KR20000016461U - 냉각장치용 소음기 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 냉장고 등에 설치되는 냉각장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축기의 토출 배관에 설치되어 배관 진동과 소음을 감소시키는 소음기의 구조에 관한 것이다.
본 고안에 따른 냉각장치의 소음기는 헬름홀츠 공명기의 원리에 의해 소음과 진동이 감쇠되도록 압축기의 토출 배관에 설치되며 토출 배관의 내부와 연통되는 유로가 형성된 목부와, 이 목부의 단부에 형성되며 내부에 확장된 공간이 마련된 용기부가 마련되고, 목부에는 소음기가 토출배관에 고정되도록 고정밴드 및 고정나사가 구비되며, 목부의 유로와 토출배관에 형성되는 관통공 사이에 기밀이 유지되도록 고정밴드의 내면에 실링부재가 설치되었다. 따라서, 압축기의 맥동이 소음기의 감쇠파에 의해 감쇠되게 되어 소음 및 진동의 감쇠효과가 뛰어날 뿐만 아니라, 고정밴드 및 고정나사를 통해 소음기를 고정시키게 되므로 소음기의 설치가 용이하게 된다.

Description

냉각장치용 소음기{Silencer for refrigerator}
본 고안은 냉장고 등에 설치되는 냉각장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축기의 토출 배관에 설치되어 배관 진동과 소음을 감소시키는 소음기의 구조에 관한 것이다.
냉장고 등에 적용되는 일반적인 냉각장치는 냉매관 속을 흐르는 냉매의 상태를 변화시켜 열교환이 이루어지게 함으로써 냉장고의 내부온도를 저온상태로 유지시킨다. 이 냉각장치는 압축기, 응축기, 냉매 팽창장치, 증발기 등으로 구성되며, 이들은 냉매관에 의해 서로 연결되어 냉매의 상변화가 이루어지면서 순환하도록 되어있다.
그런데, 최근의 냉장고 등에 적용되는 냉각장치는 그 크기가 점차 대형화되고 있고, 냉동능력의 증대에 따른 압축기의 능력 또한 커지고 있다. 또한, 압축기의 능력이 커지게 됨에 따라 소음의 발생도 커지게 되었다. 특히 이러한 소음은 압축기로부터 토출되는 냉매의 압력에 의한 맥동이 증가되면서 더욱 증대되게 되었다.
따라서, 종래의 냉각장치에서는 냉매관에 의해 연결된 냉매 순환회로 가운데 소음 및 진동 발생의 주원인이 되는 압축기의 토출 배관에 소음기를 장착하여 냉각장치의 진동 및 소음을 감소시키는 기술이 제안되어 있다.
이러한 소음기가 장착된 종래의 냉각장치로는 일본에서 특허 출원된 특개평 9-79699호(1997년 3월 28일)가 있다. 특개평 9-79699호에 개시된 냉각장치용 소음기는 압축기의 토출부와 응축기 사이를 연결하는 냉매관에 설치되어 압축기의 토출압으로 인해 발생되는 진동 및 소음을 감소시키는 구조로 되어 있다.
도 1을 참조하여 설명하면, 특개평 9-79699호에 개시된 소음기는 소음기 몸체(1)의 양단부에 내경이 축소되는 구조로 형성된 원추형상의 배관접속부(2)가 마련되고, 소음기의 양단부에 연결이 되는 냉매입구관(3)과 냉매출구관(4)에는 곡관부(3a,4a)가 마련되어 있다. 이러한 구성은 소음기 양단부로부터 연장되는 냉매입구관(3) 및 냉매출구관(4)에 걸쳐서 소음기의 내측으로 유입되는 냉매의 압력강하를 일으켜 압축기의 토출 압력으로 인해 발생되는 맥동을 감쇠시킬 수 있도록 한 것이다.
그러나, 이와 같이 구성된 종래 냉각장치용 소음기는 단지 냉매관의 중도에 내용적이 확장되도록 설치된 챔버의 구조로 마련되어 있기 때문에, 토출되는 냉매가 잠시 수용되는 버퍼의 역할만을 하게 됨으로써, 압축기의 맥동을 일부 감쇠시키기는 하지만, 그 효과가 미약하여 여전히 압축기의 진동과 소음이 잔존하게 되는 문제가 있었다.
또한, 종래의 소음기는 냉매관의 중도에 용접 등을 통하여 영구 고정되는 구조로 마련되어 있기 때문에 소음기의 설치가 난해한 문제가 있었다.
본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 압축기의 토출배관에 설치되는 소음기에 헬름홀츠의 공명기(Helmholtz resonator)의 감쇠 원리를 적용시킴으로써 고압으로 토출되는 압축기의 압력맥동을 효과적으로 감쇠시키는 냉각장치용 소음기를 제공하는 것이다.
본 고안의 다른 목적은 소음기를 냉매관의 외면에 분리와 결합 가능하게 마련함으로써, 소음기의 설치를 용이하게 하는 냉각장치용 소음기를 제공하는 것이다.
도 1은 종래 소음기의 구조를 보인 도면이다.
도 2는 본 고안에 따른 소음기가 적용되는 냉각장치의 냉매 순환회로도이다.
도 3은 본 고안에 따른 냉각장치용 소음기가 설치되는 냉장고 기계실의 내부구조를 보인 도면이다.
도 4는 본 고안에 따른 소음기의 구조를 보인 단면도이다.
도 5는 본 고안에 따른 소음기의 분리상태를 보인 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11: 압축기,12: 응축기,
13: 팽창장치,14: 증발기,
20: 토출배관,21: 관통공,
30: 소음기,31: 유로,
32: 목부,33: 용기부,
34: 고정밴드,35: 고정나사,
36: 체결공,37: 실링부재.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 냉매를 고압으로 압축시키는 압축기와, 상기 압축기의 동작시에 발생되는 소음과 진동을 감쇠시키도록 상기 압축기의 토출배관에 설치되는 소음기를 구비하는 냉각장치에 있어서,
상기 소음기는 상기 압축기의 토출배관에서 분기되고 그 중심부에 상기 토출배관의 내부와 연통되는 유로가 형성된 목부와, 상기 목부의 단부에 형성되며 내부에 상기 유로와 연통되는 확장된 공간이 마련된 용기부를 포함하는 구성이다.
또한, 상기 목부에는 상기 소음기가 토출배관의 외면에 고정될 수 있도록 상기 토출배관의 외면을 감싸는 띠 형상으로 마련되며 그 중앙부에 상기 목부가 연결되고 양단부에 고정나사가 체결되는 체결공이 형성된 고정밴드가 구비되고, 상기 고정밴드의 내면에는 상기 목부와 상기 토출배관 사이에 기밀이 유지되도록 탄성재질로 마련된 실링부재가 구비된 것을 특징으로 하는 구성이다.
이하에서는 본 고안에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 고안에 따른 소음기가 적용되는 냉각장치의 냉매 순환회로도이고, 도 3은 본 고안에 따른 소음기가 설치되는 냉장고 기계실의 내부구조를 보인 도면이며, 도 4는 본 고안에 따른 소음기의 내부구조를 보인 단면도이다. 그리고 도 5는 본 고안에 따른 소음기의 분리상태를 보인 사시도이다.
본 고안에 따른 소음기가 적용되는 냉각장치의 냉매 순환회로는 도 2에 도시된 바와 같이, 냉매가스를 흡입하여 압축하는 압축기(11), 압축기의 토출 배관에 연결되어 소음과 진동을 감쇠시키는 소음기(30), 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(12), 응축된 냉매를 감압시키는 팽창장치(13), 팽창된 냉매를 증발시키는 증발기(14)가 냉매관에 의해 차례로 연결되어 구성된다.
압축기(11)는 전원이 인가되면 자체에 내장된 구동장치의 구동에 의해 저온 저압의 냉매가스를 흡입하여 고온 고압의 냉매가스로 압축한 후 냉매관을 통해 응축기(12) 쪽으로 토출한다. 응축기(12)는 압축기(11)에 의해 압축된 고온 고압의 냉매를 열교환시켜 액체상태의 냉매로 바꾸어준다. 팽창장치(13)는 응축기(12)로부터 액상으로 유출되는 냉매를 감압시켜 증발조건에 알맞은 무화상태의 냉매로 만들어준다.
또한, 팽창장치(13)를 거친 저압의 냉매는 증발기(14)를 거치는 동안 기체상태로 증발되면서 주위로부터 열을 흡수하여 냉방 또는 냉동 작용을 수행하게 된다. 그리고, 압축기(11)의 토출 배관에 설치되는 소음기(30)는 압축기(11)의 동작시에 발생되는 맥동을 저감시켜 소음 및 진동을 억제하게 된다.
도 3은 이와 같은 구성으로 이루어진 냉각장치가 설치되는 냉장고의 기계실 내부 구조를 보인 도면이다. 냉장고의 기계실(15)은 냉장고 본체(10)의 하측 후방에 구획되어 형성되는데, 이 기계실(15)에는 상술한 압축기(11), 소음기(30), 응축기 (12)등이 설치되고 이들은 냉매관에 의해 상호 연결된다.
또한, 기계실(15)의 내부에는 응축기(12)와 압축기(11)에서 발생되는 열을 강제 냉각시키도록 일측에 냉각팬(17)이 설치되고, 압축기(11)의 상부에는 증발기(14)에서 흘러내리는 제상수를 저수하였다가 증발시키는 증발접시(18)가 설치된다. 이때, 압축기(11)와 소음기(30)를 지난 냉매관은 제상수의 증발이 이루어질 수 있도록 증발접시(18)의 내부를 순회하도록 설치된다.
한편, 이러한 냉각장치의 구성에 있어서 압축기(11)의 토출 배관에 설치되는 소음기(30)는 본 고안의 특징적인 요소로, 압축기(11)의 동작으로 발생되는 맥동의 감쇠효과가 높아지도록 헬름홀츠 공명기(Helmholtz Resonator)의 원리가 적용된 것이다.
도 4와 도 5를 참조하면, 헬름홀츠 공명기의 원리가 적용된 소음기는 압축기에서 토출되는 토출배관(20)에서 분기되며, 토출배관의 내부와 연통되도록 중심부에 유로(31)가 형성된 목부(32)와, 이 목부의 단부에 형성되며 내부에 확장된 공간이 마련된 용기부(33)로 구성된다. 이때, 목부(32)에 형성된 유로(31)와 용기부(33)의 내부공간은 상호 연통되게 구성된다.
또한, 토출배관(20)과 연결되는 목부(32)의 일단부에는 소음기(30)가 토출배관(20)의 외면에 고정될 수 있도록 고정밴드(34)가 설치된다. 이 고정밴드(34)는 얇은 띠 형상의 철판으로 구성되며 토출배관(20)의 외면을 감싸도록 벤딩이 되어 서로 만나는 양단부에 고정나사(35)가 체결되게 된다. 이때, 고정밴드(34)는 중앙부에 목부(32)와 고정되고, 양단부에 고정나사(35)가 끼워지는 체결공(36)이 형성되게 된다.
또한, 토출배관(20)의 일측에는 소음기(30)의 목부(32)에 형성된 유로(31)와 토출배관(20)의 내부가 연통될 수 있도록 관통공(21)이 형성된다. 그리고 목부(32)가 고정되는 고정밴드(34)의 내면에는 고정밴드가 토출배관의 외면에 장착되었을 때, 관통공(21)과 유로(31)의 연결부에 기밀이 유지될 수 있도록 탄성재질로 마련된 실링부재(37)가 설치된다.
이러한 구성의 소음기(30)는 압축기의 구동시에 발생되는 특정 대역의 진동파를 효과적으로 감쇠 시킴으로써 소음 및 진동을 줄일 수 있게 되는데, 헬름홀츠 공명기의 소음 감쇠 주파수(f)는,의 식으로 표현된다. 이 식에서 C는 음속, L'는 L+0.7d( L: 유로길이, d: 유로직경), A는 유로면적, V는 용기부의 내부체적이다.
이 식을 근거로 소음기(30)의 목부(32)길이, 유로(31)의 직경, 용기부(33)의 내부체적 등을 형성함으로써, 압축기 맥동에 대한 적절한 감쇠 주파수를 설정하여 소음 및 진동을 억제할 수 있게 된다.
한편, 이러한 소음기(30)를 토출배관(20)에 설치할 때는 먼저, 토출배관(20)에 관통공(21)을 형성하고, 이 관통공(21)과 목부(32)의 유로(31)를 일치시킨 상태에서 고정밴드(34)를 구부려 고정나사(35)를 체결하면 된다.
이때, 토출배관의 관통공(21)과 목부의 유로(31) 사이에 기밀이 유지될 수 있도록 고정밴드(34)의 내면에 설치된 실링부재(37)에 접착제 등을 칠해 주면, 압축기의 토출압이 커지더라도 연결부의 누설이 방지되게 된다.
다음은 본 고안에 따른 소음기가 장착된 냉각장치의 동작을 설명한다.
압축기(11)가 동작되면 증발기(14)를 거쳐 기체상태로 증발된 냉매는 압축기(11)로 흡입되어 고압으로 압축이 된 상태로 토출된다. 이때, 압축기(11)에서 토출되는 냉매는 압축기(11)의 동작에 따른 맥동을 동반하게 된다.
이때, 소음기(30)에서는 압축기(11)의 동작에 따라 발생되는 맥동과 상반되는 위상을 가지는 감쇠파가 생성되게 되고, 이 감쇠파에 의해 토출배관(20)을 흐르는 냉매의 맥동이 감쇠되게 되어, 토출배관(20)의 소음 및 진동을 효과적으로 줄일 수 있게 된다.
따라서 냉매관을 따라 응축기(12), 팽창장치(13) 등을 순회하는 냉매는 압력 맥동이 감쇠된 상태이므로 냉각장치의 정숙한 동작이 이루어지게 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 냉각장치의 소음기는 헬름홀츠 공명기의 원리에 의해 소음과 진동이 감쇠되도록 압축기의 토출 배관에 설치되며 토출 배관의 내부와 연통되는 유로가 형성된 목부와, 이 목부의 단부에 형성되며 내부에 확장된 공간이 마련된 용기부가 마련되고, 목부에는 소음기가 토출배관에 고정되도록 고정밴드 및 고정나사가 구비되며, 목부의 유로와 토출배관에 형성되는 관통공 사이에 기밀이 유지되도록 고정밴드의 내면에 실링부재가 설치되었다. 따라서, 압축기의 맥동이 소음기의 감쇠파에 의해 감쇠되게 되어 소음 및 진동의 감쇠효과가 뛰어날 뿐만 아니라, 고정밴드 및 고정나사를 통해 소음기를 고정시키게 되므로 소음기의 설치가 용이한 이점이 있다.

Claims (2)

  1. 냉매를 고압으로 압축시키는 압축기와, 상기 압축기의 동작시에 발생되는 소음과 진동을 감쇠시키도록 상기 압축기의 토출배관에 설치되는 소음기를 구비하는 냉각장치에 있어서,
    상기 소음기(30)는 상기 압축기의 토출배관(20)에서 분기되고 그 중심부에 상기 토출배관의 내부와 연통되는 유로(31)가 형성된 목부(32)와, 상기 목부의 단부에 형성되며 내부에 상기 유로와 연통되는 확장된 공간이 마련된 용기부(33)를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각장치용 소음기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 목부(32)에는 상기 소음기가 토출배관(20)의 외면에 고정될 수 있도록 상기 토출배관의 외면을 감싸는 띠 형상으로 마련되며 그 중앙부에 상기 목부가 연결되고 양단부에 고정나사(35)가 체결되는 체결공(36)이 형성된 고정밴드(34)가 구비되고, 상기 고정밴드의 내면에는 상기 목부와 상기 토출배관 사이에 기밀이 유지되도록 탄성재질로 마련된 실링부재(37)가 구비된 것을 특징으로 하는 냉각장치용 소음기.
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