KR100575831B1

KR100575831B1 - 왕복동식 압축기의 진동 저감 장치

Info

Publication number: KR100575831B1
Application number: KR1020030102308A
Authority: KR
Inventors: 이동원
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-12-31
Filing date: 2003-12-31
Publication date: 2006-05-03
Also published as: KR20050071263A

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 진동 저감 장치에 관한 것으로, 본 발명은 케이싱의 내부에 진동 가능하도록 탄력 지지하고 가동자가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동모터를 구비하며 그 왕복동모터의 가동자에 피스톤을 결합하여 실린더에서 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축하여 토출하도록 구성하는 압축기본체; 상기 압축기본체의 토출측에 연결하여 케이싱의 내부에서 압축기본체의 진동을 감쇄하는 루프파이프; 상기 루프파이프의 끝단에 연결하여 케이싱에 관통 결합하는 가스토출관; 및 상기 압축기본체의 토출측 또는 가스토출관의 입구측에 연통하도록 고정 결합하는 고정체와, 상기 압축기본체의 토출측과 루프파이프 또는 루프파이프와 가스토출관의 입구측을 연통하도록 내부유로를 구비하여 그 일측이 상기 고정체에 자유회전 하도록 결합하고 그 타측이 상기 루프파이프에 고정 결합하는 회전체와, 상기 고정체와 회전체 사이에 개재하여 그 회전체가 고정체에 대해 원활하게 회전하도록 하는 베어링으로 이루어지는 회전커플링;을 포함함으로써, 압축기본체의 진동이 상기한 회전커플러에서 흡수되어 상쇄되고 이를 통해 상기한 진동이 루프파이프를 통해 가스토출관으로 전달되는 것을 차단하여 압축기 진동을 크게 낮출 수 있다.

Description

왕복동식 압축기의 진동 저감 장치{DEVICE FOR REDUCING VIBRATION OF RECIPROCATING COMPRESSOR}

도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 단면도,

도 2는 종래 루프파이프의 진동 전달 상태를 보인 평면도,

도 3은 본 발명 왕복동식 압축기를 일례를 보인 단면도,

도 4는 본 발명 왕복동식 압축기에서 진동 저감 상태를 보인 평면도,

도 5는 도 3의 "A"부를 확대하여 보인 것으로, 진동 저감 장치의 일례를 보인 단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 케이싱 20 : 프레임유니트

30 : 왕복동모터 40 : 압축유니트

50 : 공진스프링유니트 60 : 지지스프링유니트

70 : 가스토출관 80 : 루프파이프

90 : 연결관 100 : 회전커플러

110 : 고정체 111 : 가스통공

112 : 회전체수용부 113 : 베어링홈

120 : 회전체 121 : 내부유로

112 : 베어링홈 130 : 볼베어링

본 발명은 왕복동식 압축기에서 압축기구부와 가스토출관을 연결하는 루프파이프에 관한 것으로, 특히 루프파이프에서의 진동 소음을 효과적으로 줄일 수 있는 왕복동식 압축기의 진동 저감 장치에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 압축기는 케이싱의 내부에 직선으로 왕복운동을 하는 압축기구부와 전동기구부를 함께 구비하여 냉매가스를 흡입 압축한 후 냉동사이클장치로 토출하고 있다. 이러한 왕복동식 압축기는 냉매가스를 흡입 압축하여 토출하는 과정에서 주로 선형 진동이 발생하고 이 진동은 케이싱에 전달되어 압축기 소음을 유발하는 바, 통상 압축기구부의 토출측을 자체 흡진 기능을 가지는 루프파이프로 가스토출관에 연결함으로써 압축기의 진동 소음을 줄이고 있다.

도 1은 종래 루프파이프를 구비한 왕복동식 압축기의 일례를 보인 단면도이고, 도 2는 종래 루프파이프의 진동 상태를 보인 개략도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래 왕복동식 압축기는, 케이싱(10)의 내부에 프레임유니트(20)를 탄력적으로 설치하고, 프레임유니트(20)에 전동기구부를 이루는 왕복동모터(30)를 설치하며, 왕복동모터(30)의 가동자(33)게 결합하여 함께 직선으로 왕복운동을 하면서 유체를 흡입 압축 토출하는 압축유니트(40)를 설치하고, 압축유니트(40)의 공진운동을 유도하도록 프레임유니트(20)와 압축유니트(40) 사이에는 공진스프링유니트(50)와, 케이싱(10)과 프레임유니트(20) 사이를 지지하는 지지스프링유니트(60)를 포함하고 있다.

케이싱(10)에는 냉매가스를 냉동시스템(미도시)에서 흡입하는 가스흡입관(SP)과 압축한 냉매가스를 냉동시스템으로 토출하는 가스토출관(70)을 설치하고, 그 중 가스토출관(70)은 전술한 바와 같이 압축유니트(40)의 토출공간(D)에 루프파이프(loop pipe)(80)로 연결하고 있다.

루프파이프(80)는 평활관으로 형성하여 압축유니트(40)의 토출공간(D)과 케이싱(10)의 가스토출관(70)을 연결하는 가스안내관(81)와, 가스안내관(81)의 외주면에는 원형 단면 형상으로 형성하여 그 가스안내관(81)에 미끄러지게 감겨 압축유니트(40)를 통해 케이싱(10)으로 전달되는 진동을 흡수하는 코일질량체(82)로 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 21 및 22 및 23은 전방 및 중간 및 후방 프레임, 31 및 32는 외측 및 내측 고정자, 41은 실린더, 42는 피스톤, 43은 흡입밸브, 44는 토출밸브, 45는 밸브스프링, 46은 토출커버, 51 및 52는 전방측 및 후방측 공진스프링, 61 및 62는 전방측 및 후방측 지지스프링, C는 압축기본체, P는 압축공간이다.

상기와 같은 종래 왕복동식 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 왕복동모터(30)에 전원을 인가하면, 피스톤(42)이 왕복동모터(30)의 가동자(33)와 함께 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 실린더(41)의 압축공간(P) 흡입하였다가 압축하여 토출하는 일련의 과정을 반복한다.

이때, 왕복동모터(30)와 압축유니트(40)에서 발생하는 진동은 가스안내관(81)을 통해 케이싱(10)으로 전달되나, 이 압축기 진동은 가스안내관(81)의 외주면에 감긴 코일질량체(82)가 그 가스안내관(81)과 마찰하거나 또는 코일질량체(82)의 선재끼리 마찰하면서 상쇄되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래의 왕복동식 압축기는, 루프파이프(80)의 가스안내관(81)이 토출커버(46)와 가스토출관(70)을 직접 연결함에 따라 압축기본체(C)에서 발생하는 진동이 상기한 가스토출관(70)을 통해 케이싱(10)으로 전달되어 압축기 진동이 유발되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 밀폐형 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 루프파이프의 중간에 자유운동체를 개재하여 압축기본체의 진동을 차단하도록 하는 왕복동식 압축기의 진동 저감 장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱의 내부에 진동 가능하도록 탄력 지지하고 가동자가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동모터를 구비하며 그 왕복동모터의 가동자에 피스톤을 결합하여 실린더에서 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축하여 토출하도록 구성하는 압축기본체; 상기 압축기본체의 토출측에 연결하여 케이싱의 내부에서 압축기본체의 진동을 감쇄하는 루프파이프; 상기 루프파이프의 끝단에 연결하여 케이싱에 관통 결합하는 가스토출관; 및 상기 압축기본체의 토출측 또는 가스토출관의 입구측에 연통하도록 고정 결합하는 고정체와, 상기 압축기본체의 토출측과 루프파이프 또는 루프파이프와 가스토출관의 입구측을 연통하도록 내부유로를 구비하여 그 일측이 상기 고정체에 자유회전 하도록 결합하고 그 타측이 상기 루프파이프에 고정 결합하는 회전체와, 상기 고정체와 회전체 사이에 개재하여 그 회전체가 고정체에 대해 원활하게 회전하도록 하는 베어링으로 이루어지는 회전커플링;을 포함한 왕복동식 압축기의 진동 저감 장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 진동 저감 구조를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 왕복동식 압축기를 일례를 보인 단면도이고, 도 4는 본 발명 왕복동식 압축기에서 진동 저감 상태를 보인 평면도이며, 도 5는 도 3의 "A"부를 확대하여 보인 것으로, 진동 저감 장치의 일례를 보인 단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명의 왕복동식 압축기는, 가스흡입관(SP)과 가스토출관(70)을 관통 설치한 케이싱(10)과, 케이싱(10)의 내부에 탄력적으로 설치하는 프레임유니트(20)와, 프레임유니트(20)에 설치하여 가동자(33)가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동모터(30)와, 왕복동모터(30)의 가동자(33)에 피스톤(42)을 결합하여 이 피스톤(42)이 실린더(41)의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축하여 토출하는 압축유니트(40)와, 압축유니트(40)의 공진운동을 유도하도록 프레임유니트(20)와 압축유니트(40) 사이에 설치하는 공진스프링유니트(50)와, 케이싱(10)과 프레임유니트(20) 사이를 지지하는 지지스프링유니트(60)와, 압축유니트(40)의 토출측과 상기한 가스토출관(70)을 연통하는 루프파이프(80)와, 압축유니트(40)의 토출측과 루프파이프(80)를 자유회전 가능하도록 연결하는 회전커플러(100)를 포함한다.

압축유니트(40)의 토출측에는 소정의 토출공간(D)을 가진 토출커버(46)를 고정 설치하고, 토출커버(46)의 일측에는 토출공간(D)의 출구측에서 연장하는 연결관(90)을 진동방향에 대해 수직방향으로 형성한다.

루프파이프(80)는 후술할 회전체(120)의 내부유로(121) 출구에 연결하여 냉매가스를 가스토출관(70)으로 안내하는 가스안내관(81)과, 가스안내관(81)의 외주면에 미끄럼 접촉하도록 나선형으로 감아 상호 마찰에 의해 진동을 저감하는 코일질량체(82)로 이루어진다.

또, 루프파이프(80)는 도면으로 제시하지는 않았으나 가요성 관체(flexible pipe)로 형성할 수도 있다.

여기서, 루프파이프(80)는 금속관이든 가요성 관체든 회전커플러(100)의 회전반경을 고려하여 충분히 길게 형성하는 것이 바람직하다.

회전커플러(100)는 도 5에서와 같이 압축유니트(40)의 연결관(90) 끝단에 후조립으로 결합하거나 또는 상기 연결관(90)의 끝단부를 확관하여 형성하는 고정체(110)와, 고정체(110)에 회전 가능하게 결합하고 그 내부에 상기한 연결관(90)과 가스토출관(70)을 연통하는 회전체(120)로 이루어진다.

고정체(110)는 한 쪽이 막힌 원통 모양으로 형성하여 그 막힌 측면에 상기한 연결관(90)과 연통하는 가스통공(111)을 형성하고, 그 가스통공(111)을 수용하여 상기한 회전체(120)를 회전 가능하게 삽입하는 회전체수용부(112)를 형성하며, 회전체수용부(112)의 내주면에는 상기 회전체(120)와의 사이에 개재하는 볼베어링(130)의 일부를 삽입하도록 환형으로 베어링홈(113)을 형성한다.

회전체(120)는 그 내부에 상기한 고정체(110)의 가스통공(111)과 루프파이프(80)를 연통하도록 내부유로(121)를 구비한 원봉 형상으로 형성하고, 그 외주면에는 고정체(110)의 베어링홈(113)에 조응하여 볼베어링(130)의 일부를 삽입하도록 환형으로 베어링홈(122)을 형성한다.

한편, 도면으로 제시하지는 않았으나 상기한 회전커플러(100)를 루프파이프(80)와 가스토출관(70) 사이에 설치할 수도 있다. 이 경우에도 상기한 고정체(110)는 가스토출관(70)의 입구측에 고정 설치하고 이에 대향하는 루프파이프(80)의 출구측에 상기한 회전체(120)를 연결하여 고정체(110)전 가능하게 결합한다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 21 및 22 및 23은 전방 및 중간 및 후방 프레임, 31 및 32는 외측 및 내측 고정자, 43은 흡입밸브, 44는 토출밸브, 45는 밸브스프링, 51 및 52는 전방측 및 후방측 공진스프링, 61 및 62는 전방측 및 후방측 지지스프링, P는 압축공간이다.

상기와 같은 본 발명 왕복동식 압축기의 진동 저감 장치는 다음과 같은 작용 효과를 갖는다.

즉, 왕복동모터(30)의 고정자(31)(32)에 전원을 인가하면, 그 왕복동모터(30)의 가동자(33)와 함께 피스톤(42)이 공진스프링유니트(50)에 의해 실린더(41)의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 압축공간(P)으로 흡입하여 일정 압력까지 압축하였다가 토출하는 일련의 과정을 반복한다.

이때, 왕복동모터(30)와 압축유니트(40)에서 발생하는 진동은 루프파이프(80)를 통해 케이싱(10)으로 전달되어 압축기 진동을 가중시킬 우려가 있으나, 도 3 및 도 4에서와 같이 압축유니트(40)의 토출측과 루프파이프(80)의 사이 또는 루프파이프(80)와 가스토출관(70)의 입구측 사이에 자유회전이 가능한 회전커플러(100)를 설치하는 경우에는 압축기본체(C)가 전후 방향으로 진동을 하더라도 상기한 회전커플러(100)의 회전체(120)가 고정체(110)의 회전체수용부(112)에서 볼베어링(130)에 의해 자유롭게 회전운동을 하면서 진동을 흡수하여 상쇄함으로써 압축기본체(C)에서 발생하는 진동이 루프파이프(80)를 통해 가스토출관(70)으로 전달되는 것을 차단하여 압축기 진동을 현저하게 낮출 수 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 진동 저감 장치는, 압축기본체의 출구측과 루프파이프의 사이 또는 루프파이프와 가스토출관의 입구측 사이에 회전커플러를 설치함으로써, 압축기본체의 진동이 상기한 회전커플러에서 흡수되어 상쇄되고 이를 통해 상기한 진동이 루프파이프를 통해 가스토출관으로 전달되는 것을 차단하여 압축기 진동을 크게 낮출 수 있다.

Claims

케이싱의 내부에 진동 가능하도록 탄력 지지하고 가동자가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동모터를 구비하며 그 왕복동모터의 가동자에 피스톤을 결합하여 실린더에서 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축하여 토출하도록 구성하는 압축기본체;

상기 압축기본체의 토출측에 연결하여 케이싱의 내부에서 압축기본체의 진동을 감쇄하는 루프파이프;

상기 루프파이프의 끝단에 연결하여 케이싱에 관통 결합하는 가스토출관; 및

상기 압축기본체의 토출측 또는 가스토출관의 입구측에 연통하도록 고정 결합하는 고정체와, 상기 압축기본체의 토출측과 루프파이프 또는 루프파이프와 가스토출관의 입구측을 연통하도록 내부유로를 구비하여 그 일측이 상기 고정체에 자유회전 하도록 결합하고 그 타측이 상기 루프파이프에 고정 결합하는 회전체와, 상기 고정체와 회전체 사이에 개재하여 그 회전체가 고정체에 대해 원활하게 회전하도록 하는 베어링으로 이루어지는 회전커플링;을 포함한 왕복동식 압축기의 진동 저감 장치.
제1항에 있어서,

상기 베어링은 고정체의 내주면과 이에 대응하는 회전체의 외주면에 각각 형성되는 베어링홈에 맞물려 삽입되는 볼베어링으로 이루어진 왕복동식 압축기의 진동 저감 장치.