KR20050073883A - 리니어 압축기의 소음 저감 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 리니어 압축기의 소음 저감 장치는, 피스톤의 후방에 설치된 소음기 본체로부터 피스톤의 흡입 유로 내부로 길게 연결되어 유체가 유입되는 복수 개의 삽입관이 구비되고, 상기 복수개의 삽입관은 길이가 서로 다르게 형성됨으로써, 흡입 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있고, 길이가 긴 삽입관의 위치가 흡입구 쪽에 위치하여 흡입 효율도 향상될 수 있는 이점을 제공하게 된다.

Description

리니어 압축기의 소음 저감 장치{Apparatus for reducing noise of linear compressor}

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로서, 특히 길이가 다른 두 개의 흡입관을 이용하여 흡입 소음을 저감시킬 수 있는 리니어 압축기의 소음 저감 장치에 관한 것이다.

일반적으로 리니어 압축기(Linear compressor)는 리니어 모터의 직선 구동력을 이용하여 실린더 내부에서 피스톤을 직선 왕복 운동시키면서 유체를 흡입하고 압축하여 토출하는 기기이다.

도 1은 종래 리니어 압축기가 도시된 종단면도이다.

종래 리니어 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이 밀폐 용기(10)의 내부에, 실린더(13)가 구비된 실린더 블록(12)과 유체 흡입 파이프(16)가 구비된 백 커버(15)가 구비되고, 이 실린더 블록(12)과 백 커버(15)는 제 1 댐퍼(17)와 제 2 댐퍼(18)를 통해 밀폐 용기(10) 내에 완충 가능하게 지지된다.

상기 실린더 블록(12)과 백 커버(15)의 사이에는 유체를 압축하기 위해 구동력을 발생시키는 리니어 모터(20)가 배치된다. 이 리니어 모터(20)에는 상기 실린더(13) 내부에서 직선 왕복 운동하면서 실린더(13) 내부로 흡입된 유체를 압축하는 피스톤(30)이 연결된다.

여기서 상기 리니어 모터(20)는 크게 고정자와 가동자로 이루어지는 바, 고정자는 아우터 코어(21)와, 이너 코어(22)와, 자장을 형성하는 코일(23)로 이루어지고, 가동자는 상기 코일(23) 주변에 형성된 자기력에 의해 직선 이동되는 마그네트(25)와, 상기 피스톤(30)에 직선 운동력을 전달하는 마그네트 프레임(27)으로 이루어진다.

상기 피스톤(30)은 뒷부분에 상기 마그네트 프레임(27)에 고정되는 플랜지부(32)가 형성되고, 상기 플랜지부(32)와 실린더 블록(12) 사이에 배치된 제 1 스프링(28)과, 상기 플랜지부(32)와 백 커버(15) 사이에 배치된 제 2 스프링(29)에 의해 탄성력 있게 지지된다.

상기 피스톤(30)은 내부에 유체가 유입되는 흡입 유로(33)가 형성되며, 전면은 막힌 구조로 이루어져 이 막힌 부분에 복수개의 흡입구(34)가 형성되고, 상기 흡입구(34)를 개폐하는 흡입밸브(35)가 구비된다.

특히, 상기 피스톤(30)은 상기 백 커버(15)에 구비된 유체 흡입파이프(16)와의 사이에 흡입 소음을 저감하기 위한 소음기(7)가 설치되는 바, 이 소음기(7)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 피스톤(30)의 후방에서 상기 유체 흡입파이프(16)가 삽입되고 내부에 소음 저감을 위한 다수의 공명 공간이 형성된 소음기 본체(8)와, 상기 소음기 본체(8)에서 피스톤(30)의 흡입 유로(33) 내로 길게 연장되어 유체가 유입되는 소음기 삽입관(9)으로 구성된다.

토출부(40)는 상기 실린더(13)의 압축실(C) 전방에서 실린더 블록(12)에 고정되고 일측에 유체 토출홀이 형성된 내측 토출 커버(41)와, 상기 내측 토출 커버(41)에 스프링(43)으로 지지되어 상기 실린더(13)의 압축실(C)을 개폐하는 밸브체(45)와, 상기 내측 토출 커버(41)의 외측에 일정한 공간을 형성토록 배치된 외측 토출 커버(47)로 구성된다.

한편, 도 1에서 참조 부호 1 은 상기 밀폐용기(10)에 관통되게 연결되어 외부에서 유체가 흡입되는 흡입 연결 파이프이고, 참조 부호 2는 상기 토출부(40)의 외측 토출 커버(47)에 연결되어 토출부(40)를 통과한 유체가 토출되는 토출 파이프이며, 참조 부호 4는 상기 토출 파이프(4)에 일단이 연결된 루프 파이프이며, 참조 부호 6은 상기 루프 파이프(4)에 일단이 연결되고 상기 밀폐용기(10)를 관통하여 외부로 연장된 토출 연결 파이프이다.

상기와 같은 종래 소음기를 갖는 리니어 압축기의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

상기 리니어 모터(20)가 작동됨에 따라 피스톤(30)이 실린더(13) 내에서 연속적으로 직선 왕복 운동하면서, 유체를 압축한 후 토출시키는 과정을 반복하게 된다.

특히, 상기 피스톤(30)이 상기 토출부(40) 방향으로 전진되면, 흡입 밸브가 닫히면서 상기 압축실(C) 내부에 있던 유체는 압축되는 반면, 상기 백 커버(15) 외측의 유체는 상기 백 커버(15)의 흡입파이프(16)를 통해 소음기(7)를 거쳐 흡입 유로(33) 내부로 흡입된다.

이후, 상기 피스톤(30)이 후진하게 되면, 상기 흡입밸브(35)가 열리게 되고, 상기 소음기(7)의 삽입관을 통과하여 피스톤(30) 내부로 유입된 유체는 흡입구(34)를 통해 압축실(C) 내부로 유입된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 소음 저감 구조를 갖는 리니어 압축기는, 상기 피스톤(30)의 흡입 유로(33) 내부로 하나의 소음기 삽입관(9)만 삽입되어 흡입 소음을 저감시키도록 구성되어 있기 때문에 유체가 흡입될 때 발생하는 다양한 주파수 대역을 소음을 효과적으로 저감시키기 어려운 문제점이 있고, 하나의 삽입관(9)이 피스톤(30)의 중앙부에 위치되어 있기 때문에 편심된 흡입구(34)와 일치하지 않아 흡입 효율 측면에서도 불리한 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 피스톤의 흡입 유로 내에 길이가 다른 복수개의 소음기 삽입관을 설치함으로써 흡입 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있고, 길이가 긴 삽입관의 위치를 흡입구 쪽에 위치하게 함으로써 흡입 효율도 향상되도록 하는 리니어 압축기의 소음 저감 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 소음 저감 장치는, 피스톤의 후방에 설치된 소음기 본체로부터 피스톤의 흡입 유로 내부로 길게 연결되어 유체가 유입되는 복수 개의 삽입관이 구비되고, 상기 복수개의 삽입관은 길이가 서로 다르게 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 압축기의 소음 저감 장치가 도시된 종단면도이고, 도 4는 도 3의 A-A 선 방향의 단면도이다.

본 발명에 따른 리니어 압축기의 소음 저감 장치는, 도 3에 도시된 바와 같이 피스톤(50)의 뒷 부분에 소음기(90)가 설치된 구조로 이루어진다.

상기 피스톤(50)은 실린더(70) 내에서 직선 이동되는 원통 형상의 바디부(51)와 마그네트 프레임(미도시)에 고정되는 플랜지부(52)로 이루어진다. 여기서 상기 바디부(51)의 내부에 상기 흡입 유로(53)가 형성되고, 막혀있는 앞부분에 흡입구(55)가 형성된다.

상기 피스톤(50)의 전면에는 상기 흡입구(55)를 개폐하는 흡입 밸브(60)가 구비되며, 이 흡입 밸브(60)는 가운데 부분이 상기 피스톤(50)의 전면 중앙부에 볼트(65) 등의 체결 부재로 고정된다.

한편, 도 3에서 참조 번호 80은 상기 실린더(70)의 압축실을 개폐하는 토출 밸브(80)이다.

상기 소음기(90)는 상기 피스톤(50)의 후방에 설치된 소음기 본체(93)와, 상기 소음기 본체(93)로부터 상기 피스톤(50)의 흡입 유로(53) 내부로 길게 연결되어 유체가 유입되는 복수 개의 삽입관(95)으로 구성된다.

상기 소음기 본체(93)는 그 중앙부에 유체가 흡입되는 흡입 파이프(미도시)가 삽입되는 삽입홀(93a)이 형성되고, 상기 삽입홀(93a)의 주변에는 소음 저감을 위한 복수개의 공진 공간이 형성된다. 또한 소음기 본체(93)에는 상기 피스톤(50)의 플랜지부(52)에 볼트 조립되어 연결될 수 있도록 연결 플레이트(91)가 설치된다.

상기 연결 플레이트(91)는 한쪽 면에 상기 소음기 본체(93)에 삽입되도록 원주 방향으로 돌출된 삽입부(91a)가 형성되고, 가운데 부분에는 상기 복수개의 삽입관(95)이 연결되는 연통홀(91b)(91c)들이 각각 형성된다.

상기 복수 개의 삽입관(95)은 동일한 직경을 갖는 관으로 구성되고, 본 실시예에서는 두 개의 분리된 삽입관(96)(97)으로 구성된 구조를 예시되어 있다.

이와 같은 상기 복수개의 삽입관(95)은 서로 다른 대역의 주파수 성분에 대응하여 소음 저감 효과를 얻도록 전체적인 길이가 서로 다르게 형성된다.

그리고, 상기 복수개의 삽입관(95) 중 상대적으로 길이가 긴 삽입관(96)이 다른 삽입관(97)에 비하여 상기 피스톤의 흡입구(55)에 가깝게 위치되도록 배치되는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리니어 압축기의 소음 저감 장치가 도시된 종단면도이고, 도 6은 도 5의 B-B 선 방향의 단면도이다.

전술한 본 발명의 일 실시예에서는 복수개의 삽입관(95)이 별도의 관으로 구성된 반면, 본 발명의 다른 실시예에서는 복수개의 삽입관(95')이 하나의 관이 길이 방향으로 나누어진 두 개의 관(96')(97')으로 구성된다. 따라서, 각 삽입관(96')(97')은 그 절단면이 도 6에 도시된 바와 같이 반원 형상을 갖는다.

물론, 소음기 본체(93)에 결합된 연결 플레이트(91)의 홀(91b')(91c')도 하나가 나누어진 구조로 형성되고, 특히 상기 삽입관(95')에서 나누어진 각 관(96')(97')의 길이는 서로 다르게 형성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 소음 저감 장치는, 압축기 작동시에 피스톤(50)이 왕복 운동할 때 흡입 유체는 소음기 본체(93)와 삽입관(95)을 통해 피스톤(50)의 흡입 유로(53) 내부로 유입된 다음 흡입 밸브(60)가 개방될 때 압축실 내로 흡입된다.

이때, 상기 피스톤(50) 내부로 흡입되는 유체는 소음기 본체(93)의 공진 공간에 의해 1차 소음 저감 효과가 발생하게 되고, 상기 삽입관(95)(95')을 통해 피스톤(50) 내부로 유입될 때 삽입관(95)(95')의 길이가 다르게 설계되어 있으므로 각 주파수 하모닉(Harmonic) 성분의 소음 저감 효과가 발생하게 된다.

또한, 상기 삽입관(95)(95') 중 상대적으로 길이가 긴 삽입관(96)(96')이 피스톤(50)의 흡입구(55)에 근접하게 배치되므로 유체 흡입 효율도 효과적으로 이루어질 수 있게 된다.

한편, 상기한 본 발명의 실시예들에서는 복수개의 삽입관이 두 개의 관으로 구성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 3개 이상의 관으로 구성되어 길이가 적어도 하나 이상 다르거나 모두 다를 경우에 더 많은 하모닉 성분의 소음을 저감할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 소음 저감 장치는, 피스톤의 흡입 유로 내에 길이가 다른 복수개의 소음기 삽입관이 설치되기 때문에 흡입 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있고, 길이가 긴 삽입관의 위치가 흡입구 쪽에 위치하기 때문에 흡입 효율도 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 리니어 압축기가 도시된 종단면도,

도 2는 종래 리니어 압축기의 소음 저감 장치가 도시된 종단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 압축기의 소음 저감 장치가 도시된 종단면도,

도 4는 도 3의 A-A 선 방향의 단면도,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리니어 압축기의 소음 저감 장치가 도시된 종단면도,

도 6은 도 5의 B-B 선 방향의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 피스톤 51 : 바디부

52 : 플랜지부 53 : 흡입 유로

55 : 흡입구 60 : 흡입 밸브

70 : 실린더 80 : 토출 밸브

90 : 소음기 91 : 연결 플레이트

93 : 소음기 본체 93a : 삽입홀

95, 96, 97 : 삽입관

Claims (4)

1. 피스톤의 후방에 설치된 소음기 본체로부터 피스톤의 흡입 유로 내부로 길게 연결되어 유체가 유입되는 복수 개의 삽입관이 구비되고,

   상기 복수개의 삽입관은 길이가 서로 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 소음 저감 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 피스톤은 그 전면에 흡입구가 형성되고,

   상기 복수개의 삽입관 중 상대적으로 길이가 긴 삽입관이 다른 삽입관에 비하여 상기 흡입구에 가깝게 위치되도록 배치된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 소음 저감 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 복수개의 삽입관은 복수개의 관이 분리되어 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 소음 저감 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 복수개의 삽입관은 하나의 관이 길이 방향을 따라 복수개로 구획되어 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 소음 저감 장치.