KR100806440B1 - Compressor - Google Patents

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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

밀폐형 압축기는, 공명주파수(F)를 가지는 밀폐용기, 냉매를 압축하는 압축요소, 압축요소를 구동하기 위해, 회전하는 샤프트를 가지며 소정의 운전주파수에서 구동하는 전동요소, 밀폐용기에 수용되어 샤프트를 회전가능하게 지지하는 구름베어링을 포함하고 있다. 구름베어링은 복수의 구름요소를 가진다. 전동요소의 소정의 운전주파수는 N = 2×F/(n×R)(여기서 n = 1,2, R은 상기 구름요소의 수)로 나타나는 운전주파수(N)와 다르다. 이 압축기는 저소음이다.

Figure 112007009286118-pct00001

The hermetic compressor includes a hermetically sealed container having a resonance frequency (F), a compression element for compressing a refrigerant, an electric element having a rotating shaft for driving the compression element, and driven at a predetermined operating frequency, the hermetic container being accommodated in the hermetic container. It includes a rolling bearing rotatably supported. Rolling bearings have a plurality of rolling elements. The predetermined operating frequency of the power transmission element is different from the operating frequency N represented by N = 2 x F / (n x R), where n = 1,2 and R is the number of rolling elements. This compressor is low noise.

Figure 112007009286118-pct00001

Description

압축기{COMPRESSOR}Compressor {COMPRESSOR}

본 발명은 냉장고에 사용되는 압축기에 관한 것이다.The present invention relates to a compressor for use in a refrigerator.

구름베어링을 포함하는 압축기에는, 그 효율을 향상하려는 목적으로 구름요소의 개수를 줄여서 마찰을 줄이는 것이 바람직하다고 알려져 있다.Compressors including rolling bearings are known to reduce friction by reducing the number of rolling elements for the purpose of improving their efficiency.

도 9는 일본 특허 공개 공보 제 61-53474 호에 개시된 종래의 압축기(5001)의 단면도이다. 도 10 및 도 11은 각각 압축기(5001)의 구름베어링(61)의 확대도 및 단면도이다.9 is a sectional view of a conventional compressor 5001 disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-53474. 10 and 11 are enlarged views and cross-sectional views of rolling bearings 61 of the compressor 5001, respectively.

밀폐용기(1)는 냉매(3)로 채워져 있다. 전동요소(9)는 외부 전원에 연결되어 있는 고정자(5)와 회전자(7)를 포함한다. 밀폐용기(1)는 전동요소(9)와, 전동요소(9)에 의해 구동되는 압축요소(11)를 수용하고, 냉동기유(13)를 저장한다.The sealed container 1 is filled with the refrigerant 3. The transmission element 9 comprises a stator 5 and a rotor 7 which are connected to an external power source. The hermetic container 1 accommodates the transmission element 9 and the compression element 11 driven by the transmission element 9 and stores the refrigeration oil 13.

압축요소(11)는 회전자(7)에 고정된 샤프트(21)와, 압축실(31)을 형성하는 실린더 블록(41)과, 실린더 블록(41)에 제공되어 샤프트(21)를 축 지지하는 베어링(51)을 포함하여, 왕복식 압축기를 형성한다.The compression element 11 is provided with a shaft 21 fixed to the rotor 7, a cylinder block 41 forming the compression chamber 31, and a cylinder block 41 to support the shaft 21. And a bearing 51 to form a reciprocating compressor.

베어링(51)과 샤프트(21)의 사이에 회전자(7)를 거쳐 구름베어링(61)이 위치 한다. 구름베어링(61)은 구름요소(71)와, 구름요소(71)를 지지하는 홀더(81)와, 구름요소(71)의 상하에 각각 설치된 상부 와셔(91) 및 하부 와셔(95)를 포함한다.The rolling bearing 61 is positioned between the bearing 51 and the shaft 21 via the rotor 7. The rolling bearing 61 includes a rolling element 71, a holder 81 for supporting the rolling element 71, and an upper washer 91 and a lower washer 95 disposed above and below the rolling element 71, respectively. do.

압축기(5001)의 동작은 아래에 설명될 것이다.The operation of the compressor 5001 will be described below.

고정자(5)가 외부 전원에 의해 전기가 통하면, 회전자(7)는 샤프트(21)와 함께 회전한다. 이러한 회전이 압축실(31)의 냉매가스를 압축한다.When the stator 5 is energized by an external power source, the rotor 7 rotates together with the shaft 21. This rotation compresses the refrigerant gas in the compression chamber 31.

구름베어링(61)은 회전자(7)와 샤프트(21)의 중량에 의해 수직 방향의 하중을 지지하고 회전자(7)와 베어링(51) 사이에서 발생한 마찰력을 감소시킨다. 이는 압축기(5001)의 효율을 향상시킨다.The rolling bearing 61 supports the load in the vertical direction by the weight of the rotor 7 and the shaft 21 and reduces the frictional force generated between the rotor 7 and the bearing 51. This improves the efficiency of the compressor 5001.

베어링(61)을 포함하는 압축기(5001)는 특정된 주파수에서 큰 소음을 발생시킬 수 있다.Compressor 5001 including bearing 61 may generate loud noise at a specified frequency.

밀폐형 압축기는, 공명주파수(F)를 갖는 밀폐용기와, 냉매를 압축할 수 있는 압축요소와, 압축요소를 구동하는 회전하는 샤프트를 지정된 운전주파수로 구동하는 전동요소와, 밀폐용기에 수용된 구름베어링을 포함하고 있다. 구름베어링은 샤프트를 회전가능하게 지지한다. 구름요소는 복수의 구름요소를 포함한다. 전동요소의 소정의 운전주파수는 이하의 식에 표현된 운전주파수(N)와 다르다: N = 2×F / (n×R)(여기서 n = 1, 2이고 R은 구름요소의 수)Hermetic compressors include a hermetic container having a resonance frequency (F), a compression element capable of compressing a refrigerant, an electric element driving a rotating shaft for driving the compression element at a specified operating frequency, and a rolling bearing housed in the hermetic container. It includes. Rolling bearings rotatably support the shaft. The cloud element includes a plurality of cloud elements. The predetermined operating frequency of the power component differs from the operating frequency (N) expressed in the following equation: N = 2 x F / (n x R), where n = 1, 2 and R is the number of rolling elements

이 압축기는 큰 소음의 발생이 방지된다.This compressor is prevented from generating loud noises.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 압축기의 단면도,1 is a cross-sectional view of a compressor according to Embodiment 1 of the present invention;

도 2는 실시 형태 1에 의한 압축기의 확대 단면도,2 is an enlarged cross-sectional view of the compressor according to the first embodiment;

도 3은 실시 형태 1에 의한 구름베어링의 확대도,3 is an enlarged view of a rolling bearing according to the first embodiment;

도 4는 종래의 압축기의 소음 특성을 도시한 도표,4 is a diagram showing the noise characteristics of a conventional compressor,

도 5는 실시 형태 1에 의한 압축기의 소음 특성을 도시한 도표,5 is a diagram showing the noise characteristics of the compressor according to the first embodiment;

도 6은 본 발명의 실시 형태 2에 의한 압축기의 단면도,6 is a sectional view of a compressor according to a second embodiment of the present invention;

도 7은 실시 형태 2에 의한 구름베어링의 확대도,7 is an enlarged view of a rolling bearing according to a second embodiment;

도 8은 실시 형태 2에 의한 압축기의 소음 특성을 도시한 도표,8 is a diagram showing the noise characteristics of the compressor according to the second embodiment;

도 9는 종래의 압축기의 단면도,9 is a cross-sectional view of a conventional compressor,

도 10은 종래의 구름베어링의 확대도,10 is an enlarged view of a conventional rolling bearing,

도 11은 종래의 구름베어링의 단면도.11 is a cross-sectional view of a conventional rolling bearing.

(실시 형태 1)(Embodiment 1)

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 압축기(1001)의 단면도이다.1 is a sectional view of a compressor 1001 according to Embodiment 1 of the present invention.

밀폐용기(101)는 고정자(105)와 회전자(107)를 포함하는 전동요소(109)와, 전동요소(109)에 의해 구동되는 압축요소(111)를 수용한다. 전동요소(109)는 인버터 제어장치와 접속되어 있다. 밀폐용기(101)는 냉매(103)로 채워져 있고, 냉동기유(113)를 저장하고 있다. 냉매(103)는 오존파괴계수가 0인 HFC계의 냉매 R134a이 다.The hermetic container 101 accommodates a transmission element 109 including a stator 105 and a rotor 107, and a compression element 111 driven by the transmission element 109. The transmission element 109 is connected with the inverter controller. The sealed container 101 is filled with the refrigerant 103 and stores the refrigeration oil 113. The refrigerant 103 is an HFC refrigerant R134a having an ozone destruction coefficient of zero.

회전자(107)는 인버터 제어장치에 의해 복수의 주파수로 회전한다.The rotor 107 rotates at a plurality of frequencies by the inverter controller.

압축요소(111)는 회전자(107)에 의해 고정된 샤프트(121)와, 압축실(131)을 형성하는 실린더 블록(141)과, 실린더 블록(141)에 설치되어 샤프트(121)를 축 방향으로 지지하는 구름베어링(151)을 포함하여 왕복식 압축기구를 형성한다. 구름베어링(151)과 샤프트(121)의 사이에 구름베어링(161)이 배치된다.The compression element 111 is installed on the shaft 121 fixed by the rotor 107, the cylinder block 141 forming the compression chamber 131, and the cylinder block 141 to shaft the shaft 121. A rolling bearing 151 supporting in the direction is included to form a reciprocating compression mechanism. The rolling bearing 161 is disposed between the rolling bearing 151 and the shaft 121.

도 2는 압축기(1001)의 확대 단면도이다. 도 3은 구름베어링(161)의 확대도이다. 구름베어링(161)은 회전자(107)와 샤프트(121)의 자중을 포함하는 수직하중을 지지하는 샤프트(121)를 회전가능하게 지지하는 스러스트 볼 베어링을 포함한다. 구름베어링(161)은 8개의 구름요소(171)와, 구름요소(171)를 지지하는 홀더(181)와, 구름요소(171)를 위에서 지지하는 와셔(191)와, 구름요소의 아래에서 지지하는 와셔(195)를 포함한다. 즉, 와셔(191)의 윗면(191A)은 샤프트(121)에 접촉하고 와셔(191)의 아랫면(191B)은 구름요소(171)에 접촉한다. 와셔(195)의 윗면(195A)은 구름요소(171)에 접촉하고, 와셔(195)의 아랫면(195B)은 베어링(151)에 접촉한다. 구름베어링(161)은 밀폐용기(101) 내의 공간(101A)에서, 압축실(131)의 압축 방향(1001B)의 중심인 동시에, 방향(1001B)의 직각 방향(1001C)의 중심에 배치되어 있다.2 is an enlarged cross-sectional view of the compressor 1001. 3 is an enlarged view of the rolling bearing 161. The rolling bearing 161 includes a thrust ball bearing rotatably supporting the shaft 121 supporting the vertical load including the rotor 107 and the magnetic weight of the shaft 121. The rolling bearing 161 has eight rolling elements 171, a holder 181 for supporting the rolling elements 171, a washer 191 for supporting the rolling elements 171 from above, and a support under the rolling elements. And a washer 195. That is, the upper surface 191A of the washer 191 contacts the shaft 121 and the lower surface 191B of the washer 191 contacts the rolling element 171. The upper surface 195A of the washer 195 contacts the rolling element 171, and the lower surface 195B of the washer 195 contacts the bearing 151. The rolling bearing 161 is disposed at the center of the compression direction 1001B of the compression chamber 131 and at the center of the perpendicular direction 1001C of the direction 1001B in the space 101A in the sealed container 101. .

압축기(1001)의 작동은 아래와 같이 설명된다.The operation of the compressor 1001 is described as follows.

고정자(105)에 인버터 제어장치에 의하여 전기가 통하면, 회전자(107)는 샤프트(121)와 함께 회전한다. 이 회전에 의해서 압축기(1001)는 압축실(131) 내에 냉매(103)의 가스를 압축하는 소정의 압축작동을 한다.When electricity is passed through the stator 105 by the inverter controller, the rotor 107 rotates together with the shaft 121. By this rotation, the compressor 1001 performs a predetermined compression operation of compressing the gas of the refrigerant 103 in the compression chamber 131.

구름베어링(161)의 구름요소(171)는 회전자(107)와 샤프트(121)의 자중에 의한 하중을 수직방향(1001D)으로 지지한다. 와셔(191)의 윗면(191A)은 냉동기유(113)를 사이에 두고 샤프트(121)와 밀착한다. 샤프트(121)가 회전할 때 냉동기유(113)의 점성은 와셔(191)가 샤프트(121)와 같이 회전하도록 한다. 와셔(195)의 윗면(195B)은 냉동기유(113)를 사이에 두고 베어링(151)의 상단부(151A)와 밀착한다. 냉동기유(113)의 점성은 와셔(195)의 회전을 막는다.The rolling element 171 of the rolling bearing 161 supports the load by the weight of the rotor 107 and the shaft 121 in the vertical direction 1001D. The top surface 191A of the washer 191 is in close contact with the shaft 121 with the refrigeration oil 113 therebetween. When the shaft 121 rotates, the viscosity of the refrigerator oil 113 causes the washer 191 to rotate with the shaft 121. The upper surface 195B of the washer 195 is in close contact with the upper end 151A of the bearing 151 with the refrigeration oil 113 therebetween. The viscosity of the refrigeration oil 113 prevents the washer 195 from rotating.

구름요소(171)는 자전하면서 와셔(191)의 하부면(191B)과 와셔(195)의 상부면(195A)의 사이를 회전하므로 회전자(107) 회전 속도의 반의 속도로 회전한다. 일반적으로, 구름마찰계수는 미끄럼마찰계수의 1/10~1/20보다 작다. 구름베어링(161)은 소량의 냉동기유(113)가 들어 있으면 금속접촉이나 응착이 일어나지 않아 안정적으로 회전한다.The rolling element 171 rotates between the lower surface 191B of the washer 191 and the upper surface 195A of the washer 195 while rotating, so that the rolling element 171 rotates at half the rotation speed of the rotor 107. In general, the cloud friction coefficient is less than 1/10 to 1/220 of the sliding friction coefficient. If the rolling bearing 161 contains a small amount of refrigeration oil 113, metal contact or adhesion does not occur and rotates stably.

도 9에 도시된 종래의 압축기(5001)에서 발생하는 소음이 아래에 설명될 것이다. 구름베어링(61)에 의해 발생한 소음을 분석하였는데 구름요소(71)가 회전할 때 발생한 통과 진동이 소음의 발생원으로 결과가 나타났다.Noise generated in the conventional compressor 5001 shown in FIG. 9 will be described below. The noise generated by the rolling bearing 61 was analyzed and the passing vibration generated when the rolling element 71 rotated was the source of the noise.

통과 진동은 1개의 구름요소(71)가 거친 면을 통과하면서 진동할 때 발생하는 진동이다. 상부 와셔(91)의 윗면은 냉동기유(13)를 거쳐 샤프트(21)와 밀착되므로 냉동기유(13)의 점성은 샤프트(21)를 회전하도록 하며, 상부 와셔(91)와 샤프트(21)가 함께 회전하도록 한다. 하부 와셔(95)의 아랫면은 냉동기유(13)를 거쳐 베어링(51)의 상단부와 밀착되므로, 냉동기유(13)의 점성은 하부 와셔(95)의 회전 을 막는다. 구름요소(71)는 상부 와셔(91)의 아랫면과 하부 와셔(95)의 윗면 사이에서 샤프트(21)의 둘레를 회전자(7)의 속도의 반의 속도로 회전한다.Pass vibration is a vibration generated when one rolling element 71 vibrates while passing through the rough surface. Since the upper surface of the upper washer 91 is in close contact with the shaft 21 via the refrigerator oil 13, the viscosity of the refrigerator oil 13 causes the shaft 21 to rotate, and the upper washer 91 and the shaft 21 are rotated. Rotate together. Since the lower surface of the lower washer 95 is in close contact with the upper end of the bearing 51 via the freezer oil 13, the viscosity of the freezer oil 13 prevents the rotation of the lower washer (95). The rolling element 71 rotates around the shaft 21 at half the speed of the rotor 7 between the lower face of the upper washer 91 and the upper face of the lower washer 95.

그러므로, 회전자(7)의 1회전 동안에 하부 와셔(95)의 하나의 점을 통과하는 구름요소(71)의 수는 구름요소(71) 전체수의 1/2이다. 하나의 점을 통과하는 구름요소(71)의 수와 구름요소(71)의 회전수를 곱하면 통과진동수(f)의 소음이 구름베어링(61)에서 발생한다.Therefore, the number of rolling elements 71 passing through one point of the lower washer 95 during one revolution of the rotor 7 is 1/2 of the total number of rolling elements 71. When the number of rolling elements 71 passing through a single point is multiplied by the number of revolutions of the rolling elements 71, noise of the passing frequency f is generated in the rolling bearing 61.

통과진동수(f)의 1차, 2차 진동 성분이 밀폐용기(1) 내의 공간의 공명주파수(F)와 ±5Hz의 범위 내에서 일치하면, 통과진동에 의해 발생한 소음이 증폭되어 극단적으로 소음이 증대되는 것이 확인되었다. 세부사항은 아래와 같이 설명될 것이다. If the primary and secondary vibration components of the passing frequency (f) coincide within the range of the resonance frequency (F) of the space in the closed container (1) within the range of ± 5 Hz, the noise generated by the passing vibration is amplified and extremely noise is generated. It was confirmed to increase. Details will be described below.

도 4는 종래의 압축기(5001)의 소음 특성을 도시한다. 압축기(5001)는 8개의 구름요소(71)와 60Hz로 회전하고 240Hz의 통과진동 진동수(f)를 제공하는 회전자(7)를 포함한다. 도 4에서 보이는 바와 같이 밀폐용기(1) 내의 공간의 공명주파수의 피크가 약 480Hz에 근접하면, 통과진동의 2차 성분이 공명주파수의 근처에 일치하면서 소음이 증대된다.4 shows the noise characteristics of a conventional compressor 5001. Compressor 5001 includes eight rolling elements 71 and a rotor 7 that rotates at 60 Hz and provides a passing vibration frequency f of 240 Hz. As shown in Fig. 4, when the peak of the resonance frequency of the space in the sealed container 1 is close to about 480 Hz, the noise is increased while the secondary component of the passing vibration coincides with the vicinity of the resonance frequency.

실시 형태 1에 의한 압축기(1001)의 소음을 감소시키는 방법은 아래에 설명될 것이다.The method of reducing the noise of the compressor 1001 according to the first embodiment will be described below.

구름베어링(161)이 회전하면 구름요소(171)는 회전하고 통과 진동을 발생시킨다. 와셔(191) 또는 와셔(195)가 융기와 같은 장애물이 있으면 구름요소(171)들이 융기와 접촉하여 통과진동에 의해 강한 가진력을 받게 된다. 이러한 가진력은 통과 진동의 기본주파수로부터 2차 진동수 성분까지 비교적 크다.When the rolling bearing 161 rotates, the rolling element 171 rotates and generates a passing vibration. When the washer 191 or the washer 195 is an obstacle such as a bump, the cloud elements 171 come into contact with the bump to receive a strong excitation force by vibrations passing through. This excitation force is relatively large from the fundamental frequency of the passing vibration to the second frequency component.

통과진동의 진동수(f)는 압축기(1001)의 운전주파수(N)과 구름 요소(171)의 개수 R (R>1)의 관계로 이하의 식에서 표시된다.The frequency f of the passing vibration is represented by the following equation in relation to the operating frequency N of the compressor 1001 and the number R (R> 1) of the rolling elements 171.

f = n×N×R/2 (여기서 n은 정수)f = n × N × R / 2 (where n is an integer)

실시 형태 1에 의한 압축기(1001)는 최대냉동능력의 확보와 소비전력의 저감을 위해 3개의 다른 운전주파수로 작동한다. 밀폐용기(101)의 내부 공간(101A)은 480Hz의 공명주파수(F)를 가진다. 실시 형태 1에 의하면, 통과진동의 진동수(f)의 1차, 2차의 진동수의 ±5Hz의 범위에 밀폐용기(101)의 공명주파수가 제공되지 않도록 27r/s, 45r/s, 68r/s의 3가지 소정의 운전주파수에서 압축기(1001)가 작동된다. 즉, 전동요소(109)의 소정의 운전주파수는 이하의 식에 표시된 운전주파수(N)와 다르다.The compressor 1001 according to Embodiment 1 operates at three different operating frequencies in order to secure maximum refrigeration capacity and to reduce power consumption. The inner space 101A of the sealed container 101 has a resonance frequency F of 480 Hz. According to Embodiment 1, 27r / s, 45r / s, 68r / s are provided so that the resonance frequency of the airtight container 101 is not provided in the range of +/- 5Hz of the 1st and 2nd frequency of the passing frequency f. The compressor 1001 is operated at three predetermined operating frequencies. In other words, the predetermined operating frequency of the transmission element 109 is different from the operating frequency N shown in the following equation.

N = 2×F/(n×R)(여기서 n = 1,2)N = 2 × F / (n × R), where n = 1,2

이 조건은 통과진동의 진동수(f)가 공명주파수(F)의 1차, 2차의 진동수와 다르게 해준다.This condition causes the frequency f of the passing vibration to be different from that of the first and second frequencies of the resonant frequency F.

도 5는 압축기(1001)를 45r/s의 운전주파수로 작동하는 소음 특성을 도시한다. 통과진동 f의 1차, 2차 진동수의 ±5Hz의 범위에 공명주파수(F)가 들어가지 않아야 하므로 480Hz의 공명주파수의 성분은 증가하지 않게 되고 소음은 증가하지 않는다. 결과적으로, 통과진동은 증폭되지 않으므로 소음이 압축기(1001)로부터 발생하는 것을 막는다.5 shows noise characteristics of operating the compressor 1001 at an operating frequency of 45 r / s. Since the resonance frequency (F) should not be in the range of ± 5 Hz of the first and second frequencies of the passing vibration f, the component of the resonance frequency of 480 Hz does not increase and the noise does not increase. As a result, the pass vibration is not amplified, thereby preventing noise from coming from the compressor 1001.

밀폐용기(101) 내의 공간(101A)의 공명주파수는, 압축실(131)의 압축이 실시 되는 압축방향(1001B)의 길이와, 방향(1001B)의 직각 방향(1001C)의 공간(101A)의 길이로 결정된다. 공간(101A)의 공명은 공간(101A)의 방향(1001B, 1001C) 길이의 중심에서 노드를 제공한다.The resonance frequency of the space 101A in the sealed container 101 is defined by the length of the compression direction 1001B in which the compression chamber 131 is compressed and the space 101A in the perpendicular direction 1001C of the direction 1001B. Determined by length Resonance of space 101A provides a node at the center of the lengths 1001B, 1001C of space 101A.

실시 형태 1에 의한 밀폐용기(101) 내의 공간(101A)의 공명 노드에 구름베어링(161)이 배치된다. 이렇게 배치되면 구름베어링(161)에서 발생하는 통과진동수의 소음이 밀폐용기(101) 내의 공간(101A)의 공명에 의해 증폭되는 것을 막아 저소음의 압축기(1001)를 얻을 수 있다.The rolling bearing 161 is arrange | positioned at the resonance node of the space 101A in the sealed container 101 by Embodiment 1. As shown in FIG. This arrangement prevents the noise of the passing frequency generated from the rolling bearing 161 from being amplified by the resonance of the space 101A in the sealed container 101, thereby obtaining a low noise compressor 1001.

또, 실시 형태 1에 의한 통과진동의 진동수(f)의 1차, 2차 진동수가 밀폐용기(101)의 공명주파수와 다르게 압축기(1001)의 운전주파수가 선정되어 있다. 다르게는, 미리 결정된 운전주파수가 통과진동의 진동수(f)의 1차, 2차의 진동 성분의 진동수와 다르도록 구름요소(171)의 수를 결정할 수 있다.In addition, the operating frequency of the compressor 1001 is selected so that the primary and secondary frequencies of the frequency f of the passing vibrations according to the first embodiment are different from the resonance frequencies of the sealed container 101. Alternatively, the number of rolling elements 171 can be determined such that the predetermined operating frequency is different from the frequencies of the first and second vibration components of the frequency f of the passing vibrations.

비록 실시 형태 1에 의한 압축기(1001)는 왕복식 압축기이지만, 압축기(1001)는 이것에 한정되지 않는다. 샤프트의 베어링에 의해 제공되는 구름베어링을 포함하는 회전식, 스크롤식, 기울어진 판식 등의 임의의 형식이 압축기의 베어링(161)에 적용될 수도 있다.Although the compressor 1001 according to Embodiment 1 is a reciprocating compressor, the compressor 1001 is not limited to this. Any type of rotary, scrollable, inclined plate or the like may be applied to the bearings 161 of the compressor, including rolling bearings provided by the bearings of the shaft.

(실시 형태 2)(Embodiment 2)

도 6은 본 발명의 실시 형태 2에 의한 압축기(1002)의 단면도이다. 밀폐용기(201)는 고정자(205)와 회전자(207)를 포함하는 전동요소(209), 전동요소(209)로 구동되는 압축요소(211)를 수용한다. 전동요소(209)는 인버터 제어장치에 접속되어 있다. 밀폐용기(201) 내에 냉매(203)가 채워져 있고 냉동기유(213)가 저장되어 있다. 냉매(203)는 염소와 불소를 포함하지 않는 탄화수소 냉매인 냉매 R600a이다. 회전자(207)는 인버터 제어장치의 임의의 운전주파수로 회전할 수 있다.6 is a sectional view of a compressor 1002 according to Embodiment 2 of the present invention. The airtight container 201 accommodates a transmission element 209 including a stator 205 and a rotor 207, and a compression element 211 driven by the transmission element 209. The transmission element 209 is connected to the inverter controller. The refrigerant 203 is filled in the sealed container 201, and the refrigerator oil 213 is stored. The refrigerant 203 is a refrigerant R600a which is a hydrocarbon refrigerant containing no chlorine and fluorine. The rotor 207 can rotate at any operating frequency of the inverter controller.

압축요소(211)는 회전자(207)를 고정하는 샤프트(221), 압축실(231)을 형성하는 실린더 블록(241), 실린더 블록(241)에 설비되어 샤프트(221)를 축 방향으로 지지하는 구름베어링(251), 구름베어링(251) 옆에 전동요소(209)를 향해 압입된 구름베어링(261A), 구름베어링(251) 옆에 압축요소(211)를 향해 압입된 구름베어링(261B)을 포함하여 왕복식 압축기구를 형성한다. 구름베어링(261A, 261B)들은 둘 다 샤프트(221)에 작용하는 압축하중의 반력을 지지하는 레이디얼 볼 베어링들이다.The compression element 211 is provided in the shaft 221 fixing the rotor 207, the cylinder block 241 forming the compression chamber 231, the cylinder block 241 to support the shaft 221 in the axial direction. Rolling bearing 251, rolling bearing 251 next to rolling element 211 pressed into rolling element 209, rolling bearing 251 next to rolling element 211 pressed rolling bearing 211B To form a reciprocating compression mechanism including. The rolling bearings 261A, 261B are both radial ball bearings that support the reaction force of the compressive load acting on the shaft 221.

도 7은 압축기(1002)의 구름베어링(216A, 216B)들의 확대도이다. 구름베어링(261A, 261B)들은 각각 12개의 구름요소(271), 구름요소(271)를 지지하는 홀더(281), 배치된 구름요소(271)의 내측을 지지하는 내륜부(291), 구름요소의 외측을 지지하는 외륜부(295)를 포함한다. 구름요소(271)는 내륜부(291)의 외주면(291A), 외륜부(295)의 내주면(295B)에 접촉한다. 외륜부(295)의 외주면(295A)은 베어링(251)을 접촉한다. 내륜부(291)의 내주면(291B)은 샤프트(221)에 접촉한다.7 is an enlarged view of rolling bearings 216A and 216B of the compressor 1002. The rolling bearings 261A and 261B each have twelve rolling elements 271, a holder 281 for supporting the rolling elements 271, an inner ring portion 291 for supporting the inside of the arranged rolling elements 271, and rolling elements, respectively. It includes an outer ring portion 295 for supporting the outside of the. The rolling element 271 is in contact with the outer circumferential surface 291A of the inner ring portion 291 and the inner circumferential surface 295B of the outer ring portion 295. The outer circumferential surface 295A of the outer ring portion 295 contacts the bearing 251. The inner circumferential surface 291B of the inner ring portion 291 is in contact with the shaft 221.

압축기(1002)의 동작은 아래에서 설명될 것이다.The operation of the compressor 1002 will be described below.

고정자(205)가 인버터 제어장치에 의하여 전기가 통하면, 회전자(207)는 샤프트(221)와 함께 회전하게 된다. 이 회전으로 압축기(1002)는 압축실(231)의 냉매가스를 압축하도록 소정의 압축동작을 하게 된다.When the stator 205 is energized by the inverter controller, the rotor 207 rotates with the shaft 221. This rotation causes the compressor 1002 to perform a predetermined compression operation to compress the refrigerant gas in the compression chamber 231.

이 시점에서, 베어링(261A, 261B)들의 외륜부(295)는 베어링(251) 안으로 압입되어 접촉되는바 회전하지 못한다. 내륜부(291)는 샤프트(221)가 회전하는 대로 같이 회전한다.At this point, the outer ring portion 295 of the bearings 261A, 261B does not rotate as it is pressed into and in contact with the bearing 251. The inner ring portion 291 rotates as the shaft 221 rotates.

구름요소(271)는 내륜부(291)와 외륜부(295) 사이에서 자전하면서 회전하므로 회전자(207) 회전속도의 반의 속도로 샤프트(221)의 둘레를 회전한다. 일반적으로, 구름마찰계수는 미끄럼마찰계수의 1/10~1/20보다 작다. 또, 구름베어링(261)은 소량의 냉동기유(213)가 들어 있으면 금속접촉이나 응착이 일어나지 않아 안정적으로 회전한다.Since the rolling element 271 rotates while rotating between the inner ring portion 291 and the outer ring portion 295, the rolling element 271 rotates around the shaft 221 at a speed of half the rotation speed of the rotor 207. In general, the cloud friction coefficient is less than 1/10 to 1/220 of the sliding friction coefficient. In addition, when a small amount of refrigeration oil 213 is contained, the rolling bearing 261 rotates stably without metal contact or adhesion.

그러면 구름베어링(261A, 261B)들의 구름요소(271)가 회전하면서 통과진동이 발생한다. 특히, 레이디얼 방향의 하중이 변동될 때 통과진동은 강한 가진력을 받게 된다. 이 가진력은 기본주파수로부터 2차 진동수의 성분까지 비교적 크다.Then, as the rolling elements 271 of the rolling bearings 261A and 261B rotate, passing vibrations occur. In particular, when the load in the radial direction fluctuates, the passing vibration receives a strong excitation force. This excitation force is relatively large from the fundamental frequency to the component of the secondary frequency.

통과진동의 진동수(f)는 압축기(1001)의 운전주파수(N)와 구름요소(271)의 개수 R (R>1)의 관계로 이하의 식에서 표시된다.The frequency f of the passage vibration is expressed by the following equation in relation to the operating frequency N of the compressor 1001 and the number R (R> 1) of the rolling elements 271.

f = n×N×R/2 (여기서 n은 정수)f = n × N × R / 2 (where n is an integer)

실시 형태 2에 의한 압축기(1002)는 최대냉동능력의 확보와 소비전력을 저감하기 위해 3개의 다른 운전주파수로 작동한다. 압축기(1002)의 밀폐용기(201)는 590Hz의 공명주파수(F)를 가진다. 실시 형태 2에 의하면, 통과진동의 진동수(f)의 1차, 2차의 진동성분의 주파수의 ±5Hz의 범위가 상기 공명주파수와 다르도록 18r/s, 52r/s, 80r/s의 3가지 소정의 운전주파수에서 압축기(1002)가 작동된다. 즉, 전동요소(209)의 소정의 운전주파수는 이하의 식에 표시된 운전주파수(N)와 다 르다.The compressor 1002 according to the second embodiment operates at three different operating frequencies in order to secure maximum refrigeration capacity and reduce power consumption. The sealed container 201 of the compressor 1002 has a resonance frequency F of 590 Hz. According to the second embodiment, three types of 18 r / s, 52 r / s, and 80 r / s are provided so that the range of ± 5 Hz of the frequency of the first and second vibration components of the frequency f of the passing vibration is different from the resonance frequency. The compressor 1002 is operated at a predetermined operating frequency. That is, the predetermined operating frequency of the transmission element 209 is different from the operating frequency N shown in the following equation.

N = 2×F/(n×R)(여기서 n = 1,2)N = 2 × F / (n × R), where n = 1,2

이 조건은 통과진동의 진동수(f)가 공명주파수(F)의 1차, 2차의 진동성분의 주파수와 다르게 해준다.This condition allows the frequency f of the passing vibration to be different from the frequency of the first and second vibration components of the resonance frequency F.

도 8은 압축기(1002)를 52r/s의 운전주파수로 작동하는 소음 특성을 도시한다. 통과진동의 진동수(f)의 1차, 2차 진동수의 성분이 공명주파수와 상이하기 때문에 590Hz의 공명주파수의 성분은 증가하지 않게 되고 소음은 증가하지 않는다.8 shows noise characteristics of operating the compressor 1002 at an operating frequency of 52 r / s. Since the components of the primary and secondary frequencies of the frequency f of the passing frequencies are different from the resonance frequencies, the components of the resonance frequency of 590 Hz do not increase and the noise does not increase.

실시 형태 2에 의한 구름 베어링(261A, 261B)의 통과진동수와 밀폐용기(201) 내의 공간(201A)의 공명주파수가 다르다. 그러므로, 밀폐용기(201) 내의 공간(201A)의 공명음은 증폭이 방지되고, 저소음의 압축기(1002)를 얻을 수 있다.The passing frequency of the rolling bearings 261A and 261B according to the second embodiment is different from the resonance frequency of the space 201A in the sealed container 201. Therefore, the resonance sound of the space 201A in the sealed container 201 can be prevented from amplifying, and a low noise compressor 1002 can be obtained.

실시 형태 2에 의한 통과진동의 진동수(f)의 1차, 2차 진동성분이 밀폐용기(201)의 공명주파수와 다르게 압축기(1002)의 운전주파수가 선정되어 있다. 미리 결정된 운전주파수가 통과진동의 진동수(f)의 1차, 2차의 진동 성분과 다르게 구름요소(271)의 수가 결정될 수 있다.The operating frequency of the compressor 1002 is selected so that the primary and secondary vibration components of the frequency f of the passing vibration according to the second embodiment differ from the resonance frequencies of the hermetic container 201. The number of rolling elements 271 may be determined to be different from the first and second vibration components of the frequency f of the passing vibration.

비록 실시 형태 2에 의한 압축기(1002)는 왕복식 압축기이지만, 압축기(1002)는 이것에 한정되지 않는다. 샤프트의 베어링에 의해 제공되는 구름베어링을 포함하는 회전식, 스크롤식, 기울어진 판식 등의 임의의 형식이 압축기의 베어링(261A, 261B)들에 적용된다.Although the compressor 1002 according to the second embodiment is a reciprocating compressor, the compressor 1002 is not limited to this. Any type of rotary, scrollable, inclined plate, etc., including rolling bearings provided by the bearings of the shaft, is applied to the bearings 261A, 261B of the compressor.

본 발명은 실시 형태 1, 2에 한정되지 않는다.The present invention is not limited to the first and second embodiments.

본 발명의 압축기는 저소음이고, 에어콘, 냉동냉장장치 등의 냉장장치에 적용될 수 있다.The compressor of the present invention is low noise and can be applied to refrigeration apparatuses such as air conditioners and freezer refrigerators.

Claims (5)

공명주파수(F)를 가지는 밀폐용기와,An airtight container having a resonance frequency (F), 상기 밀폐용기에 수용되어, 냉매를 압축할 수 있는 압축요소와,A compression element accommodated in the sealed container and capable of compressing a refrigerant; 상기 압축요소를 구동하기 위해, 회전하는 샤프트를 포함하고, 상기 밀폐용기에 수용되어, 소정의 운전주파수에서 구동되는 전동요소와,A driving element including a rotating shaft for driving the compression element, accommodated in the sealed container, and driven at a predetermined operating frequency; 상기 밀폐용기에 수용되어, 상기 샤프트를 회전가능하게 지지하고 복수의 구름요소를 포함하는 구름베어링을 포함하며,A rolling bearing accommodated in the sealed container to rotatably support the shaft and include a plurality of rolling elements; 단, 상기 전동요소의 상기 소정의 운전주파수는 N = 2×F/(n×R)(여기서 n = 1,2, R은 상기 구름요소의 수)로 나타나는 운전주파수(N)과 다른The predetermined driving frequency of the transmission element is different from the driving frequency N represented by N = 2 × F / (n × R), where n = 1, 2, and R is the number of rolling elements. 압축기.compressor. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구름베어링이 스러스트 베어링인The rolling bearing is a thrust bearing 압축기.compressor. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구름베어링이 레이디얼 베어링인The rolling bearing is a radial bearing 압축기.compressor. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 밀폐용기는 상기 공명주파수(F)를 가지는 공간을 형성하고,The sealed container forms a space having the resonance frequency (F), 상기 구름베어링은 상기 공간 내의 상기 공명주파수(F)의 공명의 노드에 배치되는The rolling bearing is arranged at the node of the resonance of the resonance frequency (F) in the space 압축기.compressor. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 압축요소는,The compression element, 상기 냉매를 압축하는 압축실을 형성하는 실린더 블록과,A cylinder block forming a compression chamber for compressing the refrigerant; 상기 실린더 블록에 마련되어 샤프트를 지지하는 베어링을 포함하는A bearing provided in the cylinder block to support the shaft; 압축기.compressor.
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