KR19980037786A - 단열 흡입파이프를 지닌 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고에 사용되고 밀폐케이스 내부에 냉매를 흡입하고 토출하는 수단을 지니는 밀폐형 압축기에서 흡입머플러 내의 냉매 유동량을 증가시키기 위한 단열 흡입파이프를 지닌 압축기에 관한 것이다.

본 발명은 흡입머플러(16)의 흡입구(16a) 및 토출구(16b)가 각각 흡입파이프(18) 및 실린더(13) 측으로 연결되어 냉매의 유동소음을 저하시키는 압축기에 있어서 ; 상기 흡입파이프(18)는 밀폐케이스(11) 내부로 돌출된 일단의 외부에 나사산(18a)이 형성되고 ; 상기 흡입머플러(16) 및 흡입파이프(18)는, 내면에 나사산(21c)이 형성되고 흡입파이프(18)의 일단을 수용하는 흡입관(21b)과, 흡입머플러(16)의 흡입구(16a)를 수용하는 토출단(21a)을 지니는 단열파이프(21)로 연결한다.

이에 따라, 본 발명은 냉장고에 사용되고 밀폐케이스 내부에 냉매를 흡입하고 토출하는 수단을 지니는 밀폐형 압축기에서 흡입파이프 및 흡입머플러 사이에 단열파이프를 적용함으로써, 흡입머플러 내부를 유동하는 냉매의 온도가 상승되는 것을 방지하여 냉동능력 및 압축기효율 향상하는 효과가 있다.

Description

단열 흡입파이프를 지닌 압축기

본 발명은 압축기(compressor)에 관한 것으로서, 더 상세하게는 냉장고에 사용되고 밀폐케이스 내부에 냉매를 흡입하고 토출하는 수단을 지니는 밀폐형 압축기에서 흡입머플러 내의 냉매 유동량을 증가시키기 위한 단열 흡열파이프를 지닌 압축기에 관한 것이다.

냉장고에 있어서 압축기는 통상적으로 전기적 에너지에 의한 회전력을 왕복 운동의 기계적 에너지로 변환하는 수단으로서, 비등점이 낮은 냉매가 압축기를 거치면서 약 12기압의 고압 상태로 된다. 다시 고압의 냉매는 응축기에서 냉각되어 액체상태가 되고, 이러한 액체 상태의 냉매가 냉각기에서 기체화되면 하나의 냉동 사이클이 완료된다.

도 1은 밀폐형 압축기의 내부를 개략적으로 나타내는 평면도가 도시된다.

압축기(10)는 밀폐케이스(11) 외부에 냉매의 흡입파이프(18) 및 토출파이프(19)가 접합되고 내부에 고압발생수단이 장착된 구조이다. 고압발생수단의 작동을 보면, 모터에 의해 회전되는 샤프트(12)의 캠운동이 실린더(13) 내의 피스톤(14)을 왕복운동시키고, 밸브(15)는 이때 형성되는 양면의 압력차에 의해 피동적으로 개폐되어 냉매를 일방향으로 이동시킨다.

이러한 밀폐형 압축기에서 흡입파이프(18)로 들어온 기체 상태의 냉매는 밀폐케이스(11) 내부에 충전된 후 흡입머플러(16)를 통하여 실린더(13)로 유입되고, 실린더(13)에서 압축된 냉매는 고온·고압의 상태로 토출머플러(17)를 통하여 토출파이프(19)에서 응축기(도시생략)로 보내진다.

이때, 상기 흡입머플러(16) 및 토출머플러(17)는 냉장고 작동소음의 대부분을 차지하는 압축기 소음을 감소시키기 위해 사용되는데, 흡입머플러(16)에 유입되는 냉매는 비교적 저온(약 70℃)이지만 토출머플러(17)로 배출되는 냉매는 고압의 작용에 따라 고온(약 150℃)으로 된 상태이다.

종래의 압축기에 있어서 흡입파이프(18)로 유입되는 냉매의 일부가 밀폐케이스(11) 내부에 충전된 후 흡입머플러(16)로 유입되는데, 밀폐케이스(11) 내부의 냉매는 고온·고압의 냉매를 송출하는 토출머플러(17)로부터 열을 받아 온도가 상승된 상태이므로 직접·간접적으로 흡입머플러(16) 내의 냉매의 온도를 상승시킨다.

이때, 냉매의 질량유량은 냉매의 밀도와 행정체적의 곱으로 산출되는 관계로부터 흡입되는 냉매의 밀도가 저하될수록 냉매의 질량유량이 저하됨을 알 수 있는데, 이는 흡입되는 냉매의 온도가 높을수록 흡입되는 냉매량이 감소하고 실린더(13)에 의해 압축된 후 토출하는 냉매량(즉 질량유량)도 감소함을 의미한다.

또, 증발기(22)에서의 열교환량은 냉매의 질량유량과 엔탈피차이의 곱으로 산출되는 관계로부터 질량유량은 냉각기에서의 열교환에 영향을 끼치므로 질량유량의 감소로 인해 압축기의 성능저하는 물론 시스템의 냉각능력을 약화시키는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 냉장고에 사용되고 밀폐케이스 내부에 냉매를 흡입하고 토출하는 수단을 지니는 밀폐형 압축기에서 흡입머플러 외부의 냉매가 흡입머플러 내부를 유동하는 냉매의 온도를 상승시키는 것을 방지하여 냉매의 유동량을 증가시키기 위한 단열 흡입파이프를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 밀폐형 압축기의 내부를 개략적으로 나타내는 평면도,

도 2는 본 발명에 따른 단열파이프의 연결 상태를 나타내는 구성도,

도 3은 도 2의 변형예를 나타내기 위한 단열파이프의 연결 구성도.

* 도면에 사용된 주요부호의 설명

10 : 압축기, 11 : 밀폐케이스, 12 : 샤프트, 13 : 실린더, 14 : 피스톤, 15 : 밸브, 16 : 흡입머플러, 16a : 흡입구, 16b : 토출구, 17 : 토출머플러, 18 : 흡입파이프, 18a, 21c : 나사산, 19 : 토출파이프, 20 : 스프링, 21, 31 : 단열파이프, 21a, 31a : 토출단, 21b : 흡입단, 31b : 절개홈

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 흡입머플러(16)의 흡입구(16a) 및 토출구(16b)가 각각 흡입파이프(18) 및 실린더(13)측으로 연결되어 냉매의 유동소음을 저하시키는 압축기에 있어서 : 상기 흡입파이프(18)는 밀폐케이스(11) 내부로 돌출된 일단의 외부에 나사산(18a)이 형성되고 ; 상기 흡입머플러(16) 및 흡입파이프(18)는, 내면에 나사산(21c)이 형성되고 흡입파이프(18)의 일단을 수용하는 흡입단(21b)과, 흡입머플러(16)의 흡입구(16a)를 수용하는 토출단(21a)을 지니는 단열파이프(21)로 연결되는 것을 특징으로 하는 단열 흡입파이프를 지닌 압축기를 제공한다.

이때, 상기 단열파이프(21)는 내열·내화학성 재질의 플라스틱 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 변형예로서, 상기 흡입파이프(18) 및 단열파이프(21)는 각각의 나사산(18a)(21c)을 형성하여 연결하는 대신, 원재료 상태를 그대로 이용하는 흡입파이프(18)와, 중심축 방향으로 다수의 절개홈(31b)이 균등하게 형성되는 단열파이프(31)로 연결한다.

실시예

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술한다.

도 2는 본 발명에 따른 단열파이프의 연결 상태를 나타내는 구성도가 도시된다.

본 발명은 흡입머플러(16)의 흡입구(16a) 및 토출구(16b)가 각각 흡입파이프(18) 및 실린더(13) 측으로 연결되어 냉매의 유동소음을 저하시키는 압축기에 적용한다.

흡입머플러(16)는 상·하의 몸체를 플라스틱 사출로 성형하고 초음파 융착시켜 접합한 구조이고, 흡입파이프(18)는 금속재질로서 밀폐케이스(11)에 브레이징시켜 접합한 구조인데, 본 발명은 흡입머플러(16) 및 흡입파이프(18) 사이에 단열파이프(21)를 설치하여 밀폐케이스(11) 내부의 냉매가 흡입머플러(16) 내의 냉매의 온도를 상승시키지 않도록 한다.

이때, 본 발명의 흡입파이프(18)는 밀폐케이스(11) 내부로 돌출된 일단의 외부에 나사산(18a)이 형성된다.

흡입머플러(16)는 별도의 고정볼트에 의해 지지되고 흡입파이프(18)에는 많은 하중을 작용시키지 않으므로 나사산(18a)의 높이 및 길이는 크지 않아도 된다. 그러나 흡입파이프(18)의 두께가 소정치 이하인 경우에는 나사산(18a)에 의해 흡입파이프(18)의 굽힘강도가 약화될 수 있으므로 나사산(18a)을 형성하는 대신 내부에 암나사부를 지니는 별도의 니플(도시 생략)을 용접하는 것이 바람직하다.

또, 상기 흡입머플러(16) 및 흡입파이프(18)는, 내면에 나사산(21c)이 형성되고 흡입파이프(18)의 일단을 수용하는 흡입단(21b)과, 흡입머플러(16)의 흡입구(16a)를 수용하는 토출단(21a)을 지니는 단열파이프(21)로 연결한다.

단열파이프(21)의 양단은 각각 상기 흡입머플러(16) 및 흡입파이프(18)의 일단을 수용할 수 있도록 적절한 직경으로 확장되는 토출단(21a) 및 흡입단(21b)이 형성되는데, 단열파이프(21)를 플라스틱 사출로 제작할 경우 토출단(21a) 및 흡입단(21b)의 성형이 용이하다.

흡입단(21b)은 상기 흡입파이프(18)의 나사산(18a)과 맞물리는 나사산(21c)을 형성하지만 토출단(21a)은 상기 흡입머플러(16)의 흡입구(16a)가 헐거운 끼워맞춤되도록 아무런 가공을 하지 않는다.

이때, 상기 단열파이프(21)는 내열·내화학성 재질의 플라스틱 재질로 형성된다.

엔지니어링 플라스틱(EP)은 각종 기계의 작동부품이나 구조부품 등에서 금속을 대체하는 공업용 재료로서, 다음과 같은 종류 및 특성으로 구별할 수 있다.

(1) 폴리아미드(PA) : 표면경도, 굽힘강도, 내알칼리성, 흡습성이 뛰어남.

(2) 폴리아세탈(POM) : 내피로성, 마찰특성, 자기 윤활성이 뛰어남. 그러나 가연성, 내후성은 좋지 않음

(3) 폴리카보네이트(PC) : 내열성, 저습특성, 내피로성, 투명성이 뛰어남. 그러나 내용제성이 부족함.

(4) 폴리페니렌 옥시드(PPO) : 내열성, 가공성, 전기적 특성이 뛰어남. 그러나 내용제성이 부족함.

(5) 폴리브티렌 테레프타레이트(PBT) : 내마모성, 치수안정성이 뛰어남. 그러나 강산·강알칼리에 약함.

이상의 5대 엔지니어링 플라스틱 중에서 폴리아미드는 내열성, 내약품성, 난연성 및 가공성도 우수하고, 다른 재료와의 복합화로 약 600여종이 개발되어 있기 때문에 본 발명에 적용하기가 가장 적합하다.

그러나 적용용도(예컨대 내열성이 중요한가 치수안정성이 중요한가)에 따라서는 다른 종류를 선택하는 것도 가능하다.

변형예

도 3은 도 2의 변형예를 나타내기 위한 단열파이프의 연결 구성도가 도시된다.

본 실시예에서 상기 흡입파이프(18) 및 단열파이프(21)는 각각의 나사산(18a)(21c)을 형성하여 연결하는 대신, 원재료 상태를 그대로 이용하는 흡입파이프(18)와, 중심축 방향으로 다수의 절개홈(31b)이 균등하게 형성되는 단열파이프(31)로 연결한다.

상기 단열파이프(31)는 도 2의 경우처럼 토출단(31a)에 아무런 가공을 하지 않고 흡입머플러(16)의 흡입구(16a)가 헐거운 끼워맞춤되도록 한다. 상기 흡입파이프(18)는 도 2의 경우처럼 나사산(18a)을 형성하지 않는다.

그러나, 단열파이프(31)는 도 2의 경우처럼 흡입단(21b)에 나사산(21c)을 형성하는 대신 절개홈(31b)을 형성한다. 도시에는 없으나 절개홈(31b)은 그 내측으로 모따기를 하여 단열파이프(31)가 흡입파이프(18)의 선단으로 정확하게 유도되도록 한다.

본 실시예의 경우 작업자가 단열파이프(31)를 밑면 절개홈(31b)이 벌어지면서 흡입파이프(18)에 삽입되고, 단열파이프(31)는 절개홈(31b)에 의한 탄성력으로 장착된다. 본 실시예는 흡입파이프(18)와 단열파이프(21)의 기밀성은 다소 떨어지나 시스템 상의 문제는 없고, 도 2의 경우처럼 작업자가 단열파이프(21)를 수회 돌려서 흡입파이프(18)에 장착하는 것에 비햐여 작업성이 좋은 편이다.

한편, 본 발명의 단열파이프(21)(31)는 그 내면으 매끄럽게 처리하여 냉매의 유동저항을 줄이도록 해야 하는데, 전술한 바와 같이 토출단(21a)(31a) 및 흡입단(21b)을 확공시키는 대신 전체적으로 동일한 직경으로 하는 것도 냉매의 유동저항을 줄이는 방안이 될 수 있다.

이와 같이 흡입파이프(18) 및 흡입머플러(16) 사이에 단열파이프(21)(31)를 설치하면 흡입머플러(16)의 냉매의 온도가 80℃ 이상 상승되지 않으므로 종래에 비하여 냉매의 질량유동이 증가되고 냉동능력 및 압축기효율이 증대된다.

한편, 상기 단열파이프(21)(31)에만 엔지니어링 플라스틱을 사용하는 대신 흡입파이프(18) 전체 또는 밀폐케이스(11)의 내측 부분도 단열재질로 성형하는 것도 가능하다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 단열 흡입파이프를 지닌 압축기는 냉장고에 사용되고 밀폐케이스 내부에 냉매를 흡입하고 토출하는 수단을 지니는 밀폐형 압축기에서 흡입파이프 및 흡입머플러 사이에 단열파이프를 적용함으로써, 흡입머플러 내부를 유동하는 냉매의 온도가 상승되는 것을 방지하여 냉동능력 및 압축기효율을 향상하는 효과가 있다.

본 발명은 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구 범위에 의해 마련되는 본 발며의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

Claims (3)

1. 흡입머플러(16)의 흡입구(16a) 및 토출구(16b)가 각각 흡입파이프(18) 및 실린더(13)측으로 연결되어 냉매의 유동소음을 저하시키는 압축기에 있어서 : 상기 흡입파이프(18)는 밀폐케이스(11) 내부로 돌출된 일단의 외부에 나사산(18a)이 형성되고; 상기 흡입머플러(16) 및 흡입파이프(18)는, 내면에 나사산(21c)이 형성되고 흡입파이프(18)의 일단을 수용하는 흡입단(21b)과, 흡입머플러(16)의 흡입구(16a)를 수용하는 토출단(21a)을 지니는 단열파이프(21)로 연결하는 것을 특징으로 하는 단열 흡입파이프를 지닌 압축기.
2. 제1항에 있어서, 상기 단열파이프(21)는 내열·내화학성 재질의 플라스틱 재질로 형성되는것을 특징으로 하는 단열 흡입파이프를 지닌 압축기.
3. 제1항에 있어서, 상기 흡입파이프(18) 및 단열파이프(21)는 각각의 나사산 (18a)(21c)을 형성하여 연결하는 대신, 원재료 상태를 그대로 이용하는 흡입파이프(18)와, 중심축 방향으로 다수의 절개홈(31b)이 균등하게 형성되는 단열파이프(31)로 연결되는 것을 특징으로 하는 단열 흡입파이프를 지닌 압축기.