KR100332781B1 - Structure for reducing noise and improving capacity in hermetic type rotary compressor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 밀폐형 회전식 압축기의 소음저감 및 효율개선 구조에 관한 것으로, 본 발명은 구비되어 전동기구부의 구동력을 전달받아 회전하는 회전축과, 상기 회전축의 편심부에 삽입되는 롤링 피스톤과, 상기 롤링 피스톤이 삽입되어 롤링 피스톤의 외주면과 그 내주면과의 사이에 공간부가 형성되는 실린더와, 상기 실린더에 각각 결합되어 상기 공간부를 밀폐시킴과 아울러 상기 회전축을 지지하는 상,하부 베어링과, 상기 실린더의 주벽을 관통하여 반경방향으로 직선 왕복운동 가능하도록 결합됨과 아울러 상기 롤링 피스톤의 외주면에 선 접촉되도록 결합되어 회전축의 회전에 따라 실린더의 공간부를 흡입영역과 압축영역으로 변환시키는 베인을 구비한 회전식 압축기에 있어서, 상기 실린더의 밀폐된 공간부내에 상기 베인을 기준으로 하여 회전축의 회전 방향으로 80°~ 90°사이에 위치하는 서지홈을 형성하도록 구성하여 냉매 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키는 과정에서 발생되는 압력 맥동에 의한 소음을 저감시킬 뿐만 아니라 냉매 가스를 압축하는데 소요되는 압축 동력 효율을 높임으로써 성능을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a noise reduction and efficiency improvement structure of the hermetic rotary compressor, and the present invention is provided with a rotating shaft which is rotated by receiving the driving force of the electric mechanism, a rolling piston inserted into the eccentric portion of the rotating shaft, and the rolling piston A cylinder which is inserted to form a space between the outer circumferential surface of the rolling piston and the inner circumferential surface thereof, coupled to the cylinder to seal the space, and penetrates the upper and lower bearings to support the rotating shaft and the main wall of the cylinder. In the rotary compressor having a vane which is coupled so as to linearly reciprocate in the radial direction and coupled to the outer circumferential surface of the rolling piston to convert the space portion of the cylinder into a suction zone and a compression zone in accordance with the rotation of the rotary shaft, Based on the vanes in the closed space of the cylinder, It is configured to form a surge groove located between 80 ° and 90 ° in the direction of rotation of the entire shaft, which reduces the noise caused by the pressure pulsation generated in the process of sucking, compressing and discharging the refrigerant gas, as well as compressing the refrigerant gas. It is to improve the performance by increasing the compression power efficiency.
Description
본 발명은 밀폐형 회전식 압축기에 관한 것으로, 특히 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키는 과정에서 발생되는 압력 맥동에 의한 소음을 저감시킬 수 있도록 한 밀폐형 회전식 압축기의 소음저감 및 효율개선 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a hermetic rotary compressor, and more particularly, to a noise reduction structure and an efficiency improvement structure of a hermetic rotary compressor capable of reducing noise caused by pressure pulsation generated in the process of sucking, compressing and discharging gas.
일반적으로 압축기는 유체를 압축하는 기기로, 가스를 압축하는 방식에 따라 회전식 압축기(ROTARY COMPRESSOR), 왕복동식 압축기(RECIPROCATING COMPRESSOR), 스크롤 압축기(SCROLL COMPRESSOR) 등 여러 종류가 있다. 이와 같은 압축기는 소정의 내부 공간을 갖는 밀폐용기와 상기 밀폐용기내에 장착되어 구동력을 발생시키는 전동기구부와 상기 전동기구부의 구동력을 전달받아 가스를 압축하는 압축기구부로 구성된다.Generally, a compressor is a device that compresses a fluid, and there are various types of compressors such as a rotary compressor, a reciprocating compressor, a scroll compressor, and a scroll compressor. Such a compressor is composed of a hermetically sealed container having a predetermined internal space, an electric mechanism part mounted in the hermetically sealed container to generate a driving force, and a compressor mechanism part that compresses gas by receiving a driving force of the electric mechanical part.
상기 압축기의 일례로 밀폐형 회전식 압축기는, 도 1a, 1b에 도시한 바와 같이, 소정 형상으로 형성된 밀폐용기(1)내에의 일측에 전동기구부가 장착되고 상기 전동기구부와 소정의 간격을 두고 압축기구부가 장착된다. 상기 전동기구부는 밀폐용기(1)에 고정 결합되는 고정자(2)와 그 고정자(2)에 회전 가능하도록 결합되는 회전자(3)를 포함하여 구성된다.As an example of the compressor, in the hermetic rotary compressor, as illustrated in FIGS. 1A and 1B, an electric mechanism part is mounted on one side of the hermetic container 1 formed in a predetermined shape, and the compressor mechanism part is provided at a predetermined distance from the electric mechanism part. Is mounted. The electric machine part includes a stator 2 fixedly coupled to the hermetic container 1 and a rotor 3 rotatably coupled to the stator 2.
그리고 상기 압축기구부는 소정의 길이를 갖도록 형성되고 그 일측에 편심부(4a)가 형성되어 상기 회전자(3)의 내경에 압입되는 회전축(4)과, 가스가 흡입되고 압축되는 내부 공간(P)이 구비되어 밀폐용기(1)의 내부에 설치됨과 아울러 그 내부 공간(P)에 상기 회전축의 편심부(4a)가 삽입되는 실린더(5)와, 상기 실린더의 내부 공간(P)을 밀폐시키도록 실린더(5)의 상,하부에 볼트(6)의 체결에 의해 각각 결합됨과 아울러 상기 회전축(4)을 지지하는 상,하부 베어링(7)(8)과, 상기 회전축의 편심부(4a)에 삽입되어 상기 실린더(5)의 내부 공간(P)내에 위치하여 회전축(4)의 회전에 따라 공전하는 롤링 피스톤(9)과, 상기 실린더(5)의 일측에 반경 방향으로 왕복운동 가능하도록 삽입됨과 아울러 그 단부가 상기 롤링 피스톤(9)의 외주면과 선 접촉되어 실린더(5)의 내부 공간 내주면과 롤링 피스톤(9)의 외주면에 의해 형성되는 공간부를 흡입영역(a)과 압축영역(b)으로 변환시키는 베인(10)을 포함하여 구성된다.And the compression mechanism is formed to have a predetermined length and the eccentric portion (4a) is formed on one side of the rotating shaft (4) is pressed into the inner diameter of the rotor 3, and the internal space (P) where the gas is sucked and compressed Is provided inside the sealed container 1 and seals the cylinder 5 into which the eccentric portion 4a of the rotating shaft is inserted into the inner space P and the inner space P of the cylinder. Upper and lower bearings 7 and 8 that are coupled to the upper and lower portions of the cylinder 5 by fastening the bolts 6 and support the rotating shaft 4, and the eccentric portions 4a of the rotating shaft. A rolling piston (9) inserted into the inner space (P) of the cylinder (5) and revolving in accordance with the rotation of the rotary shaft (4), and inserted into one side of the cylinder (5) so as to reciprocate in a radial direction. In addition, the end thereof is in line contact with the outer circumferential surface of the rolling piston (9), the inner hole of the cylinder (5) Is configured to include a space portion suction region (a) and the vanes (10) for converting the compression region (b) formed by the outer peripheral surface of the inner peripheral surface of the rolling piston (9).
상기 실린더(5)에 가스가 흡입되는 흡입구(5a)가 베인(10)의 측부에 위치하도록 형성되고 그 베인(10)의 타측에 압축영역(b)에서 압축된 가스가 토출되는 토출포트(5b)가 형성되며 그 흡입구(5a)와 베인(10) 그리고 토출포트(5b)는 회전축(4)의 회전 방향에 따라 토출포트(5b), 베인(10) 그리고 흡입구(5a)의 순서로 형성된다. 상기 실린더(5)의 상,하부에 각각 결합되는 상부 베어링(7) 또는 하부 베어링(8)에 상기 토출포트(5b)와 연통되도록 토출공(7a)이 형성된다(도면에는 상부 베어링에 표시함). 상기 밀폐용기(1)에 가스가 흡입되고 토출되는 흡입관(11) 및 토출관(12)이 결합되며 그 밀폐용기(1) 저면에 오일이 채워져 있다.A discharge port 5b is formed such that the inlet port 5a through which the gas is sucked into the cylinder 5 is located at the side of the vane 10, and the compressed gas is discharged from the compression zone b on the other side of the vane 10. Is formed and the suction port 5a, the vane 10 and the discharge port 5b are formed in the order of the discharge port 5b, the vane 10 and the suction port 5a according to the rotational direction of the rotation shaft 4. . Discharge holes 7a are formed in the upper bearing 7 or the lower bearing 8 coupled to the upper and lower portions of the cylinder 5 so as to communicate with the discharge port 5b (shown in the upper bearing in the drawing). ). The suction tube 11 and the discharge tube 12 into which the gas is sucked and discharged are coupled to the sealed container 1, and oil is filled in the bottom surface of the sealed container 1.
미설명 부호 13은 토출밸브이며, 14는 리테이너이고, 15는 소음기, 16은 어큐뮬레이터이다.Reference numeral 13 is a discharge valve, 14 is a retainer, 15 is a silencer, and 16 is an accumulator.
상기한 바와 같은 압축기는 인가되는 전류에 의해 회전자(3)가 회전하면서 회전축(4)을 회전시키게 되면 상기 회전축(4)의 회전에 의해 회전축의 편심부(4a)에 결합된 롤링 피스톤(9)이 베인(10)과 접촉된 상태에서 실린더 내부 공간(P)에서 축 중심을 기준으로 공전하게 된다. 상기 롤링 피스톤(9)의 공전 회전에 의한 실린더 내부 공간의 내주면과 롤링 피스톤의 외주면에 의해 형성되는 공간부의 체적변화로 저온저압의 냉매가스가 흡입관(11)과 흡입구(5a)를 통해 실린더의 공간부로 흡입되어 고온고압의 상태로 압축되며 그 압축된 고온고압의 냉매가스는 토출밸브(13)의 작동과 함께 토출포트(5b) 및 토출공(7a)을 통해 토출된다.Compressor as described above is a rolling piston (9) coupled to the eccentric portion (4a) of the rotary shaft by the rotation of the rotary shaft 4 when the rotor 3 rotates while the rotor (3) by the current applied ) Is orbited about the axis center in the cylinder internal space (P) in the state in contact with the vane (10). Due to the volume change of the space portion formed by the inner circumferential surface of the cylinder inner space and the outer circumferential surface of the rolling piston due to the orbital rotation of the rolling piston 9, the low-temperature low-pressure refrigerant gas flows into the cylinder through the suction pipe 11 and the suction port 5a. It is sucked into the negative pressure and compressed to a state of high temperature and high pressure, and the compressed high temperature and high pressure refrigerant gas is discharged through the discharge port 5b and the discharge hole 7a together with the operation of the discharge valve 13.
상기 회전축(4)의 회전에 따라 냉매 가스가 흡입되고 압축되어 토출되는 과정을 보다 상세히 설명하면, 먼저, 도 2에 도시한 바와 같이, 회전축의 편심부(4a) 장경 선단(d)이 베인(10)과 접촉된 상태가 되면 토출 행정이 끝남과 동시에 흡입 행정이 끝나게 된다. 그리고 그 회전축(4)이 회전하여 편심부(4a)의 선단(d)이 베인(10)을 기준으로 90˚를 지나, 도 3에 도시한 바와 같이, 베인(10)과 180˚의 위치에 이르는 영역에서는 공간부(P)가 베인(10)에 의해 흡입영역(a)과 압축영역(b)으로 변환되면서 흡입영역(a)으로 냉매 가스가 흡입됨과 동시에 압축영역(b)에서 체적의 감소로 가스가 점점 압축된다. 그리고 그 회전축(4)이 회전하여 편심부의 장경 선단이 180˚를 지나, 도 4에 도시한 바와 같이, 토출포트(5b)에 위치하게 되면 흡입영역(a)으로의 냉매 가스 흡입량이 증가함과 동시에 압축영역(b)의 압력이 증가하면서 그 압축영역(b)의 압력이 토출가스보다 압력이 큰 상태가 되면 토출밸브(13)가 열리면서 압축된 가스가 토출포트(5b) 및 토출공(7a)을 통해 토출된다.Referring to the process in which the refrigerant gas is sucked, compressed and discharged in accordance with the rotation of the rotary shaft 4 will be described in more detail. First, as shown in FIG. 2, the long diameter tip d of the eccentric portion 4a of the rotary shaft is vane ( When it comes into contact with 10), the discharge stroke ends and the suction stroke ends. The rotary shaft 4 rotates so that the tip d of the eccentric portion 4a passes through 90 ° with respect to the vane 10, and as shown in FIG. 3, at the position of the vane 10 and 180 °. In the area where the space P is converted into the suction area a and the compression area b by the vane 10, the refrigerant gas is sucked into the suction area a and the volume is reduced in the compression area b. As the gas is gradually compressed. And when the rotating shaft 4 is rotated so that the long-diameter tip of the eccentric portion passes 180 ° and is located in the discharge port 5b, as shown in FIG. 4, the amount of refrigerant gas suction into the suction region a increases. At the same time, when the pressure in the compression zone b increases and the pressure in the compression zone b becomes greater than the discharge gas, the discharge valve 13 opens and the compressed gas discharges through the discharge port 5b and the discharge hole 7a. Is discharged through).
한편, 상기 압축기의 운전 중 회전자(3)가 회전하면서 냉매 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키는 과정을 지속적으로 반복하는 과정에서 압력 맥동에 의한 소음이 발생되며, 이와 같은 압력 맥동에 대하여 실린더의 공간부에 공명 효과를 줄 수 있도록 하여 압력 맥동에 의한 소음을 감쇄시키기 위한 다각도의 연구가 진행되고 있다.On the other hand, while the rotor 3 rotates during operation of the compressor, the noise caused by the pressure pulsation is generated in the process of continuously repeating the process of inhaling, compressing and discharging the refrigerant gas. In order to reduce the noise caused by the pressure pulsation by providing a resonance effect on the part, researches of various angles are being conducted.
상기 압력 맥동을 저감시키기 위한 종래 구조의 일례로, 도 5a, 5b에 도시한 바와 같이, 베인(30)을 기준으로 하여 회전축의 회전 방향으로 150° ~ 270°사이에 소정의 내경과 깊이를 갖는 비관통 홀(12)이 형성된다.As an example of the conventional structure for reducing the pressure pulsation, as shown in Figures 5a, 5b, having a predetermined inner diameter and depth between 150 ° ~ 270 ° in the rotation direction of the rotation axis with respect to the vanes 30 as a reference The non-penetrating hole 12 is formed.
그러나 상기한 바와 같은 종래 구조는 맥동 소음 저감 측면에서 토출 측면만을 고려한 임의로 설정된 범위로 적절한 범위가 되지 못할 뿐만 아니라 압축 효율 측면이 고려되지 못한 것이다. 즉, 압축 효율 측면에서 압축기의 성능을 P - V 선도를 근거로 하여 분석하면, 도 6에 도시한 바와 같이, 회전축이 1회전하면서 압축행정이 진행되는 과정에서 각 위치에 따라 재팽창 손실 및 압축동력이 차이가 발생된다. 상기 베인을 기준으로 하여 회전축의 회전 방향으로 24°의 위치에 이르게 되면 재팽창 손실과 압축동력의 이득이 작으며, 90°의 위치에 이르게 되면 압축되는 가스의 압축동력 이득이 재팽창 손실보다 크게 되고, 160°의 위치에 이르게 되면 가스의 압축동력 이득이 재팽창 손실보다 작게 된다. 이와 같은 상태에서 효율을 개선하여 효과를 최대로 얻을 수 있는 영역은 90°의 영역에 해당된다.However, the conventional structure as described above does not fall within an appropriate range in consideration of only the discharge side in terms of pulsation noise reduction, but also does not consider the compression efficiency. That is, in terms of compression efficiency, the performance of the compressor is analyzed based on the P-V diagram. As shown in FIG. The difference in power occurs. If the vane reaches a position of 24 ° in the rotational direction of the rotary shaft, the gain of re-expansion and compression power is small, and if it reaches a position of 90 °, the gain of compression power of the compressed gas is greater than the re-expansion loss. When the temperature reaches 160 °, the compression power gain of the gas becomes smaller than the reexpansion loss. In this state, the area where the efficiency can be maximized by improving the efficiency corresponds to an area of 90 °.
그리고 압축기의 운전시 소음 스펙트럼을 살펴보면, 도 7에 도시한 바와 같이, 효과가 명백함을 알수 있다.Looking at the noise spectrum during operation of the compressor, as shown in Figure 7, it can be seen that the effect is obvious.
상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 압축기의 운전 중 압축기구부에서 발생되는 압력 맥동에 의한 소음 발생을 최소화할 뿐만 아니라 냉매 가스를 압축하기 위해 소요되는 압축 구동력을 감소시킬 수 있도록 한 밀폐형 회전식 압축기의 소음저감 및 효율개선 구조를 제공함에 있다.The object of the present invention devised in view of the above point is to minimize the noise generated by the pressure pulsation generated in the compression mechanism during operation of the compressor as well as to reduce the compression driving force required to compress the refrigerant gas. To provide a noise reduction and efficiency improvement structure of a hermetic rotary compressor.
도 1a,1b는 일반적인 회전식 압축기를 도시한 정단면도 및 평단면도,1a, 1b is a front sectional view and a planar sectional view showing a general rotary compressor,
도 2,3,4는 상기 회전식 압축기의 작동 과정을 각각 도시한 평단면도,2, 3, and 4 are planar cross-sectional views illustrating an operation process of the rotary compressor, respectively.
도 5a,5b는 종래 회전식 압축기 소음저감구조의 일례를 도시한 정면도 및 평면도,5a and 5b are a front view and a plan view showing an example of a conventional rotary compressor noise reduction structure;
도 6은 상기 회전식 압축기의 각도 별 성능을 나타낸 P-V 선도,6 is a P-V diagram showing the performance of each rotary compressor by angle,
도 7은 상기 회전식 압축기의 운전 중 발생되는 소음 스펙트럼을 나타낸 그래프,7 is a graph illustrating a noise spectrum generated during operation of the rotary compressor;
도 8a,8b는 본 발명의 회전식 압축기 소음저감 및 효율개선 구조가 구비된 회전식 압축기의 정단면도 및 평단면도,8a, 8b is a front cross-sectional view and a planar cross-sectional view of a rotary compressor having a rotary compressor noise reduction and efficiency improvement structure of the present invention,
도 9,10,11은 본 발명의 회전식 압축기 소음저감 및 효율개선 구조의 작용상태를 각각 도시한 평면도,9, 10 and 11 is a plan view showing the operating state of the rotary compressor noise reduction and efficiency improvement structure of the present invention, respectively;
도 12a,12b는 본 발명의 소음저감 및 효율개선 구조가 구비된 회전식 압축기와 종래 회전식 압축기의 운전 중 소음상태를 각각 도시한 그래프,12a and 12b are graphs showing the noise state during operation of the rotary compressor and the conventional rotary compressor equipped with the noise reduction and efficiency improvement structure of the present invention, respectively;
도 13은 본 발명의 회전식 압축기의 소음저감 및 효율개선 구조를 구성하는 서지홈의 각 위치에 따른 소음 발생 상태를 측정하여 도시한 그래프,FIG. 13 is a graph illustrating a noise generation state according to each position of a surge groove constituting the noise reduction and efficiency improvement structure of the rotary compressor of the present invention;
도 14는 본 발명의 회전식 압축기의 소음저감 및 효율개선 구조를 구성하는 서지홈의 각 위치에 따른 효율 상태를 측정하여 도시한 그래프,14 is a graph showing the efficiency state according to each position of the surge groove constituting the noise reduction and efficiency improvement structure of the rotary compressor of the present invention,
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
4 ; 회전축 4a ; 편심부4 ; Axis of rotation 4a; Eccentric
5 ; 실린더 7 ; 상부 베어링5; Cylinder 7; Upper bearing
8 ; 하부 베어링 9 ; 롤링 피스톤8 ; Lower bearing 9; Rolling piston
10 ; 베인 20 ; 서지홈10; Vane 20; Surge Home
21 ; 내측홈부 22 ; 개구홈부21; Inner groove portion 22; Opening groove
a ; 흡입실 b ; 압축실a; Suction chamber b; Compression chamber
P ; 압축공간P; Compressed space
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 편심부가 구비되어 전동기구부의 구동력을 전달받아 회전하는 회전축과, 상기 회전축의 편심부에 삽입되는 롤링 피스톤과, 상기 롤링 피스톤이 삽입되는 내부 공간이 형성되어 그 내주면과 롤링 피스톤의 외주면 사이에 공간부가 형성되는 실린더와, 상기 실린더에 각각 결합되어 상기 내부 공간을 밀폐시킴과 아울러 상기 회전축을 지지하는 상,하부 베어링과, 상기 실린더의 주벽을 관통하여 반경방향으로 직선 왕복운동 가능하도록 결합됨과 아울러 상기 롤링 피스톤의 외주면에 선 접촉되도록 결합되어 회전축의 회전에 따라 실린더의 공간부를 흡입영역과 압축영역으로 변환시키는 베인을 구비한 밀폐형 회전식 압축기에 있어서, 상기 실린더의 밀폐된 내부 공간내에 상기 베인을 기준으로 하여 회전축의 회전 방향으로 80°~ 90°사이에 위치하는 서지홈을 형성한 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전식 압축기의 소음저감 및 효율개선 구조가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, an eccentric part is provided, and a rotating shaft is rotated by receiving a driving force of the electric mechanism part, a rolling piston inserted into the eccentric part of the rotating shaft, and an inner space into which the rolling piston is inserted. And a cylinder having a space formed between the inner circumferential surface and the outer circumferential surface of the rolling piston, the upper and lower bearings respectively coupled to the cylinder to seal the inner space and supporting the rotating shaft, and penetrate the circumferential wall of the cylinder. In the hermetic rotary compressor having a vane which is coupled to the linear reciprocating motion in the direction and coupled to the outer circumferential surface of the rolling piston and the vane for converting the space of the cylinder into the suction zone and the compression zone in accordance with the rotation of the rotary shaft, the cylinder On the vane within the enclosed inner space of the The direction of rotation in 80 ° ~ 90 ° noise reduction of a hermetic rotary compressor, characterized in that the formation of the groove which is located between the surge and the efficiency improving the structure of the rotary shaft is provided.
이하, 본 발명의 밀폐형 회전식 압축기의 소음저감 및 효율개선 구조를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the noise reduction and efficiency improvement structure of the hermetic rotary compressor of the present invention will be described according to the embodiment shown in the accompanying drawings.
도 8a, 8b는 본 발명의 밀폐형 회전식 압축기의 소음저감 및 효율개선 구조의 일례를 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 먼저 밀폐형 회전식 압축기는 구동력을 발생시키는 전동기구부와 그 전동기구부의 구동력을 전달받아 가스를 압축하는 압축기구부로 구성되며, 상기 압축기구부를 구성하는 회전축(4)은 소정의 길이를 가지며 그 일측에 편심부(4a)가 형성되고 전동기구부의 회전자(3)에 압입된다. 그리고 회전축(4)의 편심부(4a)에 롤링 피스톤(9)이 삽입되며 그 롤링 피스톤(9)은 실린더(5)의 내부 공간(P)내에 위치하도록 결합된다. 상기 롤링 피스톤(9)은 편심부(4a)의 외경과 상응하는 내경 및 일정 두께(t)를 갖는 환형 형상으로 형성된다. 상기 실린더(5)에 내부 공간(P)내로 가스가 흡입되는 흡입구(5a)가 형성되고 그 측부에 내부 공간(P)에서 압축된 가스가 토출되는 토출포트(5b)가 형성된다. 그리고 토출포트(5b)와 흡입구(5a)사이에 위치하도록 실린더(5)에 베인(10)이 삽입되며 아울러 그 베인(10)의 끝이 내부 공간(P)에 위치하는 롤링 피스톤(9)에 선 접촉된다. 상기 베인(10)은 회전축(4)이 회전함에 따라 실린더 내부 공간(P)의 내주면과 롤링 피스톤(9)의 외주면사이의 공간부를 흡입영역(a)과 압축영역(b)으로 변환시키게 된다.8A and 8B illustrate an example of a noise reduction and efficiency improvement structure of the hermetic rotary compressor of the present invention. Referring to this, first, the hermetic rotary compressor transmits a driving force to a driving mechanism that generates a driving force and a driving force thereof. And a compression mechanism portion for compressing the gas. The rotating shaft 4 constituting the compression mechanism portion has a predetermined length, and an eccentric portion 4a is formed at one side thereof and is pressed into the rotor 3 of the electric mechanism portion. And the rolling piston 9 is inserted into the eccentric part 4a of the rotating shaft 4, and the rolling piston 9 is coupled so that it may be located in the internal space P of the cylinder 5. The rolling piston 9 is formed in an annular shape having an inner diameter and a predetermined thickness t corresponding to the outer diameter of the eccentric portion 4a. An inlet port 5a through which gas is sucked into the inner space P is formed in the cylinder 5, and a discharge port 5b through which the compressed gas is discharged from the inner space P is formed at the side thereof. The vane 10 is inserted into the cylinder 5 so as to be located between the discharge port 5b and the suction port 5a, and the end of the vane 10 is inserted into the rolling piston 9 located in the inner space P. Line is contacted. The vane 10 converts the space between the inner circumferential surface of the cylinder inner space P and the outer circumferential surface of the rolling piston 9 into the suction zone a and the compression zone b as the rotation shaft 4 rotates.
상기 실린더(5)의 상,하면에 상부 베어링(7) 및 하부 베어링(8)이 각각 결합되어 실린더의 내부 공간(P)을 밀폐시키며 상기 회전축(4)은 상,하부 베어링(7)(8)에 각각 관통 삽입되어 회전축(4)을 지지하게 된다. 상기 상부 베어링(7) 또는 하부 베어링(8)에 상기 토출포트(5b)와 연통되도록 토출공(7a)이 형성됨(도면에서는 상부 베어링에 도시됨)과 아울러 그 토출공(7a)을 개폐하는 토출밸브(13)가 장착된다.Upper and lower bearings 8 and 8 are respectively coupled to upper and lower surfaces of the cylinder 5 to seal the inner space P of the cylinder, and the rotary shaft 4 is upper and lower bearings 7 and 8. Are respectively inserted through to support the rotating shaft (4). A discharge hole 7a is formed in the upper bearing 7 or the lower bearing 8 so as to communicate with the discharge port 5b (shown in the upper bearing in the drawing), and the discharge hole opens and closes the discharge hole 7a. The valve 13 is mounted.
그리고 상기 베인(10)을 기준으로 하여 회전축(4)의 회전 방향으로 80°~ 90°사이에 위치하도록 실린더의 밀폐된 내부 공간(P)내에 서지홈(20)이 형성된다. 상기 서지홈(20)은 그 일례로 일정 내경과 소정의 깊이를 갖는 원통 형태로 형성되며, 다른 일례로 소정의 깊이를 가지며 그 단면이 타원 형태를 갖는 타원통 형태로 형성된다. 또한 서지홈(20)의 또다른 일례로 소정의 깊이를 가지며 단면이 사각 형태를 갖는 사각통 형태로 형성된다. 즉 상기 서지홈(20)은 다양한 형태로 형성될 수 있다. 상기 서지홈(20)은 상부 베어링(7) 또는 하부 베어링(8)에 형성될 수 있으나 하부 베어링(8)에 형성됨이 바람직하며 그 서지홈(20)의 서징 체적은 실린더(5)의 내부공간 내주면과 롤링 피스톤(9)의 외주면사이의 공간인 공간부 체적의 0.5% ~ 2%가 되도록 형성된다. 즉 냉매 가스 총 흡입체적의 0.5% ~ 2%가 되도록 형성됨이 바람직하다.And the surge groove 20 is formed in the sealed inner space (P) of the cylinder so as to be located between 80 ° ~ 90 ° in the rotation direction of the rotary shaft 4 on the basis of the vane (10). The surge groove 20 is, for example, formed in a cylindrical shape having a predetermined inner diameter and a predetermined depth. In another example, the surge groove 20 is formed in an elliptic cylindrical shape having a predetermined depth and having an elliptical cross section. In addition, as another example of the surge groove 20 has a predetermined depth and is formed in the shape of a square cylinder having a rectangular cross section. That is, the surge groove 20 may be formed in various forms. The surge groove 20 may be formed in the upper bearing 7 or the lower bearing 8, but is preferably formed in the lower bearing 8, and the surging volume of the surge groove 20 is an internal space of the cylinder 5. It is formed to be 0.5% to 2% of the volume of the space portion, which is a space between the inner circumferential surface and the outer circumferential surface of the rolling piston 9. In other words, the refrigerant gas is preferably formed to be 0.5% to 2% of the total suction volume.
상기 서지홈(20)은 상기 실린더(5)의 주벽과 중첩되는 부위의 내측홈부(21)와 상기 내부 공간과 중첩되는 부위의 개구홈부(22)로 형성되며, 상기 실린더(5) 내벽에서 개구홈부(22)의 끝단에 이르는 거리(L)가 롤링 피스톤 두께(t)의 55% 이하가 되도록 형성된다.The surge groove 20 is formed of an inner groove portion 21 of a portion overlapping with the main wall of the cylinder 5 and an opening groove portion 22 of a portion overlapping with the inner space, and is opened at an inner wall of the cylinder 5. The distance L to the end of the groove portion 22 is formed to be 55% or less of the rolling piston thickness t.
이하, 본 발명의 밀폐형 회전식 압축기 소음저감 및 효율개선 구조의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operational effects of the closed rotary compressor noise reduction and efficiency improvement structure of the present invention will be described.
먼저, 전원이 인가되어 전동기구부를 구성하는 회전자(3)가 회전하면서 회전축(4)을 회전시키게 되면 그 회전축(4)의 회전에 의해 회전축(4)의 편심부(4a)에 결합된 롤링 피스톤(9)이 베인(10)과 접촉된 상태로 실린더 내부 공간(P)에서 공전하게 된다.First, when power is applied to rotate the rotating shaft 4 while the rotor 3 constituting the electric mechanism rotates, the rolling coupled to the eccentric portion 4a of the rotating shaft 4 by the rotation of the rotating shaft 4. The piston 9 is idle in the cylinder internal space P while in contact with the vane 10.
상기 롤링 피스톤(9)의 공전에 의하여 베인(10)에 의해 구획된 실린더 공간부의 체적변화로 저온저압의 냉매가스가 흡입관(11)과 흡입구(5a)를 통해 실린더 내부 공간(P)으로 흡입되어 고온고압의 상태로 압축되며 그 압축된 고온고압의 냉매가스는 토출밸브(13)의 작동과 함께 토출포트(5b) 및 토출공(7a)을 통해 토출된다. 이와 같은 과정을 보다 상세하게 설명하면, 먼저, 도 9에 도시한 바와 같이, 회전축의 편심부(4a) 장경 선단(d)이 베인(10)과 접촉된 상태가 되면 토출 행정이 끝남과 동시에 흡입 행정이 끝나게 된다. 그리고 그 회전축(4)이 회전하여 편심부(4a)의 선단(d)이, 도 10에 도시한 바와 같이, 서지홈(20)을 지난 위치에 이르는 과정에서 밀폐된 공간부가 베인(10)에 의해 흡입영역(a)과 압축영역(b)으로 변환되면서 흡입영역(a)으로 냉매 가스가 흡입됨과 동시에 압축영역(b)에서 체적의 감소로 가스가 점점 압축된다. 이 단계에서는 으로(20)에 의해 종래 보다 압축동력이 작게 작용하게 된다. 그리고, 도 11에 도시한 바와 같이, 회전축(4)이 회전하여 편심부(4a)의 장경 선단(d)이 서지홈(20)을 지나 토출포트(5b)의 위치에 이르는 과정에서는 흡입영역(a)으로의 냉매 가스 흡입량이 증가함과 동시에 압축영역(b)의 압력이 증가하면서 그 압축영역(b)의 압력이 토출가스보다 압력이 큰 상태가 되면 토출밸브(13)가 열리면서 압축된 가스가 토출포트(5b) 및 토출공(7a)을 통해 토출된다.The low temperature low pressure refrigerant gas is sucked into the cylinder internal space P through the suction pipe 11 and the suction port 5a by the volume change of the cylinder space portion partitioned by the vane 10 by the revolution of the rolling piston 9. The compressed high-temperature high-pressure refrigerant gas is discharged through the discharge port 5b and the discharge hole 7a together with the operation of the discharge valve 13. Referring to this process in more detail, first, as shown in Fig. 9, when the eccentric portion 4a of the long axis tip d of the rotating shaft is brought into contact with the vane 10, the discharge stroke ends and the suction is performed. The administration ends. Then, as the rotary shaft 4 rotates so that the tip d of the eccentric portion 4a reaches the position past the surge groove 20, as shown in FIG. As a result, the refrigerant gas is sucked into the suction area a while being converted into the suction area a and the compression area b, and the gas is gradually compressed due to a decrease in volume in the compression area b. In this step, the compression power is made smaller by the furnace 20 than in the prior art. As shown in FIG. 11, in the process in which the rotating shaft 4 rotates so that the long-diameter tip d of the eccentric portion 4a reaches the position of the discharge port 5b after passing through the surge groove 20. When the suction amount of the refrigerant gas to a) increases and the pressure in the compression zone b increases while the pressure in the compression zone b becomes larger than the discharge gas, the discharge valve 13 opens and the compressed gas is opened. Is discharged through the discharge port 5b and the discharge hole 7a.
상기한 바와 같은 과정이 지속적으로 반복되면서 가스를 압축하게 되며 그 과정에서 발생되는 압력 맥동에 의한 소음은 상기 서지홈(20)에 의해 줄어들게 된다. 도 12a는 상기 서지홈(20)이 형성된 상태에서 압축기를 운전하여 발생되는 소음을 측정한 그래프이고, 도 12b는 상기 서지홈(20)이 형성되지 않은 상태에서 압축기를 운전하여 발생되는 압력 맥동을 측정한 그래프로, 이에 도시된 바와 같이 압축된 냉매 가스의 압축과 흡입이 동시에 진행되는 부분, 즉 90°의 위치에서 현저하게 소음이 감소됨을 알 수 있다. 그리고 도 13은 상기 서지홈(20)을 여러 각도의 위치에 형성하고 그 위치에서 압축기를 운전하여 발생되는 소음을 측정한 그래프로 이에 도시된 바와 같이 서지홈(20)이 80° ~ 90°사이에 설치될 때 그 소음 저감효과가 크게 나타난다. 특히 청감음, 즉 감성 소음을 저감시키게 된다.As the above-described process is continuously repeated, the gas is compressed and the noise caused by the pressure pulsation generated in the process is reduced by the surge groove 20. 12A is a graph measuring noise generated by operating a compressor in a state in which the surge groove 20 is formed, and FIG. 12B illustrates pressure pulsation generated by operating a compressor in a state in which the surge groove 20 is not formed. As a result of the measurement, it can be seen that the noise is remarkably reduced at the portion where compression and suction of the compressed refrigerant gas proceed simultaneously, that is, at a position of 90 °. 13 is a graph measuring noise generated by operating the compressor at various positions of the surge groove 20 at various angles, and as shown in FIG. 13, the surge groove 20 is between 80 ° and 90 °. When installed on the floor, the noise reduction effect is large. In particular, the audible sound, ie emotional noise is reduced.
그리고 상기 서지홈(20)이 형성됨에 의해 냉매 가스를 압축하는 데 가해지는 압력을 감소시킬 수 있게 된다. 도 14는 상기 서지홈(20)을 여러 각도의 위치에 형성하고 각 위치에서 압축기를 운전할 때 나타나는 효율을 측정한 그래프로, 이 그래프에 나타난 바와 같이 서지홈(20)이 베인(10)을 기준으로 하여 80° ~ 90°의 영역에 위치할 때 최대의 효과가 나타나게 된다. 즉 이는 압축 과정 중에 필요한 압축 동력을 줄이게 된다.Since the surge groove 20 is formed, the pressure applied to compress the refrigerant gas can be reduced. 14 is a graph measuring the efficiency of the surge groove 20 formed at various angles and operating the compressor at each position. As shown in the graph, the surge groove 20 is referred to the vane 10. As a result, the maximum effect is obtained when positioned in the range of 80 ° to 90 °. This reduces the compression power required during the compression process.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 밀폐형 회전식 압축기의 소음저감 및 효율개선 구조는 상부 베어링과 하부 베어링이 결합되는 실린더의 압축공간내에 베인을 기준으로 하여 회전축의 회전방향으로 80°~ 90°의 위치에 서지홈을 형성함으로써 냉매 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키는 과정에서 발생되는 압력 맥동에 의한 소음을 저감시켜 신뢰성을 높일 수 있고, 또한 냉매 가스를 압축하는데 소요되는 압축 동력 효율을 높여 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the noise reduction and efficiency improvement structure of the hermetic rotary compressor according to the present invention is 80 ° to 90 ° in the direction of rotation of the rotating shaft based on the vanes in the compression space of the cylinder to which the upper bearing and the lower bearing are coupled. By forming a surge groove in the position, it is possible to increase the reliability by reducing the noise caused by the pressure pulsation generated in the process of inhaling, compressing and discharging the refrigerant gas, and also improving the performance by increasing the compression power efficiency required to compress the refrigerant gas. It can be effected.
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