KR101990140B1 - 리니어 압축기 및 이를 포함하는 냉장고 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어 압축기 및 그를 포함하는 냉장고에 관한 것이다. 본 발명의 사상에 따른 압축기에는, 압축공간으로 냉매를 흡입시키는 흡입공을 갖는 피스톤, 상기 흡입공을 개폐시키도록 상기 피스톤의 일 측에 배치되는 흡입 밸브 및 상기 흡입 밸브를 상기 피스톤에 체결시키도록, 상기 피스톤에 결합되는 밸브 체결부재가 포함되고, 상기 흡입 밸브에는, 상기 밸브 체결부재가 관통되는 결합공이 형성된 고정부 및 상기 고정부의 외측방향으로 연장되고, 상기 결합공의 중심에서 반경방향 외측으로 가장 길게 연장된 반경방향최대길이를 갖는 복수의 날개부가 포함되며, 상기 복수의 날개부는 상기 결합공을 중심으로 마주보는 복수의 쌍으로 형성되고, 어느 한 쌍의 날개부의 반경방향최대길이는 다른 어느 한 쌍의 날개부의 반경방향최대길이보다 길다.

Description

리니어 압축기 및 이를 포함하는 냉장고{LINEAR COMPRESSOR AND REFRIGERATOR INCLUDING THE SAME}

본 발명은 리니어 압축기 및 이를 포함하는 냉장고에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 도어에 의해 차폐되는 내부의 저장실에서 음식물을 저온으로 보관할 수 있도록 하는 가전 기기이다. 상기 냉장고에는 냉각시스템이 구비되어, 상기 저장실 내부는 외부 온도보다 낮은 온도가 되도록 유지된다.

상기 냉각 시스템이란, 냉매를 순환하여 냉기를 발생시키는 시스템으로서, 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 반복하여 수행한다. 이를 위하여, 상기 냉각 시스템에는, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기가 포함된다.

일반적으로 압축기(Compressor)는 전기 모터나 터빈 등의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 공기나 냉매 또는 그 밖의 다양한 작동 유체를 압축하여 압력을 높여주는 기계장치로서, 상기 냉장고와 같은 가전기기뿐만 아니라 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.

상기 압축기는 작동 유체의 압축 방식에 따라 왕복동식 압축기(Reciprocating compressor)와, 회전식 압축기(Rotary compressor), 및 스크롤 압축기(Scroll compressor)로 구분된다.

상세하게는, 상기 왕복동식 압축기는, 실린더와, 실린더 내부에 직선 왕복 운동 가능하게 제공되는 피스톤을 포함한다. 그리고, 피스톤 헤드와 실린더 사이에 압축 공간이 형성되며, 상기 피스톤의 직선 왕복 운동에 의하여 상기 압축 공간이 증감되면서 상기 압축 공간 내의 작동 유체가 고온 고압으로 압축된다.

또한, 상기 회전식 압축기는, 실린더와, 상기 실린더 내부에서 편심 회전하는 롤러를 포함한다. 그리고, 상기 실린더 내부에서 상기 롤러가 편심 회전하면서 압축 공간에 공급된 작동 유체를 고온 고압으로 압축한다.

또한, 상기 스크롤 압축기는, 고정 스크롤과, 상기 고정 스크롤을 중심으로 회전하는 선회 스크롤을 포함한다. 그리고, 상기 선회 스크롤이 회전하면서 압축 공간에 공급된 작동 유체를 고온 고압으로 압축한다.

최근에는 상기 왕복동식 압축기 중에서, 직선 왕복 운동하는 리니어 모터에 피스톤이 직접 연결되도록 하는 리니어 압축기의 개발이 활발하게 이루어지고 있다.

상세하게는, 상기 리니어 압축기는, 밀폐된 쉘 내부에서 피스톤이 리니어 모터에 의해 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축 공간으로 흡입하여 압축시킨 다음 토출시키도록 구성된다. 그에 따라, 상기 피스톤에는 상기 압축 공간으로 냉매가 유동되는 흡입공 및 상기 흡입공을 개폐하는 흡입밸브가 구비된다.

이와 같은 리니어 압축기와 관련하여, 본 출원인은 특허출원(이하, 선행문헌 1)을 실시하여 등록된 바 있다.

1. 공개번호 : 제10-2017-0124905호 (공개일자 : 2017년 11월 13일)

2. 발명의 명칭 : 리니어 압축기

상기 선행문헌 1에서는 상기 흡입밸브의 형상에 대해 개시하고 있으며, 상기 흡입밸브는 동일한 직경을 갖는 복수의 날개부를 갖는다. 이와 같은 날개부는 각 흡입공에 대응되도록 구비되어 각 흡입공을 개폐할 수 있다.

그러나, 상기 날개부가 상기 흡입공을 개폐하는 충격에 의해 소정의 소음이 발생되는 문제점이 있었다. 특히, 복수 개의 날개부가 동시에 상기 흡입공을 개폐하며 상당한 소음이 발생되는 문제점이 있었다.

이와 같은 소음은 압축기의 구동시 주 소음원에 해당되어, 상기 압축기 및 상기 압축기가 구비된 냉장고를 사용하는 사용자에게 큰 불편함을 주는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 구동시 흡입밸브 및 피스톤에서 발생되는 소음을 저감시킨 압축기 및 이를 포함하는 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 흡입밸브 및 상기 흡입밸브에 의해 개폐되는 흡입공의 형상을 변경하여 소음을 저감시킨 압축기 및 이를 포함하는 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 상기 흡입밸브 및 상기 흡입밸브에 의해 개폐되는 흡입공은 서로 대칭되도록 마련되어, 냉매 토출 유속에 의해 야기될 수 있는 언밸런싱이 방지된 압축기 및 이를 포함하는 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 사상에 따른 압축기에는, 압축공간으로 냉매를 흡입시키는 흡입공을 갖는 피스톤, 상기 흡입공을 개폐시키도록 상기 피스톤의 일 측에 배치되는 흡입 밸브 및 상기 흡입 밸브를 상기 피스톤에 체결시키도록, 상기 피스톤에 결합되는 밸브 체결부재가 포함되고, 상기 흡입 밸브에는, 상기 밸브 체결부재가 관통되는 결합공이 형성된 고정부 및 상기 고정부의 외측방향으로 연장되고, 상기 결합공의 중심에서 반경방향 외측으로 가장 길게 연장된 반경방향최대길이를 갖는 복수의 날개부가 포함되며, 상기 복수의 날개부는 상기 결합공을 중심으로 마주보는 복수의 쌍으로 형성되고, 어느 한 쌍의 날개부의 반경방향최대길이는 다른 어느 한 쌍의 날개부의 반경방향최대길이보다 길다.

특히, 상기 복수의 날개부에는, 상기 결합공을 중심으로 대칭을 이루는 한 쌍의 제 1 날개부 및 상기 제 1 날개부의 사이에 배치되고, 상기 결합공을 중심으로 대칭을 이루는 한 쌍의 제 2 날개부가 포함되고, 상기 제 1 날개부의 반경방향최대길이는 상기 제 2 날개부의 반경방향최대길이보다 길 수 있다.

이때, 상기 제 2 날개부의 반경방향최대길이는 상기 제 1 날개부의 반경방향최대길이의 0.9배 이상, 1배 미만일 수 있다.

이와 같은 구조에 따라, 각 쌍의 날개부는 서로 다른 고유진동수로 상기 흡입공을 개폐시킬 수 있다. 특히, 상기 복수의 날개부에는, 상기 결합공을 중심으로 대칭을 이루며 제 1 고유진동수를 갖는 한 쌍의 제 1 날개부 및 상기 결합공을 중심으로 대칭을 이루며 상기 제 1 고유진동수보다 큰 제 2 고유진동수를 갖는 한 쌍의 제 2 날개부가 포함될 수 있다.

또한, 상기 피스톤에는 상기 밸브 체결부재가 결합되는 체결공이 형성되고, 상기 흡입공은 상기 체결공에서 반경방향으로 소정의 반경길이만큼 이격되어 복수 개가 형성되고, 상기 복수의 흡입공 중 적어도 일부는 서로 다른 반경길이를 갖을 수 있다.

이때, 상기 복수의 흡입공에는, 제 1 반경길이를 갖는 적어도 하나의 제 1 흡입공 및 상기 제 1 반경길이보다 짧은 제 2 반경길이를 갖는 적어도 하나의 제 2 흡입공이 포함되고, 상기 제 2 반경길이는 상기 제 1 반경길이의 0.9배 이상, 1배 미만일 수 있다. 이와 같은 수치는 날개부의 반경방향최대길이에 대응되는 것으로 예시적인 것에 해당된다.

또한, 상기 흡입공은 상기 복수의 날개부에 의해 각각 개폐되도록, 각 날개부와 대응되는 위치에 각각 배치되는 복수 개로 구비될 수 있다. 복수의 흡입공은 상기 밸브 체결부재가 체결되는 체결공을 중심으로 대칭을 이루는 복수의 쌍으로 형성되고, 어느 한 쌍의 흡입공은 다른 어느 한 쌍의 흡입공과 서로 다른 반경길이만큼 상기 체결공에서 이격될 수 있다.

이러한 본 발명에 의하면, 흡입밸브에 구비되는 복수의 날개부는 서로 다른 고유진동수로 흡입공을 개폐시켜, 상기 흡입공 개폐시 발생되는 소음을 저감시킬 수 있다는 장점이 있다.

특히, 상기 복수의 날개부가 서로 다른 길이로 마련됨에 따라 전체적인 흡입밸브의 열림량에 줄어들고, 그에 따라 흡입밸브와 피스톤 사이의 충격음을 줄이며 소음을 저감할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 상기 피스톤의 내부에 설치되는 흡입 머플러 및 실린더의 외측에 설치되는 공진 스프링을 통해 압축기의 소음을 더 저감시킬 수 있다는 장점이 있다.

또한, 상기 복수의 날개부는 상기 결합공을 중심으로 대칭을 이루는 복수의 쌍으로 형성되어 냉매 유동의 불균형성을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 상기 복수의 날개부를 상하좌우 방향으로 4개로 구비하고, 각 날개부에 유동공을 구비하여 상기 흡입밸브의 질량을 감소시킴과 동시에 개방된 흡입공을 통하여 흡입되는 냉매의 유동저항을 줄일 수 있다.

또한, 내부 부품을 포함한 압축기의 크기를 작게 함으로써, 냉장고의 기계실의 크기를 줄일 수 있고 이에 따라 냉장고의 내부 저장공간을 증대시킬 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉장고를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기의 외관을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기의 쉘 및 쉘 커버의 분해하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기의 구성을 분해하여 도시한 도면이다.
도 5는 도 2의 V-V'를 따라 절개한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기의 피스톤 등을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기의 피스톤 등을 분해하여 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기의 흡입밸브를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기의 피스톤을 전면에서 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기의 흡입밸브와 종래의 흡입밸브의 열림량을 비교하여 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉장고를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사상에 따른 냉장고(1)에는, 외관을 형성하는 캐비닛(2)과 상기 캐비닛(2)에 결합되는 적어도 하나의 냉장고 도어(3)가 포함된다.

상기 캐비닛(2)의 내부에는 적어도 하나의 저장실(4)이 구비된다. 이때, 상기 냉장고 도어(3)는 상기 저장실(4)을 개폐하도록 상기 캐비닛(2)의 전면에 회전 또는 슬라이딩 가능하게 연결될 수 있다. 이때, 상기 저장실(4)에는 냉장실 및 냉동실 중 적어도 어느 하나가 포함될 수 있으며, 각 실은 격벽에 의해 구획될 수 있다.

또한, 상기 캐비닛(2)의 내부에는 압축기(10)가 배치되는 기계실(5)이 구비된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 상기 기계실(5)은 상기 캐비닛(2)의 후측 하부에 배치될 수 있다.

이와 같은 냉장고(1)는 가정과 같은 실내공간 내에 배치되기 때문에 소음이 발생되는 경우 사용자에게 큰 불편함을 준다. 특히, 상기 냉장고(1)의 주 소음원은 상기 압축기(10)의 구동에 의해 발생되고, 그에 따라 상기 압축기(10)에서 발생되는 소음은 사용자의 편의를 위해 최소화되어야 한다.

이하, 구동에 따른 소음을 저감시킨 본 발명의 사상에 따른 압축기(10)에 대하여 자세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기의 외관을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기의 쉘 및 쉘 커버의 분해하여 도시한 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 사상에 따른 압축기(10)에는, 쉘(101) 및 상기 쉘(101)에 결합되는 쉘 커버(102, 103)가 포함된다. 넓은 의미에서, 상기 쉘 커버(102, 103)는 상기 쉘(101)의 일 구성으로서 이해될 수 있다.

상기 쉘(101)의 하측에는, 레그(50)가 결합될 수 있다. 상기 레그(50)는, 상기 압축기(10)가 설치되는 제품의 베이스에 결합될 수 있다. 즉, 상기 레그(50)는 앞서 설명한 냉장고(1)의 기계실(5)에 결합될 수 있다.

상기 쉘(101)은 대략 원통 형상을 가지며, 가로방향으로 누워져 있는 배치, 또는 축방향으로 누워 있는 배치를 이룰 수 있다. 도 2를 기준으로, 상기 쉘(101)은 가로 방향으로 길게 연장되며, 반경방향으로는 다소 낮은 높이를 가질 수 있다.

즉, 상기 압축기(10)는 낮은 높이를 가질 수 있으므로, 상기 압축기(10)가 냉장고(1)의 기계실(5)에 설치될 때, 상기 기계실(5)의 높이를 감소시킬 수 있다는 이점이 있다. 그에 따라, 같은 부피의 캐비닛(2)에서 저장실(4)의 부피가 증대될 수 있다.

상기 쉘(101)의 외면에는, 터미널(108)이 설치될 수 있다. 상기 터미널(108)은 외부 전원을 리니어 압축기의 모터 어셈블리(140, 도 4 참조)에 전달하는 구성으로서 이해된다. 특히, 상기 터미널(108)은 코일(141c, 도 4 참조)의 리드선에 연결될 수 있다.

상기 터미널(108)의 외측에는, 브라켓(109)이 설치된다. 상기 브라켓(109)에는, 상기 터미널(108)을 둘러싸는 복수의 브라켓이 포함될 수 있다. 상기 브라켓(109)은 외부의 충격 등으로부터 상기 터미널(108)을 보호하는 기능을 수행할 수 있다.

상기 쉘(101)의 양측부는 개구되도록 구성된다. 상기 개구된 쉘(101)의 양측부에는, 상기 쉘 커버(102, 103)가 결합될 수 있다. 상세하게는, 상기 쉘 커버(102, 103)에는, 상기 쉘(101)의 개구된 일측부에 결합되는 제 1 쉘커버(102) 및 상기 쉘(101)의 개구된 타측부에 결합되는 제 2 쉘커버(103)가 포함된다. 상기 쉘 커버(102, 103)에 의하여, 상기 쉘(101)의 내부공간은 밀폐될 수 있다.

도 2를 기준으로, 상기 제 1 쉘커버(102)는 상기 압축기(10)의 우측부에 위치되며, 상기 제 2 쉘커버(103)는 상기 압축기(10)의 좌측부에 위치될 수 있다. 달리 말하면, 상기 제 1, 2 쉘커버(102, 103)는 서로 마주보도록 배치될 수 있다.

상기 압축기(10)에는, 상기 쉘(101) 또는 쉘 커버(102, 103)에 구비되어, 냉매를 흡입, 토출 또는 주입시킬 수 있는 복수의 파이프(104, 105, 106)가 더 포함된다.

상기 복수의 파이프(104, 105, 106)에는, 냉매가 상기 압축기(10)의 내부로 흡입되도록 하는 흡입 파이프(104)와, 압축된 냉매가 상기 압축기(10)로부터 배출되도록 하는 토출 파이프(105) 및 냉매를 상기 압축기(10)에 보충하기 위한 프로세스 파이프(106)가 포함된다.

예를 들어, 상기 흡입 파이프(104)는 상기 제 1 쉘커버(102)에 결합될 수 있다. 냉매는 상기 흡입 파이프(104)를 통하여 축방향을 따라 상기 압축기(10)의 내부로 흡입될 수 있다.

상기 토출 파이프(105)는 상기 쉘(101)의 외주면에 결합될 수 있다. 상기 흡입 파이프(104)를 통하여 흡입된 냉매는 축방향으로 유동하면서, 압축될 수 있다. 그리고, 압축된 냉매는 상기 토출 파이프(105)를 통하여 배출될 수 있다. 상기 토출 파이프(105)는 상기 제 1 쉘커버(102)보다 상기 제 2 쉘커버(103)에 인접한 위치에 배치될 수 있다.

상기 프로세스 파이프(106)는 상기 쉘(101)의 외주면에 결합될 수 있다. 작업자는 상기 프로세스 파이프(106)를 통하여, 상기 압축기(10)의 내부로 냉매를 주입할 수 있다.

상기 프로세스 파이프(106)는 상기 토출 파이프(105)와의 간섭을 피하기 위하여, 상기 토출 파이프(105)와 다른 높이에서 상기 쉘(101)에 결합될 수 있다. 상기 높이라 함은, 상기 레그(50)로부터의 수직방향(또는 반경방향)으로의 거리로서 이해된다. 상기 토출 파이프(105)와 상기 프로세스 파이프(106)가 서로 다른 높이에서, 상기 쉘(101)의 외주면에 결합됨으로써, 작업 편의성이 도모될 수 있다.

상기 프로세스 파이프(106)가 결합되는 지점에 대응하는, 쉘(101)의 내주면에는 상기 제 2 쉘커버(103)의 적어도 일부분이 인접하게 위치될 수 있다. 달리 말하면, 상기 제 2 쉘커버(103)의 적어도 일부분은, 상기 프로세스 파이프(106)를 통하여 주입된 냉매의 저항으로서 작용할 수 있다.

따라서, 냉매의 유로관점에서, 상기 프로세스 파이프(106)를 통하여 유입되는 냉매의 유로 크기는, 상기 쉘(101)의 내부공간으로 진입하면서 상기 제 2 쉘커버(103)에 의해 작아지고, 그를 통과하며 다시 커지도록 형성된다. 이 과정에서, 냉매의 압력이 감소하여 냉매의 기화가 이루어질 수 있고, 이 과정에서, 냉매에 포함된 유분이 분리될 수 있다. 따라서, 유분이 분리된 냉매가 피스톤(130, 도 4 참조)의 내부로 유입되면서, 냉매의 압축성능이 개선될 수 있다. 상기 유분은, 냉각 시스템에 존재하는 작동유로서 이해될 수 있다.

상기 제 1 쉘커버(102)의 내측면에는, 커버지지부(102a)가 구비된다. 상기 커버지지부(102a)에는, 후술할 제 2 지지장치(185)가 결합될 수 있다. 상기 커버지지부(102a) 및 상기 제 2 지지장치(185)는, 압축기(10)의 본체를 지지하는 장치로서 이해될 수 있다. 여기서, 상기 압축기의 본체는 상기 쉘(101)의 내부에 구비되는 부품을 의미하며, 예를 들어 전후 왕복운동 하는 구동부 및 상기 구동부를 지지하는 지지부가 포함될 수 있다.

상기 구동부에는, 후술할 피스톤(130), 마그넷 프레임(138), 영구자석(146), 서포터(137) 및 흡입 머플러(150) 등과 같은 부품이 포함될 수 있다. 그리고, 상기 지지부에는, 후술할 공진스프링(176a,176b), 리어 커버(170), 스테이터 커버(149), 제 1 지지장치(165) 및 제 2 지지장치(185) 등과 같은 부품이 포함될 수 있다.

상기 제 1 쉘커버(102)의 내측면에는, 스토퍼(102b)가 구비될 수 있다. 상기 스토퍼(102b)는 상기 압축기(10)의 운반 중 발생하는 진동 또는 충격등에 의하여, 상기 압축기의 본체, 특히 모터 어셈블리(140)가 상기 쉘(101)에 부딪혀 파손되는 것을 방지하는 구성으로서 이해된다. 상기 스토퍼(102b)는, 후술할 리어 커버(170)에 인접하게 위치되어, 상기 압축기(10)에 흔들림이 발생할 때, 상기 리어 커버(170)가 상기 스토퍼(102b)에 간섭됨으로써, 상기 모터 어셈블리(140)에 충격이 전달되는 것을 방지할 수 있다.

상기 쉘(101)의 내주면에는, 스프링체결부(101a)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 스프링체결부(101a)는 상기 제 2 쉘커버(103)에 인접한 위치에 배치될 수 있다. 상기 스프링체결부(101a)는 후술할 제 1 지지장치(165)의 제 1 지지스프링(166)에 결합될 수 있다. 상기 스프링체결부(101a)와 상기 제 1 지지장치(165)가 결합됨으로써, 상기 압축기의 본체는 상기 쉘(101)의 내측에 안정적으로 지지될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기의 구성을 분해하여 도시한 도면이고, 도 5는 도 2의 V-V'를 따라 절개한 단면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 압축기(10)에는, 상기 쉘(101)의 내부에 제공되는 실린더(120)와, 상기 실린더(120)의 내부에서 왕복 직선 운동하는 피스톤(130) 및 상기 피스톤(130)에 구동력을 부여하는 리니어 모터로서 모터 어셈블리(140)가 포함된다. 상기 모터 어셈블리(140)가 구동하면, 상기 피스톤(130)은 축 방향으로 왕복 운동할 수 있다.

상기 압축기(10)에는, 상기 피스톤(130)에 연결되며, 상기 흡입 파이프(104)를 통하여 흡입된 냉매로부터 발생되는 소음을 저감하기 위한 흡입 머플러(150)가 더 포함된다. 상기 흡입 파이프(104)를 통하여 흡입된 냉매는 상기 흡입 머플러(150)를 거쳐 상기 피스톤(130)의 내부로 유동한다. 예를 들어, 냉매가 상기 흡입 머플러(150)를 통과하는 과정에서, 냉매의 유동소음이 저감될 수 있다.

상기 흡입 머플러(150)에는, 복수의 머플러(151, 152, 153)가 포함된다. 상기 복수의 머플러(151, 152, 153)에는, 서로 결합되는 제 1 머플러(151), 제 2 머플러(152) 및 제 3 머플러(153)가 포함된다.

상기 제 1 머플러(151)는 상기 피스톤(130)의 내부에 위치되며, 상기 제 2 머플러(152)는 상기 제 1 머플러(151)의 후측에 결합된다. 그리고, 상기 제 3 머플러(153)는 상기 제 2 머플러(152)를 내부에 수용하며, 상기 제 1 머플러(151)의 후방으로 연장될 수 있다. 냉매의 유동방향 관점에서, 상기 흡입 파이프(104)를 통하여 흡입된 냉매는 상기 제 3 머플러(153), 제 2 머플러(152) 및 제 1 머플러(151)를 차례로 통과할 수 있다. 이 과정에서, 냉매의 유동소음은 저감될 수 있다.

상기 제 1 머플러(151)와 상기 제 2 머플러(152)가 결합되는 경계면에는 머플러 필터(미도시)가 위치될 수 있다. 예를 들어, 상기 머플러 필터는 원형의 형상을 가질 수 있으며, 상기 머플러 필터의 외주부는 상기 제 1, 2 머플러(151, 152)의 사이에 지지될 수 있다.

이하, 설명의 편의상, 방향을 정의한다.

"축 방향"이라 함은, 상기 피스톤(130)이 왕복운동 하는 방향, 즉 도 5에서 가로 방향으로 이해될 수 있다. 그리고, 상기 "축 방향" 중에서, 상기 흡입 파이프(104)로부터 압축공간(P)을 향하는 방향, 즉 냉매가 유동하는 방향을 "전방"이라 하고, 그 반대방향을 "후방"이라 정의한다. 예를 들어, 상기 피스톤(130)이 전방으로 이동할 때, 상기 압축공간(P)은 압축될 수 있다.

반면에, "반경 방향"이라 함은 상기 피스톤(130)이 왕복운동 하는 방향에 수직한 방향으로서, 도 5의 세로 방향으로 이해될 수 있다.

상기 피스톤(130)에는, 대략 원통형상의 피스톤 본체(131) 및 상기 피스톤 본체(131)로부터 반경 방향으로 연장되는 피스톤 플랜지(132)가 포함된다. 상기 피스톤 본체(131)는 상기 실린더(120)의 내부에서 왕복 운동하며, 상기 피스톤 플랜지(132)는 상기 실린더(120)의 외측에서 왕복 운동할 수 있다.

상기 실린더(120)는, 상기 제 1 머플러(151)의 적어도 일부분 및 상기 피스톤 본체(131)의 적어도 일부분을 수용하도록 구성된다.

상기 실린더(120)의 내부에는, 상기 피스톤(130)에 의하여 냉매가 압축되는 압축 공간(P)이 형성된다. 그리고, 상기 피스톤 본체(131)의 전면부에는, 상기 압축 공간(P)으로 냉매를 유입시키는 흡입공(133)이 형성되며, 상기 흡입공(133)의 전방에는 상기 흡입공(133)를 개폐하는 흡입밸브(200)가 제공된다. 이에 대해서는 자세하게 후술한다.

또한, 압축기는 토출커버(160) 및 토출밸브 어셈블리(161, 163)을 포함한다. 상기 토출커버(160)는 상기 압축 공간(P)의 전방에 설치되어, 상기 압축 공간(P)에서 배출된 냉매의 토출공간(160a)을 형성한다. 상기 토출공간(160a)은 토출커버(160)의 내부 벽에 의하여 구획되는 복수의 공간부가 포함된다. 상기 복수의 공간부는 전후 방향으로 배치되며, 서로 연통될 수 있다.

상기 토출밸브 어셈블리(161, 163)는 상기 토출커버(160)에 결합되며 상기 압축 공간(P)에서 압축된 냉매를 선택적으로 배출시킨다. 상기 토출밸브 어셈블리(161, 163)에는, 상기 압축 공간(P)의 압력이 토출압력 이상이 되면 개방되어 냉매를 상기 토출공간(160a)으로 유입시키는 토출 밸브(161) 및 상기 토출 밸브(161)와 토출커버(160)의 사이에 제공되어 축 방향으로 탄성력을 제공하는 스프링 조립체(163)가 포함된다.

상기 스프링 조립체(163)에는, 밸브 스프링(163a) 및 상기 밸브 스프링(163a)을 상기 토출커버(160)에 지지하기 위한 스프링지지부(163b)가 포함된다. 예를 들어, 상기 밸브 스프링(163a)에는, 판 스프링이 포함될 수 있다. 그리고, 상기 스프링지지부(163b)는 사출공정에 의하여 상기 밸브 스프링(163a)에 일체로 사출 성형될 수 있다.

상기 토출 밸브(161)는 상기 밸브 스프링(163a)에 결합되며, 상기 토출 밸브(161)의 후방부 또는 후면은 상기 실린더(120)의 전면에 지지 가능하도록 위치된다. 상기 토출 밸브(161)가 상기 실린더(120)의 전면에 지지되면 상기 압축공간(P)은 밀폐된 상태를 유지하며, 상기 토출 밸브(161)가 상기 실린더(120)의 전면으로부터 이격되면 상기 압축공간(P)은 개방되어, 상기 압축공간(P) 내부의 압축된 냉매가 배출될 수 있다.

즉, 상기 압축 공간(P)은 상기 흡입밸브(200)와 상기 토출 밸브(161)의 사이에 형성되는 공간으로서 이해된다. 그리고, 상기 흡입밸브(200)는 상기 압축 공간(P)의 일 측에 형성되고, 상기 토출 밸브(161)는 상기 압축 공간(P)의 타 측, 즉 상기 흡입밸브(200)의 반대 측에 제공될 수 있다.

상기 피스톤(130)이 상기 실린더(120)의 내부에서 왕복 직선운동 하는 과정에서, 상기 압축공간(P)의 압력이 흡입압력 이하가 되면 상기 흡입밸브(200)가 개방되어 냉매는 상기 압축 공간(P)으로 흡입된다. 반면에, 상기 압축공간(P)의 압력이 상기 흡입압력 이상이 되면 상기 흡입밸브(200)가 닫힌 상태에서 상기 압축공간(P)의 냉매가 압축된다.

한편, 상기 압축공간(P)의 압력이 상기 토출압력 이상이 되면, 상기 밸브 스프링(163a)이 전방으로 변형하면서 상기 토출 밸브(161)를 개방시키고, 냉매는 상기 압축공간(P)으로부터 토출되어, 토출커버(160)의 토출공간으로 배출된다. 상기 냉매의 배출이 완료되면, 상기 밸브 스프링(163a)은 상기 토출 밸브(161)에 복원력을 제공하여, 상기 토출 밸브(161)가 닫혀지도록 한다.

또한, 상기 토출 커버(160)의 토출공간(160a)을 유동하는 냉매를 배출시키도록 상기 토출 커버(160)에 커버파이프(162a)가 결합된다. 예를 들어, 상기 커버파이프(162a)는 금속재질로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 커버파이프(162a)를 유동하는 냉매를 상기 토출 파이프(105)로 전달하도록, 상기 커버파이프(162a)에 루프 파이프(162b)가 더 결합된다. 상기 루프 파이프(162b)의 일 측은 상기 커버파이프(162a)에 결합되며, 타 측은 상기 토출 파이프(105)에 결합될 수 있다.

상기 루프 파이프(162b)는 플렉서블한 재질로 구성되며, 상대적으로 길게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 루프 파이프(162b)는 상기 커버파이프(162a)로부터 상기 쉘(101)의 내주면을 따라 라운드지게 연장되어, 상기 토출 파이프(105)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 루프 파이프(162b)는 감겨진 형상을 가질 수 있다.

상기 압축기(10)에는, 프레임(110)이 더 포함된다. 상기 프레임(110)은 상기 실린더(120)를 고정시키는 구성으로서 이해된다. 예를 들어, 상기 실린더(120)는 상기 프레임(110)의 내측에 압입(press fitting)될 수 있다. 상기 실린더(120) 및 프레임(110)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 구성될 수 있다.

상기 프레임(110)은 상기 실린더(120)를 둘러싸도록 배치된다. 즉, 상기 실린더(120)는 상기 프레임(110)의 내측에 수용되도록 위치될 수 있다. 그리고, 상기 토출커버(160)는 체결부재에 의하여 상기 프레임(110)의 전면에 결합될 수 있다.

상기 모터 어셈블리(140)에는, 상기 프레임(110)에 고정되어 상기 실린더(120)를 둘러싸도록 배치되는 아우터 스테이터(141)와, 상기 아우터 스테이터(141)의 내측으로 이격되어 배치되는 이너 스테이터(148) 및 상기 아우터 스테이터(141)와 이너 스테이터(148)의 사이 공간에 위치하는 영구자석(146)이 포함된다.

상기 영구자석(146)은, 상기 아우터 스테이터(141) 및 이너 스테이터(148)와의 상호 전자기력에 의하여 직선 왕복 운동할 수 있다. 그리고, 상기 영구자석(146)은 1개의 극을 가지는 단일 자석으로 구성되거나, 3개의 극을 가지는 복수의 자석이 결합되어 구성될 수 있다.

상기 영구자석(146)은 마그넷 프레임(138)에 설치될 수 있다. 상기 마그넷 프레임(138)은 대략 원통 형상을 가지며, 상기 아우터 스테이터(141)와 이너 스테이터(148)의 사이 공간에 삽입되도록 배치될 수 있다.

상세하게는, 도 5의 단면도를 기준으로, 상기 마그넷 프레임(138)은 상기 피스톤 플랜지(132)에 결합되어 외측 반경방향으로 연장되며 전방으로 절곡될 수 있다. 상기 영구자석(146)은 상기 마그넷 프레임(138)의 전방부에 설치될 수 있다. 그에 따라, 상기 영구자석(146)이 왕복 운동할 때, 상기 피스톤(130)은 상기 영구자석(146)과 함께 축 방향으로 왕복 운동할 수 있다.

상기 아우터 스테이터(141)에는, 코일 권선체(141b, 141c, 141d) 및 스테이터 코어(141a)가 포함된다. 상기 코일 권선체(141b, 141c, 141d)에는, 보빈(141b) 및 상기 보빈의 원주 방향으로 권선된 코일(141c)이 포함된다. 그리고, 상기 코일 권선체(141b, 141c, 141d)에는, 상기 코일(141c)에 연결되는 전원선이 상기 아우터 스테이터(141)의 외부로 인출 또는 노출되도록 가이드 하는 단자부(141d)가 더 포함된다. 상기 단자부(141d)는, 상기 프레임(110)에 마련된 단자삽입부에 삽입되도록 배치될 수 있다.

상기 스테이터 코어(141a)에는, 복수 개의 라미네이션(lamination)이 원주 방향으로 적층되어 구성된 복수의 코어 블럭이 포함된다. 상기 복수의 코어 블럭은, 상기 코일 권선체(141b, 141c, 141d)의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배치될 수 있다.

상기 아우터 스테이터(141)의 일측에는 스테이터 커버(149)가 제공된다. 즉, 상기 아우터 스테이터(141)의 일측부는 상기 프레임(110)에 의하여 지지되며, 타측부는 상기 스테이터 커버(149)에 의하여 지지될 수 있다.

상기 스테이터 커버(149)와 상기 프레임(110)은 커버체결부재(149a)에 의해 체결된다. 상기 커버체결부재(149a)는, 상기 스테이터 커버(149)를 관통하여 상기 프레임(110)을 향하여 전방으로 연장되며, 상기 프레임(110)에 마련된 체결홀에 결합될 수 있다.

상기 이너 스테이터(148)는 상기 프레임(110)의 외주에 고정된다. 그리고, 상기 이너 스테이터(148)는 복수 개의 라미네이션이 상기 프레임(110)의 외측에서 원주 방향으로 적층되어 구성된다.

상기 압축기(10)에는, 상기 피스톤(130)을 지지하는 서포터(137)가 더 포함된다. 상기 서포터(137)는 상기 피스톤(130)의 후측에 결합되며, 그 내측에는, 상기 흡입 머플러(150)가 관통하도록 배치될 수 있다. 상기 피스톤 플랜지(132), 마그넷 프레임(138) 및 상기 서포터(137)는 체결부재에 의하여 체결될 수 있다.

상기 서포터(137)에는, 밸런스 웨이트(179)가 결합될 수 있다. 상기 밸런스 웨이트(179)의 중량은, 압축기 본체의 운전주파수 범위에 기초하여 결정될 수 있다.

상기 압축기(10)에는, 상기 스테이터 커버(149)에 결합되어 후방으로 연장되며, 제 2 지지장치(185)에 의하여 지지되는 리어 커버(170)가 더 포함된다.

상세하게는, 상기 리어 커버(170)에는 3개의 지지레그가 포함되며, 상기 3개의 지지레그는 상기 스테이터 커버(149)의 후면에 결합될 수 있다. 상기 3개의 지지레그와, 상기 스테이터 커버(149)의 후면 사이에는, 스페이서(181)가 개재될 수 있다. 상기 스페이서(181)의 두께를 조절하는 것에 의하여, 상기 스테이터 커버(149)로부터 상기 리어 커버(170)의 후단부까지의 거리를 결정할 수 있다. 그리고, 상기 리어 커버(170)는 상기 서포터(137)에 스프링 지지될 수 있다.

상기 압축기(10)에는, 상기 리어 커버(170)에 결합되어 상기 흡입 머플러(150)로의 냉매 유입을 가이드 하는 유입 가이드부(156)가 더 포함된다. 상기 유입 가이드부(156)의 적어도 일부분은 상기 흡입 머플러(150)의 내측에 삽입될 수 있다.

상기 압축기(10)에는, 상기 피스톤(130)이 공진 운동할 수 있도록 각 고유 진동수가 조절된 복수의 공진 스프링(176a, 176b)이 더 포함된다.

상기 복수의 공진 스프링(176a, 176b)에는, 상기 서포터(137)와 스테이터 커버(149)의 사이에 지지되는 제 1 공진스프링(176a) 및 상기 서포터(137)와 리어 커버(170)의 사이에 지지되는 제 2 공진스프링(176b)이 포함된다. 상기 복수의 공진 스프링(176a, 176b)의 작용에 의하여, 상기 압축기(10)의 내부에서 왕복 운동하는 구동부의 안정적인 움직임이 수행되며, 상기 구동부의 움직임에 따른 진동 또는 소음 발생을 줄일 수 있다.

상기 서포터(137)에는, 상기 제 1 공진스프링(176a)에 결합되는 제 1 스프링지지부(137a)가 포함된다.

상기 압축기(10)에는, 상기 프레임(110)과, 상기 프레임(110) 주변의 부품간의 결합력을 증대하기 위한 복수의 실링부재(127, 128, 129a, 129b)가 포함된다.

상세하게는, 상기 복수의 실링부재(127, 128, 129a, 129b)에는, 상기 프레임(110)과 상기 토출커버(160)가 결합되는 부분에 구비되는 제 1 실링부재(127)가 포함된다. 상기 제 1 실링부재(127)는, 상기 프레임(110)의 제 1 설치홈에 배치될 수 있다.

상기 복수의 실링부재(127, 128, 129a, 129b)에는, 상기 프레임(110)과 상기 실린더(120)가 결합되는 부분에 구비되는 제 2 실링부재(128)가 더 포함된다. 상기 제 2 실링부재(128)는, 상기 프레임(110)의 제 2 설치홈에 배치될 수 있다.

상기 복수의 실링부재(127, 128, 129a, 129b)에는, 상기 실린더(120)와 상기 프레임(110)의 사이에 제공되는 제 3 실링부재(129a)가 더 포함된다. 상기 제 3 실링부재(129a)는, 상기 실린더(120)의 후방부에 형성되는 실린더홈에 배치될 수 있다. 상기 제 3 실링부재(129a)는, 프레임의 내주면과 실린더의 외주면 사이에 형성되는 가스 포켓의 냉매가 외부로 누설되는 것을 방지하며, 상기 프레임(110)과 실린더(120)의 결합력을 증대시키는 기능을 수행할 수 있다.

상기 복수의 실링부재(127, 128, 129a, 129b)에는, 상기 프레임(110)과 상기 이너 스테이터(148)가 결합되는 부분에 구비되는 제 4 실링부재(129b)가 더 포함된다. 상기 제 4 실링부재(129b)는, 상기 프레임(110)의 제 3 설치홈에 배치될 수 있다. 상기 제 1 내지 제 4 실링부재(127, 128, 129a, 129b)는 링 형상을 가질 수 있다.

상기 압축기(10)에는, 상기 토출커버(160)에 결합되며, 상기 압축기(10)의 본체의 일 측을 지지하는 제 1 지지장치(165)가 더 포함된다. 상기 제 1 지지장치(165)는 상기 제 2 쉘커버(103)에 인접하게 배치되어, 상기 압축기(10)의 본체를 탄성 지지할 수 있다. 상세하게는, 상기 제 1 지지장치(165)에는, 제 1 지지스프링(166)이 포함된다. 상기 제 1 지지스프링(166)은, 도 3에서 설명한 상기 스프링체결부(101a)에 결합될 수 있다.

상기 압축기(10)에는, 상기 리어 커버(170)에 결합되어, 상기 압축기(10)의 본체의 타 측을 지지하는 제 2 지지장치(185)가 더 포함된다. 상기 제 2 지지장치(185)는 상기 제 1 쉘커버(102)에 결합되어, 상기 압축기(10)의 본체를 탄성 지지할 수 있다. 상세하게는, 상기 제 2 지지장치(185)에는, 제 2 지지스프링(186)이 포함된다. 상기 제 2 지지스프링(186)은, 도 3에서 설명한 상기 커버지지부(102a)에 결합될 수 있다.

상기 실린더(120)에는, 축방향으로 연장되는 실린더 본체(121) 및 상기 실린더 본체(121)의 전방부 외측에 구비되는 실린더 플랜지(122)가 포함된다. 상기 실린더 본체(121)는, 축방향의 중심축을 가지는 원통 형상을 이루며, 상기 프레임(110)의 내부에 삽입된다. 따라서, 상기 실린더 본체(121)의 외주면은 상기 프레임(110)의 내주면에 대향되도록 위치될 수 있다.

상기 실린더 본체(121)에는, 상기 토출밸브(161)를 통하여 배출된 냉매 중 적어도 일부의 냉매가 유입되는 가스유입부(126)가 형성된다. 상기 적어도 일부의 냉매는, 피스톤(130)과 실린더(120) 사이의 가스 베어링으로 사용되는 냉매로서 이해된다.

상기 가스 베어링으로 사용되는 냉매는, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 프레임(110)에 형성되는 가스 홀(114)을 경유하여, 상기 프레임(110)의 내주면과 상기 실린더(120)의 외주면 사이에 형성되는 가스 포켓으로 유동한다. 그리고, 상기 가스 포켓의 냉매는, 상기 가스유입부(126)로 유동할 수 있다.

상세하게는, 상기 가스유입부(126)는 상기 실린더 본체(121)의 외주면으로부터 반경방향 내측으로 함몰하도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 가스유입부(126)는 축방향 중심축을 기준으로, 상기 실린더 본체(121)의 외주면을 따라 원형의 형상을 가지도록 구성될 수 있다. 상기 가스유입부(126)는 복수 개가 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 가스유입부(126)는 2개 구비될 수 있다.

상기 실린더 본체(121)에는, 상기 가스유입부(126)로부터 반경방향 내측으로 연장되는 실린더 노즐(125)이 포함된다. 상기 실린더 노즐(125)은, 상기 실린더 본체(121)의 내주면까지 연장될 수 있다.

상기 가스유입부(126)를 통과한 냉매는 상기 실린더 노즐(125)을 통하여, 상기 실린더 본체(121)의 내주면과 상기 피스톤 본체(131)의 외주면 사이 공간으로 유입된다. 이러한 냉매는, 상기 피스톤(130)에 부상력을 제공하여, 상기 피스톤(130)에 대한 가스 베어링의 기능을 수행한다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기의 피스톤 등을 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기의 피스톤 등을 분해하여 도시한 도면이다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사상에 따른 리니어 압축기에는, 압축공간(P)으로 냉매를 흡입시키는 흡입공(133)을 갖는 피스톤(130) 및 상기 흡입공(133)을 개폐시키도록 상기 피스톤(130)의 일 측에 배치되는 흡입 밸브(200)가 포함된다. 또한, 상기 흡입 밸브(200)를 상기 피스톤(130)에 체결시키도록, 상기 피스톤(130)에 결합되는 밸브 체결부재(134)가 더 포함된다.

또한, 상기 피스톤(130)에는 상기 밸브 체결부재(134)가 결합되는 체결공(135)이 형성된다.

또한, 상기 흡입밸브(200)에는 상기 밸브 체결부재(134)가 관통되는 결합공(210)이 형성된 고정부(212) 및 상기 고정부(212)의 외측방향으로 연장되는 복수의 날개부(220)가 포함된다. 이때, 상기 흡입밸브(200)는 일체로 형성되며 상기 고정부(212)와 상기 날개부(220)는 설명의 편의상 구분된 구성으로 이해될 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 체결공(135), 상기 결합공(210) 및 상기 밸브 체결부재(134)는 동일한 중심축(c)을 기준으로 배열된다. 그리고, 도 6과 같이 상기 밸브 체결부재(134)가 상기 결합공(210)을 관통하여 상기 체결공(135)에 결합된다. 즉, 상기 체결공(135), 상기 결합공(210) 및 상기 밸브 체결부재(134)는 축방향으로 나란하게 배치되고 동일한 중심축(c)을 갖는다.

도 6을 참조하면, 상기 흡입밸브(200)는 상기 밸브 체결부재(134)에 의해 중심 측, 즉, 상기 고정부(212)가 고정되며, 외측에 위치한 날개부(220)가 전방으로 휘어지며 상기 흡입공(133)을 개방할 수 있다. 그리고, 상기 날개부(220)가 후방으로 복귀되며 상기 흡입공(133)을 폐쇄할 수 있다.

이와 같은 과정에서 상기 날개부(220)와 상기 피스톤(130) 사이에서 소음이 발생될 수 있다. 자세하게는, 전방으로 휘어지며 상기 흡입공(133)을 개방한 상기 날개부(220)가 상기 흡입공(133)을 폐쇄하도록 복귀되며 상기 피스톤(130)과 밀착되며 소정의 충격음이 발생된다. 이와 같은 충격음은 상기 날개부(220)가 더 큰 열림량, 즉, 더 크게 휘어지는 경우 더 커질 수 있다.

본 발명의 사상에 따른 압축기는 이와 같은 소음을 최소화하기 위한 구조를 제시한다. 이하, 이와 같은 구조를 자세하게 설명한다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기의 흡입밸브를 도시한 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 흡입밸브(200)에는, 상기 결합공(210)이 형성된 고정부(212) 및 상기 고정부(212)의 외측방향으로 연장되는 복수의 날개부(220)가 포함된다. 또한, 앞서 설명한 중심축(c)을 도시하였으며, 이는 상기 결합공(210)의 중심으로 이해될 수 있다.

상기 복수의 날개부(220)는 상기 결합공(210)을 중심으로 마주보는 복수의 쌍으로 형성된다. 예를 들어 도 8을 참조하면, 상기 복수의 날개부(220)에는, 상기 결합공(210)을 중심으로 마주보는 한 쌍의 제 1 날개부(220a) 및 제 2 날개부(220b)가 포함된다.

또한, 도 8과 같이 상기 한 쌍의 제 1 날개부(220a)와 상기 한 쌍의 제 2 날개부(220b)는 원주방향으로 서로 교차되어 배열될 수 있다. 이는 날개부가 4개로 마련된 예시적인 경우에 해당되며 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 날개부가 6개로 마련된 경우, 상기 결합공(210)을 중심으로 대칭을 이루는 3쌍의 날개부가 구비될 수 있다.

이때, 어느 한 쌍의 날개부(220)는 다른 어느 한 쌍의 날개부(220)와 서로 다른 길이로 상기 고정부(212)의 외측방향으로 연장된다. 자세하게는, 각 날개부(220)는 상기 결합공(210)의 중심(c)에서 반경방향 외측으로 가장 길게 연장된 반경방향최대길이를 갖고, 각 쌍의 날개부(220)는 서로 다른 반경방향최대길이를 갖는다.

예를 들어, 도 8을 참조하면, 상기 제 1 날개부(220a)는 상기 결합공(210)의 중심(c)에서 반경방향 외측으로 가장 길게 연장된 반경방향최대길이(l1)를 갖는다. 또한, 상기 제 2 날개부(220b)는 상기 결합공(210)의 중심(c)에서 반경방향 외측으로 가장 길게 연장된 반경방향최대길이(l2)를 갖는다.

이때, 상기 제 1 날개부(220a)의 반경방향최대길이(l1)와 상기 제 2 날개부(220b)의 반경방향최대길이(l2)는 서로 상이한 길이로 마련된다. 특히, 상기 제 1 날개부(220a)의 반경방향최대길이(l1)는 상기 제 2 날개부(220b)의 반경방향최대길이(l2)보다 길게 마련될 수 있다. 즉, 상기 제 1 날개부(220a)는 상기 제 2 날개부(220b)보다 상기 고정부(212)의 외측방향으로 더 연장될 수 있다.

또한, 상기 제 2 날개부(220b)의 반경방향최대길이(l2)는 상기 제 1 날개부(220a)의 반경방향최대길이(l1)의 0.9배 이상, 1배 미만일 수 있다. 이와 같은 수치는 실험적으로 구해진 값으로, 상기 흡입 밸브(200)의 거동 및 상기 흡입공(133)으로 유동되는 냉매의 속도값 등이 개선되는 값에 해당된다.

이와 같이, 서로 다른 길이로 상기 고정부(212)의 외측방향으로 연장된 각 쌍의 날개부(220a, 220b)는 서로 다른 고유진동수로 상기 흡입공(133)을 개폐시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 날개부(220a)는 제 1 고유진동수로 갖고, 상기 제 2 날개부(220b)는 상기 제 1 고유진동수와 다른 제 2 고유진동수를 갖는다.

특히, 앞서 예로 든 바와 같이 상기 제 1 날개부(220a)는 상기 제 2 날개부(220b)보다 상기 고정부(212)의 외측방향으로 더 연장되는 경우, 상기 제 2 고유진동수는 상기 제 1 고유진동수보다 크다. 예를 들어, 상기 제 1 고유진동수는 235hz이고, 상기 제 2 고유진동수는 391hz일 수 있다.

이와 같이, 각 날개부(220)가 서로 다른 고유진동수로 상기 흡입공(133)을 개폐함에 따라 소음이 저감될 수 있다. 자세하게는, 시간에 따른 전체적인 흡입 밸브의 열림량 및 토출 유체의 속도가 달라질 수 있다. 이에 대해서는 도 10을 참조하여 후술한다.

상기 복수의 날개부(220)는 앞서 설명한 바와 같이 수치는 상이하나, 서로 동일한 형상으로 마련될 수 있다. 자세하게는, 각 날개부(220)에는 상기 고정부(212)와 연결되며 유동공(222)을 형성하는 연결부(224) 및 상기 흡입공(133)을 개폐하는 차폐부(226)가 포함된다.

상기 유동공(240)은 상기 연결부(224)의 사이에 형성되고, 상기 흡입밸브(200)의 질량을 감소시킬 수 있다. 그리고, 상기 유동공(240)은, 개방된 흡입공(133)을 통하여 흡입되는 냉매의 유동저항을 줄이는 기능을 수행할 수 있다.

이와 같은 구조를 통해, 상기 복수의 날개부(220)는 상기 흡입공(133)을 개폐할 수 있다. 일반적으로 상기 흡입공(133)은 중심축(c)을 기준으로 동일한 반경길이만큼 이격되어 형성된다. 이와 같은 흡입공(133)의 위치에 대응하여 상기 차폐부(226)의 면적을 결정할 수 있다.

즉, 기존의 흡입공(133)의 위치에 대응하여 상기 날개부(220)의 형상을 변경할 수 있다. 반면, 상기 날개부(220)의 형상에 대응하여 상기 흡입공(133)의 위치를 변경할 수 있다. 이하, 이에 대하여 자세하게 설명한다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기의 피스톤을 전면에서 도시한 도면이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 피스톤(130)에는, 피스톤 본체(131) 및 상기 피스톤 본체(131)의 전면부에 형성되는 체결공(135) 및 흡입공(133)이 포함된다. 또한, 앞서 설명한 중심축(c)을 도시하였으며, 이는 상기 체결공(135)의 중심으로 이해될 수 있다. 또한, 이해의 편의상 상기 피스톤 본체(131)의 내주면(D)를 도시하였다.

상기 흡입공(133)은 상기 체결공(135)을 중심(c)에서 반경방향으로 소정의 반경길이만큼 이격되어 복수 개가 형성된다. 상기 복수 개의 흡입공(133)은 서로 동일한 형상 및 직경을 가질 수 있다.

이때, 상기 복수의 흡입공(133) 중 적어도 일부는 서로 다른 반경길이를 갖는다.

예를 들어, 도 9를 참조하면, 상기 흡입공(133)에는 제 1 반경길이(d1)를 갖는 제 1 흡입공(133a)과 제 2 반경길이(d2)를 갖는 제 2 흡입공(133b)이 포함되고, 상기 제 1 반경길이(d1)와 상기 제 2 반경길이(d2)는 서로 상이하다.

또한, 상기 제 1 반경길이(d1)는 상기 제 2 반경길이(d2)보다 길게 마련될 수 있다. 특히, 상기 제 2 반경길이(d2)는 상기 제 1 반경길이(d1)의 0.9배 이상, 1배 미만일 수 있다. 이와 같은 수치는 앞서 설명한 날개부의 반경방향최대길이와 대응되는 값에 해당되며 예시적인 값에 해당된다.

또한, 상기 복수의 흡입공(133)은, 상기 체결공(135)을 둘러싸도록 원주방향으로 이격되어 형성한다. 특히, 상기 복수의 흡입공(133)은, 상기 체결공(135)을 중심으로 대칭을 이루는 복수의 쌍으로 마련될 수 있다. 예를 들어, 도 9를 참조하면, 상기 체결공(135)의 중심(c)을 기준으로 상기 제 1 흡입공(133a) 및 상기 제 2 흡입공(133b)이 배치된다.

또한, 상기 체결공(135)을 중심으로 한 쌍의 제 1 흡입공(133a) 및 한 쌍의 제 2 흡입공(133b)이 원주방향으로 교차되어 배열된다. 이는 하나의 날개부에 의해 두 개의 흡입공이 개폐되는 경우를 예시적으로 도시 및 설명한 것이다. 즉, 이와 같은 형상에 한정되지 않으며 다양한 형태 및 개수로 마련될 수 있다.

상기 흡입공(133)은 상기 복수의 날개부(220)에 의해 각각 개폐될 수 있다. 자세하게는, 하나의 제 1 날개부(220a)에 의해 한 쌍의 제 1 흡입공(133a)이 개폐되고, 하나의 제 2 날개부(220b)에 의해 한 쌍의 제 2 흡입공(133b)이 개폐된다.

즉, 각 흡입공(133a, 133b)은 각 날개부(220a, 220b)와 대응되는 위치에 각각 배치된다. 그에 따라. 상기 한 쌍의 제 1 흡입공(133a)은 상기 제 1 날개부(220a)에 의해 제 1 고유진동수로 개폐되고, 상기 한 쌍의 제 2 흡입공(133b)은 상기 제 2 날개부(220b)에 의해 상기 제 1 고유진동수보다 큰 제 2 고유진동수로 개폐될 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기의 흡입밸브와 종래의 흡입밸브의 열림량을 비교하여 도시한 도면이다. 도 10은 어느 한 주기에서 흡입밸브의 열림량(mm)을 도시한 것이다.

도 10은 모두 동일한 길이로 상기 고정부의 외측방향으로 연장되는 복수의 날개부를 갖는 종래의 흡입밸브와 본 발명의 흡입밸브를 비교한 것이다. 또한, 본 발명의 흡입밸브는 실선으로, 종래의 흡입밸브는 점선으로 도시하였다.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 흡입밸브는 종래의 흡입밸브에 비해 적은 열림량을 갖는다. 즉, 흡입밸브의 날개부가 보다 적게 휘어지며 상기 피스톤과의 충격음이 적어진다. 이를 수치화하는 경우, 종래대비 약 18%의 충격량이 감소되고, 그와 대응되어 소음이 감소될 수 있다.

이와 같은 수치는 흡입밸브의 각 수치 및 형상에 따라 다르게 계산될 수 있다. 결과적으로, 복수의 날개부가 서로 다른 고유진동수로 흡입공을 개폐함에 따라 소음이 저감되며, 결합공을 중심으로 대칭을 이루기 때문에 냉매의 유동에 불균형을 주지 않는다.

10 : 압축기 130 : 피스톤
133 : 흡입공 134 : 밸브 체결부재
135 : 체결공 200 : 흡입밸브
210 : 결합공 212 : 고정부
220 : 날개부

Claims (15)

1. 압축공간으로 냉매를 흡입시키는 흡입공을 갖는 피스톤;
   상기 흡입공을 개폐시키도록 상기 피스톤의 일 측에 배치되는 흡입 밸브; 및
   상기 흡입 밸브를 상기 피스톤에 체결시키도록, 상기 피스톤에 결합되는 밸브 체결부재;가 포함되고,
   상기 흡입 밸브에는,
   상기 밸브 체결부재가 관통되는 결합공이 형성된 고정부; 및
   상기 고정부의 외측방향으로 연장되고, 상기 결합공의 중심에서 반경방향 외측으로 가장 길게 연장된 반경방향최대길이를 갖는 복수의 날개부;가 포함되며,
   상기 복수의 날개부는 상기 결합공을 중심으로 마주보는 복수의 쌍으로 형성되고,
   어느 한 쌍의 날개부의 반경방향최대길이는 다른 어느 한 쌍의 날개부의 반경방향최대길이보다 긴 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 날개부에는,
   상기 결합공을 중심으로 대칭을 이루는 한 쌍의 제 1 날개부; 및
   상기 제 1 날개부의 사이에 배치되고, 상기 결합공을 중심으로 대칭을 이루는 한 쌍의 제 2 날개부;가 포함되고,
   상기 제 1 날개부의 반경방향최대길이는 상기 제 2 날개부의 반경방향최대길이보다 긴 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 2 날개부의 반경방향최대길이는 상기 제 1 날개부의 반경방향최대길이의 0.9배 이상, 1배 미만인 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
4. 제 1 항에 있어서,
   각 쌍의 날개부는 서로 다른 고유진동수로 상기 흡입공을 개폐시키는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 복수의 날개부에는,
   상기 결합공을 중심으로 대칭을 이루며 제 1 고유진동수를 갖는 한 쌍의 제 1 날개부; 및
   상기 결합공을 중심으로 대칭을 이루며 상기 제 1 고유진동수보다 큰 제 2 고유진동수를 갖는 한 쌍의 제 2 날개부;가 포함되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 제 1 날개부와 상기 한 쌍의 제 2 날개부는 원주방향으로 서로 교차되어 배열되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 피스톤에는 상기 밸브 체결부재가 결합되는 체결공이 형성되고,
   상기 흡입공은 상기 체결공에서 반경방향으로 소정의 반경길이만큼 이격되어 복수 개가 형성되고,
   상기 복수의 흡입공 중 적어도 일부는 서로 다른 반경길이를 갖는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 복수의 흡입공은, 상기 체결공을 둘러싸도록 원주방향으로 이격되고, 상기 체결공을 중심으로 대칭을 이루는 복수의 쌍으로 마련되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 복수의 흡입공에는,
   제 1 반경길이를 갖는 적어도 하나의 제 1 흡입공; 및
   상기 제 1 반경길이보다 짧은 제 2 반경길이를 갖는 적어도 하나의 제 2 흡입공;이 포함되고,
   상기 제 2 반경길이는 상기 제 1 반경길이의 0.9배 이상, 1배 미만인 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡입공은 상기 복수의 날개부에 의해 각각 개폐되도록, 각 날개부와 대응되는 위치에 각각 배치되는 복수 개로 구비되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
11. 제 10 항에 있어서,
    복수의 흡입공은 상기 밸브 체결부재가 결합되는 체결공을 중심으로 대칭을 이루는 복수의 쌍으로 형성되고,
    어느 한 쌍의 흡입공은 다른 어느 한 쌍의 흡입공과 서로 다른 반경길이만큼 상기 체결공에서 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 날개부에는, 제 1 날개부 및 상기 제 1 날개부와 다른 길이로 상기 고정부의 외측방향으로 연장된 제 2 날개부가 포함되고,
    상기 흡입공에는, 제 1 흡입공 및 상기 제 1 흡입공과 상기 밸브 체결부재가 결합되는 체결공에서 반경방향으로 서로 다른 길이로 이격된 제 2 흡입공이 포함되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 결합공을 중심으로 상기 제 1 날개부 및 상기 제 2 날개부가 원주방향으로 교차되어 배열되고,
    상기 체결공을 중심으로 한 쌍의 제 1 흡입공 및 한 쌍의 제 2 흡입공이 원주방향으로 교차되어 배열되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 제 1 흡입공은 상기 제 1 날개부에 의해 제 1 고유진동수로 개폐되고,
    상기 한 쌍의 제 2 흡입공은 상기 제 2 날개부에 의해 상기 제 1 고유진동수보다 큰 제 2 고유진동수로 개폐되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 하나의 리니어 압축기를 포함하는 냉장고.

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