KR20190079587A - 압축기의 맥동저감구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉매가 압축되는 실린더의 후방에 리어 하우징이 구비되고, 상기 리어 하우징의 일측에 상기 실린더로부터 토출되는 냉매가 수집되는 토출실 및 냉매 토출포트가 구비되며, 상기 토출실의 냉매를 상기 토출포트로 이동시키는 토출유로가 적어도 2개 이상 구비되고, 상기 복수개의 토출유로들 중 상대적으로 유로의 길이가 더 짧은 토출유로는 직선으로 형성되고, 긴 토출유로는 절곡되어 절곡부를 형성하는 압축기의 맥동저감구조에 관한 것이다.

Description

압축기의 맥동저감구조{A structure for reducing pulsation of a compressor}

본 발명은 압축기의 맥동저감구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피스톤 왕복식 압축기의 냉매 압축과정에서 발생하는 맥동을 저감시키기 위한 압축기의 맥동저감구조에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에는 실내의 냉난방을 위한 공조장치(Air Conditioning; A/C)가 설치된다. 이러한 공조장치는 냉방시스템의 구성으로서 증발기로부터 인입된 저온 저압의 기상 냉매를 고온 고압의 기상 냉매로 압축시켜 응축기로 보내는 압축기를 포함하고 있다.

압축기에는 피스톤의 왕복운동에 따라 냉매를 압축하는 왕복식과 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다. 왕복식에는 구동원의 전달방식에 따라 크랭크를 사용하여 복수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식, 사판이 설치된 회전축으로 전달하는 사판식 등이 있고, 회전식에는 회전하는 로터리축과 베인을 사용하는 베인 로터리식, 선회 스크롤과 고정 스크롤을 사용하는 스크롤식이 있다.

사판식 압축기의 경우, 구동축으로 사판을 회전시켜 피스톤을 왕복이동시키면서 냉매를 압축시키게 되는데, 실린더에는 피스톤을 왕복이동가능하게 수용하면서 냉매를 압축시키는 실린더보어가 원주방향을 따라 다수개 형성되어 있다.

상기 다수개의 실린더보어에 삽입된 피스톤들은 사판의 회전에 의해 순차적으로 왕복이동하면서 냉매를 압축시키게 되고, 이러한 피스톤의 왕복운동에 의해 토출실에 맥동이 발생하게 된다. 맥동은 소음을 발생시키고 충격력으로 기기에 악영향을 미치므로 이를 저감시키기 위한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다.

종래에는 냉매가 이동하는 유로의 길이를 연장하거나 단면적을 크게 하고 토출실이나 머플러를 크게 하여 맥동을 저감시켰다.

그러나, 냉매 이동 유로와 토출실이 구비되는 실린더 및 리어 하우징에는 다른 장치들의 연결을 위한 포트와 기구들이 다수 설치되며, 특히 압축기의 소형화 및 경량화의 추세에 따라 크기를 증대시켜 맥동을 저감시키는 데에 한계가 있었다.

가령, 도 1에 도시된 바와 같이, 리어 하우징(101)에 냉매 토출포트(103)가 구비된 압축기의 경우, 실린더보어로부터 토출되는 냉매가 수집되는 토출실(102)이 구비되고, 토출실(102)과 냉매 토출포트(103)를 연결하는 토출유로(104)가 구비되어 있다. 상기 냉매 토출포트(103)와 토출실(102) 사이의 공간적 제약으로 인해 상기 토출유로(104)의 길이와 단면적을 증가시키는 데 한계가 있다. 미설명부호 105는 토출실(102)에서 실린더보어로의 역류를 방지하기 위한 체크밸브이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 압축기의 맥동저감구조가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로, 한정된 공간에서 냉매 유로를 최대로 연장하여 맥동을 저감시킬 수 있는 압축기의 맥동저감구조를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 복수개의 냉매 유로를 병렬로 구비하여 맥동들이 서로 상쇄되면서 저감될 수 있게 하는 압축기의 맥동저감구조를 제공함에 다른 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 압축기의 맥동저감구조는, 냉매가 압축되는 실린더의 후방에 리어 하우징이 구비되고, 상기 리어 하우징의 일측에 상기 실린더로부터 토출되는 냉매가 수집되는 토출실이 형성되며, 상기 리어 하우징의 일측에 냉매 토출포트가 구비되고, 상기 토출실의 냉매를 상기 토출포트로 이동시키는 토출유로가 구비되며, 상기 토출유로는, 상기 토출실에서 연장되는 메인유로와, 상기 메인유로의 단부에서 상기 냉매 토출포트로 연장되는 서브유로를 포함하고, 상기 메인유로와 상기 서브유로의 연결부위에는 절곡부가 형성되며, 상기 메인유로는 상기 토출실로부터 상기 실린더를 향하도록 경사지게 배치되고, 상기 서브유로는 상기 실린더로부터 상기 토출포트를 향하도록 경사지게 배치되어, 상기 토출유로는 상기 절곡부를 중심으로 예각을 이루며 절곡되어 형성된다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 압축기의 맥동저감구조는, 냉매가 압축되는 실린더의 후방에 리어 하우징이 구비되고, 상기 리어 하우징의 일측에 상기 실린더로부터 토출되는 냉매가 수집되는 토출실이 형성되며, 상기 리어 하우징의 일측에 냉매 토출포트가 구비되고, 상기 토출실의 냉매를 상기 냉매 토출포트로 이동시키는 토출유로가 구비된 압축기의 맥동저감구조에 있어서, 상기 토출유로는, 상기 토출실에서 연장되는 메인유로와, 상기 메인유로의 단부에서 상기 냉매 토출포트로 연장되는 서브유로를 포함하고, 상기 메인유로와 상기 서브유로의 연결부위에는 절곡부가 형성되며, 상기 토출유로는 상기 실린더까지 연장되어 형성되고, 상기 절곡부가 상기 실린더에 형성된다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 압축기의 맥동저감구조는, 냉매가 압축되는 실린더의 후방에 리어 하우징이 구비되고, 상기 리어 하우징의 일측에 상기 실린더로부터 토출되는 냉매가 수집되는 토출실이 형성되며, 상기 리어 하우징의 일측에 냉매 토출포트가 구비되고, 상기 토출실의 냉매를 상기 토출포트로 이동시키는 토출유로가 적어도 2개 이상 구비되고, 상기 복수개의 토출유로들 중 상대적으로 유로의 길이가 더 짧은 토출유로는 직선으로 형성되고, 긴 토출유로는 절곡되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 복수개의 토출유로들은 길이가 서로 다르게 형성된다.

상기 복수개의 토출유로들 중 상대적으로 유로의 길이가 긴 토출유로는 상기 실린더까지 연장되어 형성되고 상기 절곡부가 상기 실린더에 형성될 수 있다.

더욱 바람직하게는, 상기 복수개의 토출유로들 중 상대적으로 유로의 길이가 더 짧은 토출유로가 긴 토출유로보다 유로 내 유체의 저항이 크게 형성된다.

바람직하게는, 상기 복수개의 토출유로들 중 상대적으로 유로의 길이가 더 짧은 토출유로가 긴 토출유로보다 유로의 직경이 더 작게 형성된다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 압축기의 맥동저감구조에 의하면, 한정된 공간에서 냉매 유로를 최대로 연장하여 맥동을 저감시킬 수 있고, 복수개의 냉매 유로를 병렬로 구비하여 맥동들이 서로 상쇄시킴으로써 맥동저감효과를 가져올 수 있게 된다.

도 1은 종래의 기술에 따른 압축기의 맥동저감구조를 나타낸 개략적 측단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 맥동저감구조를 나타낸 개략적 측단면도,
도 3은 도 2에 도시된 맥동저감유로를 나타낸 개략적 사시도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축기의 맥동저감구조를 나타낸 개략적 측단면도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압축기의 맥동저감구조를 나타낸 개략적 측단면도,
도 6은 도 5에 도시된 맥동저감유로를 나타낸 개략적 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 맥동저감구조는, 냉매가 압축되는 실린더(10)의 후방에 리어 하우징(20)이 구비되어 있다.

상기 리어 하우징(20)의 일측에 상기 실린더(10)로부터 토출되는 냉매가 수집되는 토출실(21)과, 냉매 토출포트(22), 및 상기 토출실(21)의 냉매를 상기 냉매 토출포트(22)로 이동시키는 토출유로(30)가 형성되어 있다.

상기 실린더(10)와 리어 하우징(20)의 사이에는 밸브(40)가 구비되어 있다. 상기 밸브(40)에는 상기 실린더(10)의 실린더 보어(도면미도시)로부터 토출실(21)로 냉매가 이동되는 냉매토출공(41)이 형성되어 있다.

상기 토출유로(30)는 상기 토출실(21)에 연결된 메인유로(31)와, 상기 냉매 토출포트(22)에 연결된 서브유로(32)로 구성된다. 상기 메인유로(31)와 서브유로(32)는 서로 소정의 사이각(α)을 이루며 연결되어 절곡부(33)를 형성하고 있다.

상기 메인유로(31)와 서브유로(32)가 이루는 사이각(α)은 예각으로 형성되어 한정된 공간에서 전체 토출유로(30)의 길이를 연장시킬 수 있게 된다. 즉, 도 1에 도시된 토출유로(104)는 직선형으로 냉매 토출포트(22)와 토출실(21)을 최단 거리로 연결하나, 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 토출유로(30)는 메인유로(31)와 서브유로(32)의 길이가 합산되어 전체 유로가 길어지게 된다. 따라서, 맥동을 저감시키는 효과를 가져올 수 있게 된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 토출유로(130)는 상기 실린더(110)까지 연장되어 형성된다. 즉, 메인유로(131)와 서브유로(132)가 각각 실린더(110)까지 연장되어 형성되고 절곡부(133)가 상기 실린더(110)에 형성되어 있다.

상기 실린더(110)에 공간이 확보되는 경우 그 공간까지 상기 메인유로(131)와 서브유로(132)를 연장시켜 형성함으로써 전체 토출유로(130)의 길이가 도 2에 도시된 실시예보다 더 길어지게 되고, 그로 인해 맥동저감효과가 더 커지게 된다.

도 5와 도 6을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압축기의 맥동저감구조에 대해 설명한다.

본 실시예는 토출실(221)과 냉매 토출포트(222)를 연결하는 토출유로를 2개 구비하고 있다. 즉, 상기 토출실(221)과 냉매 토출포트(222) 사이에 제1토출유로(231)와 제2토출유로(232)가 병렬로 구비되어 있다.

상기 제1토출유로(231)와 제2토출유로(232)는 길이가 서로 다르게 형성되어 있다. 본 실시예에서 제1토출유로(231)는 절곡되어 형성되어 절곡부(233)를 형성하고 상기 제2토출유로(232)는 직선으로 형성되어 그 길이에 차이가 나게 된다.

따라서, 상기 토출실(221)의 냉매 중 상기 제1토출유로(231)를 통해 상기 냉매 토출포트(222)로 이동하는 냉매는 제2토출유로(232)보다 더 먼 거리를 이동하게 된다. 그로 인해 상기 제1토출유로(231)를 통과하는 냉매의 맥동주기와 제2토출유로(232)를 통과하는 냉매의 맥동주기가 서로 달라지게 된다. 여기서, 상기 제1토출유로(231)와 제2토출유로(232)는 상기 냉매 토출포트(222)의 입구에서 하나로 통합되고, 주기가 서로 다른 맥동이 만나면서 상쇄현상이 발생하게 되어 맥동이 저감되는 효과를 가져오게 된다.

상기 제1토출유로(231)는 도 4에 도시된 토출유로(130)와 같이 실린더(110)까지 연장되어 형성되는 것도 가능하다(도면미도시).

상기 제1토출유로(231)와 제2토출유로(232)들 중 상대적으로 유로의 길이가 더 짧은 제2토출유로(232)는 제1토출유로(231)보다 유로 내 유체의 저항이 크게 형성된다.

가령, 상기 제2토출유로(232)의 직경이 제1토출유로(231)의 직경보다 더 작게 형성되어 유체의 저항에 차이가 발생하게 된다. 이와 같이 제1토출유로(231)와 제2토출유로(232)의 유로 내에서의 유체 저항을 달리하게 되면 유체의 이동속도에 차이가 발생하게 되어 맥동주기가 달라지게 되고, 서로 다른 주기를 가진 두 맥동이 만나면서 상쇄되는 효과를 가져오게 된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10 : 실린더 20 : 리어 하우징
21 : 토출실 22 : 냉매 토출포트
30,130 : 토출유로 31,131 : 메인유로
32,132 : 서브유로 33,133 : 절곡부
40 : 밸브 41 : 냉매토출공
231 : 제1토출유로 232 : 제2토출유로

Claims (7)

1. 냉매가 압축되는 실린더(10)의 후방에 리어 하우징(20)이 구비되고,
   상기 리어 하우징(20)의 일측에 상기 실린더(10)로부터 토출되는 냉매가 수집되는 토출실(21)이 형성되며,
   상기 리어 하우징(20)의 일측에 냉매 토출포트(22)가 구비되고, 상기 토출실(21)의 냉매를 상기 냉매 토출포트(22)로 이동시키는 토출유로(30)가 구비된 압축기의 맥동저감구조에 있어서,
   상기 토출유로(30)는,
   상기 토출실(21)에서 연장되는 메인유로(31)와, 상기 메인유로(31)의 단부에서 상기 냉매 토출포트(22)로 연장되는 서브유로(32)를 포함하고,
   상기 메인유로(31)와 상기 서브유로(32)의 연결부위에는 절곡부(33)가 형성되며,
   상기 메인유로(31)는 상기 토출실(21)로부터 상기 실린더(10)를 향하도록 경사지게 배치되고,
   상기 서브유로(32)는 상기 실린더(10)로부터 상기 토출포트(22)를 향하도록 경사지게 배치되어,
   상기 토출유로(30)는 상기 절곡부(33)를 중심으로 예각을 이루며 절곡되어 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기의 맥동저감구조.
2. 냉매가 압축되는 실린더(10)의 후방에 리어 하우징(20)이 구비되고,
   상기 리어 하우징(20)의 일측에 상기 실린더(10)로부터 토출되는 냉매가 수집되는 토출실(21)이 형성되며,
   상기 리어 하우징(20)의 일측에 냉매 토출포트(22)가 구비되고, 상기 토출실(21)의 냉매를 상기 냉매 토출포트(22)로 이동시키는 토출유로(30)가 구비된 압축기의 맥동저감구조에 있어서,
   상기 토출유로(30)는,
   상기 토출실(21)에서 연장되는 메인유로(31)와, 상기 메인유로(31)의 단부에서 상기 냉매 토출포트(22)로 연장되는 서브유로(32)를 포함하고,
   상기 메인유로(31)와 상기 서브유로(32)의 연결부위에는 절곡부(33)가 형성되며,
   상기 토출유로(30)는 상기 실린더(10)까지 연장되어 형성되고, 상기 절곡부(33)가 상기 실린더(10)에 형성된 것을 특징으로 하는 압축기의 맥동저감구조.
3. 냉매가 압축되는 실린더의 후방에 리어 하우징(220)이 구비되고,
   상기 리어 하우징(220)의 일측에 상기 실린더로부터 토출되는 냉매가 수집되는 토출실(221)이 형성되며,
   상기 리어 하우징(220)의 일측에 냉매 토출포트(222)가 구비되고, 상기 토출실(221)의 냉매를 상기 냉매 토출포트(222)로 이동시키는 토출유로가 구비된 압축기의 맥동저감구조에 있어서,
   상기 토출유로는 적어도 2개 이상 구비되고,
   상기 복수개의 토출유로들 중 상대적으로 유로의 길이가 더 짧은 토출유로는 직선으로 형성되고, 긴 토출유로는 절곡되어 절곡부를 형성하는 것을 특징으로 하는 압축기의 맥동저감구조.
4. 제3항에 있어서,
   상기 복수개의 토출유로들은 길이가 서로 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 압축기의 맥동저감구조.
5. 제3항에 있어서,
   상기 복수개의 토출유로들 중 상대적으로 유로의 길이가 긴 토출유로는 상기 실린더까지 연장되어 형성되고, 상기 절곡부가 상기 실린더에 형성된 것을 특징으로 하는 압축기의 맥동저감구조.
6. 제3항에 있어서,
   상기 복수개의 토출유로들 중 상대적으로 유로의 길이가 더 짧은 토출유로가 긴 토출유로보다 유로 내 유체의 저항이 크게 형성된 것을 특징으로 하는 압축기의 맥동저감구조.
7. 제3항에 있어서,
   상기 복수개의 토출유로들 중 상대적으로 유로의 길이가 더 짧은 토출유로가 긴 토출유로보다 유로의 직경이 더 작게 형성된 것을 특징으로 하는 압축기의 맥동저감구조.

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