KR20000013450U - 밀폐형 압축기의 공명형 소음구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 밀폐형 압축기에서 냉매가스의 토출을 안내하는 토출머플러의 구조를 개선하여 소음을 방지하기에 적합하도록 한 토출머플러의 소음구조에 관한 것이다.

상기의 과제를 달성하기 위하여 본 고안은 밸브 플레이트와 함께 실린더의 토출 측에 체결되는 머플러 플레이트와, 상기 머플러 플레이트의 외측에 접합되며 냉매가스가 토출되는 1차방을 구비하는 밸브커버와, 상기 머플러 플레이트의 배출구 측에 접합되며 2차방을 구비하는 제 1머플러컵 및, 상기 제 1머플러컵의 단부에 토출 파이프가 연결된 토출 머플러에 있어서, 상기 제 1머플러컵의 단부에 그와 동일한 형태의 제 2머플러컵을 연결하고, 상기 제 2머플러컵의 내부에 위치하는 토출 파이프에는 연결통로용 구멍을 형성하여서 된 것이다.

상기와 같이 구성된 본 고안은 소음기 역할을 하는 제 1머플러컵에 제어하고자 하는 주파수에 해당하는 제 2머플러컵이 연결되어 있고, 제 2머플러컵 내에 토출 파이프의 연결통로인 구멍이 존재하므로서 상대적으로 간편하고 적은 공간을 차지하면서도 특정 주파수의 소음을 소거할수 있는 것이다.

Description

밀폐형 압축기의 공명형 소음구조

본 고안은 냉장고 등의 냉동 싸이클에 설치되어 흡입된 냉매가스를 압축 및 토출하여 주는 밀폐형 압축기에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 냉매가스의 토출을 안내하는 토출 머플러에 특정 주파수의 소음을 제거할수 있는 공명기 형태의 머플러컵을 설치하여 생산성 향상 및 소음제거 효과가 뛰어나도록 한 밀폐형 압축기의 공명형 소음구조에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 증발기에서 증발된 저온ㆍ저압의 냉매가스를 압축하여 그 압력과 온도를 응축온도에 상당하는 포화압력 까지 높혀준 다음, 이를 응축기에 공급하므로서 응축기에서 상기의 냉매가스를 응축 및 액화하기 용이하도록 해주는 기기이다.

이러한 압축기는 피스톤의 왕복운동을 통해서 냉매가스를 압축하는 왕복동식 압축기와, 실린더 내의 회전자를 회전시켜 냉매가스를 압축하는 회전식 압축기 및, 임펠러의 원심력을 이용하여 속도에너지를 압력에너지로 변환시켜 주므로서 냉매가스를 압축하는 터보 압축기등이 있다.

이와 같은 압축기는 냉장고와 같은 냉동장치에 설치되어 응축기, 팽창밸브, 증발기와 함께 냉매가스의 증발잠열을 이용하여 증발기 주위의 열을 빼앗는 냉각작용을 수행한다.

즉, 압축기가 냉매가스를 압축하여 포화압력 까지 압력과 온도를 상승시켜 주면, 응축기는 물이나 공기를 이용하여 고온ㆍ고압의 냉매가스가 갖고 있는 열을 흡수하므로서 냉매가스를 응축 및 액화시키고, 응축 및 액화된 냉매가스는 다시 팽창밸브를 통과하면서 교축작용에 의해 온도와 압력이 급격히 낮아지며, 이 냉매가스가 증발기로 부터 증발되어 피냉각물체의 열을 흡수하므로서 냉각시키게 된다.

도 1은 일반적인 밀폐형 압축기의 평단면도이고, 도 2는 정단면도를 나타낸 것이다.

일반적인 밀폐형 압축기는 용접에 의해 밀폐된 상하부 케이스(10,20) 내에 압축기 본체가 내장되어 있다.

압축기 본체는 크게 골격 역할을 하는 프레임(30)과, 이 프레임의 하부에 설치되어 전동매체인 샤프트(60)를 회전시켜 주는 구동부(또는 모터부,40) 및, 상기 샤프트의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 흡입된 냉매가스를 압축 및 토출시켜 주는 기계부(50)로 구성되어 있다.

상기 프레임(30)은 구동부와 기계부 전체를 지지하며, 그 자신은 상하부 케이스(10,20)에 각각 완충 및 소음방지 수단인 사이드 스토퍼(70)와 코일 스프링(80)을 통하여 지지된다.

상기 구동부(40)는 프레임에 지지되어 고정자 역할을 하는 스테이터(90) 및, 샤프트(60)를 회전시켜 주는 로터(100)로 구성된다.

상기 기계부(50)는 프레임 상단에 고정되는 실린더(110)와, 상기 실린더에 삽입되어 직선 왕복운동을 하는 피스톤(120) 및, 상기 피스톤과 샤프트(60)의 크랭크부(61) 사이에 연결되어 샤프트의 회전운동을 직선운동으로 변환시켜 주는 피스톤 로드(130)로 구성되어 있다.

따라서, 이러한 밀폐형 압축기는 구동부(40)에 의해 회전하는 샤프트(60)가 크랭크부(61)를 통하여 기계부(50)의 피스톤 로드(130)를 왕복운동 시키므로서 상기 피스톤(120)이 실린더(110) 내에서 직선 왕복운동을 하여 실린더 내로 흡입된 냉매가스를 압축 및 토출시켜 주고, 이 냉매가스는 냉동장치를 순환하면서 피냉각물체로 부터 열을 빼앗아 소기의 냉동 목적을 달성하게 된다.

또한, 상기 실린더(110)의 일측에는 흡입 및 토출밸브를 구비하는 밸브 플레이트(140)가 설치되어 있고, 밸브 플레이트의 외측에는 냉매가스의 흡입 및 토출을 안내하는 흡입 및 토출 머플러(150,160)가 설치되어 있으며, 흡입 및 토출 머플러에는 각각 흡입 및 토출 파이프(170,180)가 연결된다.

이중, 토출 머플러(160)는 실린더(110)에서 압축된 고온ㆍ고압의 냉매가스가 토출되는 토출측에 설치되어 냉매가스의 토출시 압력의 맥동에 의한 소음발생을 감소시켜 주게 된다.

도 3은 종래 토출 머플러의 구조를 나타낸 개략적인 조립 평단면도이다.

도시한 바와 같이 종래의 토출 머플러(260)는 밸브 플레이트(140)와 함께 실린더(110)의 토출 측에 체결되며 냉매가스의 흡입을 위한 흡입구와 토출구 및 배출구를 구비하는 머플러 플레이트(270)와, 상기 토출 및 배출구와 연통되는 1차방을 구비하며 내판과 외판으로 구성되는 밸브커버(280)와, 상기 머플러 플레이트(270)의 배출구 측에 접합되며 배출구와 연통되는 2차방을 구비하는 머플러컵(290)과, 상기 머플러컵에 접합되는 토출파이프(180) 및, 상기 머플러컵의 측면부에 연결 파이프(310)를 통하여 연결되는 별도의 공명형 소음기(300)로 구성되었던 것이다.

이와 같은 토출 머플러(260)는 기계부(50)의 피스톤(120)이 샤프트(60)에 의해 왕복운동을 하면서 실린더(110) 내의 냉매가스를 압축하면, 이 냉매가스가 머플러 플레이트(270)의 토출구를 통하여 밸브커버(280)의 1차방으로 토출된 다음, 다시 배출구와 머플러컵(290) 및 토출 파이프(180)를 통하여 토출되었던 것이다.

이때, 토출시 발생하였던 냉매가스의 맥동음 및 밸브의 타격음은 머플러컵(290)과 연결 파이프(310)로 연결된 공명형 소음기(300)를 통과하면서 투과손실에 의해 감쇠되었던 것이다.

그런데, 이와 같은 구조는 머플러컵(290)에 단순히 그와 동일한 형태의 공명형 소음기(300)를 부착한 것에 불과하므로 공명에 의한 투과손실량이 적어 토출 머플러에서 발생하는 소음을 감쇠시키기에는 미약한 단점이 있었다.

따라서, 토출시 발생하였던 냉매가스의 맥동음 및 밸브의 타격음이 머플러컵과 공명형 소음기에 의해서 전량 감쇠되지 못하고, 그 일부가 외부로 방출되어 압축기의 소음이 심하게 발생하며, 별도의 파이프를 접속시켜야 하는 불편과 함께 설치공간을 많이 차지하는 문제점이 있었다.

또 다른 선행 기술로는 한국 공개특허공보 제 1478호에 게재된 공개번호 제 95- 8974호의 "왕복동식 압축기의 흡입머플러"가 있다.

이 "왕복동식 압축기의 흡입머플러"의 내용을 요약하면, 피스톤의 왕복동으로 인하여 흡입실에서 발생한 맥동소음을 저감시키도록 흡입 머플러 입구관과, 상기 흡입 머플러 입구관과 중복되게 설치되어 위상상쇄 효과로 소음을 저감시키는 흡입 머플러 내관으로 구성되고, 상기 흡입 머플러 내관에는 흡입 머플러의 공동과의 공명현상에 의해 소음을 저감시키는 다수의 구멍을 구비한 것이다.

이 기술은 냉매가스를 흡입실로 안내하는 흡입 머플러의 입구관과 흡입실 사이에 상기 입구관 보다 작으며 주연에 다수의 구멍이 형성된 흡입 머플러 내관을 설치하여 흡입실에서 발생한 맥동소음이 상기 흡입 머플러의 내관을 통과할 때 위상상쇄 효과 및 공명현상에 의해 감쇄되도록 한 것이다.

그런데, 이 기술은 흡입 머플러의 입구관에 내관을 2중 형태로 연결해야 하므로 머플러의 전체적인 체적이 커질 뿐만 아니라 특정 주파수의 소음을 제거하기가 곤란하고, 크기가 다른 2개의 관을 연결해야 하므로 조립성이 현저히 떨어지는 단점이 있었다.

또한, 이와 같은 구조는 합성수지로 성형되는 흡입 머플러에는 적합하나, 금속재로 성형되는 토출 머플러의 경우에는 이러한 기술을 그대로 적용하기가 어려운 실정이다.

또 다른 선행 기술로는 한국 공개실용신안공보 제 462호에 게재된 공개번호 제 91- 11792호의 "냉장고용 압축기의 머플러"가 있다.

상기 "냉장고용 압축기의 머플러"의 내용을 요약하면, 밸브커버 및 토출실이 융출 형성된 외측판과 흡입구 및 토출공이 형성된 내측거판이 겹쳐져 구성되는 것에 있어서, 상기 외측판의 토출실 중간부위를 요입시켜 제 1토출실과 제 2토출실을 형성하되, 이들 사이에 소정크기의 통로를 형성하여 이단 팽창형이 되도록 구성한 것이다.

그러나, 이러한 머플러는 머플러의 중간부위를 요입시켜 제 1토출실과 제 2토출실을 형성하고, 이들 제 1,2토출실이 통로에 의해 연통되게 한 구조로서 냉매가스가 상기 토출실을 통과하는 동안 2차에 걸쳐 맥동에 의한 소음이 감소되도록 한 것이나, 상기 제 1 및 제 2토출실이 일체로 형성되기 때문에 전체적인 크기가 커질 뿐만 아니라 질량의 불균형으로 인해 오히려 압축기의 진동이 증대되는 단점이 있었다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 그 기술적인 과제는 토출 머플러에 특정 주파수에 해당하는 체적을 갖는 공명기 형태의 머플러컵을 설치하여 특정 주파수의 투과손실을 증가시키고, 설치공간을 최소화하면서 소음저감의 효과가 큰 토출 머플러를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 밀폐형 압축기의 평단면도

도 2는 일반적인 밀폐형 압축기의 정단면도

도 3은 종래 토출 머플러의 개략적인 조립 평단면도

도 4는 본 고안에 따른 토출머플러의 개략적인 조립 평단면도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

10 : 상부케이스 20 : 하부케이스

30 : 프레임 40 : 구동부

50 : 기계부 60 : 샤프트

160 : 토출머플러 170 : 머플러 플레이트

180 : 밸브커버 190 : 제 1머플러컵

200 : 제 2머플러컵 210 : 토출 파이프

211 : 구멍

상기의 과제를 달성하기 위하여 본 고안은 밸브 플레이트와 함께 실린더의 토출 측에 체결되는 머플러 플레이트와, 상기 머플러 플레이트의 외측에 접합되며 냉매가스가 토출되는 1차방을 구비하는 밸브커버와, 상기 머플러 플레이트의 배출구 측에 접합되며 2차방을 구비하는 소음기 형태의 제 1머플러컵 및, 상기 제 1머플러컵의 단부에 토출 파이프가 연결된 토출 머플러에 있어서, 상기 제 1머플러컵의 단부에 특정 주파수에 해당하는 체적을 갖는 공명기 형태의 제 2머플러컵을 연결하고, 상기 제 2머플러컵의 내부에 위치하는 토출 파이프에는 연결통로용 구멍을 형성하여서 된 것이다.

상기와 같이 구성된 본 고안은 소음기 역할을 하는 제 1머플러컵에 제어하고자 하는 주파수에 해당하는 제 2머플러컵이 연결되어 있고, 제 2머플러컵 내에는 토출 파이프와의 연결통로인 구멍이 존재하므로서 상대적으로 간편하고 적은 공간을 차지하면서도 공명현상에 의해 특정 주파수의 소음을 소거할수 있는 것이다.

이하에서 본 고안을 첨부된 도면에 의거 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 고안에 따른 토출 머플러의 개략적인 조립 평단면도를 나타낸 것이다.

도시한 바와 같이 본 고안은 밸브 플레이트와 함께 실린더(110)의 토출 측에 체결되는 머플러 플레이트(170)와, 상기 머플러 플레이트의 외측에 접합되며 냉매가스가 토출되는 1차방을 구비하는 밸브커버(180)와, 상기 머플러 플레이트의 배출구 측에 접합되어 2차방을 구비하며 소음기 역할을 하는 제 1머플러컵(190) 및, 상기 제 1머플러컵의 단부에 토출 파이프(210)가 연결되는 토출 머플러(160)에 있어서,

상기 제 1머플러컵(190)의 단부에 제어하고자 하는 주파수에 해당하는 체적을 갖는 제 2머플러컵(200)을 연결하고, 상기 제 2머플러컵의 내부에 위치하는 토출 파이프(210)에는 연결통로용 구멍(211)을 형성하여서 된 것이다.

상기 제 2머플러컵(200)은 공명기 형태로서 제어하고자 하는 특정 주파수에 해당하는 체적을 갖으며 제 1머플러컵(190)의 단부에 직렬로 연결된다.

또한, 제 2머플러컵(200)은 제 1머플러컵(190)과 동일한 형태의 원통형으로서 그 중심을 토출 파이프(210)가 관통하며, 브레이징(Brazing) 가공을 통하여 접합된다.

상기 연결통로용 구멍(211)은 제 2머플러컵(200)의 내부에 존재하며 제 2머플러컵과 토출 파이프(210)를 연결하게 된다.

또한, 제 2머플러컵과 토출 파이프도 브레이징 가공을 통하여 접합된다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 피스톤(120)에 의해 실린더(110) 내에서 압축된 냉매가스가 머플러 플레이트(170)의 토출구를 통하여 밸브커버(180)의 1차방으로 토출된 다음, 다시 배출구와 제 1 및 제 2머플러컵(190,200) 및 토출 파이프(210)를 통과하면서 투과손실이 발생하여 토출시 발생하였던 냉매가스의 맥동음 및 밸브의 타격음이 감쇠된다.

이때, 본 고안의 제 1머플러컵(190)은 종래와 같이 소음기 역할을 하고, 제 2머플러컵(200)은 특정 주파수에 해당하는 체적을 갖고 있으므로 공명현상에 의해 특정 주파수에 해당하는 소음을 감쇠시켜 주는 역할을 한다.

따라서, 본 고안은 토출시 발생하였던 냉매가스의 맥동음 및 밸브의 타격음 뿐만 아니라 특정 주파수에 해당하는 소음 까지도 감쇠시켜 압축기의 소음 및 진동이 대폭 줄어들게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 실린더의 토출측에 설치되는 머플러 플레이트의 배출구 측에 소음기 역할을 하는 제 1머플러컵과 특정 주파수에 해당하는 체적을 갖는 제 2머플러컵을 직렬로 연결하고, 상기 제 2머플러컵의 내부에 위치하는 토출 파이프에 연결통로용 구멍을 형성하여 냉매가스의 토출시 발생하였던 맥동음 및 밸브의 타격음을 감쇠시킬 뿐만 아니라 특정 주파수에 해당하는 소음제거 효과가 뛰어난 것이다.

아울러, 제작 및 구조가 간단하므로 생산성 향상과 설치공간의 최소화에 기여하고, 압축기의 소음제거 효과가 뛰어나 품질향상에도 기여할수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 밸브 플레이트(140)와 함께 실린더(110)의 토출 측에 체결되는 머플러 플레이트(170)와, 상기 머플러 플레이트의 외측에 접합되며 냉매가스가 토출되는 1차방을 구비하는 밸브커버(180)와, 상기 머플러 플레이트의 배출구 측에 접합되어 2차방을 구비하며 소음기 역할을 하는 제 1머플러컵(190) 및, 상기 제 1머플러컵의 단부에 토출 파이프(210)가 연결되는 토출 머플러(160)에 있어서,

   상기 제 1머플러컵(190)의 단부에 제어하고자 하는 주파수에 해당하는 체적을 갖는 제 2머플러컵(200)을 연결하고, 상기 제 2머플러컵의 내부에 위치하는 토출 파이프(210)의 주연에 연결통로용 구멍(211)을 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 공명형 소음구조.