KR20180079866A - 리니어 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기에는, 냉매의 압축공간을 형성하는 실린더; 상기 실린더를 둘러싸도록 배치되는 프레임; 상기 실린더의 전방에 구비되며, 상기 압축공간에서 압축된 냉매의 토출공간을 형성하는 토출커버; 및 상기 실린더와 상기 토출커버의 사이에 구비되는 제 1 실링부재가 포함되어, 토출커버가 실린더를 눌러주는 효과를 달성할 수 있다.

Description

리니어 압축기 {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 흡입 또는 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 흡입 또는 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 흡입 또는 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 운동하면서 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 10-1307688호, 등록일자 : 2013년 9월 5일, 발명의 명칭 : 리니어 압축기

상기 [선행문헌 1]에 따른 리니어 압축기에는, 다수의 부품을 수용하는 쉘 포함된다. 상기 쉘의 상하 방향으로의 높이는, [선행문헌 1]의 도 2에 도시되는 바와 같이, 다소 높게 형성된다. 그리고, 상기 쉘의 내부에는 실린더와 피스톤 사이로 오일을 공급할 수 있는 급유 어셈블리가 제공된다.

한편, 리니어 압축기가 냉장고에 제공되는 경우, 상기 리니어 압축기는 냉장고의 후방 하측에 구비되는 기계실에 설치될 수 있다.

최근, 냉장고의 내부 저장공간을 증대하는 것이 소비자의 주요 관심사가 되고 있다. 상기 냉장고의 내부 저장공간을 증대하기 위하여는, 상기 기계실의 용적을 줄일 필요가 있고, 상기 기계실의 용적을 줄이기 위하여 상기 리니어 압축기의 크기를 줄이는 것이 주요 이슈가 되고 있다.

그러나, [선행문헌 1]에 개시된 리니어 압축기는 상대적으로 큰 부피를 차지하고 있어, 상기 리니어 압축기가 수용되는 기계실의 용적 또한 크게 형성될 필요가 있다. 따라서, [선행문헌 1]의 구조와 같은 리니어 압축기는, 내부 저장공간을 증대하기 위한 냉장고에는 적합하지 않은 문제점이 있다.

상기 리니어 압축기의 크기를 줄이기 위하여 압축기의 주요 부품을 작게 만들 필요가 있으나, 이 경우 압축기의 성능이 약화되는 문제점이 발생될 수 있다.

상기 압축기의 성능이 약화되는 문제점을 보상하기 위하여, 압축기의 운전 주파수를 증가하는 것을 고려할 수 있다. 다만, 압축기의 운전 주파수가 증가할수록 압축기의 내부에서 순환되는 오일에 의한 마찰력이 증가하여 압축기의 성능이 저하되는 문제점이 나타난다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 출원인은 특허출원(이하, 선행문헌 2)을 실시하여 공개한 바 있다.

[선행문헌 2]

1. 공개번호(공개일자) : 10-2016-0000324호 (2016년 1월 4일)

2. 발명의 명칭 : 리니어 압축기

상기 [선행문헌 2]의 리니어 압축기에는, 실린더와 피스톤 사이 공간에 냉매 가스를 공급하여 베어링 기능을 수행하는, 가스 베어링 기술이 개시된다. 상기 냉매가스는, 상기 실린더의 노즐을 통하여 상기 피스톤의 외주면 측으로 유동하여 왕복운동 하는 피스톤에 대한 베어링 작용을 수행한다.

한편, [선행문헌 2]에 따른 실린더와 프레임은 체결부재에 의하여 체결되도록 구성된다. 상기 체결부재에 의하여 실린더와 프레임이 결합되는 경우, 상기 실린더와 프레임이 결합되는 부위에 미세한 틈이 존재할 수 있고 상기 틈을 통하여 가스 베어링으로 작용할 고압의 냉매가 상기 실린더 노즐을 향하지 않고 외부로 누설되는 문제점이 발생할 수 있다.

상기 냉매가 외부로 누설되는 경우, 가스 베어링의 성능이 저하되어 피스톤 또는 실린더의 마모가 발생할 수 있다. 그리고, 압축된 냉매의 압력손실이 발생되어 압축기의 압축효율이 저하되는 문제점이 나타날 수 있다.

그리고, 압축기의 반복적인 구동에 따라, 상기 체결부재가 느슨해지거나 상기 실린더 또는 프레임으로부터 분리되는 현상이 나타날 수 있다. 이 경우, 압축기 동작에 대한 신뢰성이 저하되는 문제점이 나타날 수 있다.

그리고, 체결부재를 통한 프레임과 실린더의 조립공정이 복잡하고, 조립비용이 증가하는 단점이 존재한다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 프레임과 실린더의 안정적인 결합이 이루어질 수 있는 리니어 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 토출커버를 통하여 실린더를 안정적으로 지지할 수 있는 리니어 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 토출밸브를 통하여 배출된 냉매가스의 외부 누설을 방지하고, 냉매가스가 실린더의 노즐로 공급되는 과정에서 압력손실을 줄일 수 있는 리니어 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 실린더와 프레임의 조립공정이 간단하고 작업비용이 적게 소요되는 리니어 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기에는, 냉매의 압축공간을 형성하는 실린더; 상기 실린더를 둘러싸도록 배치되는 프레임; 상기 실린더의 전방에 구비되며, 상기 압축공간에서 압축된 냉매의 토출공간을 형성하는 토출커버; 및 상기 실린더와 상기 토출커버의 사이에 구비되는 제 1 실링부재가 포함되어, 토출커버가 실린더를 눌러주는 효과를 달성할 수 있다.

상기 토출커버에는, 상기 제 1 실링부재를 가압하여, 상기 실린더의 분리를 방지하는 가압부가 포함되어, 제 1 실링부재가 토출커버와 실린더에 밀착될 수 있다.

상기 실린더에는, 전후방으로 연장되는 실린더 본체; 및 상기 실린더 본체로부터 반경방향 외측으로 연장되는 실린더 플랜지가 포함되며, 상기 제 1 실링부재는 상기 실린더 플랜지에 설치된다.

상기 실린더 플랜지에는, 상기 실린더 플랜지의 전방부로부터 함몰되어, 상기 제 1 실링부재가 설치되는 제 1 실링홈이 포함된다.

상기 실린더 플랜지의 외주면에 설치되는 제 2 실링부재가 더 포함된다.

상기 실린더 플랜지에는, 상기 실린더 플랜지의 외주면으로부터 반경방향으로 함몰되어, 상기 제 2 실링부재가 삽입되는 제 2 실링홈이 포함된다.

상기 실린더 본체와, 상기 프레임 본체의 사이에 설치되는 제 3 실링부재가 더 포함된다.

상기 프레임의 전면과 상기 토출커버의 후면 사이에 구비되는 제 4 실링부재가 더 포함된다.

이러한 본 발명에 의하면, 내부 부품을 포함한 압축기의 크기를 작게 함으로써, 냉장고의 기계실의 크기를 줄일 수 있고 이에 따라 냉장고의 내부 저장공간을 증대시킬 수 있다는 장점이 있다. 그리고, 압축기의 운전 주파수를 증가함으로써 작아진 내부 부품에 의한 성능 저하를 방지할 수 있으며, 실린더와 피스톤 사이에 가스 베어링을 적용함으로써 오일에 의하여 발생할 수 있는 마찰력을 감소시킬 수 있다는 장점이 있다.

또한, 실린더와 토출커버의 사이에 제 1 실링부재가 제공되고, 상기 토출커버가 상기 제 1 실링부재를 통하여 상기 실린더를 가압하도록 배치되므로, 실린더와 프레임으로부터 이탈되는 위험성을 줄일 수 있다.

또한, 실린더 플랜지의 외주면과, 프레임 플랜지의 내주면 사이에 제 2 실링부재가 제공되므로, 상기 프레임 플랜지가 상기 실린더 플랜지를 안정적으로 지지할 수 있다. 그리고, 상기 제 2 실링부재를 통하여, 가스 베어링에 사용되는 냉매 가스가 실린더와 플랜지와 프레임 플랜지 사이의 공간을 통하여 누설되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 실린더 본체의 후방부에는 실린더 홈이 형성되고, 제 3 실링부재는 상기 실린더홈에 삽입되어 상기 프레임의 실링부재누름부에 의하여 가압될 수 있으므로, 상기 제 3 실링부재를 통하여 실린더와 프레임의 밀착력이 개선될 수 있다.

그리고, 상기 제 3 실링부재는 실린더 노즐의 후측, 즉 가스 포켓의 후측에 구비되므로, 상기 가스 포켓을 유동하는 냉매가 상기 실린더의 후방을 향하여 누설되는 것이 방지될 수 있다.

또한, 실린더와 프레임의 조립공정이 간단하고 조립비용이 적게 소요되는 효과가 나타난다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프레임과 실린더가 결합된 모습을 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프레임과 실린더의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프레임과 실린더가 결합된 모습을 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프레임, 실린더 및 토출커버의 결합모습을 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 실시예에 따른 리니어 압축기의 구성을 보여주는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기(10)에는, 쉘(101) 및 상기 쉘(101)에 결합되는 쉘 커버(102,103)가 포함된다. 넓은 의미에서, 상기 제 1 쉘커버(102)와 제 2 쉘커버(103)는 상기 쉘(101)의 일 구성으로서 이해될 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, 상기 리니어 압축기(10)가 냉장고의 기계실 베이스에 설치될 때, 상기 기계실의 높이를 감소시킬 수 있다는 이점이 있다.

상기 쉘(101)의 양측부는 개구되도록 구성된다. 상기 개구된 쉘(101)의 양측부에는, 상기 쉘 커버(102,103)가 결합될 수 있다. 상세히, 상기 쉘 커버(102,103)에는, 상기 쉘(101)의 개구된 일측부에 결합되는 제 1 쉘커버(102) 및 상기 쉘(101)의 개구된 타측부에 결합되는 제 2 쉘커버(103)가 포함된다. 상기 쉘 커버(102,103)에 의하여, 상기 쉘(101)의 내부공간은 밀폐될 수 있다.

도 1을 기준으로, 상기 제 1 쉘커버(102)는 상기 리니어 압축기(10)의 우측부에 위치되며, 상기 제 2 쉘커버(103)는 상기 리니어 압축기(10)의 우측부에 위치될 수 있다. 달리 말하면, 상기 제 1,2 쉘커버(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 또는 토출시킬 수 있는 다수의 파이프(104,105)가 더 포함된다.

상기 다수의 파이프(104,105)에는, 냉매가 상기 리니어 압축기(10)의 내부로 흡입되도록 하는 흡입 파이프(104) 및 압축된 냉매가 상기 리니어 압축기(10)로부터 배출되도록 하는 토출 파이프(미도시)가 포함된다.

일례로, 상기 흡입 파이프(104)는 상기 제 1 쉘커버(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 파이프는 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 파이프를 통하여 배출될 수 있다. 상기 토출 파이프는 상기 제 1 쉘커버(102)보다 상기 제 2 쉘커버(103)에 인접한 위치에 배치될 수 있다.

상기 제 1 쉘커버(102)의 내측면에는, 커버지지부(102a)가 구비된다. 상기 커버지지부(102a)에는, 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, 일례로 전후 왕복운동 하는 구동부 및 상기 구동부를 지지하는 지지부가 포함될 수 있다.

상기 쉘(101)의 내주면에는, 스프링체결부(101a)가 구비될 수 있다. 일례로, 상기 스프링체결부(101a)는 상기 제 2 쉘커버(103)에 인접한 위치에 배치될 수 있다. 상기 스프링체결부(101a)는 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.

상기 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.

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. 일례로, 냉매가 상기 흡입 머플러(150)를 통과하는 과정에서, 냉매의 유동소음이 저감될 수 있다. 상기 흡입 머플러(150)는, 다수의 머플러가 결합되어 구성될 수 있다.

방향을 정의한다.

"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 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 1의 세로 방향으로 이해될 수 있다.

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)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. 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(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 토출커버(160)에는, 다수의 커버(160b,160c,160d)가 포함된다. 상기 다수의 커버에는, 제 1 커버(160b), 제 2 커버(160c) 및 제 3 커버(160d)가 포함된다. 상기 토출공간(160a)은 상기 다수의 커버(160b,160c,160d)에 의하여 구획되는 다수의 공간부가 포함된다.

상기 다수의 공간부는 전후 방향으로 배치되며, 서로 연통될 수 있다. 상세히, 상기 제 1 커버(160b), 제 2 커버(160c) 및 제 3 커버(160c)는 전방으로 배열될 수 있다. 즉, 상기 제 1 커버(160b)는 상기 토출커버(160)의 후방부를 형성하며, 상기 제 3 커버(160d)는 상기 토출커버(160)의 전방부를 형성한다. 그리고, 상기 제 2 커버(160c)는 상기 제 1,3 커버(160b,160d)의 사이에 배치되며 상기 토출커버(160)의 중앙부를 형성한다.

상기 제 1 커버(160b)의 후면부는 상기 실린더(120) 및 상기 프레임(110)에 결합될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 커버(160b)의 후면부에는, 상기 실린더(120)의 전면부를 가압하는 가압부(160e, 도 5 참조)가 포함된다.

상기 토출밸브 어셈블리(161,163)에는, 상기 압축 공간(P)의 압력이 토출압력 이상이 되면 개방되어 냉매를 상기 토출커버(160)의 토출 공간으로 유입시키는 토출 밸브(161) 및 상기 토출 밸브(161)와 토출커버(160)의 사이에 제공되어 축 방향으로 탄성력을 제공하는 밸브 스프링(163) 포함된다. 일례로, 상기 밸브 스프링(163)에는, 판 스프링이 포함될 수 있다.

상기 토출 밸브(161)는 상기 밸브 스프링(163)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.

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 일측에 형성되고, 상기 토출 밸브(161)는 상기 압축 공간(P)의 타측, 즉 상기 흡입 밸브(135)의 반대측에 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(163)이 전방으로 변형하면서 상기 토출 밸브(161)를 개방시키고, 냉매는 상기 압축공간(P)으로부터 토출되어, 토출커버(160)의 토출공간(160a)으로 배출된다. 상기 냉매의 배출이 완료되면, 상기 밸브 스프링(163)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) 및 상기 커버파이프(162a)를 유동하는 냉매를 상기 토출 파이프(105)로 전달하는 루프 파이프(162b)가 더 포함된다. 일례로, 상기 커버파이프(162a)는 금속재질로 구성되며, 상기 루프 파이프(162b)는 플렉서블한 고무 또는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다.

상기 리니어 압축기(10)에는, 프레임(110)이 더 포함된다. 상기 프레임(110)은 상기 실린더(120)를 고정시키는 구성으로서 이해된다. 일례로, 상기 실린더(120)와 상기 프레임(110)은 실링부재에 의하여 밀착 결합될 수 있다. 상기 실린더(120) 및 프레임(110)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 구성될 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(160)는 체결부재에 의하여 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 마그넷 프레임(138)에 설치될 수 있다. 상기 마그넷 프레임(138)은 대략 원통 형상을 가지며, 상기 아우터 스테이터(141)와 이너 스테이터(148)의 사이 공간에 삽입되도록 배치될 수 있다. 상기 영구자석(146)이 왕복 운동할 때, 상기 피스톤(130)은 상기 영구자석(146)과 함께 축 방향으로 왕복 운동할 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 리니어 압축기(10)에는, 상기 스테이터 커버(149)와 상기 프레임(110)을 체결하기 위한 커버체결부재(미도시)가 더 포함된다. 상기 커버체결부재는, 상기 스테이터 커버(149)를 관통하여 상기 프레임(110)을 향하여 전방으로 연장되며, 상기 프레임(110)의 제 1 체결홀(119a, 도 3 참조)에 결합될 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)가 더 포함된다. 상기 서포터(137)는 상기 피스톤(130)의 후측에 결합되며, 그 내측에는, 상기 머플러(150)가 관통하도록 배치될 수 있다. 상기 피스톤 플랜지부(132), 마그넷 프레임(138) 및 상기 서포터(137)는 체결부재에 의하여 체결될 수 있다.

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. 상기 리어 커버(170)는 상기 서포터(137)에 스프링 지지될 수 있다.

상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 리어 커버(170)에 결합되어 상기 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.

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)에는, 상기 서포터(137)와 스테이터 커버(149)의 사이에 지지되는 제 1 공진스프링(176a) 및 상기 서포터(137)와 리어 커버(170)의 사이에 지지되는 제 2 공진스프링(176b)이 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.

상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 토출커버(160)에 결합되며, 상기 압축기(10)의 본체의 일측을 지지하는 제 1 지지장치(165)가 더 포함된다. 상기 제 1 지지장치(165)는 상기 제 2 쉘커버(103)에 인접하게 배치되어, 상기 압축기(10)의 본체를 탄성 지지할 수 있다. 상세히, 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.

상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 리어 커버(170)에 결합되어, 상기 압축기(10)의 본체의 타측을 지지하는 제 2 지지장치(185)가 더 포함된다. 상기 제 2 지지장치(185)는 상기 제 1 쉘커버(102)에 결합되어, 상기 압축기(10)의 본체를 탄성 지지할 수 있다. 상세히, 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.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프레임과 실린더가 결합된 모습을 보여주는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프레임과 실린더의 구성을 보여주는 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프레임과 실린더가 결합된 모습을 보여주는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프레임, 실린더 및 토출커버의 결합모습을 보여주는 단면도이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 실린더(120)는 상기 프레임(110)에 결합될 수 있다. 일례로, 상기 실린더(120)는 상기 프레임(110)의 내부에 삽입되도록 배치될 수 있다.

상기 프레임(110)에는, 축방향으로 연장되는 프레임 본체(111) 및 상기 프레임 본체(111)로부터 반경방향 외측으로 연장되는 프레임 플랜지(112)가 포함된다. 상기 프레임 본체(111)는, 축방향의 중심축을 가지는 원통 형상을 이루며, 그 내부에는 실린더 본체(121)를 수용하는 본체수용부를 가진다.

상기 프레임 플랜지(112)에는, 링 형상을 가지며 실린더 플랜지(122)에 결합되는 제 1 벽(115a)과, 상기 제 1 벽(115a)을 둘러싸도록 배치되며 링 형상을 가지는 제 2 벽(115b) 및 상기 제 1 벽(115a)의 후단부와 상기 제 2 벽(115b)의 후단부를 연결하는 제 3 벽(115c)이 포함된다. 상기 제 1 벽(115a) 및 제 2 벽(115b)은 축 방향으로 연장되며, 상기 제 3 벽(115c)은 반경방향으로 연장될 수 있다.

상기 제 1 내지 제 3 벽(115a,115b,115c)에 의하여 정의되는 프레임공간부(115d)가 정의된다. 상기 프레임공간부(115d)는, 상기 프레임 플랜지(112)의 전단부로부터 후방을 향하여 함몰되며, 상기 토출밸브(161)를 통하여 배출되는 냉매가 유동하는 토출유로의 일부를 형성한다.

상기 프레임 플랜지(112)에는, 상기 제 2 벽(115b)의 전단부에 형성되며, 제 4 실링부재(129b)가 설치되는 프레임설치홈(116b)이 형성된다. 상기 제 4 실링부재(129b)는 상기 프레임(110)과 상기 토출커버(160)가 결합되는 면들 사이에 구비될 수 있다. 상기 제 4 실링부재(129b)에 의하여, 상기 프레임(110)과 상기 토출커버(160)가 안정적으로 결합될 수 있다. 상세히, 상기 제 4 실링부재(129b)는 상기 프레임(110)의 전면부와, 상기 토출커버(160)의 후면부 사이에 구비될 수 있다.

그리고, 상기 제 1 벽(115a)의 내측 공간에는, 상기 실린더(120)의 적어도 일부분, 일례로 실린더 플랜지(122)가 삽입되는 플랜지 수용부(111b)가 포함된다.

상기 프레임 플랜지(112)에는, 상기 프레임(110)과 주변 부품의 체결을 위하여 소정의 체결부재가 결합되는 체결홀(119a,119b)이 더 포함된다. 상기 체결홀(119a,119b)은 상기 제 2 벽(115a)의 외측 둘레를 따라 각각 다수 개가 배치될 수 있다.

상세히, 상기 체결홀(119a,119b)에는, 상기 커버체결부재가 결합되는 제 1 체결홀(119a)이 포함된다. 상기 제 1 체결홀(119a)은 다수 개가 이격되어 배치될 수 있다. 일례로, 상기 제 1 체결홀(119a)은 3개 형성될 수 있다.

상기 체결홀(119a,119b)에는, 상기 토출 커버(160)와 상기 프레임(110)을 체결하기 위한 소정의 체결부재가 결합되는 제 2 체결홀(119b)이 더 포함된다. 상기 제 2 체결홀(119b)은 상기 다수 개가 이격되어 배치될 수 있다. 일례로, 상기 제 2 체결홀(119b)은 3개 형성될 수 있다.

상기 제 1,2 체결홀(119a,119b)이 상기 프레임 플랜지(112)의 외주를 따라 3개가 각각 배치, 즉 프레임(110)의 중심부를 기준으로 원주 방향으로 고르게 배치되므로, 상기 프레임(110)은 주변 부품, 즉 상기 스테이터 커버(149) 및 토출 커버(160)에 3점 지지되어, 안정적으로 결합될 수 있다.

상기 프레임(110)에는, 상기 프레임 플랜지(112)로부터 상기 프레임 본체(111)를 향하여 경사지게 연장되는 프레임경사부(113)가 더 포함된다. 그리고, 상기 프레임 연결부(113)에는, 상기 토출밸브(161)에서 배출된 냉매를 상기 실린더(120)의 가스유입부(126)로 가이드 하기 위한 가스 홀(114)이 형성된다. 상기 가스 홀(114)은 상기 프레임 연결부(113)의 내부를 관통하여 형성될 수 있다. 상세히, 상기 가스 홀(114)은 상기 프레임 플랜지(112)로부터 연장되며, 상기 프레임 연결부(113)를 경유하여 상기 프레임 본체(111)까지 연장될 수 있다.

상기 가스 홀(114)의 입구부에는, 상기 가스 홀(114)로 유입될 냉매 중 이물을 필터링 하기 위한 토출필터(200)가 배치될 수 있다. 상기 토출필터(200)는, 상기 제 3 벽(115c)에 설치될 수 있다. 상세히, 상기 토출필터(200)는 상기 프레임 플랜지(112)에 형성되는 필터 홈(117)에 설치된다. 상기 필터 홈(117)은 상기 제 3 벽(115c)으로부터 후방으로 함몰되도록 구성되며, 상기 토출필터(200)의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다.

상기 가스 홀(114)의 입구부는 상기 필터 홈(117)에 연결되며, 상기 가스 홀(114)은 상기 필터 홈(117)으로부터 상기 프레임 플랜지(112) 및 상기 프레임 연결부(113)를 관통하여 상기 프레임 본체(111)의 내주면으로 연장될 수 있다.

상기 실린더(120)는 상기 프레임(110)의 내측에 결합된다. 상세히, 상기 실린더(120)에는, 축방향으로 연장되는 실린더 본체(121) 및 상기 실린더 본체(121)의 전방부 외측에 구비되는 실린더 플랜지(122)가 포함된다. 상기 실린더 본체(121)는, 축방향의 중심축을 가지는 원통 형상을 이루며, 상기 프레임 본체(111)의 내부에 삽입된다. 따라서, 상기 실린더 본체(121)의 외주면은 상기 프레임 본체(111)의 내주면에 대향하도록 위치될 수 있다.

그리고, 상기 실린더 플랜지(122)는 상기 실린더 본체(121)로부터 반경방향 외측으로 연장되며, 원통 형상을 가지도록 구성될 수 있다.

상기 실린더 본체(121)에는, 상기 가스 홀(114)을 통하여 유동한 가스 냉매가 유입되는 가스유입부(126)가 형성된다. 상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 프레임(110)의 내주면과 상기 실린더(120)의 외주면 사이에 형성되어, 베어링을 위한 가스가 유동하는 가스 포켓이 더 포함된다. 상기 가스 홀(114)의 출구부로부터 상기 가스유입부(126)까지의 냉매가스 유로는 상기 가스 포켓(110b)의 적어도 일부분을 형성한다. 그리고, 상기 가스유입부(126)는 후술할 실린더 노즐(125)의 입구측에 배치될 수 있다.

상세히, 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.

상기 가스유입부(126)에는, 실린더필터부재(126c)가 설치될 수 있다. 상기 실린더필터부재(126c)는 상기 실린더(120)의 내부로 소정 크기 이상의 이물이 유입되는 것을 차단하고 냉매 중에 포함된 유분을 흡착하는 기능을 수행한다. 여기서, 상기 소정 크기는 1μm 일 수 있다. 상기 실린더필터부재(126c)에는, 상기 가스 유입부(126)에 감겨진 실(thread)이 포함된다. 상세히, 상기 실(thread)은, PET(Polyethylene Terephthalate) 재질로 구성되어 소정의 두께 또는 직경을 가질 수 있다.

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. 상기 노즐부(125)의 직경은, 상기 가스유입부(126)의 직경보다 작게 형성될 수 있다.

상기 실린더 플랜지(122)에는, 상기 토출커버(160)와 결합되는 부분에 구비되는 제 1 실링부재(127)가 설치될 수 있다. 상기 제 1 실링부재(127)는 링 형상을 가질 수 있다. 상기 실린더 플랜지(122)에는, 상기 제 1 실링부재(127)가 설치되는 제 1 실링홈(122a)이 형성된다.

일례로, 상기 제 1 실링홈(122a)은 상기 실린더 플랜지(122)의 전면부에 구비될 수 있다. 상세히, 상기 제 1 실링홈(122a)은 상기 실린더 플랜지(122)의 전면부로부터 후방으로 함몰되도록 형성된다. 그리고, 상기 제 1 실링부재(127)는 상기 제 1 실링홈(122a)에 삽입될 수 있다. 상기 제 1 실링부재(127)가 상기 제 1 실링홈(122a)에 삽입된 상태에서, 상기 토출커버(160)는 상기 제 1 실링부재(127)를 가압할 수 있다.

상기 토출커버(160)에는, 상기 제 1 실링부재(127)를 가압하는 가압부(160e)가 포함된다. 상기 가압부(160e)는 상기 토출커버(160)의 후면부에 구비될 수 있다. 상세히, 상기 토출커버(160)의 제 1 커버(160b)는 상기 실린더 플랜지(122)의 전단부에 결합될 수 있다. 상기 제 1 커버(160b)의 후면부는 상기 실린더 플랜지(122)의 전단부에 결합되며, 상기 제 1 실링부재(127)는 상기 제 1 커버(160b)와 상기 실린더 플랜지(122)의 사이에 배치될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 상기 실린더(120)가 상기 프레임(110)으로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다.

상기 실린더 플랜지(122)에는, 상기 프레임(110)과 결합되는 부분에 구비되는 제 2 실링부재(128)가 설치될 수 있다. 상기 제 2 실링부재(128)는 링 형상을 가질 수 있다. 상기 실린더 플랜지(122)에는, 상기 제 2 실링부재(128)가 설치되는 제 2 실링홈(122b)이 형성된다.

일례로, 상기 제 2 실링홈(122b)은 상기 실린더 플랜지(122)의 외주면에 구비될 수 있다. 상세히, 상기 제 2 실링홈(122b)은 상기 실린더 플랜지(122)의 외주면으로부터 함몰되도록 형성된다. 그리고, 상기 제 2 실링부재(128)는 상기 제 2 실링홈(122b)에 삽입될 수 있다. 상기 제 2 실링부재(128)가 상기 제 2 실링홈(122b)에 삽입된 상태에서, 상기 프레임(110)은 상기 제 2 실링부재(128)를 가압할 수 있다.

상기 실린더 플랜지(122)는 상기 프레임 플랜지(112)에 삽입되도록 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제 2 실링부재(128)는 상기 실린더 플랜지(122)의 외주면과 상기 프레임 플랜지(112)의 내주면 사이에 설치되며, 상기 프레임 플랜지(122)는 상기 제 2 실링부재(128)를 상기 실린더 플랜지(122)측으로 가압할 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 가스 베어링을 수행하는 냉매가 상기 실린더 플랜지(122)의 전방으로 누설되는 것이 방지되며, 상기 실린더(120)는 상기 프레임(110)에 의하여 안정적으로 지지될 수 있다.

상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 실린더(120)와 상기 프레임(110)의 사이에 제공되는 제 3 실링부재(129a)가 더 포함된다. 상기 제 3 실링부재(129a)는, 상기 실린더(120)의 후방부에 형성되는 제 3 실링홈(121e)에 배치될 수 있다. 상기 제 3 실링홈(121e)은 상기 실린더 본체(121)의 외주면으로부터 함몰되도록 구성될 수 있다.

상기 프레임(110)에는, 상기 제 3 실링부재(129a)를 가압하는 실링부재누름부(111a)가 구비된다. 상기 실링부재누름부(111a)는 상기 프레임 본체(111)의 내주면에 구비될 수 있다. 상기 제 3 실링부재(129a)는 상기 제 3 실링홈(121e)과 사기 실링부재누름부(111a)의 사이에 구비되어, 가스 포켓의 냉매가 외부로 누설되는 것을 방지하며 상기 프레임(110)과 실린더(120)의 결합력을 증대시키는 기능을 수행할 수 있다.

이와 같이, 상기 실린더(120)의 주변에 다수의 실링부재가 구비됨으로써, 상기 실린더(120)는 상기 프레임(110) 또는 상기 토출커버(160)에 안정적으로 지지되며, 가스 베어링에 사용되는 냉매가 외부로 누설되는 것이 방지될 수 있다.

10 : 리니어 압축기 101 : 쉘
110 : 프레임 111 : 프레임 본체
112 : 프레임 플랜지 113 : 프레임 연결부
114 : 가스 홀 120 : 실린더
121 : 실린더 본체 122 : 실린더 플랜지
127 : 제 1 실링부재 128 : 제 2 실링부재
129a : 제 3 실링부재 129b : 제 4 실링부재
130 : 피스톤 160 : 토출커버
200 : 토출필터

Claims (11)

1. 냉매의 압축공간을 형성하는 실린더;
   상기 실린더를 둘러싸도록 배치되는 프레임;
   상기 실린더의 전방에 구비되며, 상기 압축공간에서 압축된 냉매의 토출공간을 형성하는 토출커버; 및
   상기 실린더와 상기 토출커버의 사이에 구비되는 제 1 실링부재가 포함되며,
   상기 토출커버에는,
   상기 제 1 실링부재를 가압하여, 상기 실린더의 분리를 방지하는 가압부가 포함되는 리니어 압축기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 실린더에는, 전후방으로 연장되는 실린더 본체; 및 상기 실린더 본체로부터 반경방향 외측으로 연장되는 실린더 플랜지가 포함되며,
   상기 제 1 실링부재는 상기 실린더 플랜지에 설치되는 리니어 압축기.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 실린더 플랜지에는,
   상기 실린더 플랜지의 전방부로부터 함몰되어, 상기 제 1 실링부재가 설치되는 제 1 실링홈이 포함되는 리니어 압축기.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 실린더 플랜지의 외주면에 설치되는 제 2 실링부재가 더 포함되는 리니어 압축기.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 실린더 플랜지에는,
   상기 실린더 플랜지의 외주면으로부터 반경방향으로 함몰되어, 상기 제 2 실링부재가 삽입되는 제 2 실링홈이 포함되는 리니어 압축기.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 프레임에는,
   상기 실린더 본체가 삽입되는 프레임 본체; 및
   상기 프레임 본체로부터 반경방향 외측으로 연장되는 프레임 플랜지가 포함되는 리니어 압축기.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제 2 실링부재는,
   상기 프레임 플랜지의 내주면과, 상기 실린더 플랜지의 외주면 사이에 설치되는 리니어 압축기.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 실린더 본체와, 상기 프레임 본체의 사이에 설치되는 제 3 실링부재가 더 포함되는 리니어 압축기.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 실린더 본체의 후방부에 형성되며, 상기 실린더 본체(121)의 외주면으로부터 함몰되는 제 3 실링홈이 더 포함되는 리니어 압축기.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 프레임 본체의 내주면에 형성되며, 상기 제 3 실링부재를 가압하는 실링부재누름부가 더 포함되는 리니어 압축기.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임의 전면과 상기 토출커버의 후면 사이에 구비되는 제 4 실링부재가 더 포함되는 리니어 압축기.
    
    

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