KR20000056799A - 로터리 압축기의 진동 저감 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기 및 어큐뮬레이터의 동작시 발생될 수 있는 진동이 최소화되도록 하는 로터리 압축기의 진동 저감 장치에 관한 것으로서,

어큐뮬레이터의 흡입관을 원형 또는 나선형으로 형성하여 압축기의 토출구에 연결함과 아울러 어큐뮬레이터의 지지대도 판스프링 형태로 형성함으로써, 어큐뮬레이터의 진동이 압축기에 전달되는 것이 최소화되어 압축기의 진동이나 저주파수 소음이 상당히 감소될 뿐만 아니라 그로 인하여 제품의 성능 향상이나 유체 맥동음이 감소될 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Description

로터리 압축기의 진동 저감 장치{A reduction apparatus of oscillation for rotary compressor}

본 발명은 압축기 및 어큐뮬레이터의 동작시 발생될 수 있는 진동이 최소화되도록 하는 로터리 압축기의 진동 저감 장치에 관한 것으로서, 특히 어큐뮬레이터의 흡입관을 원형 또는 나선형으로 형성하고 그 흡입관을 압축기의 토출구에 연결함과 아울러 어큐뮬레이터의 지지대도 판스프링 형태로 형성함으로써, 어큐뮬레이터의 진동이 압축기에 전달되는 것이 최소화되어 압축기의 진동이나 저주파수 소음이 상당히 감소될 뿐만 아니라 그로 인하여 제품의 성능 향상이나 유체 맥동음의 감소 효과를 제공할 수 있는 로터리 압축기의 진동 저감 장치에 관한 것이다.

냉방 장치에는 냉매를 고압으로 압축시키고 순환시키기 위해 압축기가 구비되고, 이 압축기에는 보다 원활한 작동이 이루어지도록 윤활 오일이 사용되고 있다.

상기 압축기가 작동하여 냉매를 순환시키는 과정에서 오일과 냉매가 서로 섞이게 되고, 이와 같은 상태로 토출구를 통해 배출되므로 압축기의 토출구 쪽에는 어큐뮬레이터가 설치되어 냉매에 섞여 있는 오일을 분리하고 있다.

종래 기술에 의한 로터리 압축기의 진동 저감 장치를 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 로터리 압축기의 구성이 도시된 정단면도이고, 도 2는 도 1의 평면도이며, 도 3은 종래 기술에 따른 로터리 압축기의 진동 저감 장치의 구성이 도시된 도면이다. 또한, 도 4는 도 3의 일부 구성요소인 흡입관 내의 압력 거동이 도시된 그래프이다.

일반적으로 로터리 압축기는 압축 작용을 하도록 회전력을 공급하는 구동부와 밀폐 공간의 내부에서 냉매 가스를 압축하는 압축부로 이루어져 있다.

이와 같은 압축기는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 셀(1a)과 상부 덮개(1b), 하부 덮개(1c)로 구성되어 소정의 내부 용적을 갖는 압축기 본체(1)로 이루어지는 내부 공간의 상부에 모터의 고정자(2)와 회전자(3)가 함께 구동부를 구성하며, 상기 회전자(3)는 회전축(4)과 결합되어 회전력을 압축부(10)로 전달한다.

그리고, 상기 압축부(10)는 압축실(C)의 외벽을 형성하는 실린더(11)와, 상기 실린더(11) 내부에 위치되고 회전축(4)의 둘레에 상부 편심축(5a) 및 하부 편심축(5b)이 설치된 편심부(5)와, 상기 편심부(5)의 회전 운동에 따라 실린더(11) 내면과 접촉하면서 압축 작용을 하는 로울러(12)와, 상기 회전축(4)을 지지하면서 압축실(C)을 고압부와 저압부로 분리하며 직선 왕복 운동하는 베인(13), 및 실린더(11) 내경에 접하면서 자전 및 공전하게 되는 로울러(12)와 함께 상부와 하부에서 압축실(C)을 형성하는 주베어링(14) 및 보조 베어링(15)과, 상기 실린더(11)로 흡입 및 토출되는 냉매 가스의 유동 통로가 되는 토출구(16)로 구성되어 있다.

그리고, 상기 주베어링(14)의 상부에는 소음을 줄이기 위하여 머플러(20)가 설치되고, 이 머플러(20)에는 실린더 토출구(11a)를 통해 유입된 냉매 가스가 배출되는 머플러 토출구(21)가 형성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 종래 압축기의 작동은 모터의 회전자(3)가 회전함에 따라 회전축(4)이 회전되게 되고, 로울러(12)가 베인(13)에 접촉된 상태에서 실린더(11) 내부에서 편심 회전하게 된다. 그리고, 상기 로울러(12)의 편심 회전에 의한 체적 변화로 저온 저압의 냉매 가스가 토출구(16)를 통하여 압축실(C)로 빨려 들어가게 되어 고온 고압의 상태로 압축되게 된다.

또한, 상기 로울러(12)의 회전에 의해 압축실(C)의 체적이 축소되면서 압력이 토출 압력까지 상승된 후, 고온 고압의 냉매 가스가 주베어링(14)에 설치되어 있는 밸브의 작동에 따라 실린더 토출구(11a)를 통과하여 주베어링(14)의 상부에 위치한 머플러(20)의 내부 공간으로 토출된다.

이와 같이 상기 머플러(20)의 내부 공간으로 토출된 냉매 가스는 머플러 토출구(21)를 통해 압축기 본체(1)의 내부로 배출된 후, 상기 고정자(2)와 회전자(3) 사이에 일정 틈새가 벌어짐으로 인해 형성된 에어갭(6) 또는 셀(1a)과 고정자(2) 사이의 틈새를 통해서 상부 덮개(1b)쪽으로 이동하여 상기 상부 덮개(1b)에 형성되어 있는 토출 파이프(1b')를 통해 상기 압축기 본체(1)의 외부로 배출되게 된다.

또한, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 냉매를 순환시키기 위해 압축기 본체(1)가 압축 작용을 수행하는 과정에서 냉매와 오일이 섞인 냉매 가스를 토출구(16)로부터 배출시키고, 상기 토출구(16)와 상호 연결되어 냉매 가스가 유입되는 'L' 자형의 흡입관(20a)과, 상기 흡입관(20a)을 통해 유입된 냉매 가스중 오일을 분리하여 그 분리된 오일이 회수되는 토출 배관(21)이 내부에 형성된 어큐뮬레이터(20)가 포함된다.

특히, 상기 어큐뮬레이터(20)는 그 내부에 오일 분리막(미도시)이 설치되고, 상기 오일 분리막으로부터 바로 하측에 상기 흡입관(20a)과 연결되는 토출 배관(21)이 위치된다.

상기 어큐뮬레이터(20)는 상기 압축기 본체(1)의 토출구(16) 쪽에서 'L' 자형으로 취부되고, 상기 흡입관(20a)과 토출구(16)는 냉매나 오일의 누설을 방지하기 위해 피팅 튜브(22)로 억지 끼움되어 있다. 또한, 상기 압축기 본체(1)가 동작되는 도중에 상기 어큐뮬레이터(20)에서 발생되는 진동을 최소화하기 위해 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 어큐뮬레이터(20)의 원주 방향을 둘러싸도록 형성된 지지대(23) 및 지지링(24)이 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 따른 로터리 압축기의 진동 저감 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 어큐뮬레이터(20)는 도 2 및 도 3a에 도시된 바와 같이 압축기 본체(1)의 토출구(16)와 흡입관(20a)이 피팅 튜브(22)로 억지 끼움되어 있어 냉매나 오일이 누설되지 않도록 하는 동시에 상기 압축기 본체(1)와 어큐뮬레이터(20)가 서로 고정되게 된다. 또한, 상기 어큐뮬레이터(20)의 원주 방향을 둘러싸고 있는 지지대(23) 및 지지링(24)이 서로 어울러져 상기 압축기 본체(1)에 연결되어 있기 때문에 상기 어큐뮬레이터(20)는 압축기 본체(1)에 더욱 단단히 고정되어 있게 된다.

다음에, 상기 압축기 본체(1)의 흡입 동작시 냉매가 회전 귀환되어 오일과 함께 상기 토출구(16) 및 흡입관(20a)을 통해 상기 어큐뮬레이터(20) 내부로 유입되게 된다. 그러면, 상기 어큐뮬레이터(20)는 오일 분리막을 이용하여 냉매와 오일을 분리시킨 후에 냉매는 다시 상기 압축기 본체(1)로 보내게 된다. 이때, 상기 압축기 본체(1)에서는 고속으로 냉매를 흡입하다 중지하게 되므로 냉매의 관성과 흡입 압력이 갑자기 바뀌게 된다.

이때, 냉매의 흐름이 압력을 갖게 되면서 맥동을 동반하게 되는데, 상기 맥동은 사라지지 않고 상기 흡입관(20a)을 통하여 셀(1a)에 전달되게 되며, 계속해서 상기 맥동은 실린더(11)에 까지 진동으로 전달되게 된다. 이렇게 하여, 상기 압축기 본체(1)에서는 진동과 함께 저주파 성분의 소음이 심하게 발생하게 된다.

상기 압축기 본체(1)에서 발생하는 냉매의 흐름에 따른 압력의 맥동 형태는 도 4에 도시된 바와 같이 심한 맥동을 갖게 된다. 이러한, 맥동 현상에 의해 상기 어큐뮬레이터(20)는 그 반경 방향으로 강한 강성을 갖게 되지만, 그 원주 방향으로는 상기 반경 방향의 강성에 비해 상당히 약한 강성을 갖게 됨으로써 진동이 방향성을 갖게 된다. 특히, 상기 어큐뮬레이터(20)의 원주 방향 진동이 상기 흡입관(20a)과 토출구(16)의 연결 부분에서 가장 크게 나타나게 된다.

따라서, 종래 경우에는 상기 압축기 본체(1)의 흡입 동작시 냉매의 압력 맥동에 의한 진동이 발생하게 되면 이를 제어하는 수단이나 구조 설비가 제대로 되어 있지 않기 때문에 상기 맥동에 의한 진동이 실린더(11)로 전달되게 된다는 문제점이 있고, 또한, 상기 흡입관(20a)은 그 상하 방향이나 반경 방향으로는 비교적 강한 강성을 갖게 되지만 그 원주 방향으로는 약한 강성을 갖음으로 진동이 용이하게 발생될 뿐만 아니라 진동이 방향성을 갖게 된다는 문제점도 있다.

더욱이, 상기 어큐뮬레이터(20)의 지지대(23)도 냉매의 압력 맥동에 의한 진동이 그대로 상기 압축기 본체(1)에 전달되는 구조로 설계되어 있어 저주파수의 진동이나 소음의 발생을 증가시키게 된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 어큐뮬레이터의 흡입관을 원형 또는 나선형으로 형성하여 압축기의 토출구에 연결함과 아울러 어큐뮬레이터의 지지대도 판스프링 형태로 형성함으로써, 어큐뮬레이터의 진동이 압축기에 전달되는 것이 최소화되어 압축기의 진동이나 저주파수 소음이 상당히 감소될 뿐만 아니라 그로 인하여 제품의 성능 향상이나 유체 맥동음이 감소될 수 있는 로터리 압축기의 진동 저감 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 로터리 압축기의 구성이 도시된 정단면도,

도 2는 도 1의 평면도,

도 3a는 종래 기술에 따른 로터리 압축기의 진동 저감 장치의 구성이 도시된 측면도,

도 3b는 도 3a의 개략 평면도,

도 4는 도 3의 일부 구성요소인 흡입관 내의 압력 거동이 도시된 그래프,

도 5는 본 발명에 따른 로터리 압축기의 진동 저감 장치의 구성이 도시된 도면,

도 6은 도 5의 평면도,

도 7은 본 발명에 따른 로터리 압축기의 진동 저감 장치와 기존의 로터리 압축기의 진동 저감 장치를 상호 비교한 도면인데, (a)는 기존의 로터리 압축기의 진동 저감 장치가 도시된 개략도, (b)는 본 발명의 로터리 압축기의 진동 저감 장치가 도시된 개략도.

〈도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명〉

50 : 압축기 본체 51 : 토출구

55 : 피팅 튜브 60, 60b : 어큐뮬레이터

60' : 토출배관 61, 61b : 흡입관

62 : 지지대 63 : 지지링

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 로터리 압축기의 진동 저감 장치의 제1 특징에 따르면, 냉매를 순환시키는 과정에서 오일과 냉매가 서로 혼합된 냉매 가스를 배출시키도록 토출구가 설치된 로터리 압축기와, 상기 토출구와 상호 연결되어 냉매 가스가 유입되는 흡입관 및, 상기 흡입관을 통하여 유입된 냉매 가스중 오일을 분리하여 그 분리된 오일이 회수되도록 상기 흡입관과 결합된 오일 회수구가 형성된 어큐뮬레이터에 적용되는 로터리 압축기의 진동 저감 장치에 있어서,

상기 흡입관은 상기 어큐뮬레이터에서 발생되는 반경 또는 원주 방향의 진동이 감쇄될 수 있도록 원형 또는 나선형으로 형성된다.

또한, 본 발명의 제2 특징에 따르면, 상기 어큐뮬레이터의 상부측에는 상기 로터리 압축기의 소정 영역에 부착되어 어큐뮬레이터를 지지하는 동시에 어큐뮬레이터에서 발생되는 진동을 저감시킬 수 있도록 판스프링 형태의 지지대가 설치된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 로터리 압축기의 진동 저감 장치의 구성이 도시된 도면이고, 도 6은 도 5의 평면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 로터리 압축기의 진동 저감 장치와 기존의 로터리 압축기의 진동 저감 장치를 상호 비교한 도면이다.

도 5 및 도 7을 참조하면, 냉매를 순환시키도록 압축 작용을 수행하는 동시에 상기 압축 작용을 수행하는 과정에서 냉매와 오일이 섞인 냉매 가스를 배출시키는 토출구(51)가 설치된 압축기 본체(50)와; 피팅 튜브(55)를 이용하여 상기 압축기 본체(50)의 토출구(51)와 억지 끼움되어 냉매 가스가 유입되는 'L' 자형의 흡입관(61, 61b)과, 상기 흡입관(61, 61b)을 통해 유입된 냉매 가스중 오일을 분리하여 그 분리된 오일이 회수되는 토출배관(60')이 형성된 어큐뮬레이터(60, 60b)가 포함된다.

특히, 상기 어큐뮬레이터(60, 60b)에는 상기 압축기 본체(50)의 소정 영역과 연결되어 상기 어큐뮬레이터(60, 60b)를 지지하는 동시에 상하 방향의 진동을 흡진하는 구조로 형성된 판스프링 형태의 지지대(62)와, 상기 압축기 본체(50)가 동작되는 도중에 상기 어큐뮬레이터(60, 60b)에서 발생되는 진동을 최소화하기 위해 상기 어큐뮬레이터(60, 60b)의 원주 방향을 둘러싸도록 형성된 지지링(63)이 설치되어 있다.

또한, 상기 흡입관(61, 61b)은 원형 또는 나선형으로 1회 이상 휘감겨 있는 형태로 형성되어 상기 어큐뮬레이터(60, 60b)가 압력 맥동에 의해 어느 방향에서 진동이 발생되어도 이를 흡수할 수 있게 된다.

즉, 상기 흡입관(61, 61b)은 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 기존에는 기존 흡입관(61a)의 강성이 비교적 강해서 상기 기존 흡입관(61a)과 어큐뮬레이터(60a)의 상호 운동에 의한 진동 감쇄 효과가 거의 없었지만, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 본 발명에서는 상기 흡입관(61b)이 기존 흡입관(61a)에 비해 그 길이가 다소 증가되고 그 강성의 자유도가 방향에 관계없이 일정하게 되면서 상기 흡입관(61b)의 강성이 다소 약해지게 된다. 또한, 상기 흡입관(61b)은 상기 어큐뮬레이터(60b)의 무게에 따라 그 모양과 길이가 조절 가능하게 된다.

따라서, 상기 흡입관(61, 61b)은 냉매 가스의 압력 맥동에 의한 어큐뮬레이터(60, 60b)의 진동이 발생하게 되면 그 진동의 방향과 반대로 역 위상으로 움직이게 되어 진동을 감쇄시키게 되므로 상기 어큐뮬레이터(60, 60b)의 진동을 제어하면서 동시에 압축기 본체(50)로 진동이 전달되는 것이 최소화되도록 하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 로터리 압축기의 진동 저감 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

압축기 본체(50)의 흡입 동작시 냉매가 회전 귀환되어 오일과 함께 상기 토출구(51) 및 흡입관(61, 61b)을 통해 상기 어큐뮬레이터(60, 60b) 내부로 유입되게 된다. 그러면, 상기 어큐뮬레이터(60, 60b)는 냉매와 오일을 분리시킨 후에 냉매는 토출배관(60')을 통해 다시 상기 압축기 본체(50)로 보내게 된다. 이때, 상기 압축기 본체(50)에서는 고속으로 냉매를 흡입하다 중지하게 되므로 냉매의 관성과 흡입 압력이 갑자기 바뀌게 된다.

이때, 냉매의 흐름이 압력을 갖게 되면서 맥동을 동반하게 되는데, 상기 어큐뮬레이터(60, 60b)와 압축기 본체(50)를 상호 연결시키면서 냉매가 이동되는 통로인 흡입관(61, 61b)이 원형 또는 나선형으로 1회 이상 휘감긴 형태로 형성되어 있기 때문에 압력 맥동에 의한 진동을 감쇄시키게 된다.

즉, 상기 흡입관(61, 61b)은 4방향으로 동일한 강성과 고유 주파수를 갖기 때문에 상기 어큐뮬레이터(60, 60b)에서 발생되는 진동이 상기 압축기 본체(50)로 전달되는 것이 최소화될 뿐만 아니라 어큐뮬레이터(60, 60b) 자신의 진동도 최소화될 수 있게 된다.

또한, 상기 어큐뮬레이터(60, 60b)를 지지하도록 설치되어 있는 지지대(62)도 판스프링 형태로 형성되어 있기 때문에 상기 어큐뮬레이터(60, 60b)에서 발생되는 진동을 적당히 흡수할 수 있도록 상하 방향의 진동을 일으키는 구조로 형성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 로터리 압축기의 진동 저감 장치는 어큐뮬레이터의 흡입관을 원형 또는 나선형으로 형성하여 압축기의 토출구에 연결함과 아울러 어큐뮬레이터의 지지대도 판스프링 형태로 형성함으로써, 어큐뮬레이터의 진동이 압축기에 전달되는 것이 최소화되어 압축기의 진동이나 저주파수 소음이 상당히 감소될 뿐만 아니라 그로 인하여 제품의 성능 향상이나 유체 맥동음이 감소될 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 냉매를 순환시키는 과정에서 오일과 냉매가 서로 혼합된 냉매 가스를 배출시키도록 토출구가 설치된 로터리 압축기와, 상기 토출구와 상호 연결되어 냉매 가스가 유입되는 흡입관 및, 상기 흡입관을 통하여 유입된 냉매 가스중 오일을 분리하여 그 분리된 오일이 회수되도록 상기 흡입관과 결합된 오일 회수구가 형성된 어큐뮬레이터에 적용되는 로터리 압축기의 진동 저감 장치에 있어서,

   상기 흡입관은 상기 어큐뮬레이터에서 발생되는 반경 또는 원주 방향의 진동이 감쇄될 수 있도록 원형 또는 나선형으로 형성된 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 진동 저감 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 어큐뮬레이터의 상부측에는 상기 로터리 압축기의 소정 영역에 부착되어 어큐뮬레이터를 지지하는 동시에 어큐뮬레이터에서 발생되는 진동을 저감시킬 수 있도록 판스프링 형태의 지지대가 설치된 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 진동 저감 장치.