KR100909229B1 - 소형 압축기 소음 방지 및 냉각 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 압축기 소음 방지 및 냉각 장치는 소형 압축기에서 발생되는 소음을 방지하고 열을 냉각시키기 위한 것으로서, 압축기 본체(10); 상기 압축기 본체를 감싸 보호하며 상기 압축기에서 발생되는 소음을 막는 보호박스(20); 상기 압축기에서 발생되는 열을 냉각시키도록 상기 압축기를 감싸는 냉각 수관(30); 상기 냉각수관과 연결되며, 상기 냉각수를 저장되는 냉각수 저장조(40); 상기 냉각 수관을 따라 흐르도록 냉각수를 순환시키는 구동 펌프(50); 상기 냉각수관과 연결되어, 상기 압축기 본체의 실린더 헤드에서 발생된 열을 냉각시키도록 상기 압축기 본체의 실린더 헤드의 측면에 부착된 냉각 탱크(60); 상기 압축기 본체에서 발생되는 진동을 흡수하기 위해 상기 압축기 본체를 상기 보호 박스와 맞닿지 않게 공중에 떠 있도록, 상기 압축기 본체와 상기 보호 박스와 연결되는 다수개의 스프링(70);상기 냉각수관을 따라 흐르는 냉각수를 냉각시키는 냉각기(80)를 포함한다.

냉각수, 압축기, 소음, 냉각

Description

소형 압축기 소음 방지 및 냉각 장치{AN APPARTUS FOR REDUCING THE NOISE OF THE COMPRESSOR AND COOLING THE HEAT OF IT}

본 발명은 소형 압축기(compressor)의 소음 방지 및 냉각 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소형 압축기를 실내에서도 사용할 수 있도록 압축기에서 발생되는 소음을 방지함과 동시에 압축기에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시키기 위한, 압축기 소음 방지 및 냉각 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 압축기는 기체를 압축시켜 압력을 높이는 기계적 장치로서, 컴프레서(COMPRESSOR)라고도 한다. 현대의 공장이나 소형 연구실, 학습실, 병원 등 실내에서 여러 종류의 기능 및 제어 용도로 사용되어 지고 있다.

압축기는 유체를 압축하여 유체에 기계적 에너지를 가한다는 점에서 펌프와 원리와 기본적으로 같지만, 펌프는 액체를 압축하는 것이고 압축기는 기체에 압력을 가하여 압력과 속도를 변환시킨다는 점에서 펌프와 구별된다.

압축기는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있는 데, 특히 0.5~2 마력 내외의 소형의 압축기는 병원, 소형 연구실, 학습실, 공압제어장치 등에서 각종 기기를 운용하는 데 사용되고 있는 실정이다.

이러한 소형의 압축기를 실내에서 사용하기에는 소음, 진동 및 열의 발생으로 인해 이를 극복하지 않는 한 실내에서 사용하기 어려웠다. 그러한 이유로, 압축기를 실내에 설치하지 못하고 실외에 설치하여 먼거리에서 원격 컨트롤을 통해 압축기를 운용하고 있는 실정이다. 부득이 실내에서 사용시에는 소음으로 인한 공해를 감수할 수 밖에 없었다.

따라서, 소형의 압축기를 실내에서 사용하기 위해서는 압축기에서 발생하는 소음, 진동 및 열을 방지할 수 있는 장치가 요구되고 있는 실정이다. 이것은 매우 절실한 데, 예를 들어, 사람은 삶의 질이 높아질수록, 작업장이나 치료실, 또는 근무처에서 보다 나은 쾌적한 환경을 요구한다. 이에 소음은 실사용자에게 엄청난 스트레스를 유발한다. 따라서, 압축기를 사용하는 작업자 및 사용자에게 삶의 질을 높이고 작업장 및 근무처의 쾌적한 환경을 제공할 수 있는 압축기 장치의 개발이 요구된다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로, 본 발명은 1차적으로 압축기에서 발생하는 소음 및 진동을 줄임과 동시에 압축기에서 발생되는 열을 냉각시킬 수 있는, 압축기 소음 방지 및 냉각 장치를 제공하는 것이다.

소형의 압축기를 실내에서 사용하기 위해서는 압축기에서 발생하는 진동과 소음을 획기적으로 줄여야 한다. 본 발명자는 압축기에서 발생하는 진동과 소음을 줄이기 위해 직육면체의 보호 박스를 제작하고, 여기에 압축기를 삽입하여 밀폐시키는 방식을 고안하였다.

본 발명자는 압축기에서 발생하는 소음을 제거하기 위해서, 보호 박스의 내면에는 스티로폼 또는 스폰지 형태의 흡음재를 부착하였으며, 압축기에서 발생되는 진동을 방지하기 위해, 보호 박스의 내면에 다수개의 스프링을 설치하고 이를 압축기와 연결하여 압축기가 보호 박스와 맞닿지 않고 공중에 떠 있도록 구성하였다.

이로써, 압축기에서 발생하는 소음 및 진동을 방지할 수 있었으나, 새로운 문제가 발생하였다. 즉, 육면체의 보호 박스 내에 압축기를 밀폐시키다 보니, 압축기에서 발생하는 열로 인하여 보호 박스 내의 온도가 계속 증가한다는 문제가 있었다.

이를 해결하기 위해서 본 발명자는 수냉식 냉각 방식을 채택하였다. 냉각 수관을 따라 냉각수(물)를 흐르도록 하고, 상기 냉각 수관을 압축기를 감싸도록 구성 하였다. 또한 압축기에서 가장 열이 많이 발생하는 실린더 헤드 부분에 냉각수가 담긴 냉각 탱크를 부착하여 냉각 효율을 극대화 하였다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 소형 압축기에서 발생되는 소음을 방지하고 열을 냉각시키기 위한 압축기 소음 방지 및 냉각 장치는

압축기 본체;

상기 압축기 본체를 감싸 보호하며 상기 압축기에서 발생되는 소음을 막는 보호박스;

상기 압축기 본체에서 발생되는 열을 냉각시키도록 상기 압축기 본체를 감싸는 냉각 수관;

상기 냉각수관과 연결되며, 상기 냉각수를 저장되는 냉각수 저장조; 및

상기 냉각 수관을 따라 흐르도록 냉각수를 순환시키는 구동 펌프를 포함한다.

바람직하게는, 상기 냉각수관과 연결되어, 상기 압축기 본체의 실린더 헤드에서 발생된 열을 냉각시키도록 상기 압축기 본체의 실린더 헤드의 측면에 부착된 냉각 탱크를 포함한다.

바람직하게는, 상기 압축기 본체에서 발생되는 진동을 흡수하기 위해 상기 압축기 본체를 상기 보호 박스와 맞닿지 않게 공중에 떠 있도록, 상기 압축기 본체와 상기 보호 박스와 연결되는 다수개의 스프링이 부착된다.

바람직하게는, 상기 냉각수관을 따라 흐르는 냉각수를 냉각시키는 냉각기(80)를 포함한다.

바람직하게는, 상기 보호 박스의 내면에는 상기 압축기 본체의 소음을 줄이기 위한 흡음재가 부착된다.

본 발명의 압축기 소음 방지 및 냉각 장치는 압축기 본체를 보호 박스에 밀폐시켜 소음을 줄일 수 있으며, 보호 박스 내면에 흡음재를 설치하여 보다 더 효율적으로 소음을 막을 수 있다.

또한, 스프링을 이용하여 압축기 본체를 보호 박스 내부 중앙에 부양시킴으로써 효율적이며 저렴하게 압축기의 진동을 잡을 수 있다는 장점이 있다.

아울러, 압축기 본체에서 발생되는 열을 수냉식 냉각 장치에 의해 효율적으로 냉각시킬 수 있다는 장점이 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 압축기 소음 방지 및 냉각 장치를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 압축기 소음 방지 및 냉각 장치의 개략 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 압축기 소음 방지 및 냉각 장치는 압축기 본체(10), 압축기 본체를 밀폐시키는 보호 박스(20), 냉각수가 흐르는 냉각수관(30), 냉각수가 저장되는 냉각수 저장조(40), 냉각수를 순환시키는 구동 펌프(50), 압축기의 실린드 헤드를 냉각시키기 위한 냉각 탱크(60), 압축기 본체의 진동을 줄이기 위한 다수개의 스프링(70), 냉각수를 냉각시키는 냉각기(80)를 포함한다.

압축기 본체(10)는 실내에서 사용될 수 있는 소형의 압축기로서, 1마력 내외의 공냉식 압축기이다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다.

압축기 본체(10)가 내장되는 보호 박스(20)는 대략 육면체 형상으로서, 압축기 본체를 보호하는 하우징이라 할 것이다. 압축기 본체(10)는 보호 박스(20) 내에 밀폐된다. 보호 박스(20)은 외부의 충격을 보호하기 위해서, 바람직하게는 금속재 또는 목재가 사용된다.

보호 박스(20)의 내면에는 압축기 본체(10)의 소음을 보다 효과적으로 줄이기 위해서 흡음재(22)가 부착된다. 바람직하게는, 흡음재(20)는 차음 및 흡음용 소재가 사용된다.

스프링(70)은 압축기 본체를 공중에 떠 있게 사방에서 지탱한다. 스프링(70)의 개수는 반드시 이에 한정되는 것은 아니나, 상부측에 4개, 하부측에 4개가 설치된다. 스프링(70)에 의해 압축기 본체(10)가 보호 박스(20)와 맞닿지 않고 공중에 부양되어 있음으로, 압축기 본체(10)에서 발생되는 진동이 효과적으로 줄어들게 된다. 이는 스프링(70)의 탄성력에 의해 압축기 본체(10)의 진동을 흡수하기 때문이다.

압축기 본체(10)를 감싸는 냉각 수관(30)의 내부로 냉각수(물)가 흐른다. 냉각수관(30)은 압축기 본체에서 발생되는 열을 냉각시키기 위해, 도시된 바와 같이 코일형상으로 압축기 본체(10)를 감싼다. 바람직하게는, 냉각 수관(30)은 연성이 좋고 열의 전도도가 높은 구리제가 사용된다.

도시되지는 않았으나, 냉각 수관은 압축기 중에서 열의 발생이 많은 부분, 즉 실린더 헤드, 실린더 외벽 또는 모터의 코어 외벽을 감싸 냉각수가 흐르도록 함으로써, 냉각 효율을 보다 더 높일 수 있다.

냉각 수관(30)을 따라 흐르는 냉각수는 구동 펌프(50)에 의해 순환되며, 냉각수 저장조(40)에 저장된다. 외부에서 냉각수를 보충하고자 할 경우에 냉각수 저장조에 냉각수를 부어 냉각수를 보충하게 된다. 구동 펌프(50)는 소음이 적은 소형의 펌프가 사용된다.

냉각기(80)는 냉각수관(30)을 따라 흐르는 냉각수를 냉각시키는 장치이다. 냉각수가 압축기의 열을 흡수하게 되면 온도가 상승하게 되는 데, 이와 같이 온도가 상승한 냉각수를 냉각시키기 위해 냉각기(80)가 설치된다.

압축기 본체 중에서 가장 열이 많이 발생하는 실린더 헤드 측면에는 실린드 헤드를 냉각시키기 위한 냉각 탱크(60)가 부착된다. 냉각 탱크(60) 또한 냉각 수관(30)과 연결되어 내부로 냉각수가 흐른다. 냉각 탱크를 별도로 형성하는 이유는 가장 열이 많이 발생하는 실린더 헤드 부분을 보다 효과적으로 냉각시키기 위해서이다. 냉각 탱크(60)는 바람직하게는 알루미늄제 또는 구리제가 사용될 수 있으며, 냉각 탱크(60) 내부에는 다수개의 격벽을 형성하여 냉각수와 맞닿는 면적을 넓힘으로써 냉각효율을 극대화할 수 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 압축기 소음 방지 및 냉각 장치의 압축기 본체와 냉각 탱크를 나타낸 개략 사시도이다.

도 2를 참조하면, 압축기 본체(10)은 통상의 소형의 압축기이다. 압축기 본체(10)의 상부측에는 왕복운동하는 실린더를 덮어 보호하는 실린더 헤드(12)가 형 성된다. 실린더는 계속적인 상하 왕복운동으로 압축기 중 가장 많은 열을 발생시키는 부분이다. 실린더에서 발생되는 열을 냉각시키기 위해, 실린더 헤드 측면에 냉각 탱크(60)를 설치한다. 도면에는 도시하지 않았으나, 냉각 탱크(60)는 냉각수관과 연결되어 내부로 냉각수가 흐른다. 도면에서는 냉각 탱크(60)의 형상이 직육면체의 형상이나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 실린더 헤드 측면에 설치되어 효과적으로 실린더 헤드의 열을 냉각시킬 수 있는 형상이면 모두 가능함은 물론이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 압축기 소음 방지 및 냉각 장치의 압축기 본체와 냉각 탱크를 나타낸 개략 평면도이다.

도 3에서는, 냉각 탱크(60)가 압축기 본체(10)의 실린더 헤드(12)의 양 측면에 부착되어, 실린더 헤드(12)에서 발생한 열을 냉각시킬 수 있음을 보여준다.

실시예

압축기를 구입하여, 도 1에서 도시된 바와 같이 압축기 소음 방지 및 냉각 장치를 구성하였다.

먼저, 압축기를 보호 박스에 넣지 않은 상태에서, 압축기 측면에 소음측정장치를 설치하여, 압축기의 작동중에 압축기의 소음을 측정하였다. 측정치는 약 70dB였다.

그럼 다음, 압축기를 보호박스에 넣은 후, 완전히 밀폐시킨 상태에서 소음 측정 장치를 이용하여 보호 박스 외부에서 압축기의 작동 중에 소음을 측정하였다. 측정치는 약 40dB였다. 보호박스로 밀폐시킨 경우에 소음이 약 30dB 감소함을 알 수 있었다.

한편, 압축기를 보호박스에 넣어 완전히 밀폐시킨 후, 구동모터를 구동시키지 않아 냉각수가 흐르지 않은 상태에서, 압축기를 1시간동안 구동시킨 후 온도계를 이용하여 보호 박스 내부의 온도를 측정하였다. 측정치는 약 90℃였다.

그런 다음, 보호박스를 개폐시킨 후, 구동모터를 구동시켜 압축기를 완전히 냉각시켰다.

그리고, 압축기를 다시 완전히 밀폐시킨 후, 구동모터를 구동시킨 상태에서, 압축기를 다시 1시간동안 구동시킨 후 온도계를 이용하여 보호 박스 내부의 온도를 측정하였다. 측정치는 약 30℃였다.

상기의 실험 결과는 여름과 겨울 또는 실내 온도에 의해 다소 차이가 있을 수 있음은 물론이다.

상기의 실험을 통해, 본 발명의 압축기 소음 방지 및 냉각 장치는 효과적으로 소음을 방지시킴과 동시에 열을 냉각시킬 수 있다는 점을 확인할 수 있었다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 압축기 소음 방지 및 냉각 장치의 개략 단면도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 압축기 소음 방지 및 냉각 장치의 압축기 본체와 냉각 탱크를 나타낸 개략 사시도.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 압축기 소음 방지 및 냉각 장치의 압축기 본체와 냉각 탱크를 나타낸 개략 평면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 압축기(compressor) 본체

12: 실린더 헤드

20: 보호 박스

22: 흡음재

30: 냉각 수관

40: 냉각수 저장조

50: 구동 펌프

60: 냉각 탱크

70: 스프링

80: 냉각기

Claims (6)

1. 소형 압축기에서 발생되는 소음을 방지하고 열을 냉각시키기 위한 압축기 소음 방지 및 냉각 장치에 있어서,

   압축기 본체(10);

   상기 압축기 본체를 감싸 보호하며 상기 압축기에서 발생되는 소음을 막는 보호박스(20);

   상기 압축기에서 발생되는 열을 냉각시키도록 상기 압축기를 코일형상으로 감싸는 냉각 수관(30);

   상기 냉각수관과 연결되며, 상기 냉각수를 저장되는 냉각수 저장조(40);

   상기 냉각 수관을 따라 흐르도록 냉각수를 순환시키는 구동 펌프(50);

   상기 압축기 본체에서 발생되는 진동을 흡수하기 위해 상기 압축기 본체를 상기 보호 박스와 맞닿지 않게 공중에 떠 있도록, 상기 압축기 본체와 상기 보호 박스와 연결되는 다수개의 스프링(70);

   상기 냉각수관을 따라 흐르는 냉각수를 냉각시키는 냉각기(80)를 포함하되,

   상기 냉각 수관은 실린더 헤드 또는 실린더 외벽 또는 모터의 코어 외벽을 감싸는 것을 특징으로 하는 압축기 소음 방지 및 냉각 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 냉각수관과 연결되어, 상기 압축기 본체의 실린더 헤드에서 발생된 열을 냉각시키도록 상기 압축기 본체의 실린더 헤드의 측면에 부착된 냉각 탱크(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 소음 방지 및 냉각 장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 보호 박스의 내면에는 상기 압축기 본체의 소음을 줄이기 위한 흡음재(22)가 부착된 것을 특징으로 하는 압축기 소음 방지 및 냉각 장치.
6. 삭제

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