KR20210028964A - 왕복동식 압축기 - Google Patents

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KR20210028964A KR1020190110174A KR20190110174A KR20210028964A KR 20210028964 A KR20210028964 A KR 20210028964A KR 1020190110174 A KR1020190110174 A KR 1020190110174A KR 20190110174 A KR20190110174 A KR 20190110174A KR 20210028964 A KR20210028964 A KR 20210028964A
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김승욱
강원석
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엘지전자 주식회사
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Abstract

왕복동식 압축기가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복동식 압축기는, 밀폐된 쉘의 내부 공간에서 냉매의 압축을 위하여 실린더 내부로 냉매가 유입되는 흡입실을 포함하는 왕복동식 압축기로서, 흡입파이프 및 흡입머플러를 포함하여 이루어진다. 흡입파이프는 유입관과 이격되게 유입관 내부로 삽입되며, 흡입파이프가 삽입되지 않은 영역에서 유입관의 내경은 흡입파이프의 외경보다 크게 이루어질 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 흡입유로 저항 증가 및 유량 감소를 방지하고, 차가운 흡입가스가 쉘 내부의 고온의 가스와 섞이지 않고 흡입머플러 내부로 유입될 수 있는 왕복동식 압축기를 제공할 수 있다.

Description

왕복동식 압축기{RECIPROCATION COMPRESSOR}
본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 밀폐된 쉘의 내부 공간에서 냉매의 압축을 위하여 실린더 내부로 냉매가 유입되는 흡입실 및 흡입실과 연통되는 흡입머플러를 포함하는 왕복동식 압축기에 관한 것이다.
압축기는 공기, 냉매 또는 가스 등을 압축시켜 압력을 높여주는 기계장치이다. 압축기에는 두 개의 스크롤을 상대 회전시켜 가스를 압축하는 스크롤 압축기(scroll compressor), 피스톤이 왕복이동하면서 가스를 압축하는 왕복동식 압축기(reciprocating compressor) 등이 있다.
왕복동식 압축기에 관련된 것으로서 한국공개특허 제2016-0095818호는 압축기를 개시하며, 이에 따른 압축기는 쉘, 회전축, 실린더, 피스톤, 커넥팅 로드, 편심부(크랭크핀), 탄성체 등을 포함하여 이루어진다.
또한 왕복동식 압축기는, 실린더 내부로 냉매가 흡입되는 흡입공간(흡입실)과, 실린더에서 냉매가 토출되는 토출공간(토출실)을 이루는 헤드커버를 포함하고, 흡입실과 연통되는 흡입머플러 및 쉘 내부로 냉매가 공급되도록 쉘에 관통 결합된 흡입파이프를 포함한다.
흡입머플러는, 냉매가 압축되기 위하여 실린더 내부로 흡입될 때 발생되는 밸브타음, 유동소음, 또는 압력맥동 등을 감쇄시키기 위하여 설치된다. 흡입머플러에는, 냉매의 흡입시 발생되는 소음을 감쇄시키도록 소음공간이 형성되고, 소음공간은 필요에 따라 복수 개로 구획 형성될 수도 있다.
흡입머플러는, 직접 흡입방식과 간접 흡입방식으로 구분될 수 있고, 직접 흡입방식의 흡입머플러는 그 입구가 흡입파이프와 일체로 연결되어 냉매가 흡입머플러의 소음공간으로 직접 흡입되도록 하는 방식이며, 간접 흡입방식의 흡입머플러는 흡입파이프가 흡입머플러의 입구와 이격되어 냉매가 쉘 내부의 공간을 거쳐 흡입되도록 하는 방식이다.
왕복동식 압축기에서, 직접 흡입방식의 흡입머플러에 의할 경우, 쉘 내부와 흡입머플러 내부가 서로 막힌 구조를 갖기 때문에, 흡입유로 저항이 증가하여 유량이 감소하고 흡입 가스의 맥동을 상쇄시키기 어려운 문제점이 발생할 수 있다.
왕복동식 압축기에서, 간접 흡입방식의 흡입머플러에 의할 경우, 흡입파이프의 냉매가 쉘 내부의 공간을 거쳐 흡입머플러로 흡입되어, 흡입파이프 내부의 차가운 가스(냉매)가 쉘 내부의 고온의 가스(냉매)와 섞여 흡입머플러 입구로 유입되기 때문에, 냉매 밀도의 감소 및 유량 감소의 문제점이 발생될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 왕복동식 압축기에서 흡입파이프로부터 흡입머플러로 냉매가 이동함에 있어서 흡입유로 저항의 증가를 방지하면서도 쉘 내부의 고온의 냉매가 흡입머플러의 입구로 유입되는 것을 방지할 수 있는 구조의 왕복동식 압축기를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 흡입파이프 내부를 이동하는 냉매의 층류 특성을 이용하여, 흡입파이프 내부의 차가운 가스(냉매)가 쉘 내부의 가스(냉매)와 섞이는 것을 최소화할 수 있는 구조의 왕복동식 압축기를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 압축기의 진동 또는 조립 산포 등으로 인하여, 흡입파이프 출구가 흡입머플러 입구(유입관)의 정중앙에 위치하지 않는 경우에도, 쉘 내부의 고온의 냉매가 흡입머플러로 유입되는 것을 방지하고, 진동이 흡입파이프 쪽으로 전달되는 것을 방지할 수 있는 왕복동식 압축기를 제공하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 왕복동식 압축기는 다음과 같이 이루어진다.
본 발명의 실시예에 따른 왕복동식 압축기는, 밀폐된 쉘의 내부 공간에서 냉매가 압축되도록 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 왕복동식 압축기에서는, 연직방향의 회전샤프트의 회전과 연동하여 실린더 내부의 피스톤이 전후방향으로 왕복이동하면서 냉매가 압축될 수 있다.
본 발명의 실시예는, 실린더 내부로 냉매가 유입되는 흡입실을 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 왕복동식 압축기는 흡입파이프 및 흡입머플러를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 흡입파이프는 관 형태로 이루어져 상기 쉘을 관통하여 설치되며, 그 내부를 통하여 냉매가 이동하도록 이루어진다.
상기 흡입파이프는, 단부(출구)를 이루는 직선구간의 길이가 내경의 2배 이상으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 흡입파이프는, 상기 쉘을 관통하여 설치되고, 상기 쉘 내부의 냉매보다 온도가 낮은 냉매가 공급되도록 이루어질 수 있다.
상기 흡입머플러는, 상기 흡입실과 연통되는 소음공간을 이루는 머플러바디와, 상기 머플러바디에서 돌출되고 상기 흡입파이프에서 토출된 냉매가 유입되도록 관 형태로 이루어진 유입관을 구비하도록 이루어진다.
상기 유입관은 상기 쉘의 내측면에서 이격될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 상기 흡입파이프는 상기 유입관과 이격되게 상기 유입관 내부로 삽입될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 상기 흡입파이프의 직선구간은 적어도 일부가 상기 유입관과 이격되게 상기 유입관 내부로 삽입될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 상기 흡입파이프가 삽입되지 않은 영역에서 상기 유입관의 내경은 상기 흡입파이프의 외경보다 크게 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 유입관의 내경은 전 구간에서 상기 흡입파이프의 직선구간의 외경보다 크게 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 흡입파이프가 상기 유입관 내부에 삽입된 영역에서, 상기 흡입파이프의 외경 및 상기 유입관의 내경은 길이방향을 따라 일정하게 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 유입관의 내경은 전 구간에서 상기 흡입파이프의 내경보다 2배 이상으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 흡입파이프 단부의 내경을 D1, 상기 흡입파이프 단부의 외경을 D2, 상기 유입관의 최소 내경을 D3이라고 할 때, D3은 1.5*D2보다 크고 3*D1보다 작게 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 유입관의 길이가 L1, 상기 유입관 내부로 삽입된 상기 흡입파이프의 길이가 L2일 때, L2는 L1의 1/3 이상일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 유입관은, 앞쪽을 이루는 전방부, 및 상기 전방부에서 연결되어 뒤쪽을 이루를 후방부를 포함하고, 상기 흡입파이프는 상기 전방부 내부에 삽입되고, 상기 전방부의 내경은 상기 후방부의 내경보다 크게 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 유입관은, 뒤쪽을 이루는 후방부, 상기 후방부에서 연결되어 앞쪽을 이루는 전방부, 및 상기 전방부의 앞쪽에서 연장되고, 내경이 상기 전방부보다 큰 확관부를 포함하고, 상기 흡입파이프는 상기 전방부 및 상기 확관부 내부에 삽입되고, 상기 전방부의 내경은 상기 후방부의 내경보다 크게 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 왕복동식 압축기는 이격링을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 이격링은, 내주면이 상기 흡입파이프의 외주면에 결합되고 외주면이 상기 유입관의 내주면에 결합되는 이격바디와, 상기 유입관의 외부와 내부가 연통되도록 상기 이격바디를 관통하는 복수 개의 이격홀을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 이격링은 탄성변형 가능한 소재로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 왕복동식 압축기에 의하면, 흡입파이프가 유입관과 이격되게 유입관 내부로 삽입되고, 흡입파이프가 삽입되지 않은 영역에서도 유입관의 내경은 흡입파이프의 외경보다 크게 이루어짐으로써, 흡입파이프로부터 흡입머플러로 냉매가 흐름을 유지하면서 원활하게 이동할 수 있고, 이때 흡입유로 저항이 방지되고, 쉘 내부의 냉매가 유입관으로 유입되는 것을 방지하거나 최소화할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 왕복동식 압축기에 의하면, 흡입파이프의 단부를 이루는 직선구간의 길이가 내경의 2배 이상이고, 흡입파이프의 직선구간은 적어도 일부가 유입관과 이격되게 유입관 내부로 삽입되며, 유입관의 내경은 전 구간에서 흡입파이프의 직선구간의 외경보다 크게 이루어짐으로써, 흡입파이프 내부를 이동하는 냉매의 층류 특성이 유지되면서 흡입파이프 내부의 냉매가 유입관 내부로 유입될 수 있고, 흡입파이프 내부의 냉매가 쉘 내부의 냉매와 섞이는 것을 최소화할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 왕복동식 압축기에 의하면, 유입관의 내경은 전 구간에서 흡입파이프의 내경보다 2배 이상으로 이루어지거나, 유입관의 내경이 흡입파이프의 외경의 1.5배보다 크고 흡입파이프의 내경의 3배보다 작게 이루어지면서 흡입파이프가 유입관 내부로 충분히 삽입되어 이루어짐으로써, 흡입파이프가 유입관의 정중앙에 위치하지 않는 경우에도, 쉘 내부의 고온의 냉매가 흡입머플러로 유입되는 것을 효과적으로 방지하고, 또한 진동이 흡입파이프 쪽으로 전달되는 것을 방지할 수 있는 왕복동식 압축기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복동식 압축기를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 왕복동식 압축기에서 쉘 내부에 구비되는 일부 구성을 도시한 사시도이다. 도 2에서는 쉘 내부에 구비되는 실린더헤드, 흡입머플러 및 흡입파이프가 점선으로 도시되어 있고, 이들을 제외한 다른 구성은 도시가 생략되어 있다.
도 3은 도 2에 도시된 흡입파이프 및 흡입머플러를 분리하여 도시한 사시도이다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡입파이프 및 흡입머플러의 일부를 도시한 단면도이다.
도 4b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 흡입파이프 및 흡입머플러의 일부를 도시한 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 흡입파이프 및 흡입머플러를 도시한 평면도이고, 도 5b는 도 5a에 도시된 흡입파이프 및 흡입머플러를 도시한 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 흡입파이프, 흡입머플러 및 이격링을 도시한 분해사시도이고, 도 6b는 도 6a에 도시된 흡입파이프, 흡입머플러 및 이격링의 조립상태를 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 실시예들을 첨부 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명하고자 한다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복동식 압축기(1)를 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 왕복동식 압축기(1)(이하, '압축기(1)')는, 압축기(1) 내부의 공간에서 회전샤프트(410)의 회전과 연동하여 피스톤(450)이 왕복이동하면서 유체를 압축하도록 이루어진다. 본 발명의 실시예에서 설명되는 유체는 기체 또는 기상 냉매 등으로 이루어질 수 있다.
이하에서는 우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기(1)의 전체적인 구조 및 작동의 설명을 위하여, 압축기(1)를 이루는 구성들 및 이러한 구성들의 작용에 대하여 간략히 설명한다. 그리고, 냉매를 유체의 일 예로 하여 설명한다.
압축기(1)는 쉘(100)을 포함하고, 쉘(100)은 하부쉘(110)과 상부쉘(120)을 포함하여 이루어진다.
쉘(100)의 내부는 외부와 밀폐되며, 쉘(100)의 내부는 압축기(1)의 내부 공간을 형성한다. 쉘(100)의 내부(압축기(1)의 내부)에는 압축기(1)를 구성하는 여러 부품이 구비되고, 또한 냉매 및 윤활유(오일)가 수용된다. 윤활유는 하부쉘(110) 상에 저장되고, 쉘(100) 내부에서 순환할 수 있다. 냉매는 윤활유가 수용되는 공간 이외의 공간에 채워질 수 있다.
하부쉘(110)은 상측으로 개구된 용기 형태로 이루어지고, 상부쉘(120)은 하측으로 개구된 용기 형태로 이루어지며, 하부쉘(110)의 상측 부분(115)과 상부쉘(120)의 하측 부분(125)이 서로 결합되면서 밀폐된 내부공간을 이루는 쉘(100)을 형성한다. 본 발명의 일 실시예에서, 하부쉘(110)의 상단 부분과 상부쉘(120)의 하단 부분이 서로 결합되면서 밀폐된 내부공간을 이룰 수 있다.
하부쉘(110)의 외측면에는 레그(130)가 결합되고, 레그(130)는 압축기(1)가 특정 설치 위치에 고정되도록 한다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 압축기(1)가 냉장고의 구성을 이룰 때, 레그(130)는 냉장고를 이루는 프레임 등에 고정되어 압축기(1)가 냉장고의 특정 위치에 고정되도록 한다.
레그(130)는 2개 이상으로 구비될 수 있고, 하부쉘(110)의 저면 상에 결합될 수 있다.
쉘의 내부에는 본체(400)가 구비되고, 본체(400)에는 압축기(1)를 이루는 여러 부품이 결합된다.
본체(400)는 탄성체(470)를 통하여 쉘(100)(하부쉘(110))의 내부면에 연결될 수 있고, 탄성체(470)는 코일 스프링 형태로 이루어질 수 있으며, 복수 개로 구비될 수 있다.
본체(400)에는 압축기(1)의 작동을 위한 동력을 발생시키는 모터(420)가 구비될 수 있다. 모터(420)는 스테이터(421) 및 로터(422)를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압축기(1)에서 모터(420)는, 스테이터(421)가 상대적으로 바깥쪽에 형성되고, 로터(422)가 상대적으로 안쪽에 형성되는 형태로 이루어질 수 있다.
이와 달리, 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축기(1)에서 모터는, 스테이터가 상대적으로 안쪽에 형성되고, 로터가 상대적으로 바깥쪽에 형성되는 형태로 이루어질 수 있다.
로터(422)의 중앙에는 회전샤프트(410)가 형성되고, 로터(422)와 함께 회전샤프트(410)가 회전하도록 이루어진다. 본 발명의 실시예에 따른 압축기(1)에서, 회전샤프트(410)는 연직방향(Z)으로 형성될 수 있고, 회전샤프트(410)의 회전축(411)은 연직방향(Z)으로 형성된다.
회전샤프트(410) 내부에는 윤활유가 이동하는 오일 공급유로(412)가 마련된다. 그리고 회전샤프트(410) 일측에는 오일공급부(490)가 구비되며, 오일공급부(490)의 적어도 일부는, 쉘(100) 내부에 수용되는 윤활유에 잠기도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에서 오일공급부(490)는 회전샤프트(410)의 하단에 결합될 수 있다.
회전샤프트(410)의 회전에 따라 오일공급부(490)가 작동하면서, 윤활유가 오일 공급유로(412)를 따라 상측으로 이동할 수 있고, 오일 공급유로(412)에서 토출된 윤활유가 압축기(1)의 각 부품에 공급될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압축기(1)에서 오일 공급유로(412)를 통하여 오일이 공급되고 순환되는 형태는 다양하게 이루어질 수 있다.
예를 들어, 오일공급부가 원기둥 형태로 형성되고, 오일공급부 외주면에 나선 형태의 오일 공급유로가 형성되는 형태로 압축기(1)가 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 압축기(1)에서 오일 공급유로 및 오일공급부는 그 형태 및 구조를 한정하지 않고 다양하게 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 한국등록특허공보 제2001335호, 제1991580호, 또는 제1454247호, 한국공개특허공보 제2019-0036992호 등에 개시되는 바와 같이 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
회전샤프트(410)의 상측에는 크랭크핀(430)이 연결된다. 크랭크핀(430)은 모터(420)의 상측에 위치할 수 있다. 크랭크핀(430)은 회전샤프트(410)의 회전축(411)에서 편심되게 배치된다. 따라서, 회전샤프트(410)가 회전할 때 크랭크핀(430)은 회전샤프트(410)의 회전축(411)에서 편심된 위치에서 소정의 회전반경을 이루며 회전한다.
본 발명의 실시예에 따른 압축기(1)에서, 대체로 원통형으로 이루어지는 실린더(440)는 모터(420)의 상측에 위치하고 수평방향(X방향, 또는 Z와 직교하는 방향)으로 배치될 수 있다. 실린더(440)는 본체(400)와 일체로 이루어질 수 있고, 또는 별도로 형성된 후 본체(400)에 고정결합될 수 있다.
피스톤(450)은 실린더(440) 내부의 보어(441)에서 실린더(440)의 길이방향(실린더(440)의 축방향, 전후방향(X))을 따라 왕복이동한다. 본 발명의 실시예에서는 피스톤(450)이 왕복이동하는 방향을 전후방향(X)으로 정하여 설명한다.
커넥팅로드(460)는 크랭크핀(430)과 피스톤(450)을 연결한다. 커넥팅로드(460)는, 크랭크핀(430)과 연직 방향의 축(431)을 기준으로 왕복회전가능하게 결합되고, 또한 피스톤(450)과 연직 방향의 축(451)을 기준으로 왕복회전가능하게 결합된다.
이에 따라, 회전샤프트(410)의 회전시 크랭크핀(430)은 편심회전하고 피스톤(450)은 전후방향(X)으로 왕복이동하게 된다.
실린더(440)의 앞쪽에는 실린더헤드(480)가 결합되고, 실린더(440) 내부로 냉매가 유입되는 흡입실(481)과 압축된 냉매가 토출되는 토출실(482)이 구비된다.
상술한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 실시예에 따른 압축기(1)의 작동에 의해 냉매가 압축될 수 있고, 또한 윤활유가 순환할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 왕복동식 압축기에서 쉘(100) 내부에 구비되는 일부 구성을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 흡입파이프(150) 및 흡입머플러(200)를 분리하여 도시한 사시도이다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡입파이프(150) 및 흡입머플러(200)의 일부를 도시한 단면도이고, 도 4b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 흡입파이프(150) 및 흡입머플러(200)의 일부를 도시한 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 흡입파이프(150) 및 흡입머플러(200)를 도시한 평면도이고, 도 5b는 도 5a에 도시된 흡입파이프(150) 및 흡입머플러(200)를 도시한 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 왕복동식 압축기(1)는, 흡입파이프(150) 및 흡입머플러(200)를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 실시예에 따른 왕복동식 압축기(1)에서는, 흡입파이프(150)를 통하여 냉매가 압축기(1) 내부로 공급되고, 냉매는 흡입파이프(150), 흡입머플러(200) 및 흡입실(481)을 거쳐 실린더(440) 내부로 공급된 후 압축된다.
흡입파이프(150)는, 파이프 또는 튜브와 같은 형태로 이루어지고, 그 내부를 통하여 냉매가 이동하도록 이루어지며, 흡입파이프(150)를 통하여 압축기(1) 내부로 냉매가 공급될 수 있다.
흡입파이프(150)는 원형관 형태로 이루어질 수 있다. 흡입파이프(150)는 쉘(100)을 관통하고, 쉘(100)을 관통하는 부분에서 흡입파이프(150)는 쉘(100)에 고정된다. 흡입파이프(150)가 쉘(100)을 관통하는 부분에서 흡입파이프(150)를 제외하고 쉘(100)은 밀폐된다.
쉘(100)의 내부에서 흡입파이프(150)는 소정의 길이를 가진다.
쉘(100)의 내부 공간에서 흡입파이프(150)는 곡선 형태로 이루어질 수 있고, 또는 직선 형태로 이루어질 수 있으며, 또는 직선 형태의 조합, 또는 곡선 형태와 직선 형태의 조합된 형태를 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압축기(1)에서, 흡입파이프(150)는, 단부가 직선구간(151)을 이룰 수 있다. 즉, 쉘(100) 내부에서 흡입파이프(150)의 출구 부분이 직선형태를 이룰 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 흡입파이프(150)의 직선구간(151)은 그 길이가 흡입파이프(150) 출구 내경(D1)의 2배 이상으로 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이 이루어지는 흡입파이프(150)에 의하여, 흡입파이프(150) 내부를 지나는 냉매는 층류 특성이 유지될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 흡입파이프(150)를 통한 냉매의 이동은 지속적으로 이루어질 수 있으며, 압축기(1)의 작동이 이루어지면서 쉘(100) 내부의 냉매는 온도가 상대적으로 높고, 쉘(100) 외부의 냉매(흡입파이프(150)를 통하여 이동하는 냉매)는 상대적으로 온도가 낮게 이루어질 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에서, 흡입파이프(150) 내부를 지나는 냉매는, 쉘(100) 내부의 냉매보다 온도가 낮은 상태로 공급되도록 이루어질 수 있다.
흡입머플러(200)는 머플러바디(210)와 유입관(220)을 포함하여 이루어진다.
머플러바디(210)는 그 내부에 소음공간(211)이 구비되고, 소음공간(211)은 흡입실(481)과 연통되며, 소음공간(211)은 복수 개의 공간으로 구획될 수 있다.
유입관(220)은 머플러바디(210)에서 외부로 돌출된 관 형태를 이루며, 그 내부가 머플러바디(210)의 소음공간(211)과 연통된다.
유입관(220)은, 적어도 일부가 흡입파이프(150)를 둘러싸는 형태로 이루어지며, 이에 따라 흡입파이프(150)에서 토출된 냉매가 유입관(220) 내부로 유입된다.
본 발명의 실시예에서, 유입관(220)은 쉘(100)의 내측면에서 이격된다. 즉, 유입관(220)의 입구를 이루는 단부가 쉘(100)의 내측면에서 이격된다.(도 5a 및 도 5b 참조)
본 발명의 실시예에서 유입관(220)은 흡입파이프(150)보다 직경이 크게 이루어진다. 본 발명의 실시예에서, 유입관(220)은 그 내경(D3, D4)이 흡입파이프(150)의 내경(D1)보다 크게 이루어지고, 또한 유입관(220)은 그 내경(D3, D4)이 흡입파이프(150)의 외경(D2)보다 크게 이루어진다.
본 발명의 실시예에서, 흡입파이프(150)는 유입관(220)과 이격되게 유입관(220) 내부로 삽입될 수 있다. 특히, 흡입파이프(150)의 직선구간(151)이 유입관(220)과 이격되게 유입관(220) 내부로 삽입될 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에서, 유입관(220)의 길이가 L1, 유입관(220) 내부로 삽입된 흡입파이프(150)의 길이가 L2일 때, L2는 L1의 1/3 이상일 수 있다.
흡입파이프(150) 단부에서 토출되는 냉매는 층류 특성을 유지하면서 이동할 수 있고, 이때 흡입파이프(150)의 단부 내경(D1)의 단면적보다 유입관(220) 내경(D3 또는 D4)의 단면적이 크게 이루어지기 때문에, 흡입파이프(150)에서 토출되는 냉매는, 일정 부분 확산 또는 유동을 고려하더라도, 전부 또는 대부분 유입관(220) 내부로 이동하고 머플러바디(210)의 소음공간(211)으로 진입할 수 있게 된다.
그리고 이때, 흡입파이프(150)에서 토출되는 냉매가, 흡입파이프(150)와 유입관(220) 사이의 틈을 지나 유입관(220) 외부로 이동할 가능성은 매우 낮고, 또한 유입관(220) 외부의 냉매가 유입관(220) 내부로 진입하는 어떠한 외력(압력차)이 작용할 가능성도 낮기 때문에, 유입관(220) 외부의 고온의 냉매가 유입관(220) 내부로 진입하는 것이 방지되거나 최소화될 수 있다.
상술한 바와 같이, 흡입파이프(150)의 직선구간(151)이 유입관(220)과 이격되게 유입관(220) 내부로 충분한 길이로 삽입되며, 유입관(220)의 내경은 전 구간에서 흡입파이프(150)의 직선구간(151)의 외경보다 크게 이루어짐으로써, 흡입파이프(150) 내부를 이동하는 냉매의 층류 특성이 유지되면서 유입관(220) 쪽으로 유입될 수 있고, 흡입파이프(150) 내부의 냉매(상대적으로 저온의 냉매)가 흡입파이프(150) 외부의(쉘(100) 내부의) 냉매(상대적으로 고온의 냉매)와 섞이는 것을 방지하거나 최소화할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 유입관(220)은 길이방향을 따라 그 내경이 동일하게 이루어질 수 있다. 또는 이와 달리, 유입관(220)은 길이방향을 따라 그 내경이 상이하게 이루어질 수 있고, 구간별로 내경이 상이하게 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압축기(1)에서 유입관(220)은 전방부(222)와 후방부(221)를 포함하여 이루어질 수 있다. 전방부(222)와 후방부(221)는 그 내경이 서로 다르게 이루어질 수 있다.
전방부(222)는 그 내경(D4)이 길이방향을 따라 일정하게 이루어질 수 있고, 후방부(221) 또한 그 내경(D3)이 길이방향을 따라 일정하게 이루어질 수 있다.
전방부(222)의 내경(D4)은 후방부(221)의 내경(D3)보다 크게 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 흡입파이프(150)는 유입관(220)의 내부에 삽입되면서 유입관(220)의 일부 영역까지는 삽입되지 않도록 이루어질 수 있다. 즉, 유입관(220) 내부에는 흡입파이프(150)가 삽입되는 영역(흡입파이프(150)를 둘러싸는 영역)과 흡입파이프(150)가 삽입되지 않는 영역이 구비될 수 있다. 예를 들어, 흡입파이프(150)는 유입관(220)의 전방부(222) 내부까지 삽입되고, 유입관(220)의 후방부(221) 내부에는 삽입되지 않을 수 있다.
본 발명의 실시예에서 흡입파이프(150)가 삽입되지 않은 영역에서 유입관(220)의 내경(D3)은 흡입파이프(150)의 외경(D2)보다 크게 이루어질 수 있다. 즉, 흡입파이프(150)가 유입관(220)의 전방부(222)에 삽입되고 후방부(221) 내부에 삽입되지 않을 때, 유입관(220)의 전방부(222)의 내경(D4)은 흡입파이프(150)의 외경(D2)보다 크게 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이 이루어짐으로써, 흡입파이프(150) 내부의 냉매는 온전히 유입관(220)의 후방부(221) 내부로 진입할 수 있고, 또한 흡입유로 저항이 증가되는 것을 방지하면서, 유입관(220) 외부의 냉매 또는 흡입파이프(150)와 전방부(222) 사이의 냉매가 후방부(221) 내부로 진입하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서, 유입관(220)의 내경은 전 구간에서 흡입파이프(150)의 직선구간(151)의 외경보다 크게 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 흡입파이프(150)가 유입관(220) 내부에 삽입된 영역에서, 흡입파이프(150)의 외경 및 유입관(220)의 내경은 길이방향을 따라 일정하게 이루어질 수 있다. 즉, 흡입파이프(150)가 유입관(220)의 전방부(222)에 삽입되었을 때, 유입관(220)의 전방부(222)의 내경(D4) 및 흡입파이프(150)의 외경(D2)은 각각 길이방향을 따라 일정하게 이루어질 수 있고, 양자 간의 간격은 일정하게 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 유입관(220)의 내경(D3 , D4)은 흡입파이프(150)의 내경(D1)보다 크게 이루어지고, 또한 유입관(220)의 내경은 흡입파이프(150)에 의해 그 입구가 밀폐되거나 협소해지지 않는 정도의 크기를 갖도록 이루어진다. 본 발명의 실시예에서, 유입관(220)의 내경은 전 구간에서 흡입파이프(150)의 내경보다 2배 이상으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 흡입파이프(150) 단부의 내경을 D1, 흡입파이프(150) 단부의 외경을 D2, 유입관(220)의 최소 내경을 D3이라고 할 때, D3은 1.5*D2보다 크고 3*D1보다 작게 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에서 유입관(220)의 내경은 13mm 이상으로 이루어질 수 있다. 본 발명의 실시예에서 유입관(220)의 내경은 13.8mm로 이루어질 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서, 유입관(220)은 확관부(223)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 확관부(223)는 전방부(222)의 앞쪽에서 연장되고, 내경이 전방부(222)보다 크게 이루어진다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서, 유입관(220)의 내경은 전 구간에서 흡입파이프(150)의 내경보다 2배 이상으로 이루어지거나, 유입관(220)의 내경이 흡입파이프(150)의 내경의 2배보다 크고 흡입파이프(150)의 외경의 2배보다 작게 이루어짐으로써, 흡입파이프(150) 출구와 흡입머플러(200) 입구의 위치가 어긋나는 경우에도, 쉘 내부의 고온의 냉매가 흡입머플러(200)로 유입되는 것을 효과적으로 방지하고, 또한 진동이 흡입파이프(150) 쪽으로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
도 6a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 흡입파이프(150), 흡입머플러(200) 및 이격링(300)을 도시한 분해사시도이고, 도 6b는 도 6a에 도시된 흡입파이프(150), 흡입머플러(200) 및 이격링(300)의 조립상태를 도시한 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 왕복동식 압축기(1)는 이격링(300)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
이격링(300)은 이격바디(310)와 이격홀(320)을 포함하여 이루어질 수 있다.
이격바디(310)는 전체적으로 원형 고리 형태로 이루어질 수 있다. 이격바디(310)는 그 내경이 흡입파이프(150)의 외경과 동일하게 이루어질 수 있고, 그 외경이 유입관(220)의 내경과 동일하게 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에서 이격링(300)(이격바디(310))은 탄성변형 가능한 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어 이격링(300)은 탄성 고무로 이루어질 수 있다.
이격홀(320)은, 이격바디(310)를 관통하는 구멍 형태로 이루어지고, 복수 개로 구비될 수 있으며, 이격바디(310)의 원주방향을 따라 서로 이격될 수 있다.
이격바디(310)의 중앙에 흡입파이프(150)가 삽입된 상태에서 이격바디(310)는 유입관(220) 내부로 삽입될 수 있으며, 이에 따라 흡입파이프(150)와 유입관(220) 간에 일정한 간격이 유지되면서, 이격홀(320)에 의하여 유입관(220)의 외부와 내부가 연통된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 압축기(1)에서는, 이격링(300)을 포함하여 이루어짐으로써, 쉘(100) 내부의 고온의 냉매가 흡입머플러(200)로 유입되는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 또한 진동이 흡입파이프(150) 쪽으로 전달되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고서 다른 구체적인 실시예로 다양하게 수정 및 변형할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 할 것이다.
1 : 왕복동식 압축기
100 : 쉘 110 : 하부쉘
120 : 상부쉘 130 : 레그
150 : 흡입파이프 151 : 직선구간
200 : 흡입머플러 210 : 머플러바디
211 : 소음공간 220 : 유입관
221 : 후방부 222 : 전방부
223 : 확관부 300 : 이격링
310 : 이격바디 320 : 이격홀
400 : 본체 410 : 회전샤프트
412 : 오일공급유로 420 : 모터
421 : 스테이터 422 : 로터
430 : 크랭크핀 440 : 실린더
450 : 피스톤 460 : 커넥팅로드
470 : 탄성체 480 : 실린더헤드
481 : 흡입실 482 : 토출실
490 : 오일공급부

Claims (10)

  1. 밀폐된 쉘의 내부 공간에서 냉매의 압축을 위하여 실린더 내부로 냉매가 유입되는 흡입실을 포함하는 왕복동식 압축기로서,
    상기 쉘을 관통하여 설치되고 냉매가 이동하는 흡입파이프; 및
    상기 흡입실과 연통되는 소음공간을 이루는 머플러바디와, 상기 머플러바디에서 돌출되고 상기 흡입파이프에서 토출된 냉매가 유입되도록 관 형태로 이루어진 유입관을 구비하는 흡입머플러를 포함하고,
    상기 흡입파이프는 상기 유입관과 이격되게 상기 유입관 내부로 삽입되며,
    상기 흡입파이프가 삽입되지 않은 영역에서 상기 유입관의 내경은 상기 흡입파이프의 외경보다 큰,
    왕복동식 압축기.
  2. 밀폐된 쉘의 내부 공간에서 냉매의 압축을 위하여 실린더 내부로 냉매가 유입되는 흡입실을 포함하는 왕복동식 압축기로서,
    상기 쉘의 내부로 냉매가 이동하도록 상기 쉘을 관통하여 설치되고, 단부를 이루는 직선구간의 길이가 내경의 2배 이상인 흡입파이프; 및
    상기 흡입실과 연통되는 소음공간을 이루는 머플러바디와, 상기 머플러바디에서 돌출되고 상기 흡입파이프에서 토출된 냉매가 유입되도록 관 형태로 이루어지며 상기 쉘의 내측면에서 이격되는 유입관을 구비하는 흡입머플러를 포함하고,
    상기 흡입파이프의 직선구간은 적어도 일부가 상기 유입관과 이격되게 상기 유입관 내부로 삽입되며,
    상기 유입관의 내경은 전 구간에서 상기 흡입파이프의 직선구간의 외경보다 큰,
    왕복동식 압축기.
  3. 밀폐된 쉘의 내부 공간에서, 연직방향의 회전샤프트의 회전과 연동하여 실린더 내부의 피스톤이 전후방향으로 왕복이동하면서 냉매를 압축하고, 상기 실린더 내부로 냉매가 유입되는 흡입실을 포함하는 왕복동식 압축기로서,
    상기 쉘을 관통하여 설치되고, 상기 쉘 내부의 냉매보다 온도가 낮은 냉매가 공급되는 흡입파이프; 및
    내부가 상기 흡입실과 연통되고, 냉매가 유입되도록 관 형태로 이루어지며, 상기 쉘의 내측면에서 이격되는 유입관을 구비하는 흡입머플러를 포함하고,
    상기 흡입파이프는 상기 유입관과 이격되게 상기 유입관 내부로 삽입되고,
    상기 흡입파이프가 상기 유입관 내부에 삽입된 영역에서, 상기 흡입파이프의 외경 및 상기 유입관의 내경은 길이방향을 따라 일정한,
    왕복동식 압축기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유입관의 내경은 전 구간에서 상기 흡입파이프의 내경보다 2배 이상인,
    왕복동식 압축기.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡입파이프 단부의 내경을 D1, 상기 흡입파이프 단부의 외경을 D2, 상기 유입관의 최소 내경을 D3이라고 할 때, D3은 1.5*D2보다 크고 3*D1보다 작은,
    왕복동식 압축기.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유입관의 길이가 L1, 상기 유입관 내부로 삽입된 상기 흡입파이프의 길이가 L2일 때, L2는 L1의 1/3 이상인,
    왕복동식 압축기.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유입관은,
    앞쪽을 이루는 전방부; 및
    상기 전방부에서 연결되어 뒤쪽을 이루를 후방부를 포함하고,
    상기 흡입파이프는 상기 전방부 내부에 삽입되고,
    상기 전방부의 내경은 상기 후방부의 내경보다 큰,
    왕복동식 압축기.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유입관은,
    뒤쪽을 이루는 후방부;
    상기 후방부에서 연결되어 앞쪽을 이루는 전방부; 및
    상기 전방부의 앞쪽에서 연장되고, 내경이 상기 전방부보다 큰 확관부를 포함하고,
    상기 흡입파이프는 상기 전방부 및 상기 확관부 내부에 삽입되고,
    상기 전방부의 내경은 상기 후방부의 내경보다 큰,
    왕복동식 압축기.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    내주면이 상기 흡입파이프의 외주면에 결합되고 외주면이 상기 유입관의 내주면에 결합되는 이격바디와, 상기 유입관의 외부와 내부가 연통되도록 상기 이격바디를 관통하는 복수 개의 이격홀이 형성된 이격링을 포함하는,
    왕복동식 압축기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 이격링은 탄성변형 가능한 소재로 이루어지는,
    왕복동식 압축기.
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