KR100575844B1 - 밀폐형 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 토출소음기(50) 내부에 마련되며 토출소음기(50)와 실린더헤드(34)의 토출실(34b)을 연통시키는 맥동저감유로(53)가 복수의 통로(53b,53c)를 갖도록 형성된다.

이에 따라, 각 통로(53b,53c)의 직경을 종래 맥동파이프보다 상대적으로 작게 하여 냉매의 맥동을 현저히 줄일 수 있게 되며, 복수개 통로(53b,53c)를 통해 일정량의 냉매가 지속적으로 통과됨에 따라 압축기의 기동전압 및 소비전력이 상승되는 것을 방지할 수 있게 된다.

Description

밀폐형 압축기{Hermetic compressor}

도 1은 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 전체 구조를 도시한 측단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 실린더헤드를 보인 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 토출소음기 내부를 보인 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 토출소음기에 마련된 맥동저감유로의 다른 형태를 보인 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 밀폐형 압축기에 있어서, 맥동저감유로가 한 쌍의 동일 중공관으로 이루어지고 중공관의 내경, 중공관의 길이, 토출소음기의 용적이 각각 소정범위 내에 있을 때 진동소음의 감소와 기동전압 및 소비전력의 감소를 종래 압축기와 비교하여 나타낸 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 구동부, 30 : 압축부,

32 : 실린더, 32a : 압축실,

34 : 실린더헤드, 34a : 흡입실,

34b : 토출실, 35 : 피스톤,

36 : 밸브플레이트, 36a : 흡입구,

36b : 토출구, 40 : 흡입소음기,

41 : 흡입관, 50 : 토출소음기,

51 : 토출관, 52,53 : 맥동저감유로,

52a,52b : 중공관, 53a : 단일관,

53b,53c : 통로.

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 토출되는 냉매의 압력 맥동을 저감하기 위한 토출소음기 내부에 맥동저감유로를 갖춘 밀폐형 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐형 압축기는 냉동장치 등에 사용되는 냉매를 압축하기 위한 것으로써, 외부로부터 인가된 전원에 의해 동력을 발생시키는 구동부와, 구동부로부터 동력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축부로 구성된다.

압축부는 밀폐용기 내부에 압축실을 이루는 실린더가 형성된 실린더블록과, 압축실 내부를 왕복 운동하는 피스톤과, 실린더 일측에 결합되며 흡입실과 토출실이 각각 형성된 실린더헤드를 구비한다.

그리고 실린더와 실린더헤드 사이에는 흡입실과 토출실이 각각 압축실에 연통되도록 흡입공과 토출공이 내부에 형성된 밸브플레이트가 설치되며, 이러한 밸브플레이트에는 흡입공과 토출공을 각각 선택적으로 개폐하도록 흡입밸브와 토출밸브가 설치된다.

또한 실린더헤드의 토출실 측에는 토출되는 냉매의 맥동 및 소음을 저감하기 위한 토출소음기가 결합되는데, 이러한 토출소음기 내부에는 냉매의 맥동을 저감하도록 맥동파이프가 마련된다.

맥동파이프는 나선형상으로 다수번 감아진 형태를 갖는 것으로, 일단이 토출실을 형성하는 실린더헤드에 용접 결합되며 타단은 토출소음기 내부와 연통되게 마련된다.

이와 같이 구성된 압축기는 전원이 인가됨에 따라 구동부가 피스톤을 진퇴 시켜 압축실 내의 냉매를 압축하게 되고, 압축된 냉매는 실린더헤드의 토출실로 토출된다. 계속해서 토출실의 냉매는 맥동파이프를 거쳐 토출소음기 내부로 이동되게 되는데, 이때 맥동파이프를 통과하면서 냉매의 맥동이 저감되게 된다.

그러나, 이러한 종래 밀폐형 압축기에 적용된 맥동파이프는 그 직경을 작게 할 수록 유로 저항이 증가되어 냉매의 맥동을 보다 줄일 수 있게 되지만, 맥동파이프를 통해 일정량의 냉매가 지속적으로 이송되어야 하므로 그 직경을 줄이는데는 한계가 있게 된다.

즉, 맥동파이프의 직경을 줄이게 되면 냉매의 맥동 및 소음이 현저히 개선되기는 하나, 맥동파이프의 유로 저항 증가로 인해 압축기의 기동전압 및 소비전력이 상승하는 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 토출소음기 내부에 마련되는 맥동파이프의 구조를 개선하여 냉매의 맥동 및 소음을 현저하게 줄임과 동시에 압축기의 기동전압 및 소비전력을 절감할 수 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 밀폐형 압축기는; 압축실을 형성하는 실린더와, 상기 실린더 일측에 결합되며 내부에 상기 압축실과 연통되는 토출실이 형성된 실린더헤드와, 상기 실린더헤드의 토출실측에 마련되어 토출되는 냉매의 맥동을 저감하는 토출소음기와, 상기 토출소음기 내부에 배치되어 일단이 상기 토출실과 연통되고 타단이 상기 토출소음기 내부와 연통되되 복수의 통로를 갖는 맥동저감유로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 맥동저감유로는 나선형상으로 다수번 감아진 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 맥동저감유로의 양단부는 하나의 통로를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 맥동저감유로는 복수의 중공관이 서로 결합되어 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 맥동저감유로는 하나의 단일관 내부가 구획되어 복수의 통로를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 각각의 통로는 단면적이 실질적으로 서로 동일하게 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 통로의 내경은 각각 1.0 ∼ 1.5 ㎜이고, 상기 통로의 길이는 각각 70 ∼ 120 ㎜이며, 상기 토출소음기의 용적은 15 ∼ 25 ㏄ 인 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세 히 설명한다.

도 1를 참조하면, 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는, 상부용기(11)와 하부용기(12)이 결합되어 밀폐된 밀폐용기(10)의 내부에는 동력을 발생하는 구동부(20)와, 이 구동부(20)로부터 동력을 제공받아 냉매를 압축하는 압축부(30)가 마련된다.

구동부(20)는 밀폐용기(10)의 내부에 고정된 고정자(21)와 이 고정자(21)의 내부에 이격 설치되어 고정자(21)와 전자기적으로 상호 작용하는 회전자(22)가 마련된다. 그리고, 회전자(22)의 중심에는 회전자(22)와 함께 연동될 수 있도록 회전축(23)이 마련되고, 회전축(23)의 하부에는 편심 회전하는 편심부(24)와 편심부(24)의 편심 회전을 직선운동으로 전환시킬 수 있도록 일단은 편심부(24)에 회전운동 가능하게 결합되고 타단은 후술할 피스톤(32)에 회전 및 직선운동 가능하게 설치되는 커넥팅로드(25)가 마련된다.

압축부(30)는 프레임(31)의 일측에 마련되며 압축실(32a)을 형성하는 실린더(32)를 갖춘 실린더블록(33)과, 압축실(32a)에 냉매의 흡입과 토출을 안내하도록 흡입실(도 2참조,34a)과 토출실(34b)이 마련된 실린더헤드(34)와, 압축실(32a) 내부를 직선 왕복운동하는 피스톤(35)을 포함하여 구성되며, 실린더(32)와 실린더헤드(34) 사이에는 압축실(32a)과 흡입실(도 2참조,34a) 및 토출실(34b)을 각각 연통시킬 수 있도록 내부에 흡입공(36a)과 토출공(36b)이 형성된 밸브플레이트(36)가 개재된다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더헤드(34)의 흡입실(34a) 측에는 흡입 되는 냉매의 맥동을 저감하기 위한 흡입소음기(40)가 결합되는데, 흡입소음기(40) 일측에는 냉매의 흡입을 안내하는 흡입관(41)이 설치된다.

또, 실린더헤드(34)의 토출실(34b) 측에는 토출되는 냉매의 맥동 및 소음을 저감하기 위한 토출소음기(50)가 결합되며, 토출소음기(50)를 경유한 토출 냉매는 토출소음기(50) 일측에 연통되게 설치된 토출관(51)을 통해 외부로 배출된다.

계속해서 도 3을 참조하여 설명하면, 토출소음기(50)는 원통형상을 갖는 것으로 그 내부에는 실린더헤드(34)의 토출실(34b) 측의 냉매를 토출소음기(50) 내부로 안내함과 동시에 냉매의 맥동을 저감하는 맥동저감유로(52)가 마련된다.

상기 맥동저감유로(52)는 한 쌍의 중공관(52a,52b)이 서로 결합된 채로 나선형상으로 다수번 감아진 형태를 갖게 되며, 각 중공관(52a,52b)은 브레이징 용접을 통해 결합을 이루게 된다. 이때 각 중공관(52a,52b)은 단면적이 실질적으로 서로 동일하게 마련되는 것이 바람직하다.

또, 맥동저감유로(52)는 보다 원활한 냉매의 유출입을 위해 양단부가 단일관(52c) 형태를 갖게 되며, 맥동저감유로(52)의 일단은 실린더헤드(34)에 용접 고정되어 토출실(34b)과 연통되고 타단은 토출소음기(50) 내부와 연통을 이루게 된다.

본 실시예에서는 맥동저감유로(52)를 이루는 중공관(52a,52b)이 한 쌍으로 마련된 것을 보였으나 중공관(52a,52b)은 2개 이상으로 마련될 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 맥동저감유로(53)는 하나의 단일관(53a) 내부가 구획되어 복수개의 통로(53b,53c)를 갖을 수도 있으며, 이때 각각의 통로(53b,53c)는 그 단면적과 길이가 동일하게 마련된다.

다음에는 본 발명에 따른 밀폐형 압축기의 동작 및 작용을 설명한다.

구동부(30)에 전원이 인가되면 회전자(32)와 함께 회전축(33)이 회전되고, 회전축(33)의 회전으로 편심부(34)가 편심 회전된다. 그리고 편심부(34)에 의해 피스톤(24)이 압축실(22a) 내부를 왕복 운동하므로써 실린더헤드(23)의 흡입실(23a)로부터 유입된 냉매를 압축한 후 토출실(23b)로 토출시키게 된다.

그리고 토출실(23b)의 냉매는 맥동저감유로(52)를 통과하여 토출소음기(50) 내부로 이동되는데, 이때 맥동저감유로(52)는 복수개의 중공관(52a,52b)으로 형성되어 있으므로 중공관(52a,52b)의 직경을 감소시켜 냉매의 압력맥동은 줄이고, 맥동저감유로(52)를 통과하는 냉매의 유량은 일정수준을 유지할 수 있게 된다.

이에 따라, 압축기 외부로 배출되는 냉매의 압력 맥동 및 소음을 저감할 수 있게 되어 압축기의 운전을 안정적이고 정숙하게 이루게 된다.

한편, 본 발명자의 실험에 의하면, 한 쌍의 동일 중공관(52a,52b)으로 맥동저감유로(52)를 이루는 경우, 중공관의 내경(52a,52b)과, 중공관(52a,52b)의 길이와, 토출소음기(50)의 용적이 각각 다음과 같은 범위에 있을 때, 진동소음의 감소와, 기동전압 및 소비전력의 감소가 동시에 이루어지는 것으로 밝혀졌다.

(a) 중공관의 내경 : 1.0 ∼ 1.5 ㎜

(b) 중공관의 길이 : 70 ∼ 120 ㎜

(c) 토출소음기의 용적 : 15 ∼ 25 ㏄

도 5는, 상기와 같은 조건에 따라 각부의 치수를 정하여 실험을 통하여 압축기의 소음을 측정한 결과를, 다른 조건이 동일한 종래 압축기의 실험을 통한 소음 측정 결과와 비교하여 나타내 보인 그래프이다.

그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 압축기는 종래 압축기에 비하여, 냉동장치의 다른 부품들과 공진을 일으키는 1KHz 이하의 저주파 대역에서발생하는 소음이 현저하게 감소하였음을 알 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와, 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 토출소음기 내부에 마련되며 토출소음기와 실린더헤드의 토출실을 연통시키는 맥동저감유로가 복수의 통로를 갖도록 형성된다.

이에 따라, 각 통로의 직경을 종래 맥동파이프보다 상대적으로 작게 하여 냉매의 맥동을 현저히 줄일 수 있게 되며, 복수개 통로를 통해 일정량의 냉매가 지속적으로 통과됨에 따라 압축기의 기동전압 및 소비전력이 상승되는 것을 방지할 수 있게 된다.

Claims (7)

1. 압축실을 형성하는 실린더와, 상기 실린더 일측에 결합되며 내부에 상기 압축실과 연통되는 토출실이 형성된 실린더헤드와, 상기 실린더헤드의 토출실측에 마련되어 토출되는 냉매의 맥동을 저감하는 토출소음기와, 상기 토출소음기 내부에 배치되어 일단이 상기 토출실과 연통되고 타단이 상기 토출소음기 내부와 연통되되 복수의 통로를 갖는 맥동저감유로를 포함하고,

   상기 맥동저감유로는 복수의 중공관이 서로 결합되어 마련된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 맥동저감유로는 나선형상으로 다수번 감아진 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 맥동저감유로의 양단부는 하나의 통로를 갖는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
4. 삭제
5. 압축실을 형성하는 실린더와, 상기 실린더 일측에 결합되며 내부에 상기 압축실과 연통되는 토출실이 형성된 실린더헤드와, 상기 실린더헤드의 토출실측에 마련되어 토출되는 냉매의 맥동을 저감하는 토출소음기와, 상기 토출소음기 내부에 배치되어 일단이 상기 토출실과 연통되고 타단이 상기 토출소음기 내부와 연통되되 복수의 통로를 갖는 맥동저감유로를 포함하고,

   상기 맥동저감유로는 하나의 단일관 내부가 구획되어 복수의 통로를 갖는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
6. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,

   각각의 통로는 단면적이 실질적으로 서로 동일하게 마련된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 각각의 통로는 단면적이 실질적으로 서로 동일하게 마련되되,

   상기 통로의 내경은 각각 1.0 ∼ 1.5 ㎜이고, 상기 통로의 길이는 각각 70 ∼ 120 ㎜이며, 상기 토출소음기의 용적은 15 ∼ 25 ㏄ 인 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.

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