의 레조네이터의 단면도로서,

(가)는 압축기의 종단면도,

(나)는 압축기의 부분 단면도이고.

도 4 는 본 발명 로타리 압축기의 레조네이터구조도이고,

도 5 는 본 발명 로타리 압축기의 레조네이터의 실린더측 상대 위치도이고,

도 6 은 본 발명 로타리 압축기의 레조네이터구조도이고,

도 7 은 본 발명 로타리 압축기의 레조네이터구조 상세도로서,

(가)는 레조네이터유로의 사시도,

(나)는 레조네이터유로의 평면도이고.

도 8 은 본 발명 로타리 압축기의 레조네이터의 소음 저감 효과를 설명하기 위한 도 이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

101 : 메인 베어링 102 : 서브 베어링

103 : 실린더 103a: 실린더하부유로

104 : 토출포트 105 : 압축실

105a: 압축실유로 106 : 레조네이터

106a: 체적공간 106b: 레조네이터유로

107 : 베어링최소두께 108 : 롤러

이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로타리 압축기는, 실린더의 상, 하부에서 장착되며 메인 베어링 및 서브 베어링에 의해 밀폐된 공간을 형성하는 압축실과, 상기 메인 베어링과 상기 서브 베어링 중 적어도 어느 한쪽의 베어링에 관통되어 압축실에서 압축된 냉매가스를 토출시키는 토출포트와, 어느 한쪽의 상기 베어링에 형성되어 토출되는 냉매의 특정 주파수 대역의 소음을 저감하는 레조네이터를 포함하는 로타리 압축기에 있어서: 상기 레조네이터는 상기 토출포트가 형성된 어느 하나의 베어링과 대향하는 다른 베어링의 대향하는 면에 형성되되 상기 롤러의 회전각도 시점을 0°로 보았을 때 240°내지 상기 토출포트의 이전 위치에 형성된 체적공간과, 상기 체적공간과 상기 압축실과 상기 체적공간을 관통하는 레조네이터 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 로타리 압축기의 레조네이터 구조를 제공한다.

바람직하게는, 상기 체적공간은 상기 압축기의 최대 흡입체적의 10% 이내로 설정되는 것이 바람직하다.

또 바람직하게는, 상기 레조네이터 유로는 상기 실린더의 하측면이 공유되는 실린더 하부 유로 및 상기 압축실을 향하여 노출되는 압축실 유로로 구분되며, 상기 압축실 유로의 면적이 실린더 하부 유로의 면적보다 크게 형성하는 것이 바람직하다.

이하에서는 상기의 목적을 달성하는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4 는 본 발명 로타리 압축기의 레조네이터의 구조도이고, 도 5 는 본 발명 레조네이터의 실린더측 상대위치도이며, 도 6 은 본 발명의 레조네이터구조도이고, 도 7 은 본 발명의 레조네이터 상세도로서, (a)는 레조네이터유로의 사시도이며, (b)는 레조네이터유로의 평면도이고, 도 8 은 본 발명 레조네이터의 소음 저감 효과를 설명하기 위한 도 이다.

먼저, 롤러(108)가 실린더(103) 내주면을 공전하기 시작하면 흡입력이 발생하여 냉매가 실린더(103)내로 유입되고, 롤러(108)가 일정각 이상으로 회전하게 되면 냉매의 압축이 시작되며, 롤러(108)가 계속 회전하여 냉매의 압력이 일정압력 이상이 되면 토출밸브(미도시)가 열리고, 냉매는 토출포트(104)를 통해 토출된다.

이때, 도 4 와 같이 레조네이터(106)를 토출포트(104)가 없는 베어링(101)(102)에 설치하는 구조이므로, 실린더(103)와 토출포트(104)가 없는 베어링(101)(102)이 맞닿는 접촉면에 레조네이터의 체적공간(106a)을 형성하고, 체적공간(106a)과 압축실(105)에 레조네이터유로(106b)를 형성하여 연결시킨다.

또한 이때 상기 압축실(105)과 상기 체적공간(106a)은 상기 레조네이터 유로(106b)에 의해 연결 설치된 구조에 의해 압축실(105)에서 발생되는 소음은 레조네이터 유로(106b)와 체적공간(106a)에 의해 형성된 공간에 의해 1차 적으로 소음이 감소되고, 그와 같이 소음이 감소된 상태에서 상기 머플러의 내측에서 2차 적으로 소음이 감소된 후 머플러 포트를 빠져 나오게 된다.

여기서, 도 5 에 도시한 바와같이 상기 체적공간(106a)의 위치는 도면 표현상 롤러가 회전하기 시작하는 회전각도의 시점을 0°로 보았을 때 240°내지 토출포트 이전까지의 사이에 설치하는 것이 바람직하다.

즉, 롤러에 의해 압축된 냉매가스가 토출되는 가장 최적의 위치인 토출포트와 인접하는 위치에 압축실(105)과 연통되도록 레조네이터(106)를 설치하는 것이 바람직하다.

이와 같이 상기 레조네이터(106)는 토출포트(104)와 연결하지 않으므로 유로확보가 중요하다.

또한, 상기 레조네이터유로(106b)는 도 6 및 도 7 과 같이 압축실(105)과 연통하는 압축실유로(105a)를 형성하고, 실린더(103)와 접촉하는 실린더 하부유로(103a)로 구성하며, 압축실유로(105a)의 면적이 실린더 하부유로(103a)의 최소 단면적 이상이 되게 설치한다.

이와 같이 함으로써, 도 8 에서와 같이 압축실유로(105a)의 면적이 충분히 커지고, 그 결과 소음이 저감되는 효과를 얻을수 있다.

이상에서 일실시예를 통해 살펴본 본 발명은, 토출포트의 대향되는 베어링에 레조네이터를 설치함으로써, 베어링의 양산성을 개선하여 베어링 제작을 용이하게 하고, 레조네이터 설치에 의한 베어링의 변형을 방지하여 압축기의 효율을 향상시킬수 있는 효과가 있다.

또한, 레조네이터에서 소음 에너지를 소모시키는 부위는 유로 인데 소음이 가장 많이 감쇄되는 부위인 압축실부 유로의 설치가 공간상 여유가 많기 때문에 유로의 면적이 충분히 크게 되며, 그 결과 압축실과 연통하는 레조네이터유로가 확보되어 소음 저감 효과가 향상된다.

Claims (3)

1. 실린더의 상, 하부에서 장착되며 메인 베어링 및 서브 베어링에 의해 밀폐된 공간을 형성하는 압축실과, 상기 메인 베어링과 상기 서브 베어링 중 적어도 어느 한쪽의 베어링에 관통되어 압축실에서 압축된 냉매가스를 토출시키는 토출포트와, 어느 한쪽의 상기 베어링에 형성되어 토출되는 냉매의 특정 주파수 대역의 소음을 저감하는 레조네이터를 포함하는 로타리 압축기에 있어서: 상기 레조네이터는 상기 토출포트가 형성된 어느 하나의 베어링과 대향하는 다른 베어링의 대향하는 면에 형성되되 상기 롤러의 회전각도 시점을 0°로 보았을 때 240°내지 상기 토출포트의 이전 위치에 형성된 체적공간과, 상기 체적공간과 상기 압축실과 상기 체적공간을 관통하는 레조네이터 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 로타리 압축기의 레조네이터 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 체적공간은 상기 압축기의 최대 흡입체적의 10% 이내로 설정된 것을 특징으로 하는 로타리 압축기의 레조네이터 구조.
3. 제1항에 있어서, 상기 레조네이터 유로는 상기 실린더의 하측면이 공유되는 실린더 하부 유로 및 상기 압축실을 향하여 노출되는 압축실 유로로 구분되며, 상기 압축실 유로의 면적이 실린더 하부 유로의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 로타리 압축기의 레조네이터 구조.