KR101179730B1 - 밀폐형 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흡입 머플러의 출구부 형상을 변경하여 출구부에서 발생하는 압력 변동에 의한 소음을 제거하고 회전 유동을 통해 흡입효율이 향상되는 밀폐형 압축기에 관한 것이다.

본 발명은 흡입머플러의 출구부에 난류형성부재가 마련되는 것을 특징으로 하며, 이러한 구성에 의해 압축기의 효율이 향상되고 소음이 감소되는 효과가 있다.

Description

밀폐형 압축기{Hermetic compressor}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에 대한 측단면도이다.

도 2는 도 1에서 흡입머플러의 정면을 도시한 측단면도이다.

도 3은 도 2에서 흡입머플러의 출구부를 별도로 나타낸 확대사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10 : 밀폐용기, 20 : 압축부,

21 : 실린더, 30 : 구동부

32 : 회전자, 34 : 편심축,

35 : 커넥팅로드, 50 : 흡입 머플러,

51 : 흡입부, 52 : 출구부,

53 : 난류형성부재,

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흡입 머플러의 출구부 형상을 변경하여 출구부에서 발생하는 압력 변동에 의한 소음을 제거하고 회전 유동을 통해 흡입효율이 향상되는 밀폐형 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐형 압축기는 밀폐용기내에 냉매의 압축을 행하는 압축부와, 이를 구동시키는 구동부가 내장되어 구성되는 압축기로, 냉매의 토출 또는 흡입과정에서 발생되는 소음을 저감하기 위해 내부에는 머플러가 설치된다.

특히, 압축부가 실린더와 피스톤으로 형성되는 왕복동식 압축기의 경우 냉매의 흡입이 피스톤의 흡입행정에 의해 형성되는 이루어지므로 흡입시의 소음을 저감시키기 위해 흡입머플러가 별도로 마련된다.

이와 같은 흡입머플러에 대하여는 대한민국 특허공개공보 10-2001-34226호 에 그 구조의 일례가 개시되어 있다.

이 흡입머플러는 그 입구부는 밀폐용기 외부로 연통되고 그 출구부는 실린더 헤드와 연통되는데, 흡입 머플러는 수직설치되고 피스톤 및 실린더는 수평설치됨에 따라 흡입머플러의 출구부와 실린더 헤드는 서로 직교하게 되므로 흡입머플러의 출구부에는 90도 곡관구조가 형성된다.

그러나, 흡입머플러의 출구부는 실린더내로 들어가는 냉매의 최종부분으로, 이 부분의 형성은 압축기의 효율과 소음에 큰 영향을 미치게 되는데, 이러한 곡관구조는 단순히 내부의 냉매흐름을 90도 굴절시키는 구조로 이루어졌고 이에 따라 고속으로 유입되는 냉매가 90도로 꺾이는 부분에서 국부적 압력 강하가 발생되어 이때 발생되는 와류로 인해 유효 유로 면적이 감소되어 결과적으로 흡입저항이 증가되고 이는 압축기의 체적효율을 감소시키는 문제점이 있었다.

또한, 이러한 국부적 압력 강하 현상은 유로내에 압력 구배의 불균형을 초래하여 이상 소음을 발생시키는 구조라는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 목적은 흡입머플러의 출구부에서의 흡입저항이 감소되어 체적효율이 향상되는 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 냉매 흡입시 이상소음이 발생되지 않는 정숙한 운전이 가능한 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는,

밀폐용기; 상기 밀폐용기내에 설치되는 압축부; 상기 압축부에 그 출구부가 연결되는 흡입머플러;를 포함하는 밀폐형 압축기에 있어서,

상기 출구부는 내부유로에 난류형성부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 난류형성부재는 상기 출구부의 전방에서의 유체흐름방향과 대향되도록 돌출형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 출구부는 그 전방과 그 후방의 유체흐름방향이 전체적으로 서로 수직이 되도록 형성되며, 상기 난류형성부재는 상기 후방의 유체흐름방향과 평행하는 방향으로 길게 돌출형성되고, 돌출된 지점을 중심으로 대칭구조로 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 난류형성부재는 돌출됨에 따라 형성되는 양 경사면이 이루는 내각이 90 내지 130도 인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 흡입 머플러는 출구부가 밀폐형 압축기의 압축부와 연결되고, 상기 출구부에는 그 내부유로에 상기 출구부의 전방에서의 유체흐름방향과 대향되도록 돌출형성된 난류형성부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에 대한 측단면도이고, 도 2는 도 1에서 흡입머플러의 정면을 도시한 측단면도이며, 도 3은 도 2에서 흡입머플러의 출구부를 별도로 나타낸 확대사시도이다

도시된 밀폐형 압축기는 회전형 구동모터에 의한 왕복동식 압축기로써 이하에는 이 왕복동식 압축기에 흡입머플러가 적용된 실시예에 대하여 설명한다.

압축기는 밀폐용기(10의 내부에 구성요소가 설치되는데, 먼저 회전형 구동모터로 이루어진 구동부(30)가 설치되고, 이 구동부(30)는 냉매를 압축시키는 압축부를 구동한다.

구동부(30)는 밀폐용기(10) 내부에 고정되는 고정자(31)와, 이 고정자(31)의 내부에 이격 설치되며 전자기적으로 상호 작용하며 회전하는 회전자(32)를 포함한다.

회전자(32)의 중심에는 회전자(32)를 회전가능하게 고정하는 동시에 회전자(32)와 함께 연동하는 회전축(33)이 마련되고, 회전축(33)의 하부에는 회전축(33) 의 회전에 따라 편심회전하는 편심축(34)과 이 편심축(34)의 편심회전을 직선왕복운동으로 변환시키도록 편심축(34)과 피스톤(22) 사이에 연결되는 커넥팅로드(35)가 마련된다.

압축부(20)는 내부에 압축실(21a)이 형성된 실린더(21)를 구비하며, 이 압축실의 내부에는 커넥팅로드(35)에 의해 실린더(21) 내에서 직선왕복운동하며 냉매를 흡입, 압축 및 토출시키는 피스톤(22)이 설치된다.

또한, 실린더(21)의 일측에는 압축실(21a)에 냉매를 공급 및 토출시키기 위해 그 내부에 흡입실 및 토출실이 형성된 실린더 헤드(23)가 대향 배치된다.

실린더(21)와 실린더 헤드(23)사이에는 압축실(21a)과 흡입실 및 토출실이 각각 연통되는 흡입공 및 토출공 각각에 밸브 플레이트(미도시)가 설치되며, 이 밸브 플레이트는 압축실로 냉매가 흡, 토출되는 것을 단속하게 된다.

압축실(21a)로의 냉매흡입은 피스톤(22)의 흡입행정에 따라 생성되는 부압에 의해 행하여 지는데, 이때 흡입과정에서의 냉매흐름에 의해 발생되는 소음을 저감하기 위해 상기 고정자(31)의 일측에는 흡입 머플러(50)가 설치된다.

흡입 머플러(50)의 내부는 흡입과정에서의 급격한 압력변화에 따른 소음 저감을 위해 내부 공간이 여러개로 구획되며, 흡입머플러(50)는 냉매가 유입되는 입구부와 내부를 통과한 냉매가 토출되는 출구부(52)를 포함한다.

입구부(51)는 밀폐용기(10)의 외부와 연통되어 압축기의 흡입포트로 구성되며, 출구부(52)는 상기 실린더헤드(23)와 연결되어 서로 연통되는데, 이때 실린더 헤드(23) 내부의 흡입실과 연통된다.

한편, 흡입 머플러(50)는 밀폐용기(10)내부에서 수직배치되고, 실린더(21)는 수평배치됨에 따라 흡입 머플러(50)의 출구단인 상기 출구부(52)는 그 유로에 수직절곡구조가 포함된다.

이때, 출구부(52) 내에는 내부의 유체인 기체상태의 냉매가 출구부(52)를 통과하면서 난류가 형성되도록 하는 난류형성부재(53)가 형성된다.

난류형성부재(53)는 출구부(52)를 중심으로 유체의 흐름방향이 수직변환되는 과정에서 난류가 생성되도록 출구부(52)의 전방에서의 유체흐름방향과 대향되도록 돌출형성된다.

이때, 돌출구조는 난류를 형성함과 동시에 출구부(52) 후방으로의 유체흐름을 방해하지 않게 출구부(52) 후방의 전체적인 유체흐름 방향과 평행하도록 길게 연장형성되어 전체적으로 내향으로 돌출된 경사면을 형성한다.

이 경사면에 의해 출구부(52)로 유입되는 하강기류는 경사면을 따라 양측으로 분할되어 회전기류가 형성되며, 계속적으로 유입되는 냉매에 의해 출구부(52)의 후방으로 배출된다.

이러한 난류형성부재(53)에 의한 난류는 전체적으로 양측이 대칭되게 형성되는 것이 바람직하므로, 상기 난류형성부재(53)는 돌출된 지점을 중심으로 대칭구조로 형성되는 것이 바람직하다.

이때 양 경사면의 경사 각도는 상술한 바와 같은 난류를 형성시킴과 동시에 출입구 내부의 각 지점의 압력구배를 결정하게 되므로, 압력손실 및 소음을 감소시키기 위한 중요한 변수가 된다.

본 발명의 발명자는 이와 같은 구조를 갖는 흡입머플러의 출구부에서 난류형성부재(53)의 양 경사면의 내각이 90 내지 130도 범위에서 가장 바람직하다는 것을 실험적으로 밝혀냈다.

이하에는 이와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 작동과정 및 작용효과에 대하여 간략히 살펴본다.

압축기에 전력이 인가됨에 따라 구동부(30)의 회전자(32)가 회전하면, 회전축(33)의 회전운동은 편심축(34)과 커넥팅로드(35)에 의해 직선왕복운동으로 변환되며, 이에 따라 피스톤(22)은 실린더(21)내에서 직선왕복운동을 하며 흡입, 압축, 토출행정을 수행한다.

흡입행정에 의해 형성된 실린더(21)내의 부압에 의해 흡입 머플러(50)의 입구부(51)를 통해 냉매가 흡입되며, 흡입된 냉매는 흡입 머플러(50) 내부를 경유하여 출구부(52)로 유입된다.

출구부(52)의 전방에서 하강기류로 유입되는 냉매는 출구부로 유입되어 난류형성부재(53)를 따라 회전난류기류가 형성되고, 이렇게 형성된 난류기조는 출구부(52)의 후방으로 배출되어 흡입실을 거쳐 실린더로 유입될 때까지 어느 정도 유지되어 흡입과정에서의 국부적 압력저하현상을 방지하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 흡입머플러의 출구부에 난류형성부재가 마련되어 유체흐름이 절곡되는 과정에서 회전난류가 발생하므로 출구부 및 그 후의 흡입과정에서 유체흐름에 난류가 형성되어 국부적인 압 력저하현상이 일어나지 않게 된다.

따라서, 흡입과정에서의 내부 저항이 감소되어 피스톤에 의한 흡입효율이 향상되므로 체적효율 증가에 따른 압축기의 효율향상을 이룰 수 있게 된다.

또한, 흡입과정에서 유로내의 공동 현상의 발생이 방지되므로 흡입시 유로내의 소음발생을 감소시켜 정숙성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 밀폐용기; 상기 밀폐용기내에 설치되는 압축부; 상기 압축부에 그 출구부가 연결되는 흡입머플러;를 포함하는 밀폐형 압축기에 있어서,

   상기 출구부는 내부유로에 난류형성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
2. 제1항에 있어서, 상기 난류형성부재는 상기 출구부의 전방에서의 유체흐름방향과 대향되도록 돌출형성된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
3. 제2항에 있어서, 상기 출구부는 그 전방과 그 후방의 유체흐름방향이 전체적으로 서로 수직이 되도록 형성되며, 상기 난류형성부재는 상기 후방의 유체흐름방향과 평행하는 방향으로 길게 돌출형성되고, 돌출된 지점을 중심으로 대칭구조로 된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
4. 제3항에 있어서, 상기 난류형성부재는 돌출됨에 따라 형성되는 양 경사면이 이루는 내각이 90 내지 130도 인 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
5. 출구부가 밀폐형 압축기의 압축부와 연결되고, 상기 출구부에는 그 내부유로에 상기 출구부의 전방에서의 유체흐름방향과 대향되도록 돌출형성된 난류형성부재 를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡입 머플러.

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