KR101958310B1 - 압축기의 흡입머플러 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 압축기의 흡입머플러는, 소음공간의 내부에는 관 형상으로 된 냉매 유로가 적어도 한 개 이상 형성되고, 냉매 유로에는 필터가 설치되며, 필터가 설치되는 부위는 확관되어 형성됨으로써, 필터 이전 또는 이후의 단면적과 필터의 실질 단면적을 유사하게 할 수 있고, 이를 통해 냉매가 필터를 거치면서 발생될 수 있는 유동저항에 의한 흡입손실을 미연에 방지할 수 있다.

Description

압축기의 흡입머플러{SUCTION MUFFLER FOR COMPRESSOR}

본 발명은 압축기의 흡입머플러에 관한 것으로, 특히 왕복동식 압축기에 적용되는 흡입머플러에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐형 압축기는 밀폐용기의 내부에 전동부와 그 전동부에 의해 작동되는 압축부가 함께 설치된다. 그리고 압축부의 흡입측에는 냉매가 압축부로 흡입될 때 발생되는 밸브타음이나 유동소음, 또는 압력맥동 등을 감쇄시키기 위한 흡입머플러가 설치된다. 흡입머플러는 냉매의 흡입시 발생되는 소음을 감쇄시키도록 소음공간이 형성된다. 소음공간은 필요에 따라 복수 개로 구획 형성될 수도 있고, 복수 개의 소음공간은 필요에 따라 직렬 또는 병렬로 형성될 수 있다.

흡입머플러는 압축기에 적용되는 형태에 따라 직접 흡입방식 또는 간접 흡입방식으로 구분될 수 있다. 직접 흡입방식의 흡입머플러는 그 입구가 압축기의 밀폐용기에 관통 결합되는 흡입관에 밀접하게 배치되거나 일체로 연결되어 냉매가 소음공간으로 직접 흡입되도록 하는 것이다. 반면 간접 흡입방식은 흡입관이 흡입머플러의 입구와 일정 간격만큼 이격되어 냉매가 압축기의 밀폐용기의 내부공간을 거쳐 흡입되도록 하는 것이다.

도 1은 종래 간접 흡입방식의 흡입머플러를 갖는 왕복동식 압축기를 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 밀폐용기(1)의 내부에 설치되는 전동부(10)와, 전동부(10)의 상측에 설치되어 그 전동부(10)의 회전력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축부(20)로 이루어져 있다.

전동부(10)는 밀폐용기(1)의 내부에 프레임(2)으로 지지되어 탄력 설치되는 고정자(11)와, 고정자(11)의 안쪽에 회전 가능하게 설치되는 회전자(12)와, 회전자(12)의 중심에 결합되어 회전력을 압축부(20)에 전달하는 크랭크축(13)로 이루어져 있다.

압축부(20)는 소정의 압축공간(V1)을 형성하는 실린더(21)와, 실린더(21)의 압축공간(V1) 내부에서 반경방향으로 왕복운동을 하면서 냉매를 압축하는 피스톤(22)과, 피스톤(22)에 그 일단이 회전 가능하게 결합되고 그 타단은 크랭크축(13)에 대해 회전 가능하게 결합되어 전동부(10)의 회전운동을 피스톤(22)의 직선운동으로 변환하는 커넥팅로드(23)와, 크랭크축(13)과 커넥팅로드(23)의 사이에 삽입되어 베어링역할을 하는 슬리브(24)와, 실린더(21)의 선단에 결합되어 흡입밸브와 토출밸브가 구비되는 밸브조립체(25)와, 밸브조립체(25)의 흡입측에 결합되는 흡입머플러(26)와, 밸브조립체(25)의 토출측을 수용하도록 결합되는 토출커버(27)와, 토출커버(27)에 연통되어 토출되는 냉매의 토출소음을 감쇄시키는 토출머플러(28)로 이루어질 수 있다.

도면중 미설명 부호인 SP는 냉매흡입관, V2는 토출공간이다.

상기와 같은 종래의 왕복동식 압축기에서 전동부(10)에 전원이 인가되면, 회전자(12)가 크랭크축(13)과 함께 회전을 하면서 커넥팅로드(23)를 통해 피스톤(22)을 왕복운동시키고, 피스톤(22)이 왕복운동을 함에 따라 냉매가 밸브조립체(25)의 흡입밸브를 통해 실린더(21)의 압축공간(V1)으로 흡입되어 압축되며, 이 압축된 냉매는 밸브조립체(25)의 토출밸브를 통해 토출커버(27)로 토출되어 토출머플러(28)를 거쳐 냉동사이클로 배출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

여기서, 냉매가 압축공간(V1)으로 흡입되는 경로상에는 흡입머플러(26)가 구비되어 냉매가 흡입되는 과정에서 발생되는 맥동압력으로 인한 진동과 소음을 감쇄시키고 있다.

종래의 왕복동식 압축기에 적용되는 흡입머플러(26)는 도 2에서와 같이 소음공간(S)을 갖는 하우징(26a)과, 하우징(26a)의 소음공간(S)을 복수 개의 공간으로 구획하는 격판(26b)으로 이루어져 있다.

하우징(26a)의 일측면에는 제1 공간(S1)과 연통되어 밀폐용기(1)의 내부공간에 연통되는 흡입구(26c)가 관통 형성되고, 하우징(26a)의 타측면에는 제2 공간(S2)과 연통되어 밸브조립체(25)의 흡입밸브측에 결합되는 흡입연결관(26d)이 형성되어 있다. 흡입구(26c)의 외곽측 단부에는 냉매흡입관(SP)의 단부와 인접하도록 흡입안내관(26e)이 연장 형성되어 있다.

격판(26b)은 소음공간(S)의 하측에 제1 공간(S1)을, 상측에 제2 공간(S2)을 형성하도록 소음공간(S)을 횡방향으로 가로질러 결합되고, 격판(26b)의 중앙에는 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)을 연결하는 연통관(26f)이 하측의 제1 공간(S1)으로 길게 연장되도록 형성되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 왕복동식 압축기에서는, 밀폐용기(1) 또는 흡입머플러(26)에 이물질이 잔류하였다가 냉매에 섞여 그 냉매와 함께 압축공간(V1)으로 유입될 수 있고 이로 인해 실린더(21)와 피스톤(22) 사이가 이물질에 의해 마모되거나 흡입손실이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 이물질이 냉매에 섞여 압축공간으로 흡입되는 것을 미연에 방지할 수 있는 압축기의 흡입머플러를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 적어도 한 개 이상의 소음공간이 형성되어 냉매의 흡입경로 상에 설치되는 왕복동식 압축기의 흡입머플러에 있어서, 상기 소음공간의 내부에는 관 형상으로 된 냉매 유로가 적어도 한 개 이상 형성되고, 상기 냉매 유로에는 필터가 설치되며, 상기 필터가 설치되는 부위는 확관되어 형성되는 압축기의 흡입머플러가 제공될 수 있다.

본 발명에 의한 압축기의 흡입머플러는, 냉매 유로에 확관부를 형성하고 그 확관부에 필터를 설치함으로써 필터 이전 또는 이후의 단면적과 필터의 실질 단면적을 유사하게 할 수 있고, 이를 통해 냉매가 필터를 거치면서 발생될 수 있는 유동저항에 의한 흡입손실을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도,
도 2는 도 1에 따른 압축기에서 흡입머플러를 보인 종단면도,
도 3은 본 발명에 의한 흡입머플러의 일례를 절개하여 보인 사시도,
도 4는 도 3에 따른 흡입머플러를 보인 종단면도,
도 5는 도 4에서 "C1"부를 확대하여 보인 종단면도,
도 6 및 도 7은 도 5에 따른 흡입연결관의 다른 예를 보인 종단면도,
도 8 내지 도 10은 도 3에서 냉매 유로에 필터가 설치된 예를 각각 보인 사시도,
도 11은 본 실시예에 의한 왕복동식 압축기에서 필터의 위치별 압축기 성능을 비교하여 보인 실험표

이하, 본 발명에 의한 흡입머플러를 갖는 왕복동식 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 흡입머플러의 일례를 절개하여 보인 사시도이고, 도 4는 도 3에 따른 흡입머플러를 보인 종단면도이며, 도 5는 도 4에서 "C1"부를 확대하여 보인 종단면도이다.

도 1을 참조하면, 밀폐용기(1)의 내부에 회전력을 발생하는 전동부(10)가 설치되고, 전동부(10)의 상측에는 그 전동부의 회전력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축부(20)가 설치될 수 있다.

전동부(10)는 밀폐용기(1)의 내부에 고정자(11)가 프레임(2)으로 지지되어 탄력 설치되고, 고정자(11)의 안쪽에는 회전자(12)가 회전 가능하게 설치되며, 회전자(12)의 중심에는 회전력을 압축부(20)로 전달하는 크랭크축(13)이 결합될 수 있다.

압축부(20)는 소정의 압축공간(V1)을 갖는 실린더(21)가 프레임의 일측에 형성되고, 실린더(21)의 압축공간(V1)에는 그 압축공간(V1)의 내부에서 반경방향으로 왕복운동을 하면서 냉매를 압축하는 피스톤(22)이 삽입되어 결합되며, 피스톤(22)의 일측에는 크랭크축(13)에 대해 회전 가능하게 결합되어 전동부(10)의 회전운동을 피스톤(22)의 직선운동으로 변환하는 커넥팅로드(23)가 회전 가능하게 결합되고, 크랭크축(13)과 커넥팅로드(23)의 사이에는 베어링역할을 하는 슬리브(24)가 삽입되어 결합되며, 실린더(21)의 선단에는 흡입밸브와 토출밸브가 구비되는 밸브조립체(25)가 결합되고, 밸브조립체(25)의 흡입측에는 흡입머플러(100)가 결합되며, 밸브조립체(25)의 토출측에는 토출커버(27)가 결합되고, 실린더(21)의 일측에는 토출커버(27)에 연통되어 토출되는 냉매의 토출소음을 감쇄시키는 토출머플러(28)가 결합될 수 있다.

도면중 미설명 부호인 SP는 냉매흡입관, V2는 토출공간이다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 왕복동식 압축기에서 전동부(10)에 전원이 인가되면, 회전자(12)가 크랭크축(13)과 함께 회전을 하면서 커넥팅로드(23)를 통해 피스톤(22)을 왕복운동시키고, 피스톤(22)이 왕복운동을 함에 따라 냉매가 밸브조립체(25)의 흡입밸브를 통해 실린더(21)의 압축공간(V1)으로 흡입되어 압축되며, 이 압축된 냉매는 밸브조립체(25)의 토출밸브를 통해 토출커버(27)로 토출되어 토출머플러(28)를 거쳐 냉동사이클로 배출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

여기서, 냉매가 압축공간(V1)으로 흡입되는 경로상에는 흡입머플러(100)가 구비되어 냉매가 흡입되는 과정에서 발생되는 맥동압력으로 인한 진동과 소음을 감쇄시키고 있다.

본 실시예에 의한 흡입머플러는 도 3 및 도 4에서와 같이, 소음공간(S)을 갖는 하우징(110)과, 하우징(110)의 소음공간(S)을 복수 개의 공간(S1)(S2)으로 구획하는 격판(120)으로 이루어질 수 있다.

하우징(110)의 일측면에는 제1 공간(S1)과 연통되어 밀폐용기(1)의 내부공간에 연통되는 흡입구(111)가 관통 형성되고, 하우징(110)의 타측면에는 제2 공간(S2)과 연통되어 밸브조립체(25)의 흡입밸브측에 결합되는 흡입연결관(112)이 형성될 수 있다. 흡입구(111)의 외곽측 단부에는 냉매흡입관(SP)의 단부와 인접하도록 흡입안내관(113)이 연장 형성될 수 있다.

격판(120)은 소음공간(S)의 하측에 제1 공간(S1)을, 상측에 제2 공간(S2)을 형성하도록 소음공간(S)을 횡방향으로 가로질러 결합되고, 격판(120)의 중앙에는 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)을 연결하는 연통관(121)이 하측의 제1 공간(S1)으로 길게 연장되도록 형성될 수 있다.

여기서, 냉매가 유입되는 냉매 유로의 중간, 즉 흡입연결관(112)의 입구단에는 이물질이 흡입머플러(100)의 소음공간(S)으로 유입되는 것을 차단하거나 또는 흡입머플러(100)의 소음공간(S)으로 유입된 이물질이 실린더(21)의 압축공간(V1)으로 유입되는 것을 차단하기 위한 필터(130)가 설치될 수 있다. 필터(130)는 냉매는 통과시키는 반면 이물질은 걸러낼 수 있는 정도의 밀도를 갖는 재질이나 형상이면 족할 수 있다.

하지만, 냉매 유로 상에 단순히 필터(130)를 설치하는 경우에는 냉매가 필터(130)를 통과하는 과정에서 유동저항을 받을 수 있고 이로 인해 압축기의 흡입손실이 야기될 수 있다.

이를 감안하여, 본 실시예에서는 도 5에서와 같이 흡입연결관(112)의 평관부(112a) 일측, 즉 필터(130)가 설치되는 흡입연결관(112)에 확관부(112b)를 형성하고 그 확관부(112b)에 필터(130)를 설치함으로써 필터 이전 또는 이후의 평관부 단면적(A1)과 필터의 실질 단면적(A2)을 유사하게 할 수 있다. 이를 통해 냉매가 필터(130)를 거치면서 발생될 수 있는 유동저항에 의한 흡입손실을 미연에 방지할 수 있다.

여기서, 확관부(112b)의 단면적이 평관부(112a)의 단면적에 비해 너무 작으면 유동저항의 감소 효과가 미미하거나 흡입소음이 증가할 수 있고, 반대로 너무 크면 냉매의 흡입속도가 낮아지거나 와류 발생으로 인해 흡입손실이 증가할 수 있다. 따라서, 확관부(112b)는 냉매 유로의 단면적 대비 대략 5% 이상의 단면적을 가지도록 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

아울러, 필터(130)의 가장자리를 통과하는 냉매가 좁은 평관부(112a)로 원활하게 유입될 수 있도록 확관부(112b)와 평관부(112a) 사이에는 평관부(112a)에서 확관부(112b)로 갈수록 내경이 증가하는 사관부(斜管部)(112c)를 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 하지만 경우에 따라서는 도 6과 같이 별도의 사관부 없이 평관부(112a)에서 확관부(112b)로 단차지게 형성될 수도 있다.

그리고 확관부(112b)와 사관부(112c) 그리고 평관부(112a)가 일체로 형성될 수도 있지만, 경우에 따라서는 성형을 용이하게 하기 위해 확관부(112b)와 사관부(112c) 또는 사관부(112c)와 평관부(112a)를 별개로 제작하여 조립할 수도 있다. 예를 들어, 도 7과 같이 확관부(112b)와 사관부(112c)를 평관부(112a)와 별개로 조립하는 경우에는 필터(130)를 갖는 확관부(112b)와 사관부(112c)를 일종이 단품으로 모듈화하여 평관부(112a)에 조립함에 따라 제조공정을 간소화할 수도 있다.

한편, 필터(130)는 전술한 실시예와 같이 흡입연결관(112) 뿐만 아니라 도 8에서와 같이 연통관(121)의 출구, 또는 도 9에서와 같이 연통관(121)의 입구, 또는 도 10에서와 같이 흡입구(111)의 출구에 설치될 수도 있다. 그리고 필터는 전술한 냉매 유로 중에서 어느 한 지점에 설치될 수도 있지만, 흡입손실이 허용하는 범위내에서 복수 지점에 설치될 수도 있다.

도 11은 본 실시예에 의한 왕복동식 압축기에서 필터의 위치별(C1,C2,C3,C4) 압축기 성능을 비교하여 보인 실험표이다. 이에 도시된 바와 같이 필터(130)의 위치는 흡입연결관(112)의 입구에 형성할 때의 압축기 성능이 기준값과 일치하여 가장 우수한 것을 알 수 있다. 이는 흡입연결관(112)이 압축공간(V1)으로부터 가장 인접한 위치이고 단면적이 넓은 제2 공간(S2)과 인접해 있어 유동저항을 최소로 줄일 수 있기 때문이다.

100 : 흡입머플러 110 : 하우징
111 : 흡입구 112 : 흡입연결관
112a : 평관부 112b : 확관부
112c : 사관부 120 : 격판
121 : 연통관 130 : 필터

Claims (5)

1. 적어도 한 개 이상의 소음공간이 형성되어 냉매의 흡입경로 상에 설치되는 왕복동식 압축기의 흡입머플러에 있어서,
   상기 소음공간의 내부에는 관 형상으로 된 냉매 유로가 적어도 한 개 이상 형성되고, 상기 냉매 유로에는 필터가 설치되며,
   상기 냉매 유로는,
   평관부;
   상기 평관부에서 연장되고, 상기 평관부로부터 멀어질수록 내경이 확대되는 사관부; 및
   상기 사관부에서 연장되고, 상기 평관부의 내경보다 크게 형성되는 확관부;를 포함하며,
   상기 필터는 상기 사관부에서 일정 간격만큼 이격된 상기 확관부의 내부에 설치되어, 냉매의 유동방향을 기준으로 상기 필터의 입구측 면적과 출구측 면적이 동일하게 형성되는 압축기의 흡입머플러.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 평관부, 사관부, 확관부는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기의 흡입머플러.
4. 제1항에 있어서,
   상기 확관부와 사관부 또는 상기 사관부와 평관부는 삽입되어 서로 결합되는 압축기의 흡입머플러.
5. 제1항, 제3항, 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 확관부의 단면적은 상기 평관부의 단면적 대비 5% 이상 크게 형성되는 압축기의 흡입머플러.

Images