KR102424602B1 - 리니어 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것이다. 본 발명의 사상에 따른 리니어 압축기에는, 피스톤, 마그넷 및 공진스프링과 각각 결합되는 일체형 서포터가 포함된다. 자세하게는, 상기 일체형 서포터에는, 상기 피스톤과 결합되는 피스톤 결합부, 상기 마그넷과 결합되는 마그넷 결합부 및 상기 공진스프링과 결합되는 스프링 결합부가 포함되고, 상기 피스톤 결합부, 상기 마그넷 결합부 및 상기 스프링 결합부는 알루미늄 다이캐스팅에 의해 일체로 형성된다.

Description

리니어 압축기{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, 상기 가전제품 또는 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.
이러한 압축기를 크게 분류하면, 왕복동식 압축기(Reciprocating compressor), 회전식 압축기(Rotary compressor) 및 스크롤식 압축기(Scroll compressor)로 구분될 수 있다.
상기 왕복동식 압축기는 피스톤(Piston)과 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡입 또는 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시킨다.
또한, 상기 회전식 압축기는 편심 회전되는 롤러(Roller)와 실린더 사이에 작동가스가 흡입 또는 토출되는 압축공간이 형성되고 롤러가 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축시킨다.
또한, 상기 스크롤식 압축기는 선회 스크롤(Orbiting scroll)과 고정 스크롤(Fixed scroll) 사이에 작동가스가 흡입 또는 토출되는 압축공간이 형성되고 상기 선회 스크롤이 상기 고정 스크롤을 따라 회전하면서 냉매를 압축시킨다.
최근에는 상기 왕복동식 압축기 중에서 피스톤이 왕복 직선 운동하는 구동모터에 직접 연결되도록 하여, 운동전환에 의한 기계적인 손실이 없이 압축효율을 향상시킬 수 있고 간단한 구조로 구성되는 리니어 압축기가 개발되고 있다.
상기 리니어 압축기는, 밀폐된 쉘 내부에서 상기 피스톤이 상기 리니어 모터에 의해 실린더 내부를 왕복 직선 운동하면서 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음 토출시키도록 구성된다.
이때, 상기 리니어 모터는 이너 스테이터 및 아우터 스테이터 사이에 마그넷이 위치되도록 구성되며, 상기 마그넷은 상기 마그넷과 상기 이너(또는 아우터) 스테이터 간의 상호 전자기력에 의해 직선 왕복 운동하도록 구동된다. 그리고, 상기 마그넷이 상기 피스톤과 연결된 상태에서 구동됨에 따라, 상기 피스톤이 상기 실린더 내부에서 왕복 직선운동하면서 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키도록 한다.
이와 같은 구조를 갖는 리니어 압축기와 관련하여, 본 출원인은 선행문헌 1을 출원한 바 있다.
<선행문헌 1>
1. 공개번호 : 제10-2017-0124899호 (공개일자 : 2017년 11월 13일)
2. 발명의 명칭 : 리니어 압축기
상기 선행문헌 1에 기재된 구조에 따라 상기 영구자석 및 상기 피스톤이 이동하며 냉매를 압축시킬 수 있다. 이때, 상기 선행문헌 1에는 상기 영구자석 및 상기 피스톤을 연결하는 서포터 및 마그넷 프레임을 개시하고 있다.
상기 서포터와 상기 마그넷 프레임은 판금형태로 마련되고, 서로 결합부재를 통해 결합되는 구조에 해당된다. 따라서, 상기 결합부재 및 결합공정을 필요로 하고, 제조비용 및 제조시간이 증대되는 문제점이 있다.
또한, 상기 서포터와 상기 마그넷 프레임로 인해 구동부의 중량이 증대되고, 구동부가 보다 높은 운전주파수로 운전되지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 구동부의 중량 감소를 통해 비교적 큰 운전주파수로 운전되는 리니어 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 알루미늄 다이캐스팅으로 제조되어 자유로운 형상의 변경이 가능하고, 강도를 유지하며 중량을 감소시킨 일체형 서포터를 구비한 리니어 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 일체형 서포터는 마그넷, 피스톤 및 공진스프링와 각각 결합되어, 비교적 간단한 결합구조를 갖는 리니어 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 사상에 따른 리니어 압축기에는, 피스톤, 마그넷 및 공진스프링과 각각 결합되는 일체형 서포터가 포함된다. 자세하게는, 상기 일체형 서포터에는, 상기 피스톤과 결합되는 피스톤 결합부, 상기 마그넷과 결합되는 마그넷 결합부 및 상기 공진스프링과 결합되는 스프링 결합부가 포함되고, 상기 피스톤 결합부, 상기 마그넷 결합부 및 상기 스프링 결합부는 알루미늄 다이캐스팅에 의해 일체로 형성된다.
특히, 상기 피스톤 결합부는 반경방향으로 연장된 원형 평판으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 마그넷 결합부는 상기 피스톤 결합부의 외주면에서 축방향 전방으로 연장되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 스프링 결합부는 상기 피스톤 결합부 및 상기 마그넷 결합부와 축방향으로 이격되고, 상기 피스톤 결합부 및 상기 마그넷 결합부보다 반경방향 외측에 배치될 수 있다.
또한, 상기 일체형 서포터에는, 복수 개로 마련된 스프링 결합부를 연결하는 보조 연결부가 더 포함되고, 상기 보조연결부의 축방향 길이는 상기 스프링 결합부의 축방향 길이보다 길 수 있다. 특히, 상기 보조연결부의 축방향 길이는 상기 스프링 결합부의 축방향 길이의 2배일 수 있다.
이러한 본 발명에 의하면, 마그넷, 피스톤 및 공진스프링과 결합되는 일체형 서포터를 알루미늄 다이캐스팅으로 제작하여, 자유로운 형상의 변경이 가능하다는 장점이 있다.
특히, 상기 일체형 서포터의 강도를 유지하면서 중량을 감소시킬 수 있고, 상기 일체형 서포터의 중량 감소에 따라 보다 효율적으로 왕복운동을 할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기 일체형 서포터를 포함하는 구동부의 중량감소에 따라, 리니어 압축기가 보다 큰 운전주파수로 운전될 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기 일체형 서포터가 다양한 구성과 결합되며 다양한 기능을 수행함에 따라, 결합구조가 감소되어 제조시간이 줄어듬과 동시에 결합부재의 사용이 감소되어 제조비용이 감소되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기의 쉘 및 쉘 커버의 분해하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기의 내부 구성을 분해하여 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 IV-IV'를 따라 절개한 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기의 마그넷 유닛을 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 VI-VI'를 따라 절개한 단면을 도시한 도면이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기의 일체형 서포터를 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 리니어 압축기 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기의 쉘 및 쉘 커버의 분해하여 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 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 리니어 압축기(10)가 설치되는 제품의 베이스에 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 제품에는 냉장고가 포함되며, 상기 베이스에는, 상기 냉장고의 기계실 베이스가 포함될 수 있다. 다른 예로서, 상기 제품에는 공기조화기의 실외기가 포함되며, 상기 베이스에는, 상기 실외기의 베이스가 포함될 수 있다.
상기 쉘(101)은 대략 원통 형상을 가지며, 가로방향으로 누워져 있는 배치, 또는 축방향으로 누워 있는 배치를 이룰 수 있다. 도 1을 기준으로, 상기 쉘(101)은 가로 방향으로 길게 연장되며, 반경방향으로는 다소 낮은 높이를 가질 수 있다. 즉, 상기 리니어 압축기(10)는 낮은 높이를 가질 수 있으므로, 예를 들어 상기 리니어 압축기(10)가 냉장고의 기계실 베이스에 설치될 때, 상기 기계실의 높이를 감소시킬 수 있다는 이점이 있다.
상기 쉘(101)의 외면에는, 터미널(108)이 설치될 수 있다. 상기 터미널(108)은 외부 전원을 리니어 압축기의 모터 어셈블리(140, 도 3 참조)에 전달하는 구성으로서 이해된다. 특히, 상기 터미널(108)은 코일(141c, 도 3 참조)의 리드선에 연결될 수 있다.
상기 터미널(108)의 외측에는, 브라켓(109)이 설치된다. 상기 브라켓(109)에는, 상기 터미널(108)을 둘러싸는 다수의 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 쉘 커버(102) 및 상기 쉘(101)의 개구된 타측부에 결합되는 제 2 쉘 커버(103)가 포함된다. 상기 쉘 커버(102, 103)에 의하여, 상기 쉘(101)의 내부공간은 밀폐될 수 있다.
도 1을 기준으로, 상기 제 1 쉘 커버(102)는 상기 리니어 압축기(10)의 우측부에 위치되며, 상기 제 2 쉘 커버(103)는 상기 리니어 압축기(10)의 좌측부에 위치될 수 있다. 달리 말하면, 상기 제 1,2 쉘 커버(102, 103)는 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 쉘(101) 또는 쉘 커버(102, 103)에 구비되어, 냉매를 흡입, 토출 또는 주입시킬 수 있는 다수의 파이프(104, 105, 106)가 더 포함된다.
상기 다수의 파이프(104, 105, 106)에는, 냉매가 상기 리니어 압축기(10)의 내부로 흡입되도록 하는 흡입 파이프(104)와, 압축된 냉매가 상기 리니어 압축기(10)로부터 배출되도록 하는 토출 파이프(105) 및 냉매를 상기 리니어 압축기(10)에 보충하기 위한 프로세스 파이프(106)가 포함된다.
예를 들어, 상기 흡입 파이프(104)는 상기 제 1 쉘 커버(102)에 결합될 수 있다. 냉매는 상기 흡입 파이프(104)를 통하여 축방향을 따라 상기 리니어 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, 상기 압축된 냉매는 상기 토출 파이프(105)를 통하여 배출될 수 있다. 상기 토출 파이프(105)는 상기 제 1 쉘 커버(102)보다 상기 제 2 쉘 커버(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 리니어 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 쉘 커버(103)의 적어도 일부분이 인접하게 위치될 수 있다. 달리 말하면, 상기 제 2 쉘 커버(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 쉘 커버(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 3 참조)의 내부로 유입되면서, 냉매의 압축성능이 개선될 수 있다. 상기 유분은, 냉각 시스템에 존재하는 작동유로서 이해될 수 있다.
상기 제 1 쉘 커버(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, 리니어 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(146), 서포터(137) 및 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 쉘 커버(102)의 내측면에는, 스토퍼(102b)가 구비될 수 있다. 상기 스토퍼(102b)는 상기 리니어 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 리니어 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 쉘 커버(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 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기의 내부 구성을 분해하여 도시한 도면이고, 도 4는 도 1의 IV-IV'를 따라 절개한 단면을 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 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.
또한, 상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 피스톤(130)에 결합되며, 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, 다수의 머플러(151, 152, 153)가 포함된다. 상기 다수의 머플러에는, 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), 상기 제 2 머플러(152) 및 상기 제 1 머플러(151)를 차례로 통과할 수 있다. 이 과정에서, 냉매의 유동소음은 저감될 수 있다.
상기 흡입 머플러(150)에는, 머플러 필터(155)가 더 포함된다. 상기 머플러 필터(155)는 상기 제 1 머플러(151)와 상기 제 2 머플러(152)가 결합되는 경계면에 위치될 수 있다. 예를 들어, 상기 머플러 필터(155)는 원형의 형상을 가질 수 있으며, 상기 머플러 필터(155)의 외주부는 상기 제 1, 2 머플러(151, 152)의 사이에 지지될 수 있다.
이하, 방향을 정의한다.
"축 방향"이라 함은, 상기 피스톤(130)이 왕복운동 하는 방향, 즉 도 4에서 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. 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 4의 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)에는, 축방향으로 연장되는 실린더 본체(121) 및 상기 실린더 본체(121)의 전방부 외측에 구비되는 실린더 플랜지(122)가 포함된다. 또한, 상기 실린더(120)의 내측에는 상기 제 1 머플러(151)의 적어도 일부분 및 상기 피스톤 본체(131)의 적어도 일부분을 수용하도록 구성된다.
상기 실린더 본체(121)에는, 상기 토출밸브(161)를 통하여 배출된 냉매 중 적어도 일부의 냉매가 유입되는 가스유입부(126)가 형성된다. 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 다수 개가 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 가스유입부(126)는 2개 구비될 수 있다.
또한, 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. 이와 같이, 상기 가스유입부(126) 및 상기 실린더 노즐(121)을 통해 유동된 냉매는, 상기 피스톤(130)과 상기 실린더(120) 사이의 가스 베어링으로 사용되는 냉매로서 이해될 수 있다.
또한, 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)을 선택적으로 개방하는 흡입 밸브(135)가 제공된다.
또한, 상기 피스톤 본체(131)의 전면부에는, 소정의 체결부재(136)가 결합되는 체결공(136a)이 형성된다. 자세하게는, 상기 체결공(136a)은 상기 피스톤 본체(131)의 전면부 중심에 위치되고, 상기 체결공(136a)을 감싸도록 복수 개의 흡입공(133)이 형성된다. 또한, 상기 체결부재(136)는 상기 흡입밸브(135)를 관통하여 상기 체결공(136a)에 결합되어, 상기 흡입 밸브(135)를 상기 피스톤 본체(131)의 전면부에 고정시킨다.
상기 압축 공간(P)의 전방에는, 상기 압축 공간(P)에서 배출된 냉매의 토출공간(160a)을 형성하는 토출커버(160) 및 상기 토출커버(160)에 결합되며 상기 압축 공간(P)에서 압축된 냉매를 선택적으로 배출시키기 위한 토출밸브 어셈블리(161, 163)가 제공된다. 상기 토출공간(160a)은 토출커버(160)의 내부 벽에 의하여 구획되는 다수의 공간부가 포함된다. 상기 다수의 공간부는 전후 방향으로 배치되며, 서로 연통될 수 있다.
상기 토출밸브 어셈블리(161, 163)에는, 상기 압축 공간(P)의 압력이 토출압력 이상이 되면 개방되어 냉매를 상기 토출커버(160)의 상기 토출공간(160a)으로 유입시키는 토출 밸브(161) 및 상기 토출 밸브(161)와 상기 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.
따라서, 상기 압축 공간(P)은 상기 흡입 밸브(135)와 상기 토출 밸브(161)의 사이에 형성되는 공간으로서 이해된다. 그리고, 상기 흡입 밸브(135)는 상기 압축 공간(P)의 일 측에 형성되고, 상기 토출 밸브(161)는 상기 압축 공간(P)의 타 측, 즉 상기 흡입 밸브(135)의 반대 측에 제공될 수 있다.
상기 피스톤(130)이 상기 실린더(120)의 내부에서 왕복 직선운동 하는 과정에서, 상기 압축공간(P)의 압력이 토출압력보다 낮고 흡입압력 이하가 되면 상기 흡입 밸브(135)가 개방되어 냉매는 상기 압축 공간(P)으로 흡입된다. 반면에, 상기 압축공간(P)의 압력이 상기 흡입압력 이상이 되면 상기 흡입 밸브(135)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, 상기 토출공간(160a)으로 배출된다. 상기 냉매의 배출이 완료되면, 상기 밸브 스프링(163a)은 상기 토출 밸브(161)에 복원력을 제공하여, 상기 토출 밸브(161)가 닫혀지도록 한다.
상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 토출 커버(160)에 결합되며 상기 토출 커버(160)의 토출공간(160a)을 유동한 냉매를 배출시키는 커버파이프(162a)가 더 포함된다. 예를 들어, 상기 커버파이프(162a)는 금속재질로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 커버파이프(162a)에 결합되며, 상기 커버파이프(162a)를 유동하는 냉매를 상기 토출 파이프(105)로 전달하는 루프 파이프(162b)가 더 포함된다. 상기 루프 파이프(162b)의 일측부는 상기 커버파이프(162a)에 결합되며, 타측부는 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 리니어 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(壓入, press fitting)될 수 있다. 또한, 상기 실린더(120) 및 프레임(110)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 구성될 수 있다.
상기 프레임(110)에는, 대략 원통형상의 프레임 본체(111) 및 상기 프레임 본체(111)로부터 반경 방향으로 연장되는 프레임 플랜지(112)가 포함된다. 상기 프레임 본체(111)는 상기 실린더(120)를 둘러싸도록 배치된다. 즉, 상기 실린더(120)는 상기 프레임 본체(111)의 내측에 수용되도록 위치될 수 있다. 그리고, 상기 프레임 플랜지(112)는 상기 토출커버(160)와 결합될 수 있다.
또한, 상기 프레임(110)에는 상기 토출밸브(161)를 통하여 배출된 냉매 중 적어도 일부의 냉매를 상기 가스유입부(126)로 유동시키는 가스홀(114)이 형성된다. 상기 가스홀(114)은 상기 프레임 플랜지(112) 및 상기 프레임 본체(111)를 연통하도록 형성된다.
상기 모터 어셈블리(140)에는, 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 마그넷(146)이 포함된다.
상기 마그넷(146)은, 상기 아우터 스테이터(141) 및 이너 스테이터(148)와의 상호 전자기력에 의하여 직선 왕복 운동할 수 있다. 그리고, 상기 마그넷(146)은 1개의 극을 가지는 단일 자석으로 구성되거나, 3개의 극을 가지는 다수의 자석이 결합되어 구성될 수 있다.
상기 이너 스테이터(148)는 상기 프레임 본체(111)의 외주에 고정된다. 그리고, 상기 이너 스테이터(148)는 복수 개의 라미네이션이 상기 프레임 본체(111)의 외측에서 반경 방향으로 적층되어 구성된다.
상기 아우터 스테이터(141)에는, 코일 권선체(141b, 141c, 141d) 및 스테이터 코어(141a)가 포함된다. 상기 코일 권선체에는, 보빈(141b) 및 상기 보빈의 원주 방향으로 권선된 코일(141c)이 포함된다.
그리고, 상기 코일 권선체에는, 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 플랜지(112)를 관통하여 연장될 수 있다.
상기 스테이터 코어(141a)에는, 복수 개의 라미네이션(lamination)이 원주 방향으로 적층되어 구성된 다수의 코어 블럭이 포함된다. 상기 다수의 코어 블럭은, 상기 코일 권선체(141b, 141c)의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상기 아우터 스테이터(141)의 일측에는 스테이터 커버(149)가 제공된다. 이때, 상기 아우터 스테이터(141)의 일 측은 상기 프레임 플랜지(112)에 의하여 지지되며, 타 측은 상기 스테이터 커버(149)에 의하여 지지될 수 있다. 정리하면, 축방향으로 상기 프레임 플랜지(112), 상기 아우터 스테이터(141) 및 상기 스테이터 커버(149)가 차례로 위치된다.
또한, 상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 스테이터 커버(149)와 상기 프레임 플랜지(112)를 체결하기 위한 커버체결부재(149a)가 더 포함된다. 상기 커버체결부재(149a)는, 상기 스테이터 커버(149)를 관통하여 상기 프레임 플랜지(112)를 향하여 전방으로 연장되며, 상기 프레임 플랜지(112)에 결합될 수 있다.
또한, 상기 리니어 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.
또한, 상기 리니어 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.
또한, 상기 리니어 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)의 작용에 의하여, 상기 리니어 압축기(10)의 내부에서 왕복 운동하는 구동부의 안정적인 움직임이 수행되며, 상기 구동부의 움직임에 따른 진동 또는 소음 발생을 줄일 수 있다.
또한, 상기 리니어 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 쉘 커버(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, 상기 스프링체결부(101a)에 결합될 수 있다.
또한, 상기 리니어 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 쉘 커버(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, 상기 커버지지부(102a)에 결합될 수 있다.
또한, 상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 프레임(110)과, 상기 프레임(110) 주변의 부품간의 결합력을 증대하기 위한 다수의 실링부재가 포함된다. 상기 다수의 실링부재는 링 형상을 가질 수 있다.
상세하게는, 상기 다수의 실링부재에는, 상기 프레임(110)과 상기 토출커버(160)가 결합되는 부분에 구비되는 제 1 실링부재(127)가 포함된다. 또한, 상기 다수의 실링부재에는, 상기 프레임(110)과 상기 실린더(120)가 결합되는 부분에 구비되는 제 2, 3 실링부재(128, 129a) 및 상기 프레임(110)과 상기 이너 스테이터(148)가 결합되는 부분에 구비되는 제 4 실링부재(129b)가 더 포함된다.
또한, 상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 마그넷(146)이 설치되는 마그넷 유닛(200)이 포함된다. 또한, 상기 마그넷 유닛(200)은 상기 피스톤(130)을 지지하도록 설치된다. 이하, 상기 마그넷 유닛(200)에 대하여 자세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기의 마그넷 유닛을 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 VI-VI'를 따라 절개한 단면을 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 마그넷 유닛(200)에는 복수의 마그넷(146)과 상기 마그넷(146)을 지지하는 마그넷 프레임(201)이 포함된다. 상기 마그넷 프레임(201)은 원통형으로 구비되고, 상기 마그넷(146)은 상기 마그넷 프레임(201)의 외주면에 결합될 수 있다.
자세하게는, 상기 마그넷 프레임(201)은 축방향으로 관통된 형상으로 마련되고, 원주방향 내측에 상기 프레임 본체(111) 및 그에 결합된 상기 이너 스테이터(148)가 수용되는 수용부(201a)가 구비된다. 즉, 상기 마그넷 프레임(201)은 상기 이너 스테이터(148)의 외주면보다 큰 반경을 갖도록 형성된다.
상기 마그넷(146)은 상기 마그넷 프레임(201)의 축방향 전방부에 배치될 수 있다. 또한, 복수의 마그넷(146)은 상기 마그넷 프레임(201)의 외주면을 따라 원주방향으로 배열될 수 있다.
또한, 상기 마그넷 유닛(200)에는, 상기 마그넷(146)을 고정하기 위한 마그넷 고정링(202)이 더 포함된다. 상기 마그넷 고정링(202)은 상기 마그넷 프레임(201)의 외주면에 끼워지는 링 형상으로 마련될 수 있다. 도 6을 참조하면, 상기 마그넷 고정링(202)은 상기 마그넷(146)의 일 측에 접하도록 상기 마그넷 프레임(201)의 전단부에 설치될 수 있다.
또한, 상기 마그넷 유닛(200)에는, 상기 마그넷 프레임(201)의 외주면을 감싸는 마그넷 고정부재(205)가 더 포함된다. 특히, 상기 마그넷 고정부재(205)는 상기 마그넷(146) 및 상기 마그넷 고정링(202)을 감싸도록 상기 마그넷 프레임(201)에 결합된다.
예를 들어, 상기 마그넷 고정부재(206)는 소정의 접착력을 갖는 테이프로 구비될 수 있다. 따라서, 상기 마그넷 고정부재(206)가 상기 마그넷(146) 및 상기 마그넷 고정링(202)을 감싸도록 상기 마그넷 프레임(201)에 접착되어, 상기 마그넷(146) 및 상기 마그넷 고정링(202)을 고정시킬 수 있다.
또한, 상기 마그넷 유닛(200)에는, 일체형 서포터(All-in-one suppoter, 210)가 더 포함된다. 특히, 상기 일체형 서포터(210)는 알루미늄 다이캐스팅 공정을 통해 형성된다. 즉, 상기 일체형 서포터(210)는 일체로 형성된 다양한 형상으로 제조될 수 있다.
상기 일체형 서포터(210)에는, 피스톤 결합부(2100), 마그넷 결합부(2110) 및 스프링 결합부(2120)가 포함된다. 다시 말하면, 상기 일체형 서포터(210)는 상기 피스톤(130), 상기 마그넷(146) 및 상기 공진스프링(176a, 176b)과 결합되는 구성으로 이해될 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기의 일체형 서포터를 도시한 도면이다.
도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 일체형 서포터(210)는 하나의 구성으로 구비되나, 설명의 편의상 상기 피스톤 결합부(2100), 상기 마그넷 결합부(2110) 및 상기 스프링 결합부(2120)로 구분한다.
상기 피스톤 결합부(2100)는 반경방향으로 연장된 원형 평판의 형태로 마련된다. 이때, 상기 피스톤 결합부(2100)의 반경은 상기 피스톤 플랜지(132)의 최대반경과 대응되는 크기로 마련될 수 있다.
또한, 상기 피스톤 결합부(2100)에는 상기 흡입 머플러(150)가 끼워지는 머플러 결합구(2101) 및 상기 피스톤 플랜지(132)와 결합을 위한 피스톤 결합구(2102)가 형성된다. 상기 머플러 결합구(2101)는 상기 흡입 머플러(150)의 외주면과 대응되는 크기로 마련될 수 있다.
자세하게는, 상기 머플러 결합구(2101)는 상기 피스톤 결합부(2100)의 중심에 형성되고, 상기 피스톤 결합구(2102)는 상기 머플러 결합구(2101)의 반경방향 외측에 형성된다. 예를 들어, 상기 피스톤 결합구(2102)는 3개로 구비되고, 상기 머플러 결합구(201)를 중심으로 120도 간격으로 원주방향으로 배열될 수 있다.
또한, 상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 피스톤 플랜지(132)와 상기 일체형 서포터(210)를 체결하기 위한 피스톤체결부재(132a, 도 4 참조)가 더 포함된다. 상기 커버체결부재(132a)는, 상기 피스톤 결합구(2102)와 상기 피스톤 플랜지(132)에 상기 피스톤 결합구(2102)와 대응되도록 마련된 결합구(미도시)에 결합된다.
또한, 상기 피스톤 결합부(2100)에는 상기 피스톤 결합구(2102)의 사이에 형성되는 피스톤 절개부(2104)가 형성된다. 자세하게는, 상기 피스톤 절개부(2104)는 상기 피스톤 결합부(2100)에서 중량 감소를 위해 절삭된 부분을 의미한다.
또한, 종래에는 상기 피스톤 절개부(2104)에 다른 구성과의 결합 및 정렬을 위한 다양한 형상 및 홀 등이 구비되었다. 그러나, 상기 일체형 서포터(210)는 단일의 구성을 구비되기 때문에 이와 같은 구조가 불필요하며, 상기 피스톤 절개부(2104)는 비교적 단순한 형상으로 구비될 수 있다. 특히, 상기 피스톤 절개부(2104) 보다 큰 면적으로 형성되어 중량감소를 달성할 수 있다.
이때, 상기 일체형 서포터(210)는 알루미늄 다이캐스팅으로 형성되기 때문에 상기 피스톤 결합부(2100)는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 그에 따라, 불필요한 부분을 절삭하여 중량감소를 효과적으로 실현할 수 있다.
또한, 도 8을 참고하면, 상기 피스톤 절개부(2104)가 형성된 가장자리는 비교적 두껍게 마련될 수 있다. 이는, 절개된 부분으로 인한 강도감소를 보강하기 위함으로 이해될 수 있다. 즉, 상기 일체형 서포터(210)는 알루미늄 다이캐스팅으로 형성되기 때문에 서로 다른 두께를 갖도록 형성될 수 있다.
상기 마그넷 결합부(2110)는 상기 피스톤 결합부(2100)의 외주면에서 축방향 전방으로 연장된 링 형상으로 마련된다. 이때, 상기 마그넷 결합부(2110)의 내주면은 상기 마그넷 프레임(201)의 외주면과 대응되는 크기로 마련된다. 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 마그넷 프레임(201)의 후단부가 상기 마그넷 결합부(2110)의 내측에 수용되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 마그넷 결합부(2110)의 외주면에는 반경방향 내측으로 함몰된 마그넷 고정부(2111)가 형성된다. 상기 마그넷 고정부(2111)는 상기 마그넷 고정부재(205)가 보다 밀착되어 결합될 수 있도록 마련된 구성으로 이해될 수 있다.
도 6을 참조하여, 상기 일체형 서포터(210)와 상기 마그넷(146)의 결합을 설명한다. 상기 마그넷 결합부(2110)에 상기 마그넷 프레임(201)의 후단부가 수용되도록 설치된다. 이때, 상기 마그넷 프레임(201)의 후단은 축방향으로 상기 피스톤 결합부(2100)에 안착될 수 있다.
그리고, 상기 마그넷 프레임(201)의 외주면에 상기 마그넷(146)과 상기 마그넷 고정링(202)이 설치된다. 그리고, 상기 마그넷 프레임(201)의 외주면 및 상기 마그넷 결합부(2110)의 외주면에 상기 마그넷 고정부재(205)가 결합된다.
즉, 상기 마그넷 결합부(2110)의 반경방향 내측에는 상기 마그넷 프레임(210)이 배치되고, 상기 마그넷 결합부(2110)의 반경방향 외측에는 상기 마그넷 고정부재(205)가 배치된다. 그에 따라, 상기 마그넷(146) 및 상기 마그넷 프레임(210)이 상기 일체형 서포터(210)에 고정될 수 있다. 이와 같이 결합된 구성을 앞서 설명한 마그넷 유닛(200)이라 한다.
상기 스프링 결합부(2120)는 반경방향으로 연장된 원형 평판의 형태로 마련된다. 이때, 상기 스프링 결합부(2120)는 상기 마그넷 결합부(2110) 및 상기 피스톤 결합부(2100)보다 반경방향 외측에 배치된다. 또한, 상기 스프링 결합부(2120)는 상기 공진 스프링(176a, 176b)을 지지하도록, 상기 공진스프링(176a, 176b)과 대응되는 크기로 마련될 수 있다.
이때, 상기 공진스프링에는, 상기 스프링 결합부(2120)의 축방향 전방에 설치되는 제 1 공진스프링(176a) 및 상기 스프링 결합부(2120)의 축방향 후방에 설치되는 제 2 공진스프링(176b)이 포함된다. 즉, 상기 스프링 결합부(2120)는 축방향으로 상기 제 1 공진스프링(176a)과 상기 제 2 공진스프링(176b)의 사이에 배치된다.
또한, 상기 제 1 공진스프링(176a)는 축방향으로 상기 스프링 결합부(2120)와 상기 스테이터 커버(149)의 사이에 배치되고, 상기 제 2 공진스프링(176b)는 축방향으로 상기 스프링 결합부(2120)와 상기 리어 커버(170)의 사이에 배치된다. 정리하면, 축방향으로 상기 스테이터 커버(149), 상기 제 1 공진스프링(176a), 상기 스프링 결합부(2120), 상기 제 2 공진스프링(176b) 및 상기 리어 커버(170)가 차례로 배치된다.
이때, 상기 제 1, 2 공진스프링(176a, 176b)은 복수 개로 구비되고, 원주방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1, 2 공진스프링(176a, 176b)은 6개가 구비되고, 한 쌍씩 원주방향으로 120도 간격으로 이격되어 배치된다. 또한, 그에 대응하여 상기 스프링 결합부(2120)도 6개 구비되고, 한 쌍씩 원주방향으로 120도 간격으로 이격되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 일체형 서포터(210)에는 상기 피스톤 결합부(2100), 상기 마그넷 결합부(2110) 및 상기 스프링 결합부(2120)를 연결하는 연결부(2130, 2140)가 포함된다.
상기 연결부(2130, 2140)에는, 복수 개로 구비된 상기 스프링 결합부(2120)를 연결하는 스프링 연결부(2130)와, 상기 스프링 연결부(2130)와 상기 피스톤 결합부(2100) 및 상기 마그넷 결합부(2110)를 연결하는 본체 연결부(2140)가 포함된다.
상기 스프링 연결부(2130)는 원주방향으로 이격된 상기 스프링 결합부(2120)를 연결하는 링 형상으로 마련된다. 이때, 상기 스프링 연결부(2130)는 상기 마스넷 결합부(2110)와 대응되는 크기로 구비되고, 축방향으로 이격되어 평행하게 마련될 수 있다.
상기 본체 연결부(2140)는 축방향으로 이격된 상기 스프링 연결부(2130)와 상기 마스넷 결합부(2110)를 연결하도록 축방향으로 연장된다. 즉, 상기 마스넷 결합부(2110), 상기 본체 연결부(2140) 및 상기 스프링 연결부(2130)가 축방향으로 연장되어 배치된다. 또한, 상기 마스넷 결합부(2110), 상기 본체 연결부(2140) 및 상기 스프링 연결부(2130)는 전체적으로 하나의 원통형상으로 이해될 수 있다.
또한, 상기 본체 연결부(2140)의 상단에서 반경방향 내측으로 상기 피스톤 결합부(2100)가 배치된다. 즉, 상기 마스넷 결합부(2110)는 상기 본체 연결부(2140)의 상단에서 축방향 상부로 연장되고, 상기 피스톤 결합부(2100)는 상기 본체 연결부(2140)의 상단에서 반경방향 내측으로 연장되며, 상기 스프링 연결부(2130)는 상기 본체 연결부(2140)의 하단에서 축방향 하부로 연장된다.
또한, 상기 본체 연결부(2140)에는 본체 절개부(2142)가 형성된다. 자세하게는, 상기 본체 절개부(2142)는 냉매의 유동을 원활하게 하는 통로의 기능을 할 수 있다. 따라서, 상기 본체 절개부(2142)의 클수록 냉매의 유동이 원활해지는 효과가 있다.
특히, 상기 일체형 피스톤(210)은 알루미늄 다이캐스팅으로 제작되기 때문에, 상기 본체 절개부(2142)를 필요로 하는 크기로 형성할 수 있다. 즉, 상기 본체 절개부(2142)는 종래의 구성보다 크게 형성될 수 있다. 또한, 상기 본체 절개부(2142)로 인해 발생되는 강도의 저감은 상기 본체 절개부(2142)와 인접한 부분의 두께를 통해 보상될 수 있다.
이때, 상기 본체 절개부(2142)는 복수 개가 다양한 형상으로 형성 수 있다. 예를 들어, 상기 본체 절개부(2142)는 원주방향으로 120도 간격으로 이격되어 상기 본체 연결부(2140)의 면적과 동일하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 본체 절개부(2142)로 인해 상기 본체 연결부(2140)의 중량이 반으로 감소될 수 있다.
그에 따라, 상기 본체 연결부(2140)는 원주방향으로 120도 간격으로 이격된 기둥형상으로 구비될 수 있다. 이때, 상기 본체 연결부(2140)의 단면적은 호 형상으로 이해될 수 있다.
또한, 상기 연결부(2130, 2140)에는, 상기 스프링 연결부(2130)에서 반경방향 외측으로 연장되어 상기 스프링 결합부(2120)와 결합되는 보조 연결부(2150)가 포함된다.
자세하게는, 상기 스프링 결합부(2120)는 상기 스프링 연결부(2130)에서 반경방향 외측으로 연장되어 형성된다. 또한, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 스프링 결합부(2120)는 한 쌍으로 구비되고, 상기 보조 연결부(2150)는 한 쌍의 스프링 연결부(2130)를 연결한다.
즉, 원주방향으로 인접하게 배치되는 한 쌍의 상기 스프링 결합부(2120)를 상기 보조 연결부(2150)가 연결하고, 원주방향으로 이격되어 배치되는 복수의 상기 스프링 결합부(2120)를 상기 스프링 연결부(2130)가 연결한다. 즉, 상기 보조 연결부(2150)는 상기 스프링 연결부(2130)의 적어도 일부로 이해될 수 있다.
이때, 상기 보조 연결부(2150) 및 상기 스프링 연결부(2130)는 상기 스프링 결합부(2120)보다 축방향으로 더 길게 형성된다. 다시 말하면, 상기 보조 연결부(2150) 및 상기 스프링 연결부(2130)는 상기 스프링 결합부(2120)보다 두껍게 형성된다.
도 9를 참조하면, 상기 스프링 연결부(2130)의 축방향 길이, 즉 두께는 a에 해당되고, 상기 보조 연결부(2150)의 축방향 길이, 즉 두께는 b에 해당된다. 이때, b는 a보다 크고(b>a), b는 a의 2배(b=2a)로 마련될 수 있다. 이와 같은 수치는 예시적인 것으로 b는 a보다 큰 다양한 수치로 마련될 수 있다.
이는 상기 보조 연결부(2150)는 상기 제 1, 2 공진스프링(176a, 176b)의 움직임에 의해 응력이 집중되는 부분에 해당되기 때문이다. 즉, 응력이 집중되는 부분의 두께를 늘여 파손을 방지할 수 있다.
이와 같은 상기 일체형 서포터(210)의 형상은 상기 일체형 서포터(210)가 알루미늄 다이캐스팅으로 제조되기 때문에 가능하다. 즉, 자유로운 형상의 변경으로 중량 감소시키며 강도를 유지할 수 있다.
또한, 상기 일체형 서포터(210)는 상기 마그넷(146) 및 상기 피스톤(130)과 함께 왕복운동을 하는 구성에 해당된다. 따라서, 상기 일체형 서포터(210)의 중량 감소에 따라 보다 효율적으로 왕복운동을 할 수 있으며, 본 발명의 사상에 따른 리니어 압축기(10)는 보다 큰 운전주파수로 운전될 수 있다.
10 : 압축기 130 : 피스톤
146 : 마그넷 200 : 마그넷 유닛
201 : 마그넷 프레임 210 : 일체형 서포터
2100 : 피스톤 결합부 2110 : 마그넷 결합부
2120 : 스프링 결합부

Claims (15)

  1. 축방향으로 왕복운동하는 피스톤;
    상기 피스톤을 축 방향으로 탄성 지지하도록 설치되는 공진스프링;
    상기 피스톤에 구동력을 부여하며, 상기 피스톤의 반경방향 외측에 배치되는 마그넷이 구비되는 모터 어셈블리; 및
    상기 피스톤, 상기 마그넷 및 상기 공진스프링과 각각 결합되는 일체형 서포터;가 포함되고,
    상기 일체형 서포터에는,
    상기 피스톤과 결합되는 피스톤 결합부;
    상기 마그넷과 결합되는 마그넷 결합부; 및
    상기 공진스프링과 결합되는 스프링 결합부;가 포함되고,
    상기 피스톤 결합부, 상기 마그넷 결합부 및 상기 스프링 결합부는 알루미늄 다이캐스팅에 의해 일체로 형성되고,
    상기 피스톤 결합부는 반경방향으로 연장된 원형 평판으로 형성되고,
    상기 마그넷 결합부는 상기 피스톤 결합부의 외주면에서 축방향 전방으로 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 피스톤 결합부에는,
    흡입 머플러가 삽입되는 머플러 결합부; 및
    상기 머플러 결합부의 반경방향 외측에 형성되고, 상기 피스톤과의 결합을 위한 피스톤 체결부재가 삽입되는 피스톤 결합구;가 포함되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 피스톤에는,
    축방향으로 연장된 원통형상의 피스톤 본체, 피스톤 본체에서 반경방향으로 연장되는 피스톤 플랜지가 포함되고,
    상기 피스톤 결합부는 상기 피스톤 플랜지과 접하도록 배치되고, 상기 피스톤 체결부재에 의해 상기 피스톤 플랜지와 결합되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    축방향으로 연장된 원통형상으로 마련되어 상기 마그넷이 외주면에 부착되는 마그넷 프레임; 및
    상기 마그넷을 상기 마그넷 프레임에 고정시키도록, 상기 마그넷 프레임의 외주면을 감싸는 마그넷 고정부재;가 더 포함되는 리니어 압축기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 마그넷 프레임은 적어도 일부가 상기 마그넷 결합부의 내주면에 접하도록 배치되고,
    상기 마그넷 고정부재의 적어도 일부는 상기 마그넷 결합부의 외주면을 감싸는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 스프링 결합부는 상기 피스톤 결합부 및 상기 마그넷 결합부와 축방향으로 이격되고, 상기 피스톤 결합부 및 상기 마그넷 결합부보다 반경방향 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 일체형 서포터에는,
    복수의 스프링 결합부를 연결하는 스프링 연결부;및
    상기 스프링 연결부와 상기 피스톤 결합부 및 상기 마그넷 결합부를 연결하는 본체 연결부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 스프링 연결부는 원주방향으로 이격된 상기 복수의 스프링 결합부를 연결하는 링 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 스프링 연결부에서 반경방향 외측으로 연장되어 한 쌍의 스프링 결합부를 연결하는 보조 연결부가 더 포함되는 것을 특징으로 리니어 압축기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 보조 연결부의 축방향 길이는 상기 스프링 결합부의 축방향 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 본체 연결부는 상기 스프링 연결부에서 상기 피스톤 결합부 및 상기 마그넷 결합부까지 축방향으로 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 일체형 서포터에는, 복수 개로 마련된 스프링 결합부를 연결하는 보조 연결부가 더 포함되고,
    상기 보조연결부의 축방향 길이는 상기 스프링 결합부의 축방향 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 보조연결부의 축방향 길이는 상기 스프링 결합부의 축방향 길이의 2배인 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 스프링 결합부는 원주방향으로 이격되어 배치되는 복수의 쌍으로 구비되고,
    상기 보조연결부는 한 쌍의 스프링 결합부를 연결하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
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