KR20000050706A - 밀폐형 회전 압축기의 토출 머플러 - Google Patents

Abstract

압축기의 실린더에서 압축된 냉매가 토출될 때 발생되는 냉매의 맥동 소음 및 밸브의 충격 소음을 저감시키기 위한 간단한 구조의 토출 머플러가 개시된다. 개시된 토출 머플러는 냉매 토출구를 갖춘 상부 플랜지와의 사이에 소정의 소음공간을 형성하도록 상기 플랜지의 상부에 설치되며, 상기 소음공간으로 토출된 냉매를 배출하기 위한 한 쌍의 배출공을 가지는 머플러 몸체; 및 상기 머플러 몸체의 배출공을 통하여 냉매가 배출될 때 발생하는 냉매의 맥동 소음 및 상기 냉매 토출구에 설치된 밸브의 충격 소음이 냉매와 함께 배출되지 못하도록 차단함과 동시에 이 소음의 위상을 변화시켜 상쇄되게 하는 위상변화수단을 포함한다. 위상변화수단은 상기 배출공의 상,하부에 이 배출공의 대략 반정도를 엇갈리게 덮도록 머플러 몸체로부터 배출공의 중앙을 향하여 각각 연장, 형성된 한 쌍의 커버로 이루어진다. 이에 따르면, 냉매의 토출시 발생된 소음이 배출공에 설치된 한 쌍의 커버에 의해 차단됨과 동시에 그 위상이 다양하게 변화되어 상쇄된다. 따라서, 간단한 구조로 뛰어난 소음 저감 효과를 얻을 수 있다.

Description

밀폐형 회전 압축기의 토출 머플러{Discharge muffler for a sealed rotary compressor}

본 발명은 공기 조화기나 냉장고 등에 사용되는 냉매 사이클의 일부분을 이루는 밀폐형 회전 압축기에 관한 것이며, 보다 상세하게는 실린더에서 압축된 냉매가 토출될 때 발생되는 냉매의 맥동 소음 및 밸브의 충격 소음을 저감시키기 위한 토출 머플러에 관한 것이다.

일반적으로, 밀폐형 압축기는 밀폐 용기 내부에 압축 유닛과 이 압축 유닛을 구동하기 위한 모터가 함께 설치된 구조를 가진다. 이러한 밀폐형 압축기는 압축 유닛의 작동 방식에 따라 크게 왕복동식, 스크롤식 및 회전식으로 분류된다.

이 중, 비교적 간단한 구조로 뛰어난 성능을 보이는 회전식 압축기의 구성을 도 1을 참조하여 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 밀폐형 회전 압축기의 구조를 보인 종단면도로서, 도면에서 부호 10은 밀폐 용기, 20은 모터, 30은 압축 유닛을 각각 나타낸다.

도시된 바와 같이, 압축 유닛(30)은 모터(20)의 편심축(22)을 지지하는 한 쌍의 플랜지(32, 34), 이 한 쌍의 플랜지(32, 34) 사이에 설치된 실린더(36) 및 편심축(22)의 둘레로 삽입된 로터(38)를 포함한다.

흡입관(52)을 통해 실린더(36)의 내부 공간으로 흡입된 냉매는 로터(38)의 회전에 의해 압축된다. 압축된 냉매는 상부 플랜지(32)에 형성된 토출구(33)를 통해 밀폐 용기(10)의 내부 공간으로 토출된다.

또한, 도면에서 참조부호 40은 토출 머플러(discharge muffler)이다. 이 토출 머플러(40)는 냉매가 토출구(33)를 통해 토출될 때 발생되는 냉매의 맥동 소음 및 밸브(39)의 충격 소음 등을 저감시키는 역할을 한다. 이와 같은 토출 머플러(40)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 형상을 가지며, 상부 플랜지(32)의 상부에 설치되어, 상부 플랜지(32)와의 사이에 소정의 소음공간(消音空間)을 형성한다. 따라서, 토출구(33)로부터 토출된 냉매는 상기 소음공간으로 토출되고, 이어서 머플러(40)에 형성된 한 쌍의 배출공(42)을 통해 밀폐 용기(10)의 내부로 배출된다. 이 때, 냉매의 토출시 발생된 소음은 냉매가 머플러(40) 내부에서 팽창되는 것에 의해 저감된다. 이러한 목적으로 머플러를 설치하는 것이다.

도면에서 부호 60은 어큐물레이터이다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 머플러는, 이 머플러에 의해 형성된 소음공간으로 토출된 냉매가 머플러의 배출공을 통해 곧바로 배출되어 버리는 구조로 되어 있기 때문에, 냉매의 맥동 소음 및 밸브의 충격 소음 등을 저감시키는데 한계가 있다.

더욱이, 일반적인 밀폐형 회전 압축기에 있어서는, 냉매가 토출구를 통해 토출될 때, 냉매 뿐만 아니라 편심축의 윤활을 위한 오일도 함께 토출되는데, 이 오일의 토출을 억제하기 위한 별도의 수단이 없기 때문에, 오일의 토출량이 많아지고 상대적으로 냉매의 토출량은 줄어들어 압축기의 효율이 저하되는 단점도 있다.

상기와 같은 단점을 해소하기 의한 방안으로, 일본국 특허공개 평2-61375호에는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 밀폐형 압축기의 소음장치가 개시되어 있다.

이와 같은 밀폐형 압축기의 소음장치는 머플러(40')에 형성된 배출공(42')의 하측에 연락 파이프(44')를 설치하여, 이 연락 파이프가 공명기 역할을 하도록 함으로써, 소음을 줄이는 구조로 되어 있다. 그러나, 상기와 같은 방안은 머플러의 구조가 복잡하고 제조가 어렵다는 단점이 있었다.

본 발명은 이러한 점들을 감안하여 안출된 것으로, 보다 간단한 구조로 냉매의 토출시 발생되는 냉매의 맥동 소음 및 밸브의 충격 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있는 밀폐형 회전 압축기의 토출 머플러를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 밀폐형 회전 압축기의 구조를 보인 종단면도.

도 2는 종래 토출 머플러의 구조를 보인 사시도.

도 3은 도 2의 Ⅱb-Ⅱb선을 따라 취한 단면도.

도 4는 종래 또 다른 토출 머플러의 구조를 보인 사시도.

도 5는 도 4의 Ⅲb-Ⅲb선을 따라 취한 단면도.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 토출 머플러의 구조를 보인 사시도.

도 7은 도 6의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 취한 단면도.

도 8 내지 도 11은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 토출 머플러가 적용된 밀폐형 회전 압축기에 대한 0°. 90°, 180°, 270° 방향에서의 소음 실험 결과를 나타낸 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110 ; 머플러 몸체 112 ; 스커트부

114 ; 배출공 120 ; 위상변화수단

122 ; 상측 커버 124 ; 하측 커버

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 밀폐형 회전 압축기의 토출 머플러는, 냉매 토출구를 갖춘 상부 플랜지와의 사이에 소정의 소음공간(消音空間)을 형성하도록 상부 플랜지의 상부에 설치되며, 한 쌍의 배출공을 가지는 머플러 몸체와, 머플러 몸체의 배출공을 통하여 냉매가 배출될 때 발생하는 냉매의 맥동 소음(騷音) 및 상기 냉매 토출구에 설치된 밸브의 충격 소음(騷音)이 냉매와 함께 배출되지 못하도록 차단함과 동시에 이 소음(騷音)의 위상을 변화시켜 상쇄되게 하는 위상변화수단을 포함한다.

위상변화수단은 배출공의 상,하부에 이 배출공의 대략 반정도를 엇갈리게 덮도록 머플러 몸체로부터 배출공의 중앙을 향하여 각각 연장, 형성된 한 쌍의 커버로 이루어진다.

여기서, 위상변화수단은 한 쌍의 배출공에 각각 구성되며, 머플러 몸체의 원주 방향을 따라 동일한 토출 방향을 가지도록 배치된다.

그리고, 한 쌍의 커버는 반구형 또는 반타원형으로 형성되며, 그외에도 구면 형상을 갖는 어떠한 형상도 가능하다.

이에 따르면, 냉매의 토출시 발생된 소음이 배출공에 설치된 위상변화수단에 의해 차단됨과 동시에 그 위상이 다양하게 변화되어 상쇄된다. 따라서, 간단한 구조로 뛰어난 소음 저감 효과를 얻을 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐형 회전 압축기의 토출 머플러가 도 6에 도시되어 있다. 그리고, 도 7은 본 발명의 요부인 위상변화수단의 상세 구조를 보인 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선 단면도이다.

도면에서 참조부호 110은 머플러 몸체 이고, 120은 위상변화수단이다.

도시된 바와 같이, 상기 머플러 몸체(110)는 그의 외주를 따라 하측으로 연장된 스커트부(112)를 가진다. 이 머플러 몸체(110)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 토출구(33)를 갖춘 상부 플랜지(32)의 상측에 설치된다. 이에 따라 머플러 몸체(110)와 상부 플랜지(32)와의 사이에는 소음공간(消音空間)이 형성된다. 또한, 머플러 몸체(110)에는 상기 소음 공간으로 토출된 냉매를 외부(밀폐용기의 내부 공간)로 배출하기 위한 한 쌍의 배출공(114)이 형성되어 있다. 이 한 쌍의 배출공(114)은 서로 대향되도록 배치되어 있다.

상기 위상변화수단(120)은 상기 머플러 몸체(110)의 각 배출공(114)에 구성되어 있다. 이 위상변화수단(120)은 배출공(114)의 상측 대략 반을 덮도록 머플러 몸체(110)로부터 배출공(114)의 중앙을 향하여 연장, 형성된 상측 커버(122)와, 배출공(114)의 하측 대략 반을 덮도록 머플러 몸체(110)로부터 상기 상측 커버(122)와는 엇갈리는 방향으로 연장, 형성된 하측 커버(124)로 이루어진다.

이들 상,하측 커버(122)(124)는 도 7에 도시된 바와 같이, 각각 전체적으로 호 형상을 가진다. 보다 구체적으로 상기 상,하측 커버(122)(124)는 반구형 또는 반타원형으로 형성될 수 있으며, 그외에도 구면 형상을 하는 어떠한 형상도 가능하다. 그리고, 한 쌍의 위상변화수단(120)은 냉매 배출 방향이 머플러 몸체(110)의 원주를 따라 동일한 방향을 향하도록 배치된다. 바람직하게는 냉매 배출 방향은 모터의 회전 방향과 일치한다

이와 같은 구조의 위상변화수단에 의해 소음 공간으로 토출된 냉매는 상,하측 커버(122)(124)에 의해 경사지게 형성된 배출공(114)을 따라 일정각을 가지고 배출된다. 이 때 냉매와 함께 배출되는 소음도 일정한 각을 가진 방향으로 배출되므로, 배출공까지의 소음 도달 시간이 각기 다르고, 따라서 소음의 위상이 변화되면서 서로 상쇄된다.

즉, 상부 플랜지의 토출구를 통해 소음 공간 내부로 토출된 냉매는 위상변화수단(120)에 가로막히기 때문에, 곧바로 배출공(114)을 통해 외부로 배출되지 못하며, 냉매의 토출시 발생된 소음도 위상변화수단(120)에 의해 차단되어 소음 공간 내부에서 반사를 거듭하면서 조금씩 배출공(114)을 통해 외부로 배출된다. 이 과정에서 소음 성분들의 위상이 다양하게 변화되며 이렇게 서로 다른 위상을 가지는 소음 성분들이 서로 간섭되어 상쇄됨으로써 소음이 감소되는 것이다.

도 8 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 토출 머플러가 적용된 밀폐형 회전 압축기에 대하여 0°, 90°, 180°, 270° 방향에서 각각 측정한 소음 시험 결과를 종래의 것과 비교하여 도시한 그래프이다.

이들 그래프에 의하면, 압축기에서 발생되는 소음중 토출 머플러를 통해 저감될 수 있는 1000Hz~2000Hz 주파수 대역의 소음이 대략 10dB 감소된 것을 알 수 있다. 압축기 전체로는 대략 2dB 정도의 소음 감소 효과를 얻을 수 있다.

또한, 위상변화수단에 의해 소음 공간으로 토출된 냉매가 곧바로 배출되는 것이 방지되는 것과 아울러 배출공을 통해 배출되는 오일의 배출량이 크게 저감된다. 따라서, 오일량 대비 냉매의 토출량이 크게 증가되므로 압축기의 효율이 향상될 수 있다.

상기된 바와 같은 본 발명은, 배출공에 설치된 위상변화수단에 의해 냉매의 토출시 발생되는 소음이 차단됨과 동시에 그 위상이 다양하게 변화되어 상쇄된다. 따라서, 간단한 구조로 뛰어난 소음 저감 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.

또한, 위상변화수단이 오일의 배출을 방지하는 역할도 수행하므로, 오일의 배출량이 크게 저감된다. 따라서, 상대적인 냉매의 배출량이 증가되어 압축기의 효율이 향상되는 장점도 얻을 수 있다.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (5)

1. 냉매 토출구를 갖춘 상부 플랜지와의 사이에 소정의 소음공간(消音空間)을 형성하도록 상기 플랜지의 상부에 설치되며, 상기 소음공간으로 토출된 냉매를 배출하기 위한 한 쌍의 배출공을 가지는 머플러 몸체; 및

   상기 머플러 몸체의 배출공을 통하여 냉매가 배출될 때 발생하는 냉매의 맥동 소음(騷音) 및 상기 냉매 토출구에 설치된 밸브의 충격 소음(騷音)이 냉매와 함께 배출되지 못하도록 차단함과 동시에 이 소음(騷音)의 위상을 변화시켜 상쇄되게 하는 위상변화수단을 포함하며,

   상기 위상변화수단은 상기 배출공의 상,하부에 이 배출공의 대략 반정도를 엇갈리게 덮도록 머플러 몸체로부터 배출공의 중앙을 향하여 각각 연장, 형성된 한 쌍의 커버로 이루어진 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전 압축기의 토출 머플러.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 위상변화수단은 한 쌍의 배출공에 각각 구성된 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전 압축기의 토출 머플러.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 한 쌍의 위상변화수단은 상기 머플러 몸체의 원주 방향을 따라 동일한 토출 방향을 가지도록 배치된 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전 압축기의 토출 머플러.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 한 쌍의 커버는 반구형으로 형성된 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전 압축기의 토출 머플러.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 한 쌍의 커버는 반타원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전 압축기의 토출 머플러.