KR100827880B1 - 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉매를 압축하는 압축기 본체, 냉매 및 압축기 본체가 수용되는 쉘, 쉘의 설치를 위해 쉘의 전방 및 후방에 부착되되, 동흡진(dynamic vibration absorb)을 위해 쉘의 고유주파수에 따라 조절된 고유주파수를 가지는 마운트를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기를 제공한다. 여기서 쉘의 고유주파수는 압축기 본체와 쉘이 완전히 결합된 어셈블리 상태에서 임팩트 해머(impact hammer)로 가진하여 측정한다. 쉘의 고유주파수에 따라 진동을 흡수할 수 있도록 마운트의 고유주파수를 조절함으로써, 쉘이 진동하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 마운트가 동흡진기(dynamic vibration absorber)의 기능을 함께 수행함으로써 쉘의 진동 및 소음을 저감할 수 있다.
압축기, 동흡진기, 진동, 소음, 마운트, 이어마운트

Description

압축기{COMPRESSOR}
도 1은 압축기의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기가 구비하는 마운트를 도시한 도면;
도 3은 압축기 쉘의 고유주파수 측정 실험에 따른 소음 그래프;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 서로 다른 고유주파수를 가지는 두 파트로 분할된 마운트를 도시한 도면;
도 5는 마운트를 분할하는 기준이 되는 고정점 및 분할선의 예들을 도시한 도면;
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 쉘에 부착된 마운트를 도시한 도면;
도 8은 종래의 압축기의 주요 소음 대역 및 본 발명의 일 실시예에 따른 동흡진기 개념이 적용된 마운트 부착 시 소음 대역의 변화를 도시한 그래프;
도 9 및 도 10는 각각 마운트의 고유주파수 조절 전 및 조절 후의 소음 측정 결과를 도시한 그래프이다.
본 발명은 압축기에 관한 것이다. 좀 더 상세하게는 동흡진기 기능을 함께 수행하는 마운트를 구비하는 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 압축기(Compressor)는 전기모터나 터빈 등의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 공기나 냉매 또는 그 밖의 다양한 작동가스를 압축시켜 압력을 높여주는 기계장치로써, 냉장고와 에어컨 등과 같은 가전기기 또는 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.
이러한 압축기를 크게 분류하면, 피스톤(Piston)과 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡,토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시키는 왕복동식 압축기(Reciprocating compressor)와, 편심 회전되는 롤러(Roller)와 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡,토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 롤러가 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축시키는 회전식 압축기(Rotary compressor)와, 선회 스크롤(Orbiting scroll)과 고정 스크롤(Fixed scroll) 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 선회 스크롤이 고정 스크롤을 따라 회전되면서 냉매를 압축시키는 스크롤식 압축기(Scroll compressor)로 나뉘어진다.
최근에는 왕복동식 압축기 중에서 특히 피스톤이 왕복 직선 운동하는 구동모터에 직접 연결되도록 하여 운동전환에 의한 기계적인 손실이 없어 압축효율을 향상시킬 뿐 아니라 구조가 간단한 리니어 압축기가 개발되고 있다.
도 1은 압축기의 일 예를 도시한 것이다. 일반적으로 압축기는 밀폐된 쉘(10) 내부에 냉매가 충진되어 있다. 또한 쉘(10) 내부에 압축기 본체(20)가 수용되며, 압축기 본체(20)는 쉘(10)에 충진된 냉매를 유입한 뒤, 압축하여 토출한다.
압축기는 일반적으로 열역학적 사이클에 이용되며, 주로 냉장고, 에어컨 등의 기구에 설치된다. 쉘(10)의 하부에 부착된 마운트(30)가 압축기가 설치된 기구와 결합함으로써, 압축기가 기구에 고정될 수 있다.
압축기 본체(20)를 구성하는 부재 중의 일부가 운동을 하며 냉매를 압축하기 때문에, 압축기는 소음 및 진동이 발생할 수 있다. 발생한 소음 및 진동은 압축기가 장착된 기구에도 진동이 전달된다. 따라서 기구 자체의 진동 및 소음도 커지게 된다.
본 발명은 진동 및 소음이 저감된 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 동흡진기(dynamic vibration absorber)의 개념이 적용된 마운트를 구비하는 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 쉘에 고정하는 고정점에 의해 구분되는 두 개의 파트를 구비하는 마운트로, 각 파트 중 적어도 어느 하나가 쉘의 소음을 저감할 수 있는 마운트를 구비하는 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 냉매를 압축하는 압축기 본체, 압축기 본체가 수용되는 쉘 및 쉘 의 설치를 위해 쉘의 전방 및 후방에 부착되며, 쉘의 제1 고유주파수±15Hz 및 쉘의 제2 고유주파수±15Hz 중 어느 한 범위 안에 포함되는 고유주파수를 가지는 두 개의 파트를 구비하는 마운트를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기를 제공한다. 여기서 쉘의 고유주파수는 압축기 본체와 쉘이 완전히 결합된 어셈블리 상태에서 임팩트 해머(impact hammer)로 가진하여 측정한다. 쉘의 고유주파수에 따라 진동을 흡수하고 소음을 저감할 수 있도록 마운트의 고유주파수를 조절함으로써, 쉘이 진동하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 마운트에 동흡진기(dynamic vibration absorber)의 개념을 적용함으로써 쉘의 진동 및 소음을 저감할 수 있다. 이러한 구성을 통해, 소음이 가장 크게 발생하는 대역인 쉘의 제1 고유주파수 및 제2 고유주파수에 의한 공진에 따른 소음을 저감할 수 있다.
본 발명의 다른 일 양태로서, 마운트는, 쉘에 고정되는 고정점을 구비하고, 고정점을 지나는 선에 의해 두 개의 파트로 구분되는 것을 특징으로 하는 압축기를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 마운트는 쉘에 고정되도록 직선상에 위치하는 둘 이상의 고정점을 구비하고, 고정점을 지나는 직선에 의해 두 개의 파트로 구분되는 것을 특징으로 하는 압축기를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 마운트는 쉘에 고정되도록 직선상에 위치하는 두 개의 고정점 및 직선 밖에 위치하는 하나의 고정점을 구비하고, 직선 및 고정점들이 이루는 선분들에 의해 두 개의 파트로 구분되는 것을 특징으로 하는 압축기를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 마운트는, 쉘에 고정되도록 둘 이상의 직선상에 위치하는 넷 이상의 고정점을 구비하고, 직선에 의해 셋 이상의 파트로 구분되며, 적어도 외측의 한 파트가 쉘의 제1 고유주파수±15Hz 및 쉘의 제2 고유주파수±15Hz 중 어느 한 범위 안에 포함되는 것을 특징으로 하는 압축기를 제공한다.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 마운트는 용접에 의해 쉘에 고정되는 것을 특징으로 하는 압축기를 제공한다.
이하 도면을 참조하여, 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 마운트를 도시한 도면이다. 마운트(130)는 쉘(미도시)에 부착되는 부분(130a)과 압축기가 설치될 기구에 부착되는 부분(130b)으로 이루어진다. 쉘에 부착되는 부분(130a)과 기구에 부착되는 부분(130b)이 높이 차이가 있도록, 마운트(130)는 굴곡이 형성되어 있다. 기구에 부착되는 부분(130b)은 기구에 볼트 체결을 하기 위한 체결공(134)을 구비할 수 있다. 쉘에 부착되는 부분(130a)은 쉘에 용접에 의해 서로 부착된다. 볼트 체결을 할 경우, 쉘에 충진되어 있는 냉매나, 압축기 본체를 윤활하는 오일이 누출될 수 있으므로, 쉘과 마운트(130a)는 용접에 의해 부착되는 것이 바람직하다. 일반적으로 마운트(130)는 쉘의 양측에 부착되어 쉘을 기구에 설치한다. 마운트(130)는 쉘의 고유주파수에 대응하는 고유주파수를 가지도록 설정된다.
도 3은 쉘의 고유주파수를 측정하기 위한 실험에 의해 도출된 그래프이다. 쉘의 고유주파수는, 쉘 내에 압축기 본체를 완전히 조립된 상태로 설치하고, 쉘의 외부에서 임팩트 해머(Impact hammer)로 가진하여 측정하였다. 또한 분석은 FFT 애널라이저를 이용하였다. 그래프에서와 같이, 소음 피크를 나타내는 곳이 쉘의 고유주파수이며, 첫 번째 피크와 두 번째 피크가 쉘의 제1 및 제2 고유주파수이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 파트 및 제2 파트를 구비하는 압축기의 마운트를 도시한 도면이다. 마운트(130)는 쉘의 제1 고유주파수와 일치하거나, 쉘의 제1 고유주파수로부터 15Hz 이내의 범위에 있는 고유주파수를 가지는 제1 파트(131) 및 쉘의 제2 고유주파수와 일치하거나, 쉘의 제2 고유주파수로부터 15Hz 이내의 범위에 있는 고유주파수를 가지는 제2 파트(132)를 포함한다. 제1 파트(131) 및 제2 파트(132)는 마운트의 고정점(133)을 지나는 가상의 선에 의해 구분된다. 쉘의 높이 방향을 Z축 방향으로 할 때, 쉘의 폭 방향이 X축, 쉘의 길이 방향이 Y축이다. 이해를 돕자면, 쉘의 양측에 부착되는 마운트(130)는 Y축과 평행한 직선 상에 있는 것이다. 이때, 고정점(133)을 지나는 분할선은 X축과 평행한 것이 바람직하다. Y축과 평행한 선에 의해 마운트(130)가 분할되는 경우, 서로 다른 진동수로 진동하며 쉘의 진동을 흡수하여 소음을 저감하기 어렵기 때문이다.
도 5는 마운트를 분할하는 기준이 되는 고정점과 분할선의 몇 가지 예를 도시한 도면이다. 마운트는 쉘에 주로 스팟 용접 방법을 이용해 부착된다. 마운트와 쉘을 1점으로 용접하는 때에는, 고정점을 지나며 X축에 평행한 분할선에 의해 제1 파트 및 제2 파트로 분할된다. 마운트와 쉘을 2점으로 용접하는 때에는, 두 고정점을 다 지나며, X축에 평행한 분할선에 의해 제1 파트 및 제2 파트로 분할된다. 또한 마운트와 쉘을 3점으로 용접하는 때에는 고정점이 삼각형인 것이 좀 더 안정적 이다. 분할선은 X축에 평행하며, 일부 구간에서는 세 고정점을 다 지나기 위해 산 형으로 이루어진다. 마운트와 쉘을 4점으로 용접하는 때에는, 고정점은 쉘의 내측에 2개, 외측에 2개씩 형성되는 것이 좋다. 분할선은 외측에 형성된 고정점을 지나며, X축에 평행한 것이 바람직하다. 이때, 내측에 형성된 고정점을 이은 선은 X축에 평행해야 하는 것은 아니다. 쉘의 제1 고유주파수에 따라 조절된 고유주파수를 가지는 제1 파트는 분할선을 기준으로 쉘 측 파트일 수도 있고, 기구 측 파트일 수도 있다. 따라서, 쉘의 제2 고유주파수에 따라 조절된 고유주파수를 가지는 제2 파트는, 제1 파트가 쉘 측 파트일 경우에는 기구 측 파트가, 제1 파트가 기구 측 파트일 경우에는 쉘 측 파트가 된다.
도 6 및 도 7은 마운트가 쉘에 부착된 압축기를 도시한 도면이다. 상기한 바와 같이, 마운트(130)는 쉘(100)에 스팟 용접으로 부착된다. 용접은 마운트(130)의 크기를 고려하여, 고정점이 2점 내지 4점 정도로 용접되는 것이 일반적이다. 마운트(130)가 쉘(100)과 동일한 고유주파수를 가지므로, 쉘(100) 대신 마운트(130)가 진동하여, 쉘(100)에 발생하는 진동 및 소음을 저감할 수 있다. 마운트(130)가 굴곡 형상을 가지며, 쉘(100)에 부착되는 부분(130a)이 기구에 부착되는 부분(130b)보다 높게 위치하게 되므로, 쉘(100)은 기구에 직접 접촉하지 않고, 이격되어 위치하게 된다. 마운트(130)는 마운트(130)의 고유주파수를 쉘(100)의 고유주파수에 따라 조절하기 위해, 마운트(130)의 질량 및 탄성계수가 설정된다. 마운트(130)의 질량 및 탄성계수를 조절하기 위해, 마운트에는 홀(135)이 형성될 수 있다. 마운트(130)의 질량은, 홀(135)의 총 크기에 의해 조절될 수 있으며, 마운트(130)의 탄 성계수는 홀(135)의 배치 및 형상에 의해 조절될 수 있다.
도 8은 종래의 압축기의 주요 소음 대역 및 본 발명의 일 실시예에 따른 동흡진기 개념이 적용된 마운트 부착 시 소음 대역의 변화를 도시한 그래프이고, 도 9 및 도 10은 각각 마운트의 고유주파수 조절 전 및 조절 후의 소음 측정 결과를 도시한 그래프이다. 실험에 사용된 쉘의 고유주파수는 3189Hz이다. 도 8을 참조하면, 종래의 압축기는 주 소음이 3100Hz에서 3200Hz 사이에서 나타났으나, 동흡진기 개념이 적용된 마운트가 부착된 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기는 주요 소음이 2900Hz 부근과 3400Hz 부근으로 분산되면서, 소음의 절대적인 크기가 작아졌다. 도 9는 3180Hz에서 종래의 압축기의 소음의 크기를 분석한 그래프이고, 도 10은 3180Hz에서 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 소음의 크기를 분석한 그래프이다. 도 9 및 도 10의 두 그래프를 비교하면, 종래의 압축기는 26.9dB의 소음을 일으켰으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기는 2.52dB로 주 소음 대역에서 소음의 크기가 현저히 줄어든 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 압축기는 압축기를 기구에 설치하는 마운트가 흡진 기능을 동시에 수행하므로 별도의 흡진기를 구비하지 않고, 진동을 저감할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 압축기는 마운트가 쉘의 고유주파수에 따라 조절된 고유주파수를 가져서, 쉘의 진동을 흡진하므로 진동에 의한 압축기의 소음을 저감할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 압축기는 진동 및 소음이 저감되므로, 압축기가 설치되는 기구 전체의 진동 및 소음도 저감할 수 있다.

Claims (6)

  1. 냉매를 압축하는 압축기 본체;
    압축기 본체가 수용되는 쉘; 및
    쉘의 설치를 위해 쉘의 전방 및 후방에 부착되며, 구분되는 두 개의 파트를 구비하고, 적어도 어느 한 파트는 쉘의 제1 고유주파수±15Hz 및 쉘의 제2 고유주파수±15Hz 중 어느 한 범위 안에 포함되도록 고유주파수가 조절된 마운트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    마운트는, 쉘에 고정되는 고정점을 구비하고,
    고정점을 지나는 선에 의해 두 개의 파트로 구분되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    마운트는, 쉘에 고정되도록 직선상에 위치하는 둘 이상의 고정점을 구비하고, 고정점을 지나는 직선에 의해 두 개의 파트로 구분되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    마운트는, 쉘에 고정되도록 직선상에 위치하는 두 개의 고정점 및 직선 밖에 위치하는 하나의 고정점을 구비하고, 직선 및 고정점들이 이루는 선분들에 의해 두 개의 파트로 구분되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    마운트는, 쉘에 고정되도록 둘 이상의 직선상에 위치하는 넷 이상의 고정점을 구비하고, 직선에 의해 셋 이상의 파트로 구분되며, 적어도 외측의 한 파트가 쉘의 제1 고유주파수±15Hz 및 쉘의 제2 고유주파수±15Hz 중 어느 한 범위 안에 포함되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    마운트는 용접에 의해 쉘에 고정되는 것을 특징으로 하는 압축기.
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