KR20100085779A - 밀폐형 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로서, 특히 밀폐용기의 흡입관과 흡입 머플러를 연통시키는 연결구에서 흡입 압력을 조정하여 소음을 저감시킬 수 있는 밀폐형 압축기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 냉매가 흡입되는 흡입관이 구비되고, 냉매를 압축시키는 압축기구부가 수용된 밀폐용기; 압축기구부에 고정되고, 냉매가 통과하면서 유동 소음을 저감시키는 흡입 머플러; 그리고, 흡입관과 흡입 머플러를 연통시키도록 설치되고, 냉매가 통과하는 유로 상에 밀폐용기 내부 공간과 연통되는 홀이 구비된 연결구;를 포함하기 때문에 연결구의 내압과 밀폐용기의 내압을 평준화시켜 냉매의 흡입 압력을 높여주고, 이로 인하여 냉매의 흡입 압력과 압축공간의 압력 차이가 줄어듦에 따라 냉매가 흡입되는 과정에서 발생되는 소음을 저감시킬 수 있다.
밀폐형 압축기, 밀폐용기, 흡입관, 흡입 머플러, 연결구

Description

밀폐형 압축기 {COMPRESSOR}
본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로서, 특히 밀폐용기의 흡입관과 흡입 머플러를 연통시키는 연결구에서 흡입 압력을 조정하여 소음을 저감시킬 수 있는 밀폐형 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 밀폐형 압축기는 왕복 운동에 의해 냉매를 압축시키는 압축기구부와, 압축기구부에 동력을 공급하는 전동기구부와, 압축기구구 및 전동기구부가 밀폐되도록 수용하는 밀폐용기로 구성된다. 이러한 밀폐형 압축기는 냉장고 등의 냉동 시스템을 구성하는 요소로써, 저온저압의 기체냉매를 고온고압의 기체냉매로 상변화시키는 역할을 수행하며, 이러한 상변화는 실린더 내부에서 왕복 운동하는 피스톤의 압축력에 의해 가능해진다.
도 1은 종래 기술에 따른 밀폐형 압축기의 일예가 도시된 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 밀폐형 압축기의 일예에서 소음 및 냉매 속도가 도시된 그래프이다.
종래의 밀폐형 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이 소정의 하부 용기(1a)와 상부 용기(1b)가 서로 결합되어 밀폐용기(1)를 구성하고, 밀폐용기(1) 내측에 고정자(2)와 회전자(3)로 이루어진 전동기구부(4)가 설치되며, 전동기구부(4)의 상측에 다수개의 압축 부품이 설치된다. 물론, 고정자(2)의 하측에는 회전자(3)의 회전시 고정자(2)에 전해지는 충격을 완충하기 위하여 복수개의 스프링(S)이 지지되고, 전동기구부와 압축 부품들 사이에는 동력을 전달하기 위한 부품들이 설치된다.
동력을 전달하기 위한 부품들은 회전축(5), 실린더 블록(6), 슬리브(7), 커넥팅 로드(8)를 포함한다. 회전축은 회전자(3) 중심에 구비된 수직 방향으로 관통된 압입공(3a)에 압입되는 동시에 실린더 블록(6)에 회전 가능하게 삽입되되, 회전축(5)의 상단부에 구비된 편심부(5a)가 슬리브(7)와 결합되고, 이런 슬리브(7)에는 회전 운동을 직선 운동으로 변환시켜주는 커넥팅 로드(8)가 결합된다.
압축 부품들은 실린더(9), 피스톤(10)을 포함한다. 실린더(9)는 실린더 블록(6)의 상부 일측에 구비되고, 피스톤(10)은 실린더(9) 내측에 삽입되는 동시에 커넥팅 로드(8)와 연결되어 왕복 직선 운동 가능하게 설치된다. 이때, 실린더(9)의 일측 개구부에는 냉매 가스를 실린더(9)의 압축공간으로 흡/토출하기 위한 밸브장치(11)가 결합되고, 밸브 장치(11)의 외측에는 흡입냉매와 토출냉매를 구획하기 위하여 흡입공간 및 토출공간이 구획되도록 구비된 헤드 커버(12)가 결합된다. 또한, 헤드 커버(12) 하측에는 흡입 머플러(미도시)가 연통되도록 결합되고, 흡입 머플러는 밀폐용기(1)에 구비된 흡입관(14)과 연결구(미도시)에 의해 연통되도록 설치된다. 또한, 헤드 커버(12) 상측에는 토출 냉매의 소음을 저감시키기 위한 토출 머플러(미도시)가 연통되도록 구비될 수도 있으며, 토출 머플러(13)는 밀폐용기(1)에 구비된 토출관(15)과 루프관(16)에 의해 연통되도록 설치된다.
따라서, 밀폐형 압축기의 동작을 살펴보면, 전동기구부(4)에 전원이 인가되면, 고정자(2)와 회전자(3)의 상호 작용에 의해 회전자(3)가 회전하고, 회전자(3)와 결합된 회전축(5)도 회전하게 된다. 이와 같은 회전축(5)의 회전이 커넥팅 로드(8)에 의해 왕복 직선 운동으로 전환됨에 따라 피스톤(10)이 실린더(9) 내부의 압축공간에서 왕복 직선 운동하게 된다. 이때, 피스톤(10)이 후진하면, 흡입관(14)을 통하여 냉매가 흡입 머플러와 헤드 커버(12)의 흡입 공간을 통하여 밸브 장치(11)로 유입되고, 밸브 장치(11)의 흡입밸브(미도시)가 개방되면서 실린더(9) 내부의 압축공간으로 흡입된다. 이후, 피스톤(10)이 전진하면, 압축공간에서 압축된 냉매가 토출밸브(미도시)를 개방시키면서 헤드 커버(12)의 토출 공간으로 토출된 다음, 토출 머플러 및 루프관(16)을 거쳐 밀폐용기(1)의 토출관(15)을 통하여 외부로 토출된다.
상기와 같은, 종래의 밀폐형 압축기는 탄성 재질의 연결구가 밀폐용기 내측에 밀착시키기 위하여 연결구의 밀착력이 흡입관의 내부 압력보다 높게 설계되기 때문에 냉매가 달라지더라도 비교적 흡입관의 내부 압력이 낮게 유지된다. 예를 들어, 냉매 600a를 사용하는 밀폐형 압축기의 경우, 흡입 압력(Ps)이 -0.43kgf/cm2 으로 음압(- 압력)으로 유지되고, 냉매 134a를 사용하는 밀폐형 압축기의 경우, 흡입 압력(Ps)이 0.14kgf/cm2 으로 양압(+ 압력)이더라도 낮게 유지된다.
따라서, 종래의 밀폐형 압축기는 압축공간의 압력에 비해 흡입 압력이 현저 하게 낮게 유지되기 때문에 도 2에 도시된 바와 같이 냉매의 흡입 속도는 9m/sec2 와 같이 높지만, 4k와 같은 특정 주파수 대역에서 냉매의 소음이 약 28dBA로 높게 나타나는 바와 같이 소음 성능이 개선될 필요가 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 냉매의 흡입 압력을 조정하여 흡입 성능을 개선시킬 수 있는 밀폐형 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 냉매가 흡입되는 흡입관이 구비되고, 냉매를 압축시키는 압축기구부가 수용된 밀폐용기; 압축기구부에 고정되고, 냉매가 통과하면서 유동 소음을 저감시키는 흡입 머플러; 그리고, 흡입관과 흡입 머플러를 연통시키도록 설치되고, 냉매가 통과하는 유로 상에 밀폐용기 내부 공간과 연통되는 홀이 구비된 연결구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 연결구에 구비된 홀의 개수, 크기, 위치는 연결구의 내압과 밀폐용기의 내압 차이가 설정 압력 이하가 되도록 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 연결구에 구비된 홀은 흡입 머플러의 입구와 근접하게 위치된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 연결구는 나팔관 형상의 주름부와, 주름부와 연통된 원통형의 평면부로 이루어지고, 연결구에 구비된 홀은 평면부에 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 연결구는 고무 재질인 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 냉매가 밀폐용기의 흡입관, 연결구 및 흡입 머플러를 통하여 낮은 흡입 압력으로 흡입되더라도, 연결구 상에 구비된 홀을 연결구 상의 흡입 압력과 밀폐용기 내부의 압력이 평준화되도록 조정하기 때문에 냉매의 흡입 압력을 보다 높여 냉매의 속도를 낮출 수 있되, 특정 주파수 대역의 흡입 소음을 개선시킬 수 있는 이점이 있다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 일예가 도시된 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 일예에서 냉매의 흡입 소음 저감 구조가 도시된 도면이다.
본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 일예는 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 소정의 하부 용기(101)와 상부 용기(미도시)가 서로 결합된 밀폐용기(이하, 하부 용기의 도면 번호 101을 사용함)를 구성하고, 밀폐용기(101) 내측에 고정자(102), 회전자(미도시), 회전축(105), 실린더 블록(106), 실린더(109), 피스톤(미도시), 밸브 장치(미도시), 헤드 커버(112), 흡입 머플러(113) 등이 조립된 조립체가 설치되되, 각 부품의 자세한 설명은 공지된 내용과 동일하여 생략하기로 한다. 물론, 밀폐용기(101) 내부로 냉매의 흡입을 안내하는 흡입관(114)이 구비되고, 밀폐용기(101) 외부로 냉매의 토출을 안내하는 토출관(115)이 구비되되, 흡입 머플러(113)와 흡입관(114)이 소정의 탄성 재질로 이루어진 연결구(120)에 의해 연통된다.
흡입 머플러(113)는 서로 결합됨에 따라 소음 공간을 내부에 형성하는 두 개의 커버와, 그 내측에 수용되는 절곡 파이프로 이루어지되, 흡입 냉매의 소음을 저감시킬 뿐 아니라 흡입 냉매가 헤드 커버(112)를 통하여 실린더(109)로 흡입되는 동안 가열되는 것을 방지한다.
연결구(120)는 소정의 탄성을 가진 고무 재질로 제작된다. 연결구(120)의 일단은 원통형상의 평면부인 반면, 연결구(120)의 다른 일단은 나팔관 형상의 주름부로 볼 수 있다. 이때, 연결구(120)의 평면부는 흡입 머플러(113)의 커버들 사이에 맞물리도록 결합되는 동시에 흡입 머플러(113)의 절곡 파이프와 연통되도록 설치되고, 연결구(120)의 주름부는 흡입관(114)과 연통되도록 밀폐용기(101) 내측에 맞닿도록 설치된다. 물론, 연결구(120)는 흡입 머플러(113)의 입구와 흡입관(114)의 위치에 따라 소정 각도로 절곡되게 형성될 수도 있다.
연결구(120)에는 연결구(120) 내부 공간과 밀폐용기(101) 내부 공간을 연통시키는 홀(121)이 구비되는데, 이와 같은 홀(121)을 통하여 연결구(120)의 내압과 밀폐용기(101)의 내압을 평준화시킬 수 있다. 따라서, 운전 조건에 따라 연결 구(120)의 내압과 밀폐용기(101)의 내압을 설정 압력 이하로 평준화시키기 위하여, 홀(121)의 개수, 크기, 연결구(120) 상에서 위치 등이 다양하게 결정될 수 있다. 일예로, 한 개 이상의 홀(121)이 흡입 머플러(113)의 입구와 근접하도록 흡입 머플러(113)의 입구와 연결되는 연결구(120)의 평면부에 구비되는 것이 바람직하다. 물론, 상기 홀(121)은 연결구(120)의 주름부에 구비될 수도 있지만, 상기 홀(121)이 연결구(120)의 주름부에 위치되면, 냉매의 흡입 압력이 비교적 낮게 유지되기 때문에 연결구(120)의 주름부가 밀폐용기(101) 내측면에 밀착되면서 연결구(120)의 주름부가 겹쳐짐에 따라 연결구(120)의 내압이 밀페용기(101)의 내압과 신속하게 평준화되는 것을 방해할 수도 있으며, 나아가 연결구(120)의 주름부 측의 내압과 밀폐용기(101)의 내압이 평준화되기 때문에 연결구(120)의 주름부가 밀폐용기(101) 내측에 밀착되는 밀착력을 떨어뜨려 냉매의 유동 손실을 높일 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
전동기구부(미도시)에 전원이 인가되면, 고정자(102)와 회전자(미도시)의 상호 작용에 의해 회전자가 회전하고, 회전자의 회전력이 피스톤의 왕복 직선 운동으로 변환하면서 피스톤(미도시)이 실린더(109) 내부의 압축공간에서 왕복 직선 운동하게 된다. 이때, 피스톤이 후진하면, 냉매가 흡입관(114), 연결구(120) 및 흡입 머플러(113)와 헤드 커버(112)의 흡입 공간을 통하여 밸브 장치(미도시)로 유입되고, 밸브 장치의 흡입밸브(미도시)가 개방되면서 실린더(109) 내부의 압축공간으로 흡입된다. 이후, 피스톤이 전진하면, 압축공간에서 압축된 냉매가 토출밸브(미도시)를 개방시키면서 헤드 커버(112)의 토출 공간으로 토출된 다음, 토출 머플러(미 도시) 및 루프관(미도시)을 거쳐 밀폐용기(101)의 토출관(115)을 통하여 외부로 토출된다.
이와 같이, 밀폐형 압축기가 작동되면, 전동기구부의 작동, 피스톤의 운동 등으로 인하여 열이 발생되면서 밀폐용기(101)의 내압은 비교적 높게 유지되는 반면, 흡입관(114), 연결구(120) 및 흡입 머플러(113)를 통하여 흡입되는 냉매의 압력은 밀폐용기(101)의 내압보다 낮게 유지된다. 하지만, 연결구(120)의 홀(121)을 통하여 밀폐용기(101)의 내압이 낮아지는 동시에 연결구(120)의 내압이 높아지도록 압력이 평준화된다. 따라서, 운전 조건에 따라 흡입 압력이 낮게 유지되더라도 흡입 압력이 밀폐용기(101)의 내압과 평준화되도록 조정될 수 있고, 흡입 압력이 보다 높아짐에 따라 압축 공간의 압력과 흡입 압력 차에 비례하는 냉매의 흡입 속도는 줄어들지만, 특정 주파수 대역의 냉매의 흡입 소음을 줄일 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 일예에서 소음 및 냉매 속도가 도시된 그래프이다. 상기와 같이 작동되는 밀폐형 압축기는 운전 조건에 따라 흡입 압력이 낮게 유지되더라도 흡입 압력이 밀폐용기의 내압과 평준화되도록 조정되기 때문에 도 5에 도시된 바와 같이 냉매의 흡입 속도는 8m/sec2 로 종래의 밀폐형 압축기에 비해 낮아지지만, 4k와 같은 특정 주파수 대역에서 냉매의 소음이 약 18dBA로 종래의 밀폐형 압축기에 비해 낮아지면서 소음 성능이 개선된 것을 알 수 있다.
이상에서, 본 발명은 본 발명의 실시예 및 첨부도면에 기초하여 예로 들어 상세하게 설명하였다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 밀폐형 압축기의 일예가 도시된 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 밀폐형 압축기의 일예에서 소음 및 냉매 속도가 도시된 그래프.
도 3은 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 일예가 도시된 도면.
도 4는 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 일예에서 냉매의 흡입 소음 저감 구조가 도시된 도면.
도 5는 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 일예에서 소음 및 냉매 속도가 도시된 그래프.

Claims (5)

  1. 냉매가 흡입되는 흡입관이 구비되고, 냉매를 압축시키는 압축기구부가 수용된 밀폐용기;
    압축기구부에 고정되고, 냉매가 통과하면서 유동 소음을 저감시키는 흡입 머플러; 그리고,
    흡입관과 흡입 머플러를 연통시키도록 설치되고, 냉매가 통과하는 유로 상에 밀폐용기 내부 공간과 연통되는 홀이 구비된 연결구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    연결구에 구비된 홀의 개수, 크기, 위치는 연결구의 내압과 밀폐용기의 내압 차이가 설정 압력 이하가 되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  3. 제1항에 있어서,
    연결구에 구비된 홀은 흡입 머플러의 입구와 근접하게 위치된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  4. 제1항에 있어서,
    연결구는 나팔관 형상의 주름부와, 주름부와 연통된 원통형의 평면부로 이루 어지고,
    연결구에 구비된 홀은 평면부에 구비된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
  5. 제1항에 있어서,
    연결구는 고무 재질인 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
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