KR20010026313A - 리니어 압축기의 흡입소음기 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어 압축기의 흡입소음기 구조에 관한 것으로, 특히 피스톤의 흡입측을 복개하는 커버를 이용하여 제1 공명실을 형성하고, 그 제1 공명실의 일측에 배기공을 형성하여 제2 공명실을 형성하며, 상기 피스톤의 냉매유로로 냉매를 안내하는 안내부의 일측에 제3 공명실을 형성함으로써, 상기 피스톤의 흡입시 발생되는 흡입소음을 서로 체적이 다른 여러 공명실에서 나눠 공명시키게 되므로 여러 주파수의 소음을 감쇠시킬 뿐만 아니라, 실제 공명실을 위한 케이싱 내부의 체적점유량에 비해 소음의 감쇠효과가 현저하게 향상된다.

Description

리니어 압축기의 흡입소음기 구조{SUCTION MUFFER STRUCTURE FOR LINEAR COMPRESSOR}

본 발명은 리니어 압축기의 흡입소음기에 관한 것으로, 특히 피스톤에 내장되는 소음기를 고효율 및 저소음에 적합하도록 제공하고자 하는 리니어 압축기의 흡입소음기 구조에 관한 것이다.

일반적으로 리니어 압축기는 크랭크축을 대신하여 리니어 모터의 가동자를 이루는 마그네트 조립체에 피스톤을 결합시켜 그 피스톤이 마그네트 조립체와 동일는 것으로, 상기 피스톤의 냉매유로에 냉매가스의 흡입관이 삽입되는지 여부에 따라 직접 흡입방식 또는 간접 흡입방식으로 구분되고 있다.

본 발명은 직접 흡입방식의 리니어 압축기에 관한 것으로, 그 일례가 도 1에 도시되어 있다.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 리니어 압축기는 저면에 오일이 채워지는 케이싱(V)의 내부에 횡방향으로 설치되어 냉매를 흡입하여 압축 및 토출하는 압축 유니트(C)와, 그 압축 유니트(C)의 외부에 고정되어 미끄럼부에 오일을 공급하는 오일피더(O)로 구성되어 있다.

상기 압축 유니트(C)는 환형의 프레임(1)과, 그 프레임(1)의 일측면에 고정 설치되는 커버(2)와, 상기 프레임(1)의 중앙에 횡방향으로 고정되는 실린더(3)와, 그 실린더(3)를 지지하는 프레임(1)의 외주면에 고정되는 내측 고정자 조립체(4A) 및 그 내측 고정자 조립체(4A)의 외주면에 소정 공극을 두고 고정되는 외측 고정자 조립체(4B)와, 상기 내 외측 고정자 조립체(4A,4B) 사이의 공극에 개재되어 리니어 모터의 가동자를 이루는 마그네트 조립체(5)와, 그 마그네트 조립체(5)에 일체로 고정되어 실린더(3)의 내부에서 미끄럼운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축시키는 피스톤(6)과, 상기 마그네트 조립체(5)가 내 외측 고정자 조립체(4A,4B) 사이의 공극에서 지속적으로 공진운동을 하도록 유도하는 내 외측 공진스프링(7A,7B)을 포함하여 이루어져 있다.

상기 피스톤(6)의 내부에는 냉매유로(6a)가 형성되고, 그 냉매유로(6a)의 선단면에는 흡입밸브(6b)가 장착되며, 그 냉매유로(6a)의 입구측에는 냉매가스의 흡입시 발생된 소음을 제거하는 흡입소음기(10)가 삽입되어 마그네트 조립체(5)에 장착되어 있다.

상기 흡입소음기(10)는 '목부'를 이루는 소경부(11)가 피스톤(6)의 냉매유로(6a)에 삽입되도록 형성되고, 그 소경부(11)에 연통되어 '공명실'을 이루는 대경부(12)가 피스톤(6)의 입구측인 후단면에 밀착 고정되며, 그 대경부(12)에서 다시 연통되어 '흡입구'를 이루는 소경부(13)가 커버(2)의 냉매가스 흡입구(2a)에 노출되도록 형성되어 있다.

도면중 미설명 부호인 8은 토출밸브 조립체, 9는 냉매가스 흡입관이다.

상기와 같이 구성된 종래 리니어 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 상기 내 외측 고정자 조립체(4A,4B)로 이루어지는 리니어 모터의 고정자에 전류가 인가되어 유도자기가 발생되면, 상기 고정자 사이에 개재되는 가동자인 마그네트 조립체(5)가 직선 왕복운동을 하게 되어 이에 결합된 피스톤(6)이 실린더(3)의 내부를 직선으로 왕복운동하게 되고, 그 피스톤(6)이 실린더(3)내를 직선으로 왕복운동함에 따라 실린더(3)내의 압력차가 발생되며, 이 실린더(3)내의 압력차에 의해 냉매가스가 냉매가스 흡입관(9)을 통해 흡입소음기(10) 및 피스톤(6)의 냉매유로(6a)로 유입되었다가 실린더(3)로 흡입 압축되어 토출된다.

이때, 상기 냉매가스가 피스톤(6)의 흡입밸브(6b) 등을 거쳐 흡입되는 과정에서 소음이 발생하게 되는데, 이 소음은 흡입소음기(10)의 소경부(11) 및 대경부(12)를 거치면서 음향학적 특성에 의해 감쇠되는 것이었다.

그러나, 알려진 바와 같이 흡입소음기의 소음효율이 증가하기 위하여는 '목부'의 길이(L1)가 길거나 또는 단면적(A1)이 좁거나 또는 '공명실'의 유효체적(V1)이 넓어야 하는데, 상기와 같은 종래 리니어 압축기의 흡입소음기에 있어서는, 그 흡입소음기(10)의 목부(11)가 피스톤(6)의 냉매유로(6a)에 삽입되므로 길이(L1)가 제한되고 또한 상기 목부(11)의 단면적(A1)이 좁으면 냉매가스의 흡입손실이 발생하여 압축기 효율이 저하되므로 그 단면적 역시 제한되며, 상기 흡입소음기(10)가 커버(2) 및 외측 공진스프링(7B) 등으로 한정된 공간내에서 피스톤(6)과 함께 왕복운동을 하게 되므로 공명실(12)의 체적(V1) 또한 제한되어 압축기 효율과 소음 감쇠효과가 동반 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 흡입소음기는 공명실(V1)이 하나여서 특정 주파수의 소음만을 감쇠시키게 되어 실질적인 소음의 감쇠효과는 낮아지게 되는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 리니어 압축기의 흡입소음기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 소음기의 목부나 공명실을 압축기 효율에 적정하도록 유지하면서도 소음 감쇠효과가 현저하게 향상될 수 있도록 적어도 하나 이상의 공명실을 갖는 리니어 압축기의 흡입소음기 구조를 제공하려는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 리니어 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2는 종래 리니어 압축기의 흡입소음기에서 음향의 진행과정을 보인 종단면도.

도 3은 본 발명의 흡입소음기가 장착된 리니어 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 4는 본 발명 리니어 압축기의 흡입소음기에서 음향의 진행과정을 보인 종단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

2 : 커버 6 : 피스톤

6a : 냉매유로 100 : 흡입소음기

110 : 안내부 120 : 제1 공명실

121 : 배기공 130 : 제2 공명실

140 : 제3 공명실 150 : 안내부재

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 리니어 모터의 가동자에 일체된 피스톤의 공진운동시 케이싱에 채워지는 냉매가스가 직접 피스톤의 냉매유로로 흡입되도록 하는 안내부가 냉매유로의 흡입측을 복개하는 커버를 관통하여 상기한 냉매유로에 삽입되도록 형성되고, 상기 안내부의 외주면과 피스톤의 냉매유로 내주면 사이로 빠지는 냉매가스의 흡입소음을 공명시키는 제1 공명실이 상기한 커버의 내부공간을 이용하여 형성되며, 그 제1 공명실을 이루는 커버의 일측에 풍손(windage loss) 저감을 위한 배기공이 형성되되 그 배기공을 통해 빠져나가는 소음을 재차 공명시키는 제2 공명실이 소음기 본체에 각각 구비되어 상기한 커버의 외측면에 장착되고, 상기 소음기 본체의 안내부 내측으로 빠져나오는 냉매가스의 흡입소음을 공명시키는 제3 공명실이 상기한 안내부에 연통되도록 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입소음기 구조가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 리니어 압축기의 흡입소음기 구조를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 흡입소음기가 장착된 리니어 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 4는 본 발명 리니어 압축기의 흡입소음기에서 음향의 진행과정을 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 흡입소음기가 구비된 리니어 압축기는 프레임(1)과, 그 프레임(1)의 후측면에 고정 설치되는 커버(2)와, 상기 프레임(1)의 중앙에 삽입되어 고정되는 실린더(3)와, 그 실린더(3)의 외주면에 고정되는 내측 고정자 조립체(4A)와, 그 내측 고정자 조립체(4A)의 외주면에 소정 공극을 두고 고정되는 외측 고정자 조립체(4B)와, 상기 내측 고정자 조립체(4A)와 외측 고정자 조립체(4B) 사이의 공극에 개재되는 마그네트 조립체(5)와, 그 마그네트 조립체(5)에 일체로 고정되어 함께 직선 왕복운동을 하는 피스톤(6)과, 상기 내측 고정자 조립체(4A)의 후측면과 마그네트 조립체(5)의 내측면 사이에 개재되는 내측 공진스프링(7A)과, 상기 마그네트 조립체의 외측면과 커버의 내측면 사이에 개재되는 외측 공진스프링(7B)과, 상기 커버(2)의 외측면에 장착되어 냉매가스의 흡입시 발생되는 소음을 감쇠시키는 흡입소음기(100)를 포함하여 구성된다.

상기 흡입소음기(100)는 피스톤(6)의 공진운동시 케이싱(C)에 채워지는 냉매가스가 직접 피스톤(6)의 냉매유로(6a)로 흡입되도록 하는 안내부(110)가 커버(2)를 관통하여 상기한 냉매유로(6a)에 삽입되도록 형성되고, 상기 안내부(110)의 외주면과 피스톤(6)의 냉매유로(6a) 내주면 사이로 빠지는 냉매가스의 흡입소음을 공명시키는 제1 공명실(120)이 상기한 커버(2)의 내부공간(V2)을 이용하여 형성되며, 그 제1 공명실(120)을 이루는 커버(2)의 일측에 배기공(121)이 형성되되 그 배기공(121)을 통해 빠져나가는 소음을 재차 공명시키는 제2 공명실(130)이 소음기 본체에 각각 구비되고, 상기 안내부(110)를 통해 빠져나오는 냉매가스의 흡입소음을 공명시키는 제3 공명실(140)이 상기한 안내부(110)에 연통되도록 형성되어 이루어진다.

상기 피스톤(6)의 냉매유로(6a) 입구측에는 상기한 소음기 본체의 안내부(110) 직경을 감안하여 그 안내부(110)와 냉매유로(6a) 사이에 형성되는 틈새(c)를 최소화하도록 별도의 안내부재(150)가 장착된다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 8은 토출밸브 조립체, 9는 냉매가스 흡입관, C는 압축 유니트, O는 오일피더이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 리니어 압축기의 일반적인 동작은 종래와 대동소이하다.

즉, 상기 내 외측 고정자 조립체(4A,4B)로 이루어지는 리니어 모터의 고정자에 전류가 인가되어 유도자기가 발생되면, 상기 고정자 사이에 개재되는 가동자인 마그네트 조립체(5)가 유도자기에 의해 직선 왕복운동을 하게 되어 피스톤(6)이 실린더(3)내를 왕복운동하게 되고, 그 피스톤(6)이 실린더(3)내를 왕복운동함에 따라 냉매가스가 냉매가스 흡입관(9) 및 소음기 본체의 안내부(110) 그리고 피스톤(6)의 냉매유로(6a)를 거쳐 실린더(3)로 흡입되어 압축 토출된다.

이때, 상기 냉매가스의 흡입시 소음이 발생하게 되고, 이 소음의 일부는 냉매유로(6a)와 안내부(또는 안내부재와 안내부)(110) 사이의 소경부를 이루는 틈새(c)를 통해 커버(2)로 이루어진 제1 공명실(120)로 유입되어 1차 감쇠되고, 이 제1 공명실(120)에서 1차 감쇠된 소음은 피스톤(6)의 공진운동시 다시 소경부를 이루는 배기공(121)을 통해 제2 공명실(130)로 유입되어 2차 감쇠되는 한편, 나머지 소음은 소경부인 소음기 본체의 안내부(110)를 따라 냉매가스의 흡입방향에 대해 역방향으로 흘러 대경부인 제3 공명실(140)로 유입되어 감쇠되는 것이다.

이렇게, 상기 소음기 본체가 공간확보에 여유가 있는 커버의 외측면에 장착되는 한편, 상기 커버의 내부를 또다른 공명실로 활용하되 피스톤의 공진운동시 풍손이 발생되지 않도록 배기공을 형성하고 그 배기공에 또다른 공명실을 배치하게 되면, 상기 피스톤의 흡입시 발생되는 흡입소음을 서로 체적이 다른 여러 공명실에서 나눠 공명시키게 되므로 여러 주파수의 소음을 감쇠시킬 뿐만 아니라, 실제 공명실을 위한 케이싱 내부의 체적점유량에 비해 소음의 감쇠효과가 현저하게 향상된다.

본 발명에 의한 리니어 압축기의 흡입소음기는, 피스톤의 흡입측을 복개하는 커버를 이용하여 제1 공명실을 형성하고, 그 제1 공명실의 일측에 배기공을 형성하여 제2 공명실을 형성하며, 상기 피스톤의 냉매유로로 냉매를 안내하는 안내부의 일측에 제3 공명실을 형성함으로써, 상기 피스톤의 흡입시 발생되는 흡입소음을 서로 체적이 다른 여러 공명실에서 나눠 공명시키게 되므로 여러 주파수의 소음을 감쇠시킬 뿐만 아니라, 실제 공명실을 위한 케이싱 내부의 체적점유량에 비해 소음의 감쇠효과가 현저하게 향상된다.

Claims (1)

1. 리니어 모터의 가동자에 일체된 피스톤의 공진운동시 케이싱에 채워지는 냉매가스가 직접 피스톤의 냉매유로로 흡입되도록 하는 안내부가 냉매유로의 흡입측을 복개하는 커버를 관통하여 상기한 냉매유로에 삽입되도록 형성되고,

   상기 안내부의 외주면과 피스톤의 냉매유로 내주면 사이로 빠지는 냉매가스의 흡입소음을 공명시키는 제1 공명실이 상기한 커버의 내부공간을 이용하여 형성되고, 그 제1 공명실을 이루는 커버의 일측에 풍손(windage loss) 저감을 위한 배기공이 형성되되 그 배기공을 통해 빠져나가는 소음을 재차 공명시키는 제2 공명실이 소음기 본체에 각각 구비되어 상기한 커버의 외측면에 장착되며,

   상기 소음기 본체의 안내부 내측으로 빠져나오는 냉매가스의 흡입소음을 공명시키는 제3 공명실이 상기한 안내부에 연통되도록 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입소음기 구조.