KR101329816B1 - 소음 감소 구조를 갖는 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압축기의 가동 중에 발생 되는 소음을 줄일 수 있는 소음 감소 구조를 갖는 압축기에 관한 것으로, 상부에 일 방향으로 개폐작용을 하며 저장탱크로 연결되는 체크밸브가 구비되고, 측방에 외부와 연통되는 흡기구가 형성된 실린더; 상기 실린더 내부에서 왕복 이동되는 피스톤; 및 상기 피스톤을 구동시키는 구동부가 포함되어 구성되며, 상기 피스톤이 하사점 일 때 상기 피스톤의 상단은 상기 흡기구의 상단보다 낮게 위치되며, 상사점 일 때 상기 피스톤의 상단은 상기 흡기구의 상단보다 높게 위치된다.
본 발명의 소음 감소 구조를 갖는 압축기에 따르면, 실린더에 측방으로 흡기구를 형성하고 배기구가 형성된 실린더 헤드와 실린더를 선택적으로 연통시키는 배기밸브를 구비한 후, 피스톤이 하사점을 향해 이동될 때 흡기구를 통해 외부공기가 실린더 내부로 유입되도록 하여 공기를 압축시키고, 압축된 공기로 인해 배기밸브가 열리도록 하여 외부로 배출되도록 함으로써, 공기를 압축하는 과정에서 배기밸브의 개폐 작동만 이루어지므로 소음이 줄어드는 효과가 있다.

Description

소음 감소 구조를 갖는 압축기{Compressor having Noise Reduction Structure}
본 발명은 소음 감소 구조를 갖는 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축기의 가동 중에 발생 되는 소음을 줄일 수 있는 소음 감소 구조를 갖는 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 압축기는 도 1에 도시한 바와 같이, 크랭크 샤프트(11)가 회전가능하게 구비된 크랭크 케이스(10)와, 상기 크랭크 케이스(10)와 연통 되도록 연결되며 피스톤(21)이 왕복 가능하게 구비된 실린더(20)와, 상기 실린더(20)와 선택적으로 연통 되도록 구비되며 격벽에 의해 흡기챔버(31)와 배기챔버(35)가 형성된 실린더 헤드(30)와, 상기 크랭크 샤프트(11)에 회전력을 제공하기 위한 구동부(50)가 포함되어 이루어진다.
상기 피스톤(21)과 크랭크 샤프트(11)는 피스톤 로드(23)에 의해 서로 연결되어 크랭크 샤프트(11)의 회전력이 상기 피스톤(21)에 전달된다.
상기 실린더 헤드(30)에는 외부 공기를 흡기챔버(33)로 유입시키기 위한 흡기구(32)가 형성되고, 상기 흡기챔버(31)와 실린더(20)를 선택적으로 연통시키기 위한 흡기밸브(33)가 구비된다.
그리고, 상기 실린더(20)와 배기챔버(35)를 선택적으로 연통시키기 위한 배기밸브(37)가 구비되고, 배기챔버(35)에 존재하는 공기를 외부로 배출시키기 위한 배기구(36)가 형성된다.
상기 흡기밸브(33)는 실린더(20) 쪽에 위치하여 개폐되며, 상기 배기밸브(37)는 배기챔버(35) 쪽에 위치하여 개폐된다.
이러한 종래의 압축기에서, 피스톤(21)이 하사점을 향하여 이동을 하면, 상기 흡기밸브(33)가 열리면서 흡기구(32)를 통해 실린더(20) 내부로 외부 공기가 유입된다. 이때, 상기 배기밸브(37)는 닫힌 상태가 된다.
이어서, 피스톤(21)이 상사점을 향하여 이동을 하면, 상기 흡기밸브(33)는 닫히면서 실린더(20) 내부 공기가 압축되고, 압축된 공기로 인해 상기 배기밸브(37)는 열리게 된다.
이어서, 압축된 공기는 상기 배기구(36)를 통해 외부로 배출되어 저장탱크 등에 저장된다.
그런데, 상기 실린더(20) 내부에서 공기를 압축하는 과정에 있어서 외부 공기를 실린더(20) 내부로 흡기 또는 압축된 공기를 외부로 배기 시에 상기 흡기밸브(33) 및 배기밸브(37)의 개폐 작동으로 인한 상당한 소음이 발생 되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0813638호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 실린더에 측방으로 흡기구를 형성하고 배기구가 형성된 실린더 헤드와 실린더를 선택적으로 연통시키는 배기밸브를 구비한 후, 피스톤이 하사점을 향해 이동될 때 흡기구를 통해 외부공기가 실린더 내부로 유입되도록 하여 공기를 압축시키고, 압축된 공기로 인해 배기밸브가 열리도록 하여 외부로 배출되도록 함으로써, 공기를 압축하는 과정에서 배기밸브의 개폐 작동만 이루어지므로 소음이 줄어드는 소음 감소 구조를 갖는 압축기를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 소음 감소 구조를 갖는 압축기는 상부에 일 방향으로 개폐작용을 하며 저장탱크로 연결되는 배기밸브가 구비되고, 측방에 외부와 연통되는 흡기구가 형성된 실린더; 상기 실린더 내부에서 왕복 이동되는 피스톤; 및 상기 피스톤을 구동시키는 구동부가 포함되어 구성되며, 상기 피스톤이 하사점 일 때 상기 피스톤의 상단은 상기 흡기구의 상단보다 낮게 위치되며, 상사점 일 때 상기 피스톤의 상단은 상기 흡기구의 상단보다 높게 위치된다.
상기 실린더의 상부에는 중공의 실린더 헤드가 구비되며; 상기 실린더 헤드는 상기 배기밸브를 통해 상기 실린더와 선택적으로 연통 되고, 일측에는 배기관을 통해 상기 저장탱크와 연결되는 배기구가 형성될 수 있다.
상기 흡기구는 폭을 가지며 길이방향으로 연장된 관통공이 하나 이상 형성될 수 있다.
상기 흡기구는 길이방향 일측 및 타측으로 갈수록 좁아지는 폭을 가지며 길이방향으로 연장된 관통공이 하나 이상 형성될 수 있다.
상기 실린더에는 상기 흡기구와 연통되는 필터가 구비될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 소음 감소 구조를 갖는 압축기에 따르면, 실린더에 측방으로 흡기구를 형성하고 배기구가 형성된 실린더 헤드와 실린더를 선택적으로 연통시키는 배기밸브를 구비한 후, 피스톤이 하사점을 향해 이동될 때 흡기구를 통해 외부공기가 실린더 내부로 유입되도록 하여 공기를 압축시키고, 압축된 공기로 인해 배기밸브가 열리도록 하여 외부로 배출되도록 함으로써, 공기를 압축하는 과정에서 배기밸브의 개폐 작동만 이루어지므로 소음이 줄어드는 효과가 있다.
도 1은 종래의 압축기를 도시한 단면도이며,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 소음 감소 구조를 갖는 압축기를 도시한 사시도이며,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소음 감소 구조를 갖는 압축기를 도시한 단면도이며,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 소음 감소 구조를 갖는 압축기에서 흡기구를 도시한 예시도이며,
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 소음 감소 구조를 갖는 압축기를 이루는 필터의 결합 상태를 설명하기 위한 예시도이며,
도 9 및 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 소음 감소 구조를 갖는 압축기의 작동 상태를 설명하기 위하여 도시한 예시도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
이하에서는 도 3에서 세로 방향을 '길이 방향'이라고 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 소음 감소 구조를 갖는 압축기를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소음 감소 구조를 갖는 압축기를 도시한 단면도이며, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 소음 감소 구조를 갖는 압축기에서 흡기구를 도시한 예시도이며, 도 6 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 소음 감소 구조를 갖는 압축기를 이루는 필터의 결합 상태를 설명하기 위한 예시도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 소음 감소 구조를 갖는 압축기(100)는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 크랭크 케이스(110)와, 실린더(130)와, 실린더 헤드(150)와, 구동부(180)를 포함하여 이루어진다.
상기 크랭크 케이스(110)에 실린더(130)가 연통 되도록 연결되고, 상기 실린더(130)에 실린더 헤드(150)가 연통 되도록 연결된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 하나의 크랭크 케이스(110)에 복수의 실린더(130)가 구비될 수도 있다.
상기 크랭크 케이스(110)에는 크랭크 샤프트(113)가 회전 가능하게 구비된다.
상기 크랭크 샤프트(113)의 일측은 베어링(1131)에 의해 상기 크랭크 케이스(110) 내측에 회전 가능하게 결합 되고, 타측은 베어링(1131)에 의해 상기 크랭크 케이스(110) 내측에 회전 가능하게 결합 되면서 외부로 연장되어 상기 구동부(180)에 연결된다.
상기 실린더(130)에는 길이방향으로 왕복 이동되는 피스톤(135)이 구비된다.
상기 피스톤(135)에는 원주 면을 따라 피스톤 링(1351)이 결합 되며, 상기 피스톤(135)이 길이방향으로 왕복 이동되면 상기 피스톤 링(1351)과 실린더(130)의 내측면이 미끄럼 접촉을 하게 된다.
상기 피스톤 링(1351)은 길이방향으로 이격되어 복수로 구비될 수 있다.
상기 피스톤(135)의 하부에는 피스톤 로드(137)가 구비된다.
상기 피스톤 로드(137)는 상기 피스톤(135)과 크랭크 샤프트(113) 사이에 연결되어 크랭크 샤프트(113)의 회전력을 상기 피스톤(135)으로 전달시킨다.
상기 피스톤 로드(137)는 베어링(1371)에 의해 상기 크랭크 케이스(110)에 회전 가능하게 결합 된다.
상기 실린더(130)에는 도 3에 도시한 바와 같이, 외부와 연통 되는 흡기구(133)가 측방으로 형성된다.
상기 흡기구(133)는 외부 공기가 실린더(130) 내부로 유입되는 곳으로, 하나 이상의 관통공이 실린더(130)의 측면에 내측과 외측을 관통하여 형성될 수 있다.
한편, 상기 흡기구(133)를 원형으로 형성하면, 피스톤(135)이 왕복 이동될 때 피스톤 링(1351)의 원주면 일부가 상기 흡기구(133)에 삽입되어 걸릴 수가 있다.
따라서, 상기 흡기구(133)는 도 4에 도시한 바와 같이 폭을 가지며 길이방향으로 연장된 관통공을 하나 이상 형성시켜 이루어질 수 있으며, 도 5에 도시한 바와 같이 길이방향 일측 및 타측으로 갈수록 좁아지는 폭을 가지며 길이방향으로 연장된 관통공을 하나 이상 형성시켜 이루어질 수도 있다.
상기 피스톤(135)은 상기 실린더(130) 내부에서 상사점(top dead center)과 하사점(bottom dead center) 사이를 왕복 이동되는데, 상기 흡기구(133)는 상기 피스톤(135)이 하사점에 위치하였을 때에 상기 실린더(130)의 내부와 연통될 수 있는 위치에 형성되어야 한다.
따라서, 상기 피스톤(135)의 피스톤 링(1351)이 두 개가 구비되어 길이 방향으로 이격되도록 위치되었다면, 상기 피스톤(135)이 하사점에 도달했을 때 상기 피스톤(135)의 상부 피스톤 링(1351) 상단은 상기 흡기구(133)의 상단보다 낮게 위치된다.
한편, 상기 피스톤(135)이 상사점에 위치되면, 피스톤(135)의 상부 피스톤 링(1351)은 상기 흡기구(133)의 상단보다 높게 위치된다.
상기 실린더(130)의 외측에는 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 흡기구(133)와 연통되는 필터(170)가 구비된다.
상기 필터(170)는 상기 흡기구(133)를 향하여 실린더(130) 외측에 삽입됨으로써 상기 흡기구(133)와 연통되도록 실린더(130)에 결합 될 수 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 상기 실린더(130)의 내측면에 나사홈을 형성하고, 상기 필터(170)의 일측에 나사산을 형성하여, 상기 실린더(130)와 필터(170)를 나사 결합시킬 수도 있다.
한편, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 흡기구(133)의 연장선상에 위치하는 상기 실린더(130)의 외측에 거치부(1301)를 돌출 구비하고, 상기 거치부(1301)에 필터(170)를 결합시킴으로써 상기 흡기구(133)와 필터(170)를 구비할 수 있다.
상기 거치부(1301)의 내측면에 나사홈을 형성하고, 상기 필터(170)에 나사산을 형성하여, 상기 거치부(1301)와 상기 필터(170)를 나사 결합시킬 수도 있다.
상기 실린더(130)의 내부로 유입되는 외부 공기에 이물질이 존재하면 상기 필터(170)를 통해 걸러지게 된다.
한편, 흡기구(133)는 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 실린더(130)에 외부와 연통 되는 관통공을 측방으로 형성시키고, 장공 형태의 흡기구(133)가 형성된 막음판(134)을 관통공에 삽입시킴으로써 구비될 수 있으며, 도 8에 도시한 바와 같이, 실린더(130)에 외부와 연통 되는 장공 형태의 흡기구(133)를 직접 형성시킬 수도 있다.
상기 실린더(130)에는 도 3에 도시한 바와 같이, 상부에 유동구(132)가 형성되며, 상기 유동구(132)에는 배기밸브(136)가 구비된다.
상기 배기밸브(136)는 상기 유동구(132)를 개폐시키는 체크밸브이다.
상기 체크밸브에 의해 유동구(132)를 통한 외기의 유입은 차단되고, 실린더(130) 내부의 내기는 배출되도록 한다.
따라서, 상기 배기밸브(136)가 열리게 되면 상기 실린더(130)는 외기와 연통되고, 상기 배기밸브(136)가 닫히게 되면 상기 실린더(130)는 외기와 연통이 차단된다.
상기 실린더(130)에는 외부와 연통되는 배기구(151)가 형성된 중공의 실린더 헤드(150)가 구비될 수 있다.
구동부(180)는 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 크랭크 샤프트(113)에 회전력을 제공하기 위한 것으로, 크랭크 샤프트(113)에 연결된 풀리(183)와, 구동력을 제공하는 모터(181)와, 모터(181)의 구동력을 풀리(183)로 전달하기 위한 밸트(185)가 포함된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 압축기(100)에 의해 압축된 고압의 공기를 전달받아 임시로 저장할 수 있는 저장탱크(900)가 구비되며, 상기 압축기(100)를 저장탱크(900)에 일체로 결합시킬 수도 있다.
상기 실린더 헤드(150)의 배기구(151)와 저장탱크(900)는 배기관(190)으로 연결되며, 상기 배기구(151)를 통해 배출되는 압축 공기는 상기 배기관(190)을 통해 저장탱크(900)로 저장된다.
하나의 크랭크 케이스(110)에 복수의 실린더(130)를 구비한 경우, 각각의 실린더 헤드(150)에 구비된 배기구(151)에 배기관(190)을 각각 연결시켜 복수의 실린더(130)에서 각각 압축되는 공기가 배출되도록 함으로써 상기 저장탱크(900)에 많은 양의 공기를 빠르게 저장시킬 수 있다.
아울러, 상기 저장탱크(900)에는 압력게이지(700)와, 저장된 공기를 사용하기 위한 공급관(800)이 구비된다.
공급관(800)을 통해 저장된 압축 공기를 사용하여 저장탱크(900) 내부에 압력이 낮아지면, 압력게이지(700)에서 이를 체크하여 별도의 제어장치(미도시)로 신호를 보냄으로써, 상기 압축기(100)가 자동으로 가동되어 상기 저장탱크(900)에 압축 공기가 보충되도록 할 수도 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 소음 감소 구조를 갖는 압축기의 작동 상태를 설명하기 위하여 도시한 예시도이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 소음 감소 구조를 갖는 압축기(100)가 이루어지면, 먼저 모터(181)를 구동시킨다.
이어서, 모터(181)의 회전력이 밸트(185)를 통해 풀리(183)에 전달되고, 크랭크 케이스(110)의 내부에서 크랭크 샤프트(113)와 피스톤 로드(137)가 연결되어 있으므로, 실린더(130) 내부의 피스톤(135)이 상사점과 하사점 사이에서 왕복운동을 하게 된다.
도 8에 도시한 바와 같이. 상기 피스톤(135)이 하사점을 향해 이동되면, 상기 배기밸브(136)에 의하여 상기 실린더(130)는 외기와의 연통이 차단되고, 실린더(130) 내부는 음압이 형성된다.
이어서, 피스톤(135)의 상단 피스톤 링(1351)이 상기 흡기구(133)의 상단을 지나 하부로 이동되면, 흡기구(133)와 피스톤(135) 상단 쪽의 실린더(130) 내부가 연통 되고, 실린더(130) 내부는 음압이므로, 외부 공기가 상기 필터(170)와 흡기구(133)를 통해 실린더(130) 내부로 유입된다.
이어서, 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 피스톤(135)이 상사점을 향해 이동되면, 상기 피스톤(135)의 상단 피스톤 링(1351)이 상기 흡기구(133)의 상단을 지나 상부로 이동되면, 흡기구(133)와 피스톤(135) 상단 쪽의 실린더(130) 내부는 연통이 차단된다.
이어서, 실린더(130) 내부의 공기가 압축되고, 압축된 공기로 인해 상기 배기밸브(136)가 열리게 된다.
이어서, 상기 실린더(130)는 외기와 연통 되면서, 실린더(130) 내부에서 압축된 공기는 실린더 헤드(150)를 지나서 배기구(151)로 배출된다.
이어서, 배기구(151)로 배출된 공기는 배기관(190)을 통해 저장탱크(900)에 저장된다.
이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
130: 실린더 133: 흡기구
135: 피스톤 136: 배기밸브
180: 구동부

Claims (5)

  1. 상부에 일 방향으로 개폐작용을 하며 저장탱크(900)로 연결되는 배기밸브(136)가 구비되고 측방에 외부와 연통되는 흡기구(133)가 형성된 실린더(130)와, 상기 실린더(130) 내부에서 왕복 이동되는 피스톤(135)과, 상기 피스톤(135)을 구동시키는 구동부(180)가 포함되어 구성되며; 상기 피스톤(135)이 하사점 일 때 상기 피스톤(135)의 상단은 상기 흡기구(133)의 상단보다 낮게 위치되며, 상사점 일 때 상기 피스톤(135)의 상단은 상기 흡기구(133)의 상단보다 높게 위치되며; 상기 흡기구(133)는 길이방향으로 연장된 복수의 관통공으로 이루어진 것을 특징으로 한 소음 감소 구조를 갖는 압축기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 관통공은 길이방향 일측 및 타측으로 갈수록 좁아지는 폭을 가지며 길이방향으로 연장되어 형성된 것을 특징으로 한 소음 감소 구조를 갖는 압축기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 흡기구(133)에는 막음판(134)이 삽입되어 흡기구(133)가 장공 형태로 형성되는 것을 특징으로 한 소음 감소 구조를 갖는 압축기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 실린더(130)의 상부에는 중공의 실린더 헤드(150)가 구비되며; 상기 실린더 헤드(150)는 상기 배기밸브(136)를 통해 상기 실린더(130)와 선택적으로 연통 되고, 일측에는 배기관(190)을 통해 상기 저장탱크(900)와 연결되는 배기구(151)가 형성된 것을 특징으로 한 소음 감소 구조를 갖는 압축기.
  5. 삭제
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