KR20060081482A - 리니어 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 리니어 압축기는 쉘과 토출커버의 외둘레면에 다수개의 방열핀이 형성됨으로써, 방열면적이 증대되기 때문에 상기 방열핀을 통해 상기 쉘과 토출커버내의 열이 외부로 원활하게 방열될 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라, 상기 토출커버와 쉘 및 실린더와 쉘 사이에는 제 1,2단열수단이 각각 구비됨으로써, 상기 토출커버내의 열이 상기 쉘 또는 실린더의 내부로 다시 전달되는 것이 차단될 수 있기 때문에 상기 쉘의 내부에 열이 축적되는 것이 방지되어, 리니어 압축기의 과열이 방지되므로 압축기 효율 및 신뢰성이 향상될 수 있는 효과가 있다.

리니어 압축기, 쉘, 토출부, 방열, 방열핀, 단열

Description

리니어 압축기{Linear compressor}

도 1은 본 발명에 따른 리니어 압축기가 도시된 종단면도,

도 2는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 토출부 어셈블리가 확대도시된 단면도.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

60: 쉘 61: 흡입구

62: 토출구 63: 흡입파이프

64: 소음기 70: 리니어모터

71: 아우터 코어 72: 이너 코어

73: 코일 74: 마그네트

75: 마그네트 프레임 80: 실린더

80a: 실링부 81: 피스톤

81a: 흡입유로 81b: 흡입포트

82: 스프링 지지체 83: 메인 스프링

84: 흡입밸브 90: 토출부 어셈블리

91: 토출커버 91a: 플랜지부

92: 토출밸브 93: 토출스프링

100: 방열핀 101: 제 1단열수단

102: 제 2단열수단

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로서, 특히 쉘과 토출커버에 방열핀이 구비되어, 쉘과 토출커버로부터 외부로 방열이 원활하게 이루어짐으로써, 리니어 압축기가 과열되는 것이 방지되고 압축기 효율 및 신뢰성이 향상될 수 있는 리니어 압축기에 관한 것이다.

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

종래의 리니어 압축기는 쉘의 내부에 구비되어 유체를 압축시키는 피스톤 및 실린더로 구성된 압축부와, 상기 피스톤을 상기 실린더의 내부로 직선 왕복시키는 고정자 및 가동자로 구성된 리니어 모터를 포함하여 구성된다.

상기 실린더는 양측이 개방된 원통구조로 이루어지는 바, 일측에는 상기 피스톤이 삽입되고, 타측에는 상기 피스톤에 의해 압축된 유체가 토출되는 토출커버가 구비되어, 상기 피스톤과 토출커버에 의해 압축실이 형성되며, 상기 토출커버에는 상기 압축실을 개폐하는 토출밸브가 탄지된다.

상기 리니어 모터는 아우터 코어와, 상기 아우터 코어와 일정 공극을 갖도록 배치되는 이너 코어와, 상기 아우터 코어에 장착되는 보빈과, 상기 보빈에 권선되는 코일로 이루어진 고정자와, 상기 코일 주변에 형성된 자기력에 의해 직선왕복운동하는 마그네트와, 상기 마그네트의 직선왕복운동을 상기 피스톤에 전달하도록 일측에 상기 마그네트가 장착되고 타측에 상기 피스톤이 고정된 마그네트 프레임으로 이루어진 가동자로 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래의 리니어 압축기는 상기 코일에 전압이 가해지면, 상기 코일의 주변에는 자기장이 형성되고, 상기 마그네트는 상기 코일 주변의 자기장과의 상호작용으로 직선 왕복운동되며, 상기 마그네트의 직선 왕복운동은 상기 마그네트 프레임을 통해 상기 피스톤에 전달되어, 상기 피스톤이 상기 실린더내에서 직선 왕복운동하면서 상기 실린더 내의 유체를 압축하게 되고, 압축된 유체는 상기 토출부를 통해 외부로 토출되게 된다.

한편, 상기 코일에 반복적으로 전압이 인가되면서 상기 코일에 발생된 열은 상기 아우터 코어를 통해 상기 쉘로 전달되어 외부로 방열되며, 상기 실린더로부터 고온의 유체가 상기 토출커버로 토출되어 상기 토출커버내의 열은 상기 토출커버를 통해 방열된다.

그러나, 종래 기술에 따른 리니어 압축기는 상기 쉘과 토출커버를 통한 외부로의 열전달 속도가 매우 느려서 방열이 잘 이루어지지 않을 뿐만 아니라, 상기 토출커버내의 열은 상기 실린더를 통해 다시 내부로 전달됨으로써, 상기 쉘의 내부에 열이 축적되어 압축기의 효율이 저하되고, 부품의 노화가 촉진되어 수명이 단축됨으로써 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 쉘과 토출커버의 표면적을 넓혀서 상기 쉘과 토출커버를 통한 외부로의 방열량을 증대시키고, 토출부로부터 상기 쉘의 내부로의 열전달을 차단시켜 압축기가 과열되는 것을 방지함으로써 압축기 성능 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 리니어 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 리니어 압축기는 양측에 흡입구와 토출구가 형성된 쉘과, 상기 쉘의 내부에 고정되어 직선운동력을 발생시키는 리니어모터와, 상기 쉘의 내부에 고정된 실린더와, 상기 리니어 모터에 연결되어 상기 실린더 내부에서 직선 왕복운동하면서 유체를 압축하는 피스톤과, 상기 토출구의 전방에 설치되어 상기 실린더 내에서 압축된 유체가 토출되는 토출부 어셈블리와, 상기 쉘과 토출부 어셈블리 중에서 적어도 어느 하나의 외둘레면에 형성되어 내부의 열을 외부로 방열시키는 방열핀을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 리니어 압축기는 흡입구와 토출구가 형성된 쉘과, 상기 쉘의 내부에 고정되어 직선운동력을 발생시키는 리니어모터와, 상기 쉘의 내부에 고정된 실린더와, 상기 리니어 모터에 연결되어 상기 실린더 내부에서 직선 왕복운동하면서 유체를 압축하는 피스톤과, 상기 토출구의 전방에 설치되어 상기 실린더 내에서 압축된 유체가 토출되는 토출부 어셈블리와, 상기 쉘과 토출부 어셈블리의 사이와 상기 쉘과 실린더의 사이 중에서 적어도 어느 일측에 설치된 단열수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 리니어 압축기가 도시된 종단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 토출부 어셈블리가 확대도시된 단면도이다.

본 발명에 따른 리니어 압축기는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 양측에 흡입구(61)와 토출구(62)가 형성된 쉘(60)과, 상기 쉘(60)의 내측에 직접 고정되고 직선운동력을 발생시키는 리니어모터(70)와, 상기 쉘(60)의 내부에 고정된 실린더(80)와, 상기 리니어 모터(70)에 연결되어 상기 실린더(80) 내부에서 직선 왕복운동하면서 유체를 압축하는 피스톤(81)과, 상기 토출구(64)의 전방에 설치되어 상기 실린더(80) 내에서 압축된 유체가 토출되는 토출부 어셈블리(90)와, 상기 쉘(60)과 토출부 어셈블리(90) 중에서 적어도 어느 하나의 외둘레면에 형성되어 내부의 열을 외부로 방열시키는 방열핀(100)을 포함하여 구성된다.

상기 쉘(60)은 원통형 구조로 형성되고, 전면에 상기 토출구(62)가 위치되고, 후면에 상기 흡입구(61)가 위치되는 바, 상기 흡입구(61)에는 흡입파이프(63)가 관통되게 설치된다.

상기 리니어 모터(70)는 크게 고정자와 가동자로 이루어지는 바, 고정자는 적층체로 이루어지는 아우터 코어(71)와, 상기 아우터 코어(71)와 일정한 공극을 갖도록 배치되고 적층체로 이루어지는 이너 코어(72)와, 상기 아우터 코어(71)에 장착되어 자장을 형성하는 코일(73)로 이루어지며, 가동자는 상기 아우터 코어(71)와 이너 코어(72) 사이에 위치되어 상기 코일(73) 주변에 형성된 자기력에 의해 직선 이동되는 마그네트(74)와, 상기 마그네트(74)와 피스톤(81)이 고정되어 상기 마그네트(74)의 직선 운동력을 상기 피스톤(81)에 전달하는 마그네트 프레임(75)으로 이루어진다.

상기 실린더(80)는 상기 쉘(60)의 내부에서 상기 토출구(62) 쪽에 고정되고, 양측이 개방된 원통형 구조로 이루어지고, 상기 피스톤(81)과 토출부 어셈블리(90)에 의해서 압축실(C)이 형성된다.

상기 피스톤(81)은 후방에 스프링 지지체(82)가 장착되고, 상기 스프링 지지체(82)의 전후면과 상기 쉘(60) 사이에는 상기 피스톤(81)을 탄성적으로 지지하도록 메인 스프링(83)이 설치된다.

또한, 상기 피스톤(81)의 후방에는 상기 흡입파이프(63)와 연결되어 흡입 소음을 저감시키는 소음기(64)가 구비되며, 상기 피스톤(81)의 내부에는 상기 흡입파이프(63)를 통해 유체가 흡입되도록 흡입유로(81a)가 형성되고, 상기 피스톤(81)의 전면에는 복수개의 흡입포트(81b)와 상기 흡입포트(81b)를 개폐하는 흡입밸브(84)가 장착된다.

상기 토출부 어셈블리(90)은 상기 쉘(60)을 소형화하여 콤팩트한 압축기의 구성이 가능하도록 상기 쉘(60)의 외부에 고정된다.

상기 토출부 어셈블리(90)는 상기 쉘(60)의 외부에 고정되어 상기 토출구(62)를 통해 토출된 유체를 완충하는 토출커버(91)와, 상기 토출커버(91)내에서 상기 실린더(80)의 개구부에 밀착되어 상기 압축실(C)을 개폐하는 토출밸브(92)와, 상기 토출커버(91)에 지지되어 상기 토출밸브(92)에 탄성력을 제공하는 토출스프링(93)으로 구성된다.

상기 토출커버(91)는 캡모양으로 이루어지며, 상기 쉘(60)에 결합되도록 상기 쉘(60)의 전면부에 대응되는 플랜지부(91a)가 반경방향으로 돌출 형성된다.

또한, 상기 토출커버(91)의 일측에는 상기 토출커버(91)내로 토출된 유체를 외부로 배출시키는 토출파이프(미도시)가 연결된다.

상기 실린더(80)의 외주면에는 상기 실린더(80)와 토출커버(91)사이의 틈새로 유체가 누설되는 것을 방지하도록 상기 토출커버(91)의 플랜지부(91a)에 대응되는 실링부(80a)가 형성되는 바, 상기 실링부(80a)는 상기 실린더(80)의 외주면을 따라 반경방향으로 돌출 형성된다.

그리고, 상기 실링부(80a)가 안착되도록 상기 쉘(60)의 내부에는 단차진 단차홈부가 형성된다.

한편, 상기 방열핀(100)은 상기 쉘(60)과 토출커버(91)에서 외부로 열이 방 사되는 면적을 늘려 방열량을 증대시키도록 상기 쉘(60)과 토출커버(91)의 외둘레면에 수직하게 다수개가 형성된다.

상기 방열핀(100)은 상기 쉘(60)과 토출커버(91)에 일체로 형성되거나 용접 등의 접착방식으로 결합되는 것이 가능하며, 여기서는 접착방식으로 결합되는 것으로 한정하여 설명한다.

그리고, 상기 쉘(60)과 토출부 어셈블리(90)의 사이에는 상기 토출부 어셈블리(90)로부터 상기 쉘(60)로 열전달되는 것이 차단되도록 제 1단열수단(101)이 구비된다.

즉, 상기 제 1단열수단(101)은 상기 쉘(60)과 상기 토출커버(91)가 접촉되는 면상에 장착되고, 링 형상으로 이루어진 단열시트이다.

또한, 상기 쉘(60)과 실린더(80)의 사이에도 상기 토출부 어셈블리 내(90)의 열이 상기 실린더(80)를 통해 상기 쉘(60)로 전달되는 것을 차단하는 제 2단열수단(102)이 구비된다.

상기 제 2단열수단(102)은 상기 실린더(80)의 실링부(80a) 후면과 상기 쉘(60)의 단차홈부 사이에 장착되고, 링 형상으로 이루어진 단열시트이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 리니어 압축기의 작동을 살펴보면 다음과 같다.

상기 리니어 모터(70)가 작동됨에 따라 상기 마그네트(74)가 상기 코일(73) 주변의 자기장과 상호 작용으로 직선 왕복운동하게 되고, 이 운동력은 상기 마그네트 프레임(75)을 통해 상기 피스톤(81)에 전달되어, 상기 피스톤(81)은 상기 실린 더(80) 내부에서 연속적으로 직선 왕복운동하면서 상기 실린더(80)의 압축실(C)내부로 흡입된 유체를 압축하여 토출시키는 과정을 반복하게 된다.

상기 피스톤(81)이 후진하게 되면, 상기 흡입밸브(84)가 개방되면서 상기 피스톤(81) 내부로 유입된 유체가 상기 흡입포트(81b)를 통해 상기 실린더(80)의 압축실(C) 내부로 유입되게 된다.

이후, 상기 피스톤(81)이 상기 압축실(C)을 향해 전진하게 되면, 상기 압축실(C) 내부에서 압축된 유체가 상기 토출밸브(92)를 밀어내게 되어, 상기 토출밸브(92)가 개방되면서 압축된 유체는 상기 토출커버(91) 및 토출 파이프(미도시)를 통해 외부로 배출되게 된다.

한편, 상기 압축실(C)로부터 상기 토출커버(91)내로 고온의 유체가 토출됨에 따라 상기 토출부 어셈블리(90)측이 과열되고, 상기 토출부 어셈블리(90)의 열은 상기 토출커버(91)의 방열핀(100)을 통해 외부로 효과적으로 방열되게 된다.

그리고, 상기 토출커버(91)의 플랜지부(91a)와 쉘(60) 사이에는 제 1단열수단(101)이 구비됨으로써, 상기 토출부 어셈블리(90)측의 열이 상기 쉘(60)로 전달되는 것이 차단됨과 아울러 상기 토출커버(91)와 쉘(60) 사이로 유체가 누설되는 것도 방지된다.

그리고, 상기 실린더(80)의 실링부(80a)와 쉘(60)의 단차홈부사이에는 제 2단열수단(102)이 구비되어 있으므로, 상기 토출부 어셈블리(90)측의 열이 상기 실린더(80)를 통해 상기 쉘(60)로 다시 전달되는 것이 차단되게 된다.

또한, 상기 코일(73)에 연속적으로 전압이 인가되면서 상기 코일(73)에서 발 생된 열은 상기 아우터 코어(71)를 통해 상기 쉘(60)에 전달되게 되어, 상기 쉘(60)의 방열핀(100)을 통해 외부로 방열되는 바, 다수개의 상기 방열핀(100)이 외부 공기와 접하게 되므로 상기 쉘(60)로부터 외부로의 방열 효과가 증대될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 상기 방열핀(60)과 제 1,2단열수단(101)(102)이 모두 구비된 것으로 한정하여 예시하였으나, 상기의 실시예에 한정되지 않고, 상기 방열핀(60)만을 구비하여 외부로의 방열량을 증대시키는 구성도 가능하며, 상기 제 1,2단열수단(101)(102)만을 구비하여 토출부 어셈블리(90)측으로부터 쉘(60)의 내부로 다시 열이 전달되는 것을 차단하는 구성도 가능하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 리니어 압축기는 쉘과 토출커버의 외둘레면에 다수개의 방열핀이 형성됨으로써, 방열면적이 증대되기 때문에 상기 방열핀을 통해 상기 쉘과 토출커버내의 열이 외부로 원활하게 방열될 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라, 상기 토출커버와 쉘 및 실린더와 쉘 사이에는 제 1,2단열수단이 각각 구비됨으로써, 상기 토출커버내의 열이 상기 쉘 또는 실린더의 내부로 다시 전달되는 것이 차단될 수 있기 때문에 상기 쉘의 내부에 열이 축적되는 것이 방지되어, 리니어 압축기의 과열이 방지되므로 압축기 효율 및 신뢰성이 향상될 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 흡입구와 토출구가 형성된 쉘과;

   상기 쉘의 내부에 고정되어 직선운동력을 발생시키는 리니어모터와;

   상기 리니어 모터에 연결되어 상기 쉘의 내부에 고정된 실린더 내에서 직선왕복운동하면서 유체를 압축하는 피스톤과;

   상기 토출구의 전방에 설치되어 상기 실린더 내에서 압축된 유체가 토출되는 토출부 어셈블리와;

   상기 쉘과 토출부 어셈블리 중에서 적어도 어느 하나의 외둘레면에 형성되어 내부의 열을 외부로 방열시키는 방열핀을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 쉘과 토출부 어셈블리의 사이에는 열전달을 차단하는 제 1단열수단이 구비된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 쉘과 실린더의 사이에는 열전달을 차단하는 제 2단열수단이 구비된 것 을 특징으로 하는 리니어 압축기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 토출부 어셈블리는 상기 쉘의 외부에 고정되어 상기 토출구를 통해 토출된 유체를 완충하는 토출커버와, 상기 토출커버 내에서 상기 토출구를 개폐하는 토출밸브와, 상기 토출커버에 지지되어 상기 토출밸브에 탄성력을 제공하는 토출스프링으로 구성되고, 상기 제 1단열수단은 상기 쉘과 토출커버사이에 설치된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
5. 흡입구와 토출구가 형성된 쉘과;

   상기 쉘의 내부에 고정되어 직선운동력을 발생시키는 리니어모터와;

   상기 쉘의 내부에 고정된 실린더와;

   상기 리니어 모터에 연결되어 상기 실린더 내부에서 직선 왕복운동하면서 유체를 압축하는 피스톤과;

   상기 토출구의 전방에 설치되어 상기 실린더 내에서 압축된 유체가 토출되는 토출부 어셈블리와;

   상기 쉘과 토출부 어셈블리의 사이와 상기 쉘과 실린더의 사이 중에서 적어도 어느 일측에 설치된 단열수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 압 축기.

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