JPH09166072A - 振動低減形リニア圧縮機 - Google Patents

振動低減形リニア圧縮機

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JPH09166072A
JPH09166072A JP8292455A JP29245596A JPH09166072A JP H09166072 A JPH09166072 A JP H09166072A JP 8292455 A JP8292455 A JP 8292455A JP 29245596 A JP29245596 A JP 29245596A JP H09166072 A JPH09166072 A JP H09166072A
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JP
Japan
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compression unit
vibration
mounting
linear compressor
rigidity
Prior art date
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Pending
Application number
JP8292455A
Other languages
English (en)
Inventor
Jung Sik Park
ジュン シク パーク
Hyung-Kook Lee
ヒョン コク リー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
L G DENSHI KK
LG Electronics Inc
Original Assignee
L G DENSHI KK
LG Electronics Inc
Gold Star Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH09166072A publication Critical patent/JPH09166072A/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/10Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
    • B06B1/16Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving rotary unbalanced masses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リニア圧縮機の運転中に発生する振動を低減
すること。 【解決手段】 本発明の振動低減形リニア圧縮機は、横
型に配置された密閉容器21と、該密閉容器21の底部
に設置された複数の取付けスプリング22と、それら取
付けスプリング22の振動方向に対して直交する方向に
支持されて振動する圧縮ユニット23と、を備えて構成
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、振動低減形リニア
圧縮機(linear compressor)に係る
もので、詳しくは、圧縮機の運転中に発生する振動を低
減し得る振動低減形リニア圧縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、圧縮機は、モータの回転運動を
ピストンの直線往復運動に変換させるクランクシャフト
を用いるが、このような方式はクランクシャフト及び関
連部品(例えば、コネクチングロッド及びベアリング)
の数が多くなるために製造原価が上昇し、生産性が低下
するという問題点があった。更に、圧縮機が運転される
とき、摩擦される部位が多いために圧縮機の効率が低下
し、消費電力が増大するという問題点もある。
【0003】そこで、このようなクランクシャフトを使
用した圧縮機の問題点を解決するために、リニアモータ
を用いて直接にピストンを往復運動させ、部品数を減少
して製造原価の節減及び生産性を向上させたリニア圧縮
機が提案されている。
【0004】このような従来のリニア圧縮機において
は、図5に示すように、所定形状の密閉容器1の内部に
圧縮ユニット2が複数の取付けスプリング3により弾力
支持されて立設された構造を有する。そして、圧縮ユニ
ット2においては、下方側にピストンスプリング4が設
けられ、このピストンスプリング4上にシリンダー5が
係合されている。また、シリンダー5の内部にはピスト
ン6が摺動可能に係合され、外側にはコイル及びマグネ
ットを有してシリンダー5を駆動するリニアモータ7が
固着され、上面にはバルブ組立体8が係合されている。
又、バルブ組立体8の両側には吸入側消音器9及び吐出
側消音器10がそれぞれ設置されている。図中、符号S
はシリンダー5の内側にピストン6により形成される冷
媒圧縮空間を示したものである。
【0005】このように構成された従来のリニア圧縮機
の動作を説明する。リニアモータ7の駆動によりピスト
ン6がシリンダー5の内部で反復的な直線往復運動をし
ながら、バルブ組立体8に形成された吸入バルブ(図示
されない)を通して冷媒を吸入し、冷媒圧縮空間Sにお
いて圧縮した後に吐出バルブ(図示されない)を通して
吐出する動作を反復して行う。この場合、吸入側消音器
9及び吐出側消音器10は吸入及び吐出のときに発生す
る気流の騒音を低減させる作用をする。
【0006】しかし、図6及び図7に示すように、密閉
容器1を取付けラバー14によって弾性的に支持する
と、圧縮ユニット2の運動により密閉容器1が振動し、
特に、リニア圧縮機の駆動により前記圧縮ユニット2が
所定の振幅で図7のY方向に振動すると、この時に発生
する加速度により前記密閉容器11も図7のY方向に同
様な振幅で振動する。この場合、密閉容器1の振幅と圧
縮ユニット2の振幅、並びに密閉容器1に加えられる力
と取付けスプリング3の剛性は相互に比例するため、圧
縮ユニット2の振幅を減少させると密閉容器1の振幅が
減少し、取付けスプリング3の剛性を減らすと密閉容器
11の振幅が減少する。
【0007】そして、このような縦形方式のリニア圧縮
機は、加振力を F=fsinωt とし、取付けスプリング3のY方向の剛性をKy ,X方
向の剛性をKx とすると、次式(1)のような方程式が
成立する。 F=MY″+Ky Y=fsinωt…(1) 式中、Mは重さ(質量)、Y″はY方向の加速度、M
Y″は圧縮ユニット2のY方向の慣性エネルギによる
力、Yは移動距離(振幅)、Ky Yは位置エネルギ(M
LT-2)による力をそれぞれ示す。
【0008】この場合、振動は振幅の大きさにより左右
されるので、振幅の大きさYを求めるために均一解(h
omogeneous solution:Yh)と特
殊解(particular solution:Y
p)をそれぞれ求めると(Y=Yh+Yp)、均一解
は、 Yh=C1 cosωn t+C2 sinωn t となり、このとき、C1 及びC2 は初期値により求めら
れる。また、特殊解は、 Yp=Ycosωt として示されるので、次の式(2)のようになる。 Y/δst=1/[{1−(ω/ωn 2 2 1/2 …(2) 式中、δst(静的沈み或いは歪み)=F/Ky 、ωは加
振周波数、ωn は圧縮ユニット2の固有周波数を示す。
【0009】しかし、前記均一解(Yh)は、圧縮機の
運転初期にはその値が存在するが、運転が正常化される
とその値が存在しないため、圧縮ユニット2の挙動Y
(Yh+Yp)は特殊解Ypの挙動により左右され、該
特殊解Ypの挙動は、前記式(2)のY/δstをRに、
ω/ωn をrにそれぞれ入れ換えると、下記の式(3)
のようになる。 R=1/{(1−r2 2 1/2 …(3)
【0010】ここで、前記静的沈みδstに対する圧縮ユ
ニット2の振幅Yの比R(magnification
factor,振幅比)とr(frequency
ratio,周波数比)との関係を、減衰率(ζ)を0
から2.0までの区間で複数個の標本を取って示すと、
図8のようになる。
【0011】即ち、加振力 F=fsinωt の式中、ωは入力電圧による振動数であるため、 ω=2πs=2π×60 に固定され、リニア圧縮機の場合は一般にr(=ω/ω
n )の値は1よりも大きくなる。その理由は、rが0〜
1間の値を有する時は、圧縮ユニット2の重さが極めて
小さく、取付けスプリング3のばね定数(=剛性)が極
めて大きい場合であるが、リニア圧縮機の構造では、圧
縮ユニット2の質量が非常に大きく、取付けスプリング
3はこの質量の大きい圧縮ユニット2を支えるようにな
っているため、静的沈み(δst)を考慮して、取付けス
プリング3の長手方向の剛性Ky を所定限界以上に小さ
くすることが不可能になるためである。即ち、前記rが
1よりも大きな区間では、rが大きいほど振幅の尺度で
あるR(magnification factor,
振幅比)が小さくなる。
【0012】従って、ωの値が固定された状態で、圧縮
ユニット2の固有振動数のωn を小さくすると、Y/δ
st値のRも小さくなって、密閉容器の振幅を減少させる
ことができる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のリニア圧縮機においては、密閉容器の内部に
圧縮ユニット2が縦形に設置されているため、取付けス
プリング3,3の振動方向とピストン6の運動方向が一
致して、圧縮機の運転中に密閉容器1の振動が甚だしく
なるという不都合な点があった。
【0014】従って、本発明の目的は、従来技術におけ
るこのような問題に対処して、振動の発生を効果的に低
減し得る振動低減形リニア圧縮機を提供しようとするも
のである。
【0015】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明に係る振動低減形リニア圧縮機は、横型に
配置される密閉容器と、該密閉容器内に屈曲形成された
段部に掛止される複数の取付けスプリングと、それら取
付けスプリングに掛止され前記密閉容器内に収納される
圧縮ユニットとから構成され、取付けスプリングの振動
方向と圧縮ユニットの加振方向とが直交するように、そ
れらが配置される。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明に係る振動低減形リニア圧縮機は、
図1及び図2に示すように、外周面の両側の下部に段部
21a,21aを有し、中空円筒状に屈曲形成されて横
型に配置される密閉容器21と、この密閉容器21内部
の前記各段部21a,21a上に基端が掛止される複数
の取付けスプリング22,22と、それら取付けスプリ
ング22,22の先端に掛止され、密閉容器21内に収
納される圧縮ユニット23と、から構成されている。
【0017】そして、図3に示したように、前記密閉容
器21の各段部21a,21a上面には掛止突起21
b,21bがそれぞれ突設され、それら掛止突起21
b,21bに対応する前記圧縮ユニット23の外周面の
所定部位にも掛止突起23a,23aがそれぞれ突設さ
れて、それら掛止突起21b,21b,23a,23a
に前記各取付けスプリング22,22の両端がそれぞれ
掛止され、前記密閉容器21内に前記圧縮ユニット23
が弾力的に収容支持されるようになっている。
【0018】このように構成された本発明に係る振動低
減形リニア圧縮機の動作について図4を用いて説明す
る。本発明のリニア圧縮機においては、従来とは異なっ
て、圧縮ユニット23の振動を防止するために有効な取
付けスプリング22の剛性が、縦のY方向ではなく、横
のX方向の値Kx に変わる。しかし、通常、コイルスプ
リングの場合、KxはKy の1/3以下であるので、r
(=ω/ωn )が従来よりも大きくなり、X方向の剛性
x が小さくなるほどrの値は一層大きくなる。
【0019】従って、ダンピングの大きさに拘らずrが
大きくなると、振幅比R(=Y/δ st)が小さくなって
圧縮ユニット23の振幅も減少し、結局、密閉容器21
の振幅も減少する。
【0020】そして、取付けスプリング22,22の剛
性及び圧縮ユニット23の振幅は下記の式(4)のよう
になる。 密閉容器21に加えられる力=取付けスプリング22の剛性×圧縮ユニット2 3の振幅…(4) 従って、取付けスプリング22の剛性が小さくなるほ
ど、即ち、rが大きくなるほど、圧縮ユニット12の振
幅は小さくなる。
【0021】結局、圧縮ユニット23を横型方式に設置
する場合、取付けスプリング22の剛性Kx は、縦型に
設置する場合の剛性Ky に比べて1/3程度になるの
で、圧縮機の密閉容器21に加えられる力が1/3程度
に減少する。従って、圧縮機の運転中における密閉容器
1の振幅が減少する。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る振動
低減形リニア圧縮機においては、取付けスプリングの振
動方向と圧縮ユニットの加振方向とを直交させて横型に
構成しているため、リニア圧縮機の運転中に発生する振
動を低減し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るリニア圧縮機の概略縦断面図であ
る。
【図2】本発明に係るリニア圧縮機の側断面図である。
【図3】本発明に係る取付けスプリングの取付け状態を
示した断面図である。
【図4】本発明に係る圧縮ユニットの振動説明図であ
る。
【図5】従来のリニア圧縮機の構成を示した側断面図で
ある。
【図6】従来のリニア圧縮機の設置状態を示した説明図
である。
【図7】従来の圧縮ユニットの振動説明図である。
【図8】従来の圧縮ユニットの振幅と減衰率との関係を
示したグラフである。
【符号の説明】
21…密閉容器 21a…段部 21b…掛止突起 22…取付けスプリング 23…圧縮ユニット 23a…掛止突起

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外周面の両側下部に段部(21a,21
    a)を有し中空円筒状に屈曲形成され横型に配置される
    密閉容器(21)と、該密閉容器(21)内部の前記各
    段部(21a,21a)上に基端が掛止される複数の取
    付けスプリング(22,22)と、それら取付けスプリ
    ング(22,22)の先端に掛止され前記密閉容器(2
    1)内に収納される圧縮ユニット(23)と、を備えて
    おり、それら取付けスプリング(22,22)の振動方
    向と圧縮ユニット(23)の加振方向とが直交するよう
    に構成されていることを特徴とする振動低減形リニア圧
    縮機。
  2. 【請求項2】 前記取付けスプリング(22)が縦方向
    に配置されていて、前記圧縮ユニット(23)の重量を
    支持するための前記取付けスプリング(22)の剛性が
    縦方向であり、且つ前記圧縮ユニット(23)の振動を
    防止するための前記取付けスプリング(22)の剛性が
    横方向である請求項1記載の振動低減形リニア圧縮機。
  3. 【請求項3】 前記密閉容器(21)の前記各段部(2
    1a,21a)上面には掛止突起(21b,21b)が
    それぞれ突設され、それら掛止突起(21b,21b)
    に対応する前記圧縮ユニット(23)の外周面の所定部
    位にも掛止突起(23a,23a)がそれぞれ突設され
    ていて、それら掛止突起(21b,21b,21a,2
    1a)に前記各取付けスプリング(22,22)の両端
    がそれぞれ掛止される請求項1記載の振動低減形リニア
    圧縮機。
JP8292455A 1995-11-02 1996-11-05 振動低減形リニア圧縮機 Pending JPH09166072A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019950039360A KR0186165B1 (ko) 1995-11-02 1995-11-02 진동 저감형 리니어 압축기
KR39360/1995 1995-11-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09166072A true JPH09166072A (ja) 1997-06-24

Family

ID=19432736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8292455A Pending JPH09166072A (ja) 1995-11-02 1996-11-05 振動低減形リニア圧縮機

Country Status (7)

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JP (1) JPH09166072A (ja)
KR (1) KR0186165B1 (ja)
CN (1) CN1078677C (ja)
BR (1) BR9605411A (ja)
DE (1) DE19643951C2 (ja)
IT (1) IT1287115B1 (ja)
MY (1) MY114324A (ja)

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IT1287115B1 (it) 1998-08-04
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BR9605411A (pt) 1998-08-04
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19980908