KR100339579B1

KR100339579B1 - 밀폐형 회전식 압축기의 소음 저감구조

Info

Publication number: KR100339579B1
Application number: KR1019990062043A
Authority: KR
Inventors: 이병찬
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1999-12-24
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2002-06-03
Also published as: KR20010063936A

Abstract

본 발명은 밀폐형 회전식 압축기의 소음 저감구조에 관한 것으로, 본 발명은 냉매가스가 압축되는 실린더에 복개 결합됨과 아울러 그에 관통 삽입되는 회전축을 지지하는 베어링에 실린더에서 압축된 냉매 가스가 토출하도록 개폐되는 밸브시스템이 장착되고 상기 밸브시스템에서 토출된 냉매 가스가 베어링의 가운데 측으로 유동하도록 상기 베어링에 냉매 가스 유로가 형성되며 상기 베어링에 냉매 가스 유로를 복개하도록 소음기가 결합되어 상기 냉매 가스 유로를 통해 유동하는 냉매 가스가 소음기의 가운데로 토출되도록 소음기와 베어링에 의해 토출유로가 형성되도록 구성하여 냉매 가스가 실린더에서 지속적으로 토출되면서 발생되는 압력 맥동이 긴 토출경로인 냉매 가스 유로를 거치는 과정에서 압력 맥동이 저하되도록 함으로써 압력 맥동에 의한 진동 소음을 감소시킴과 아울러 냉매 가스가 소음기의 중앙부위로 토출됨에 의해 밀폐용기내부의 공명 소음을 감소시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

밀폐형 회전식 압축기의 소음 저감구조{STRUCTURE FOR REDUCING NOISE HERMETIC ROTARY COMPRESSOR}

본 발명은 밀폐형 회전식 압축기에 관한 것으로, 특히 실린더에서 냉매 가스가 압축되고 토출되는 과정에서 발생되는 압력 맥동 소음을 최소화할 수 있도록 한 밀폐형 회전식 압축기의 소음 저감구조에 관한 것이다.

도 1a, 1b는 일반적인 밀폐형 회전식 압축기의 일례를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 밀폐형 회전식 압축기는 소정의 내부 공간을 갖도록 형성된 밀폐용기(1)와 상기 밀폐용기(1)내부에 장착되어 구동력을 발생시키는 전동기구부와 상기 전동기구부의 구동력을 전달받아 가스를 압축하는 압축기구부를 포함하여 구성된다.

상기 전동기구부는 밀폐용기(1)의 내주면에 고정 결합되는 고정자(2)와 상기 고정자(2)의 내부에 회전 가능하도록 삽입되는 회전자(3)로 구성된다.

상기 압축기구부는 편심부(4a)가 구비되어 상기 회전자(3)의 내경에 압입되는 회전축(4)과, 가스가 흡입되고 압축되는 내부 공간(P)이 구비되어 밀폐용기(1)의 내부에 설치됨과 아울러 그 내부 공간(P)에 상기 회전축의 편심부(4a)가 삽입되는 실린더(5)와, 상기 실린더의 내부 공간(P)을 밀폐시키도록 실린더(5)의 상,하부에 체결수단(6)에 의해 각각 결합됨과 아울러 상기 회전축(4)을 지지하는 상,하부 베어링(7)(8)과, 상기 회전축의 편심부(4a)에 삽입되어 상기 실린더(5)의 내부 공간(P)내에 위치하여 회전축(4)의 회전에 따라 공전하는 롤링 피스톤(9)과, 상기실린더(5)의 일측에 반경 방향으로 직선운동 가능하도록 삽입됨과 아울러 그 단부가 상기 롤링 피스톤(9)의 외주면과 선 접촉되어 실린더(5)의 내부 공간 내주면과 롤링 피스톤(9)의 외주면에 의해 형성되는 공간을 흡입영역(a)과 압축영역(b)으로 변환시키는 베인(10)을 포함하여 구성된다.

그리고 상기 실린더(5)에 가스가 흡입되는 흡입구(5a)가 베인(10)의 측부에 위치하도록 형성되고 그 베인(10)의 타측에 압축영역(b)에서 압축된 가스가 토출되는 토출포트(5b)가 형성된다. 상기 실린더(5)의 상,하부에 각각 결합되는 상부 베어링(7) 또는 하부 베어링(8)에 상기 토출포트(5b)와 연통되도록 토출공(7a)이 형성된다(도면에는 상부 베어링에 표시하였으며 이하에서 상부 베어링에 표시된 상태로 설명함). 상기 밀폐용기(1)에 가스가 흡입되고 토출되는 흡입관(11) 및 토출관(12)이 각각 결합되며 그 밀폐용기(1) 저면에 오일이 채워져 있다.

그리고 상기 상부 베어링의 상면에 토출공(7a)을 개폐하는 토출밸브(13)가 결합되고 상기 토출밸브(13)에 이어 토출밸브(13)의 움직임을 한정하는 리테이너(14)가 장착되며 상기 토출밸브(13)와 리테이너(14)가 결합된 상부 베어링(7)에 토출가스의 맥동 소음 및 토출밸브(13)의 작동음을 저감시키기 위하여 소음기(20)가 결합된다.

상기한 바와 같은 밀폐형 회전식 압축기의 작동은 다음과 같다.

먼저, 인가되는 전원에 의해 전동기구부를 구성하는 회전자(3)가 회전하면서 회전축(4)을 회전시키게 되면 상기 회전축(4)의 회전에 의해 회전축의 편심부(4a)에 결합된 롤링 피스톤(9)이 베인(10)과 접촉된 상태에서 실린더 내부 공간(P)에서 축 중심을 기준으로 공전하게 된다. 상기 롤링 피스톤(9)의 공전 회전에 의한 실린더내부 공간(P)의 내주면과 롤링 피스톤(9)사이의 공간부 체적변화로 저온저압의 냉매가스가 흡입관(11)과 흡입구(5b)를 통해 실린더 내부 공간(P)으로 흡입되어 고온고압의 상태로 압축되며 그 압축된 냉매가스는 토출밸브(13)의 작동과 함께 토출포트(5a) 및 토출공(7a)을 통해 소음기(20)내부로 토출된다. 상기 소음기(20)내부로 토출된 냉매 가스는 소음기(20)를 거쳐 밀폐용기(1)내로 배출되며 그 밀폐용기(1)내로 배출된 냉매 가스는 토출관(12)을 통해 밀폐용기(1)외부로 토출된다.

그러나 상기한 바와 같은 구조에서, 실린더(5)에서 압축된 냉매 가스가 토출밸브(13)를 통해 토출되면서 냉매 가스의 압력 맥동에 의한 소음을 발생시키게 되며, 이와 같은 압력 맥동에 의한 소음은, 도 2a, 2b에 도시한 바와 같이, 소음기(20)를 거치면서 밀폐용기(1)내로 토출되지만 소음기(20)의 음압 감소 효과가 적어 압축기의 운전과정에서 소음을 유발시키게 되는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 실린더내부에서 압축된 고온 고압상태의 냉매 가스가 밀폐용기내부로 토출되는 과정에서 발생되는 압력 맥동에 의한 소음을 최소화할 수 있도록 한 밀폐형 회전식 압축기의 소음 저감 구조를 제공함에 있다.

도 1a,1b는 일반적인 밀폐형 회전식 압축기를 도시한 정단면도 및 평단면도,

도 2a,2b는 종래 밀폐형 회전식 압축기의 소음 저감구조를 도시한 평면도 및 정단면도,

도 3a,3b,3c는 본 발명의 밀폐형 회전식 압축기 소음 저감구조를 도시한 평면도 및 정단면도,

도 4는 본 발명의 밀폐형 회전식 압축기 소음 저감구조의 작용상태를 도시한 평면도,

도 5a,5b는 밀폐형 회전식 압축기에서 나타나는 소음 발생 상태를 도시한 평면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

4 ; 회전축 5 ; 실린더

30 ; 베어링 35 ; 냉매 가스 유로

40 ; 소음기 V ; 밸브시스템

F ; 토출유로

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 냉매가스가 압축되는 실린더에 복개 결합됨과 아울러 관통 삽입되는 회전축을 지지하는 베어링에 실린더에서 압축된 냉매 가스가 토출하도록 개폐되는 밸브시스템이 장착되고 상기 밸브시스템에서 토출된 냉매 가스가 베어링의 가운데 측으로 유동하도록 상기 베어링에 냉매 가스 유로가 형성되며 상기 베어링에 냉매 가스 유로를 복개하도록 소음기가 결합되어 상기 냉매 가스 유로를 통해 유동하는 냉매 가스가 상기 소음기의 가운데로 토출되도록 그 소음기와 베어링에 의해 토출유로가 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전식 압축기의 소음 저감구조가 제공된다.

이하, 본 발명의 밀폐형 회전식 압축기 소음 저감구조를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 3a, 3b, 3c는 본 발명의 밀폐형 회전식 압축기 소음 저감구조의 일실시례를 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 먼저 냉매 가스가 흡입되고 압축되는 실린더(5)에 베어링(30)이 결합되며 그 베어링(30)은 내부에 축이 관통 삽입되어 지지되는 축지지부(31)와 상기 축지지부(31)에 수직으로 소정의 면적을 갖도록 형성되어 상기 실린더(5)를 복개하도록 결합되는 평면 복개부(32)를 구비하여 이루어진다. 상기 평면 복개부(32)는 원형 형태로 형성되며 상기 축지지부(31)는 평면 복개부(32)의 가운데에 위치하게 된다. 그리고 상기 베어링(30)의 평면 복개부(32)에 실린더(5)에서 압축된 냉매 가스가 토출되는 밸브시스템(V)이 장착되며 그 밸브시스템(V)은 토출밸브(13) 및 리테이너(14)를 포함하여 구성된다. 상기 토출밸브(13)와 리테이너(14)로 구성되는 밸브시스템(V)은 베어링 평면 복개부(32)의 일측면에 음각지도록 형성된 밸브장착부(33)에 장착되며 상기 토출밸브(13)는 베어링의 평면 복개부(32)에 실린더(5)의 내부 공간(P)과 연통되도록 형성된 토출공(34)을 개폐하게 된다.

그리고 상기 베어링의 평면 복개부(32)에 상기 밸브시스템(V)에서 토출된 냉매 가스가 베어링(30)의 가운데 측, 즉 축지지부(31) 측으로 유동하도록 냉매 가스 유로(35)가 형성되며 상기 베어링(30)의 평면 복개부(32)에 냉매 가스 유로(35)를 복개하도록 소음기(40)가 결합된다. 상기 베어링 평면 복개부(32)에 형성되는 냉매 가스 유로(35)는 베어링(30)의 가운데, 즉 축지지부(31)를 감싸면서 상기 밸브시스템(V)과 축지지부(31)측을 연결하는 곡선 형태의 개구홈으로 형성됨이 바람직하다. 즉 개구홈은 그 단면이 일측이 개구된 사각 형태로 형성되며 그 다른 형태로 일측이 개구되도록 단면이 반원 형태로 형성될 수 있다.

상기 베어링(30)에 냉매 가스 유로(35)를 복개하도록 소음기(40)가 결합된다. 상기 소음기(40)는 가운데 상기 축지지부(31)의 외경보다 크게 관통구멍(41)이 형성되어 이루어지며 그 소음기(40)는 관통구멍(41)이 상기 베어링(30)의 축지지부(31)에 관통 삽입되도록 함과 동시에 베어링(30)의 평면 복개부(32)에 형성되는 냉매 가스 유로(35)를 복개하도록 결합된다. 상기 베어링(30)에 결합되는 소음기(40)는 관통구멍(41)의 내주면과 베어링 축지지부(31) 외주면사이의 틈새에 의해 토출유로(F)가 형성된다.

이하, 본 발명의 밀폐형 회전식 압축기 소음 저감구조의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전동기구부의 구동력이 회전축(4)에 전달되어 회전축의 편심부(4a)에 결합된 롤링 피스톤(9)이 실린더(5) 내부 공간을 편심 회전하면서 냉매 가스가 흡입되고 압축됨과 동시에 밸브시스템(V)의 작동에 의해 압축된 가스를 지속적으로 토출시키게 된다. 상기 밸브시스템(V)을 통해 토출된 고온 고압 상태의 냉매 가스는 냉매 가스 유로(35) 및 소음기(40)의 내부 공간을 거치면서 소음기(40)의 관통구멍(41) 내주면과 베어링(30)의 축지지부(31)의 외주면에 의해 형성되는 토출유로(F)를 통해 토출된다.

한편, 상기 밸브시스템(V)의 작동과 함께 냉매 가스가 토출되면서 발생되는 압력 맥동은, 도 4에 도시한 바와 같이, 냉매 가스와 함께 냉매 가스 유로(35) 및 소음기(40)의 내부 공간을 거치고 이어 토출유로(F)를 통하는 과정에서 음압이 감소됨에 의해 압력 맥동이 저하된다. 또한, 소음기(40) 내부 공간을 거친 냉매 가스가 소음기(40)의 중간부분에 위치하는 토출유로(F)를 통해 밀폐용기(1)내로 토출되므로 밀폐용기(1)의 공명 소음도 저감된다. 도 5a, 5b는 밀폐용기(1) 캐비티 모드(Cavity Mode)의 Nodal Line을 도시한 것으로 소음기(40)의 냉매 가스 토출유로는 Nodal Line에 위치시키는 것이 가장 유리하나 도면에 도시된 바와 같이 항상 두개의 모드가 비슷한 주파수에 존재하기 때문에 현실적으로 두개 모드의 Nodal Line에 냉매 가스 토출유로를 위치시키는 것이 불가능하므로 현실적으로 음압이 낮은 중앙부위로 토출유로를 위치시키게 됨으로써 소음을 최소화할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 밀폐형 회전식 압축기의 소음 저감구조는 냉매 가스가 실린더에서 지속적으로 압축되어 토출되면서 발생되는 압력 맥동이 긴 토출경로인 냉매 가스 유로를 거치는 과정에서 압력 맥동이 저하됨으로써 압력맥동에 의한 진동 소음이 감소되고 아울러 냉매 가스가 소음기의 중앙부위로 토출됨으로써 밀폐용기내부의 공명 소음이 감소되어 압축기의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

냉매가스가 압축되는 실린더에 복개 결합됨과 아울러 관통 삽입되는 회전축을 지지하는 베어링에 상기 실린더에서 압축된 냉매 가스가 토출하도록 개폐되는 밸브시스템이 장착되고 상기 밸브시스템에서 토출된 냉매 가스가 베어링의 가운데 측으로 유동하도록 상기 베어링에 냉매 가스 유로가 형성되며 상기 베어링에 냉매 가스 유로를 복개하도록 소음기가 결합되어 상기 냉매 가스 유로를 통해 유동하는 냉매 가스가 상기 소음기의 가운데로 토출되도록 그 소음기와 베어링에 의해 토출유로가 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전식 압축기의 소음 저감구조.
제1항에 있어서, 상기 베어링에 형성되는 냉매 가스 유로는 베어링의 가운데를 감싸면서 상기 밸브시스템과 가운데 부분을 연결하는 곡선 형태의 개구홈으로 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 회전식 압축기의 소음 저감구조.