KR200462290Y1 - 밀폐형 압축기 - Google Patents

Abstract

토출머플러의 구조적 변경 없이도 압력맥동이 효과적으로 저감되는 압축기를 개시한다. 개시된 압축기는 밀폐용기 내부의 실린더블록에 마련되는 압축실과, 상기 압축실에서 압축된 냉매의 압력맥동을 저감시키는 토출머플러와, 상기 압축실과 상기 토출머플러를 연통시키는 연결관을 포함하며, 상기 연결관은 그 중공부에 삽입되는 복수 개의 삽입관을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

밀폐형 압축기{HERMETIC COMPRESSOR}

본 고안은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 특히 냉매의 압축과정에서 발생하는 압력 맥동이 저감되는 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고나 공기조화기 등의 냉동사이클에 채용되는 압축기는 외관을 형성하는 밀폐용기와, 밀폐용기의 내부에 마련되어 냉매를 압축하는 압축부와, 냉매의 압축에 따른 압축동력을 제공하는 구동부를 포함하며, 밀폐용기의 일측과 타측에는 외부의 냉매를 밀폐용기 내부로 안내하는 흡입관 및 압축부에서 압축된 냉매를 밀폐용기의 외부로 토출하는 토출관이 설치된다.

이중, 압축부는 밀폐용기의 하부에 마련되는 것으로, 냉매를 압축하도록 압축실이 형성된 실린더블록과, 압축실 내부에서 직선왕복운동하며 냉매의 압축작용을 수행하는 피스톤과, 압축실을 밀폐시키도록 실린더블록의 일측에 결합되며 토출실과 흡입실이 구획 형성된 실린더헤드와, 실린더블록과 실린더헤드 사이에 마련되며 흡입실로부터 압축실로 흡입되거나 압축실로부터 토출실로 토출되는 냉매의 흐름을 단속하기 위한 밸브장치로 구성된다.

구동부가 구동되면 피스톤이 압축실 내부에 직선왕복운동을 하게 되고, 이를 통해 밀폐용기 외부 측 냉매는 흡입관을 통해 실린더헤드의 흡입실로 유입된 후, 압축실로 전달되어 압축실 내부에서 압축되고, 압축된 냉매는 다시 실린더헤드의 토출실로 토출된 후 토출관을 통해 밀폐용기 외부로 토출된다. 압축기를 통한 냉매의 압축작용은 이러한 과정이 반복진행 되며 이루어진다.

한편, 상기 실린더블록의 일측에는 토출실과 토출관 사이를 연결하는 유로상에 설치되는 것으로 토출실에서 토출되는 냉매의 압력맥동을 저감시키기 위한 토출머플러가 마련된다. 이러한 토출머플러는 내부공간이 토출실 및 토출관과 직접 연결되며 소정의 팽창공간을 형성하는 제1토출머플러와, 제1토출머플러의 내부공간과 연통유로를 통해 연결되어 헬름홀츠 공명공간을 형성하는 제2토출머플러를 포함한다.

이에 의해, 토출실로부터 제1토출머플러를 거쳐 토출관으로 이동하는 냉매는 팽창공간을 형성하는 제1토출머플러 내부에서 확산됨과 동시에 헬름홀츠 공명공간을 형성하는 제2토출머플러의 맥동상쇄작용을 통해 압력맥동이 저감된 상태로 밀폐용기 외부로 토출된다. 일반적으로, 압력맥동의 저감 정도는 제1토출머플러 및 제2토출머플러의 내용적의 크기에 비례한다.

그러나, 제1 및 제2토출머플러의 내용적을 증가시키는 데는 한계가 있으므로, 이러한 종래의 압축기에서는 어느 정도 이상으로는 압력맥동을 저감시킬 수 없는 문제점이 있었다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 냉매의 토출구조를 개선하여 압력 맥동을 저감되는 압축기를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 압축기는 밀폐용기 내부의 실린더블록에 마련되는 압축실과, 상기 압축실에서 압축된 냉매의 압력맥동을 저감시키는 토출머플러와, 상기 압축실과 상기 토출머플러를 연통시키는 연결관을 포함하며, 상기 연결관은 그 중공부에 삽입되는 복수 개의 삽입관을 구비한다.

또한, 상기 삽입관의 직경은 1mm 이하로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 삽입관의 길이는 상기 삽입관의 직경의 20배 이상으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 삽입관은 상기 연결관의 중공부에 억지끼움될 수 있다.

또한, 상기 연결관은 그 중공부에 삽입되는 벌집구조체를 구비할 수도 있다.

본 고안에 따른 압축기에서는 토출머플러의 구조적 변경 없이도, 토출냉매의 압력맥동이 저감되고, 이에 따라 압축기의 진동 및 소음도 감소한다.

이하에서는 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 밀폐형압축기의 전체적인 구조를 나타낸 단면도이고,도 2는 도 1의 A-A'선에 대한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 압축기는 상부용기(1a)와 하부용기(1b)가 결합되어 형성되는 밀폐용기(1)와, 밀폐용기(1) 내부에 마련되는 것으로 냉매의 압축이 수행되는 압축부(10)와, 냉매의 압축에 따른 압축동력을 제공하는 구동부(20)를 구비한다. 그리고, 밀폐용기(1)의 일측과 타측에는 외부의 냉매를 밀폐용기(1) 내부로 안내하는 흡입관(2) 및 압축부(10)에서 압축된 냉매를 밀폐용기(1) 외부로 토출시키는 토출관(3)이 마련된다.

압축부(10)는 냉매가 압축되는 압축실(12)이 마련된 실린더블록(11)과, 압축실(12) 내부에서 직선왕복운동하며 냉매의 압축작용을 수행하는 피스톤(15)과, 압축실(12)을 밀폐시키도록 실린더블록(11)의 일측에 결합되며 흡입실(16a)과 토출실(16b)이 구획 형성된 실린더헤드(16)와, 실린더블록(11)과 실린더헤드(16) 사이에 마련되며 흡입실(16a)로부터 압축실(12)로 흡입되거나 압축실(11a)로부터 토출실(13b)로 토출되는 냉매의 흐름을 단속하는 밸브장치(17)를 구비한다.

구동부(20)는 피스톤(15)이 압축실(12) 내부에서 왕복 운동할 수 있도록 구동력을 제공하는 것으로, 밀폐용기(1)의 내부에 고정된 고정자(21)와 이 고정자(21)의 내부에 이격 설치되어 고정자(21)와 전자기적으로 상호 작용하는 회전자(22)를 구비한다. 회전자(22)의 중심에는 회전자(22)와 함께 연동될 수 있도록 회전축(23)이 마련되고, 회전축(23)의 하부에는 편심회전하는 편심부(24)와 상기 편심부(24)의 편심회전을 직선운동으로 전환시킬 수 있도록 일단은 편심부(24)에 회전운동 가능하게 결합되고 타단은 피스톤(15)에 회전 및 직선운동 가능하게 설치된 커넥팅로드(25)가 마련된다. 참고로, 미설명 부호 26은 실린더블록(11)의 상부에 안착되어 회전축(23) 및 회전자(22)의 회전을 지지하는 지지베어링이다.

전원 인가에 따른 고정자(21)와 회전자(22) 간의 전기적인 상호작용에 의해 회전자(22)와 함께 회전축(23)이 회전하게 되면, 편심부(24)와 커넥팅로드(25)를 통해 연결된 피스톤(15)이 압축실(12) 내부에서 직선왕복운동을 하게 된다. 이를 통해, 밀폐용기(1) 외부 측 냉매는 흡입관(2)으로부터 실린더헤드(16)의 흡입실(16a)로 유입된 후 압축실(12)로 전달되어 압축실(12) 내부에서 압축되고, 압축된 냉매는 다시 실린더헤드(16)의 토출실(16b)로 토출된 후 토출관(3)을 통해 밀폐용기(1) 외부로 토출된다. 압축기를 통한 냉매의 압축작용은 이러한 과정이 반복진행되면서 이루어진다.

또한, 실린더헤드(16) 상측에는 흡입관(2)으로부터 압축실(12)로 흡입되는 냉매의 흡입소음을 저감시키기 위하여, 흡입실(16a)과 흡입관(2) 사이를 연결하는 흡입머플러(30)가 설치되고, 실린더블록(11)의 하측에는 압축실(12)로부터 토출관(3)으로 토출되는 냉매의 압력맥동을 저감시키기 위한 토출머플러(40, 50)가 설치된다.

본 실시예의 토출머플러(40, 50)는 내부공간이 실린더헤드(16)의 토출실(16b) 및 토출관(3)과 직접 연결되며 소정의 팽창공간이 마련된 제1토출머플러(40)와, 제1토출머플러(40)의 내부공간과 연통유로(미도시)를 통해 연결되어 헬름홀츠 공명공간을 형성하는 제2토출머플러(50)를 포함한다. 이때, 실린더헤 드(16)의 토출실(16b)과 제1토출머플러(40)는 연결관(13)에 의해 연통된다. 참고로, 토출머플러는 하나의 팽창공간을 가지는 단일구조체일 수도 있고, 이 경우 단일구조체의 일단은 실린더헤드의 토출실과 연통되고, 타단은 토출관과 연통된다.

도 3은 제1실시예에 따른 본 고안의 연결관을 나타낸 일부 절개 사시도이다.

도시된 바와 같이, 연결관(13)은 그 중공부에 삽입되는 복수 개의 삽입관(13a)에 의하여, 복수 개의 유로로 분할된다. 압력맥동은 유체가 유동하는 관의 단면적이 작고, 그 길이가 길수록 감쇠되는데, 본 고안의 연결관은 단면적이 작고, 길이가 길게 형성된 복수 개의 삽입관(13a)을 중공부에 구비함으로써, 냉매에 의한 압력맥동 및 소음이 저감된다.

이때, 삽입관(13a)은 연결관(13)과 독립적으로 제작된 후, 연결관(13)의 유로상의 일부에 삽입되어 억지끼움 방식으로 결합될 수 있으므로, 종래 압축기의 구조를 변경하지 않고도 종래 압축기에 적용하는 것이 가능하다. 물론, 삽입관(13a)은 다이캐스팅 등을 통하여 연결관(13)과 일체로 형성될 수 있는 등, 다양한 가공방법으로 마련될 수 있다.

그리고, 삽입관(13a)은 그 직경(Φ)이 1mm 이하가 되도록 형성됨이 바람직하며, 그 길이(L)는 삽입관의 직경의 20배 이상이 되도록 형성됨이 바람직하다. 또한, 유동손실을 고려하여 최대한 많은 수의 삽입관(13a)을 연결관(13)에 삽입함이 바람직하다.

도 4는 제2실시예에 따른 본고안의 연결관을 나타낸 일부 절개 사시도로서,연결관(13)의 중공부에는 벌집구조체(13b)가 마련되어, 연결관(13)은 가늘고 길게 형성된 복수 개의 유로로 분할 된다. 이에 의해, 냉매가 연결관(13)에 마련된 벌집구조체(13b)를 통과하는 동안, 냉매의 압력맥동은 저감된다. 비록, 본 실시예에서 각 유로의 단면은 육각형을 이루고 있으나, 유로의 단면은 이외에도 다양한 형상을 이룰 수 있다.

본 실시예의 벌집구조체(13b)는 연결관(13)의 유로 상의 일부에 삽입되어 억지끼움된다. 물론, 벌집구조체(13b)는 다이캐스팅을 통하여 연결관(13)과 일체로 형성될 수 있는 등, 다양한 방법으로 제작될 수 있다.

도 5는 회전축을 3000[rpm]으로 동작시킬 경우에 본 고안의 제1실시예에 따른 압축기와 종래 압축기의 냉매맥동압력을 비교한 그래프로서, 가로축 및 세로축은 각각 시간 및 시간에 따른 압력맥동을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 본 고안의 압축기에서는 압력맥동의 주기는 늘어나고 진폭은 감소하게 된다. 이에 따라, 냉매의 압력맥동에 의해 발생하는 진동 및 소음도 저감되는 효과가 발생한다. 구체적으로, 냉매의 압력맥동은 냉매가 복수 개의 삽입관(13a)을 통과하면서 일차적으로 감쇠되고, 토출머플러(40, 50)를 통과하면서 이차적으로 감쇠된다. 특히, 본 고안의 압축기에서는 사용자에게 큰 불쾌감을 주는 1000Hz 이하의 저주파 맥동이 현저히 감쇠된다.

아울러, 본 고안의 압축기에서는 제한된 공간에 마련되는 토출머플러의 내용적을 변경하지 않고서도, 토출냉매의 압력맥동을 현저히 저감시킬 수 있다. 또한, 종래의 압축기 구조에도 바로 적용이 가능한 이점이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 밀폐형압축기의 전체적인 구조를 나타낸 단면도이다.

도 2는 도 1의 A-A'선에 대한 단면도이다.

도 3은 제1실시예에 따른 본 고안의 연결관을 나타낸 일부 절개 사시도이다.

도 4는 제2실시예에 따른 본고안의 연결관을 나타낸 일부 절개 사시도이다.

도 5는 본 고안의 제1실시예에 따른 맥동저감효과를 종래 압축기와 비교하여 나타낸 그래프이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

1 밀폐용기 2 흡입관

3 토출관 10 압축부

11 실린더블록 12 압축실

13 연결관 13a 삽입관

13b 벌집구조체 15 피스톤

16 실린더헤드 16a 흡입실

16b 토출실 17 밸브장치

20 구동부 40 제1토출머플러

50 제2토출머플러

Claims (5)

1. 밀폐용기 내부의 실린더블록에 마련되는 압축실과, 상기 압축실에서 압축된 냉매의 압력맥동을 저감시키는 토출머플러와, 상기 압축실과 상기 토출머플러를 연통시키는 연결관을 포함하는 압축기에 있어서,

   상기 연결관은 그 중공부에 삽입되는 복수 개의 삽입관을 구비하는 것을 특징으로 하는 압축기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 삽입관의 직경은 1mm 이하인 것을 특징으로 하는 압축기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 삽입관의 길이는 상기 삽입관의 직경의 20배 이상인 것을 특징으로 하는 압축기.
4. 제1항에 있어서,

   상기 삽입관은 상기 연결관의 중공부에 억지끼움되는 것을 특징으로 하는 압축기.
5. 제1항에 있어서,

   상기 연결관은 그 중공부에 삽입되는 벌집구조체를 구비하는 것을 특징으로 하는 압축기.

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