KR20220010974A - 리니어 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 실시예에 따른 리니어 압축기는, 축방향으로 왕복운동하는 피스톤; 및 상기 피스톤의 반경방향 외측에 구비되어 상기 피스톤을 수용하며, 상기 피스톤과 함께 압축공간을 형성하는 실린더;를 포함하고, 상기 실린더는, 상기 실린더의 외주면에서 내주면으로 관통되는 가스구멍과, 상기 가스구멍에 연통되어 상기 실린더의 내주면에 함몰지게 형성되는 가스포켓을 포함하며, 상기 가스포켓은 축방향 길이가 원주방향 길이보다 길게 형성될 수 있다. 이에 따라, 피스톤에 대한 가스베어링의 부상력이 향상되면서 피스톤의 표면이 손상되는 것을 억제할 수 있다.

Description

리니어 압축기{LINEAR COMPRESSOR}
본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로, 특히 가스베어링에 관한 것이다.
리니어 압축기는 밀폐된 쉘의 내부에 리니어 모터가 설치되고, 리니어 모터에 연결된 피스톤이 실린더의 내부에서 왕복 직선 운동하면서 냉매를 흡입하여 압축시킨 후 토출시킨다.
이러한 리니어 압축기는 피스톤이 실린더의 내부에서 왕복운동을 함에 따라 그 실린더의 내주면과 피스톤의 외주면 사이의 베어링면을 윤활하여야 한다. 종래에는 특허문헌 1(한국 공개특허공보 KR10-2015-0040027 A)과 같이 쉘의 내부공간에 일정량의 오일을 채운 후 그 오일을 펌핑하여 베어링면으로 공급하는 오일베어링 방식이 알려져 있다.
하지만, 특허문헌 1은 쉘의 체적이 증가되어 그만큼 압축기의 크기가 커지게 된다. 또, 오일이 냉매와 함께 냉동사이클로 유토출되면 압축기의 내부에서 오일부족으로 인한 마찰손실이 발생될 수 있다.
이에, 특허문헌 2(한국 공개특허공보 KR10-2020-0004133 A)와 같이 압축공간에서 토출된 고압가스를 베어링면에 공급하여 그 토출냉매의 압력으로 피스톤을 실린더에 대해 부상시키는 가스베어링 방식이 알려져 있다.
특허문헌 2는 실린더에는 고압가스(이하, 고압가스)를 실린더와 피스톤 사이의 베어링면으로 공급하는 가스베어링이 구비되어 있다. 즉, 실린더의 외주면에서 내주면으로 가스구멍이 관통되고, 실린더의 내주면에는 가스구멍에 연통되어 그 가스구멍으로 유입되는 고압가스를 수용하는 가스포켓이 형성되어 있다. 가스구멍은 고압의 고압가스가 베어링면으로 적정량만큼 유입될 수 있도록 가늘게 형성되고, 가스포켓은 가스베어링의 작용면적을 확보할 수 있도록 그 가스포켓의 단면적은 가스구멍의 단면적보다 크게 형성되어 있다.
한국 공개특허공보 KR10-2015-0040027 A (2015.04.14. 공개) 한국 공개특허공보 KR10-2020-0004133 A (2020.01.13. 공개)
본 발명의 목적은, 피스톤에 대한 가스베어링의 부상력을 높일 수 있는 리니어 압축기를 제공하려는데 있다.
또, 본 발명의 다른 목적은, 실린더의 내주면에 구비되어 가스베어링의 일부를 이루는 가스포켓 내 고압가스가 실린더와 피스톤 사이로 누설되는 것을 최소화할 수 있는 리니어 압축기를 제공하려는데 있다.
또, 본 발명의 다른 목적은, 가스베어링의 부상력을 높이면서도 피스톤의 외주면이 손상되는 것을 억제할 수 있는 리니어 압축기를 제공하려는데 있다.
또, 본 발명의 다른 목적은, 피스톤의 왕복운동시 그 피스톤과 가스포켓 사이의 직교면적을 줄여 피스톤의 손상을 억제하는 리니어 압축기를 제공하려는데 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 실린더의 내주면에는 가스포켓을 이루는 홈이 오목하게 형성되고, 상기 홈은 피스톤의 왕복방향으로 길게 형성되는 리니어 압축기가 제공될 수 있다.
여기서, 상기 실린더에는 외주면에서 내주면으로 관통되는 구멍이 형성되고, 상기 구멍의 일단은 상기 홈의 내부에서 편심지게 연통될 수 있다.
그리고, 상기 홈의 단면적은 상기 구멍의 단면적보다 크게 형성되고, 상기 홈의 반경방향 깊이는 상기 구멍의 반경방향 길이보다 짧게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 홈은 반경방향 투영시 타원 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 홈은 깊이방향으로 곡선 단면 형상으로 형성될 수 있다.
또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 축방향으로 왕복운동하는 피스톤; 및 상기 피스톤의 반경방향 외측에 구비되어 상기 피스톤을 수용하며, 상기 피스톤과 함께 압축공간을 형성하는 실린더;를 포함하고, 상기 실린더는, 상기 실린더의 외주면에서 내주면으로 관통되는 가스구멍; 및 상기 가스구멍에 연통되어 상기 실린더의 내주면에 함몰지게 형성되는 가스포켓;을 포함하며, 상기 가스포켓은 축방향 길이가 원주방향 길이보다 길게 형성되는 리니어 압축기가 제공될 수 있다.
여기서, 상기 가스포켓은 가장자리의 깊이가 중심부의 깊이보다 얕게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 가스포켓의 내주면은 가장자리에서 중심부로 갈수록 깊이가 점점 증가하도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 가스포켓의 내주면은 깊이방향으로 원형 곡선 또는 타원 곡선으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 가스포켓은 상기 실린더의 내주면과 접하는 모서리의 외각이 둔각(obtuse angle)을 이룰 수 있다.
그리고, 상기 가스포켓은 반경방향 투영시 축방향이 장축을 이루고 원주방향이 단축을 이루는 타원 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 가스포켓은 반경방향 투영시 축방향으로 긴 직사각형 또는 모서리가 라운드진 직사각형 형상으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 가스구멍은 상기 가스포켓의 중심으로부터 축방향으로 편심진 위치에서 상기 가스포켓에 연통될 수 있다.
그리고, 상기 가스구멍은 상기 가스포켓의 중심으로부터 상기 실린더의 축방향 단부쪽으로 근접되도록 편심된 위치에 연통될 수 있다.
여기서, 상기 가스포켓은 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 복수 개가 형성되며, 상기 복수 개의 가스포켓에는 상기 가스구멍이 각각 독립적으로 연통될 수 있다.
그리고, 상기 가스포켓은, 상기 실린더의 축방향 중심으로부터 축방향 일측에 형성되는 제1 가스포켓; 및 상기 실린더의 축방향 중심으로부터 축방향 타측에 형성되는 제2 가스포켓;을 포함하고, 상기 제1 가스포켓과 상기 제2 가스포켓 중에서 적어도 한쪽은 축방향으로 길게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 가스포켓과 상기 제2 가스포켓은 각각 축방향으로 길게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 가스포켓은 축방향으로 길게 형성되고, 상기 제2 가스포켓은 원주방향으로 길게 형성되며, 상기 제1 가스포켓은 상기 제2 가스포켓보다 상기 압축공간에 근접하게 위치할 수 있다.
그리고, 상기 제1 가스포켓과 상기 제2 가스포켓은 각각 원주방향을 따라 등간격으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제1 가스포켓과 상기 제2 가스포켓은 축방향에서 서로 다른 위치에 형성될 수 있다.
그리고, 상기 복수 개의 제1 가스포켓과 상기 복수 개의 제2 가스포켓은 원주방향을 따라 서로 번갈아 형성될 수 있다.
여기서, 상기 실린더의 외주면에는 환형으로 된 가스안내홈이 형성되고, 상기 가스안내홈에는 상기 복수 개의 가스구멍이 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 형성될 수 있다.
그리고, 상기 가스안내홈에는 와이어가 다수 회 감긴 와이어 필터가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 와이어 필터를 이루는 와이어는 서로 다른 소재로 된 복수 개의 와이어가 꼬여서 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 와이어 필터는, 상기 가스안내홈의 바닥면에서 기설정된 높이만큼 형성되는 제1 와이어층; 및 상기 제1 와이어층의 외측면에 형성되며, 상기 제1 와이어층에 비해 작은 공극을 가지는 제2 와이어층;을 포함하며, 상기 제2 와이어층은 상기 제1 와이어층에 비해 얇게 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 리니어 압축기는, 실린더의 내주면에 구비되어 가스베어링의 일부를 이루는 가스포켓의 축방향 길이는 길고 원주방향 길이는 짧게 형성됨으로써, 실린더의 내주면과 피스톤의 외주면 사이에 발생되는 원주방향 간극이 줄어들게 될 수 있다. 이에 따라, 가스포켓 내 고압가스가 그 가스포켓의 외부로 누설되는 것을 줄여 피스톤에 대한 가스베어링의 부상력이 향상될 수 있다.
또, 본 실시예에 따른 리니어 압축기는, 가스포켓의 원주방향 길이를 짧게 형성하여 부상력을 높임에 따라, 가스포켓의 축방향 길이를 더욱 길게 형성할 수 있다. 이를 통해, 가스포켓의 실직적인 단면적을 확대할 수 있어 그만큼 피스톤에 대한 부상력을 확대할 수 있다.
또, 본 실시예에 따른 리니어 압축기는, 가스포켓에 연통되는 가스구멍이 각 가스포켓의 중심으로부터 실린더의 단부쪽으로 편심지게 형성됨으로써, 가스포켓을 길이방향으로 길게 형성하면서도 가스구멍을 최대한 실린더의 단부쪽에 위치시킬 수 있다. 이를 통해 피스톤에 대한 가스베어링의 부상력을 더욱 높일 수 있다.
또, 본 실시예에 따른 리니어 압축기는, 가스포켓은 중심부에 비해 가장자리의 깊이를 낮게 형성하여 가스포켓으로 유입되는 고압가스가 각 가스포켓의 가장자리쪽으로 확산되도록 할 수 있다. 이를 통해 가스포켓의 가용면적을 넓혀 피스톤에 대한 가스베어링의 부상력이 향상될 수 있다.
또, 본 실시예에 따른 리니어 압축기는, 가스포켓의 모서리가 둔각을 이루도록 형성됨으로써, 피스톤의 왕복운동시 그 피스톤의 외주면이 가스포켓의 모서리와 접촉되더라도 피스톤의 외주면이 손상되는 것을 억제할 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 리니어 압축기의 외관을 흡입측에서 보인 사시도,
도 2는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ선단면도로서, 본 실시예에 따른 리니어 압축기의 내부를 보인 단면도,
도 3은 본 실시예에 따른 리니어 압축기에서 실린더와 피스톤을 분해하여 보인 사시도,
도 4는 도 3에서 실린더와 피스톤을 조립하여 보인 정면도,
도 5a는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선단면도,
도 5b은 도 4의 Ⅴ'-Ⅴ'선단면도,
도 6은 본 실시예에 따른 실린더의 내부를 보인 단면도,
도 7은 도 6에서 제1 가스포켓을 설명하기 위해 보인 개략도,
도 8a는 도 7의 Ⅵ-Ⅵ선단면도,
도 8b는 도 7의 Ⅵ'-Ⅵ'선단면도,
도 9는 본 실시예에 따른 실린더와 피스톤 사이의 누설간극을 종래와 비교하여 보인 개략도,
도 10a는 본 실시예에 따른 가스포켓의 부상력을 설명하기 위해 보인 개략도,
도 10b는 본 실시예에 따른 가스포켓에 의한 피스톤의 손상정도를 설명하기 위해 보인 개략도,
도 11은 가스포켓에 대한 또다른 실시예를 설명하기 위해 보인 실린더의 단면도,
도 12는 가스포켓에 대한 또다른 실시예를 설명하기 위해 보인 실린더의 단면도,
도 13은 가스포켓에 대한 또다른 실시예를 설명하기 위해 보인 실린더의 단면도.
이하, 본 발명에 의한 리니어 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.
본 실시예에에 따른 리니어 압축기는 유체를 흡입하여 압축하고, 압축된 유체를 토출하는 동작을 수행하는 것으로, 냉동 사이클장치의 구성요소가 될 수 있다. 이하에서 유체는 냉동 사이클을 순환하는 냉매를 예로 들어 설명한다. 또, 본 실시예에서는 피스톤의 왕복방향을 축방향으로 정의하고, 쉘의 축중심은 프레임, 실린더, 피스톤 등의 각 축중심과 일치하는 것으로 정의하여 설명한다. 또, 피스톤의 압축방향을 전방, 흡입방향을 후방으로 정의하여 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 리니어 압축기의 외관을 흡입측에서 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 "Ⅳ-Ⅳ"선단면도로서, 본 실시예에 따른 리니어 압축기의 내부를 보인 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 리니어 압축기는, 쉘(110)의 내부에 구비되어 리니어 모터의 가동자(133)에 결합된 피스톤(142)이 실린더(141)의 내부에서 왕복운동을 하면서 냉매를 흡입 압축하여 토출하는 압축기 본체(C)를 포함한다.
쉘(110)은 원통 형상으로 된 원통쉘(111) 및 원통쉘(111)의 양단부에 결합되는 한 쌍의 쉘 커버(112)(113)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 쉘 커버(112)(113)는 후방측인 냉매 흡입측의 제1 쉘커버(112)와, 전방측인 냉매 토출측의 제2 쉘커버(113)를 포함할 수 있다.
원통쉘(111)은 횡방향으로 길게 연장되는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 하지만, 경우에 따라서는 원통쉘(111)은 종방향으로 길게 연장되는 원통 형상으로 형성될 수도 있다. 본 실시예에서는 원통쉘(111)이 횡방향으로 길게 연장되는 예를 중심으로 설명한다. 이에 따라, 원통쉘(111)의 길이 방향 중심축은 후술하게 될 압축기 본체(C)의 중심축과 일치하며, 압축기 본체(C)의 중심축은 그 압축기 본체(C)를 구성하는 실린더(141) 및 피스톤(142)의 중심축과 일치하게 된다.
원통쉘(111)은 리니어 모터(130)의 크기에 따라 내경이 다양하게 형성될 수 있다. 본 실시예의 리니어 압축기는 오일베어링이 배제되고 가스베어링이 적용됨에 따라, 쉘(110)의 내부공간(110a)에 오일이 채워질 필요가 없다. 따라서, 원통쉘(111)의 내경은 최대한 작게, 예를 들어 후술할 프레임(120)의 프레임 헤드부(121)가 쉘(110)의 내주면과 접촉되지 않을 정도의 간격만 가질 수 있는 정도로 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 리니어 압축기는 원통쉘(111)의 외경이 작게 형성될 수 있다.
원통쉘(111)은 양단이 개구되고, 원통쉘(111)의 개구된 양단에는 앞서 설명한 제1 쉘커버(112)와 제2 쉘커버(113)가 각각 결합될 수 있다. 제1 쉘커버(112)는 원통쉘(111)의 후방측인 우측 개구단을, 제2 쉘커버(113)는 원통쉘(111)의 전방측인 좌측 개구단을 각각 밀봉하도록 결합될 수 있다.
이에 따라, 쉘(110)의 내부공간(110a)은 밀봉된다. 제1 쉘커버(112)에는 냉매를 쉘(110)의 내부공간(110a)으로 안내하는 냉매흡입관(1141)이 관통되어 결합되고, 원통쉘(111)에는 압축된 냉매를 냉동사이클로 안내하는 냉매토출관(1142) 및 냉매 보충을 위한 냉매주입관(1143)이 각각 관통하여 결합될 수 있다.
원통쉘(111)의 후방측 측면에는 터미널 브라켓(115)이 구비되고, 터미널 브라켓(119)에는 외부전원을 리니어 모터에 전달하기 위한 터미널(1151)이 원통쉘(111)을 관통하도록 구비될 수 있다.
다음으로 쉘의 내부를 설명한다.
도 2를 참조하면, 원통쉘(111)의 내부에는 압축기 본체(C)가 구비되고, 압축기 본체(C)의 후방측과 전방측에는 그 압축기 본체(C)를 지지하는 후방측 지지스프링(이하, 제1 지지스프링)(1161)과 전방측 지지스프링(이하, 제2 지지스프링)(1162)이 각각 설치될 수 있다.
제1 지지스프링(1161)은 후술할 리어 커버(1512)의 후면과 이를 마주보는 제1 쉘커버(112)의 사이에 구비되는 판스프링으로 이루어지고, 제2 지지스프링(1162)은 후술할 커버 하우징(1555)의 외주면과 이를 마주보는 원통쉘(111)의 내주면 사이에 구비되는 압축코일스프링으로 이루어질 수 있다.
또, 쉘(110)의 내부에는 그 쉘(110)에 대해 압축기 본체(C)를 구속하는 스토퍼(1171)(1172)가 설치될 수 있다. 스토퍼(1171)(1172)는 압축기 본체(C)의 후방측을 구속하는 제1 스토퍼(1171) 및 압축기 본체(C)의 전방측을 구속하는 제2 스토퍼(1172)를 포함할 수 있다.
제1 스토퍼(1171)는 후술할 리어 커버(1512)에 대응하도록 원통쉘(111)의 내주면에 설치되는 브라켓으로 이루어지고, 제2 스토퍼(1172)는 제2 쉘커버(113)의 내측면에 대응하도록 후술할 커버 하우징(1555)의 외주면에 설치되는 링으로 이루어질 수 있다.
제1 스토퍼(1171)는 압축기 본체(C)를 축방향(전후방향, 횡방향)으로 구속하고, 제2 스토퍼(1172)는 압축기 본체(C)를 반경방향으로 구속할 수 있다. 이에 따라, 압축기의 운반 중에 발생하는 흔들림, 진동 또는 충격 등에 의하여 압축기 본체가 쉘(110)에 부딪혀 파손되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로 압축기 본체를 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 압축기 본체(C)는 프레임(120), 리니어 모터로 된 모터유닛(130), 압축유닛(140), 흡토출유닛(150), 공진유닛(160)을 포함할 수 있다. 모터유닛(130)과 압축유닛(140)의 전방측은 프레임(120)에 고정되고, 모터유닛(130)과 압축유닛(140)은 공진유닛(160)에 의해 탄력적으로 지지될 수 있다.
프레임(120)은 프레임 헤드부(121)와, 프레임 바디부(122)를 포함할 수 있다. 프레임 헤드부(121)는 원판 모양으로 형성되고, 프레임 바디부(122)는 프레임 헤드부(121)의 후방측면에서 원통형상으로 연장되어 형성된다.
프레임 헤드부(121)의 후방면에는 후술할 외측 고정자(131)가 결합되고, 프레임 헤드부(121)의 전방면에는 후술할 토출커버 조립체(146)가 각각 결합될 수 있다. 프레임 바디부(122)의 외주면에는 후술할 내측 고정자(132)가 결합되고, 프레임 바디부(122)의 내주면에는 실린더(141)가 각각 결합될 수 있다.
프레임(120)은 가스베어링 통로부(미부호)를 이루는 베어링 입구홈(125a), 베어링 연통구멍(125b), 베어링 연통홈(125c)을 포함한다.
베어링 입구홈(125a)은 프레임 헤드부(121)의 전방면 일측에 형성되고, 베어링 연통구멍(125b)은 베어링 입구홈(125a)의 후방면에서 프레임 바디부(122)의 내주면으로 관통되어 형성되며, 베어링 연통홈(125c)은 베어링 연통구멍(125b)에 연통되도록 프레임 바디부(122)의 내주면에 형성될 수 있다.
예를 들어, 베어링 입구홈(125a)은 프레임 헤드부(121)의 전방면에서 기설정된 깊이만큼 축방향으로 함몰지게 형성되고, 베어링 연통구멍(125b)은 베어링 입구홈(125a)보다 단면적이 작은 구멍으로 프레임 바디부(122)의 내주면을 향해 경사지게 형성될 수 있다.
그리고, 베어링 연통홈(125c)은 프레임 바디부(122)의 내주면에 소정의 깊이와 축방향 길이를 가지는 환형 모양으로 형성될 수 있다. 하지만, 베어링 연통홈(125c)은 프레임 바디부(122)의 내주면이 접하는 실린더(141)의 외주면에 형성되거나 또는 프레임 바디부(122)의 내주면과 실린더(141)의 외주면에 반씩 각각 형성될 수도 있다.
또, 베어링 연통홈(125c)에 대응하는 실린더(141)에는 그 베어링 연통홈(125c)에 연통되는 가스베어링(1411)이 형성될 수 있다. 가스베어링에 대해서는 나중에 실린더와 함께 다시 설명한다.
다음으로 모터유닛을 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 모터유닛(130)는 고정자(130a) 및 그 고정자(130a)에 대해 왕복운동을 하는 가동자(mover)(130b)를 포함한다.
고정자(130a)는 외측 고정자(131) 및 내측 고정자(132)를 포함할 수 있다. 외측 고정자(131)는 프레임(120)의 프레임 바디부(122)를 둘러싸며 프레임 헤드부(121)에 고정되고, 내측 고정자(132)는 외측 고정자(131)의 내측에 기설정된 공극(130c)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
외측 고정자(131)는 코일권선체(1311) 및 외측 고정자코어(1312)를 포함할 수 있다. 코일권선체(1311)는 외측 고정자코어(1312)의 내부에 수용될 수 있다. 하지만, 경우에 따라서는 코일권선체(1311)는 내측 고정자(132)의 내부에 수용될 수도 있다.
코일권선체(1311)는 환형으로 형성된 보빈(1311a), 보빈(1311a)의 원주 방향을 따라 권선된 코일(1311b)을 포함할 수 있다. 보빈(1311a)에는 코일(1311b)에서 인출된 전원선이 외측 고정자(131)의 외부로 인출 또는 노출되도록 안내하는 단자부(미도시)가 형성될 수 있다.
외측 고정자코어(1312)는 코일권선체(1311)를 감싸도록 보빈(1311a)의 원주방향을 따라 적층되는 복수 개의 코어 블록(core blocks)을 포함할 수 있다. 각각의 코어 블록은 'ㄷ' 형태로 이루어지는 다수 장의 라미네이션 시트(lmamination sheet)(미부호)가 층층이 적층되어 형성될 수 있다.
외측 고정자(131)의 후방측에는 그 외측 고정자(131)를 고정하기 위한 고정자 커버(1511)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 외측 고정자(131)의 전방면은 프레임 헤드부(121)에 지지되며, 후방면은 고정자 커버(1511)에 지지된다. 그리고 막대 형상으로 된 커버 체결부재(136)가 고정자 커버(1511)를 관통하고, 외측 고정자(131)의 가장자리를 지나서 프레임 헤드부(121)에 삽입되어 고정될 수 있다. 이에 따라, 모터유닛(140)은 커버 체결부재(136)에 의하여 프레임 헤드부(121)의 후방면과 고정자 커버(1511)의 전방면 사이에 안정적으로 고정될 수 있다.
여기서, 고정자 커버(1511)는 외측 고정자(131)를 지지하기도 하지만, 후술할 전방측 공진스프링을 지지한다. 따라서, 고정자 커버(1511)는 모터유닛(130)의 일부를 이루기도 하지만 공진유닛(160)의 일부를 이루기도 한다. 본 실시예에서는 고정자 커버(1511)가 공진유닛(160)의 일부로 분류하여 나중에 공진유닛과 함께 다시 설명한다.
내측 고정자(132)는 프레임 바디부(122)의 외주면에 삽입되어 결합될 수 있다. 내측 고정자(132)는 내측 고정자코어(미부호)를 이루는 다수 장의 라미네이션 시트(미부호)가 프레임 바디부(122)를 둘러싸도록 그 프레임 바디부(122)의 외측에서 원주 방향을 따라 적층될 수 있다.
가동자(130b)는 마그네트 프레임(1331) 및 그 마그네트 프레임(1331)에 지지되는 마그네트(1332)를 포함한다.
마그네트 프레임(1331)은 전방면이 개구되고, 후방면이 폐쇄된 원통 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 마그네트 프레임(1331)의 전방측은 모터유닛(130)의 후방측에서 전방측으로 삽입되어 외측 고정자(131)와 내측 고정자(132) 사이의 공극에 위치하게 되고, 마그네트 프레임(1331)의 후방측은 모터유닛(130)의 후방측과 공진유닛(160)의 전방측 사이에 위치하게 된다.
마그네트 프레임(1331)의 전방측 외주면에는 마그네트(1332)가 고정 설치될 수 있다. 예를 들어, 마그네트 프레임(1331)의 전방측 외주면에 마그네트 삽입홈(미도시)이 형성되고, 마그네트 삽입홈에 마그네트(1332)가 삽입되어 결합될 수 있다. 마그네트(1332)는 복수 개로 분리되어 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 고정하거나, 또는 한 개의 원통 형상으로 형성되어 고정될 수도 있다.
마그네트 프레임(1331)의 후방면 중앙에는 머플러 삽입구멍(1331a)이 형성되고, 머플러 삽입구멍(1331a)에는 흡입머플러(151)가 관통하여 결합될 수 있다. 흡입머플러에 대해서는 나중에 다시 설명한다.
마그네트 프레임(1331)의 후측면에는 후술할 피스톤(142)과 함께 스프링 서포터(1613)가 결합될 수 있다.
다음으로 압축유닛을 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 압축유닛(140)은 실린더(141), 피스톤(142), 흡입밸브(143), 토출밸브 조립체(144), 흡입머플러(151) 및 토출커버 조립체(155)를 포함할 수 있다.
실린더(141)는 알루미늄 소재(알루미늄 또는 알루미늄 합금)와 같이 가볍고 가공성이 우수한 소재로 형성될 수 있다. 실린더(141)는 원통 형상으로 형성되어 프레임(120)의 내부에 삽입되어 고정될 수 있다.
실린더(141)에는 피스톤(142)이 삽입되어 왕복운동을 하면서 그 실린더(141)의 전방측 내부에 압축공간(V)을 형성하게 된다. 압축공간(V)은 후술할 흡입밸브(143)와 토출밸브 조립체(144)를 두고 후술할 피스톤(142)의 흡입유로(1421)와 토출밸브 조립체(144)의 토출공간(S)에 각각 연통된다.
실린더(141)에는 가스베어링(1411)이 형성될 수 있다. 가스베어링(1411)은 베어링 연통홈(125c)과 연통되는 위치에서 실린더(141)의 외주면과 내주면 사이를 반경방향으로 관통하여 형성된다. 이에 따라, 토출공간(S)으로 토출된 냉매의 일부는 가스베어링 통로부(미부호)와 가스베어링(1411)을 통해 실린더(141)의 내주면(141a)과 피스톤(142)의 외주면(142a) 사이의 베어링면으로 공급된다. 이 냉매는 고압을 형성함에 따라 피스톤(142)을 실린더(141)로부터 부상시켜 그 피스톤(142)이 실린더(141)에서 이격된 상태로 왕복운동을 할 수 있도록 한다.
여기서, 베어링면은 피스톤(142)의 왕복운동을 따라 그 범위는 가변될 수 있다. 이에 따라, 베어링면의 전방측은 압축공간(V)에 연통될 수 있고, 후방측은 gm흡입공간을 이루는 쉘(110)의 내부공간(110a)에 연통될 수 있다.
이때, 가스베어링(1411)은 압축공간(V) 또는 흡입공간에 너무 근접하도록 형성되면, 베어링면으로 공급되는 고압의 냉매가 압축공간(V) 또는 흡입공간으로 누설되면서 압축기 효율이 저하될 수 있다. 따라서, 가스베어링(1411)은 압축공간(V) 또는 흡입공간에 직접 연통되지 않는 위치에 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 가스베어링(1411)에 대해서는 나중에 다시 설명한다.
피스톤(142)은 실린더(141)와 마찬가지로 알루미늄 소재로 형성될 수 있다. 피스톤(142)은 전방단은 부분적으로 개방되는 반면 후방단은 완전히 개방되는 원통 형상으로 형성될 수 있다.
또, 피스톤(142)은 개방단인 후방단이 마그네트 프레임(1331)에 연결될 수 있다. 이에 따라 피스톤(142)은 마그네트 프레임(1331)과 함께 왕복 운동을 할 수 있다.
또, 피스톤(142)의 내부에는 흡입유로(1421)가 축방향으로 관통 형성되고, 피스톤(142)의 전방단에는 흡입유로(1421)와 압축공간(V) 사이를 연통시키는 흡입포트(1422)가 형성된다. 흡입포트(1422)는 중앙에 한 개만 형성되거나 가장자리에 복수 개가 형성될 수 있다.
또, 피스톤(142)의 전방면에는 그 흡입포트(1422)를 선택적으로 개폐하는 흡입밸브(143)가 구비될 수 있다.
흡입밸브(143)는 얇은 강판으로 형성되어 피스톤(142)의 선단면에 볼트 체결될 수 있다. 흡입밸브(143)는 한 개 또는 복수 개의 개폐부를 가지는 일종의 리드밸브로 이루어질 수 있다.
토출밸브 조립체(144)는 압축공간(V)의 토출측을 개폐할 수 있도록 실린더(141)의 전방단에 구비될 수 있다. 토출밸브 조립체(144)는 후술할 토출커버 조립체(146)의 토출공간(S)에 수용될 수 있다.
토출밸브 조립체(144)는 토출밸브(1441), 밸브 스프링(1442), 스프링 지지부재(1443)를 포함할 수 있다.
토출밸브(1441)는 실린더(141)를 마주보는 밸브본체부(1441a)와, 토출커버 조립체(155)를 마주보는 스프링결합부(1441b)으로 이루어질 수 있다. 밸브본체부(1441a)와 스프링결합부(1441b)는 단일체로 성형될 수도 있고, 각각 제작되어 후조립될 수도 있다.
또, 밸브본체부(1441a)는 원판형상 또는 반구형상으로 형성되고, 스프링결합부(1441b)는 봉 형상으로 연장되어 밸브본체부(1441a)의 전방면 중앙에서 축방향으로 형성될 수 있다.
또, 밸브본체부(1441a)는 탄소섬유가 수지에 함유되어 형성될 수 있다. 탄소섬유는 불규칙하게 배열되거나, 또는 격자모양이나 일방향 정렬과 같이 규칙적으로 배열된 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 탄소섬유가 규칙적으로 배열되는 경우에는 탄소섬유는 실린더(141)의 선단면과 평행하게 배열되도록 하는 것이 충돌시 실린더의 손상을 줄일 수 있어 바람직하다.
밸브 스프링(1442)은 판스프링 또는 압축코일스프링으로 형성될 수 있다. 본 실시예에 따른 밸브스프링(1442)은 원판 모양의 판스프링으로 형성되어 스프링 결합부(1441b)에 결합될 수 있다.
스프링 지지부재(1443)는 환형으로 형성되어 그 내주면에 밸브 스프링(1442)의 테두리가 감싸지도록 삽입되어 결합될 수 있다. 스프링 지지부재(1443)는 밸브 스프링(1442)의 두께보다 두껍게 형성되어 그 밸브 스프링(1442)이 탄성력을 발생하게 된다.
다음으로 흡토출유닛을 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 흡토출유닛(150)은 흡입머플러(151) 및 토출커버 조립체(155)를 포함한다. 흡입머플러(151)와 토출커버 조립체(155)는 압축공간(V)을 사이에 두고 흡입머플러(151)는 흡입측에, 토출커버 조립체(155)는 토출측에 각각 구비된다.
흡입머플러(151)는 마그네트 프레임(1331)의 머플러 삽입구멍(1331a)을 관통하여 피스톤(142)의 흡입유로(1421)에 삽입될 수 있다. 이에 따라, 쉘(110)의 내부공간(110a)으로 흡입되는 냉매는 흡입머플러(151)를 통해 흡입유로(1421)로 유입되고, 이 냉매는 흡입밸브(143)를 열면서 그 피스톤(142)의 흡입포트(1422)를 통해 실린더(141) 사이의 압축공간(V)로 흡입될 수 있다.
또, 흡입머플러(151)는 마그네트 프레임(1331)의 후방면에 고정될 수 있다. 예를 들어, 흡입머플러(151)는 후술할 피스톤(142)에 결합된다. 흡입머플러(151)는 냉매가 피스톤(142)의 흡입유로(1421)를 통하여 압축공간(V)으로 흡입되는 과정에서 발생되는 냉매의 유동소음이 저감될 수 있다.
또, 흡입머플러(151)는 다수 개의 머플러를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다수 개의 머플러는 상호 결합되는 제1 머플러(1511), 제2 머플러(1512) 및 제3 머플러(1513)를 포함할 수 있다.
제 1 머플러(1511)는 피스톤(142)의 내부에 위치되며, 제2 머플러(1512)는 제1 머플러(1511)의 후단에 결합된다. 그리고, 제3 머플러(1513)는 제2 머플러(1512)를 내부에 수용하며, 전단부가 제1 머플러(1511)의 후단에 결합될 수 있다. 이에 따라, 냉매는 제1 머플러(1511), 제2 머플러(1512) 및 제3 머플러(1513)를 차례로 통과할 수 있다. 이 과정에서 냉매의 유동소음은 감쇄될 수 있다.
또, 흡입머플러(151)에는 머플러 필터(1514)가 장착될 수 있다. 머플러 필터(1514)는 제2 머플러(1512)와 제3 머플러(1513)가 결합되는 경계면에 위치될 수 있다. 예를 들어, 머플러 필터(1514)는 원형의 형상을 가질 수 있으며, 머플러 필터(4514)의 가장자리는 제2,3 머플러(1512,1513)의 결합면 사이에 놓여서 지지될 수 있다.
토출커버 조립체(155)는 토출밸브 조립체(144)를 수용하여 프레임(120)의 전방면에 결합될 수 있다. 토출커버 조립체(155)는 한 개의 토출커버로 이루어질 수도 있고, 복수 개의 토출커버로 이루어질 수도 있다. 본 실시예의 토출커버 조립체(155)는 복수 개의 토출커버가 겹치도록 배치되는 것으로, 편의상 냉매의 토출순서에 따라 내측에 위치하는 토출커버를 토출커버로, 외측에 위치하는 토출커버를 커버 하우징으로 구분하여 설명한다.
예를 들어, 토출커버 조립체(155)는 토출밸브 조립체(144)를 수용하는 토출커버(1551)와, 토출커버(1551)를 수용하여 프레임(120)의 전방면에 고정되는 커버 하우징(1555)을 포함할 수 있다. 토출커버(1551)는 고온에 견디는 엔지니어링 플라스틱으로 형성되고, 커버 하우징(1555)은 알루미늄 다이캐스트로 형성될 수 있다.
토출커버(1551)는 커버 본체부(1551a)와, 커버 본체부(1551a)의 외주면에서 반경방향으로 연장되는 커버 플랜지부(1551b)와, 커버 플랜지부(1551b)에서 전방을 향해 연장되는 커버 돌출부(1551c)를 포함할 수 있다.
커버 본체부(1551a)는 후방면이 개구되고 전방면이 일부 막힌 용기 형상으로 형성되어 후술할 커버 하우징(1555)의 외측 토출공간(S2)에 삽입될 수 있다. 커버 본체부(1551a)의 내부공간은 내측 토출공간(S1)을 형성하게 된다. 내측 토출공간(S1)의 내부에 토출밸브 조립체(144)가 수용됨에 따라, 냉매가 토출되는 순서를 기준으로 보면 내측 토출공간(S1)은 제1 토출공간을 형성하게 된다.
커버 본체부(1551a)의 전방면 중심부에서 토출밸브 조립체(144)를 향하는 방향으로 연장되는 커버 보스부(1551d)가 형성될 수 있다. 커버 보스부(1551d)는 원통 형상으로 형성되고, 커버 보스부(1551d)의 후방면 중앙에는 토출커버(1551)의 내측 토출공간(S1)과 커버 하우징(1555)의 외측 토출공간(S2) 사이를 연통시키는 연통구멍(1461e)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 외측 토출공간(S2)은 냉매가 토출되는 순서를 기준으로 보면 제2 토출공간을 형성하게 된다.
커버 플랜지부(1551b)는 커버 본체부(1551a)의 전방측 외주면에서 플랜지 형상으로 연장 형성될 수 있다. 커버 플랜지부(1551b)의 후방면은 토출밸브 조립체(144)의 일부를 이루는 스프링 지지부재(1443)에 밀착되어 축방향으로 지지되고, 커버 플랜지부(1551b)의 전방면은 후술할 커버 하우징(1555)의 커버 지지부(1555b)에 밀착되어 축방향으로 지지될 수 있다.
커버 돌출부(1551c)는 커버 플랜지부(1551b)의 전방면 가장자리에서 커버 하우징(1555)의 내측면을 향해 연장 형성될 수 있다. 커버 돌출부(1551c)는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 커버 돌출부(1551c)의 외주면이 후술할 커버 하우징(1555)의 하우징 주벽부(1555a)의 내측면에 밀착되어 반경방향으로 지지될 수 있다.
한편, 커버 하우징(1555)은 프레임 헤드부(121)의 전방면에 고정되며, 내부에는 외측 토출공간(S2)이 형성된다. 외측 토출공간(S2)의 일측은 전술한 토출커버(1551)의 연통구멍(1461e)을 통해 그 토출커버(1551)의 내측 토출공간(S1)과 연통되고, 외측 토출공간(S2)의 타측은 루프파이프(1144)를 통해 냉매토출관(1143)과 연결될 수 있다.
예를 들어, 커버 하우징(1555)은 전방면은 막히고 후방면이 개방된 용기 형상으로 형성된다. 커버 하우징(1555)의 측벽면을 이루는 하우징 주벽부(1555a)가 대략 원통 형상으로 형성되고, 하우징 주벽부(1555a)의 후방단은 프레임(120)의 전방면에 단열부재(미부호)를 사이에 두고 밀착되어 결합될 수 있다.
커버 하우징(1555)의 내부에는 내측 전방면에서 프레임(120)을 향해 연장되는 커버 지지부(1555b)가 연장 형성될 수 있다. 커버 지지부(1555b)는 커버 하우징(1555)의 하우징 주벽부(1555a)에서 기설정된 간격만큼 이격되어 원통형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 커버 하우징(1555)의 내부공간은 커버 지지부(1555b)에 의해 반경방향으로 내측공간과 외측공간으로 구분될 수 있다.
커버 하우징(1555)의 내측공간에는 토출커버(1551)의 커버 본체부(1551a)가 삽입되고, 커버 하우징(1555)의 외측공간에는 토출커버(1551)의 커버 돌출부(1551c)가 삽입되며, 커버 지지부(1555b)의 전방단에는 토출커버(1551)의 커버 플랜지부(1551b)가 축방향으로 지지될 수 있다.
또, 커버 하우징(1555)의 주벽면에는 파이프결합부(미도시)가 관통 형성되고, 파이프결합부에는 쉘(110)의 내부공간(110a)에서 다수 절곡되는 루프파이프(1144)의 일단이 연결된다. 루프파이프(1144)의 타단은 냉매토출관(1143)에 연결된다. 이에 따라, 외측 토출공간(S2)으로 토출되는 냉매는 루프파이프(1144)을 통해 냉매토출관(1143)으로 안내되고, 이 냉매는 냉매관을 통해 냉동사이클장치로 안내될 수 있다.
다음으로 공진유닛을 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 공진유닛(160)은 지지부(161) 및 그 지지부(161)에 의해 지지되는 공진스프링(162)을 포함할 수 있다.
지지부(161)는 공진스프링(162)의 전방단과 후방단을 각각 지지하는 부재들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 지지부(161)는 고정자 커버(1611), 리어 커버(1612), 스프링 서포터(1613)로 이루어질 수 있다.
고정자 커버(1611)는 전술한 바와 같이 외측 고정자(131)의 후방면에 밀착되어 커버 체결부재(136)에 의해 프레임(120)에 고정되고, 리어 커버(1612)는 고정자 커버(1611)의 후방면에 체결 고정된다. 그리고, 스프링 서포터(1613)는 마그네트 프레임(1331) 및 피스톤(142)에 결합되어 고정자 커버(1611)와 리어 커버(1612)의 사이에 위치된다.
이에 따라, 스프링 서포터(1613)를 기준으로 전방측에는 고정자 커버(1611)가, 후방측에는 리어 커버(1612)가 각각 배치될 수 있다. 그리고, 고정자 커버(1611)와 스프링 서포터(1613)의 사이에 후술할 제1 공진스프링(1621)이, 스프링 서포터(1613)와 리어 커버(1612)의 사이에 후술할 제2 공진스프링(1622)이 각각 설치될 수 있다.
고정자 커버(1611)는 앞서 설명한 바와 같이 환형으로 형성되고, 리어 커버(1612)는 지지다리부(1612a)가 형성되어 고정자 커버(1611)로부터 축방향으로 이격되며, 스프링 서포터(1613)는 고정자 커버(1611)와 리어 커버(1612)로부터 각각 축방향으로 이격될 수 있다.
다만, 공진스프링(162)은 한 개의 스프링으로 이루어질 수도 있고, 이 경우에는 스프링 서포터(1613)가 배제될 수도 있다. 하지만, 본 실시예에서는 공진스프링(162)이 스프링 서포터(1613)를 사이에 두고 전방측에는 제1 공진스프링(1621)이, 후방측에는 제2 공진스프링(1622)이 각각 설치된 예를 중심으로 설명한다.
스프링 서포터(1613)는 마그네트 프레임(1331)의 후방면에 체결되어 고정된다. 이에 따라, 스프링 서포터(1613)는 마그네트 프레임(1331)과 피스톤(142)에 일체로 결합되어 함께 직선으로 왕복운동을 하게 된다.
공진스프링(162)은 제1 공진스프링(1621)과 제2 공진스프링(1622)을 포함할 수 있다.
제1 공진스프링(1621)과 제2 공진스프링(1622)은 압축코일스프링으로 이루어질 수 있다. 제1 공진스프링(1621)과 제2 공진스프링(1622)은 각각 스프링 지지부(1617)를 사이에 두고 축방향으로 대응되게 배치될 수 있다.
예를 들어, 각 제1 공진프링(1621)의 전방단은 고정자 커버(1611)의 후방면에 지지되고, 제1 공진스프링(1621)의 후방단은 스프링 지지부(1617)의 전방면에 지지될 수 있다.
또, 각 제2 공진프링(1622)의 전방단은 스프링 지지부(1617)의 후방면에 지지되고, 제2 공진스프링(1622)의 후방단은 리어 커버(1612)의 전방면에 지지될 수 있다.
이에 따라, 각각의 제1 공진스프링(1621)은 스프링 서포터(1613)의 전방측에, 각각의 제2 공진스프링(1622)은 스프링 서포터(1613)의 후방측에 구비되어, 제1 공진스프링(1621)과 제2 공진스프링(1622)은 서로 반대로 신축되면서 가동자(133) 및 피스톤(142)을 공진시킬 수 있게 된다.
또, 복수 개의 스프링 지지부(1617)에는 스프링 캡(163)이 각각 결합되고, 스프링 캡(163)에는 공진스프링(162)의 단부가 삽입되어 고정될 수 있다. 이에 따라, 공진스프링(162)은 스프링 지지부(1617)에 조립된 상태가 유지될 수 있다.
이를 위해, 복수 개의 스프링 지지부(1617)에는 캡 지지홀(1617a)이 각각 형성된다. 캡 지지홀(1617a)은 서로 마주보는 제1 공진스프링(1621)과 제2 공진스프링(1622)의 개수 및 위치에 따라 형성될 수 있다.
예를 들어, 본 실시예와 같이 스프링 지지부(1617)의 전방면에 제1 공진스프링(1621)이, 후방면에 제2 공진스프링(1622)이 각각 결합되는 경우에는 각 스프링 지지부(1617)마다 2개씩의 캡 지지홀(1617a)이 형성될 수 있다. 그리고, 각 캡 지지홀(1617a)에 스프링 캡(163)이 각각 삽입되어 고정될 수 있다.
이에 따라, 제1 공진스프링(1621)과 제2 공진스프링(1622)이 각각 6개씩이고, 이들 6개씩의 제1,제2 공진스프링(1621)(1622)이 3개의 스프링 지지부(1617)에 각각 2개씩 나뉘어 지지되는 경우에는 총 12개의 스프링 캡(163)이 스프링 지지부(1617)의 전방면과 후방면에 각각 구비될 수 있다. 이하에서는 스프링 지지부(1617)의 전방면에 구비되어 제1 공진스프링(1621)이 결합되는 스프링 캡을 제1 캡(1631), 스프링 지지부(1617)의 후방면에 구비되어 제2 공진스프링(1622)이 결합되는 스프링 캡을 제2 캡(1632)으로 정의하여 설명한다.
복수 개의 스프링 캡(163)은 서로 동일하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 원주방향을 따라 구비되는 각각의 스프링 캡(163)은 동일한 형상으로 형성되는 제1 캡(1631)과 제2 캡(1632)으로 이루어질 수 있다.
여기서, 제1 캡(1631)과 제2 캡(1632)은 각각의 스프링 지지부(1617)를 기준으로 각각 대칭되게 형성될 수 있고, 상이하게 형성될 수도 있다. 즉, 스프링 캡(163)이 헬름홀츠 공명기(Helmholtz Resonator)와 같은 소음장치로 작용할 수 있으면 그 형상은 다양하게 형성될 수 있다.
예를 들어, 제1 캡(1631)과 제2 캡(1632)의 내부에는 소음공간부(163a)가 형성되고, 제1 캡(1631)과 제2 캡(1632) 중에서 적어도 어느 한쪽에는 쉘(110)의 내부공간과 소음공간부(163a)를 연통시키는 소음통로부(163b)가 축방향으로 관통되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 압축기가 운전을 하는 중에 발생되는 다양한 주파수 대역의 소음이 스프링 캡(163)에 구비되는 소음공간부(163a) 및 소음통로부(163b)에 의해 감쇄될 수 있다.
도면중 미설명 부호인 1412a는 제1 가스안내홈이고, 1412b는 제2 가스안내홈이다.
상기와 같은 본 실시예에 의한 리니어 압축기는 다음과 같이 동작된다.
즉, 모터유닛(130)의 권선코일(134)에 전류가 인가되면, 외측 고정자(131)와 내측 고정자(132) 사이에 자속이 형성되고, 이 자속에 의해 발생되는 전자기력에 의해 마그네트 프레임(1331)과 마그네트(133b)로 된 가동자(130b)가 외측 고정자(131)와 내측 고정자(132) 사이의 공극에서 왕복 운동을 하게 된다.
그러면, 마그네트 프레임(130b)에 연결된 피스톤(142)이 실린더(141)에서 축방향으로 왕복운동을 하면서, 압축공간(V)의 체적이 증가되거나 또는 감소된다. 이때, 피스톤(142)이 후진하여 압축공간(V)의 체적이 증가하게 되면 흡입밸브(143)가 개방되어 흡입유로(1421)의 냉매가 압축공간(V)으로 흡입되는 반면, 피스톤(142)이 전진하여 압축공간(V)의 체적이 감소하게 되면 그 압축공간(V)의 압력이 상승하게 된다. 그러면, 압축공간(V)에서 압축된 냉매가 토출밸브(1441)를 개방시키면서 토출커버(1651)의 제1 토출공간(S1)으로 배출된다.
그러면, 제1 토출공간(S1)으로 토출된 냉매는 연통구멍(1461e)을 통해 커버하우징(1462)의 제2 토출공간(S2)으로 이동하게 된다. 이때, 제1 토출공간(S1)에서 제2 토출공간(S2)으로 이동하는 냉매의 일부는 가스베어링의 입구를 이루는 베어링 입구홈(125a)으로 유입되고, 이 냉매는 베어링 연통구멍(125b)과 베어링 연통홈(125c), 그리고 실린더(141)의 가스베어링(1411)을 통해 실린더(141)의 내주면(141a)과 피스톤(142)의 외주면(142a) 사이의 베어링면으로 공급되며, 이 베어링면으로 공급되는 고압의 냉매는 실린더(141)와 피스톤(142) 사이를 윤활한 후 일부는 압축공간(V)으로, 나머지는 흡입공간인 쉘(110)의 내부공간(110a)으로 유출되게 된다.
그리고, 제2 토출공간(S2)으로 유입된 냉매는 루프파이프(1144)와 냉매토출관(1142)을 통해 압축기의 외부로 배출되어, 냉동사이클의 응축기로 이동하는 일련의 과정을 반복하게 된다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이 본 실시예에서는 오일베어링을 배제하고 가스베어링을 채용함에 따라 압축기의 크기를 줄이는 동시에 오일부족으로 인한 압축기의 마찰손실을 근원적으로 해소할 수 있다.
상기와 같은 가스베어링(1411)은 가스구멍(1413)이 실린더(141)를 관통하고, 가스구멍(1413)의 출구단에는 실질적인 베어링 면적을 결정하는 가스포켓(1414)이 형성될 수 있다. 즉, 가스포켓(1414)의 단면적이 넓으면 그 가스포켓(1414) 내 고압가스가 피스톤(142)에 영향을 미치는 면적도 확대될 수 있다. 따라서, 가스포켓(1414)의 단면적은 가스구멍(1413)의 단면적보다 크면 클수록 유리할 수 있다.
하지만, 피스톤(142)의 외주면을 마주보는 실린더(141)의 내주면(141a)에 가스포켓(1414)이 형성됨에 따라, 피스톤(142)의 왕복운동시 그 피스톤(142)의 표면(예를 들어, 아노다이징면)이 가스포켓(1414)에 긁혀 손상될 수 있다. 이는 가스포켓(1414)의 단면적이 넓을수록 피스톤(142)과 가스포켓(1414) 사이의 접촉면적도 증가하게 되어 가스포켓(1414)에 의한 피스톤(142)의 손상 면적이 더욱 증가될 수 있다.
더욱이, 가스포켓(1414)의 모서리가 직각으로 형성되는 경우에는 그 가스포켓(1414)의 모서리가 날카롭게 형성되어 피스톤(142)의 표면이 더욱 깊게 손상될 우려가 있다.
또, 압축기의 기동시 또는 운전시에는 피스톤(142)의 처짐으로 인해 실린더(141)의 중심과 피스톤(142)의 중심이 일치하지 않게 되는 경우가 발생될 수 있다. 이 때에는 가스포켓(1414)의 면적이 넓을수록 실린더(141)와 피스톤(142) 사이의 누설간극이 증가하게 되고, 이로 인해 가스포켓(1414)으로 공급되는 고압가스가 가스포켓(1414)에서 누설되어 피스톤(141)에 대한 부상력이 감소될 수 있다.
이에, 본 실시예에서는 가스포켓을 실린더의 길이방향으로 길게 함에 따라, 가스포켓의 원주방향 길이를 줄일 수 있다. 이를 통해 가스포켓의 체적을 확보하여 피스톤과의 마찰면적을 줄일 수 있다. 이와 동시에 가스포켓의 모서리를 둔각으로 형성하여 피스톤의 표면이 손상되는 것을 억제할 수 있다. 아울러, 가스포켓의 원주방향 길이를 줄여 실린더와 피스톤 사이의 누설간극을 최소화할 수 있다.
도 3은 본 실시예에 따른 리니어 압축기에서 실린더와 피스톤을 분해하여 보인 사시도이고, 도 4는 도 3에서 실린더와 피스톤을 조립하여 보인 정면도이며, 도 5a는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선단면도이고, 도 5b은 도 4의 Ⅴ'-Ⅴ'선단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 가스베어링(1411)은 가스안내홈(1412), 가스구멍(1413), 가스포켓(1414)를 포함할 수 있다. 가스안내홈(1412)은 가스베어링(1411)의 입구를 이루고, 가스포켓(1414)은 가스베어링(1411)의 출구를 이루며, 가스구멍(1413)은 가스안내홈(1412)과 가스포켓(1414) 사이를 연결하는 연결통로를 이룬다.
예를 들어, 가스안내홈(1412)은 실린더(141)의 외주면에 형성되고, 가스포켓(1414)은 실린더(1411)의 내주면에 형성되며, 가스안내홈(1412)과 가스포켓(1414)의 사이는 가스구멍(1413)이 관통되어 서로 연통되도록 형성된다. 이에 따라, 가스구멍(1413)의 일단은 가스안내홈(1412)의 내부에 형성되고, 가스구멍(1413)의 타단은 가스포켓(1414)의 내부에 형성된다.
가스안내홈(1412)은 실린더(141)의 외주면에서 반경방향으로 기설정된 깊이만큼 함몰되어 형성될 수 있다. 가스안내홈(1412)은 각각의 가스구멍(1413)이 독립적으로 연통되도록 낱개로 형성될 수도 있고, 복수 개의 가스구멍(1413)이 포괄적으로 연통되도록 환형 홈으로 형성될 수도 있다. 본 실시예에서는 가스안내홈(1412)이 환형 홈으로 형성된 예를 중심으로 설명한다.
본 실시예에 따른 가스안내홈(1412)에는 이물질 차단 및 감압을 위한 필터(1415)가 구비될 수 있다. 이 필터(1415)에 의해, 가스구멍(1413)으로 이물질이 유입되는 것을 차단하여 가늘게 뚫린 가스구멍(1413)이 막히는 것을 방지하는 동시에, 가스포켓(1414)로 공급되는 고압가스의 압력이 적정압력으로 감압될 수 있다.
필터(1415)는 금속으로 된 망필터일 수도 있고, 얇은 실과 같은 섬유와이어를 감아서 형성할 수도 있다. 이를 실필터 또는 와이어 필터라고 정의할 수 있으며, 이하에서는 와이퍼 필터로 정의하여 설명한다.
본 실시예에 따른 와이어 필터(1415)는 한 개의 소재로 이루어질 수도 있고, 복수 개의 소재로 이루어질 수 있다. 와이어 필터(1415)가 복수 개의 소재로 이루어지는 경우에는 서로 다른 소재로 된 복수 개의 와이어를 꼬아서 합사실 형태로 형성할 수 있다.
와이어 필터(1415)를 이루는 합사실의 굵기는 가스구멍(1413)의 내경(D1)보다 작게 형성될 수 있다. 예를 들어, 가스구멍(1413)의 내경(D1)이 대략 0.5mm 정도라고 할 때, 합사실의 굵기는 대략 0.04mm 내외 정도로 형성될 수 있다. 이에 따라, 가스구멍(1413)의 입구가 합사실에 의해 과도하게 막히는 것을 방지할 수 있다.
또, 본 실시예에 따른 와이어 필터(1415)는 가스안내홈(1412)의 높이방향으로 복수 개의 와이어층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 와이어 필터(1415)는 가스안내홈(1412)의 바닥면에서 기설정된 높이만큼 형성되는 제1 와이어층(1415a)과, 제1 와이어층(1415a)의 외측면에 형성되는 제2 와이어층(1415b)으로 이루어질 수 있다.
제1 와이어층(1415a)의 반경방향 높이(H1)는 제2 와이어층(1415b)의 반경방향 높이(H2)보다 높게 형성되고, 제2 와이어층(1415b)의 밀도는 그 제1 와이어층(1415a)의 밀도에 비해 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 와이어층(1415b)의 공극은 제1 와이어층(1415a)의 공극에 비해 작게 형성될 수 있다. 다만, 제2 와이어층(1415b)은 제1 와이어층(1415a)에 비해 매우 얇게 형성될 수 있다. 이에 따라, 가스구멍(1413)쪽으로 이동하는 고압가스가 제2 와이어층(1415b)에 의해 과도하게 막히는 것을 방지할 수 있다.
제1 와이어층(1415a)과 제2 와이어층(1415b)은 와이어 필터(1415)의 표면융착공정을 통해 형성할 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 와이어 필터(1415)는 페트(PET,polyethylene terephthalate)와 테프론(PTFE, polytetrafluoroethylene)의 합사실로 이루어질 수 있다. 페트의 녹는점은 260℃, 테프론의 녹는점은 327℃이다.
이 경우, 와이어 필터(1415)는 가스안내홈(1412)에 합사실을 감은 후, 합사실의 외표면을 표면가열하여 그 와이어 필터(1415)의 외주측 표면이 융착되도록 할 수 있다. 이 표면융착공정을 통해 와이어 필터(1415)는 반경방향으로 크게 제1 와이어층(1415a)과 제2 와이어층(1415b)으로 구분될 수 있다. 이를 통해, 와이어 필터(1415)는 외주면이 균일한 높이로 정렬되는 동시에, 그 와이어 필터(1415)의 외주측을 이루는 제2 와이어층(1415b)이 내주측을 이루는 제1 와이어층(1415a)에 비해 얇게 형성될 수 있다.
한편, 가스구멍(1413)은 가스안내홈(1412)의 바닥면에서 실린더(141)의 내주면(141a)을 향해 관통된다. 가스구멍(1413)의 내경(D1)은 가스안내홈(1412)의 내경(정확하게는 가스안내홈의 내측단면적)보다 현저하게 작게 형성된다. 이에 따라, 가스구멍(1413)은 일종의 오리피스를 이루며, 가스구멍(1413)을 통과하는 고압가스의 유량은 감소하고 압력은 크게 낮아지게 된다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 가스구멍(1413)의 일단은 실린더(141)의 외주면에 구비되는 가스안내홈(1412)에 연통되도록 형성되고, 가스구멍(1413)의 타단은 실린더(141)의 내주면(141a)에 구비되는 가스포켓(1414)에 연통되도록 형성된다. 이에 따라 가스안내홈(1412)과 가스포켓(1414)은 가스구멍(1413)에 의해 서로 연통되어, 가스안내홈(1412)으로 안내되는 냉매는 가스구멍(1413)을 통해 가스포켓(1414)으로 전달된다.
가스구멍(1413)은 가스안내홈(1412)의 내부에서 원주방향을 따라 기설정된 간격만큼 이격되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 가스구멍(1413)은 가스안내홈(1412)의 바닥면에서 원주방향을 따라 등간격으로 형성될 수 있다.
또, 가스구멍(1413)은 실린더(141)의 길이방향(축방향)을 따라 한 지점에만 형성될 수도 있다. 이 경우, 가스구멍(1413)은 실린더(141)의 길이방향 중심부에 위치하도록 형성될 수 있다. 하지만, 피스톤(142)이 실린더(141)의 길이방향으로 왕복운동을 함에 따라, 가스구멍(1413)은 실린더(141)의 길이방향 중심(CL1)을 기준으로 전방측과 후방측에 각각 형성되는 피스톤(142)의 안정성 측면에서 바람직할 수 있다.
도 4 내지 도 5b를 참조하면, 가스구멍(1413)은 실린더(141)의 전방부에 위치하는 제1 가스구멍(1413a)과, 실린더(141)의 후방부에 위치하는 제2 가스구멍(1413b)으로 이루어질 수 있다. 제1 가스구멍(1413a)과 제2 가스구멍(1413b)은 각각 복수 개씩 형성되고, 복수 개씩의 제1 가스구멍(1413a)과 제2 가스구멍(1413b)은 원주방향을 따라 각각 기설정된 간격만큼 이격되어 형성될 수 있다.
또, 제1 가스구멍(1413a)과 제2 가스구멍(1413b)이 원주방향을 따라 번갈아 형성될 수 있다. 예를 들어, 실린더(141)를 측면에서 반경방향으로 보면 서로 이웃하는 두 개의 제1 가스구멍(1413a)들 사이에 한 개의 제2 가스구멍(1413b)이 위치하도록 형성될 수 있다. 이때, 도 4와 같이 두 개의 제1 가스구멍(1413a)은 한 개의 제2 가스구멍(1413b)으로부터 동일한 거리에 위치하도록 형성될 수 있다.
이에 따라, 제1 가스구멍(1413a)과 제2 가스구멍(1413b)이 실린더(141)의 길이방향으로 서로 다른 선상에 위치하도록 형성될 수 있다. 그러면, 가스구멍(1413)의 전체 개수(또는 면적)가 동일한 경우에, 가스구멍(1413)이 피스톤(142)의 외주면에 대해 고르게 분포하여 피스톤(142)을 더욱 안정적으로 지지할 수 있다.
하지만, 경우에 따라서는 제1 가스구멍(1413a)과 제2 가스구멍(1413b)은 실린더(141)의 길이방향(또는 축방향)으로 동일선상에 배치될 수도 있다. 이 경우에도 후술할 제1 가스포켓(1414a)과 제2 가스포켓(1414b)의 형상이 대칭적으로 형성될 수도 있고, 비대칭적으로 형성될 수도 있다.
예를 들어, 제1 가스포켓(1414a)과 제2 가스포켓(1414b)이 비대칭적으로 형성되는 경우에는 제1 가스포켓(1414a)은 길이방향으로 길게 형성되는 반면, 상대적으로 피스톤(142)의 처짐량이 적은 제2 가스포켓(1414b)은 원주방향으로 길게 형성될 수 있다. 이에 대해서는 나중에 다시 설명한다.
다시 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 가스포켓(1414)은 실린더(141)의 내주면(141a)에서 낱개로 형성되어 각각의 가스구멍(1413)과 독립적으로 연통되도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 가스포켓(1414)은 가스구멍(1413)과 일대일로 매칭되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 가스포켓(1414)은 실린더(141)의 전방부에 제1 가스포켓(1414a)이 형성되고, 후방부에 제2 가스포켓(1414b)이 형성될 수 있다.
예를 들어, 제1 가스포켓(1414a)은 실린더(141)의 전방부에 위치하여 제1 가스구멍(1413a)과 연통되고, 제2 가스포켓(1414b)은 실린더(141)의 후방부에 위치하여 제2 가스구멍(1413b)과 연통될 수 있다.
제1 가스포켓(1414a)과 제2 가스포켓(1414b)은 전술한 제1 가스구멍(1413a)과 제2 가스구멍(1413b)의 경우와 같이 실린더(141)의 전방부와 후방부에서 각각 원주방향을 따라 등간격만큼 이격되어 형성될 수 있다. 그리고, 제1 가스포켓(1414a)과 제2 가스포켓(1414b)은 실린더(141)의 길이방향(축방향)으로 서로 다른 위치, 즉 원주방향을 따라 서로 번갈아 형성될 수 있다.
또, 제1 가스포켓(1414a)과 제2 가스포켓(1414b)은 서로 동일한 형상으로 형성될 수도 있고, 서로 다른 형상으로 형성될 수도 있다. 다만, 이하에서는 제1 가스포켓(1414a)과 제2 가스포켓(1414b)이 동일한 예를 중심으로 설명하면서 제1 가스포켓(1414a)을 중심으로 설명한다. 제2 가스포켓(1414b)의 형상이 제1 가스포켓(1414a)의 형상과 동일한 경우에는 제1 가스포켓(1414a)에 대한 설명으로 제2 가스포켓(1414b)에 대한 설명을 대신한다.
도 6은 본 실시예에 따른 실린더의 내부를 보인 단면도이고, 도 7은 도 6에서 제1 가스포켓을 설명하기 위해 보인 개략도이며, 도 8a는 도 7의 Ⅵ-Ⅵ선단면도이고, 도 8b는 도 7의 Ⅵ'-Ⅵ'선단면도이다.
도 6 내지 도 8b를 참고하면, 본 실시예에 따른 제1 가스포켓(1414a)은 축방향으로 길게 형성될 수 있다. 다시 말해, 제1 가스포켓(1414a)은 실린더(141)의 축방향 길이(L1)가 원주방향 길이(L2)보다 길게 형성될 수 있다.
예를 들어, 실린더(141)의 중심축(CL2)에서 반경방향으로 보면, 제1 가스포켓(1414a)은 실린더(141)의 길이방향(축방향)이 장축이고 원주방향이 단축인 타원 형상으로 형성될 수 있다.
이에 따라, 반경방향 투영시 제1 가스포켓(1414a)의 단면적이 동일한 조건에서는 제1 가스포켓(1414a)이 축방향으로 길게 형성되는 것이 원주방향으로 길게 형성되는 것에 비해 제1 가스포켓(1414a)의 원주방향 길이가 짧아지게 된다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 제1 가스포켓(1414a)의 내주면은 축방향 및 원주방향으로 각각 타원 곡선으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 7 및 도 8a와 같이, 제1 가스포켓(1414a)은 실린더(141)의 측면에서 보면 중앙부는 반경방향 장축을 이루고, 양단을 이루는 가장자리는 반경방향 단축을 이루는 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 도 7 및 도 8b와 같이 제1 가스포켓(1414a)은 실린더(141)의 전방 또는 후방에서 보면 중앙부는 반경방향 장축을 이루고, 양단은 반경방향 단축을 이루는 형상으로 형성될 수 있다.
또, 실린더(141)의 측면에서 보면 제1 가스포켓(1414a)은 중앙부에서 가장자리로 갈수록 반경방향 축의 길이가 서서히 감소하며, 실린더(141)의 전방 또는 후방에서 봤을 때 중앙부에서 가장자리로 갈수록 반경방향 축의 길이가 서서히 감소하도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 가스포켓(1414a)은 실린더(141)의 내주면을 기준으로 오목한 딤플 형상으로 형성될 수 있다.
다시 말해, 제1 가스포켓(1414a)의 중심부 깊이(D21)는 가장자리부 깊이(D22)보다 깊게 형성된다. 이에 따라, 제1 가스구멍(1413a)을 통해 제1 가스포켓(1414a)으로 유입되는 냉매가 체적이 감소하는 축방향 양단 및 원주방향 양단쪽으로 넓게 확산될 수 있다. 이를 통해 냉매가 제1 가스포켓(1414a)의 내부에서 고르게 분포되어 제1 가스포켓(1414a)의 실질적인 면적(즉, 베어링면적)이 확대되어 피스톤(142)에 대한 부상력이 증대될 수 있다.
또, 제1 가스포켓(1414a)의 최대 깊이인 중심부 깊이(D21)는 제1 가스구멍(1413a)의 반경방향 길이(L3)보다 작게(얕게) 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 가스구멍(1413a)의 길이가 길어지는 만큼 그 제1 가스구멍(1413a)을 통과하는 냉매의 감압효과가 향상되고, 제1 가스포켓(1414a)의 깊이가 얕아지는 만큼 가공이 용이할 수 있다.(도 8a 참고)
아울러, 본 실시예와 같이 제1 가스포켓(1414a)이 반경방향 투영시 타원 형상으로 형성되는 경우에는 그 제1 가스포켓(1414a)의 내면과 실린더(141)의 외주면이 만나는 모서리가 이루는 외각의 모서리각(α)이 거의 직선면에 가까운 둔각을 이루게 된다. 그러면 제1 가스포켓(1414a)의 모서리가 무뎌지게 되어 피스톤(142)의 외주면을 이루는 아노다이징 코팅층이 가스포켓(1414)의 모서리에 긁혀 벗겨지는 것을 억제할 수 있다. 또, 이를 통해 제1 가스포켓(1414a)의 모서리가 마모되는 것을 미연에 방지하여 제1 가스포켓(1414a)의 냉매가 누설되는 것도 억제할 수 있다.
한편, 제1 가스구멍(1413a)은 제1 가스포켓(1414a)의 중심을 관통하여 연통될 수 있다. 하지만, 본 실시예에 따른 제1 가스포켓(1414a)이 실린더(141)의 축방향으로 길게 형성됨에 따라, 제1 가스구멍(1413a)은 제1 가스포켓(1414a)의 중심으로부터 길이방향으로 편심진 위치에 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
구체적으로, 도 7 및 도 8a를 참조하면, 제1 가스포켓(1414a)이 실린더(141)의 축방향으로 길게 형성되는 경우에 제1 가스구멍(1413a)이 제1 가스포켓(1414a)의 중심을 관통하게 되면 제1 가스포켓(1414a)은 축방향 실링거리를 고려할 때 실린더(141)의 양단으로부터 멀리 위치하게 된다. 즉, 본 실시예에 따른 리니어 압축기는 피스톤(142)의 전방측에 압축공간이, 후방측에 쉘의 내부공간을 이루는 흡입공간이 각각 형성되고, 피스톤(142)은 실린더(141)에 대해 축방향으로 왕복운동을 한다. 따라서, 제1 가스포켓(1414a)과 제2 가스포켓(1414b)은 피스톤(142)의 왕복범위(정확하게는 실링거리를 포함한 왕복범위) 안에 형성되어야 한다. 만약, 제1 가스포켓(1414a) 또는 제2 가스포켓(1414b)이 피스톤(142)의 왕복범위 밖에 형성되면 제1 가스포켓(1414a)은 압축공간에 연통되면서 흡입손실이 발생되거나 또는 제2 가스포켓(1414b)은 흡입공간에 연통되면서 가스베어링(1411)이 불안정하게 될 수 있다. 이를 고려하여 제1 가스포켓(또는 제2 가스포켓)(1414a)의 축방향 길이를 짧게 형성하면 그만큼 피스톤(142)에 대한 지지면적이 감소하게 될 수 있다.
또, 리니어 압축기는 피스톤(142)이 외팔보 형태로 지지됨에 따라, 가스구멍의 위치는 가능한 한 실린더(141)의 양단에 근접하도록 형성되는 것이 피스톤(142)의 안정성 측면에서 유리할 수 있다.
하지만, 본 실시예와 같이 제1 가스포켓(또는 제2 가스포켓)(1414a)이 실린더(141)의 길이방향으로 길게 형성되는 경우에는 제1 가스구멍(또는 제2 가스구멍)(1413a)의 위치가 상대적으로 실린더(141)의 단부에서 멀어지게 된다. 이는 제1 가스구멍(1413a)과 제2 가스구멍(1413b) 사이의 간격이 좁아지게 되어 피스톤(142)을 안정적으로 지지하는데 불리할 수 있다.
이에, 본 실시예에서는 제1 가스구멍(1413a)과 제2 가스구멍(1413b)은 제1 가스포켓(1414a)의 중심(O1)과 제2 가스포켓(1414b)의 중심(O2)으로부터 각각 편심지게 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 6과 같이, 제1 가스구멍(1413a)은 제1 가스포켓(1414a)의 중심(O1)으로부터 실린더(141)의 전방단쪽으로 편심지게 형성되고, 제2 가스구멍(1413b)은 제2 가스포켓(1414b)의 중심(O2)으로부터 실린더(141)의 후방단쪽으로 편심지게 형성될 수 있다.
이에 따라, 제1 가스포켓(1414a)과 제2 가스포켓(1414b)의 축방향 길이(L1)를 줄이지 않으면서도 제1 가스구멍(1413a)과 제2 가스구멍(1413b) 사이의 간격(L4)을 최대한 넓게 벌릴 수 있다. 그러면, 제1 가스구멍(1413a)과 제2 가스구멍(1413b)이 각각 피스톤(142)의 단부에 근접하게 되어 왕복운동을 하는 피스톤(142)을 더욱 안정적으로 지지할 수 있다.
본 실시예와 같이 제1 가스포켓(1414a)이 반경방향 투영시 타원 형상으로 형성되는 경우에는 제1 가스포켓(1414a)의 원주길이가 짧아지게 된다.(도 7 참고)
이에 따라, 실린더(141)의 내주면(141a)과 피스톤(142)의 외주면(142a) 사이의 원주방향 간극이 좁아지게 되어 제1 가스포켓(1414a)으로 유입된 냉매가 제1 가스포켓(1414a)의 밖으로 누설되는 것을 줄일 수 있다.
도 9는 본 실시예에 따른 실린더와 피스톤 사이의 누설간극을 종래와 비교하여 보인 개략도이고, 도 10a는 본 실시예에 따른 가스포켓의 부상력을 설명하기 위해 보인 개략도이며, 도 10b는 본 실시예에 따른 가스포켓에 의한 피스톤의 손상정도를 설명하기 위해 보인 개략도이다.
도 9를 참조하면, 실린더(141)의 내주면 곡률(R1)과 피스톤(142)의 외주면 곡률(R2)은 동일하게 형성되므로, 이론적으로는 실린더(141)의 내주면(141a)과 피스톤(142)의 외주면(142a) 사이의 원주방향 간극(δ1)(δ2)은 원주방향을 따라 전구간에 걸쳐 동일하게 된다. 하지만, 피스톤(142)의 외경은 실린더(141)의 내경보다 작게 형성됨에 따라 실제 압축기의 운전 중에는 피스톤(142)이 자중에 의해 처지게 되고, 이로 인해 실린더(141)의 내주면(141a)의 축중심(Oc)과 피스톤(142)의 외주면(142a)의 축중심(Op) 사이에는 편심이 발생된다. 이는 압축기의 운전초기에 더욱 심하게 발생된다.
그러면 도 9와 같이 압축기의 운전 중에는 실린더(141)의 내주면(141a)과 피스톤(142)의 외주면(142a) 사이의 원주방향 간극(δ1)(δ2)은 제1 가스포켓(1414a)의 중심에서 양단으로 갈수록 증가하게 된다. 이때, 도 9의 (a)와 같이 제1 가스포켓(1414a)이 원주방향으로 길게 형성되는 것에 비해, 도 9의 (b)와 같이 제1 가스포켓(1414a)이 길이방향으로 길게 형성되는 것이 원주방향 간극(δ2)을 줄일 수 있다.
다시 말해, 본 실시예와 같이 제1 가스포켓(1414a)이 길이방향으로 길게 형성되게 되면 그 제1 가스포켓(1414a)의 원주방향 길이가 짧아지게 되면서 제1 가스포켓(1414a)의 양단에서의 실린더(141)와 피스톤(142) 사이의 원주방향 간극(δ2)은 줄어들게 된다. 그러면 제1 가스포켓(1414a)으로 유입된 냉매가 그 제1 가스포켓(1414a)의 밖으로 누설되는 것을 억제하게 되어, 피스톤(142)에 대한 부상력이 향상될 수 있다.
또, 본 실시예와 같이 제1 가스포켓(1414a)의 길이방향이 실린더(141)의 측면투영시 타원 단면 형상으로 형성되는 경우에는 제1 가스포켓(1414a)의 내부로 유입되는 냉매가 상대적으로 체적이 감소하는 제1 가스포켓(1414a)의 모서리쪽으로 이동하게 된다. 그러면, 제1 가스포켓(1414a)의 내부압력이 고르게 분포되어 피스톤(142)을 지지하는 실질적인 가압면의 면적이 증가하게 되고, 이를 통해 피스톤(142)을 더욱 안정적으로 지지할 수 있다.(도 10a를 참조)
또, 제1 가스포켓(1414a)은 실린더(141)의 원주방향 길이(L2)를 짧게 형성하여 원주방향 누설을 최소화하는 대신 실린더(141)의 축방향 길이(L1)는 충분하게 길게 형성할 수 있다. 그러면 반경방향 투영시 제1 가스포켓(1414a)의 단면적을 확대할 수 있어 그만큼 피스톤(142)에 대한 부상력을 확대할 수 있다.
한편, 제1 가스포켓(1414a)의 원주방향 길이(L2)가 짧아지면 피스톤(142)이 실린더(141)에 대해 왕복운동을 할 때 그 피스톤(142)의 외주면이 제1 가스포켓(1414a)의 모서리에 의해 긁히는 것을 최소화할 수 있다.
구체적으로, 실린더(141)의 내주면(141a)에 복수 개의 제1 가스포켓(1414a)이 함몰지게 형성됨에 따라 그 제1 가스포켓(1414a)의 내면과 실린더(141)의 내주면(141a) 사이의 모서리가 날카롭게 형성될 수 있다. 이때, 피스톤(142)의 외주면 일부가 실린더(141)의 내주면(141a) 일부에 접촉되어 미끄럼운동을 하게 되면, 그 피스톤(142)의 외주면이 날카로운 제1 가스포켓(1414a)의 모서리에 긁혀 피스톤(142)의 외주면에 형성된 아노다이징 코팅층이 벗겨질 수 있다.
하지만, 본 실시예와 같이 제1 가스포켓(1414a)의 원주방향 길이가 짧게 형성되면 그 제1 가스포켓(1414a)과 피스톤(142)이 직교하는 면적이 감소되어 피스톤(142)의 아노다이징 코팅층이 벗겨지는 것을 억제할 수 있다. 이는 제1 가스포켓(1414a)의 모서리가 마모되는 것을 억제하여 제1 가스포켓(1414a)의 원주방향 길이가 증가되는 것을 억제할 수 있다. 이를 통해 실린더(141)와 피스톤(142) 사이의 원주방향 간극이 증가하는 것을 억제하여 제1 가스포켓(1414a)의 냉매가 누설되는 것도 억제할 수 있다.(도 10b를 참조)
또, 도면으로 도시하지는 않앗으나, 제1 가스포켓(1414a)은 실린더(141)의 깊이방향으로 경사진 단면 형상, 예를 들어 반마름모 형상으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 제1 가스포켓(1414a)은 축방향(장축방향) 및 원주방향(단축방향) 모두 경사진 단면 형상으로 형성될 수도 있고, 축방향 또는 원주방향 중에서 어느 한쪽만 경사진 단면 형상으로 형성될 수 있다.
상기와 같이, 제1 가스포켓(1414a)이 깊이방향으로 경사진 단면 형상으로 형성되면 전술한 도 6의 실시예에 비해 제1 가스포켓(1414a)을 용이하게 가공할 수 있다. 뿐만 아니라, 이 경우에도 제1 가스포켓(1414a)의 최대깊이가 동일한 경우 그 제1 가스포켓(1414a)의 깊이방향 형상이 타원인 경우에 비해 모서리각(α)을 더욱 증가시켜 피스톤(142)의 외주면(142a)을 이루는 아노다이징 코팅층이 손상되는 것을 더 효과적으로 억제할 수 있다. 또, 이 경우에 제1 가스포켓(1414a)의 반경방향 형상은 마름모 형상으로 형성될 수도 있다.
본 실시예에 따른 제2 가스포켓(1414b)은, 제1 가스포켓(1414a)과 동일한 형상으로 형성되므로, 제2 가스포켓(1414b)에 대한 구체적인 설명은 제1 가스포켓(1414a)에 대한 설명으로 대신한다.
한편, 가스포켓에 대한 또다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.
즉, 전술한 실시예에서는 반경방향 투영시 제1 가스포켓과 제2 가스포켓이 각각 타원 형상으로 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 제1 가스포켓과 제2 가스포켓이 각각 장방형 형상으로 형성될 수도 있다. 제1 가스포켓과 제2 가스포켓은 서로 동일한 형상으로 형성될 수도 있고, 상이한 형상(규격)으로 형성될 수 있다. 이하에서는 전술한 실시예와 마찬가지로 제1 가스포켓과 제2 가스포켓이 동일한 형상(규격)으로 형성된 예를 중심으로 설명하며, 제1 가스포켓을 대표예로 삼아 설명한다.
도 11은 가스포켓에 대한 다른 실시예를 설명하기 위해 보인 실린더의 단면도이다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 제1 가스포켓(1414a)은 전술한 실시예와 같이 실린더(141)의 길이 방향, 즉 축방향으로 길게 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1 가스포켓(1414a)은 반경방향 투영시 축방향 길이(L1)가 원주방향 길이(L2)보다 길게 형성될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 제1 가스포켓(1414a)은 실린더(141)의 중심축(CL2)에서 반경방향 투영시 그 제1 가스포켓(1414a)은 장방형, 예를 들어 모서리가 라운드진 직사각형 형상으로 형성될 수 있다. 제1 가스포켓(1414a)은 실린더(141)의 길이방향이 장축을 이루며 원주방향이 단축을 이루도록 형성될 수 있다.
또, 본 실시예의 경우에도 제1 가스포켓(1414a)은 깊이방향이 타원곡선 또는 경사진 직선 형상으로 형성될 수 있다. 이는 전술한 실시예와 거의 동일하므로 그에 따른 작용 효과도 거의 동일하다. 이에 대한 설명은 전술한 실시예에 대한 설명으로 대신한다.
또, 본 실시예의 경우에도 제1 가스구멍(1413a)은 전술한 바와 같이 제1 가스포켓(1414a)의 중심으로부터 편심지게 형성될 수 있다. 이에 대한 설명은 전술한 실시예에 대한 설명으로 대신한다.
또, 도면으로 도시하지는 않았으나, 제1 가스포켓(1414a)은 반경방향 투영시 마름모 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우에도 제1 가스포켓(1414a)은 깊이방향이 반마름모 또는 타원곡선 형상으로 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 제2 가스포켓(1414b)은 제1 가스포켓(1414a)과 동일하므로 이에 대한 설명은 제1 가스포켓(1414a)에 대한 설명으로 대신한다.
한편, 가스포켓에 대한 또다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.
즉, 전술한 실시예들에서는 반경방향 투영시 제1 가스포켓과 제2 가스포켓이 각각 타원 형상 또는 모서리가 라운드진 직사각형 형상으로 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 제1 가스포켓과 제2 가스포켓이 각각 직사각형 형상으로 형성될 수도 있다. 이 경우에도 제1 가스포켓과 제2 가스포켓은 서로 동일한 형상으로 형성될 수도 있고, 상이한 형상(규격)으로 형성될 수 있다. 이하에서는 전술한 실시예와 마찬가지로 제1 가스포켓과 제2 가스포켓이 동일한 형상(규격)으로 형성된 예를 중심으로 설명하며, 제1 가스포켓을 대표예로 삼아 설명한다.
도 12는 가스포켓에 대한 또다른 실시예를 설명하기 위해 보인 실린더의 단면도이다.
도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 제1 가스포켓(1414a)은 축방향으로 긴 직사각형 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 이 경우에도 제1 가스포켓(1414a)의 깊이방향으로는 타원곡선 형상으로 형성될 수 있다. 제1 가스포켓(1414a)의 깊이방향이 타원곡선 형상으로 형성되는 것은 전술한 실시예와 동일하므로 그에 따른 작용 효과도 동일하다. 즉, 본 실시예에서도 제1 가스포켓(1414a)의 원주방향 길이(L2)가 축방향 길이(L1)에 비해 짧게 형성됨에 따라, 제1 가스포켓(1414a)으로 유입되는 고압가스의 부상력이 향상되는 동시에 피스톤(142)의 왕복방향에 대해 직교하는 면적이 감소되어 피스톤(142)의 손상을 억제할 수 있다.
하지만, 제1 가스포켓(1414a)은 깊이방향으로도 직사각형 단면 형상으로 형성될 수도 있다. 이는 제1 가스포켓(1414a)이 깊이방향으로 타원진 전술한 도 6 및 도 11의 실시예들에 비해 가공을 용이하게 할 수 있다.
또, 제1 가스구멍(1413a)은 전술한 바와 같이 제1 가스포켓(1414a)의 중심으로부터 편심지게 형성될 수 있다. 이에 대한 설명은 전술한 실시예에 대한 설명으로 대신한다.
본 실시예에 따른 제2 가스포켓(1414b)은 제1 가스포켓(1414a)과 동일하므로 이에 대한 설명은 제1 가스포켓(1414a)에 대한 설명으로 대신한다.
한편, 가스포켓에 대한 또다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.
즉, 전술한 실시예들에서는 반경방향 투영시 제1 가스포켓과 제2 가스포켓이 동일하게 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 제1 가스포켓과 제2 가스포켓이 상이하게 형성될 수 있다.
도 13은 가스포켓에 대한 또다른 실시예를 설명하기 위해 보인 실린더의 단면도이다.
도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 제1 가스포켓(1414a)과 제2 가스포켓(1414b)은 서로 직교하는 방향으로 길게 형성될 수 있다.
예를 들어, 제1 가스포켓(1414a)은 축방향으로 길게 형성되고, 제2 가스포켓(1414b)은 원주방향으로 길게 형성될 수 있다. 물론, 이와는 반대로 제1 가스포켓(1414a)은 원주방향으로 길게 형성되고, 제2 가스포켓(1414b)은 축방향으로 길게 형성될 수 있다.
다만, 피스톤(142)은 전술한 바와 같이 후방측이 공진유닛(160)에 의해 외팔보 형태로 지지됨에 따라, 피스톤(142)의 전방측이 후방측에 비해 처짐량이 더 크게 발생될 수 있다. 이로 인해 피스톤(142)은 후방단에 비해 전방단이 더 크게 기울어지게 되고, 그러면 피스톤(142)의 왕복운동 중에 제1 가스포켓(1414a)이 제2 가스포켓(1414b)에 비해 피스톤(142)의 외주면과 더 밀착되어 접촉될 수 있다.
이에 따라, 피스톤(142)의 외주면에 형성된 아노다이징 코팅층이 제1 가스포켓(1414a)과 실린더(141) 사이의 모서리에 의해 손상되는 것을 억제하는데 제1 가스포켓(1414a)의 원주방향 길이를 짧게 형성하는 것이 유리할 수 있다.
다시 말해, 제1 가스포켓(1414a)과 제2 가스포켓(1414b)의 장축방향을 직교하도록 형성하는 경우에는 피스톤(142)과의 접촉 가능성이 큰 제1 가스포켓(1414a)을 축방향으로 길게 형성하는 반면, 제2 가스포켓(1414b)은 원주방향으로 길게 형성하는 것이 피스톤(142)의 외주면이 가스포켓의 모서리에 의해 손상되는 것을 억제할 수 있다.
아울러, 본 실시예와 같이, 제1 가스포켓(1414a)을 축방향으로 길게 형성하는 경우에는 피스톤(142)의 전방단에 대한 부상력을 높이는 동시에, 피스톤(142)의 후진운동(흡입행정) 중에 제1 가스포켓(1414a)의 냉매가 압축공간(V)으로 누설되는 것을 효과적으로 억제하여 압축공간(V)에서의 흡입손실을 낮출 수 있다.
다시 도 9를 참조하면, 전술한 바와 같이, 가스포켓(1414)은 축방향으로 길게 형성하는 것이 실린더(141)와 피스톤(142) 사이의 간극을 줄일 수 있다. 특히, 리니어 압축기는 전방측에 위치하는 제1 가스포켓(1414a)이 압축공간(V)에 인접하게 되므로, 흡입행정시 제1 가스포켓(1414a)에서 압축공간(V)으로의 냉매누설이 발생될 수 있다. 그러면 압축공간(V)의 비체적이 상승하게 되어 흡입손실이 발생될 수 있다.
이에 본 실시예와 같이 제1 가스포켓(1414a)이 축방향으로 길게 형성될 경우에는 실린더(141)와 피스톤(142) 사이의 원주방향 간극(δ2)이 감소되어 피스톤(142)의 전방단에 대한 부상력을 높이는 동시에 제1 가스포켓(1414a)에서 압축공간(V)으로 냉매가 누설되는 것을 억제할 수 있다. 이를 통해 압축공간(V)에서의 비체적이 상승하는 것을 억제하여 압축기 효율을 향상시킬 수 있다.
다만, 본 실시예와 같이, 제2 가스포켓(1414b)이 실린더(141)의 내주면(141a)에서 원주방향으로 길게 형성되는 경우에는 그 제2 가스포켓(1414b)에 연통되는 제2 가스구멍(1413b)은 제2 가스포켓(1414b)의 중심을 관통하도록 형성될 수 있다. 이를 통해 제2 가스포켓(1414b)으로 유입되는 냉매가 그 제2 가스포켓(1414b)의 내부에서 고르게 분포되도록 할 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있다.
110: 쉘 110a: 내부공간
111: 원통쉘 112: 제1 쉘커버
113: 제2 쉘커버 1141: 냉매흡입관
1142: 냉매토출관 1143: 냉매주입관
1144: 루프파이프 115: 터미널 브라켓
1151: 터미널 1161,1162: 제1,2 지지스프링
1171,1172: 제1,2 스토퍼 120: 프레임
121: 프레임 헤드부 122: 프레임 바디부
125a: 베어링 입구홈 125b: 베어링 연통구멍
125c: 베어링 연통홈 130: 모터유닛
130a: 고정자 130b: 가동자
131: 외측 고정자 1311: 코일권선체
1311a: 보빈 1311b: 코일
1312: 외측 고정자코어 132: 내측 고정자
1331: 마그네트 프레임 1331a: 머플러 삽입구멍
133b: 마그네트 135: 고정자 커버
136: 커버 체결부재 140: 압축 유닛
141: 실린더 141a: 실린더의 내주면
1411: 가스베어링 1412: 가스안내홈
1413: 가스구멍 1413a: 제1 가스구멍
1413b: 제2 가스구멍 1414: 가스포켓
1414a: 제1 가스포켓 1414b: 제2 가스포켓
1414c: 내측 모서리각 1415: 와이어 필터
1415a: 제1 와이어층 1415b: 제2 와이어층
142: 피스톤 142a: 피스톤의 외주면
1421: 흡입유로 1422: 흡입포트
143: 흡입밸브 144: 토출밸브 조립체
1441: 토출밸브 1441a: 밸브본체부
1441b: 스프링결합부 1442: 밸브 스프링
1443: 스프링 지지부재 150: 흡토출유닛
151: 흡입머플러 1511,1512,1513: 제1,2,3 머플러
1514: 머플러 필터 155: 토출커버 조립체
1551: 토출커버 1551a: 커버 본체부
1551b: 커버 플랜지부 1551c: 커버 돌출부
1551d: 커버 보스부 1551e: 연통구멍
1555: 커버 하우징 1555a: 하우징 주벽부
1555b: 커버 지지부 160: 공진유닛
161: 지지부 1611: 고정자 커버
1612: 리어 커버 1612a: 지지다리부
1612b: 제2 스프링지지돌기 1613: 스프링 서포터
1615: 서포터 고정부 1615a: 머플러 삽입구멍
1615b: 체결구멍 1615c: 냉매통공
1616: 서포터 바디부 1616a: 냉매통공
1617: 스프링 지지부 1617a: 캡 지지홀
162: 공진스프링 1621: 제1 공진스프링
1622: 제2 공진스프링 163: 스프링 캡
163a: 소음공간부 163b: 소음통로부
CL1: 실린더의 길이방향 중심 CL2: 실린더의 중심축
D1: 가스구멍의 내경 D21: 가스포켓의 중심부 깊이
D22: 가스포켓의 가장자리부 깊이 H1: 제1 와이어층의 높이
H2: 제2 와이어층의 높이 L1: 가스포켓의 축방향 길이
L2: 가스포켓의 원주방향 길이 L3: 가스구멍의 반경방향 길이
L4: 가스구멍 간 간격 O1, O2: 제1, 제2 가스포켓의 중심
α: 모서리각

Claims (19)

  1. 축방향으로 왕복운동하는 피스톤; 및
    상기 피스톤의 반경방향 외측에 구비되어 상기 피스톤을 수용하며, 상기 피스톤과 함께 압축공간을 형성하는 실린더;를 포함하고,
    상기 실린더는,
    상기 실린더의 외주면에서 내주면으로 관통되는 가스구멍; 및
    상기 가스구멍에 연통되어 상기 실린더의 내주면에 함몰지게 형성되는 가스포켓;을 포함하며,
    상기 가스포켓은 축방향 길이가 원주방향 길이보다 길게 형성되는 리니어 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스포켓은 가장자리의 깊이가 중심부의 깊이보다 얕게 형성되는 리니어 압축기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가스포켓의 내주면은 가장자리에서 중심부로 갈수록 깊이가 점점 증가하는 리니어 압축기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가스포켓의 내주면은 깊이방향으로 원형 곡선 또는 타원 곡선으로 형성되는 리니어 압축기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가스포켓은 상기 실린더의 내주면과 접하는 모서리의 외각이 둔각을 이루는 리니어 압축기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가스포켓은 반경방향 투영시 축방향이 장축을 이루고 원주방향이 단축을 이루는 타원 형상으로 형성되는 리니어 압축기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 가스포켓은 반경방향 투영시 축방향으로 긴 직사각형 또는 모서리가 라운드진 직사각형 형상으로 형성되는 리니어 압축기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가스구멍은 상기 가스포켓의 중심으로부터 축방향으로 편심진 위치에서 상기 가스포켓에 연통되는 리니어 압축기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가스구멍은 상기 가스포켓의 중심으로부터 상기 실린더의 축방향 단부쪽으로 근접되도록 편심된 위치에 연통되는 리니어 압축기.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스포켓은 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 복수 개가 형성되며,
    상기 복수 개의 가스포켓에는 상기 가스구멍이 각각 독립적으로 연통되는 리니어 압축기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가스포켓은,
    상기 실린더의 축방향 중심으로부터 축방향 일측에 형성되는 제1 가스포켓; 및
    상기 실린더의 축방향 중심으로부터 축방향 타측에 형성되는 제2 가스포켓;을 포함하고,
    상기 제1 가스포켓과 상기 제2 가스포켓 중에서 적어도 한쪽은 축방향으로 길게 형성되는 리니어 압축기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 가스포켓과 상기 제2 가스포켓은 각각 축방향으로 길게 형성되는 리니어 압축기.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 가스포켓은 축방향으로 길게 형성되고, 상기 제2 가스포켓은 원주방향으로 길게 형성되며,
    상기 제1 가스포켓은 상기 제2 가스포켓보다 상기 압축공간에 근접하게 위치하는 리니어 압축기.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 가스포켓과 상기 제2 가스포켓은 각각 원주방향을 따라 등간격으로 형성되는 리니어 압축기.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1 가스포켓과 상기 제2 가스포켓은 축방향에서 서로 다른 위치에 형성되는 리니어 압축기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 가스포켓과 상기 복수 개의 제2 가스포켓은 원주방향을 따라 서로 번갈아 형성되는 리니어 압축기.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 실린더의 외주면에는 환형으로 된 가스안내홈이 형성되고,
    상기 가스안내홈에는 상기 복수 개의 가스구멍이 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 형성되는 리니어 압축기.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 가스안내홈에는 와이어가 다수 회 감긴 와이어 필터가 구비되는 리니어 압축기.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 와이어 필터를 이루는 와이어는 서로 다른 소재로 된 복수 개의 와이어가 꼬여서 이루어지는 리니어 압축기.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108367702B (zh) * 2015-11-23 2021-06-01 沙特基础工业全球技术公司 用于具有塑料玻璃的窗的照明系统
CN114526516B (zh) * 2022-03-04 2022-12-20 徐州富海美润信息科技有限公司 一种家用立式节能智能空调

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910004237A (ko) * 1989-08-02 1991-03-28 허버트 지르켈, 미카엘 아들러 필터 및 그 제조방법
KR20130026881A (ko) * 2011-09-06 2013-03-14 엘지전자 주식회사 왕복동식 압축기
KR20150040027A (ko) 2013-10-04 2015-04-14 엘지전자 주식회사 리니어 압축기
KR20160000403A (ko) * 2014-06-24 2016-01-04 엘지전자 주식회사 리니어 압축기
KR20160000322A (ko) * 2014-06-24 2016-01-04 엘지전자 주식회사 리니어 압축기 및 그 제조방법
KR20200004133A (ko) 2018-07-03 2020-01-13 엘지전자 주식회사 리니어 압축기
KR102140807B1 (ko) * 2019-10-01 2020-08-03 엘지전자 주식회사 리니어 압축기

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2085976A (en) * 1936-02-25 1937-07-06 Heintz & Kaufman Ltd Cylinder liner
DE1945924A1 (de) * 1969-09-11 1971-03-18 Lenger Karl Werner Freikolbenmaschine
US4456882A (en) * 1982-01-04 1984-06-26 University Of South Carolina High speed cylindrical nuclear magnetic resonance (NMR) sample spinner
CN101809271B (zh) * 2007-10-05 2013-06-12 日本活塞环株式会社 气缸
WO2009054634A2 (en) * 2007-10-24 2009-04-30 Lg Electronics, Inc. Linear compressor
WO2012125097A1 (en) * 2011-03-14 2012-09-20 Volvo Technology Corporation Combustion engine, cylinder for a combustion engine, and cylinder liner for a combustion engine
KR101332556B1 (ko) * 2012-08-24 2013-11-22 엘지전자 주식회사 왕복동식 압축기
KR102238333B1 (ko) * 2016-04-28 2021-04-09 엘지전자 주식회사 리니어 압축기
KR102204575B1 (ko) * 2018-11-09 2021-01-19 엘지전자 주식회사 리니어 압축기

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910004237A (ko) * 1989-08-02 1991-03-28 허버트 지르켈, 미카엘 아들러 필터 및 그 제조방법
KR20130026881A (ko) * 2011-09-06 2013-03-14 엘지전자 주식회사 왕복동식 압축기
KR20150040027A (ko) 2013-10-04 2015-04-14 엘지전자 주식회사 리니어 압축기
KR20160000403A (ko) * 2014-06-24 2016-01-04 엘지전자 주식회사 리니어 압축기
KR20160000322A (ko) * 2014-06-24 2016-01-04 엘지전자 주식회사 리니어 압축기 및 그 제조방법
KR20200004133A (ko) 2018-07-03 2020-01-13 엘지전자 주식회사 리니어 압축기
KR102140807B1 (ko) * 2019-10-01 2020-08-03 엘지전자 주식회사 리니어 압축기

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