KR100527176B1 - 리니어 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로, 실린더블록(21)의 이탈을 방지하기 위한 스토퍼(60)에는 밀폐용기(10)의 특정주파수대 진동을 상쇄시키도록 동흡진장치(70)가 마련된다. 이러한 동흡진장치(70)는 스토퍼(60)의 하단에 마련되는 탄성부재(80)와, 탄성부재(80)의 하면에 고정되는 질량부재(90)를 포함하여 구성된다.
탄성부재(80)는 나선형상의 판 형태를 갖는 것으로, 그 중심측에 스토퍼(60)의 개구부(61)와 대응되는 관통부(81)가 형성되며, 양단부에 질량부재(90)를 고정하기 위한 설치부(82)가 대칭되게 마련된다. 질량부재(90)는 판상으로 마련되며, 그 중심측에 스토퍼프레임(50)의 지지부(52)가 삽입될 수 있도록 탄성부재(80)의 관통부(81)와 대응되는 중공부(91)가 형성된다. 그리고 질량부재(90)는 중공부(91)를 기준으로 양측이 대칭되게 마련되어 양단부가 탄성부재(80)의 설치부(82)에 용접 또는 볼트 체결되게 된다.

Description

리니어 압축기{Linear compressor}
본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피스톤의 왕복운동에 의해 밀폐용기에 전달되는 특정주파수대의 진동을 상쇄시킬 수 있는 리니어 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 리니어 압축기는 냉장고나 공기조화기와 같은 냉각장치의 냉매 압축용으로 사용되는 것으로, 통상 피스톤의 진퇴동작을 위한 구동장치로 직선 왕복운동을 하는 리니어모터를 구비한다.
이러한 리니어 압축기는 내부에 압축실이 형성된 실린더블록과, 실린더블록의 압축실내에 진퇴 가능하게 설치된 피스톤과, 냉매의 흡입 및 토출이 이루어지도록 흡입실와 토출실이 각각 형성된 실린더헤드를 구비하며, 실린더블록과 실린더헤드 사이에는 냉매의 유출입을 제어하는 밸브장치가 마련된다.
또, 피스톤을 진퇴시키는 구동장치는 일측이 피스톤과 결합되며 타측에는 실린더블록의 둘레를 감싸는 원통형의 영구자석이 설치된 가동부재와, 가동부재의 내.외부에 각각 고정된 상태로 배치되는 내측고정자와 외측고정자를 포함하는 리니어모터로 마련된다.
이러한 구성의 종래 리니어 압축기는 외측고정자에 교류전원이 인가되면 외측고정자와 내측고정자 사이에 자장이 형성되고, 교류전원의 특성상 그 자장의 극성이 주기적으로 변화하게 되므로 영구자석이 설치된 가동부재의 상하 진퇴가 이루어진다. 이와 동시에, 가동부재에 결합된 피스톤이 압축실 내부를 진퇴하며 냉매를 압축하게 되는데, 이때 피스톤의 왕복 운동에 따라 발생된 특정주파수대의 진동은 밀폐용기에 그대로 전달되어 밀폐용기를 가진 시키게 된다. 그리고 이러한 밀폐용기의 진동은 압축기 소음의 주 원인이 되게 된다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 밀폐용기의 특정주파수대 진동을 상쇄시킬 수 있도록 동흡진장치를 갖춘 리니어 압축기를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 리니어 압축기는; 밀폐공간을 형성하는 밀폐용기와, 상기 밀폐용기 내부에 마련되며 압축실을 형성하는 실린더블록과, 상기 실린더블록 측에 고정되는 스토퍼프레임과, 상기 스토퍼프레임을 지지하도록 상기 밀폐용기에 마련된 스토퍼와, 상기 밀폐용기의 특정주파수대 진동을 상쇄시키도록 상기 스토퍼에 마련된 동흡진장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 동흡진장치는 상기 스토퍼에 고정되는 탄성부재와, 상기 탄성부재에 고정되는 질량부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스토퍼의 일단은 상기 밀폐용기에 고정되고 타단은 상기 스토퍼프레임이 삽입되도록 개구부가 형성되며, 상기 탄성부재는 상기 개구부 측에 마련되되 상기 스토퍼프레임이 통과하도록 상기 개구부와 대응되는 관통부를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탄성부재는 나선형상의 판 형태로 마련되며 실질적으로 그 중앙에 상기 관통부가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 질량부재는 판형상을 가지며, 상기 개구부와 대응되는 중공부를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 질량부재는 상기 중공부를 기준으로 양측이 대칭되게 마련된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탄성부재는 상기 스토퍼의 일단으로부터 일체로 연장된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탄성부재의 탄성계수 및 상기 질량부재의 질량은 상기 밀폐용기에 전달되는 특정주파수와 상기 동흡진장치의 진동수가 일치하도록 결정되는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 전체 구조를 보인 단면도로써, 이를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 리니어 압축기는 밀폐공간을 형성하는 밀폐용기(10) 내부에 냉매를 흡입하여 압축 및 토출하는 압축장치(20)와, 압축장치(20)를 구동하는 구동장치(30)를 구비한다.
압축장치(20)는 냉매가 압축되도록 압축실(21a)이 마련된 실린더블록(21)과, 압축실(21a) 내에 왕복운동 가능하게 설치되는 피스톤(22)과, 흡입실(23a)과 토출실(23b)이 각각 형성된 실린더헤드(23)를 포함한다. 그리고 실린더블록(21)과 실린더헤드(23) 사이에는 냉매의 유입을 조절하는 밸브장치(24)가 설치된다.
구동장치(30)는 피스톤(22)과 함께 왕복 운동하는 가동부재(31)와, 가동부재(31)의 내측과 외측에 각각 배치되는 내측고정자(32) 및 외측고정자(33)를 포함하는 리니어모터로 마련된다.
가동부재(31)는 원통형으로 마련되며 실린더블록(21)의 상부 외측을 감싸도록 설치되는 원통부(31a)와, 피스톤(22)과 함께 상하로 진퇴하도록 피스톤(22) 상단에 마련된 연결축(22a)과 동일 축선을 이루도록 결합되는 고정부(31b)를 포함하여 구성되며, 원통부(31a)에는 두 고정자(32,33)와 전자기적 상호작용을 통해 가동부재(31)의 진퇴가 이루어지도록 영구자석(31c)이 일체로 결합된다.
내측고정자(32)와 외측고정자(33)는 가동부재(31)의 원통부(31a) 내측과 외측에 각각 배치되는 것으로, 내측고정자(32)는 원통형상으로 마련되어 실린더블록(21)의 외면에 고정됨으로써 가동부재(31)의 상하 진퇴운동을 안내함과 동시에 외측고정자(33)로부터 가동부재(31)의 영구자석(31c)를 통하는 자속의 흐름이 원활하도록 하는 기능을 한다. 그리고 외측고정자(33)는 가동부재(31)의 영구자석(31c)과 전자기석 상호작용을 통해 가동부재(31)를 진퇴시키는 여자코일(33a)이 권선된 것으로, 그 하단이 실린더블록(21)의 하단부 외측으로 연장된 지지부(21b)에 지지되고 상단이 별도의 고정프레임(40)을 통해 지지되게 된다.
또한, 외측고정자(33)를 고정하는 고정프레임(40)의 상부에는 탄성을 통해 피스톤(22)의 운동력을 배가시키는 겹 층의 판스프링(41)과, 실린더블록(21)이 이탈되는 것을 방지하기 위한 스토퍼프레임(50)이 순차적으로 결합되며, 스토퍼프레임(50)은 밀폐용기(10)의 상측 내면에 고정되는 스토퍼(60)에 의해 지지되게 된다.
스토퍼프레임(50)은 고정프레임(40)으로부터 활 형상으로 연장된 복수개의 연장부(51)와, 각 연장부(51)의 연장된 끝단으로부터 스토퍼(60)측으로 절곡 연장된 지지부(52)를 포함하여 구성된다.
스토퍼(60)는 원통형상을 갖는 것으로, 그 상단이 밀폐용기(10)의 내면에 고정되며, 하단은 스토퍼프레임(50)의 지지부(52)가 삽입되도록 개구부(61)를 이루게 된다. 이러한 스토퍼(60)에는 밀폐용기(10)의 특정주파수대 진동을 상쇄시키도록 동흡진장치(70)가 마련되는데, 이하 도 2을 참조하여 본 발명에 마련된 동흡진장치(70)를 상세히 설명한다.
도 2을 참조하면, 동흡진장치(70)는 스토퍼(60)의 하단에 마련되는 탄성부재(80)와, 탄성부재(80)의 하면에 고정되는 질량부재(90)를 포함하여 구성된다.
탄성부재(80)는 나선형상의 판 형태를 갖는 것으로, 스토퍼프레임(50)의 지지부(52)가 통과하도록 그 중심측에 스토퍼(60)의 개구부(61)에 대응되는 관통부(81)가 형성되며, 양단부에 질량부재(90)를 고정하기 위한 설치부(82)가 대칭되게 마련된다.
질량부재(90)는 판상으로 마련되며, 그 중심측에 스토퍼(60)의 개구부(61)와 대응되는 중공부(91)가 형성된다. 그리고 질량부재(90)는 중공부(91)를 기준으로 양측이 대칭되게 마련되어 양단부가 탄성부재(80)의 설치부(82)에 용접 또는 볼트 체결되게 된다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 탄성부재(80)는 스토퍼(60)의 개구부(61) 외측으로 일체로 연장 형성될 수 있으며, 이러한 탄성부재(80)의 하면에는 질량부재(90)가 용접 또는 볼트 체결되게 된다.
다음에는 이와 같이 마련된 리니어 압축기의 동작 및 작용을 설명한다.
외측고정자(33)의 코일(33a)에 교류전원이 인가되면 외측고정자(33)와 내측고정자(32) 사이에는 자장이 형성되고, 교류전원의 특성상 그 자장의 극성이 주기적으로 변화하게 되므로 영구자석(31c)이 설치된 가동부재(31) 및 이에 결합된 피스톤(22)이 입력전원과 동일한 주파수로 압축실(21a) 내부를 진퇴하며 냉매를 압축하게 된다. 이때, 피스톤(22)의 왕복운동에 따른 특정주파수대 진동이 밀폐용기(10)에 전달되게 되는데, 이러한 특정주파수대 진동은 스토퍼(60)에 마련된 동흡진장치(70)에 의해 상쇄되게 된다.
즉, 밀폐용기(10)를 가진 시키는 특정주파수와 동흡진장치(70)의 고유진동수가 일치하도록 탄성부재(80)의 탄성계수 및 질량부재(90)의 질량을 설정하게 되면, 동흡진장치(70)의 질량부재(80)가 피스톤(22)과 반대위상의 상대운동을 하면서 밀폐용기(10)의 특정주파수대 진동을 상쇄시키게 되는 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와, 본 발명의 리니어 압축기는 실린더블록의 이탈을 방지하기 위한 스토퍼에 동흡진장치가 마련되며, 이러한 동흡진장치는 탄성부재와, 질량부재를 포함하여 구성된다.
따라서, 피스톤의 왕복운동에 의해 밀폐용기에 전달되는 특정주파수대의 진동이 피스톤과 반대위상의 상대운동을 하는 질량부재에 의해 상쇄되게 되어 정숙한 압축기의 운전을 이룰 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 리니어 압축기는 스토퍼와 동흡진장치가 일체로 마련됨에 따라 부품수를 줄이며, 압축기 내부의 공간 활용성을 높일 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 전체적인 구조를 보인 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 리니어 압축기에 마련된 동흡진장치를 보인 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 리니어 압축기에 마련된 동흡진장치의 다른 실시예를 보인 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 밀폐용기, 20 : 압축장치,
21 : 실린더블록, 21a : 압축실,
21b : 지지부, 22 : 피스톤,
23 : 실린더블록, 24 : 밸브장치,
30 : 구동장치, 31 : 가동부재,
32 : 내측고정자, 33 : 외측고정자,
40 : 고정프레임, 50 : 스토퍼프레임,
51 : 연장부, 52 : 지지부,
60 : 스토퍼, 61 : 개구부,
70 : 동흡진장치, 80 : 탄성부재,
81 : 관통부, 82 : 설치부,
90 : 질량부재, 91 : 중공부.

Claims (8)

  1. 밀폐공간을 형성하는 밀폐용기와, 상기 밀폐용기 내부에 마련되며 압축실을 형성하는 실린더블록과, 상기 실린더블록 측에 고정되는 스토퍼프레임과, 상기 스토퍼프레임을 지지하도록 상기 밀폐용기에 마련된 스토퍼와, 상기 밀폐용기의 특정주파수대 진동을 상쇄시키도록 상기 스토퍼에 마련된 동흡진장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 동흡진장치는 상기 스토퍼에 고정되는 탄성부재와, 상기 탄성부재에 고정되는 질량부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 스토퍼의 일단은 상기 밀폐용기에 고정되고 타단은 상기 스토퍼프레임이 삽입되도록 개구부가 형성되며,
    상기 탄성부재는 상기 개구부 측에 마련되되 상기 스토퍼프레임이 통과하도록 상기 개구부와 대응되는 관통부를 구비한 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 탄성부재는 나선형상의 판 형태로 마련되며 실질적으로 그 중앙에 상기 관통부가 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 질량부재는 판형상을 가지며, 상기 개구부와 대응되는 중공부를 구비한 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 질량부재는 상기 중공부를 기준으로 양측이 대칭되게 마련된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 탄성부재는 상기 스토퍼의 일단으로부터 일체로 연장된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 탄성부재의 탄성계수 및 상기 질량부재의 질량은 상기 밀폐용기에 전달되는 특정주파수와 상기 동흡진장치의 진동수가 일치하도록 결정되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
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