KR100660689B1 - 리니어 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부 수용공간을 제공하는 쉘과, 상기 쉘 내부에 탄성부재에 의해 탄성지지되는 본체프레임과, 상기 본체프레임에 설치된 실린더와, 상기 실린더 내부에서 직선왕복운동하도록 탄성부재에 의해 탄성지지되는 피스톤과, 상기 실린더 일단에 설치되고 상기 피스톤에 의해 압축된 냉매가 토출되는 공간을 제공하는 토출커버를 포함하는 리니어 압축기에 있어서, 상기 본체프레임은 비자성 재질로 이루어지며, 상기 쉘은 상기 토출커버가 자력에 의해 상기 쉘에 접촉하기에 앞서 상기 비자성 재질의 본체프레임이 접촉하도록 하는 스토퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기에 관한 것이다.

리니어 압축기, 토출커버 충돌방지, 쉘형상

Description

리니어 압축기 {LINEAR COMPRESSOR}

도 1은 종래의 기술에 의한 리니어 압축기의 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 도번의 설명>

100-쉘 101-상부쉘

102-하부쉘 100c-탄성부재

110-본체프레임 110a-탄성부재

110b-탄성부재 120-실린더

130-피스톤 140-토출커버

200-스토퍼

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리니어 압축기의 작동에 따라 내부에 설치된 냉매의 토출커버이 리니어 압축기의 쉘에 붙는 현상을 방지하기 위한 것이다.

일반적으로 압축기(Compressor)는 전기모터나 터빈 등의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 공기나 냉매 또는 그 밖의 다양한 작동가스를 압축시켜 압력을 높여주는 기계장치로써, 냉장고와 에어컨 등과 같은 가전기기 또는 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.

이러한 압축기를 크게 분류하면, 피스톤(Piston)과 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡,토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시키는 왕복동식 압축기(Reciprocating compressor)와, 편심 회전되는 롤러(Roller)와 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡,토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 롤러가 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축시키는 회전식 압축기(Rotary compressor)와, 선회 스크롤(Orbiting scroll)과 고정 스크롤(Fixed scroll) 사이에 작동가스가 흡,토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 선회 스크롤이 고정 스크롤을 따라 회전되면서 냉매를 압축시키는 스크롤식 압축기(Scroll compressor)로 나뉘어진다.

최근에는 왕복동식 압축기 중에서 특히 피스톤이 왕복 직선 운동하는 구동모터에 직접 연결되도록 하여 운동전환에 의한 기계적인 손실이 없어 압축효율을 향상시킬 뿐 아니라 구조가 간단한 리니어 압축기가 많이 개발되고 있다.

도 1은 종래의 기술에 의한 리니어 압축기의 단면도이다. 종래 기술에 따른 리니어 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 스프링(8a,8b)에 의해 탄성지지된 피스톤(6)이 리니어 모터(10)에 의해 구동되어 실린더(4) 내부에 왕복 직선 운동하고, 이에 따라 상기 실린더(4)와 피스톤(6) 사이에 형성된 압축공간(P)으로 유입구(2a)를 통해 흡입된 냉매를 압축시킨 다음, 상기 실린더(4) 일단에 형성된 토출공간(D)으로 토출시키되, 상기 실린더(4) 일단을 막아주도록 토출밸브(24b)가 설치되는 동시에 상기 실린더(4) 일단에 상기 토출공간(D)을 형성하도록 토출커버(24a)가 설치되며, 상기 토출밸브(24b) 및 토출커버(24a) 사이에 나선형의 토출밸브 스프링(24c)이 설치되어 상기 압축공간(P)의 내부 압력에 따라 상기 토출밸브(24b)가 개폐되도록 조절된다. 이때, 토출된 냉매는 유출구(28)을 통해 토출된다. 물론, 상기 피스톤(6) 끝단에는 상기 압축공간(P)으로 냉매가 흡입될 수 있도록 홀(6h)이 형성되는 동시에 상기 홀(6h)을 개폐시킬 수 있도록 박형의 흡입밸브(22)가 설치된다. 또한, 상기 실린더(4)에서 상기 피스톤(6)의 원활한 운동을 위해 오일을 공급하는 오일공급장치(29)가 상기 실린더(4)가 설치된 본체프레임(18)의 하부에 설치된다.

그러나, 상술한 바와 같이 종래의 기술에 의한 리니어 압축기는 철(S45C/S20C)과 같은 재질로 이루어지는 상기 토출커버(24a)가 상기 리니어 모터(10)에 의해 자화되고, 이렇게 자화된 토출커버(24a)가 자력에 의해 상기 쉘(2)에 붙어 정상적으로 작동되지 않는 문제점이 있었다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 리니어 압축기의 쉘에 토출커버가 붙지 않는 형상의 쉘을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 형상의 쉘의 제공을 통하여 리니어 압축기의 오작동 및 오작동에 따른 소음을 방지하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 상기 형상의 쉘을 제공하여 불필요한 부품의 추가에 따른 비용을 절감하고, 조립공정의 단순화에 따른 생산성 향상을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 상기 형상의 쉘의 제공을 통하여 리니어 압축기의 내구성을 향상시켜 품질을 개선하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명은 내부 수용공간을 제공하는 쉘과, 상기 쉘 내부에 탄성부재에 의해 탄성지지되는 본체프레임과, 상기 본체프레임에 설치된 실린더와, 상기 실린더 내부에서 직선왕복운동하도록 탄성부재에 의해 탄성지지되는 피스톤과, 상기 실린더 일단에 설치되고 상기 피스톤에 의해 압축된 냉매가 토출되는 공간을 제공하는 토출커버를 포함하는 리니어 압축기에 있어서, 상기 본체프레임은 비자성 재질로 이루어지며, 상기 쉘은 상기 토출커버가 자력에 의해 상기 쉘에 접촉하기에 앞서 상기 비자성 재질의 본체프레임이 접촉하도록 하는 스토퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 쉘이 상부쉘과 하부쉘로 이루어진 것을 특징으로 하는 리니어 압축기를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 스토퍼가 적어도 상기 상부쉘에 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 스토퍼가 상기 상부쉘이 내측으로 함입됨으로써 형성되 어 지는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기를 제공한다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 변경 또는 치환할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 해당하는 것은 물론, 후술하는 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 않으며, 오직 특허청구범위에 의해서만 제한된다.

도 2는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 단면도이다. 본 발명에 따른 리니어 압축기는 도 2에 도시된 바와 같이, 쉘(100)과, 비자성 재질의 본체프레임(110)과, 실린더(120)와, 피스톤(130)과, 토출커버(140)를 포함한다.

상기 쉘(100)은 리니어 압축기를 외부를 형성하고 내부에 수용공간을 제공한다. 또한, 외부에서 유입되는 냉매가 압축되어 토출되도록 유입구(100a)와 유출구(100b)를 구비한다. 또한, 상기 쉘(100)은 상부쉘(101)과 하부쉘(102)로 이루어진다. 여기서, 상기 유입구(100a) 및 유출구(100b)는 상기 상부쉘(101) 또는 하부쉘(102)에 구비된다. 상기 하부쉘(102)의 하부에는 오일이 담기고, 탄성부재(100c)가 후술하는 본체프레임(110)을 탄성지지하도록 설치된다.

상기 스토퍼(200)는 적어도 상기 상부쉘(101)에 형성되는 것이 바람직한데, 본 실시예에서는 상기 상부쉘(101)이 내측으로 함입되어 형성된다. 이때, 상기 스토퍼(200)는 프레스성형, 단조 또는 주조 등의 제조방법에 의해 형성될 수 있다. 상기 스토퍼(200)의 위치에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.

상기 본체프레임(110)은 상기 쉘(100)에 설치된 탄성부재(100c)에 의해 탄성지지된다. 이때, 상기 피스톤(130)의 직선왕복운동에 의해 발생하는 진동을 흡수하여 소음 및 진동의 발생을 억제하기 위한 것이다. 그러나, 이에 따라 상기 본체프레임(110)이 리니어 압축기의 작동에 의해 상기 쉘(100)의 내부에서 움직이게 된다. 여기서, 상기 본체프레임(110)은 후술되는 구성요소들이 설치되도록 복잡한 형상이다. 이중, 본 발명에 따라 상기 스토퍼(200)와 접촉되는 부분은 후술되는 토출커버(140) 측의 본체프레임(110)이되, 상기 상부쉘(101)과 가장 근접한 부분이 된다. 본 실시예에서는 접촉부(300)라 정의한다.

상기 실린더(120)는 내마모성 재질로 이루어지며, 상기 본체프레임(110)의 일측에 고정되도록 설치된다. 또한, 일단에 압축된 냉매가 토출되는 공간을 제공하고 상기 유출구(100b)와 연결되는 토출커버(140)가 설치된다. 상기 토출커버(140)는 일반적으로 자성을 지니는 철(S45C, S20C)로 이루어진다.

상기 피스톤(130)은 일측이 상기 실린더(120)의 내측에서 직선왕복운동을 하도록 탄성부재(110a,110b)에 의해 탄성지지되고, 코일이 적층된 아우터스테이터(152)와 이너스테이터(151)를 구비하는 리니어모터(150)와 타측이 연결된다. 이때, 상기 리니어모터(150)와 연결되는 부분은 영구자석(153)으로 이루어진다. 상기 영구자석(153)을 체결하기 위한 확장부(131)는 상기 피스톤(130)의 타측에 형성된다. 상기 실린더(120)의 내측으로 직선왕복운동을 하는 일측은 상기 유입관(100a)을 통해 유입된 냉매를 상기 실린더(120)와 상기 피스톤(130)에 의해 제공되는 압축공간(P)로 흡입하는 흡입홀(130h)을 구비하고, 상기 흡입홀(130h)이 형성된 측의 외면 에는 판막기능을 하는 흡입밸브(132)가 설치된다.

상기 토출커버(140)는 상기 압축공간(P)에서 상기 피스톤(130)에 의해 압축된 냉매가 토출되는 상기 실린더(120)의 외측에 설치된다. 이때, 상기 토출커버(140)의 내부는 상기 압축공간(P)에서 상기 피스톤(130)에 의해 압축된 냉매가 토출될 수 있도록 토출밸브 어셈블리(141a,141b)가 설치된다. 또한, 상기 토출커버(140)의 일측이 상기 유출관(100b)과 연결된다.

여기서, 상기 스토퍼(200)는 상기 토출커버(140)가 상기 하부쉘(102)의 내측에 자력에 의해 접촉하거나 붙지 않도록 형성되어야 한다. 따라서, 상기 스토퍼(200)는 상기 본체프레임(110) 중 상기 토출커버(140)가 설치된 측에 있는 접촉부(300)에서부터 상기 상부쉘(101)까지의 거리가 상기 토출커버(140)에서부터 상기 하부쉘(102)까지의 거리보다 가깝도록 형성되어야 한다. 따라서, 상기 스토퍼(200)와 상기 접촉부(300)의 거리는 상기 토출커버(140)과 상기 하부쉘(102)의 거리 보다 가깝도록 상기 상부쉘(101)이 함입되어 형성되어야 하며, 상기 형성은 주조, 단조 또는 성형이 될 수 있다.

상술한 바와 같은 구성에 의하여, 상기 토출커버(140)와 상기 하부쉘(102)이 접촉 또는 붙음되기 전에, 상기 상부쉘(101)에 형성된 상기 스토퍼(200)와 비자성재질로 된 상기 본체프레임(110)의 일단인 상기 접촉부(300)가 접촉되어, 리니어 압축기의 오작동 및 진동/소음 발생을 억제하게 된다.

상술한 바와 같은 구성에 의한 본 발명은 리니어 압축기의 쉘에 토출커버가 붙지 않는 형상의 쉘을 제공하여 리니어 압축기의 오작동 및 오작동에 따른 소음을 방지하는 효과가 있다.

또한, 상기 형상의 쉘을 제공하여 불필요한 부품의 추가에 따른 비용을 절감하고, 조립공정의 단순화에 따른 생산성을 향상시키는 다른 효과가 있다.

또한, 상기 형상의 쉘의 제공을 통하여 리니어 압축기의 내구성을 향상시켜 품질을 개선하는 또 다른 효과가 있다.

Claims (4)

1. 내부 수용공간을 제공하는 쉘과, 상기 쉘 내부에 탄성부재에 의해 탄성지지되는 본체프레임과, 상기 본체프레임에 설치된 실린더와, 상기 실린더 내부에서 직선왕복운동하도록 탄성부재에 의해 탄성지지되는 피스톤과, 상기 실린더 일단에 설치되고 상기 피스톤에 의해 압축된 냉매가 토출되는 공간을 제공하는 토출커버를 포함하는 리니어 압축기에 있어서,

   상기 본체프레임은 비자성 재질로 이루어지며,

   상기 쉘은 상기 토출커버가 자력에 의해 상기 쉘에 접촉하기에 앞서 상기 비자성 재질의 본체프레임이 접촉하도록 하는 스토퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 쉘은 상부쉘과 하부쉘로 이루어진 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 스토퍼는 적어도 상기 상부쉘에 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
4. 제3항에 있어서,

   상기 스토퍼는 상기 상부쉘이 내측으로 함입됨으로써 형성되어 지는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.

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