KR100521096B1 - 리니어 압축기 - Google Patents

Abstract

구동장치와 압축장치가 운반 중에 흔들려서 하우징에 충돌하는 것을 방지하고, 압축장치가 작동할 때 압축장치로부터 하우징으로 전달되는 진동을 흡수하여 저감시킬 수 있도록 한 진동 저감장치가 설치된 리니어 압축기를 제공한다. 진동 저감장치는 하우징에 결합되는 탄성부재와, 탄성부재에 결합되어 하우징에서 발생되는 진동을 탄성부재를 통해 저감시키는 방진부재를 구비한다. 탄성부재는 외측 링부와 내측 링부, 그리고 외측 링부와 내측 링부를 연결하는 복수의 연결편으로 구성되며, 외측 링부에 일정간격으로 형성된 복수의 체결홀을 통해 하우징에 마련된 보스에 결합된다. 방진부재는 구동장치와 압축장치로부터 하우징으로 전달되는 진동을 효과적으로 저감시킬 수 있도록 무게가 많이 나가는 금속재질로 만들어져서 탄성부재의 내측 링부에 체결된다.

Description

리니어 압축기{Linear Compressor}

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로, 더 상세하게는 하우징의 내부에 현가되어 설치된 압축장치가 운반 중에 하우징에 충돌하는 것을 방지함과 동시에, 압축장치의 작동 중에 하우징으로 전달되는 진동을 흡수하여 저감시킬 수 있도록 한 진동 저감장치가 설치된 리니어 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 냉장고나 공기조화기 등에서 냉매를 압축하기 위해 사용되는 장치로서 이러한 압축기에는 피스톤이 직선 왕복 운동하여 냉매를 압축하는 왕복동형 압축기와, 단일 또는 복수의 베인이 회전하여 냉매를 압축하는 회전형 압축기가 있다.

리니어 압축기는 왕복동형 압축기의 일종으로서 리니어 모터를 이용하여 피스톤을 실린더 내부에서 왕복 운동시켜서 냉매를 압축시키도록 한 것인데, 이러한 리니어 압축기는 에너지 손실이 적어서 다른 압축기들에 비해 상대적으로 효율이 높게 된다.

이 리니어 압축기는 하우징의 내부에 외부 전원을 인가받아서 동력을 발생시키는 구동장치와, 이 구동장치와 결합되어 구동장치의 동력에 의해 냉매가스를 압축시키는 압축장치가 하우징의 내부에 밀폐되어 설치되는 구조를 가진다. 상기 구동장치와 압축장치는 하우징의 내부에서 복수의 현가 스프링에 의해 현가되어 설치된다.

그러나 종래의 리니어 압축기는 하우징의 내부에서 압축장치가 직선 왕복 운동함에 따라 축방향으로 진동이 발생되게 되고, 이 진동은 다시 하우징에 전달되어 하우징에서 진동과 소음을 발생시키게 된다. 따라서 이러한 종래의 리니어 압축기가 냉장고나 공기조화기와 같은 전자제품에 설치되게 되면 하우징에서 발생하는 진동이 제품에 전달되게 되어 소음을 유발시키게 되고, 부품들의 수명을 단축시키게 됨으로써 제품의 신뢰성을 떨어뜨리는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 하우징의 내부에 현가되어 설치된 구동장치와 압축장치가 운반 중에 흔들려서 하우징에 충돌하는 것을 방지하고, 압축장치가 작동할 때 압축장치로부터 하우징으로 전달되는 진동을 흡수하여 저감시킬 수 있도록 한 진동 저감장치가 설치된 리니어 압축기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 리니어 압축기는,

동력을 발생시키는 구동장치와, 상기 구동장치의 동력에 의해 왕복 운동하여 기체를 압축시키는 압축장치와, 상기 구동장치와 압축장치를 수용하는 하우징과, 상기 하우징의 제 1 측단에 설치되어 상기 구동장치와 압축장치의 작동에 의해 발생되는 진동을 저감시키는 진동 저감장치를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 구동장치와 압축장치는 상기 제 1 측단에 대향하는 상기 하우징의 제 2 측단에 설치된 복수의 현가 스프링에 의해 상기 하우징의 내부에서 현가되어 설치된다.

상기 진동 저감장치는 상기 하우징에 결합되는 탄성부재와, 상기 탄성부재에 결합되어 상기 하우징에서 발생되는 진동을 상기 탄성부재를 통해 저감시키는 방진부재를 구비하여 이루어진다.

상기 탄성부재는 외측 링부와 내측 링부, 그리고 상기 외측 링부와 내측 링부를 연결하는 복수의 연결편으로 구성되며, 상기 외측 링부에 일정간격으로 형성된 복수의 체결홀을 통해 상기 하우징에 마련된 보스에 결합된다.

상기 방진부재는 상기 구동장치와 압축장치로부터 상기 하우징으로 전달되는 진동을 효과적으로 저감시킬 수 있도록 무게가 많이 나가는 금속재질로 만들어져서 상기 탄성부재의 내측 링부에 체결된다.

상기 방진부재는 중심부에 오목홈이 형성되어 있으며, 상기 오목홈에는 상기 구동장치의 일단에 형성된 스토퍼 링이 배치되어 운반과정에서 상기 구동장치가 상기 하우징에 직접적으로 충돌하지 않도록 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 내부구조를 보인 종단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 리니어 압축기는 하우징(1)과, 이 하우징(1)의 내부에 설치되는 구동장치(10)와 압축장치(20)를 구비한다. 구동장치(10)는 외부 전원을 인가받아서 동력을 발생시키는 기능을 하며, 압축장치(20)는 상기 구동장치(10)의 동력을 이용하여 냉매가스를 압축하는 기능을 한다.

압축장치(20)는 그 중심에 중공부(22)가 형성되어 있는 실린더(21)와, 냉매가스의 흡입과 토출을 안내하기 위해 실린더(21)의 일단에 결합된 실린더 헤드(23)와, 구동장치(10)의 동력을 전달받아서 실린더(21)의 중공부(22)에서 왕복 운동하는 피스톤(24)을 구비한다.

일종의 리니어 모터인 구동장치(10)는 피스톤(24)과 일체로 형성되어 실린더(21)의 외주연에 배치된 가동(可動)부재(11)와, 이 가동부재(11)와 일정간격 이격되어 배치되며 교류전원의 인가에 의해 자속을 발생시키도록 코일(13)이 권선되어 있는 코어(12)와, 가동부재(11)에 배치되어 코일(13)에 의해 발생된 자속과 상호 작용하여 왕복 운동함으로써 피스톤(24)을 왕복 운동시키는 마그네트(14)를 구비한다. 코어(12)는 다수의 전기강판을 적층하여 만들어지며, 실린더(21)와 고정 프레임(25)에 의해 지지된다.

고정 프레임(25)의 상단에는 공진 스프링(26)이 횡방향으로 설치되어 피스톤(24)과 공진하여 왕복 운동하게 된다. 상기 공진 스프링(26)의 중심부에는 구동장치(10)의 코어(12)와 마그네트(14)의 상호 작용에 의해 피스톤(24)과 함께 왕복 운동하는 가동부재(11)의 일단이 결합되어 공진 스프링(26)의 공진작용과 함께 피스톤(24)의 왕복 운동이 원활하게 이루어지도록 한다.

고정 프레임(25)의 상단에는 상기 공진 스프링(26)의 상방에서 대략 아치형상을 이루어 배치된 스토퍼 프레임(27)이 설치된다. 이 스토퍼 프레임(27)의 중심부에는 대략 링 형상의 스토퍼 링(28)이 스토퍼 프레임(27)과 일체로 형성되어 있다. 또한, 스토퍼 프레임(27)의 일측에는 진폭 센서(29)가 설치되어 직선 왕복운동하는 가동부재(11)의 진폭을 감지하여 코일(13)에 인가되는 전압을 적절하게 조절하게 된다.

한편, 실린더 헤드(23)에는 하우징(1)의 외부로부터 냉매가스를 받아서 실린더(21)의 중공부(22)로 보내기 위한 흡입밸브(5)와 흡입실(6), 그리고 중공부(22)에서 압축된 냉매가스를 받아서 하우징(1)의 외부로 배출시키기 위한 토출밸브(7)와 토출실(8)이 마련되어 있다.

상기와 같이 구성된 구동장치(10)와 압축장치(20)는 하우징(1)의 하단에 배치된 복수의 현가 스프링(2)에 의해 현가되어 지지되어 하우징(1)의 내부에서 피스톤(24)이 직선 왕복운동하여 냉매가스를 압축하게 되는 것이다.

또한, 본 발명의 특징을 이루는 진동 저감장치(30)가 하우징(1)의 내부에서 상기 현가 스프링(2)이 배치된 하우징(1)의 하측단과 대향하는 하우징(1)의 상측단에 배치된다. 상기 진동 저감장치(30)는 하우징(1)의 내측에 결합되는 탄성부재(40)와, 상기 탄성부재(40)에 결합되는 방진부재(50)를 구비하여 이루어진다. 상기 탄성부재(40)는 하우징(1)의 상측단에 배치되며 그 내부에 종방향으로 나사홀이 형성되어 있는 복수의 보스(9)에 체결되어 고정된다.

상기 스토퍼 프레임(27)의 스토퍼 링(28)은 방진부재(50)의 중심부에 형성된 오목홈(51)에 위치하여 리이어 압축기의 운반 중에 스토퍼 링(28)이 하우징(1)의 상측단에 직접 부딪혀서 하우징(1)이 파손되는 것을 방지하게 된다.

도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 진동저감장치의 구조를 보인 사시도이다. 이에 도시된 바와 같이, 진동 저감장치(30)의 탄성부재(40)는 서로 다른 직경을 가진 외측 링부(41)와 내측 링부(42)가 복수의 연결편(43)에 의해 연결되어 이루어져서 일종의 판 스프링을 형성하게 된다.

외측 링부(41)에는 일정간격으로 체결홀(44)이 형성되어서 탄성부재(41)가 하우징(1)의 상측단의 내측에 마련된 보스(9)(도 1 참조)에 복수의 나사(60)에 의해 고정되도록 한다. 또한, 내측 링부(42)에도 일정간격으로 체결홀(45)이 형성되어서 진동 저감장치(30)의 방진부재(50)가 탄성부재(40)에 복수의 나사(60)에 의해 고정되도록 한다.

상기 방진부재(50)는 무게가 많이 나가는 금속재질로 만들어져서 하우징(1)의 내부에서 현가 스프링(2)들에 의해 현가되어 설치된 구동장치(10)와 압축장치(20)가 작동할 때 상기 하우징(1)으로 전달되는 진동을 흡수하여 효과적으로 저감시킬 수 있도록 한다.

또한, 전술한 바와 같이 상기 방진부재(50)의 중심부에는 오목홈(51)이 형성되어 있어서, 스토퍼 프레임(27)의 스토퍼 링(28)이 상기 오목홈(51)에 인접하여 배치되어 운반과정에서 상기 구동장치(10)와 압축장치(20)가 흔들려서 하우징(1)에 직접적으로 충돌하는 것을 방지하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 리니어 압축기는 코일(13)에 전류가 인가되면 코일(13)과 마그네트(14)의 상호 자기작용에 의해 피스톤(24)이 공진스프링(26)과 함께 실린더(21)의 중공부(22)에서 왕복운동하게 되며, 이에 따라 흡입실(6)에서 중공부(22)로 유입된 냉매가스를 압축하여 토출실(8)을 통해 외부로 배출시키게 된다.

이렇게 피스톤(24)이 직선 왕복운동할 때 구동장치(10)와 압축장치(20)가 전체적으로 상하 운동하여 진동이 발생하게 되며, 이러한 진동이 하우징(1)에 전달되게 된다. 그러나, 이렇게 하우징(1)에 전달되는 진동은 본 발명에 따른 진동 저감장치(30)의 탄성부재(40)를 통해 방진부재(50)에 흡수되어 하우징(1)으로 전달된 진동은 효과적으로 저감될 수 있는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 리니어 압축기는 하우징의 내부에 설치된 진동 저감장치에 의해 운반 중에 하우징의 내부에 현가되어 설치된 구동장치와 압축장치가 하우징에 충돌하는 것을 방지할 수 있음과 동시에, 구동장치와 압축장치의 작동 중에 하우징으로 전달되는 진동을 저감시킬 수 있게 됨으로써 부품들의 수명을 연장시킬 수 있으며, 이 리니어 압축기가 설치된 냉장고 또는 공기조화기에서 진동 소음이 발생하는 것을 저감시켜서 제품의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 내부구조를 보인 종단면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 진동저감장치의 구조를 보인 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

1: 하우징 10: 구동장치

20: 압축장치 21: 실린더

24: 피스톤 26: 공진 스프링

28: 스토퍼 링 30: 진동 저감장치

40: 탄성부재 41: 외측 링부

42: 내측 링부 43: 연결편

50: 방진부재 51: 오목홈

Claims (6)

1. 동력을 발생시키는 구동장치와, 상기 구동장치의 동력에 의해 왕복 운동하여 기체를 압축시키는 압축장치와, 상기 구동장치와 압축장치를 수용하는 하우징을 포함하는 리니어 압축기에 있어서,

   상기 구동장치와 압축장치의 작동에 의해 발생되는 진동을 저감시키기 위하여 상기 하우징의 제1측단에 결합되는 탄성부재와, 상기 탄성부재에 결합되어 상기 하우징에서 발생되는 진동을 상기 탄성부재를 통해 저감시키는 방진부재로 구성되는 진동저감장치를 구비한 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 구동장치와 압축장치는 상기 제 1 측단에 대향하는 상기 하우징의 제 2 측단에 설치된 복수의 현가 스프링에 의해 상기 하우징의 내부에서 현가되어 설치되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성부재는 외측 링부와 내측 링부, 그리고 상기 외측 링부와 내측 링부를 연결하는 복수의 연결편으로 구성되며, 상기 외측 링부에 일정간격으로 형성된 복수의 체결홀을 통해 상기 하우징에 마련된 보스에 결합되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 방진부재는 상기 구동장치와 압축장치로부터 상기 하우징으로 전달되는 진동을 효과적으로 저감시킬 수 있도록 무게가 많이 나가는 금속재질로 만들어져서 상기 탄성부재의 내측 링부에 체결되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 방진부재는 중심부에 오목홈이 형성되어 있으며, 상기 오목홈에는 상기 구동장치의 일단에 형성된 스토퍼 링이 배치되어 운반과정에서 상기 구동장치가 상기 하우징에 직접적으로 충돌하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.