KR20010054580A - 소음기의 오일 드레인 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소음기의 오일 드레인 구조에 관한 것으로, 본 발명은 내부에 가스가 유동하는 내부 유로 및 내부 공간이 구비된 소음기 몸체부에 상기 내부 공간에 고이는 오일을 배출시키는 오일 드레인 홀을 형성하고 상기 소음기 몸체부의 외면에 비산되는 오일이 상기 오일 드레인 홀로 흘러 오일 드레인 홀에 유막을 형성하도록 소음기 몸체부의 외면에 오일안내수단을 구비하도록 구성하여 소음기 내부에 고이는 오일을 원활하게 배출시킬 뿐만 아니라 밀폐용기내부에 채워진 고온 상태의 냉매 가스 및 그에 혼합된 오일이 소음기내로 유입하는 것을 억제함으로써 소음기 내부의 체적 손실을 줄여 소음기의 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 소음기의 내부 유로 및 내부 공간을 거쳐 압축공간으로 흡입되는 냉매 가스의 비체적 감소를 방지하여 압축성능을 높일 수 있도록 한 것이다.

Description

소음기의 오일 드레인 구조{STRUCTURE FOR DRAINING OIL IN MUFFLER}

본 발명은 소음기의 오일 드레인 구조에 관한 것으로, 특히 소음 저감 효과를 높일 뿐만 아니라 소음기를 통해 압축공간으로 흡입되는 가스의 비체적을 높일 수 있도록 한 소음기의 오일 드레인 구조에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 냉동사이클 장치를 구성하여 사이클내부를 순환하는 냉매 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키게 된다. 상기 냉동사이클 장치는 냉장고 에어컨 등의 가전 제품에 많이 장착되며 그 가전 제품에 장착된 냉동사이클 장치는 운전 중 압축기에서 대부분의 소음을 발생시키게 된다.

상기 압축기의 구성은 보통 밀폐용기의 내부에 장착되어 구동력을 발생시키는 전동기구부와 상기 구동력을 전달받아 냉매 가스를 압축하는 압축기구부로 구성되며 상기 압축기구부의 형태에 따라 회전식 압축기(Rotary Compressor), 왕복동식 압축기(Reciprocating Compressor) 등으로 나누게 된다. 상기 압축기에서 발생되는 소음은 주로 냉매 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키는 압축기구부에서 발생하게 되는데, 그 일예로 왕복동식 압축기는, 도 1에 도시한 바와 같이, 밀폐용기(1)내부에 장착된 전동기구부(M)의 구동력을 전달받아 피스톤(2)이 실린더(3)내부를 직선 왕복 운동함에 따라 실린더(3)의 단부에 결합된 밸브어셈블리(4)를 통해 실린더(3)내부로 냉매 가스가 흡입되고 그 흡입된 냉매 가스가 압축되어 밸브어셈블리(4)를 통해 토출되는 일련의 과정을 거치면서 소음을 발생시키게 된다.

한편, 상기 냉매 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키는 과정에서 발생되는 소음이 외부로 방사되지 않도록 흡입 유로와 토출 유로에 소음기(10)를 장착하게 되며, 상기 소음기(10)는 보통 헬름 홀쯔 레조네이터의 튜닝 방법을 이용하여 소음을 제어하게 된다. 상기 헬름 홀쯔 레조네이터는 주파수 f = 1/2π ROOT {S/LV} 의 식을 만족하게 되며 이와 같은 식은, 도 2에 도시한 바와 같이, S는 유로의 측부에 형성된 공명 공간을 연통시키는 목의 단면적이고, 상기 L은 목의 길이이며 상기 V는 공명 공간의 체적이다.

상기한 바와 같은 헬름 홀쯔 레조네이터의 원리를 구현한 소음기 구조의 일례로, 도 3, 4에 도시한 바와 같이, 상기 소음기는 소정의 내부 공간을 갖도록 형성된 몸체부(11)와 상기 몸체부(11)에 소정의 길이를 갖도록 연장 형성됨과 아울러 그 내부에 상기 몸체부(11)의 내부 공간과 연통되도록 연통유로(13)가 형성된 결합부(12)로 이루어진다. 그리고 상기 몸체부(11)의 내부 공간에 격벽(W)들이 형성되어 몸체부(11)의 내부 공간을 흡입공간부(14)와 공명공간부(15)로 구획되고 상기 몸체부(11)의 일측에 상기 흡입공간부(14)와 연통되도록 흡입구(16)가 형성된다. 상기 격벽(W)들은 몸체부(11)의 내부 공간을 흡입공간부(14)와 공명공간부(15)로 구획함과 아울러 상기 흡입공간부(14)와 연통되는 유로를 형성하도록 두 개의 격벽(W)으로 형성되고 그 유로를 형성하는 격벽(W)의 일측에 공명공간부(15)에 연통되도록 소정의 길이와 내경을 갖는 제1 공명관부(17)가 형성되며 상기 공명공간부(15)로 유입된 유체가 상기 결합부(12)의 연통유로(13)로 통하도록 몸체부(11)내에 공명공간부(15)와 결합부(12)의 연통유로(13)를 연통시키는 제2 공명관부(18)가 형성된다. 그리고 상기 공명공간부(15)측에 위치하는 몸체부(11)의 일측에 공명공간부(15)에 고이는 오일 및 액체 상태의 냉매를 외부로 배출시키는 관통된 드레인 홀(19)이 형성되어 있다.

상기 소음기(10)는 그 결합부(12)가 실린더(3)의 압축공간과 연통되도록 압축기구부에 결합된다. 그리고 상기 소음기의 흡입구(16)측에 밀폐용기(1)에 결합되어 냉매 가스가 흡입되는 흡입관(5)이 위치하게 된다.

상기한 바와 같은 소음기는 실린더(3)의 압축공간에서 피스톤(2)이 왕복 운동함에 따라 그 흡입력에 의해 흡입관(5)으로 유입되는 냉매 가스가 소음기의 흡입구(16)를 통해 내부 유로를 거치면서 실린더(3)의 압축공간으로 흡입된다. 상기 흡입관(5)으로 유입된 냉매 가스가 소음기(10)내부를 거치는 경로는 먼저 냉매 가스가 흡입구(16)를 거쳐 유입공간부(14)로 유입되고 그 유입공간부(14)를 통한 냉매 가스는 격벽(W)에 의해 형성된 유로를 따라 유동하면서 제1 공명관부(17)를 통해 공명공간부(15)로 유입된다. 상기 공명공간부(15)로 유입된 냉매 가스는 제2 공명관부(18) 및 연통유로(13)를 통해 실린더(3)의 압축공간으로 유입된다.

그리고 상기한 바와 같은 일련의 과정을 거치면서 발생되는 소음이 소음기의 내부 유로를 거치면서 저감된다. 즉, 상기 소음은 소음기의 제2 공명관부(18) 및 공명공간부(15) 그리고 제1 공명관부(17)를 거치는 과정에서 일정 주파수 대역의 소음이 감쇄된다. 압축기는 그 용량, 구조 등에 따라 발생되는 소음 주파수 대역이 달라지게 되며 그에 설치되는 소음기 또한 압축기의 용량, 구조 등에 따라 제1,2 공명관부(17)(18) 및 공명공간부(15)의 설계가 달라지게 된다.

한편, 상기 흡입관(5)을 통해 소음기(10)로 유입되는 냉매 가스에는 소량의 오일이 섞여 있으며 그 오일이 섞인 냉매 가스가 소음기를 거치는 과정에서 오일이 필터링되어 공명공간부(15)에 고이게 될 뿐만 아니라 액상 상태의 냉매가 고이게 되며 그 오일 및 액상 상태의 냉매는 드레인 홀(19)을 통해 소음기 외부로 배출된다. 상기 공명공간부(15)에 오일 및 액상의 냉매가 고이게 되면 공명공간부(15)의 체적 손실로 소음기의 기능이 저하되므로 공명공간부(15)에 고이는 오일 및 액상의 냉매를 원활하게 배출시키기 위하여 많은 연구가 진행되고 있다.

상기 소음기의 공명공간부(15)에 고인 오일 및 액상의 냉매를 원활하게 배출시키기 위한 종래 구조의 일례로 한국실용신안 출원 95-54604호에 개재된 구조는, 도 5에 도시한 바와 같이, 소음기 몸체부(11)에 형성된 드레인 홀의 외측 둘레에 일정 높이를 갖는 환형의 돌기부(20)가 형성된 구조이나, 이는 압축기구부로 비산되는 오일이 소음기(10)의 외면을 따고 흘러내리면서 드레인 홀(19)을 막는 것을 방지하기 위한 것이다.

또한, 한국특허출원 96-79693호에는 오일이 소음기내부로 유입되면 그 유입된 오일이 소음기 내부에서 원활하게 드레인 홀로 흘러내리도록 소음기 내부에 오일 가이드 홈을 형성한 구조를 개시하고 있다.

그러나 상기한 바와 같은 구조들은 냉매 가스가 소음기의 내부 유로를 통하는 과정에서 공명공간부(15)에 고이는 오일 및 액체 상태의 냉매를 드레인 홀(19)을 통해 배출시키는 것만을 고려한 것으로, 흡입 행정시 피스톤(2)의 움직임에 의한 흡입력에 의해 밀폐용기(1)내에 채워진 고온 상태의 냉매 가스가 드레인 홀(19)로 유입되는 것을 고려하지 못한 구조이다. 즉, 흡입 행정시의 흡입력에 의해 밀폐용기(1)내에 채워진 고온 상태의 냉매 가스가 압축기구부에 비산되는 오일 입자와 함께 소음기(10)의 드레인 홀(19)로 유입된다. 상기 오일 입자가 혼합된 냉매 가스가 소음기(10)내부로 유입됨에 따라 공명공간부(15)에 고여있는 오일이 원활하게 배출되지 못할 뿐만 아니라 오일 입자가 공명공간부(15)에 고이게 되어 공명공간부(15)의 체적 손실을 가중시킬 뿐만 아니라 고온 상태의 냉매 가스가 소음기(10)내로 유입됨에 의해 흡입관(5) 및 소음기(10)를 통해 실린더(3)의 압축공간으로 흡입되는 냉매 가스의 온도를 상승시켜 비체적이 증가하게 되므로 압축 손실을 유발시키게 된다.

상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 밀폐용기내에 있는 오일이 섞인 고온의 냉매 가스가 소음기의 내부로 유입되는 것을 최소화할 뿐만 아니라 소음기내에 고이는 오일이 소음기 외부로 원활하게 배출될 수 있도록 한 소음기의 오일 드레인 구조를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 압축기의 일례로 왕복동식 압축기를 도시한 정단면도,

도 2는 상기 압축기에 적용되는 소음기의 원리를 도시한 자유도,

도 3,4는 상기 소음기의 일례를 도시한 정면도 및 정단면도,

도 5는 종래 소음기의 오일 드레인 구조를 부분 단면하여 도시한 정면도,

도 6a,6b 본 발명의 소음기 오일 드레인 구조의 일실시례가 구비된 소음기의 정면도 및 부분 측단면도,

도 7,8 본 발명의 소음기 오일 드레인 구조의 변형례를 각각 도시한 부분 측단면도,

도 9는 본 발명의 소음기 오일 드레인 구조의 다른 실시례를 도시한 정면도.

도 10,11,12는 본 발명의 소음기 오일 드레인 구조를 구성하는 드레인 관의 변형례를 각각 도시한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

31 ; 소음기 몸체부 33 ; 오일 드레인 홀

40 ; 와이어 50 ; 드레인 관

51 ; 경사부 52 ; 굴곡면

60 ; 저항체 B,D ; 가이드 돌기 및 홈

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 내부에 가스가 유동하는 내부 유로 및 내부 공간이 구비된 소음기 몸체부에 상기 내부 공간에 고이는 오일을 배출시키는 오일 드레인 홀을 형성하고 상기 소음기 몸체부의 외면에 비산되는 오일이 상기 오일 드레인 홀로 흘러 오일 드레인 홀에 유막을 형성하도록 소음기 몸체부의 외면에 오일안내수단을 구비한 것을 특징으로 하는 소음기의 오일 드레인 구조가 제공된다.

또한, 내부에 가스가 유동하는 내부 유로 및 내부 공간이 구비된 소음기 몸체부에 상기 내부 공간에 고이는 오일을 배출시키는 오일 드레인 홀을 형성하고 상기 오일 드레인 홀에 이어 오일 드레인 홀을 통한 오일이 외부로 배출되도록 함과 아울러 외부의 유체가 내부 공간으로 유입시 유체 저항을 갖도록 하는 소정 길이의 드레인 관을 형성한 것을 특징으로 하는 소음기의 오일 드레인 구조가 제공된다.

이하, 본 발명의 소음기 오일 드레인 구조를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 6a, 6b는 본 발명의 소음기 오일 드레인 구조의 일실시례를 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 내부에 가스가 유동하는 내부 유로 및 내부 공간이 구비된 소음기 몸체부(31)에 상기 내부 공간에 고이는 오일을 배출시키는 오일 드레인 홀(33)이 형성되고 상기 소음기 몸체부(31)의 외면에 비산되는 오일이 상기 오일 드레인 홀(33)로 흘러 오일 드레인 홀(33)에 유막이 형성되도록 소음기 몸체부(31)의 외면에 오일안내수단이 구비된다. 상기 소음기 몸체부(31)의 내부 유로 및 내부 공간의 일례로 종래와 유사하게 냉매 가스가 유입되는 흡입구(34)에 이어 소정의 공간을 갖는 유입공간부(35)가 형성되고 상기 유입공간부(35)에 이어 제1 공명관부(36)가 형성되며 상기 제1 공명관부(36)에 이어 소정의 공간을 갖는 공명공간부(37)가 형성되고 상기 공명공간부(37)에 이어 제2 공명관부(38)가 형성된다. 그리고 상기 공명공간부(37)측에 내부에 고이는 오일 및 액상의 냉매를 유출시키는 오일 드레인 홀(33)이 형성된다. 상기 오일안내수단은 소음기 몸체부(31)의 외면에 오일 드레인 홀(33)과 연결되도록 소정의 길이를 갖는 가이드 돌기(B)가 형성되어 이루어진다.

미설명 부호 32는 결합부이다.

상기 오일안내수단의 다른 변형례로서, 도 7에 도시한 바와 같이, 소음기 몸체부(31)의 외면에 오일 드레인 홀(33)과 연결되도록 소정의 길이를 갖는 가이드 홈(D)이 형성되어 이루어진다.

상기 오일안내수단의 다른 변형례로서, 도 8에 도시한 바와 같이, 소음기 몸체부(31)의 외면에 오일 드레인 홀(33)과 연결되도록 소정의 길이를 갖는 와이어(40)가 연결되어 이루어진다.

도 9는 본 발명의 소음기 오일 드레인 구조의 다른 실시례를 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 내부에 가스가 유동하는 내부 유로 및 내부 공간이 구비된 소음기 몸체부(31)에 상기 내부 공간에 고이는 오일을 배출시키는 오일 드레인 홀(33)이 형성되고 상기 오일 드레인 홀(33)에 이어 오일 드레인 홀(53)을 통한 오일이 외부로 배출되도록 함과 아울러 외부의 유체가 내부 공간으로 유입시 유체 저항을 갖도록 하는 드레인 관(50)이 형성되어 이루어진다. 상기 드레인 관(50)은 소정의 내경과 길이를 갖도록 형성되며 그 드레인 관(50)은 소음기 몸체부(31)의 외면에 연장 형성될 수 있고 또한 소정의 길이를 갖는 별도의 관이 소음기 몸체부(31)에 결합될 수 있다. 상기 드레인 관(50)은, 도 10에 도시한 바와 같이, 단부 가장자리가 모따기되어 경사부(51)가 형성됨이 바람직하다.

상기 드레인 관(50)의 변형례로서, 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 드레인 관(50)의 내주면에 유체의 유입 저항을 배가시키기 위하여 굴곡면(52)으로 형성되어 이루어진다. 상기 굴곡면(52)은 나사산 형태로 형성됨이 바람직하고 상기 나사산은탭 가공에 의해 형성될 수 있다.

상기 드레인 관(50)의 다른 변형례로서, 도 12에 도시한 바와 같이, 상기 드레인 관(50)의 내주면에 유체의 유입 저항을 배가시키기 위하여 상기 드레인 관(50)의 내부에 그 드레인 관(50)의 내경보다 작은 저항체(60)가 삽입되어 이루어진다.

이하, 본 발명의 소음기 오일 드레인 구조의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

상기 소음기는 실린더(3)의 압축공간과 연통되도록 압축기구부에 결합된다. 그리고 상기 소음기의 흡입구(34)측에 밀폐용기(1)에 결합되어 냉매 가스가 흡입되는 흡입관(5)이 위치하게 된다. 이와 같은 상태에서, 실린더(3)의 압축공간에서 피스톤(2)이 왕복 운동함에 따라 그 흡입력에 의해 흡입관(5)으로 유입되는 냉매 가스가 소음기의 흡입구(34)를 통해 내부 유로 및 내부 공간을 거치면서 실린더(3)의 압축공간으로 흡입된다. 즉, 냉매 가스는 소음기의 유입공간부(35) 및 제1 공명관부(36)를 거쳐 공명공간부(37)로 유입되고 그 공명공간부(37)를 거친 냉매 가스는 제2 공명관부(38)를 거치면서 실린더(3)의 압축공간으로 유입된다. 그리고 상기한 바와 같은 일련의 과정을 거치면서 냉매 가스가 압축되는 과정에서 발생되는 소음은 제2 공명관부(38) 및 공명공간부(37) 그리고 제1 공명관부(36)와 유입공간부(35)를 거치면서 저감된다.

한편, 냉매 가스가 상기 흡입관(5)을 통해 소음기의 내부 유로 및 내부 공간을 거치면서 냉매 가스에 혼합된 오일 및 액 냉매가 내부 공간, 즉 공명공간부(37)에 고이게 되면 그 고인 오일은 오일 드레인 홀(33)을 통해 배출된다. 그리고 냉매 가스가 압축되는 압축기구부에 비산되는 오일의 일부가 소음기 몸체부(31)의 외주면에 비산되는데 그 비산된 소음기 몸체부(31)의 외면에 비산된 오일은 소음기 몸체부(31)의 외면에 형성된 오일안내수단에 의해 오일이 모임과 동시에 그 오일안내수단을 따라 흘러내려 오일 드레인 홀(33)에 유막을 형성하게 된다. 그 오일 드레인 홀(33)에 형성된 유막에 의해 피스톤(2)의 흡입 행정시 발생되는 흡입력에 의해 밀폐용기(1)내에 채워진 고온 상태의 냉매 가스가 오일 드레인 홀(33)을 통해 소음기(30)내부로 유입되는 것을 방지하게 된다. 즉, 상기 오일안내수단이 가이드 홈(D)이거나 가이드 돌기(B) 또는 와이어(40)일 경우 그 가이드 홈(D) 또는 가이드 돌기(B) 또는 와이어(40)를 타고 오일이 흐르게 된다.

그리고 본 발명의 다른 실시례의 경우, 소음기(30)의 내부에 고이는 오일 및 액 냉매가 오일 드레인 홀(33) 및 드레인 관(50)을 통해 소음기 외부로 배출되며, 또한 피스톤(2)의 흡입 행정시 발생되는 흡입력에 의해 밀폐용기(1)내에 채워진 고온 상태의 냉매 가스가 오일 드레인 홀(33)로 유입될 경우 먼저 드레인 관(50)을 거쳐야 하므로 드레인 관(50)을 거치는 과정에서 발생되는 유동 저항에 의해 오일 드레인 홀(33)을 통해 소음기 내부로 유입되는 냉매 가스의 양이 최소화된다. 또한 상기 드레인 관(50)내부에 저항체(60)나 굴곡면(52)이 형성될 경우 오일 드레인 홀(33)로 유입되는 냉매 가스의 양을 극소화시킬 수 있게 되며 드레인 관(54)에 경사부(51)를 형성하게 될 경우 드레인 관(54)에 유막이 형성되어 냉매 가스의 유입을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 소음기 오일 드레인 구조는 소음기 내부에 고이는 오일을 원활하게 배출시킬 뿐만 아니라 밀폐용기내부에 채워진 고온 상태의 냉매 가스 및 그에 혼합된 오일이 소음기내로 유입되는 것을 억제하게 됨으로써 소음기 내부의 체적 손실을 줄여 소음기의 성능을 높이게 될 뿐만 아니라 밀폐용기내에 채워진 고온 상태의 냉매 가스가 소음기 내부로 유입되는 것이 억제되므로 흡입관을 통해 소음기의 내부 유로 및 내부 공간을 거쳐 압축공간으로 흡입되는 냉매 가스의 비체적 감소를 방지하게 되어 압축성능을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 내부에 가스가 유동하는 내부 유로 및 내부 공간이 구비된 소음기 몸체부에 상기 내부 공간에 고이는 오일을 배출시키는 오일 드레인 홀을 형성하고 상기 소음기 몸체부의 외면에 비산되는 오일이 상기 오일 드레인 홀로 흘러 오일 드레인 홀에 유막을 형성하도록 소음기 몸체부의 외면에 오일안내수단을 구비한 것을 특징으로 하는 소음기의 오일 드레인 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 오일안내수단은 소음기 몸체부의 외면에 오일 드레인 홀과 연결되도록 소정의 길이를 갖는 가이드 홈 또는 가이드 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 소음기의 오일 드레인 구조.
3. 제1항에 있어서, 상기 오일안내수단은 소음기 몸체부의 외면에 오일 드레인 홀과 연결되도록 소정의 길이를 갖는 와이어를 연결하여 이루어진 것을 특징으로 하는 소음기의 오일 드레인 구조.
4. 내부에 가스가 유동하는 내부 유로 및 내부 공간이 구비된 소음기 몸체부에 상기 내부 공간에 고이는 오일을 배출시키는 오일 드레인 홀을 형성하고 상기 오일 드레인 홀에 이어 오일 드레인 홀을 통한 오일이 외부로 배출되도록 함과 아울러 외부의 유체가 내부 공간으로 유입시 유체 저항을 갖도록 하는 소정 길이의 드레인 관을 형성한 것을 특징으로 하는 소음기의 오일 드레인 구조.
5. 제4항에 있어서, 상기 드레인 관의 단부 가장자리가 모따기되어 경사부가 형성된 것을 특징으로 하는 소음기의 오일 드레인 구조.
6. 제4항에 있어서, 상기 드레인 관의 내주면에 유체의 유입 저항을 배가시키기 위하여 굴곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 소음기의 오일 드레인 구조.
7. 제4항에 있어서, 상기 드레인 관의 내부에 그 드레인 관의 내경보다 작은 저항체가 삽입된 것을 특징으로 하는 소음기의 오일 드레인 구조.