KR20020095893A - 압축기의 흡입머플러 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 압축기의 흡입머플러(150)는, 케이스(151)와, 케이스(151)의 일측에 형성되며 증발기와 연결된 흡입관(P')을 통하여 냉매가 유입되는 흡입구(152)를 포함하며, 흡입구(152)는 케이스(151)의 하부에 형성되며 흡입관(P')의 선단과 소정 간격을 두고 이격되어 있다. 흡입구(152)는 냉매 유입방향을 따라 폭이 좁아지는 반(半)나팔관 형상으로 형성된다. 이상과 같은 흡입머플러(150)에 의하면, 액냉매가 실린더(31) 내부로 유입되는 것을 방지하여 밸브조립체(40) 상의 밸브류의 부식을 방지하고, 압축기 내에 유입된 냉매의 온도 상승을 억제하여 압축효율을 증가시킬 수 있으며, 흡입관(P')에 소음이 유입되어 압축기 전체의 소음 및 진동이 증가하는 것을 방지할 수 있다.

Description

압축기의 흡입머플러{Suction muffler of compressor}

본 발명은 밀폐형 압축기의 흡입머플러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉동사이클의 증발기에서 증발된 저압의 냉매(冷媒)가스를 실린더의 내부로 유입시키는 흡입머플러에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐형 압축기는 냉장고 등의 냉동장치에서 냉매를 압축하기 위하여 널리 사용되고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 밀폐형 압축기는, 상부쉘(11) 및 하부쉘(12)로 이루어진 본체 케이스(10) 내에, 고정자(21)와 회전자(22) 등을 포함하는 전동기구부(20)와, 회전자(21)의 중앙에 압입된 크랭크 샤프트(23)의 회전에 따라 냉매를 흡입하여 압축시킨 후 토출하는 압축기구부(30)를 구비한다.

상기 압축기구부(30)는 냉매가 수용되는 실린더(31), 실린더(31) 내부를 왕복이동하며 냉매를 압축하는 피스톤(32)을 구비하며, 실린더(31)의 전면에는 실린더(31)를 밀폐하는 실린더헤드(33)가 설치된다. 한편, 실린더헤드(33)와 실린더(31) 사이에는 냉매가 실린더(31) 내로 공급되거나 실린더(31)로부터 토출될 수 있도록 밸브조립체(40)가 개재된다.

이상과 같이 구성된 압축기에서, 피스톤(32)이 실린더(31) 내에서 왕복 운동을 하게 되면 밸브조립체(40)에 형성된 흡입밸브(미도시)나 토출밸브(미도시)가 열리거나 닫힘으로써, 냉매가 실린더(31) 내로 유입되거나 실린더(31) 밖으로 토출된다.

한편, 실린더(31) 내부로 냉매가 유입될 때의 유동소음 및 밸브조립체(40) 사의 밸브 작동에 따른 마찰소음 등이 발생하게 되는 바, 이러한 소음을 감소시키기 위하여 실린더(31)의 입구 쪽에는 흡입머플러(50)가 설치된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 흡입머플러(50)는, 케이스(51)의 일측 상단부에 형성된 흡입구(52)와, 이 흡입구(52) 반대측에 형성되어 냉매의 유동소음등을 흡수하는 공명실(54)을 구비한다. 흡입구(52)는 동제(銅製)의 흡입관(P)에 의해 압축기 외부의 증발기(미도시)와 연결된다. 흡입구(52)와 공명실(54) 사이에는 이들과 연통하는 한 쌍의 배플(Baffle; 53)이 형성되고, 이 배플(53)의 출구에는 냉매를 실린더(31)로 유도하는 베이스(55)가 설치된다.

도 2에 실선으로 도시된 바와 같이, 냉매는 증발기로부터 흡입관(P) 및 흡입구(52)를 순차적으로 통하여 흡입머플러(50) 내부로 유입된 후, 배플(53)과 베이스(55)를 통해 실린더(31)의 내부로 유입되며, 이때 발생되는 유동소음 및 밸브 작동에 따른 마찰소음은 공명실(54)로 유입되어 흡수되게 된다.

냉동기에서 증발기에서 냉매가 완전하게 기체상태로 증발되기 힘들기 때문에, 압축기에 유입되는 냉매는 완전한 기체 상태로 되지 못하고 약간의 액냉매가 혼합된 상태가 된다.

그런데, 종래의 흡입머플러(50)와 같이 흡입관(P)과 흡입구(52)가 직결되어 있는 구조에서는, 액냉매가 실린더(31) 내로 유입됨으로써, 압축기의 압축효율이 떨어지고 밸브조립체(40) 상의 밸브류를 부식하게 하는 등의 문제가 있다.

한편, 흡입관(P)은 열 전달이 잘되는 동재로 형성되어 있으므로, 종래의 흡입머플러(50)와 같이 압축기 내로 유입된 냉매가 바로 흡입머플러(50)로 유입되지 못하는 구조에서는, 냉매가 흡입관(P)을 통과하면서 압축기 내부의 온도에 의해 가열됨으로써, 압축 효율이 저하되는 문제가 있다.

또한, 종래의 흡입머플러(50)에 의하면, 냉매의 유동소음 및 냉매의 흡입ㆍ토출시에 발생하는 모든 소음이 공명실(54)에서 흡수되지 못하고 일부의 소음은,도 2에 점선으로 도시된 바와 같이, 냉매 유입방향과 반대로 흡입관(P)을 통하여 압축기 외부로 빠져나가게 된다. 이와 같이, 흡입관(P) 내에서 냉매 유입방향과 소음 방사방향이 서로 반대가 됨으로써 냉매의 유동주파수와 소음 주파수가 서로 공진을 일으켜 압축기 소음 및 진동이 상승하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 액냉매의 압축기 유입을 방지하고, 냉매 흡입 및 토출에 따른 소음이 압축기 외부로 누설되는 것을 방지함으로써 압축 효율을 향상할 수 있는 흡입머플러를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 밀폐형 압축기를 나타낸 단면도.

도 2는 종래의 흡입머플러의 구조를 보인 정단면도.

도 3은 본 발명에 따른 흡입머플러의 구조를 보인 정단면도.

도 4는 도 3의 흡입머플러 일부를 확대하여 도시한 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11 : 상부쉘12 : 하부쉘

150 : 흡입머플러151 : 케이스

152 : 흡입구153 : 배플

154 : 공명실155 : 베이스

P' : 흡입관

상기와 같은 본 발명의 목적은 케이스와, 상기 케이스의 일측에 형성되며 증발기와 연결된 흡입관을 통하여 냉매가 유입되는 흡입구를 포함하며, 상기 흡입구는 상기 케이스의 하부에 형성되며, 상기 흡입관의 선단과 소정 간격을 두고 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기의 흡입머플러를 제공함으로써 달성된다.

여기서, 상기 흡입구는 냉매 유입방향을 따라 폭이 좁아지는 반(半)나팔관 형상으로 형성된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 종래와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하며, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 흡입머플러(150)는 케이스(151) 일측 하단부에 형성된 흡입구(152)와, 이 흡입구(152) 반대 측에 형성되어 냉매의 유로소음을 흡수하는 공명실(154)을 구비한다.

흡입구(152)와 공명실(154) 사이에는 이들과 연통하는 한 쌍의 배플(Baffle; 153)이 형성되고, 이 배플(153)의 출구에는 냉매를 실린더(31; 도 1 참조)로 유도하는 베이스(155)가 설치된다.

흡입구(152)는 하부쉘(12)을 관통하여 설치된 흡입관(P')의 선단과 소정 간격을 두고 이격되어 있다. 흡입관(P')은 동제(銅製)로 형성되며, 종래의 경우와 달리 압축기 내에서 구부러지지 않고 하부쉘(10)로부터 압축기 내부로 약간 돌출된 일직선의 형태로 설치된다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 흡입구(152)는 냉매 유입방향을 따라 좌우 및 하측의 폭이 좁아지는 반(半)나팔관 형상으로 형성된다.

흡입구(152)와 흡입관(P')이 소정 간격만큼 이격되어 있으므로, 흡입관(P')을 통과한 냉매 흐름 중에 기체상의 냉매(도 3 및 도 4에서 가는 실선으로 도시함)는 흡입구(152)로 유입되지만, 액상의 냉매(도 3 및 도 4에서 굵은 실선으로 도시함)는 그 자중 및 흡입구(152) 내벽의 경사면에 부딪힘으로써 하부쉘(12)의 바닥으로 떨어지게 된다. 따라서, 액냉매가 흡입구(152)를 통하여 실린더(31)로 유입되는 것이 방지된다.

한편, 흡입머플러(150)의 케이스(151)는 동재보다는 상대적으로 열전달율이 낮은 프라스틱재로 형성된다. 흡입구(152)가 이러한 프라스틱재 케이스(151)의 하단부에 설치됨으로써, 압축기 내부로 유입된 냉매는 바로 흡입구(152)를 통하여 흡입머플러(150) 내부로 유입되므로, 도 2에 도시된 종래의 흡입머플러(50)의 경우보다는 압축기 내부온도에 의한 영향이 작게 된다.

아래의 표 1은, 종래의 흡입머플러를 구비한 압축기와 본 발명에 따른 흡입머플러를 구비한 압축기에서 온도를 측정한 결과를 나타낸 것이다.

	종래 기술	본 발명	차이
흡입관 통과 냉매온도	35℃	35℃	-
머플러 입구온도	53.8℃	56.2℃	+ 2.4℃
머플러 베이스 온도	66.9℃	58.9℃	- 8.0℃
실린더 블록 표면온도	103.6℃	92.6℃	- 11.0℃
하부쉘 바닥온도	92.1℃	86℃	- 6.1℃
압축기 토출 냉매온도	109℃	103.3℃	- 5.7℃
냉방능력(kcal/hr)	1063.3 (100%)	1124.31 (105.7%)	+ 5.7%

표 1에서와 같이, 압축기 외부의 흡입관(P')을 통과하는 냉매의 온도는 종래와 본 발명 모두 35℃로 같으나, 냉매가 흡입머플러(150)로 유입될 때부터 압축기부터 토출될 때까지의 온도는 종래에 비하여 본 발명에 따른 흡입머플러를 구비한 압축기에서 낮아지는 것을 알 수 있다.

한편, 하부쉘(12) 바닥의 온도도 본 발명의 경우가 종래에 비하여 낮게 되는 데, 이는 상술한 바와 같이, 흡입관(P')으로부터 냉매가 흡입구(152)를 통하여 흡입머플러(150) 내로 유입될 때, 저온의 액냉매가 하부쉘(12)의 바닥으로 떨어지기 때문이다. 따라서, 상ㆍ하부쉘(11)(12) 내부의 온도가 종래에 비하여 전체적으로 낮아지게 된다.

이와 같이, 압축기에 유입되는 냉매의 온도 및 상ㆍ하부쉘(11)(12) 내부의 온도가 낮아짐으로써, 실린더(31) 내로 공급되는 오일의 윤활 특성이 좋아지고, 압축기의 압축효율 및 냉동기의 냉방능력이 종래의 경우에 비하여 높아지게 된다.

이와 같이 구성된 흡입머플러(150)에서, 냉매는 증발기로부터 흡입관(P') 및 흡입구(152)를 순차적으로 통하여 흡입머플러(150) 내부로 유입된다. 이때, 상기한 바와 같이, 액상의 냉매는 하부쉘(12) 바닥으로 떨어지며, 기체 냉매만이 흡입머플러(150) 내부로 유입되게 된다.

흡입구(152)를 통과한 냉매는 흡입머플러(150) 내부의 상단방향으로 유도된 후, 배플(153)과 베이스(155)를 통해 실린더(31; 도 1 참조)의 내부로 유입되며, 이때 발생되는 유동소음 및 냉매의 흡입ㆍ압축시의 밸브 작동에 따른 마찰소음은 공명실(154)로 유입되어 흡수되게 된다.

한편, 냉매의 유동소음 및 냉매의 흡입ㆍ압축에 따른 마찰소음 중 일부는 공명실(154)에 흡수되지 못하고, 도 3에 점선으로 도시된 바와 같이, 냉매 유입방향과 반대로 냉매 유입경로를 따라 흡입머플러(150)를 빠져나가게 된다. 그러나, 본 발명에 따른 흡입머플러(150)에서는 흡입구(152)와 흡입관(P')이 이격되어 있으며, 흡입구(152)가 반(半)나팔관 형상을 하고 있으므로, 도 4에 도시된 바와 같이, 소음은 흡입구(152)를 빠져나오면서 좌우 및 하측으로 압축기 내부에서 방사된다. 따라서, 소음이 흡입관(P') 내로 유입되지 않으므로, 흡입관(P')에서 냉매의 유동주파수와 소음 주파수가 공진을 일으켜 압축기 소음 및 진동이 발생하는 현상이 방지된다.

아래의 표 2는, 종래의 흡입머플러를 구비한 압축기와 본 발명에 따른 흡입머플러를 구비한 압축기에서의 소음측정 결과를 나타낸 것이다.

	저주파대역(500Hz)	고주파대역(2∼4kHz)	OVER ALL
종래 기술	37.6 dB	41.8 dB	48.6 dB
본 발명	28.3 dB	40.7 dB	46.6 dB

표 2에서와 같이, 종래에 비하여 본 발명에 따른 흡입머플러를 구비한 압축기에서 소음이 낮은 것을 알 수 있으며, 특히 저주파수 대역에서 소음 저감 효과가 크다는 것을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 흡입구(152)를 흡입머플러(150) 하부에 형성하고 이 흡입구(152)와 흡입관(P')의 선단을 이격시킴으로써, 액냉매가 실린더(31) 내부로 유입되는 것을 방지하여 밸브조립체(40) 상의 밸브류의 부식을 방지하고, 압축기 내에 유입된 냉매의 온도 상승을 억제하여 압축효율을 증가시킬 수 있다.

또한, 흡입구(152)와 흡입관(P') 선단을 이격시킴과 함께, 흡입구(152)를 반나팔관의 형상으로 형성함으로써, 냉매의 유동소음 및 냉매 흡입ㆍ압축에 따른 마찰소음이 흡입관(P')으로 역류되지 않도록 하여 압축기의 소음 및 진동을 저감할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (2)

1. 케이스와, 상기 케이스의 일측에 형성되며 증발기와 연결된 흡입관을 통하여 냉매가 유입되는 흡입구를 포함하는 압축기의 흡입머플러에 있어서,

   상기 흡입구는 상기 케이스의 하부에 형성되며, 상기 흡입관의 선단과 소정 간격을 두고 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기의 흡입머플러.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 흡입구는 상기 냉매의 유입방향을 따라 폭이 좁아지는 반(半)나팔관 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기의 흡입머플러.