KR100313128B1 - 밀폐형 모터 압축기 - Google Patents

Abstract

밀폐형 모터 압축기는 대략 구형인 측벽 및 하향으로 구부러진 제1 바닥벽을 가지는 구형 케이스와, 상기 케이스 내에 수용되어 서로 일체형으로 이루어진 압축부 및 구동부를 가지는 일체형 구조체와, 상기 일체형 구조체를 탄력있게 지지하는 다수의 지지 유닛들을 포함하고 있다. 다수의 다리들은 상기 하향으로 구부러진 제1 바닥벽에 고정되고, 상기 다리들 각각은 상기 하향으로 구부러진 바닥벽과 같은 형상이다.

Description

밀폐형 모터 압축기{HERMETIC MOTOR COMPRESSOR}

최근에는, 저진동 및 저소음 발산을 하는 밀폐형 모터 압축기(이하, 간단히 '압축기'라 함)를 필요로 하고 있다. 통상적인 냉매는 오존층 파괴 또는 지구의 온난화의 원인이 되는 경향이 있으므로, 지구 환경을 보호하기 위해 오존 파괴 계수 및 지구 온난화 계수가 0인 탄화수소 냉매를 사용하기 시작하였다.

도 6은, 일본 특허 공고 제1-47632호에 공개된 바와 같은, 밀폐하여 봉인된 케이스(1)와, 이 케이스(1)내에 수용된 일체형 구조체(4)를 포함하는 통상적인 압축기를 도시하고 있다. 상기 일체형 구조체(4)는 상호 일체형으로 이루어진 압축부(2) 및 구동부(3)로 이루어져 있다. 상기 압축부(2)는 실린더(5), 이 실린더(5) 내에서 왕복 운동할 수 있게 장착된 피스톤(6), 함께 회전하기 위해 상기 구동부(3)의 로터(3a)에 결합된 크랭크축(7) 및, 이 크랭크축의 회전을 상기 피스톤(6)의 왕복운동으로 변환하기 위해 피스톤(6)을 상기 크랭크축(7)에 연결하는 커넥팅로드(8)를 구비하고 있다.

상기 케이스(1)는 상호 일체형으로 이루어진 대략 편평한 바닥벽(1a) 및 대략 원통형인 측벽(1b)을 구비하고 있다. 가스 인입 튜브(10)는 상기 측벽(1b)에 용접되는 한편, 다수의 다리(11)가 상기 바닥벽(1a)에 용접되거나 고정되어 있다. 상기 일체형 구조체(4)는 상기 측벽(1b)의 내주면에 용접된 지지체(12)에 의해 지지되는 한편, 상기 구동부(3)는 상기 측벽(1b)에 밀폐하여 용접된 밀폐형 단자(hermetic terminal)(13)를 통해 전원(도시 안됨)에 전기적으로 접속되어 있다.

상기한 구조에 있어서는, 상기 바닥벽(1a)이 대략 편평하므로, 거기에 상기 다수의 다리들(11)을 간편하게 용접할 수 있다. 또한, 상기 측벽(1b)은 구형이 아니라 대략 원통형이므로, 거기에 상기 지지체(12)를 또한 쉽게 용접할 수 있다.

그러나, 상기 케이스(1)는, 바닥벽(1a)의 형상이 대략 편평하고 측벽(1b)의 형상이 원통형이므로 낮은 강도를 가진다. 이로 인해, 상기 케이스(1)는 약간 진동되어 소음을 발생하거나 또는, 일체형 구조체(4)의 작동시 발생한 소음이 대략 편평하거나 또는 원통형인 부분을 통해 누설됨으로써, 소음을 증대시키게 된다.

특히, 예를 들어 이소부탄과 같은 탄화수소 냉매를 압축냉매로서 사용하는 장치에 있어서는, 불소 또는 염소를 포함하는 통상적인 냉매(예를 들면, CFCR12, HFCR134a 등)를 사용하여 작동할 때와 같은 응축 온도 및 증발 온도에서 압축기의 주기적인 동작시에 순환 냉매의 농도는 저하된다. 따라서, 상기 실린더(5)의 내부 부피를 확대시킬 필요가 있고, 이에 따라, 불균형적 질량 증가를 유발함으로써 진동을 증가시켜 소음을 발생시키게 된다.

본 발명은 냉장고 등에 사용하는 밀폐형 모터 압축기에 관한 것으로, 특히 소음 발산을 줄일 수 있는 밀폐형 모터 압축기에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 밀폐형 모터 압축기의 종단면도,

도 2는 케이스에 고정된 다수의 지지 유닛 중 하나를 구체적으로 도시한, 케이스의 부분 절개 측면도,

도 3은 케이스의 다수 부분에 있어서의 곡률 반경들을 구체적으로 도시한 도 1과 유사한 도면,

도 4는 본 발명에 의한 다른 밀폐형 모터 압축기의 종단면도,

도 5는 도 4에서 V로 도시한 부분에 있어서 부분적으로 절개한 부분 확대 측면도,

도 6은 통상적인 밀폐형 모터 압축기의 종단면도.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 개발하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 실린더 내부 부피의 확대로 인해 유발된 불균형적 질량이 증가할지라도 진동 및 소음 발산을 줄일 수 있는 밀폐형 모터 압축기를 제공하는데 있다.

상기 목적 및 다른 목적을 달성함에 있어서, 본 발명에 의한 밀폐형 모터 압축기는, 대략 구형상인 측벽, 및 하향으로 구부러진 제1 바닥벽을 가지는 대략 구형태인 케이스와, 서로 일체형으로 형성된 압축부 및 구동부를 가지고 케이스에 수용된 일체형 구조체와, 상기 일체형 구조체를 탄력있게 지지하는 다수의 지지 유닛과, 상기 하향으로 구부러진 제1 바닥벽에 고정되고 상기 제1 바닥벽과 동일형의 다수의 다리를 구비하고 있다.

이 구성은, 특히 탄화수소 냉매가 사용될 경우 유용하다. 그 이유는, 탄화수소의 사용이 실린더의 내부 부피 확대를 필요로 하여, 차례로 불균형적 질량을 유발함으로써 소음을 증가시키기 때문이다. 편평하거나 또는 원통형의 부분도 가지지 않는 대략 구형인 케이스를 형성함으로써 소음을 상당히 줄일 수 있는데, 이는 상기 대략 구형인 케이스가 고강도를 가지기 때문이다. 게다가, 상기 바닥벽에 고정된 다리들은 상기 케이스를 강화시킴으로써 소음을 줄인다.

상기 케이스는, 상기 하향으로 구부러진 제1 바닥벽과는 상이한 곡률 반경을 가지는, 하향으로 구부러진 제2 바닥벽을 가지는 것이 바람직하다. 상이한 곡률 반경을 갖는 하향으로 구부러진 이들 두 개의 바닥벽이 상기 케이스를 더욱 강화시킴으로써 소음을 줄여준다.

또한, 상기 다수의 지지 유닛들 각각은 실질적으로 상기 측벽과 같은 모양의 지지체를 구비하고 있다. 이 지지체는 상기 케이스의 강도를 증가시켜서 소음을 줄인다.

상기 지지체는, 함께 일체형으로 이루어진 돌출부와, 상기 돌출부로부터 연장된 링 형상의 탄성 부재와, 이 링 형상의 탄성 부재상에 장착되며 상기 돌출부가 삽입된 스토퍼(stopper)를 가지는 것이 바람직하다.

상기 링 형상의 탄성 부재가 완충 부재로서 작용하여, 상기 압축부에서 발생되고 불균형적 질량 증가로 인해 커지는 진동을 상기 스토퍼를 통해 지지체에 쉽게 전달하지 못하게 함으로써 압축기 작동시의 소음을 감소시킨다.

상기 케이스는 대개 상호 용접된 2개의 반쪽을 가지는 2분할 구조를 가진다. 이 경우, 상기 측벽은 상기 2개의 반쪽 중 하나의 개구 곡률 반경의 100％ 보다 작은 곡률 반경을 가지는 한편, 상기 하향으로 구부러진 바닥벽은 상기 개구 곡률 반경의 120％ 보다 작은 곡률 반경을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 하향으로 구부러진 제2 바닥벽은 상기 개구 곡률 반경의 35％ 보다 작은 곡률 반경을 가지는 것이 바람직하다. 상기 곡률 반경의 제한은 상기 케이스의 강성을 증가시켜 소음을 줄임에 있어 보다 효과적이다.

상기 본 발명의 목적 및 다른 목적 그리고 특징은, 구성요소를 참조 번호로 표시한 첨부 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명함으로써 보다 명백해질 것이다.

본 출원은 일본에서 1997년 5월 21에 출원된 출원 제9-130774호에 기초하고 있으며, 이 일본 출원의 내용을 여기에서 인용한다.

도 1에는 본 발명에 의한 밀폐형 모터 압축기가 도시되어 있다. 압축기는, 도시된 바와 같이, 밀폐하여 봉인된 대략 구형의 케이스(21)와, 이 케이스(21)에 수용된 일체형 구조체(24)를 포함하고 있다. 상기 일체형 구조체(24)는 상호 일체형인 압축부(22) 및 구동부(23)로 이루어져 있다. 도 6에 도시된 통상적인 압축기의 경우와 같이, 상기 압축부(22)는, 실린더, 상기 실린더 내에서 왕복 운동할 수 있게 장착된 피스톤, 함께 회전하기 위해 상기 구동부의 로터에 결합된 크랭크축, 및 상기 피스톤을 상기 크랭크축에 연결하는 커넥팅로드를 구비하고 있다. 상기 케이스(21)는 하향으로 구부러진 중앙 바닥벽(21a)과, 그로부터 연장되도록 상기 중앙 바닥벽(21a)에서 바깥쪽으로 형성된, 하향으로 구부러진 환상형 바닥벽(21b)을 구비하고 있다. 상기 중앙 바닥벽(21a) 및 환상 바닥벽(21b)은 서로 상이한 곡률 반경을 가지고 있다.

상기 케이스(21)는, 상기 환상 바닥벽(21b)에 용접되거나 고정된 다수의 다리(26)들을 구비하고 있고, 이로 인해, 이들 다수의 다리(26)들은 각각 실질적으로 상기 환상 바닥벽(21b)과 같은 모양이다.

상기 실시예에 있어서는, 다수의 다리(26)들을 상기 환상 바닥벽(21b)에 용접하였지만, 도 3에서와 같이, 상기 다리들을 상기 중앙 바닥벽(21a)에 용접하여도 무방하다.

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 일체형 구조체(24)를, 상기 케이스(21)의 대략 구형인 측벽(21c)에 용접된 지지체(27)를 각각 구비하는 다수의 지지 유닛(25)들이 탄력있게 지지하고 있다. 이 때문에, 실질적으로 상기 지지체(27)는 상기 케이스(21)의 측벽(21c)과 같은 구형상을 이루고 있다.

상기 케이스(21)가 대략 편평한 부분을 가질 경우, 상기 일체형 구조체(24) 내에서 발생된 2-3 ㎑의 소음은 이 편평한 부분에서 공진되어 증폭된다. 한편, 상기 케이스(21)가 편평한 부분이 아닌 구형상을 가지면, 상기 진동 주파수는 상기 2-3 ㎑의 주파수와 상이한 4 ㎑에 근접하게 되어, 결과적으로 압축기는 조용해지게 된다.

본 발명의 발명자에 의해 이루어진 모드 해석 테스트(modal analysis test)에 의하면, 상기 케이스(21)가 다음의 곡률 반경을 가질 경우 최대 강도를 가지게된다. 상기 수직방향으로 측정한 측벽(21c)의 곡률 반경(R2)은 인입 곡률 반경(R1)의 100％ 보다 작고, 상기 중앙 바닥벽(21a)의 곡률 반경(r1)은 상기 인입 곡률 반경(R1)의 120％ 보다 작고, 상기 환상 바닥벽(21b)의 곡률 반경(r2)은 상기 인입 곡률 반경(R1)의 35％ 보다 작다.

상기 케이스(21)는 상호 용접된 상, 하부 반쪽으로 이루어진 2 분할 구성을 가지며, 상기한 인입 곡률 반경(R1)은 상기 하부 개구의 곡률 반경이라는 것을 알 수 있을 것이다.

상기한 바와 같이, 상기 케이스(21)를, 대략 편평한 형상 또는 원통 형상 대신에, 대략 구형상을 갖도록 함으로써 상기 케이스(21)의 강도를 증가할 수 있어, 소음 방사를 상당히 감소시킬 수 있다.

상기 압축기의 소음 테스트에 의하면, 본 발명에 의한 압축기의 소음 레벨은 53 ㏈(A)인 반면에, 상기 통상적인 압축기의 경우는 60 ㏈(A)를 나타낸다.

상기 케이스(21)의 강도를 더욱 증가시키도록, 상기 중앙 바닥벽(21a) 및 환상형 바닥벽(21b)과는 상이한 곡률 반경을 가지는 측방의 바깥쪽으로 돌출한 돌기들을 상기 환상 바닥벽(21b) 또는 측벽(21c)에 형성하여도 무방하다는 것을 알 수 있을 것이다.

도 4에 도시한 바와 같은 압축기는, 압축부(34) 및 구동부(35)로 구성된 일체형 구조체와, 이 일체형 구조체를 탄력있게 지지하는 다수의 지지 유닛들을 구비하고 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 상기 지지 유닛 각각은 대략 구형인 케이스측벽(21c)에 용접되어 일체형으로 이루어진 상향 돌출부(32)를 가지는 지지체(29)를 구비하고 있다. 상기 지지체(29)는 실질적으로 대략 구형인 측벽(21c)과 같은 형상이다. 상기 지지체(29) 상에는 링 형상의 탄성 부재(31)가 장착되어 있고, 이 링 형상의 탄성 부재(31)를 통해 상향 돌출부(32)가 연장되어 있다. 상기 돌출부(32)를 스너버(snubber) 또는 스토퍼에 형성된 홀(30a)에 삽입함으로써, 상기 스너버(30)를 상기 링 형상의 탄성 부재(31)의 상부면(31a)에 확고하게 고정하고 있다.

상기 일체형 구조체를 탄력있게 지지하기 위해 상기 압축부 및 지지 유닛 사이에 서스펜션 스프링(suspension spring)(28)을 삽입하고 있다. 서스펜션 스프링(28)은, 일단이 상기 스너버(30)에 결합되어 있고, 타단이 상기 압축기에 형성된 스너버 또는 스토퍼(33)에 결합되어 있다.

상기한 구성에 있어서, 링 형상의 탄성 부재(31)는, 서스펜션 스프링(28)을 통해 상기 압축부(34)로부터 전달되는 진동을 흡수함과 아울러 상향 돌출부(32)를 통해 지지체(29)에 전달되는 진동을 차단하는 완충 부재로서 작용한다.

첨부도면에 의거한 실시예를 통해 본 발명을 모두 설명하였으나, 해당 기술 분야의 숙련자는 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그러므로, 본 발명의 기본취지 및 범위를 벗어나지 않는 한의 그러한 변경 및 수정은 본 발명에 포함되는 것임을 밝혀둔다.

Claims (6)

1. 대략 구형인 측벽, 하향으로 구부러진 제1 바닥벽, 및 이 하향으로 구부러진 제1 바닥벽과 상이한 곡률 반경을 가지는 하향으로 구부러진 제2 바닥벽을 가지는 구형 케이스와;

   상기 케이스 내에 수용되어 서로 일체형으로 이루어진 압축부 및 구동부를 가지는 일체형 구조체와;

   상기 일체형 구조체를 탄력있게 지지하는 다수의 지지 유닛들과;

   상기 하향으로 구부러진 제1 바닥벽에 고정되고, 하향으로 구부러진 바닥벽과 같은 형상을 가지는 다수의 다리들을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 모터 압축기.
2. 제1항에 있어서, 상기 다수의 지지 유닛들 각각은 실질적으로 상기 측벽과 같은 형상의 지지체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 모터 압축기.
3. 제1항에 있어서, 상기 다수의 지지 유닛 각각은, 상기 측벽에 용접되고 그것과 일체형으로 이루어진 돌출부를 가지는 지지체와, 상기 돌출부에서 연장되는 링형상의 탄성 부재와, 상기 링 형상의 탄성 부재 상에 장착된 스토퍼를 포함하고 있으며, 상기 돌출부는 상기 스토퍼에 삽입되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 모터 압축기.
4. 제1항에 있어서, 상기 케이스는 상호 용접된 2개의 반쪽을 가지는 2분할 구조이고, 상기 측벽은 상기 두 개의 반쪽들 중 하나의 개구 곡률 반경의 100％ 보다 작은 반경을 가지며, 상기 하향으로 구부러진 제1 바닥벽은 상기 개구 곡률 반경의 120％ 보다 작은 곡률 반경을 가지는 것을 특징으로 하는 밀폐형 모터 압축기.
5. 제1항에 있어서, 상기 케이스는 상호 용접된 2개의 반쪽을 가지는 2 분할 구조이고, 상기 측벽은 상기 두 개의 반쪽들 중 하나의 개구 곡률 반경의 100％ 보다 작은 반경을 가지며, 상기 하향으로 구부러진 제1 바닥벽은 상기 개구 곡률 반경의 120％ 보다 작은 곡률 반경을 가지는 것을 특징으로 하는 밀폐형 모터 압축기.
6. 제6항에 있어서, 상기 하향으로 구부러진 제2 바닥벽은 상기 개구 곡률 반경의 35％ 보다 작은 곡률 반경을 가지는 것을 특징으로 하는 밀폐형 모터 압축기.