WO2018030779A1 - 리니어 압축기 - Google Patents

리니어 압축기 Download PDF

Info

Publication number
WO2018030779A1
WO2018030779A1 PCT/KR2017/008607 KR2017008607W WO2018030779A1 WO 2018030779 A1 WO2018030779 A1 WO 2018030779A1 KR 2017008607 W KR2017008607 W KR 2017008607W WO 2018030779 A1 WO2018030779 A1 WO 2018030779A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
spring
coupling groove
supporter
piston
refrigerant
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/008607
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이수석
박정식
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to US16/324,798 priority Critical patent/US11512684B2/en
Priority to EP17839797.2A priority patent/EP3499035B1/en
Publication of WO2018030779A1 publication Critical patent/WO2018030779A1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • F04B35/045—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric using solenoids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F04B39/121—Casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F04B39/123—Fluid connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F04B39/128—Crankcases

Definitions

  • This specification relates to a linear compressor.
  • the cooling system is a system that circulates a refrigerant to generate cold air, and repeatedly compresses, condenses, expands, and evaporates the refrigerant.
  • the cooling system includes a compressor, a condenser, an expansion device and an evaporator.
  • the cooling system may be installed in a refrigerator or an air conditioner as a home appliance.
  • a compressor is a mechanical device that increases power by compressing air, refrigerant, or other various working gases by receiving power from a power generator such as an electric motor or a turbine. It is used.
  • compressors can be classified into reciprocating compressors for compressing refrigerant while linearly reciprocating inside the cylinders by forming a compression space in which the working gas is absorbed and discharged between the piston and the cylinder.
  • a rotary compressor and orbiting scroll (Orbiting) for compressing the refrigerant while the roller is eccentrically rotated along the inner wall of the cylinder is formed between the roller and the eccentric rotating roller and the cylinder is formed.
  • Compression spaces are formed between the scroll and the fixed scroll, and the working gas is absorbed and discharged, and the rotating scroll rotates along the fixed scroll and may be classified as a scroll compressor that compresses the refrigerant.
  • a piston is directly connected to a drive motor for reciprocating linear motion, thereby improving a compression efficiency without mechanical loss due to a motion conversion, and a linear compressor having a simple structure has been developed.
  • the linear compressor is configured to suck, compress and then discharge the refrigerant while the piston moves in a closed shell to reciprocate linearly inside the cylinder by the linear motor.
  • the linear motor is configured such that a permanent magnet is positioned between the inner stator and the outer stator, and the permanent magnet is driven to linearly reciprocate by mutual electromagnetic force between the permanent magnet and the inner (or outer) stator. Then, as the permanent magnet is driven in a state connected to the piston, the piston sucks and compresses the refrigerant while discharging the refrigerant while reciprocating linearly inside the cylinder.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 2015-0100730 discloses an apparatus and method for mounting a resonant spring in a linear motor compressor and a linear motor compressor.
  • the linear motor compressor of the prior art has a cylinder crankcase forming a compression chamber and accommodating a drive means and a piston therein, a first diameter end segment fixed to the drive means by a first fastening means, and a second fastening means.
  • Means for resonant spring having a second diameter end segment secured to said cylinder crankcase.
  • the axes of the first and second diameter end segments are intersected with the axes of the cylindrical section of the cylinder crankcase with the first and second diameter end segments fixed to the drive means and the cylinder crankcase by fastening means.
  • a portion of the resonant spring means is arranged to surround the outside of the cylinder crankcase.
  • each of the first fixing means and the second fixing means secures the resonant spring means using tightening means.
  • the portion of the resonant spring means that engages the first and second fixing means must be broken.
  • the resonant spring means includes a bent portion, stress concentrates on the bent portion, which causes a high possibility of breakage of the resonant spring.
  • the spring stiffness k is proportional to the wire diameter d of the spring (diameter of the coil of the spring) and inversely proportional to the spring center diameter D.
  • the wire diameter (d) of the spring should be increased to prevent the spring rigidity from falling. do.
  • the size of the resonant spring means is increased and the mass is increased, and the cost of the resonant spring means must be designed and manufactured separately.
  • the diameter end segments of the resonant spring means must be inserted into the respective fixing means in order to be fixed by the tightening means, in which case the shaft and the drive of the resonant spring means are not in the correct position to be fixed.
  • the axes of the means do not coincide.
  • the lateral force of the resonant spring means acts as the drive means, causing the piston to wear out.
  • An object of the present invention is to provide a linear compressor in which the coupling structure of the spring for piston resonance is simplified.
  • a linear compressor includes a shell provided with a suction part; A cylinder provided inside the shell to form a compression space of the refrigerant; A piston provided reciprocally in the axial direction inside the cylinder; And a spring mechanism for allowing the piston to resonate, wherein the spring mechanism includes a spring, a first supporter connected to one side of the spring and moving together with the piston, and the other side of the spring. It includes a second supporter, characterized in that each of the supporter is formed with a coupling groove for fitting the spring is fitted.
  • the mass of the spring itself can be reduced, so that the resonance frequency can be increased, thereby enabling high speed operation.
  • the spring can be fitted to each of the supporters by the operation of rotating the spring, the assembly structure of the spring is simplified, and the spring is prevented from being bent in the process of coupling the spring to one or more points of the spring. Concentration of stress is prevented.
  • the spring can be fitted to each of the supporters by rotating the spring, when the first supporter with the spring is coupled to the connection member, the shaft of the spring and the shaft of the piston are aligned by the user. If not, it can be automatically aligned by mechanical shape.
  • the coupling groove includes a first coupling groove having a first depth and a second coupling groove having a second depth
  • the spring is coupled to the second coupling groove in a process of coupling the springs to the respective supporters.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the internal configuration of a linear compressor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a spring mechanism according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a perspective view of a first supporter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for showing a coupling structure of the spring and the first supporter of FIG.
  • FIG. 5 is a sectional view of a second supporter
  • FIG. 6 and 7 are views illustrating the operation of the spring unit and the refrigerant flow during the operation of the linear compressor.
  • FIG. 6 shows a piston located at a bottom dead center
  • FIG. 7 shows a piston located at a top dead center. .
  • Figure 1 is a cross-sectional view showing the internal configuration of a linear compressor according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a perspective view of a spring mechanism according to an embodiment of the present invention.
  • the linear compressor 10 according to an embodiment of the present invention includes a shell 100, a cylinder 120 provided inside the shell 100, and an interior of the cylinder 120.
  • the reciprocating linear motion piston 130 and may include a motor assembly 200 for imparting a driving force to the piston (130).
  • the shell 100 may be configured by combining the upper shell and the lower shell, it is noted that there is no limitation on the configuration of the shell 100 in the present invention.
  • the shell 100 may include a suction part 101 through which the refrigerant flows and a discharge part 105 through which the refrigerant compressed in the cylinder 120 is discharged.
  • the refrigerant sucked through the suction unit 101 flows into the piston 130.
  • a compression space P through which the refrigerant is compressed by the piston 130 is formed inside the cylinder 120.
  • the piston 130, the suction hole (131a) for introducing the refrigerant into the compression space (P) is formed, the suction hole for selectively opening the suction hole (131a) on one side of the suction hole (131a) Valve 132 is provided inside the cylinder 120.
  • discharge valve assembly 170, 172, 174 for discharging the refrigerant compressed in the compression space (P) is provided.
  • the compression space P may be understood as a space formed between one end of the piston 130 and the discharge valve assembly (170, 172, 174).
  • the discharge valve assemblies 170, 172, and 174 may be opened when the discharge cover 172 forming the discharge space of the refrigerant and the pressure of the compression space P becomes higher than the discharge pressure to introduce the refrigerant into the discharge space. It may include a discharge valve 170 and the valve spring 174 is provided between the discharge valve 170 and the discharge cover 172 to impart an elastic force in the axial direction.
  • axial direction may be understood as a direction in which the piston 130 reciprocates, that is, in a transverse direction in FIG. 1.
  • the intake valve 132 may be disposed on one side of the compression space P, and the discharge valve 170 may be provided on the other side of the compression space P, that is, on the opposite side of the intake valve 132.
  • the valve spring 174 is deformed to open the compression space (P), the refrigerant valve is the compression space ( Discharged from P) and discharged into the discharge space in the discharge cover 172.
  • the refrigerant in the discharge space may flow into the loop pipe 178 through the discharge muffler 176.
  • the discharge muffler 176 may reduce the flow noise of the compressed refrigerant, and the loop pipe 178 guides the compressed refrigerant to the discharge unit 105.
  • the loop pipe 178 may be coupled to the discharge muffler 176 to extend roundly, and may be coupled to the discharge part 105.
  • the linear compressor 10 may further include a frame 110.
  • the frame 110 is configured to fix the cylinder 120 and may be integrally formed with the cylinder 120 or may be fastened with the cylinder 120 by a separate fastening member.
  • the discharge cover 172 and the discharge muffler 176 may be coupled to the frame 110.
  • the motor assembly 200 includes an outer stator 210 fixed to the frame 110 and arranged to surround the cylinder 120, and an inner stator 220 spaced apart from the inner stator 210. And a permanent magnet 230 positioned in a space between the outer stator 210 and the inner stator 220.
  • the permanent magnet 230 may linearly reciprocate by mutual electromagnetic force between the outer stator 210 and the inner stator 220.
  • the permanent magnet 230 may be configured as a single magnet having one pole or a plurality of magnets having three poles are combined.
  • the permanent magnet 230 may be coupled to the piston 130 by a connection member 138.
  • the connection member 138 may extend from one end of the piston 130 to the permanent magnet 130. As the permanent magnets 230 linearly move, the piston 130 may linearly reciprocate in the axial direction together with the permanent magnets 230.
  • the outer stator 210 may include coil windings 213 and 215 and a stator core 211.
  • the coil windings 213 and 215 may include a bobbin 213 and a coil 215 wound in the circumferential direction of the bobbin 213.
  • the cross section of the coil 215 may have a polygonal shape, for example, may have a hexagonal shape.
  • the stator core 211 may be formed by stacking a plurality of laminations in a circumferential direction and may be disposed to surround the coil windings 213 and 215.
  • the magnetic flux flowing along the outer stator 210 and the inner stator 220 and the magnetic flux of the permanent magnet 230 may interact to generate a force for moving the permanent magnet 230.
  • One side of the outer stator 210 is provided with a stator cover 240.
  • One end of the outer stator 210 may be supported by the frame 110, and the other end of the outer stator 210 may be supported by the stator cover 240.
  • the inner stator 220 is fixed to the outer circumference of the cylinder 120.
  • the inner stator 220 is configured by stacking a plurality of laminations in the circumferential direction from the outside of the cylinder 120.
  • the linear compressor 10 may further include a back cover 115.
  • the back cover 115 may be fixed to the staker cover 240.
  • the back cover 115 may have an opening 116 through which a refrigerant passes.
  • the linear compressor 10 may further include a spring mechanism 300 for allowing the piston 130 to resonate.
  • One side of the spring mechanism 300 may be fixed to the connecting member 138 connected to the piston 130, and the other side may be fixed to the back cover 115. Alternatively, the other side of the spring mechanism 300 may be directly connected to the piston 130.
  • the back cover 115 may fixedly support the spring mechanism 300. Therefore, one end of the spring mechanism 300 is a fixed end, the other end is a free end.
  • the spring mechanism 300 is a spring 310 which is an elastic member having a natural frequency controlled, a first supporter 320 to which one side of the spring 310 is connected, and the other side of the spring 310 is connected. It may include a second supporter 350.
  • the spring 310 may be a coil spring.
  • the spring mechanism 300 is connected to the connection member 138 and the back cover 115 in a state where the first supporter 320, the spring 310, and the second supporter 350 are arranged in a line. It is fixed.
  • a single spring 310 acts to resonate the piston 130 between the piston 130 and the back cover 115, the mass of the spring 310 itself can be reduced. There is an advantage that the resonant frequency can be increased, thereby enabling high speed operation.
  • the linear compressor 10 may further include a suction muffler.
  • the suction muffler may be fixed to the connection member 138 or the first supporter 320 to reduce the flow noise of the refrigerant. At least a portion of the suction muffler may be located in an inner region of the spring 310.
  • FIG. 3 is a perspective view of a first supporter according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a view illustrating a coupling structure of the spring and the first supporter of FIG. 3
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the second supporter.
  • the first supporter 320 may include a first supporter body 322.
  • the first supporter body 322 may be formed in a cylindrical shape having a first space 328 therein.
  • the mass of the first supporter body 322 may be reduced, and a passage through which the refrigerant may flow may be provided.
  • the outer diameter Ds of the first supporter body 322 may be the same as the center diameter Dm of the spring 310.
  • the spring 310 may be coupled to an outer circumferential surface of the first supporter body 322.
  • coupling grooves 323 and 324 for coupling the spring 310 to the outer circumferential surface of the first supporter body 322 may be provided.
  • the coupling grooves 323 and 324 may extend in a spiral shape so that the spring 310 may be directly coupled.
  • the spring 310 is compressible and tensionable, and the compression and tension direction of the spring 310 is referred to as the "long direction" (left and right direction based on Figure 4), the direction perpendicular to the longitudinal direction It defines as the "radial direction” (up and down direction based on Figure 4) of the spring 310.
  • the spring 310 may be coupled to the first supporter body 322 for one or more turns so that the coupling force between the spring 310 and the first supporter 320 is increased.
  • the coupling grooves 323 and 324 may include a first coupling groove 323 and a second coupling groove 324.
  • the pitch between the first defect groove 323 and the second coupling groove 324 is equal to the pitch of the spring 310.
  • the width of each of the coupling grooves 323 and 324 may be equal to or smaller than the diameter D of the coil of the spring 310.
  • the spring 310 is rotated about a longitudinal axis to rotate the spring 310 to the coupling grooves 323 and 324. ) Can be fitted.
  • the radius Rg2 to the second coupling groove 324 is based on the center of the first supporter 320 so that the coupling force between the spring 310 and the first supporter 320 is increased. It may be formed larger than the radius (Rg1) to the first coupling groove 323 with respect to the center of the supporter 320.
  • the radius Rg2 from the center of the first supporter 320 to the second coupling groove 324 is larger than the radius Dm / 2 of the spring 310.
  • the depth of depression (first depth) of the first coupling groove 323 is deeper than the depth of depression (second depth) of the second coupling groove 324.
  • the coupling grooves 323 and 324 have a predetermined length in the form of a spiral, and some sections have a first depth and some other sections or the other sections have a second depth.
  • a portion having a radius of a portion of the center of the first supporter 320 as the first radius Rg1 regardless of the number of turns of the coupling grooves 323 and 324 is referred to as the first coupling groove 323.
  • a portion having a radius from the center of the first supporter 320 having the second radius Rg2 may be referred to as a second coupling groove 324.
  • a first coupling groove 323 may be formed as the first turn, and the second coupling groove 324 may extend from the first coupling groove 323.
  • a portion of the first turn includes the first coupling groove 323, and a portion of the first turn includes the second coupling groove 324, and the second coupling groove 324 is part of the second turn. Or all of them.
  • the spring 310 is first coupled to the first coupling groove 323 and then coupled to the second coupling groove 324.
  • the spring 310 can be fitted into the coupling grooves 323 and 324 of the first supporter 320 by the operation of rotating the spring 310, the spring 310
  • the assembly structure is simplified and the spring 310 is prevented from bending to prevent concentration of stress at one or more points of the spring 310.
  • the spring 310 can be fitted into the coupling grooves 323 and 324 of the first supporter 320 by the operation of rotating the spring 310, the spring 310 is coupled to the first 1
  • two axes may be automatically aligned by a mechanical shape without the user aligning the shaft of the spring 310 and the shaft of the piston 130. .
  • the coupling grooves 323 and 324 include the first coupling groove 323 and the second coupling groove 324, the spring in the process of coupling the spring 310 to the first supporter 320.
  • the spring 310 is extended in the radial direction to increase the coupling force of the spring 310 and the second coupling groove 324.
  • the spring 310 may be prevented from falling out of the coupling grooves 323 and 324.
  • the spring 310 is coupled to the second coupling groove 324 in a state in which the spring 310 is extended in the radial direction, the spring 310 is operated even when a rotational force is applied to the spring 310. Falling out of the coupling grooves 323 and 324 can be prevented.
  • the first supporter 310 may further include a fastening part 326 to be fastened to the connection member 138.
  • the fastening part 326 may have a fastening hole 327 through which a fastening member such as a screw passes.
  • first supporter 320 may further include a refrigerant guide 329 for guiding the refrigerant flowing through the first space 328.
  • the coolant guide 329 may communicate with an internal space of the piston 130.
  • the second supporter 350 may include a second supporter body 352 having a second space 358.
  • the mass of the second supporter body 352 may be reduced, and a passage through which the refrigerant may flow may be provided.
  • the outer diameter of the second supporter body 352 may be the same as the central diameter Dm of the spring 310.
  • the spring 310 may be coupled to an outer circumferential surface of the second supporter body 352.
  • the second supporter body 352 may include coupling grooves 353 and 354. Description of the coupling grooves 323 and 324 of the first supporter body 322 may be applied to the coupling grooves 353 and 354 of the second supporter body 352 as it is, and thus, the second supporter body 352. Detailed description of the coupling grooves 353 and 354 will be omitted.
  • the second supporter body 352 may include a refrigerant passage hole 359 through which refrigerant passes.
  • the refrigerant passage hole 359 may be aligned with the opening 116 of the back cover 115.
  • the second supporter 350 may further include a fastening part 356 for fastening with the back cover 115.
  • the fastening part 356 may have a fastening hole 357 through which a fastening member such as a screw passes.
  • the second supporter 350 Since the back cover 115 to which the second supporter 350 is fastened is fixed to the stator cover 240, the second supporter 350 maintains a fixed state when the linear compressor 10 operates.
  • the connecting member 138 to which the first supporter 320 is fastened moves together with the piston 130, the spring 310 connected to the first supporter 320 may be compressed and tensioned in the longitudinal direction. Can be.
  • FIG. 6 and 7 illustrate the operation of the spring mechanism and the refrigerant flow during the operation of the linear compressor.
  • FIG. 6 shows a piston located at a bottom dead center
  • FIG. 7 shows a piston located at a top dead center. .
  • the compression space P expands to form a pressure P1.
  • the pressure P1 is formed lower than the suction pressure of the refrigerant. Therefore, the refrigerant sucked through the suction part 101 is introduced into the piston 130 after sequentially passing through the second supporter 350 and the first supporter 320. Thereafter, the refrigerant may be sucked into the compression space P through the open suction valve 132.
  • the permanent magnet 230 moves in the second direction (the right direction based on FIG. 7) opposite to the first direction, and thus, the piston ( 130 and the first supporter 320 moves in the second direction.
  • the piston 130 compresses the refrigerant in the compression space (P). Then, the spring 310 is tensioned.
  • the discharge valve 170 When the refrigerant pressure in the compression space P is greater than or equal to the discharge pressure, the discharge valve 170 is opened, and the refrigerant flows into the internal space of the discharge muffler 176 through the open discharge valve 170.
  • the discharge muffler 176 may reduce the flow noise of the compressed refrigerant.
  • the refrigerant may be introduced into the loop pipe 178 through the discharge muffler 176 and guided to the discharge unit 105.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

본 발명의 리니어 압축기는, 흡입부가 제공되는 쉘; 상기 쉘의 내부에 구비되며, 냉매의 압축 공간을 형성하는 실린더; 상기 실린더의 내부에서 축 방향으로 왕복 운동하게 제공되는 피스톤; 및 상기 피스톤이 공진 운동할 수 있도록 하기 위한 스프링 기구를 포함하고, 상기 스프링 기구는, 스프링과, 상기 스프링의 일측이 연결되며 상기 피스톤과 함께 이동하는 제 1 서포터와, 상기 스프링의 타측이 연결되는 제 2 서포터를 포함하고, 상기 각 서포터에는 상기 스프링이 끼움 결합되기 위한 결합홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

리니어 압축기
본 명세서는 리니어 압축기에 관한 것이다.
냉각 시스템이란, 냉매를 순환하여 냉기를 발생시키는 시스템으로서, 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 반복하여 수행한다. 이를 위하여, 상기 냉각 시스템에는, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기가 포함된다. 그리고, 상기 냉각 시스템은, 가전제품으로서 냉장고 또는 에어컨에 설치될 수 있다.
일반적으로 압축기(Compressor)는 전기모터나 터빈 등의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 공기나 냉매 또는 그 밖의 다양한 작동가스를 압축하여 압력을 높여주는 기계장치로서, 상기 가전제품 또는 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.
이러한 압축기를 크게 분류하면, 피스톤(Piston)과 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시키는 왕복동식 압축기(Reciprocating compressor)와, 편심 회전되는 롤러(Roller)와 실린더 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축공간이 형성되고 롤러가 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축시키는 회전식 압축기(Rotary compressor) 및 선회 스크롤(Orbiting scroll)과 고정 스크롤(Fixed scroll) 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축공간이 형성되고 상기 선회 스크롤이 고정 스크롤을 따라 회전하면서 냉매를 압축시키는 스크롤식 압축기(Scroll compressor)로 구분될 수 있다.
최근에는 상기 왕복동식 압축기 중에서 특히 피스톤이 왕복 직선 운동하는 구동모터에 직접 연결되도록 하여 운동전환에 의한 기계적인 손실이 없이 압축효율을 향상시킬 수 있고 간단한 구조로 구성되는 리니어 압축기가 개발되고 있다.
보통, 리니어 압축기는 밀폐된 쉘 내부에서 피스톤이 리니어 모터에 의해 실린더 내부에서 왕복 직선 운동하도록 움직이면서 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음 토출시키도록 구성된다.
상기 리니어 모터는 이너 스테이터 및 아우터 스테이터 사이에 영구자석이 위치되도록 구성되며, 영구자석은 영구자석과 이너(또는 아우터) 스테이터 간의 상호 전자기력에 의해 직선 왕복 운동하도록 구동된다. 그리고, 상기 영구자석이 피스톤과 연결된 상태에서 구동됨에 따라, 피스톤이 실린더 내부에서 왕복 직선운동하면서 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키도록 한다.
선행문헌인 한국공개특허공보 제2015-0100730호(공개일 2015.09.02.)에는 선형 모터 컴프레서에 공진 스프링을 장착하기 위한 장치 및 방법과 선형 모터 컴프레서가 개시된다.
선행문헌의 선형 모터 컴프레서는, 압축 챔버를 형성하고 내부에 구동 수단 및 피스톤을 수용하는 실린더 크랭크케이스와, 제 1 고착 수단에 의해 구동 수단에 고정되는 제 1 직경 단부 세그먼트와, 제 2 고착 수단에 의해 상기 실린더 크랭크케이스에 고정된 제 2 직경 단부 세그먼트를 가지는 공진 스프링을 수단을 포함한다.
상기 제 1 및 제 2 직경 단부 세그먼트가 고착 수단 들에 의해서 구동 수단 및 실린더 크랭크 케이스에 고정된 상태에서 상기 제 1 및 제 2 직경 단부 세그먼트의 축들은 실린더 크랭크케이스의 원통형 구역의 축들과 교차된다.
그리고, 상기 공진 스프링 수단의 일부는 상기 실린더 크랭크 케이스의 외부를 둘러싸도록 배치된다.
또한, 제 1 고착 수단 및 제 2 고착 수단 각각은 조임 수단을 이용하여 공진 스프링 수단을 고정시킨다.
이와 같은 선행문헌에 의하면 다음과 같은 문제가 있다.
먼저, 제 1 고착 수단 및 제 2 고착 수단 각각이 조임 수단을 이용하여 공진 스프링 수단을 고정시키므로 사용자의 작업 편의성이 저하되는 문제가 있다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 직경 단부 세그먼트의 축들은 실린더 크랭크케이스의 원통형 구역의 축들과 교차되므로, 공진 스프링 수단에서 제 1 고착 수단 및 제 2 고착 수단과 결합되는 부분이 꺽여야 한다. 이와 같이 공진 스프링 수단이 꺽인 부분을 포함하는 경우, 꺽인 부분에 응력이 집중하게 되어 공진 스프링의 파손 가능성이 높은 문제가 있다.
또한, 스프링 강성(k)은 스프링의 선경(d)(스프링의 코일의 직경)과 비례하고, 스프링 중심경(D)과 반비례한다. 그런데, 상기 공진 스프링 수단의 응력 집중을 줄이기 위해서 선행문헌과 같이 스프링 내경(D)을 키워 상기 실린더 크랭크 케이스를 감싸도록 배치하는 경우에는 스프링 강성 저하를 방지하기 위하여 스프링의 선경(d)이 증가되어야 한다. 이 경우 공진 스프링 수단의 크기가 커지고 질량이 증가되는 문제가 있고, 공진 스프링 수단을 별도로 설계 및 제조하여야 하므로, 비용이 증가되는 문제가 있다.
또한, 공진 스프링 수단의 직경 단부 세그먼트 들은 조임 수단에 의해서 고정되기 위하여 각 고착 수단에 삽입되어야 하는데, 이때, 상기 직경 단부 세그먼트가 고정되어야 할 정 위치에 놓이지 않은 경우에는, 공진 스프링 수단의 축과 구동 수단의 축이 일치하지 않는 문제가 있다. 이 경우 공진 스프링 수단의 측력(공진 스프링 수단의 축과 교차되는 반경 방향으로의 힘)이 상기 구동 수단으로 작용하게 되어 피스톤이 마모되는 문제가 있다.
만약, 상기 직경 단부 세그먼트를 고정되어야 할 정 위치에 놓기 위하여 별도의 가이드 지그를 사용하여야 하는 경우에는 사용자의 조립성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 피스톤 공진을 위한 스프링의 결합 구조가 간단해지는 리니어 압축기를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 공진 주파수가 증가되어 고속 운전이 가능한 리니어 압축기를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 스프링의 축과 피스톤의 축의 불일치에 따른 피스톤 마모 현상이 방지될 수 있는 리니어 압축기를 제공하는 것에 있다.
일 측면에 따른 리니어 압축기는, 흡입부가 제공되는 쉘; 상기 쉘의 내부에 구비되며, 냉매의 압축 공간을 형성하는 실린더; 상기 실린더의 내부에서 축 방향으로 왕복 운동하게 제공되는 피스톤; 및 상기 피스톤이 공진 운동할 수 있도록 하기 위한 스프링 기구를 포함하고, 상기 스프링 기구는, 스프링과, 상기 스프링의 일측이 연결되며 상기 피스톤과 함께 이동하는 제 1 서포터와, 상기 스프링의 타측이 연결되는 제 2 서포터를 포함하고, 상기 각 서포터에는 상기 스프링이 끼움 결합되기 위한 결합홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
제안되는 발명에 의하면, 단일의 스프링이 상기 피스톤 및 상기 백 커버 사이에서 상기 피스톤이 공진 운동하도록 하므로, 상기 스프링 자체의 질량이 줄어들 수 있어, 공진 주파수가 증가될 수 있고, 이에 따라 고속 운전이 가능한 장점이 있다.
또한, 상기 스프링을 회전 시키는 동작으로 상기 스프링을 상기 각 서포터에 끼움 결합할 수 있으므로, 상기 스프링의 조립 구조가 간단해지고, 상기 스프링의 결합 과정에서 스프링이 꺽이는 것이 방지되어 상기 스프링의 하나 이상의 지점에 응력이 집중되는 것이 방지된다.
또한, 상기 스프링을 회전 시키는 동작으로 상기 스프링을 상기 각 서포터에 끼움 결합할 수 있으므로, 상기 스프링이 결합된 제 1 서포터를 상기 연결부재에 체결하면, 상기 스프링의 축과 상기 피스톤의 축을 사용자가 정렬하지 않아도 기구적 형상에 의해서 자동으로 정렬될 수 있다.
따라서 피스톤의 축과 스프링의 축이 동심을 이루지 않는 것에 의한 피스톤의 마찰 현상이 방지될 수 있다.
또한, 상기 결합홈이 제 1 깊이를 가지는 제 1 결합홈과, 제 2 깊이를 가지는 제 2 결합홈을 포함하므로, 상기 스프링을 상기 각 서포터에 결합시키는 과정에서 상기 스프링이 상기 제 2 결합홈에 위치하는 경우 상기 스프링의 반경 방향으로 늘어나 상기 스프링과 상기 제 2 결합홈의 결합력이 증가되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 압축기의 내부 구성을 보여주는 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스프링 기구의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 서포터의 사시도.
도 4는 도 3의 제 1 서포터와 스프링의 결합 구조를 보여주기 위한 도면.
도 5는 제 2 서포터의 단면도.
도 6 및 도 7은 리니어 압축기의 작동 과정에서 스프링 유닛의 작동 및 냉매 유동을 보여주는 도면으로서, 도 6에는 피스톤이 하사점이 위치하는 것이 도시되고, 도 7에는 피스톤이 상사점에 위치하는 것이 도시된다.
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 일 실시예에 따른 리니어 압축기의 내부 구성을 보여주는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스프링 기구의 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기(10)는, 쉘(100), 상기 쉘(100)의 내부에 제공되는 실린더(120), 상기 실린더(120)의 내부에서 왕복 직선 운동하는 피스톤(130) 및 상기 피스톤(130)에 구동력을 부여하는 모터 어셈블리(200)를 포함할 수 있다.
상기 쉘(100)은 상부 쉘 및 하부 쉘이 결합되어 구성될 수 있으나, 본 발명에서 쉘(100)의 구성에는 제한이 없음을 밝혀둔다.
상기 쉘(100)은, 냉매가 유입되는 흡입부(101) 및 상기 실린더(120)의 내부에서 압축된 냉매가 배출되는 토출부(105)를 포함할 수 있다.
상기 흡입부(101)를 통하여 흡입된 냉매는 상기 피스톤(130)의 내부로 유동한다.
상기 실린더(120)의 내부에는, 상기 피스톤(130)에 의하여 냉매가 압축되는 압축 공간(P)이 형성된다. 그리고, 상기 피스톤(130)에는, 상기 압축 공간(P)으로 냉매를 유입시키는 흡입공(131a)이 형성되며, 상기 흡입공(131a)의 일측에는 상기 흡입공(131a)을 선택적으로 개방하는 흡입 밸브(132)가 제공된다.
상기 압축 공간(P)의 일측에는, 상기 압축 공간(P)에서 압축된 냉매를 배출시키기 위한 토출밸브 어셈블리(170, 172, 174)가 제공된다.
즉, 상기 압축 공간(P)은 상기 피스톤(130)의 일측 단부와 토출밸브 어셈블리(170, 172, 174)의 사이에 형성되는 공간으로서 이해될 수 있다.
상기 토출밸브 어셈블리(170, 172, 174)는, 냉매의 토출 공간을 형성하는 토출 커버(172)와, 상기 압축 공간(P)의 압력이 토출 압력 이상이 되면 개방되어 냉매를 상기 토출 공간으로 유입시키는 토출 밸브(170) 및 상기 토출 밸브(170)와 토출 커버(172)의 사이에 제공되어 축 방향으로 탄성력을 부여하는 밸브 스프링(174)을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, "축 방향"이라 함은, 상기 피스톤(130)이 왕복운동 하는 방향, 즉 도 1에서 가로 방향으로 이해될 수 있다.
상기 흡입 밸브(132)는 상기 압축 공간(P)의 일측에 배치되고, 상기 토출 밸브(170)는 상기 압축 공간(P)의 타측, 즉 상기 흡입 밸브(132)의 반대측에 제공될 수 있다.
상기 피스톤(130)이 상기 실린더(120)의 내부에서 왕복 직선 운동하는 과정에서, 상기 압축 공간(P)의 압력이 상기 토출 압력보다 낮고 흡입 압력 이하가 되면 상기 흡입 밸브(132)가 개방되어 냉매는 상기 압축 공간(P)으로 흡입된다. 반면에, 상기 압축 공간(P)의 압력이 상기 흡입 압력 이상이 되면 상기 흡입 밸브(132)가 닫힌 상태에서 상기 압축 공간(P)의 냉매가 압축된다.
한편, 상기 압축 공간(P)의 압력이 상기 토출 압력 이상이 되면, 상기 밸브 스프링(174)이 변형되어 상기 토출 밸브(170)가 상기 압축 공간(P)을 개방시키고, 냉매는 상기 압축 공간(P)으로부터 토출되어, 상기 토출 커버(172) 내의 토출공간으로 배출된다.
그리고, 상기 토출 공간의 냉매는 토출 머플러(176)를 거쳐 루프 파이프(178)로 유입될 수 있다. 상기 토출 머플러(176)는 압축된 냉매의 유동 소음을 저감시킬 수 있으며, 상기 루프 파이프(178)는 압축된 냉매를 상기 토출부(105)로 가이드 한다. 상기 루프 파이프(178)는 상기 토출 머플러(176)에 결합되어 라운드지게 연장되며, 상기 토출부(105)에 결합될 수 있다.
상기 리니어 압축기(10)는, 프레임(110)을 더 포함할 수 있다. 상기 프레임(110)은 상기 실린더(120)를 고정시키는 구성으로서, 상기 실린더(120)와 일체로 구성되거나 별도의 체결부재에 의하여 상기 실린더(120)와 체결될 수 있다. 그리고, 상기 토출 커버(172) 및 토출 머플러(176)는 상기 프레임(110)에 결합될 수 있다.
상기 모터 어셈블리(200)는, 상기 프레임(110)에 고정되어 상기 실린더(120)를 둘러싸도록 배치되는 아우터 스테이터(210)와, 상기 아우터 스테이터(210)의 내측으로 이격되어 배치되는 이너 스테이터(220) 및 상기 아우터 스테이터(210)와 이너 스테이터(220)의 사이 공간에 위치하는 영구자석(230)을 포함할 수 있다.
상기 영구자석(230)은, 상기 아우터 스테이터(210) 및 이너 스테이터(220)와의 상호 전자기력에 의하여 직선 왕복 운동할 수 있다. 그리고, 상기 영구자석(230)은 1개의 극을 가지는 단일 자석으로 구성되거나, 3개의 극을 가지는 다수의 자석이 결합되어 구성될 수 있다.
상기 영구자석(230)은 연결부재(138)에 의하여 상기 피스톤(130)에 결합될 수 있다. 상기 연결부재(138)는 상기 피스톤(130)의 일측 단부로부터 상기 영구자석(130)으로 연장될 수 있다. 상기 영구자석(230)이 직선 이동함에 따라, 상기 피스톤(130)은 상기 영구자석(230)과 함께 축 방향으로 직선 왕복 운동할 수 있다.
상기 아우터 스테이터(210)는, 코일 권선체(213, 215) 및 스테이터 코어(211)를 포함할 수 있다.
상기 코일 권선체(213, 215)는, 보빈(213) 및 상기 보빈(213)의 원주 방향으로 권선된 코일(215)을 포함할수 있다. 상기 코일(215)의 단면은 다각형 형상을 가질 수 있으며, 일례로 육각형의 형상을 가질 수 있다.
상기 스테이터 코어(211)는 복수 개의 라미네이션(lamination)이 원주 방향으로 적층되어 구성되며, 상기 코일 권선체(213, 215)를 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상기 모터 어셈블리(200)에 전류가 인가되면, 상기 코일(215)에 전류가 흐르게 되고, 상기 코일(215)에 흐르는 전류에 의해 상기 코일(215) 주변에 자속(flux)이 형성되며, 상기 자속은 상기 아우터 스테이터(210) 및 이너 스테이터(220)를 따라 폐회로를 형성하면서 흐르게 된다.
상기 아우터 스테이터(210)와 이너 스테이터(220)를 따라 흐르는 자속과, 상기 영구자석(230)의 자속이 상호 작용하여, 상기 영구자석(230)을 이동시키는 힘이 발생될 수 있다.
상기 아우터 스테이터(210)의 일측에는 스테이터 커버(240)가 제공된다. 상기 아우터 스테이터(210)의 일측단은 상기 프레임(110)에 의하여 지지되며, 타측단은 상기 스테이터 커버(240)에 의하여 지지될 수 있다.
상기 이너 스테이터(220)는 상기 실린더(120)의 외주에 고정된다. 그리고, 상기 이너 스테이터(220)는 복수 개의 라미네이션이 상기 실린더(120)의 외측에서 원주 방향으로 적층되어 구성된다.
상기 리니어 압축기(10)는, 백 커버(115)를 더 포함할 수 있다. 상기 백 커버(115)는 상기 스테이커 커버(240)에 고정될 수 있다. 상기 백 커버(115)에는 냉매가 통과하기 위한 개구(116)가 형성될 수 있다.
상기 리니어 압축기(10)는, 상기 피스톤(130)이 공진 운동할 수 있도록 하기 위한 스프링 기구(300)를 더 포함할 수 있다.
상기 스프링 기구(300)의 일측은 상기 피스톤(130)에 연결된 연결부재(138)에 고정되고, 타측은 상기 백 커버(115)에 고정될 수 있다. 이와 달리 상기 스프링 기구(300)의 타측이 상기 피스톤(130)에 직접 연결되는 것도 가능하다. 상기 백 커버(115)는 상기 스프링 기구(300)를 고정적으로 지지할 수 있다. 따라서, 상기 스프링 기구(300)의 일단은 고정단이고, 타단은 자유단이 된다.
상기 스프링 기구(300)는, 고유 진동수가 조절된 탄성부재인 스프링(310)과, 상기 스프링(310)의 일측이 연결되는 제 1 서포터(320)와, 상기 스프링(310)의 타측이 연결되는 제 2 서포터(350)를 포함할 수 있다. 상기 스프링(310)은 일 예로 코일 스프링일 수 있다.
따라서, 상기 제 1 서포터(320), 스프링(310) 및 상기 제 2 서포터(350)가 일렬로 배열된 상태에서 상기 스프링 기구(300)가 상기 연결부재(138) 및 상기 백 커버(115)에 고정된다.
본 실시 예에 의하면, 단일의 스프링(310)이 상기 피스톤(130) 및 상기 백 커버(115) 사이에서 상기 피스톤(130)이 공진 운동하도록 작용하므로, 상기 스프링(310) 자체의 질량이 줄어들 수 있어 공진 주파수가 증가될 수 있고, 이에 따라 고속 운전이 가능한 장점이 있다.
한편, 상기 리니어 압축기(10)는 도시되지는 않았으나, 흡입 머플러를 더 포함할 수 있다. 상기 흡입 머플러는 냉매의 유동 소음을 줄이기 위한 구성으로 상기 연결부재(138) 또는 상기 제 1 서포터(320)에 고정될 수 있다. 그리고, 상기 흡입 머플러의 적어도 일부는 상기 스프링(310)의 내측 영역에 위치될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 서포터의 사시도이고, 도 4는 도 3의 제 1 서포터와 스프링의 결합 구조를 보여주기 위한 도면이고, 도 5는 제 2 서포터의 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 제 1 서포터(320)는, 제 1 서포터 바디(322)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 서포터 바디(322)는 일 예로 내부에 제 1 공간(328)을 구비하는 원통 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 서포터 바디(322)가 상기 제 1 공간(328)을 구비함에 따라서 상기 제 1 서포터 바디(322)의 질량이 감소할 수 있고, 냉매가 유동할 수 있는 통로를 제공할 수 있다.
상기 제 1 서포터 바디(322)의 외경(Ds)은 상기 스프링(310)의 중심경(Dm)과 동일할 수 있다. 그리고, 상기 제 1 서포터 바디(322)의 외주면에 상기 스프링(310)이 결합될 수 있다.
이를 위하여, 상기 제 1 서포터 바디(322)의 외주면에는 상기 스프링(310)이 결합되기 위한 결합홈(323, 324)이 구비될 수 있다. 상기 결합홈(323, 324)은 상기 스프링(310)이 직접 결합될 수 있도록 나선 형상으로 연장될 수 있다.
본 발명에서 상기 스프링(310)은 압축 및 인장 가능하며, 상기 스프링(310)의 압축 및 인장 방향을 "종 방향"(도 4를 기준으로 좌우 방향)이라고 하고, 종 방향과 수직한 방향을 상기 스프링(310)의 "반경 방향"(도 4를 기준으로 상하 방향)이라고 정의한다.
이때, 상기 스프링(310)과 상기 제 1 서포터(320)의 결합력이 증가되도록, 상기 스프링(310)은 1턴 이상 상기 제 1 서포터 바디(322)에 결합될 수 있다.
본 발명에서 "턴"과 관련하여, 결합홈(323, 324)의 입구에서 결합홈이 상기 제 1 서포터 바디(322)의 외주면에서 나선형으로 360도 만큼 연장될 때를 1턴이라고 할 수 있다.
일 예로, 상기 결합홈(323, 324)은 제 1 결합홈(323)과 제 2 결합홈(324)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 결함홈(323)과 상기 제 2 결합홈(324) 간의 거리(pitch)는 상기 스프링(310)의 피치(pitch)와 동일하다. 그리고, 상기 각 결합홈(323, 324)의 폭은 상기 스프링(310)의 코일의 직경(D)와 동일하거나 작을 수 있다.
따라서, 상기 스프링(310)의 일단을 상기 결합홈(323, 324)의 입구와 정렬한 후에 상기 스프링(310)을 종 방향 축을 중심으로 회전시켜 상기 스프링(310)을 상기 결합홈(323, 324)에 끼움 결합할 수 있다.
이때, 상기 스프링(310)과 상기 제 1 서포터(320)의 결합력이 증가되도록 상기 제 1 서포터(320)의 중심을 기준으로 상기 제2결합홈(324)까지의 반경(Rg2)은 상기 제 1 서포터(320)의 중심을 기준으로 상기 제1결합홈(323)까지의 반경(Rg1) 보다 크게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제 1 서포터(320)의 중심에서 상기 제2결합홈(324) 까지의 반경(Rg2)은 상기 스프링(310)의 반경(Dm/2) 보다 크다.
따라서, 상기 제1결합홈(323)의 함몰 깊이(제1깊이)는 상기 제2결합홈(324)의 함몰 깊이(제2깊이) 보다 깊다.
본 발명에서 상술한 바와 같이 상기 결합홈(323, 324)은 나선 형태로 소정 길이로 형성되며, 일부 구간은 제1깊이를 가지고 다른 일부 구간 또는 나머지 구간은 제2깊이를 가진다.
따라서, 본 명세서에서 결합홈(323, 324)의 턴수와 무관하게 상기 제1서포터(320)의 중심으로부의 반경이 제1반경(Rg1)인 부분을 제1결합홈(323)이라 하고 상기 제1서포터(320)의 중심으로부터의 반경이 제2반경(Rg2)을 가지는 부분을 제2결합홈(324)이라 할 수 있다.
일 예로 제1결합홈(323)이 첫 번째 턴으로 형성되고, 상기 제1결합홈(323)에서 상기 제2결합홈(324)이 연장될 수 있다. 또는, 첫 번째 턴의 일부가 제1결합홈(323)을 포함하고 첫 번째 턴의 나머지 일부가 제2결합홈(324)을 포함하며, 상기 제2결합홈(324)이 두 번째 턴의 일부 또는 전부를 형성할 수 있다.
물론, 상기 스프링(310)은 상기 제1결합홈(323)에 먼저 결합된 후에 상기 제2결합홈(324)에 결합된다.
본 실시 예에 의하면, 상기 스프링(310)을 회전 시키는 동작으로 상기 스프링(310)을 상기 제 1 서포터(320)의 결합홈(323, 324)에 끼움 결합할 수 있으므로, 상기 스프링(310)의 조립 구조가 간단해지고, 상기 스프링(310)이 꺽이는 것이 방지되어 상기 스프링(310)의 하나 이상의 지점에 응력이 집중되는 것이 방지된다.
또한, 상기 스프링(310)을 회전시키는 동작으로 상기 스프링(310)을 상기 제 1 서포터(320)의 결합홈(323, 324)에 끼움 결합할 수 있으므로, 상기 스프링(310)이 결합된 상기 제 1 서포터(320)를 상기 연결부재(138)에 체결하면, 상기 스프링(310)의 축과 상기 피스톤(130)의 축을 사용자가 정렬하지 않아도 두 축 들이 기구적 형상에 의해서 자동으로 정렬될 수 있다.
따라서 피스톤(130)의 축과 상기 스프링(310)의 축이 동심을 이루지 않는 것에 의한 상기 피스톤(130)의 마찰 현상이 방지될 수 있다.
또한, 상기 결합홈(323, 324)이 제 1 결합홈(323)과 제 2 결합홈(324)을 포함하므로, 상기 스프링(310)을 상기 제 1 서포터(320)에 결합시키는 과정에서 상기 스프링(310)이 상기 제 2 결합홈(324)에 위치하는 경우 상기 스프링(310)이 반경 방향으로 늘어나 상기 스프링(310)과 상기 제 2 결합홈(324)의 결합력이 증가된다.
따라서, 상기 스프링(310)의 종 방향으로 압축되거나 인장되는 경우에도 상기 스프링(310)이 상기 결합홈(323, 324)에서 빠지는 것이 방지될 수 있다.
또한, 상기 스프링(310)이 반경 방향으로 늘어난 상태에서 상기 스프링(310)이 상기 제 2 결합홈(324)에 결합되어 있으므로, 상기 스프링(310)에 회전력이 작용하여도 상기 스프링(310)이 상기 결합홈(323, 324)에서 빠지는 것이 방지될 수 있다.
한편, 상기 제 1 서포터(310)는 상기 연결부재(138)에 체결되기 위한 체결부(326)를 더 포함할 수 있다. 상기 체결부(326)에는 스크류와 같은 체결부재가 관통하기 위한 체결홀(327)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 서포터(320)는 상기 제 1 공간(328)을 유동한 냉매를 안내하는 냉매 가이드(329)를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 서포터(320)가 상기 연결부재(138)에 체결된 상태에서 상기 냉매 가이드(329)는 상기 피스톤(130) 내부 공간과 연통될 수 있다.
상기 제 2 서포터(350)는 제 2 공간(358)을 구비하는 제 2 서포터 바디(352)를 포함할 수 있다.
상기 제 2 서포터 바디(352)가 상기 제 2 공간(358)을 구비함에 따라서 상기 제 2 서포터 바디(352)의 질량이 감소할 수 있고, 냉매가 유동할 수 있는 통로를 제공할 수 있다.
상기 제 2 서포터 바디(352)의 외경은 상기 스프링(310)의 중심경(Dm)과 동일할 수 있다. 그리고, 상기 제 2 서포터 바디(352)의 외주면에 상기 스프링(310)이 결합될 수 있다.
상기 제 2 서포터 바디(352)는 결합홈(353, 354)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 서포터 바디(322)의 결합홈(323, 324)에 대한 설명은 상기 제 2 서포터 바디(352)의 결합홈(353, 354)에 그대로 적용될 수 있으므로, 상기 제 2 서포터 바디(352)의 결합홈(353, 354)에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 제 2 서포터 바디(352)는 냉매가 통과하기 위한 냉매 통과홀(359)을 포함할 수 있다. 상기 냉매 통과홀(359)은 상기 백 커버(115)의 개구(116)와 정렬될 수 있다.
또한, 상기 제 2 서포터(350)는 상기 백 커버(115)와 체결되기 위한 체결부(356)를 더 포함할 수 있다. 상기 체결부(356)에는 스크류와 같은 체결부재가 관통하기 위한 체결홀(357)이 형성될 수 있다.
상기 제 2 서포터(350)가 체결되는 백 커버(115)는 스테이터 커버(240)에 고정되므로, 상기 리니어 압축기(10)의 작동 시 상기 제 2 서포터(350)는 고정된 상태를 유지한다.
반면, 상기 제 1 서포터(320)가 체결되는 상기 연결부재(138)는 피스톤(130)과 함께 이동하므로, 상기 제 1 서포터(320)에 연결된 상기 스프링(310)은 종 방향으로 압축 및 인장될 수 있다.
도 6 및 도 7은 리니어 압축기의 작동 과정에서 스프링 기구의 작동 및 냉매 유동을 보여주는 도면으로서, 도 6에는 피스톤이 하사점이 위치하는 것이 도시되고, 도 7에는 피스톤이 상사점에 위치하는 것이 도시된다.
도 3 내지 도 7을 참조하면, 상기 모터 어셈블리(200)가 구동하여 상기 영구자석(230)이 제1방향(도 6을 기준으로 좌측 방향)으로 이동하면, 상기 영구자석(130)에 결합된 상기 피스톤(130)은 상기 제1방향으로 이동한다. 그리고, 상기 피스톤(130)과 상기 연결부재(138)에 의해서 연결된 상기 제 1 서포터(320)도 상기 제1방향으로 이동한다. 따라서, 상기 스프링(310)은 압축된다.
상기 영구자석(230)이 상기 제1방향으로 이동함에 따라, 상기 압축 공간(P)은 확장되어 압력 P1을 형성하게 된다. 이 때, 압력 P1은 냉매의 흡입압력보다 낮게 형성된다. 따라서, 상기 흡입부(101)를 통하여 흡입된 냉매는 상기 제 2 서포터(350) 및 상기 제 1 서포터(320)를 순차적으로 통과한 후에 상기 피스톤(130) 내부로 인입된다. 그 후 냉매는 개방된 흡입 밸브(132)를 통하여 상기 압축 공간(P)으로 흡입될 수 있다.
상기 압축 공간(P)으로의 냉매 흡입이 완료되면, 상기 영구자석(230)이 제1방향과 반대 방향인 제2방향(도 7을 기준으로 우측 방향)으로 이동하며, 이에 따라, 상기 피스톤(130) 및 상기 제 1 서포터(320)가 제2방향으로 이동한다. 이 과정에서, 상기 피스톤(130)은 상기 압축공간(P)의 냉매를 압축한다. 그리고, 상기 스프링(310)은 인장된다.
상기 압축공간(P)의 냉매 압력이 토출 압력 이상이 되면 상기 토출 밸브(170)는 개방되며, 냉매는 개방된 토출 밸브(170)를 통하여 상기 토출 머플러(176)의 내부 공간으로 유동한다. 상기 토출 머플러(176)는 압축된 냉매의 유동 소음을 저감시킬 수 있다. 그리고, 냉매는 상기 토출 머플러(176)를 거쳐 루프 파이프(178)로 유입되며, 상기 토출부(105)로 가이드될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 흡입부가 제공되는 쉘;
    상기 쉘의 내부에 구비되며, 냉매의 압축 공간을 형성하는 실린더;
    상기 실린더의 내부에서 축 방향으로 왕복 운동하게 제공되는 피스톤; 및
    상기 피스톤이 공진 운동할 수 있도록 하기 위한 스프링 기구를 포함하고,
    상기 스프링 기구는, 스프링과,
    상기 스프링의 일측이 연결되며 상기 피스톤과 함께 이동하는 제 1 서포터와,
    상기 스프링의 타측이 연결되는 제 2 서포터를 포함하고,
    상기 각 서포터에는 상기 스프링이 끼움 결합되기 위한 결합홈이 형성되는 리니어 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 서포터는, 외주면에 상기 결합홈이 형성되는 서포터 바디를 포함하는 리니어 압축기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스프링은 코일 스프링이고,
    상기 각 서포터의 결합홈은 상기 스프링의 결합을 위하여 나선 형태로 연장되는 리니어 압축기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 결합홈은 상기 서포터 바디의 외주면에 1턴 이상 형성되는 리니어 압축기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 결합홈은 첫 번째 턴인 제1결합홈과 상기 제1결합홈에서 연장되는 제2결합홈을 포함하고,
    상기 제1결합홈과 상기 제2결합홈의 피치는 상기 스프링의 피치와 동일한 리니어 압축기.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 결합홈은, 상기 서포터의 중심으로부터 제1반경을 가지는 제1결합홈과, 상기 제1반경 보다 큰 제2반경을 가지는 제2결합홈을 포함하고,
    상기 스프링은 상기 제1결합홈에 결합된 후에 상기 제2결합홈에 결합되는 리니어 압축기.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 결합홈은, 제1깊이로 함몰되는 제1결합홈과, 제1깊이 보다 낮은 제2깊이로 함몰되는 제2결합홈을 포함하고,
    상기 스프링은 상기 제1결합홈에 결합된 후에 상기 제2결합홈에 결합되는 리니어 압축기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합홈의 폭은 상기 스프링의 코일의 직경과 동일하거나 작은 리니어 압축기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 서포터는 냉매 유동 통로를 제공하는 공간을 포함하는 리니어 압축기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 흡입부를 통하여 흡입된 냉매는 상기 제 2 서포터, 상기 스프링의 내측 영역 및 상기 제 1 서포터를 통과한 후에 상기 피스톤으로 유입되는 리니어 압축기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 서포터는 체결부재가 체결되기 위한 체결홀을 구비하는 체결부를 포함하는 리니어 압축기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 실린더의 외측에 제공되는 프레임과,
    상기 프레임에 지지되는 모터 어셈블리와,
    상기 모터 어셈블리를 지지하는 스테이터 커버와,
    상기 스테이터 커버에 결합되며 상기 스프링 기구를 지지하는 백 커버를 더 포함하고,
    상기 제 2 서포터는 상기 백 커버에 고정되는 리니어 압축기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 서포터는 상기 피스톤에 직접 연결되는 리니어 압축기.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 모터 어셈블리는, 아우터 스테이터와,
    상기 아우터 스테이터의 내측 영역에 위치되는 인너 스테이터와,
    상기 아우터 스테이터와 상기 인너 스테이터 사이에 위치되는 영구자석을 포함하고,
    상기 영구자석은 연결부재에 의해서 상기 피스톤에 결합되며,
    상기 제 1 서포터는 상기 연결부재에 결합되는 리니어 압축기.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 백 커버에는 냉매가 통과하는 개구가 구비되고,
    상기 제 2 서포터에는 상기 개구와 정렬되는 냉매 통과홀이 구비되는 리니어 압축기.
PCT/KR2017/008607 2016-08-11 2017-08-09 리니어 압축기 WO2018030779A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/324,798 US11512684B2 (en) 2016-08-11 2017-08-09 Linear compressor
EP17839797.2A EP3499035B1 (en) 2016-08-11 2017-08-09 Linear compressor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0102166 2016-08-11
KR1020160102166A KR20180017790A (ko) 2016-08-11 2016-08-11 리니어 압축기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018030779A1 true WO2018030779A1 (ko) 2018-02-15

Family

ID=61163161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/008607 WO2018030779A1 (ko) 2016-08-11 2017-08-09 리니어 압축기

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11512684B2 (ko)
EP (1) EP3499035B1 (ko)
KR (1) KR20180017790A (ko)
WO (1) WO2018030779A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3719317A1 (en) * 2019-04-03 2020-10-07 LG Electronics Inc. Linear compressor
US11384745B2 (en) 2018-07-17 2022-07-12 Lg Electronics Inc. Linear compressor

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210156095A (ko) * 2020-06-17 2021-12-24 엘지전자 주식회사 리니어 압축기

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006312926A (ja) * 2005-05-06 2006-11-16 Lg Electronics Inc リニア圧縮機
US20070110600A1 (en) * 2005-11-14 2007-05-17 Lg Electronic Inc. Linear Compressor
KR20080109050A (ko) * 2006-04-18 2008-12-16 월풀 에쎄.아. 리니어 압축기
KR20090041710A (ko) * 2007-10-24 2009-04-29 엘지전자 주식회사 리니어 압축기
US20130129540A1 (en) * 2010-08-05 2013-05-23 Ki Wook Song Linear compressor
KR20150100730A (ko) 2012-12-28 2015-09-02 월풀 에쎄.아. 선형 모터 컴프레서에 공진 스프링을 장착하기 위한 장치 및 방법과 선형 모터 컴프레서

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4817927A (en) * 1986-08-21 1989-04-04 Martin Door Manufacturing Coil torsion spring mounting cones with groove break and method of mounting
IT1291306B1 (it) * 1996-05-08 1999-01-07 Lg Electronics Inc Compressore lineare
DE10334906B4 (de) * 2002-07-30 2018-11-15 Andreas Stihl Ag & Co. Kg Antivibrationselement
US9217429B2 (en) * 2009-11-18 2015-12-22 Lg Electronics Inc. Linear compressor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006312926A (ja) * 2005-05-06 2006-11-16 Lg Electronics Inc リニア圧縮機
US20070110600A1 (en) * 2005-11-14 2007-05-17 Lg Electronic Inc. Linear Compressor
KR20080109050A (ko) * 2006-04-18 2008-12-16 월풀 에쎄.아. 리니어 압축기
KR20090041710A (ko) * 2007-10-24 2009-04-29 엘지전자 주식회사 리니어 압축기
US20130129540A1 (en) * 2010-08-05 2013-05-23 Ki Wook Song Linear compressor
KR20150100730A (ko) 2012-12-28 2015-09-02 월풀 에쎄.아. 선형 모터 컴프레서에 공진 스프링을 장착하기 위한 장치 및 방법과 선형 모터 컴프레서

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3499035A4

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11384745B2 (en) 2018-07-17 2022-07-12 Lg Electronics Inc. Linear compressor
US11434884B2 (en) 2018-07-17 2022-09-06 Lg Electronics Inc. Linear compressor
EP3719317A1 (en) * 2019-04-03 2020-10-07 LG Electronics Inc. Linear compressor
US11585333B2 (en) 2019-04-03 2023-02-21 Lg Electronics Inc. Linear compressor
US20230151801A1 (en) * 2019-04-03 2023-05-18 Lg Electronics Inc. Linear compressor

Also Published As

Publication number Publication date
US11512684B2 (en) 2022-11-29
EP3499035B1 (en) 2021-01-20
EP3499035A1 (en) 2019-06-19
US20190226466A1 (en) 2019-07-25
EP3499035A4 (en) 2019-12-25
KR20180017790A (ko) 2018-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017126871A1 (en) Linear compressor
WO2016182211A1 (en) Reciprocating compressor
KR102178072B1 (ko) 리니어 압축기
WO2018030779A1 (ko) 리니어 압축기
JP6573786B2 (ja) リニア圧縮機及びリニアモータ
WO2010016723A1 (ko) 리니어 압축기
KR20090041730A (ko) 리니어 압축기의 스테이터
WO2012018148A1 (ko) 리니어 압축기
WO2018131827A1 (en) Turbo compressor
WO2010016700A1 (ko) 리니어 압축기
WO2018147623A1 (en) Transverse flux type reciprocating motor and reciprocating compressor having a transverse flux type reciprocating motor
CN210183197U (zh) 横向磁通型线性马达和具有所述马达的线性压缩机
KR20180089746A (ko) 횡자속형 왕복동 모터 및 이를 구비한 왕복동식 압축기
KR102225071B1 (ko) 리니어 압축기
WO2017191904A1 (ko) 리니어 압축기
WO2010079885A2 (en) Reciprocating compressor and refrigerating machine having the same
KR102184999B1 (ko) 리니어 압축기
WO2021025366A1 (ko) 영구자석 동기전동기 및 이를 사용한 밀폐형 압축기
WO2011083906A2 (ko) 밀폐형 압축기
WO2018143592A1 (ko) 리니어 압축기
WO2019156318A1 (ko) 리니어 모터 및 이를 구비한 리니어 압축기
WO2016032140A1 (en) Linear compressor
WO2019240442A1 (ko) 리니어 압축기
WO2019235798A1 (ko) 압축기
WO2012005531A2 (ko) 왕복동식 압축기

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17839797

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017839797

Country of ref document: EP

Effective date: 20190311