KR20040107093A - 스크롤 압축기의 토출 소음 저감 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 토출 소음 저감 장치에 관한 것으로서, 밀폐된 내부 수용공간을 갖도록 통형상의 케이싱 몸체 상, 하측 개구부를 상부 캡과 하부 캡으로 밀봉 결합하는 케이싱와, 상기 케이싱 몸체 내부에 고정되어 선회 운동하는 선회스크롤과 상호 협조적으로 냉매를 압축한 후 연직 상방향으로 관통 형성된 토출공을 통해 토출시키는 고정스크롤과, 상기 고정스크롤의 상측에 결합되는 상기 토출공을 통해 토출되는 냉매의 소음을 저감하도록 일정 폐쇄 공간을 형성하는 머플러와, 상기 머플러 내부로 토출된 냉매를 상기 케이싱 외부로 직접 토출시키기 위해 상기 상부 캡 일 측을 관통 결합하여 상기 머플러에 연통 결합되는 토출관으로 구성됨으로써 상부 캡 내부를 경우하지 않고 머플러에서 직접 토출되도록 함으로써 상부 캡을 통해 외부로 방출되는 스크롤 압축기의 냉매 토출 소음을 저감할 수 있다.

Description

스크롤 압축기의 토출 소음 저감 장치{NOISE REDUCING DEVICE FOR SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고정스크롤 상측에 고정되는 머플러 내부에 연통 결합되는 토출 파이프를 통해 상부 캡 내부를 경유하지 않고 직접 토출하도록 하여 상부 캡을 통해 방사되는 토출 소음을 저감시키기 위한 스크롤 압축기의 토출 소음 저감 장치에 관한 것이다.

이하, 종래 스크롤 압축기를 첨부한 도면에 따라 설명하며 다음과 같다. 도 1은 종래 스크롤 압축기의 종단면도이고, 도 2는 종래 스크롤 압축기의 부분 확대 사시도이며, 도 3은 종래 스크롤 압축기의 상부 캡 모드의 해석 그래프이다.

도 1또는 도 2에서 도시한 바와 같이, 종래 스크롤 압축기(100)는 내부에 밀폐 공간을 형성하는 케이싱(110)과, 케이싱(110)의 내부에 배치되어 냉매를 압축하는 압축기구부(130)와, 압축기구부(130)에 구동력을 제공하는 전동모터부(120)와, 전동모터부(120)의 상 하측에 각각 배치되어 전동모터부(120)의 회전축(123)을 회전 가능하게 지지하는 메인프레임(114) 및 서브프레임(115)으로 구성된다.

상기 케이싱(110)은 상, 하단부가 개방된 통형상의 케이싱 본체(111)와, 케이싱 본체(111)의 상부영역을 차단하도록 결합되는 상부캡(112)과, 케이싱 본체(112)의 하부영역을 차단하도록 결합되는 하부캡(113)으로 이루어진다.

상기 케이싱 본체(111)의 일 측면에 흡입관(116)이 연통 결합되고, 상기 상부캡(112) 일 측면을 관통하여 상기 압축기구부(130)에서 압축된 고압의 냉매를 토출시키기 위한 토출관(117)이 연통 결합된다.

상기 전동모터부(120)는 케이싱 본체(111)의 내부에 고정 배치되는 고정자(121)와, 고정자(121)의 내부에 회전 가능하게 배치되는 회전자(122)와, 회전자(122)의 축중심에 일체로 회전 가능하게 결합되고 일측 단부에 편심부(124)가 형성된 회전축(123)을 구비하고 있다.

상기 압축기구부(130)는 인벌류트 형상의 고정랩(133)과 압축된 냉매가 토출될 수 있도록 중앙에 관통 형성되는 토출공(137)을 구비하여 케이싱(110)의 내측 상부영역에 고정 배치되는 고정스크롤(131)의 고정랩(133)과 상호 협조적으로 냉매의 압축공간(P)을 형성하는 인벌류트 형상의 선회랩(134)을 구비하여 회전축(123)의 편심부(124)에 결합되어 고정스크롤(131)에 대해 상대운동 함으로써 냉매를 압축하는 선회스크롤(132)로 이루어진다.

한편, 고정스크롤(131)에는 압축되어 토출공(137)을 통해 토출되는 냉매가 일정압 이상에서 토출되도록 토출압을 제한함과 아울러 토출된 냉매가 역류하는 것을 방지하기 위한 토출밸브 조립체(140)가 구비되고, 상기 고정스크롤(131) 상측 외주면을 따라 고정되어 케이싱(110) 내부를 고압측과 저압측으로 분할 구획하는 격판(118)이 구비되며, 상기 격판(118)의 상측에 결합되어 상기 토출밸브 조립체(140)를 통해 토출된 냉매의 소음을 저감시키도록 일정 수용 공간이 구비됨과 아울러 상측을 관통하여 상부캡(112) 내부와 연통하는 머플러(150)가 구비된다.

상기 토출밸브 조립체(140)는 상기 고정스크롤(131)의 토출공(137)을 개패하는 토출밸브(141)와 상기 토출밸브(141)의 개도량을 제어하기 위한 리테이너(142)가 토출공(137) 일 측에 체결 고정된다.

도면중 미설명 부호 125는 오일피더이고, 127은 부쉬이며, 135는 올담링이다.

이와 같은 구성에 의하여, 종래 스크롤 압축기(100)는 인가된 전원에 의해 전동모터부(120)의 고정자(121)와 회전자(122)의 사이의 자력 플럭스가 발생하게되고, 발생된 자력 플럭스에 의해 회전하는 회전자(122) 중심을 관통 결합된 회전축(123)이 회전자(122)와 연동하면서 회전자(123)의 편심부(124)에 결합된 선회스크롤(132)를 선회운동시키면서 흡입관(116)을 통해 저압부로 흡입된 저압의 냉매를 서로 맞물린 고정스크롤(131)과 선회스크롤(132)의 고정랩(133)과 선회랩(134) 사이로 흡입하여 압축한 후 고정스크롤(131)의 토출공(137)을 통해 토출하도록 한다.

이때, 토출공(137)을 통해 토출되는 냉매는 토출밸브 조립체(140)에 의해 설정압 이상에서 머플러(150) 내부로 토출되고, 머플러(150) 내부의 공명공간을 통해 일부 소음이 저감된 상태로 상부캡(112) 내부의 고압측으로 토출된 후, 상부캡(112)에 연통 결합되는 토출관(117)을 통해 스크롤 압축기의 케이싱(110) 외부로 토출되도록 한다.

그러나, 종래 스크롤 압축기(100)의 머플러(150)의 경우 토출되는 냉매 가스가 머플러(150)와 상부캡(112) 사이의 고압측을 통해 상부캡(112)에 연통 결합되는 토출관(117)으로 토출됨으로써 이때 압차에 의해 발생되는 토출가스의 맥동 소음 및 토출밸브(141)의 개폐 소음이 상부캡1(12)으로 전달되어, 전달된 토출소음은 상부캡1(12)을 통해 외부로 방사된다. 따라서, 머플러(150)의 형상 변경에 의한 토출소음 저감시키기 위한 노력들이 지속됨에도 불구하고 토출소음의 저감 효과는 거의 1dB이내에서 효과밖에는 얻을 수밖에 없어 효과적인 소음저감을 기대할 수 없다.

또한, 종래 스크롤 압축기(100)의 토출 소음의 주 주파수 대역이 3.15KHz임에 따라 도 3에서 도시한 바와 같이, 상부캡(112)의 머플러(150)의 관통공(151) 연직 상단부(A)와 그 측부 (B)(C)에서의 진동 주파수 대역이 토출소음의 같은 3.15kHz 대역에서 이루어져 결국 토출소음이 공진에 의해 증폭되는 문제점을 갖는다.

따라서, 종래의 스크롤 압축기(100)의 머플러(150)의 형상 변경에 의해서는 냉매의 토출 압차에 의해 발생하는 토출 소음인 냉매의 맥동 소음 및 냉매 토출시 발생하는 토출밸브의 개폐소음을 저감시킬 수 없게 되는 문제점이 발생한다.

따라서, 본 발명의 목적은, 종래 스크롤 압축기에서 압축된 후 토출되는 냉매의 토출 소음이 상부 캡을 통해 외부로 방사되는 것을 방지하기 위한 스크롤 압축기의 토출 소음 저감 장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 종단면도,

도 2는 종래 스크롤 압축기의 부분 확대 사시도,

도 3은 종래 스크롤 압축기의 상부 캡 모드의 해석 그래프

도 4는 본 발명의 스크롤 압축기의 종단면도,

도 5는 본 발명의 스크롤 압축기의 부분 확대 사사도,

도 6은 본 발명의 스크롤 압축기의 토출배관의 변형예를 도시한 부분 종단면도,

도 7은 본 발명의 스크롤 압축기의 소음 저감 장치에 대한 음향 투과 손실 특성을 도시한 도면.

*도면의 주요부분에 대한 설명*

10: 케이싱 12: 상부캡

17: 토출 17a: 삽입관

17b: 토출파이프 31: 고정스크롤

37: 토출공 50: 머플러

상기 목적은, 본 발명에 따라, 밀폐된 내부 수용공간을 갖도록 통형상의 케이싱 몸체 상, 하측 개구부를 상부 캡과 하부 캡으로 밀봉 결합하는 케이싱와, 상기 케이싱 몸체 내부에 고정되어 선회 운동하는 선회스크롤과 상호 협조적으로 냉매를 압축한 후 연직 상방향으로 관통 형성된 토출공을 통해 토출시키는 고정스크롤과, 상기 고정스크롤의 상측에 결합되는 상기 토출공을 통해 토출되는 냉매의 소음을 저감하도록 일정 폐쇄 공간을 형성하는 머플러와, 상기 머플러 내부로 토출된 냉매를 상기 케이싱 외부로 직접 토출시키기 위해 상기 머플러에 연통 결합되도록 상기 상부 캡 일 측을 관통 결합하는 토출관으로 구성됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 토출 소음 저감 장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 토출관은 상기 상부 캡을 관통한 후 용접 고정됨과 아울러 상기 머플러의 일 측에 연통되게 압압 고정됨이 바람직하다.

또한, 상기 토출관은 상기 상부 캡 일 측 관통 결합하는 토출 파이프와, 상기 토출파이프와 상기 머플러가 연통되게 각각 압입 고정되는 삽입관으로 이루어짐이 바람직하다.

또한, 상기 상입관을 머플러 일 측에 연통하도록 용접 고정됨이 바람직하다.

또한, 상기 고정 스크롤의 외주면을 따라 상기 케이싱 내부를 흡입압측과 토출압측으로 분할 구획하는 구획판이 체결 고정됨이 바람직하다.

이하, 본 발명의 스크롤 압축기의 토출 소음 저감 방지 장치를 첨부한 도면을 통해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 스크롤 압축기의 종단면도이고, 도 5는 본 발명의 스크롤 압축기의 부분 확대 사사도이며, 도 6은 본 발명의 스크롤 압축기의 토출배관의 변형예를 도시한 부분 종단면도이고, 도 7은 본 발명의 스크롤 압축기의 소음 저감 장치에 대한 음향 투과 손실 특성을 도시한 도면이다.

도 4 또는 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크롤 압축기(1)는 내부에 밀폐 공간을 형성하는 케이싱(10)과, 케이싱(10)의 내부에 배치되어 냉매를 압축하는 압축기구부(30)와, 압축기구부(30)에 구동력을 제공하는 전동모터부(20)와, 전동모터부(20)의 상 하측에 각각 배치되어 전동모터부(20)의 회전축(23)을 회전 가능하게 지지하는 메인프레임(14) 및 서브프레임(15)으로 구성된다.

상기 케이싱(10)은 상, 하측 단부가 개방된 통형상의 케이싱 본체(11)와, 케이싱 본체(11)의 상측 단부를 밀봉하도록 결합되는 상부캡(12)과, 케이싱 본체(11)의 하측 단부를 차단하도록 결합되는 하부캡(13)으로 이루어진다.

상기 케이싱 본체(11)의 일 측면에 흡입관(16)이 연통 결합되고, 상기 상부캡(12) 일 측면을 관통하여 상기 압축기구부(30)에서 압축된 고압의 냉매를 토출시키기 위한 토출관(17)이 연통 결합된다.

상기 전동모터부(20)는 케이싱 본체(11)의 내부에 고정 배치되는 고정자(21)와, 고정자(21)의 내부에 회전 가능하게 배치되는 회전자(22)와, 회전자(22)의 축중심에 일체로 회전 가능하게 결합되고 일단부에 편심부(24)가 형성된 회전축(23)을 구비하고 있다.

상기 압축기구부(30)는 인벌류트 형상의 고정랩(33)과 압축된 냉매가 토출될 수 있도록 중앙에 관통 형성되는 토출공(37)을 구비하여 케이싱(10)의 내부 상부영역에 고정 배치되는 고정스크롤(31)과, 고정랩(33)과 상호 협조적으로 냉매의 압축공간을 형성하는 인벌류트 형상의 선회랩(34)을 구비하여 회전축(23)의 편심부(24)에 결합되어 고정스크롤(31)에 대해 상대운동 함으로써 냉매를 압축하는 선회스크롤(32)로 이루어진다.

한편, 고정스크롤(31)에는 압축되어 토출공(37)을 통해 토출되는 냉매가 설정압 이상에서 토출되도록 토출압을 제한함과 아울러 토출된 냉매가 역류하는 것을 방지하기 위한 토출밸브 조립체(40)가 구비되고, 상기 고정스크롤 상측 외주면을 따라 고정되어 케이싱(10) 내부를 고압측과 저압측으로 분할 구획하는 격판(18)이 구비되며, 상기 격판(18)의 상측에 결합되어 상기 토출밸브 조립체(40)를 통해 토출된 냉매의 소음을 저감시키도록 폐쇄된 내부 수용 공간를 갖는 머플러(50)가 구비된다.

상기 머플러(50) 내부로 토출된 냉매를 상기 케이싱(10) 외부로 직접 토출시키기 위해 상기 머플러(50)에 연통 결합되도록 상기 상부캡(12) 일 측을 관통 결합하는 토출관(17)이 구비된다.

상기 토출관(17)은 조립 공정의 편이를 위해 상기 상부캡(12)을 관통시켜 상기 머플러(50)의 일 측에 연통되게 압압 고정시킨 후 상부캡(12) 관통부를 용접 고정한다. 이때 머플러(50)와 토출관(17)의 압입 공차는 150μm이하로 가공됨이 바람직하며, 압입되는 토출관(17)의 일측단은 상기 머플러에 압입이 용이하도록 소정의 경사각을 가지고 테이퍼지게 형성함이 보다 바람직하다.

또한, 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 토출관(17)은 상기 상부캡(12) 일 측 관통 결합하는 토출 파이프(17b)와, 양단이 상기 토출파이프(17b)와 상기 머플러(50)에 각각 연통되게 압입 고정되는 삽입관(17a)으로 이루짐을 바람직하게 생각해 볼 수 있으며, 또한, 상기 삽입관(17a)은 머플러(50) 일 측에 연통하도록 용접 고정함이 보다 바람직하다.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 스크롤 압축기의 소음 저감 장치는 인가된 전원에 의해 회전하는 전동모터부(20)의 회전자(22)와 연동하며 회전력에 의해 회전축(23)의 편심부(24)에 결합된 선회스크롤(32)이 선회운동 하면서 고정스크롤과 상호 협력적으로 냉매를 압축하고, 압축된 고압의 냉매는 고정스크롤(31)의 토출공(37)을 통해 밀폐된 머플러(50)의 내부 밀폐된 공명공간으로 토출된 냉매가 머플러(50)의 일측에 연통 결합된 토출관(17)을 따라 상부캡(12)을 관통하여 상부 캡(12) 내부를 경유하지 않고 직접 케이싱(10) 외부로 토출되도록 한다.

이때, 상기 토출관(17)은 조립 공정상의 편이를 위해 상부캡(12)의 일 측을 관통하여 머플러(50)에 연통되게 압입 고정됨에 따라 냉매의 누설이 발생하지 않는 150㎛이하의 압입 공차를 갖도록 하며, 머플러(50)와 토출관(17)의 압입부에서 누설이 발생하더라고 압축된 고압측 냉매가 저압측 냉매와 혼합되어 재 압축되지 않도록 격판(18)에 의해 케이싱(10) 내부를 고압측과 저압측을 분할 구획되도록 한다.

따라서, 도 7에서 도시한 바와 같이, 종래 양상되는 스크롤 압축기(100)의 토출 구조에 비해 본 발명에 의해 개선된 스크롤 압축기의 토출 구조는 음향 투과 손실이 현전하게 증가하여 상부캡을 통해 외부로 방사되는 냉매의 토출 소음 즉, 토출시 압차에 의해 발생하는 냉매의 맥동 소음 및 토출밸브의 개폐시 발생하는 충격 소음이 차폐됨을 알 수 있으며, 이러한 소음의 차폐에 의해 상부캡의 진동 주파수와의 공진에 의한 토출소음의 증폭을 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 상부캡 내부에 머플러을 이용하여 밀폐된 토출 공간을 형성하고, 그 머플러의 내부로 토출된 냉매를 토출관을 상부 캡 내부를 경유하지 않고 직접 토출시킴으로서 상부 캡을 통해 방사되는 토출 소음을 저감시킬 수 있다.또한, 토출관을 상부 캡 일측을 관통시킨 후 상부 캡 내부에 수용된 머플러 일측에 연통되도록 압입 고정시키거나, 머플러 일 측에 연통 결합된 삽입관을 이용하여 상부 캡 일측을 관통 결합된 토출 파이프에 압입 고정시킴으로서 에 따라 보다 용이하게 조립공정이 이루어지도록 한다. 또한, 격판을 이용하여 압입 결합부를 통해 누설된 토출측 고압의 냉매가 저압의 흡입측 냉매와 분할되도록 한다.

Claims (5)

1. 밀폐된 내부 수용공간을 갖도록 통형상의 케이싱 몸체 상, 하측 개구부를 상부 캡과 하부 캡으로 밀봉 결합하는 케이싱와,

   상기 케이싱 몸체 내부에 고정되어 선회 운동하는 선회스크롤과 상호 협조적으로 냉매를 압축한 후 연직 상방향으로 관통 형성된 토출공을 통해 토출시키는 고정스크롤과,

   상기 고정스크롤의 상측에 결합되는 상기 토출공을 통해 토출되는 냉매의 소음을 저감하도록 일정 폐쇄 공간을 형성하는 머플러와,

   상기 머플러 내부로 토출된 냉매를 상기 케이싱 외부로 직접 토출시키기 위해 상기 상부 캡 일 측을 관통 결합하여 상기 머플러에 연통 결합되는 토출관으로 구성됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 토출 소음 저감 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 토출관은 상기 상부 캡을 관통한 후 용접 고정됨과 아울러 상기 머플러의 일 측에 연통되게 압압 고정됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 토출 소음 저감 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 토출관은 상기 상부 캡 일 측 관통 결합하는 토출 파이프와, 상기 토출파이프와 상기 머플러가 연통되게 압입 고정되는 삽입관으로 이루어짐을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 소음 저감 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 상입관을 머플러 일 측에 연통하도록 용접 고정됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 토출 소음 저감 장치.
5. 제 1항 내지 4항 중 어는 한 항에 있어서,

   상기 고정 스크롤의 외주면을 따라 상기 케이싱 내부를 흡입압측과 토출압측으로 분할 구획하는 격판이 체결 고정됨을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 토출 소음 저감 장치.