KR100608675B1 - 왕복동식 압축기의 냉매 과열 방지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 냉매 과열 방지 장치에 관한 것으로, 본 발명은 피스톤이 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매를 흡입 압축하도록 압축공간을 구비하는 실린더블록과, 실린더블록의 압축공간을 개폐하여 냉매가 흡입 압축되도록 설치하는 밸브조립체와, 밸브조립체의 흡입측을 수용하도록 실린더블록에 설치하여 흡입가스를 상기한 압축공간으로 안내하는 흡입소음기와, 밸브조립체의 토출측을 수용하도록 실린더블록에 설치하여 상기한 압축공간에서 토출되는 토출가스를 수용하는 토출커버와, 토출커버에 연통하여 토출소음을 제거하는 토출소음기와, 실린더블록의 외곽으로 토출커버와 토출소음기를 직접 연통시키는 토출연결관과, 토출소음기의 저면과 이에 대응되는 실린더블록의 상면 사이에 개재하여 상기 토출소음기를 탄력 지지하는 탄성부재를 포함함으로써, 고온의 토출가스에 의해 실린더블록이 과열되는 것을 방지할 수 있고 이를 통해 흡입가스의 비체적이 상승하는 것을 막아 흡입손실을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 모터의 권선온도가 상승하는 것을 막아 모터 효율을 높일 수 있다. 또, 토출소음기가 실린더블록과 이격되더라도 그 토출소음기가 탄성부재에 의해 실린더블록에 지지됨에 따라 압축기의 진동 소음이 가진되는 것을 방지할 수 있다.

Description

왕복동식 압축기의 냉매 과열 방지 장치{DEVICE FOR PROTECTING REFRIGERANTS OVERHEATING OF RECIPROCATING COMPRESSOR}

도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도,

도 2는 종래 왕복동식 압축기의 압축기구부를 보인 사시도,

도 3은 본 발명 왕복동식 압축기의 내부를 보인 사시도,

도 4는 본 발명 왕복동식 압축기에서 토출측을 보인 개략도,

도 5는 본 발명 왕복동식 압축기의 변형예를 보인 사시도,

도 6은 본 발명 왕복동식 압축기에서 흡입온도에 의한 냉력변화를 보인 그래프.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1 : 실린더블록 8 : 흡입소음기

10 : 토출커버 11 : 토출구멍

20 : 토출소음기 21 : 유입구멍

30 : 토출연결관 40 : 소음기지지스프링

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 특히 토출가스가 실린더블록을 통과하지 않고 토출머플러로 배출되도록 한 왕복동식 압축기의 냉매 과열 방지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 것으로, 이러한 압축기는 크게 왕복동식, 스크롤식, 원심식 그리고 베인식 등으로 구분할 수 있다. 왕복동식 압축기는 통상 회전모터의 회전자에 구동축을 결합하고, 이 구동축에 피스톤을 회전 가능하게 결합하여 구동축의 회전운동을 피스톤의 직선운동으로 전환하는 것으로, 도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 왕복동식 압축기는, 케이싱(C)의 내측 하부에 설치하여 외부에서 공급하는 전원에 의해 회전력을 발생하도록 고정자(Ms)와 회전자(Mr)로 된 전동기구부(M)와, 전동기구부(M)의 상부에 설치하여 그 전동기구부(M)의 회전력을 전달받아 냉매가스를 흡입 압축하는 압축기구부를 포함하고 있다.

압축기구부는 케이싱(C)의 내부에 횡방향으로 배치하고 그 일 측에 압축공간을 반경방향으로 형성하는 실린더블록(1)과, 실린더블록(1)의 중앙을 관통하여 전동기구부(M)의 회전자(Mr)에 압입하는 회전축(2)과, 회전축(2)의 편심부에 회전 가능하게 삽입하는 슬리브(3)와, 슬리브(3)의 외주면에 반경방향으로 결합하여 회전축(2)의 회전운동을 후술할 피스톤(5)의 왕복운동으로 변환하는 연결축(4)과, 연결축(4)의 타단에 결합하여 실린더블록(1)의 압축공간 내부에서 회전축(2)의 반경방향으로 왕복운동을 하는 피스톤(5)과, 실린더블록(1)의 토출측에 설치하여 냉매가 스의 흡입과 토출을 조절하는 밸브조립체(6)와, 소정의 토출공간을 구비하여 밸브조립체(6)에 고정하는 토출커버(7)와, 밸브조립체(6)의 흡입측에 연통하도록 토출커버(7)에 결합하는 흡입소음기(8)와, 토출커버(7)를 통해 밸브조립체(6)의 토출측에 연통하도록 실린더블록(1)에 장착하는 토출소음기(9)를 포함하고 있다.

실린더블록(1)은 환형으로 형성하여 회전축을 지지하는 프레임부(1a)와, 프레임부(1a)의 일 측에 일체로 형성하여 압축공간을 구비하는 실린더부(1b)로 이루어져 있다. 실린더부(1b)의 압축공간 일측에는 상기 토출소음기(9)에 직접 연통하여 토출커버(7)로 토출되는 토출가스를 상기한 토출소음기(9)로 유도하는 토출유로(1c)를 관통 형성하고 있다.

도면중 미설명 부호인 O는 오일피더, RP는 루프파이프, S는 지지스프링이다.

상기와 같은 종래 왕복동식 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 전동기구부(M)에 전원을 인가하면, 고정자(Ms)와 회전자(Mr)의 상호작용력에 의해 회전자(Mr)가 회전축(2)과 함께 회전을 하고, 회전축(2)의 편심부에 삽입한 슬리브(3)가 선회운동을 하면서 연결축(4)이 피스톤(5)과 함께 직선으로 왕복운동을 하며, 피스톤(5)의 왕복운동에 의해 냉매가스가 흡입소음기(8)와 밸브조립체(6)의 흡입측을 거쳐 실린더블록(1)의 압축공간로 흡입되었다가 토출측을 통해 토출커버(7)와 토출소음기(9)로 토출되는 일련의 과정을 반복한다.

이때, 토출커버(7)로 토출되었던 토출가스는 실린더블록(1)의 실린더부(1b)에 구비한 토출유로(1c)를 통해 상기한 토출소음기(9)로 배출되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기에 있어서는, 토출커버(7)로 토출 되었던 고온의 토출가스가 다시 실린더블록(1)의 토출유로(1c)를 통과하여 토출소음기(9)로 배출됨에 따라 토출가스가 토출유로(1c)를 통과할 때 실린더블록(1)으로의 열전달이 발생하고, 이로 인해실린더블록(1)에 결합한 흡입머플러(8)의 온도가 상승하면서 냉매의 비체적이 높아져 흡입손실을 유발하는 것은 물론 고정자의 권선온도도 상승하여 모터효율이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 토출커버로 토출된 고온의 토출가스가 실린더블록을 통과하지 않고 토출소음기로 직접 배출될 수 있도록 하여 흡입가스의 온도상승과 모터의 과열을 미연에 방지할 수 있는 왕복동식 압축기의 냉매 과열 방지 장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 피스톤이 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매를 흡입 압축하도록 압축공간을 구비하는 실린더블록과, 실린더블록의 압축공간을 개폐하여 냉매가 흡입 압축되도록 설치하는 밸브조립체와, 밸브조립체의 흡입측을 수용하도록 실린더블록에 설치하여 흡입가스를 상기한 압축공간으로 안내하는 흡입소음기와, 밸브조립체의 토출측을 수용하도록 실린더블록에 설치하여 상기한 압축공간에서 토출되는 토출가스를 수용하는 토출커버와, 토출커버에 연통하여 토출소음을 제거하는 토출소음기와, 실린더블록의 외곽으로 토출커버와 토출소음기를 직접 연통시키는 토출연결관과, 토출소음기의 저면과 이에 대응되는 실린더블록의 상면 사이에 개재하여 상기 토출소음기를 탄력 지지하는 탄성부재를 포함한 왕복동식 압축기의 냉매 과열 방지 장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 냉매 과열 방지 장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 왕복동식 압축기의 내부를 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명 왕복동식 압축기에서 토출측을 보인 개략도이며, 도 5는 본 발명 왕복동식 압축기의 변형예를 보인 사시도이고, 도 6은 본 발명 왕복동식 압축기에서 흡입온도에 의한 냉력변화를 보인 그래프이다.

도 1을 참조하면 본 발명에 의한 왕복동식 압축기는, 케이싱(C)의 중간에 고정하여 회전력을 발생하는 전동기구부(M)와, 전동기구부(M)의 상측에 압축공간을 구비하여 고정하는 실린더블록(1)과, 실린더블록(1)의 중앙을 관통하여 전동기구부(M)의 회전자(Mr)에 압입하는 회전축(2)과, 회전축(2)의 편심부에 회전 가능하게 삽입하는 슬리브(3)와, 슬리브(3)의 외주면에 반경방향으로 결합하여 회전축(2)의 회전운동을 피스톤(5)의 왕복운동으로 변환하는 연결축(4)과, 연결축(4)의 타단에 결합하여 실린더블록(1)의 내부에서 회전축(2)의 반경방향으로 왕복운동을 하는 피스톤(5)과, 실린더블록(1)에 고정하여 냉매가스의 흡입과 토출을 조절하는 밸브조립체(6)와, 소정의 토출공간을 구비하여 밸브조립체(6)에 결합하는 토출커버(10)와, 밸브조립체(6)의 흡입측에 연통하도록 토출커버(10)에 결합하는 흡입소음기(8)와, 토출커버(10)를 통해 밸브조립체(6)의 토출측에 연통하는 토출소음기(20)와, 토출커버(10)와 토출소음기(20)를 실린더블록(1)의 외곽에서 직접 연통시키는 토출연결관(30)을 포함한다.

실린더블록(1)은 환형으로 형성하여 회전축을 지지하는 프레임부(1a)와, 프레임부(1a)의 일 측에 일체로 형성하여 압축공간을 구비하는 실린더부(1b)로 이루어진다.

토출커버(10)는 상기 밸브조립체(6)의 크기와 거의 동일하게 형성하여 함께 실린더블록(1)에 고정 설치하는 것으로, 그 내부에 상기한 밸브조립체(6) 전체를 수용하도록 볼록하게 토출공간을 형성하고, 그 토출공간의 측벽에는 상기한 토출연결관(30)을 연통하는 토출구멍(11)을 형성하여 이루어진다.

토출소음기(20)는 도 4에서와 같이 속이 빈 통체로 형성하되 그 일측에는 상기한 토출연결관(30)으로 연결하는 유입구멍(21)을 형성하고, 타측에는 가스토출관(미도시)과 연결한 루프파이프(RP)를 연결하도록 유출구멍(22)을 형성하여 이루어진다.

토출연결관(30)은 상기 토출커버(10)의 토출구멍(11)과 토출소음기(20)의 유입구멍(21)을 연결하도록 평활관으로 형성하되, 상기한 토출소음기(20)가 실린더블록(1)의 상면에서 일정 간격(t)만큼 이격되도록 소정의 강성을 가지는 것이 바람직하다.

한편, 토출소음기(20)는 도 5에서와 같이 압축코일스프링로 된 소음기지지스프링(40)을 이용하여 실린더블록(1)의 상면에 일정높이로 탄력 지지할 수도 있다. 이 경우 토출연결관(30)은 상기한 소음기지지스프링(40)의 변형에 따라 탄력적으로 변형될 수 있도록 가요성 재질로 형성하는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명 왕복동식 압축기의 냉매 과열 방지 장치가 가지는 작용 효과는 다음과 같다.

즉, 전동기구부에 전원을 인가하면 회전자(Mr)와 함께 회전축(2)이 회전을 하고, 이 회전축(2)의 편심부에 결합한 연결축(4)에 의해 피스톤(5)이 실린더블록(1)의 압축공간 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 흡입하여 압축한 후 밸브조립체(6)의 토출측을 수용하는 토출커버(10)로 토출한다.

이 토출가스는 토출커버(10)의 토출구멍(11)을 통해 토출연결관(30)으로 유입되었다가 토출소음기(20)의 유입구멍(21)을 통해 그 토출소음기(20)의 내부로 배출되고, 이후 루프파이프(RP)와 가스토출관(미도시)을 통해 냉동사이클장치로 토출된다.

이때, 도 6에서와 같이 실린더블록(1)의 압축공간에서 토출되는 냉매가스는 압축과정중에 온도가 상승하나, 이 고온의 토출가스가 실린더블록(1)의 외곽으로 연결된 토출연결관(30)을 통해 토출소음기(20)로 이동함에 따라 토출가스에 의해 실린더블록(1)이 가열되는 것을 미연에 방지할 수 있고 이를 통해 실린더블록(1)에 흡입소음기(7)를 결합하더라도 이 흡입소음기(7)를 통해 흡입되는 흡입가스의 온도가 상승하는 것을 막을 수 있다.

또, 토출소음기(20)가 실린더블록(1)의 상면에 소정의 간격만큼 이격되도록 배치함에 따라 토출소음기(20)로 토출가스가 유입되어 그 토출소음기(20)의 온도가 일정 정도 상승하더라도 상기한 실린더블록(1)으로 열이 전달되는 것을 차단하여 흡입가스의 온도가 상승되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
또, 토출소음기(20)가 소음기지지스프링(40)에 의해 실린더블록(1)에 탄력적으로 지지됨에 따라 상기 토출소음기(20)가 실린더블록(1)에서 이격되더라도 냉매의 토출시 압력맥동으로 인해 압축기의 진동 소음이 가중되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 냉매 과열 방지 장치는, 토출커버와 토출소음기 사이를 실린더블록의 외곽에서 토출연결관으로 직접 연결함과 아울러 토출소음기를 실린더블록에서 이격되도록 배치함으로써, 고온의 토출가스에 의해 실린더블록이 과열되는 것을 방지할 수 있고 이를 통해 흡입가스의 비체적이 상승하는 것을 막아 흡입손실을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 모터의 권선온도가 상승하는 것을 막아 모터 효율을 높일 수 있다. 또, 토출소음기가 실린더블록과 이격되더라도 그 토출소음기가 탄성부재에 의해 실린더블록에 지지됨에 따라 압축기의 진동 소음이 가진되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 피스톤이 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매를 흡입 압축하도록 압축공간을 구비하는 실린더블록과,

   실린더블록의 압축공간을 개폐하여 냉매가 흡입 압축되도록 설치하는 밸브조립체와,

   밸브조립체의 흡입측을 수용하도록 실린더블록에 설치하여 흡입가스를 상기한 압축공간으로 안내하는 흡입소음기와,

   밸브조립체의 토출측을 수용하도록 실린더블록에 설치하여 상기한 압축공간에서 토출되는 토출가스를 수용하는 토출커버와,

   토출커버에 연통하여 토출소음을 제거하는 토출소음기와,

   실린더블록의 외곽으로 토출커버와 토출소음기를 직접 연통시키는 토출연결관과,

   토출소음기의 저면과 이에 대응되는 실린더블록의 상면 사이에 개재하여 상기 토출소음기를 탄력 지지하는 탄성부재를 포함한 왕복동식 압축기의 냉매 과열 방지 장치.
4. 제3항에 있어서,

   토출연결관은 가요성 재질로 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 냉매 과열 방지 장치.

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