KR101462934B1 - 밀폐형 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것이다. 본 발명에 의한 밀폐형 압축기는, 케이싱의 하단을 이루는 하부캡의 테두리에 개구부를 형성함으로써, 압축기의 운전시 그 내부의 구동모터와 압축부 등에서 발생되는 진동이 상기 케이싱의 하부캡으로 전달되더라도 그 하부캡의 고유진동수가 다른 주파수 대역으로 이동하게 되어 압축기의 하단부에서 발생되는 소음이 감소할 수 있다.

압축기, 하부캡, 개구부, 진동수

Description

밀폐형 압축기{HERMETIC COMPRESSOR}

본 발명은 밀폐형 압축기에서 진동을 줄일 수 있는 케이싱 구조에 관한 관한 것이다.

일반적으로 밀폐형 압축기는 케이싱의 내부공간에 구동력을 발생하는 구동모터와, 상기 구동모터와 함께 상기 케이싱의 내부공간에 설치되어 그 구동모터의 구동력에 의해 냉매를 압축하는 압축부로 이루어져 있다.

그리고 상기 케이싱은 그 내부공간에 상기 구동모터와 압축부 그리고 다른 부품을 넣고 밀폐할 수 있도록 복수 개로 이루어져 있다. 예컨대, 상기 구동모터와 압축부가 케이싱에 고정되는 로터리 압축기 또는 스크롤 압축기의 케이싱은 원통의 본체와, 그 본체의 상단과 하단을 복개하는 상부캡과 하부캡으로 이루어져 있다. 또, 상기 구동모터와 압축부가 상기 케이싱에 대해 탄력 지지되는 왕복동식 압축기의 케이싱은 하부셀과 상부셀로 이루어져 있다.

그리고 상기 하부캡 또는 상기 하부셀의 저면에 고정되는 지지플레이트는 그 압축기를 설치면에 고정하는 동시에 안정적으로 지지할 수 있도록 통상 사각 모양이나 삼각 모양으로 형성되고, 그 하부캡 또는 지지플레이트의 모서리에는 진동을 감쇄하기 위한 방진고무 등이 설치되어 있다.

상기와 같은 종래의 밀폐형 압축기에 있어서는, 상기 하부캡이 그 재질과 형상에 따라 고유진동수를 가짐에 따라 압축기의 운전시 이 고유진동수가 가진되고 이로 인해 압축기의 진동이 발생되어 압축기 소음이 됨에도 불구하고 상기 하부캡에서의 진동과 이로 인한 소음에 대해 구체적인 개선책이 소개되고 있지 않다는 문제점이 있었다. 모듈레이션 해석을 통한 실험 결과, 도 1에서와 같이 문제 영역인 1.25khz의 소음이 발생되는 것을 알 수 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 밀폐형 압축기가 가지는 문제점을 해결한 것으로, 상기 하부캡의 형상을 변경하여 그 하부캡에서의 진동 소음을 줄일 수 있는 밀폐형 압축기를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 해결하기 위하여, 케이싱의 내부에 구동력을 발생하는 구동모터와 그 구동모터에 의해 작동하면서 냉매를 압축하는 압축부가 함께 구비되는 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 케이싱은 설치면에 지지되는 하부캡을 포함하고, 그 하부캡은 테두리면에 적어도 한 개 이상의 개구부(opening)가 형성되는 밀폐형 압축기가 제공된다.

본 발명에 의한 밀폐형 압축기는, 케이싱의 하단을 이루는 하부캡의 테두리에 개구부를 형성함으로써, 압축기의 운전시 그 내부의 구동모터와 압축부 등에서 발생되는 진동이 상기 케이싱의 하부캡으로 전달되더라도 그 하부캡의 고유진동수가 다른 주파수 대역으로 이동하게 되어 압축기의 하단부에서 발생되는 소음이 감소할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 일실시예로 스크롤 압축기에 대해 상세하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 밀폐된 내부공간을 갖는 케이싱(100)과, 상기 케이싱(100)의 상하 양측 내부공간에 각각 고정되는 메인프레임(200) 및 서브프레임(300)과, 상기 메인프레임(200)과 서브프레임(300) 사이에 장착되어 회전력을 발생하는 구동모터(400)와, 상기 메인프레임(200)의 상면에 고정 설치되고 상기 가스흡입관(SP)이 직접 결합되는 고정스크롤(500)과, 상기 고정스크롤(500)에 맞물려 압축실(P)을 형성하도록 상기 메인프레임(200)의 상면에 선회 가능하게 얹히는 선회스크롤(600)과, 상기 선회스크롤(600)과 메인프레임(200) 사이에 설치되어 상기 선회스크롤(600)의 자전을 방지하면서 선회시키는 올담링(Oldham's ring)(700)가 포함된다.

상기 케이싱(100)은 상기 메인프레임(200)과 서브프레임(300) 그리고 구동모터(400)가 고정되는 본체부(110)와, 상기 본체부(110)의 상하 양측에 각각 복개되어 상기 케이싱(100)의 내부공간을 밀폐하는 상부캡(120)과 하부캡(130)으로 이루어진다.

상기 본체부(110)는 원통모양으로 형성되고, 상기 상부캡(120)은 상측으로 볼록하게 형성되며, 상기 하부캡(130)은 그 테두리부위는 편평하게 형성되는 반면 그 중앙부위는 오일저장공간을 형성할 수 있도록 하측으로 오목하게 형성된다. 상기 하부캡(130)의 모서리 부위에는 방진고무(미도시)가 설치된다.

상기 구동모터(400)는 상기 케이싱(100)의 내부에 고정되어 외부에서 전원을 인가받는 고정자(410)와, 상기 고정자(410)의 내부에 일정 공극을 두고 배치되어 상기 고정자(410)와 상호 작용하면서 회전하는 회전자(420)와, 상기 회전자(420)에 열박음으로 결합되어 상기 구동모터(400)의 회전력을 상기 선회스크롤(600)에 전달하는 구동축(430)으로 이루어진다. 상기 구동축(430)은 축방향으로 오일유로(431)가 관통 형성되고, 상기 오일유로(431)의 하단에는 오일펌프(440)가 설치된다.

상기 고정스크롤(500)은 그 경판부(510) 저면에 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 이루는 고정랩(520)이 나선형으로 형성되고, 상기 경판부(510)의 측면에는 상기 가스흡입관(SP)이 직접 연통되는 흡입구(530)가 형성되며, 상기 경판부(510) 상면 중앙에는 압축된 냉매를 상기 케이싱(100)의 상측공간(S1)으로 토출하는 토출구(540)가 형성된다.

상기 선회스크롤(600)은 그 경판부(610) 상면에 상기 고정스크롤(500)의 고정랩(520)과 함께 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 이루는 선회랩(620)이 나선형으로 형성되고, 상기 경판부(610) 저면 중앙에는 상기 구동축(430)에 결합되어 상기 구동모터(400)의 동력을 전달받는 보스부(630)가 형성된다.

도면중 미설명 부호인 SP는 흡입관, DP는 토출관이다.

상기와 같은 본 발명 스크롤 압축기는 다음과 같이 작동된다.

즉, 상기 구동모터(400)에 전원이 인가되면, 상기 구동축(430)이 회전자와 함께 회전을 하면서 상기 선회스크롤(600)에 회전력을 전달하고, 이 회전력을 전달받은 상기 선회스크롤(600)은 올담링(700)에 의해 상기 메인프레임(200)의 상면에서 편심 거리만큼 선회운동을 하면서 상기 고정스크롤(500)의 고정랩(520)과 상기 선회스크롤(600)의 선회랩(620) 사이에 연속으로 이동하는 한 쌍의 압축실(P)이 형성된다. 그리고 이 압축실(P)은 상기 선회스크롤(600)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 흡입되는 냉매를 압축하게 된다.

이와 동시에, 상기 구동축(430)의 하단에 설치된 오일펌프(440)에서는 상기 케이싱(100)에 채워져 있는 오일을 펌핑하게 되고, 이 오일은 상기 구동축(430)의 오일유로(431)를 통해 상단으로 흡상되면서 윤활면으로 공급된다.

여기서, 상기 구동모터(400)가 구동되면서 발생되는 진동과 상기 압축부가 냉매를 압축하면서 발생되는 진동은 상기 케이싱(100)으로 전달되고, 이 진동은 상기 케이싱(100)을 통해 가스흡입관(SP)이나 가스토출관(DP) 또는 상기 케이싱(100)의 하부캡(130)으로 전달되면서 가진되어 압축기의 진동 소음을 발생시키게 된다.

따라서, 상기 가스흡입관(SP)이나 가스토출관(DP) 또는 하부캡(130) 등에서 상기 케이싱(100)을 통해 전달받는 진동을 감쇄시킬 수 있다. 본 발명은 상기 하부캡을 이용하여 압축기 진동 소음을 감쇄시키는 것이다.

이를 위해, 상기 하부캡(130)은 그 테두리에 적어도 한 개 이상의 개구부(opening)(133)가 구비된다. 예컨대, 상기 하부캡(130)은 도 2에서와 같이 상기 압축기가 설치되는 설치면에 대향되는 평판부(131)와, 상기 평판부(131)의 테두리 부위를 설치면 방향으로 절곡하여 형성되는 절곡부(132)로 이루어진다. 그리고 상기 절곡부(132)의 테두리면에 도 2 및 도 3에서와 같이 상기 개구부가 단차지게 형성되거나 또는 도 4 및 도 5에서와 같이 상기 개구부(133)가 관통 형성될 수 있다.

상기 개구부(133)는 횡방향으로 진동을 균일하게 하여 불균형으로 인한 진동을 최소화할 수 있도록 상기 절곡부(132)의 중심을 기준으로 횡방향 양측이 서로 대칭되게 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 그리고 상기 개구부(133)는 그 꼭지점들에서의 진동을 줄이고 피로를 줄일 수 있도록 상기 개구부(133)의 꼭지점들은 곡선지게 형성될 수 있다.

상기 개구부(133)의 횡방향 길이(L1)는 그 절곡부(132)의 횡방향 길이(L) 대비 50% 이하로 형성되는 한편, 상기 개구부(133)의 종방향 높이(H1)는 그 절곡부(132)의 종방향 높이(H) 대비 50% 이상으로 형성될 수 있다.

이렇게 하여, 상기 압축기의 운전시 그 내부의 구동모터와 압축부 등에서 발생되는 진동이 상기 케이싱을 통해 하부캡으로 전달되더라도 상기 하부캡에 개구부가 형성됨에 따라 그 하부캡의 고유진동수가 다른 주파수 대역으로 이동하게 되어 압축기의 하단부에서 발생되는 소음이 감소하게 된다. 실제, 본 발명과 같이 상기 하부캡에 개구부를 형성한 스크롤 압축기에 대한 소음 실험을 한 결과가 도 6에 도시된다. 이에 도시된 바와 같이 상기 1.25kHz 대역의 소음이 낮아진 것을 알 수 있다.

본 발명에 의한 밀폐형 압축기에 대해 본 실시예에서는 스크롤 압축기를 예 로 들어 설명하였으나, 본 실시예의 스크롤 압축기 외에 로터리 압축기 등과 같이 하부캡을 갖는 밀폐형 압축기에는 모두 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명 스크롤 압축기를 보인 종단면도,

도 2는 도 1에 따른 스크롤 압축기에서 하부캡을 보인 사시도,

도 3은 도 2에 따른 하부캡에서 개구부의 규격을 설명하기 위해 보인 정면도,

도 4 및 도 5는 도 1에 따른 스크롤 압축기에서 하부캡의 다른 예를 보인 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 스크롤 압축기에서 하부캡에 개구부를 형성한 경우와 개구부를 형성하지 않은 경우에 대한 소음을 비교하여 실험을 한 그래프.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100 : 케이싱 110 : 본체부

120 : 상부캡 130 : 하부캡

131 : 평면부 132 : 절곡부

133 : 개구부 500 : 고정스크롤

600 : 선회스크롤

Claims (8)

1. 케이싱의 내부에 구동력을 발생하는 구동모터와 그 구동모터에 의해 작동하면서 냉매를 압축하는 압축부가 함께 구비되는 밀폐형 압축기에 있어서,

   상기 케이싱은 설치면에 지지되는 하부캡을 포함하고,

   그 하부캡은 설치면에 대향되는 평판부 및 상기 평판부의 테두리부위를 설치면 방향으로 절곡하는 절곡부로 이루어지고, 상기 절곡부에 적어도 한 개 이상의 개구부(opening)가 형성되고,

   상기 하부캡은 고유진동수가 1.25kHz를 벗어난 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 개구부는 상기 절곡부의 테두리면에 단차지게 형성되는 밀폐형 압축기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 개구부는 상기 절곡부의 테두리면 주변에 관통 형성되는 밀폐형 압축기.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 개구부는 상기 절곡부의 중심을 기준으로 횡방향 양측이 서로 대칭되게 형성되는 밀폐형 압축기.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 개구부는 그 꼭지점들이 곡선지게 형성되는 밀폐형 압축기.
6. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 개구부의 횡방향 길이는 그 절곡부의 횡방향 길이 대비 50% 이하로 형성되는 밀폐형 압축기.
7. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 개구부의 종방향 높이는 그 절곡부의 종방향 높이 대비 50% 이상으로 형성되는 밀폐형 압축기.
8. 삭제

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