KR101338255B1 - 공기압축장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기압축기를 이용하는 공기압축장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게, 상기 공기압축장치는 공기를 압축하는 공기압축기와, 상기 공기압축기가 수용되며 공기가 충전되는 차음실과, 상기 차음실을 수용하며 방음액이 충전되는 방음액 탱크와, 상기 방음액 탱크의 외면 일측에 구비되어 공기압축기를 구동하는 모터와, 상기 공기압축기로부터 압축된 공기를 저장하는 압축공기저장탱크; 및 상기 차음실과 방음액 탱크를 연결하는 연결부를 포함함으로써, 소음 및 진동을 줄이고, 냉각 효율을 향상시킨 공기압측 장치에 관한 것이다.

Description

공기압축장치{Air-Compression Apparatus}

본 발명은 공기압축기를 이용하는 공기압축장치에 관한 것으로, 공기압축기가 방음액 탱크 내부에 유동 가능하도록 고정함으로써, 소음 및 진동을 줄이고, 냉각 효율을 향상시킨 공기압축장치에 관한 것이다.

일반적으로, 공기나 냉매 같은 기체를 압축시키기 위한 압축기는 자동차 정비소, 세차장, 공장 및 빌딩 등 다양한 분야에 사용되고 있으며, 이들의 냉동 사이클을 이루는 구성은 압축기와 응축기, 팽창밸브, 증발기로 이루어지며, 이와 같은 냉동사이클에서는 냉매가 상기 압축기와 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 계속적으로 순환하면서 기체에서 액체로, 액체에서 기체로 반복 변화함으로써 압축, 응축, 팽창, 증발의 4단계의 물리적 변화를 수행하게 된다.

이와 같은 압축기 중 공기 압축기는 첨부 도면 도 1에서 보는 바와 같이, 구동모터(8)와, 이 구동모터(8)의 동력을 전달하기 위한 V벨트(6a) 및 벨트풀리(6)와, 벨트풀리(6)의 회전력을 받아 동작하는 감속기(2)와, 이 감속기(2)와 연동되는 압축기(1)와, 상기 압축기(1)를 통해 압축된 기체를 저장하는 저장탱크(5) 등으로 구성된다.

또한, 상기 압축기(1)로 공기를 유입하는 기체여과기(1a)와, 압축된 기체를 저장탱크(5)로 보내는 압축기체 이송관(7)과, 상기 저장탱크(5)에서 압축기체를 배출하는 압축기체 출구관(4)이 구비되며, 상기 압축기(1)의 외면에는 장치의 구동으로 발생한 열을 냉각시키기 위한 냉각핀(1b)이 형성되어 있다. 상기 구동모터(8)와 감속기(2)와 압축기(1) 등은 상기 저장탱크(5) 상면에 설치되어 있다.

도면 중 미설명 부호 3은 압력 게이지이며, 9는 장치를 덮는 커버이다.

상기와 같은 구성을 가진 공기 압축장치는 상기 구동모터(8)가 회전하면 V벨트(6a)를 통하여 벨트풀리(6)가 회전하고, 이 벨트풀리(6)의 회전에 의해 감속기(2)가 동작되며, 이와 연결된 압축기(1)가 작동되어 기체여과기(1a)를 통해 유입된 기체가 압축되어 압축기체 이송관(7)을 통해 저장탱크(5)에 압축기체가 저장된다.

이와 같이 저장탱크(5)에 저장된 압축공기는 사용 시 압력게이지(3)를 거쳐 압축기체 출구관(4)을 통하여 작업체로 이송한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 기체압축장치는 동작 시 구동모터(8)와 V벨트(6a), 벨트풀리(6) 등의 회전에 따른 진동이 발생하였고, 이 진동으로 인한 소음 및 압축기(1)와 감속기(2)에서 구동 시 발생하는 마찰에 의한 소음이 발생하였고 장치를 오랫동안 작동하다보면 장치에서 열이 발생하여 다음과 같은 문제점을 유발하였다.

첫째, 공기 압축장치의 대부분이 실험을 위한 측정실이나 설계실 및 병원 등 정숙을 요하는 실내에 설치되는데, 상기와 같이 기존의 공기 압축장치는 장치가 구동할 때 큰 소음을 내게 되므로 주변 사람들에게 불편함을 주는 문제점이 있었다.

둘째, 구동모터(8)와 감속기(2)가 저장탱크(5)에 접하게 설치되어 있으므로 구동 시 발생하는 진동이 저장탱크(5)에 전달되고, 상기 저장탱크(5)는 바닥 위에 접하게 놓여 있으므로 압축기(1)에서 발생한 진동이 장치가 설치된 실내의 바닥에 전달되어 계측장비나 측정기 등의 오차의 원인이 된다. 특히 가장 많이 사용되는 왕복식 압축기의 경우 심한 소음을 동반하는 진동이 발생하는 문제점이 있다.

셋째, 장시간 기체압축장치를 작동시키면 구동모터(8) 및 압축기(1)에서 발생하는 과열로 인하여 장비의 수명이 감소되며, 특히 압축기(1)는 많은 열이 발생하는 부분이므로 압축기(1)의 열을 냉각하기 위한 구성이 요구되었다.

따라서, 종래의 공기 압축장치에도 열을 냉각하기 위한 구성이 개시된 바 있으며, 통상적으로 압축기(1)의 열을 냉각하기 위한 방법으로는 공랭식과 수냉식이 있으며, 공랭식은 상술한 바와 같이, 전열 접촉 면적을 증가시키기 위해 압축기(1) 표면에 냉각핀(1b)을 설치하여 공기의 대류현상에 의해 공기 중으로 열을 방출하는 것이지만 냉각핀(1b)으로는 압축기(1)의 열을 식히기에 불충분하기 때문에 냉각효율이 떨어져 계속적인 동작이 불가능하며 에너지 소비도 많아지게 되는 문제가 있었다.

따라서, 보다 냉각효율을 높일 수 있는 수냉식 압축기를 사용하는 기술이 공지된 바 있으나 그 구성이 대부분 대형구조에 적용되는 것으로서 냉각탑이 요구되고 연속적으로 냉각수를 공급하는 구성이 요구되어 설치 면적이 과다하게 필요하게 되는 문제점이 존재하였다.

상기와 같은 문제점 및 요구사항을 고려하여, 최근에는 공기 압축장치로 채워진 냉각액 탱크 내부에 압축기와 모터가 일체형으로 된 장비를 액체 중에서 작동하도록 고안하여 진동 및 소음을 저감시키는 기술이 개시되어 있으며, 본 출원인이 출원하여 등록받은 한국등록특허 제0472617호(발명의 명칭 : 공기 압축 장치의 방열 및 방음 구조) 또한 개시된 바 있다.

그러나, 진동과 소음 및 냉각효율에 관한 문제는 여전히 존재한다. 따라서, 공간 활용도를 높일 수 있도록 구성이 간단하며, 냉각액을 효과적으로 순환시켜 냉각효율을 높이고, 소음 및 진동이 없는 공기 압축장치의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

한국특허등록 제0472617호(등록공고일 2005.03.08)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 방음액 탱크 내부에 공기압축기를 유동가능하도록 고정하여, 진동 및 소음을 방지하고 냉각효율 또한 향상시킬 수 있는 공기압축장치에 관한 것이다.

본 발명의 공기압축장치(1000)는 공기를 압축하는 공기압축기(100);와, 상기 공기압축기(100)가 수용되며 공기가 충전되는 차음실(200);과, 상기 차음실(200)을 수용하며 방음액이 충전되는 방음액 탱크(300);와, 상기 방음액 탱크(300)의 외면 일측에 구비되어 공기압축기(100)를 구동하는 모터(400);와, 상기 공기압축기(100)로부터 압축된 공기를 저장하는 압축공기저장탱크(500); 및 상기 차음실(200)과 방음액 탱크(300)를 연결하는 연결부(600a, 600b);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결부(600a)는 유연성 있는 재질로 형성된 로프 형태이거나, 상기 연결부(600b)는 체인 형태인 것을 특징으로 하며, 외면에 코팅부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기압축장치(1000)는 상기 차음실(200)과 상기 방음액 탱크(300)를 연결하며, 적어도 하나 이상의 고정부재(700)를 포함한다.

또한, 상기 공기압축장치(1000)는 상기 방음액 탱크(300) 외부에 구비되며, 공기를 흡입하는 흡입부 및 상기 공기압축기(100)와 흡입부를 연결하는 공기이송관(120)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 강성을 지닌 재질로 형성되는 직선 형태의 제1공기이송관(121) 및 유연성을 지닌 재질로 형성되는 스프링 형태의 제2공기이송관(122)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 방음액 탱크(300)는 외벽에 방열핀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 공기압축장치는 공기압축기로부터 발생된 소음이 방음액 탱크 내부의 방음액 및 차음실 내부의 공기를 통과하여 외부로 발산되도록 함으로써, 음파에너지를 감소시켜 진동 및 소음을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 공기압축장치는 상기 공기압축기와 차음실을 연결하는 연결부를 로프 또는 체인 형태로 형성하여, 상기 공기압축기가 방음액 내에서 유동가능하도록 하여, 소음 및 진동을 더욱 효과적으로 감소시키며, 진동에 의해 냉각효율 또한 상승될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 공랭식 공기압축기 정면도
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 공기압축기의 사시도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기압축기의 정면도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 공기압축기의 정면도.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 공기압축기의 정면도.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 공기압축기의 상면도.

이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 공기압축기(100)의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 공기압축기(100)의 정면도로, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 공기압축기(100)를 상세하게 설명한다.

본 발명의 제1실시예에 따른 공기압축기(100)는 공기압축기(100), 차음실(200), 방음액 탱크(300), 모터(400), 압축공기저장탱크(500) 및 연결부(600a)를 포함한다.

상기 공기압축기(100)는 공기를 압축하는 기기로서 공지된 것을 사용한다. 상기 공기압축기(100)는 압축기, 모터(400) 및 감속기가 일체로 형성될 수 있다. 상기 공기압축기(100)의 압축기, 모터(400) 및 감속기를 일체로 형성하면, 상기 공기압축기(100)의 외부표면적을 줄일 수 있기 때문에 방수에 용이한 구성을 갖게 된다. 상기 공기압축기(100)는 외면이 방수 재질로 마감 처리될 수 있다. 이는 상기 공기압축기(100)가 방음액에 의해 직냉 되도록 하기 위함이다.

상기 공기압축기(100)는 흡입부로부터 공기를 흡입하고, 모터(400)의 구동에 의해 압축기가 작동하여 압축된 공기가 압축공기탱크에 저장되게 된다. 상기 공기압축기(100)와 흡입부는 공기이송관(120)을 통해 연결되고, 상기 공기압축기(100)와 압축공기탱크는 압축공기공급관(510)을 통해 연결될 수 있다.

또한, 상기 공기이송관(120)은 제1공기이송관(121) 및 제2공기이송관(122)을 포함한다. 상기 제1공기이송관(121)은 강성을 지닌 재질로 형성되는 직선 형태로 일단부가 상기 흡입부와 연결되며 타단부가 상기 제2공기이송관(122)과 연결된다. 상기 제2공기이송관(122)은 유연성을 지닌 재질로 형성되는 스프링 형태로 일단부가 상기 제1공기이송관(121)과 연결되며 타단부가 상기 공기압축기(100)와 연결된다.

따라서, 상기 공기이송관(120)은 상기 제2공기이송관(122)이 스프링 형태로 형성되어, 상기 공기압축기(100)의 진동으로 인한 충격을 흡수할 수 있는 효과가 있으며, 이는 상기 공기압축장치(1000)의 내구성이 강화되어 고장 및 파손의 위험을 줄일 수 있는 효과가 있다.

상기 차음실(200)은 상기 공기압축기(100)가 수용되며 공기가 충전된다. 이 때, 상기 공기압축장치(1000)는 상기 차음실(200)에 수용된 공기압축기(100)가 공기를 압축할 경우 발생되는 소음 및 진동이 상기 차음실(200)에 충전된 공기 및 상기 차음실(200)의 외벽을 통과하면서 1차적으로 감쇄되는 효과가 있다.

상기 방음액 탱크(300)는 상기 공기압축기(100)를 내부에 수용하도록 형성된다. 상기 방음액 탱크(300)의 내부에는 방음액이 충전되며, 본 발명의 일실시예에 따른 공기압축장치(1000)는 상기 방음액으로 물을 사용한다. 상기 방음액 탱크(300)에 충전되는 방음액은 공기압축기(100)를 직접 냉각시키는 냉각수 역할을 수행함과 동시에 상기 공기압축기(100) 외부로 발산된 소음 및 진동을 감쇄시키게 된다. 상기 방음액 탱크(300)의 외벽은 표면적을 넓이기 위해 외면에 방열핀이 구비될 수 있다. 이는 상기 방음액 탱크(300)에 충전되는 방음액과 외부와의 열교환 효율을 높이고 소음 및 진동을 2차적으로 감쇄시키는 효과가 있다.

즉, 상기 공기압축장치(1000)는 상기 공기압축기(100)로부터 발생되는 진동 및 소음이 상기 차음실(200)에 충전된 공기와 상기 차음실(200) 외벽을 통과하여 1차적으로 감쇄되고, 1차적으로 감쇄된 소음 및 진동이 상기 방음액 탱크(300) 내부의 방음액을 통과하여 2차적으로 감쇄된 후, 외부로 발산되는 구조로 두 번에 걸쳐 소음 및 진동을 감쇄시킨다.

상기 모터(400)는 상기 방음액 탱크(300)의 외면 일측에 구비되어 공기압축기(100)를 구동하는 역할을 한다. 이 때, 상기 공기압축장치(1000)는 상기 모터(400)와 상기 공기압축기(100)를 연결하는 연결축(410)을 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 연결축(410)은 강성과 유연성을 동시에 지닌 재질인 것이 바람직하며 본 발명의 일실시예에 따른 공기압축장치(1000)의 상기 연결축(410)은 탄소섬유 소재로 형성된다.

상기 연결부(600a)는 일단부가 상기 방음액 탱크(300)와 연결되며 타단부가 상기 차음실(200)과 연결되어, 상기 방음액 탱크(300)와 상기 차음실(200)을 연결한다. 즉, 상기 차음실(200)은 상기 연결부(600a)에 의해 상기 방음액 탱크(300)의 내부 공간에 지지된다. 이 때, 상기 연결부(600a)를 통해 상기 공기압축기(100)에서 발생된 진동 및 소음이 상기 방음액 탱크(300)로 전달된다. 상기 연결부(600a)를 통해 전달되는 진동 및 소음을 감쇄시키기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 공기압축장치(1000)는 상기 연결부(600a)가 유연성이 있는 재질로 형성되는 로프 형태로 구비된다. 따라서, 상기 차음실(200)은 상기 방음액 내부에서 유동성을 가지며, 이에 따라, 상기 연결부(600a)를 통해 상기 방음액 탱크(300)로 전달되는 진동 및 소음이 효과적으로 감쇄될 뿐 아니라, 별도의 냉각수 순환장치 없이 물을 유동시키도록 하여 상기 공기압축기(100)의 냉각효율을 높이게 되는 효과가 있다.

상기 연결부(600a)는 본 발명의 일실시예에 따른 공기압축장치(1000)에서는 유연성 있는 재질의 로프 형태이나 본 발명의 목적인 상기 차음실(200)로부터 상기 방음액 탱크(300)로 전달되는 진동 및 소음을 감쇄시키는 목적에 벗어남 없이 다양하게 변형실시 가능하다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 공기압축장치(1000)를 나타낸 정면도로, 도 4를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 공기압축장치(1000)를 상세하게 설명한다.

본 발명의 제2실시예에 따른 공기압축장치(1000)는 본 발명의 일실시예에 상술한 바와 같은 구성이 그대로 적용되며, 다른 실시예의 상기 연결부(600b)가 적용된다. 상기 연결부(600b)는 체인 형태로 구비되며, 상기 연결부(600b)의 외면에 코팅부를 더 포함할 수 있다. 상기 연결부(600b)는 체인 형태로 구비됨으로써, 상기 차음실(200)이 상기 방음액 내부에서 유동 가능하도록 한다. 따라서, 상기 공기압축기(100)로부터 발생되는 소음 및 진동을 감쇄시킬 수 있는 효과가 있으며, 외면에 코팅부가 형성되어 부식을 방지할 수 있어 유지 및 보수가 편리한 효과가 있다.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 공기압축장치(1000)를 나타낸 정면도이며, 도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 공기압축장치(1000)를 나타낸 상면도로, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 공기압축장치(1000)를 상세하게 설명한다.

본 발명의 제3실시예에 따른 공기압축장치(1000)는 본 발명의 일실시예에 상술한 바와 같은 구성이 그대로 적용되며, 고정부재(700)를 더 포함한다. 상기 고정부재(700)는 상기 차음실(200)의 외면에 구비되며, 상기 차음실(200)과 상기 방음액 탱크(300)를 고정하는 역할을 한다. 이 때, 상기 고정부재(700) 또한 상기 공기압축기(100)로부터 발생되는 진동 및 소음을 상기 방음액 탱크(300)로 전달할 수 있다. 따라서, 상기 고정부재(700)는 로프 또는 체인 형태로 형성된다.

또한, 상기 고정부재(700)는 상기 차음실(200)의 외면에 적어도 하나 이상 구비되며, 본 발명의 제3실시예에 따른 공기압축장치(1000)는 상기 고정부재(700)가 상기 차음실(200)의 하단 및 외면에 복수 개로 구비된 것을 나타낸 것이다. 상기 고정부재(700)는 로프 형태로 구비되어 상기 공기압축기(100)로부터 발생되는 소음 및 진동을 효과적으로 감쇄할 수 있다.

또한, 본 발명의 제3실시예에 따른 공기압축장치(1000)의 고정부재(700)는 스프링 형태로 구비되나, 상기 공기압축기(100)로부터 발생되는 소음 및 진동을 감쇄시키는 목적에 벗어남 없이 다양하게 변형실시 가능하다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 공기압축장치(1000)는 상기 공기압축기(100)로부터 발생된 소음이 상기 방음액 탱크(300) 내부의 방음액 및 상기 차음실(200) 내부의 공기를 통과하여 외부로 발산되도록 함으로써, 음파에너지를 감소시켜 진동 및 소음을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 공기압축장치(1000)는 상기 공기압축기(100)와 상기 차음실(200)을 연결하는 연결부(600a, 600b)를 로프 또는 체인 형태로 형성하여, 상기 공기압축기(100)가 방음액 내에서 유동 가능하도록 하여, 소음 및 진동을 더욱 효과적으로 감소시키며, 진동에 의해 냉각효율 또한 상승될 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 상기한 실시예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

1000 : 공기압축장치
100 : 공기압축기 110 : 흡입부
120 : 공기이송관 121 : 제1공기이송관
122 : 제2공기이송관
200 : 차음실
300 : 방음액 탱크
400 : 모터 410 : 연결축
500 : 압축공기저장탱크 510 : 압축공기공급관
600a, 600b : 연결부 610 : 코팅부
700 : 고정부재

Claims (6)

1. 공기를 압축하는 공기압축기(100);
   상기 공기압축기(100)가 수용되며 공기가 충전되는 차음실(200);
   상기 차음실(200)을 수용하며 방음액이 충전되는 방음액 탱크(300);
   상기 방음액 탱크(300)의 외면 일측에 구비되어 공기압축기(100)를 구동하는 모터(400);
   상기 공기압축기(100)로부터 압축된 공기를 저장하는 압축공기저장탱크(500);
   상기 차음실(200)과 방음액 탱크(300)를 연결하는 연결부(600a, 600b); 및
   상기 방음액 탱크(300) 외부에 구비되며, 공기를 흡입하는 흡입부 및 상기 공기압축기(100)와 흡입부를 연결하되, 강성을 지닌 재질로 형성되는 직선 형태의 제1공기이송관(121) 및 유연성을 지닌 재질로 형성되는 스프링 형태의 제2공기이송관(122)을 포함하는 공기이송관(120)을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기압축장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 연결부(600a)는
   유연성 있는 재질로 형성된 로프 형태인 것을 특징으로 하는 공기압축장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 연결부(600b)는
   체인 형태이며, 외면에 코팅부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기압축장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 공기압축장치(1000)는
   상기 차음실(200)과 상기 방음액 탱크(300)를 고정하며, 적어도 하나 이상의 고정부재(700)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기압축장치.
5. 삭제
6. 삭제

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