KR101788597B1

KR101788597B1 - 밀폐형 압축기

Info

Publication number: KR101788597B1
Application number: KR1020100025952A
Authority: KR
Inventors: 박종찬; 박정식; 기성현; 조성만
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2017-11-15
Also published as: KR20110106738A

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것이다. 본 발명은, 밀폐용기의 내부에 별도의 내부머플러를 설치함으로써, 흡입머플러를 통해 역류하는 흡입소음이나 또는 압축본체에서 냉매가 토출되면서 발생되는 토출소음이 상기 내부머플러의 체적부로 유입되어 감쇄됨에 따라 전체적인 압축기 소음이 감쇄되어 압축기에 대한 신뢰성이 향상될 수 있다.

Description

밀폐형 압축기{HERMETIC TYPE COMPRESSOR}

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 특히 밀폐용기의 내부공간에서 냉매의 유로 밖에 흡입머플러가 설치되는 밀폐형 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐형 압축기는 밀폐용기의 내부공간에 구동력을 발생하는 구동모터와 그 구동모터에 의해 작동하면서 냉매를 압축하는 압축본체가 함께 설치된다. 상기 밀폐형 압축기는 밀폐용기의 내부공간에 흡입압의 냉매가 채워지는지 또는 토출압의 냉매가 채워지는지에 따라 저압식 압축기 또는 고압식 압축기로 구분될 수 있다.

상기 저압식 압축기는 냉매흡입관이 상기 밀폐용기의 내부공간에 연통되도록 연결되는 반면 냉매토출관은 상기 압축본체의 토출측에 직접 연통되어 상기 밀폐용기를 관통하도록 연결되어 있다.

상기 고압식 압축기는 냉매흡입관이 상기 밀폐용기를 관통하여 압축본체의 흡입측에 직접 연결되는 반면 냉매토출관은 상기 밀폐용기의 내부공간에 연통되도록 연결되어 있다.

상기 저압식 압축기의 경우에는 압축본체에서 냉매를 흡입하는 과정에서 발생되는 소음, 예를 들어 밸브타음이나 압력맥동으로 인해 발생되는 소음이 흡입유로를 통해 역류하여 밀폐용기의 내부공간으로 흘러나오게 된다. 이를 감안하여 대부분의 밀폐형 압축기에서는 압축본체의 흡입측 냉매유로에 흡입머플러를 설치하고 있다.

그러나, 종래의 밀폐형 압축기에 설치되는 흡입머플러는, 제약된 공간에 설치되므로 흡입머플러의 길이를 확대하는데 한계가 있다. 이로 인해 압축본체에서 발생되는 소음이 흡입머플러에서 완전히 제거되지 못하고 밀폐용기의 내부공간으로 흘러나오면서 압축기 소음이 가중되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 밀폐용기의 내부공간으로 흘러나온 소음을 제거하여 압축기 소음을 낮출 수 있는 밀폐형 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 밀폐용기; 상기 밀폐용기의 내부에 설치되어 냉매를 압축하는 압축본체; 상기 밀폐용기의 내부공간에 연통되도록 그 밀폐용기에 결합되어 냉매를 냉동시스템에서 압축본체로 안내하는 흡입관; 상기 밀폐용기에 결합되어 상기 압축본체에서 압축된 냉매를 상기 냉동시스템으로 안내하는 토출관; 및 상기 압축본체에서 상기 밀폐용기의 내부공간으로 나오는 소음을 제거하는 소음제거부재;를 포함하고, 상기 소음제거부재는, 소음공간이 되는 체적부와, 일단이 상기 체적부와 연통되고 타단이 개구되며 상기 체적부의 내경보다 작게 형성되는 관로부로 이루어지고, 상기 관로부의 개구측 끝단은 상기 압축본체의 냉매유로 입구 또는 출구와 그 압축본체의 냉매유로 입구 또는 출구가 대면되는 밀폐용기의 내주면 사이를 향하도록 배치되는 밀폐형 압축기가 제공된다.

본 발명에 의한 밀폐형 압축기는, 밀폐용기의 내부에 별도의 내부머플러를 설치함으로써, 흡입머플러를 통해 역류하는 흡입소음이나 또는 압축본체에서 냉매가 토출되면서 발생되는 토출소음이 상기 내부머플러의 체적부로 유입되어 감쇄됨에 따라 전체적인 압축기 소음이 감쇄되어 압축기에 대한 신뢰성이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 왕복동식 압축기를 보인 종단면도,
도 2는 도 1에 따른 내부머플러를 보인 사시도,
도 3은 도 1에 따른 내부머플러의 소음과정을 보인 종단면도,
도 4는 본 발명에 따른 왕복동식 압축기에서 내부머플러의 다른 실시예를 보인 종단면도,
도 5는 왕복동식 압축기에서 압축기 소음 감쇄 효과를 설명하기 위해 보인 그래프,
도 6 내지 도 8은 본 발명의 내부머플러가 적용된 압축기의 다른 예들을 보인 개략도.

이하, 본 발명에 의한 밀폐형 압축기를 첨부도면에 도시된 왕복동식 압축기를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 밀폐용기에 내부머플러가 구비된 밀폐형 압축기의 일례로 왕복동식 압축기를 보인 종단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기는, 가스흡입관(SP)과 가스토출관(DP)이 연통되는 밀폐용기(100)와, 상기 밀폐용기(100)의 내부에 탄력 지지되는 프레임유닛(200)과, 상기 프레임유닛(200)에 지지되어 후술할 가동자(330)가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동모터(300)와, 상기 왕복동모터(300)의 가동자(33)에 후술할 피스톤(420)이 결합되어 상기 프레임유닛(200)으로 지지되는 압축유닛(400)과, 상기 왕복동모터(300)의 가동자(330)와 상기 압축유닛(400)의 피스톤(420)을 운동방향으로 탄력 지지하여 공진운동을 유도하는 복수 개의 공진유닛(500)을 포함한다.

상기 프레임유닛(200)은 상기 압축유닛(400)이 지지되고 상기 왕복동모터(300)의 전방측을 지지하는 제1 프레임(210)과, 상기 제1 프레임(210)에 결합되어 상기 왕복동모터(300)의 후방측을 지지하는 제2 프레임(220)과, 상기 제2 프레임(220)에 결합되어 후술할 복수 개의 제2 공진스프링들(530)을 지지하는 제3 프레임(230)으로 이루어진다. 상기 제1 프레임(210)과 제2 프레임(220) 그리고 제3 프레임(230)은 모두 철손(iron loss)을 줄일 수 있도록 알루미늄과 같은 비자성체로 형성될 수 있다.

상기 왕복동모터(300)는 상기 제1 프레임(210)과 제2 프레임(220) 사이에 지지되고 코일(311)이 권선되는 외측고정자(310)와, 상기 외측고정자(310)의 안쪽에 일정 간격을 두고 결합되는 내측고정자(320)와, 상기 외측고정자(310)의 코일(311)에 대응되도록 자석(331)이 구비되어 상기 외측고정자(310)와 내측고정자(320) 사이에서 자속 방향을 따라 직선으로 왕복운동을 하는 가동자(330)로 이루어진다. 상기 외측고정자(310)와 내측고정자(320)는 다수 장의 얇은 스테이터코어를 낱장씩 원통형으로 적층하거나 또는 다수 장의 얇은 스테이터코어를 블록모양으로 적층하여 그 스테이터블록을 방사상으로 적층하여 이루어진다.

상기 압축유닛(400)은 상기 제1 프레임(210)에 일체로 형성되는 실린더(410)와, 상기 왕복동모터(300)의 가동자(330)에 결합되어 상기 실린더(410)의 압축공간(P)에서 왕복운동을 하는 피스톤(420)과, 상기 피스톤(420)의 선단에 장착되어 그 피스톤(420)의 흡입유로(421)를 개폐하면서 냉매가스의 흡입을 조절하는 흡입밸브(430)와, 상기 실린더(410)의 토출측에 장착되어 상기 실린더(410)의 압축공간(P)을 개폐하면서 압축가스의 토출을 조절하는 토출밸브(440)와, 상기 토출밸브(440)를 탄력적으로 지지하는 밸브스프링(450)과, 상기 토출밸브(440)와 밸브스프링(450)을 수용하도록 상기 실린더(410)의 토출측에서 상기 제1 프레임(210)에 고정되는 토출커버(460)로 이루어진다. 그리고 상기 피스톤(420)의 후방측에는 그 피스톤(420)의 흡입유로(421)로 흡입되는 냉매의 흡입소음을 감쇄시키기 위한 흡입머플러(700)가 설치된다.

상기 공진유닛(500)은 상기 가동자(330)와 피스톤(420)의 연결부에 결합되는 스프링서포터(510)와, 상기 스프링서포터(510)의 전방측에 지지되는 제1 공진스프링들(520)과, 상기 스프링서포터(510)의 후방측에 지지되는 제2 공진스프링들(530)로 이루어진다.

도면중 미설명 부호인 600은 오일피더이다.

상기와 같은 본 발명에 의한 왕복동식 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 상기 왕복동모터(300)에 전원이 인가되어 상기 외측고정자(310)와 내측고정자(320)의 사이에 자속이 형성되면, 상기 외측고정자(310)와 내측고정자(320) 사이의 공극에 놓인 상기 가동자(330)가 자속의 방향을 따라 움직이면서 상기 공진유닛(500)에 의해 지속적으로 왕복운동을 하게 된다.

그리고 상기 피스톤(420)이 상기 실린더(410)의 내부에서 후진운동을 할 때 상기 밀폐용기(100)의 내부공간에 채워져 있던 냉매가 상기 흡입머플러(700)를 통해 상기 피스톤(420)의 흡입유로(421)로 유입되고, 이 냉매는 상기 흡입밸브(430)를 통과하여 상기 실린더(410)의 압축공간(P)으로 흡입된다.

그리고 상기 피스톤(420)이 실린더(410)의 내부에서 전진운동을 할 때 상기 압축공간(P)으로 흡입된 냉매가스가 압축되어 상기 토출밸브(440)를 열면서 토출하는 일련의 과정을 반복하게 된다.

여기서, 상기 밀폐용기(100)의 내부공간에 채워졌던 냉매가 상기 피스톤(420)의 흡입유로(421)를 통해 상기 실린더(410)의 압축공간(P)으로 흡입되는 과정에서 밸브타음이 발생되거나 또는 냉매의 역류로 인한 압력맥동이 발생될 수 있다. 그리고 이 밸브타음이나 압력맥동으로 인한 흡입소음이 상기 피스톤(420)의 흡입유로(421)에 연통되는 흡입머플러(700)를 통해 역류하여 상기 밀폐용기(100)의 내부공간으로 흘러나오면서 압축기 소음이 가중될 수 있다.

하지만, 본 발명에서는 상기 흡입머플러(700)의 입구 주변, 즉 상기 가스흡입관(SP)과 흡입머플러(700)의 입구 사이를 연결하는 가상선 밖에 별도의 내부머플러(800)를 더 설치하여 상기 밀폐용기(100)의 내부공간으로 흘러나오는 소음을 감쇄시킬 수 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 내부머플러(800)는 일종의 헬름홀쯔 효과를 이용한 것이다. 예를 들어, 본 발명에 의한 내부머플러(800)는 소음공간을 갖는 체적부(810)와, 일단이 상기 체적부(810)와 연통되고 타단이 개구되며 상기 체적부(810)의 내경보다 작은 직경을 직경을 갖도록 형성되는 관로부(820)로 이루어진다.

상기 체적부(810)와 관로부(820)는 일체로 형성될 수도 있지만 각각 독립적으로 형성되어 조립될 수 있다.

상기 체적부(810)는 밀폐용기(100)의 내부공간 어디에나 설치될 수 있다. 예를 들어, 도 1에서와 같이 상기 체적부(810)는 상기 제2 프레임(220)과 제3 프레임(230) 사이에 설치될 수 있다.

그리고 상기 관로부(820)의 개구측 끝단은 상기 흡입머플러(700)의 입구와 그 흡입머플러(800)의 입구가 대면되는 밀폐용기(100)의 내주면 사이를 향하도록 배치될 수 있다.

상기 관로부(820)는 직선 형상으로 형성될 수도 있지만, 상기 체적부(810)가 설치되는 위치 또는 조건에 따라서는 상기 관로부(820)가 벤딩되도록 형성될 수도 있다. 그리고 상기 관로부(820)는 가요성 재질로 형성되어 그 설치형상을 더 자유롭게 할 수도 있다.

한편, 상기 내부머플러(800)는 전술한 실시예와 같이 별도로 제작하여 설치할 수도 있지만, 상기 밀폐용기(100)의 내부공간에 미리 구비된 구조물을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 도 4에서와 같이 상기 내부머플러(800)는 밀폐용기(100)의 내주면에 고정되어 상기 압축본체의 횡방향 진동을 제한하는 스토퍼(110)를 체적부(810)로 이용하고, 그 스토퍼(110)에 관로부(820)를 이루도록 관을 연결하여 내부머플러(800)를 형성할 수 있다.

여기서, 상기 체적부(810)를 이루는 스토퍼(110)는 적어도 일부가 상기 압축본체의 피스톤운동방향과 접촉될 수 있도록 상기 밀폐용기(100)의 내주면에 고정 결합되고, 상기 밀폐용기(100)와 압축본체 사이의 피스톤 운동방향 간격보다 상기 밀폐용기(100)와 스토퍼(110) 사이의 피스톤 운동방향 간격이 더 작게 배치되는 것이 바람직하다.

이 경우에 상기 체적부(810)는 흡입머플러(700)의 입구와 멀리 떨어져 있으므로 상기 관로부(820)는 길게 형성하여 곡선지거나 절곡지게 형성할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 작용효과는 다음과 같다.

즉, 상기 밀폐용기(100)의 내부공간에 채워졌던 냉매가 상기 피스톤(420)의 흡입유로(421)를 통해 상기 실린더(410)의 압축공간(P)으로 흡입되는 과정에서 발생되는 밸브타음이나 압력맥동과 같은 흡입소음이 역류하여 상기 흡입머플러(700)를 통해 밀폐용기(100)의 내부공간으로 유출되고 이 흡입소음은 상기 밀폐용기(100)의 내벽면에 부딪혀 압축기 소음을 가중시킬 수 있으나, 상기 흡입머플러(700)를 통해 역류하는 흡입소음이 상기 밀폐용기(100)의 내부공간에 설치된 내부머플러(800)의 관로부(820)를 통해 체적부(810)로 유입되어 감쇄됨에 따라 전체적인 압축기 소음이 줄어들 수 있다. 도 5는 왕복동식 압축기에서 압축기 소음 감쇄 효과를 설명하기 위해 보인 그래프이다. 이에 도시된 바와 같이 대략 380Hz의 대역에서 보면 종래의 경우 거의 40dB이던 저주파 소음이 본 발명의 경우 거의 20dB로 크게 감쇄되는 것을 알 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 내부머플러는 연결형 왕복동식 압축기, 즉 레시프로 압축기에도 적용될 수 있다. 도 6에서와 같이, 상기 레시프로 압축기의 경우에는 그 흡입머플러(1700)의 입구가 가스흡입관과 일정 간격을 갖는 저압식 압축기일 경우에 적용될 수 있다. 그리고 상기 레시프로 압축기의 경우에는 상기 내부머플러(1800)의 관로부(1820) 입구가 상기 흡입머플러(1700)와 밀폐용기(1100)의 내주면 사이를 향하도록 배치될 수 있다.

여기서, 상기 레시프로 압축기의 기본적인 구성은 통상적인 레시프로 압축기의 구성과 유사하고 상기 내부머플러에 대한 작용효과는 전술한 진동형 왕복동식 압축기의 경우와 대동소이하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 본 발명에 의한 내부머플러는 로터리 압축기에도 적용될 수 있다. 즉, 도 7에서와 같이 상기 로터리 압축기의 토출커버(2460)의 출구측 주변에 상기 내부머플러(2800)의 관로부(2820) 입구가 향하도록 설치될 수 있다. 여기서 상기 로터리 압축기의 기본적인 구성은 통상적인 로터리 압축기의 구성과 유사하고, 상기 내부머플러에 대한 작용효과는 전술한 진동형 또는 연결형 왕복동식 압축기의 경우와 대동소이하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 본 발명에 의한 내부머플러는 스크롤 압축기에도 적용할 수 있다. 다만, 스크롤 압축기의 경우에는 흡입밸브나 토출밸브가 적용되지 않거나 또는 적용되더라도 압력맥동이 다른 압축기에서의 압력맥동보다 작으므로 흡입측에 설치되는 것 보다는 도 8에서와 같이 내부머플러(3800)가 토출측에 설치될 수 있다.

100 : 밀폐용기 400 : 압축유닛
700 : 흡입머플러 800 : 내부머플러
810 : 체적부 820 : 관로부

Claims

밀폐용기의 내부공간에 설치되어 냉매를 압축하는 압축본체;
상기 밀폐용기의 내부공간에 연통되도록 그 밀폐용기에 결합되어 냉매를 냉동시스템에서 압축본체로 안내하는 흡입관;
상기 밀폐용기에 결합되어 상기 압축본체에서 압축된 냉매를 상기 냉동시스템으로 안내하는 토출관;
상기 흡입관을 통해 상기 압축본체로 유입되는 흡입측 냉매유로 상에 입구와 출구를 가지도록 설치되어, 냉매가 상기 압축본체로 흡입되는 과정에서 발생되는 소음을 제거하는 흡입머플러; 및
상기 밀폐용기의 내부공간에서 상기 흡입측 냉매유로 밖에 상기 흡입머플러의 소음공간과는 독립된 별도의 소음공간을 구비하여 설치되고, 상기 압축본체에서 상기 밀폐용기의 내부공간으로 나오는 소음을 제거하는 내부머플러;를 포함하고,
상기 내부머플러는,
소음공간을 이루는 체적부와, 일단이 상기 체적부와 연통되고 그 체적부의 입구와 출구를 이루는 타단이 개구단을 형성하여 상기 밀폐용기의 내부공간과 연통되며 상기 체적부의 내경보다 작게 형성되는 관로부로 이루어지고,
상기 관로부의 개구단이 상기 흡입관과 토출관으로부터 이격되어 상기 흡입관의 단부와 어긋나게 배치되고, 상기 관로부가 상기 흡입측 냉매유로의 밖에 위치하여 상기 흡입머플러를 거쳐 상기 밀폐용기의 내부로 유출된 소음을 제거하도록 상기 밀폐용기의 내부공간 사이에 배치되는 압축기.
제1항에 있어서,
상기 내부머플러는 상기 관로부의 개구측 끝단이 상기 압축본체의 냉매유로 입구 또는 출구와 그 압축본체의 냉매유로 입구 또는 출구가 대면되는 밀폐용기의 내주면 사이를 향하도록 배치되는 압축기.
제2항에 있어서,
상기 체적부와 관로부는 한 개의 부재로 이루어지는 압축기.
제2항에 있어서,
상기 체적부와 관로부는 복수 개의 부재로 이루어져 서로 결합되는 압축기.
제4항에 있어서,
상기 관로부는 벤딩 형상으로 형성되는 압축기.
제1항에 있어서,
상기 내부머플러는 그 입구가 상기 흡입머플러의 입구단과 그 흡입머플러의 입구단이 대면되는 밀폐용기의 내주면 사이를 향하도록 배치되는 압축기.
제1항에 있어서,
상기 내부머플러는 적어도 일부가 상기 압축본체의 피스톤운동방향과 접촉될 수 있도록 상기 밀폐용기의 내주면에 고정 결합되고, 상기 밀폐용기와 압축본체 사이의 피스톤 운동방향 간격보다 상기 밀폐용기와 내부머플러 사이의 피스톤 운동방향 간격이 더 작게 배치되는 압축기.