JP6594650B2 - リニア圧縮機 - Google Patents

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Description

本発明は、リニア圧縮機に関する。
一般に、圧縮機(compressor)は、電気モータやタービンなどの動力発生装置から動力を伝達されて空気や冷媒またはその他の多様な作動ガス(working gas)を圧縮して圧力を上げる機械装置であって、上記家電製品または産業全般にわたって広く使用されている。
このような圧縮機を大きく分類すると、ピストン(Piston)とシリンダ(Cylinder)との間に作動ガスが吸吐出される圧縮空間が形成されるようにしてピストンがシリンダの内部で直線往復運動をしながら冷媒を圧縮させる往復動式圧縮機(Reciprocating compressor)と、偏心(編心)回転する(eccentrically rotates)ローラ(Roller)とシリンダとの間に作動ガスが吸吐出される圧縮空間が形成されてローラがシリンダの内壁に沿って偏心回転しながら冷媒を圧縮させる回転式圧縮機(rotary compressor)と、旋回スクロール(Orbiting scroll)と固定スクロール(Fixed scroll)との間に作動ガスが吸吐出される圧縮空間が形成されて上記旋回スクロールが固定スクロールに沿って回転しながら冷媒を圧縮させるスクロール式圧縮機(Scroll compressor)と、に分類される。
最近では、上記往復動式圧縮機のうち特にピストンが往復直線運動をする駆動モータに直接連結されるようにして運動転換による機械的な損失を伴わずに圧縮効率を向上させ、簡単な構造で構成されるリニア圧縮機が多く開発されている。
普通、リニア圧縮機は、密閉されたシェルの内部でピストンがリニアモータによってシリンダの内部で往復直線運動するように動きながら冷媒を吸入して圧縮させた後、吐出するように構成される。
上記リニアモータは、インナーステータとアウターステータとの間に永久磁石が位置するように構成され、永久磁石は、永久磁石とインナー(またはアウター)ステータとの間の相互電磁力によって直線往復運動するように駆動される。そして、上記永久磁石がピストンと連結された状態で駆動されることによって、ピストンがシリンダの内部で往復直線運動しながら冷媒を吸入して圧縮してから吐出するようにする。
従来のリニア圧縮機に関して、本出願人は特許出願(以下、先行文献)を実施して登録を受けたことがある。
韓国登録特許第10−1037688号公報(登録日付:2013年9月5日、発明の名称:リニア圧縮機)
上記先行文献による上記リニア圧縮機には、多数の部品を収容するシェル110が含まれる。上記シェル110の上下方向の高さは、特許文献1の図2に示したように多少高く形成される。
そして、上記シェル110の内部には、シリンダ200とピストン300との間にオイルを供給する給油アセンブリ900が提供される。
一方、リニア圧縮機が冷蔵庫に提供される場合、上記リニア圧縮機は冷蔵庫の後方の下側に具備される機械室に設置される。
最近、冷蔵庫の内部貯蔵空間を増大することが消費者の主な関心事になっている。上記冷蔵庫の内部貯蔵空間を増大するためには上記機械室の容積を減らす必要があり、上記機械室の容積を減らすために上記リニア圧縮機の大きさを減らすことが主な問題となっている。
しかし、特許文献1に開示されたリニア圧縮機は相対的に大きい容積を占めるため、内部貯蔵空間を増大するための冷蔵庫には適合していない問題点がある。
上記リニア圧縮機の大きさを減らすために圧縮機の主な部品を小さくする必要があるが、この場合には圧縮機の性能が低下する(deteriorated)問題点が発生する恐れがある。
上記圧縮機の性能が低下する問題点を補償するために、圧縮機の運転周波数を増加することを考慮することができる。但し、圧縮機の運転周波数が増加するほど圧縮機の内部で循環するオイルによる摩擦力が増加して圧縮機の性能が低下する問題点が発生する。
本発明はこのような問題点を解決するために提案されたものであり、シリンダとピストンとの間でガスベアリングが容易に作動するリニア圧縮機を提供することを目的とする。
本発明の実施例によるリニア圧縮機には、吸入部が提供されるシェルと、シェルの内部に具備され、冷媒の圧縮空間を形成するシリンダと、シリンダの内部で軸方向に往復運動可能に提供されるピストンと、シリンダの一側に提供され、冷媒の圧縮空間で圧縮された冷媒を選択的に排出する吐出バルブと、シリンダに形成され、吐出バルブを介して排出された冷媒のうち少なくとも一部の冷媒をシリンダの内部に流入するノズル部と、吐出バルブから排出された冷媒をノズル部にガイドする流路と、が含まれる。
また、シリンダの外側を囲むようにシリンダに結合されるフレームが更に含まれる。
また、流路はシリンダの外周面とフレームの内周面との間に形成されることを特徴とする。
シリンダには、ノズル部が形成されるシリンダ本体と、シリンダ本体から半径方向外側に延長されるシリンダフランジ部と、が含まれる。
また、フレームには、シリンダ本体を囲むフレーム本体と、フレーム本体に連通し、シリンダフランジ部が挿入される凹部と、が含まれる。
また、流路には、シリンダフランジ部の外周面と凹部の内周面との間に形成される第1流路が含まれる。
また、フレームには、凹部から半径方向内側に延長されてシリンダフランジ部の座(安着)面(seat surface)が座する(安着される)(seated)座(安着)部(seat part)が更に含まれる。
また、流路には、座部とシリンダフランジ部の座面との間に形成される第2流路が含まれる。
また、第2流路には第2フィルタが設置される。
また、第2フィルタには、ポリエチレンテレフタレート(Polyethylene Terephthalate;PET)繊維で形成される不織布または吸着布が含まれる。
また、流路には、第2流路からシリンダ本体の外周面とフレーム本体の内周面との間の空間に延長される第3流路が含まれる。
また、シリンダ本体の外周面から凹んでノズル部に連通するガス流入部が更に含まれ、第3流路を流動する冷媒のうち少なくとも一部の冷媒はガス流入部およびノズル部を介してシリンダ本体の内周面に流動することを特徴とする。
また、ガス流入部には、糸(thread)を含む第3フィルタが設置されることを特徴とする。
また、第3流路に連通するシーリングポケットと、シーリングポケットに移動可能に設置され、フレームの内周面とシリンダの外周面との間の空間を密閉するシーリング部材と、が含まれる。
他の側面によるリニア圧縮機には、吸入部が提供されるシェルと、シェルの内部に具備され、冷媒の圧縮空間を形成するシリンダと、シリンダの外側に結合されるフレームと、シリンダの内部で軸方向に往復運動可能に提供されるピストンと、シリンダに移動可能に結合され、冷媒の圧縮空間で圧縮された冷媒を選択的に排出する吐出バルブと、シリンダとフレームとの間の空間に延長され、吐出バルブから排出された冷媒のうち少なくとも一部の冷媒が流動する流路と、が含まれる。
また、シリンダには、ノズル部が形成されるシリンダ本体と、シリンダ本体から半径方向外側に延長されるシリンダフランジ部と、が含まれる。
また、フレームには、シリンダ本体を囲むフレーム本体と、シリンダフランジ部が挿入される凹部と、シリンダフランジ部の座面に対向する座部と、が含まれる。
また、流路には、シリンダフランジ部の外周面と凹部の内周面との間に形成される第1流路が含まれる。
また、流路には、シリンダフランジ部の座面とフレームの座部との間に形成される第2流路が含まれる。
また、流路には、第2流路からシリンダ本体の外周面とフレーム本体の内周面との間の空間に延長される第3流路が含まれる。
また、シリンダ本体には冷媒が導入されるノズル部が更に含まれ、第3流路を流動する冷媒のうち少なくとも一部の冷媒はノズル部を介してシリンダの内周面側に流動することを特徴とする。
このような本発明によると、内部部品を含む圧縮機の大きさを小さくすることで冷蔵庫の機械室の大きさを減らすことができ、それによって冷蔵庫の内部貯蔵空間を増大することができる長所がある。
また、圧縮機の運転周波数を増加することで小さくなった内部部品による性能低下を防止することができ、シリンダとピストンとの間にガスベアリングを適用することでオイルによって発生し得る摩擦力を減少することができる長所がある。
また、圧縮室で圧縮されて吐出された冷媒のうち少なくとも一部の冷媒が上記シリンダとフレームとの間の流路を介してシリンダの外周面側に流動し、ガス流入部およびノズル部を介してシリンダの内周面側に流動するためガスベアリングが容易に形成される長所がある。
また、冷媒はシリンダとフレームとの間の空間を介して上記シリンダの外周側に普く流動するため、上記冷媒によるシリンダの変形を防止することができる。
また、上記シリンダとフレームとの組み立ての際、上記シリンダの外径とフレームの内径とによる組立公差を調節することができるため、冷媒流路が詰まることによる不良発生の可能性が下がる効果を示す。
また、シリンダとフレームとの間の冷媒の流動空間をシーリングするためのシーリング部材が移動可能に提供され、上記シーリング部材は圧縮機運転の途中に冷媒の圧力によってシリンダとフレームとの間の間隙をシーリングすることで作動信頼性が改善される。
そして、シーリング部材が配置されるポケット部が上記シーリング部材より大きく形成されて上記シーリング部材の移動を可能にし、シーリング部材によってフレームまたはシリンダに加えられる力の大きさを減らすことができる長所がある。よって、アルミニウム材質で構成されたシリンダの変形を防止することができる。
また、上記ポケット部の構成によってシリンダとフレームとを組み立てる際のシーリング部材による干渉を減らすことができ、それによってシリンダとフレームとの組み立てが容易になる効果がある。
また、圧縮機の内部に多数のフィルタ装置を具備することでシリンダのノズルからピストンの外側に流入される圧縮ガス(または吐出ガス)の中に異物または油分が含まれることを防止することができる長所がある。
特に、吸入マフラに第1フィルタを具備することで冷媒の中に含まれた異物が圧縮室に流入されることを防止し、シリンダとフレームとの結合部に第2フィルタを具備することで圧縮された冷媒ガスの中に含まれた異物または油分がシリンダのガス流入部に流動することを防止する。
そして、シリンダのガス流入部に第3フィルタを具備して異物または油分が上記ガス流入部からシリンダのノズルに流入することを防止する。
また、冷蔵庫に具備されるドライヤにフィルタ装置を具備することで、冷媒の中に含まれた水分または異物だけでなく油分をフィルタリングすることができる。
上述したように、圧縮機およびドライヤに提供される多数のフィルタ装置を介してベアリングとして作用する圧縮ガスに含まれた異物または油分をフィルタリングすることができるため、異物によってシリンダのノズル部が詰まる現象を防止することができる。
上記シリンダのノズル部が詰まる現象を防止することでシリンダとピストンとの間でガスベアリングの作用が効果的に行われ、それによってシリンダとピストンとの磨耗を防止することができる。
本発明の実施例による冷蔵庫の構成を示す断面図である。 本発明の実施例による冷蔵庫のドライヤの構成を示す断面図である。 本発明の実施例によるリニア圧縮機の構成を示す断面図である。 本発明の実施例による吸入マフラの構成を示す断面図である。 本発明の実施例による吸入マフラに第1フィルタが結合される状態を示す断面図である。 本発明の実施例による圧縮室周辺の構成を示す図である。 本発明の実施例によるシリンダとフレームとの結合状態を示す分解斜視図である。 本発明の実施例によるシリンダおよびフレームの構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施例によるフレームの分解斜視図である。 本発明の実施例によるシリンダとピストンとの結合状態を示す断面図である。 本発明の実施例によるシリンダの構成を示す図である。 図10の「A」を拡大した断面図である。 本発明の実施例によるフレームとシリンダとの結合状態を示す断面図である。 図13の「B」を拡大した断面図である。 本発明の実施例によるリニア圧縮機の冷媒の流動状態を示す断面図である。 本発明の実施例による圧縮室から吐出された冷媒の第1、2流路での流動状態を示す図である。 本発明の実施例による第3流路での冷媒の流動状態を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施例を説明する。しかし、本発明の思想が提示される実施例に制限されることはなく、本発明の思想を理解する当業者は同じ思想の範囲内で他の実施例を容易に提案することができるはずである。
図1は、本発明の実施例による冷蔵庫の構成を示す断面図である。
図1を参照すると、本発明の実施例による冷蔵庫10には、冷凍サイクルを駆動するための多数の装置が含まれる。
詳しくは、上記冷蔵庫10には、冷媒を圧縮するための圧縮機100と、上記圧縮機100で圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器20と、上記凝縮器20で凝縮された冷媒の中の水分、異物または油分を除去するためのドライヤ200と、上記ドライヤ200を通過した冷媒を減圧するための膨張装置30と、上記膨張装置30で減圧された冷媒を蒸発するための蒸発器40と、が含まれる。
上記冷蔵庫10には、上記凝縮器20に向かって空気を吹き込むための凝縮ファン25と、上記蒸発器40に向かって空気を吹き込むための蒸発ファン45と、が更に含まれる。
上記圧縮機100には、ピストンがモータに直接連結されてシリンダの内部で直線往復運動しながら冷媒を圧縮するリニア圧縮機が含まれる。そして、上記膨張装置30には、直径が相対的に小さいキャピラリチューブ(capillary tube)が含まれる。
上記ドライヤ200には、上記凝縮器20で凝縮された液冷媒が流入される。もちろん、上記液冷媒には一部の気相冷媒が含まれてもよい。上記ドライヤ200には、流入された液冷媒をフィルタリングするためのフィルタ装置が具備される。以下、図面を参照して上記ドライヤ200の構造について説明する。
図2は、本発明の実施例による冷蔵庫のドライヤの構成を示す断面図である。
図2を参照すると、本発明の実施例によるドライヤ200には、冷媒の流動空間を形成するドライヤ本体210と、上記ドライヤ本体210の一側に提供されて冷媒の流入をガイドする冷媒流入部211と、上記ドライヤ本体210の他側に提供されて冷媒の排出をガイドする冷媒排出部215と、が含まれる。
一例として、上記ドライヤ本体210は長い円筒状である。
上記ドライヤ本体210の内部には、ドライヤフィルタ220,230,240が設置される。
詳しくは、上記ドライヤフィルタ220,230,240には、上記冷媒流入部211側の内部に提供される第1ドライヤフィルタ220と、上記第1ドライヤフィルタ220から離隔されて上記冷媒排出部215側の内部に提供される第3ドライヤフィルタ240と、上記第1ドライヤフィルタ220と第3ドライヤフィルタ240との間に提供される第2ドライヤフィルタ230と、が設置される。
上記第1ドライヤフィルタ220は、上記冷媒流入部211の内側に隣接し、即ち上記冷媒排出部215より上記冷媒流入部211により近い位置に設置される。
上記第1ドライヤフィルタ220は略半球状であり、上記第1ドライヤフィルタ220の外周面は上記ドライヤ本体210の内周面に結合される。上記第1ドライヤフィルタ220には、冷媒の流動をガイドする多数の貫通孔221が形成される。容積が大きい異物は上記第1ドライヤフィルタ220によってフィルタリングされる。
上記第2ドライヤフィルタ230には、多数の吸着剤231が含まれる。上記吸着剤231は所定の大きさの粒であり、分子篩(molecular sieve(分子体))であると理解され、上記所定の大きさは約5〜10mmである。
上記吸着剤231には、多数の穴が形成され、上記多数の穴は油分の大きさ(約10Å)と類似した大きさに形成され、水分の大きさ(約2.8〜3.2Å)および冷媒の大きさ(R134aの場合には4.0Å、R600aの場合には4.3Å)より大きく形成される。
ここで、上記「油分」とは、冷凍サイクルの構成を製作または加工する際に投入される加工油または切削油として理解される。
上記第1ドライヤフィルタ220を通過した冷媒および水分は、上記吸着剤231を通りながら上記多数の穴に容易に流入され、容易に排出される。よって、上記冷媒および水分は上記吸着剤231に容易に吸着されない。
しかし、上記油分は、上記多数の穴に一度流入されると容易に排出されないため、上記吸着剤231に吸着された状態を維持する。
一例として、上記吸着剤231にはBASF 13X分子篩が含まれる。上記BASF 13X分子篩に形成された穴の大きさは約10Å(1nm)であって、化学式はNa2O・Al23・mSiO2・nH2O(m≦2.35)として形成される。
冷媒の中に含まれた油分は、上記第2ドライヤフィルタ230を経て上記多数の吸着剤231に吸着される。
他の実施例を提案する。
上記第2ドライヤフィルタ230には、粒状の多数の吸着剤の代わりに油分の吸着が可能な油吸着布または不織布の形態の吸着剤が具備されてもよい。
上記第3ドライヤフィルタ240には、上記ドライヤ本体210の内周面に結合される結合部241と、上記結合部241から上記冷媒排出部215の方向に延長されるメッシュ部242と、が含まれる。上記第3ドライヤフィルタ240をメッシュフィルタと称する。
上記メッシュ部242によって、冷媒の中に含まれた微細な大きさの異物がフィルタリングされる。
一方、上記第1ドライヤフィルタ220および第3ドライヤフィルタ240は、上記多数の吸着剤231が上記ドライヤ本体210の内部に位置するようにするサポータの役割をする。即ち、第1,3ドライヤフィルタ220,240によって、上記多数の吸着剤231は上記ドライヤ200から排出されることが制限される。
このように、ドライヤ200にフィルタを具備することで冷媒の中に含まれた異物または油分を除去し、それによってガスベアリングとして作用する冷媒の信頼性が向上する。
図3は、本発明の実施例によるリニア圧縮機の構成を示す断面図である。
図3を参照すると、本発明の実施例によるリニア圧縮機100には、略円筒状のシェル101と、上記シェル101の一側に結合される第1カバー102と、他側に結合される第2カバー103と、が含まれる。一例として、上記リニア圧縮機100は横方向に横たわっており、上記第1カバー102は上記シェル101の右側に、上記第2カバー103は上記シェル101の左側に結合される。
広い意味で、上記第1カバー102および第2カバー103は、上記シェル101の一構成要素(component)として理解される。
上記リニア圧縮機100には、上記シェル101の内部に提供されるシリンダ120と、上記シリンダ120の内部で往復直線運動するピストン130と、上記ピストン130に駆動力を付与するリニアモータとしてモータアセンブリ140と、が含まれる。
上記モータアセンブリ140が駆動すると、上記ピストン130は高速で往復運動する。本実施例によるリニア圧縮機100の運転周波数は略100Hzである。
詳しくは、上記リニア圧縮機100には、冷媒が流入される吸入部104と、上記シリンダ120の内部で圧縮された冷媒が排出される吐出部105と、が含まれる。上記吸入部104は上記第1カバー102に結合され、上記吐出部105は上記第2カバー103に結合される。
上記吸入部104を介して吸入された冷媒は、吸入マフラ150を経て上記ピストン130の内部に流動する。冷媒が上記吸入マフラ150を通過する過程でノイズが低減される。上記吸入マフラ150は、第1マフラ151と第2マフラ153とが結合されて構成される。上記吸入マフラ150の少なくとも一部分は、上記ピストン130の内部に位置する。
上記ピストン130には、略円筒状のピストン本体131と、上記ピストン本体131から半径方向に延長されるピストンフランジ部132と、が含まれる。上記ピストン本体131は上記シリンダ120の内部で往復運動し、上記ピストンフランジ部132は上記シリンダ120の外側で往復運動する。
上記ピストン130は、非磁性体であるアルミニウム素材(アルミニウムまたはアルミニウム合金)で構成されてもよい。上記ピストン130がアルミニウム素材で構成されることで、上記モータアセンブリ140で発生した磁束が上記ピストン130に伝達されて上記ピストン130の外部に漏洩する現象を防止する。そして、上記ピストン130は鍛造方法によって形成される。
上記シリンダ120は、非磁性体であるアルミニウム素材(アルミニウムまたはアルミニウム合金)で構成されてもよい。そして、上記シリンダ120とピストン130との素材構成比、即ち、種類および成分比は同じであってもよい。
上記シリンダ120がアルミニウム素材で構成されることで、上記モータアセンブリ200で発生した磁束が上記シリンダ120に伝達されて上記シリンダ120の外部に漏洩する現象を防止する。そして、上記シリンダ120は、押出(extruding(圧出))棒加工方法によって形成される。
そして、上記ピストン130とシリンダ120とが同じ素材(アルミニウム)で構成されることで熱膨張係数が互いに同じになる。リニア圧縮機100の運転中、上記シェル100の内部は高温(約100℃)の環境が造成されるが、上記ピストン130とシリンダ120との熱膨張係数が同じであるため上記ピストン130とシリンダ120とは同じ量だけ熱変形される。
結局、ピストン130とシリンダ120とが互いに異なる大きさまたは方向に熱変形されることで、ピストン130の運動中に上記シリンダ120との干渉が発生することを防止する。
上記シリンダ120は、上記吸入マフラ150の少なくとも一部分と上記ピストン130の少なくとも一部分とを収容するように構成される。
上記シリンダ120の内部には、上記ピストン130によって冷媒が圧縮される圧縮空間Pが形成される。そして、上記ピストン130の前方部には上記圧縮空間Pに冷媒を流入させる吸入孔133が形成され、上記吸入孔133の前方には上記吸入孔133を選択的に開放する吸入バルブ135が提供される。上記吸入バルブ135の略中心部には、所定の締結部材が結合される締結孔が形成される。
上記圧縮空間Pの前方には、上記圧縮空間Pから排出された冷媒の吐出空間または吐出流路を形成する吐出カバー160と、上記吐出カバー160に結合されて上記圧縮空間Pで圧縮された冷媒を選択的に排出するための吐出バルブアセンブリ161,162,163と、が提供される。
上記吐出バルブアセンブリ161,162,163には、上記圧縮空間Pの圧力が吐出圧力以上になれば開放されて冷媒を上記吐出カバー160の吐出空間に流入する吐出バルブ161と、上記吐出バルブ161と吐出カバー160との間に提供されて軸方向に弾性力を与えるバルブばね162と、上記バルブばね162の変形量を制限するストッパ163と、が含まれる。ここで、上記圧縮空間Pは、上記吸入バルブ135と上記吐出バルブ161との間に形成される空間として理解される。
そして、「軸方向」とは、上記ピストン130が往復運動する方向、即ち、図3の横方向として理解される。そして、上記「軸方向」において、上記吸入部104から上記吐出部105に向かう方向、即ち冷媒が流動する方向を「前方」とし、その逆方向を「後方」と定義する。
一方、「半径方向」とは上記ピストン130が往復運動する方向に対して垂直な方向であって、図3の縦方向として理解される。
上記ストッパ163は上記吐出カバー160に座し(seated(案着され))、上記バルブばね162は上記ストッパ163の後方に座する。そして、上記吐出バルブ161は上記バルブばね162に結合され、上記吐出バルブ161の後方部または後面は上記シリンダ120の前面に支持されるように位置する。
上記バルブばね162には、一例として板ばね(plate spring)が含まれる。
上記吸入バルブ135は上記圧縮空間Pの一側に形成され、上記吐出バルブ161は上記圧縮空間Pの他側、即ち、上記吸入バルブ135の反対側に提供される。
上記ピストン130が上記シリンダ120の内部で往復直線運動をする過程において、上記圧縮空間Pの圧力が上記吐出圧力より低く吸入圧力以下になると、上記吸入バルブ135が開放されて冷媒は上記圧縮空間Pに吸入される。一方、上記圧縮空間Pの圧力が上記吸入圧力以上になると、上記吸入バルブ135が閉まった状態で上記圧縮空間Pの冷媒が圧縮される。
一方、上記圧縮空間Pの圧力が上記吐出圧力以上になると、上記バルブばね162が変形して上記吐出バルブ161を開放させ、冷媒は上記圧縮空間Pから吐出されて吐出カバー160の吐出空間に排出される。
そして、上記吐出カバー160の吐出空間を流動する冷媒はループパイプ165に流入される。上記ループパイプ165は、上記吐出カバー160に結合されて上記吐出部105に延長され、上記吐出空間の圧縮冷媒を上記吐出部105にガイドする。一例として、上記ループパイプ178は、所定の方向に巻かれた形状を有してラウンドして(in a rounded shape)延長され、上記吐出部105に結合される。
上記リニア圧縮機100は、フレーム110を更に含む。上記フレーム110は、上記シリンダ120を固定させる構成であり、別の締結部材によって上記シリンダに締結される。上記フレーム110は、上記シリンダ120を囲むように配置される。即ち、上記シリンダ120は、上記フレーム110の内側に収容されるように位置する。そして、上記吐出カバー160は、上記フレーム110の前面に結合される。
一方、開放された吐出バルブ161を介して排出された高圧のガス冷媒のうち少なくとも一部のガス冷媒は、上記シリンダ120とフレーム110とが結合された部分の空間を介して上記シリンダ120の外周面の方に流動される。
そして、冷媒は、上記シリンダ120に形成されたガス流入部122(図7を参照)およびノズル部123(図11を参照)を介して上記シリンダ120の内部に流入される。流入された冷媒は、上記ピストン130とシリンダ120との間の空間に流動されて上記ピストン130の外周面が上記シリンダ120の内周面から離隔されるようにする。よって、上記流入された冷媒は、上記ピストン130の往復運動中にシリンダ120との摩擦を減少する「ガスベアリング」として機能する。
上記モータアセンブリ140には、上記フレーム110に固定されて上記シリンダ120を囲むように配置されるアウターステータ141,143,145と、上記アウターステータ141,143,145の内側に離隔されて配置されるインナーステータ148と、上記アウターステータ141,143,145とインナーステータ148との間の空間に位置する永久磁石146と、が含まれる。
上記永久磁石146は、上記アウターステータ141,143,145とインナーステータ148との相互電磁気力によって直線往復運動する。そして、上記永久磁石146は、一つの極を有する単一磁石で構成されるか、または3つの極を有する多数の磁石で構成される。
上記永久磁石146は、連結部材138によって上記ピストン130に結合される。詳しくは、上記連結部材138は、上記ピストンフランジ部132に結合されて上記永久磁石146に向かって折曲して延長される。上記永久磁石146が往復移動することで、上記ピストン130は、上記永久磁石146と共に軸方向に往復運動する。
そして、上記モータアセンブリ140には、上記永久磁石146を上記連結部材138に固定するための固定部材147が更に含まれる。上記固定部材146にはガラス繊維または炭素繊維と樹脂(resin)とが混合されて構成される。上記固定部材147は、上記永久磁石146の内側および外側を囲むように提供され、上記永久磁石146と上記連結部材138との結合状態を堅固に維持する。
上記アウターステータ141,143,145には、コイル巻線体143,145およびステータコア141が含まれる。
上記コイル巻線体143,145には、ボビン143と、上記ボビン143の円周方向に巻かれたコイル145と、が含まれる。上記コイル145の断面は、多角形状を有し、一例として六角形の形状を有してもよい。
上記ステータコア141は、複数個のラミネーション(lamination)が円周方向に積層されて構成され、上記コイル巻線体143,145を巻くように配置される。
上記アウターステータ141,143,145の一側には、ステータカバー149が提供される。上記アウターステータ141,143,145の一側部は、上記フレーム110によって支持され、他側部は、上記ステータカバー149によって支持される。
上記インナーステータ148は、上記フレーム110の外周に固定される。そして、上記インナーステータ148は、複数個のラミネーションが上記フレーム110の外側から円周方向に積層されて構成される。
上記リニア圧縮機100には、上記ピストン130を支持するサポータ137と、上記サポータ137にばね結合されるバックカバー170と、が更に含まれる。
上記サポータ137は、所定の締結部材によって上記ピストンフランジ部132および上記連結部材138に結合される。
上記バックカバー170の前方には、吸入ガイド部155が結合される。上記吸入ガイド部155は、上記吸入部104を介して吸入された冷媒が上記吸入マフラ150に流入されるように案内する。
上記リニア圧縮機100には、上記ピストン130が共振運動可能であるように各固有振動数が調節された複数のばね176が含まれる。
上記複数のばね176には、上記サポータ137とステータカバー149との間に支持される第1ばねと、上記サポータ137とバックカバー170との間に支持される第2ばねと、が含まれる。
上記リニア圧縮機100には、上記シェル101の両側に提供されて上記圧縮機100の内部部品が上記シェル101に支持されるようにする板ばね172,174が更に含まれる。
上記板ばね172,174には、上記第1カバー102に結合される第1板ばね172と、上記第2カバー103に結合される第2板ばね174と、が含まれる。一例として、上記第1板ばね172は、上記シェル101と第1カバー102とが結合される部分に挟まれ、上記第2板ばね174は、上記シェル101と第2カバー103とが結合される部分に挟まれるように配置される。
図4は、本発明の実施例による吸入マフラの構成を示す断面図であり、図5は本発明の実施例による吸入マフラに第1フィルタが結合される状態を示す断面図である。
図4および図5を参照すると、本発明の一実施例による吸入マフラ150には、第1マフラ151と、上記第1マフラ151に結合される第2マフラ153と、上記第1マフラ151および第2マフラ153によって支持される第1フィルタ310と、が含まれる。
上記第1マフラ151および第2マフラ153は、その内部に冷媒が流動する流動空間部が形成される。詳しくは、上記第1マフラ151は、上記吸入部104の内側から上記吐出部105の方向に延長され、上記第1マフラ151の少なくとも一部分は、上記吸入ガイド部155の内部に延長される。そして、上記第2マフラ153は、上記第1マフラ151から上記ピストン本体131の内部に延長される。
上記第1フィルタ310は、上記流動空間部に設置されて異物をフィルタリングする構成として理解される。上記第1フィルタ310は、磁性を有する物質で構成され、冷媒の中に含まれる異物、特に金属汚物のフィルタリングが容易になる。
一例として、上記第1フィルタ310は、ステンレススチール(stainless stee)材質で構成され、所定の磁性を有し錆び付く現象が発生する。
他の例として、上記第1フィルタ310には、磁性を有する物質がコーティングされるか、または上記第1フィルタ310の表面に磁石が付着するように構成される。
上記第1フィルタ310は、多数のフィルタ孔を有するメッシュ(mesh)タイプで構成され、略円板状を有する。そして、上記フィルタ孔は、所定の大きさ以下の直径および幅を有する。一例として、上記所定の大きさは約25μmである。
上記第1マフラ151および第2マフラ153は、圧入方式で組み立てられる。そして、上記第1フィルタ310は、上記第1マフラ151および第2マフラ153の圧入される部分に挟まれて組み立てられる。
詳しくは、上記第1マフラ151には、上記第2マフラ153の少なくとも一部分が結合される溝部151aが形成される。そして、上記第2マフラ153には、上記第1マフラ151の溝部151aに挿入される突起部153aが含まれる。
上記第1フィルタ310の両側部が上記溝部151aと突起部153aとの間に介在した状態で、上記第1フィルタ310は上記第1,2マフラ151,153に支持される。
上記第1フィルタ310が上記第1,2マフラ151,153間に位置した状態で、上記第1マフラ151と第2マフラ153とが互いに近くなる方向に移動して圧入されると、上記第1フィルタ310の両側部は、上記溝部151aと突起部153aとの間に挟まれて固定される。
このように、上記吸入マフラ150に第1フィルタ310が提供されることで、上記吸入部104を介して吸入された冷媒のうち所定の大きさ以上の異物は上記第1フィルタ310によってフィルタリングされる。よって、ピストン130とシリンダ120との間のガスベアリングとして作用する冷媒に異物が含まれて上記シリンダ120に流入されることを防止する。
また、上記第1フィルタ310は、上記第1,2マフラ151,153の圧入される部分に堅固に固定されることで上記吸入マフラ150から分離される現象を防止する。
本実施例では、上記第1マフラ151に溝部151aが形成されて上記第2マフラ153に突起部153aが形成されると説明したが、それとは異なって、上記第1マフラ151に突起部が形成されて上記第2マフラ153に溝部が形成されるように構成してもよい。
図6は、本発明の実施例による圧縮室周辺の構成を示す図であり、図7は、本発明の実施例によるシリンダとフレームとの結合状態を示す分解斜視図であり、図8は、本発明の実施例によるシリンダおよびフレームの構成を示す分解斜視図であり、図9は、本発明の実施例によるフレームの分解斜視図であり、図10は、本発明の実施例によるシリンダとピストンとの結合状態を示す断面図である。
図6乃至図10を参照すると、本発明の実施例によるリニア圧縮機100において、上記圧縮室Pで圧縮されて吐出された冷媒のうち少なくとも一部の冷媒は、フレーム110とシリンダ120との間の空間に流動される。上記フレーム110とシリンダ120との間の空間は、上記フレーム110とシリンダ120との組立公差によって形成される上記フレーム110の内側面とシリンダ120の外側面との間のギャップ(gap)として理解される。
上記フレーム110とシリンダ120との間の空間には、流路410,420,430が含まれる。上記流路410,420,430には、冷媒が流動する方向に順番に形成される第1流路410、第2流路420および第3流路430が含まれる。
詳しくは、上記シリンダ120には、略円筒状のシリンダ本体121と、上記シリンダ本体121から半径方向に延長されるシリンダフランジ部125と、が含まれる。
上記シリンダ本体121には、吐出されたガス冷媒が流入されるガス流入部122が含まれる。上記ガス流入部122は、上記シリンダ本体121の外周面に沿って円状に形成される。
そして、上記ガス流入部122は複数個具備される。複数のガス流入部122には、上記シリンダ本体121の軸方向の中心部から一側に位置するガス流入部122a,122b(図11を参照)と、上記軸方向の中心部から他側に位置するガス流入部122c(図11を参照)と、が含まれる。
上記シリンダフランジ部125には、上記フレーム110と結合される締結部126が具備される。上記締結部126は、上記シリンダフランジ部125の外周面から外部方向に突出されるように構成される。上記締結部126は所定の締結部材、一例としてボルトによって上記フレーム110のシリンダ締結孔118に結合される。
上記シリンダフランジ部125には、上記フレーム110に座する座面(seat surface(安着面))127が含まれる。上記座面127は、上記シリンダ本体121から半径方向に延長されるシリンダフランジ部125の後面部である。
上記フレーム110には、上記シリンダ本体121を囲むフレーム本体111と、上記フレーム本体111の半径方向に延長されて上記吐出カバー160に結合される結合部115と、が含まれる。
上記カバー結合部115には、上記吐出カバー160に結合される締結部材が挿入される多数のカバー締結孔116と、上記シリンダフランジ部125に結合される締結部材が挿入される多数のシリンダ締結孔118と、が形成される。上記シリンダ締結孔118は、上記カバー結合部115から多少凹んだ位置に形成される。
上記フレーム110には、上記フレーム110に連通される凹部117が具備される。上記凹部117は上記カバー結合部115から後方に凹んで形成され、上記凹部117には上記シリンダフランジ部125が挿入される。即ち、上記凹部117は、上記シリンダフランジ部125の外周面を囲むように配置される。上記凹部117の凹みの深さは、上記シリンダフランジ部125の前後方向の幅に対応する。
上記凹部117の内周面と上記シリンダフランジ部125の外周面との間には所定の冷媒流動空間、即ち上記第1流路410が形成される。上記シリンダ120が上記フレーム110に組み立てられた状態で、上記シリンダフランジ部125の外周面と上記凹部117の内周面との間には所定の組立公差が形成され、上記組立公差に対応する空間が上記第1流路410を形成する。
上記吐出バルブ161から吐出された高圧のガス冷媒は、上記第1流路410を経由して上記第2フィルタ320が具備される第2流路420に流動する。上記第2フィルタ320は、上記フレーム110とシリンダ120との間に具備されて吐出バルブ161を介して排出された高圧のガス冷媒をフィルタリングするためのフィルタ部材であると理解される。
詳しくは、上記凹部117の後端部には、段差を成して具備される座部(seat part(安着部))113が形成される。上記座部113は、上記凹部117から半径方向内側に延長され、上記シリンダフランジ部125の座面127に対向するように位置する。
上記座部113には、リング状の第2フィルタ320が座する。
上記座部113に上記第2フィルタ320が座した状態で上記シリンダ120が上記フレーム110に結合されると、上記シリンダフランジ部125は、上記第2フィルタ320の前方で上記第2フィルタ320を押すようになる。即ち、上記第2フィルタ320は、上記フレーム110の座部113と上記シリンダフランジ部125の座面127との間に介在して固定される。
上記第2流路420は、上記第1流路410を経由した冷媒が流動する流路であって、上記座部113と上記シリンダフランジ部125の座面127との間には所定の組立公差が形成され、上記組立公差に対応する空間が上記第2流路420を形成する。
上記第2フィルタ320は上記第2流路420に設置され、上記第2流路420を流動する高圧のガス冷媒のうち異物が上記シリンダ120のガス流入部122に流入されることを遮断し、冷媒の中に含まれた油分を吸着するように構成される。
一例として、上記第2フィルタ320にはポリエチレンテレフタレート(Polyethylene Terephthalate;PET)繊維で形成された不織布または吸着布が含まれる。上記PETは耐熱性および機械的強度などの優秀な長所がある。そして、冷媒の中の2μm以上の異物を遮断する。
他の実施例を提案する。
上記実施例では上記第2フィルタ320が上記第2流路420に設置されると説明したが、それとは異なって、上記第2フィルタ320は、上記第1流路410、即ち上記シリンダフランジ部125の外周面と上記フレーム110の凹部117の内周面との間の空間に設置されてもよい。
上記流路410,420,430には、上記第2流路420を経由した冷媒が流動する第3流路430が含まれる。
上記第3流路430は、上記第2流路420から上記シリンダ本体121の外周面に沿って後方に延長され、上記フレーム本体111の後方部と上記シリンダ本体121の第1本体端部121a(図11を参照)との間の空間まで延長される。
上記第3流路を流動する冷媒は、上記ガス流入部122およびノズル部123を経由して上記シリンダ120の内周面側に流動する。
図11は、本発明の実施例によるシリンダの構成を示す図であり、図12は図10の「A」を拡大した断面図である。
図11乃至図12を参照すると、本発明の実施例によるシリンダ120には、略円筒状を有し第1本体端部121aおよび第2本体端部121bを形成するシリンダ本体121と、上記シリンダ本体121の第2本体端部121bから半径方向外側に延長されるシリンダフランジ部125と、が含まれる。
上記第1本体端部121aおよび第2本体端部121bは、上記シリンダ本体121の軸方向中心部121cを基準に上記シリンダ本体121の両側端部を形成する。
上記シリンダ本体121には、上記吐出バルブ161を介して排出された高圧のガス冷媒のうち少なくとも一部の冷媒が流動し上記第3フィルタが設置される複数のガス流入部122が含まれる。そして、上記シリンダ本体121には、上記複数のガス流入部122から半径内側方向に延長されるノズル部123が更に含まれる。
上記複数のガス流入部122およびノズル部123は、上記第3流路430の一構成要素として理解される。よって、上記第3流路430を流動する冷媒のうち少なくとも一部の冷媒は上記複数のガス流入部122およびノズル部123を介して上記シリンダ120の内周面側に流動する。
上記複数のガス流入部122は、上記シリンダ本体121の外周面から所定の深さおよび幅だけ凹むように構成される。上記冷媒は、上記複数のガス流入部122およびノズル部123を介して上記シリンダ本体121の内部に流入される。
そして、流入された冷媒は、上記ピストン130の外周面とシリンダ120の内周面との間に位置し、上記ピストン130の動きに対するガスベアリングとして機能する。即ち、上記冷媒の圧力によって、上記ピストン130の外周面は上記シリンダ120の内周面から離隔された状態を維持する。
上記複数のガス流入部122には、上記シリンダ本体121の軸方向中心部121cから一側に位置する第1ガス流入部122aおよび第2ガス流入部122bと、上記軸方向中心部121cから他側に位置する第3ガス流入部122cと、が含まれる。
上記第1、2ガス流入部122a,122bは、上記シリンダ本体121の軸方向中心部121cを基準に上記第2本体端部121bにより近く位置し、上記第3ガス流入部122cは、上記シリンダ本体121の軸方向中心部121cを基準に上記第1本体端部121aにより近く位置する。
即ち、上記複数のガス流入部122は、上記シリンダ本体121の軸方向中心部121cを基準に非対称な個数で配置されてもよい。
図3を参照すると、上記シリンダ120の内部圧力は、冷媒の吸入側に近い第1本体端部121aに比べて圧縮された冷媒の吐出側に近い第2本体端部121b側でより高く形成されるため、上記第2本体端部121b側により多くのガス流入部122を形成してガスベアリングの機能を強化する一方、上記第1本体端部121a側には相対的に少ないガス流入部122を形成する。
上記シリンダ本体121には、上記複数のガス流入部122から上記シリンダ本体121の内周面方向に延長されるノズル部123が更に含まれる。上記ノズル部123は、上記ガス流入部122より小さい幅または大きさを有するように形成される。
上記ノズル部123は、円筒状に延長されたガス流入部122に沿って複数個が形成される。そして、複数のノズル部123は互いに離隔して配置される。
上記ノズル部123には、上記ガス流入部122に連結される入口部123aと、上記シリンダ本体121の内周面に連結される出口部123bと、が含まれる。上記ノズル部123は、入口部123aから上記出口部123bに向かって所定の長さを有するように形成される。
上記複数のガス流入部122の凹みの深さおよび幅と上記ノズル部123の長さとは、上記シリンダ120剛性、上記第3フィルタ330の量または上記ノズル部123を通過する冷媒の圧力降下の大きさなどを考慮して適切な大きさに決定される。
一例として、上記複数のガス流入部122の凹みの深さおよび幅が大きすぎるが上記ノズル部123の長さが短すぎれば、上記シリンダ120の合成が弱くなる恐れがある。
逆に、上記複数のガス流入部122の凹みの深さおよび幅が小さすぎれば、上記ガス流入部122に設置される第3フィルタ330の量が少なすぎる恐れがある。
そして、上記ノズル部123の長さが長すぎれば上記ノズル部123を通過する冷媒の圧力降下が大きすぎるようになり、ガスベアリングとしての十分な機能を行えなくなる。
上記ノズル部123の入口部123aの直径は、上記出口部123bの直径より大きく形成される。
詳しくは、上記ノズル部123の直径が過度に大きい場合、上記吐出バルブ161を介して排出された高圧のガス冷媒のうち上記ノズル部123に流入される冷媒の量が多すぎるようになって圧縮機の流量損失が大きくなる問題点がある。
一方、上記ノズル部123の直径が過度に小さい場合、上記ノズル部123での圧力降下が大きくなってガスベアリングとしての性能が減少する問題点がある。
よって、本実施例では、上記ノズル部123の入口部123aの直径を相対的に大きく形成して上記ノズル部123に流入される冷媒の圧力降下を減らし、上記出口部123bの直径を相対的に小さく形成して上記ノズル部123を介したガスベアリングの流入量を所定値以下に調節することを特徴とする。
上記複数のガス流入部122には、第3フィルタ330が設置される。上記第3フィルタ330によって、上記シリンダ120の内周面側に流動する冷媒はフィルタリングされる。
詳しくは、上記第3フィルタ330は上記シリンダ120の内部に所定の大きさ以上の異物が流入されることを遮断し、冷媒の中に含まれた油分を吸着する機能を行う。ここで、上記所定の大きさは1μmである。
上記第3フィルタ330には、上記ガス流入部122に巻かれた糸(thread)が含まれる。詳しくは、上記糸は、PET(Polyethylene Terephthalate)材質で構成されて所定の厚さまたは直径を有する。
上記糸の厚さまたは直径は、上記糸の強度を考慮して適切な値に決定する。上記糸の厚さまたは直径が小さすぎれば、上記糸の強度が弱すぎて途切れやすくなる恐れがあり、上記糸の厚さまたは直径が大きすぎれば、糸を巻いた際に上記ガス流入部122での空隙が大きくなりすぎて異物のフィルタリング効果が下がる問題点がある。
一例として、上記糸の厚さまたは直径は数百μm単位で形成され、上記糸は数十μm単位の原糸(spun thread)が多数の筋で結合されて構成される。
上記糸は多数回巻かれ、その端部が結び目で固定されるように構成される。上記糸が巻かれる回数は、ガス冷媒の圧力降下の程度および異物のフィルタリング効果を考慮して適切に選択される。上記巻かれる回数が多すぎれば、ガス冷媒の圧力降下が大きすぎるようになり、上記巻かれる回数が少なすぎれば、異物のフィルタリングがうまくできない恐れがある。
そして、上記糸が巻かれる張力(tension force)は、シリンダ120の変形度および糸の固定力(fixation)を考慮して適切な大きさに形成される。上記張力が大きすぎれば、シリンダ120の変形が誘発され、上記張力が小さすぎれば、糸が上記ガス流入部122にうまく固定されない恐れがある。
図13は、本発明の実施例によるフレームとシリンダとの結合状態を示す断面図であり、図14は図13の「B」を拡大した断面図である。
図13乃至図14を参照すると、本発明の実施例によるリニア圧縮機100には、上記第3流路430に連通されてシーリング部材350が設置されるシーリングポケット370が含まれる。
上記シーリングポケット370は、上記シーリング部材350が設置される空間であって、上記フレーム本体111の内周面と上記シリンダ本体121の外周面との間に形成される。そして、上記シーリングポケット370は、上記フレーム110およびシリンダ120の後方部に形成される。冷媒の流動方向を基準に、上記シーリングポケット370の流動断面積は、上記第3流路430の流動断面積より大きく形成される。
詳しくは、フレーム本体111の後方部には、上記フレーム本体111の内周面から半径方向外側に凹むように構成されるポケット形成部112が含まれる。上記ポケット形成部112は上記シーリングポケット370の少なくとも一面を形成する。
そして、上記フレーム本体111には、上記ポケット形成部112から後方内側方向に傾斜して延長される第2傾斜部113が更に含まれる。
上記シリンダ本体121には、上記シーリングポケット370を形成するための第1傾斜部128が含まれる。上記第1傾斜部128は、上記シーリングポケット370の少なくとも一面を構成する。
上記第1傾斜部128は、上記シリンダ本体121の第1本体端部121aから後方内側に傾斜して延長される。そして、上記第1傾斜部128は、上記ポケット形成部112の内側から上記第2傾斜部113の内側に対応する地点まで延長される。
上記ポケット形成部112の凹んだ構造および上記第1傾斜部128の傾斜した構造によって、上記シーリングポケット370の半径方向の高さは、上記シーリング部材350の直径より大きく形成される。そして、上記シーリングポケット370の軸方向の長さは、上記シーリング部材350の直径より大きく形成される。
即ち、上記シーリングポケット370は、上記シーリング部材350が上記フレーム本体111またはシリンダ本体121に干渉されずに移動可能な程度の大きさを有する。
一方、上記第1傾斜部128の後方部と上記第2傾斜部113の後方部との間の離隔された空間の間隔または距離は、上記シーリング部材350の直径より小さく形成される。よって、リニア圧縮機100の作動中に冷媒が上記第3流路430に沿って後方に流動する際、上記シーリング部材350は上記冷媒の圧力によって後方に移動し、上記離隔された空間を密閉する。
このように、上記シーリング部材350が上記シリンダ120とフレーム110との間に介在して上記第3流路430を密閉するため、上記第3流路430の冷媒が上記フレーム110の外部に漏洩することを防止する。
そして、上記シーリング部材350が上記ポケット370に移動可能に提供され、圧縮機が駆動されて上記第3流路430で冷媒の流動が発生すれば上記シーリング部材350が上記シリンダ120およびフレーム110に加圧されるため、上記シーリング部材350の加圧力によるシリンダ120の変形を防止する。
以下、リニア圧縮機の作動中の冷媒の流動状態について説明する。
図15は、本発明の実施例によるリニア圧縮機の冷媒の流動状態を示す断面図であり、図16は、本発明の実施例による圧縮室から吐出された冷媒の第1,2流路での流動状態を示す図であり、図17は、本発明による第3流路での冷媒の流動状態を示す図である。
まず、図15を参照し、本実施例によるリニア圧縮機における冷媒の流動について簡単に説明する。
図15を参照すると、冷媒は、吸入部104を介してシェル101の内部に流入され、吸入ガイド部155を介して吸入マフラ150の内部に流動する。
そして、冷媒は、上記吸入マフラ150の第1マフラ151を経由して第2マフラ153に流入され、ピストン130の内部に流動する。この過程で冷媒の吸入ノイズが低減される。
一方、冷媒は、上記吸入マフラ150に提供される第1フィルタ310を経由しながら所定の大きさ(25μm)以上の異物がフィルタリングされる。
上記吸入マフラ150を通過して上記ピストン130の内部に存在する冷媒は、吸入バルブ135が開放されると吸入孔133を介して圧縮空間Pに吸入される。
上記圧縮空間Pでの冷媒の圧力が吐出圧力以上になれば、吐出バルブ161が開放され、冷媒は、開放された吐出バルブ161を介して吐出カバー160の吐出空間に排出される。詳しくは、上記吐出バルブ161は前方に移動して上記シリンダ120の前面から離隔され、この過程で、上記バルブばね162は前方に弾性変形される。そして、上記ストッパ163は、上記バルブばね162の変形量を一定程度に制限する。
上記吐出カバー160の吐出空間に排出された冷媒は、上記吐出カバー160に結合されたループパイプ165を介して吐出部105に流動し、圧縮機100の外部に排出される。
一方、上記吐出カバー160の吐出空間に存在する冷媒のうち少なくとも一部の冷媒は、シリンダ120とフレーム110との間に存在する空間、即ち上記第1流路410および第2流路420を流動する。そして、冷媒は上記第1流路410または第2流路420を流動する過程で上記第2フィルタ320によってフィルタリングされる。
そして、フィルタリングされた冷媒は、上記第3流路430を介してシリンダ本体121の外周面に向かって流動し、少なくとも一部の冷媒は、上記シリンダ本体121に形成された複数のガス流入部122に流入される。上記ガス流入部122に流入された冷媒は、上記第3フィルタ330でフィルタリングされ、上記ノズル部123を介してシリンダ120の内部に流入される。
上記シリンダ120の内部に流入された冷媒は、上記シリンダ120の内周面とピストン130の外周面との間に位置し、上記ピストン130を上記シリンダ120の内周面から離隔するように作用する(ガスベアリング)。
このように、高圧のガス冷媒が上記シリンダ120の内部にバイパスされて往復運動するピストン130に対するベアリングとして作用し、それによってピストン130とシリンダ120との間の磨耗を減らすことができる。そして、ベアリングのためのオイルを使用しないことで上記圧縮機100が高速に運転されてもオイルによる摩擦損失が発生しない。
また、圧縮機100の内部を流動する冷媒の経路上に多数のフィルタを具備することで冷媒の中に含まれた異物を除去することができ、それによってガスベアリングとして作用する冷媒の信頼性が向上する。よって、冷媒に含まれた異物によってピストン130またはシリンダ120に磨耗が発生する現象を防止することができる。
そして、上記多数のフィルタによって冷媒の中の油分を除去することで、油分による摩擦損失が発生することを防止することができる。上記第1フィルタ310、第2フィルタ320および第3フィルタ330は、ガスベアリングとして作用する冷媒をフィルタリングするということから、これらを合わせて「冷媒フィルタリング装置」と称する。
一方、上記第3流路430を流動する冷媒は、上記シーリング部材350に作用する。即ち、上記冷媒の圧力は上記シーリング部材350に作用し、上記シーリング部材350は、上記シーリングポケット370から上記シリンダ120の第1傾斜部128と上記フレーム110の第2傾斜部113との間の地点に移動する。
そして、上記シーリング部材350は、上記シリンダ120およびフレーム110に密着され、上記シリンダ120とフレーム110との間の離隔された区間、一例として上記第1傾斜部128と第2傾斜部113との間の空間を密閉する。よって、上記第3流路430の冷媒が上記シリンダ120とフレーム110との間の離隔された空間を介して外部に漏洩することを防止する。
一方、リニア圧縮機100の駆動が中断されると、上記シーリング部材350に作用する冷媒の圧力が解除されるため、上記シーリング部材350と上記シリンダ120およびフレーム110との間の密着力が弱くなる。結局、上記シーリング部材350は、上記シーリングポケット220内で自由に移動可能な状態、一例として上記第1傾斜部128および第2傾斜部113から離隔された状態になる(点線で表示)。
このような作用によると、圧縮機100が駆動される際にのみシーリング部材350がシリンダ120およびフレーム110に密着して上記第3流路430のシーリング(sealing(密閉))を行うため、上記シーリング部材350から上記シリンダ120に加えられる力を減らすことができる。よって、上記シリンダ120の変形を防止することができる。
そして、上記シーリング部材350が上記シーリングポケット370で移動可能な状態になるため、上記シリンダ120とフレーム110とを組み立てる際に上記シーリング部材350の干渉作用を防止することができる。結局、上記シリンダ120とフレーム110との組み立てが容易になる。
10 冷蔵庫
20 凝縮器
25 凝縮ファン
30 膨張装置
40 蒸発器
45 蒸発ファン
100 リニア圧縮機
101 シェル
102 カバー
103 カバー
104 吸入部
105 吐出部
110 シェル
110 フレーム
111 フレーム本体
112 ポケット形成部
113 座部
115 カバー結合部
116 カバー締結孔
117 凹部
118 シリンダ締結孔
120 シリンダ
121 シリンダ本体
122 ガス流入部
123 ノズル部
125 シリンダフランジ部
126 締結部
127 座面
128 傾斜部
130 ピストン
131 ピストン本体
132 ピストンフランジ部
133 吸入孔
135 吸入バルブ
137 サポータ
138 連結部材
140 モータアセンブリ
141,143,145 アウターステータ
146 永久磁石
148 インナーステータ
149 ステータカバー
150 吸入マフラ
151 第1マフラ
153 第2マフラ
155 吸入ガイド部
160 吐出カバー
161 吐出バルブ
162 バルブばね
163 ストッパ
165 ループパイプ
170 バックカバー
178 ループパイプ
200 ドライヤ
200 モータアセンブリ
210 ドライヤ本体
211 冷媒流入部
215 冷媒排出部
220 第1ドライヤフィルタ
230 第2ドライヤフィルタ
240 第3ドライヤフィルタ
221 貫通孔
231 吸着剤
241 結合部
242 メッシュ部
300 ピストン
310 第1フィルタ
320 第2フィルタ
330 第3フィルタ
350 シーリング部材
370 シーリングポケット
410 第1流路
420 第2流路
430 第3流路
900 給油アセンブリ

Claims (13)

  1. 吸入部が提供されるシェルと、
    前記シェルの内部に具備され、冷媒の圧縮空間を形成し、シリンダ本体および前記シリンダ本体から半径方向外側に延長され、座面を有するシリンダフランジ部が備えられるシリンダと、
    前記シリンダ本体を囲むフレーム本体と、前記フレーム本体に連通し、前記シリンダフランジ部が挿入される凹部と、前記凹部から半径方向内側に延長され、前記座面が座する座部とが備えられるフレームと、
    前記シリンダの内部で軸方向に往復運動可能に提供されるピストンと、
    前記シリンダの一側に提供され、前記冷媒の圧縮空間で圧縮された冷媒を選択的に排出する吐出バルブと、
    前記シリンダに形成され、前記吐出バルブを介して排出された冷媒のうち少なくとも一部の冷媒が流入されるノズル部と、
    前記シリンダフランジ部の外周面と前記凹部の内周面との間に形成される第1流路と、
    前記座部と前記座面との間に形成される第2流路と、
    前記第2流路に設置されるフィルタ部材と、を有する、リニア圧縮機。
  2. 前記フィルタ部材はリング状を有する、請求項1に記載のリニア圧縮機。
  3. 前記フィルタ部材は、前記座部と前記座面との間に配置され、
    前記シリンダフランジ部は、前記フィルタ部材を加圧する、請求項1に記載のリニア圧縮機。
  4. 記フィルタ部材は、
    ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維で形成される不織布または吸着布を有する、請求項に記載のリニア圧縮機。
  5. 前記第2流路から前記シリンダ本体の外周面と前記フレーム本体の内周面との間の空間に延長される第3流路を更に有する、請求項に記載のリニア圧縮機。
  6. 前記シリンダ本体の外周面から凹んで前記ノズル部に連通するガス流入部を更に有し、
    前記第3流路を流動する冷媒のうち少なくとも一部の冷媒は前記ガス流入部および前記ノズル部を介して前記シリンダ本体の内周面に流動する、請求項に記載のリニア圧縮機。
  7. 前記ガス流入部には、糸フィルタが設置される、請求項に記載のリニア圧縮機。
  8. 前記第3流路に連通するシーリングポケットと、
    前記シーリングポケットに移動可能に設置され、前記フレームの内周面と前記シリンダの外周面との間の空間を密閉するシーリング部材と、をさらに有する、請求項に記載のリニア圧縮機。
  9. 吸入部が提供されるシェルと、
    前記シェルの内部に具備され、冷媒の圧縮空間を形成し、シリンダ本体および前記シリンダ本体から半径方向外側に延長されるシリンダフランジ部が備えられるシリンダと、
    前記シリンダの外側に結合され、前記シリンダ本体を囲むフレーム本体を有するフレームと、
    前記シリンダの内部で軸方向に往復運動可能に提供されるピストンと、
    前記シリンダに移動可能に結合され、前記冷媒の圧縮空間で圧縮された冷媒を選択的に排出する吐出バルブと、
    前記シリンダ本体の外周面と前記フレーム本体の内周面との間に形成され、前記吐出バルブから排出された冷媒のうち少なくとも一部の冷媒が流動する第1流路と、
    前記第1流路に連通するシーリングポケットと、
    前記シーリングポケットに移動可能に設置され、前記フレームの内周面と前記シリンダの外周面との間の離隔した空間を密閉するシーリング部材と、を有する、リニア圧縮機。
  10. 前記フレームは、
    前記シリンダフランジ部が挿入される凹部と、
    前記シリンダフランジ部の座面に対向する座部と、をさらに有する、請求項に記載のリニア圧縮機。
  11. 前記シリンダフランジ部の外周面と前記凹部の内周面との間に形成される第流路をさらに有する、請求項10に記載のリニア圧縮機。
  12. 前記シリンダフランジ部の座面と前記フレームの座部との間に形成される第流路を有する、請求項10に記載のリニア圧縮機。
  13. 前記第流路を流動する冷媒のうち少なくとも一部の冷媒はノズル部を介して前記シリンダの内周面側に流動する、請求項10に記載のリニア圧縮機。
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