KR102073735B1 - 리니어 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기에는, 냉매 흡입부가 구비되는 쉘; 상기 쉘의 내부에 제공되는 실린더; 상기 실린더의 내부에서 왕복 운동하며, 내부에 냉매가 유동하는 유동 공간부를 형성하는 피스톤; 상기 피스톤에 구동력을 부여하며, 영구자석이 구비되는 모터 어셈블리; 상기 피스톤의 일측 단부에서 반경 방향으로 연장되며, 상기 피스톤의 유동 공간부에 연통되는 개구부 및 상기 개구부 외측의 결합면을 가지는 플랜지부; 상기 플랜지부의 결합면에 결합되며, 다수의 스프링에 의하여 지지되는 서포터; 및 상기 결합면으로부터 돌출되어, 상기 플랜지부와 서포터의 체결 과정에서 상기 플랜지부의 변형을 가이드 하는 보강부재가 포함된다.

Description

리니어 압축기{A linear compressor}
본 발명은 리니어 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 압축기(Compressor)는 전기모터나 터빈 등의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 공기나 냉매 또는 그 밖의 다양한 작동가스를 압축하여 압력을 높여주는 기계장치로서, 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 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축공간이 형성되고 롤러가 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축시키는 회전식 압축기(Rotary compressor) 및 선회 스크롤(Orbiting scroll)과 고정 스크롤(Fixed scroll) 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축공간이 형성되고 상기 선회 스크롤이 고정 스크롤을 따라 회전하면서 냉매를 압축시키는 스크롤식 압축기(Scroll compressor)로 구분될 수 있다.
최근에는 상기 왕복동식 압축기 중에서 특히 피스톤이 왕복 직선 운동하는 구동모터에 직접 연결되도록 하여 운동전환에 의한 기계적인 손실이 없이 압축효율을 향상시킬 수 있고 간단한 구조로 구성되는 리니어 압축기가 많이 개발되고 있다.
보통, 리니어 압축기는 밀폐된 쉘 내부에서 피스톤이 리니어 모터에 의해 실린더 내부에서 왕복 직선 운동하도록 움직이면서 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음 토출시키도록 구성된다.
상기 리니어 모터는 이너 스테이터 및 아우터 스테이터 사이에 영구자석이 위치되도록 구성되며, 영구자석은 영구자석과 이너(또는 아우터) 스테이터 간의 상호 전자기력에 의해 직선 왕복 운동하도록 구동된다. 그리고, 상기 영구자석이 피스톤과 연결된 상태에서 구동됨에 따라, 피스톤이 실린더 내부에서 왕복 직선운동하면서 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키도록 한다.
종래의 리니어 압축기와 관련하여, 본 출원인은 특허출원(이하, 종래 출원)을 실시한 바 있다 (공개번호 10-2010-0010421).
상기 종래 출원에 따른 리니어 압축기에는, 리니어 모터로서 아우터 스테이터(240), 이너 스테이터(220) 및 영구자석(260)이 포함되고, 피스톤(130)의 일단은 영구자석(260)과 연결된다.
상기 영구자석(260)과, 이너 스테이터(220) 및 아우터 스테이터(240)의 상호 전자기력에 의해 영구자석(260)이 왕복 직선운동하면, 상기 피스톤(130)은 상기 영구자석(260)과 함께 실린더(130)의 내부에서 왕복 직선운동한다.
이러한 종래 기술에 의하면, 피스톤이 실린더의 내부에서 반복적으로 이동하는 과정에서, 실린더와 피스톤간에 간섭이 이루어져 상기 실린더 또는 피스톤에 마모가 발생할 수 있다.
특히, 피스톤이 주변 구성과 체결되는 과정에서 피스톤에 소정의 압력(체결 압력)이 작용하고 상기 압력에 의하여 피스톤에 변형이 발생하는 경우, 상기 실린더와 피스톤간의 간섭은 더 많이 발생될 수 있다.
또한, 피스톤과 실린더의 조립 과정에서 약간의 오차가 발생하는 경우, 압축가스가 외부로 누설되는 현상이 발생되고 이에 따라 상기 마모가 더 많이 발생되는 문제점이 있었다.
이와 같이, 실린더와 피스톤에 간섭이 발생하면서, 상기 피스톤과 연결된 영구자석과, 상기 이너 스테이터 및 아우터 스테이터간에 간섭이 발생되어 부품의 손상이 발생되는 문제점이 있었다.
그리고, 종래의 리니어 압축기의 경우, 실린더 또는 피스톤이 자성체로 구성되어 상기 리니어 모터에서 발생된 자속(flux)이 상기 실린더 또는 피스톤을 통하여 외부로 누설되는 양이 많게 되고, 이에 따라 압축기의 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 피스톤의 변형을 방지하는 리니어 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기에는, 냉매 흡입부가 구비되는 쉘; 상기 쉘의 내부에 제공되는 실린더; 상기 실린더의 내부에서 왕복 운동하며, 내부에 냉매가 유동하는 유동 공간부를 형성하는 피스톤; 상기 피스톤에 구동력을 부여하며, 영구자석이 구비되는 모터 어셈블리; 상기 피스톤의 일측 단부에서 반경 방향으로 연장되며, 상기 피스톤의 유동 공간부에 연통되는 개구부 및 상기 개구부 외측의 결합면을 가지는 플랜지부; 상기 플랜지부의 결합면에 결합되며, 다수의 스프링에 의하여 지지되는 서포터; 및 상기 결합면으로부터 돌출되어, 상기 플랜지부와 서포터의 체결 과정에서 상기 플랜지부의 변형을 가이드 하는 보강부재가 포함된다.
또한, 상기 보강부재는 복수 개가 제공되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 개구부의 중심을 가로지르는 가상의 연장선이 규정되고, 상기 복수의 보강부재는 상기 연장선으로부터 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수의 보강부재는 상기 연장선을 중심으로 대칭되어 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 개구부의 중심을 가로지르는 가상의 제 1 연장선 및 상기 제 1 연장선에 수직한 방향으로 연장되는 가상의 제 2 연장선이 규정되고, 상기 제 1 연장선으로부터 상기 보강부재까지의 최단 거리(H2)는, 상기 제 2 연장선상에서, 상기 개구부의 중심으로부터 상기 보강부재까지의 최단 거리(H1)보다 크게 형성된다.
또한, 상기 플랜지부에는, 체결부재에 의하여 상기 서포터의 체결 홀에 결합되는 다수의 체결 홀이 형성되고, 상기 보강부재는 상기 다수의 체결 홀을 커버하는 영역에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서포터에는, 상기 쉘 내부에 존재하는 냉매 가스의 유동을 가이드 하는 서포터 연통홀이 형성되고, 상기 플랜지부에는 상기 서포터 연통홀에 결합되는 플랜지 연통홀이 형성되며, 상기 보강부재는 상기 플랜지 연통홀을 커버하는 영역에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스프링에는, 상기 서포터의 상부측 및 하부측에 제공되는 다수의 제 1 스프링; 및 상기 서포터의 좌측 및 우측에 제공되는 다수의 제 2 스프링이 포함된다.
또한, 상기 서포터의 일측에 제공되며, 상기 다수의 제 1 스프링이 결합되는 스테이터 커버; 및 상기 서포터의 타측에 제공되며, 상기 다수의 제 2 스프링이 결합되는 백 커버가 더 포함된다.
또한, 상기 다수의 제 1 스프링에 의하여, 상기 스테이터 커버로부터 작용하는 힘의 방향은, 상기 다수의 제 2 스프링에 의하여, 상기 백 커버로부터 작용하는 힘의 방향과 반대 방향인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보강 부재는, 상기 서포터의 상부측에 대응하는 상기 결합면의 상부측 또는 상기 서포터의 하부측에 대응하는 상기 결합면의 하부측에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 영구자석에 결합되는 연결부재; 및 상기 연결부재의 내측면과 상기 플랜지부의 사이에 배치되어, 상기 피스톤의 진동을 저감하는 피스톤 가이드가 더 포함된다.
또한, 상기 플랜지부, 서포터, 연결부재 및 피스톤 가이드는 체결 부재에 의하여 동시에 체결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보강 부재는 상기 피스톤 가이드에 접하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 피스톤과 실린더는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 의하면, 피스톤의 플랜지부에 보강리브가 제공되므로 상기 플랜지부가 서포터에 제 1 체결되는 과정에서 일방향으로의 변형을 유도할 수 있게 된다. 그리고, 상기 서포터에 탄성부재가 제 2 체결되는 과정에서 타방향으로의 변형이 발생될 수 있으므로, 제 1,2 체결이 완료된 후에는 상기 변형들이 상쇄되어 상기 플랜지부의 변형을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
상기 플랜지부의 변형이 방지될 수 있으므로 피스톤에 작용하는 압력(체결 압력)이 작아지게 되고 이에 따라 피스톤의 변형 또한 방지될 수 있다. 결국, 피스톤의 왕복운동간 실린더와 피스톤의 간섭현상이 감소되므로, 상기 실린더 또는 피스톤의 마모가 줄어들 수 있다는 효과가 있다.
또한, 실린더와 피스톤이 비자성체, 특히 알루미늄 재질로 구성되어 모터 어셈블리에서 발생된 자속이 실린더의 외부로 누설되는 현상을 방지할 수 있으므로, 압축기의 효율을 개선할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 모터 어셈블리에 제공되는 영구자석을 저렴한 페라이트(ferrite) 소재로 구성함으로써 압축기의 제작비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기의 내부 구성을 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기의 구동장치의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 피스톤 어셈블리의 구성을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기의 주요 구성을 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 피스톤 어셈블리와 서포터의 결합모습을 보여주는 단면도이다.
도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 피스톤 어셈블리와 서포터의 체결시 작용하는 힘의 모습을 보여주는 도면이다.
도 8b는 도 8a의 체결 과정에서, 피스톤 어셈블리의 플랜지부에 작용하는 변형의 모습을 보여주는 도면이다.
도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 서포터에 스프링의 체결시 작용하는 힘의 모습을 보여주는 도면이다.
도 9b는 도 9a의 체결 과정에서, 피스톤 어셈블리의 플랜지부에 작용하는 변형의 모습을 보여주는 도면이다.
도 10은 도 8a 및 도 9a의 체결 완료후, 피스톤 어셈블리의 플랜지부 형상을 보여주는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기의 내부 구성을 보여주는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기(10)에는, 쉘(100)의 내부에 제공되는 실린더(120)와, 상기 실린더(120)의 내부에서 왕복 직선운동하는 피스톤(130) 및 상기 피스톤(130)에 구동력을 부여하는 모터 어셈블리(200)가 포함된다. 상기 쉘(100)은 상부 쉘 및 하부 쉘이 결합되어 구성될 수 있다.
상기 실린더(120)는 비자성체인 알루미늄 소재(알루미늄 또는 알루미늄 합금)로 구성될 수 있다.
상기 실린더(120)가 알루미늄 소재로 구성됨으로써, 상기 모터 어셈블리(200)에서 발생된 자속이 상기 실린더(120)에 전달되어 상기 실린더(120)의 외부로 누설되는 현상을 방지할 수 있다. 그리고, 상기 실린더(120)는 압출봉 가공방법에 의하여 형성될 수 있다.
상기 피스톤(130)은 비자성체인 알루미늄 소재(알루미늄 또는 알루미늄 합금)로 구성될 수 있다. 상기 피스톤(130)이 알루미늄 소재로 구성됨으로써, 모터 어셈블리(200)에서 발생된 자속이 상기 피스톤(130)에 전달되어 상기 피스톤(130)의 외부로 누설되는 현상을 방지할 수 있다. 그리고, 상기 피스톤(130)은 단조 방법에 의하여 형성될 수 있다.
그리고, 상기 실린더(120)와 피스톤(130)의 소재 구성비, 즉 종류 및 성분비는 동일할 수 있다. 상기 피스톤(130)과 실린더(120)가 동일한 소재(알루미늄)로 구성됨으로써 열팽창 계수가 서로 같게 된다. 리니어 압축기(10)의 운전간, 상기 쉘(100) 내부는 고온(약 100℃)의 환경이 조성되는데, 상기 피스톤(130)과 실린더(120)의 열팽창 계수가 동일하므로, 상기 피스톤(130)과 실린더(120)는 동일한 양만큼 열변형 될 수 있다.
결국, 피스톤(130)과 실린더(120)가 서로 다른 크기 또는 방향으로 열변형 되어 피스톤과(130)의 운동간에 상기 실린더(120)와 간섭이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
상기 쉘(100)에는, 냉매가 유입되는 흡입부(101) 및 상기 실린더(120)의 내부에서 압축된 냉매가 배출되는 토출부(105)가 포함된다. 상기 흡입부(101)를 통하여 흡입된 냉매는 흡입 머플러(140)를 거쳐 상기 피스톤(130)의 내부로 유동한다. 냉매가 상기 흡입 머플러(140)를 통과하는 과정에서, 소음이 저감될 수 있다.
상기 실린더(120)의 내부에는, 상기 피스톤(130)에 의하여 냉매가 압축되는 압축 공간(P)이 형성된다. 그리고, 상기 피스톤(130)에는, 상기 압축 공간(P)으로 냉매를 유입시키는 흡입공(131a)이 형성되며, 상기 흡입공(131a)의 일측에는 상기 흡입공(131a)을 선택적으로 개방하는 흡입 밸브(132)가 제공된다.
상기 압축 공간(P)의 일측에는, 상기 압축 공간(P)에서 압축된 냉매를 배출시키기 위한 토출밸브 어셈블리(170,172,174)가 제공된다. 즉, 상기 압축 공간(P)은 상기 피스톤(130)의 일측 단부와 토출밸브 어셈블리(170,172,174)의 사이에 형성되는 공간으로서 이해된다.
상기 토출밸브 어셈블리(170,172,174)에는, 냉매의 토출 공간을 형성하는 토출 커버(172)와, 상기 압축 공간(P)의 압력이 토출압력 이상이 되면 개방되어 냉매를 상기 토출 공간으로 유입시키는 토출 밸브(170) 및 상기 토출 밸브(170)와 토출 커버(172)의 사이에 제공되어 축 방향으로 탄성력을 부여하는 밸브 스프링(174)이 포함된다. 여기서, 상기 "축 방향"이라 함은, 상기 피스톤(130)이 왕복운동 하는 방향, 즉 도 1에서 가로 방향으로 이해될 수 있다.
상기 흡입 밸브(132)는 상기 압축 공간(P)의 일측에 형성되고, 상기 토출 밸브(170)는 상기 압축 공간(P)의 타측, 즉 상기 흡입 밸브(132)의 반대측에 제공될 수 있다.
상기 피스톤(130)이 상기 실린더(120)의 내부에서 왕복 직선운동 하는 과정에서, 상기 압축공간(P)의 압력이 상기 토출압력보다 낮고 흡입압력 이하가 되면 상기 흡입 밸브(132)가 개방되어 냉매는 상기 압축 공간(P)으로 흡입된다. 반면에, 상기 압축공간(P)의 압력이 상기 흡입압력 이상이 되면 상기 흡입 밸브(132)가 닫힌 상태에서 상기 압축공간(P)의 냉매가 압축된다.
한편, 상기 압축공간(P)의 압력이 상기 토출압력 이상이 되면, 상기 밸브 스프링(174)이 변형하여 상기 토출 밸브(170)를 개방시키고, 냉매는 상기 압축공간(P)으로부터 토출되어, 토출 커버(172)의 토출공간으로 배출된다.
그리고, 상기 토출 공간의 냉매는 상기 토출 머플러(176)를 거쳐 루프 파이프(178)로 유입된다. 상기 토출 머플러(176)는 압축된 냉매의 유동 소음을 저감시킬 수 있으며, 상기 루프 파이프(178)는 압축된 냉매를 상기 토출부(105)로 가이드 한다. 상기 루프 파이프(178)는 상기 토출 머플러(176)에 결합되어 굴곡지게 연장되며, 상기 토출부(105)에 결합된다.
상기 리니어 압축기(10)에는, 프레임(110)이 더 포함된다. 상기 프레임(110)은 상기 실린더(120)를 고정시키는 구성으로서, 상기 실린더(120)와 일체로 구성되거나 별도의 체결부재에 의하여 체결될 수 있다. 그리고, 상기 토출 커버(172) 및 토출 머플러(176)는 상기 프레임(110)에 결합될 수 있다.
상기 모터 어셈블리(200)에는, 상기 프레임(110)에 고정되어 상기 실린더(120)를 둘러싸도록 배치되는 아우터 스테이터(210)와, 상기 아우터 스테이터(210)의 내측으로 이격되어 배치되는 이너 스테이터(220) 및 상기 아우터 스테이터(210)와 이너 스테이터(220)의 사이 공간에 위치하는 영구자석(230)이 포함된다.
상기 영구자석(230)은, 상기 아우터 스테이터(210) 및 이너 스테이터(220)와의 상호 전자기력에 의하여 직선 왕복 운동할 수 있다. 그리고, 상기 영구자석(230)은 1개의 극을 가지는 단일 자석으로 구성되거나, 3개의 극을 가지는 다수의 자석이 결합되어 구성될 수 있다.
그리고, 상기 영구자석(230)은 상대적으로 저렴한 페라이트 소재로 구성될 수 있다.
상기 영구자석(230)은 연결부재(138)에 의하여 상기 피스톤(130)에 결합될 수 있다. 상기 연결부재(138)는 상기 피스톤(130)의 일측 단부로부터 상기 영구자석(130)으로 연장될 수 있다. 상기 영구자석(230)이 직선 이동함에 따라, 상기 피스톤(130)은 상기 영구자석(230)과 함께 축 방향으로 직선 왕복 운동할 수 있다.
상기 아우터 스테이터(210)에는, 코일 권선체(213,215) 및 스테이터 코어(211)가 포함된다.
상기 코일 권선체(213,215)에는, 보빈(213) 및 상기 보빈(213)의 원주 방향으로 권선된 코일(215)이 포함된다. 상기 코일(215)의 단면은 다각형 형상을 가질 수 있으며, 일례로 육각형의 형상을 가질 수 있다.
상기 스테이터 코어(211)는 복수 개의 라미네이션(lamination)이 원주 방향으로 적층되어 구성되며, 상기 코일 권선체(213,215)를 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상기 모터 어셈블리(200)에 전류가 인가되면, 상기 코일(215)에 전류가 흐르게 되고, 상기 코일(215)에 흐르는 전류에 의해 상기 코일(215) 주변에 자속(flux)이 형성되며, 상기 자속은 상기 아우터 스테이터(210) 및 이너 스테이터(220)를 따라 폐회로를 형성하면서 흐르게 된다.
상기 아우터 스테이터(210)와 이너 스테이터(220)를 따라 흐르는 자속과, 상기 영구자석(230)의 자속이 상호 작용하여, 상기 영구자석(230)을 이동시키는 힘이 발생될 수 있다.
상기 아우터 스테이터(210)의 일측에는 스테이터 커버(240)가 제공된다. 상기 아우터 스테이터(210)의 일측단은 상기 프레임(110)에 의하여 지지되며, 타측단은 상기 스테이터 커버(240)에 의하여 지지될 수 있다.
상기 이너 스테이터(220)는 상기 실린더(120)의 외주에 고정된다. 그리고, 상기 이너 스테이터(220)는 복수 개의 라미네이션이 상기 실린더(120)의 외측에서 원주 방향으로 적층되어 구성된다.
상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 피스톤(130)을 지지하는 서포터(135) 및 상기 피스톤(130)으로부터 상기 흡입부(101)를 향하여 연장되는 백 커버(115)가 더 포함된다. 상기 백 커버(115)는 상기 흡입 머플러(140)의 적어도 일부분을 커버하도록 배치될 수 있다.
상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 피스톤(130)이 공진 운동할 수 있도록 각 고유 진동수가 조절된, 탄성부재인 복수의 스프링(151,155)이 포함된다.
상기 복수의 스프링(151,155)에는, 상기 서포터(135)와 스테이터 커버(240)의 사이에 지지되는 제 1 스프링(151) 및 상기 서포터(135)와 백 커버(115)의 사이에 지지되는 제 2 스프링(155)이 포함된다. 상기 제 1 스프링(151) 및 제 2 스프링(155)의 탄성 계수는 동일하게 형성될 수 있다.
상기 제 1 스프링(151)은 상기 실린더(120) 또는 피스톤(130)의 상측 및 하측에 복수 개가 제공될 수 있으며, 상기 제 2 스프링(155)은 상기 실린더(120) 또는 피스톤(130)의 전방으로 복수 개가 제공될 수 있다.
여기서, 상기 "전방"이라 함은 상기 피스톤(130)으로부터 상기 흡입부(101)를 향하는 방향으로서 이해될 수 있다. 즉, 상기 흡입부(101)로부터 상기 토출밸브 어셈블리(170,172,174)를 향하는 방향을 "후방"이라 이해될 수 있다. 이 용어는 이하의 설명에서도 동일하게 사용될 수 있다.
상기 쉘(100)의 내부 바닥면에는 소정의 오일이 저장될 수 있다. 그리고, 상기 쉘(100)의 하부에는 오일을 펌핑하는 오일 공급장치(160)가 제공될 수 있다. 상기 오일 공급장치(160)는 상기 피스톤(130)이 왕복 직선운동 함에 따라 발생되는 진동에 의하여 작동되어 오일을 상방으로 펌핑할 수 있다.
상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 오일 공급장치(160)로부터 오일의 유동을 가이드 하는 오일 공급관(165)이 더 포함된다. 상기 오일 공급관(165)은 상기 오일 공급장치(160)로부터 상기 실린더(120)와 피스톤(130)의 사이 공간까지 연장될 수 있다.
상기 오일 공급장치(160)로부터 펌핑된 오일은 상기 오일 공급관(165)을 거쳐 상기 실린더(120)와 피스톤(130)의 사이 공간으로 공급되어, 냉각 및 윤활 작용을 수행한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기의 구동장치의 구성을 보여주는 분해 사시도이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 피스톤 어셈블리의 구성을 보여주는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기의 주요 구성을 보여주는 단면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 피스톤 어셈블리와 서포터의 결합모습을 보여주는 단면도이다.
도 2 내지 도 7을 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기의 구동장치에는, 실린더(120)의 내부에서 왕복 운동 가능하게 제공되는 피스톤(130)과, 상기 피스톤(130)의 단부로부터 상기 영구자석(230)을 향하여 연장되는 연결부재(138) 및 상기 연결부재(138)이 단부에 결합되는 영구자석(230)이 포함된다.
그리고, 상기 구동장치에는, 상기 영구자석(230)의 외측을 감싸도록 제공되는 테이핑 부재(139)가 포함된다. 상기 테이핑 부재(139)에는, 유리 섬유와 수지(resin)가 혼합되어 구성될 수 있다. 상기 테이핑 부재(139)는 상기 영구자석(230)과 연결부재(138)의 결합상태를 견고하게 유지시킬 수 있다.
상기 연결부재(138)의 내측에는, 상기 피스톤(130)의 플랜지부(300, 도 3 참조)에 결합되는 피스톤 가이드(350, 도 6 참조)가 제공된다. 상기 피스톤 가이드(350)는 상기 플랜지부(300)와 연결부재(138)의 내측면 사이에 개입될 수 있다.
상기 피스톤 가이드(350)는 상기 피스톤(130)의 플랜지부(300)를 지지하여 상기 피스톤(130) 또는 플랜지부(330)에 작용하는 하중을 감소시키는 기능을 수행한다. 상기 피스톤(130)과 플랜지부(330)를 합하여 "피스톤 어셈블리"라 이름한다.
상기 연결부재(138)의 외측, 즉 상기 연결부재(138)의 전방에는 상기 피스톤 어셈블리를 움직임 가능하게 지지하기 위한 서포터(135)가 제공된다. 상기 서포터(135)는 스프링(151,155)에 의하여 상기 리니어 압축기(10)의 내측에 탄성 지지될 수 있다.
상기 서포터(135)에는, 상기 스프링(151,1565)이 결합되는 다수의 스프링 안착부(136,137)가 포함된다.
상세히, 상기 다수의 스프링 안착부(136,137)에는, 상기 제 1 스프링(151)의 단부가 안착되는 다수의 제 1 스프링 안착부(136)가 포함된다. 상기 다수의 제 1 스프링 안착부(136)는 상기 서포터(135)의 상부 및 하부에 각각 제공될 수 있다.
일례로, 상기 서포터(135)의 상부에 2개의 제 1 스프링 안착부(136)가 제공되고, 상기 서포터(135)의 하부에 2개의 제 1 스프링 안착부(136)가 제공된다. 따라서, 2개의 제 1 스프링(151)의 일측 단부는 상기 서포터(135)의 상부에 결합되고, 다른 2개의 제 1 스프링(151)의 일측 단부는 상기 서포터(135)의 하부에 결합된다.
그리고, 4개의 제 1 스프링(151)의 타측 단부는, 상기 서포터(135)의 상측 및 하측에 제공되는 스테이터 커버(240)에 결합된다. 상기 서포터(135)는 상기 다수의 제 1 스프링(151)에 의하여 상기 스테이터 커버(240)로부터 힘 또는 하중을 받게 된다 (도 9a 참조).
상기 다수의 스프링 안착부(136,137)에는, 상기 제 2 스프링(155)의 단부가 안착되는 다수의 제 2 스프링 안착부(137)가 포함된다. 상기 다수의 제 2 스프링 안착부(137)는 상기 서포터(135)의 좌측부 및 우측부에 각각 제공될 수 있다.
일례로, 상기 서포터(135)의 좌측부에 2개의 제 2 스프링 안착부(137)가 제공되고, 상기 서포터(135)의 우측부에 2개의 제 2 스프링 안착부(137)가 제공된다. 따라서, 2개의 제 2 스프링(155)의 일측 단부는 상기 서포터(135)의 좌측부에 결합되고, 다른 2개의 제 2 스프링(155)의 일측 단부는 상기 서포터(135)의 우측부에 결합된다.
그리고, 4개의 제 2 스프링(155)의 타측 단부는, 상기 피스톤(130)의 전방에 제공되는 백 커버(115)에 결합된다. 상기 서포터(135)는 상기 다수의 제 2 스프링(155)에 의하여 상기 백 커버(115)로부터 후방을 향하는 힘 또는 하중을 받게 된다. 상기 제 1 스프링(151) 및 제 2 스프링(155)의 탄성계수는 동일하므로, 상기 4개의 제 2 스프링(155)에 의하여 작용하는 힘은, 상기 4개의 제 1 스프링(151)에 의하여 작용하는 힘의 크기와 유사할 수 있다 (도 9a 참조).
상기 서포터(135)의 중심부로부터 상기 제 1 스프링 안착부(136)를 향하는 방향(상부 또는 하부)를 연결하는 제 1 가상선과, 상기 서포터(135)의 중심부로부터 상기 제 2 스프링 안착부(137)를 향하는 방향(좌측부 또는 우측부)를 연결하는 제 2 가상선은 대략 수직하게 교차될 수 있다.
상기 서포터(135)에는, 체결부재(158)가 결합되는 다수의 결합홀(135b,135c)이 형성된다. 상기 다수의 결합홀(135b,135c)에는, 다수의 서포터 체결홀(135b) 및 다수의 서포터 조립홀(135c)이 포함된다. 상기 다수의 서포터 체결홀(135b)는 상기 서포터(135)의 상부 및 하부에 형성되고, 상기 다수의 서포터 조립홀(135c)은 상기 서포터(135)의 좌우 양측에 형성될 수 있다.
일례로, 상기 서포터 체결홀(135b)은 상부에 2개, 하부에 2개가 형성되고, 상기 서포터 조립홀(135c)은 좌측에 1개, 우측에 1개 형성될 수 있다. 그리고, 상기 서포터 체결홀(135b)과 서포터 조립홀(135c)은 서로 다른 크기로 형성될 수 있다.
상기 연결부재(138)와, 피스톤 가이드(350) 및 피스톤 어셈블리의 플랜지부(300)에는, 상기 다수의 홀(135b,135c)에 대응되는 결합 홀들이 각각 형성된다. 상기 체결부재(158)는 상기 결합 홀들을 관통하여, 상기 연결부재(138), 피스톤 가이드(350) 및 플랜지부(300)에 결합될 수 있다.
일례로, 상기 연결부재(138)에는, 상기 서포터 체결홀(135b) 및 서포터 조립홀(135c)에 각각 대응되는 연결부재 체결홀(138b) 및 연결부재 조립홀(138c)이 형성될 수 있다.
상기 플랜지부(300)는, 상기 체결부재(158)에 의한 체결 과정에서 체결 하중 또는 체결 압력이 작용하여 소정 방향으로 변형되는 성질을 가질 수 있다. 특히, 상기 플랜지부(300)는 연한 성질을 가지는 알루미늄 재질로 구성될 수 있으며, 이에 따라 변형되는 양이 커질 가능성이 있다. 이와 관련한 자세한 설명은 후술한다.
한편, 상기 서포터(135)에는, 상기 리니어 압축기(10)의 내부에 존재하는 가스 유동의 저항을 감소시키기 위한 서포터 연통홀(135a)이 형성된다. 상기 서포터 연통홀(135a)는 상기 서포터(135)의 적어도 일부분이 절개되어 형성되며,상기 서포터(135)의 상부 및 하부에 각각 형성될 수 있다.
그리고, 상기 연결부재(138)와, 피스톤 가이드(350) 및 피스톤 어셈블리의 플랜지부(300)에는, 상기 서포터 연통홀(135a)에 대응되는 연통 홀들이 각각 형성된다. 일례로, 상기 연결부재(138)에는, 상기 서포터 연통홀(135a)에 대응되는 연결부재 연통홀(138a)이 형성될 수 있다. 가스가 상기 연결부재(138), 피스톤 가이드(350), 플랜지부(300) 및 서포터(135)에 형성된 연통홀들을 통하여 유동됨으로써 유동 저항이 감소될 수 있다.
상기 구동 장치에는, 상기 서포터(135)에 결합되어 상기 구동 장치의 구동과정에서 발생되는 진동을 저감하기 위한 밸런스 웨이트(145,balance weight)가 포함된다. 상기 밸런스 웨이트(145)는 상기 서포터(135)의 전면에 결합될 수 있다.
상기 밸런스 웨이트(145)에는, 상기 서포터 체결홀(135b)에 대응하는 다수의 웨이트 체결홀 및 상기 서포터 연통홀(135a)에 대응하는 웨이트 연통홀이 형성된다. 상기 밸런스 웨이트(145)는 상기 체결부재(158)에 의하여, 상기 서포터(135), 연결부재(138) 및 피스톤의 플랜지부(300)에 결합될 수 있다.
상기 구동 장치에는, 냉매의 유동소음을 저감하기 위한 흡입 머플러(140)가 더 포함된다. 상기 흡입 머플러(140)는 상기 서포터(135), 밸런스 웨이트(145), 연결부재(138) 및 피스톤의 플랜지부(300)를 관통하여 상기 실린더(120)의 내부로 연장될 수 있다. 그리고, 상기 흡입 머플러(140)의 적어도 일부분은 상기 플랜지부(300)와 피스톤 가이드(350)의 사이에 개입되어, 위치 고정될 수 있다(도 6 참조).
도 3을 참조하여, 피스톤 어셈블리(130,300)의 구성에 대하여 설명한다.
상기 피스톤 어셈블리(130,300)에는, 실린더(120)의 내부에 왕복운동 가능하게 제공되는 피스톤(130) 및 상기 피스톤(130)의 일측 단부로부터 반경 방향으로 연장되는 플랜지부(300)가 포함된다.
상기 피스톤(130)은 중공의 원통 형상을 가지며, 내부에는 냉매가 유동하는유동 공간부(130a)가 규정된다. 상기 흡입부(101)를 통하여 리니어 압축기(10)로 유입된 냉매는 상기 흡입 머플러(140)를 거쳐 상기 유동 공간부(130a)로 유동한다.
상기 피스톤(130)에는, 상기 압축 공간(P)을 바라보는 일면, 즉 압축면(131)이 포함된다. 상기 압축면(131)은 상기 압축 공간(P)을 규정하는 일면으로 이해될 수 있다. 상기 압축면(131)에는, 냉매가 상기 압축 공간(P)으로 흡입되도록 하는 흡입공(131a)이 형성된다.
그리고, 상기 피스톤(130)의 압축면(131)에는, 움직임 가능하게 제공되는 흡입 밸브(132)가 결합된다. 상기 흡입 밸브(132)는 상기 압축면(131)에 결합되어 상기 흡입공(131a)을 선택적으로 개방할 수 있다.
상기 플랜지부(300)에는, 상기 피스톤 가이드(350)에 결합되는 결합면(310) 및 상기 결합면(310)에 결합되며 상기 플랜지부(300)의 변형을 가이드 하는 "보강부재"로서의 보강리브(320)가 포함된다.
상기 결합면(310)은 플랫(flat)한 면을 형성한다. 그리고, 상기 결합면(310)의 내측에는, 상기 유동 공간부(130a)에 연통하는 개구부(305)가 형성된다. 상기 개구부(305)는 냉매가 상기 유동 공간부(130a)로 유입하기 위한 "입구부"로서 이해될 수 있으며, 상기 피스톤(130)의 외형에 대응하여 대략 원형으로 형성될 수 있다.
상기 플랜지부(300)에는, 체결부재(158)에 의하여 결합되는 다수의 결합홀(311,313)이 형성된다. 상기 다수의 홀(311,313)에는, 다수의 플랜지 조립홀(311) 및 다수의 플랜지 체결홀(313)이 포함된다.
상기 다수의 플랜지 조립홀(311)은 상기 서포터(135)의 서포터 조립홀(135c)과 대응되는 위치에 형성되며, 상기 다수의 플랜지 체결홀(313)은 상기 서포터(135)의 서포터 체결홀(135b)과 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 즉, 상기 플랜지 조립홀(311)은 플랜지부(300)의 좌측부 및 우측부에 형성되고, 상기 플랜지 체결홀(313)은 상기 플랜지부(300)의 상부 및 하부에 형성될 수 있다.
일례로, 상기 플랜지 조립홀(311)은 상기 좌측부 및 우측부에 각각 1개씩 형성되고, 상기 플랜지 체결홀(313)은 상기 상부 및 하부에 각각 2개씩 형성될 수 있다.
상기 플랜지부(300)에는, 다수의 플랜지 연통홀(315)이 형성된다. 상기 다수의 플랜지 연통홀(315)은 상기 서포터 연통홀(135a)에 대응하는 위치, 즉 상기 플랜지부(200)의 상부 및 하부에 형성될 수 있다. 일례로, 상기 플랜지 연통홀(315)은 상부에 2개, 하부에 2개 형성될 수 있다.
상기 보강리브(320)는 플랫한 상기 결합면(310)으로부터 상기 서포터(135) 또는 피스톤 가이드(350) 방향으로 돌출되도록 구성된다 (도 7 참조). 즉, 상기 보강리브(320)는 상기 플랜지부(300)의 결합면(310)과 서포터(135)의 사이에 개입될 수 있다. 그리고, 상기 보강리브(320)는 상기 결합면(310)의 일부분에만 구비될 수 있다.
상세히, 상기 보강리브(320)는 상기 결합면(310)의 상부 및 하부에 각각 제공될 수 있다. 여기서, 상기 결합면(310)의 상부 및 하부라 함은, 상기 서포터(135)의 상부 및 하부에 대응되는 영역으로 이해된다. 즉, 상기 보강리브(320)는 상기 결합면(310)의 전체 영역 중 상부 및 하부에 규정되는 일부 영역을 커버하도록 배치될 수 있다.
일례로, 상기 보강리브(320)는, 상기 결합면(310) 중 상기 플랜지 체결홀(313) 및 플랜지 연통홀(315)이 형성되는 상부 및 하부에 제공될 수 있다. 즉, 상기 보강리브(320)는 상기 플랜지 체결홀(313)이 위치하는 영역에 형성될 수 있다.
반면에, 상기 보강리브(320)는, 상기 결합면(310) 중 상기 플랜지 조립홀(311)이 형성되는 좌측부 및 우측부에는 구비되지 않을 수 있다. 상기 플랜지부(300) 중 상기 보강리브(320)가 제공되는 부분의 강도는 상기 보강리브(320)가 제공되지 않는 부분의 강도에 비하여 클 수 있다.
즉, 상기 보강리브(320)는 서로 이격되어 복수 개가 제공될 수 있다. 그리고, 복수의 보강리브(320)는 상기 플랜지부(300)의 중심, 즉 상기 개구부(305)의 중심을 기준으로 대칭되도록 배치될 수 있다.
상세히, 도 5를 참조하면, 상기 개구부(305)의 중심(C)으로부터 상기 플랜지부(300)의 좌측부 및 우측부로 연장되는 가상의 제 1 연장선(ℓ1)과, 상기 플랜지부(300)의 상부 및 하부로 연장되는 제 2 연장선(ℓ2)은 서로 교차하도록 위치된다.
상기 복수의 보강리브(320)는 상기 제 1 연장선(ℓ1)을 중심으로 양측에 대칭되도록 배치되며, 상기 복수의 보강리브(320)는 상기 제 1 연장선(ℓ1)으로부터 이격 배치될 수 있다.
상기 제 1 연장선(ℓ1)은 상기 플랜지 조립홀(311)을 지나도록 배치되며, 상기 제 2 연장선(ℓ2)은 상기 복수의 보강리브(320)를 이분하도록 배치될 수 있다. 이 때, 상기 보강리브(320)는 상기 제 2 연장선(ℓ2)에 의하여 동일한 면적으로 분될 수 있다.
한편, 상기 제 2 연장선(ℓ2)은 상기 복수의 플랜지 체결홀(313)의 사이 공간을 지나며, 상기 복수의 플랜지 연통홀(315)의 사이 공간을 지나도록 배치될 수 있다.
상기 제 1 연장선(ℓ1)으로부터 상기 보강리브(320)까지의 최단 거리(H2)는, 상기 제 2 연장선(ℓ2)상에서, 상기 개구부(305)의 중심으로부터 상기 보강리브(320)까지의 최단 거리(H1)보다 크게 형성될 수 있다.
상기와 같은 구성에 의하여, 상기 플랜지부(300)가 상기 피스톤 가이드(350), 연결부재(138) 및 서포터(135)에 체결되면, 상기 플랜지부(300)에는 체결에 따른 하중 또는 압력이 상기 결합면(310)에 작용하게 된다. 이에 따라, 상기 결합면(310)의 형상은 변형이 발생될 수 있다.
특히, 상기 플랜지부(300) 중 상기 보강리브(320)가 제공되는 부분에 비하여, 상기 보강리브(320)가 제공되지 않는 부분의 강도가 약하므로, 강도가 약한 부분의 변형량이 더 크게 나타날 수 있다. 일례로, 도 5와 같은 모습을 기준으로, 상기 플랜지부(300)는 가로로 연장되는 변형, 즉 가로로 납작하여지는 변형이 발생될 수 있다 (도 8b 참조).
이하에서는, 리니어 압축기(10)의 조립과정에 따라 상기 플랜지부(300)의 변형이 발생되는 모습에 대하여 설명한다.
도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 피스톤 어셈블리와 서포터의 체결시 작용하는 힘의 모습을 보여주는 도면이고, 도 8b는 도 8a의 체결 과정에서, 피스톤 어셈블리의 플랜지부에 작용하는 변형의 모습을 보여주는 도면이다.
도 6 및 도 8a를 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 피스톤(130)이 실린더(120)의 내부에 수용된 상태에서, 상기 플랜지부(300)의 결합면(310)에는, 피스톤 가이드(350)가 배치될 수 있다. 그리고, 흡입 머플러(140)는 상기 플랜지부(300) 및 피스톤 가이드(350)에 지지되어, 상기 피스톤(130)의 내부로 연장되도록 배치될 수 있다.
영구자석(230)과 결합된 연결부재(138)의 내측에 상기 실린더(120), 피스톤(130), 플랜지부(300) 및 피스톤 가이드(350)가 배치될 수 있다. 이 때, 상기 피스톤 가이드(350)의 일측에는 상기 플랜지부(300)의 결합면(310)이 결합되고, 타측에는 상기 연결부재(138)의 내측면이 결합될 수 있다.
그리고, 상기 연결부재(138)의 외측면에는 상기 서포터(135)가 배치되며, 체결부재(158)가 상기 서포터(135)에 결합될 수 있다.
이 때, 상기 체결부재(158)는 상기 서포터(135), 연결부재(138), 피스톤 가이드(350) 및 플랜지부(300)에 형성된 체결홀 및 조립홀을 관통하여 상기 서포터(135), 연결부재(138), 피스톤 가이드(350) 및 플랜지부(300)를 동시에 고정할 수 있다. 여기서, 동시에 고정된 조립체를 구동부 어셈블리라 이름할 수 있다.
이 때, 상기 체결부재(158)의 체결력(F1)에 의하여, 상기 플랜지부(300)는 변형이 발생될 수 있다. 특히, 상기 보강리브(320)에 의하여, 상기 플랜지부(300)는 가로로 납작한 변형이 발생될 수 있다.
상세히, 도 8b를 참조하면, 상기 제 1 연장선(ℓ1)은 가로 방향으로 연장되어 우측단부가 0°, 좌측단부가 180° 방향에 위치한 것으로 규정되고, 상기 제 2 연장선(ℓ1)은 세로 방향으로 연장되어 상단부가 90°, 하단부가 270° 방향에 위치한 것으로 규정된다.
상기 플랜지부(300)는 상기 서포터(135)에 결합되는 과정에서, 상기 보강리브(320)가 제공되지 않는 결합면(310)측에 변형량이 더 크게 발생하면서, 원래의 플랜지부(300) 형상(대략 원형의 점선)에 대비하여, 상하부측 길이가 줄어들고 좌우측 길이가 길어지는 납작한 타원형으로 변형될 수 있다.
도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 서포터에 스프링의 체결시 작용하는 힘의 모습을 보여주는 도면이고, 도 9b는 도 9a의 체결 과정에서, 피스톤 어셈블리의 플랜지부에 작용하는 변형의 모습을 보여주는 도면이다.
도 6 및 도 9a를 함께 참조하면, 상기 구동부 어셈블리에 제 1,2 스프링(151,155)를 결합할 수 있다. 즉, 다수의 제 1 스프링(151)을 상기 서포터(135)와 스테이터 커버(240)의 사이에 결합시키고, 다수의 제 2 스프링(155)을 상기 서포터(135)와 백 커버(115)의 사이에 결합시킨다.
상기 다수의 제 1 스프링(151)은 상기 서포터(135)의 상부 및 하부에 지지되고, 상기 다수의 제 2 스프링(155)은 상기 서포터(135)의 좌측부 및 우측부에 지지된다.
상기 제 1 스프링(151)이 결합되는 서포터(135)의 상부를 "제 1 측부", 하부를 "제 2 측부"라 이름하고, 상기 제 2 스프링(155)이 결합되는 서포터(135)의 좌측부를 "제 3 측부", 우측부를 "제 4 측부"라 이름할 수 있다. 이 때, 상기 제 1 측부와 제 2 측부를 연결하는 가상의 선은, 상기 제 3 측부와 제 4 측부를 연결하는 가상의 선과 수직하게 교차할 수 있다.
그리고, 상기 보강리브(320)는 상기 서포터(135)의 제 1 측부 및 제 2 측부에 대응하는 플랜지부(300)상의 위치, 즉 상기 플랜지부(300)의 상부 및 하부에 배치될 수 있다.
상기 서포터(135)에 상기 다수의 제 1 스프링(151)을 결합하면, 상기 스테이터 커버(240)로부터 상기 서포터(135)를 향하여, 즉 전방으로 힘(F2)가 작용하게 된다. 그리고, 상기 서포터(135)에 상기 다수의 제 2 스프링(155)을 결합하면, 상기 백 커버(115)로부터 상기 서포터(135)를 향하여, 즉 후방으로 힘(F3)가 작용하게 된다.
이를 조합하면, 상기 서포터(135)의 상부 및 하부에는 제 1 스프링(151)에 의하여 전방으로 힘이 작용하고, 상기 서포터(135)의 좌측부 및 우측부에는 제 2 스프링(155)에 의하여 후방으로 힘이 작용하게 된다. 즉, 제 1 스프링(151)에 의한 힘의 방향과, 제 2 스프링(155)에 의한 힘의 방향은 반대 방향을 형성한다.
결국, 상기 서포터(135)에 결합된 플랜지부(300)에도, 상부 및 하부에는 전방으로 힘이 작용하고, 좌측부 및 우측부에는 후방으로 힘이 작용하게 된다. 이러한 조합된 힘의 작용에 의하여, 상기 플랜지부(300)는 세로로 길쭉한 변형이 발생될 수 있다.
상세히, 도 9b를 참조하면, 상기 서포터(135)에 제 1,2 스프링(151,155)이 체결되면, 전방 및 후방으로 작용하는 스프링 탄성력에 의하여 원래의 플랜지부(300) 형상(원형의 점선)에 대비하여, 좌우측 길이가 줄어들고 상하부측 길이가 길어지는 길쭉한 타원형으로 변형될 수 있다.
이 때, 도 9b에 보여지는 플랜지부(300)의 변형 모습은, 도 8b에 따른 플랜지부의 변형 모습을 고려하지 않은 모습으로 이해된다.
도 10은 도 8a 및 도 9a의 체결 완료후, 피스톤 어셈블리의 플랜지부 형상을 보여주는 도면이다.
도 10은 도 8a 및 도 9a에서 설명한 체결과정을 완료한 후, 도 8b 및 도 9b의 플랜지부(300)의 변형 모습을 조합한 결과에 따른 플랜지부(300)의 모습을 보여준다.
상세히, 플랜지부(300)에 피스톤 가이드(350), 연결부재(138) 및 서포터(135)를 체결하는 과정에서, 가로로 납작한 타원형으로 변형(제 1 변형)이 발생된다.
이후, 상기 서포터(135)에 제 1,2 스프링(151,155)을 결합하는 과정에서 세로로 길쭉한 타원형으로 변형(제 2 변형)이 발생되므로, 이들 조립과정을 완료한 후에는 제 1 변형과 제 2 변형이 조합되어, 대략 원 형상의 플랜지부(300)의 형상을 구현할 수 있다.
정리하면, 상기 플랜지부(300)와 서포터(135)의 1차 체결과정에서, 상기 플랜지부(300)는 일방향으로 납작해지는 변형이 이루어진다. 그리고, 상기 서포터(135)와 다수의 스프링(151,155)의 2차 체결과정에서 상기 플랜지부(300)가 타방향으로 납작해지도록 힘이 작용하게 되므로, 상기 플랜지부(300)는 원래 형상으로 되돌아가는 변형이 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 타방향은 상기 일방향의 반대방향일 수 있다.
이와 같이, 피스톤 어셈블리와 주변의 구성을 조립한 이후, 플랜지부(300)의 변형을 방지할 수 있으므로, 피스톤의 변형을 방지하고 이에 따라 피스톤의 왕복운동 간 발생될 수 있는 실린더 또는 피스톤의 마모를 줄일 수 있다는 효과가 있다.
10 : 리니어 압축기 100 : 쉘
110 : 프레임 115 : 백 커버
120 : 실린더 130 : 피스톤
135 : 서포터 138 : 연결부재
140 : 흡입 머플러 151,155 : 제 1,2 스프링
200 : 모터 어셈블리 230 : 영구자석
240 : 스테이터 커버 300 : 플랜지부
310 : 결합면 320 : 보강리브

Claims (25)

  1. 냉매 흡입부가 구비되는 쉘;
    상기 쉘의 내부에 제공되는 실린더;
    상기 실린더의 내부에서 왕복 운동하며, 내부에 냉매가 유동하는 유동 공간부를 형성하는 피스톤;
    상기 피스톤에 구동력을 부여하며, 영구자석이 구비되는 모터 어셈블리;
    상기 피스톤의 일측 단부에서 반경 방향으로 연장되며, 결합면을 가지는 플랜지부;
    상기 플랜지부의 결합면에 결합되며, 다수의 스프링을 지지하는 서포터; 및
    상기 결합면으로부터 돌출되는 보강부재가 포함되는 리니어 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강부재는 상기 플랜지부의 결합면과 서포터의 사이에 개입되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강부재는,
    상기 플랜지부와 서포터의 체결 과정에서, 상기 플랜지부의 일방향으로의 변형을 가이드 하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강부재는 복수 개가 제공되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 결합면의 내측에 형성되어, 상기 피스톤의 유동 공간부에 연통하는 개구부가 더 포함되며,
    상기 개구부의 중심을 지나는 가상의 연장선이 규정되고,
    상기 복수의 보강부재는 상기 연장선으로부터 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 보강부재는 상기 연장선을 중심으로 대칭되어 배치되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 개구부의 중심을 지나는 가상의 제 1 연장선 및 상기 제 1 연장선에 수직한 방향으로 연장되는 가상의 제 2 연장선이 규정되고,
    상기 제 1 연장선으로부터 상기 보강부재까지의 최단 거리(H2)는,
    상기 제 2 연장선상에서, 상기 개구부의 중심으로부터 상기 보강부재까지의 최단 거리(H1)보다 작게 형성되는 리니어 압축기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 플랜지부에는,
    체결부재에 의하여 상기 서포터의 체결 홀에 결합되는 다수의 체결 홀이 형성되고,
    상기 보강부재는 상기 다수의 체결 홀이 위치하는 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 서포터에는, 상기 쉘 내부에 존재하는 냉매 가스의 유동을 가이드 하는 서포터 연통홀이 형성되고, 상기 플랜지부에는 상기 서포터 연통홀에 결합되는 플랜지 연통홀이 형성되며,
    상기 보강부재는 상기 플랜지 연통홀이 위치하는 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 스프링에는,
    상기 서포터의 상부측 및 하부측에 제공되는 다수의 제 1 스프링; 및
    상기 서포터의 좌측 및 우측에 제공되는 다수의 제 2 스프링이 포함되는 리니어 압축기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 서포터의 일측에 제공되며, 상기 다수의 제 1 스프링이 결합되는 스테이터 커버; 및
    상기 서포터의 타측에 제공되며, 상기 다수의 제 2 스프링이 결합되는 백 커버가 더 포함되는 리니어 압축기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 다수의 제 1 스프링에 의하여, 상기 스테이터 커버로부터 작용하는 힘의 방향은,
    상기 다수의 제 2 스프링에 의하여, 상기 백 커버로부터 작용하는 힘의 방향과 반대 방향인 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 보강 부재는,
    상기 서포터의 상부측에 대응하는 상기 결합면의 상부측 또는 상기 서포터의 하부측에 대응하는 상기 결합면의 하부측에 배치되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 영구자석에 결합되는 연결부재; 및
    상기 연결부재의 내측면과 상기 플랜지부의 사이에 배치되어, 상기 피스톤의 진동을 저감하는 피스톤 가이드가 더 포함되는 리니어 압축기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 플랜지부, 서포터, 연결부재 및 피스톤 가이드는 체결 부재에 의하여 동시에 체결되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 보강 부재는 상기 피스톤 가이드에 접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 피스톤과 실린더는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 리니어 압축기.
  18. 냉매 흡입부가 구비되는 쉘;
    상기 쉘의 내부에 제공되는 실린더;
    상기 실린더의 내부에서 왕복 운동하며, 내부에 냉매가 유동하는 유동 공간부를 형성하는 피스톤;
    상기 피스톤에 구동력을 부여하며, 영구자석이 구비되는 모터 어셈블리;
    상기 피스톤의 일측 단부에서 반경 방향으로 연장되며, 결합면을 가지는 플랜지부;
    상기 플랜지부의 결합면에 체결되며, 다수의 스프링을 지지하는 서포터; 및
    상기 플랜지부의 결합면과 상기 서포터의 사이에 개입되는 보강부재가 포함되며,
    상기 플랜지부와 서포터의 체결과정에서, 상기 보강부재에 의해서 상기 플랜지부가 일방향으로 납작해지는 변형이 이루어지고,
    상기 서포터와 다수의 스프링의 체결과정에서, 상기 보강부재에 의해서 상기 플랜지부가 타방향으로 납작해지는 변형이 이루어지도록 힘이 작용하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  19. 삭제
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 일방향과 타방향은 반대 방향인 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  21. 냉매 흡입부가 구비되는 쉘;
    상기 쉘의 내부에 제공되는 실린더;
    상기 실린더의 내부에서 왕복 운동하며, 내부에 냉매가 유동하는 유동 공간부를 형성하는 피스톤;
    상기 피스톤에 구동력을 부여하며, 영구자석이 구비되는 모터 어셈블리;
    상기 피스톤의 일측 단부에서 반경 방향으로 연장되며, 적어도 하나 이상의 제 1 체결홀이 형성되는 플랜지부;
    상기 플랜지부에 결합되며, 적어도 하나 이상의 제 2 체결홀이 형성되는 서포터;
    상기 플랜지부의 제 1 체결홀과, 상기 서포터의 제 2 체결홀에 결합되는 체결부재;
    상기 서포터에 체결되는 다수의 스프링; 및
    상기 플랜지부의 결합면으로부터 돌출되어 상기 서포터를 향하여 연장되는 보강리브가 포함되는 리니어 압축기.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 보강리브는 상기 결합면의 전체 영역 중 일부 영역에만 제공되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 체결부재가 상기 제 1,2 체결홀에 체결되는 과정에서,
    상기 보강리브는, 상기 결합면의 전체 영역 중 상기 보강리브가 제공되지 않는 영역의 제 1 변형을 가이드 하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 다수의 스프링에는,
    상기 서포터의 상부측 및 하부측에 제공되는 다수의 제 1 스프링; 및
    상기 서포터의 좌측 및 우측에 제공되는 다수의 제 2 스프링이 포함되는 리니어 압축기.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 서포터와 상기 다수의 제 1,2 스프링이 체결되는 과정에서,
    상기 플랜지부의 결합면에는, 상기 제 1 변형과 반대 방향으로 제 2 변형을 위한 힘이 작용하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.



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