KR100314058B1

KR100314058B1 - 리니어 압축기의 흡입소음기 구조

Info

Publication number: KR100314058B1
Application number: KR1019990037570A
Authority: KR
Inventors: 허경범
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1999-09-04
Filing date: 1999-09-04
Publication date: 2001-11-26
Also published as: KR20010026312A

Abstract

본 발명은 리니어 압축기의 흡입소음기 구조에 관한 것으로, 본 발명은 냉매가스 흡입관 및 토출관이 구비된 케이싱과, 케이싱의 내부에 장착하여 압축실을 형성하는 실린더와, 실린더에 결합하여 선형으로 구동력을 발생하는 리니어 모터와, 리니어 모터의 가동자에 결합하여 실린더의 내부에서 공진운동을 하고 그 내부에 실린더의 압축실과 연통하는 냉매유로를 구비하는 피스톤과, 피스톤의 전후 양측에 결합하여 피스톤의 공진운동을 유발하는 내측 공진스프링 및 외측 공진스프링과, 실린더의 압축실을 개폐하도록 결합하는 밸브수단을 포함한 리니어 압축기에 있어서, 상기 피스톤의 냉매유로로 길게 삽입되는 제1 소경관 및 그 제1 소경관에 연이어 확관 형성하여 피스톤의 외측에 배치되는 제1 대경관으로 이루어진 제1 공명부와, 상기 제1 공명부의 제1 소경관에 관통 형성하는 제2 소경관 및 그 제2 소경관에 연통하여 제1 소경관 외주면과 피스톤의 냉매유로 내벽면 사이에 형성하는 제2 대경관으로 이루어진 제2 공명부로 이루어짐으로써, 상기 제1 소경관의 길이 또는 단면적을 변경하거나 또는 제1 공명부의 유효체적을 변화시키지 않고서도 소음의 감쇠효과를 향상시킬 수 있게 되므로, 압축기의 성능효율을 향상시키는 것은 물론 소음의 감쇠효과도 상승시킬 수 있다.

Description

리니어 압축기의 흡입소음기 구조{SUCTION MUFFER STRUCTURE FOR LINEAR COMPRESSOR}

본 발명은 리니어 압축기의 소음기에 관한 것으로, 특히 피스톤에 내장되는 소음기를 고효율 및 저소음에 적합하도록 제공하고자 하는 리니어 압축기의 흡입소음기 구조에 관한 것이다.

일반적으로 리니어 압축기는 크랭크축을 대신하여 리니어 모터의 가동자를 이루는 마그네트 조립체에 피스톤을 결합시켜 그 피스톤이 마그네트 조립체와 동일는 것으로, 상기 피스톤의 냉매유로에 냉매가스의 흡입관이 삽입되는지 여부에 따라 직접 흡입방식 또는 간접 흡입방식으로 구분되고 있다.

본 발명은 직접 흡입방식의 리니어 압축기에 관한 것으로, 그 일례가 도 1에 도시되어 있다.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 리니어 압축기는 저면에 오일이 채워지는 케이싱(V)의 내부에 횡방향으로 설치되어 냉매를 흡입하여 압축 및 토출하는 압축 유니트(C)와, 그 압축 유니트(C)의 외부에 고정되어 미끄럼부에 오일을 공급하는 오일피더(O)로 구성되어 있다.

상기 압축 유니트(C)는 환형의 프레임(1)과, 그 프레임(1)의 일측면에 고정 설치되는 커버(2)와, 상기 프레임(1)의 중앙에 횡방향으로 고정되는 실린더(3)와, 그 실린더(3)를 지지하는 프레임(1)의 외주면에 고정되는 내측 고정자 조립체(4A) 및 그 내측 고정자 조립체(4A)의 외주면에 소정 공극을 두고 고정되는 외측 고정자조립체(4B)와, 상기 내 외측 고정자 조립체(4A,4B) 사이의 공극에 개재되어 리니어 모터의 가동자를 이루는 마그네트 조립체(5)와, 그 마그네트 조립체(5)에 일체로 고정되어 실린더(3)의 내부에서 미끄럼운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축시키는 피스톤(6)과, 상기 마그네트 조립체(5)가 내 외측 고정자 조립체(4A,4B) 사이의 공극에서 지속적으로 공진운동을 하도록 유도하는 내 외측 공진스프링(7A,7B)을 포함하여 이루어져 있다.

상기 피스톤(6)의 내부에는 냉매유로(6a)가 형성되고, 그 냉매유로(6a)의 선단면에는 흡입밸브(6b)가 장착되며, 그 냉매유로(6a)의 입구측에는 냉매가스의 흡입시 발생된 소음을 제거하는 흡입소음기(10)가 삽입되어 마그네트 조립체(5)에 장착되어 있다.

상기 흡입소음기(10)는 '목부'를 이루는 소경관(11)이 피스톤(6)의 냉매유로(6a)에 삽입되도록 형성되고, 그 소경관(11)에 연통되어 '공명실'을 이루는 대경관(12)이 피스톤(6)의 입구측인 후단면에 밀착 고정되며, 그 대경관(12)에서 다시 연통되어 '흡입구'를 이루는 소경관(13)이 커버(2)의 냉매가스 흡입구(2a)에 노출되도록 형성되어 있다.

도면중 미설명 부호인 8은 토출밸브 조립체, 9는 냉매가스 흡입관이다.

상기와 같이 구성된 종래 리니어 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 상기 내 외측 고정자 조립체(4A,4B)로 이루어지는 리니어 모터의 고정자에 전류가 인가되어 유도자기가 발생되면, 상기 고정자 사이에 개재되는 가동자인 마그네트 조립체(5)가 직선 왕복운동을 하게 되어 이에 결합된 피스톤(6)이실린더(3)의 내부를 직선으로 왕복운동하게 되고, 그 피스톤(6)이 실린더(3)내를 직선으로 왕복운동함에 따라 실린더(3)내의 압력차가 발생되며, 이 실린더(3)내의 압력차에 의해 냉매가스가 냉매가스 흡입관(9)을 통해 흡입소음기(10) 및 피스톤(6)의 냉매유로(6a)로 유입되었다가 실린더(3)로 흡입 압축되어 토출된다.

이때, 상기 냉매가스가 피스톤(6)의 흡입밸브(6b) 등을 거쳐 흡입되는 과정에서 소음이 발생하게 되는데, 이 소음은 흡입소음기(10)의 소경부(11) 및 대경부(12)를 거치면서 음향학적 특성에 의해 감쇠되는 것이었다.

그러나, 알려진 바와 같이 흡입소음기의 소음효율이 증가하기 위하여는 '목부'의 길이(L1)가 길거나 또는 단면적(A1)이 좁거나 또는 '공명실'의 유효체적(V1)이 넓어야 하는데, 상기와 같은 종래 리니어 압축기의 흡입소음기에 있어서는, 그 소음기(10)의 목부인 소경관(11)이 피스톤(6)의 냉매유로(6a)에 삽입되므로 길이(L1)가 제한되고 또한 상기 소경관(11)의 단면적(A1)이 좁으면 냉매가스의 흡입손실이 발생하여 압축기 효율이 저하되므로 그 단면적 역시 제한되며, 상기 소음기(10)가 커버(2) 및 외측 공진스프링(7B) 등으로 한정된 공간내에서 피스톤(6)과 함께 왕복운동을 하게 되므로 공명실인 대경부(12)의 체적(V1) 또한 제한되어 압축기 효율과 소음 감쇠효과가 동반 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 흡입소음기는 공명공간(V1)이 하나여서 특정 주파수의 소음만을 감쇠시키게 되어 실질적인 소음의 감쇠효과는 낮아지게 되는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 리니어 압축기의 흡입소음기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 소음기의 목부나 공명실을 압축기 효율에 적정하도록 유지하면서도 소음 감쇠효과가 현저하게 향상될 수 있도록 적어도 하나 이상의 공명공간을 갖는 리니어 압축기의 흡입소음기 구조를 제공하려는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 리니어 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2는 종래 리니어 압축기의 흡입소음기에서 음향의 진행과정을 보인 종단면도.

도 3은 본 발명의 흡입소음기가 장착된 리니어 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 4는 본 발명 리니어 압축기의 흡입소음기에서 음향의 진행과정을 보인 종단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

6 : 피스톤 6a : 냉매유로

100 : 흡입소음기 110 : 제1 소경관

110a : 격막돌기 120 : 제1 대경관130 : 제2 소경관 140 : 제2 대경관

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 냉매가스 흡입관 및 토출관이 구비된 케이싱과, 케이싱의 내부에 장착하여 압축실을 형성하는 실린더와, 실린더에 결합하여 선형으로 구동력을 발생하는 리니어 모터와, 리니어 모터의 가동자에 결합하여 실린더의 내부에서 공진운동을 하고 그 내부에 실린더의 압축실과 연통하는 냉매유로를 구비하는 피스톤과, 피스톤의 전후 양측에 결합하여 피스톤의 공진운동을 유발하는 내측 공진스프링 및 외측 공진스프링과, 실린더의 압축실을 개폐하도록 결합하는 밸브수단을 포함한 리니어 압축기에 있어서, 상기 피스톤의 냉매유로로 길게 삽입되는 제1 소경관 및 그 제1 소경관에 연이어 확관 형성하여 피스톤의 외측에 배치되는 제1 대경관으로 이루어진 제1 공명부와, 상기 제1 공명부의 제1 소경관에 관통 형성하는 제2 소경관 및 그 제2 소경관에 연통하여 제1 소경관 외주면과 피스톤의 냉매유로 내벽면 사이에 형성하는 제2 대경관으로 이루어진 제2 공명부로 이루어진 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입소음기 구조가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 리니어 압축기의 흡입소음기 구조를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 흡입소음기가 장착된 리니어 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 4는 본 발명 리니어 압축기의 흡입소음기에서 음향의 진행과정을 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 흡입소음기가 구비된 리니어 압축기는 프레임(1)과, 그 프레임(1)의 후측면에 고정 설치되는 커버(2)와, 상기 프레임(1)의 중앙에 삽입되어 고정되는 실린더(3)와, 그 실린더(3)의 외주면에 고정되는 내측 고정자 조립체(4A)와, 그 내측 고정자 조립체(4A)의 외주면에 소정 공극을 두고 고정되는 외측 고정자 조립체(4B)와, 상기 내측 고정자 조립체(4A)와 외측 고정자 조립체(4B) 사이의 공극에 개재되는 마그네트 조립체(5)와, 그 마그네트 조립체(5)에 일체로 고정되어 함께 직선 왕복운동을 하는 피스톤(6)과, 상기 내측 고정자 조립체(4A)의 후측면과 마그네트 조립체(5)의 내측면 사이에 개재되는 내측 공진스프링(7A)과, 상기 마그네트 조립체(5)의 외측면과 커버(2)의 내측면 사이에 개재되는 외측 공진스프링(7B)과, 상기 피스톤(6)의 냉매유로(6a)에 장착되어 냉매가스의 흡입시 발생되는 소음을 감쇠시키는 흡입소음기(100)를 포함하여 구성된다.

상기 흡입소음기(100)는 피스톤(6)에 장착하는 제1 공명부와, 상기 제1 공명부의 외주면과 피스톤(6)의 냉매유로(6a)가 함께 형성하는 제2 공명부로 이루어진다.상기 제1 공명부는 피스톤(6)의 냉매유로(6a)에 삽입하는 제1 소경관(110)과, 상기 제1 소경관(110)에서 확관 연장하여 피스톤(6)의 후방단에 고정 결합하는 제1 대경관(120)으로 이루어진다.상기 제1 소경관(110)은 피스톤(6)의 냉매유로(6a) 내벽면과 일정 간격을 갖도록 형성하고, 상기 제1 대경관(120)은 그 일측면이 피스톤(6)의 냉매유로(6a) 후방단에 밀착 고정하여 이루어진다.상기 제2 공명부는 제1 공명부의 제1 소경관(110) 중간에 관통하여 형성하는 제2 소경관(130)과, 상기 제2 소경관(130)과 연통하여 제1 소경관(110)의 외주면과 냉매유로(6a)의 내벽면 사이에 형성하는 제2 대경관(140)으로 이루어진다.상기 제2 소경관(130)은 제1 소경관(110)의 직경 보다 작게 형성하고, 상기 제2 대경관(140)은 제1 소경관(110)의 외주면에서 돌출하여 피스톤(6)의 냉매유로(6a) 내벽면에 밀착하는 격막돌기(110a)와 제1 대경관(120)의 측면 사이에 형성한다.상기 격막돌기(110a)는 제1 소경관(110)의 중간부위에 형성하여 그 전방측인 제1 소경관(110) 끝단쪽에 또다른 공명공간(V2)을 형성하는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 6b는 흡입밸브, 8은 토출밸브 조립체, 9는 냉매가스 흡입관, C는 압축 유니트, O는 오일피더, V는 케이싱이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 리니어 압축기의 일반적인 동작은 종래와 대동소이하다.

즉, 상기 내 외측 고정자 조립체(4A,4B)로 이루어지는 리니어 모터의 고정자에 전류가 인가되어 유도자기가 발생되면, 상기 고정자 사이에 개재되는 가동자인 마그네트 조립체(5)가 유도자기에 의해 직선 왕복운동을 하게 되어 피스톤(6)이 실린더(3)내를 왕복운동하게 되고, 그 피스톤(6)이 실린더(3)내를 왕복운동함에 따라 냉매가스가 냉매가스 흡입관(9) 및 흡입소음기(100) 그리고 피스톤(6)의 냉매유로(6a)를 거쳐 실린더(3)로 흡입되어 압축 토출된다.

이때, 상기 냉매가스의 흡입시 소음이 발생하게 되고, 이 소음은 피스톤(6)의 냉매유로(6a)와 소음기 본체의 외주면 사이에 형성되는 공명공간(V2)에서 먼저 구형 진동수(shell mode frequency) 성분이 감쇠되며, 이후 소음은 다시 제1 소경관(110)을 지나다가 제2 소경관(130)을 통해 제2 공명부(Helmholtz resonator)(140)로 유입되어 2차로 감쇠되었다가 다시 제2 소경관(130)으로 빠져나와 제1 소경관(110)을 지나 제1 공명부인 제1 대경관(120)에서 다시 한번 더 감쇠되는 것이다.

이렇게, 상기 소음기 본체의 제1 공명부에 연통되는 제1 소경관에 별도의 제2 공명부를 연통 형성시키게 되면, 상기 제1 소경관의 길이 또는 단면적을 변경하거나 또는 제1 공명부의 유효체적을 변화시키지 않고서도 소음의 감쇠효과를 향상시킬 수 있게 되므로, 압축기의 성능효율 및 소음의 감쇠효과를 동반 상승시킬 수 있다.

본 발명에 의한 리니어 압축기의 흡입소음기 구조는, 소음기 본체의 제1 공명부에 연통되는 제1 소경관에 소음의 일부가 피스톤의 냉매유로에 구비되는 제2 대경관으로 빠져나가도록 하는 제2 소경관을 형성함으로써, 상기 제1 소경관의 길이 또는 단면적을 변경하거나 또는 제1 공명부의 유효체적을 변화시키지 않고서도 소음의 감쇠효과를 향상시킬 수 있게 되므로, 압축기의 성능효율을 향상시키는 것은 물론 소음의 감쇠효과도 상승시킬 수 있다.

Claims

냉매가스 흡입관 및 토출관이 구비된 케이싱과, 케이싱의 내부에 장착하여 압축실을 형성하는 실린더와, 실린더에 결합하여 선형으로 구동력을 발생하는 리니어 모터와, 리니어 모터의 가동자에 결합하여 실린더의 내부에서 공진운동을 하고 그 내부에 실린더의 압축실과 연통하는 냉매유로를 구비하는 피스톤과, 피스톤의 전후 양측에 결합하여 피스톤의 공진운동을 유발하는 내측 공진스프링 및 외측 공진스프링과, 실린더의 압축실을 개폐하도록 결합하는 밸브수단을 포함한 리니어 압축기에 있어서,

상기 피스톤의 냉매유로로 길게 삽입되는 제1 소경관 및 그 제1 소경관에 연이어 확관 형성하여 피스톤의 외측에 배치되는 제1 대경관으로 이루어진 제1 공명부와,

상기 제1 공명부의 제1 소경관에 관통 형성하는 제2 소경관 및 그 제2 소경관에 연통하여 제1 소경관 외주면과 피스톤의 냉매유로 내벽면 사이에 형성하는 제2 대경관으로 이루어진 제2 공명부로 이루어진 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입소음기 구조.
제1항에 있어서,

상기 제2 대경관은 제1 공명부의 제1 대경관 외측면 및 피스톤의 냉매유로 내벽면 및 제1 소경관 외주면 그리고 제1 소경관 외주면에서 돌출하여 피스톤의 냉매유로 내벽면에 밀착하는 격막돌기에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입소음기 구조.
제2항에 있어서,

상기 격막돌기는 제1 소경관의 외주면 중간부위에 형성하여 제1 공명부 내측단과의 사이에 또다른 공명공간을 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입소음기 구조.
제1항에 있어서,

상기 제1 소경관과 제2 소경관의 직경은 서로 다르게 형성하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입소음기 구조.