KR100795186B1 - 밀폐형압축기의 토출소음시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밀폐형압축기의 토출소음시스템에 관한 것이다. 본 발명은 실린더블록(35)의 일측단에 구비되고 상기 실린더블록(35)을 전후로 관통하여 형성된 압축실(37)에서 압축되어 나온 작동유체의 소음과 맥동을 1차적으로 저감시키는 제1토출소음기(39)와, 상기 실린더블록(35)의 타측단에 구비되고 상기 제1토출소음기(39)와 연통되어 상기 제1토출소음기(39)에 의해 소음과 맥동이 저감된 작동유체에 대해 2차적으로 소음과 맥동을 저감시키는 제2토출소음기(39')와, 상기 제1토출소음기(39)와 제2토출소음기(39')를 서로 연결하여 작동유체가 이동하는 유로를 형성하고 상기 토출소음기(39,39') 사이의 최단직선거리보다 상대적으로 길게 형성되는 연결파이프와(43), 상기 제2토출소음기(39')에 구비되고 외부로 작동유체가 토출되기 위한 유로를 형성하는 토출파이프(45)를 포함하여 구성된다. 이와 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 연결파이프의 길이가 상대적으로 길어져서 맥동이 저감되어 밀폐형압축기의 동작특성이 향상되므로 맥동에 의해 발생하는 진동이 저감되어 밀폐형압축기의 내구성이 증가하는 이점이 있다.
밀폐형압축기, 토출소음기, 연결파이프

Description

밀폐형압축기의 토출소음시스템{Discharging Noise System of a hermetic compressor}
도 1은 일반적인 밀폐형압축기의 내부구성을 보인 단면도.
도 2는 종래기술에 의한 밀폐형압축기의 토출소음시스템의 외관을 보인 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 밀폐형압축기의 토출소음시스템의 바람직한 실시예의 구성을 보인 사시도.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 의한 밀폐형압축기의 토출소음시스템의 다양한 실시예를 보인 평면도.
도 5는 본 발명에 의한 밀폐형압축기의 토출소음시스템을 구성하는 연결파이프의 길이와 맥동과의 관계를 보인 그래프.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
30: 프레임 35: 실린더블록
37: 압축실 39,39': 토출소음기
41: 소음기캡 43: 연결파이프
45: 토출파이프
본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 토출소음기 사이를 연결하는 연결파이프가 구비된 밀폐형압축기의 토출소음시스템에 관한 것이다.
도 1에는 종래 기술에 의한 압축기의 내부 구성이 도시되어 있다. 이에 따르면, 상부용기(1t)와 하부용기(1b)로 이루어지는 밀폐용기(1)가 구비되고, 상기 밀폐용기(1)의 내부에는 프레임(2)이 설치되어 있다. 상기 프레임(2)에는 고정자(3)가 고정되어 있고, 이와 같은 프레임(2)은 스프링(2S)에 의해 밀폐용기(1) 내부에 지지되어 있다.
상기 프레임(2)의 중앙을 관통하여서는 크랭크축(5)이 설치되어 있다. 상기 크랭크축(5)에는 회전자(4)가 일체로 설치되어 상기 고정자(3)와의 전자기적 상호작용에 의해 상기 크랭크축(5)과 함께 회전된다.
상기 크랭크축(5)의 상단에는 편심핀(5b)이 상기 크랭크축(5)의 회전중심에 대해 편심되게 형성되어 있고 상기 편심핀(5b)이 형성된 반대쪽에는 균형추(5c)가 형성된다. 상기 크랭크축(5)은 상기 프레임(2)의 중앙을 관통하여 설치되는데, 상기 크랭크축(5)이 관통하여 설치되는 프레임(2)의 내경면은 일종의 베어링과 같은 역할을 하게 된다.
그리고 상기 크랭크축(5)의 내부에는 오일통로(5a)가 형성되어 있다. 상기 오일통로(5a)를 통해서는 밀폐용기(1)의 저면에 구비되어 있는 오일(L)이 안내되어 상기 프레임(2)의 상부로 전달되어 비산된다. 그리고 상기 크랭크축(5)의 하단부에 는 상기 오일(L)을 펌핑하여 상기 오일통로(5a)로 전달하는 펌핑기구(5d)가 설치된다.
한편, 내부에 압축실(6')이 구비된 실린더블록(6)이 상기 프레임(2)에 일체로 성형되어 있다. 그리고 상기 압축실(6')에는 상기 크랭크축(5)의 편심핀(5b)과 커넥팅로드(8)로 연결된 피스톤(7)이 설치되어 있다. 그리고 상기 실린더블록(6)의 선단에는 상기 압축실(6')로 유입되고 배출되는 냉매를 제어하는 밸브어셈블리(9)가 설치된다. 상기 밸브어셈블리(9) 상에는 헤드커버(10)가 장착되어 있고, 상기 헤드커버(10)에는 흡입소음기(11)가 상기 압축실(6')로 냉매를 전달할 수 있도록 밸브어셈블리(9)와 연결 설치되어 있다.
도면중 미설명 부호 12는 냉매를 밀폐용기(1)의 내부로 전달하는 흡입파이프이고, 13은 압축된 냉매를 압축기의 외부로 토출하는 토출파이프이다.
한편, 도 2에는 다른 종래 기술에 의한 프레임의 구성이 도시되어 있다. 이에 도시된 바에 따르면, 압축기를 구성하는 각종 부품이 구비되는 프레임(20)의 본체(21)에는 실린더블록(23)이 구비된다. 상기 실린더블록(23)을 관통하여서는 압축실(24)이 형성된다. 상기 압축실(24)의 내부에는 크랭크축(도시되지 않음)에 의해 직선왕복이동하는 피스톤(도시되지 않음)이 설치되어 작동유체를 압축하게 된다. 상기 압축실(24)의 선단에 해당되는 실린더블록(23)에는 밸브어셈블리(도시되지 않음)가 헤드커버(도시되지 않음)와 함께 설치되는데 상기 헤드커버와 밸브어셈블리의 사이에는 상기 피스톤에 의해 압축된 작동유체가 일시적으로 모이는 토출방(도시되지 않음)이 구비된다.
상기 실린더블록(23)의 양측에는 제1 및 제2 토출소음기(25,25')가 구비된다. 상기 토출소음기(25,25')는 상기 압축실(24)에서 압축된 작동유체의 소음과 맥동을 저감시키는 부분이다. 상기 토출소음기(25,25')의 내부에는 소음챔버(도시되지 않음)가 형성되어 있어 작동유체가 잠깐 머무르면서 소음과 맥동이 저감된다.
상기 토출소음기(25,25')의 상단에는 소음챔버를 차폐하기 위해 소음기캡(26)이 각각 설치된다. 상기 압축실(24)에서 압축된 작동유체는 먼저 상기 제1토출소음기(25)로 전달되고, 상기 제1토출소음기(25)에서 제2토출소음기(25')로 유동되면서 소음과 맥동이 저감된다. 이를 위해 상기 소음기캡(26)을 관통하여 상기 토출소음기(25,25') 사이를 연통시키도록 연결파이프(27)가 사용된다. 도면부호 29는 제2토출소음기(25')에서 토출된 작동유체를 밀폐용기의 외부로 배출하기 위한 배출파이프이다.
그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기에서는 다음과 같은 문제점이 있다.
일반적으로 압축실(24) 내에 구비된 피스톤은 직선왕복운동을 하며 상기 압축실(24) 내부로 유입된 작동유체를 압축한다. 상기 피스톤에 의해 압축된 작동유체는 상기 압축실(24) 외부로 배출되어 상기 압축실(24)과 연통된 토출방으로 유입된다. 상기 토출방으로 유입된 작동유체는 제1토출소음기(25)의 내부로 이동하는데 이러한 작동유체는 상기 피스톤의 직선왕복운동에 의해 주기적으로 상기 압축실(24) 외부로 배출되므로 맥동을 발생시킨다.
따라서 이러한 맥동은 제1토출소음기(25)와 제2토출소음기(25')를 연결하는 연결파이프(27)에 진동을 발생시킨다. 이와 같은 진동은 상기 연결파이프(27)의 연결부에 반복응력을 가해 피로파괴를 발생시켜 연결부를 통해 작동유체가 누설되는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 연결파이프에 발생하는 맥동을 저감시키는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 실린더블록에 구비되고 상기 실린더블록 내부에 형성된 압축실에서 압축되어 나온 작동유체의 소음과 맥동을 1차적으로 저감시키는 제1토출소음기와; 상기 제1토출소음기와 연통되고 상기 제1토출소음기에서 소음과 맥동이 저감된 작동유체가 유입되어 2차적으로 소음과 맥동이 저감되는 제2토출소음기와; 상기 제1토출소음기와 제2토출소음기를 서로 연통하여 작동유체가 이동하는 유로를 형성하고 상기 토출소음기 사이의 최단직선거리의 1.1배 이상 1.5배 이하의 길이로 형성되는 연결파이프와; 상기 제2토출소음기에 구비되고 외부로 작동유체가 토출되기 위한 유로를 형성하는 토출파이프를 포함하여 구성된다.
상기 연결파이프는 상기 제1토출소음기와 상기 제2토출소음기의 직선거리에 대해 경사지게 형성되고 일단이 상기 제1토출소음기와 연결되는 제1경사부와; 상기 제1경사부의 경사방향과 반대방향으로 경사지게 형성되고 일단이 상기 제1경사부와 연결되고 타단이 상기 제2토출소음기와 연결되는 제2경사부를 포함하여 구성된다.
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이와 같은 본 발명에 의한 밀폐형압축기의 토출소음시스템에 의하면, 연결파이프의 길이가 상대적으로 길어져서 맥동이 저감되어 밀폐형압축기의 동작특성이 향상되므로 진동이 저감되어 밀폐형압축기의 내구성이 증가하는 이점이 있다.
이하에서는 본 발명에 의한 밀폐형압축기의 토출소음시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 3 내지 도 5에는 본 발명에 의한 밀폐형압축기의 토출소음시스템의 바람직한 실시예가 도시되어 있다.
도시된 바에 따르면, 프레임(30)의 본체(31)에는 연결다리(33)가 구비되고 상기 연결다리(33)는 밀폐용기 내부에 구비된 모터부(도시되지 않음)에 의해 연결 된다. 상기 본체(31)에는 압축기를 구성하는 각종 부품이 구비된다. 상기 본체(31)에는 실린더블록(35)이 구비된다. 상기 실린더블록(35)은 작동유체를 압축하기 위한 것으로 상기 실린더블록(35)을 전후로 관통하여 압축실(37)이 형성된다.
상기 압축실(37)의 내부에는 작동유체가 유입되고 상기 압축실(37) 내부에는 피스톤(도시되지 않음)이 구비된다. 상기 피스톤은 상기 압축실(37) 내부를 왕복운동하면서 상기 압축실(37) 내부로 유입되는 작동유체를 압축하는 역할을 한다.
상기 압축실(37)의 선단에 해당되는 실린더블록(35)에는 밸브어셈블리(도시되지 않음)가 헤드커버(도시되지 않음)와 함께 설치되는데 상기 헤드커버와 밸브어셈블리의 사이에는 상기 피스톤에 의해 압축된 작동유체가 일시적으로 모이는 토출방(도시되지 않음)이 구비된다. 그리고 상기 토출방에 모인 작동유체는 아래에서 설명할 토출소음기(39,39')로 이동된다.
상기 실린더블록(35)의 양측에는 제 1 및 제 2 토출소음기(39,39')가 구비된다. 상기 토출소음기(39,39')는 상기 압축실(37)에서 압축된 작동유체의 소음과 맥동을 저감시키는 부분이다. 상기 토출소음기(39,39')의 내부에는 소음챔버(도시되지 않음)가 형성되고 상기 압축실(37)에서 압축되어 상기 토출방에 일시적으로 모인 작동유체가 상기 소음챔버에 잠깐 머무르면서 소음과 맥동이 저감된다. 상기 제1토출소음기(39)로 유입된 작동유체는 아래에서 설명할 연결파이프(43)를 통해 상기 제2토출소음기(39')로 유입된다.
상기 토출소음기(39,39')의 상단에는 소음기캡(41)이 각각 설치된다. 상기 소음기캡(41)은 상기 토출소음기(39,39') 내부에 구비된 소음챔버를 외부와 차폐시 키는 역할을 한다. 상기 소음기캡(41)을 관통하여 상기 토출소음기(39,39')를 연통시키는 연결파이프(43)가 구비된다.
상기 연결파이프(43)는 상기 토출소음기(39,39')를 서로 연통시키고 상기 제 1 토출소음기(39)로 유입된 작동유체는 상기 연결파이프(43)를 통해 제 2 토출소음기(39')로 전달된다.
상기 연결파이프(43)에 발생하는 맥동의 특성은 도 5에 상세하게 도시되어 있다. 상기 연결파이프(43)에 발생하는 맥동은 도 5의 세로축에 mBar 단위로 표시되어 있고 맥동을 발생시키는 피스톤의 운전주파수는 도 5의 가로축에 표시되어 있다. 도시된 바와 같이 상기 연결파이프(43)에 발생하는 맥동은 상기 연결파이프(43)의 길이가 길어짐에 따라 동일 운전주파수에서 더 작은 맥동을 가짐을 알 수 있다.
상기 연결파이프(43)의 길이가 길수록 맥동이 저감되는 이유를 살펴보면, 상기 연결파이프(43)가 토출소음기(39,39') 사이의 최단직선거리에 대응되게 형성되는 경우 맥동에 의해 발생하는 진동이 상기 연결파이프(43)와 토출소음기(39,39') 사이의 연결부에 직접적으로 전달되어 피로파괴에 취약하다. 그러나 도 4a 내지 4c에 도시된 바와 같이 상기 연결파이프(43)가 소정위치에서 굴곡되어 형성되는 경우 맥동에 의해 발생하는 진동이 상기 연결파이프(43)의 굴곡된 부분의 자체탄성력에 의해 상쇄되어 상대적으로 피로파괴에 유리하게 되기 때문이다. 또한 상기 압축실(37)에서 배출되는 작동유체가 길이가 긴 연결파이프(43)를 통과하면서 맥동이 저감되므로 연결파이프(43)가 길수록 맥동이 저감된다.
따라서 상기 연결파이프(43)는 상기 토출소음기(39,39') 사이의 최단직선길이보다 상대적으로 더 길게 형성됨이 바람직하다. 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 연결파이프(43)는 소정지점에서 1회이상 굴곡되어 형성되며 상기 토출소음기(39,39') 사이의 최단직선길이의 1.1 배 ~ 1.5배 정도로 길게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 연결파이프(43)는, 도 4a에 도시된 바와 같이 직선부(43a)와 경사부(43b)로 구성될 수 있다. 상기 토출소음기(39,39')사이의 직선거리와 수평으로 형성된 직선부(43a)의 일단이 제1토출소음기(39)와 연결되고 타단이 상기 토출소음기(39,39') 사이의 직선거리에 대해 경사지게 형성된 경사부(43b)의 일단과 연결되고 상기 경사부(43b)의 타단이 다시 직선부(43a)와 연결된다. 상기 직선부(43a)의 타단에는 상기 제1토출소음기(39)와 연결된 경사부(43b)의 경사방향과 반대방향으로 경사지게 형성된 경사부(43b)가 다시 연결되고 상기 경사부(43b)의 타단이 다시 직선부(43a)와 연결되어 상기 제2토출소음기(39')와 연결된다.
또한 상기 연결파이프(43)는, 도 4b에 도시된 바와 같이 직선부(43c)와 굴곡부(43d)로 구성될 수도 있다. 상기 토출소음기(39,39') 사이의 직선거리에 대해 수직으로 형성된 직선부(43c)의 일단에 제1토출소음기(39)가 연결되고 타단에 상기 직선부(43c)를 서로 연결하는 굴곡부(43d)가 연결된다. 상기 직선부(43c)와 굴곡부(43d)는 서로 반복되어 연결되어 상기 제2토출소음기(39')와 연결된다.
그리고 상기 연결파이프(43)는, 도 4c에 도시된 바와 같이 경사부(43e,43f)만으로 구성될 수도 있다. 상기 토출소음기(39,39')사이의 직선거리에 대해 경사지 게 형성된 제1경사부(43e)의 일단에 제1토출소음기(39)가 연결되고 타단에 제2경사부(43f)가 연결된다. 상기 제2경사부(43f)는 상기 제1경사부(43e)의 경사방향과 반대방향으로 경사지게 형성된다. 상기 제2경사부(43f)의 타단에는 제2토출소음기(39')가 연결된다.
상기 제 2 토출소음기(39')의 일측에는 상기 제 1 토출소음기(39)에서 유입되는 작동유체가 외부로 배출되는 배출파이프(45)가 구비된다. 상기 배출파이프(45)를 통해 이동하는 작동유체는 압축기의 외부로 배출된다.
이하에서는 상기한 바와 같은 구성을 가지 본 발명에 의한 밀폐형압축기의 토출소음시스템의 작용을 상세하게 설명한다.
실린더블록(35)의 내부에 구비되는 압축실(37)에는 피스톤이 왕복운동을 하며 작동유체를 압축한다. 상기 피스톤에 의해 압축된 작동유체는 상기 압축실(37)과 연통되는 토출방으로 유입되고 상기 토출방에 유입된 작동유체는 다시 제1토출소음기(39)로 유입된다. 상기 피스톤에 의해 압축되는 작동유체는 상기 피스톤의 직선왕복운동에 의해 주기적으로 상기 압축실(37) 외부로 배출되면서 상기 작동유체의 흐름이 주기적으로 차단되게 되고 이러한 작동유체의 흐름특성은 밀폐형압축기에 맥동을 발생시킨다.
상기 실린더블록(35)에 발생하는 맥동은 제1토출소음기(39)와 제2토출소음기(39') 사이를 연결하는 연결파이프(43)에 진동을 발생시킨다. 이러한 진동은 상기 연결파이프(43)와 토출소음기(39,39') 사이에서 반복응력으로 작용하여 피로파괴를 발생시킨다. 그러나 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 연결파이프(43)의 길이가 상기 토출소음기(39,39') 사이의 최단직선거리보다 긴 경우 상대적으로 맥동이 저감된다.
상기 압축실(37)에서 압축된 작동유체는 상기 압축실(37)과 연통된 토출방에 일시적으로 모이게 되고 상기 토출방에 일시적으로 모인 작동유체는 다시 제1토출소음기(39)로 유입된다. 상기 제1토출소음기(39)로 작동유체가 유입되면 상기 제1토출소음기(39) 내의 소음챔버에 의해 소음과 맥동이 저감된다. 상기 압축실(37)에서 주기적으로 배출되는 작동유체는 상대적으로 넓은 내부공간을 형성하는 상기 소음챔버에 일시적으로 모이면서 소음과 맥동이 저감된다. 상기 제1토출소음기(39)에 의해 소음과 맥동이 저감된 작동유체는 상기 연결파이프(43)를 따라 제2토출소음기(39')로 유입된다.
상기 제2토출소음기(39')로 작동유체가 유입될 때도 내부에 구비된 소음챔버에 의해 소음과 맥동이 저감된다. 따라서 작동유체가 상기 토출소음기(39,39')를 통과하면 소음과 맥동이 두 번 저감된다. 상기 제2토출소음기(39')를 통과한 작동유체는 토출파이프(45)를 통해 외부로 토출된다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 밀폐형압축기의 토출소음시스템에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에서 토출소음기를 연결하는 연결파이프는 토출소음기간의 최단직선거리보다 상대적으로 길게 형성된다. 연결파이프의 길이가 길어질수록 맥동이 저감되므로 밀폐형압축기의 동작특성이 향상된다. 밀폐형압축기의 동작특성이 향상되면 맥동에 의해 발생하는 진동도 줄어든다. 따라서 진동이 줄어들어 연결파이프와 토출소음기간의 피로파괴가 감소하므로 밀폐형압축기의 내구력이 향상되는 이점이 있다.

Claims (6)

  1. 실린더블록에 구비되고 상기 실린더블록 내부에 형성된 압축실에서 압축되어 나온 작동유체의 소음과 맥동을 1차적으로 저감시키는 제1토출소음기와;
    상기 제1토출소음기와 연통되고 상기 제1토출소음기에서 소음과 맥동이 저감된 작동유체가 유입되어 2차적으로 소음과 맥동이 저감되는 제2토출소음기와;
    상기 제1토출소음기와 제2토출소음기를 서로 연통하여 작동유체가 이동하는 유로를 형성하고 상기 토출소음기 사이의 최단직선거리의 1.1배 이상 1.5배 이하의 길이로 형성되는 연결파이프와;
    상기 제2토출소음기에 구비되고 외부로 작동유체가 토출되기 위한 유로를 형성하는 토출파이프를 포함하여 구성되는 밀폐형압축기의 토출소음시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 연결파이프는
    상기 제1토출소음기와 상기 제2토출소음기의 직선거리에 대해 경사지게 형성되고 일단이 상기 제1토출소음기와 연결되는 제1경사부와,
    상기 제1경사부의 경사방향과 반대방향으로 경사지게 형성되고 일단이 상기 제1경사부와 연결되고 타단이 상기 제2토출소음기와 연결되는 제2경사부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밀폐형압축기의 토출소음시스템.
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