KR102372510B1 - 공기조화기 배관용 진동 저감장치 - Google Patents

Abstract

공기조화기 배관용 진동 저감장치에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 공기조화기 배관용 진동 저감장치는: 공기조화기 배관에 고정되는 하우징부와, 하우징부의 내측에 설치되며 하우징부의 길이방향을 따라 이동이 가능하게 설치되고 공기조화기 배관의 진동에 의해 진자운동과 회전운동 중 적어도 어느 하나의 동작을 하는 진동저감부와, 하우징부에 설치되며 진동저감부를 이동시키는 동력을 공급하는 구동부 및 구동부의 동력을 전달받아 진동저감부를 하우징부의 길이방향으로 이동시키는 동력전달부를 포함할 수 있다.

Description

공기조화기 배관용 진동 저감장치{VIBRATION REDUCTION DEVICE FOR AIR CONDITIONER PIPING}

본 발명은 공기조화기 배관용 진동 저감장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공기조화기 배관의 진동을 감소시킬 수 있는 공기조화기 배관용 진동 저감장치에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기라 일컬어지는 공기조화 시스템은, 실내의 더운 공기를 흡입하여 저온의 냉매로 열교환 한 후 이를 실내로 토출하는 반복작용에 의해 실내를 냉방시키거나 또는 반대작용에 의해 실내를 난방시키는 냉난방 시스템이다. 공기조화 시스템은 압축기와 응축기와 팽창밸브와 증발기로 이루어져 일련의 사이클을 형성한다.

공기조화 시스템을 순환하는 냉매는 배관을 통해 압축기에서 응축기로, 응축기에서 증발기로, 증발기에서 압축기로 순환할 수 있다. 이 때, 배관의 진동이 심해질 경우, 냉매가 누설되거나 배관에 크랙이 발생하여 배관이 파손될 우려가 있으므로 배관의 진동을 저감시키기 위해 배관에는 댐퍼가 설치된다.

배관에 댐퍼가 설치되는 경우, 배관의 고유 진동수를 낮은 주파수 대역으로 이동시켜 압축기의 운전주파수 영역을 회피함으로써 배관의 진동을 저감시킨다.

종래에는 공기조화기용 배관에 고정형 댐퍼가 설치되므로, 인버터형 공기조화기에 설치된 압축기가 설정된 작동 범위를 가지며 작동할 경우, 배관의 공진현상에 의해 배관의 진동이 증가하는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2019-0038128호(2019.04.08 공개, 발명의 명칭: 진동 저감용 댐퍼)에 게시되어 있다.

본 발명의 목적은 공기조화기 배관의 진동을 감소시킬 수 있는 공기조화기 배관용 진동 저감장치를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 목적은 압축기의 공진주파수에 따라 댐퍼의 위치가 변경되어 배관의 공진현상을 감소시킬 수 있는 공기조화기 배관용 진동 저감장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 공기조화기 배관용 진동 저감장치는, 공기조화기 배관의 외측에 설치된 진동저감부가 압축기의 작동 주파수에 따라 상하로 이동하는 것을 기술적 특징으로 한다.

구체적으로는, 구동부의 동력을 전달받는 동력전달부에 의해 진동저감부가 하우징부의 상하 방향으로 이동되므로써, 배관의 공진 현상을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 공기조화기 배관용 진동 저감장치는, 공기조화기 배관에 고정되는 하우징부와, 하우징부의 내측에 설치되며 하우징부의 길이방향을 따라 이동이 가능하게 설치되고 공기조화기 배관의 진동에 의해 진자운동과 회전운동 중 적어도 어느 하나의 동작을 하는 진동저감부를 포함할 수 있다. 또한 본 발명은, 하우징부에 설치되며 진동저감부를 이동시키는 동력을 공급하는 구동부 및 구동부의 동력을 전달받아 진동저감부를 하우징부의 길이방향으로 이동시키는 동력전달부를 포함할 수 있다.

또한 하우징부는, 공기조화기 배관과 마주하는 위치에 설치되며 진동저감부가 내측에 위치하는 제1하우징부 및 공기조화기 배관을 감싸며 제1하우징부에 고정되며 공기조화기 배관의 외측에 제1하우징부를 고정시키는 하우징고정부를 포함할 수 있다.

또한 하우징부는, 제1하우징부에 연결되며 제1하우징부의 외측으로 돌출되는 진동저감부를 감싸는 형상으로 설치되는 제2하우징부를 포함할 수 있다.

또한 진동저감부는, 제1하우징부의 내측에 위치하며 공기조화기 배관과 마주하는 하우징부의 베이스면으로 부터 이격된 위치에 설치되는 질량부 및 질량부에서 연장되어 제1하우징부의 외측으로 돌출되며 구동부의 동력을 전달받는 동력전달부에 의해 이동이 이루어지는 연장부를 포함할 수 있다.

또한 동력전달부는, 구동부에 연결되며 구동부의 동력에 의해 회전되고 외측 둘레를 따라 기어가 구비되는 원형기어 및 진동저감부의 외측에 기어 형상으로 돌출되며 원형기어에 맞물리는 동작에 의해 진동저감부와 함께 하우징부의 길이방향으로 이동되는 평기어를 포함할 수 있다.

또한 본 발명은, 진동저감부의 길이방향 이동을 안내하며 제1하우징부에 고정되는 가이드부를 더 포함할 수 있다.

또한 가이드부는, 진동저감부의 일측에 위치하며 제1하우징부의 상측으로 연장되는 제1직선가이드 및 진동저감부를 사이에 두고 제1직선가이드와 마주하는 위치에 설치되며 제1하우징부에 고정되는 제2직선가이드를 포함할 수 있다.

또한 본 발명은, 진동저감부의 외측으로 돌출되는 가이드돌기 및 가이드돌기와 마주하는 제1직선가이드와 제2직선가이드에 직선방향으로 연장된 홈을 형성하는 가이드홈부를 더 포함할 수 있다.

또한 본 발명은, 하우징부에 설치되며 구동부로 전기에너지를 공급하는 전기저장부를 더 포함할 수 있다.

또한 본 발명은, 하우징부에 설치되며 구동부와 전기저장부의 동작을 제어하는 제1제어부를 더 포함할 수 있다.

또한 본 발명은, 제1제어부와 유선 또는 무선으로 연결되며, 제1제어부와 데이터를 주고 받는 제2제어부를 더 포함할 수 있다.

또한 제1제어부 또는 제2제어부는, 공기조화기 배관과 연결된 압축기의 작동주파수 정보를 전달받아 구동부의 동작을 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 공기조화기 배관용 진동 저감장치는, 배관과 연결된 압축기의 공진주파수에 따라 진동저감부의 설치위치가 가변되므로, 배관의 공진 현상에 의해 발생되는 진동 및 소음을 감소시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 배관의 떨림이 감소되거나 방지되므로 배관의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 배관의 수리 및 교체에 따른 유지보수 비용을 절감할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 배관의 진동 감소에 따라 배관의 연결부위를 통해 냉매가 누설되는 현상이 감소되므로 공기조화기의 작동효율을 향상시킬 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 배관용 진동 저감장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 배관용 진동 저감장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 배관용 진동 저감장치의 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동저감부가 상측으로 이동된 상태를 도시한 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동저감부가 전후 방향으로 이동되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동저감부가 수직축을 기준으로 회전되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 배관용 진동 저감장치의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 배관용 진동 저감장치의 작동으로 진동이 저감된 상태를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 질량부가 원기둥 형상으로 이루어진 상태를 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 질량부가 직육면체 형상으로 이루어진 상태를 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 질량부가 삼각기둥 형상으로 이루어진 상태를 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이탈방지부가 진동저감부와 가이드부에 설치된 상태를 도시한 사시도이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.

또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.

명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 있고 복수일 수도 있다.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)의 측단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)는, 하우징부(10)와 진동저감부(20)와 구동부(30)와 동력전달부(50)를 포함할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)는, 전기저장부(40)와 가이드부(60)와 이탈방지부(65)와 측정부(70)와 제1제어부(80)와 제2제어부(90) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)는, 공기조화기 배관(100)의 외측에 설치된 진동저감부(20)가 압축기의 작동 주파수에 따라 상하로 이동한다. 진동저감부(20)의 동작에 의해 공기조화기 배관(100)에서 발생되는 과도한 진동을 저감하며, 진동에 의해 발생되는 소음도 저감할 수 있다.

진동저감부(20)가 하우징부(10)의 상하 방향으로 이동되어 설치 위치가 변화되며, 이로 인하여 흔들리거나 회전하는 진동저감부(20)의 진동 특성이 변화되어 공기조화기 배관(100)의 공진 현상을 방지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)는, 공기조화기의 실외기에 설치된 압축기와 송풍팬의 동작으로 발생되는 공기조화기 배관(100)의 과도한 진동을 저감시키고, 이로 인하여 저진동 및 저소음의 실외기를 제공할 수 있다.

공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)는 동흡진기로 동작되며, 제어대상이 되는 진동원에서 발생되는 진동을 억제하기 위해 동흡진기 질량체인 진동저감부(20)를 구비한다.

하우징부(10)는 공기조화기 배관(100)에 고정되며, 내측에 진동저감부(20)와 구동부(30)와 동력전달부(50)가 설치되는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징부(10)는, 제1하우징부(11)와 제2하우징부(17)와 하우징고정부(18) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

제1하우징부(11)는 공기조화기 배관(100)과 마주하는 위치에 설치되며, 진동저감부(20)가 내측에 위치하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1하우징부(11)는 육면체 형상으로 이루어지며, 내측공간(12)에는 진동저감부(20)가 위치한다. 또한 제1하우징부(11)의 하측을 형성하는 베이스면(13)에는 하우징고정부(18)가 설치된다. 제1하우징부(11)의 형상을 육면체로 한정하는 것은 아니며, 진동저감부(20)와 공기조화기의 배관 형상을 고려하여 다양한 형상으로 변형이 가능함은 물론이다.

제2하우징부(17)는 제1하우징부(11)에 연결되며, 제1하우징부(11)의 외측으로 돌출되는 진동저감부(20)를 감싸는 형상으로 설치되는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2하우징부(17)는 제1하우징부(11)의 상측에 위치한다.

제2하우징부(17)는 제1하우징부(11)의 상측을 감싸는 형상으로 설치되며, 제2하우징부(17)의 내측에는 가이드부(60)의 상부가 위치한다. 또한 가이드부(60)를 따라 상하로 이동되는 진동저감부(20)도 제2하우징부(17)의 내측에 일부가 위치할 수 있다. 제2하우징부(17)는 진동저감부(20)와 가이드부(60)의 상측을 감싸는 형상으로 설치되므로, 외부 이물질이 진동저감부(20)와 가이드부(60)로 유입됨을 차단하여 기기의 동작 신뢰성과 내구성을 향상시킬 수 있다.

하우징고정부(18)는 공기조화기 배관(100)을 감싸며, 제1하우징부(11)에 고정되는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징고정부(18)는 공기조화기 배관(100)의 외측에 제1하우징부(11)를 고정시킨다. 하우징고정부(18)는 띠 형상의 금속판이며, 공기조화기 배관(100)의 하측을 감싸며 베이스면(13)의 하부에 고정된다.

공기조화기 배관(100)과 하우징고정부(18)는 용접에 의해 상호 고정될 수 있는 등 다양한 고정방법을 이용해 상호 고정이 이루어진다.

진동저감부(20)는 하우징부(10)의 내측에 설치되며, 하우징부(10)의 상하 길이방향(D)을 따라 이동이 가능하게 설치되고, 공기조화기 배관(100)의 진동에 의해 진자운동과 회전운동 중 적어도 어느 하나의 동작을 하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 진동저감부(20)는 연장부(21)와 질량부(22)를 포함할 수 있다.

질량부(22)는 제1하우징부(11)의 내측에 위치하며, 공기조화기 배관(100)과 마주하는 하우징부(10)의 베이스면(13)으로 부터 이격된 위치에 설치된다. 질량부(22)는 추와 같은 기능을 하며, 질량부(22)의 무게를 변경하는 작업에 의해 진동저감부(20)의 진동 특성을 변화시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 질량부(22)는 육면체 형상이며, 질량부(22)의 중앙에서 상측으로 연장부(21)가 설치된다.

연장부(21)는 질량부(22)에서 연장되어 제1하우징부(11)의 외측으로 돌출되며, 구동부(30)의 동력을 전달받는 동력전달부(50)에 의해 상하 이동이 이루어지는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 연장부(21)는 판 형상이며, 질량부(22)의 상측을 향한 방향으로 연장된다.

하우징부(10)의 내측에 설치된 진동저감부(20)가 이동되어 공기조화기 배관(100)의 고유진동수를 변경시키므로 공기조화기 배관(100)의 공진 현상을 방지할 수 있다. 에어컨의 실외기에서 공기조화기 배관(100)은 실외기와 열교환기를 연결하며, 공기조화기 배관(100)을 통해 냉매와 윤활유가 이동된다. 실외기의 작동에 의해 공기조화기 배관(100)의 진동 및 소음이 발생하는데, 진동저감부(20)의 동작에 의해 공기조화기 배관(100)의 진동 및 소음이 저감되어 공기조화기의 품질 신뢰성을 확보할 수 있다.

또한 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)의 작동에 의해, 실외기 작동시 발생되는 가진 주파수와 공기조화기 배관(100)이 가지는 고유 진동수가 일치되면서 발생되는 공진 현상을 방지하여, 공기조화기 배관(100)의 과도한 진동을 저감시킬 수 있다.

그리고 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)의 목표 주파수를, 가변되는 압축기의 운전 주파수에 각각 대응되도록 튜닝하므로, 압축기의 전체 운전 구간에서 공기조화기 배관(100)의 진동을 저감시킬 수 있다.

공기조화기 배관(100)의 진동이 저감되면, 진동이 이루어지는 공기조화기 배관(100)에서 소음으로 방사되는 공기전달소음(Air-borne noise)을 감소시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동저감부(20)가 전후 방향으로 이동되는 상태를 도시한 사시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 가이드부(60)의 사이에 위치한 진동저감부(20)의 연장부(21)는 이동이 구속된 상태에서, 가이드부(60)의 하측에 위치한 연장부(21)와, 연장부(21)의 하측에 연결된 질량부(22)가 전후 방향으로 이동된다. 도 5에 도시된 X축 방향을 전후 방향이라 하며, Y축 방향을 상하 방향으로 정의한다.

진동저감부(20)는 가이드부(60)를 중심으로 전후 방향으로 이동하는 진자 운동을 하며, 진동을 저감시킬 수 있다. 또는 질량부(22)가 X축을 따라 병진 운동을 하며 진동을 저감시킬 수 있는 등 다양한 변형 실시가 가능하다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동저감부(20)가 수직축을 기준으로 회전되는 상태를 도시한 사시도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, Y축은 수직축과 같은 방향으로, 가이드부(60)의 하측에 위치한 연장부(21)와, 연장부(21)의 하측에 연결된 질량부(22)는 수직축을 중심으로 회전을 할 수 있다.

연장부(21)의 상부는 가이드부(60)에 의해 이동이 구속되며, 가이드부(60)의 하측에 위치한 연장부(21)와 질량부(22)가 비틀림 동작을 하므로, 공기조화기 배관(100)의 토션(Torsion) 진동을 저감시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동저감부(20)가 상측으로 이동된 상태를 도시한 측단면도이다.

도 1과 도 4에 도시된 바와 같이, 구동부(30)는 하우징부(10)에 설치되며, 진동저감부(20)를 이동시키는 동력을 공급하는 기술사상 안에서 다양한 종류의 구동장치가 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부(30)는, 구동모터(31)와 구동브라켓(32)과 변속부(33) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

구동모터(31)는 하우징부(10) 또는 구동브라켓(32)에 고정되며, 전기에너지를 공급받아 회전동력을 발생시키는 전기모터가 사용된다. 구동모터(31)는 스테핑 모터나 서보모터를 사용할 수 있으며, 다른 다양한 종류의 모터가 구동모터(31)로 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 구동모터(31)는 하우징부(10)에 1개가 설치되나, 필요에 따라서는 2개 이상 복수의 구동모터(31)가 하우징부(10)에 설치될 수도 있다.

구동브라켓(32)은 하우징부(10)에 고정되며, 구동모터(31)와 변속부(33)와 전기저장부(40)를 지지한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 구동브라켓(32)은 제1하우징부(11)의 내측면에 고정되며, 수평방향으로 연장되어 구동모터(31)와 변속부(33)와 전기저장부(40)를 지지한다.

변속부(33)는 구동모터(31)에 연이어 설치되며, 구동모터(31)의 동력을 전달받아 토크를 증가시킨 후 동력전달부(50)의 원형기어(51)를 회전시킬 수 있다.

전기저장부(40)는 하우징부(10)에 설치되며, 구동부(30)로 전기에너지를 공급하는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전기저장부(40)로 배터리를 사용할 수 있으며, 하우징부(10)나 구동브라켓(32)에 전기저장부(40)가 설치될 수 있다.

동력전달부(50)는 구동부(30)의 동력을 전달받아 진동저감부(20)를 하우징부(10)의 상하 길이방향(D)으로 이동시키는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달부(50)는 원형기어(51)와 평기어(52)를 포함한다.

원형기어(51)는 구동부(30)에 연결되며, 구동부(30)의 동력에 의해 회전되고, 외측 둘레를 따라 기어가 구비되는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 원형기어(51)는 변속부(33)의 출력축에 연결된다.

평기어(52)는 진동저감부(20)의 외측에 기어 형상으로 돌출되며, 원형기어(51)에 맞물리는 동작에 의해 진동저감부(20)와 함께 하우징부(10)의 길이방향(D)으로 이동되는 기술사상 안에서 다양한 변형이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 평기어(52)는 원형기어(51)와 마주하는 연장부(21)의 측면에 설치된다. 연장부(21)를 따라 상하 길이방향(D)으로 평기어(52)가 형성되며, 원형기어(51)와 평기어(52)는 맞물린 상태로 설치된다.

가이드부(60)는 진동저감부(20)의 상하 길이방향(D) 이동을 안내하며 하우징부(10)에 고정되는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드부(60)는 제1하우징부(11)에 고정되며, 하우징부(10)의 길이방향(D)으로 연장된다. 또한 가이드부(60)는 진동저감부(20)의 상하 이동을 안내하며, 진동저감부(20)가 흔들리는 영역과 흔들림이 구속된 영역을 구분하는 기능도 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드부(60)는 제1직선가이드(61)와 제2직선가이드(62)를 포함한다.

제1직선가이드(61)는 진동저감부(20)의 일측에 위치하며, 제1하우징부(11)의 상측으로 연장되는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 또한 제2직선가이드(62)는 진동저감부(20)를 사이에 두고 제1직선가이드(61)와 마주하는 위치에 설치되며, 제1하우징부(11)에 고정되는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제1직선가이드(61)와 제2직선가이드(62)는 판 형상이며, 연장부(21)를 사이에 두고 상하 방향으로 연장된다. 제1직선가이드(61)와 제2직선가이드(62)는 평행하게 설치되며, 제1직선가이드(61)와 제2직선가이드(62)의 상측은 제1하우징부(11)의 상측으로 돌출된다. 또한 제1직선가이드(61)와 제2직선가이드(62)의 하측은 제1하우징부(11)의 내측으로 돌출된다.

제1직선가이드(61)와 제2직선가이드(62)가 제1하우징부(11)에 고정되어 이동이 구속되므로, 제1직선가이드(61)와 제2직선가이드(62)의 사이에 위치하는 연장부(21)의 이동도 구속된다. 그러나 제1직선가이드(61)와 제2직선가이드(62)의 하측에 위치하는 연장부(21)는 질량부(22)와 함께 이동을 할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이탈방지부(65)가 진동저감부(20)와 가이드부(60)에 설치된 상태를 도시한 사시도이다.

도 12에 도시된 바와 같이, 제1직선가이드(61)와 제2직선가이드(62)의 사이에 위치한 연장부(21)가 상하로 이동할 때 좌우 방향으로 이탈됨을 방지하기 위한 이탈방지부(65)가 추가로 설치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이탈방지부(65)는 가이드돌기(66)와 가이드홈부(67)를 포함한다.

가이드돌기(66)는 진동저감부(20)의 외측으로 돌출되며, 상하 방향으로 연장된다. 연장부(21)의 외측에 위치하는 가이드돌기(66)는 복수로 설치될 수 있다. 예를 들어 연장부(21)의 양 측면에 가이드돌기(66)가 각각 설치될 수 있으며, 복수의 가이드돌기(66)는 연장부(21)를 따라 상하 방향으로 연장된다. 가이드돌기(66)의 단면은 반원, 사각형, 삼각형 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.

가이드홈부(67)는 가이드돌기(66)와 마주하는 제1직선가이드(61)와 제2직선가이드(62)에 직선방향으로 연장된 홈을 형성한다. 가이드홈부(67)의 단면은 가이드돌기(66)의 단면 형상과 대응하는 형상으로 설치된다. 가이드홈부(67)는 연장부(21)와 마주하는 제1직선가이드(61)와 제2직선가이드(62)의 측면에 형성되며, 상하 방향으로 연장된다.

따라서 상하 방향으로 이동되는 연장부(21)의 이동이 안정적으로 이루어지며, 측방향으로 이탈됨을 방지할 수 있다. 한편 가이드돌기(66)가 가이드부(60)에 설치되고, 가이드홈부(67)가 연장부(21)에 설치될 수 있는 등 다양한 변형 실시가 가능하다.

또한 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)는 진동저감부(20)의 상하 위치를 확인하기 위한 측정부(70)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 측정부(70)는, 제1위치감지센서(71)와 제2위치감지센서(72)를 포함한다.

제1위치감지센서(71)는 비접촉 방식으로 질량부(22)의 위치를 측정하며, 질량부(22)가 하측으로 이동되어 정지된 위치와 마주하는 제1하우징부(11)의 내측에 고정된다. 제1위치감지센서(71)는 광선, 자력 등을 이용하여 질량부(22)를 감지한다.

제2위치감지센서(72)는 제1위치감지센서(71)의 상측에 위치하며, 비접촉 방식으로 질량부(22)의 위치를 측정한다. 제2위치감지센서(72)는 질량부(22)가 상측으로 이동되어 정지된 위치와 마주하는 제1하우징부(11)의 내측에 고정된다. 제2위치감지센서(72)는 광선, 자력 등을 이용하여 질량부(22)를 감지한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)의 블록도이다.

도 4와 도 7에 도시된 바와 같이, 제1제어부(80)는 하우징부(10)에 설치되며, 구동부(30)와 전기저장부(40)의 동작을 제어하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1제어부(80)는 제1하우징부(11)에 고정되며, 구동부(30)와 전기저장부(40)와 측정부(70)와 제2제어부(90) 중 적어도 어느 하나에 연결되어 데이터 및 제어신호를 주고 받을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제1제어부(80)는, 제1하우징부(11)의 내측이나 외측에 설치되며, 인버터의 작동 주파수를 참조하여 구동부(30)의 동작을 제어한다.

제2제어부(90)는 제1제어부(80)와 유선 또는 무선으로 연결되며, 제1제어부(80)와 데이터를 주고 받는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2제어부(90)는 서버의 기능을 할 수 있으며, 제1제어부(80)와 무선으로 연결된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제1제어부(80) 또는 제2제어부(90)는, 공기조화기 배관(100)과 연결된 압축기의 작동주파수 정보를 전달받아 구동부(30)의 동작을 제어할 수 있다. 또는 제2제어부(90)가 공기조화기 배관(100)과 연결된 압축기의 작동 주파수를 전달받아 제1제어부(80)로 전달할 수 있는 등 다양한 변형 실시가 가능하다.

압축기의 작동 상태에 따라 동흡진기 기능을 수행하는 진동저감부(20)가 가변할 수 있도록 압축기 운전 정보인 진동 주파수(Hz)는 제1제어부(80) 또는 제2제어부(90)로 전달될 수 있다. 제1제어부(80)와 제2제어부(90)는 압축기의 운전 정보를 참조하여 진동저감부(20)의 목표 주파수를 설정하며, 구동부(30)를 동작시켜 진동저감부(20)를 상승시키거나 하강시킨다.

한편 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)의 전체적인 크기와 체적은 조절이 가능하지만, 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)의 외형 사이즈는 유지하는 상태에서, 내부의 질량체인 질량부(22)만 조절이 가능하다.

진동저감부(20)의 'k' 값에 영향을 주는 질량부(22)의 형상을 다양화하여 흡진량의 조절이 가능할 수 있다. 질량부(22)는 삼각오면체, 육면체, 정육면체, 원통 등 다양한 형태로 형상 구현이 가능하다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 질량부(122)가 원기둥 형상으로 이루어진 상태를 도시한 사시도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 연장부(121)의 하측에 연결된 질량부(122)는 원기둥 형상이며, 연장부(121)의 폭방향을 따라 설치된다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 질량부(222)가 직육면체 형상으로 이루어진 상태를 도시한 사시도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 연장부(221)의 하측에 연결된 질량부(222)는 직육면체 형상이며, 연장부(221)의 폭방향을 따라 설치된다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 질량부(322)가 삼각기둥 형상으로 이루어진 상태를 도시한 사시도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 연장부(321)의 하측에 연결된 질량부(322)는 삼각기둥 형상이며, 연장부(321)의 폭방향을 따라 설치된다.

도 1과 도 7에 도시된 바와 같이, 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)에서 진동저감부(20)는 공기조화기 배관(100)의 진동과 반대되는 진동을 발생시키므로 공기조화기 배관(100)의 진동을 저감시킨다. 구동부(30)와 동력전달부(50)가 동작되어 진동저감부(20)의 상하 방향으로 이동시키므로 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)의 목표 주파수가 가변될 수 있다.

공기조화기 배관(100)이 운동하는 방향과 반대 방향으로 부가 질량체인 진동저감부(20)가 왕복 병진 운동을 한다. 따라서 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)는 공기조화기 배관(100)의 진동을 저감시켜, 저진동 및 저소음을 갖는 실외기를 제공할 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 저감장치의 작동상태를 상세히 설명한다.

냉방 운전 또는 난방 운전 조건에서 공기조화기가 동작되면, 실외기에 구비된 송풍팬이 먼저 동작되고, 이후에 압축기가 운전을 한다.

압축기의 운전 주파수 정보를 수신한 제1제어부(80) 또는 제2제어부(90)가 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)의 목표 주파수를 선정하고, 이에 맞추어 진동 상수인 'K' 값을 설정한다.

진동 상수인 'K' 값의 조절은 연장부(21)가 가이드부(60)의 내측으로 삽입된 정도로 이루어진다. 즉 질량부(22)와 함께 이동이 이루어지는 연장부(21)의 길이에 의해 진동 상수인 'K' 값이 설정되며, 이로 인하여 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)의 목표 주파수가 세팅된다.

제1제어부(80) 또는 제2제어부(90)의 제어신호를 전달받는 구동부(30)가 동작된다. 구동모터(31)의 동려은 변속부(33)를 통해 원형기어(51)로 전달되며, 원형기어(51)가 회전된다. 원형기어(51)에 맞물려 있는 평기어(52)가 상측 또는 하측으로 이동되므로, 평기어(52)와 함께 연장부(21)도 상측 또는 하측으로 이동된다.

따라서 진동저감부(20)는 목표로 하는 진동 상수 'K' 값을 갖게 되며, 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)는 압축기의 진동을 상쇄시키는 진동을 발생시킨다.

진동 저감 대상체인 압축기와, 공기조화기 배관(100)과, 판넬 등에서 발생하는 진동에 대한 반대 위상의 신호가 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)에서 발생된다. 따라서 서로 다른 위상을 갖는 두 진동 신호가 중첩되며 소멸되므로 외부로 전달되는 전체 진동이 저감된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)의 작동으로 진동이 저감된 상태를 도시한 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 압축기의 작동에 의해 발생되는 배관진동(A)에 의한 주파수와 반대되는 위상을 갖는 주파수를 발생시킨다. 본 발명에 의한 진동 저감장치 진동(B)이 배관진동(A)과 반대되는 위상을 갖는 주파수이므로, 상기 두 주파수가 중첩되며 전체진동(C)이 저감된다.

본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)는 동흡진기의 기능을 한다. 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)는 인버터 시스템에서 가변되는 압축기의 진동성분을 목표 주파수로 설정하며, 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)에서 역위상의 진동을 발생시킨다.

따라서 압축기에 의해 발생되는 배관진동(A)과, 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)의 진동(B)이 중첩되어 전체진동을 상쇄시키므로, 공기조화기의 운전 영역 전체 구간에서 저진동을 확보하여 저소음 실외기를 제공할 수 있다.

한편 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)는, 기존 설치된 공기조화기에도 용이하게 설치할 수 있다. 따라서 기존 설치된 공기조화기의 실외기에서 발생되는 진동과 소음을 저감시켜 고객 만족도를 향상시킬 수 있다.

또한 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)는, 변경되는 압축기의 운전 주파수 신호에 따라, 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)의 목표 주파수를 기계적으로 튜닝이 가능하다.

한편, 가이드부(60)의 내측으로 연장부(21)가 이동된 경우, 가이드부(60)의 하측에 위치한 연장부(21)의 길이가 비교적 짧으므로 연장부(21)와 질량부(22)의 흔들리는 진폭이 작아지므로 진폭의 위상이 작아지게 된다.

그리고 가이드부(60)의 하측으로 연장부(21)가 이동된 경우, 가이드부(60)의 하측에 위치한 연장부(21)의 길이가 비교적 길어지므로 연장부(21)와 질량부(22)의 흔들리는 진폭이 커지므로 진폭의 위상이 커지게 된다.

한편 공기조화기 배관(100)에 비틀림 응력이 전달되는 경우, 진동저감부(20)도 가이드부(60)를 중심으로 회전되어 비틀림 응력에 의해 진동이 이루어지는 공기조화기 배관(100)의 진동을 저감시킬 수 있다.

본 발명에 따른 공기조화기 배관용 진동 저감장치(1)는, 배관과 연결된 압축기의 공진주파수에 따라 진동저감부(20)의 설치위치가 가변되므로, 배관의 공진 현상에 의해 발생되는 진동 및 소음을 감소시킬 수 있다. 또한 배관의 떨림이 감소되거나 방지되므로 배관의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 배관의 수리 및 교체에 따른 유지보수 비용을 절감할 수 있다.

또한 본 발명은 압축기 진동, 송풍팬 진동 및 1차 가진원으로 부터 전달받은 구조 기인(Structure-borne) 진동까지 통틀어 실외기에서 발생한 정상 진동은 저감하고 과도한 진동은 제거할 수 있다.

그리고 본 발명은, 정상 상태 구간(Steady state)과 과도 진동 구간(Transient state)을 갖는 실외기의 전체 운전 영역에서, 능동적인 동흡진 효과를 제공할 수 있다. 그리고 정상 상태 구간에서는 기존의 진동량을 저감하여 저진동화를 가능하게 하며, 이와 동시에 과도 진동 구간에서는 부품의 고유 주파수 대역과 일치하며 공진하는 현상의 제거도 가능하다.

그리고 본 발명에 의한 진동저감부(20)의 위치를 조절하여 저감 및 제거하기 위한 주파수 대역의 설계가 가능하다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

1: 공기조화기 배관용 진동 저감장치
10: 하우징부
11: 제1하우징부 12: 내측공간 13: 베이스면
17: 제2하우징부
18: 하우징고정부
20: 진동저감부 21: 연장부 22: 질량부
30: 구동부 31: 구동모터 32: 구동브라켓 33: 변속부
40: 전기저장부
50: 동력전달부 51: 원형기어 52: 평기어
60: 가이드부 61: 제1직선가이드 62: 제2직선가이드
65: 이탈방지부 66: 가이드돌기 67: 가이드홈부
70: 측정부 71: 제1위치감지센서 72: 제2위치감지센서
80: 제1제어부
90: 제2제어부
100: 공기조화기 배관
120: 진동저감부 121: 연장부 122: 질량부
220: 진동저감부 221: 연장부 222: 질량부
320: 진동저감부 321: 연장부 322: 질량부
D: 길이방향
A: 배관진동
B: 본 발명에 의한 진동 저감장치 진동
C: 전체진동

Claims (12)

1. 공기조화기 배관에 고정되는 하우징부;
   상기 하우징부의 내측에 설치되며, 상기 하우징부의 길이방향을 따라 이동이 가능하게 설치되고, 상기 공기조화기 배관의 진동에 의해 진자운동과 회전운동 중 적어도 어느 하나의 동작을 하는 진동저감부;
   상기 하우징부에 설치되며, 상기 진동저감부를 이동시키는 동력을 공급하는 구동부; 및
   상기 구동부의 동력을 전달받아 상기 진동저감부를 상기 하우징부의 길이방향으로 이동시키는 동력전달부;를 포함하는 공기조화기 배관용 진동 저감장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 하우징부는, 상기 공기조화기 배관과 마주하는 위치에 설치되며, 상기 진동저감부가 내측에 위치하는 제1하우징부; 및
   상기 공기조화기 배관을 감싸며 상기 제1하우징부에 고정되며, 상기 공기조화기 배관의 외측에 상기 제1하우징부를 고정시키는 하우징고정부;를 포함하는 공기조화기 배관용 진동 저감장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 하우징부는, 상기 제1하우징부에 연결되며, 상기 제1하우징부의 외측으로 돌출되는 상기 진동저감부를 감싸는 형상으로 설치되는 제2하우징부;를 포함하는 공기조화기 배관용 진동 저감장치.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 진동저감부는, 상기 제1하우징부의 내측에 위치하며, 상기 공기조화기 배관과 마주하는 상기 하우징부의 베이스면으로 부터 이격된 위치에 설치되는 질량부; 및
   상기 질량부에서 연장되어 상기 제1하우징부의 외측으로 돌출되며, 상기 구동부의 동력을 전달받는 상기 동력전달부에 의해 이동이 이루어지는 연장부;를 포함하는 공기조화기 배관용 진동 저감장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 동력전달부는, 상기 구동부에 연결되며 상기 구동부의 동력에 의해 회전되고, 외측 둘레를 따라 기어가 구비되는 원형기어; 및
   상기 진동저감부의 외측에 기어 형상으로 돌출되며, 상기 원형기어에 맞물리는 동작에 의해 상기 진동저감부와 함께 상기 하우징부의 길이방향으로 이동되는 평기어;를 포함하는 공기조화기 배관용 진동 저감장치.
   
6. 제2항에 있어서,
   상기 진동저감부의 길이방향 이동을 안내하며 상기 제1하우징부에 고정되는 가이드부;를 더 포함하는 공기조화기 배관용 진동 저감장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 가이드부는, 상기 진동저감부의 일측에 위치하며, 상기 제1하우징부의 상측으로 연장되는 제1직선가이드; 및
   상기 진동저감부를 사이에 두고 상기 제1직선가이드와 마주하는 위치에 설치되며, 상기 제1하우징부에 고정되는 제2직선가이드;를 포함하는 공기조화기 배관용 진동 저감장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 진동저감부의 외측으로 돌출되는 가이드돌기; 및
   상기 가이드돌기와 마주하는 상기 제1직선가이드와 상기 제2직선가이드에 직선방향으로 연장된 홈을 형성하는 가이드홈부;를 더 포함하는 공기조화기 배관용 진동 저감장치.
   
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하우징부에 설치되며, 상기 구동부로 전기에너지를 공급하는 전기저장부;를 더 포함하는 공기조화기 배관용 진동 저감장치.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 하우징부에 설치되며, 상기 구동부와 상기 전기저장부의 동작을 제어하는 제1제어부;를 더 포함하는 공기조화기 배관용 진동 저감장치.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1제어부와 유선 또는 무선으로 연결되며, 상기 제1제어부와 데이터를 주고 받는 제2제어부;를 더 포함하는 공기조화기 배관용 진동 저감장치.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 제1제어부 또는 상기 제2제어부는, 상기 공기조화기 배관과 연결된 압축기의 작동주파수 정보를 전달받아 상기 구동부의 동작을 제어하는 공기조화기 배관용 진동 저감장치.

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