스크롤 진동소음 저감을 위한 올담링 구조 설계

키워드

확장요약문

가정용/상업용 에어컨 실외기 사용자의 쾌적한 환경을 위해서는 저소음이 필수이다. 컴프레서에서 발생하는 소음은 주로 기계적인 구동 요소에 의한 구조 소음, 모터에 의한 전자기음 냉매에 의한 유동 소음 등이 있으며 이와 관련하여 다양한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이번 연구에서는 압축 가스력에 의하여 발생하는 선회 스크롤 회전 모멘트와 올담링 사이에 발생하는 비틀림 모멘트 및 충격력 저감에 관한 연구를 진행하였다. 공조용 R1 컴프레서에서 선회 스크롤의 자전/역자전에 의하여 올담링과 접촉하여 비틀림 진동을 유발하고 올담링과 키 간극 사이의 충격에 의해서 소음이 발생한다. 해당 현상을 신호 분석을 통하여 충겨 형태의 신호로 발생함을 확인하였고, 축계 시스템의 충격 시험을 통하여 비틀림 진동 발생 메커니즘을 규명하였다. Fig.1 과 같은 올담링과 축계(축+모터+선회스크롤) 시스템의 충격에 의한 비틀림 공진 특성임을 확인하여 이를 저감하기 위하여 올담링 구조 설계를 진행하였다. 비틀림 진동을 억제하기 위해서는 올담링의 강성을 보강하여야 하는데, 올담링의 질량이 소음과 밀접한 연관이 있어 질량 증가를 최소화 하면서 강성을 증가시키는 최적화 모델을 수립하여 질량 증가를 최소화 하면서 강성을 증가시켰다. 또한 올담링 충격에 의한 소음을 저감하기 위하여 올담링과 키 사이의 동적 접촉 해석 모델 수립하였고, 슬릿 구조를 통하여 올담링이 선회스크롤과 접촉 시, 발생하는 충격력을 10~20 % 저감하였다. 이를 통하여 컴프 쉘의 비틀림 진동을 약 15% 저감, 소음은 약 1 dB 개선 효과를 확인할 수 있었다.