KR100417741B1 - 밀폐형 압축기 - Google Patents

Abstract

밀폐형 압축기가 개시된다. 밀폐케이스 내부에 위치한 압축장치는, 크랭크축의 회전운동을 피스톤에 연결된 커넥팅로드에 의해 피스톤의 왕복직선운동으로 변환하며 피스톤은 실린더로 유입된 냉매를 압축한다. 압축장치와 밀폐케이스의 상부덮개 및 하부덮개의 접속부, 흡입관, 토출관 중 적어도 하나에 방진부재가 설치된다. 방진부재가 소음 및 진동발생원에 설치됨으로써, 압축기내에서 발생하여 압축기의 밀폐케이스에 전달되는 진동 및 소음이 감소될 수 있다. 또한 압축기내의 각종 파이프계 및 여러 부품들 간의 공진 위험성을 배제시켜 진동억제를 위한 각종 부수적인 부품을 사용하지 않음으로써 원가절감이 가능하다.

Description

밀폐형 압축기 {Sealed compressor}

본 발명은 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축기 작동시 발생하는 소음 및 진동의 감쇄가 가능한 밀폐형 압축기에 관한 것이다.

압축기는 기계적 힘에 의해 물질에 압력을 가하여 물질의 부피를 축소시키거나 상태를 변화시키는 장치이다. 이러한 압축기는 압축된 냉매의 순간적인 팽창에 따른 냉각효과를 이용하는 냉장고, 에어콘 등 냉각장치의 핵심부품이다. 현재 냉각사이클에 이용되는 압축기는 밀폐된 공간내에서 회전운동을 왕복운동으로 변환하는 방식에 의해 냉매를 압축하는 밀폐형 왕복동식 압축기가 주로 사용되고 있다.

도 1은 냉각 사이클에 사용되는 종래의 밀폐형 왕복동식 압축기의 종단면도이다.

도 1을 참조하면, 밀폐형 왕복동식 압축기는 전동기구부(20), 압축기구부(30) 및 상부덮개(11) 및 하부덮개(12)가 결합되어 밀폐공간을 형성하는 밀폐케이스(10)를 구비한다. 전동기구부(20) 및 압축기구부(30)는 밀폐케이스(10) 내에 위치하며 압축기구부(30)는 흡입관(50) 및 토출관(60)에 의해 압축기의 외부와 냉매를 교환한다.

전동기구부(20)에 전원이 인가되면 고정자(21)의 내부에 위치한 회전자(22)가 회전한다. 회전자(22)가 회전함에 따라 회전자(22)에 압입된 크랭크축(23)이 회전하게 되고 크랭크축(23)과 피스톤(32)를 연결하는 커넥팅로드(33)를 통해 회전자(22)의 회전운동이 피스톤(32)의 왕복직선운동으로 변환된다. 피스톤(32)이 실린더(31)내를 왕복하면서 흡입관(50)을 통해 실린더(31)로 유입된 냉매를 압축한다. 압축된 냉매는 토출관(60)을 통해 압축기의 외부로 유출된다.

이 때, 냉매가 흡입관(50) 및 토출관(60)내를 고속으로 유동함에 따른 유체소음과 더불어 실린더(31)와 피스톤(32)의 마찰에 의한 소음 및 밸브의 개폐시의 충격에 의한 소음이 발생한다. 또한 크랭크축(23)의 회전 및 피스톤(32)의 운동에 따른 진동이 발생한다.

상술한 밀폐형 왕복동식 압축기에서는 일차적으로 흡입관(50) 및 토출관(60)의 임의의 부분에 머플러(51, 61)를 장착하여 유체소음을 감쇄시키고 있으며 최종적으로 밀폐케이스(10)를 통해 소음을 감쇄시키고 있다. 또한 전동기구부(20) 및 압축기구부(30)를 밀폐케이스(10)에 고정시키는 연결부에 스프링(71)과 같은 방진부재를 채용하여 기계적인 진동에 따른 소음을 감쇄시키고 있다.

그러나 머플러를 이용하는 경우 흡입관 및 토출관에서 발생하는 소음을 일정정도 감소시킬 수 있으나 소음 감소에 한계가 있으며, 특히 스프링 및 밀폐케이스를 통해 전달되는 소음을 감소시킬 수 없다는 문제가 있다. 또한 스프링을 이용하는 경우 밀폐케이스에 전달되는 기계적인 진동을 감소시켜 진동소음을 감소시킬 수 있으나 이 역시 한계가 있으며, 스프링이 압축기 내에서 발생하는 소음의 전달경로로 작용한다는 문제점이 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 압축기에서 발생하는 소음 및 진동을 감소시키는 방진부재를 구비한 밀폐형 압축기를 제공하는 데 있다.

도 1은 냉각 사이클에 사용되는 종래의 밀폐형 왕복동식 압축기의 종단면도,

도 2는 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 일 실시예에 대한 종단면도,

도 3a는 체결부가 결합되어 있는 하부덮개의 사시도,

도 3b 및 도 3c는 각각 압축기구부를 하부덮개에 고정시키는 체결부 및 체결부에 부착되는 방진부재의 결합전 및 결합후를 도시한 사시도,

도 4a는 고정공이 결합되어 있는 상부덮개의 사시도, 그리고,

도 4b 및 도 4c는 각각 크랭크축을 상부덮개에 고정시키는 고정공 및 고정공에 부착되는 방진부재의 결합전 및 결합후를 도시한 사시도이다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는, 전원에 의해 회전운동을 일으키는 전동기구부, 상기 전동기구부에 의한 회전운동을 왕복직선운동으로 변환하여 냉매를 압축하는 압축기구부 및 상기 전동기구부와 상기 압축기구부를 둘러싸는 밀폐케이스를 갖는 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 전동기구부 및 상기 압축기구부가 상기 밀폐케이스와 연결되는 결합부 중 적어도 하나의 결합부에 고무재질의 방진부재를 구비하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 상기 밀폐케이스로 전달되는 소음 및 진동을 최소화시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 상기 압축기구부로 냉매가 유입되는 흡입관 및/또는 상기 압축기구부로부터 냉매가 유출되는 토출관의 외주에 상기 방진부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 흡입관 및/또는 토출관 내에서의 유체흐름에 의한 소음 및 진동의 전달을 감소시킬 수 있다.

이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명한다. 각 도면에서 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

도 2는 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 일 실시예에 대한 종단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 밀폐케이스(10), 전동기구부(20), 압축기구부(30) 및 방진부재(41, 52, 62 및 73)를 구비한다.

밀폐케이스(10)는 전동기구부(20)와 압축기구부(30)를 감싸는 상부덮개(11) 및 하부덮개(12)로 이루어지며, 상부덮개(11)와 하부덮개(12)는 서로 맞대어 결합되는 것에 의해 밀폐공간을 형성하는 반구의 형태이다.

전동기구부(20)는 고정자(21)와 회전자(22)를 포함하며, 밀폐케이스(10)의 상부측에 배치된다. 전동기구부(20)는 압축기의 외부로부터 전원을 공급받아 회전자(22)를 회전시킨다. 회전자(22)에는 크랭크축(23)이 압입되어 있다.

압축기구부(30)는 실린더(31), 피스톤(32) 및 커넥팅로드(33)를 포함하며, 밀폐케이스(10)의 하부측에 배치된다. 커넥팅로드(33)는 크랭크축(23)의 회전운동을 피스톤(32)의 직선왕복운동으로 전환시킨다. 피스톤(32)은 실린더(31)내를 직선으로 왕복하여 실린더(31)로 유입된 냉매를 압축한다.

방진부재(41, 73)는 압축기구부(30)를 하부덮개(12)에 고정시키는 하나 이상의 체결부(70) 및/또는 크랭크축(23)의 일단을 상부덮개(11)에 고정시키는 고정공(40)에 부착된다. 또한 방진부재(52, 62)는 흡입관(50) 및/또는 토출관(62)에 부착될 수도 있다. 이러한 방진부재(41, 52, 62, 73)는 진동 감쇄 특성이 우수하고 냉매 및 오일과의 적합성이 좋은 재질의 고무나 신축성있는 소재를 사용하여 임의의 폭을 갖는 환형으로 제작되는 것이 바람직하다.

도 3a는 체결부(70)가 결합되어 있는 하부덮개(12)의 사시도이며, 도 3b 및 도 3c는 각각 압축기구부(30)를 하부덮개(12)에 고정시키는 체결부(70) 및 그 체결부(70)에 부착되는 방진부재(73)에 대한 결합전 및 결합후를 도시한 사시도이다.

도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 압축기구부(30)는 하나 이상의 체결부(70)에 의해 지지될 수 있으며, 체결부(70)의 일단(75)은 하부덮개(12)의 내측에 결합된다. 각 체결부(70)의 타단(74)으로부터 일정지점 떨어진 위치에는 스프링을 지지하기 위한 지지돌기(72a)가 형성되어 있다. 또한 지지돌기(72a)로부터 체결부(70)의 하단방향으로 일정지점 떨어진 위치에는 돌출부(72b)가 형성되어 있다. 환형의 방진부재(73)는 지지돌기(72a) 및 돌출부(72b)에 의해 형성된 굴곡부에 결합된다. 체결부(70)에는 지지돌기(72a)만 형성할 수도 있으나 방진부재(73)를 지지하는 돌출부(72b)를 형성함으로써 방진부재(73)의 유동을 방지할 수 있는 이점이 있다.

이하 방진부재(73)가 결합된 체결부(70)를 구비한 본 발명에 따른 밀폐형 압축기에서 진동 및 소음의 감소동작에 대해 설명한다.

회전자(22), 크랭크축(23), 커넥팅로드(33), 피스톤(32) 등의 구성요소로부터 유발된 기계적 진동은 스프링(71)을 통해 일차적으로 감소되어 방진부재(73)로 전달된다. 이 때, 체결부(70)에 방진부재(73)가 존재함으로 인해 체결부(70)의 강성이 변화되어 기계적 진동은 보다 더 감소되며, 따라서 밀폐케이스(10)에 전달되는 진동이 감소되게 된다.

또한 체결부(70)는 전동기구부(20) 및 압축기구부(30)에서 발생하는 소음의 전달경로로 작용하는 바, 체결부(70)에 전달되는 소음이 방진부재(73)에 의해 흡수되어 소음의 감소효과도 얻을 수 있다.

도 4a는 고정공(40)이 결합되어 있는 상부덮개(11)의 사시도이며, 도 4b 및 도 4c는 각각 크랭크축(23)을 상부덮개(11)에 고정시키는 고정공(40) 및 고정공(40)에 부착되는 방진부재(41)에 대한 결합전 및 결합후를 도시한 사시도이다.

도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 고정공(40)은 상부덮개(11)의 내측에 결합된다. 환형의 방진부재(41)은 고정공(40)의 외측에 결착된다. 이와 같이 고정공(40)의 외측에 방진부재(41)를 결착함으로써, 크랭크축(23)의 회전에 따른 소음 및 진동은 상술한 바와 같이 방진부재(41) 자체의 흡진 특성에 의해 감소될 수 있다.

또한 고정공(40)의 외측에 결합된 방진부재(41)가 상부덮개(11)와 밀착됨으로써 상부덮개(11)의 강성을 변화시킨다. 이에 따라 압축기에서 방사되는 특정 고주파 및 저주파 음과의 공진을 회피시켜 줄 수 있다. 이러한 방진부재를 이용한 소음 및 진동 감소효과는 흡입관(50) 및/또는 토출관(60)에 방진부재(52, 62)를 결착함으로써 달성될 수 있다.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 따른 밀폐형 압축기에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변형이 가능함은 이해할 것이다. 그러므로, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되어서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

본 발명에 따른 밀폐형 압축기에 의하면, 압축기에 존재하는 각종 파이프계 등과 같은 소음 및 진동 발생원에 진동감쇄특성이 우수하고 냉매 및 오일과의 적합성이 좋은 재질의 환형 방진부재를 부착함으로써 압축기내에서 발생하여 압축기의 케이스에 전달되는 진동 및 소음을 감소시킬 수 있다. 또한 압축기내의 각종 파이프계 및 여러 부품들 간의 공진 위험성을 배제시켜 진동억제를 위한 각종 부수적인 부품을 사용하지 않음으로써 원가절감이 가능하다.

Claims (6)

1. 전원에 의해 회전운동을 일으키는 전동기구부, 상기 전동기구부에 의한 회전운동을 왕복직선운동으로 변환하여 냉매를 압축하는 압축기구부 및 상기 전동기구부와 상기 압축기구부를 둘러싸는 밀폐케이스를 갖는 밀폐형 압축기에 있어서,

   상기 압축기구부를 상기 밀폐케이스에 고정시키는 결합부의 일단은 상기 밀폐케이스의 하부덮개에 연결되어 있고,

   상기 압축기구부를 지지하는 타단으로부터 일정지점 떨어진 위치에 스프링을 지지하는 지지돌기가 형성되어 있으며,

   상기 지지돌기 하단에 일정한 폭을 갖는 고무재질의 방진부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전동기구부를 상기 밀폐케이스에 고정시키는 결합부는 상기 밀폐케이스의 상부덮개에 설치되며 크랭크축을 수용하는 고정공을 갖는 고정부재이며,

   상기 고정부재의 외주에 고무재질의 방진부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 압축기구부로 냉매가 유입되는 흡입관 및 상기 압축기구부로부터 냉매가 유출되는 토출관의 외주에 고무재질의 방진부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
4. 전원에 의해 회전운동을 일으키는 전동기구부, 상기 전동기구부에 의한 회전운동을 왕복직선운동으로 변환하여 냉매를 압축하는 압축기구부 및 상기 전동기구부와 상기 압축기구부를 둘러싸는 밀폐케이스를 갖는 밀폐형 압축기에 있어서,

   상기 전동기구부를 상기 밀폐케이스에 고정시키는 결합부는 상기 밀폐케이스의 상부덮개에 설치되며 크랭크축을 수용하는 고정공을 갖는 고정부재이며,

   상기 고정부재의 외주에 고무재질의 방진부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
5. 제4항에 있어서,

   상기 압축기구부로 냉매가 유입되는 흡입관 및 상기 압축기구부로부터 냉매가 유출되는 토출관의 외주에 고무재질의 방진부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
6. 전원에 의해 회전운동을 일으키는 전동기구부, 상기 전동기구부에 의한 회전운동을 왕복직선운동으로 변환하여 냉매를 압축하는 압축기구부 및 상기 전동기구부와 상기 압축기구부를 둘러싸는 밀폐케이스를 갖는 밀폐형 압축기에 있어서,

   상기 압축기구부로 냉매가 유입되는 흡입관 및 상기 압축기구부로부터 냉매가 유출되는 토출관의 외주에 고무재질의 방진부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.