KR20150074339A - 압축기 및 토출 머플러 - Google Patents

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Abstract

맥동저감유로가 형성된 맥동저감부재를 이용하여 작동유체의 맥동을 저감할 수 있는 압축기 및 토출 머플러가 소개된다.
상기 토출 머플러는 실린더 블록에 마련되는 토출실과, 상기 토출실에 장착되고, 상기 토출실로 유입되는 작동유체를 상기 토출실의 수용공간으로 안내하는 맥동저감유로가 둘레면에 형성되는 맥동저감부재를 포함할 수 있다.

Description

압축기 및 토출 머플러{COMPRESSOR AND DISCHARGING MUFFLER THEREOF}
본 발명은 압축기 및 토출 머플러에 관한 것으로, 구체적으로 맥동저감유로가 형성된 맥동저감부재를 이용하여 작동유체의 맥동을 저감할 수 있는 압축기 및 토출 머플러에 관한 것이다.
일반적으로, 냉장고에 사용되는 압축기는 저온, 저압의 냉매가스(작동유체)를 흡입하여 고온, 고압으로 압축하고, 압축된 상기 냉매가스를 상기 냉장고 내에서 순환시킬 수 있다.
상기 압축기는 왕복동식 압축기, 회전식 압축기 및 터보 압축기로 구분될 수 있다. 상기 왕복동식 압축기는 피스톤의 왕복운동을 통해서 냉매가스를 압축할 수 있다. 상기 회전식 압축기는 실린더 내의 회전자를 회전시켜 냉매가스를 압축할 수 있다. 상기 터보 압축기는 임펠러의 원심력을 이용하여 속도에너지를 압력에너지로 변환시킴으로써, 냉매가스를 압축할 수 있다.
상기 압축기에서는 피스톤의 압축행정에 따른 상기 냉매가스의 흡입, 압축 및 토출을 반복하는 과정에서, 맥동을 갖게 된다. 상기 냉매가스의 맥동은 상기 압축기 내에서 소음을 유발하며, 상기 맥동에 의한 소음을 감쇄시키기 위해 상기 압축기의 토출유로에는 압력 변화를 줄이기 위한 토출 머플러가 설치된다.
상기 토출 머플러는 상기 냉매가스를 팽창시켜 압력을 낮추거나, 상기 냉매가스의 이동 경로를 연장시켜 상기 냉매가스의 압력을 낮추면서 맥동에 의한 소음을 줄일 수 있다.
최근에는 두 개의 토출실이 연결되는 토출 머플러가 제안되고 있다. 상기 토출 머플러는 상기 두 개의 토출실을 통해 용적을 증가시켜 상기 냉매가스의 맥동을 줄일 수 있다.
그런데, 상기 토출 머플러는 상기 압축기 내의 한정된 공간 내에 설치되므로, 상기 토출실의 용적을 증가시키는데 공간상의 제약이 있으므로, 맥동 저감 성능을 얻는데 한계가 있다.
특허문헌: 대한민국 특허공개 10-2013-0129790 (2013.11.29. 공개)
본 발명의 실시예들은 작동유체의 맥동을 저감할 수 있는 압축기 및 토출 머플러를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 압축기의 토출 머플러는, 실린더 블록에 마련되는 토출실; 및 상기 토출실 내에 장착되고, 작동유체를 상기 토출실의 내측공간으로 안내하는 맥동저감유로가 둘레면에 형성된 맥동저감부재를 포함할 수 있다.
이때, 상기 맥동저감부재는 통 형상을 갖고, 상기 맥동저감유로는 상기 작동유체가 유입되는 유입부; 상기 유입부에서 상기 맥동저감부재의 둘레면을 따라 형성되는 안내부; 및 상기 안내부의 끝단에서 상기 통 형상의 내측공간을 향해 관통 형성되는 토출부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 토출실은 상기 맥동저감부재를 통해 상기 작동유체가 유입되는 제 1 토출실; 및 상기 제 1 토출실과 연결 유로를 통해 연통되고, 상기 작동유체를 외부로 배출하기 위한 토출 파이프가 연결되는 제 2 토출실을 포함할 수 있다.
또한, 상기 맥동저감부재에는 상기 토출실에 마련된 걸림턱에 끼워 고정되는 걸림홈이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 압축기는, 작동유체를 공급하기 위한 흡입 머플러; 실린더가 구비된 실린더 블록; 상기 실린더를 밀폐하도록 상기 실린더 블록에 결합되는 실린더 헤드; 상기 실린더의 압력차에 의해 상기 작동유체의 유동을 제어하기 위해, 상기 실린더 블록과 상기 실린더 헤드 사이에 설치되는 밸브 조립체; 및 상기 밸브 조립체에서 배출된 상기 작동유체가 유입되는 토출 머플러를 포함할 수 있다.
이때, 상기 토출 머플러는 상기 실린더 블록에 마련되는 토출실; 및 상기 토출실내에 장착되고, 상기 작동유체를 상기 토출실의 내측공간으로 안내하는 맥동저감유로가 둘레면에 형성된 맥동저감부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 맥동저감부재는 통 형상을 갖고, 상기 맥동저감유로는 상기 작동유체가 유입되는 유입부; 상기 유입부에서 상기 맥동저감부재의 둘레면을 따라 형성되는 안내부; 및 상기 안내부의 끝단에서 상기 통 형상의 내측공간을 향해 관통 형성되는 토출부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 맥동저감부재에 형성된 맥동저감유로를 통해 작동유체의 이동길이를 증가시킴으로써, 압축기를 통과하는 작동유체의 맥동을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 "A-A"선부를 절개하여 도시한 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더 블록의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 맥동저감부재를 작동유체가 유입되는 입구측에서 바라본 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 맥동저감부재를 작동유체가 토출되는 출구측에서 바라본 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
그리고 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 '포함한다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 "A-A"선부를 절개하여 도시한 종단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더 블록의 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기(10)는, 흡입 머플러(200), 실린더 블록(310), 실린더 헤드(320), 토출 머플러(100) 및 밸브 조립체(500)를 포함할 수 있다.
상기 흡입 머플러(200)는 흡입 파이프(미도시)로부터 공급되는 작동유체를 상기 밸브 조립체(500)를 통해 상기 실린더 블록(310)의 실린더(311)에 제공할 수 있다. 여기서, 상기 흡입 파이프는 상기 압축기(10)의 외부로부터 상기 작동유체를 전달받아 상기 흡입 머플러(200)에 제공하는 역할을 수행한다.
본 실시예에서는 상기 압축기(10)는 냉장고에 사용되는 밀폐형 왕복동식 압축기(enclosed reciprocating compressor)인 것을 예로 들어 설명하며, 상기 작동유체는 상기 냉장고에서 필요한 냉기를 생성하는 데 사용되는 냉매일 수 있다. 또한, 상기 흡입 파이프는 증발기로부터 제공되는 냉매를 상기 흡입 머플러(200)에 전달할 수 있다.
상기 실린더 블록(310)은 피스톤(미도시)이 이동 가능하게 설치되는 상기 실린더(311)를 포함할 수 있다. 상기 실린더(311)는 상기 밸브 조립체(500)를 매개로 상기 흡입 머플러(200) 또는 상기 토출 머플러(100)에 연통될 수 있다.
예컨대, 상기 피스톤이 상기 실린더(311)의 상사점에서 하사점으로 이동되면, 상기 실린더(311)의 내부 압력은 부압(negative pressure)이 되고, 상기 흡입 머플러(200) 내부의 상기 작동유체는 상기 밸브 조립체(500)를 경유하여 상기 실린더(311)의 내부로 유입될 수 있다. 그리고 상기 피스톤이 상기 실린더(311)의 하사점에서 상사점으로 이동되면, 상기 실린더(311)의 내부 압력은 정압(positive pressure)이 되고, 상기 실린더(311) 내부의 작동유체는 상기 밸브 조립체(500) 및 실린더 블록(310)의 유입구(312)를 경유하여 상기 토출 머플러(100)로 토출될 수 있다.
여기서, 상기 상사점은 상기 피스톤이 상기 실린더(311)의 상한(upper limit)에 위치되는 지점으로 정의될 수 있고, 상기 하한점은 상기 피스톤이 상기 실린더(311)의 하한(lower limit)에 위치되는 지점으로 정의될 수 있다.
상기 실린더 블록(310)에는 상기 밸브 조립체(500)의 상기 작동유체가 유입되는 유입구(312)가 형성될 수 있다. 상기 유입구(312)는 상기 토출 머플러(100)의 토출실(110)에 연통될 수 있다. 보다 자세하게, 상기 유입구(312)는 후술하는 도 4의 상기 맥동저감부재(140)의 유입부(151)에 연통될 수 있다.
상기 실린더 헤드(320)는 상기 실린더 블록(310)에 결합되어 상기 실린더(311)를 밀폐시킬 수 있다. 이때, 상기 실린더 블록(310)과 상기 실린더 헤드(320) 사이에는 상기 밸브 조립체(500)가 마련될 수 있다.
상기 밸브 조립체(500)는 상기 실린더(311)의 압력차에 의해 상기 작동유체의 유동을 제어할 수 있다. 예컨대, 상기 실린더(311)의 내부 압력이 부압(negative pressure)이면, 상기 밸브 조립체(500)는 상기 흡입머플러(200)로부터 상기 실린더(311)를 향해 상기 작동유체를 안내할 수 있다. 상기 실린더(311)의 내부 압력이 정압(positive pressure)이면, 상기 밸브 조립체(500)는 상기 실린더(311)로부터 상기 토출 머플러(100)를 향해 상기 작동유체를 안내할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 맥동저감부재를 작동유체가 유입되는 입구측에서 바라본 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 맥동저감부재를 작동유체가 토출되는 출구측에서 바라본 사시도이다.
도 4 내지 도 5를 참조하면, 상기 토출 머플러(100)는 상기 작동유체의 소음과 맥동을 감소시키기 위한 것으로서, 토출실(110) 및 맥동저감부재(140)를 포함할 수 있다.
상기 토출실(110)은 상기 실린더 블록(310)에 마련되고, 상기 실린더 블록(310)의 유입구(312)와 연통될 수 있다. 따라서, 상기 밸브 조립체(500)의 상기 작동유체는, 상기 유입구(312)를 통해 상기 토출실(110)로 유동될 수 있다.
상기 토출실(110)은 제 1 토출실(120) 및 제 2 토출실(130)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 토출실(120) 및 상기 제 2 토출실(130)은 상기 실린더 블록(310)에 연속하여 배치될 수 있고, 연결 유로(115)를 통해 서로 연통될 수 있다. 상기 제 1 토출실(120)에는 상기 맥동저감부재(140)가 장착될 수 있고, 상기 제 2 토출실(130)에는 상기 토출 파이프(101)가 연결될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 토출실(110)은 상기 제 1 토출실(120) 및 상기 제 2 토출실(130)을 포함하는 것을 예로 들어 도시하였으나, 본 발명의 사상은 상기 토출실의 개수에 의해 제한되지 않는다.
상기 제 1 토출실(120)에는 상기 작동유체를 전달받기 위한 수용공간(111)이 마련될 수 있다. 상기 수용공간(111)에는 상기 맥동저감부재(140)의 걸림홈(154)에 끼워지는 걸림턱(113)이 구비될 수 있다. 그리고 상기 제 1 토출실(120) 및 제 2 토출실(130)의 상부에는 토출커버(112)가 장착될 수 있으며, 상기 제 2 토출실(130)의 상기 토출커버(112)에는 토출파이프(101)가 연결될 수 있다. 이때, 상기 토출커버(112)는 고정바(116)를 통해 상기 토출실(110)에 결합될 수 있고, 상기 토출 파이프(101)는 상기 제 2 토출실(130)의 상기 작동유체를 냉장고의 응축기(미도시)로 공급할 수 있다.
상기 맥동저감부재(140)는 상기 제 1 토출실(120) 및 상기 제 2 토출실(130) 정 하나 이상에 장착될 수 있으며, 본 실시예에서는 상기 제 1 토출실(120)에만 제공되는 것을 예로 들어 도시하였다.
상기 맥동저감부재(140)는 상기 수용공간(111)에 삽입될 수 있는 형태로 형성될 수 있으며, 통 형상으로 형성되어 내측에 상기 작동유체가 수용될 수 있는 공간을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 상기 맥동저감부재(140)는 가운데가 비어있는 원통 형상으로 제공되는 것을 예로 들어 설명하였으며, 상기 맥동저감부재(140)의 가운데 공간은 상기 수용공간(111)의 일부를 이룬다.
상기 맥동저감부재(140)의 둘레면에는 상기 토출실(110)로 공급된 상기 작동유체를 안내하기 위해, 이동경로를 제공하는 맥동저감유로(150)가 형성될 수 있다. 특히, 상기 맥동저감유로(150)는 상기 작동유체의 유동 길이를 연장시켜, 상기 작동유체의 유속을 감소시킬 수 있고, 이를 통해, 이에 따라, 상기 압축기(10)의 소음이나 진동을 감소시킬 수 있다. 이때, 상기 맥동저감유로(150)의 길이, 단면적 및 형상은 상기 압축기(10)의 맥동 특성에 따라 조절될 수 있다.
구체적으로, 상기 맥동저감유로(150)는 유입부(151), 안내부(152) 및 토출부(153)를 포함할 수 있다. 상기 유입부(151)는 상기 작동유체가 유입되는 상기 맥동저감부재(140)의 입구 측에 위치되고, 상기 밸브 조립체(500)를 통해 유입되는 상기 작동유체를 수용할 수 있도록 홈 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 유입부(151)는 상기 실린더 블록(310)의 상기 유입구(312)에 연통되게 위치될 수 있다. 상기 안내부(152)는 상기 맥동저감부재(140)의 둘레면을 따라 연장되는 장홈 형태로 제공될 수 있고, 상기 안내부(152)는 상기 유입부(151)에 유입된 상기 작동유체를 상기 맥동저감부재(140)의 둘레면을 따라 안내할 수 있다. 상기 토출부(153)는 상기 안내부(152)의 끝단에서 상기 맥동저감부재(140)의 수용공간(111)을 향해 관통될 수 있고, 상기 토출부(153)은 상기 안내부(152)를 따라 유동된 상기 작동유체를 상기 맥동저감부재(140)의 내측 공간, 즉 상기 토출실(110)의 수용공간(111)으로 안내할 수 있다.
상기 맥동저감부재(140)에는 상기 걸림홈(154)이 형성될 수 있다. 상기 걸림홈(154)은 상기 맥동저감부재(140)가 상기 토출실(110)에 조립될 때, 상기 토출실(110)의 상기 걸림턱(113)에 끼워지므로, 이에 의해 상기 맥동저감부재(140)는 상기 토출실(110)의 정해진 위치에 정확하게 조립될 수 있다. 여기서, 상기 걸림홈(154)은 상기 유입부(151)와 상기 토출부(153)의 사이에 위치될 수 있다.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.
상기 압축기(10)의 상기 피스톤이 상기 실린더(311)의 하사점에서 상사점으로 이동되는 경우, 상기 피스톤의 내부 압력은 정압(positive pressure)이 되고, 상기 실린더(311)의 상기 작동유체는 상기 밸브 조립체(500)를 통해 상기 실린더 블록(310)의 유입구(312)로 유입될 수 있다.
그리고 상기 유입구(312)에 유입된 상기 작동유체는, 상기 맥동저감부재(140)의 상기 유입부(151), 상기 안내부(152) 및 상기 토출부(153)을 따라 상기 제 1 토출실(120)의 수용공간(111)으로 토출될 수 있다. 상기 제 1 토출실(120) 내 상기 작동유체는 상기 연결 유로(115)를 통해 상기 제 2 토출실(130)로 유동된 후, 상기 토출 파이프(101)를 통해 상기 응축기로 유동될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
100 :토출 머플러 110 :토출실
111 :수용 공간 112 :토출커버
113 :걸림턱 120 :제 1 토출실
130 :제 2 토출실 140 :맥동저감부재
150 :맥동저감유로 151 :유입부
152 :안내부 153 :토출부
154 :걸림홈 160 :토출 파이프
200 :흡입 머플러 310 :실린더 블록
311 :실린더 320 :실린더 헤드
500 :밸브 조립체

Claims (7)

  1. 실린더 블록에 마련되는 토출실; 및
    상기 토출실에 내에 장착되고, 상기 토출실로 유입되는 작동유체를 상기 토출실의 수용공간으로 안내하는 맥동저감유로가 둘레면에 형성된 맥동저감부재를 포함하는 압축기의 토출 머플러.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 맥동저감부재는 통 형상을 갖고,
    상기 맥동저감유로는
    상기 작동유체가 유입되는 유입부;
    상기 유입부에서 상기 맥동저감부재의 둘레면을 따라 형성되는 안내부; 및
    상기 안내부의 끝단에서 상기 통 형상의 내측공간을 향해 관통 형성되는 토출부를 포함하는 압축기의 토출 머플러.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 토출실은
    상기 맥동저감부재를 통해 상기 작동유체가 유입되는 제 1 토출실; 및
    상기 제 1 토출실과 연결 유로를 통해 연통되고, 상기 작동유체를 외부로 배출하기 위한 토출 파이프가 연결되는 제 2 토출실을 포함하는 압축기의 토출 머플러.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 맥동저감부재에는
    상기 토출실에 마련된 걸림턱에 끼워 고정되는 걸림홈이 형성되는 압축기의 토출 머플러.
  5. 작동유체를 공급하기 위한 흡입 머플러;
    실린더가 구비된 실린더 블록;
    상기 실린더를 밀폐하도록 상기 실린더 블록에 결합되는 실린더 헤드;
    상기 실린더의 압력차에 의해 상기 작동유체의 유동을 제어하기 위해, 상기 실린더 블록과 상기 실린더 헤드 사이에 설치되는 밸브 조립체; 및
    상기 밸브 조립체에서 배출된 상기 작동유체가 유입되는 토출 머플러를 포함하고,
    상기 토출 머플러는
    상기 실린더 블록에 마련되는 토출실; 및
    상기 토출실 내에 장착되고, 상기 작동유체를 상기 토출실의 수용공간으로 안내하는 맥동저감유로가 둘레면에 형성된 맥동저감부재를 포함하는 압축기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 맥동저감부재는 통 형상을 갖고,
    상기 맥동저감유로는
    상기 작동유체가 유입되는 유입부;
    상기 유입부에서 상기 맥동저감부재의 둘레면을 따라 형성되는 안내부; 및
    상기 안내부의 끝단에서 상기 통 형상의 내측공간을 향해 관통 형성되는 토출부를 포함하는 압축기의 토출 머플러.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 토출실은
    상기 맥동저감부재를 통해 상기 작동유체가 유입되는 제 1 토출실; 및
    상기 제 1 토출실과 연결 유로를 통해 연통되고, 상기 작동유체를 외부로 배출하기 위한 토출 파이프가 연결되는 제 2 토출실을 포함하는 압축기의 토출 머플러.
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