KR100436766B1

KR100436766B1 - 왕복동식 압축기

Info

Publication number: KR100436766B1
Application number: KR10-2002-0042676A
Authority: KR
Inventors: 나종영; 김용연
Original assignee: 삼성광주전자 주식회사
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2004-06-23
Also published as: US6835050B2; ITMI20030208A1; JP3892393B2; CN1469044A; KR20040008937A; CN1314898C; JP2004052749A; BR0300507A; US20040013550A1

Abstract

본 발명에 의한 왕복동식 압축기는, 전동기구부(20)를 지지하도록 케이싱(10) 내에 설치되는 메인프레임(100); 메인프레임(100)에 결합되며, 압축실(210)을 갖는 실린더블록(200); 냉매토출실(62)을 구비하며, 압축실(210)을 밀폐시키도록 실린더블록(200)과 결합되는 실린더헤드(60); 냉매토출실(62)과 연통되도록 실린더블록(200) 일측에 형성된 제 1 냉매토출방(220); 냉매배출관(270)이 연결되며, 실린더블록(200)의 다른 일측에 형성된 제 2 냉매토출방(230); 및 메인프레임(100)과 실린더블록(200) 사이에 개재되며, 제 1 냉매토출방(220)과 제 2 냉매토출방(230)을 연통시키는 연통유로(320)를 형성하는 그루브(310)를 갖는 가스켓(300);을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 압축된 냉매가 냉매배출관(270)을 통해 배출되기 전에 제 1 냉매토출방(220), 연통유로(320) 및 제 2 냉매토출방(230)으로 유동되면서 토출맥동이 저감된다.

Description

왕복동식 압축기 { Reciprocating compressor }

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉매 토출시 발생되는 소음 및 진동을 줄이기 위한 토출맥동 저감구조를 갖는 왕복동식 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 압축기는 냉장고나 냉온수기 등의 냉동장치에서 저압의 기체 냉매를 고압의 냉매로 압축시키기 위해 널리 사용되고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 왕복동식 압축기는, 크게 상부쉘(11) 및 하부쉘(12)로 이루어진 케이싱(10)과, 이 케이싱(10)의 내부 하측에 배치되어 냉매를 압축하기 위한 부품들로 구성된 압축기구부(30)와, 이 압축기구부(30)를 구동시키기 위한 전동기구부(20)를 포함한다.

상기 구성에 있어서, 압축기구부(30)는 냉매흡입실(61)과 냉매토출실(62)을 갖는 실린더헤드(60)와, 냉매가 압축되는 압축실(71)을 갖는 실린더블록(70)과, 실린더헤드(60)와 실린더블록(70) 사이에서 냉매의 흐름을 단속하는 밸브조립체(80)와, 압축실(71) 내에 설치된 피스톤(50) 및 이 피스톤(50)을 직선왕복운동시키는 커넥팅로드(40)를 포함한다.

그리고, 전동기구부(20)는 압축기구부(30)를 구동시키기 위한 것으로, 케이싱(10)에 고정된 고정자(21)와, 이 고정자(21)와의 전자기적 상호작용에 의해 회전하는 회전자(22) 및 회전자(22)에 압입 설치되며 커넥팅로드(40)와 결합되는 편심부(23a)를 갖는 크랭크샤프트(23)를 포함하여 구성된다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더블록(70)의 저면에는 토출머플러(72)가 돌출 형성된다. 이 토출머플러(72)는 도시되지 않은 응축기와 연결되는 냉매배출관(74)이 연결되고 머플러커버(73)에 의해 밀폐된다. 또한, 토출머플러(72)는 실린더블록(70)을 관통하여 형성된 냉매유로(75)와 연결되며, 이 냉매유로(75)를 통해 실린더헤드(60)의 냉매토출실(62)의 냉매가 토출머플러(72)로 유입된다.

상기와 같은 종래의 압축기에 있어서, 냉매흡입관(91)을 통해서 흡입머플러(90)로 유입된 냉매는 오일공급관(92)으로 공급된 오일과 함께 냉매흡입실(61)로 유입된다. 그리고, 냉매흡입실(61)의 냉매는 압축실(71)로 유입되어 피스톤(50)의 직선왕복운동에 의해 압축된 후, 냉매토출실(62)로 토출된다. 그리고, 냉매토출실(62)로 토출된 냉매는 냉매유로(75)를 통해 토출머플러(72)로 유입된 후, 냉매배출관(74)을 통해 응축기로 흘러 들어간다.

그러나, 이와 같은 종래의 왕복동식 압축기에서, 압축실(71) 내에서 피스톤(50)이 직선왕복운동하면서 냉매를 흡입, 압축한 후 토출시키게 되므로, 냉매가 연속적으로 토출되지 못하고 토출맥동이 발생된다. 이러한 냉매의 토출맥동은 압축기의 소음 및 진동의 원인이 된다. 특히, 냉동장치의 다른 부품들의 고유진동수에 해당되는 낮은 주파수 대역에서 발생되는 압축기 소음은 냉동장치의 다른 부품들과 공진 작용을 함으로써 냉동장치 전체의 소음 및 진동을 증가시키는 원인이 된다.

이러한 냉매의 토출맥동은 토출된 냉매의 유동저항을 크게하여 저감시킬 수 있다. 즉, 실린더헤드(60)의 냉매토출실(62)로부터 토출머플러(72) 사이의 냉매유로(75)의 단면적을 작게 하거나, 냉매유로(75)의 길이를 길게 함으로써 냉매의 토출맥동은 저감된다. 그러나, 냉매유로(75)의 단면적이 너무 작으면,냉매토출실(62)과 토출머플러(72) 사이에 냉매가 원활하게 흐르지 못하여 압축기의 압축 효율이 떨어지게 된다. 또한, 냉매유로(75)는 실린더블록(70)의 내부를 관통하여 형성되므로 그 길이를 증가시키는데는 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 냉매의 토출구조를 개선함으로써 압축 효율을 떨어뜨리지 않으면서 냉매 유동에 의한 토출맥동을 효과적으로 저감시킬 수 있는 왕복동식 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 왕복동식 압축기의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도,

도 2는 도 1의 왕복동식 압축기의 일부를 절개하여 나타낸 저면도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 왕복동식 압축기의 요부를 개략적으로 나타낸 사시도,

도 4는 도 3의 A-A선을 따라 취한 단면도, 그리고,

도 5는 도 3의 일부 절개 사시도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100;메인프레임 110,120;제 1,2 오일분리실

200;실린더블록 210;압축실

220,230;제 1,2 냉매토출방 240;냉매유로

250;삽입홀 260;냉매배출튜브

270;냉매배출관 300;가스켓

310;그루브 320;연통유로

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 왕복동식 압축기는, 전동기구부를 지지하도록 케이싱 내에 설치되는 메인프레임; 상기 메인프레임에 결합되며, 압축실을 갖는 실린더블록; 냉매토출실을 구비하며, 상기 압축실을 밀폐시키도록 상기 실린더블록과 결합되는 실린더헤드; 상기 냉매토출실과 연통되도록 상기 실린더블록 일측에 형성된 제 1 냉매토출방; 냉매배출관이 연결되며, 상기 실린더블록의 다른 일측에 형성된 제 2 냉매토출방; 및 상기 메인프레임과 상기 실린더블록 사이에 개재되며, 상기 제 1 냉매토출방과 상기 제 2 냉매토출방을 연통시키는 연통유로를 형성하는 그루부를 갖는 가스켓;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 의하면, 압축된 냉매가 냉매배출관을 통해 배출되기 전에 제 1 냉매토출방, 연통유로 및 제 2 냉매토출방으로 유동되면서 토출맥동이 저감된다.

한편, 상기 구성에 있어서, 상기 메인프레임의 일측에는 상기 제 1 냉매토출방에 대응되는 제 1 오일분리실이 형성되는 것이 바람직하고, 상기 메인프레임의다른 일측에는 상기 제 2 냉매토출방에 대응되는 제 2 오일분리실이 형성되는 것이 더욱 바람직하다.

그리고, 상기 제 1 및 제 2 냉매토출방은 그 높이가 14㎜ ~ 30㎜인 것이 바람직하고, 그 체적이 15 ~ 25cc인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 연통유로는 단면적이 2.5 ~ 10mm²인 것이 좋다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 오일분리실은 그 체적이 8 ~ 10cc인 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 2 냉매토출방의 일측에는 관통홀이 형성되고, 상기 냉매배출관은 상기 관통홀에 삽입되는 냉매배출튜브에 결합되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명함에 있어서, 종래와 그 구성 및 작용이 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하여 인용한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 왕복동식 압축기의 요부를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A선을 따라 취한 단면도이고, 도 5는 도 3의 일부 절개 사시도이다.

도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기는, 메인프레임(100)와, 실린더블록(200)과, 제 1 및 2 냉매토출방(210)(220) 및 가스켓(300)을 포함한다.

상기 메인프레임(100)은 전동기구부(20;도 1참조)를 지지하기 위해케이싱(10;도 1참조) 내에 설치된다. 메인프레임(100)의 양측으로는 제 1 및 2 오일분리실(110)(120)이 구비된다. 이들 오일분리실(110)(120)은 그 체적이 8 ~ 10cc인 것이 바람직하다.

상기 실린더블록(200)은 압축실(210)을 가지고 있으며, 메인프레임(100)의 상부면에 나사(미도시) 등의 결합수단에 의해 결합된다. 실린더블록(200)의 일면에는 압축실(210)을 밀폐시키기 위한 실린더헤드(60;도 1참조)가 결합되는데, 실린더헤드(60)의 구성이나 작용은 종래와 동일하다. 실린더블록(200)의 양측으로는 제 1 및 2 냉매토출방(220)(230)이 구비된다.

상기 제 1 냉매토출방(220)은 메인프레임(100)의 제 1 오일분리실(110)에 대응되도록 실린더블록(200) 일측에 형성된다. 그리고, 제 1 냉매토출방(220)은 실린더블록(200)의 일측을 관통하여 형성된 냉매유로(240)를 통해 실린더헤드(60)의 냉매토출실(62;도 1참조)과 연통된다. 제 1 냉매토출방(220)은 냉매의 유동에 의한 토출맥동을 저감시킬 수 있도록 적절한 높이와 체적을 갖도록 형성되는데, 그 높이(H)는 14 ~ 30㎜인 것이 바람직하고, 그 체적은 15 ~ 25cc인 것이 바람직하다.

상기 제 2 냉매토출방(230)은 메인프레임(100)의 제 2 오일분리실(120)과 대응되도록 실린더블록(200)의 다른 일측에 형성된다. 제 2 냉매토출방(230)의 일측에는 삽입홀(250)이 형성되며, 이 삽입홀(250)에 냉매배출관(270)이 연결된 냉매배출튜브(260)가 압입된다. 제 2 냉매토출방(230) 역시 냉매의 유동에 의한 토출맥동을 감소시킬 수 있도록 적절한 높이와 체적을 갖도록 형성되며, 그 높이는 제 1 냉매토출방(220)과 같은 14 ~ 30㎜이고 그 체적은 15 ~ 25cc인 것이 바람직하다.

상기 가스켓(300)은 메인프레임(100)과 실린더블록(200) 사이에 개재되어 두 부품 사이의 기밀을 유지시킨다. 가스켓(300)은 그루브(310)를 가지고 있으며, 메인프레임(100)과 실린더블록(200) 결합시 이 그루브(310)가 제 1 냉매토출방(220)과 제 2 냉매토출방(230)을 연통시키는 연통유로(320)를 형성한다. 따라서, 제 1 냉매토출방(220)의 냉매는 이 연통유로(320)를 통해 제 2 냉매토출방(230)으로 이동된다. 연통유로(320)는 냉매의 유동에 의한 토출맥동을 저감시킬 수 있도록 적절한 단면적, 예컨대, 2.5 ~ 10mm²크기의 단면적을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 그루브(310)는 상기 단면적 크기에 대응되는 폭으로 형성된다.

이하, 상기와 같이 구성된 왕복동식 압축기의 작용에 대해서 설명한다.

먼저, 크랭크샤프트(23;도 1참조)의 회전에 따라 피스톤(50;도 1참조)이 압축실(210) 내에서 하사점 방향으로 후퇴하면, 흡입관(91;도 1참조)을 통해 흡입머플러(90;도 1참조)로 유입된 저압의 냉매는 오일공급관(92;도 1참조)에 의해 공급된 오일과 함께 실린더헤드(60)의 냉매흡입실(61)을 거쳐 압축실(210)로 유입된다. 이후, 크랭크샤프트(23)가 더 회전하여 피스톤(50)이 압축실(210) 내에서 상사점 방향으로 전진하면, 냉매는 압축되어 고압 상태가 된다. 그리고, 압축된 냉매는 실린더헤드(60)의 냉매토출실(62)에 잠시 머문 후, 실린더블록(200)의 냉매유로(240)를 통하여 제 1 냉매토출방(220)으로 유입된다. 이때, 냉매 중에 포함된 오일은 제 1 오일분리실(110)로 떨어지고, 오일이 분리된 냉매는 연통유로(320)를 통하여 제 2 냉매토출방(230)으로 유입된다. 그리고, 냉매 중에 잔류하는 오일은 제 2 오일분리실(120)로 떨어져 다시 한번 분리되고, 오일이 분리된 냉매는 냉매토출튜브(260) 및 냉매토출관(270)을 통해 응축기로 이동된다.

이러한 냉매의 토출 과정에서, 압축된 냉매는 실린더헤드(60)의 냉매토출실(62)에서 제 1 냉매토출방(220), 연통유로(320) 및 제 2 냉매토출방(230)으로 유동되면서 토출맥동이 저감된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 냉매토출실과 냉매배출관 사이에 냉매가 유동되면서 토출맥동이 저감될 수 있는 소정 형상의 제 1 냉매토출방, 연통유로 및 제 2 냉매토출방을 구비하고, 메임프레임과 실린더블록이 분리되어 있어 실린더블록에서 발생된 진동이 온전히 메임프레임으로 전달되지 않기 때문에, 결과적으로는, 압축기 및 냉동장치의 소음 및 진동이 감소된다.

또한, 본 발명에 의하면, 냉매가 제 1 및 2 오일분리실을 통과하면서 냉매에 포함되어 있는 오일이 냉매로부터 분리되기 때문에, 냉매의 압축효율이 향상되는 효과가 있다.

더욱이, 메인프레임과 실린더블록은 단순한 모양의 부품으로 따로 만들어져 조립되기 때문에, 제조비용을 절감할 수 있는 효과도 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims

전동기구부를 지지하도록 케이싱 내에 설치되는 메인프레임;

상기 메인프레임에 결합되며, 압축실을 갖는 실린더블록;

냉매토출실을 구비하며, 상기 압축실을 밀폐시키도록 상기 실린더블록과 결합되는 실린더헤드;

상기 냉매토출실과 연통되도록 상기 실린더블록 일측에 형성된 제 1 토출방;

냉매배출관이 연결되며, 상기 실린더블록의 다른 일측에 형성된 제 2 토출방; 및

상기 메인프레임과 상기 실린더블록 사이에 개재되며, 상기 제 1 토출방과 상기 제 2 토출방을 연통시키는 연통유로를 형성하는 그루부를 갖는 가스켓;을 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
제 1 항에 있어서,

상기 메인프레임의 일측에는 상기 제 1 냉매토출방에 대응되는 제 1 오일분리실이 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
제 2 항에 있어서,

상기 메인프레임의 다른 일측에는 상기 제 2 냉매토출방에 대응되는 제 2 오일분리실이 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
제 3 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 냉매토출방은 그 높이가 14㎜ ~ 30㎜인 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
제 3 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 냉매토출방은 그 체적이 15 ~ 25cc인 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
제 3 항에 있어서,

상기 연통유로는 단면적이 2.5 ~ 10mm²인 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
제 3 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 오일분리실은 그 체적이 8 ~ 10cc인 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
제 3 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 냉매토출방은 그 높이가 14㎜ ~ 30㎜, 그 체적이 15 ~ 25cc이고,

상기 연통유로는 단면적이 2.5 ~ 10mm²이며,

상기 제 1 및 제 2 오일분리실은 그 체적이 8 ~ 10cc인 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
제 8 항에 있어서,

상기 제 2 냉매토출방의 일측에는 삽입홀이 형성되고, 상기 냉매배출관은 상기 삽입홀에 삽입되는 냉매배출튜브에 결합되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.