KR20110098482A - 가변속 압축기 - Google Patents

가변속 압축기 Download PDF

Info

Publication number
KR20110098482A
KR20110098482A KR1020100018126A KR20100018126A KR20110098482A KR 20110098482 A KR20110098482 A KR 20110098482A KR 1020100018126 A KR1020100018126 A KR 1020100018126A KR 20100018126 A KR20100018126 A KR 20100018126A KR 20110098482 A KR20110098482 A KR 20110098482A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
discharge
suction
working fluid
piston
space
Prior art date
Application number
KR1020100018126A
Other languages
English (en)
Inventor
조웅
박경준
이종목
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020100018126A priority Critical patent/KR20110098482A/ko
Priority to CN201110049444.0A priority patent/CN102168667B/zh
Publication of KR20110098482A publication Critical patent/KR20110098482A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • F04B35/045—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric using solenoids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/0005—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00 adaptations of pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/0027—Pulsation and noise damping means
    • F04B39/0055—Pulsation and noise damping means with a special shape of fluid passage, e.g. bends, throttles, diameter changes, pipes
    • F04B39/0061—Pulsation and noise damping means with a special shape of fluid passage, e.g. bends, throttles, diameter changes, pipes using muffler volumes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/10—Adaptations or arrangements of distribution members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F04B39/121—Casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F04B39/122—Cylinder block
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00—Working fluid
    • F05B2210/10—Kind or type
    • F05B2210/12—Kind or type gaseous, i.e. compressible
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00—Working fluid
    • F05B2210/10—Kind or type
    • F05B2210/14—Refrigerants with particular properties, e.g. HFC-134a
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • F05B2260/962—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise by means creating "anti-noise"
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S417/00—Pumps
    • Y10S417/902—Hermetically sealed motor pump unit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 가변속 압축기에 관한 것으로서, 본 발명의 일측면에 의하면, 작동 유체를 압축하는 압축 공간을 갖는 압축 기구부; 상기 압축 기구부를 구동하는 전동 기구부; 및 상기 압축 기구부 및 전동 기구부를 내부에 수용하며, 외부로부터 작동 유체를 흡입하는 흡입관 및 압축된 작동 유체를 토출하는 토출관을 포함하는 케이스;를 포함하며, 상기 흡입관과 상기 압축 공간을 연통시키는 제1 공간 및 상기 압축 공간과 상기 토출관을 연통시키는 제2 공간이 상기 케이스 내부에 형성되며, 상기 제1 공간의 유효 체적이 상기 제2 공간의 유효 체적의 9 내지 10배인 것을 특징으로 하는 가변속 압축기가 제공된다.

Description

가변속 압축기{COMPRESSOR WITH A VARIABLE OPERATION SPEED}
본 발명은 가변속 압축기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 시스템 부하에 따라서 운전속도를 가변할 수 있는 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 압축기는 운전속도의 가변 여부에 따라서 부하에 관계없이 일정한 속도로 운전되는 정속 압축기 및 부하에 따라서 운전속도를 가변할 수 있는 가변속 압축기로 구분할 수 있다.
정속 압축기의 경우 그 운전속도는 공급되는 전원의 주파수에 의해 결정되게 되는데 그 전원 주파수는 각각의 국가 별로 차이가 있으나 대략 50 내지 60Hz의 범위 내에 있게 된다.
가령 에어컨 또는 냉장고와 같은 냉동 시스템에 정속 압축기를 사용하는 경우, 실내 온도가 설정 온도와의 차이가 적은 경우에도 압축기는 필요 이상의 냉력을 제공하게 되는 것이어서 비효율적이고, 온도 차이가 큰 경우에는 요구되는 냉력보다 작은 수준의 냉력을 제공하게 되어 설정 온도에 도달하는 시간이 길어지는 문제가 있다.
가변속 압축기의 경우 상기 인버터 등과 같은 제어기를 통해서 부하에 따라서 압축기가 제공할 수 있는 냉력을 가변할 수 있어 상술한 바와 같은 정속 압축기의 문제를 해소할 수 있다. 즉, 부하가 작은 경우에는 운전 속도를 낮추어서 에너지 소모량을 최소화하고 부하가 큰 경우에는 운전 속도를 증가시켜서 신속하게 설정 온도에 도달하도록 하는 것이 가능해진다.
상기와 같은 가변속 압축기가 채용된 냉동 시스템이 극지방 또는 한랭지와 같은 곳에 설치되거나 또는 상대적으로 냉동 부하가 크지 않은 용도로 활용되는 경우에는 정속 운전속도 보다 낮은 범위의 저속 운전속도로 운전되는 빈도가 증가하게 된다. 따라서, 이러한 저속 운전속도에서 최적의 효율 및 최대의 냉력을 제공하기 위한 별도의 설계가 필요하지만 제조 공정의 효율상 압축기 전체를 저속 운전을 위해 별도로 새로이 설계하는 것은 효율적이지 못하다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 압축기의 구성요소들의 변경을 최소화하면서 저속 운전에서 최적의 효율을 갖는 가변속 압축기를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 의하면, 작동 유체를 압축하는 압축 공간을 갖는 압축 기구부; 상기 압축 기구부를 구동하는 전동 기구부; 및 상기 압축 기구부 및 전동 기구부를 내부에 수용하며, 외부로부터 작동 유체를 흡입하는 흡입관 및 압축된 작동 유체를 토출하는 토출관을 포함하는 케이스;를 포함하며, 상기 흡입관과 상기 압축 공간을 연통시키는 제1 공간 및 상기 압축 공간과 상기 토출관을 연통시키는 제2 공간이 상기 케이스 내부에 형성되며, 상기 제1 공간의 유효 체적이 상기 제2 공간의 유효 체적의 9 내지 10배인 것을 특징으로 하는 가변속 압축기가 제공된다.
압축기의 성능을 개선하거나 특정 영역에서의 성능을 변경하기 위해서는 압축 공간을 형성하는 구조체의 형상, 예를 들면 실린더나 피스톤 등의 형태를 변경하거나 전동 기구부를 구성하는 구성요소들을 변경하는 방법들을 고려할 수 있다. 그러나, 이들을 변경하고 원하는 성능이 얻어지는 지의 여부를 확인하는 과정은 매우 번거롭고 상당한 비용이 소모되는 것이며, 이러한 과정을 통해서 원하는 성능의 압축기가 얻어진 경우라 하더라도 각각의 용도에 맞게 서로 다른 구성을 갖는 압축기를 각각 생산하여야 하므로 생산 효율성의 측면에서 보았을 때 매우 불리하게 된다.
본 발명자들은 이러한 문제점들을 해결하기 위해 연구한 결과 상기와 같은 인자들 외에 압축기 내에 존재하는 흡입 공간 및 토출 공간의 체적 비율을 조정하여 의도한 성능을 얻어낼 수 있음을 확인하였다. 구체적으로, 압축기의 내부에는 작동 유체가 흡입되는 흡입관으로부터 작동 유체가 압축되는 압축 공간의 사이에 별도의 공간이 존재하며, 상기 압축 공간과 압축된 작동 유체가 압축기 외부로 토출되는 토출관의 사이에도 공간이 존재하게 된다.
이러한 공간들은 일반적으로는 압축 과정에서 생길 수 있는 소음을 줄이기 위한 소음 공간으로서 기능하거나 압축 공간의 내부 및 외부로 원활하게 작동 유체가 유입되거나 배출될 수 있도록 하는 완충 공간으로서 기능할 수 있도록 구비되는 것이지만, 본 발명자들의 연구 결과 상기 흡입측에 위치하는 공간의 유효체적을 토출측에 배치되는 공간의 유효체적의 9 내지 10배로 하는 경우에 50Hz 보다 낮은 저속 영역의 운전시에 최적의 효율을 얻을 수 있음을 확인하였다.
여기서, 유효체적이란 작동 유체가 저장될 수 있는 실효 체적을 의미하는 것으로서, 다른 구성요소에 의해 상기 공간의 일부가 점유되는 경우에는 점유되는 체적은 유효체적에서 제외되어야 한다.
상술한 공간들은 압축기의 형태에 따라서 다양한 형태로 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 외부로부터 작동유체가 유입되는 흡입관 및 압축된 작동유체를 토출하는 토출관을 포함하는 케이스; 작동유체를 흡입하는 흡입공 및 압축된 유체를 토출하기 위한 토출공이 형성되고 흡입된 작동유체가 압축되는 압축공간을 제공하는 실린더 및 상기 실린더 내에서 왕복운동하는 피스톤을 포함하는 압축 기구부; 상기 피스톤과 기계적으로 연결되어 상기 피스톤을 왕복운동시키는 전동 기구부; 상기 흡입공과 연통되도록 설치되며, 흡입관을 통과한 작동유체가 일시적으로 저장되는 제1 공간을 갖는 흡입 머플러; 및 상기 토출공과 연통되도록 설치되며, 토출공을 통해 토출된 작동유체가 일시적으로 저장되는 제2 공간을 갖는 토출 플래넘;을 포함하며, 상기 제1 공간의 체적이 상기 제2 공간의 체적의 9 내지 10배인 가변속 압축기가 제공된다.
본 발명의 상기 측면은 왕복동 압축기를 대상으로 하는 것으로서, 상기 제1 공간은 상기 흡입 머플러 내부의 공간 및 상기 흡입 머플러와 상기 실린더와의 연결부 내의 공간을 포함하는 것이고, 제2 공간은 상기 실린더의 토출공과 연통되게 위치하는 토출 플래넘의 내부 공간에 해당된다.
여기서, 상기 흡입 머플러는 외부로부터 작동유체가 유입되는 흡입관과 연결되는 머플러 몸체; 및 상기 머플러 몸체와 상기 흡입공을 연결하는 연결부;를 포함하며, 상기 제1 공간의 체적은 상기 머플러 몸체의 내부 체적 및 상기 연결부의 내부 체적의 합일 수 있다.
경우에 따라서는, 상기 토출 플래넘과 연통되는 토출 머플러를 추가적으로 포함할 수 있지만, 이 경우에 상기 토출 머플러의 내부 공간은 제2 공간에 포함되지 않는다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 외부로부터 작동유체가 유입되는 흡입관 및 압축된 작동유체를 토출하는 토출관을 포함하는 케이스; 상기 흡입관으로부터 흡입된 작동유체가 일시적으로 저장되는 내부 공간을 갖는 흡입 머플러; 상기 흡입 머플러가 장착되며, 흡입공이 형성되는 피스톤; 내측에 상기 피스톤이 왕복이동가능하게 장착되는 실린더; 상기 실린더의 일단부를 개폐하는 토출 밸브; 상기 토출 밸브를 덮으며, 압축된 작동유체가 토출되는 토출공을 갖는 토출 플래넘; 상기 토출 플래넘을 둘러싸도록 장착되며, 상기 토출관과 연통되는 토출 커버; 및 상기 피스톤과 기계적으로 연결되어 상기 피스톤을 왕복운동시키는 전동 기구부;를 포함하며, 상기 흡입 머플러 및 상기 피스톤 내부의 유효 체적이 상기 토출 플래넘 및 토출 커버 내부의 유효 체적의 9 내지 10배인 것을 특징으로 하는 가변속 압축기가 제공된다.
본 발명의 상기 측면은 리니어 압축기를 대상으로 하는 것이며, 흡입 머플러를 통과한 작동 유체는 상기 피스톤의 내부 공간을 거쳐 상기 실린더의 내부로 유입된다. 따라서, 상기 흡입 머플러 내부의 유효 체적 및 상기 피스톤 내부의 유효 체적의 합이 상술한 제1 공간에 해당될 수 있고, 상기 토출 플래넘 및 상기 토출 커버 내부의 유효 체적의 합이 상기 제2 공간에 해당될 수 있다.
여기서, 상기 토출 커버가 생략되는 경우도 고려할 수 있으며, 이 경우에는 상기 흡입 머플러 및 상기 피스톤 내부의 유효 체적이 상기 토출 플래넘 내부의 유효 체적의 9 내지 10배가 되도록 설정된다.
경우에 따라서는 흡입 머플러로부터 상기 실린더 내부로 직접 작동 유체가 유입될 수 있으며 이때에 상기 제1 공간은 상기 흡입 머플러 내부 공간에 해당될 수 있다. 이 경우 상기 흡입 머플러의 적어도 일부분은 상기 피스톤의 내부에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 공간의 유효 체적은 상기 피스톤의 내부 공간 중에서 상기 흡입 머플러가 차지하는 공간을 제외한 값에 해당된다.
그리고, 상기 상기 흡입 머플러는 상기 흡입관과 직접 연결될 수도 있고, 상기 흡입관과 소정 간격을 두고 이격되도록 배치될 수도 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 측면들에 의하면, 압축기의 전체 구성요소 중 상대적으로 교체가 쉬운 흡입 머플러 및 토출 플래넘 등만을 교체하여 용이하게 압축기의 특성을 저속 운전에 최적화할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 가변속 압축기의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 실시예에서 제1 공간과 제2 공간의 체적비에 따른 효율의 변화를 도시한 그래프이다.
도 3은 도 1에 도시된 실시예에서 제1 공간과 제2 공간의 체적비에 따른 냉력의 변화를 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 가변속 압축기의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 다른 가변속 압축기의 실시예에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 가변속 압축기의 제1 실시예를 도시한 단면도로서, 상기 제1 실시예는 기본적으로 왕복동 압축기를 대상으로 한 것이다. 도 1을 참조하면, 상기 실시예는 케이스(1)의 내부에 설치되어 정,역회전을 하는 전동 기구부(100)와, 상기 전동 기구부(100)의 상측에 설치되어 전동 기구부(100)에 의해 생성되는 회전력을 전달받아 구동되어 냉매를 압축하는 압축 기구부(200)로 구성된다.
상기 전동 기구부(100)는 정회전과 역회전이 가능한 정속 모터이나 인버터 모터가 적용될 수도 있다. 그리고 상기 전동 기구부(100)는 상기 케이스(1)의 내부에 실린더블록(300)으로 지지되어 탄력 설치되는 고정자(110)와, 상기 고정자(110)의 안쪽에 회전 가능하게 설치되는 회전자(120)와, 상기 회전자(120)의 중심에 결합되고 상기 실린더블록(300)에 지지되어 회전력을 압축 기구부(200)에 전달하는 크랭크축(130)으로 이루어진다. 상기 크랭크축(130)은 그 상단에 핀부(131)가 축중심에서 일정한 편심량을 가지도록 편심지게 형성되고, 상기 핀부(131)에는 슬리브(240)가 결합되며, 상기 크랭크축(130)의 내부에는 오일유로(132)가 축방향으로 관통 형성된다.
상기 압축 기구부(200)는 상기 실린더블록(300)에 일체로 형성되고 소정의 압축공간(V1)을 형성하는 실린더(210)와, 상기 실린더(210)의 압축공간(V1) 내부에서 반경방향으로 왕복운동을 하면서 냉매를 압축하는 피스톤(220)과, 상기 피스톤(220)에 그 일단이 회전 가능하게 결합되고 그 타단은 상기 크랭크축(130)의 핀부(131)에 대해 회전 가능하게 결합되어 상기 전동 기구부(100)의 회전운동을 상기 피스톤(220)의 직선운동으로 변환하는 커넥팅 로드(230)와, 상기 크랭크축(130)의 핀부(131)와 커넥팅 로드(230)의 사이에 삽입되어 베어링 역할을 하는 슬리브(240)와, 상기 실린더(210)의 선단에 결합되어 흡입밸브와 토출밸브가 구비되는 밸브 조립체(250)와, 상기 밸브 조립체(250)의 흡입측에 결합되는 흡입 머플러(260)와, 상기 밸브 조립체(250)의 토출측을 수용하도록 결합되는 토출 플래넘(270)과, 상기 토출 플래넘(270)에 연통되어 토출되는 냉매의 토출소음을 감쇄시키는 토출 머플러(280)로 이루어진다.
여기서, 상기 실린더(210), 상기 피스톤(220) 및 상기 밸브 조립체(250)가 냉매가 압축되는 압축 공간(V1)이 결정되며, 상기 밸브 조립체(250)에는 각각 도시되지 않은 흡입공 및 토출공이 형성되고, 이들 흡입공 및 토출공 들은 각각 상기 흡입밸브 및 토출밸브에 의해 개폐되게 된다.
한편, 상기 흡입 머플러(260)는 상기 케이스(1)에 설치되는 흡입관(SP)과 연결되며, 내부에 소음 공간을 갖는 머플러 몸체(262) 및 상기 머플러 몸체(262)와 상기 밸브 조립체(250) 사이를 연결하는 연결관(264)을 포함하고 있다. 이때, 상기 머플러 몸체(262)의 내부 공간의 유효 체적과 상기 연결관(264)의 내부 공간의 유효 체적의 합은, 상기 토출 플래넘(270)의 내부 공간(V2)의 유효 체적의 9 내지 10배로 설정될 수 있으며, 도시된 예에서는 10배로 설정되어 있다.
도 2는 상기 도 1에 도시된 실시예에 대해서 상기 체적비를 달리하면서 측정한 냉력을 도시한 그래프이다. 도 2를 참조하면, 냉력의 절대 수치는 운전 속도가 증가할수록 증가함을 알 수 있다. 다만, 동일한 운전 속도에 대해서 상술한 체적비를 달리하면서 냉력이 변화하는 추이를 보면 가장 낮은 운전 속도인 29Hz에서는 체적비가 10인 경우가 최대 수치를 보이고 있고, 체적비가 9 및 10인 경우를 전후하여 그래프의 기울기가 가장 급한 것을 알 수 있다.
이러한 경향은 운전 속도가 37Hz인 경우에도 마찬가지이며, 다만 이 경우에는 최대치와 최소치 사이의 간격이 29Hz인 경우에 비해서 좁아져 있는 점에서 차이가 있다. 그리고, 정상운전 속도인 50Hz와 근접한 48Hz에서는 체적비의 변화에 따른 냉력의 변화가 크지 않음을 알 수 있으며, 정상운전 속도의 상한선인 60Hz를 초과하는 66Hz의 운전 속도에서는 체적비가 6 내지 8인 경우가 최대 수치를 가지며 상기 6 및 8을 전후한 그래프의 기울기가 가장 급한 것을 알 수 있다.
도 3은 상기 도 1에 도시된 실시예에 대해서 상기 체적비를 달리하면서 측정한 효율을 도시한 그래프이다. 상기 도 3에 도시된 효율의 그래프는 전체적으로 상기 도 2에 도시된 냉력의 그래프와 유사한 경향을 보이고 있다.
즉, 동일한 운전 속도에 대해서 체적비를 달리하면서 효율을 측정한 결과, 29Hz의 저속 운전인 경우 체적비가 9 내지 10인 경우에 최대 효율을 보이고 있고, 상기 9 내지 10을 전후로 하여 그래프의 기울기가 급격한 것을 알 수 있다. 마찬가지로, 37Hz의 경우에도 체적비가 9 내지 10인 경우에 최대 효율을 나타내고 있지만 정상 속도의 하한선인 50Hz와 근접한 48Hz에서는 체적비가 달라져도 효율의 변화는 크지 않았다.
그리고, 정상 속도의 상한 선인 60Hz를 초과한 66Hz에서는 6 내지 8의 범위에서 최대의 효율을 나타내고 있으며, 그를 전후해서는 효율이 급격히 변화하여 오히려 9 내지 10에서 최저의 효율을 나타내고 있음을 알 수 있다.
결국, 운전 속도가 낮아질수록 9 내지 10의 체적비를 갖는 경우에 동일한 운전 속도에서 최대의 효율 및 냉력을 제공하는 것을 알 수 있고, 반대로 운전 속도가 60Hz를 초과한 경우에는 6 내지 8의 범위에서 최대의 효율 및 냉력을 제공하는 것을 알 수 있다. 그러므로, 압축기 제작시에 압축기의 압축 기구부 및 전동 기구부는 그대로 두고, 상기 흡입 머플러 또는 상기 토출 플래넘 만을 교체하여 압축기의 성능을 저속 운전 또는 고속 운전에 최적화할 수 있게 된다.
따라서, 상술한 바와 같이 통상적인 경우에 비해 냉동 부하가 적은 지역이나 용도에 사용되는 압축기의 경우에는 흡입 머플러나 토출 플래넘의 크기를 조절하여 이들의 체적비가 9 내지 10이 되도록 하거나, 복수 개의 흡입 머플러 및 토출 플래넘을 함께 제공하여 압축기의 설치시에 또는 일정 기간 사용 후 그 사용패턴을 분석한 후에 각각의 사정에 맞도록 체적비를 임의로 변경하도록 하는 예도 고려할 수 있는 것이다.
본 발명의 사상은 반드시 왕복동식 압축기에 한하는 것은 아니며, 임의의 형태의 압축기에도 적용할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 가변속 압축기의 제2 실시예를 도시한 단면도로서, 도 4를 참조하면, 상기 제2 실시예는 리니어 압축기를 대상으로 한 것이며, 흡입관(SP)과 토출관(DP)이 각각 설치되는 케이스(510)와 상기 케이스(510)의 내부에 탄성 지지되는 프레임 유니트(520)와, 상기 프레임 유니트(520)에 지지되고 가동자(533)를 직선으로 왕복 운동을 하도록 하는 리니어 모터(530)와, 상기 리니어 모터(530)에 설치되고 냉매를 흡입 및 압축하는 압축 기구부(540)와, 상기 리니어 모터(530)를 탄성 지지하여 공진운동을 유도하는 공진스프링 유니트(550)를 포함하고 있다.
상기 프레임 유니트(520)는 리니어 모터(530)의 일측과 압축 기구부(540)를 함께 지지하는 전방프레임(521)과, 전방프레임(521)에 결합하여 리니어 모터(530)의 타측을 지지하는 중간프레임(522)과, 중간프레임(522)에 결합하여 후술할 후방측 공진스프링(553)을 지지하는 후방프레임(523)으로 이루어져 있다.
상기 리니어 모터(530)는 전방프레임(521)과 중간프레임(522) 사이에 고정 설치하는 외측고정자(531)와, 외측고정자(531)의 내측에 일정 공극을 두고 전방프레임(521)에 고정되는 내측고정자(532)와, 외측고정자(531)와 내측고정자(532) 사이의 공극(air gap)에 개재하여 압축 기구부(540)의 피스톤(542)에 결합하고 상기 피스톤(542)과 함께 직선으로 왕복운동을 하는 가동자(533)로 이루어져 있다.
상기 압축 기구부(540)는 전방프레임(521)에 고정하는 실린더(541)와, 실린더(541)에 미끄러지게 삽입하고 리니어 모터(530)의 가동자(533)에 결합하여 직선으로 왕복운동을 하는 피스톤(542)과, 피스톤(542)의 선단면에 장착하여 흡입유로(F)를 개폐하는 흡입밸브(543)와, 실린더(541)의 토출측에 장착하여 압축공간(P)을 개폐하면서 압축가스의 토출을 제한하는 토출밸브(544)와, 토출밸브(544)를 탄력적으로 지지하는 밸브스프링(545)과, 토출밸브(544)와 밸브스프링(545)을 수용하여 상기한 실린더(541)의 토출측을 복개하는 토출 플래넘(546)으로 이루어져 있다.
상기 공진스프링 유니트(550)는 가동자(533)와 피스톤(542)의 연결부에 결합하는 스프링지지대(551)와, 스프링지지대(551)의 전후 양측에 배치하여 가동자(533)와 피스톤(542)을 탄력적으로 지지하도록 압축코일스프링으로 형성한 전방측 공진스프링(552)과 후방측 공진스프링(553)으로 이루어져 있다.
한편, 상기 흡입관(SP)과 인접하여 흡입 머플러(560)가 설치되는데, 상기 흡입 머플러(560)의 일측 단부는 상기 흡입관과 이격되어 대향하도록 배치되고, 타측 단부는 상기 피스톤(542)의 내부 공간에 배치된다. 따라서, 상기 흡입관을 통해 유입된 냉매는 상기 압축 공간(P)에 유입되기에 앞서 상기 흡입 머플러(560) 및 상기 피스톤(542)의 내부 공간에 머물러 있게 되며, 압축이 완료된 냉매는 상기 토출 플래넘(546)의 내부로 토출된 후 상기 토출관을 통해서 외부로 토출되게 된다.
따라서, 상기 제2 실시예에서는 상기 흡입 머플러의 내부 공간 및 피스톤의 내부공간의 유효 체적의 합이 상기 토출 플래넘 내부 공간의 유효 체적의 9 내지 10배가 되도록 설정된다.
경우에 따라서는, 상기 토출 플래넘의 외부를 덮는 토출 커버를 추가적으로 포함하는 예도 고려할 수 있다. 이 경우, 상기 토출 플래넘은 상기 토출 커버와 연통되도록 설치되고, 상기 토출관이 상기 토출 커버와 연통된다. 이 경우에는 상기 흡입 머플러의 내부 공간 및 피스톤의 내부공간의 유효 체적의 합이 상기 토출 플래넘 및 상기 토출 커버의 내부 공간의 유효 체적의 9 내지 10배가 되도록 설정된다.

Claims (9)

  1. 외부로부터 작동유체가 유입되는 흡입관 및 압축된 작동유체를 토출하는 토출관을 포함하는 케이스;
    작동유체를 흡입하는 흡입공 및 압축된 유체를 토출하기 위한 토출공이 형성되고 흡입된 작동유체가 압축되는 압축공간을 제공하는 실린더 및 상기 실린더 내에서 왕복운동하는 피스톤을 포함하는 압축 기구부;
    상기 피스톤과 기계적으로 연결되어 상기 피스톤을 왕복운동시키는 전동 기구부;
    상기 흡입공과 연통되도록 설치되며, 흡입관을 통과한 작동유체에 의해 발생되는 흡입 소음을 제거하는 흡입 머플러; 및
    상기 토출공과 연통되도록 설치되며, 토출공을 통해 토출된 작동유체가 일시적으로 저장되는 토출 플래넘;을 포함하며,
    상기 흡입 머플러 내부의 유효 체적이 상기 토출 플래넘 내부의 유효 체적의 9 내지 10배인 것을 특징으로 하는 가변속 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흡입 머플러는
    외부로부터 작동유체가 유입되는 흡입관과 연결되는 머플러 몸체; 및
    상기 머플러 몸체와 상기 흡입공을 연결하는 연결부;를 포함하며,
    상기 흡입 머플러 내부의 유효 체적은 상기 머플러 몸체 내부의 유효 체적 및 상기 연결부 내부의 유효 체적의 합인 것을 특징으로 하는 가변속 압축기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 토출관 및 상기 토출 플래넘과 각각 연통되는 토출 머플러를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 가변속 압축기.
  4. 외부로부터 작동유체가 유입되는 흡입관 및 압축된 작동유체를 토출하는 토출관을 포함하는 케이스;
    상기 흡입관으로부터 흡입된 작동유체가 일시적으로 저장되는 내부 공간을 갖는 흡입 머플러;
    상기 흡입 머플러가 장착되며, 흡입공이 형성되는 피스톤;
    내측에 상기 피스톤이 왕복이동가능하게 장착되는 실린더;
    상기 실린더의 일단부를 개폐하는 토출 밸브;
    상기 토출 밸브를 덮으며, 압축된 작동유체가 토출되는 토출공을 갖는 토출 플래넘; 및
    상기 피스톤과 기계적으로 연결되어 상기 피스톤을 왕복운동시키는 전동 기구부;를 포함하며,
    상기 흡입 머플러 및 상기 피스톤 내부의 유효 체적이 상기 토출 플래넘의 유효 체적의 9 내지 10배인 것을 특징으로 하는 가변속 압축기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 흡입 머플러의 적어도 일부분이 상기 피스톤의 내부 공간에 배치되는 것을 특징으로 하는 가변속 압축기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 흡입 머플러는 상기 흡입관과 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 가변속 압축기.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 흡입 머플러는 상기 흡입관과 소정 간격을 두고 이격되는 것을 특징으로 하는 가변속 압축기.
  8. 외부로부터 작동유체가 유입되는 흡입관 및 압축된 작동유체를 토출하는 토출관을 포함하는 케이스;
    상기 흡입관으로부터 흡입된 작동유체가 일시적으로 저장되는 내부 공간을 갖는 흡입 머플러;
    상기 흡입 머플러가 장착되며, 흡입공이 형성되는 피스톤;
    내측에 상기 피스톤이 왕복이동가능하게 장착되는 실린더;
    상기 실린더의 일단부를 개폐하는 토출 밸브;
    상기 토출 밸브를 덮으며, 압축된 작동유체가 토출되는 토출공을 갖는 토출 플래넘;
    상기 토출 플래넘을 둘러싸도록 장착되며, 상기 토출관과 연통되는 토출 커버; 및
    상기 피스톤과 기계적으로 연결되어 상기 피스톤을 왕복운동시키는 전동 기구부;를 포함하며,
    상기 흡입 머플러 및 상기 피스톤 내부의 유효 체적이 상기 토출 플래넘의 유효 체적의 9 내지 10배인 것을 특징으로 하는 가변속 압축기.
  9. 작동 유체를 압축하는 압축 공간을 갖는 압축 기구부;
    상기 압축 기구부를 구동하는 전동 기구부; 및
    상기 압축 기구부 및 전동 기구부를 내부에 수용하며, 외부로부터 작동 유체를 흡입하는 흡입관 및 압축된 작동 유체를 토출하는 토출관을 포함하는 케이스;를 포함하며,
    상기 흡입관과 상기 압축 공간을 연통시키는 제1 공간 및 상기 압축 공간과 상기 토출관을 연통시키는 제2 공간이 상기 케이스 내부에 형성되며,
    상기 제1 공간의 유효 체적이 상기 제2 공간의 유효 체적의 9 내지 10배인 것을 특징으로 하는 가변속 압축기.
KR1020100018126A 2010-02-26 2010-02-26 가변속 압축기 KR20110098482A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100018126A KR20110098482A (ko) 2010-02-26 2010-02-26 가변속 압축기
CN201110049444.0A CN102168667B (zh) 2010-02-26 2011-02-28 运转速度可变的压缩机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100018126A KR20110098482A (ko) 2010-02-26 2010-02-26 가변속 압축기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110098482A true KR20110098482A (ko) 2011-09-01

Family

ID=44489951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100018126A KR20110098482A (ko) 2010-02-26 2010-02-26 가변속 압축기

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20110098482A (ko)
CN (1) CN102168667B (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103807142B (zh) * 2014-02-17 2016-02-24 南通市希望电器有限公司 一种低噪音医用雾化器压缩泵

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3629674A (en) * 1970-06-18 1971-12-21 Bendix Corp Transient resistant transistorized blocking oscillator for switching inductive loads
DE2936018A1 (de) * 1979-09-06 1981-03-19 Fichtel & Sachs Ag, 8720 Schweinfurt Elektrischer antrieb fuer eine von einer antriebsspule angetriebenen masse
JPS5765888A (en) * 1980-10-13 1982-04-21 Toshiba Corp Variable performance type reciprocating compressor
JPH11257110A (ja) * 1998-03-12 1999-09-21 Toyota Motor Corp 内燃機関の圧縮比切換装置
JPH11294210A (ja) * 1998-04-15 1999-10-26 Toyota Motor Corp 可変圧縮比エンジン
US5951261A (en) * 1998-06-17 1999-09-14 Tecumseh Products Company Reversible drive compressor
MXPA03011058A (es) * 2001-06-01 2004-03-19 Lg Electronics Inc Compresor de doble capacidad.
WO2003052271A1 (en) * 2001-12-17 2003-06-26 Lg Electronics Inc. Crank shaft in dual capacity compressor
KR100487962B1 (ko) * 2002-10-31 2005-05-06 엘지전자 주식회사 이중용량 압축기의 래칭기구
KR100529937B1 (ko) * 2004-01-08 2005-11-22 엘지전자 주식회사 리니어 압축기 및 그 동작방법
KR101206807B1 (ko) * 2005-11-07 2012-11-30 삼성전자주식회사 밀폐형 압축기

Also Published As

Publication number Publication date
CN102168667A (zh) 2011-08-31
CN102168667B (zh) 2014-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101328349B1 (ko) 리니어 압축기
KR100539770B1 (ko) 왕복동식 압축기의 냉매흡입 안내구조
KR100944110B1 (ko) 수직형 피스톤이 구비된 왕복동 압축기
KR102495256B1 (ko) 리니어 압축기
KR100878606B1 (ko) 왕복동식 압축기
KR20110098482A (ko) 가변속 압축기
WO2014017051A1 (ja) 密閉型圧縮機及びそれを備える冷凍装置
KR100491602B1 (ko) 왕복동식 압축기의 이중 실린더장치
KR20090053130A (ko) 리니어 압축기
KR101677626B1 (ko) 가변속 압축기
JP6138625B2 (ja) 密閉型圧縮機及びこれを用いた冷蔵庫
KR100911291B1 (ko) 리니어 압축기의 흡입머플러
KR20070075901A (ko) 리니어 압축기의 흡입머플러
KR100788423B1 (ko) 흡입머플러 및 이를 갖는 압축기
KR102652154B1 (ko) 레시프로 압축기
US11434887B2 (en) Linear compressor with suction guide and suction muffler
KR101654129B1 (ko) 왕복동식 압축기
KR101189916B1 (ko) 압축기
KR100597295B1 (ko) 리니어 압축기
KR101301845B1 (ko) 리니어 압축기
KR100756746B1 (ko) 리니어 압축기의 머플러
KR100857317B1 (ko) 왕복동식 압축기
KR100851012B1 (ko) 2단 왕복동식 압축기 및 그를 구비한 냉장고
JP4946988B2 (ja) 圧縮機
JP2013124641A (ja) 圧縮機

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application