KR100747564B1 - 로터리 압축기의 머플러 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로터리 압축기에 관한 것으로서, 압축실에서 토출되는 냉매가스가 발생시키는 낮은 주파수로부터 높은 주파수까지의 소음은 물론, 특정 주파수에 해당하는 소음까지도 동시에 저감하기 위한 것이다.

이를 위해 본 발명은 내부에 냉매를 압축하는 압축실(41)이 형성되는 실린더(40)와, 상기 실린더(40)의 상부에 구비되는 주베어링(51)과, 상기 실린더(40)의 하부에 구비되는 보조베어링(52)과, 상기 압축실(41)의 냉매를 압축하기 위해 회전력을 전달하는 크랭크축(30)을 포함하는 로터리 압축기에 있어서, 상기 주베어링(51)의 상부에 설치되며, 일측 절반부에 상기 압축실(41)에서 압축된 냉매가스가 토출되는 토출공간(185)이 형성되는 내부 머플러(180)와; 상기 내부 머플러(180) 상부에 설치되며, 전체에 상기 내부 머플러(180)의 냉매가스가 토출되는 토출공간(285)이 형성되는 외부 머플러(280)로 이루어져, 상기 압축실(41)에서 냉매가스가 토출할 때 발생되는소음을 이중으로 저감시키는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 머플러 구조가 제공된다.

로터리 압축기, 머플러

Description

로터리 압축기의 머플러 구조{structure of muffler in rotary compressor}

도 1 은 일반적인 로터리 압축기를 나타내는 종단면도

도 2 는 종래 로터리 압축기의 머플러를 나타내는 단면도

도 3 은 본 발명에 따른 로터리 압축기의 머플러를 나타내는 분해도

도 4 는 본 발명에 따른 로터리 압축기의 머플러를 나타내는 결합도

도 5 는 레조네이터의 형상을 나타내는 개략도

도 6 은 본 발명에 따른 로터리 압축기의 머플러와 종래 머플러간의 투과손실을 나타내는 그래프

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

180.280. 내부, 외부 머플러 181,281. 크랭크축 삽입홀

183,283. 체결홈 185,285. 토출공간

본 발명은 로터리 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압축실에서 압축된 냉매가스가 토출할 때 발생되는 소음을 저감하기 위한 머플러에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 증발기에서 증발한 냉매가스를 흡입하여, 흡입한 냉매 가스의 압력을 응축기의 포화압력까지 높여서 토출하기 위한 것으로써, 그 중에서 로터리 압축기는 냉매가스의 흡입, 압축 및 토출 과정을 연속적으로 수행하는 압축기이다.

도 1 은 이와 같은 일반적인 로터리 압축기를 나타내는 종단면도로써, 도시한 바와 같이 일반적인 로터리 압축기는 밀폐용기(10)의 내측 상부에 고정자(21) 및 회전자(22)가 설치되고, 상기 회전자(22)의 중앙에는 크랭크축(30)이 결합되며, 상기 크랭크축(30)의 하부에는 편심캠(31)이 일체로 형성되어 실린더(40) 내부에 형성되는 압축실(41)에 회전 가능하도록 구비된다.

또한, 상기 실린더(40)의 상부 및 하부에는 상기 크랭크축(30)이 원활히 회전하도록 주베어링(51) 및 보조베어링(52)이 설치되고, 상기 밀폐용기(10)의 하부 일측에는 흡입파이프(60)가 설치되며, 상기 밀폐용기(10) 상부에는 토출파이프(70)가 설치된다.

그리고, 상기 주베어링(51)의 상부에는 냉매의 유동소음 및 토출밸브(미도시)의 타격소음을 저감시키기 위한 머플러(80)가 상기 주베어링(51)의 상부를 감싸는 형태로 설치된다.

한편, 도 2 는 종래 로터리 압축기에 적용되는 머플러의 일 예를 나타내는 단면도로서, 공개실용신안공보 93-9061에 공개된 것을 나타낸다.

도면을 참조하여 설명하면, 주베어링(51)의 상부에 위치되는 머플러(80)가 1차 가스구멍(84)이 뚫려진 1차 완충판(82)과, 상기 1차 완충판(82)이 내측에 위치되며 2차 가스구멍(85)이 뚫려진 2차 완충판(83)으로 이루어진다.

이와 같이 구성되는 종래 로터리 압축기에 전원을 공급하면, 밀폐용기(10) 내에 설치된 고정자(21)와 회전자(22) 사이에 유도전류가 발생하게 되고, 상기 유도전류에 의해 회전자(22)가 회전하게 되며, 상기 회전자(22)에 결합된 크랭크축(30) 역시 회전하게 된다.

이 때, 실린더(40) 내부에 형성된 압축실(41)에서 압축된 냉매가스가 일정압력 이상이 되면, 상기 주베어링(51)의 상부에 구비된 토출밸브를 밀어내고 토출하게 되고, 상기 압축실(41)에서 압축된 냉매의 압력이 떨어지면, 상기 토출밸브의 탄성력에 의해 닫히게 된다.

그리고, 전술한 바와 같이 상기 토출밸브를 밀어내고 토출된 냉매가스는 상기 주베어링(51)의 상부에 설치된 상기 머플러(80)로 유입된다.

한편, 상기와 같이 머플러(80)로 유입된 냉매가스는 먼저 1차 완충판(82)의 내부로 토출되면서 확대되어 소음이 저감되고, 상기 1차 완충판의 1차 가스구멍(84)을 통해 2차 완충판(83)의 내부로 토출되면서 다시 확대되어 소음이 더욱 저감된다.

그리고, 상기 2차 완충판의 2차 가스구멍(85)을 통해 밀폐용기(10) 내부로 토출되어, 밀폐용기(10) 상부에 구비된 토출파이프(70)를 통해 압축기 외부로 토출된다.

그런데, 압축실(41)에서 토출되는 냉매가스의 유동소음 및 토출밸브의 타격소음은 낮은 주파수로부터 높은 주파수까지 넓은 범위의 주파수 대역을 갖고 있다.

때문에, 지금까지 로터리 압축기에 적용되는 종래 머플러는 이러한 넓은 범 위의 주파수 대역을 갖는 소음 전체를 저감하도록 형성되었다.

따라서, 종래 머플러는 광대역의 소음 전체를 저감할 수는 있었지만, 특정한 주파수를 갖는 소음을 저감하기는 어려웠다.

또한, 전술한 공개실용신안공보 93-9061 에 공개된 머플러(80)는 압축기의 입력을 증가시키기 때문에 압축기의 전체 성능을 떨어뜨리게 되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 냉매가스가 토출하면서 발생되는 낮은 주파수로부터 높은 주파수 범위의 소음은 물론, 특정 주파수에 해당하는 소음까지도 동시에 저감하기 위한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 형태에 따르면, 내부에 냉매를 압축하는 압축실이 형성되는 실린더와, 상기 실린더의 상부에 구비되는 주베어링과, 상기 실린더의 하부에 구비되는 보조베어링과, 상기 압축실의 냉매를 압축하기 위해 회전력을 전달하는 크랭크축을 포함하는 로터리 압축기에 있어서, 상기 주베어링의 상부에 설치되며, 일측 절반부에 상기 압축실에서 압축된 냉매가스가 토출되는 토출공간이 형성되는 내부 머플러와; 상기 내부 머플러 상부에 설치되며, 전체에 상기 내부 머플러의 냉매가스가 토출되는 토출공간이 형성되는 외부 머플러로 이루어져, 상기 압축실에서 냉매가스가 토출할 때 발생되는 소음을 이중으로 저감시키는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 머플러 구조가 제공된다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도시한 도 3 내지 도 6 을 참조하여 더욱 상세 히 설명하며, 로터리 압축기의 전체적인 구성은 종래와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.

도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 압축기의 머플러를 나타내는 분해도이고, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 압축기의 머플러를 나타내는 결합도이다.

도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 압축기에 적용되는 머플러는 주베어링(51)의 상부에 설치되는 내부 머플러(180)와, 상기 내부 머플러(180)의 상부에 설치되는 외부 머플러(280)로 이루어져 이중으로 소음을 저감하도록 한 것이다.

구체적으로 각각의 머플러에 대해서 설명하면, 상기 내부 머플러(180)는 그 중앙에 크랭크축(30)이 관통 삽입되는 크랭크축 삽입홀(181)이 형성되고, 가장자리에는 상기 내부 머플러(180)를 상기 주베어링(51)에 고정하기 위한 체결홈(183)이 다수개 형성되는 것으로, 본 실시예에서는 상기 체결홈(183)이 상기 내부 머플러(180) 가장자리의 전후 좌우 네 곳에 형성된다.

그리고, 상기 내부 머플러(180)의 일측 절반부에는 상기 주베어링(51)의 상면 및 상기 크랭크축(30)의 외주면과 함께 압축실(41)의 냉매가스가 토출되는 토출공간(185)이 형성되고, 상기 토출공간(185)은 상기 내부 머플러(180)의 타측을 향해 개방된다.

이 때, 상기 내부 머플러의 토출공간(185)은 상기 주베어링(51)과 상기 압축실(41)이 연통하는 부분 즉, 토출밸브가 설치되는 부분에 형성된다.

상기와 같이 토출밸브의 위치에 해당하도록 상기 내부 머플러(180)의 일측 절반부에만 상기 내부 머플러의 토출공간(185)을 형성하는 것은, 압축기의 소음은 토출밸브측에서 가장 크므로 이 부분에 토출공간(185)을 형성하여 소음을 저감함과 함께 압축기의 입력이 증가하는 것을 방지하기 위한 것이다.

또한, 상기 토출공간(185)은 상기 크랭크축 삽입홀(181)과 상기 체결홈(183)의 주위에는 형성되지 않는다.

따라서, 상기 토출공간(185)은 상기 체결홈(183)의 주위에서는 내측으로 오목하게 들어가도록 형성되고, 상기 체결홈(183)들의 사이에서는 외측으로 돌출되도록 형성되어, 상기 토출공간(185)이 상기 내부 머플러(180)의 일측 절반부에서 확대와 축소를 반복하는 형상을 이루게 된다.

다음으로, 상기 외부 머플러(280)는 그 중앙에 크랭크축(30)이 관통 삽입되는 크랭크축 삽입홀(281)이 형성되고, 가장자리에는 상기 외부 머플러(280)를 상기 주베어링(51)에 고정하기 위한 체결홈(283)이 다수개 형성된다.

한편, 본 실시예에서는 상기 외부 머플러의 체결홈(283)이 상기 내부 머플러의 상하 체결홈(183)에 해당하는 위치의 두 곳에 각각 형성되어, 상기 내부 머플러(180)와 함께 상기 주베어링(51)에 체결된다.

그리고, 상기 외부 머플러(280)의 전체에는 상기 주베어링(51)의 상면, 상기 내부 머플러(180) 및 상기 크랭크축(30)의 외주면과 함께 상기 내부 머플러(180)의 냉매가스가 토출되는 토출공간(285)이 형성되고, 상기 토출공간(285)은 상기 크랭크축 삽입홀(281)의 일부분이 상기 크랭크축(30)보다 크게 형성되어, 냉매가스가 상기 외부 머플러의 토출공간(285)에서 밀폐용기(10) 내부로 토출된다.

또한, 상기 외부 머플러의 토출공간(285)은 상기 크랭크축 삽입홀(281)과 상기 체결홈(283)의 주위에는 형성되지 않는다.

따라서, 상기 토출공간(285)은 상기 체결홈(283)의 주위에서는 내측으로 오목하게 들어가도록 형성되어, 상기 외부 머플러(280)의 전체에서 확대와 축소를 반복하는 환형의 형상을 이루게 된다.

결국, 상기 토출공간(285)은 도 4 와 같이 상기 내부 머플러의 토출공간(185)이 형성되지 않는 상기 내부 머플러(180)의 타측 부분에서는 넓은 토출공간(285)이 형성되고, 상기 내부 머플러의 토출공간(185)이 형성되는 부분에서는 상기 내부머플러(180)와의 간격에 의해 좁은 토출공간(285)이 형성된다.

특히, 본 발명에서는 상기 내부 머플러의 토출공간(185)이 형성되지 않는 상기 내부 머플러의 체결홈(183) 주위의 상부에 상기 외부 머플러의 토출공간(285a)이 형성된다.

이 때, 상기와 같이 형성되는 외부 머플러의 토출공간(285a)은 일종의 레조네이터(resonator)의 역할을 하게 되는데, 이는 상기 내부 머플러의 토출공간(185) 상부에 형성되는 상기 외부 머플러의 토출공간(285)은 상기 내부 머플러(180)와의 간격에 의해 좁게 공간이 형성되는 반면에, 상기 내부 머플러의 체결홈(183) 주위에는 상기 내부 머플러의 토출공간(185)이 형성되지 않기 때문에 비교적 넓은 공간이 형성되기 때문이다.

한편, 도 5 는 레조네이터의 형상을 나타내는 개략도로서, 도시한 바와 같이 일정 길이의 좁은 목부와, 확대되는 체적부를 갖는 레조네이터는 특정한 주파수의 소음을 저감할 수 있다.

여기서, 상기한 식은 레조네이터의 튜닝 주파수를 나타내는 것으로, 레조네이터가 저감할 수 있는 특정한 소음의 주파수는 목부의 단면적(S), 목부의 길이(L), 체적부의 부피(V)에 의해 결정된다.

따라서, 상기 목부의 단면적(S), 목부의 길이(L), 체적부의 부피(V)를 적절히 조정하면, 특정한 주파수의 소음을 저감할 수 있는 것이다.

그러므로, 상기 내부 머플러(180)와 상기 외부 머플러(280) 사이에 형성되는 상기 외부 머플러의 토출공간(285)은 도 5 에서 레조네이터의 좁은 목부에 해당하고, 상기 내부 머플러 체결홈(183)의 상부에 형성되는 상기 외부 머플러의 토출공간(285)은 레조네이터의 넓은 체적부에 해당하게 되어, 특정한 주파수의 소음을 저감할 수 있게 되는 것이다.

결국, 상기 외부 머플러(280)는 광대역 주파수의 소음을 저감하기 위한 확대 축소하는 토출공간(285)이 형성됨과 함께 특정한 주파수의 소음을 저감하기 위한 레조네이터 형상을 갖는 토출공간(285a)이 동시에 형성되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 머플러는 주베어링(51)과 내부 머플러(180)에 의해 확대 축소된 토출공간(185)이 형성됨과 함께 내부 머플러(180)와 외부 머플러(280)에 의해 확대 축소된 토출공간(285) 및 레조네이터 형상을 갖는 토출공간(285a)이 형성되는 이중 머플러 구조이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 머플러는, 실린더(40) 내부에 형성된 압축실(41)에서 냉매가스가 압축되어 내부 머플러(180)로 토출되는데, 이 때 상기 내부 머플러(180)의 확대 축소된 토출공간(185)에서 팽창 수축되어 일차적으로 소음이 저감된다.

그리고, 이와 같이 소음이 저감된 냉매가스는 상기 내부 머플러(180)에서 외부 머플러의 토출공간(285)으로 토출되어, 상기 외부 머플러(280)의 확대 축소된 토출공간(285)에서 다시 팽창 수축되어 소음이 더욱 저감되는 것이다.

또한, 상기 외부 머플러의 토출공간(285) 중에서 레조네이터(resonator)와 같은 형상이 형성되는 상기 외부 머플러의 토출공간(285a)에서는 특정 주파수를 갖는 소음을 저감한다.

한편, 상기 외부 머플러의 토출공간(285)에서는 밀폐용기(10)의 내부로 토출된 후에, 상기 밀폐용기(10) 상부에 구비되는 냉매토출관(70)을 통해 외부로 토출된다.

도 6 은 본 발명에 따른 이중 구조의 머플러와 종래 단일 구조의 머플러간의 투과 손실을 나타내는 그래프로써, 가로축은 주파수(Hz)를 세로축은 투과 손실(TL)을 나타낸다.

여기서, 투과 손실은 입사 에너지와 어느 매질을 통과하여 투과된 에너지와의 비로서, 투과 손실이 크다라는 것은 매질이 입사에너지를 잘 흡수하고, 투과된 에너지가 적음을 의미하는 것으로, 따라서 투과 손실이 클수록 소음을 더욱 잘 저 감할 수 있다.

도시한 바와 같이 본 발명에 따른 머플러는 넓은 범위의 주파수 대역에서 종래 하나의 머플러를 사용할 경우보다 투과 손실 즉, 소음 저감 효과가 뛰어나며, 또한 대략 2500∼3500 Hz 범위의 특정 주파수에서 투과 손실이 가장 크게 나타나는 것을 알 수 있다.

특히, 상기한 대략 2500∼3500 Hz 범위의 주파수는 인간이 들을 때 불쾌감을 느끼는 감성불량의 소음대역으로, 본 발명은 이와 같은 감성불량의 소음대역인 특정 주파수를 저감할 수 있는 것이다.

즉, 본 발명은 머플러 기능 이외에 레조네이터의 기능을 동시에 수행함에 따라, 종래의 머플러와 비교하여 압축기의 소음을 보다 효과적으로 저감할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 내부 머플러의 토출공간(185)이 토출밸브측에만 형성되므로, 압축기의 입력이 증가하는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 주베어링 상부에 내부 머플러 및 외부 머플러를 설치하여 압축실에서 압축된 냉매가스가 이중으로 토출되도록 하여, 넓은 범위의 주파수 대역을 갖는 소음은 물론 특정한 주파수을 갖는 소음도 동시에 저감할 수 있게 된다.

둘째, 내부 머플러의 토출공간을 토출밸브측에만 형성하여, 압축기의 입력이 증가하는 것을 방지하여 압축기의 전체 성능이 저하되는 것을 막을 수 있다.

Claims (6)

1. 내부에 냉매를 압축하는 압축실이 형성되는 실린더와, 상기 실린더의 상부에 구비되는 주베어링과, 상기 실린더의 하부에 구비되는 보조베어링과, 상기 압축실의 냉매를 압축하기 위해 회전력을 전달하는 크랭크축을 포함하는 로터리 압축기에 있어서,

   상기 주베어링의 상부에 설치되며, 상기 주베어링의 토출 밸브가 형성된 일측 절반부에 상기 압축실에서 압축된 냉매가스가 토출되는 토출공간이 형성되는 내부 머플러와;

   상기 내부 머플러 상부에 설치되며, 전체에 상기 내부 머플러의 냉매가스가 토출되는 토출공간이 형성되는 외부 머플러로 이루어져,

   상기 압축실에서 냉매가스가 토출할 때 발생되는 소음을 이중으로 저감시키는 것을 특징으로 특징으로 하는 로터리 압축기의 머플러 구조.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 내부 머플러와 상기 외부 머플러의 중앙에는 상기 크랭크축이 관통하는 크랭크축 삽입홀이 형성됨과 함께 가장자리에는 상기 주베어링에 결합하기 위한 체결홈이 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 머플러 구조.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 내부 머플러의 토출공간은 상기 내부 머플러의 타측을 향해 개방되며, 상기 외부 머플러의 토출공간은 상기 크랭크축 삽입홀의 일부분이 상기 크랭크축보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 머플러 구조.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 내부 머플러와 상기 외부 머플러의 각 토출공간은 상기 크랭크축 삽입홀과 상기 체결홈 주위에서는 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 머플러 구조.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 내부 머플러의 토출공간이 형성되지 않는 상기 내부 머플러의 체결홈 주위 상부에 상기 외부 머플러의 토출공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 머플러 구조.

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