KR20220117662A - 압축기 및 이를 포함하는 칠러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전축을 포함하는 모터; 냉매가 유입되는 인렛을 형성하는 임펠러 하우징; 상기 회전축의 일단에 연결되고, 상기 임펠러 하우징에 회전 가능하게 수용된 임펠러; 및 중공을 가지고, 상기 임펠러 하우징의 내측을 향하여 배치되며, 소음을 제거하는 소음 제거부를 포함하는 디퓨저; 를 포함하는 압축기를 제공한다. 따라서, 임펠러와 베인을 지나 디퓨저로 진입하는 유로에 소음 제거 구조가 제공되어 압축기의 소음 절감 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

압축기 및 이를 포함하는 칠러 {Compressor and Chiller including the same}

본 발명은 압축기 및 이를 포함하는 칠러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축기의 공력 소음이 경감될 수 있는 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 칠러는 냉수를 냉수 수요처로 공급하는 것으로서, 냉매 사이클을 순환하는 냉매와 수요처를 순환하는 냉수 간에 열교환이 이루어져 냉수를 냉각시키는 것을 특징으로 한다. 이러한 칠러는 대용량 설비로서, 규모가 큰 건물 등에 설치될 수 있다.

칠러는 냉매를 압축하는 압축기를 포함하는데, 압축기에는, HFC 계열의 친환경 냉매인 'R134a' 냉매를 사용할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 칠러(1)는, 저온 저압의 냉매를 고온 고압의 냉매로 압축시키는 압축기(10), 압축된 고온 고압의 냉매를 액상으로 응축시키는 응축기(30), 응축된 액상의 냉매를 두 단계에 걸쳐 감압하고 팽창시키는 제1 팽창기(40) 및 제2 팽창기(50), 제2 팽창기(50)를 나온 액체가 증발하여 수요처(예를 들어, 실내기)에 사용되는 냉수를 냉각시키는 증발기(60)를 포함한다.

이러한 칠러(1)에 2단 압축기가 형성되는 때에는 1단 압축기와는 달리 이코노마이저(도시하지 않음)가 더 설치될 수 있다. 또한, 3단 압축 방식에는 2개의 이코노마이저가 설치될 수 있고, 4단 압축 방식에는 3개의 이코노마이저가 설치될 수 있다.

그러나 이와 같은 칠러에 사용되는 압축기는 고속으로 회전하면서 소음이 발생하는 문제가 있다.

발생하는 소음을 제거하기 위해 연구가 이루어지고 있으며, Ye, Nan. Noise Reduction of Centrifugal Compressors using Array of Quarter Wavelength Resonators. 2014. M.S. Thesis. 에서는 압축기 토출구의 원형 배관에 공명 소음기를 부착하여 투과손실(transmission loss)을 증가시키는 기술을 개시한 바 있다.

이와 같은 공명 소음기는 배관에 원주 방향으로 배치되며, 각 공명 소음기는 배관의 반대쪽이 막힌 튜브 형상으로, 지름과 깊이, 간격 등을 변화시킬 수 있다.

즉, 제거하고자 하는 소음의 주파수를 목표 주파수로 산정하고, 그에 따라 지름과 깊이를 최적화하여 각 배관에 소음기를 형성하게 된다.

그러나, 이와 같은 기술은 각각의 공명 소음기를 토출구에 각각 부착하여야 하므로 형상이 복잡해진다. 또한, 공정 상의 어려움이 많이 발생하며, 제작이 가능하다 하더라도 비용이 많이 발생한다.

또한, 목표 주파수에 대하여, 원주 방향으로의 간격에 따른 투과 손실 변화 및 배관의 축 방향 거리에 따른 투과 손실을 각각 계산하고, 이를 합산하여 최적의 위치를 산정하여야 하는데 이 때 2차원의 최적화가 요구된다. 이와 같은 합산 시에 각 공명 소음기의 수효, 즉 돌기가 배열되는 라인의 수효까지 제어하여야 하는 어려움이 있다.

Ye, Nan. Noise Reduction of Centrifugal Compressors using Array of Quarter Wavelength Resonators. 2014. M.S. Thesis.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해, 간단한 구조로 압축기의 소음을절감할 수 있는 압축기 구조를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 압축기 내에서 냉매의 유로 상에 소음 제거 구조를 형성함으로써 소음 절감의 최적화된 구조를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은, 상기의 압축기를 포함하는 칠러를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 회전축을 포함하는 모터; 냉매가 유입되는 인렛을 형성하는 임펠러 하우징; 상기 회전축의 일단에 연결되고, 상기 임펠러 하우징에 회전 가능하게 수용된 임펠러; 및 중공을 가지고, 상기 임펠러 하우징의 내측을 향하여 배치되며, 소음을 제거하는 소음 제거부를 포함하는 디퓨저; 를 포함하는 압축기를 제공한다.

상기 임펠러는 상기 냉매를 축방향으로 흡입하여 원심방향으로 토출하는 원심형 임펠러일 수 있다.

상기 디퓨저는 상기 임펠러의 외부로 확장되어 있는 영역을 포함하며, 상기 확장된 영역에 상기 임펠러 하우징을 향해 돌출되어 있는 복수의 디퓨저 베인을 포함할 수 있다.

상기 소음 제거부는 상기 디퓨저 베인과 상기 디퓨저의 외둘레면 사이의 영역에 형성될 수 있다.

상기 소음 제거부는 상기 원 형태의 홈으로 형성될 수 있다.

상기 소음 제거부는 동심원 형태의 복수의 홈으로 형성될 수 있다.

상기 소음 제거부는 제거하고자 하는 목표 주파수에 따라 상기 홈의 폭과 깊이를 설정하여 형성될 수 있다.

상기 소음제거부의 상기 홈의 폭과 깊이는 하기 수학식에 따라 설정될 수 있다.

[수학식]

이때, c는 상기 목표 주파수, RPM은 상기 압축기의 회전 속도이며, N은 임펠러의 블레이드의 수효, d는 상기 소음제거부의 홈의 깊이, w는 상기 소음제거부의 홈의 폭을 각각 정의한다.

상기 소음제거부의 상기 홈은 상기 목표 주파수의 ¼ 파장만큼의 깊이를 갖도록 설정될 수 있다.

상기 소음 제거부는 중공으로부터 제1 직경을 가지는 제1 소음 제거홈, 상기 중공으로부터 제2 직경을 가지는 제2 소음 제거홈을 포함하며, 상기 제2 직경은 상기 제1 직경보다 더 클 수 있다.

상기 디퓨저는, 상기 아웃렛에 연결되어 있는 볼류트가 형성될 수 있다.

상기 디퓨저 베인은 원주 방향으로 일정한 간격만큼 이격되어 위치할 수 있다.

상기 임펠러 하우징은 상기 냉매의 유동 방향으로 내경이 점차 작아질 수 있다.

한편, 실시예는, 냉매를 압축하며, 상기 냉매를 압축할 때 발생하는 소음을 제거하는 소음제어부를 포함하는 압축기; 상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 응축시키는 응축기; 상기 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창기; 및 상기 팽창된 냉매를 증발시키는 증발기;를 포함하는 칠러를 제공한다.

상기 압축기는 회전축을 포함하는 모터; 냉매가 유입되는 인렛을 형성하는 임펠러 하우징; 상기 회전축의 일단에 연결되고, 상기 임펠러 하우징에 회전 가능하게 수용된 임펠러; 및 중공을 가지고, 상기 임펠러 하우징의 내측을 향하여 배치되며, 소음을 제거하는 소음 제거부를 포함하는 디퓨저;를 포함할 수 있다.

상기 임펠러는 상기 냉매를 축방향으로 흡입하여 원심방향으로 토출하는 원심형 임펠러일 수 있다.

상기 디퓨저는 상기 임펠러의 외부로 확장되어 있는 영역을 포함하며, 상기 확장된 영역에 상기 임펠러 하우징을 향해 돌출되어 있는 복수의 디퓨저 베인을 포함할 수 있다.

상기 소음 제거부는 상기 디퓨저 베인과 상기 디퓨저의 외둘레면 사이의 영역에 형성되는 홈의 형태를 가질 수 있다.

상기 소음 제거부는 상기 중공을 중심으로 하는 동심원 형태의 복수의 홈으로 형성될 수 있다.

상기 소음 제거부는 제거하고자 하는 목표 주파수에 따라 상기 홈의 폭과 깊이를 설정하여 형성될 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째,　임펠러와 베인을 지나 디퓨저로 진입하는 유로에 소음 제거 구조가 제공되어 압축기의 소음절감 효율을 향상시킬 수 있다.

둘째,　추가적인 부착물이 없기 때문에 기존 압축기의 구조 위에 형성하여 제조 단가를 줄일 수 있다.

셋째,　실험적 혹은 수치해석적으로 구해야 하는 조건이 홈의 형상에 한정되어 설계가 단순화되어 제거할 목표 주파수의 변경이 용이하다.

넷째, 본 발명에 따른 압축기를 사용함으로써, 칠러의 소음이 경감될 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일반적인 압축기를 포함하는 칠러의 계통도이다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 외관을 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 냉매의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 제2 임펠러 및 디퓨저를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7의 소음 제거부를 확대한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음 제거부의 수효에 따른 투과 손실을 나타내는 그래프이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소들과 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 구성요소의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

도면에서 각 구성요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "~부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

이하, 첨부도면은 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다름과 같다.

도 1은, 일반적인 2단 압축기를 포함하는 칠러의 계통도이다.

상술한 바와 같이, 도 1을 참조하면, 칠러(1)는, 저온 저압의 냉매를 고온 고압의 냉매로 압축시키는 압축기(10), 압축된 고온 고압의 냉매를 액상으로 응축시키는 응축기(30), 응축된 액상의 냉매를 감압하고 팽창시키는 팽창기(40, 50) 및 액체 냉매를 증발시켜 수요처 사용되는 냉수를 냉각시키는 증발기(60)를 포함할 수 있다.

압축기(10)는, 압축 효율을 높이기 위해 제1 압축기 및 제2 압축기를 포함하는 2단 압축기로 구성될 수 있다. 이러한 2단 압축기를 사용하는 칠러는, 제1 팽창기(40)에서 토출된 두 가지 상이 혼합된 냉매를 기상과 액상으로 분리하는 이코노마이저(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.

이하 설명하는 도 2 내지 도 8에 따른 압축기는, 원심 압축기가 적용되는 제2 압축기를 적용할 때, 제2 임펠러와 디퓨저 사이에 소음 절감부를 형성하여 압축기의 소음을 제거할 수 있는 압축기의 실시예이다.

이하에서는 이코노마이저를 사용하여 2단 압축을 수행하는 2단 압축기를 기본으로 설명하나, 이에 한정하지 않고, 1개의 임펠러 만으로 구현되는 압축기에도 적용 가능하다.

이와 같이 1개의 압축기만이 적용될 때, 모터부 후단의 제2 임펠러와 소음 제거부 및 디퓨저가 적용되는 압축기로 축소되어 이해할 것이다.

이하에서, 제1 임펠러는 제1 압축기를 의미하고, 제2 임펠러는 제2 압축기를 의미하고, 제1 냉매는 증발기(60)를 거쳐 증발된 냉매를 의미하고, 제2 냉매는 이코노마이저에서 분리된 기상의 냉매를 의미한다.

도 2a 내지 도 2b는, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 외관을 나타내는 도면이다. 도 2a는, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 사시도이고, 도 2b는, 상기 압축기의 정면도이다.

압축기는, 냉매가스 등의 가스를 압축하게 구성될 수 있고, 이러한 압축기는 모터의 구동력이 임펠러에 전달되어 임펠러가 회전되면 그 임펠러의 회전력에 의해 임펠러로 가스가 유입되고, 가스는 임펠러에 의해 유동되면서 운동에너지가 증가되며, 그 운동에너지가 증가된 가스는 디퓨저를 지나면서 운동에너지가 정압으로 변환되어 압력이 상승하게 된다. 이렇게 압력이 상승된 가스는 볼류트 및 볼튜트와 연통된 토출구를 순차적으로 통과한 후 원심 압축기 외부로 토출된다.

2a 내지 도 2b를 참조하면, 압축기(100)의 외관은, 제1 인렛(115) 및 챔버(R)를 형성하는 제1 임펠러 하우징(111), 상기 제1 임펠러 하우징(111)에 회전 가능하게 수용된 제1 임펠러(110), 로터(102)와 스테이터(103)를 감싸는 모터 하우징(104), 제2 임펠러(120)를 회전 가능하게 수용하는 제2 임펠러 하우징(121), 볼류트(V)가 형성된 볼류트 케이스(140), 압축된 냉매를 응축기로 토출시키는 토출구(141) 및 베어링 제어부(150)로 구성될 수 있다.

제1 임펠러 하우징(111)에는, 이코노마이저에서 토출된 제2 냉매가 챔버(R)로 유입되는 제2 냉매 유입구(112)가 형성될 수 있다. 제2 냉매는 이코노마이저(70)로부터 분리되어 제2 냉매 유입구(112)를 통해 챔버(R)로 유입되고, 챔버(R) 내부에서 균일하게 퍼질 수 있다.

제2 냉매는, 챔버(R) 내부에서 제2 냉매 토출구(113)를 통해 연결유로(105)로 유입되면서, 제1 임펠러(110)에 의해 압축된 제1 냉매와 혼합될 수 있다. 제1 냉매 및 제2 냉매가 혼합된 혼합 냉매는, 모터 하우징(104) 내부 및 제2 임펠러 하우징(121) 내부를 통과하고, 토출구(141)를 통해 응축기로 유입될 수 있다.

냉매의 유동에 관한 상세한 설명은 도 5를 통해 후술한다.

도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 단면도이고, 도 4는, 도 3에 도시된 A 부분을 확대한 단면도이다.

도 3 내지 도 4를 참조하면, 압축기(100)는, 회전축(101)을 포함하는 모터(M), 제1 인렛(115)을 형성하고, 챔버(R)를 포함하는 제1 임펠러 하우징(111), 상기 회전축(101)의 일단에 연결되고, 상기 제1 임펠러 하우징(111)에 회전 가능하게 수용된 제1 임펠러(110), 상기 제1 임펠러 하우징(111)의 내측에 이격되어 배치되는 디퓨저(130), 제2 인렛(125)을 형성하는 제2 임펠러 하우징(121), 상기 회전축(101)의 타단에 연결되고, 상기 제2 임펠러 하우징(121)에 회전 가능하게 수용된 제2 임펠러(120), 볼류트(V)가 형성된 볼류트 케이스(140) 및 연결유로(105)가 형성된 모터 하우징(104)을 포함할 수 있다.

모터(M)는, 제1 임펠러(110) 및 제2 임펠러(120)와 연결된 회전축(101), 상기 회전축(101)에 장착된 로터(102), 상기 로터(102)를 둘러싸는 스테이터(103) 및 모터 하우징(104)을 포함할 수 있다. 모터 하우징(104)은, 내부에 로터(102)와 스테이터(103)를 수용하는 공간 및 연결유로(105)가 형성될 수 있다.

모터(M)는, 회전축(101)과의 거리를 감지하는 갭센서(미도시), 회전축(101)이 축방향(Ax)으로 진동하는 것을 제한하는 트러스트 베어링(107) 및 회전축(101)을 공중에서 회전 가능하도록 지지하는 다수개의 저널 베어링(108)을 더 포함할 수 있다.

모터(M)는, 회전축(101)을 회전시킬 수 있다. 회전축(101)은 제1 임펠러(110) 및 제2 임펠러(120)와 연결되고, 도 3의 좌우 방향으로 연장될 수 있다. 이하, 회전축(101)의 축방향(Ax)은 좌우 방향을 의미한다. 또한, 외측 방향은 축방향(Ax)의 좌측 방향, 내측 방향은 축방향(Ax)의 우측 방향을 의미한다.

트러스트 베어링(107)은 회전축(101)의 축방향(Ax)(좌우방향)의 진동을 방지하기 위해, 축방향(Ax)과 수직한 면에서 일정한 면적을 가질 수 있다.

구체적으로, 회전축(101)은 트러스트 베어링(107)의 추력에 의해 회전축(101)을 이동시킬 수 있는 회전축날개(106)를 더 포함할 수 있다. 회전축날개(106)는 축방향(Ax)에 수직한 면에서 회전축(101)의 단면적 보다 넓은 면적을 가질 수 있다. 회전축날개(106)는 회전축(101)의 회전 반경 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.

트러스트 베어링(107)은 회전축(101)이 축방향(Ax)의 진동으로 이동하는 것을 제한하고, 서지 발생시에 회전축(101)이 제1 임펠러(110) 방향으로 이동하면서, 압축기(100)의 다른 구성과 출동하게 되는 것을 방지할 수 있다.

저널 베어링(108)은 회전축(101)이 회전하면, 공중에 부양된 상태에서 마찰 없이 회전할 수 있도록 한다. 이를 위해 저널 베어링(108)은 회전축(101)을 중심으로 적어도 2개 이상이 구비될 수 있다.

저널 베어링(108)은 다수개가 구비되며, 회전축(101)과 접촉되지 않도록 간극을 두고 설치될 수 있다. 즉, 제1 저널 베어링 및 제2 저널 베어링은 회전축(101)을 중심으로 상호 이격되어 설치될 수 있다.

저널 베어링(108)은 적어도 회전축(101)의 두 지점에 설치될 수 있다. 두 지점은 회전축(101)의 길이방향을 따라 서로 다른 지점에 해당한다. 회전축(101)이 직선에 해당하기 때문에 적어도 두 개의 지점에서 회전축(101)을 지탱해야 원주 방면으로의 진동을 방지할 수 있다.

한편, 모터 하우징(104)에는 트러스트 베어링(107)을 지지하는 제1 베어링 하우징(미도시) 및 저널 베어링(108)을 지지하는 제2 베어링 하우징(미도시)을 더 구비할 수 있다.

회전축(101)의 일단에는 제1 임펠러(110)가 연결될 수 있고, 회전축(101)의 회전시 제1 임펠러(110)는, 제1 임펠러 수용 공간(S1)에서 회전될 수 있다. 제1 임펠러 수용 공간(S1)은, 제1 임펠러 하우징(111) 내측에 형성될 수 있다.

제1 임펠러(110)는, 제1 냉매를 흡입하여 압축할 수 있다. 제1 임펠러(110)는, 제1 냉매를 축방향으로 흡입하여 축방향과 원심방향 사이의 경사방향으로 토출할 수 있다. 즉, 제1 임펠러(110)는, 사류형 임펠러일 수 있다.

제1 임펠러 하우징(111)은, 제1 인렛(115)과 제1 임펠러의 수용 공간(S1)을 형성하는 제1 내둘레면(411), 디퓨저(130)와 마주보는 제2 내둘레면(412) 및 외관을 형성하는 외둘레면(413)으로 구성될 수 있다. 제1 냉매는, 제1 인렛(115)을 통해 증발기(60)로부터 제1 임펠러(110)로 유입될 수 있다.

제1 임펠러 하우징(111)은, 서로 다른 크기의 중공부를 포함할 수 있다. 중공부는, 제1 내둘레면(411) 사이의 공간을 의미할 수 있다. 제1 내둘레면(411) 사이의 공간에는, 제1 인렛(115) 및 제1 임펠러 수용 공간(S1)이 형성될 수 있다. 제1 인렛(115)은, 제1 임펠러 수용 공간(S1)의 크기보다 작을 수 있다.

챔버(R)는, 제1 임펠러 하우징(111) 내부에 위치하고, 제1 내둘레면(411), 제2 내둘레면(412) 및 외둘레면(413) 사이에 형성될 수 있다. 챔버(R)는, 제1 인렛(115) 및 제1 임펠러의 수용 공간(S1)과 구획되어 위치할 수 있다.

챔버(R)의 외경은, 회전축(Ax)으로부터 챔버(R)의 외둘레면까지의 길이를 의미한다. 챔버(R)의 외둘레면은, 제1 임펠러 하우징(111)의 외둘레면(413)에 대향하는 챔버(R)의 둘레면을 의미한다. 챔버(R)의 외경은, 제1 임펠러 하우징(111)의 외경에 대응하여 내측 방향으로 점차 증가할 수 있다.

챔버(R)의 최대 외경은, 연결유로(105)의 외경보다 클 수 있다. 이로써, 챔버(R) 내부의 제2 냉매는, 후술하는 제2 냉매 토출구(113)를 통해 제1 냉매의 유동 방해를 최소화하면서 연결유로(105)로 유입될 수 있다.

챔버(R)의 크기는, 제1 임펠러 하우징(111)의 크기에 대응될 수 있다.

제1 임펠러 하우징(111)의 내경은, 회전축(Ax)에서 제1 내둘레면(411) 또는 제2 내둘레면(412)까지의 길이를 의미하고, 제1 임펠러 하우징(111)의 외경은, 회전축(Ax)에서 외둘레면(414)까지의 길이를 의미한다.

제1 임펠러 하우징(111)은, 제1 냉매의 유동 방향으로 외경 및 내경이 확대될 수 있다. 구체적으로, 제1 임펠러 하우징(111)의 내경은, 단계적으로 증가하고, 제1 임펠러 하우징(111)의 외경은, 점진적으로 증가할 수 있다. 제1 임펠러 하우징(111)의 내경이 단계적으로 증가함으로써, 제1 인렛(115)과 크기가 다른 제1 임펠러 수용 공간(S1)을 형성할 수 있다. 제1 임펠러 하우징(111)의 외경이 점진적으로 증가함으로써, 후술하는 제1 아웃렛(135)에서의 유동 방해를 최소화할 수 있다.

제1 임펠러 하우징(111)의 외경의 확대 속도는, 제1 임펠러 하우징(111)의 일단(421)에서 제1 내둘레면(411)과 제2 내둘레면(412)의 경계(415)까지 제1 임펠러 하우징(111)의 내경의 확대 속도보다 빠를 수 있다. 또한, 제1 임펠러 하우징(111)의 외경의 확대 속도는, 제1 내둘레면(411)과 제2 내둘레면(412)의 경계(415)에서 제1 임펠러 하우징(111)의 말단(422)까지 제1 임펠러 하우징(111)의 내경의 확대 속도보다 느릴 수 있다.

즉, 제1 내둘레면(411)과 외둘레면(413) 사이의 거리는 제1 냉매의 유동 방향으로 커지고, 제2 내둘레면(412)과 외둘레면(413) 사이의 거리는 제1 냉매의 유동 방향으로 작아질 수 있다. 이로써, 제1 임펠러 하우징(111)의 내부에는, 제1 내둘레면(411), 제2 내둘레면(413) 및 외둘레면(413)으로 둘러쌓인 공간이 존재하게되고, 상기 공간에 챔버(R)가 형성될 수 있다.

제1 임펠러 하우징(111)은, 이코노마이저의 토출 배관과 챔버(R)를 연통시키는 제2 냉매 유입구(112) 및 챔버(R)와 제1 아웃렛(135)을 연통시키는 제2 냉매 토출구(113)를 더 포함할 수 있다. 제2 냉매 유입구(112)는, 이코노마이저로부터 챔버(R)로 제2 냉매를 유입할 수 있다. 제2 냉매 토출구(113)는, 챔버(R)로부터 제1 아웃렛(135)으로 제2 냉매를 유입할 수 있다.

제2 냉매 유입구(112)는, 회전축(Ax)에 수직한 방향으로 챔버(R)의 전단에 연결될 수 있다. 제2 냉매 유입구(112)는, 챔버(R)의 외둘레면의 외측에 연결될 수 있다. 이로써, 제2 냉매 유입구(112)를 통해 유입된 제2 냉매는, 챔버(R) 내부에 균일하게 퍼질 수 있다.

제2 냉매 유입구(112)의 직경은, 제2 냉매 토출구(113)의 직경보다 클 수 있다. 제2 냉매 토출구(113)는 복수 개이고, 제2 냉매 유입구(112)의 직경은, 제2 냉매 토출구(113)의 개수에 따라 달라질 수 있다.

예를 들면, 제2 냉매 토출구(113)가 8개이면, 제2 냉매 유입구(112)의 단면적은 제2 냉매 토출구(113)의 단면적의 8배 크기일 수 있다. 제2 냉매 유입구(112)의 직경이 제2 냉매 토출구(113)의 개수에 따라 달라짐으로써, 챔버(R) 내부에 균일하게 퍼진 제2 냉매는, 복수의 제2 냉매 토출구(113)에 균등한 속도와 유량으로 제2 냉매 토출구(113)를 통과할 수 있다.

제2 냉매 토출구(113)는, 회전축(Ax)과 평행한 방향으로 챔버(R)의 후단에 연결될 수 있다. 회전축(Ax)에서 제2 냉매 토출구(113)까지 거리는, 회전축(Ax)에서 연결유로(105)까지 거리와 기 설정된 거리 이내일 수 있다.

도 4를 참조하면, 회전축(Ax)에서 제2 냉매 토출구(113)의 중심까지 거리(L1)는, 회전축(Ax)에서 연결유로(105)의 중심까지 거리(L2)와 기 설정된 거리 이내일 수 있다. 예를 들면, 회전축(Ax)에서 제2 냉매 토출구(113)의 중심까지 거리(L1)는, 회전축(Ax)에서 연결유로(105)의 중심까지 거리(L2)와 같을 수 있다. 이로써, 제2 냉매 토출구(113)를 통해 토출되는 제2 냉매가, 유속의 감속을 최소화하여 연결유로(105)를 통과할 수 있다.

연결유로(105)는, 모터 하우징(104)의 내부에 존재할 수 있다. 연결유로(105)는, 모터 하우징(104)의 외둘레면을 따라 축방향으로 연장될 수 있다. 연결유로(105)는, 제1 냉매 및 제2 냉매가 혼합된 혼합 냉매가 통과하는 통로를 제공할 수 있다.

연결유로(105)는, 제1 아웃렛(135)과 제2 인렛(125)을 연결할 수 있다. 즉, 제1 임펠러(110)를 통해 압축된 제1 냉매는, 제1 아웃렛(135)으로 토출되고, 제2 냉매 토출구(113)를 통해 유입된 제2 냉매와 혼합되어, 연결유로(105)를 통해 제2 인렛(125)으로 유입될 수 있다.

디퓨저(130)는, 제1 냉매의 운동에너지를 정압으로 변환시키는 것으로서, 제1 냉매가 통과하는 유로의 단면적이 제1 냉매의 유동 방향으로 점차 작게 형성되고 이러한 유로에 복수 개의 베인이 설치된 베인 디퓨저(Vane Diffuser)일 수 있다.

디퓨저(130)는, 제1 임펠러 하우징(111)의 내부에 배치되고, 모터 하우징(104)에 장착될 수 있다. 디퓨저(130)와 제1 임펠러 하우징(111)의 사이에는, 디퓨저(130)에 의해 안내되는 제1 냉매가 통과할 수 있는 틈이 형성될 수 있다.

디퓨저(130)는, 중공을 형성하는 평면부(131), 상기 평면부(131)의 모서리에서 제1 냉매의 유동 방향으로 외경이 점차 확대되는 확장부(132) 및 상기 확장부(132)에서 외측으로 돌출된 디퓨저 베인(133)을 포함할 수 있다.

평면부(131)는, 중공을 형성하고, 중공에는 회전축(101)이 삽입될 수 있다. 평면부(131)는, 제1 임펠러(110)의 내측면과 이격되어 대향될 수 있다. 평면부(131)의 외측에는, 베어링이 장착될 수 있다. 즉, 평면부(131)와 제1 임펠러(110) 사이에는, 베어링이 위치할 수 있다.

확장부(132)는, 제2 내둘레면(412)에 이격되어 대향될 수 있다. 확장부(132)는, 제2 내둘레면(412)에 대응되도록, 제1 냉매의 유동 방향으로 외경이 증가할 수 있다. 제1 아웃렛(135)은, 확장부(132)와 제2 내둘레면(412)과의 사이에 형성될 수 있다. 제1 임펠러(110)를 통과한 제1 냉매는, 제1 아웃렛(135)을 통해 연결유로(105)에 유입될 수 있다.

확장부(132)와 제2 내둘레면(412) 사이의 거리는, 제1 냉매의 유동 방향으로 점차 작아질 수 있다. 즉, 제1 아웃렛(135)의 입구에서의 단면적은, 제1 아웃렛(135)의 출구에서의 단면적보다 클 수 있다.

도 4를 참조하면, 제1 아웃렛(135)의 입구에서의 확장부(132)와 제2 내둘레면(412) 사이 거리(l1)는, 제1 아웃렛(135)의 출구에서의 확장부(132)와 제2 내둘레면(412) 사이 거리(l2)보다 클 수 있다. 이로써, 제1 아웃렛(135)은, 제1 냉매의 압력 감소를 최소화하면서 제1 냉매가 압력을 회복하는 유로를 제공할 수 있다.

디퓨저 베인(133)은, 제1 임펠러(110)에 의해 압축된 제1 냉매의 회전 속도 에너지를 압력으로 회복시킬 수 있다. 디퓨저 베인(133)은, 확장부(132)의 일부분에서 외측으로 돌출된 형상일 수 있다. 디퓨저 베인(133)은, 복수 개이고, 각각의 디퓨저 베인(133)은, 원주 방향으로 일정한 간격만큼 이격되어 위치할 수 있다.

제2 임펠러 하우징(121)은, 제2 인렛(125) 및 제2 임펠러 수용 공간(S2)을 형성할 수 있다. 제2 인렛(125)은, 연결유로(105)를 통과한 혼합 냉매가 제2 임펠러(120)로 유입되는 유로를 제공할 수 있다. 제2 임펠러(120)는 제2 임펠러 수용 공간(S2)에 회전 가능하게 수용될 수 있다.

제2 임펠러 하우징(121)은, 혼합 냉매의 유동 방향으로 내경이 점차 작아질 수 있다. 혼합 냉매는, 제1 임펠러(110)를 통과한 제1 냉매와 챔버(R)를 통과한 제2 냉매가 혼합된 냉매를 의미한다. 혼합 냉매는, 연결유로(105)를 통해 제2 인렛(125)으로 유입되고, 제2 임펠러(120)에 의해 압축될 수 있다.

제2 임펠러(120)는, 혼합 냉매를 축방향으로 흡입하여 원심방향으로 토출할 수 있다. 즉, 제2 임펠러(120)는 원심형 임펠러가 적용된다.

볼류트 케이스(140)는, 압축기(100)에서 가장 내측에 존재할 수 있다. 볼류트 케이스(140)는, 제2 아웃렛(145) 및 볼류트(V)를 형성할 수 있다. 제2 아웃렛(145)은, 제2 임펠러 하우징(121)과 볼류트 케이스(140) 사이에 제2 임펠러(120)에 의해 토출된 혼합 냉매가 통과하는 유로를 제공할 수 있다. 제2 아웃렛(145)을 통과한 혼합 냉매는 볼류트(V)를 통해 토출구(141)로 토출될 수 있다.

제2 아웃렛(145)을 형성하는 볼류트 케이스(140)에 디퓨저(141)가 형성될 수 있다.

디퓨저(141)는 혼합 냉매의 운동에너지를 정압으로 변환시키는 것으로서, 혼합 냉매가 통과하는 제2 아웃렛(145)의 단면적이 혼합 냉매의 유동 방향으로 점차 작게 형성되고 이러한 유로에 복수 개의 베인이 설치된 베인 디퓨저(Vane Diffuser)일 수 있다.

디퓨저(141)는, 제2 임펠러 하우징(121)의 내부를 향하여 배치되고, 볼류트 케이스(140)에 장착될 수 있다. 디퓨저(141)와 제2 임펠러 하우징(121)의 사이에는, 디퓨저(141)에 의해 안내되는 혼합 냉매가 통과할 수 있는 틈이 형성될 수 있다.

디퓨저(141)는, 중공을 형성하는 평면 형태로 형성될 수 있으며, 상기 평면 형태의 디퓨저(141)에 외측으로 돌출된 디퓨저 베인(148)을 포함할 수 있다.

평면 형태의 디퓨저(141)의 중공에는 회전축(101)이 삽입될 수 있다. 평면 형태의 디퓨저(141)는 제2 임펠러(120)의 내측면과 이격되어 대향될 수 있다. 평면 형태의 디퓨저(141)의 외측에는, 베어링이 장착될 수 있다.

디퓨저 베인(148)은, 제2 임펠러(120)에 의해 압축된 혼합 냉매의 회전 속도 에너지를 압력으로 회복시킬 수 있다. 디퓨저 베인(148)은, 평면 형태의 디퓨저(141)의 일부분에서 외측으로 돌출된 형상일 수 있다. 디퓨저 베인(148)은, 복수 개이고, 각각의 디퓨저 베인(148)은, 원주 방향으로 일정한 간격만큼 이격되어 위치할 수 있다.

도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 냉매의 흐름을 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 냉매는 압축기(100)에 의해 압축되어 응축기로 토출될 수 있고, 냉매는 이코노마이저에서 액상으로 분리된 제1 냉매 및 기상으로 분리된 제2 냉매를 포함할 수 있다.

제1 냉매는, 제1 임펠러 하우징(111)에 의해 형성된 제1 인렛(115)을 통해 압축기(100) 내부로 유입될 수 있다(S10). 압축기(100) 내부로 유입된 제1 냉매는, 제1 임펠러(110)에 의해 압축되고, 제1 아웃렛 입구(136)를 통해 제1 아웃렛(135)으로 토출될 수 있다(S15). 제1 임펠러(110)는, 사류형 임펠러일 수 있고, 이에 따라 제1 아웃렛(135)은, 축방향과 반경방향 사이의 경사방향으로 형성된 유로를 제공할 수 있다.

제2 냉매는, 제2 냉매 유입구(112)를 통해 제1 임펠러 하우징(111) 내부에 형성된 챔버(R)로 유입될 수 있다(S20). 챔버(R) 내부에서 균일하게 확산된 제2 냉매는, 제2 냉매 토출구(113)를 통해 제1 아웃렛(135)으로 토출될 수 있다(S25). 제2 냉매 토출구(113)는, 반경 방향으로 디퓨저 베인(133) 보다 멀리 위치할 수 있다. 디퓨저 베인(133)은 제1 아웃렛(135) 내부에 형성될 수 있고, 제1 냉매의 유동을 안내할 수 있다.

제2 냉매는, 제1 아웃렛 출구(137)에서 제1 냉매와 혼합될 수 있다(S30). 제1 냉매와 제2 냉매가 혼합된 혼합냉매는, 모터 하우징(104) 내부의 연결유로(105)를 통과할 수 있다(S40). 연결유로(105)는, 로터(102) 및 스테이터(103)의 외부에서 모터 하우징(104)의 외둘레면을 따라 축방향으로 연장될 수 있다. 연결유로(105)는, 제1 아웃렛(135)과 제2 인렛(125)을 연결할 수 있다.

혼합냉매는, 연결유로(105)를 통과하여 제2 임펠러 하우징(121)에 의해 형성된 제2 인렛(125)으로 유입될 수 있다(S50). 제2 인렛(125)으로 유입된 혼합냉매는, 제2 임펠러(120)에 축방향으로 유입되고(S60), 반경방향으로 토출될 수 있다. 제2 임펠러(120)는, 원심형 임펠러로서, 압축기(100)는, 제1 임펠러(110) 및 제2 임펠러(120)를 포함하는 2단 압축기일 수 있다.

제2 임펠러(120)에서 압축된 혼합냉매는, 볼류트 케이스(140) 및 제2 임펠러 하우징(121) 사이에 형성된 제2 아웃렛(145)으로 토출될 수 있다(S70). 제2 아웃렛(145)은 볼류트 케이스(140) 내부에 형성된 볼류트(V)와 연통될 수 있다. 혼합냉매는, 볼류트(V)를 통해 토출구(141)로 토출되어 응축기로 유입될 수 있다.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 제2 임펠러 및 디퓨저를 나타내는 도면이다.

도 6 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 제2 임펠러 및 디퓨저를 나타내는 도면이고, 도 8은 도 7의 소음 제거부를 확대한 도면이다.

도 3 및 도 6을 참조하면, 제2 임펠러(120)는 에어를 축방향에서 경사지게 흡입하여 축방향(X)과 원심방향(Y)으로 송풍하는 원심형 임펠러일 수 있다.

제2 임펠러(120)는, 내측면이 디퓨저(141)를 마주보는 허브와 상기 허브의 외둘레면을 따라 나선형으로 형성된 복수개의 블레이드를 포함할 수 있다.

허브는, 내측면이 디퓨저(141)를 향할 수 있고, 허브의 외경은, 디퓨저(141)와 가까워질수록 점차 증가할 수 있다.

블레이드는 허브에 연결되는 경계부를 포함할 수 있고, 경계부는 블레이드 팁이 상이한 각도일 수 있다. 즉, 블레이드는 3차원 형상을 갖는 3차원 블레이드일 수 있다.

압축기(10)는, 제2 임펠러(120)에 의해 유동된 혼합 냉매를 안내하는 디퓨저(141)를 더 포함할 수 있다. 제2 임펠러(120)에서 유동된 냉매는 디퓨저(141)에 의해 안내될 수 있다.

디퓨저(141)와 제2 임펠러 하우징의 사이에는, 디퓨저(141)에 의해 안내되는 혼합 냉매가 통과할 수 있는 틈이 형성될 수 있다.

디퓨저(141)는, 중공을 형성하는 평면 영역과 및 상기 평면 영역에서 외측으로 돌출된 디퓨저 베인(148)을 포함할 수 있다.

디퓨저(141)는, 일부가 제2 임펠러(120)와 마주볼 수 있고, 디퓨저(141)의 일면과 제2 임펠러(120)의 디퓨저 대향면 사이에는 틈이 형성될 수 있다. 구체적으로, 평면 영역은 제2 임펠러(120)의 내측면과 마주볼 수 있고, 평면 영역의 외측면과 제2 임펠러(120)의 내측면 사이에는 틈이 형성될 수 있다. 상기의 틈에는 베어링이 위치할 수 있다.

디퓨저 베인(148)은, 디퓨저(141)에서 외측으로 돌출될 수 있다. 디퓨저 베인(148)은, 디퓨저(141)의 외둘레면과 제2 임펠러 하우징 사이에 위치되게 돌출될 수 있다. 디퓨저 베인(148)은 제2 임펠러(120)를 통과한 공기의 동압력을 정압력으로 전환할 수 있다.

디퓨저 베인(148)은, 디퓨저(141)에서 복수 개가 형성될 수 있고, 도 7을 참조하면, 각각의 디퓨저 베인(148)은, 원주 방향으로 일정한 간격만큼 이격되어 위치할 수 있다. 상기 간격의 기준은, 디퓨저 베인(148)의 일단을 의미할 수도 있고, 타단을 의미할 수도 있다.

디퓨저 베인(148)은, 3차원의 형상으로서, 디퓨저(141)의 외둘레면을 따라 연장될 수 있다. 디퓨저 베인(148)의 일단은, 경사방향(Z)을 향하고, 디퓨저 베인(148)의 타단은, 제2 임펠러(120)의 회전 방향으로 일정한 예각을 향할 수 있다. 즉, 디퓨저 베인(148)은, 제2 임펠러(120)의 회전 방향으로 일정한 예각만큼 휘어진 곡선 모양으로 연장될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 디퓨저 베인(148)은 직선 모양으로 형성될 수 있다. 도 7을 참조하면, 디퓨저 베인(148)은 직선 모양으로 디퓨저(141)에 장착될 수 있다. 디퓨저 베인(148)의 축(C)은, 경사방향(Z)에 대해 제2 임펠러(120)의 회전방향(700)으로 기 설정된 예각(θ)만큼 틀어질 수 있다. 즉, 제2 임펠러(120)의 회전방향(700)은 오른쪽이고, 디퓨저 베인(148)은 경사방향(Z)에 대해 오른쪽으로 예각(θ)만큼 틀어질 수 있다.

제2 임펠러(120)를 통과한 혼합 냉매는, 디퓨저(148)를 따라 안내될 수 있다.

이때, 디퓨저(141)에 상기 디퓨저 베인(148)과 디퓨저(141)의 외둘레면 사이에 소음 제거부(142, 143)가 형성되어 있다.

상기 소음제거부(142, 143)는 상기 디퓨저(141)의 형상을 따라 형성되는 홈으로 이루어질 수 있으며, 일 예로, 평면 상에서 상기 디퓨저(141)가 원반의 형상을 갖을 때, 상기 외둘레면을 이루는 원보다 작은 직경을 가지는 원 형태의 홈으로 이루어질 수 있다.

이와 같은 소음제거부(142, 143)는 소정의 이격 거리(d2)를 가지며 복수개의 소음 제거 홈(142, 143)으로 형성되어 있을 수 있다.

구체적으로, 도 7 및 도 8과 같이 디퓨저(141) 베인을 지나 외둘레면과의 사이에 제1 직경을 갖는 제1 소음제거홈(142) 및 상기 제1 직경보다 큰 제2 직경을 갖는 제2 소음제거홈(143)이 형성될 수 있다.

상기 제1 소음제거홈(142)과 상기 제2 소음제거홈(143)은 동심원으로 형성될 수 있으며, 각각의 소음 제거홈(142, 143)의 홈의 깊이(d1) 및 홈의 폭(w)은 제거하고자 하는 목표 주파수에 따라 가변가능하다.

또한, 목표 주파수에 따라 복수의 소음 제거홈(142, 143) 사이의 이격 거리(d2) 및 홈의 수효가 결정될 수 있다.

이때, 복수의 소음제거홈(142, 143)의 깊이(d1) 및 폭(w)은 서로 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

일 예로, 소음 제거부(142, 143)가 하나의 원형의 소음 제거홈(142)을 가질 때, 제거할 목표 주파수의 ¼ 파장만큼의 깊이(d1)를 갖도록 형성 가능하다.

더욱 구체적으로는 소음 제거부(142, 143)가 하나의 소음 제거홈(142)을 가질 때, 목표 주파수와 해당 소음 제거홈(142)의 수치는 다음의 수학식에 의해 결정될 수 있다.

[수학식 1]

이때, c는 제2 임펠러(120) 통과 직후의 혼합 냉매의 음속으로서, 제거하고자 하는 소음의 목표 주파수로 정의할 수 있다.

RPM은 압축기(10)의 회전 속도이며, N은 제2 임펠러(120)의 블레이드의 수효를 나타낸다.

이때, d는 소음제거홈(142)의 깊이(d1)로 정의되며, w는 소음제거홈(142)의 폭(w)을 각각 정의한다.

이와 같이 목표 주파수가 정해질 때, 그에 따라 소음제거홈(142)의 깊이(d1) 및 소음제거홈(142)의 폭(w)을 결정함으로써 혼합 냉매가 소음 제거부(142, 143)를 흐르면서 해당 목표 주파수의 소음이 투과 손실로써 제거된다.

따라서, 목표 주파수의 소음이 제거된 상태로 냉매가 흐르고, 볼류트(V)를 통해 토출구(141)로 토출되어 응축기로 유입될 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음 제거부(142, 143)의 홈의 수효에 따른 투과 손실을 나타내는 그래프이다.

도 9를 참고하면, 소음제거홈(142)의 깊이(d1)와 폭(w)에 따라 동등 유효 길이를 조절하여 목표 주파수의 소음이 제거되도록 설정할 수 있다. 이때, 동등 유효길이는 깊이(d1)와 폭(w) 둘 다에 따라 선형적으로 증가하는 양상을 나타낸다.

투과 손실, 즉 제거되는 소리의 크기는 소음제거홈(142)의 개수가 늘어나면서 증가하는 양상을 나타내나, 소음제거홈(142)의 개수가 증가하면, 압축기(10) 내 유체 유동의 저항을 증가시키는 단점이 있으므로 1개 내지 3개 사이에서 적절하게 조절 가능하다.

도 9와 같이, 압축기(10)의 목표 주파수를 1730Hz로 설정할 때, 압축기(10)의 입사 주파수에 따른 투과 손실의 변화를 수치해석적으로 계산하면, 소음 제거부(142, 143)가 형성되어 있지 않은 종래에 대하여, 소음제거홈(142)이 1개인 경우보다 2개인 경우에 1730Hz의 주변에서 높은 투과 손실을 나타낸다.

따라서, 이와 같은 소음제거홈(142)을 형성할 때, 압축기(10)의 소음을 획기적으로 감소할 수 있으며, 이와 같은 소음제거부(142, 143)가 홈의 형태로 압축기 모터를 통과한 제2 임펠라(120)를 지나, 디퓨저 베인(148)을 지난 상태에서 최종적인 소음이 제거된 후 볼류트(V)로 진입하게 되어 압축기(10)에서 발생한 최종적인 소음에 대한 제거가 이루어질 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

100: 압축기
101: 회전축 102: 로터
103: 스테이터 104: 모터 하우징
105: 연결유로
110: 제1 임펠러
111: 제1 임펠러 하우징 112: 제2 냉매 유입구
113: 제2 냉매 토출구 115: 제1 인렛
S1: 제1 임펠러 수용공간 R: 챔버
120: 제2 임펠러
121: 제2 임펠러 하우징 125: 제2 인렛
S2: 제2 임펠러 수용공간
130, 141: 디퓨저
133, 148: 디퓨저 베인 142, 143: 소음제거홈
135: 제1 아웃렛
140: 볼류트 케이스 145: 제2 아웃렛 V: 볼류트

Claims (20)

1. 회전축을 포함하는 모터;
   냉매가 유입되는 인렛을 형성하는 임펠러 하우징;
   상기 회전축의 일단에 연결되고, 상기 임펠러 하우징에 회전 가능하게 수용된 임펠러; 및
   중공을 가지고, 상기 임펠러 하우징의 내측을 향하여 배치되며, 소음을 제거하는 소음 제거부를 포함하는 디퓨저;
   를 포함하는 압축기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 임펠러는 상기 냉매를 축방향으로 흡입하여 원심방향으로 토출하는 원심형 임펠러인 것을 특징으로 하는 압축기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 디퓨저는
   상기 임펠러의 외부로 확장되어 있는 영역을 포함하며, 상기 확장된 영역에 상기 임펠러 하우징을 향해 돌출되어 있는 복수의 디퓨저 베인을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 소음 제거부는 상기 디퓨저 베인과 상기 디퓨저의 외둘레면 사이의 영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 소음 제거부는
   상기 원 형태의 홈으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
6. 제4항에 있어서,
   상기 소음 제거부는 동심원 형태의 복수의 홈으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
7. 제5항에 있어서,
   상기 소음 제거부는 제거하고자 하는 목표 주파수에 따라 상기 홈의 폭과 깊이를 설정하여 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 소음제거부의 상기 홈의 폭과 깊이는 하기 수학식에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 압축기.
   [수학식]
   

   

   
   이때, c는 상기 목표 주파수, RPM은 상기 압축기의 회전 속도이며, N은 임펠러의 블레이드의 수효, d는 상기 소음제거부의 홈의 깊이, w는 상기 소음제거부의 홈의 폭을 각각 정의한다.
9. 제7항에 있어서,
   상기 소음제거부의 상기 홈은 상기 목표 주파수의 ¼ 파장만큼의 깊이를 갖도록 설정되는 것을 특징으로 하는 압축기.
10. 제6항에 있어서,
    상기 소음 제거부는 중공으로부터 제1 직경을 가지는 제1 소음 제거홈,
    상기 중공으로부터 제2 직경을 가지는 제2 소음 제거홈
    을 포함하며,
    상기 제2 직경은 상기 제1 직경보다 더 큰 것을 특징으로 하는 압축기.
11. 제3항에 있어서,
    상기 디퓨저는, 상기 아웃렛에 연결되어 있는 볼류트가 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
12. 제11항에 있어서,
    상기 디퓨저 베인은 원주 방향으로 일정한 간격만큼 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 압축기.
13. 제12항에 있어서,
    상기 임펠러 하우징은 상기 냉매의 유동 방향으로 내경이 점차 작아지는 것을 특징으로 하는 압축기.
14. 냉매를 압축하며, 상기 냉매를 압축할 때 발생하는 소음을 제거하는 소음 제어부를 포함하는 압축기;
    상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 응축시키는 응축기;
    상기 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창기; 및
    상기 팽창된 냉매를 증발시키는 증발기;를 포함하는 칠러.
15. 제14항에 있어서,
    상기 압축기는
    회전축을 포함하는 모터;
    냉매가 유입되는 인렛을 형성하는 임펠러 하우징;
    상기 회전축의 일단에 연결되고, 상기 임펠러 하우징에 회전 가능하게 수용된 임펠러; 및
    중공을 가지고, 상기 임펠러 하우징의 내측을 향하여 배치되며, 소음을 제거하는 상기 소음 제거부를 포함하는 디퓨저;
    를 포함하는 칠러.
16. 제15항에 있어서,
    상기 임펠러는 상기 냉매를 축방향으로 흡입하여 원심방향으로 토출하는 원심형 임펠러인 것을 특징으로 하는 칠러.
17. 제16항에 있어서,
    상기 디퓨저는 상기 임펠러의 외부로 확장되어 있는 영역을 포함하며, 상기 확장된 영역에 상기 임펠러 하우징을 향해 돌출되어 있는 복수의 디퓨저 베인을 포함하는 것을 특징으로 하는 칠러.
18. 제17항에 있어서,
    상기 소음 제거부는 상기 디퓨저 베인과 상기 디퓨저의 외둘레면 사이의 영역에 형성되는 홈의 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 칠러.
19. 제18항에 있어서,
    상기 소음 제거부는 상기 중공을 중심으로 하는 동심원 형태의 복수의 홈으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 칠러.
20. 제18항에 있어서,
    상기 소음 제거부는 제거하고자 하는 목표 주파수에 따라 상기 홈의 폭과 깊이를 설정하는 것을 특징으로 하는 압축기.

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