KR100341420B1 - 저소음형 실린더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기에 있어, 피스톤운동에 의해 발생되는 밸브소음이 흡입머플러에 유입되기 전에 실린더의 공명관에서 1차적으로 소음을 제어하게 함으로써 직접 흡입머플러로 소음이 유입되는 것을 방지하여 소음 저감시킬 수 있는 저소음형 실린더를 제공한다.

그 저소음형 실린더는, 피스톤운동에 의해 발생되는 밸브소음이 흡입머플러(16)에 유입되기 전에 1차적으로 소음을 제어하여 직접 흡입머플러(16)로 소음이 유입되는 것을 방지하도록 흡입머플러(16) 입구 앞의 실린더측에 공명관(50)이 설치되며, 그 공명관(50)이 흡입머플러(16)로부터의 흡입통로에 통하도록 공명관용 관통공(51,52,53)이 흡입부(57), 밸브플레이트(32) 및 밸브카버의 상판(36)에 형성되고, 공명관 부분(58)을 포함하여 흡입부(57)가 패킹(55)에 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

저소음형 실린더{LOW NOISE TYPE CYLINDER}

본 발명은 저소음형 실린더에 관한 것으로서, 더 상세하게는 밀폐형 압축기에 있어, 흡입밸브에서 발생되는 소음이 흡입머플러에 유입되기 전에 실린더의 공명관에서 1차적으로 소음을 제어하게 함으로써 직접 흡입머플러로 소음이 유입되는 것을 방지하여 소음 저감시킬 수 있는 저소음형 실린더에 관한 것이다.

압축기는 통상적으로 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 것으로, 왕복동형, 회전형 및 터보형이 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, 도 1에 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 압축스프링 내지는 판스프링으로 그 상부 및 하부 케이스(12,11)에 하부 내지는 측부에서 프레임(24)을 개재하여 지지된다.

상술한 왕복동형 압축기는 도 1에서 횡형으로 프레임(24)의 상부에 고정되는실린더블럭(13)과 그 내부의 실린더실(13')에 왕복 운동가능하게 삽입되는 피스톤(14)을 구비하며(도 2참조), 그 피스톤(14)의 왕복운동에 의해 실린더블럭(13)의 좌측 단부에 설치된 흡입 및 토출 밸브조립체(15)를 개재하여 저압,저온의 냉매가스가 흡입되고 고압,고온의 냉매가스가 토출된다. 그 흡입 및 토출 밸브조립체(15)는 소형화를 위하여 통상 탄성을 지니는 플랩퍼(flapper) 내지는 리드(reed)형 박판 구조로 구성되며, 그 플랩퍼 내지는 리드형 흡입 및 토출 밸브조립체(15)는 양면에 작용하는 압력차에 의해 피동적으로 개폐된다.

이와 같이 구성되는 왕복동형 압축기에 있어서, 피스톤(14)의 후진 운동시 상기 저압,저온의 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 밸브조립체(15)의 흡입리드밸브로 유입되고, 피스톤(14)의 전진 운동시에 상기 압축기에서 토출된 고압,고온의 냉매가스는 그 흡입 및 토출 밸브조립체(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 압송된다. 냉매충전파이프(22')는 상기 하부케이스(11)에 밀폐되게 고정되고 초기에 내부에 냉매가스를 충전시킨 후, 밀봉된다.

냉장고 작동소음의 대부분을 차지하는 압축기 소음은 피스톤(14)의 왕복운동, 흡입 및 토출 밸브조립체(15)의 개폐 충격, 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 하부케이스(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(도 2참조), 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 흡입밸브(31)와 토출밸브(33)의 작동타격음 등의 소음 문제를 해결하기 위한 밀폐형 압축기의 흡입 머플러로서 특허출원 공개번호 제99-008598호(공개일자: 99년 02월 05일)에 개시된 발명은, 냉장고 및 에어컨 등의 공조장치에 사용되는 밀폐형 압축기에 있어서, 압축기의 구동시 흡입 밸브의 작동에 따라 발생되는 소음을 감소시키기 위해 흡입 밸브의 작동시에 발생되는 저주파 대역(250∼500Hz)의 소음을 2단계로 감소시키므로써 공조장치의 저소음화에도 기여할 수 있도록 구성한 것이다. 즉, 상,하부 케이스의 내부에 고정자와 회전자로 이루어지는 전동기구부와, 상기 회전자의 중앙에 압입고정된 크랭크 샤프트의 회전 동작에 의해 냉매를 흡입하여 압축시킨 후 토출시키는 압축기구부, 및 흡입 튜브가 결합 설치되는 냉매 흡입관과, 배플과, 밸브장치의 흡입 밸브 작동시에 발생되는 저주파 대역의 소음을 감쇄시키기 위한 공명방이 형성되어 있는 흡입 머플러를 포함하여서 이루어지는 밀폐형 압축기에 있어서, 흡입 튜브가 결합 설치되는 상기 흡입 머플러의 냉매 흡입관 입구부에는 상기 입구부의 단부로부터 일정한 거리를 두고 그의 직경이 확대되는 공동형 소음방이 일정한 길이만큼 형성되어 저주파 대역의 소음을 감쇄시키도록 구성된 것이다.

위와 같은 종래의 구성에 의해 흡입 튜브가 결합 설치되는 흡입 머플러의 냉매 흡입관 입구부에는 흡입 밸브의 작동시에 발생되는 저주파 대역(250∼500Hz)의 소음을 감쇄시키기 위한 공동형 소음방이 형성되지만, 여전히 피스톤운동에 의해 발생되는 밸브소음이 흡입머플러에 유입되는 것을 방지시킬 길이 없다. 이를 해결하기 위해서는 흡입머플러 유입전에 1차적으로 소음을 제어하는 소음기 내지 공명관이 필요하다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 밀폐형 압축기에 있어, 피스톤운동에 의해 발생되는 밸브소음이 흡입머플러에 유입되기 전에 실린더의 공명관에서 1차적으로 소음을 제어하게 함으로써 직접 흡입머플러로 소음이 유입되는 것을 방지하여 소음 저감시킬 수 있는 저소음형 실린더를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 밀폐형 왕복동 압축기의 내부구조를 나타내는 평면도,

도 2는 밀폐형 압축기의 내부구조를 도시하는 도 1의 선 2-2 단면도,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 저소음형 실린더의 구조를 도시한 상세 부분단면도,

도 4는 도 3의 상부 평면도,

도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 공명관이 형성된 실린더블의 상부평면도,

도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 공명관용 관통공이 형성된 흡입밸브판의 평면도,

도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 공명관용 관통공이 형성된 밸브플레이트의 평면도,

도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 공명관용 관통공이 형성된 플랩퍼형 밸브조립체의 카버의 구조를 도시한 분해단면도,

도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 공명관 부분이 형성된 패킹의 평면도.

<도면에 사용된 주요부호의 설명>

10: 압축기 11: 하부케이스

12: 상부케이스 13: 실린더블럭

14: 피스톤 15: 흡입 및 토출밸브 조립체

16: 흡입머플러 17: 토출머플러

18: 고정자(스테이터) 19: 회전자(로터)

20: 회전축 21: 편심축

22: 흡입파이프(연결관) 23: 토출파이프연결관

23': 토출파이프 24: 프레임

25: 냉동기유 저유조 31: 흡입밸브

32: 밸브플레이트 33: 토출밸브

34: 밸브카버의 하판 35: 밸브카버의 중판

36: 밸브카버의 상판 50: 공명관

51,52,53: 공명관용 관통공 55: 패킹

56: 토출부 57: 흡입부

58: 공명관 부분

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시예에 따른 저소음형 실린더는, 실린더실의 상부를 밀폐시키도록 실린더블럭에 고정되고 그 실린더실내에서의 피스톤의 왕복 운동에 따라 실린더블럭의 상면에 고정된 밸브플레이트의 흡입구와 토출구를 개폐시키는 흡입밸브와 토출밸브를 지니는 왕복동형 압축기에 있어서: 피스톤운동에 의해 발생되는 밸브소음이 흡입머플러에 유입되기 전에 1차적으로 소음을 제어하여 직접 흡입머플러로 소음이 유입되는 것을 방지하도록 흡입머플러 입구 앞의 실린더측에 공명관이 설치되며, 그 공명관이 흡입머플러로부터의 흡입통로에 통하도록 공명관용 관통공이 흡입부, 밸브플레이트 및 밸브카버의 상판에 형성되고, 공명관 부분을 포함하여 흡입부가 패킹에 형성됨으로써 더욱 공명효과를 가져와 소음을 크게 저감시킬 수 있게 되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성과 작용을 상세히 설명한다.

도 3에는 본 발명의 일실시예에 따른 저소음형 실린더의 구조가 그 밸브조립체와 함께 상세 부분단면도로서 도시되며, 도 4에는 도 3의 상부 평면도가 도시된다.

도 3 및 도 4에는 상술한 종래의 플랩퍼형 밸브조립체의 구조가 일예로서 흡입머플러(16) 및 토출머플러(17)와 함께 상세히 도시된다. 그 플랩퍼형 밸브조립체는 플래퍼형 흡입밸브(31), 밸브플레이트(32), 플랩퍼형 토출밸브(33) 및 밸브카버의 하판(34)과 중판(35)과 상판(36)을 구비한다.

그 밸브플레이트(32)는 필요에 따라 흡입밸브(31)를 사이에 두고 실린더블럭(13)의 상면(13')에 기밀되게 배치되며, 실린더실(13')과 흡입플레넘(16') 및 토출플레넘(17')을 각각 분리되게 연통시키는 적어도 흡입구(31')와 토출구(43')가 그 밸브플레이트(32)에 형성된다. 상기 플랩퍼형 흡입밸브(31)와 토출밸브(33)는 그 밸브플레이트(32)의 흡입구(31')와 토출구(33')를 실린더실(13')의 내부 압력에 따라 개폐시키도록 그 밸브플레이트(32)의 하면과 상면에 설치된다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 판금재인 밸브카버의 상판(36)과 하판(44) 및 하판(44)이 브레이징용접되고 절곡되어, 도 3에 도시된 바와 같이 토출밸브(33)가 조립된 밸브플레이트(32) 및 흡입밸브(31)를 개재하여 실린더블럭(13)의 상면에 기밀되게 고정된다. 이와 같이 하여 상판(36)과 중판(35)사이가 상부에서는 토출플레넘(17')을 형성하고 우측에서는 토출머플러(17)를 형성하며, 중판(35)의 일측에서 하판(44)과의 사이에 흡입플레넘(16')을 형성하고 하판(34)은 그 중판(35)을 보강하여 하부의 밸브플레이트(32)에 기밀되게 부착가능하게 된다.

상기 흡입플레넘(16')과 토출플레넘(17')은 도 3에 도시된 바와 같이 각각 흡입머플러(16)와 토출머플러(17)로 연통되어, 피스톤(14)의 흡입행정시 압축기(10)로 흡입되는 저온 저압의 냉매가스가 흡입머플러(16) 및흡입플레넘(16')을 거쳐 개방되는 흡입밸브(31)를 통해 실린더실(13')에 유입되고, 그 실린더실(13')에서 피스톤(14)의 압축행정시에 압축된 후 고온, 고압의 냉매가스가 이때 개방되는 토출밸브(33)를 통해 토출플레넘(17') 및 토출머플러(17)를 거쳐 토출파이프로 배출된다.

이와 같이 구성된 왕복동 압축기에 있어서, 본 발명에 따라서는 도 3에서 실린더블럭(13)에 공명관(50)이 형성된다. 이러한 공명관(50)에 의해 밸브조립체 및 피스톤(14) 측에서 발생하는 소음이 흡입머플러(16)측으로 전이되어가는 과정에서 그 공명관(50)에 1차적으로 흡수되어 소음의 전달을 억제할 수 있게 된다.

도 5에는 상술한 공명관(50)이 형성된 실린더블럭(13)의 상부평면도가 도시된다. 13' 및 13'는 나사공 및 리벳공이다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 공명관(50)이 흡입머플러(16)로부터의 흡입통로에 통하도록 공명관용 관통공(51,52,53)이 흡입부(57), 밸브플레이트(32) 및 밸브카버의 상판(36)에 형성되고, 공명관 부분(58)을 포함하여 흡입부(57)가 패킹(55)에 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 구성이 도 6 내지 도 9에 도시된다.

도 6에서 공명관용 관통공(51)이 흡입밸브판(31)에 형성된 것이 도시되고(31' 및 31'는 체결볼트 통과공 및 리벳통과공임), 도 7에는 공명관용 관통공(52)이 밸브플레이트(32)에 형성된 것이 도시된다.

또, 도 8에 도시된 바와 같이 공명관용 관통공(54)이 플랩퍼형 밸브조립체의 카버 중판(35) 및 하판(34)에 형성되며, 패킹(55)에 있어서는 도 9에 도시된 바와같이 공명관 부분(58)이 흡입부(57)에 일체로 형성된 것이 도시된다.

이와 같이 구성됨으로써 흡입밸브 등에서 발생되는 소음이 흡입머플러(16)에 유입되기 전에 상술한 공명관용 관통공(51,52,53)을 통과하여 실린더블럭(13)의 공명관(50)에서 더욱 효과적으로 소음을 흡수할 수 있게 된다.

이러한 공명관용 관통공(51,52,53)과 공명관(50)의 형상 및 깊이는 소음의 특성에 따라 여러 가지로 결정될 수 있으며, 또한, 여러 가지의 형태와 깊이로 형성하도록 2이상의 공명관(50)을 형성시키는 것도 가능하다.

이상에서 설명한 본 발명의 일실시예에 따른 저소음형 실린더의 구성과 그 작용에 의하면, 공명관용 관통공(51,52,53) 및 공명관(50)을 형성시킴으로써 간단한 구성으로 공명을 통해 효과적으로 소음의 전달을 차단할 수 있어 소음을 크게 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 소음의 제어가 가능하게 되는 등의 효과가 있다.

Claims (2)

1. 삭제
2. 실린더실(13')의 상부를 밀폐시키도록 실린더블럭(13)에 고정되고 그 실린더실(13')내에서의 피스톤(14)의 왕복 운동에 따라 실린더블럭(13)의 상면에 고정된 밸브플레이트(32)의 흡입구(31')와 토출구(33')를 개폐시키는 흡입밸브(31)와 토출밸브(33)를 지니는 왕복동형 압축기에 있어서:

   피스톤운동에 의해 발생되는 밸브소음이 흡입머플러(16)에 유입되기 전에 1차적으로 소음을 제어하여 직접 흡입머플러(16)로 소음이 유입되는 것을 방지하도록 흡입머플러(16) 입구 앞의 실린더측에 공명관(50)이 설치되며, 그 공명관(50)이 흡입머플러(16)로부터의 흡입통로에 통하도록 공명관용 관통공(51,52,53)이 흡입부(57), 밸브플레이트(32) 및 밸브카버의 상판(36)에 형성되고, 공명관 부분(58)을 포함하여 흡입부(57)가 패킹(55)에 형성되는 것을 특징으로 하는 저소음형 실린더.