KR20170086841A - 리니어 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기에는, 실린더에 결합되는 프레임; 상기 실린더의 전방에 제공되며, 압축된 냉매를 배출시키는 토출 밸브; 상기 프레임에 결합되며, 상기 토출 밸브를 통하여 배출된 냉매의 토출공간을 가지는 토출커버; 상기 토출 밸브를 지지하여, 상기 축 방향으로의 탄성력을 제공하는 밸브 스프링; 및 상기 밸브 스프링에 결합되며, 상기 프레임에 지지되어 상기 토출밸브에서 발생되는 진동을 상기 프레임으로 전달하는 밸브 지지장치가 포함된다.

Description

리니어 압축기 {A linear compressor}
본 발명은 리니어 압축기에 관한 것이다.
냉각 시스템이란, 냉매를 순환하여 냉기를 발생시키는 시스템으로서, 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 반복하여 수행한다. 이를 위하여, 상기 냉각 시스템에는, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기가 포함된다. 그리고, 상기 냉각 시스템은, 가전제품으로서 냉장고 또는 에어컨에 설치될 수 있다.
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, 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, 선행문헌 1)을 실시하여 등록된 바 있다.
[선행문헌 1]
1. 등록번호 10-1454549호, 등록일자 : 2014년 10월 17일, 발명의 명칭 : 리니어 압축기
종래의 리니어 압축기에 의하면, 토출밸브가 코일 스프링에 의하여 직접 토출커버에 지지되도록 구성된다. 리니어 압축기가 구동하면, 압축된 냉매가스가 개방된 토출밸브를 통하여 토출커버 및 토출머플러를 통과하게 되고 루프 파이프를 거쳐 압축기의 외부로 배출된다.
이 때 발생하는 냉매가스의 맥동에 의하여 토출밸브에 진동이 발생할 수 있고, 상기 진동은 코일 스프링을 통하여 토출커버로 전달되며, 상기 토출커버를 지지하는 지지장치를 통하여 쉘로 전달됨으로써, 압축기 전체의 진동 및 그에 따른 소음이 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 냉매의 토출측에서 발생되는 진동 또는 소음을 저감하기 위한 리니어 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기에는, 실린더에 결합되는 프레임; 상기 실린더의 전방에 제공되며, 압축된 냉매를 배출시키는 토출 밸브; 상기 프레임에 결합되며, 상기 토출 밸브를 통하여 배출된 냉매의 토출공간을 가지는 토출커버; 상기 토출 밸브를 지지하여, 상기 축 방향으로의 탄성력을 제공하는 밸브 스프링; 및 상기 밸브 스프링에 결합되며, 상기 프레임에 지지되어 상기 토출밸브에서 발생되는 진동을 상기 프레임으로 전달하는 밸브 지지장치가 포함된다.
또한, 상기 밸브 지지장치에는, 상기 토출커버의 일면에 놓여지는 지지본체; 및 상기 지지본체로부터 연장되며, 상기 실린더 또는 프레임에 체결되는 실린더지지부가 포함된다.
또한, 상기 실린더지지부는 다수 개가 구비되며, 상기 다수 개의 실린더 지지부는 상기 지지본체의 외주면에 서로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실린더지지부에는, 체결부재가 관통하는 제 1 체결부가 포함된다.
또한, 상기 실린더에 형성되며, 상기 체결부재가 관통하는 제 2 체결부; 및 상기 프레임에 형성되며, 상기 체결부재가 결합되는 제 3 체결부가 더 포함된다.
또한, 상기 밸브 스프링에는, 판 스프링이 포함된다.
또한, 상기 밸브 지지장치에는, 상기 밸브 스프링이 결합되는 스프링결합부; 상기 스프링결합부로부터 후방으로 연장되어 상기 실린더에 결합되는 실린더결합부; 및 상기 스프링결합부로부터 반경방향으로 연장되어 상기 프레임에 지지되는 프레임지지부가 포함된다.
또한, 상기 실린더에는, 상기 피스톤을 수용하는 실린더 본체; 및 상기 실린더 본체의 전방부에 구비되며, 상기 실린더결합부가 삽입되는 실린더 플랜지가 포함된다.
또한, 상기 토출커버에는, 상기 밸브 지지장치의 전방에서, 상기 밸브 지지장치를 대향하도록 배치되는 커버 본체; 및 상기 커버 본체로부터 후방으로 돌출하여, 상기 밸브 스프링의 열림량을 제한하는 밸브 스토퍼가 포함된다.
또한, 상기 커버 본체는 상기 밸브 지지장치의 전면으로부터 설정거리(S)만큼 이격되도록 배치되어, 상기 토출밸브로부터 상기 커버 본체로의 진동 전달을 제한하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 밸브 스프링에는, 코일 스프링이 포함된다.
이러한 본 발명에 의하면, 밸브 지지장치에 의하여, 토출밸브에서 발생되는 진동이 상대적으로 질량이 큰 프레임을 통하여 쉘로 전달될 수 있으므로, 쉘의 진동 및 소음이 저감될 수 있다는 장점이 있다.
구체적으로, 상기 밸브 지지장치의 실린더 지지부는 하나의 체결부재에 의하여 실린더 및 프레임에 체결되고, 상기 토출밸브에서 발생되는 진동은 상기 체결되는 영역을 통하여 프레임 측으로 용이하게 전달될 수 있다.
그리고, 상기 실린더 지지부가 다수 개 구비되므로, 상기 밸브 지지장치가 상기 실린더 및 프레임에 견고하게 지지될 수 있고 이에 따른 진동의 전달을 방지할 수 있다.
또한, 상기 밸브 지지장치에는, 스프링결합부, 실린더 결합부 및 프레임지지부를 통하여 상기 실린더 및 프레임에 안정적으로 지지될 수 있으므로, 진동의 전달을 방지할 수 있다.
또한, 상기 밸브 지지장치는 토출 커버로부터 이격될 수 있으므로, 토출밸브가 개폐되는 과정에서 상기 밸브 지지장치와 토출 커버간에 간섭이 발생하는 것을 방지하고, 이에 따라 토출밸브로부터 밸브지지장치로 전달되는 진동이 상기 토출 커버가 아닌, 프레임 측으로 전달될 수 있다는 효과가 있다.
또한, 밸브 스프링에는 판 스프링 또는 코일 스프링이 포함될 수 있고, 상기 판 스프링 또는 코일 스프링은 상기 밸브 지지장치에 의하여 안정적으로 지지될 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리니어 압축기의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 토출커버 및 토출밸브 어셈블리의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 토출커버 및 토출밸브 조립체의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸브 지지장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 실린더, 피스톤 및 밸브지지장치의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 리니어 압축기의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 토출커버 및 토출밸브 조립체의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 토출커버 및 토출밸브 조립체의 구성을 보여주는 단면도이다.
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 제 1 실시예에 따른 리니어 압축기의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리니어 압축기(10)에는, 대략 원통 형상의 쉘(101)과, 상기 쉘(101)의 일측에 결합되는 제 1 쉘커버(102) 및 타측에 결합되는 제 2 쉘커버(103)가 포함된다.
일례로, 상기 리니어 압축기(10)는 가로 방향으로 누워져 있으며, 도면을 기준으로 상기 제 1 쉘커버(102)는 상기 쉘(101)의 우측에, 상기 제 2 쉘커버(103)는 상기 쉘(101)의 좌측에 결합될 수 있다. 넓은 의미에서, 상기 제 1 쉘커버(102)와 제 2 쉘커버(103)는 상기 쉘(101)의 일 구성으로서 이해될 수 있다.
상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 쉘(101)의 내부에 제공되는 실린더(120)와, 상기 실린더(120)의 내부에서 왕복 직선운동하는 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.
상세히, 상기 리니어 압축기(10)에는, 냉매가 유입되는 흡입부(104) 및 상기 실린더(120)의 내부에서 압축된 냉매가 배출되는 토출부(105)가 포함된다. 상기 흡입부(104)는 상기 제 1 쉘커버(102)에 결합되고, 상기 토출부(105)는 상기 제 2 쉘커버(103)에 결합될 수 있다.
상기 흡입부(104)를 통하여 흡입된 냉매는 흡입 머플러(150)를 거쳐 상기 피스톤(130)의 내부로 유동한다. 냉매가 상기 흡입 머플러(150)를 통과하는 과정에서, 소음이 저감될 수 있다. 상기 흡입 머플러(150)는, 제 1 머플러(151)와 제 2 머플러(153)가 결합되어 구성된다. 상기 흡입 머플러(150)의 적어도 일부분은 상기 피스톤(130)의 내부에 위치된다.
상기 피스톤(130)에는, 대략 원통형상의 피스톤 본체(131) 및 상기 피스톤 본체(131)로부터 반경 방향으로 연장되는 피스톤 플랜지부(132)가 포함된다. 상기 피스톤 본체(131)는 상기 실린더(120)의 내부에서 왕복 운동하며, 상기 피스톤 플랜지부(132)는 상기 실린더(120)의 외측에서 왕복 운동할 수 있다.
상기 실린더(120)는, 상기 흡입 머플러(150)의 적어도 일부분과, 상기 피스톤(130)의 적어도 일부분을 수용하도록 구성된다.
상기 실린더(120)의 내부에는, 상기 피스톤(130)에 의하여 냉매가 압축되는 압축 공간(P)이 형성된다. 그리고, 상기 피스톤(130)의 전방부에는, 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. 상기 흡입 밸브(135)의 대략 중심부에는, 소정의 체결부재가 결합되는 체결공이 형성된다.
상기 압축 공간(P)의 전방에는, 상기 압축 공간(P)에서 배출된 냉매의 토출공간 또는 토출유로를 형성하는 토출커버(200) 및 상기 토출커버(200)에 결합되며 상기 압축 공간(P)에서 압축된 냉매를 선택적으로 배출시키기 위한 토출밸브 어셈블리가 제공된다.
상기 토출밸브 어셈블리에는, 상기 압축 공간(P)의 압력이 토출압력 이상이 되면 개방되어 냉매를 상기 토출커버(200)의 토출 공간으로 유입시키는 토출 밸브(250) 및 상기 토출 밸브(250)와 토출커버(200)의 사이에 제공되어 축 방향으로 탄성력을 제공하는 밸브 스프링(252)이 포함된다. 일례로, 상기 밸브 스프링(252)에는, 판 스프링이 포함될 수 있다.
상기 토출 밸브(250)는 상기 밸브 스프링(252)에 결합되며, 상기 토출 밸브(250)의 후방부 또는 후면은 상기 실린더(120)의 전면에 지지되도록 위치된다. 그리고, 상기 밸브 스프링(252)에는, 일례로 판 스프링(plate spring)이 포함될 수 있다.
상기 토출밸브 어셈블리에는, 상기 밸브 스프링(250) 또는 토출 밸브(250)가 지지되는 밸브 지지장치(300)가 더 포함된다. 상기 밸브 지지장치(300)는 상기 토출커버(200) 중 제 1 커버(210)의 내면에 안착될 수 있다. 상기 밸브 지지장치(300)의 구성에 대하여는 후술한다.
상기 압축 공간(P)은 상기 흡입 밸브(135)와 상기 토출 밸브(250)의 사이에 형성되는 공간으로서 이해된다. 그리고, 상기 흡입 밸브(135)는 상기 압축 공간(P)의 일측에 형성되고, 상기 토출 밸브(250)는 상기 압축 공간(P)의 타측, 즉 상기 흡입 밸브(135)의 반대측에 제공될 수 있다.
한편, 상기 "축 방향"이라 함은, 상기 피스톤(130)이 왕복운동 하는 방향, 즉 도 1에서 가로 방향으로 이해될 수 있다. 그리고, 상기 "축 방향" 중에서, 상기 흡입부(104)로부터 상기 토출부(105)를 향하는 방향, 즉 냉매가 유동하는 방향을 "전방"이라 하고, 그 반대방향을 "후방"이라 정의한다.
반면에, "반경 방향"이라 함은 상기 피스톤(130)이 왕복운동 하는 방향에 수직한 방향으로서, 도 1의 세로 방향으로 이해될 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(252)이 전방으로 변형하면서 상기 토출 밸브(250)를 개방시키고, 냉매는 상기 압축공간(P)으로부터 토출되어, 토출커버(200)의 토출공간으로 배출된다. 상기 냉매의 배출이 완료되면, 상기 밸브 스프링(252)은 상기 토출 밸브(250)에 복원력을 제공하여, 상기 토출 밸브(250)가 닫혀지도록 한다.
상기 토출커버(200)의 토출 공간을 유동하는 냉매는 토출 파이프(205)를 통하여 상기 토출커버(200)로부터 배출되며, 토출 호스(206)로 유입된다. 상기 토출 호스(206)는 상기 토출 파이프(205)에 결합되어 상기 토출부(105)로 연장되며, 압축된 냉매를 상기 토출부(105)로 가이드 한다. 일례로, 상기 토출 호스(206)는 소정 방향으로 감겨진 형상을 가지고 라운드지게 연장되며, 상기 토출부(105)에 결합된다.
상기 토출커버(200)에는, 다수의 커버가 포함된다. 상기 다수의 커버에는, 제 1 커버(210), 제 2 커버(220), 제 3 커버(230) 및 제 4 커버(240)가 포함된다. 상기 토출 밸브(250)로부터 상기 제 1 커버(210), 상기 제 2 커버(220), 상기 제 3 커버(230) 및 제 4 커버(240)가 차례로 배치될 수 있다.
상기 제 1 커버(210)와 제 2 커버(220)의 사이 공간에는, 개방된 토출밸브(250)를 통하여 배출된 압축 냉매가 유동하는 제 1 토출유로가 포함되며, 상기 제 2 커버(220)와 제 3 커버(230)의 사이 공간에는, 상기 제 1 토출유로를 지난 냉매가 유동하는 제 2 토출유로가 포함된다.
상기 토출 파이프(205)는 상기 제 3 커버(230)에 결합되며, 상기 제 2 토출유로를 지난 냉매는 상기 토출 파이프(205)로 배출될 수 있다.
상기 제 4 커버(240)는 상기 제 3 커버(230)의 전방에 배치되어 상기 제 3 커버(230)를 지지하는 기능을 수행한다. 상기 제 4 커버(240)를 "지지커버"라 이름할 수 있다.
상기 제 4 커버(240)에는, 커버 탄성부재(275)가 결합된다. 상기 제 4 커버(240)에는 상기 커버 탄성부재(275)와 결합되는 제 1 커버돌기(245)가 포함된다. 일례로, 상기 제 1 커버돌기(245)는 상기 커버 탄성부재(275)에 삽입되도록 배치될 수 있다. 그리고, 상기 커버 탄성부재(275)에는, 커버 결합부(270)가 결합된다.
상기 리니어 압축기(10)에는, 자력에 의하여 상기 커버 결합부(270)를 지지하는 토출측 지지부재(280)가 더 포함된다. 상기 토출측 지지부재(280)는 상기 커버 결합부(270)의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배치되며, 상기 커버 결합부(270)의 외주면으로부터 이격된 상태에서 자력에 의하여 상기 커버 결합부(270)를 지지할 수 있다.
상기 토출측 지지부재(280)는 상기 커버 결합부(270)로부터 반경 방향으로 연장되어, 상기 제 2 쉘커버(103)에 결합될 수 있다.
상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 토출측 지지부재(280)에 결합되는 보강부재(280)가 더 포함된다. 일례로, 상기 토출측 지지부재(280)와 상기 보강부재(290)는 체결부재에 의하여 결합될 수 있다.
상기 보강부재(290)는 상기 토출측 지지부재(280)에 결합되어 상기 쉘(101)의 내주면을 향하여 연장된다. 상세히, 상기 보강부재(290)에는, 상기 토출측 지지부재(280)에 결합되는 제 1 결합부(291) 및 상기 제 1 결합부(291)로부터 절곡되며 상기 쉘(101)의 내주면에 결합되는 제 2 결합부(295)가 포함된다.
상기 커버 결합부(270)는, 상기 토출측 지지부재(280)와 상기 보강부재(290)를 통하여 상기 쉘(101) 또는 상기 제 2 쉘커버(103)에 지지될 수 있다. 지지되는 수단에는, 자성부재가 포함된다. 상세히, 상기 자성부재에는, 상기 커버 결합부(270)에 구비되는 제 1 자성부 및 상기 토출측 지지부재(280)에 설치되는 제 2 자성부가 포함된다. 상기 제 1,2 자성부 간에는, 척력이 작용할 수 있다.
상기 리니어 압축기(10)에는, 프레임(110)이 더 포함된다. 상기 프레임(110)은 상기 실린더(120)를 고정시키는 구성으로서, 체결부재에 의하여 상기 실린더(120)에 체결될 수 있다. 상기 프레임(110)은 상기 실린더(120)를 둘러싸도록 배치된다. 즉, 상기 실린더(120)는 상기 프레임(110)의 내측에 수용되도록 위치될 수 있다. 그리고, 상기 토출커버(200), 특히 제 1 커버(210)는 상기 프레임(110)의 전면에 결합될 수 있다.
상기 모터 어셈블리(140)에는, 상기 프레임(110)에 고정되어 상기 실린더(120)를 둘러싸도록 배치되는 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 영구자석(146)이 포함된다.
상기 영구자석(146)은, 상기 아우터 스테이터(141) 및 이너 스테이터(148)와의 상호 전자기력에 의하여 직선 왕복 운동할 수 있다. 그리고, 상기 영구자석(146)은 1개의 극을 가지는 단일 자석으로 구성되거나, 3개의 극을 가지는 다수의 자석이 결합되어 구성될 수 있다.
상기 영구자석(146)은 연결부재(138)에 의하여 상기 피스톤(130)에 결합될 수 있다. 상세히, 상기 연결부재(138)는 상기 피스톤 플랜지부(132)에 결합되어 상기 영구자석(146)을 향하여 절곡하여 연장될 수 있다. 상기 영구자석(146)이 왕복 운동함에 따라, 상기 피스톤(130)은 상기 영구자석(146)과 함께 축 방향으로 왕복 운동할 수 있다.
상기 아우터 스테이터(141)에는, 코일 권선체 및 스테이터 코어가 포함된다. 상기 코일 권선체에는, 보빈 및 상기 보빈의 원주 방향으로 권선된 코일이 포함된다. 상기 코일의 단면은 다각형 형상을 가질 수 있으며, 일례로 육각형의 형상을 가질 수 있다.
상기 스테이터 코어는 복수 개의 라미네이션(lamination)이 원주 방향으로 적층되어 구성되며, 상기 코일 권선체를 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상기 아우터 스테이터(141)의 일측에는 스테이터 커버(149)가 제공된다. 즉, 상기 아우터 스테이터(141)의 일측부는 상기 프레임(110)에 의하여 지지되며, 타측부는 상기 스테이터 커버(149)에 의하여 지지될 수 있다.
상기 이너 스테이터(148)는 상기 프레임(110)의 외주에 고정된다. 그리고, 상기 이너 스테이터(148)는 복수 개의 라미네이션이 상기 프레임(110)의 외측에서 원주 방향으로 적층되어 구성된다.
상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 피스톤(130)을 지지하는 서포터(137) 및 상기 서포터(137)에 스프링 결합되는 백 커버(170)가 더 포함된다. 상기 서포터(137)는 소정의 체결부재에 의하여, 상기 피스톤 플랜지부(132) 및 상기 연결부재(138)에 결합된다.
상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 흡입부(104)가 결합되는 제 1 쉘커버(102)의 지점(이하, 결합 지점)의 내측에 구비되는 흡입 가이드부(155)가 더 포함된다. 상기 흡입 가이드부(155)는 상기 결합 지점의 내측에 인접하도록 설치되어, 상기 흡입부(104)를 통하여 흡입된 냉매가 상기 흡입 머플러(150)에 유입되도록 안내한다.
상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 피스톤(130)이 공진 운동할 수 있도록 각 고유 진동수가 조절된 복수의 공진 스프링(176)이 더 포함된다.
상기 복수의 공진 스프링(176)에는, 상기 서포터(137)와 스테이터 커버(149)의 사이에 지지되는 제 1 공진스프링 및 상기 서포터(137)와 백 커버(170)의 사이에 지지되는 제 2 공진스프링이 포함된다.
상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 백 커버(170)에 결합되는 흡입측 탄성부재(187)가 더 포함된다. 일례로, 상기 흡입측 탄성부재(187)에는, 판 스프링이 포함된다.
상기 백 커버(170)에는, 상기 흡입측 탄성부재(187)와 결합되는 제 2 커버돌기(175)가 포함된다. 일례로, 상기 제 2 커버돌기(175)는 상기 흡입측 탄성부재(187)에 삽입되도록 배치될 수 있다. 그리고, 상기 흡입측 탄성부재(187)에는, 상기 흡입 가이드부(155)가 결합될 수 있다.
상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 흡입 가이드부(155)를 지지하는 흡입측 지지부재(180)가 더 포함된다. 상기 흡입측 지지부재(180)는 상기 흡입 가이드부(155)의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배치되며, 상기 흡입 가이드부(155)의 외주면으로부터 이격되도록 위치된다.
그리고, 상기 흡입측 지지부재(180)는 상기 흡입 가이드부(155)로부터 양측 반경 방향으로 연장되어, 상기 제 1 쉘커버(102)에 결합될 수 있다.
상기 흡입측 지지부재(180)와 상기 흡입 가이드부(155) 사이의 이격된 공간에는, 댐핑부재(185)가 설치된다. 일례로, 상기 댐핑부재(185)에는, 고무부재가 포함될 수 있다. 상기 댐핑부재(185)는, 상기 흡입부(104)를 통한 냉매의 흡입과정에서 발생될 수 있는 진동이, 상기 흡입 가이드부(155)로부터 상기 흡입측 지지부재(180)로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따른 소음 저감효과가 나타난다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 토출커버 및 토출밸브 어셈블리의 구성을 보여주는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 토출커버 및 토출밸브 조립체의 구성을 보여주는 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸브 지지장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 토출밸브 어셈블리에는, 상기 실린더(120)의 전면에 안착되어 선택적으로 개방되는 토출밸브(250) 및 상기 토출밸브(250)에 결합되어 축 방향으로 탄성력을 제공하는 밸브 스프링(252)이 포함된다.
상기 토출밸브 어셈블리에는, 상기 밸브 스프링(252)의 전방에 제공되며 상기 밸브 스프링(252)의 변형량을 제한하는 스토퍼(255)가 더 포함된다. 상기 토출 밸브(250)가 개방될 때, 상기 밸브 스프링(252)은 전방으로 변형되는 움직임을 가지며, 이 과정에서 상기 스토퍼(255)는 상기 밸브 스프링(252)의 전방에서 상기 밸브 스프링(252)에 간섭되어 상기 밸브 스프링(252)의 과도한 변형을 방지한다.
상기 스토퍼(255)의 후면에는, 상기 토출 밸브(250)가 이동할 때 상기 토출 밸브(250)의 적어도 일부분이 위치할 수 있는 밸브 회피홈이 형성될 수 있다.
상기 토출밸브 어셈블리에는, 상기 밸브 스프링(252)과 상기 스토퍼(255)의 사이에 설치되는 스페이서(254)가 더 포함된다. 상기 스페이서(254)는 상기 밸브 스프링(252)과 상기 스토퍼(255)를 설정거리 만큼 이격시켜, 상기 밸브 스프링(252)이 변형될 수 있는 공간을 확보할 수 있다.
상기 토출밸브 어셈블리에는, 상기 스토퍼(255)의 일측에 제공되어 상기 토출밸브(250) 및 밸브 스프링(252)을 안정적으로 지지하는 밸브 지지장치(300)가 더 포함된다.
상세히, 상기 밸브 지지장치(300)에는, 대략 링 형상을 가지며 상기 스토퍼(255)의 전방에 위치되는 지지본체(310) 및 상기 지지본체(310)의 외주면으로부터 후방으로 연장되는 실린더지지부(320)가 포함된다.
상기 지지본체(310)에는, 상기 스토퍼(255)의 전면을 지지하는 지지면이 포함된다.
상기 실린더지지부(320)는 다수 개가 구비될 수 있다. 상기 다수 개의 실린더지지부(320)는, 상기 지지본체(310)의 외주면에 서로 이격되어 설치되며, 후방으로 연장되어 상기 실린더(120) 및 프레임(110)에 결합될 수 있다. 상기 실린더지지부(320)는 상기 지지본체(310)로부터 후방으로 연장되어 실린더에 안착되는 점에서, "실린더 레그"라 이름할 수도 있을 것이다.
상기 실린더지지부(320)에는, 체결부재(350)가 결합되는 제 1 체결부(325)가 포함된다. 상기 제 1 체결부(325)는 상기 실린더지지부(320)의 적어도 일부분이 관통되어 형성될 수 있다. 상기 체결부재(350)는, 상기 제 1 체결부(325)를 관통하여 상기 실린더(120) 및 프레임(110)에 결합될 수 있다.
상기 실린더(120)에는, 상기 체결부재(350)가 결합되는 제 2 체결부(125)가 포함된다. 상기 제 2 체결부(125)는 상기 피스톤(130)이 삽입되는 실린더 본체(121)의 전방부 외주면으로부터 반경 방향으로 돌출되도록 구성된다. 그리고, 상기 제 2 체결부(125)에는, 상기 체결부재(350)가 삽입될 수 있는 관통공이 형성된다.
상기 프레임(110)에는, 상기 체결부재(350)가 결합되는 제 3 체결부(115)가 포함된다. 상기 제 3 체결부(115)는 상기 프레임(110)의 전방부 일면이 후방으로 함몰되어 구성될 수 있다.
상기 체결부재(350)는 상기 제 1 체결부(325) 및 제 2 체결부(125)를 관통하여 상기 제 3 체결부(115)에 체결될 수 있다. 즉, 하나의 체결부재(350)를 통하여 상기 밸브지지장치(300), 실린더(120) 및 프레임(110)이 체결될 수 있으므로, 간단한 조립구조를 실현할 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 상기 밸브 지지장치(300)는 상기 토출밸브(250), 밸브스프링(252) 및 스토퍼(255)를 지지한 상태에서 상기 실린더(120) 및 프레임(110)에 결합될 수 있으므로, 냉매의 토출과정에서 발생되는 토출밸브(250) 또는 밸브스프링(252)의 진동이 상기 토출커버(200)로 전달되는 것이 방지되고, 상기 프레임(110)측으로 전달될 수 있다.
만약, 상기 진동이 상기 토출커버(200)로 전달되는 경우, 상기 진동은 상기 토출측 지지부재(310) 및 상기 보강부재(320)를 통하여 쉘(101) 또는 쉘커버(102,103)에 전달되는 문제점이 발생할 수 있다.
그러나, 본 실시예에 따르면, 상기 진동은 상기 프레임(110)측으로 전달되며, 상기 프레임(110)은 상기 토출커버(200)에 비하여, 상대적으로 질량이 크게 형성되므로, 상기 진동은 감쇄되는 효과가 나타날 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 제 2 실시예 및 제 3 실시예에 대하여 설명한다. 이들 실시예는 제 1 실시예와 비교하여 일부 구성에 있어서만 차이가 있으므로 차이점을 위주로 설명하며, 제 1 실시예와 동일한 부분에 대하여는 제 1 실시예의 설명과 도면부호를 원용한다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 실린더, 피스톤 및 밸브지지장치의 구성을 보여주는 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 리니어 압축기의 구성을 보여주는 단면도이고, 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 토출커버 및 토출밸브 조립체의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 리니어 압축기에는, 실린더(120a)를 수용하는 프레임(110a) 및 상기 실린더(120a)의 전방에 제공되는 토출밸브 어셈블리가 포함된다.
상기 실린더(120a)에는, 상기 피스톤(130)이 삽입되는 실린더본체(121a) 및 상기 실린더 본체(121a)의 전방부에 제공되는 실린더 플랜지(122)가 포함된다. 상기 실린더 플랜지(122)에는, 밸브지지장치(400)가 결합될 수 있다.
상기 토출밸브 어셈블리에는, 상기 실린더(120a)의 전면부에 안착되는 토출밸브(250a) 및 상기 토출밸브(250a)의 중심부(251a)에 결합되며 상기 토출밸브(250a)에 축 방향의 탄성력을 제공하는 밸브 스프링(252a)이 포함된다. 일례로, 상기 밸브 스프링(252a)에는, 판 스프링이 포함될 수 있다.
상기 토출밸브 어셈블리에는, 상기 밸브 스프링(252a)에 결합되어, 상기 토출밸브(250a) 및 상기 밸브 스프링(252a)을 지지하는 밸브 지지장치(400)가 더 포함된다.
상기 밸브 지지장치(400)에는, 상기 밸브 스프링(252a)에 결합되는 스프링결합부(410) 및 상기 스프링결합부(410)로부터 후방으로 연장되어 상기 실린더(120a)에 결합되는 실린더결합부(420)가 포함된다.
상기 스프링결합부(410)는, 상기 밸브 스프링(252a)의 형상에 대응하여 대략 링 형상을 가질 수 있다. 상기 밸브 스프링(252a)은 상기 스프링결합부(410)의 비어있는 내부공간에 위치될 수 있다.
상기 실린더결합부(420)는 상기 실린더(120a)의 실린더 플랜지(122)에 결합될 수 있다. 상기 실린더 플랜지(122)는 상기 실린더(120a)의 전방부 외주면에 형성되며, 전방을 향하여 개구된 홈을 가질 수 있다. 상기 개구된 홈에는, 상기 실린더결합부(420)가 삽입될 수 있다.
상기 밸브 지지장치(400)에는, 상기 스프링결합부(410)로부터 반경 방향으로 연장되어 상기 프레임(110)의 전면부에 지지되는 프레임지지부(430)가 더 포함된다. 상기 프레임지지부(430)에는, 상기 실린더 플랜지(122)의 전단부에 위치하는 턱(435)이 포함된다. 상기 턱(435)은 상기 밸브 실린더결합부(420)가 상기 실린더 플랜지(122)에 삽입될 수 있는 깊이를 제한하는 "삽입 스토퍼"로서 이해될 수 있다.
상기한 구성에 의하여, 상기 밸브 지지장치(400)는 상기 토출밸브(250a) 및 상기 밸브 스프링(252a)을 지지한 상태에서, 상기 실린더(120) 및 프레임(110)에 안정적으로 지지될 수 있다.
상기 토출밸브 어셈블리의 전방에는, 토출커버가 설치된다. 상기 토출커버에는, 다수의 커버가 포함된다. 상기 다수의 커버에는, 제 1 커버(210a), 제 2 커버(220a) 및 제 3 커버(230a)가 포함된다. 상기 토출 밸브(250a)로부터 상기 제 1 커버(210a), 상기 제 2 커버(220a) 및 상기 제 3 커버(230a)가 차례로 배치될 수 있다.
즉, 상기 다수의 커버 중, 상기 제 1 커버(210a)가 상기 토출밸브 어셈블리에 가장 인접하게 배치된다. 그리고, 상기 제 1 커버(210a)의 내면, 즉 후면부는 상기 밸브 스프링(252a)을 바라보도록 배치될 수 있다.
상세히, 상기 제 1 커버(210a)에는, 상기 밸브 스프링(252a)에 대향하며 반경방향으로 연장되는 커버본체(211) 및 상기 커버본체(211)의 대략 중심부에서 후방으로 돌출되는 밸브 스토퍼(212)가 포함된다.
상기 커버본체(211)는 상기 밸브 지지장치(400)로부터 설정거리(S) 만큼 이격되도록 배치된다. 일례로, 상기 설정거리(S)는 5~10mm의 범위에서 형성될 수 있다.
상기 커버본체(211)와 상기 밸브 지지장치(400)가 너무 근접해 있는 경우, 상기 토출밸브(250a)가 개폐되는 과정에서, 냉매의 맥동에 의하여 상기 토출밸브(250a), 밸브 스프링(252a) 및 상기 밸브 지지장치(400)에는 진동이 발생하게 되고, 상기 진동은 상기 커버본체(211)와 상기 밸브 지지장치(400)의 사이 공간에 존재하는 냉매를 매개체로 하여, 상기 토출커버로 전달될 수 있다.
상기한 바와 같이, 상기 토출커버는 상기 프레임(110)에 비하여 상대적으로 적은 질량을 가지는 바, 상기 토출커버로 전달된 진동은 감쇄되지 않고, 상기 토출측 지지부재(310) 및 보강부재(320)를 통하여 상기 쉘(101) 또는 쉘커버(102,103)로 전달될 가능성이 높아진다.
따라서, 본 실시예와 같이 상기 커버본체(211)와 상기 밸브 지지장치(400)를 상기 설정거리(S)만큼 이격시킴으로써, 상기 토출밸브 어셈블리에서 발생되는 진동이 상기 밸브 지지장치(400)가 지지되는 프레임(110) 측으로 전달되고, 상기 토출커버로 전달되는 것이 방지될 수 있다.
상기 밸브 스토퍼(212)는 상기 토출밸브(250a)의 중심부(251a)에 대응하는 위치에 형성되어, 상기 토출밸브(250a)가 개방될 때, 즉 전방으로 이동할 때 상기 토출밸브(250a)의 개방량을 제한할 수 있다. 즉, 상기 토출밸브(250a)는 상기 밸브 스토퍼(212)에 접촉할 때의 개방량 이상으로 개방되는 것이 제한될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 토출커버 및 토출밸브 조립체의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 리니어 압축기에는, 다수의 커버를 포함하는 토출커버 및 토출밸브 어셈블리가 포함된다.
상기 다수의 커버에는, 제 1 커버(210b), 제 2 커버(220b) 및 제 3 커버(230b)가 포함된다. 토출 밸브(250b)로부터 상기 제 1 커버(210b), 상기 제 2 커버(220b) 및 상기 제 3 커버(230b)가 차례로 배치될 수 있다.
본 실시예는 제 2 실시예와 비교하여, 밸브 스프링이 코일 스프링으로 구성되는 점에서 차이가 있다.
상세히, 상기 토출밸브 어셈블리에는, 중심부(251b)를 가지는 토출밸브(250b)와, 상기 중심부(251b)에 결합되어 상기 토출밸브(250b)에 축 방향으로의 탄성력을 제공하는 밸브스프링(252b) 및 상기 토출밸브(250b)와 상기 밸브스프링(252b)을 지지하는 밸브 지지장치(500)가 포함된다.
상기 밸브 지지장치(500)에는, 상기 밸브 스프링(252b)에 결합되는 스프링결합부(510)와, 상기 스프링결합부(510)로부터 후방으로 연장되어 실린더(120b)의 실린더 플랜지(122)에 삽입되는 실린더결합부(520) 및 상기 스프링결합부(510)로부터 반경 방향으로 연장되어 프레임(110b)의 전면부에 지지되는 프레임지지부(530)가 포함된다.
상기 스프링결합부(510)는 상기 밸브 스프링(252b)의 단부가 안착되도록 구성될 수 있다. 상기 밸브 스프링(252b)에는, 코일 스프링이 포함될 수 있다.
상기 밸브 스프링(252b)의 제 1 단부는 상기 토출밸브(250b)의 중심부(251b)에 결합되며, 제 2 단부는 상기 스프링 결합부(510)에 지지 또는 결합될 수 있다.
상기 밸브 지지장치(500)는 상기 토출밸브(250b) 및 상기 밸브 스프링(252b)을 지지한 상태에서, 상기 실린더(120) 및 프레임(110)에 안정적으로 지지될 수 있다. 그리고, 상기 토출밸브 어셈블리에서 발생되는 진동을 상기 프레임(110)측으로 전달하여 그 크기를 감쇄할 수 있다.
그리고, 상기 밸브 스프링(252b)이 코일 스프링으로 구성되는 것에 의하여, 압축기의 제조비용을 절감할 수 있으며, 스프링의 작동 신뢰성을 개선할 수 있다.
10 : 리니어 압축기 101 : 쉘
110 : 프레임 115 : 제 3 체결부
120 : 실린더 121 : 실린더 본체
122 : 실린더 플랜지 125 : 제 2 체결부
130 : 피스톤 140 : 모터 어셈블리
150 : 흡입 머플러 200 : 토출커버
250 : 토출 밸브 252 : 밸브 스프링
300,400,500 : 밸브 지지장치 310 : 지지본체
320 : 실린더지지부 325 : 제 1 체결부
350 : 제 2 체결부 410 : 스프링결합부
420 : 실린더결합부 430 : 프레임지지부

Claims (16)

  1. 쉘;
    상기 쉘의 내부에 구비되며, 냉매의 압축공간을 형성하는 실린더;
    상기 실린더를 상기 쉘에 고정하는 프레임;
    상기 실린더의 내부에서 축 방향으로 왕복운동 가능하게 제공되는 피스톤;
    상기 실린더의 전방에 제공되며, 상기 냉매의 압축공간에서 압축된 냉매를 선택적으로 배출시키는 토출 밸브;
    상기 프레임에 결합되며, 상기 토출 밸브를 통하여 배출된 냉매의 토출공간을 가지는 토출커버;
    상기 토출 밸브를 지지하여, 상기 축 방향으로의 탄성력을 제공하는 밸브 스프링; 및
    상기 밸브 스프링에 결합되며, 상기 프레임에 지지되어 상기 토출밸브에서 발생되는 진동을 상기 프레임으로 전달하는 밸브 지지장치가 포함되는 리니어 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 지지장치에는,
    상기 토출커버의 일면에 놓여지는 지지본체; 및
    상기 지지본체로부터 연장되며, 상기 실린더 또는 프레임에 체결되는 실린더지지부가 포함되는 리니어 압축기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 실린더지지부는 상기 지지본체의 외주면으로부터 후방으로 연장되어, 상기 실린더의 일면에 지지되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 실린더지지부는 다수 개가 구비되며, 상기 다수 개의 실린더 지지부는 상기 지지본체의 외주면에 서로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 실린더지지부에는,
    체결부재가 관통하는 제 1 체결부가 포함되는 리니어 압축기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 실린더에 형성되며, 상기 체결부재가 관통하는 제 2 체결부; 및
    상기 프레임에 형성되며, 상기 체결부재가 결합되는 제 3 체결부가 더 포함되는 리니어 압축기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 스프링의 전방에 제공되며, 상기 토출 밸브가 이동할 때 상기 토출 밸브의 적어도 일부분이 위치할 수 있는 밸브 회피홈을 가지는 스토퍼; 및
    상기 밸브 스프링과 상기 스토퍼의 사이에 설치되는 스페이서가 더 포함되는 리니어 압축기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 스프링에는,
    판 스프링이 포함되는 리니어 압축기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 토출커버에 결합되는 커버 결합부; 및
    상기 커버 결합부를 지지하며, 상기 쉘을 향하여 연장되는 토출측 지지부재가 더 포함되는 리니어 압축기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 지지장치에는,
    상기 밸브 스프링이 결합되는 스프링결합부;
    상기 스프링결합부로부터 후방으로 연장되어 상기 실린더에 결합되는 실린더결합부; 및
    상기 스프링결합부로부터 반경방향으로 연장되어 상기 프레임에 지지되는 프레임지지부가 포함되는 리니어 압축기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 실린더에는,
    상기 피스톤을 수용하는 실린더 본체; 및
    상기 실린더 본체의 전방부에 구비되며, 상기 실린더결합부가 삽입되는 실린더 플랜지가 포함되는 리니어 압축기.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 토출커버에는,
    상기 밸브 지지장치의 전방에서, 상기 밸브 지지장치를 대향하도록 배치되는 커버 본체; 및
    상기 커버 본체로부터 후방으로 돌출하여, 상기 밸브 스프링의 열림량을 제한하는 밸브 스토퍼가 포함되는 리니어 압축기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 커버 본체는 상기 밸브 지지장치의 전면으로부터 설정거리(S)만큼 이격되도록 배치되어, 상기 토출밸브로부터 상기 커버 본체로의 진동 전달을 제한하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 밸브 스토퍼는, 상기 토출밸브의 중심부에 대응하는 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 밸브 스프링에는, 코일 스프링이 포함되는 리니어 압축기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 코일 스프링에는,
    상기 스프링결합부의 일면에 지지되는 제 1 단부; 및
    상기 토출밸브의 중심부에 결합되는 제 2 단부가 포함되는 리니어 압축기.
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