KR20220112413A - 리니어 압축기 - Google Patents

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Abstract

리니어 압축기가 제공된다. 본 명세서의 일 측면(aspect)에 따른 리니어 압축기는 토출 밸브 어셈블리의 토출 캡과 프레임에 결합된 실린더 사이 및 토출 캡과 프레임 사이에 위치하는 단열 플레이트를 구비한다.
그리고, 토출 밸브 어셈블리의 토출 커버의 외면에는 단열 코팅층이 형성된다.
그리고, 단열 플레이트와 단열 코팅층은 0.2 내지 0.4 W/(m·K)의 열 전도율을 갖는 재질로 형성될 수 있다.
따라서, 토출계의 열이 실린더 및 프레임에 전달되는 것을 효과적으로 차단하여, 효율이 향상된 리니어 압축기를 제공할 수 있다.

Description

리니어 압축기{LINEAR COMPRESSOR}
본 명세서는 압축기에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 토출계의 단열 구조와 오일 열교환 구조를 개선하여 토출 가스의 온도는 상승시키고 흡입 가스의 과열은 방지하여 효율 저하를 개선한 리니어 압축기에 관한 것이다.
압축기는 모터나 터빈 등의 동력 발생 장치로부터 동력을 전달받아 공기나 냉매 등의 작동 유체를 압축하는 장치로서, 가전 제품 및 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.
이러한 압축기는 냉매를 압축하는 방식에 따라 왕복동식 압축기(Reciprocating compressor), 회전식 압축기(로터리 압축기, Rotary compressor), 스크롤 압축기(Scroll compressor)로 구분될 수 있다.
왕복동식 압축기는 피스톤(piston)과 실린더(cylinder) 사이에 작동 가스가 흡입 또는 토출되는 압축실이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축하는 방식이고, 회전식 압축기는 편심 회전되는 롤러(roller)와 실린더 사이에 작동 가스가 흡입 또는 토출되는 압축실이 형성되고 롤러가 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축하는 방식이며, 스크롤 압축기는 선회 스크롤(orbiting scroll)과 고정 스크롤(fixed scroll) 사이에 작동 가스가 흡입 또는 토출되는 압축실이 형성되고 상기 선회 스크롤이 고정 스크롤을 따라 회전하면서 냉매를 압축하는 방식이다.
그런데, 왕복동식 압축기는 구동모터의 회전력을 피스톤의 왕복 직선 운동력으로 전환하기 위하여 크랭크 축 등과 같은 구성 부품을 포함하기 때문에 운동 전환에 의한 기계적인 손실이 크게 발생되는 문제점이 있다.
따라서, 최근에는 상기 왕복동식 압축기 중에서 왕복 직선 운동하는 구동 모터에 피스톤을 직접 연결하여 운동 전환에 의한 기계적인 손실이 없이 압축 효율을 향상시킬 수 있고 간단한 구조로 구성되는 리니어 압축기(Linear Compressor)의 사용이 점차 증가하고 있다.
이러한 리니어 압축기는 특히 피스톤이 왕복 직선 운동하는 리니어 모터에 직접 연결되도록 하여 운동 전환에 의한 기계적인 손실이 없어 압축 효율을 향상시킬 뿐 아니라 구조가 간단하고, 이러한 리니어 모터로 입력되는 전원을 제어하여 그 작동을 제어할 수 있기 때문에 다른 압축기에 비해 소음이 작아 실내에서 사용되는 냉장고 등과 같은 가전기기에 많이 적용된다.
도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 일 예를 도시된 도면으로, 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0041720호에 개시된 리니어 압축기이다.
종래의 리니어 압축기는 밀폐 용기인 쉘(미도시) 내측에 프레임(1), 실린더(2), 피스톤(3), 흡입 밸브(4), 토출 밸브 어셈블리(5), 모터 커버(6), 서포터(7), 본체 커버(8), 메인 스프링들(S1, S2), 머플러 어셈블리(9), 리니어 모터(10), 급유 장치(20)로 이루어진 구조체가 탄성 지지되도록 설치된다.
실린더(2)가 프레임(1)에 끼움 고정되고, 토출 밸브(5a), 토출 캡(5b), 토출 밸브 스프링(5c), 토출 커버(5d)로 이루어진 토출 밸브 어셈블리(5)가 실린더(2)의 일단을 막아주도록 설치되는 반면, 피스톤(3)이 실린더(2) 내측에 삽입되고, 박형의 흡입 밸브(4)가 피스톤(2)의 흡입구(3a)를 개폐시키도록 설치된다.
리니어 모터(10)는 이너 스테이터(11)와 아우터 스테이터(12) 사이에 간극을 유지하면서 영구자석(13)이 왕복 직선 운동 가능하도록 설치되되, 영구자석(13)이 연결 부재(14)에 의해 피스톤(3)과 연결되도록 설치되고, 이너 스테이터(11)와 아우터 스테이터(12) 및 영구자석(13) 사이에 상호 전자기력에 의해 영구자석(13)이 왕복 직선 운동하면서 피스톤(3)을 작동시킨다.
모터 커버(6)는 아우터 스테이터(12)를 고정시키기 위하여 아우터 스테이터(12)를 축방향으로 지지하는 동시에 프레임(1)에 볼트 고정되고, 본체 커버(8)는 모터 커버(6)에 결합되되, 모터 커버(6)와 본체 커버(8) 사이에는 피스톤(3)의 다른 일단과 연결된 서포터(7)가 메인 스프링들(S1, S2)에 의해 축방향으로 탄성 지지되도록 설치되고, 냉매를 흡입시키는 머플러 어셈블리(9) 역시 서포터(7)와 같이 체결된다.
이때, 메인 스프링들(S1, S2)은 서포터(7)를 기준으로 상하 및 좌우 대칭되는 위치에 4개의 전방 스프링(S1) 및 4개의 후방 스프링(S2)을 포함하되, 리니어 모터(10)가 작동됨에 따라 전방 스프링들(S1)과 후방 스프링들(S2)이 반대로 거동하면서 피스톤(3) 및 서포터(7)를 완충시킨다. 그 외에도 압축 공간(P) 측의 냉매가 일종의 가스 스프링으로 작용하여 피스톤(3) 및 서포터(7)를 완충시킨다.
급유 장치(20)는 급유관, 오일 펌핑부, 오일 밸브 어셈블리 등으로 이루어지되, 프레임(1)의 하부 내측에 구비된 오일 공급 유로(1in)를 통하여 오일을 실린더(2)와 피스톤(3) 사이의 간극으로 공급하여 윤활/냉각시킨 다음, 프레임(1)의 상부 내측에 구비된 오일 회수 유로(1out)를 통하여 실린더(2)와 피스톤(3) 사이의 간극으로 공급된 오일을 회수하여 토출시킨다.
따라서, 리니어 모터(10)가 작동되면, 피스톤(3) 및 이와 연결된 머플러 어셈블리(9)가 왕복 직선 운동하게 되고, 압축 공간(P)의 압력이 가변됨에 따라 흡입 밸브(4) 및 토출 밸브 어셈블리(5)의 작동이 자동적으로 조절되며, 이와 같은 작동에 의해 냉매가 쉘 측의 흡입관, 본체 커버(8)의 개구부, 머플러 어셈블리(9), 피스톤(3)의 흡입구들(3a)을 지나 압축 공간(P)으로 흡입되어 압축된 다음, 토출캡(5b), 루프 파이프 및 쉘 측의 유출관을 통하여 외부로 빠져나간다.
이때, 피스톤(3)이 왕복 직선 운동함에 따라 진동이 발생되고, 진동에 의해 급유 장치(20)가 쉘 바닥면의 오일을 펌핑하면, 오일은 오일 공급 유로(1in) 및 오일 회수 유로(1out)를 통하여 펌펑/순환되면서 실린더(2)와 피스톤(3) 등과 같은 부품을 윤활/냉각시키는 작용을 한 다음, 다시 프레임(1)의 일면을 따라 흘러내려 쉘의 바닥면으로 모아지는 과정을 반복한다.
그런데, 상기한 구성의 리니어 압축기에서는 압축실에서 압축된 고온/고압의 가스가 열원으로 작용하여 토출계(특히, 토출 커버)/프레임을 통해 실린더와 피스톤에 전달되고, 이로 인해 피스톤과 실린더의 온도가 상승하여 피스톤의 흡입 포트로 유입되는 흡입 가스의 온도가 상승한다.
또한, 급유 장치에 의해 공급된 오일이 토출 커버와 열교환함으로 인해 흡입 영역과 압축 영역의 온도가 증가한다.
따라서, 리니어 압축기의 효율 저하가 발생된다.
한국 공개특허공보 제10-2009-0041720호 (2009.04.29. 공개)
본 명세서가 해결하고자 하는 과제는 토출계의 단열 구조를 개선하여 토출 가스의 온도는 상승시키고, 흡입 가스의 과열은 방지한 리니어 압축기를 제공하는 것이다.
본 명세서가 해결하고자 하는 다른 과제는 오일 열교환 구조를 개선하여 토출 가스의 온도는 상승시키고, 흡입 가스의 과열은 방지한 리니어 압축기를 제공하는 것이다.
본 명세서가 해결하고자 하는 또 다른 과제는 효율이 향상된 리니어 압축기를 제공하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 명세서의 일 면(aspect)에 따른 리니어 압축기는 토출 밸브 어셈블리의 토출 캡과 프레임에 결합된 실린더 사이 및 토출 캡과 프레임 사이에 단열 플레이트가 위치한다.
그리고, 토출 밸브 어셈블리의 토출 커버의 외면에는 단열 코팅층이 형성된다.
단열 플레이트와 단열 코팅층은 0.2 내지 0.4 W/(m·K)의 열 전도율을 갖는 재질로 형성될 수 있다.
본 명세서의 실시 예에 따른 리니어 압축기는 토출계(토출 커버 어셈블리)와 실린더 및 상기 토출계와 프레임 사이에 위치한 단열 플레이트에 의해 상기 토출계의 열이 상기 실린더 및 프레임에 전달되는 것을 차단 내지 최소화할 수 있다.
또한, 토출계에 구비된 토출 커버의 외면에 형성된 단열 코팅층에 의해 상기 토출계의 열이 상기 실린더 및 프레임에 전달되는 것이 더욱 억제된다.
또한, 오일 회수 유로에서 배출된 오일이 리니어 압축기의 축방향 전방으로 유동하는 것을 상기 단열 플레이트가 차단함과 아울러, 차단된 오일이 단열 플레이트의 측면을 통해 쉘 내부로 유동한다.
따라서, 토출 가스의 온도는 상승시키고, 흡입 가스의 과열은 방지할 수 있으며, 흡입 가스의 온도 상승을 방지하여 차가운 냉매를 냉매 흡입 영역에 유지할 수 있으므로, 압축 과정의 효율이 저하하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 오일이 압축부 및 모터와 효율적으로 열교환되므로, 방열 기능이 증가한다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 압축기는, 냉매의 토출 온도를 종래의 리니어 압축기에 비해 대략 2.8도 정도 상승시킬 수 있으며, 냉매의 에너지 효율비(EER: energy efficiency ratio)를 종래의 리니어 압축기에 비해 대략 0.12 정도 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 압축기의 구성을 보여주는 주요부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 압축기에 구비된 단열 플레이트의 제1 실시 예의 구성을 보여주는 정면 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시한 단열 플레이트의 구성을 보여주는 후면 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 압축기에 구비된 단열 플레이트의 제2 실시 예의 구성을 보여주는 후면 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 압축기에 구비된 단열 플레이트의 제3 실시 예의 구성을 보여주는 후면 사시도이다.
도 7은 종래 기술에 따른 리니어 압축기와 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 압축기의 복수 지점에서 측정된 온도를 비교한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서(discloser)에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 명세서의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 명세서(discloser)의 용어는 document, specification, description 등의 용어로 대체할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 압축기의 구성을 보여주는 주요부 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 압축기에 구비된 단열 플레이트의 제1 실시 예의 구성을 보여주는 정면 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시한 단열 플레이트의 구성을 보여주는 후면 사시도이다..
본 발명의 실시 예에 따른 리니어 압축기는 일부 구성을 제외하면 전술한 도 1의 리니어 압축기와 동일 내지 유사한 구성을 가지므로, 도 1의 리니어 압축기와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 밀폐 용기인 쉘(S)의 내측에는 프레임(1), 실린더(2), 피스톤(3), 흡입 밸브(4), 토출 밸브 어셈블리(5), 모터 커버(도시하지 않음), 서포터(도시하지 않음), 본체 커버(도시하지 않음), 메인 스프링들(도시하지 않음), 머플러 어셈블리(도시하지 않음), 리니어 모터(도시하지 않음), 급유 장치(도시하지 않음)로 이루어진 구조체가 탄성 지지되도록 설치된다.
실린더(2)가 프레임(1)에 끼움 고정되고, 토출 밸브(5a), 토출 캡(5b), 토출 밸브 스프링(5c), 토출 커버(5d)로 이루어진 토출 밸브 어셈블리(5)가 실린더(2)의 일단을 막아주도록 설치되는 반면, 피스톤(3)이 실린더(2) 내측에 삽입되고, 박형의 흡입 밸브(4)가 피스톤(2)의 흡입구(3a)를 개폐시키도록 설치된다.
리니어 모터(도시하지 않음)는 이너 스테이터(도시하지 않음)와 아우터 스테이터(도시하지 않음) 사이에 간극을 유지하면서 영구자석(도시하지 않음)이 왕복 직선 운동 가능하도록 설치되되, 영구자석(도시하지 않음)이 연결 부재(도시하지 않음)에 의해 피스톤(3)과 연결되도록 설치되고, 이너 스테이터(도시하지 않음)와 아우터 스테이터(도시하지 않음) 및 영구자석(도시하지 않음) 사이에 상호 전자기력에 의해 영구자석(도시하지 않음)이 왕복 직선 운동하면서 피스톤(3)을 작동시킨다.
모터 커버(도시하지 않음)는 아우터 스테이터(도시하지 않음)를 고정시키기 위하여 아우터 스테이터(도시하지 않음)를 축방향으로 지지하는 동시에 프레임(1)에 볼트 고정되고, 본체 커버(도시하지 않음)는 모터 커버(도시하지 않음)에 결합되되, 모터 커버(도시하지 않음)와 본체 커버(도시하지 않음) 사이에는 피스톤(3)의 다른 일단과 연결된 서포터(도시하지 않음)가 메인 스프링들(도시하지 않음)에 의해 축방향으로 탄성 지지되도록 설치되고, 냉매를 흡입시키는 머플러 어셈블리(도시하지 않음) 역시 서포터(도시하지 않음)와 같이 체결된다.
이때, 메인 스프링들(도시하지 않음)은 서포터(도시하지 않음)를 기준으로 상하 및 좌우 대칭되는 위치에 4개의 전방 스프링(도시하지 않음) 및 4개의 후방 스프링(도시하지 않음)을 포함하되, 리니어 모터(도시하지 않음)가 작동됨에 따라 전방 스프링들(도시하지 않음)과 후방 스프링들(도시하지 않음)이 반대로 거동하면서 피스톤(3) 및 서포터(도시하지 않음)를 완충시킨다. 그 외에도 압축 공간(P) 측의 냉매가 일종의 가스 스프링으로 작용하여 피스톤(3) 및 서포터(도시하지 않음)를 완충시킨다.
급유 장치(도시하지 않음)는 급유관, 오일 펌핑부, 오일 밸브 어셈블리 등으로 이루어지되, 프레임(1)의 하부 내측에 구비된 오일 공급 유로(OP1)를 통하여 오일을 실린더(2)와 피스톤(3) 사이의 간극으로 공급하여 윤활/냉각시킨 다음, 프레임(1)의 상부 내측에 구비된 오일 회수 유로(OP2)를 통하여 실린더(2)와 피스톤(3) 사이의 간극으로 공급된 오일을 회수하여 토출시킨다.
도 2에서, 화살표는 오일의 유동 경로를 나타낸다.
따라서, 리니어 모터(도시하지 않음)가 작동되면, 피스톤(3) 및 이와 연결된 머플러 어셈블리(도시하지 않음)가 왕복 직선 운동하게 되고, 압축 공간(P)의 압력이 가변됨에 따라 흡입 밸브(4) 및 토출 밸브 어셈블리(5)의 작동이 자동적으로 조절되며, 이와 같은 작동에 의해 냉매가 쉘 측의 흡입관, 본체 커버(도시하지 않음)의 개구부, 머플러 어셈블리(도시하지 않음), 피스톤(3)의 흡입구들(3a)을 지나 압축 공간(P)으로 흡입되어 압축된 다음, 토출캡(5b), 루프 파이프 및 쉘 측의 유출관을 통하여 외부로 빠져나간다.
이때, 피스톤(3)이 왕복 직선 운동함에 따라 진동이 발생되고, 진동에 의해 급유 장치(도시하지 않음)가 쉘 바닥면의 오일을 펌핑하면, 오일은 오일 공급 유로(OP1) 및 오일 회수 유로(OP2)를 통하여 펌펑/순환되면서 실린더(2)와 피스톤(3) 등과 같은 부품을 윤활/냉각시키는 작용을 한 다음, 다시 프레임(1)의 일면을 따라 흘러내려 쉘의 바닥면으로 모아지는 과정을 반복한다.
이러한 구성의 리니어 압축기에 있어서, 토출 캡(5b)과 실린더(2) 사이 및 토출 캡(5b)과 프레임(1) 사이에는 단열 플레이트(30)가 위치한다.
단열 플레이트(30)는 0.2 내지 0.4 W/(m·K)의 열 전도율을 갖는 플라스틱 재질로 형성된다.
그리고 단열 플레이트(30)는 프레임(1)에 체결되는 고정부(31)와, 고정부(31)의 상부에 구비되며 오일 회수 유로(OP2)에서 배출된 오일이 축방향 전방으로 유동하는 것을 차단하는 플랜지부(33)를 포함한다.
이때, 단열 플레이트(30)의 고정부(31)는 플랜지부(33)보다 두껍게 형성된다.
그리고, 플랜지부(33)에 의해 축방향 전방으로의 유동이 차단된 오일이 고정부(31)의 상부면(31-1)과 측면(31-2)을 따라 유동하도록 하기 위해, 단열 플레이트(30)는 고정부(31)의 상부면(31-1)이 플랜지부(33)와 프레임(1)의 사이에 위치하도록 설치된다.
따라서, 오일 회수 유로(OP2)에서 배출된 오일은 단열 플레이트(30)의 플랜지부(33)에 부딪히게 되고, 플랜지부(33)에 부딪힌 오일은 고정부(31)의 상부면(31-1)과 측면(31-2)에 의해 형성된 오일 유로를 따라 유동하여 쉘(S)의 바닥면에 모아지게 된다.
단열 성능을 확보하기 위해, 단열 플레이트(30)의 고정부(31)는 1mm 이상의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
단열 플레이트(30)의 고정부(31)에는 실린더(2)에 연통하는 연통공(35)이 구비되고, 연통공(35)의 주변으로 상기 고정부(31)에는 단열 플레이트(30)를 프레임(1)에 체결하기 위한 복수의 체결공(37)이 구비된다.
그리고, 연통공(35)의 주변으로 상기 고정부(31)에는 오링(O-ring)이 삽입되는 오링 홈(39)이 구비된다.
이러한 구성에 따르면, 압축 가스의 누설을 효과적으로 방지하면서도 조립성을 향상시킬 수 있다.
한편, 토출 커버(5d)의 외면에는 단열 코팅층(40)이 형성된다.
단열 코팅층(40)은 0.2 내지 0.4 W/(m·K)의 열 전도율을 갖는 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 1 내지 2mm의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
도 7은 종래 기술에 따른 리니어 압축기와 도 2의 실시 예에 따른 리니어 압축기의 복수 지점에서 측정된 온도를 비교한 그래프이다.
도 7을 참조하면, 냉매 입구단(냉매 흡입관)에서 측정된 온도는 종래의 경우 50.3도이지만, 본 발명의 실시 예의 경우 43.9도로 측정되었다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 압축기는 종래 기술에 따른 리니어 압축기에 비해 냉매 입구단에서 6.4도 정도 온도를 낮출 수 있다.
그리고 머플러 중간 지점에서 측정된 온도는 종래의 경우 52.6도이지만, 본 발명의 실시 예의 경우 48.5도로 측정되었다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 압축기는 종래 기술에 따른 리니어 압축기에 비해 머플러 중간 지점에서 4.1도 정도 온도를 낮출 수 있다.
그리고 머플러 끝단에서 측정된 온도는 종래의 경우 54.5도이지만, 본 발명의 실시 예의 경우 53.7도로 측정되었다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 압축기는 종래 기술에 따른 리니어 압축기에 비해 머플러 끝단에서 0.8도 정도 온도를 낮출 수 있다.
그리고 피스톤의 벽면에서 측정된 온도는 종래의 경우 54.4도이지만, 본 발명의 실시 예의 경우 54.2도로 측정되었다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 압축기는 종래 기술에 따른 리니어 압축기에 비해 냉매 입구단에서 0.2도 정도 온도를 낮출 수 있다.
그리고 피스톤의 흡입 포트 지점에서 측정된 온도는 종래의 경우 55도이지만, 본 발명의 실시 예의 경우 53.8도로 측정되었다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 압축기는 종래 기술에 따른 리니어 압축기에 비해 피스톤의 흡입 포트 지점에서 1.2도 정도 온도를 낮출 수 있다.
그리고, 리니어 모터 지점에서 측정된 온도는 종래의 경우 50.7도이지만, 본 발명의 실시 예의 경우 50도로 측정되었다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 압축기는 종래 기술에 따른 리니어 압축기에 비해 리니어 모터 지점에서 0.7도 정도 온도를 낮출 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 압축기는 토출계(토출 커버 어셈블리)와 실린더 및 상기 토출계와 프레임 사이에 위치한 단열 플레이트에 의해 상기 토출계의 열이 상기 실린더 및 프레임에 전달되는 것을 차단 내지 최소화할 수 있다.
또한, 토출계에 구비된 토출 커버의 외면에 형성된 단열 코팅층에 의해 상기 토출계의 열이 상기 실린더 및 프레임에 전달되는 것이 더욱 억제된다.
또한, 오일 회수 유로에서 배출된 오일이 리니어 압축기의 축방향 전방으로 유동하는 것을 상기 단열 플레이트가 차단함과 아울러, 차단된 오일이 단열 플레이트의 측면을 통해 쉘 내부로 유동하면서 리니어 모터에서 발생하는 열과 압축부에서 발생하는 열을 방열한다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 압축기는, 냉매의 토출 온도를 종래의 리니어 압축기에 비해 대략 2.8도 정도 상승시킬 수 있으며, 냉매의 에너지 효율비(EER: energy efficiency ratio)를 종래의 리니어 압축기에 비해 대략 0.12 정도 향상시킬 수 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 모터에 구비된 단열 플레이트의 다른 실시 예들에 대해 설명한다.
먼저, 도 5를 참조하여 단열 플레이트의 제2 실시 예에 대해 설명하면, 본 실시 예의 단열 플레이트(30A)는 플랜지부(33A)에 볼록부(33A-1)가 형성된 구성을 제외하면 나머지 구성이 도 3 및 도 4에 도시한 단열 플레이트(30)와 동일하다.
볼록부(33A-1)는 오일 회수 유로(OP2)에서 배출된 오일이 플랜지부(33A)에 부딪힌 후 프레임(1) 쪽으로 튀어나가는 것을 억제하기 위한 것으로, 오일 회수 유로(OP2)에서 배출된 오일이 부딪히는 영역에 형성될 수 있으며, 프레임(1) 쪽에서 볼 때 오목하게 형성된다.
하지만, 상기 볼록부(33A-1)를 형성하는 대신에 플랜지부(33A)의 단부를 프레임(1) 쪽으로 절곡함으로써 오일 회수 유로(OP2)에서 배출된 오일이 플랜지부(33A)에 부딪힌 후 프레임(1) 쪽으로 튀어나가는 것을 억제하는 것도 가능하다.
그리고 오일 회수 유로(OP2)에서 배출된 오일이 플랜지부(33A)에 부딪힌 후 프레임(1) 쪽으로 튀어나가는 것을 억제하기 위해, 오일을 흡수할 수 있는 스폰지 등을 부착하는 것도 가능하다.
다음으로, 도 6을 참조하여 단열 플레이트의 제3 실시 예에 대해 설명하면, 본 실시 예의 단열 플레이트(30B)는 고정부(31B)의 상부면의 적어도 일부가 경사면(31B-1)으로 형성된 구성을 제외하면 나머지 구성이 도 3 및 도 4에 도시한 단열 플레이트(30)와 동일하다.
경사면(31B-1)은 오일 회수 유로(OP2)에서 배출된 오일이 플랜지부(33A)에 부딪힌 후 고정부(31B)의 측면(31-2)으로 원활하게 유동할 수 있도록 하기 위한 것으로, 경사면(31B-1)의 폭 및 경사 각도 등은 적절한 범위 내에서 설정될 수 있다.
앞에서 설명된 본 명세서의 어떤 실시 예들 또는 다른 실시 예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 명세서의 어떤 실시 예들 또는 다른 실시 예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.
예를 들어 특정 실시 예 및/또는 도면에 설명된 A 구성과 다른 실시 예 및/또는 도면에 설명된 B 구성이 결합될 수 있음을 의미한다. 즉, 구성 간의 결합에 대해 직접적으로 설명하지 않은 경우라고 하더라도 결합이 불가능하다고 설명한 경우를 제외하고는 결합이 가능함을 의미한다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 명세서의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 명세서의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 명세서의 범위에 포함된다.
1: 프레임 2: 실린더
3: 피스톤 4: 흡입 밸브
5: 토출 밸브 어셈블리 30: 단열 플레이트
40: 단열 코팅층

Claims (13)

  1. 프레임;
    상기 프레임에 고정되고, 냉매가 압축되는 압축 공간이 내부에 구비된 실린더;
    상기 실린더의 내부에서 왕복 직선 운동하면서 냉매를 압축하는 피스톤;
    상기 프레임의 하부 내측에 구비되고, 상기 실린더와 상기 피스톤 사이의 공간으로 오일을 공급하는 오일 공급 유로;
    상기 프레임의 상부 내측에 구비되고, 상기 실린더와 상기 피스톤 사이의 공간에서 오일을 회수하는 오일 회수 유로; 및
    상기 프레임의 일면에 구비되는 토출 밸브 어셈블리
    를 포함하고,
    상기 토출 밸브 어셈블리는 축방향 전방에 위치하는 상기 실린더의 한쪽 개방단부에 설치되는 토출 캡 및 상기 축방향 전방에서 상기 토출 캡을 커버하는 토출 커버를 포함하며,
    상기 토출 캡과 상기 실린더 사이 및 상기 토출 캡과 상기 프레임 사이에는 단열 플레이트가 위치하는 리니어 압축기.
  2. 제1항에서,
    상기 단열 플레이트는 플라스틱 재질로 형성되는 리니어 압축기.
  3. 제2항에서,
    상기 플라스틱 재질로 형성된 단열 플레이트는 0.2 내지 0.4 W/(m·K)의 열 전도율을 갖는 리니어 압축기.
  4. 제1항에서,
    상기 단열 플레이트는 상기 프레임에 체결되는 고정부와, 상기 고정부의 상부에 구비되며 상기 오일 회수 유로에서 배출된 오일이 상기 축 방향 전방으로 유동하는 것을 차단하는 플랜지부를 포함하는 리니어 압축기.
  5. 제4항에서,
    상기 고정부는 상기 플랜지부보다 두껍게 형성되고, 상기 고정부의 상부면 및 측면은 오일 유로를 형성하는 리니어 압축기.
  6. 제5항에서,
    상기 고정부의 상부면 중 적어도 일부는 경사면으로 형성되는 리니어 압축기.
  7. 제5항에서,
    상기 고정부는 1mm 이상의 두께로 형성되는 리니어 압축기.
  8. 제5항에서,
    상기 고정부에는 상기 실린더에 연통하는 연통공이 구비되고, 상기 연통공의 주변으로 상기 고정부에는 복수의 체결공이 구비되는 리니어 압축기.
  9. 제8항에서,
    상기 연통공의 주변으로 상기 고정부에는 오링 홈이 구비되는 리니어 압축기.
  10. 제5항에서,
    상기 플랜지부에는 상기 축방향 전방을 향해 볼록하게 형성된 볼록부가 구비되는 리니어 압축기.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에서,
    상기 토출 커버의 외면에는 단열 코팅층이 형성되는 리니어 압축기.
  12. 제11항에서,
    상기 단열 코팅층은 0.2 내지 0.4 W/(m·K)의 열 전도율을 갖는 재질로 형성되는 리니어 압축기.
  13. 제11항에서,
    상기 단열 코팅층은 1 내지 2mm의 두께로 형성되는 리니어 압축기.
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