KR100400581B1 - Reciprocating compressor using resonation - Google Patents

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Abstract

본 발명의 공진을 이용한 왕복동식 압축기는 밀폐 용기(1)의 내부에 고정자(2)와 회전자(3)로 이루어진 전동기구부(4)와, 실린더(9)와 피스톤(10)으로 이루어진 압축기구부(11)가 구비되는 압축기에서, 상기 피스톤(10)의 단부에 공진부(52)가 형성되도록 실린더(9)의 내경보다 직경이 작은 피스톤 캡(50)을 형성하여, 실린더(9)의 내부에서 피스톤(10)이 후진하는 흡입과정에서는 흡입포트에서 맥동이 발생됨과 아울러 흡입된 냉매가 공진부(52)에 유입되어 공진이 되도록 함으로써, 피스톤(10)의 속도를 흡입초기와 동일하게 증가시켜서 냉매의 흡입량을 증가시키고, 압축과정에서도 공진부(52)의 공진에 의하여 균일하게 속도가 유지되도록 하여 과압에 의한 손실이 발생되지 않는다.The reciprocating compressor using the resonance of the present invention has an electric mechanism (4) consisting of a stator (2) and a rotor (3) inside the hermetic container (1), and a compression mechanism consisting of a cylinder (9) and a piston (10). In the compressor (11), the piston cap 50 having a diameter smaller than the inner diameter of the cylinder (9) is formed so that the resonator portion (52) is formed at the end of the piston (10), the interior of the cylinder (9) In the suction process in which the piston 10 retracts in the pulsation is generated in the suction port and the sucked refrigerant flows into the resonator unit 52 to be resonant, thereby increasing the speed of the piston 10 in the same manner as the initial suction. Increasing the suction amount of the refrigerant, even in the compression process to ensure that the speed is uniformly maintained by the resonance of the resonator 52 does not cause a loss due to overpressure.

Description

공진을 이용한 왕복동식 압축기{RECIPROCATING COMPRESSOR USING RESONATION}Reciprocating compressor using resonance {RECIPROCATING COMPRESSOR USING RESONATION}

본 발명은 공진을 이용한 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 특히 피스톤의 단부에 공진부를 형성하여 냉매의 흡입시 공진에 의하여 피스톤의 속도구배가 발생되지 않도록 함으로써 압축기의 효율을 향상시키도록 하는데 적합한 공진을 이용한 왕복동식 압축기에 관한 것이다.The present invention relates to a reciprocating compressor using resonance. In particular, the resonance portion is formed at the end of the piston so that the velocity gradient of the piston is not generated due to the resonance when the refrigerant is sucked in. It relates to a reciprocating compressor.

일반적으로 압축기는 유체를 흡입하고 압축하여 토출하는 기기로서, 구동력을 발생시키기 위한 전동기구부와, 그 전동기구부에서 발생되는 구동력에 의하여 유체를 압축하는 압축기구부로 이루어져 있으며, 그 압축기구부의 형태에 따라 밀폐형 회전식 압축기, 밀폐형 왕복동식 압축기, 밀폐형 스크롤 압축기 등으로 구분된다.Generally, a compressor is a device that sucks, compresses, and discharges a fluid, and includes a power mechanism unit for generating a driving force, and a compression mechanism unit for compressing a fluid by a driving force generated by the power mechanism unit. It is divided into hermetic rotary compressor, hermetic reciprocating compressor and hermetic scroll compressor.

도 1은 종래 밀폐형 왕복동식 압축기를 도시한 것이다.Figure 1 shows a conventional hermetic reciprocating compressor.

도시된 바와 같이, 종래의 밀폐형 왕복동식 압축기는 소정의 밀폐공간을 가지는 밀폐 용기(1)의 내부에 고정자(2)와 회전자(3)로 이루어진 전동기구부(4)가 설치되어 있다.As shown in the drawing, the conventional hermetic reciprocating compressor is provided with an electric mechanism part 4 composed of a stator 2 and a rotor 3 inside a hermetically sealed container 1 having a predetermined hermetic space.

그리고, 상기 회전자(3)의 중앙에 수직으로 형성된 축압입공(3a)에는 회전축(5)이 압입되어 있고, 그와 같이 결합된 회전축(5)의 상단부는 실린더 블록(6)에 형성된 축지지공(6a)에 회전가능하게 삽입되어 있다.In addition, a rotary shaft 5 is press-fitted into the axial press-hole 3a formed perpendicularly to the center of the rotor 3, and the upper end of the combined rotary shaft 5 is formed on the cylinder block 6. It is rotatably inserted in the paper hole 6a.

또한, 상기 고정자(2)의 하측에는 회전자(3)의 회전시 고정자(2)를 전해지는충격을 완충하기 위한 수개의 스프링(6)이 지지고정되어 있다.Further, below the stator 2, several springs 6 for supporting shocks transmitted to the stator 2 when the rotor 3 rotates are supported and fixed.

그리고, 상기 회전축(5)의 상단부에 편심지게 형성된 편심부(5a)에는 슬리브(7)가 결합되어 있고, 그 슬리브(7)에는 회전운동을 직선운동으로 변환시켜주기 위한 컨넥팅 로드(8)가 결합되어 있다.In addition, a sleeve 7 is coupled to the eccentric portion 5a eccentrically formed at the upper end of the rotating shaft 5, and the sleeve 7 has a connecting rod 8 for converting the rotational movement into a linear movement. Is combined.

또한, 상기 실린더 블록(6)의 상부 일측에는 실린더(9)가 형성되어 있고, 그 실린더(9)의 내부에는 피스톤(10)이 삽입설치되어 압축기구부(11)를 이루고 있는데, 그 피스톤(10)는 상기 컨넥팅 로드(8)의 전단부에 연결되어 있다.In addition, a cylinder 9 is formed at an upper side of the cylinder block 6, and a piston 10 is inserted into the cylinder 9 to form a compression mechanism 11. The piston 10 Is connected to the front end of the connecting rod 8.

그리고, 상기 실린더(9)의 일측 개구부에는 냉매가스를 실린더(9)의 압축공간(12)으로 흡입하거나 토출하기 위한 밸브조립체(13)가 결합되어 있고, 그 밸브조립체(13)의 외측에는 흡입냉매와 토출냉매를 구획하는 헤드 커버(14)가 결합되어 있다.In addition, a valve assembly 13 for sucking or discharging refrigerant gas into the compression space 12 of the cylinder 9 is coupled to one side opening of the cylinder 9, and an outside of the valve assembly 13 is suctioned. The head cover 14 which partitions the refrigerant and the discharge refrigerant is combined.

그리고, 상기 헤드 커버(14)의 하측에는 흡입되는 냉매가스의 소음을 저감시키기 위한 흡입소음기(15)가 연통되도록 결합되어 있고, 상측에는 토출되는 냉매의 소음을 저감시키기 위한 토출소음기(16)가 연통되도록 결합되어 있다.In addition, the lower side of the head cover 14 is coupled to the suction silencer 15 for reducing the noise of the refrigerant gas is sucked, the upper side is discharge silencer 16 for reducing the noise of the discharged refrigerant Combined to communicate.

한편, 상기 회전축(5)의 하단부에는 밀폐 용기(1)의 저부에 저장되어 있는 오일(17)을 흡상하기 위한 오일 피더(18)가 설치되어 있고, 그 회전축(5)의 내부에는 그 오일 피더(18)에 의하여 흡상되는 오일(17)을 압축기구부(11)의 마찰부에 공급하기 위한 오일 유로(19)가 형성되어 있다.On the other hand, the lower end of the rotary shaft 5 is provided with an oil feeder 18 for sucking the oil 17 stored in the bottom of the sealed container 1, the oil feeder inside the rotary shaft (5) An oil passage 19 for supplying oil 17 sucked by 18 to the friction portion of the compression mechanism 11 is formed.

도면중 미설명 부호 20은 냉매가스를 흡입하기 위한 흡입관이다.In the figure, reference numeral 20 is a suction pipe for sucking the refrigerant gas.

상기와 같이 구성된 종래 왕복동식 압축기는 전동기구부(4)에 전원이 인가되면 고정자(2)와 회전자(3)의 상호작용에 의하여 회전자(3)가 회전을 하고, 그 회전자(3)에 결합되어 있는 회전축(5)이 회전을 하게 된다.In the conventional reciprocating compressor configured as described above, when power is applied to the electric mechanism part 4, the rotor 3 rotates by the interaction between the stator 2 and the rotor 3, and the rotor 3 is rotated. Rotating shaft 5 is coupled to the rotation.

그와 같이 회전축(5)이 회전을 하게 되면 회전축(5)의 편심부(5a)에 슬리브(7)로 결합된 컨넥팅 로드(8)가 회전운동을 직선왕복운동으로 전환시켜서 상기 실린더(9) 내부의 압축공간(12)에서 피스톤(10)을 왕복운동시키게 된다.As such, when the rotating shaft 5 rotates, the connecting rod 8 coupled to the eccentric portion 5a of the rotating shaft 5 with the sleeve 7 converts the rotational movement into a linear reciprocating movement, thereby allowing the cylinder 9 to rotate. In the compression space 12 inside) to reciprocate the piston 10.

그리고, 도 2와 같이 상기 피스톤(10)이 상사점(TDP)에서 하사점(BDP)으로 이동할때는 흡입관(20)을 통하여 밀폐용기(1)의 내부로 흡입된 냉매가스가 흡입소음기(15)와 헤드 커버(14) 및 밸브조립체(13)로 연결되는 흡입통로를 통하여 실린더(9)의 압축공간(12) 내부로 흡입되고, 피스톤(10)이 다시 하사점(BDP)에서 상사점(TDP)으로 이동할때는 압축공간(12)으로 흡입된 냉매가스가 압축되어 다시 밸브조립체(13), 헤드 커버(14) 및 토출소음기(16)로 연결되는 토출통로를 통하여 외부로 토출되어 진다.When the piston 10 moves from the top dead center (TDP) to the bottom dead center (BDP) as shown in FIG. 2, the refrigerant gas sucked into the inside of the sealed container 1 through the suction pipe 20 is the suction silencer 15. And suction into the compression space 12 of the cylinder 9 through a suction passage connected to the head cover 14 and the valve assembly 13, and the piston 10 is again top dead center (TDP) at the bottom dead center (BDP). In the case of moving to a), the refrigerant gas sucked into the compression space 12 is compressed and discharged to the outside through the discharge passage connected to the valve assembly 13, the head cover 14 and the discharge silencer 16.

그러나, 상기와 같은 종래 밀폐형 왕복동식 압축기는 냉매를 압축공간(12)의 내부로 흡입하기 위하여 피스톤(10)이 실린더(9) 내부의 상사점(TDP)에서 하사점(BDP)으로 이동할때에 하사점(BDP) 직전에서 속도구배가 작아지며 충분한 양의 냉매를 흡입하지 못함에 따라 압축 및 토출되는 냉매의 양도 작아서 압축기의 효율을 향상시키는데 한계가 있는 문제점을 가지고 있는 것 이었다.However, the conventional hermetic reciprocating compressor as described above is used when the piston 10 moves from the top dead center TDP inside the cylinder 9 to the bottom dead center BDP in order to suck the refrigerant into the compression space 12. The velocity gradient is shortly before the bottom dead center (BDP), and the amount of refrigerant to be compressed and discharged is also small due to the inability to suck a sufficient amount of refrigerant, thereby limiting the efficiency of the compressor.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 피스톤이 실린더 내부의 상사점에서 하사점으로 이동할때에 속도구배가 발생되지 않도록 함으로써,압축효율을 향상시키도록 하는데 적합한 공진을 이용한 왕복동식 압축기를 제공함에 있다An object of the present invention devised in view of the above problems is that a reciprocating compressor using resonance suitable for improving the compression efficiency by preventing a velocity gradient from occurring when a piston moves from a top dead center to a bottom dead center inside a cylinder. In providing

도 1은 종래 왕복동식 압축기의 구조를 보인 종단면도.1 is a longitudinal sectional view showing a structure of a conventional reciprocating compressor.

도 2는 종래 압축기구부의 흡/토출동작을 보인 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing the suction / discharge operation of the conventional compression mechanism.

도 3은 본 발명의 공진을 이용한 왕복동식 압축기의 구조를 보인 종단면도.Figure 3 is a longitudinal sectional view showing the structure of a reciprocating compressor using a resonance of the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 피스톤의 설치상태를 보인 단면도.4 is a sectional view showing an installation state of a piston according to the present invention.

도 5은 본 발명에 따른 피스톤의 구조를 보인 사시도.5 is a perspective view showing the structure of a piston according to the present invention.

도 6은 본 발명의 흡입-압축-토출과정을 보인 단면도.Figure 6 is a cross-sectional view showing a suction-compression-discharge process of the present invention.

도 7은 본 발명의 변형예를 보인 횡단면도.Figure 7 is a cross-sectional view showing a modification of the present invention.

도 8은 본 발명의 다른 변형예를 보인 횡단면도.Figure 8 is a cross-sectional view showing another modification of the present invention.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **

1 : 밀폐 용기 2 : 고정자1: sealed container 2: stator

3 : 회전자 3a : 축압입공3: rotor 3a: axial inlet hole

4 : 전동기구부 5 : 회전축4: electric mechanism part 5: rotating shaft

5a : 편심부 7 : 슬리브5a: eccentric 7: sleeve

8 : 컨넥팅 로드 9 : 실린더8: connecting rod 9: cylinder

10 : 피스톤 11 : 압축기구부10: piston 11: compressor section

50 ; 피스톤 캡 51 : 입구부50; Piston Cap 51: Inlet

52 : 공진부52: resonator

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 밀폐 용기의 내부에 고정자와 회전자로 구성되는 전동기구부가 설치되어 있고, 상기 회전자의 축압입공에는 회전축이 압입되어 있으며, 그 회전축의 상단부에 형성된 편심부에는 슬리브가 결합되어 있고, 그 슬리브에는 회전운동을 직선왕복운동으로 변환하는 컨넥팅 로드가 결합되어 있으며, 그 컨넥팅 로드에는 피스톤과 실린더로 구성되는 압축기구부가 결합되어 있는 압축기에 있어서, 상기 피스톤의 단부에 실린더의 내경보다 직경이 작은 피스톤 캡을 형성하되, 그 피스톤 캡과 피스톤의 사이에는 피스톤 캡의 외주면과 실린더의 내주면 사이에 형성되는 입구부 보다 체적이 큰 공진부가 입구부의 내측에 형성되는 것을 특징으로 하는 공진을 이용한 왕복동식 압축기가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, an electric mechanism part composed of a stator and a rotor is installed in an airtight container, and a rotary shaft is press-fitted into the axial indentation hole of the rotor, In the compressor is coupled to the eccentric portion, the sleeve is coupled to the connecting rod for converting the rotational movement into a linear reciprocating movement, the connecting rod in the compressor coupled to the compression mechanism consisting of a piston and a cylinder, A piston cap having a diameter smaller than an inner diameter of a cylinder is formed at an end of the piston, and a resonator having a larger volume than an inlet formed between an outer circumferential surface of the piston cap and an inner circumferential surface of the cylinder is formed between the piston cap and the piston. There is provided a reciprocating compressor using resonance characterized in that it is formed.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 공진을 이용한 왕복동식 압축기를 첨부된 도면의 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the embodiment of the accompanying drawings, the reciprocating compressor using the resonance of the present invention configured as described above in more detail as follows.

도 3은 본 발명의 공진을 이용한 왕복동식 압축기의 구조를 보인 종단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 피스톤의 설치상태를 보인 단면도이며, 도 5은 본 발명에 따른 피스톤의 구조를 보인 사시도로서, 도시된 바와 같이, 기본적인 구성은 종래의 압축기의 구성과 동일하며, 동일부분에 대하여는 동일부호를 부여하여 설명한다.Figure 3 is a longitudinal sectional view showing a structure of a reciprocating compressor using the resonance of the present invention, Figure 4 is a sectional view showing the installation state of the piston according to the present invention, Figure 5 is a perspective view showing the structure of the piston according to the present invention As shown, the basic configuration is the same as that of the conventional compressor, and the same parts will be described with the same reference numerals.

즉, 소정의 밀폐공간을 가지는 밀폐 용기(1)의 내부에 고정자(2)와회전자(3)로 이루어진 전동기구부(4)가 설치되어 있고, 상기 회전자(3)의 중앙에 수직으로 형성된 축압입공(3a)에는 회전축(5)이 압입되어 있으며, 그 회전축(5)의 상단부는 실린더 블록(6)에 형성된 축지지공(6a)에 회전가능하게 삽입되어 있다.That is, the electric mechanism part 4 which consists of the stator 2 and the rotor 3 is installed in the airtight container 1 which has a predetermined sealed space, and is formed in the center of the rotor 3 perpendicularly. The rotary shaft 5 is press-fitted into the press-in hole 3a, and the upper end of the rotary shaft 5 is rotatably inserted in the shaft support hole 6a formed in the cylinder block 6.

그리고, 상기 고정자(2)의 하측에는 회전자(3)의 회전시 고정자(2)를 전해지는 충격을 완충하기 위한 수개의 스프링(6)이 지지고정되어 있고, 상기 회전축(5)의 상단부에 편심지게 형성된 편심부(5a)에는 슬리브(7)가 결합되어 있으며, 그 슬리브(7)에는 회전운동을 직선운동으로 변환시켜주기 위한 컨넥팅 로드(8)가 결합되어 있다.In addition, below the stator 2, several springs 6 for buffering shocks transmitted to the stator 2 when the rotor 3 rotates are supported and fixed to the upper end of the rotating shaft 5. A sleeve 7 is coupled to the eccentrically formed eccentric portion 5a, and a connecting rod 8 for converting a rotational movement into a linear movement is coupled to the sleeve 7.

또한, 상기 실린더 블록(6)의 상부 일측에는 실린더(9)가 형성되어 있고, 그 실린더(9)의 내부에는 피스톤(10)이 삽입설치되어 압축기구부(11)를 이루고 있는데, 그 피스톤(10)은 상기 컨넥팅 로드(8)의 전단부에 연결되어 있다.In addition, a cylinder 9 is formed at an upper side of the cylinder block 6, and a piston 10 is inserted into the cylinder 9 to form a compression mechanism 11. The piston 10 Is connected to the front end of the connecting rod 8.

그리고, 상기 실린더(9)의 일측 개구부에는 냉매가스를 실린더(9)의 압축공간(12)으로 흡입하거나 토출하기 위한 밸브조립체(13)가 결합되어 있고, 그 밸브조립체(13)의 외측에는 흡입냉매와 토출냉매를 구획하는 헤드 커버(14)가 결합되어 있으며, 그 상기 헤드 커버(14)의 하측에는 흡입되는 냉매가스의 소음을 저감시키기 위한 흡입소음기(15)가 연통되도록 결합되어 있고, 상측에는 토출되는 냉매의 소음을 저감시키기 위한 토출소음기(16)가 연통되도록 결합되어 있다.In addition, a valve assembly 13 for sucking or discharging refrigerant gas into the compression space 12 of the cylinder 9 is coupled to one side opening of the cylinder 9, and an outside of the valve assembly 13 is suctioned. The head cover 14 which separates the refrigerant and the discharged refrigerant is coupled, and a lower side of the head cover 14 is coupled to communicate with the suction silencer 15 for reducing the noise of the refrigerant gas being sucked. The discharge silencer 16 for reducing the noise of the refrigerant discharged is coupled to communicate with.

또한, 상기 회전축(5)의 하단부에는 밀폐 용기(1)의 저부에 저장되어 있는 오일(17)을 흡상하기 위한 오일 피더(18)가 설치되어 있고, 그 회전축(5)의 내부에는 그 오일 피더(18)에 의하여 흡상되는 오일(17)을 압축기구부(11)의 마찰부에 공급하기 위한 오일 유로(19)가 형성되어 있다.Further, an oil feeder 18 for sucking up the oil 17 stored at the bottom of the sealed container 1 is provided at the lower end of the rotary shaft 5, and the oil feeder is provided inside the rotary shaft 5. An oil passage 19 for supplying oil 17 sucked by 18 to the friction portion of the compression mechanism 11 is formed.

여기서, 상기 피스톤(10)의 단부에는 상기 실린더(9)의 내경보다 직경이 작은 피스톤 캡(50)을 일체로 형성하되, 그 피스톤 캡(50)과 피스톤(10)의 사이에는 피스톤 캡(50)의 외주면과 실린더(9)의 내주면 사이에 형성되는 입구부(51) 보다 체적이 큰 공진부(52)가 형성되도록 입구부(51)의 내측에 가공되어, 냉매가 실린더(9)의 내부로 흡입될때에 발생되는 맥동 주파수에 맞춰서 공진부(52)에서 공진이 발생될 수 있도록 되어 있다.Here, the piston cap (50) having a diameter smaller than the inner diameter of the cylinder (9) is integrally formed at the end of the piston (10), and the piston cap (50) between the piston cap (50) and the piston (10). Is processed inside the inlet portion 51 so that a resonator portion 52 having a larger volume than the inlet portion 51 formed between the outer circumferential surface of the cylinder and the inner circumferential surface of the cylinder 9 is formed. Resonance can be generated in the resonator unit 52 in accordance with the pulsation frequency generated when the suction.

도면중 미설명 부호 20은 냉매가스를 흡입하기 위한 흡입관이다.In the figure, reference numeral 20 is a suction pipe for sucking the refrigerant gas.

상기와 같이 구성된 본 발명의 공진을 이용한 왕복동식 압축기는 전원이 인가되면 전동기구부(4)의 고정자(2)와 회전자(3)의 상호작용에 의하여 회전자(3)가 회전을 하고, 그 회전자(3)에 결합되어 있는 회전축(5)이 회전을 하며, 그 회전축(5)의 편심부(5a)에 슬리브(7)로 결합된 컨넥팅 로드(8)가 회전운동을 직선왕복운동으로 전환시켜서 상기 실린더(9) 내부의 압축공간(12)에서 피스톤(10)을 왕복운동시키고, 그와 같이 피스톤(10)이 상사점(TDP)에서 하사점(BDP)으로 이동할때는 흡입관(20)을 통하여 밀폐용기(1)의 내부로 흡입된 냉매가스가 흡입소음기(15)와 헤드 커버(14) 및 밸브조립체(13)로 연결되는 흡입통로를 통하여 실린더(9)의 압축공간(12) 내부로 흡입되고, 피스톤(10)이 다시 하사점(BDP)에서 상사점(TDP)으로 이동할때는 압축공간(12)으로 흡입된 냉매가스가 압축되어 다시 밸브조립체(13), 헤드 커버(14) 및 토출소음기(16)로 연결되는 토출통로를 통하여 외부로 토출되어지는 기본적인 동작은 종래와 동일하다.In the reciprocating compressor using the resonance of the present invention configured as described above, when the power is applied, the rotor 3 rotates by the interaction of the stator 2 and the rotor 3 of the electric mechanism unit 4, and The rotating shaft 5 coupled to the rotor 3 rotates, and the connecting rod 8 coupled to the eccentric portion 5a of the rotating shaft 5 with the sleeve 7 rotates the linear movement. The piston 10 is reciprocated in the compression space 12 inside the cylinder 9 so that the piston 10 moves from the top dead center TDP to the bottom dead center BDP. The compressed space 12 of the cylinder 9 through a suction passage through which the refrigerant gas sucked into the sealed container 1 through the suction silencer 15, the head cover 14, and the valve assembly 13 is connected to the sealed container 1. When the piston 10 is moved inside and the piston 10 moves from the bottom dead center BDP to the top dead center TDP again, the refrigerant gas sucked into the compression space 12 is discharged. The basic operation of being compressed and discharged to the outside through the discharge passage connected to the valve assembly 13, the head cover 14 and the discharge silencer 16 is the same as in the prior art.

여기서, 본 발명은 도 6의 a)에서와 같이 피스톤(10)이 전진하여 상사점(TDP)에 도달한 후, 냉매를 흡입하기 위하여 b)→c)→d)→e)와 같은 흡입과정으로 다시 후진을 하면 흡입밸브(미도시)가 열리고 냉매가 실린더(9) 내부의 압축공간(12)으로 들어오며, 이와 같은 흡입과정에서 흡입포트(미도시)를 통하여 실린더(9)의 내부로 흡입되는 냉매는 맥동현상이 나타나는데, 그 냉매가 피스톤(10)과 피스톤 캡(50) 사이의 입구부(51)를 통하여 공진부(52)에 유입되면서 헬름홀쯔(HELMHOLTZ)의 공진원리에 의하여 공진이 되며, 피스톤(10)이 완전히 하사점(BPD)에 도달하기 직전에도 속도가 빠르게 유지되어, 압축공간(12)으로 충분한 양의 냉매가 유입된다.Here, the present invention is a suction process such as b) → c) → d) → e) in order to suck the refrigerant after the piston 10 is advanced to reach the top dead center (TDP) as shown in Figure 6a) When backing up again, the suction valve (not shown) opens and the refrigerant enters the compression space 12 inside the cylinder 9. In this suction process, the suction port (not shown) enters the cylinder 9. Refrigerant sucked is a pulsation phenomenon, the refrigerant is introduced into the resonator 52 through the inlet portion 51 between the piston 10 and the piston cap 50, the resonance by the resonance principle of Helmholtz (HELMHOLTZ) The speed is maintained quickly even before the piston 10 completely reaches the bottom dead center BPD, and a sufficient amount of refrigerant flows into the compression space 12.

다음으로, 도 6의 f)에서와 같이 피스톤(10)이 하사점(BPD)에서 다시 g)→h)→i)→j)와 같은 압축과정이 진행되면 흡입과정에서와 마찬가지로 공진에 의한 영향으로 속도가 균일하게 진행되므로 과압에 의한 손실을 감소시키게 된다.Next, as shown in f) of FIG. 6, when the piston 10 is subjected to a compression process such as g) → h) → i) → j) again at the bottom dead center BPD, the effect of resonance as in the suction process is performed. As the velocity proceeds uniformly, the loss due to overpressure is reduced.

따라서, 흡입과정에서는 종래 보다 냉매의 흡입량이 증가되고, 압축과정에서는 과압손실이 감소됨으로써 압축기의 성능이 향상되게 된다.Therefore, the suction amount of the refrigerant is increased in the suction process, and the overpressure loss is reduced in the compression process, thereby improving the performance of the compressor.

부연하여 설명하면, 도 4에서와 같이 VA를 실린더와 피스톤 사이의 공간의 체적, VB를 공진부(52)의 체적, g를 피스톤 캡과 실린더 사이의 간격, L을 피스톤 캡의 두께라고 하면, 공진주파수는 아래의 식(1)과 식(2)로 표현할 수 있은데,In detail, V A is the volume of the space between the cylinder and the piston, V B is the volume of the resonator 52, g is the distance between the piston cap and the cylinder, and L is the thickness of the piston cap. Resonance frequency can be expressed by Equation (1) and (2) below.

여기서, c는 냉매의 음속, S는 피스톤 캡과 실린더 사이의 간격의 단면면적이며, 헬름홀쯔 공진기에서 나타나는 앤드 이팩트(END EFFECT)를 고려하여 식(2)에서 헬름홀쯔 보정계수 k를 사용하였다.Here, c is the sound velocity of the refrigerant, S is the cross-sectional area of the gap between the piston cap and the cylinder, and the Helmholtz correction coefficient k is used in Equation (2) in consideration of the END EFFECT appearing in the Helmholtz resonator.

도 7은 본 발명의 변형예를 보인 횡단면도로서, 도시된 바와 같이, 피스톤(10)의 단부에 설치되는 피스톤 캡(50)의 위치를 피스톤(10)의 중심에서 일측으로 치우치게 설치되어 있는 형태로써, 이와 같이 피스톤 캡(50)이 설계되어도 공진에 의하여 압축효율이 증대될 수 있다.7 is a cross-sectional view showing a modified example of the present invention, as shown in the form in which the position of the piston cap 50 installed at the end of the piston 10 is biased toward one side from the center of the piston 10. In this way, even if the piston cap 50 is designed, the compression efficiency can be increased by resonance.

도 8은 본 발명의 다른 변형예를 보인 횡단면도로서, 도시된 바와 같이, 피스톤(10)의 단부에 타원형의 평면을 가지는 피스톤 캡(50)을 설치한 형태로써, 이와 같은 형상의 피스톤 캡(50)을 설치하는 경우에도 마찬가지로 공진에 의한 압축효율이 증대될 수 있다.8 is a cross-sectional view showing another modified example of the present invention. As shown in the figure, a piston cap 50 having an elliptical plane is installed at the end of the piston 10, and the piston cap 50 having such a shape is shown. ), The compression efficiency due to resonance can be increased as well.

즉, 피스톤(10)의 단부에 공진을 할 수 있도록 공진부(52)를 형성한 형태라면 피스톤 캡(5)의 형태가 어떠한 형태이든 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 형태의 응용 및 변형이 가능할 것이다.In other words, if the resonator 52 is formed to resonate at the end of the piston 10, the piston cap 5 may be any shape in various forms without departing from the spirit and scope of the present invention. Applications and variations will be possible.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 공진을 이용한 왕복동식 압축기는 피스톤의 단부에 공진부가 형성되도록 피스톤 캡을 형성하여, 실린더의 내부에서 피스톤이 후진하는 흡입과정에서는 흡입포트에서 맥동이 발생됨과 아울러 흡입된 냉매가 공진부에 유입되어 공진이 되며 피스톤의 속도를 흡입초기와 동일하게 증가시켜서 냉매의 흡입량을 증가시키고, 압축과정에서도 공진에 의하여 속도가 균일해져서 과압손실이 발생되지 않게 되어, 압축기의 압축효율을 향상시키는 효과가 있다.As described above in detail, the reciprocating compressor using the resonance of the present invention forms a piston cap so that a resonance portion is formed at the end of the piston, and the pulsation is generated at the suction port in the suction process in which the piston is retracted inside the cylinder. The sucked refrigerant flows into the resonator unit and becomes resonant. The speed of the piston is increased in the same way as the suction inlet to increase the suction amount of the refrigerant, and even during compression, the speed is uniformed by resonance, so that the overpressure loss does not occur. It has the effect of improving the compression efficiency.

Claims (4)

밀폐 용기의 내부에 고정자와 회전자로 구성되는 전동기구부가 설치되어 있고, 상기 회전자의 축압입공에는 회전축이 압입되어 있으며, 그 회전축의 상단부에 형성된 편심부에는 슬리브가 결합되어 있고, 그 슬리브에는 회전운동을 직선왕복운동으로 변환하는 컨넥팅 로드가 결합되어 있으며, 그 컨넥팅 로드에는 피스톤과 실린더로 구성되는 압축기구부가 결합되어 있는 압축기에 있어서, 상기 피스톤의 단부에 실린더의 내경보다 직경이 작은 피스톤 캡을 형성하되, 그 피스톤 캡과 피스톤의 사이에는 피스톤 캡의 외주면과 실린더의 내주면 사이에 형성되는 입구부 보다 체적이 큰 공진부가 입구부의 내측에 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 공진을 이용한 왕복동식 압축기.An electric mechanism part composed of a stator and a rotor is provided in the sealed container, and a rotation shaft is press-fitted into the axial indentation hole of the rotor, and a sleeve is coupled to an eccentric portion formed at an upper end of the rotation shaft. In the compressor is coupled to the connecting rod for converting the rotational movement into a linear reciprocating movement, the connecting rod is coupled to the compressor sphere consisting of a piston and a cylinder, the diameter of the piston at the end of the piston than the inner diameter of the cylinder A small piston cap is formed, wherein a resonance portion having a larger volume than the inlet portion formed between the outer circumferential surface of the piston cap and the inner circumferential surface of the cylinder between the piston cap and the piston is formed inside the inlet portion. Dynamic compressor. 제 1항에 있어서, 상기 피스톤 캡은 피스톤의 단부에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 공진을 이용한 왕복동식 압축기.The reciprocating compressor of claim 1, wherein the piston cap is integrally formed at an end of the piston. 제 1항에 있어서, 상기 피스톤 캡은 피스톤의 중심에서 일측으로 치우치게 형성되는 것을 특징으로 하는 공진을 이용한 왕복동식 압축기.The reciprocating compressor using resonance according to claim 1, wherein the piston cap is formed to be biased to one side from the center of the piston. 제 1항에 있어서, 상기 피스톤 캡은 타원형의 평면형상인 것을 특징으로 하는 공진을 이용한 왕복동식 압축기.The reciprocating compressor using resonance according to claim 1, wherein the piston cap has an elliptical planar shape.
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