KR100382928B1

KR100382928B1 - 왕복동식 압축기의 소음방지구조

Info

Publication number: KR100382928B1
Application number: KR10-2001-0007559A
Authority: KR
Inventors: 김진동
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2003-05-12
Also published as: KR20020067154A

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 소음방지구조에 관한 것으로, 본 발명은 밀폐용기의 내부에 소정의 내부 공간을 갖는 바디 케이싱이 설치되고 직선 왕복 구동력을 발생시키는 전동기구부가 상기 바디 케이싱의 일측을 복개하도록 결합되며 상기 전동기구부의 직선 왕복 구동력을 전달받아 가스를 압축하는 압축기구부가 상기 바디 케이싱의 내부에 위치하도록 그 바디 케이싱의 타측에 복개 결합되고 상기 밀폐용기의 내부 공간과 상기 바디 케이싱의 내부 공간을 연통시키도록 상기 바디 케이싱에 공진 회피용 관통홀이 형성되도록 구성하여 상기 구동모터의 구동력을 전달받아 상기 피스톤이 실린더 압축공간에서 직선 왕복 운동하면서 냉매 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키는 과정에서 발생되는 공진을 회피함으로써 그 공진으로 인한 소음 발생을 최소화할 수 있도록 한 것이다.

Description

왕복동식 압축기의 소음방지구조{APPARATUS FOR PREVENTING NOISE IN LINEAR COMPRESSOR}

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 특히 압축기의 운전 중 발생되는 소음을 최소화할 수 있도록 한 왕복동식 압축기의 소음방지구조에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 냉매 가스 등의 유체를 압축하는 기기이다. 상기 압축기는 가스를 압축하는 방식에 따라 회전식 압축기(ROTARY COMPRESSOR), 스크롤 압축기(SCROLL COMPRESSOR) 등 여러 종류가 있다. 그러나 상기 압축기들은 전동기구부의 구동력을 전달받아 유체를 압축하는 작동 메카니즘이 복잡하고 불안정하여 작동 메카니즘이 간단하고 구동이 안정된 왕복동식 압축기의 개발이 진행중이다.

도 1은 본 출원인이 선출원한 왕복동식 압축기의 일예를 간단하게 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 상기 왕복동식 압축기는 밀폐용기(1)의 내부에 소정의 면적을 갖도록 형성되는 후면 프레임(10)이 위치하고 그 후면 프레임(10)에 아우터 코어(21)와 이너 코어(22)로 구성되는 고정자(S)가 장착되고 그 고정자(S)의 아우터 코어(21)와 이너 코어(22)사이에 가동자(23)가 삽입되며 그 고정자(S)와 가동자(23)가 구동모터를 구성하게 된다. 상기 가동자(23)는 다수개 영구자석 조각으로 구성되며 그 영구자석들은 원통 형태로 형성되어 상기 아우터 코어(21)와 이너 코어(22)사이에 삽입되는 자석 홀더(25)에 결합된다.

그리고 소정 형상으로 형성되며 그 내부에 실린더 삽입구멍(31)이 구비된 전면 프레임(30)이 상기 구동모터와 일정 거리를 두고 위치하게 되며 그 전면프레임(30)의 실린더 삽입구멍(31)에 실린더(40)가 삽입되어 결합된다.

그리고 상기 전면 프레임(30)과 상기 구동모터사이에 원통 형태로 형성되는 바디 케이싱(50)이 결합되고 그 바디 케이싱(50)에 의해 상기 전면 프레임(30)이 고정 결합됨과 아울러 그 내부에 상기 피스톤(60) 및 스프링(70)이 위치하게 된다.

그리고 상기 실린더(40)에 형성된 압축공간(41)에 삽입됨과 아울러 상기 후면 프레임(10)에 형성된 냉매 통로(11)와 연통되도록 피스톤(60)이 결합된다. 상기 피스톤(60)은 상기 압축공간(41)의 내경과 상응하는 외경과 소정의 길이를 갖도록 형성되는 피스톤 몸체(61)와 그 피스톤 몸체(61)의 내부에 관통 형성되는 냉매 흡입유로(62)와 상기 피스톤 몸체(61)의 외주면에 소정의 면적을 갖도록 연장 형성되는 결합부(63)를 구비하여 이루어진다. 상기 피스톤(60)은 그 피스톤 몸체(61)의 일측이 상기 실린더(40)의 압축공간(41)에 삽입되고 그 타측이 상기 후면 프레임(10)에 관통 형성된 냉매 통로(11)내에 삽입된다. 상기 피스톤(60)의 결합부(63)에 상기 자석 홀더(25)가 고정 결합되고 상기 양측에 그 피스톤(60)의 움직임을 탄성 지지하는 스프링(70)이 각각 결합된다.

그리고 상기 실린더(40)의 압축공간(41)에 위치하는 피스톤 몸체(61)의 단부에 냉매 흡입유로(62)를 개폐하는 흡입밸브(80)가 장착되며, 상기 실린더(40)의 압축공간(41)을 복개하도록 토출커버(90)가 결합되고 그 토출커버(90)의 내부에 상기 피스톤(60)의 직선 움직임에 따라 상기 압축공간(41)을 개폐하는 토출밸브 조립체(100)가 결합된다.

그리고 상기 밀폐용기(1)의 일측에 냉매 가스가 흡입되는 흡입관(2)이 결합되고 타측에 압축된 냉매 가스가 토출되는 토출관(미도시)이 결합된다.

미설명 부호 24는 권선 코일이다.

상기한 바와 같은 왕복동식 압축기의 작동은 다음과 같다.

먼저, 전원이 인가되어 상기 구동모터의 권선 코일(24)에 전류가 흐르게 되면 그 권선 코일(24)에 흐르는 전류에 의해 고정자(S)에 플럭스가 형성되며 그 플럭스와 가동자(23)인 영구자석의 상호작용에 의해 가동자(23)가 직선 왕복 운동하게 된다. 그리고 상기 구동모터 가동자(23)의 직선 왕복 구동력이 상기 자석 홀더(25)를 통해 피스톤(60)에 전달되어 그 피스톤(60)이 상기 실린더(40)의 압축공간(41)에서 직선 왕복 운동하게 되며 그 피스톤(60)의 직선 왕복 운동에 따라 상기 실린더(40)의 압축공간(41) 내부의 압력차로 인하여 상기 흡입관(2)을 통하여 흡입된 냉매가스가 상기 냉매 통로(11) 및 냉매 흡입유로(62)를 통해 상기 실린더(40)의 압축공간(41)으로 흡입되고 압축되어 토출된다. 이때, 상기 피스톤(60)의 양측에 위치하는 스프링(70)은 그 피스톤(60)의 직선 왕복 운동에 따라 인장 수축되면서 운동에너지를 탄성에너지로 저장 방출함과 동시에 운전 주파수를 공진시키게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 구조는 상기 구동모터의 가동자(23)가 직선 왕복 운동을 전달받아 피스톤(60)이 실린더 압축공간(41)에서 직선 왕복 운동하면서 냉매 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키는 과정에서 상기 밀폐용기(1)내의 캐비티(Cavity)와 상기 바디 케이싱(50)의 내부 캐비티의 상호작용에 의해 공진이 발생되어 저주파 소음을 상승시키게 되는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 압축기의 운전 중 발생되는 소음을 최소화할 수 있도록 한 왕복동식 압축기의 소음방지구조를 제공함에 있다.

도 1은 개발진행 중인 왕복동식 압축기의 단면도,

도 2는 본 발명의 왕복동식 압축기의 소음방지구조가 구비된 왕복동식 압축기의 단면도,

도 3은 본 발명의 왕복동식 압축기 소음방지구조의 실험결과를 나타낸 그래프.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

1 ; 밀폐용기 120 ; 바디 케이싱

121 ; 공진 회피용 관통홀

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 밀폐용기의 내부에 소정의 내부 공간을 갖는 바디 케이싱이 설치되고 직선 왕복 구동력을 발생시키는 전동기구부가 상기 바디 케이싱의 일측을 복개하도록 결합되며 상기 전동기구부의 직선 왕복 구동력을 전달받아 가스를 압축하는 압축기구부가 상기 바디 케이싱의 내부에 위치하도록 그 바디 케이싱의 타측에 복개 결합되고 상기 전동기구부의 구동력을 전달받아 압축기구부에서 가스를 압축하는 과정에서 상기 바디 케이싱과 밀폐용기사이에 발생되는 공진을 회피하기 위하여 상기 바디 케이싱에 상기 밀폐용기의 내부 공간과 상기 바디 케이싱의 내부 공간을 연통시키는 공진 회피용 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 소음방지구조가 제공된다.

이하, 본 발명의 왕복동식 압축기 소음방지구조를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 왕복동식 압축기 소음방지구조의 일예가 구비된 왕복동식 압축기를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 먼저 왕복동식 압축기는 밀폐용기(1)의 내부에 소정의 면적을 갖도록 형성되는 후면 프레임(10)이 위치하고 그 후면 프레임(10)에 아우터 코어(21)와 이너 코어(22)로 구성되는 고정자(S)가 장착되고 그 고정자의 아우터 코어(21)와 이너 코어(22)사이에 가동자(23)가 삽입되며 그 고정자(S)와 가동자(23)가 전동기구부인 구동모터를 구성하게 된다. 상기 가동자(23)는 다수개 영구자석 조각으로 구성되며 그 영구자석들은 원통 형태로 형성되어 상기 아우터 코어(21)와 이너 코어(22)사이에 삽입되는 자석 홀더(25)에 결합된다.

그리고 소정 형상으로 형성되며 그 내부에 실린더 삽입구멍(31)이 구비된 전면 프레임(30)이 상기 구동모터와 일정 거리를 두고 위치하게 되며 그 전면 프레임(30)의 실린더 삽입구멍(31)에 실린더(40)가 삽입되어 결합된다. 그리고 상기 실린더(40)에 관통 형성된 압축공간(41)에 삽입됨과 아울러 상기 후면 프레임(10)에 형성된 냉매 통로(11)와 연통되도록 피스톤(60)이 결합된다. 상기 피스톤(60)은 상기 압축공간(41)의 내경과 상응하는 외경과 소정의 길이를 갖도록 형성되는 피스톤 몸체(61)와 그 피스톤 몸체(61)의 내부에 관통 형성되는 냉매 흡입유로(62)와 상기 피스톤 몸체(61)의 외주면에 소정의 면적을 갖도록 연장 형성되는 결합부(63)를 구비하여 이루어진다. 상기 피스톤(60)은 그 피스톤 몸체(61)의 일측이 상기 실린더(40)의 압축공간(41)에 삽입되고 그 타측이 상기 후면 프레임(10)에 관통 형성된 냉매 통로(11)내에 삽입된다. 상기 피스톤(60)의 결합부(63)에 상기 자석 홀더(25)가 고정 결합되고 상기 양측에 그 피스톤(60)의 움직임을 탄성 지지하는 스프링(70)이 각각 결합된다.

그리고 상기 실린더(40)의 압축공간(41)에 위치하는 피스톤 몸체(61)의 단부에 냉매 흡입유로(62)를 개폐하는 흡입밸브(80)가 장착되며, 상기 실린더(40)의 압축공간(41)을 복개하도록 토출커버(90)가 결합되고 그 토출커버(90)의 내부에 상기 피스톤(60)의 직선 움직임에 따라 상기 압축공간(41)을 개폐하는 토출밸브(101) 및 그 토출밸브(101)를 지지하는 밸브스프링(102)이 결합된다. 상기 토출밸브(101)와 밸브스프링(102)은 토출밸브 조립체(100)를 구성하게 된다.

그리고 상기 전면 프레임(30)과 실린더(40) 그리고 피스톤(60)을 포함하여 구성되는 압축기구부와 상기 구동모터를 포함하여 구성되는 전동기구부사이에 소정의 내부 공간을 갖도록 형성된 바디 케이싱(120)이 결합된다. 상기 바디 케이싱(120)은 원통 형태로 형성되어 그 일측에 상기 전동기구부의 구동모터가 복개 결합되고 상기 압축기구부가 상기 바디 케이싱(120)의 내부 공간에 삽입됨과 아울러 그 압축기구부의 전면 프레임(30)이 상기 바디 케이싱(120)의 타측을 복개하도록 결합된다.

상기 전동기구부의 구동력을 전달받아 압축기구부에서 가스를 압축하는 과정에서 상기 바디 케이싱(120)과 밀폐용기(1)사이에 발생되는 공진을 회피하기 위하여 상기 밀폐용기(1)의 내부 공간과 상기 바디 케이싱(120)의 내부 공간을 연통시키도록 상기 바디 케이싱(120)에 공진 회피용 관통홀(121)이 형성된다. 상기 공진 회피용 관통홀(121)은 한 개 또는 복수개 형성된다.

상기 밀폐용기(1)의 일측에 냉매 가스가 흡입되는 흡입관(2)이 결합되고 타측에 압축된 냉매 가스가 토출되는 토출관(미도시)이 결합된다. 미설명 부호 24는 권선 코일이다.

이하, 본 발명의 왕복동식 압축기 소음방지구조의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전원이 인가되어 상기 구동모터의 권선 코일(24)에 전류가 흐르게 되면 그 권선 코일(24)에 흐르는 전류에 의해 고정자(S)에 플럭스가 형성되며 그 플럭스와 가동자(23)인 영구자석의 상호작용에 의해 가동자(23)가 직선 왕복 운동하게 된다. 그리고 상기 구동모터 가동자(23)의 직선 왕복 구동력이 상기 자석 홀더(25)를 통해 피스톤(60)에 전달되어 그 피스톤(60)이 상기 실린더(40)의 압축공간(41)에서 직선 왕복 운동하게 되며 그 피스톤(60)의 직선 왕복 운동에 따라 상기 실린더(40)의 압축공간(41) 내부의 압력차로 인하여 상기 흡입관(2)을 통하여 흡입된 냉매가스가 상기 냉매 통로(11) 및 냉매 흡입유로(62)를 통해 상기 실린더(40)의 압축공간(41)으로 흡입되고 압축되어 토출된다.

그리고 상기 구동모터의 구동력을 전달받아 상기 피스톤(60)이 실린더 압축공간(41)에서 직선 왕복 운동하면서 냉매 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키는 과정에서 상기 밀폐용기(1)의 내부 공간과 상기 바디 케이싱(120)의 내부 공간에 의해 발생되는 공진이 상기 밀폐용기(1)의 내부 공간과 상기 바디 케이싱(120)의 내부 공간을 연통시키는 공진 회피용 관통홀(121)에 의해 회피된다. 도 3은 상기 바디 케이싱(120)에 공진 회피용 관통홀(121)이 있는 경우와 없는 경우를 각각 실험 측정하여 나타낸 그래프로 소음 저감 효과가 현저함을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 소음방지구조는 상기 구동모터의 구동력을 전달받아 상기 피스톤이 실린더 압축공간에서 직선왕복 운동하면서 냉매 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키는 과정에서 발생되는 공진을 회피하게 됨으로써 그 공진으로 인한 소음 발생을 최소화하게 되어 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

밀폐용기의 내부에 소정의 내부 공간을 갖는 바디 케이싱이 설치되고 직선 왕복 구동력을 발생시키는 전동기구부가 상기 바디 케이싱의 일측을 복개하도록 결합되며 상기 전동기구부의 직선 왕복 구동력을 전달받아 가스를 압축하는 압축기구부가 상기 바디 케이싱의 내부에 위치하도록 그 바디 케이싱의 타측에 복개 결합되고 상기 전동기구부의 구동력을 전달받아 압축기구부에서 가스를 압축하는 과정에서 상기 바디 케이싱과 밀폐용기사이에 발생되는 공진을 회피하기 위하여 상기 바디 케이싱에 상기 밀폐용기의 내부 공간과 상기 바디 케이싱의 내부 공간을 연통시키는 공진 회피용 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 소음방지구조.