KR20190131362A

KR20190131362A - 리니어 압축기

Info

Publication number: KR20190131362A
Application number: KR1020180056138A
Authority: KR
Inventors: 안광운; 김동한; 노기원; 박준성
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2018-05-16
Filing date: 2018-05-16
Publication date: 2019-11-26
Also published as: EP3569861B1; CN110500258A; US11231025B2; US11261856B2; EP3859152B1; CN110500258B; EP3569861A1; KR102048995B1; US20200088183A1; EP3859152A1; US20190353155A1

Abstract

본 발명에 따른 리니어 압축기는, 무버가 스테이터에 대해 왕복운동을 하는 리니어 모터; 상기 무버에 결합되어 왕복운동을 하는 피스톤; 상기 피스톤이 미끄러지게 삽입되어 내주면이 상기 피스톤의 외주면과 베어링면을 형성하고, 상기 피스톤과 함께 압축공간을 형성하며, 상기 압축공간에서 토출되는 냉매가 상기 베어링면으로 안내되도록 적어도 한 개 이상의 제1 구멍이 외주면과 내주면 사이를 관통하여 형성되는 실린더; 및 상기 실린더의 외주면에 삽입되고, 상기 제1 구멍보다 작은 다수 개의 미세통공이 구비되어 상기 제1 구멍을 복개하는 다공질 부재;를 포함할 수 있다.

Description

리니어 압축기{LINEAR COMPRESSOR}

본 발명은 실린더와 피스톤 사이를 냉매로 윤활하는 리니어 압축기에 관한 것이다.

왕복동식 압축기는 회전 모터의 회전력을 직선운동으로 전환시켜 냉매를 압축하는 크랭크 방식과, 직선 왕복 운동을 하는 리니어 모터를 이용하여 냉매를 압축하는 진동 방식이 알려져 있다. 진동 방식의 왕복동식 압축기를 리니어 압축기라고 하며, 이러한 리니어 압축기는 회전 운동을 직선 왕복 운동으로 전환하는데 따르는 기계적인 손실이 없어 효율이 향상되고, 구조가 단순한 장점이 있다.

한편, 리니어 압축기는 윤활방식에 따라, 오일윤활형 리니어 압축기와 가스형 리니어 압축기로 구분할 수 있다. 오일윤활형 리니어 압축기는 특허문헌1(한국 공개특허공보 KR10-2015-0040027)에 개시된 바와 같이, 케이싱의 내부에 일정량의 오일이 저장되어 그 오일을 이용하여 실린더와 피스톤 사이를 윤활하도록 구성되어 있다. 반면, 가스윤활형 리니어 압축기는 특허문헌2(한국 공개특허공보 KR10-2016-0024217)에 개시된 바와 같이, 케이싱의 내부에 오일이 저장되지 않고 압축공간에서 토출되는 냉매의 일부를 실린더와 피스톤 사이의 베어링면으로 유도하여 그 냉매의 가스력으로 피스톤을 지지하여 실린더와 피스톤 사이를 윤활하도록 구성되어 있다.

오일윤활형 리니어 압축기(이하, 오일윤활형 압축기)는, 상대적으로 온도가 낮은 오일이 실린더와 피스톤 사이의 베어링면으로 공급됨에 따라, 실린더와 피스톤이 모터열이나 압축열 등에 의해 과열되는 것을 억제할 수 있다. 이를 통해, 오일윤활형 압축기는 피스톤의 흡입유로를 통과하는 냉매가 실린더의 압축실로 흡입되면서 가열되어 비체적이 상승하는 것을 억제하여 흡입손실이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

하지만, 오일윤활형 압축기는, 냉매와 함께 냉동사이클 장치로 토출되는 오일이 압축기로 원활하게 회수되지 않을 경우 그 압축기의 케이싱 내부에서는 오일부족이 발생할 수 있고, 이러한 케이싱 내부에서의 오일 부족은 압축기의 신뢰성이 저하되는 원인이 될 수 있다.

반면, 가스윤활형 리니어 압축기(이하, 가스윤활형 압축기)는, 오일윤활형 압축기에 비해 소형화가 가능하고, 실린더와 피스톤 사이의 베어링면을 냉매로 윤활하기 때문에 오일부족으로 인한 압축기의 신뢰성 저하가 발생하지 않는다는 점에서 유리하다.

상기와 같은 가스윤활형 압축기는, 실린더와 피스톤 사이의 베어링면으로 미량의 냉매를 주입하여 냉매의 가스력으로 피스톤을 지지하는 방식이어서 압축된 냉매의 손실이 발생될 수 있다. 즉, 실린더와 피스톤 사이의 베어링면으로 유입되는 냉매는 압력차에 의해 케이싱의 내부공간으로 누설되므로 압축된 냉매의 소비유량이 증가하여 손실이 발생하게 된다. 따라서, 냉매의 소비유량을 줄이기 위해서는 가스베어링을 이루는 노줄부의 직경을 작게 하거나 또는 노즐부의 개수를 줄이는 방안을 고려할 수 있다.

그러나, 종래의 가스윤활형 압축기는, 앞서 설명한 바와 같이 실린더에 다수 개의 노즐부를 미세하게 형성하는 것이나, 이는 미세한 노즐부를 형성하는 작업 자체가 상당히 난해할 뿐만 아니라 복잡한 후작업을 필요로 하게 되어 실린더에 대한 제조비용을 상승시키는 문제점이 있었다.

또, 종래의 가스윤활형 압축기는, 냉매의 소비유량을 감안하여 노즐부의 내경을 매우 작게 하거나 또는 노즐부의 개수를 줄이게 되면, 노즐부가 이물질에 의해 막힐 가능성이 높아져 압축기의 신뢰성이 저하될 수 있다.

또, 종래의 가스윤활형 압축기는, 노즐부의 내경을 작게 형성하면, 그 노즐부를 통과하는 냉매의 압력손실이 발생되어 피스톤에 대한 하중지지력이 감소할 수 있고, 이로 인해 실린더와 피스톤 사이의 마찰손실이나 마모가 발생될 수 있다.

또, 종래의 가스윤활형 압축기는, 노즐부의 위치가 실린더의 길이방향을 따라 복수 열을 이루도록 형성되나, 노즐부로 냉매를 안내하는 냉매통로가 복수 열의 노즐부에 대해 한 쪽으로 치우치게 형성될 수 있다. 이에 따라, 냉매통로에 근접한 노즐부로 더 많은 냉매가 유입되어 피스톤에 대한 하중지지력이 길이방향을 따라 불균일하게 형성될 수 있었다.

또, 종래의 가스윤활형 압축기는, 앞서 설명한 바와 같이 노즐부로 냉매를 안내하는 냉매통로가 복수 열의 노즐부에 대해 한 쪽으로 치우치게 형성되면, 냉매가 압축공간으로 과도하게 유입되어 흡입손실이 증가되거나 케이싱의 내부공간으로 누설되어 압축손실이 증가할 수 있다. 즉, 냉매통로가 압축공간에 인접한 노즐부에 가깝게 형성될 경우에는 노즐부를 통과하는 냉매가 압축공간으로 유입되어 흡입손실을 증가되는 반면, 압축공간에서 먼 노즐부에 가깝게 형성될 경우에는 노즐부를 통과하는 냉매가 케이싱의 내부공간으로 누설되는 양이 증가하게 되어 압축손실이 증가하게 될 수 있었다.

또, 종래의 가스윤활형 압축기는, 프레임과 실린더 사이가 긴밀하게 실링되지 못할 경우, 냉매가 노즐부로 유입되기 전에 케이싱의 내부공간으로 누설되어 압축손실이 증가할 수 있었다.

또, 종래의 가스윤활형 압축기는, 이물질이 냉매와 함께 가스베어링으로 유입될 경우 노즐부가 막힐 수 있으므로 가스베어링의 외부에서 그 가스베어링을 기준으로 흡입측 또는 토출측에 이물질을 걸러내는 필터를 설치하고 있다. 하지만, 이로 인해 압축기의 부품수가 증가하게 되어 제조비용이 상승하게 되는 원인이 되었다.

한국 공개특허공보 KR10-2015-0040027 A (2015.04.14. 공개) 한국 공개특허공보 KR10-2016-0024217 A (2016.03.04. 공개)

본 발명의 목적은, 실린더에 미세한 노즐부를 형성하지 않고도 냉매가 실린더와 피스톤 사이의 베어링면으로 원활하게 공급될 수 있도록 하는 리니어 압축기를 제공하려는데 있다.

또, 본 발명의 목적은, 상기 베어링면으로 냉매를 안내하는 유로가 이물질로 막히는 것을 방지하면서도 상기 베어링면으로 냉매가 과도하게 유입되는 것을 억제하여 냉매의 소비유량을 줄일 수 있는 리니어 압축기를 제공하려는데 있다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 상기 베어링면으로 유입되는 냉매의 압력이 과도하게 강하되는 것을 방지하여 피스톤에 대한 적절한 하중지지력을 확보할 수 있는 리니어 압축기를 제공하려는데 있다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 상기 베어링면으로 유입되는 냉매가 피스톤의 길이방향에 대해 균일한 하중지지력을 확보할 수 있는 리니어 압축기를 제공하려는데 있다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 상기 베어링면으로 유입되는 냉매가 압축공간으로 유입되거나 케이싱의 내부공간으로 누설되는 것을 억제하여 흡입손실 또는 압축손실을 줄일 수 있는 리니어 압축기를 제공하려는데 있다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 냉매가 베어링면으로 유입되기 전에 케이싱의 내부공간으로 누설되는 것을 억제하여 압축손실을 줄일 수 있는 리니어 압축기를 제공하려는데 있다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 프레임과 실린더 사이에 별도의 필터부재를 구비하면서도 외경이 증가하는 것을 억제할 수 있는 리니어 압축기를 제공하려는데 있다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 이물질이 냉매와 함께 상기 베어링면으로 유입되는 것을 억제하는 필터를 배제하여 부품수를 줄이고, 이를 통해 구조를 간소화하는 동시에 제조비용을 낮출 수 있는 리니어 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 압축된 냉매를 실린더와 피스톤 사이의 베어링면으로 공급하여 그 냉매의 가스력에 의해 상기 피스톤을 상기 실린더에 대해 지지하는 리니어 압축기에서, 상기 압축된 냉매가 상기 실린더와 피스톤 사이의 베어링면으로 공급되는 냉매통로의 중간에 미세통공을 가지는 다공성 부재를 구비하되, 상기 다공성 부재의 내측과 외측에는 각각 상기 미세통공보다 큰 가스구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 다공성 부재의 내측과 외측에 각각 구비되는 가스구멍은 반경방향으로 서로 다른 위치에 형성될 수 있다.

그리고, 상기 다공성 부재의 외측에 위치하는 가스구멍으로부터 내측에 위치하는 가스구멍까지의 거리는 동일하게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 압축된 냉매는 상기 다공성 부재의 외측에 구비되는 가스구멍까지 한 개의 냉매통로를 통해 이동할 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 무버가 스테이터에 대해 왕복운동을 하는 리니어 모터; 상기 무버에 결합되어 왕복운동을 하는 피스톤; 상기 피스톤이 미끄러지게 삽입되어 내주면이 상기 피스톤의 외주면과 베어링면을 형성하고, 상기 피스톤과 함께 압축공간을 형성하며, 상기 압축공간에서 토출되는 냉매가 상기 베어링면으로 안내되도록 적어도 한 개 이상의 제1 구멍이 외주면과 내주면 사이를 관통하여 형성되는 실린더; 및 상기 실린더의 외주면에 삽입되고, 상기 제1 구멍보다 작은 다수 개의 미세통공이 구비되어 상기 제1 구멍을 복개하는 다공질 부재;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 다공질 부재의 외주면에는 그 다공질 부재를 감싸는 커버부재가 삽입되며, 상기 커버부재에는 외주면과 내주면 사이를 관통하여 상기 다공질 부재의 미세통공과 연통되도록 적어도 한 개 이상의 제2 구멍이 형성되고, 상기 제2 구멍의 내경은 상기 미세통공보다 크게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 커버부재의 외주면에는 그 커버부재를 감싸는 프레임이 삽입되며, 상기 프레임에는 상기 압축공간에서 토출된 냉매를 상기 커버부재의 제2 구멍으로 안내하도록 적어도 한 개 이상의 냉매통로가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 다공질 부재의 길이방향 양단에는 실링부재가 각각 구비될 수 있다.

그리고, 상기 실링부재는 상기 커버부재에 의해 감싸져 고정될 수 있다.

그리고, 상기 실린더에는 상기 실링부재가 삽입되도록 환형 홈이 형성되고, 상기 환형 홈에 상기 실링부재가 삽입되어 고정될 수 있다.

그리고, 상기 커버부재의 내주면은 상기 다공질 부재의 외주면에 접촉되고, 상기 프레임의 내주면은 상기 커버부재의 외주면에 접촉하도록 구비될 수 있다.

여기서, 상기 피스톤이 압축공간의 체적을 감소시키는 방향을 전방, 반대쪽을 후방이라고 할 때, 상기 제1 구멍과 상기 제2 구멍은 원주방향을 따라 복수 개씩 형성되고, 상기 제1 구멍은 상기 제2 구멍을 사이에 두고 전후 양쪽에 각각 복수 개씩 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제1 구멍은 전방측의 제1 구멍과 후방측의 제1 구멍이 길이방향을 따라 동일선상에 위치하도록 형성되고, 상기 제2 구멍은 상기 제1 구멍중에서 원주방향을 따라 이웃하는 제1 구멍들 사이에 위치하도록 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제2 구멍은 상기 제1 구멍으로부터 동일한 거리에 위치하도록 형성될 수 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 구비되며, 무버가 스테이터에 대해 왕복운동을 하는 리니어 모터; 상기 리니어 모터의 내부에 구비되며, 압축공간을 형성하는 실린더; 상기 실린더의 내부에 구비되며, 상기 무버와 함께 왕복운동을 하면서 상기 압축공간의 체적을 가변시켜 냉매를 압축하는 피스톤; 상기 압축공간의 토출측을 개폐하는 토출밸브; 상기 토출밸브를 수용하며, 상기 압축공간에서 토출되는 냉매를 수용하도록 토출공간을 가지는 토출커버; 및 상기 케이싱의 내부공간에 구비되어 상기 실린더를 지지하는 프레임;을 포함하고, 상기 실린더에는 외주면에서 내주면으로 관통되는 제1 구멍이 형성되며, 상기 실린더의 외주면과 상기 프레임의 내주면 사이에는 상기 제1 구멍보다 작은 다수 개의 미세통공을 가진 다공질 필터막이 구비되고, 상기 다공질 필터막의 외주면에는 상기 미세통공보다 큰 제2 구멍이 구비되어 상기 다공질 필터막을 감싸는 수축튜브가 구비되며, 상기 프레임에는 상기 토출공간과 상기 제2 구멍 사이를 연통시켜 상기 압축공간에서 토출되는 냉매가 상기 수축튜브의 제2 구멍으로 안내되도록 냉매통로가 구비되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 제1 구멍은 상기 실린더의 길이방향을 따라 적어도 2개 이상의 열을 이루도록 형성되고, 상기 제2 구멍은 상기 제1 구멍이 이루는 열의 사이에 위치하도록 형성되며, 상기 제1 구멍은 상기 제2 구멍을 중심으로 방사상에 위치하도록 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제1 구멍은 상기 제2 구멍으로부터 동일한 거리에 위치하도록 형성될 수 있다.

그리고, 상기 다공질 필터막의 길이방향 양단 중에서 적어도 한 쪽에는 실링부재가 구비되고, 상기 수축튜브는 상기 실링부재를 감싸 상기 다공질 필터막의 길이방향 단부가 실링되도록 할 수 있다.

그리고, 상기 수축튜브의 내주면은 상기 다공질 필터막의 외주면에 접촉되고, 상기 프레임의 내주면은 상기 수축튜브의 외주면에 접촉하도록 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 리니어 압축기는, 실린더에 미세한 노즐부를 형성하지 않고도 냉매가 실린더와 피스톤 사이의 베어링면으로 적절한 압력과 적절한 양만큼 공급될 수 있어 실린더를 용이하게 제작할 수 있고 그만큼 실린더에 대한 제조비용을 낮출 수 있다.

또, 본 발명에 따른 리니어 압축기는, 실린더에 가스베어링을 이루는 냉매통로는 넓게 형성하는 대신 실린더의 외주면에 미세통공을 가지는 다공질 필터막으로 삽입하여 결합함에 따라, 상기 베어링면으로 공급되는 냉매의 압력을 적절하게 강하시켜 냉매가 압축공간 또는 케이싱의 내부공간으로 누설되는 양을 줄일 수 있다. 이를 통해 피스톤에 대한 실질적인 하중지지력을 높일 수 있다.

아울러, 냉매통로가 넓어질 뿐만 아니라 냉매가 다공질 필터막의 미세통공을 통과하면서 이물질을 걸러낼 수 있어 이물질에 의해 가스베어링이 막히는 것을 방지할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 리니어 압축기는, 실린더의 외주면에 다공질 필터막을 설치하되, 다공질 필터막의 양단에 실링부재를 설치함에 따라 다공질 필터막으로 유입되는 냉매가 상기 베어링면으로 유입되지 않고 다공질 필터막의 양단을 통해 케이싱의 내부공간으로 누설되는 것을 억제할 수 있다. 이를 통해 압축공간에서 베어링면을 향해 이동하는 냉매에 대한 소비량을 줄일 수 있어 그만큼 압축손실을 줄이고 압축효율을 높일 수 있다.

또, 본 발명에 따른 리니어 압축기는, 다공질 필터막의 내측과 외측에 미세통공보다 넓은 가스구멍을 각각 형성하되, 외측 가스구멍에 대한 내측 가스구멍의 거리를 동일하게 배치하여 베어링면으로 유입되는 냉매의 유동분포를 균일하게 할 수 있다. 이를 통해, 베어링면으로 유입되는 냉매가 피스톤을 길이방향에 대해 균일하게 지지하여 실린더와 피스톤 사이의 마모 또는 마찰손실을 줄일 수 있다..

아울러, 상기 베어링면으로 유입되는 냉매가 압축공간으로 유입되거나 또는 케이싱의 내부공간으로 누설되는 것을 억제하여 흡입손실 또는 압축손실을 줄일 수 있고, 이를 통해 압축효율을 높일 수 있다.

또, 본 발명에 따른 리니어 압축기는, 다공질 필터막의 내측과 외측에 미세통공보다 넓은 가스구멍을 각각 형성하되, 외측 가스구멍이 내측 가스구멍의 길이방향 중간에 위치하도록 형성됨에 따라, 냉매가 베어링면의 길이방향 양쪽에 고르게 공급될 수 있다. 이에 따라, 압축공간 또는 케이싱의 내부공간으로 치우쳐 유입되는 것을 억제하여 냉매의 소비량을 줄이는 동시에 피스톤에 대한 하중지지력을 균일하게 유지할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 리니어 압축기는, 실린더, 다공질 필터막, 수축튜브, 그리고 프레임을 각각 밀착시켜 구성함에 따라, 프레임과 실린더 사이에 별도의 필터부재를 구비하면서도 압축기의 외경이 증가하는 것을 억제할 수 있고 냉매에 대한 실링력을 높일 수 있다.

또, 본 발명에 따른 리니어 압축기는, 미세통공을 가지는 부재를 이용하여 가스베어링의 중간에서 이물질을 차단함에 따라, 가스베어링의 전후 양쪽에 설치되는 필터를 배제하여 부품수를 줄이고, 이를 통해 압축기의 구조를 간소화하는 동시에 제조비용을 낮출 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 리니어 압축기를 보인 종단면도,
도 2는 도 1에 따른 리니어 압축기에서 구동 유닛의 일부를 확대하여 보인 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 리니어 압축기에서 실린더에 결합된 가스베어링의 일부를 절개하여 보인 사시도,
도 4는 도 3에서 가스베어링을 포함한 실린더의 내부를 보인 단면도,
도 5는 도 4의 "A"부를 확대하여 보인 단면도,
도 6 및 도 7은 도 4의 "Ⅴ-Ⅴ"선단면도 및 "Ⅵ-Ⅵ"선단면도로서, 도 6은 본 실시예에 따른 제2 가스구멍이 형성된 위치에서 실린더를 단면하여 보인 도면이고, 도 7은 본 실시예에 따른 제1 가스구멍이 형성된 위치에서 실린더를 단면하여 보인 도면,
도 8은 본 실시예에 따른 제1 가스구멍과 제2 가스구멍의 위치를 설명하기 위해 정면에서 전개하여 보인 개략도이고, 도 9는 도 8의 일부를 확대하여 보인 개략도,
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 제1 가스구멍과 제2 가스구멍의 배열에 대한 다른 실시예들을 전개하여 보인 개략도들.

이하, 본 발명에 의한 리니어 압축기 및 이를 구비한 냉동기기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 리니어 압축기는 유체를 흡입하여 압축하고, 압축된 유체를 토출하는 동작을 수행한다. 본 발명에 따른 리니어 압축기는 냉동 사이클의 구성요소가 될 수 있으며, 이하에서 유체는 냉동 사이클을 순환하는 냉매를 예로 들어 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 리니어 압축기(100)는, 케이싱(110)의 내부공간(101)은 밀폐된 공간을 형성하고, 케이싱(110)의 내부공간(101)에는 후술할 지지스프링(116,117)에 의해 탄력 지지되는 프레임(120)이 구비될 수 있다. 프레임(120)에는 리니어 모터(이하, 구동유닛과 혼용함)(130)가 결합되어 지지되며, 리니어 모터(130)에는 냉매를 흡입, 압축하여 토출하는 압축유닛(140)이 결합될 수 있다. 이에 따라, 압축유닛(140)은 리니어 모터(130)와 함께 프레임(120)에 결합되어 케이싱(110)에 대해 탄력적으로 지지될 수 있다.

쉘(110)은 리니어 모터(130)의 크기에 따라 내경이 다양하게 형성될 수 있으나, 본 실시예의 리니어 압축기(100)는 오일베어링이 배제되고 가스베어링이 적용됨에 따라 케이싱(110)의 내부공간(101)에 오일이 채워질 필요가 없다. 따라서, 쉘(110)의 내경은 최대한 작게, 예를 들어 후술할 프레임(120)의 플랜지부(122)가 케이싱(110)의 내주면과 접촉되지 않을 정도의 간격만 가질 수 있는 정도로 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 리니어 압축기(100)는 쉘(111)의 외경이 앞서 제시한 특허문헌1에 비해 매우 작게 형성될 수 있다.

케이싱(110)의 내부에는 압축기 본체(C)의 일부를 이루는 프레임(120)이 구비된다. 그리고 프레임(120)에는 리니어 모터(130)로 된 모터 조립체 및 압축유닛(140)을 이루는 실린더(141)가 결합되어 지지될 수 있다. 이에 따라, 프레임(120)은 리니어 모터(130) 및 압축유닛(140)과 함께 제1 지지스프링(116)과 제2 지지스프링(117)에 의해 케이싱(110)에 대해 탄력 지지될 수 있다.

여기서, 프레임(120)은 원통 모양으로 형성되는 바디부(121)와, 바디부(121)의 전방단에서 반경방향으로 연장되는 플랜지부(122)로 이루어질 수 있다.

바디부(121)의 외주면에는 후술할 이너 스테이터(132)가, 그 바디부(121)의 내주면에는 실린더(141)가 각각 결합될 수 있다. 하지만, 본 실시예에 따른 실린더의 외주면에는 후술할 다공질 필터막 및 수축튜브가 결합됨에 따라, 바디부의 내주면에는 수축튜브의 외주면이 접촉되거나 거의 근접하여 결합될 수 있다. 이에 대해서는 가스베어링과 함께 다시 설명한다.

플랜지부(122)의 후방면에는 후술할 아우터 스테이터(131)가, 그 플랜지부(122)의 전방면에는 후술할 토출커버 조립체(160)가 각각 결합될 수 있다.

그리고, 플랜지부(122)의 전방면 일측에는 후술할 가스베어링의 일부를 이루는 베어링 입구홈(125a)이 형성되고, 베어링 입구홈(125a)에서 바디부(121)의 내주면으로 관통되는 베어링 연통구멍(125b)이 형성되며, 바디부(121)의 내주면에는 베어링 연통구멍(125b)을 후술할 제2 가스구멍(146a)에 연통시키는 베어링 연통홈(125c)이 형성될 수 있다.

베어링 입구홈(125a)은 소정의 깊이만큼 축방향으로 함몰지게 형성되고, 베어링 연통구멍(125b)은 베어링 입구홈(125a)보다 단면적이 작은 구멍으로 바디부(121)의 내주면을 향해 경사지게 형성될 수 있다. 그리고, 베어링 연통홈(125c)은 바디부(121)의 내주면에 소정의 깊이와 축방향 길이를 가지는 환형 모양으로 형성될 수 있다. 하지만, 베어링 연통홈(125c)은 베어링 연통구멍(125b)에 연결되는 환형홈 및 그 환형홈에 각각 병렬 연결되고 길이방향으로 연장되어 후술할 제2 가스구멍에 각각 연통되는 복수 개의 장형홈으로 형성될 수도 있다.

한편, 리니어 모터(130)는 스테이터(130a) 및 그 스테이터(130a)에 대해 왕복운동을 하는 무버(130b)로 이루어질 수 있다.

스테이터(130a)는 프레임(120)의 플랜지부(122)에 고정되는 아우터 스테이터(131)와, 아우터 스테이터(131)의 내측에 소정의 공극(130c)만큼 이격되어 배치되는 이너 스테이터(132)로 이루어질 수 있다. 이너 스테이터(132)는 프레임(120)의 바디부(121)를 둘러싸도록 그 바디부(121)의 외주면에 삽입되어 결합될 수 있다.

무버(130b)는 마그네트 홀더(133a) 및 그 마그네트 폴더(133a)에 지지되는 마그네트(133b)로 이루어질 수 있다. 마그네트 홀더(133a)의 타단에는 피스톤(142)과 함께 스프링 서포터(138)가 결합되고, 스프링 서포터(138)의 양측에는 리니어 모터(130)의 무버(130b)와 압축유닛(140)의 피스톤(142)을 공진시키는 제1 공진스프링(139a)과 제2 공진스프링(139b)이 구비될 수 있다.

압축유닛(140)은 실린더(141), 피스톤(142), 흡입밸브(143), 토출밸브 조립체(144)를 포함할 수 있다.

실린더(141)는 내부에 압축공간(103b)이 구비되도록 원통 형상으로 형성되며, 프레임(120)의 내주면에 삽입되어 고정될 수 있다. 실린더(141)의 후방측에는 냉매가 압축공간(103b)으로 흡입되는 후술할 흡입머플러 조립체(150)가, 전방측에는 압축공간(103b)에서 압축된 냉매가 토출되는 후술할 토출커버 조립체(160)가 각각 구비될 수 있다.

그리고 실린더(141)에는 피스톤(142)과의 사이의 베어링 공간 또는 베어링면(이하에서는, 베어링면으로 통칭함)(103c)으로 토출가스를 공급하여 그 실린더(141)와 피스톤 사이를 가스 윤활하는 가스베어링의 나머지 일부가 형성될 수 있다. 예를 들어, 실린더(141)에는 베어링 연통홈(125c)과 연통되는 위치에서 실린더(141)의 외주면과 내주면 사이를 관통하는 제1 가스구멍(141a)이 형성될 수 있다. 제1 가스구멍(141a)은 베어링 연통홈(125c)으로 유입되는 압축된 냉매를 실린더(141)의 내주면과 피스톤(142)의 외주면 사이에 형성된 베어링면(103c)으로 안내하는 역할을 한다.

제1 가스구멍(141a)은 실린더(141)의 축방향 중간을 기준으로 압축공간(103b)과 인접한 쪽(이하, 전방쪽)에만 형성될 수도 있고, 피스톤(142)의 처짐을 고려하여 반대쪽인 후방쪽에도 형성될 수도 있다. 제1 가스구멍(141a)에 대해서는 가스베어링을 이루는 다공질 필터막, 수축튜브 등과 함께 나중에 다시 설명한다.

피스톤(142)은 그 내부에 흡입유로(103a)를 가지며, 전방단은 부분적으로 개방되는 반면 후방단은 완전히 개방되는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 피스톤(142)은 앞서 설명한 바와 같이 개방단인 후방단이 마그네트 홀더(133a)와 연결되어 마그네트 홀더(133a)와 함께 왕복 운동을 할 수 있다.

또, 피스톤(142)의 전방단에는 흡입유로(103a)와 압축공간(103b) 사이를 연통시키는 흡입포트(142a)가 형성되고, 피스톤(142)의 전방면에는 그 흡입포트(142a)를 선택적으로 개폐하는 흡입밸브(143)가 구비될 수 있다. 이에 따라, 케이싱(110)의 내부공간(101)으로 흡입되는 냉매는 흡입밸브(143)를 열면서 그 피스톤(142)의 흡입유로(103a)와 흡입포트(142a)를 통해 실린더(141) 사이의 압축공간(103b)로 흡입될 수 있다.

실린더(141)의 전방단에는 압축공간(103b)을 개폐하는 토출밸브 조립체(144)가 착탈 가능하게 구비되고, 프레임(120)의 전방면에는 냉매가 토출공간(103b)에서 토출되는 과정에서 발생되는 소음을 감쇄시키는 토출커버 조립체(160)가 결합될 수 있다. 토출밸브 조립체(144)는 토출커버 조립체(160)의 내부에 수용될 수 있다.

토출커버 조립체(160)는 한 개의 토출커버로 이루어질 수도 있고, 복수 개의 토출커버가 순차적으로 연통되도록 배치될 수도 있다.

예를 들어, 토출커버가 3개인 경우에는 프레임(120)에 결합되는 토출커버(이하, 제1 커버)(161)의 토출공간(이하, 제1 토출공간)(104a)이 제1 커버(161)의 전방측에 결합되는 두 번째 토출커버(이하, 제2 커버)(162)의 토출공간(이하, 제2 토출공간)(104b)에 연통되고, 제2 토출공간(104b)은 제2 커버(162)의 전방측에 결합되는 세 번째 토출커버(이하, 제3 커버)(163)의 토출공간(이하, 제3 토출공간)(104c)에 연통될 수 있다.

여기서, 제2 토출공간(104b)의 내부에는 앞서 설명한 베어링 입구홈(125a)이 수용될 수 있다. 이에 따라, 베어링 입구홈(125a)으로 유입되는 냉매는 압축공간(103b)에서 토출된 냉매가 제1 토출공간(104a)에서 곧바로 유입되는 것이 아니라, 제1 토출공간(104a)을 거쳐 제2 토출공간(104b)으로 이동한 냉매가 제2 토출공간(104b)에서 유입되어 실린더(141)와 피스톤(142) 사이의 베어링면(103c)으로 유입되는 냉매의 온도가 낮아질 수 있다.

도면중 미설명 부호인 102는 소음공간, 112 및 113은 후방 캡 및 전방 캡, 114 및 115는 흡입관 및 토출관, 134 및 137은 백커버 및 스테이터 커버, 144a 및 144b는 토출밸브 및 밸브스프링이다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 리니어 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 리니어 모터(130)의 코일(135b)에 전류가 인가되면, 아우터 스테이터(131)와 이너 스테이터(132) 사이에 자속이 형성되고, 이 자속에 의해 발생되는 전자기력에 의해 마그네트 홀더(133a)와 마그네트(133b)로 된 무버(130b)가 아우터 스테이터(131)와 이너 스테이터(132) 사이의 공극에서 직선으로 왕복 운동을 하게 된다.

그러면, 마그네트 홀더(130b)에 연결된 피스톤(142)이 실린더(141)에서 직선으로 왕복 운동을 하면서, 압축공간(103b)의 체적이 증가되거나 또는 감소된다. 이때, 피스톤(142)이 후진하여 압축공간(103b)의 체적이 증가되면 흡입밸브(143)가 개방되어 흡입유로(103a)의 냉매가 압축공간(103b)으로 흡입되는 반면, 피스톤(142)이 전진하여 압축공간(103b)의 체적이 감소되면 피스톤(142)이 압축공간(103b)의 냉매를 압축하게 된다. 이 압축된 냉매는 토출밸브(144a)를 개방시키면서 제1 토출공간(104a)으로 배출된다.

그러면, 제1 토출공간(104a)으로 토출된 냉매는 제1 연통구멍(105a)을 통해 제2 토출공간(104b)으로 이동하였다가 제2 연통구멍(105b)과 연결관(106), 그리고 제3 연통구멍(105c)을 통해 제3 토출공간(104c)으로 이동하게 된다. 이때, 도 2에서와 같이, 제1 토출공간(104a)에서 제2 토출공간(104b)으로 이동하는 냉매의 일부는 가스베어링의 입구를 이루는 베어링 입구홈(125a)으로 유입되고, 이 냉매는 베어링 연통구멍(125b)을 통해 베어링 연통홈(125c)으로 유입되었다가 나중에 설명할 수축튜브(146)의 제2 가스구멍(146a), 다공질 필터막(145)의 미세통공(145a) 그리고 실린더(141)의 제1 가스구멍(141a)을 통해 실린더(141)의 내주면과 피스톤(142)의 외주면 사이의 베어링면(103c)으로 공급된다. 이 베어링면(103c)으로 공급되는 고압의 냉매는 실린더(141)와 피스톤(142) 사이를 윤활한 후 일부는 압축공간(103b)으로, 나머지는 흡입공간(103a)으로 유출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이때, 가스베어링을 이루는 통로의 내경이 너무 넓으면 실린더(141)와 피스톤(142) 사이의 베어링면(103c)으로 유입되는 냉매의 유량이 과도하게 증가하면서 다량의 냉매가 압축공간(103b)으로 유입되거나 흡입공간을 이루는 케이싱(110)의 내부공간(101)으로 누설된다. 이로 인해 압축기 효율이 저하될 수 있다.

반면, 가스베어링을 이루는 통로의 내경이 너무 좁으면 그 가스베어링의 통로가 이물질에 의해 막히거나 또는 실린더(141)와 피스톤(142) 사이로 유입되는 냉매의 압력이 너무 낮아져 피스톤(142)에 대한 하중지지력이 저하하게 되고, 이로 인해 실린더(141)와 피스톤(142) 사이의 마모 또는 마찰손실이 발생되어 압축기 효율이 저하될 수 있다.

따라서, 가스베어링이 적용되는 압축기에서는 그 가스베어링이 막히지 않으면서도 적정량의 냉매가 베어링면으로 공급될 수 있도록 하는 것이 압축기 효율과 신뢰성 측면에서 유리할 수 있다.

이를 감안하여, 본 발명에 따른 리니어 압축기의 가스베어링은, 그 가스베어링을 이루는 통로의 면적은 확장하되 통로의 중간에 미세통공을 가지는 부재를 구비하여, 실린더와 피스톤 사이의 베어링면으로 공급되는 냉매의 소비유량을 줄이는 동시에 피스톤에 대한 실질적인 하중지지력을 높이고자 하는 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 리니어 압축기에서 실린더에 결합된 가스베어링의 일부를 절개하여 보인 사시도이고, 도 4는 도 3에서 가스베어링을 포함한 실린더의 내부를 보인 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 실린더(141)에는 복수 개의 제1 가스구멍(141a)이 형성되고, 실린더(141)의 외주면에는 제1 가스구멍(141a)을 복개하되 다수 개의 미세통공(145a)을 가지는 다공질 필터막(145)이 삽입되어 결합되며, 다공질 필터막(145)의 외주면에는 그 다공질 필터막(145)의 미세통공(145a)을 복개하되 정해진 위치에서 가스베어링의 통로를 이루도록 하는 제2 가스구멍(146a)이 형성될 수 있다.

예를 들어, 실린더(141)에는 앞서 설명한 복수 개의 제1 가스구멍(141a)이 원주방향을 따라 일정 간격을 가지도록 형성될 수 있다. 각각의 제1 가스구멍(141a)은 실린더(141)의 외주면에서 내주면을 관통하는 것으로, 내경(D1)이 동일하게 형성될 수 있다. 이 제1 가스구멍(141a)의 내경(D1)은 베어링 연통구멍(125b)의 내경과 동일하거나 또는 일반적인 노즐직경인 20~30㎛보다는 훨씬 큰 대략 4~6㎜ 정도의 크기로 형성될 수 있다.

이에 따라, 미세한 이물질로 인해 제1 가스구멍(141a)이 막힐 우려는 현저하게 배제될 수 있다. 다만, 상기와 같이 제1 가스구멍(141a)의 내경이 확대될 경우 냉매가 과도하게 베어링면으로 유입될 수 있다. 하지만, 이는 실린더(141)의 외주면에 삽입되어 제1 가스구멍(141a)을 복개하는 다공질 필터막(145)에 의해 억제될 수 있다.

즉, 다공질 필터막(145)은 그 내부에 다수 개의 미세통공(145a)이 형성될 수 있다. 미세통공(145a)의 내경 또는 단면적은 제1 가스구멍(141a)의 내경(D1)보다 현저하게 작게 형성될 수 있다. 이는 대략 종래의 노즐 직경과 유사하거나 크게 형성될 수 있다. 미세통공(145a)이 종래의 노즐 직경과 유사하거나 크게 형성될 경우 이물질에 의해 막히거나 압력강하 효과가 반감될 수 있으나, 다공질 필터막(145) 자체가 무수히 많은 다수 개의 미세통공(145a)으로 이루어짐에 따라 다공질 필터막(145)의 통로인 미세통공(145a) 자체가 완전히 막히지 않을 뿐만 아니라, 냉매가 이동하는 경로가 길어져 냉매의 압력이 충분히 감압될 수 있다.

이에 따라, 냉매는 다공질 필터막(145)을 통과하면서 충분히 감압된 상태로 제1 가스구멍(141a)으로 유입됨에 따라, 제1 가스구멍(141a)의 내경(D1)이 넓더라도 냉매의 압력이 필요 압력 이상으로 상승하는 것을 억제할 수 있다. 다만, 이 경우에는 제1 가스구멍(141a)의 위치에 따라 다공질 필터막(145)의 미세통공(145a)을 통과하는 냉매의 이동길이가 상이하게 될 수 있고, 이로 인해 각각의 제1 가스구멍(141a)을 통해 유입되는 냉매의 압력이 불균일하게 될 수 있다. 하지만, 이는 다공질 필터막(145)의 외주면을 감싸며 정해진 위치에 제2 가스구멍(146a)이 구비되는 수축튜브(146)에 의해 억제될 수 있다. 제2 가스구멍의 내경(D2)은 제1 가스구멍의 내경(D1)과 대략 동일하게 형성될 수 있다. 하지만, 제2 가스구멍(146a)은 일종의 냉매 통로 역할을 하는 것이므로, 제2 가스구멍(146a)의 내경이 제1 가스구멍(141a)의 내경과 동일하게 형성될 필요는 없다.

즉, 다공질 필터막(145)의 외주면은 수축튜브(146)로 감싸 냉매가 무질서하게 다공질 필터막(145)으로 유입되는 것을 제한한다. 하지만, 수축튜브(146)의 적정위치에는 외주면에서 내주면으로 관통되는 제2 가스구멍(146a)을 형성하여, 앞서 설명한 베어링 연통홈(125c)에 도달한 냉매가 제2 가스구멍(146a)을 통해서만 다공질 필터막(145)으로 유입되도록 할 수 있다. 이때, 수축튜브(146)는 커버부재를 이루는 것으로, 다공질 필터막(145)의 외주면에 밀착되도록 하는 것이 미세통공(145a)에 대한 실링효과를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 압축기의 외경이 증가되는 것을 억제할 수 있어 바람직하다.

아울러, 수축튜브(146)가 다공질 필터막(145)의 양단을 모두 감싸도록 형성되는 것이 다공질 필터막(145)에서의 냉매 누설을 억제할 수 있으나, 수축튜브(146)가 충분한 실링력을 확보하지 못할 수도 있다.

이를 감안하여, 도 4 및 도 5와 같이 다공질 필터막(145)의 양단 또는 적어도 일단에는 오링과 같은 실링부재(147)가 구비될 수 있다. 실링부재(147)는 실린더(141)의 외주면에 구비되는 실링홈(141b)에 삽입된 상태에서 수축튜브(146)의 양단이 실링부재(147)를 감싸 수축되도록 할 수 있다. 이에 따라, 다공질 필터막(145)이 수축튜브(146)와 실링부재에 의해 완전하게 실링되어, 제2 가스구멍(146a)으로 유입되는 냉매는 다공질 필터막(145)을 통과하여 제1 가스구멍(141a)으로만 이동을 할 수 있게 된다.

한편, 제1 가스구멍과 제2 가스구멍은 가능한 한 멀리 위치하도록 형성되는 것이 냉매가 다공질 필터막을 길게 통과할 수 있어 바람직할 수 있다. 이를 위해, 제1 가스구멍(141a)과 제2 가스구멍(146a)은 원주방향을 따라 소정의 간격만큼 이격되는 것이 바람직하다. 도 6은 본 실시예에 따른 제2 가스구멍이 형성된 위치에서 실린더를 단면하여 보인 도면이고, 도 7은 본 실시예에 따른 제1 가스구멍이 형성된 위치에서 실린더를 단면하여 보인 도면이다.

도 6 및 도 7과 같이, 제1 가스구멍(141a)이 수직방향과 수평방향으로 형성되는 경우에는 제2 가스구멍(146a)은 원주방향을 기준으로 제1 가스구멍(141a)들의 사이에 위치하도록 형성되는 것이 바람직하다.

그러면, 제2 가스구멍(146a)을 통과하는 냉매가 제1 가스구멍(141a)을 향해 원주방향(실제로는 사선방향)으로 이동하면서 다공질 필터막(145)을 통과하게 된다. 그러면, 냉매가 다공질 필터막(145)을 통과하는 거리가 길어지게 되어 그만큼 냉매의 감압효과 및 여과효과가 향상될 수 있다.

한편, 제1 가스구멍(141a)은 실린더(141)의 길이방향을 기준으로 전방측과 후방측에 각각 위치하는 반면, 제2 가스구멍(146a)은 제1 가스구멍(141a)들 사이에 위치하도록 실린더(141)의 길이방향을 기준으로 전방측과 후방측의 중간에 위치하는 것이 바람직할 수 있다. 여기서, 전방측은 피스톤(142)이 압축공간(103b)의 체적을 작게 이동하는 방향이고, 후방측은 그 반대방향으로 정의될 수 있다.

도 8은 본 실시예에 따른 제1 가스구멍과 제2 가스구멍의 위치를 설명하기 위해 정면에서 전개하여 보인 개략도이고, 도 9는 도 8의 일부를 확대하여 보인 개략도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 제1 가스구멍(141a)은 제2 가스구멍(146a)을 중심으로 전방측과 후방측에 각각 위치하도록 형성되고, 제2 가스구멍(146a)은 실린더(141)의 길이방향을 기준으로 제1 가스구멍(141a)의 중간에 위치하도록 형성된다.

여기서, 제1 가스구멍(141a)과 제2 가스구멍(146a)은 실린더(141)의 길이방향으로 동일선 상에 위치하도록 형성될 수도 있다. 하지만, 이 경우에는 제1 가스구멍(141a)과 제2 가스구멍(146a) 사이의 간격이 좁아지게 된다. 따라서, 앞서 도 6 및 도 7에 도시된 제1 가스구멍과 제2 가스구멍의 위치 관계를 참고하면, 도 8에 도시된 바와 같다.

즉, 전방측에 위치하는 제1 가스구멍들(이하, 전방측 제1 가스구멍)(141a1)과 후방측에 위치하는 제1 가스구멍들(이하, 후방측 제1 가스구멍)(141a2)은 실린더(141)의 길이방향으로 동일선 상에 위치하게 된다. 그리고, 제2 가스구멍들(146a)은 전방측 제1 가스구멍들(141a1)과 후방측 제1 가스구멍들(141a2) 사이에 위치하게 된다. 이에 따라, 제2 가스구멍(146a)은 제1 가스구멍들(141a)의 개수보다 적게 형성된다.

그러면, 제2 가스구멍들(146a)을 공통으로 점유하는 형태에서 전방측 제1 가스구멍들(141a1)과 후방측 제1 가스구멍(141a2)은 지그재그 형상으로 배열되게 된다.

이때, 도 9와 같이 1 개의 제2 가스구멍(146a)이 주변에 위치하는 4개의 제1 가스구멍들(141a)에 대해 정중앙에 위치하게 되어, 제2 가스구멍(146a)을 기준으로 각각의 주변 제1 가스구멍들(141a)은 동일한 거리(L1)에 위치하거나 대략 유사한 거리에 위치하게 된다.

그러면, 다공질 필터막(145)에 형성되는 미세통공(145a)의 배치에 따라 약간 다르겠지만 제2 가스구멍(146a)을 통과하여 제1 가스구멍(141a)으로 유입되는 냉매의 압력을 균일하게 유지할 있게 된다.

상기와 같은 본 실시예에 따른 리니어 압축기에서 토출공간의 냉매가 실린더와 피스톤 사이의 베어링면으로 공급되는 과정은 다음과 같다.

도 3 및 도 9를 참조하면, 압축공간에서 토출된 냉매는 앞서 설명한 바와 같이 제2 토출공간(104b)에서 냉매통로를 이루는 베어링 입구홈(125a)과 베어링 연통구멍(125b) 그리고 베어링 연통홈(125c)을 통해 제2 가스구멍(146a)으로 유입된다. 이때, 베어링 연통홈(125c)이 프레임(120)의 내주면에 환형으로 형성됨에 따라, 냉매는 베어링 연통홈(125c)을 따라서 원주방향으로 이동하게 된다.

이 냉매는 베어링 연통홈(125c)에 연통되는 각각의 제2 가스구멍(146a)으로 유입되고, 이 제2 가스구멍(146a)으로 유입되는 냉매는 다공질 필터막(145)의 미세통공(145a)을 통과하여 실린더(141)의 각 제1 가스구멍(141a)으로 유입된다. 그리고 제1 가스구멍(141a)으로 유입되는 냉매는 실린더(141)와 피스톤(142) 사이의 베어링면으로 유입되어 실린더(141)와 피스톤(142) 사이를 윤활하게 된다.

이때, 다공질 필터막(145)을 통과하는 냉매는 그 다공질 필터막(145)의 미세통공(145a)을 지나면서 이물질이 걸러지는 것은 물론 적정압력으로 감압되게 된다. 이에 따라, 실린더(141)와 피스톤(142) 사이의 베어링면으로 유입되는 냉매의 압력이 압축공간(103b)의 압력에 비해 과도하게 높은 압력을 형성하지 않게 되므로, 베어링면의 냉매가 압축공간으로 유입되는 것을 억제하는 동시에 흡입공간인 케이싱의 내부공간(101)으로 누설되는 것도 억제할 수 있다.

또, 다공질 필터막(145)을 통과하는 냉매는 제2 가스구멍(146a)을 통해 유입되어 제1 가스구멍(141a)으로 유출되므로 다공질 필터막(145)에서의 미세통공(145a)의 경로가 길어지게 된다. 이에 따라, 냉매가 다공질 필터막(145)에서 체류하는 시간이 길어지면서 충분히 압력강하가 발생될 수 있으므로, 제1 가스구멍(141a)의 내경(D1)이 커지더라도 베어링면으로 공급되는 냉매의 유량을 적정하게 유지할 수 있다.

또, 프레임(120)의 베어링 연통홈(125c)으로 유입되는 냉매는 수축튜브(146)에 의해 막혀 다공질 필터막(145)으로 곧바로 유입되지 않고 수축튜브(146)에 구비된 제2 가스구멍(146a)을 통해 다공질 필터막(145)으로 유입된다. 그리고, 제2 가스구멍(146a)에서 제1 가스구멍(141a)까지의 거리가 거의 동일하게 형성됨에 따라, 실린더(141)와 피스톤(142) 사이의 베어링면으로 유입되는 냉매의 압력 역시 거의 균등하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 실린더와 피스톤 사이에서 냉매의 압력이 균일하게 형성되면서 피스톤(142)에 대한 냉매의 하중지지력이 균일하게 형성될 수 있다. 이는 실린더(141)와 피스톤(142) 사이의 마모 또는 마찰손실을 효과적으로 억제하는 효과가 있다.

한편, 제1 가스구멍(141a)을 이루는 열(편의상, 도면의 종방향을 열이라고 정의한다)의 개수와 제2 가스구멍(146a)을 이루는 열의 개수가 동일하게 형성될 수도 있다. 이 경우에는, 제1 가스구멍(141a)과 제2 가스구멍(146a)이 실린더(141)의 길이방향 또는 원주방향을 기준으로 소정의 간격만큼 이격시켜 형성하는 것이 바람직할 수 있다.

예를 들어, 제1 가스구멍(141a)을 이루는 열의 개수와 제2 가스구멍(146a)을 이루는 열의 개수가 각각 1개씩인 경우, 제1 가스구멍(141a)과 제2 가스구멍(146a)이 반경방향으로 일직선 상에 위치하게 되면 냉매가 다공질 필터막(145)에서 이동하는 경로를 단축시킬 수 있다. 그러면 냉매의 감압효과가 반감되어 냉매소비량이 증가할 수 있다.

따라서, 제1 가스구멍(141a)을 이루는 열의 개수와 제2 가스구멍(146a)을 이루는 열의 개수가 동일한 경우에는 제1 가스구멍(141a)과 제2 가스구멍(146a)이 도 10과 같이 길이방향 및 원주방향으로 소정의 간격만큼씩 이격되거나 도 11과 같이 길이방향으로는 동일하지만 원주방향으로 소정의 간격만큼 이격시켜 형성하는 것이 냉매의 이동경로를 길게 할 수 있어 바람직하다.

그리고 이들 경우에는 베어링면에 연통되는 제1 가스구멍(141a)이 실린더(141)의 중앙부분에 위치하도록 형성하는 것이 베어링면에서의 냉매분포를 균일하게 할 수 있어 바람직하다.

상기와 같은 제1 가스구멍과 제2 가스구멍에 대한 배열은 앞서 설명한 실시예들 외에도 다양하게 구성될 수 있다.

101: 케이싱의 내부공간 102: 소음공간
103a: 흡입유로 103b: 압축공간
103c: 베어링면 104a,104b,104c : 토출공간
110: 케이싱 120: 프레임
130: 리니어 모터 140: 압축 유닛
141: 실린더 141a: 제1 가스구멍
142: 피스톤 145: 다공성 필터막
145a: 미세통공 146: 수축튜브
146a: 제2 가스구멍 147 : 실링부재
160: 토출커버 조립체

Claims

무버가 스테이터에 대해 왕복운동을 하는 리니어 모터;
상기 무버에 결합되어 왕복운동을 하는 피스톤;
상기 피스톤이 미끄러지게 삽입되어 내주면이 상기 피스톤의 외주면과 베어링면을 형성하고, 상기 피스톤과 함께 압축공간을 형성하며, 상기 압축공간에서 토출되는 냉매가 상기 베어링면으로 안내되도록 적어도 한 개 이상의 제1 구멍이 외주면과 내주면 사이를 관통하여 형성되는 실린더; 및
상기 실린더의 외주면에 삽입되고, 상기 제1 구멍보다 작은 다수 개의 미세통공이 구비되어 상기 제1 구멍을 복개하는 다공질 부재;를 포함하는 리니어 압축기.
제1항에 있어서,
상기 다공질 부재의 외주면에는 그 다공질 부재를 감싸는 커버부재가 삽입되며, 상기 커버부재에는 외주면과 내주면 사이를 관통하여 상기 다공질 부재의 미세통공과 연통되도록 적어도 한 개 이상의 제2 구멍이 형성되고, 상기 제2 구멍의 내경은 상기 미세통공보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제2항에 있어서,
상기 커버부재의 외주면에는 그 커버부재를 감싸는 프레임이 삽입되며, 상기 프레임에는 상기 압축공간에서 토출된 냉매를 상기 커버부재의 제2 구멍으로 안내하도록 적어도 한 개 이상의 냉매통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제3항에 있어서,
상기 다공질 부재의 길이방향 양단에는 실링부재가 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제4항에 있어서,
상기 실링부재는 상기 커버부재에 의해 감싸져 고정되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제5항에 있어서,
상기 실린더에는 상기 실링부재가 삽입되도록 환형 홈이 형성되고, 상기 환형 홈에 상기 실링부재가 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제3항에 있어서,
상기 커버부재의 내주면은 상기 다공질 부재의 외주면에 접촉되고, 상기 프레임의 내주면은 상기 커버부재의 외주면에 접촉하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제2항에 있어서,
상기 피스톤이 압축공간의 체적을 감소시키는 방향을 전방, 반대쪽을 후방이라고 할 때,
상기 제1 구멍과 상기 제2 구멍은 원주방향을 따라 복수 개씩 형성되고, 상기 제1 구멍은 상기 제2 구멍을 사이에 두고 전후 양쪽에 각각 복수 개씩 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제8항에 있어서,
상기 제1 구멍은 전방측의 제1 구멍과 후방측의 제1 구멍이 길이방향을 따라 동일선상에 위치하도록 형성되고,
상기 제2 구멍은 상기 제1 구멍중에서 원주방향을 따라 이웃하는 제1 구멍들 사이에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제9항에 있어서,
상기 제2 구멍은 상기 제1 구멍으로부터 동일한 거리에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
케이싱;
상기 케이싱의 내부공간에 구비되며, 무버가 스테이터에 대해 왕복운동을 하는 리니어 모터;
상기 리니어 모터의 내부에 구비되며, 압축공간을 형성하는 실린더;
상기 실린더의 내부에 구비되며, 상기 무버와 함께 왕복운동을 하면서 상기 압축공간의 체적을 가변시켜 냉매를 압축하는 피스톤;
상기 압축공간의 토출측을 개폐하는 토출밸브;
상기 토출밸브를 수용하며, 상기 압축공간에서 토출되는 냉매를 수용하도록 토출공간을 가지는 토출커버; 및
상기 케이싱의 내부공간에 구비되어 상기 실린더를 지지하는 프레임;을 포함하고,
상기 실린더에는 외주면에서 내주면으로 관통되는 제1 구멍이 형성되며, 상기 실린더의 외주면과 상기 프레임의 내주면 사이에는 상기 제1 구멍보다 작은 다수 개의 미세통공을 가진 다공질 필터막이 구비되고, 상기 다공질 필터막의 외주면에는 상기 미세통공보다 큰 제2 구멍이 구비되어 상기 다공질 필터막을 감싸는 수축튜브가 구비되며, 상기 프레임에는 상기 토출공간과 상기 제2 구멍 사이를 연통시켜 상기 압축공간에서 토출되는 냉매가 상기 수축튜브의 제2 구멍으로 안내되도록 냉매통로가 구비되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제11항에 있어서,
상기 제1 구멍은 상기 실린더의 길이방향을 따라 적어도 2개 이상의 열을 이루도록 형성되고, 상기 제2 구멍은 상기 제1 구멍이 이루는 열의 사이에 위치하도록 형성되며, 상기 제1 구멍은 상기 제2 구멍을 중심으로 방사상에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제12항에 있어서,
상기 제1 구멍은 상기 제2 구멍으로부터 동일한 거리에 위치하도록 형성되는 것을 하는 리니어 압축기.
제11항에 있어서,
상기 다공질 필터막의 길이방향 양단 중에서 적어도 한 쪽에는 실링부재가 구비되고, 상기 수축튜브는 상기 실링부재를 감싸 상기 다공질 필터막의 길이방향 단부가 실링되도록 하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제14항에 있어서,
상기 수축튜브의 내주면은 상기 다공질 필터막의 외주면에 접촉되고, 상기 프레임의 내주면은 상기 수축튜브의 외주면에 접촉하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.