WO2021145562A1 - 압축기 - Google Patents

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WO2021145562A1
WO2021145562A1 PCT/KR2020/017979 KR2020017979W WO2021145562A1 WO 2021145562 A1 WO2021145562 A1 WO 2021145562A1 KR 2020017979 W KR2020017979 W KR 2020017979W WO 2021145562 A1 WO2021145562 A1 WO 2021145562A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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compressor
shell cover
spring
shell
piston
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/017979
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김광욱
이장우
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
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    • 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
    • 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
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • F16F15/06—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with metal springs

Definitions

  • the present invention relates to a compressor. More particularly, it relates to a linear compressor that compresses a refrigerant by a linear reciprocating motion of a piston.
  • a compressor refers to a device configured to compress a working fluid such as air or a refrigerant by receiving power from a power generating device such as a motor or a turbine.
  • Such a compressor may be classified into a reciprocating compressor, a rotary compressor (rotary compressor), and a scroll compressor according to a method of compressing the refrigerant.
  • the reciprocating compressor forms a compression space in which the working gas is absorbed and discharged between the piston and the cylinder, and the piston compresses the refrigerant while linearly reciprocating inside the cylinder. It is formed between an eccentrically rotating roller and a cylinder, and the roller is eccentrically heated along the inner wall of the cylinder to compress the refrigerant. It is formed between the fixed scrolls and compresses the refrigerant while the orbiting scroll rotates along the fixed scroll.
  • linear compressors having a simple structure and capable of improving compression efficiency without mechanical loss due to motion conversion by directly connecting a piston to a drive motor that reciprocates linearly have been developed.
  • the linear compressor of the prior invention 1 includes a main body including a mechanical structure, a casing for protecting the main body from the outside, and a support for supporting the main body between the main body and the casing.
  • the support portion includes a coil spring disposed at the front (discharge side) of the body portion and a leaf spring disposed at the rear (suction side) of the body portion.
  • the casing includes a cylindrical shell, a first shell cover for closing the suction side of the body portion, and a second shell cover for closing the discharge side of the body portion.
  • noise is generated by the excitation source inside the casing when the compressor is driven, and the maximum noise is generated at a place where the noise frequency and the natural frequency of the cylindrical shell coincide, for example, at the second shell cover side. do.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-2034301
  • Patent Document 2 Korean Patent Publication No. 10-2002-0056334
  • An object of the present invention is to provide a compressor having a structure for reducing vibration noise that can be applied to a casing having a complex shape.
  • An object of the present invention is to provide a compressor having a vibration-noise reduction structure in which the strength and natural frequency distribution for each casing are small and the noise distribution is even.
  • An object of the present invention is to provide a compressor having a vibration noise reduction structure capable of effectively reducing vibration noise without additional equipment and work processes for heat treatment.
  • a compressor includes: a compressor body including a cylinder, a piston reciprocating in an axial direction within the cylinder, and a driving unit for driving the piston; a casing surrounding the compressor body; a first support part for supporting the suction side of the compressor body inside the casing; and a second support part for supporting a discharge side of the compressor body inside the casing, wherein the casing includes a cylindrical shell accommodating the compressor body therein, and a suction side of the compressor body in an axial direction of the shell and a second shell cover closing the discharge side of the compressor body in the axial direction of the shell, wherein when the second shell cover is viewed from the front, the second shell cover is At least one first bead portion positioned below the horizontal centerline of the second shell cover, and at least one second bead portion positioned above the horizontal centerline.
  • the first support part may include a leaf spring
  • the second support part may include a plurality of coil springs elastically deformed in a radial direction perpendicular to the axial direction or a direction adjacent to the radial direction.
  • each of the plurality of coil springs may have one side supported by the compressor body and the other side supported by the cylindrical shell, and may be compressed in a direction deviated by a predetermined angle with respect to the load direction of the compressor body.
  • the second shell cover may further include a circular protrusion positioned at the center, and an inlet part introduced toward the compressor body around the circular protrusion.
  • the circular protrusion may be formed at a first height from the inlet portion, the first bead portion may be formed at a second height from the inlet portion, and the second height may be smaller than the first height.
  • the second bead portion may be composed of one or more beads.
  • the second bead unit may be composed of one or two beads.
  • the one bead may be positioned on a vertical center line of the second shell cover, and may be formed at the second height.
  • one end of the one bead may be connected to the circular protrusion, and the other end may be connected to the sidewall of the second shell cover.
  • the two beads may be symmetrically formed with respect to a vertical center line of the second shell cover, and may be formed at the second height, respectively.
  • each of the two beads may be connected to the circular protrusion, and the other end may be connected to the sidewall of the second shell cover, and the angle between the two beads may be 60° to 90°. .
  • the compressor according to the present invention further forms at least one second bead portion above the horizontal centerline of the second shell cover including at least one first bead portion located below the horizontal centerline, thereby increasing the rigidity and natural frequency of the casing. Resonance with the noise frequency generated inside the compressor can be avoided.
  • the second shell cover having such a structure can be manufactured in the same shape using a mold, the strength and natural frequency distribution of the second shell cover of different compressors can be reduced, and noise distribution can be reduced.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a compressor according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the second shell cover of FIG. 1 ;
  • FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the internal structure of the compressor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating the first support spring of FIG. 3 .
  • FIG. 5 is a front view illustrating a second support spring for explaining a radial support unit according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of a state in which the second support spring is disassembled in FIG. 5 .
  • FIG. 7 is a perspective view illustrating a detailed configuration of the second support spring of FIG. 5 .
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a modified embodiment of FIG. 7 .
  • FIG. 9 is a front view illustrating a second support spring for explaining a radial support unit according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a front view illustrating a detailed configuration of the second support spring of FIG. 9 .
  • 11 is a graph showing the vibration level according to the stiffness of the second support spring.
  • FIG. 12 is a perspective view of a second shell cover of the compressor according to the second embodiment of the present invention.
  • invention can be replaced with terms such as discloser, document, specification, and description.
  • the compressor according to the present invention will be described as an example of a linear compressor in which a piston sucks and compresses a fluid while linear reciprocating motion, and performs an operation of discharging the compressed fluid.
  • the linear compressor may be a component of a refrigeration cycle, and the fluid compressed in the linear compressor may be a refrigerant circulating in the refrigeration cycle.
  • the refrigeration cycle includes a condenser, an expansion device and an evaporator.
  • the linear compressor may be used as one component of the cooling system of the refrigerator, and is not limited thereto and may be widely used throughout the industry.
  • the compressor according to the present specification will be described as an example of a linear compressor in which a piston suctions and compresses a fluid while linear reciprocating motion, and discharges the compressed fluid.
  • the linear compressor may be a component of a refrigeration cycle, and the fluid compressed in the linear compressor may be a refrigerant circulating in the refrigeration cycle.
  • the refrigeration cycle includes a condenser, an expansion device and an evaporator.
  • the linear compressor may be used as one component of the cooling system of the refrigerator, and is not limited thereto, and may be widely used throughout the industry.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a compressor according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view of a second shell cover of FIG. 1
  • FIG. 3 is an internal structure of the compressor according to the first embodiment of the present invention It is a cross-sectional view for
  • Figure 4 is a perspective view showing the first support spring of Figure 3
  • Figure 5 is a front view showing the second support spring for explaining the radial support unit according to the first embodiment of the present invention
  • Figure 6 is in Figure 5 It is an exploded perspective view of the state in which the 2nd support spring was disassembled.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a detailed configuration of the second support spring of FIG. 5
  • FIG. 8 is a view showing a modified embodiment of FIG. 7
  • FIG. 9 is a radial support unit according to a second embodiment of the present invention It is a front view which shows the 2nd support spring for this.
  • FIG. 10 is a front view illustrating a detailed configuration of the second support spring of FIG. 9
  • FIG. 11 is a graph illustrating a vibration level according to the stiffness of the second support spring.
  • the casing of the linear compressor 100 includes a cylindrical shell 111 and shell covers 112 and 113 coupled to the open ends of the cylindrical shell 111 .
  • a leg 20 may be coupled to a lower side of the cylindrical shell 111 .
  • the leg 20 may be coupled to the base of the product on which the linear compressor 100 is installed.
  • the product may include a refrigerator, and the base may include a machine room base of the refrigerator.
  • the product may include the outdoor unit of the air conditioner, and the base may include the base of the outdoor unit.
  • the cylindrical shell 111 has a substantially cylindrical shape, and may form an arrangement lying in a transverse direction or an arrangement lying in an axial direction. Referring to FIG. 1 , the cylindrical shell 111 extends long in the transverse direction, and may have a rather low height in the radial direction. That is, since the linear compressor 100 may have a low height, for example, when the linear compressor 100 is installed at the base of the machine room of the refrigerator, there is an advantage that the height of the machine room can be reduced.
  • the longitudinal central axis of the cylindrical shell 111 coincides with the central axis of the compressor body to be described later, and the central axis of the compressor body coincides with the central axis of the cylinders and pistons constituting the compressor body.
  • a terminal 30 may be installed on the outer surface of the cylindrical shell 111 .
  • the terminal 30 is understood as a configuration for transmitting external power to the motor assembly (refer to the driving unit 130 of FIG. 3 ) of the linear compressor 100 .
  • the terminal 30 may be connected to a lead wire of a coil (see 132b in FIG. 3 ).
  • a bracket 31 is installed on the outside of the terminal 30 .
  • the bracket 31 may include a plurality of brackets surrounding the terminal 30 .
  • the bracket 31 may function to protect the terminal 30 from an external impact.
  • Both sides of the cylindrical shell 111 are configured to be opened.
  • Shell covers 112 and 113 may be coupled to the open end of the opened cylindrical shell 111 .
  • the shell covers 112 and 113 have a first shell cover 112 (see FIG. 3) coupled to one open end of the cylindrical shell 111 and a second shell cover coupled to the other open end of the cylindrical shell 111 ( 113) is included.
  • the inner space of the cylindrical shell 111 may be sealed by the shell covers 112 and 113 .
  • the first shell cover 112 may be located on the right side of the linear compressor 100
  • the second shell cover 113 may be located on the left side of the linear compressor 100
  • the first and second shell covers 112 and 113 may be disposed to face each other.
  • the first shell cover 112 is located on the suction side of the refrigerant
  • the second shell cover 113 is located on the discharge side of the refrigerant.
  • the linear compressor 100 is provided in the cylindrical shell 111 or the shell covers 112 and 113, and further includes a plurality of pipes 114, 115, and 40 capable of sucking, discharging or injecting refrigerant.
  • a suction pipe 114 through which the refrigerant is sucked into the linear compressor 100 , and a discharge pipe 115 through which the compressed refrigerant is discharged from the linear compressor 100 , and A replenishment pipe 40 for replenishing the refrigerant to the linear compressor 100 is included.
  • the suction pipe 114 may be coupled to the first shell cover 112 .
  • the refrigerant may be sucked into the linear compressor 100 along the axial direction through the suction pipe 114 .
  • the discharge pipe 115 may be coupled to the outer peripheral surface of the cylindrical shell 111 .
  • the refrigerant sucked through the suction pipe 114 may be compressed while flowing in the axial direction. And the compressed refrigerant may be discharged through the discharge pipe (115).
  • the discharge pipe 115 may be disposed at a position closer to the second shell cover 113 than the first shell cover 112 .
  • the supplementary pipe 40 may be coupled to the outer circumferential surface of the cylindrical shell 111 .
  • the operator may inject the refrigerant into the linear compressor 100 through the supplementary pipe 40 .
  • the supplementary pipe 40 may be coupled to the cylindrical shell 111 at a different height from the discharge pipe 115 in order to avoid interference with the discharge pipe 115 .
  • height it is understood as the distance in the vertical direction from the leg 20 . Since the discharge pipe 115 and the supplement pipe 40 are coupled to the outer circumferential surface of the cylindrical shell 111 at different heights, work convenience can be achieved.
  • At least a portion of the second shell cover 113 may be located adjacent to the inner circumferential surface of the cylindrical shell 111 corresponding to the point at which the supplementary pipe 40 is coupled. In other words, at least a portion of the second shell cover 113 may act as a resistance of the refrigerant injected through the supplementary pipe 40 .
  • the size of the flow path of the refrigerant introduced through the supplementary pipe 40 is reduced by the second shell cover 113 while entering the inner space of the cylindrical shell 111, passes therethrough, and becomes larger again. is formed to
  • the pressure of the refrigerant may be reduced, so that the refrigerant may be vaporized, and oil contained in the refrigerant may be separated. Accordingly, as the refrigerant from which the oil is separated flows into the piston (see 150 of FIG. 3 ), the compression performance of the refrigerant may be improved. Oil can be understood as the hydraulic fluid present in the cooling system.
  • a device for supporting the compressor body may be provided inside the cylindrical shell 111 .
  • the compressor body means a component provided inside the cylindrical shell 111, and for example, a driving unit that reciprocates back and forth and a support unit supporting the driving unit may be included.
  • the compressor body includes a frame 120 , a cylinder 140 fixed to the frame 120 , a piston 150 linearly reciprocating within the cylinder 140 , and fixed to the frame 120 . and a driving unit 130 and the like for applying a driving force to the piston 150 .
  • the cylinder 140 and the piston 150 may be referred to as compression units 140 and 150 .
  • the compressor 100 may include a bearing means for reducing friction between the cylinder 140 and the piston 150 .
  • the bearing means may be oil bearings or gas bearings. Alternatively, a mechanical bearing may be used as the bearing means.
  • the main body of the compressor 100 may be elastically supported by support parts installed at both inner ends of the casing 110 .
  • the support part may include a first support spring 116 supporting the rear of the main body (suction side) and a radial support unit 200 supporting the front of the main body (discharging side).
  • the support spring 116 and the radial support unit 120 may absorb vibration and shock generated according to the reciprocating motion of the piston 150 while supporting the internal components of the body.
  • the casing 110 may form a closed space, wherein the closed space includes an accommodation space 101 in which the sucked refrigerant is accommodated, a suction space 102 in which the refrigerant before being compressed is filled, and a compression space in which the refrigerant is compressed. 103 and a discharge space 104 filled with the compressed refrigerant are formed.
  • the refrigerant sucked from the suction pipe 114 connected to the rear side of the casing 110 is filled in the receiving space 101 , and the refrigerant in the suction space 102 communicating with the receiving space 101 is compressed in the compression space 103 . is compressed and discharged to the discharge space 104 , and discharged to the outside through the discharge pipe 115 connected to the front side of the casing 110 .
  • the casing 110 has a cylindrical shell 111 having both ends open and formed in a substantially transversely long cylindrical shape, a first shell cover 112 coupled to the rear side of the cylindrical shell 111, and a front side coupled to the front side
  • the second shell cover 113 may be formed.
  • the front side refers to a side through which the compressed refrigerant is discharged
  • the rear side refers to a side through which the refrigerant flows.
  • the casing 110 may be formed of a thermally conductive material. Through this, heat generated in the inner space of the casing 110 can be quickly dissipated to the outside.
  • the first shell cover 112 may be coupled to the cylindrical shell 111 to seal the rear side of the cylindrical shell 111 , and the suction pipe 114 may be inserted and coupled to the center of the first shell cover 112 .
  • the rear side of the compressor body may be elastically supported in the radial direction by the first shell cover 112 through the first support spring 116 .
  • the first support spring 116 may be formed of a circular leaf spring, an edge portion is supported by the back cover 123 in the forward direction through the support bracket 123a, and the opened central portion is supported through the suction guide 116a. It may be supported by the first shell cover 112 in the rear direction.
  • the suction guide 116a is formed in a cylindrical shape in which a through passage is provided.
  • the suction guide 116a may be coupled to the central opening of the first support spring 116 to the front outer circumferential surface, and the rear end may be supported by the first shell cover 112 .
  • a separate suction-side support member 116b may be interposed between the suction guide 116a and the inner surface of the first shell cover 112 .
  • the rear side of the suction guide 116a communicates with the suction pipe 114, and the refrigerant sucked through the suction pipe 114 passes through the suction guide 116a and can be smoothly introduced into the muffler unit 160 to be described later.
  • a damping member 116c made of a rubber material or the like may be installed between the suction guide 116a and the suction side support member 116b. Accordingly, it is possible to block the vibration that may be generated while the refrigerant is sucked through the suction pipe 114 from being transmitted to the first shell cover 112 .
  • the second shell cover 113 may be coupled to the cylindrical shell 111 to seal the front side of the cylindrical shell 111 .
  • the refrigerant discharged from the compression space 103 may be discharged into the refrigerating cycle through the loop pipe 115a and the discharge pipe 115 after passing through the discharge cover assembly 190 .
  • the front side of the compressor body may be elastically supported in the radial direction by the cylindrical shell 111 or the second shell cover 113 through the radial support unit 200 .
  • the discharge cover assembly 190 forming the discharge space 104 of the refrigerant discharged from the compression space 103 is disposed inside the discharge cover 184 and the discharge cover 184 coupled to the front surface of the frame 120 . and a discharge plenum 185 .
  • the discharge cover assembly 190 may further include a cylindrical fixing ring 186 that is in close contact with the inner circumferential surface of the discharge plenum 185 .
  • the discharge valve assembly is coupled to the inside of the discharge cover assembly 190 and discharges the refrigerant compressed in the compression space 103 to the discharge space 104 .
  • the discharge valve assembly may include a discharge valve 171 and a spring assembly 175 that provides an elastic force in a direction in which the discharge valve 171 is in close contact with the front end of the cylinder 140 .
  • the spring assembly 175 includes a valve spring 172 in the form of a leaf spring, a spring support 173 positioned at the edge of the valve spring 172 to support the valve spring 172, and the outer peripheral surface of the spring support 173. It may include a friction ring 174 to be fitted.
  • the front central portion of the discharge valve 171 is fixedly coupled to the center of the valve spring 172 . And the rear surface of the discharge valve 171 is in close contact with the front (or front end) of the cylinder 140 by the elastic force of the valve spring 172 .
  • the valve spring 172 When the pressure in the compression space 103 is equal to or greater than the discharge pressure, the valve spring 172 is elastically deformed in the direction of the discharge plenum 185 .
  • the discharge valve 171 may be spaced apart from the front end of the cylinder 140 , and the refrigerant may be discharged from the compression space 103 to the discharge space 104 formed inside the discharge plenum 185 .
  • the compression space 103 maintains a closed state, and when the discharge valve 171 is spaced apart from the front surface of the cylinder 140, the compression space ( 103 is opened so that the compressed refrigerant inside the compression space 103 can be discharged.
  • the compression space 103 may be understood as a space formed between the suction valve 155 and the discharge valve 171 .
  • the suction valve 155 may be formed on one side of the compression space 103
  • the discharge valve 171 may be provided on the other side of the compression space 103 , that is, on the opposite side of the suction valve 155 .
  • the valve spring 172 is deformed forward and the discharge valve 171 is separated from the cylinder 140 .
  • the refrigerant in the compression space 103 is discharged to the discharge space 104 formed inside the discharge plenum 185 through the space spaced apart from the discharge valve 171 and the cylinder 140 .
  • valve spring 172 When the discharge of the refrigerant is completed, the valve spring 172 provides a restoring force to the discharge valve 171 so that the discharge valve 171 is in close contact with the front end of the cylinder 140 again.
  • the loop pipe 115a connected to the discharge pipe 115 discharges the refrigerant flowing into the discharge cover assembly 190 to the outside.
  • one end of the roof pipe (115a) is coupled to the discharge cover (184), the other end is coupled to the discharge pipe (115).
  • at least a portion of the roof pipe 115a is made of a flexible material, and may be bent and extended along the inner circumferential surface of the cylindrical shell 111 .
  • the radial support unit 200 supporting the front end of the compressor body may be disposed between the discharge cover 184 and the cylindrical shell 111 in a direction perpendicular to the axial direction. And the radial support unit 200 has one end supported on the outer peripheral surface of the support unit coupling portion 184b protruding forward of the discharge cover 184 , and the other end of the cylindrical shell 111 or the second shell cover 113 . It can be supported on the inner circumferential surface.
  • the radial support unit 200 is provided to be compressible and stretchable in a radial direction, and can support a load in a vertical direction and reduce vibration. At this time, unlike the drawing, the radial support unit 200 may be disposed in a direction inclined forward by a predetermined degree in a direction perpendicular to the axial direction. That is, the radial support unit 200 may be inclined so that the lower portion is positioned in front of the upper portion.
  • the radial support unit 200 may include support units disposed in a plurality of directions.
  • the pair of support units 200 may be disposed at an angle ranging from 90 to 120 degrees to support the discharge cover assembly 190 .
  • the linear compressor 100 may include a plurality of sealing members for increasing the coupling force between the frame 120 and components around the frame 120 .
  • the plurality of sealing members may have a ring shape.
  • the frame 120 includes a body portion 121 supporting the outer circumferential surface of the cylinder 140 , and a flange portion 122 connected to one side of the body portion 121 and supporting the driving unit 130 .
  • the frame 120 may be elastically supported by the casing 110 by the first support spring 116 and the radial support unit 200 together with the driving unit 130 and the cylinder 140 .
  • the body portion 121 is formed in a cylindrical shape surrounding the outer circumferential surface of the cylinder 140 , and the flange portion 122 may be formed to extend radially from the front end of the body portion 121 .
  • a cylinder 140 may be coupled to an inner circumferential surface of the body 121 , and an inner stator 134 may be coupled to an outer circumferential surface of the body portion 121 .
  • the cylinder 140 may be fixed by press fitting on the inner circumferential surface of the body portion 121 , and the inner stator 134 may be fixed using a fixing ring.
  • the outer stator 131 may be coupled to the rear surface of the flange part 122 , and the discharge cover assembly 190 may be coupled to the front surface thereof.
  • the outer stator 131 and the discharge cover assembly 190 may be fixed through a mechanical coupling means.
  • a bearing inlet groove forming a part of the gas bearing is formed on one side of the front surface of the flange portion 122 , and a bearing communication hole penetrating from the bearing inlet groove to the inner circumferential surface of the body portion 121 is formed, and the body portion 121 .
  • a gas groove communicating with the bearing communication hole may be formed on the inner circumferential surface of the .
  • the bearing inlet groove is formed by being depressed in the axial direction to a predetermined depth, and the bearing communication hole is a hole having a smaller cross-sectional area than the bearing inlet groove and may be inclined toward the inner peripheral surface of the body portion 121 .
  • the gas groove may be formed in an annular shape having a predetermined depth and an axial length on the inner circumferential surface of the body portion 121 .
  • the gas groove may be formed on the outer circumferential surface of the cylinder 140 in contact with the inner circumferential surface of the body portion 121 , or may be formed on both the inner circumferential surface of the body portion 121 and the outer circumferential surface of the cylinder 140 .
  • a gas inlet 142 corresponding to the gas groove may be formed on the outer peripheral surface of the cylinder 140 .
  • the gas inlet 142 forms a kind of nozzle part in the gas bearing.
  • the frame 120 and the cylinder 140 may be made of aluminum or an aluminum alloy material.
  • the cylinder 140 is formed in a cylindrical shape with both ends open, and the piston 150 may be inserted through the rear end.
  • the compression space 103 increases in volume when the piston 150 moves backward, and decreases in volume as the piston 150 moves forward. That is, the refrigerant introduced into the compression space 103 is compressed while the piston 150 moves forward.
  • the cylinder 140 may have a front end bent outwardly to form a flange portion 141 .
  • the flange portion 141 of the cylinder 140 may be coupled to the frame 120 .
  • the front end of the frame 120 may be formed with a flange groove corresponding to the flange portion 141 of the cylinder 140, and the flange portion 141 of the cylinder 140 is inserted into the flange groove. and may be coupled through a mechanical coupling member.
  • a gas bearing means capable of lubricating the gas between the cylinder 140 and the piston 150 by supplying the discharge gas at an interval between the outer circumferential surface of the piston 150 and the outer circumferential surface of the cylinder 140 may be provided.
  • the discharge gas between the cylinder 140 and the piston 150 may provide levitation force to the piston 150 to reduce friction between the piston 150 and the cylinder 140 .
  • the cylinder 140 communicates with a gas groove formed on the inner circumferential surface of the body portion 121 , and the compressed refrigerant flowing through the cylinder 140 in a radial direction into the gas groove is supplied to the inner circumferential surface of the cylinder 140 .
  • a gas inlet 142 for guiding between and the outer peripheral surface of the piston 150 may be formed.
  • the gas groove may be formed on the outer peripheral surface of the cylinder 140 .
  • the inlet of the gas inlet 142 may be relatively wide, and the outlet may be formed as a micro-hole to serve as a nozzle.
  • a filter (not shown) for blocking the inflow of foreign substances may be additionally provided at the inlet of the gas inlet 142 .
  • the filter may be a metal mesh filter, or may be formed by winding a member such as Cecil.
  • a plurality of gas inlet 142 may be independently formed, or an inlet may be formed in an annular groove and a plurality of outlets may be formed at regular intervals along the annular groove.
  • gas inlet 142 may be formed only on the front side with respect to the middle of the axial direction of the cylinder 140 , or may also be formed on the rear side in consideration of the deflection of the piston 150 .
  • the piston 150 is inserted into the open end at the rear of the cylinder 140 , and is provided to seal the rear of the compression space 103 .
  • the piston 150 includes a head portion 151 partitioning the compression space 103 in a disk shape and a cylindrical guide portion 152 extending rearward from the outer circumferential surface of the head portion 151 .
  • the head part 151 is provided to be partially open, the guide part 152 is empty inside, and the front part is partially closed by the head part 151, but the rear part is opened so that it is connected to the muffler unit 160.
  • the head part 151 may be provided as a separate member coupled to the guide part 152 , or the head part 151 and the guide part 152 may be integrally formed.
  • the suction port 154 is formed in the head portion 151 of the piston 150 to pass through.
  • the suction port 154 is provided to communicate with the suction space 102 and the compression space 103 inside the piston 150 .
  • the refrigerant flowing into the suction space 102 inside the piston 150 from the receiving space 101 passes through the suction port 154 and the compression space 103 between the piston 150 and the cylinder 140 . ) can be inhaled.
  • the suction port 154 may extend in the axial direction of the piston 150 .
  • the suction port 154 may be inclined in the axial direction of the piston 150 .
  • the suction port 154 may extend toward the rear of the piston 150 to be inclined in a direction away from the central axis.
  • the suction port 154 may have a circular opening and a constant inner diameter.
  • the suction port 154 may be formed as a long hole in which the opening extends in the radial direction of the head portion 151, or may be formed such that the inner diameter thereof increases toward the rear.
  • a plurality of suction ports 154 may be formed in any one or more directions of a radial direction and a circumferential direction of the head part 151 .
  • a suction valve 155 for selectively opening and closing the suction port 154 may be mounted on the head portion 151 of the piston 150 adjacent to the compression space 103 .
  • the suction valve 155 may open or close the suction port 154 by operating by elastic deformation. That is, the suction valve 155 may be elastically deformed to open the suction port 154 by the pressure of the refrigerant flowing into the compression space 103 through the suction port 154 .
  • the piston 150 is connected to the mover 135 , and the mover 135 reciprocates in the front-rear direction according to the movement of the piston 150 .
  • An inner stator 134 and a cylinder 140 may be positioned between the mover 135 and the piston 150 .
  • the mover 135 and the piston 150 may be connected to each other by a magnet frame 136 formed by bypassing the cylinder 140 and the inner stator 134 to the rear.
  • the muffler unit 160 is coupled to the rear of the piston 150 and is provided to attenuate noise generated while the refrigerant is sucked into the piston 150 .
  • the refrigerant sucked through the suction pipe 114 flows into the suction space 102 inside the piston 150 through the muffler unit 160 .
  • the muffler unit 160 includes a suction muffler 161 communicating with the receiving space 101 of the casing 110 , and an inner guide 162 connected to the front of the suction muffler 161 and guiding the refrigerant to the suction port 154 . ) is included.
  • the suction muffler 161 may be located at the rear of the piston 150 , the rear opening may be disposed adjacent to the suction pipe 114 , and the front end may be coupled to the rear of the piston 150 .
  • the suction muffler 161 may have a flow path formed in the axial direction to guide the refrigerant in the accommodation space 101 to the suction space 102 inside the piston 150 .
  • the inside of the suction muffler 161 may be formed with a plurality of noise spaces partitioned by the baffle.
  • the suction muffler 161 may be formed by coupling two or more members to each other, and for example, a plurality of noise spaces may be formed while the second suction muffler is press-fitted inside the first suction muffler.
  • the suction muffler 161 may be formed of a plastic material in consideration of weight or insulation.
  • the inner guide 162 may have a pipe shape in which one side communicates with the noise space of the suction muffler 161 and the other side is deeply inserted into the piston 150 .
  • the inner guide 162 may be formed in a cylindrical shape in which both ends have the same inner diameter, but in some cases, the inner diameter of the front end on the discharge side may be larger than the inner diameter of the rear end on the opposite side.
  • the suction muffler 161 and the inner guide 162 may be provided in various shapes, and the pressure of the refrigerant passing through the muffler unit 160 may be adjusted through them.
  • the suction muffler 161 and the inner guide 162 may be integrally formed.
  • the driving unit 130 includes an outer stator 131 disposed between the cylindrical shell 111 and the frame 120 to surround the body portion 121 of the frame 120 , the outer stator 131 and the cylinder 140 . It may include an inner stator 134 disposed to surround the cylinder 140 therebetween, and a mover 135 disposed between the outer stator 131 and the inner stator 134 .
  • the outer stator 131 may be coupled to the rear of the flange portion 122 of the frame 120
  • the inner stator 134 may be coupled to the outer peripheral surface of the body portion 121 of the frame 120
  • the inner stator 134 may be disposed to be spaced apart from the inside of the outer stator 131
  • the mover 135 may be disposed in a space between the outer stator 131 and the inner stator 134 .
  • a winding coil may be mounted on the outer stator 131 , and the mover 135 may include a permanent magnet.
  • the permanent magnet may be configured as a single magnet having one pole, or by combining a plurality of magnets having three poles.
  • the outer stator 131 includes a coil winding body 132 surrounding the axial direction in a circumferential direction and a stator core 133 stacked while surrounding the coil winding body 132 .
  • the coil winding body 132 may include a hollow cylindrical bobbin 132a and a coil 132b wound in a circumferential direction of the bobbin 132a.
  • the cross-section of the coil 132b may be formed in a circular or polygonal shape, for example, may have a hexagonal shape.
  • a plurality of lamination sheets may be radially stacked, or a plurality of lamination blocks may be stacked along a circumferential direction.
  • the front side of the outer stator 131 may be supported by the flange portion 122 of the frame 120 , and the rear side may be supported by the stator cover 137 .
  • the stator cover 137 may be provided in the shape of a hollow disk, the outer stator 131 may be supported on the front surface, and the resonance spring may be supported on the rear surface.
  • the inner stator 134 may be configured by stacking a plurality of laminations on the outer circumferential surface of the body portion 121 of the frame 120 in the circumferential direction.
  • the magnet frame 136 has a substantially cylindrical shape and is disposed to be inserted into a space between the outer stator 131 and the inner stator 134 . And the magnet frame 136 is coupled to the rear side of the piston 150 is provided to move together with the piston (150).
  • the rear end of the magnet frame 136 is bent and extended in the radial direction to form a coupling portion 136a, and the coupling portion 136a is a flange portion 153 formed at the rear of the piston 150.
  • the coupling portion 136a of the magnet frame 136 and the flange portion 153 of the piston 150 may be coupled through a mechanical coupling member.
  • a flange portion 161a formed at the front of the suction muffler 161 may be interposed between the flange portion 153 of the piston 150 and the coupling portion 136a of the magnet frame 136 . Accordingly, the piston 150, the muffler unit 160, and the mover 135 may be linearly reciprocated together in a state in which they are integrally coupled.
  • the driving unit 130 and the compression units 140 and 150 may be supported in the axial direction by the support spring 116 , the radial support unit 200 , and the resonance spring 118 .
  • the resonance spring 118 amplifies the vibration implemented by the reciprocating motion of the mover 135 and the piston 150 , thereby effectively compressing the refrigerant.
  • the resonance spring 118 may be adjusted to a frequency corresponding to the natural frequency of the piston 150 to allow the piston 150 to perform a resonant motion.
  • the resonance spring 118 may induce a stable movement of the piston 150 to reduce vibration and noise generation.
  • the resonant spring 118 may be an axially extending coil spring. Both ends of the resonance spring 118 may be connected to the vibrating body and the fixed body, respectively. For example, one end of the resonance spring 118 may be connected to the magnet frame 136 , and the other end may be connected to the back cover 123 . Accordingly, the resonance spring 118 may be elastically deformed between the vibrating body vibrating at one end and the fixed body fixed at the other end.
  • the natural frequency of the resonant spring 118 is designed to match the resonant frequency of the mover 135 and the piston 150 during operation of the compressor 100 , thereby amplifying the reciprocating motion of the piston 150 .
  • the back cover 123 provided as a fixed body is elastically supported by the casing 110 through the first support spring 116 , it may not be strictly fixed.
  • the resonance spring 118 may include a first resonance spring 118a supported on the rear side with respect to the spring supporter 119 and a second resonance spring 118b supported on the front side.
  • the spring supporter 119 includes a body portion 119a surrounding the suction muffler 161, a coupling portion 119b bent in the inner radial direction from the front of the body portion 119a, and a rear portion of the body portion 119a.
  • a support portion 119c bent in an outer radial direction may be provided.
  • the front surface of the coupling portion 119b of the spring supporter 119 may be supported by the coupling portion 136a of the magnet frame 136 .
  • the inner diameter of the coupling portion 119b of the spring supporter 119 may be provided to surround the outer diameter of the suction muffler 161 .
  • the coupling portion 119b of the spring supporter 119, the coupling portion 136a of the magnet frame 136, and the flange portion 153 of the piston 150 are integrated through a mechanical member after being sequentially disposed.
  • the flange portion 161a of the suction muffler 161 is interposed between the flange portion 153 of the piston 150 and the coupling portion 136a of the magnet frame 136 to be fixed together as described above. same.
  • the first resonance spring 118a may be provided between the front surface of the back cover 123 and the rear surface of the spring supporter 119
  • the second resonance spring 118b is formed between the rear surface of the stator cover 137 and the spring. It may be provided between the front surfaces of the supporters 119 .
  • a plurality of first and second resonance springs 118a and 118b may be disposed in a circumferential direction of the central axis.
  • the first resonance spring 118a and the second resonance spring 118b may be disposed side by side in the axial direction, or may be disposed alternately with each other.
  • the first and second springs 118a and 118b may be disposed at regular intervals in the radial direction of the central axis.
  • the first and second springs 118a and 118b may be provided by three, respectively, and may be disposed at intervals of 120 degrees in the radial direction of the central axis.
  • the compressor 100 may include a plurality of sealing members capable of increasing the coupling force between the frame 120 and parts around it.
  • the plurality of sealing members are interposed in a portion where the frame 120 and the discharge cover assembly 190 are coupled, and a first sealing member inserted into an installation groove provided at the front end of the frame 120, the frame ( It may include a second sealing member provided at the portion where 120 and the cylinder 140 are coupled and inserted into the installation groove provided on the outer surface of the cylinder 140 .
  • the second sealing member prevents the refrigerant in the gas groove formed between the inner circumferential surface of the frame 120 and the outer circumferential surface of the cylinder 140 from leaking to the outside, and can increase the coupling force between the frame 120 and the cylinder 140 . there is.
  • the plurality of sealing members may further include a third sealing member provided at a portion where the frame 120 and the inner stator 134 are coupled and inserted into an installation groove provided on the outer surface of the frame 120 .
  • the first to third sealing members may have a ring shape.
  • a magnetic flux may be formed in the outer stator 131 by the current flowing through the coil 132b.
  • the magnetic flux formed in the outer stator 131 generates an electromagnetic force, and the mover 135 having a permanent magnet may reciprocate linearly by the generated electromagnetic force.
  • This electromagnetic force is generated in the direction (forward direction) of the piston 150 toward top dead center (TDC) during the compression stroke, and during the suction stroke, the piston 150 moves to the bottom dead center (BDC). ) toward (rear direction). That is, the driving unit 130 may generate thrust, which is a force that pushes the mover 135 and the piston 150 in the moving direction.
  • the piston 150 reciprocating linearly within the cylinder 140 may repeatedly increase and decrease the volume of the compression space 103 .
  • the piston 150 that has reached the bottom dead center performs a compression stroke while moving in a direction (forward direction) in which the movement direction is changed and the volume of the compression space 103 is reduced.
  • the suctioned refrigerant is compressed while the pressure in the compression space 103 is increased.
  • the discharge valve 171 is pushed out by the pressure of the compression space 103 and is opened from the cylinder 140, and the refrigerant is discharged from the discharge space 104 through the spaced apart space. ) is discharged.
  • This compression stroke is continued while the piston 150 moves to the top dead center where the volume of the compression space 103 is minimized.
  • the refrigerant introduced into the receiving space 101 inside the compressor 100 through the suction pipe 114 is transferred to the suction guide 116a, the suction muffler 161 and the inner guide ( 162) is sequentially introduced into the suction space 102 inside the piston 150, and the refrigerant in the suction space 102 flows into the compression space 103 inside the cylinder 140 during the suction stroke of the piston 150. is brought in And after the refrigerant in the compression space 103 is compressed during the compression stroke of the piston 150 and discharged to the discharge space 104 , it is discharged to the outside of the compressor 100 through the loop pipe 115a and the discharge pipe 115 . An outgoing stream may be formed.
  • the first support spring 116 may be provided as a leaf spring. As the first support spring 116 supports one side of the compressor body, the deflection phenomenon may be reduced. When the deflection phenomenon of the compressor body is reduced, it is possible to prevent the body from colliding with the cylindrical shell 111 or the shell covers 112 and 113 during the operation of the compressor.
  • the first support spring 116 may be coupled to the first shell cover 112 through the suction guide 116a and the suction-side support member 116b.
  • the suction guide 116a is coupled to the central portion of the first support spring 116
  • the suction-side support member 116b is coupled to the rear of the suction guide 116a and fixed to the first shell cover 112 .
  • the first support spring 116 is mounted such that its central axis is arranged parallel to the axial direction of the compressor body, and the leaf spring is arranged in a direction perpendicular to the axial direction. Due to the characteristics of the leaf spring, large lateral rigidity (rigidity in a direction perpendicular to the axial direction of the compressor body) and small longitudinal rigidity (rigidity in the axial direction of the compressor body) may be obtained.
  • the leaf spring may have a lateral stiffness of about 1:10 to a longitudinal stiffness.
  • the longitudinal stiffness means the axial direction of the leaf spring
  • the lateral stiffness means the width direction of the leaf spring.
  • the leaf spring since the leaf spring has a large lateral stiffness characteristic, it may adversely affect vibration and noise characteristics. This is because the smaller the stiffness of the spring, the better the vibration and noise characteristics.
  • the leaf spring is coupled by press-fitting a rubber packing member on the inside, but there is no structure for preventing rotation of the leaf spring and the rubber packing member, so there is a possibility that the rubber packing member rotates relative to the leaf spring. Due to this, there is a possibility that the compressor body is rotated, and the radial vibration of the compressor body may become large. When the radial vibration of the compressor body increases, there is a risk that the compressor body collides with the casing.
  • the radial support unit 200 is provided in a structure including a coil spring. By using the coil spring in this way, the problem of the leaf spring described above can be solved.
  • the lateral stiffness compared to the longitudinal stiffness may have a characteristic of 1:0.3 to 1:1.2.
  • the longitudinal rigidity refers to the direction in which the coil spring is compressed
  • the lateral rigidity refers to the circumferential direction of the coil spring.
  • the load direction vibration characteristic of the compressor body may be deteriorated because the lateral rigidity of the leaf spring is large.
  • vibration characteristics in the load direction may be improved.
  • the radial support unit 200 may be disposed between the discharge cover 184 and the cylindrical shell in a direction perpendicular to the axial direction. And the radial support unit 200 has one end supported on the outer circumferential surface of the support unit coupling portion 184b protruding forward of the discharge cover 184, and the other end supported on the inner circumferential surface of the cylindrical shell or the second shell cover 113. can be
  • the radial support unit 200 is provided to be compressible and stretchable in the radial direction, and can support a load in the vertical direction and reduce vibration.
  • the radial support unit 200 may be disposed in a direction inclined forward by a predetermined degree in a direction perpendicular to the axial direction. That is, the radial support unit 200 may be inclined so that the lower portion is positioned in front of the upper portion.
  • the radial support unit 200 includes those disposed adjacent to the radial direction. For example, it may be disposed to be inclined in the axial direction, or it may be disposed to be inclined forward when viewed from the side. However, when only one radial support unit 200 is provided, when viewed from the front in the axial direction, it is not preferable because the width direction vibration may be deteriorated when the inclination is out of the vertical direction. However, when the plurality of radial support units 200 are provided symmetrically in the width direction, this concern can be eliminated.
  • the radial support unit 200 may include a plurality of support units disposed in a direction symmetrical to the vertical direction. For example, when the pair of support units are viewed from the axial direction, they are arranged at an angle ranging from 90 to 120 degrees to support the discharge cover 184 assembly.
  • the discharge cover 184 may form a support unit coupling portion 184b to which one end of the radial support unit 200 is coupled to the front.
  • the support unit coupling portion 184b may protrude in a cylindrical shape from the front surface of the discharge cover 184 .
  • the radial support unit 200 may be provided as a pair. One end of the pair of radial support units 200 may be coupled to the outer circumferential surface of the support unit coupling portion 184b of the discharge cover 184 , and the other end may be in close contact with the inner circumferential surface of the cylindrical shell. For example, the pair of radial support units 200 may be coupled to the support unit coupling portion 184b of the discharge cover 184 in a state that is opened at an angle ranging from 90 to 120 degrees.
  • the arrangement angle of the pair of radial support units 200 may be set to support a vertical downward load and at the same time support horizontal shaking. For example, when the arrangement angle of the pair of radial support units 200 is narrowed, the vertical downward load can be better supported, and when the arrangement angle of the pair of radial support units 200 is increased, the width direction It can better support vibration.
  • FIG. 7 is a view showing the radial support unit 200 according to the first embodiment of the present specification.
  • the radial support unit 200 is supported by the leg portion 201 extending in the radial direction of the axial direction and the support unit coupling portion 184b of the discharge cover 184 . It may include a supporting part 202 that is used, a spring supporting part 203 and a coil spring 204 provided at the tip of the leg part 201, and a coupling protrusion 205 coupled to the supporting unit coupling part 184b. .
  • the leg part 201 extends in a vertical direction in the axial direction when mounted, and the support part 202 extends outwardly from one end of the leg part 201 to increase the support area to enable stable support.
  • the support portion 202 may be provided in a concave curved shape corresponding to the convex curved surface of the support unit coupling portion (184b).
  • a reinforcing rib may be formed between the leg part 201 and the support part 202 .
  • the coupling protrusion 205 is formed to protrude on one surface opposite to the leg part 201 of the support part 202, and the coupling groove 184c is recessed on the outer circumferential surface of the support unit coupling part 184b of the discharge cover 184. It may be provided in a shape corresponding thereto so as to be coupled to the . In addition, the coupling protrusion 205 may be detachably provided on the discharge cover 184 .
  • a vibration-proof member 202a capable of preventing vibration and shock transmission between the support 202 and the support unit coupling part 184b may be provided on the inner surface of the support part 202 .
  • the coupling protrusion 205 may be made of an elastically deformable material.
  • the coupling protrusion 205 may be made of a rubber material, and may be made of a fluorine-based rubber material.
  • the coupling protrusion 205 and the anti-vibration member 202a may be integrally formed.
  • the coupling protrusion 205 and the anti-vibration member 202a may be injection-molded with a rubber material.
  • the spring support part 203 may be provided at an end of the leg part 201 supported on the inner circumferential surface of the cylindrical shell when mounted.
  • the spring support part 203 is connected to the leg part 201 and supports the fixed spring support part 203a which supports one end of the spring 204 and the other end of the spring 204, and together according to the contraction and elongation of the spring 204. It may include a movable variable spring support 203b.
  • the fixed spring support portion 203a may extend outward from the end of the leg portion 201 to form a support surface capable of supporting one end of the spring 204 .
  • the fixed spring support 203a may have an outer diameter corresponding to the inner diameter of the spring 204 to prevent the spring 204 from being separated, and may form a fixing protrusion protruding in the longitudinal direction of the spring 204 .
  • variable spring support 203b has one surface supporting the other end of the spring 204, and the other surface supporting the inner circumferential surface of the cylindrical shell.
  • variable spring support 203b may be provided with a curved surface, for example, may be provided with a curved surface corresponding to the radius of curvature of the inner circumferential surface of the cylindrical shell.
  • the meaning of “fixed” in the fixed spring support 203a and the meaning of “variable” in the variable spring support 203b may be understood as relative movement. That is, the fixed spring support 203a maintains a fixed position with respect to the discharge cover 184 to which the radial support unit 200 is coupled, and the variable spring support 203b is the discharge cover 184 as a reference. It means moving away or closer in the radial direction. If the movement is described based on the cylindrical shell 111, it can be explained that the variable spring support 203b is provided at a fixed position on the cylindrical shell 111, and the fixed spring support 203a has a variable position. There will be.
  • the spring 204 may be a coil spring, and both ends may be supported by the spring support 203 .
  • the spring 204 may buckle.
  • an external force exceeding the force set on the spring 204 may act, and at this time, the spring 204 may buckle and the support function of the main body may be lost.
  • FIG. 8 is a view showing a modified embodiment of FIG. 7 .
  • the radial support unit 200-1 is for solving the problem that the spring 204 is buckled, and the spring support part 203 has one end on the variable spring support part 203b. It may further include a guide portion (203c) connected to the other end is movably inserted into the fixed spring support portion (203a).
  • the guide portion 203c may extend through the center of the coil spring 204 and be longer than the length when the spring 204 is relaxed.
  • the guide portion 203c may be provided to be movable in the contraction direction of the spring 204 .
  • the guide portion 203c may prevent the spring 204 from buckling by absorbing a force acting in a direction shifting from the contraction direction of the spring 204 .
  • FIG. 9 is a front view showing a second support spring for explaining the radial support unit 200-2 according to a second embodiment of the present specification
  • FIG. 10 is a front view showing a detailed configuration of the second support spring of FIG. am.
  • the radial support unit 200-2 according to the second embodiment of the present specification includes two leg portions 201-1 that are spaced apart at a predetermined angle, and the two legs The part 201-1 is characterized in that it is connected to both sides in one support extension 202-1.
  • the second embodiment of the present specification is different in that two leg parts 201-1 extend to one support unit.
  • the radial support units 200 , 200 - 1 , and 200 - 2 are arranged to be spaced apart at a predetermined angle in the circumferential direction from the load direction rather than the load direction of the body part.
  • 11 is a diagram showing the vibration level according to the rigidity of the support spring.
  • the second shell cover 113 positioned on the discharge side is below the horizontal center line HCL of the second shell cover 113 when the second shell cover 113 is viewed from the front.
  • the second shell cover 113 may further include a circular protrusion 113c positioned at the center and an inlet 113d introduced toward the compressor body around the circular protrusion 113c.
  • the circular protrusion 113c may be formed with a first height H1 from the inlet portion 113d, and the first bead portion 113a may be formed with a second height H2 from the inlet portion 113d. , the second height H2 may be smaller than the first height H1 .
  • the second bead part 113b may be composed of one or more beads.
  • the second bead unit may be composed of one or two beads.
  • the one bead 113b-1 may be positioned on the vertical center line VCL of the second shell cover 113, , may be formed to have the same second height H2 as the first bead portion 113a.
  • one end of the one bead 113b-1 may be connected to the circular protrusion 113c, and the other end may be connected to the sidewall 113e of the second shell cover 113.
  • the second bead part 113b when the second bead part 113b is composed of two beads 113b-1 and 113b-2, the two beads 113b-1 and 113b-2 are
  • the second shell cover 113 may be formed left and right symmetrically with respect to the vertical center line VCL of the second shell cover 113 , and may each be formed at a second height H2 .
  • each of the two beads may be connected to the circular protrusion 113a, and the other end may be connected to the sidewall 113e of the second shell cover 113,
  • the angle ⁇ between the two beads 113b-1 and 113b-2 may be 60° to 90°.
  • the natural frequency was measured to be approximately 4950 Hz
  • the natural frequency was measured to be approximately 4820 Hz.
  • the natural frequency is increased to increase the rigidity of the casing, and resonance with the noise frequency generated inside the compressor can be avoided.
  • the second shell cover having such a structure can be manufactured in the same shape using a mold, the strength and natural frequency distribution of the second shell cover of different compressors can be reduced, and noise distribution can be reduced.
  • configuration A described in a specific embodiment and/or drawing may be combined with configuration B described in another embodiment and/or drawing. That is, even if the combination between the components is not directly described, it means that the combination is possible except for the case where it is described that the combination is impossible.

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Abstract

압축기가 개시된다. 본 발명에 따른 압축기는 실린더와, 상기 실린더 내에서 축 방향으로 왕복 이동하는 피스톤과, 상기 피스톤을 구동하는 구동 유닛을 포함하는 압축기 본체; 상기 압축기 본체를 둘러싸는 케이싱; 상기 케이싱의 내부에서 상기 압축기 본체의 흡입 측을 지지하는 제1 지지부; 및 상기 케이싱의 내부에서 상기 압축기 본체의 토출 측을 지지하는 제2 지지부를 포함하고, 상기 케이싱은 상기 압축기 본체를 내부에 수용하는 원통형의 쉘과, 상기 쉘의 축 방향으로 상기 압축기 본체의 흡입 측을 마감하는 제1 쉘 커버와, 상기 쉘의 축 방향으로 상기 압축기 본체의 토출 측을 마감하는 제2 쉘 커버를 포함하며, 상기 제2 쉘 커버를 정면에서 볼 때, 상기 제2 쉘 커버는 상기 제2 쉘 커버의 수평 중심선 아래 쪽에 위치하는 적어도 하나의 제1 비드부와, 상기 수평 중심선 위 쪽에 위치하는 적어도 하나의 제2 비드부를 포함한다.

Description

압축기
본 발명은 압축기에 관한 것이다. 보다 상세하게, 피스톤의 선형 왕복 운동에 의해 냉매를 압축하는 리니어 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 압축기는 모터나 터빈 등의 동력 발생 장치로부터 동력을 전달받아 공기나 냉매 등의 작동 유체를 압축하도록 이루어지는 장치를 말한다.
이러한 압축기는 냉매를 압축하는 방식에 따라 왕복동식 압축기(Reciprocating compressor), 회전식 압축기(로터리 압축기, Rotary compressor), 및 스크롤 압축기(Scroll compressor)로 구분될 수 있다.
왕복동식 압축기는 작동 가스가 흡, 토출되는 압축 공간을 피스톤과 실린더 사이에 형성하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축하는 방식이고, 로터리 압축기는 작동 가스가 흡, 토출되는 압축 공간을 편심 회전되는 롤러(roller)와 실린더 사이에 형성하여 롤러가 실린더 내벽을 따라 편심 화전되면서 냉매를 압축하는 방식이며, 스크롤 압축기는 작동 가스가 흡, 토출되는 압축 공간을 선회 스크롤(orbiting scroll)과 고정 스크롤(fixed scroll) 사이에 형성하여 선회 스크롤이 고정 스크롤을 따라 회전하면서 냉매를 압축하는 방식이다.
최근에는 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 압축기가 많이 개발되고 있다.
본 출원인은 한국 등록특허공보 제10-2034301호(이하, '선행발명 1'이라 함)를 출원한 바 있다.
선행발명 1의 리니어 압축기는 기구 구조물을 포함하는 본체부와, 본체부를 외부로부터 보호하는 케이싱(casing)과, 본체부와 케이싱 사이에서 본체부를 지지하는 지지부를 포함한다.
지지부는 본체부의 전방(토출 측)에 배치되는 코일 스프링과 본체부의 후방(흡입 측)에 배치되는 판 스프링을 포함한다.
그리고 케이싱은 원통형 쉘(shell)과, 본체부의 흡입 측을 마감하는 제1 쉘 커버와, 본체부의 토출 측을 마감하는 제2 쉘 커버를 포함한다.
그런데, 선행발명 1에 의하면, 압축기의 구동 시에 케이싱 내부의 가진원에 의해 소음이 발생하며, 소음 주파수와 원통형 쉘의 고유 진동수가 일치하는 곳, 예를 들어 제2 쉘 커버 쪽에서 최대 소음이 발생한다.
그런데, 상기 선행발명 1과 같이 케이싱, 특히 쉘 커버가 복잡한 형상을 갖는 경우에는 한국 공개특허번호 제10-2002-0056334호(이하, '선행발명 2'라 함)에 개시된 바에 따라 원하는 곳을 국부적으로 열처리하는 것이 어렵고, 국부적인 열처리 시 열 전달, 열 응력 등이 균일하지 않게 되어 개별 케이싱 마다 열처리 후의 강도 및 고유 진동수 개선 산포가 발생하게 되며, 케이싱의 국부적 열처리를 위한 추가 설비와 작업 공정이 요구되는 등의 문제점이 있다.
선행기술문헌
특허문헌 1: 한국 등록특허공보 제10-2034301호
특허문헌 2: 한국 공개특허번호 제10-2002-0056334 호
본 발명은 복잡한 형상을 갖는 케이싱에도 적용이 가능한 진동 소음 저감 구조를 갖는 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 케이싱 별 강도 및 고유 진동수 산포가 작고, 소음 산포가 고른 진동 소음 저감 구조를 갖는 압축기를 제공하는데, 그 목적이 있다.
본 발명은 열처리를 위한 추가 설비와 작업 공정 없이 진동 소음을 효과적으로 저감할 수 있는 진동 소음 저감 구조를 갖는 압축기를 제공하는데, 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 압축기는, 실린더와, 상기 실린더 내에서 축 방향으로 왕복 이동하는 피스톤과, 상기 피스톤을 구동하는 구동 유닛을 포함하는 압축기 본체; 상기 압축기 본체를 둘러싸는 케이싱; 상기 케이싱의 내부에서 상기 압축기 본체의 흡입 측을 지지하는 제1 지지부; 및 상기 케이싱의 내부에서 상기 압축기 본체의 토출 측을 지지하는 제2 지지부를 포함하고, 상기 케이싱은 상기 압축기 본체를 내부에 수용하는 원통형의 쉘과, 상기 쉘의 축 방향으로 상기 압축기 본체의 흡입 측을 마감하는 제1 쉘 커버와, 상기 쉘의 축 방향으로 상기 압축기 본체의 토출 측을 마감하는 제2 쉘 커버를 포함하며, 상기 제2 쉘 커버를 정면에서 볼 때, 상기 제2 쉘 커버는 상기 제2 쉘 커버의 수평 중심선 아래 쪽에 위치하는 적어도 하나의 제1 비드부와, 상기 수평 중심선 위 쪽에 위치하는 적어도 하나의 제2 비드부를 포함한다.
상기 제1 지지부는 판 스프링을 포함할 수 있고, 상기 제2 지지부는 상기 축 방향에 수직한 반경 방향 또는 반경 방향에 인접한 방향으로 탄성 변형되는 복수의 코일 스프링을 포함할 수 있다.
이때, 상기 복수의 코일 스프링 각각은 일 측이 상기 압축기 본체에 지지되고 타 측이 상기 원통형의 쉘에 지지될 수 있으며, 상기 압축기 본체의 하중 방향에 대해 소정 각도 어긋난 방향으로 압축될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제2 쉘 커버는 중심에 위치하는 원형 돌출부와, 상기 원형 돌출부의 주위에서 상기 압축기 본체 쪽으로 인입된 인입부를 더 포함할 수 있다.
상기 원형 돌출부는 상기 인입부로부터 제1 높이로 형성될 수 있고, 상기 제1 비드부는 상기 인입부로부터 제2 높이로 형성될 수 있으며, 상기 제2 높이는 상기 제1 높이보다 작을 수 있다.
상기 제2 비드부는 1개 이상의 비드로 구성될 수 있다.
한 예로, 제2 비드부는 1개 또는 2개의 비드로 구성될 수 있다.
제2 비드부가 1개의 비드로 구성되는 경우, 상기 1개의 비드는 상기 제2 쉘 커버의 수직 중심선 상에 위치할 수 있으며, 상기 제2 높이로 형성될 수 있다.
그리고 상기 1개의 비드의 한쪽 단부는 상기 원형 돌출부에 연결될 수 있고, 다른 한쪽 단부는 상기 제2 쉘 커버의 측벽에 연결될 수 있다.
상기 제2 비드부는 2개의 비드로 구성되는 경우, 상기 2개의 비드는 상기 제2 쉘 커버의 수직 중심선을 기준으로 좌우 대칭으로 형성될 수 있고, 각각 상기 제2 높이로 형성될 수 있다.
그리고 상기 2개의 비드 각각의 한쪽 단부는 상기 원형 돌출부에 연결될 수 있고, 다른 한쪽 단부는 상기 제2 쉘 커버의 측벽에 연결될 수 있으며, 상기 2개의 비드 사이의 각도는 60° 내지 90°일 수 있다.
본 발명에 따른 압축기는 수평 중심선 아래 쪽에 위치하는 적어도 하나의 제1 비드부를 포함하는 제2 쉘 커버의 수평 중심선 위 쪽에 적어도 하나의 제2 비드부를 추가로 형성함으로써, 케이싱의 강성과 고유 진동수를 높여서 압축기 내부에서 발생하는 소음 주파수와의 공진을 회피할 수 있다.
그리고 이러한 구조의 제2 쉘 커버는 금형을 이용하여 서로 동일한 형상으로 제작이 가능하므로, 서로 다른 압축기의 제2 쉘 커버의 강도 및 고유 진동수 산포를 줄일 수 있고, 소음 산포가 줄일 수 있다.
또한, 금형을 이용하여 제2 쉘 커버를 제작함으로써, 열처리를 위한 추가 설비와 작업 공정이 필요 없어 제작비를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 압축기의 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 제2 쉘 커버의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 압축기의 내부 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 3의 제1 지지 스프링을 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 반경 방향 지지 유닛을 설명하기 위한 제2 지지 스프링을 나타내는 정면도이다.
도 6은 도 5에서 제2 지지 스프링을 분해한 상태의 분해 사시도이다.
도 7은 도 5의 제2 지지 스프링의 세부 구성을 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7의 변형 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 반경 방향 지지 유닛을 설명하기 위한 제2 지지 스프링을 나타내는 정면도이다.
도 10은 도 9의 제2 지지 스프링의 세부 구성을 나타내는 정면도이다.
도 11은 제2 지지 스프링의 강성에 따른 진동 레벨을 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 압축기의 제2 쉘 커버의 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에 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 발명에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 발명(invention)의 용어는 discloser, document, specification, description 등의 용어로 대체할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 압축기는 피스톤이 직선 왕복 운동을 하면서 유체를 흡입하여 압축하고, 압축된 유체를 토출하는 동작을 수행하는 리니어 압축기를 예로 들어 설명한다.
리니어 압축기는 냉동 사이클의 구성요소가 될 수 있으며, 리니어 압축기에서 압축되는 유체는 냉동 사이클을 순환하는 냉매일 수 있다. 냉동 사이클은 압축기 외에도 응축기, 팽창장치 및 증발기 등을 포함한다. 그리고 리니어 압축기는 냉장고의 냉각 시스템의 일 구성으로 사용될 수 있으며, 이에 한정되지 않고 산업 전반에 걸쳐 널리 사용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서(discloser)에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 명세서에 개시된 실시예를 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 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 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.
이하, 본 명세서에 따른 압축기는 피스톤이 직선 왕복 운동을 하면서 유체를 흡입하여 압축하고, 압축된 유체를 토출하는 동작을 수행하는 리니어 압축기를 예로 들어 설명한다.
리니어 압축기는 냉동 사이클의 구성요소가 될 수 있으며, 리니어 압축기에서 압축되는 유체는 냉동 사이클을 순환하는 냉매일 수 있다. 냉동 사이클은 압축기 외에도 응축기, 팽창장치 및 증발기 등을 포함한다. 그리고 리니어 압축기는 냉장고의 냉각시스템의 일 구성으로 사용될 수 있으며, 이에 한정되지 않고 산업 전반에 걸쳐 널리 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 압축기의 외관 사시도이고, 도 2는 도 1의 제2 쉘 커버의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 압축기의 내부 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 3의 제1 지지 스프링을 나타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 반경 방향 지지 유닛을 설명하기 위한 제2 지지 스프링을 나타내는 정면도이며, 도 6은 도 5에서 제2 지지 스프링을 분해한 상태의 분해 사시도이다.
도 7은 도 5의 제2 지지 스프링의 세부 구성을 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7의 변형 실시 예를 나타내는 도면이며, 도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 반경 방향 지지 유닛을 설명하기 위한 제2 지지 스프링을 나타내는 정면도이다.
도 10은 도 9의 제2 지지 스프링의 세부 구성을 나타내는 정면도이고, 도 11은 제2 지지 스프링의 강성에 따른 진동 레벨을 나타내는 그래프이다.
도면을 참조하면, 리니어 압축기(100)의 케이싱은 원통형 쉘(111) 및 원통형 쉘(111)의 개방 단부에 결합되는 쉘 커버(112, 113)를 포함한다.
원통형 쉘(111)의 하측에는 레그(20)가 결합될 수 있다. 레그(20)는 리니어 압축기(100)가 설치되는 제품의 베이스에 결합될 수 있다. 예를 들어, 제품에는 냉장고가 포함되며, 베이스에는, 냉장고의 기계실 베이스가 포함될 수 있다. 다른 예로서, 제품에는 공기조화기의 실외기가 포함되며, 베이스에는, 실외기의 베이스가 포함될 수 있다.
원통형 쉘(111)은 대략 원통 형상을 가지며, 가로 방향으로 누워져 있는 배치, 또는 축 방향으로 누워 있는 배치를 이룰 수 있다. 도 1을 기준으로, 원통형 쉘(111)은 가로 방향으로 길게 연장되며, 반경 방향으로는 다소 낮은 높이를 가질 수 있다. 즉, 리니어 압축기(100)는 낮은 높이를 가질 수 있으므로, 예를 들어 리니어 압축기(100)가 냉장고의 기계실 베이스에 설치될 때, 기계실의 높이를 감소시킬 수 있다는 이점이 있다.
또한, 원통형 쉘(111)의 길이 방향 중심축은 후술할 압축기 본체의 중심축과 일치하며, 압축기 본체의 중심축은 압축기 본체를 구성하는 실린더 및 피스톤의 중심축과 일치한다.
원통형 쉘(111)의 외면에는, 터미널(30)이 설치될 수 있다. 터미널(30)은 외부 전원을 리니어 압축기(100)의 모터 어셈블리(도 3의 구동유닛(130) 참조)에 전달하는 구성으로서 이해된다. 특히, 터미널(30)은 코일(도 3의 132b 참조)의 리드선에 연결될 수 있다.
터미널(30)의 외측에는 브라켓(31)이 설치된다. 브라켓(31)에는 터미널(30)을 둘러싸는 다수의 브라켓이 포함될 수 있다. 브라켓(31)은 외부의 충격 등으로부터 터미널(30)을 보호하는 기능을 수행할 수 있다.
원통형 쉘(111)의 양측부는 개구되도록 구성된다. 개구된 원통형 쉘(111)의 개방 단부에는 쉘 커버(112, 113)가 결합될 수 있다.
쉘 커버(112, 113)에는 원통형 쉘(111)의 한쪽 개방 단부에 결합되는 제1 쉘 커버(112, 도 3 참조) 및 원통형 쉘(111)의 다른 쪽 개방 단부에 결합되는 제2 쉘 커버(113)가 포함된다. 쉘 커버(112, 113)에 의하여 원통형 쉘(111)의 내부공간은 밀폐될 수 있다.
도 1을 기준으로, 제1 쉘 커버(112)는 리니어 압축기(100)의 우측부에 위치되며, 제2 쉘 커버(113)는 리니어 압축기(100)의 좌측부에 위치될 수 있다. 달리 말하면, 제 1 및 제2 쉘 커버(112, 113)는 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 또한, 제1 쉘 커버(112)는 냉매의 흡입 측에 위치되고, 제 2 쉘 커버(113)는 냉매의 토출 측에 위치되는 것으로 이해될 수 있다.
리니어 압축기(100)는 원통형 쉘(111) 또는 쉘 커버(112, 113)에 구비되어, 냉매를 흡입, 토출 또는 주입시킬 수 있는 다수의 파이프(114, 115, 40)를 더 포함한다.
다수의 파이프(114, 115, 40)에는, 냉매가 리니어 압축기(100)의 내부로 흡입되도록 하는 흡입관(114)와, 압축된 냉매가 리니어 압축기(100)로부터 배출되도록 하는 토출관(115) 및 냉매를 리니어 압축기(100)에 보충하기 위한 보충관(40)이 포함된다.
예를 들어, 흡입관(114)은 제1 쉘 커버(112)에 결합될 수 있다. 냉매는 흡입관(114)을 통하여 축 방향을 따라 리니어 압축기(100)의 내부로 흡입될 수 있다.
토출관(115)은 원통형 쉘(111)의 외주면에 결합될 수 있다. 흡입관(114)을 통하여 흡입된 냉매는 축 방향으로 유동하면서 압축될 수 있다. 그리고 압축된 냉매는 토출관(115)을 통하여 배출될 수 있다. 토출관(115)은 제1 쉘 커버(112) 보다 제2 쉘 커버(113)에 인접한 위치에 배치될 수 있다.
보충관(40)은 원통형 쉘(111)의 외주면에 결합될 수 있다. 작업자는 보충관(40)을 통하여 리니어 압축기(100)의 내부로 냉매를 주입할 수 있다.
보충관(40)은 토출관(115)과의 간섭을 피하기 위하여, 토출관(115)과 다른 높이에서 원통형 쉘(111)에 결합될 수 있다. 높이라 함은, 레그(20)로부터의 수직 방향으로의 거리로서 이해된다. 토출관(115)과 보충관(40)이 서로 다른 높이에서 원통형 쉘(111)의 외주면에 결합됨으로써, 작업 편의성이 도모될 수 있다.
보충관(40)이 결합되는 지점에 대응하는 원통형 쉘(111)의 내주면에는 제2 쉘 커버(113)의 적어도 일부분이 인접하게 위치될 수 있다. 달리 말하면, 제2 쉘 커버(113)의 적어도 일부분은, 보충관(40)을 통하여 주입된 냉매의 저항으로서 작용할 수 있다.
따라서, 냉매의 유로 관점에서, 보충관(40)을 통하여 유입되는 냉매의 유로 크기는 원통형 쉘(111)의 내부 공간으로 진입하면서 제2 쉘 커버(113)에 의해 작아지고, 그를 통과하며 다시 커지도록 형성된다.
이 과정에서, 냉매의 압력이 감소하여 냉매의 기화가 이루어질 수 있고, 냉매에 포함된 유분이 분리될 수 있다. 따라서, 유분이 분리된 냉매가 피스톤(도 3의 150 참조)의 내부로 유입되면서, 냉매의 압축 성능이 개선될 수 있다. 유분은 냉각 시스템에 존재하는 작동유로서 이해될 수 있다.
원통형 쉘(111)의 내부에는 압축기 본체를 지지하는 장치가 구비될 수 있다. 여기서, 압축기 본체는 원통형 쉘(111)의 내부에 구비되는 부품을 의미하며, 예를 들어 전후 왕복 운동하는 구동부 및 구동부를 지지하는 지지부가 포함될 수 있다.
도 3을 참조하면, 압축기 본체는 프레임(120)과, 프레임(120)에 고정되는 실린더(140)와, 실린더(140) 내부를 직선 왕복 운동하는 피스톤(150)과, 프레임(120)에 고정되고 피스톤(150)에 구동력을 부여하는 구동유닛(130) 등을 포함한다. 여기서 실린더(140)와 피스톤(150)은 압축유닛(140, 150)으로 지칭할 수도 있다.
그리고 압축기(100)는 실린더(140)와 피스톤(150) 사이의 마찰을 저감하기 위한 베어링 수단을 구비할 수 있다. 베어링 수단은 오일 베어링 또는 가스 베어링일 수 있다. 또는 베어링 수단으로 기계적인 베어링을 이용할 수도 있다.
압축기(100)의 본체는 케이싱(110)의 내측 양 단부에 설치되는 지지부에 의해 탄성 지지될 수 있다.
지지부는 본체 후방(흡입 측)을 지지하는 제1 지지 스프링(116)과 본체 전방(토출 측)을 지지하는 반경 방향 지지유닛(200)을 구비할 수 있다. 그리고 지지 스프링(116)과 반경 방향 지지유닛(120)은 본체 내부 부품들을 지지하면서 피스톤(150)의 왕복 운동에 따라 발생하는 진동 및 충격을 흡수할 수 있다.
케이싱(110)은 밀폐된 공간을 형성할 수 있고, 밀폐된 공간은 흡입된 냉매가 수용되는 수용공간(101)과, 압축되기 전의 냉매가 채워지는 흡입공간(102)과 냉매를 압축하는 압축공간(103)과, 압축된 냉매가 채워지는 토출공간(104)이 형성된다.
즉, 케이싱(110)의 후방 측에 연결된 흡입관(114)으로부터 흡입된 냉매는 수용공간(101)에 채워지고, 수용공간(101)과 연통되는 흡입공간(102) 내의 냉매는 압축공간(103)에서 압축되어 토출공간(104)으로 토출되고, 케이싱(110)의 전방 측에 연결된 토출관(115)을 통해 외부로 배출된다.
케이싱(110)은 양단이 개구되어 대략 횡방향으로 긴 원통 형상으로 형성되는 원통형 쉘(111)과, 원통형 쉘(111)의 후방 측에 결합되는 제1 쉘 커버(112) 및 전방 측에 결합되는 제2 쉘 커버(113)로 이루어질 수 있다. 여기서 전방 측은 압축된 냉매가 토출되는 측을, 후방 측은 냉매가 유입되는 측을 의미한다.
그리고 케이싱(110)은 열전도성 재질로 형성될 수 있다. 이를 통해 케이싱(110)의 내부 공간에서 발생되는 열을 신속하게 외부로 방열시킬 수 있다.
제1 쉘 커버(112)는 원통형 쉘(111)의 후방 측을 밀봉하도록 원통형 쉘(111)에 결합되고, 제1 쉘 커버(112)의 중앙에는 흡입관(114)이 삽입되어 결합될 수 있다.
그리고 압축기 본체의 후방 측은 제1 지지 스프링(116)을 통해 제1 쉘 커버(112)에 반경 방향으로 탄력적으로 지지될 수 있다.
제1 지지 스프링(116)은 원형의 판 스프링으로 형성될 수 있으며, 가장자리부가 지지브라켓(123a)을 통해 전방 방향으로 백커버(123)에 지지되고, 개구된 중앙부가 흡입 가이드(116a)를 통해 후방 방향으로 제1 쉘 커버(112)에 지지될 수 있다.
흡입 가이드(116a)는 내부에 관통유로가 마련되는 원통 형상으로 형성된다. 흡입 가이드(116a)는 전방 측 외주면에 제1 지지 스프링(116)의 중앙 개구부가 결합되고, 후방 측 단부가 제1 쉘 커버(112)에 지지될 수 있다. 이 때, 흡입 가이드(116a)와 제1 쉘 커버(112)의 내측면 사이에는 별도의 흡입측 지지부재(116b)가 개재될 수 있다.
그리고 흡입 가이드(116a)의 후방 측은 흡입관(114)에 연통되고, 흡입관(114)을 통해 흡입되는 냉매는 흡입가이드(116a)를 통과하여 후술할 머플러 유닛(160)으로 원할하게 유입될 수 있다.
그리고 흡입가이드(116a)와 흡입측 지지부재(116b) 사이에는 고무재질 등으로 된 댐핑부재(116c)가 설치될 수 있다. 이에 따라, 흡입관(114)을 통해 냉매가 흡입되는 과정에서 발생될 수 있는 진동이 제1 쉘 커버(112)로 전달되는 것을 차단할 수 있다.
제2 쉘 커버(113)는 원통형 쉘(111)의 전방 측을 밀봉하도록 원통형 쉘(111)에 결합될 수 있다. 압축공간(103)에서 토출되는 냉매는 토출커버 조립체(190)를 통과한 후 루프파이프(115a)와 토출관(115)을 통해 냉동사이클로 배출될 수 있다.
그리고 압축기 본체의 전방 측은 반경 방향 지지유닛(200)을 통해 원통형 쉘(111) 또는 제2 쉘 커버(113)에 반경 방향으로 탄력적으로 지지될 수 있다.
압축공간(103)에서 배출된 냉매의 토출공간(104)을 형성하는 토출커버 조립체(190)는 프레임(120)의 전면에 결합되는 토출커버(184)와 토출커버(184)의 내측에 배치되는 토출 플래넘(185)을 포함한다. 그리고 토출커버 조립체(190)는 토출 플래넘(185)의 내주면에 밀착되는 원통 형상의 고정링(186)을 더 포함할 수 있다.
토출밸브 어셈블리는 토출커버 조립체(190)의 내측에 결합되며, 압축공간(103)에서 압축된 냉매를 토출공간(104)으로 토출시킨다. 그리고 토출밸브 어셈블리는 토출밸브(171)와 토출밸브(171)를 실린더(140)의 전단에 밀착되는 방향으로 탄성력을 제공하는 스프링 조립체(175)를 포함할 수 있다.
스프링 조립체(175)는 판스프링 형태의 밸브 스프링(172)과, 밸브 스프링(172)의 가장자리에 위치되어 밸브 스프링(172)을 지지하는 스프링 지지부(173)와, 스프링 지지부(173)의 외주면에 끼워지는 마찰링(174)을 포함할 수 있다.
토출밸브(171)의 전면 중앙부는 밸브 스프링(172)의 중앙에 고정 결합된다. 그리고 토출밸브(171)의 후면은 밸브 스프링(172)의 탄성력에 의하여 실린더(140)의 전면(또는 전단)에 밀착된다.
압축공간(103)의 압력이 토출 압력 이상이 되면, 밸브 스프링(172)이 토출 플래넘(185) 방향으로 탄성 변형된다. 그리고 토출밸브(171)가 실린더(140)의 전단부로부터 이격되어, 냉매가 압축공간(103)에서 토출 플래넘(185)의 내부에 형성되는 토출공간(104)으로 토출될 수 있다.
즉, 토출밸브(171)가 실린더(140)의 전면에 지지되는 경우 압축공간(103)은 밀폐된 상태를 유지하며, 토출밸브(171)가 실린더(140)의 전면으로부터 이격되는 경우 압축공간(103)은 개방되어 압축공간(103) 내부의 압축된 냉매가 배출될 수 있다.
압축공간(103)은 흡입밸브(155)와 토출밸브(171)의 사이에 형성되는 공간으로서 이해될 수 있다. 그리고 흡입밸브(155)는 압축공간(103)의 일 측에 형성되고, 토출밸브(171)는 압축공간(103)의 타 측, 즉 흡입밸브(155)의 반대 측에 제공될 수 있다.
피스톤(150)이 실린더(140)의 내부에서 직선 왕복 운동하는 과정에서, 압축공간(103)의 압력이 냉매의 흡입 압력 이하가 되면, 흡입 밸브(155)가 개방되어 냉매는 압축공간(103)으로 유입된다.
반면, 압축공간(103)의 압력이 냉매의 흡입 압력을 초과하면, 흡입 밸브(155)가 닫히고 피스톤의 전진에 의하여 압축공간(103)의 냉매가 압축된다.
한편, 압축공간(103)의 압력이 토출공간(104) 내의 압력(토출 압력)보다 커지면, 밸브 스프링(172)이 전방으로 변형되면서 토출밸브(171)가 실린더(140)로부터 분리된다. 그리고, 압축공간(103) 내부의 냉매는 토출밸브(171)와 실린더(140)의 이격된 공간을 통하여 토출 플래넘(185)의 내부에 형성된 토출공간(104)으로 토출된다.
냉매의 토출이 완료되면, 밸브 스프링(172)은 토출밸브(171)에 복원력을 제공하여 토출밸브(171)가 실린더(140)의 전단에 다시 밀착된다.
토출관(115)에 연결되는 루프파이프(115a)는 토출커버 조립체(190)로 유동된 냉매를 외부로 배출시킨다. 이 때, 루프파이프(115a)의 일단은 토출커버(184)에 결합되고, 타단은 토출관(115)에 결합된다. 그리고 루프파이프(115a)는 적어도 일부분이 플렉서블한 재질로 구성되며, 원통형 쉘(111)의 내주면을 따라 구부러져 연장될 수 있다.
압축기 본체의 전단부를 지지하는 반경 방향 지지유닛(200)은 토출커버(184)와 원통형 쉘(111) 사이에서 축 방향에 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 그리고 반경 방향 지지유닛(200)은 일단이 토출커버(184)의 전방으로 돌출되는 지지유닛 결합부(184b)의 외주면에 지지되고, 타단이 원통형 쉘(111) 또는 제2 쉘 커버(113)의 내주면에 지지될 수 있다.
반경 방향 지지유닛(200)은 반경 방향으로 압축 및 인장 가능하도록 마련되며, 수직 방향의 하중을 지지하고, 진동을 저감할 수 있다. 이 때, 도면과 달리 반경 방향 지지유닛(200)은 축 방향에 수직한 방향에서 소정 정도 전방으로 기울어진 방향으로 배치될 수도 있다. 즉, 반경 방향 지지유닛(200)은 상부 보다 하부가 전방에 위치하도록 기울어져 배치될 수도 있다.
또한, 반경 방향 지지유닛(200)은 복수 방향으로 배치되는 지지유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 지지유닛(200)이 90 내지 120도 범위의 각도로 벌어진 상태로 배치되어 토출커버 조립체(190)를 지지할 수 있다.
리니어 압축기(100)는 프레임(120)과, 프레임(120) 주변의 부품 간의 결합력을 증대하기 위한 다수의 실링부재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다수의 실링부재는 링 형상을 가질 수 있다.
프레임(120)은 실린더(140)의 외주면을 지지하는 바디부(121)와, 바디부(121)의 일 측에 연결되고 구동유닛(130)을 지지하는 플랜지부(122)를 포함한다. 그리고 프레임(120)은 구동유닛(130)과 실린더(140)와 함께 제1 지지 스프링(116)과 반경 방향 지지유닛(200)에 의해 케이싱(110)에 탄력 지지될 수 있다.
바디부(121)는 실린더(140)의 외주면을 둘러싸는 원통 형상으로 형성되고, 플랜지부(122)는 바디부(121)의 전방 측 단부에서 반경 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
바디부(121)의 내주면에는 실린더(140)가 결합되고, 외주면에는 이너 스테이터(134)가 결합될 수 있다. 예를 들어, 실린더(140)는 바디부(121)의 내주면에 압입(press fitting)되어 고정되고 이너 스테이터(134)는 고정 링을 이용하여 고정될 수 있다.
플랜지부(122)의 후방면에는 아우터 스테이터(131)가 결합되고, 전방면에는 토출커버 조립체(190)가 결합될 수 있다. 예를 들어, 아우터 스테이터(131)와 토출커버 조립체(190)는 기계적 결합수단을 통해 고정될 수 있다.
그리고 플랜지부(122)의 전방면 일 측에는 가스 베어링의 일부를 이루는 베어링 입구홈이 형성되고, 베어링 입구홈에서 바디부(121)의 내주면으로 관통되는 베어링 연통홀이 형성되며, 바디부(121)의 내주면에는 베어링 연통홀에서 연통되는 가스 홈이 형성될 수 있다.
베어링 입구홈은 소정의 깊이로 축 방향으로 함몰되어 형성되고, 베어링 연통홀은 베어링 입구홈보다 단면적이 작은 구멍으로 바디부(121)의 내주면을 향해 경사지게 형성될 수 있다. 그리고 가스 홈은 바디부(121)의 내주면에 소정의 깊이와 축 방향 길이를 가지는 환형 모양으로 형성될 수 있다. 이와 달리, 가스 홈은 바디부(121)의 내주면이 접하는 실린더(140)의 외주면에 형성되거나 또는 바디부(121)의 내주면과 실린더(140)의 외주면에 모두 형성될 수도 있다.
또한, 실린더(140)의 외주면에는 가스 홈에 대응하는 가스유입구(142)가 형성될 수 있다. 가스유입구(142)는 가스 베어링에서 일종의 노즐부를 이룬다.
한편, 프레임(120)과 실린더(140)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 마련될 수 있다.
실린더(140)는 양 단부가 개방되는 원통 형상으로 형성되고, 후방 단부를 통해 피스톤(150)이 삽입될 수 있다. 압축공간(103)은 피스톤(150)이 후진하였을 때 부피가 증가하고, 피스톤(150)이 전진하면서 부피가 감소한다. 즉, 압축공간(103) 내부에 유입된 냉매는 피스톤(150)이 전진하면서 압축된다.
그리고 실린더(140)는 전방 단부가 외측으로 절곡되어 플랜지부(141)를 형성할 수 있다. 실린더(140)의 플랜지부(141)는 프레임(120)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 프레임(120)의 전방 측 단부는 실린더(140)의 플랜지부(141)에 대응하는 플랜지 홈이 형성될 수 있고, 실린더(140)의 플랜지부(141)는 상기 플랜지 홈에 삽입되어 기계적 결합부재를 통해 결합될 수 있다.
한편, 피스톤(150)의 외주면과 실린더(140)의 외주면 사이의 간격으로 토출가스를 공급하여 실린더(140)와 피스톤(150) 사이에 가스 윤활할 수 있는 가스 베어링 수단이 제공될 수 있다. 실린더(140)와 피스톤(150) 사이의 토출가스는 피스톤(150)에 부상력을 제공하여 피스톤(150)이 실린더(140)에 마찰하는 것을 저감시킬 수 있다.
예를 들어, 실린더(140)에는 바디부(121)의 내주면에 형성되는 가스 홈에 연통되고, 실린더(140)를 반경 방향으로 관통하여 가스 홈으로 유입되는 압축된 냉매를 실린더(140)의 내주면과 피스톤(150)의 외주면 사이로 안내하는 가스유입구(142)가 형성될 수 있다. 또는 가공의 편의성을 고려하여 가스 홈은 실린더(140)의 외주면에 형성될 수도 있다.
가스유입구(142)의 입구는 상대적으로 넓게, 출구는 노즐 역할을 하도록 미세통공으로 형성될 수 있다. 가스유입구(142)의 입구부에는 이물질의 유입을 차단하는 필터(미도시)가 추가로 구비될 수 있다. 필터는 금속으로 된 망 필터일 수도 있고, 세실과 같은 부재를 감아서 형성할 수도 있다.
그리고 가스유입구(142)는 복수 개가 독립적으로 형성될 수 있고, 또는 입구는 환형 홈으로 형성되고 출구는 그 환형 홈을 따라 일정 간격을 두고 복수 개가 형성될 수도 있다.
또한, 가스유입구(142)는 실린더(140)의 축 방향 중간을 기준으로 전방 측에만 형성될 수도 있고, 피스톤(150)의 처짐을 고려하여 후방 측에도 함께 형성될 수도 있다.
피스톤(150)은 실린더(140) 후방의 개방된 단부로 삽입되어, 압축공간(103)의 후방을 밀폐하도록 마련된다.
피스톤(150)은 원판 형상으로 압축공간(103)을 구획하는 헤드부(151)와 헤드부(151)의 외주면에서 후방으로 연장되는 원통 형상의 가이드부(152)를 포함한다. 헤드부(151)는 부분적으로 개방되도록 마련되고, 가이드부(152)는 내부가 비어 있고, 전방은 헤드부(151)에 의해 부분적으로 밀폐되지만, 후방은 개구되어 머플러 유닛(160)과 연결되도록 마련된다. 그리고 헤드부(151)는 가이드부(152)에 결합되는 별도의 부재로 마련될 수 있고, 또는 헤드부(151)와 가이드부(152)는 일체로 형성될 수 있다.
그리고 피스톤(150)의 헤드부(151)에는 흡입포트(154)가 관통되도록 형성된다. 흡입포트(154)는 피스톤(150) 내부의 흡입공간(102)과 압축공간(103)을 연통하도록 마련된다. 예를 들어, 수용공간(101)에서 피스톤(150) 내부의 흡입공간(102)으로 흘러 유입된 냉매는 흡입포트(154)를 통과하여 피스톤(150)과 실린더(140) 사이의 압축공간(103)으로 흡입될 수 있다.
흡입포트(154)는 피스톤(150)의 축 방향으로 연장될 수 있다. 또는 흡입포트(154)는 피스톤(150)의 축 방향에 경사지게 형성될 수 있다. 예를 들어, 흡입포트(154)는 피스톤(150)의 후방으로 갈수록 중심 축에서 멀어지는 방향으로 경사지도록 연장될 수 있다.
그리고 흡입포트(154)는 개구가 원형으로 형성되고, 내경이 일정하게 형성될 수 있다. 또는 흡입포트(154)는 개구가 헤드부(151)의 반경 방향으로 연장되는 장공으로 형성될 수도 있고, 내경이 후방으로 갈수록 커지도록 형성될 수도 있다.
그리고 흡입포트(154)는 헤드부(151)의 반경 방향과 원주 방향 중 어느 하나 이상의 방향으로 복수 개 형성될 수 있다.
또한, 압축공간(103)과 인접한 피스톤(150)의 헤드부(151)에는 흡입포트(154)를 선택적으로 개폐하는 흡입밸브(155)가 장착될 수 있다. 흡입밸브(155)는 탄성 변형에 의해 동작하여 흡입포트(154)를 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 즉, 흡입밸브(155)는 흡입포트(154)를 통과하여 압축공간(103)으로 흐르는 냉매의 압력에 의하여 흡입포트(154)를 개방하도록 탄성 변형될 수 있다.
또한, 피스톤(150)은 무버(135)와 연결되고, 무버(135)는 피스톤(150)의 움직임에 따라 전후 방향으로 왕복 운동한다. 무버(135)와 피스톤(150) 사이에는 이너 스테이터(134)와 실린더(140)가 위치할 수 있다. 그리고 무버(135)와 피스톤(150)은 실린더(140)와 이너 스테이터(134)를 후방으로 우회하여 형성되는 마그넷 프레임(136)에 의해 서로 연결될 수 있다.
머플러 유닛(160)은 피스톤(150)의 후방에 결합되어 피스톤(150)으로 냉매가 흡입되는 과정에서 발생하는 소음을 감쇄시키도록 마련된다. 흡입관(114)를 통하여 흡입된 냉매는 머플러 유닛(160)를 거쳐 피스톤(150)의 내부의 흡입공간(102)으로 유동한다.
머플러 유닛(160)은 케이싱(110)의 수용공간(101)에 연통되는 흡입 머플러(161)와, 흡입 머플러(161)의 전방에 연결되고 냉매를 흡입포트(154)로 안내하는 내부가이드(162)를 포함한다.
흡입 머플러(161)는 피스톤(150)의 후방에 위치하고, 후방 측 개구가 흡입관(114)에 인접하게 배치되고, 전방 측 단부가 피스톤(150)의 후방에 결합될 수 있다. 흡입 머플러(161)는 축 방향으로 유로가 형성되어 수용공간(101) 내의 냉매를 피스톤(150) 내부의 흡입공간(102)으로 안내할 수 있다.
이 때, 흡입 머플러(161)의 내부는 배플로 구획되는 복수 개의 소음공간이 형성될 수 있다. 흡입 머플러(161)는 두 개 이상의 부재가 상호 결합되어 형성될 수 있고, 예를 들어, 제1 흡입 머플러의 내부에 제2 흡입 머플러가 압입 결합되면서 복수 개의 소음공간을 형성할 수 있다. 그리고 흡입 머플러(161)는 무게나 절연성을 고려하여 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.
내부가이드(162)는 일 측이 흡입 머플러(161)의 소음공간에 연통되고, 타 측이 피스톤(150)의 내부에 깊숙하게 삽입되는 파이프 형상일 수 있다. 내부가이드(162)는 양 단이 동일한 내경으로 마련되는 원통 형상으로 형성될 수도 있지만, 경우에 따라서는 토출측인 전방 단의 내경이 반대쪽인 후방 단의 내경보다 크게 형성될 수도 있다.
흡입 머플러(161)와 내부가이드(162)는 다양한 형상으로 구비될 수 있고, 이들을 통하여 머플러 유닛(160)을 통과하는 냉매의 압력을 조절할 수 있다. 그리고 흡입 머플러(161)와 내부가이드(162)는 일체로 형성될 수 있다.
구동유닛(130)은 원통형 쉘(111)과 프레임(120) 사이에 프레임(120)의 바디부(121)를 둘러싸도록 배치되는 아우터 스테이터(131)와, 아우터 스테이터(131)와 실린더(140) 사이에 실린더(140)를 둘러싸도록 배치되는 이너 스테이터(134)와, 아우터 스테이터(131)와 이너 스테이터(134) 사이에 배치되는 무버(135)를 포함할 수 있다.
아우터 스테이터(131)는 프레임(120)의 플랜지부(122)의 후방에 결합될 수 있고, 이너 스테이터(134)는 프레임(120)의 바디부(121)의 외주면에 결합될 수 있다. 그리고 이너 스테이터(134)는 아우터 스테이터(131)의 내측으로 이격되어 배치되고, 무버(135)는 아우터 스테이터(131)와 이너 스테이터(134) 사이의 공간에 배치될 수 있다.
아우터 스테이터(131)에는 권선코일이 장착될 수 있으며, 무버(135)는 영구자석을 구비할 수 있다. 영구자석은 1개의 극을 가지는 단일 자석으로 구성되거나, 3개의 극을 가지는 복수의 자석이 결합되어 구성될 수 있다.
아우터 스테이터(131)는 축 방향을 원주 방향으로 둘러싸는 코일 권선체(132)와 코일 권선체(132)를 둘러싸면서 적층되는 스테이터 코어(133)를 포함한다. 코일 권선체(132)는 속이 빈 원통 형상의 보빈(132a)과 보빈(132a)의 원주 방향으로 권선된 코일(132b)을 포함할 수 있다. 코일(132b)의 단면은 원형 또는 다각형 형상으로 형성될 수 있으며, 일례로 육각형의 형상을 가질 수 있다. 그리고 스테이터 코어(133)는 다수 개의 라미네이션 시트가 방사상으로 적층될 수도 있고, 복수 개의 라미네이션 블록(lamination block)이 원주 방향을 따라 적층될 수도 있다.
그리고 아우터 스테이터(131)의 전방 측은 프레임(120)의 플랜지부(122)에 지지되고, 후방 측은 스테이터 커버(137)에 의해 지지될 수 있다. 예를 들어, 스테이터 커버(137)는 속이 빈 원판 형상으로 마련되고, 전방 면에 아우터 스테이터(131)가 지지되고, 후방 면에 공진 스프링이 지지될 수 있다.
이너 스테이터(134)는 복수 개의 라미네이션이 프레임(120)의 바디부(121)의 외주면에 원주 방향으로 적층되어 구성될 수 있다.
무버(135)는 일 측이 마그넷 프레임(136)에 결합되어 지지될 수 있다. 마그넷 프레임(136)은 대략 원통 형상을 가지며, 아우터 스테이터(131)와 이너 스테이터(134)의 사이 공간에 삽입되도록 배치된다. 그리고 마그넷 프레임(136)은 피스톤(150)의 후방 측에 결합되어 피스톤(150)과 함께 이동하도록 마련된다.
일 예로, 마그넷 프레임(136)의 후방 단부는 반경 방향 내측으로 절곡되고 연장되어 결합부(136a)를 형성하고, 결합부(136a)는 피스톤(150)의 후방에 형성되는 플랜지부(153)에 결합될 수 있다. 마그넷 프레임(136)의 결합부(136a)와 피스톤(150)의 플랜지부(153)는 기계적 결합부재를 통해 결합될 수 있다.
나아가, 피스톤(150)의 플랜지부(153)와 마그넷 프레임(136)의 결합부(136a) 사이에 흡입 머플러(161)의 전방에 형성되는 플랜지부(161a)가 개재될 수 있다. 따라서 피스톤(150)과 머플러 유닛(160)과 무버(135)가 일체로 결합된 상태로 함께 선형 왕복 이동할 수 있다.
구동유닛(130)에 전류가 인가되면 권선코일에 자속(magnetic flux)이 형성되고, 아우터 스테이터(131)의 권선코일에 형성되는 자속과 무버(135)의 영구자석에 의해 형성되는 자속 사이의 상호 작용에 의해 전자기력이 발생하여 무버(135)가 움직일 수 있다. 그리고 무버(135)의 축 방향 왕복 움직임과 동시에 마그넷 프레임(136)과 연결되는 피스톤(150)도 무버(135)와 일체로 축 방향으로 왕복 이동한다.
한편, 구동유닛(130)과 압축유닛(140, 150)은 지지 스프링(116)과 반경방향 지지유닛(200)과 공진 스프링(118)에 의해 축 방향으로 지지될 수 있다.
공진 스프링(118)은 무버(135)와 피스톤(150)의 왕복 운동에 의해 구현되는 진동을 증폭시켜, 냉매의 압축을 효과적으로 할 수 있다. 구체적으로 공진 스프링(118)은 피스톤(150)의 고유 진동수에 대응하는 진동수로 조절되어 피스톤(150)이 공진 운동할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 공진 스프링(118)은 피스톤(150)의 안정적인 움직임을 유발하여 진동 및 소음 발생을 줄일 수 있다.
공진 스프링(118)은 축 방향으로 연장되는 코일 스프링일 수 있다. 공진 스프링(118)의 양 단부는 각각 진동체와 고정체에 연결될 수 있다. 예를 들어, 공진 스프링(118)의 일 단부는 마그넷 프레임(136)에 연결되고, 타 단부는 백커버(123)에 연결될 수 있다. 따라서 공진 스프링(118)은 일 단부에서 진동하는 진동체와 타 단부에 고정된 고정체 사이에서 탄성 변형될 수 있다.
공진 스프링(118)의 고유 진동수는 압축기(100) 운전 시 무버(135)와 피스톤(150)의 공진 주파수에 일치되도록 설계되어, 피스톤(150)의 왕복 운동을 증폭시킬 수 있다. 다만, 여기서 고정체로 마련되는 백커버(123)는 케이싱(110)에 제1 지지 스프링(116)을 통해 탄성 지지되기 때문에, 엄밀하게는 고정되어 있는 것은 아닐 수 있다.
공진 스프링(118)은 스프링 서포터(119)를 기준으로 후방 측에 지지되는 제1 공진 스프링(118a)과 전방 측에 지지되는 제2 공진 스프링(118b)을 포함할 수 있다.
스프링 서포터(119)는 흡입 머플러(161)를 둘러싸는 몸체부(119a)와, 몸체부(119a)의 전방에서 내측 반경 방향으로 절곡되는 결합부(119b)와, 몸체부(119a)의 후방에서 외측 반경 방향으로 절곡되는 지지부(119c)를 구비할 수 있다.
스프링 서포터(119)의 결합부(119b)는 전방면이 마그넷 프레임(136)의 결합부(136a)에 지지될 수 있다. 그리고 스프링 서포터(119)의 결합부(119b)의 내경은 흡입 머플러(161)의 외경을 둘러싸도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 스프링 서포터(119)의 결합부(119b)와, 마그넷 프레임(136)의 결합부(136a)와, 피스톤(150)의 플랜지부(153)는 차례로 배치된 후에 기계적 부재를 통해 일체로 결합될 수 있다. 이 때, 피스톤(150)의 플랜지부(153)와 마그넷 프레임(136)의 결합부(136a) 사이에 흡입 머플러(161)의 플랜지부(161a)가 개재되어 함께 고정될 수 있음은 앞에서 설명한 바와 같다.
제1 공진 스프링(118a)은 백커버(123)의 전방면과 스프링 서포터(119)의 후방면 사이에 구비될 수 있고, 제2 공진 스프링(118b)은 스테이터 커버(137)의 후방면과 스프링 서포터(119)의 전방면 사이에 구비될 수 있다.
그리고 제1 및 제2 공진 스프링(118a, 118b)은 중심축의 원주 방향으로 복수 개가 배치될 수 있다. 그리고 제1 공진 스프링(118a)과 제2 공진 스프링(118b)은 축 방향으로 나란하게 배치될 수도 있고, 서로 엇갈려 배치될 수도 있다. 그리고 제1 및 제2 스프링(118a, 118b)은 중심축의 방사 방향으로 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 스프링(118a, 118b)은 각각 3개씩 마련되고, 중심축의 방사 방향으로 120도 간격으로 배치될 수 있다.
한편, 압축기(100)는 프레임(120)과 그 주변의 부품들 간의 결합력을 증대시킬 수 있는 복수의 실링부재를 포함할 수 있다.
예를 들어, 복수의 실링부재는 프레임(120)과 토출커버 조립체(190)가 결합되는 부분에 개재되고 프레임(120)의 전방 단부에 마련되는 설치홈에 삽입되는 제1 실링부재와, 프레임(120)과 실린더(140)가 결합되는 부분에 구비되고 실린더(140)의 외측면에 마련되는 설치홈에 삽입되는 제2 실링부재를 포함할 수 있다. 제2 실링부재는 프레임(120)의 내주면과 실린더(140)의 외주면 사이에 형성되는 가스 홈의 냉매가 외부로 누설되는 것을 방지하며, 프레임(120)과 실린더(140)의 결합력을 증대시킬 수 있다. 그리고 복수의 실링부재는 프레임(120)과 이너 스테이터(134)가 결합되는 부분에 구비되고 프레임(120)의 외측면에 마련되는 설치홈에 삽입되는 제3 실링부재를 더 포함할 수 있다. 여기서 제 1 내지 제 3 실링부재는 링 형상을 가질 수 있다.
이상에서 설명한 리니어 압축기(100)의 동작 모습은 아래와 같다.
먼저, 구동유닛(130)에 전류가 인가되면 코일(132b)에 흐르는 전류에 의해 아우터 스테이터(131)에 자속이 형성될 수 있다. 아우터 스테이터(131)에 형성된 자속은 전자기력을 발생시키고, 영구자석을 구비하는 무버(135)는 발생된 전자기력에 의해 직선 왕복 운동할 수 있다. 이러한 전자기력은, 압축행정 시에는 피스톤(150)이 상사점(TDC, top dead center)을 향하는 방향(전방 방향)으로 발생되고, 흡입행정 시에는 피스톤(150)이 하사점(BDC, bottom dead center)을 향하는 방향(후방 방향)으로 발생될 수 있다. 즉, 구동유닛(130)은 무버(135)와 피스톤(150)을 이동 방향으로 미는 힘인 추력(推力)을 발생시킬 수 있다.
실린더(140) 내부에서 선형 왕복 운동하는 피스톤(150)은, 반복적으로 압축공간(103)의 체적을 증가 및 감소시킬 수 있다.
피스톤(150)이 압축공간(103)의 체적을 증가시키는 방향(후방 방향)으로 이동하면, 압축공간(103)의 압력은 감소한다. 이에, 피스톤(150)의 전방에 장착되는 흡입밸브(155)가 개방되고, 흡입공간(102)에 머무르던 냉매가 흡입포트(154)를 따라 압축공간(103)으로 흡입될 수 있다. 이러한 흡입행정은 피스톤(150)이 압축공간(103)의 체적을 최대로 증가시켜 하사점에 위치할 때까지 진행된다.
하사점에 도달한 피스톤(150)은 운동 방향이 전환되어 압축공간(103)의 체적을 감소시키는 방향(전방 방향)으로 이동하면서 압축행정을 수행한다. 압축행정 시에는 압축공간(103)의 압력이 증가되면서 흡입된 냉매가 압축된다. 압축공간(103)의 압력이 설정압력에 도달하면, 압축공간(103)의 압력에 의해 토출밸브(171)가 밀려나면서 실린더(140)로부터 개방되고, 이격된 공간을 통해 냉매가 토출공간(104)으로 토출된다. 이러한 압축행정은 피스톤(150)이 압축공간(103)의 체적이 최소가 되는 상사점까지 이동하는 동안 계속된다.
피스톤(150)의 흡입행정과 압축행정이 반복되면서, 흡입관(114)을 통해 압축기(100) 내부의 수용공간(101)으로 유입된 냉매는 흡입 가이드(116a)와 흡입 머플러(161)와 내부가이드(162)를 차례로 경유하여 피스톤(150) 내부의 흡입공간(102)으로 유입되고, 흡입공간(102)의 냉매는 피스톤(150)의 흡입행정 시에 실린더(140) 내부의 압축공간(103)으로 유입된다. 그리고 피스톤(150)의 압축행정 시에 압축공간(103)의 냉매가 압축되어 토출공간(104)으로 토출된 후에는 루프파이프(115a)와 토출관(115)을 거쳐 압축기(100)의 외부로 배출되는 흐름이 형성될 수 있다.
제1 지지스프링(116)은 판 스프링으로 마련될 수 있다. 제1 지지스프링(116)이 압축기 본체의 일 측을 지지함으로써 처짐 현상이 줄어들 수 있다. 압축기 본체의 처짐 현상이 줄어들면, 압축기의 작동 과정에서 본체가 원통형 쉘(111) 또는 쉘 커버(112, 113)에 충돌하는 것을 방지할 수 있다.
제1 지지스프링(116)은 흡입 가이드(116a)와 흡입측 지지부재(116b)를 통해 제1 쉘 커버(112)에 결합될 수 있다. 흡입 가이드(116a)는 제1 지지스프링(116)의 중심부에 결합되고, 흡입측 지지부재(116b)는 흡입 가이드(116a)의 후방에 결합되어 제1 쉘 커버(112)에 고정된다.
제1 지지스프링(116)은 중심 축이 압축기 본체의 축 방향에 나란하게 배치되고, 판 스프링이 축 방향에 수직한 방향으로 배치되도록 장착된다. 판 스프링의 특성상 큰 횡강성(압축기 본체의 축 방향에 수직한 방향으로의 강성)과 작은 종강성(압축기 본체의 축 방향으로의 강성)을 가질 수 있다. 예를 들어, 판 스프링은 종강성 대비 횡강성이 1:10 정도일 수 있다. 여기서 종강성은 판 스프링의 축 방향을, 횡강성은 판 스프링의 너비 방향을 의미한다.
이처럼 판 스프링이 큰 횡강성 특성을 가짐으로써 진동 및 소음 특성에 좋지 않은 영향을 끼칠 수 있다. 스프링의 강성이 작을수록 진동 및 소음 특성이 좋아지기 때문이다.
그 밖에도, 판 스프링은 내측에 고무 패킹부재가 압입되어 결합되는데, 판 스프링과 고무패킹 부재의 회전 방지를 위한 구조가 없어 판 스프링에 대해서 고무패킹 부재가 상대 회전될 가능성이 있다. 이로 인해, 압축기 본체가 회전될 가능성이 있고, 압축기 본체의 반경 방향 진동이 커질 수 있다. 압축기 본체의 반경 방향 진동이 커지면 압축기 본체가 케이싱에 충돌할 우려가 있다.
반경 방향 지지유닛(200)은 코일 스프링을 포함하는 구조로 마련된다. 이처럼 코일 스프링을 이용함으로써 앞서 설명한 판 스프링의 문제점을 해결할 수 있다.
코일스프링은 설계에 따라 달라지지만 일반적으로 종강성 대비 횡강성이 1:0.3 내지 1:1.2 정도로 마련되는 특성을 가질 수 있다. 여기서 종강성은 코일스프링이 압축되는 방향을, 횡강성은 코일스프링의 원주 방향을 의미한다.
만일, 반경 방향 지지유닛(200)에 판 스프링을 적용하는 경우, 판 스프링의 횡강성이 크기 때문에 압축기 본체의 하중 방향 진동 특성이 나빠질 수 있다. 그러나 반경 방향 지지유닛(200)에 하중 방향으로 배치되는 코일스프링을 적용하는 경우, 코일 스프링의 종강성이 작기 때문에 하중 방향 진동 특성이 개선될 수 있다.
반경 방향 지지유닛(200)은 토출커버(184)와 원통형 쉘 사이에 축 방향에 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 그리고 반경 방향 지지유닛(200)은 일단이 토출커버(184)의 전방으로 돌출되는 지지유닛 결합부(184b)의 외주면에 지지되고, 타단이 원통형 쉘 또는 제2 쉘 커버(113)의 내주면에 지지될 수 있다.
그리고 반경 방향 지지유닛(200)은 반경 방향으로 압축 및 인장 가능하도록 마련되며, 수직 방향의 하중을 지지하고, 진동을 저감할 수 있다. 이 때, 도면과 달리 반경 방향 지지유닛(200)은 축 방향에 수직한 방향에서 소정 정도 전방으로 기울어진 방향으로 배치될 수도 있다. 즉, 반경 방향 지지유닛(200)은 상부 보다 하부가 전방에 위치하도록 기울어져 배치될 수도 있다.
한편, 반경 방향 지지유닛(200)은 반경 방향에 인접하게 배치되는 것을 포함한다. 예를 들어, 축 방향 방향으로 기울어져서 배치될 수도 있으며, 측면에서 보았을 때 전방으로 기울어져 배치될 수 있다. 다만, 오직 하나의 반경 방향 지지유닛(200) 만이 마련되는 경우에 축 방향 정면에서 보았을 때, 수직 방향에서 벗어나게 기울어지는 경우 너비 방향 진동이 악화될 수 있기 때문에 바람직하지 않다. 그러나 복수의 반경 방향 지지유닛(200)이 너비 방향으로 대칭으로 마련되는 경우에는 이러한 우려를 해소할 수 있다.
또한, 반경 방향 지지유닛(200)은 상하 방향에 대칭되는 방향으로 배치되는 복수의 지지유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 지지유닛이 축 방향에서 보았을 때, 90 내지 120도 범위의 각도로 벌어진 상태로 배치되어 토출커버(184) 조립체를 지지할 수 있다.
그리고 토출커버(184)는 전방에 반경 방향 지지유닛(200)의 일단이 결합되는 지지유닛 결합부(184b)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 지지유닛 결합부(184b)는 토출커버(184)의 전방면에서 원통 형상으로 돌출될 수 있다.
반경 방향 지지유닛(200)은 한 쌍으로 마련될 수 있다. 한 쌍의 반경 방향 지지유닛(200)의 일단은 토출커버(184)의 지지유닛 결합부(184b)의 외주면에 결합되고, 타단은 원통형 쉘의 내주면에 밀착될 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 반경 방향 지지유닛(200)은 90 내지 120도 범위의 각도로 벌어진 상태로 토출커버(184)의 지지유닛 결합부(184b)에 결합될 수 있다.
한 쌍의 반경 방향 지지유닛(200)의 배치 각도는 수직 아래 방향 하중을 지지함과 동시에 수평 방향 흔들림을 지지할 수 있도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 반경 방향 지지유닛(200)의 배치 각도가 좁아지면 수직 아래 방향 하중을 보다 잘 지지할 수 있고, 한 쌍의 반경 방향 지지유닛(200)의 배치 각도가 넓어지면 너비 방향 흔들림을 보다 잘 지지할 수 있게 된다.
도 7은 본 명세서의 제1 실시예에 따른 반경 방향 지지유닛(200)을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 제1 실시예에 따른 반경 방향 지지유닛(200)은 축 방향의 반경 방향으로 연장되는 다리부(201)와, 토출커버(184)의 지지유닛 결합부(184b)에 지지되는 지지부(202)와, 다리부(201)의 선단부에 마련되는 스프링 지지부(203) 및 코일 스프링(204)과, 지지유닛 결합부(184b)에 결합되는 결합돌기(205)를 포함할 수 있다.
다리부(201)는 장착 시 축 방향의 수직 방향으로 연장되고, 지지부(202)는 다리부(201)에서 일단에서 외측으로 연장되어 지지 면적을 증가시켜 안정적인 지지를 가능하게 한다. 그리고 지지부(202)는 지지유닛 결합부(184b)의 볼록한 곡면에 대응하는 오목한 곡면 형상으로 마련될 수 있다. 그리고 다리부(201)와 지지부(202) 사이에는 보강 리브가 형성될 수 있다.
결합돌기(205)는 지지부(202)의 다리부(201)에 대향하는 일 면에 돌출 형성되고, 토출커버(184)의 지지유닛 결합부(184b)의 외주면에 요입 형성되는 결합홈(184c)에 결합하도록 이에 대응되는 형상으로 마련될 수 있다. 그리고 결합돌기(205)는 토출커버(184)에 탈착 가능하게 마련될 수 있다.
그리고 지지부(202)의 내측면에는 지지부(202)와 지지유닛 결합부(184b) 사이에서 진동 및 충격 전달을 방지할 수 있는 방진부재(202a)가 마련될 수 있다.
한편, 반경 방향 지지유닛(200)에는 반경 방향 하중뿐만 아니라, 축 방향 힘과 원주 방향 비틀림 힘도 작용할 수 있다. 따라서 결합돌기(205)는 탄성 변형이 가능한 소재로 마련될 수 있다. 예를 들어, 결합돌기(205)는 고무 재질로 마련될 수 있으며, 불소 계열의 고무 재질로 마련될 수 있다. 이 때, 결합돌기(205)와 방진부재(202a)는 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 결합돌기(205)와 방진부재(202a)는 고무 재질로 사출 형성할 수 있다.
스프링 지지부(203)는 장착 시 원통형 쉘의 내주면에 지지되는 다리부(201)의 단부에 마련될 수 있다. 스프링 지지부(203)는 다리부(201)에 연결되고 스프링(204)의 일단을 지지하는 고정 스프링 지지부(203a)와 스프링(204)의 타단을 지지하며 스프링(204)의 수축 및 신장에 따라 함께 움직이는 가변 스프링 지지부(203b)를 포함할 수 있다.
고정 스프링 지지부(203a)는 다리부(201)의 단부에서 외측으로 확장되어 스프링(204)의 일단을 지지할 수 있는 지지면을 형성할 수 있다. 그리고 고정 스프링 지지부(203a)는 스프링(204)의 이탈을 방지할 수 있도록 스프링(204)의 내경에 대응하는 외경을 가지며 스프링(204)의 길이 방향으로 돌출되는 고정돌기를 형성할 수 있다.
가변 스프링 지지부(203b)는 일 면이 스프링(204)의 타단을 지지하고, 타 면이 원통형 쉘의 내주면을 지지한다. 그리고 가변 스프링 지지부(203b)는 곡면으로 마련될 수 있으며, 예를 들어, 원통형 쉘의 내주면의 곡률 반경에 대응하는 곡면으로 마련될 수 있다.
한편, 고정 스프링 지지부(203a)에서 "고정"의 의미와 가변 스프링 지지부(203b)에서 "가변"의 의미는 상대적인 움직임으로 이해될 수 있다. 즉, 고정 스프링 지지부(203a)는 반경 방향 지지유닛(200)이 결합되는 토출커버(184)를 기준으로 고정 위치를 유지한다는 의미이며, 가변 스프링 지지부(203b)는 토출커버(184)를 기준으로 반경 방향으로 멀어지거나 가까워진다는 의미이다. 만일, 원통형 쉘(111)을 기준으로 움직임을 설명한다면, 가변 스프링 지지부(203b)가 원통형 쉘(111)에 고정된 위치에 마련되고, 고정 스프링 지지부(203a)가 위치가 가변되는 것으로 설명할 수 있을 것이다.
스프링(204)은 코일스프링일 수 있으며, 양 단이 스프링 지지부(203)에 지지될 수 있다.
다만, 제1 실시예에 따른 반경 방향 지지유닛(200)은 스프링(204)이 좌굴될 수 있는 문제 발생의 여지가 있다. 압축기 본체의 진동이 크게 발생하거나 외부에서 힘이 작용하는 경우에는 스프링(204)에 설정된 힘을 초과하는 외력이 작용할 수 있고 이 때 스프링(204)이 좌굴되면서 본체부의 지지 기능을 상실할 수 있다.
또한, 중력 방향 강성(종강성)을 줄이기 위해 스프링(204)의 길이를 길게 하는 경우에는 좌굴 저항성이 약해지므로 종강성을 줄이는 데 한계가 있다.
도 8은 도 7의 변형 실시예를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 변형 실시예에 따른 반경 방향 지지유닛(200-1)은 스프링(204)이 좌굴되는 문제를 해결하기 위한 것으로, 스프링 지지부(203)는 일단이 가변 스프링 지지부(203b)에 연결되고 타단이 고정 스프링 지지부(203a)에 이동 가능하게 삽입되는 가이드부(203c)를 더 포함할 수 있다. 가이드부(203c)는 코일 스프링(204)의 중심을 관통하여 연장되고 스프링(204)의 이완 시 길이보다 길게 마련될 수 있다. 그리고 가이드부(203c)는 스프링(204)의 수축 방향으로 이동 가능하게 마련될 수 있다.
가이드부(203c)는 스프링(204)의 수축 방향과 어긋나는 방향으로 작용하는 힘을 흡수함으로써 스프링(204)이 좌굴되는 것을 방지할 수 있다.
도 9는 본 명세서의 제2 실시예에 따른 반경 방향 지지유닛(200-2)을 설명하기 위한 제2 지지 스프링을 나타내는 정면도이고, 도 10은 도 9의 제2 지지 스프링의 세부 구성을 나타내는 정면도이다.
도 9와 도 10을 참조하면, 본 명세서의 제2 실시예에 따른 반경 방향 지지유닛(200-2)은 소정의 각도로 벌어져 있는 두 개의 다리부(201-1)를 구비하고, 두 개의 다리부(201-1)는 하나의 지지 확장부(202-1)에서 양 측으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
즉, 전술한 제1 실시 예에 따른 반경 방향 지지유닛(200)이 각각 하나의 다리부(201)를 구비하는 한 쌍의 지지유닛이 소정의 각도로 설치되는 것과 달리, 본 명세서의 제2 실시예에 따른 반경 방향 지지유닛(200-2)은 하나의 지지유닛에 두 개의 다리부(201-1)가 연장된다는 점에서 차이가 있다.
이처럼 두 개의 다리부(201-1)를 일체화시킴으로써 구조적 강성을 확보하고, 조립 공차를 줄일 수 있다는 장점이 있다.
반경 방향 지지유닛(200, 200-1, 200-2)은 본체부의 하중 방향이 아닌 하중 방향에서 원주 방향으로 소정 각도 벌어져 배치된다.
도 11은 지지스프링의 강성에 따른 진동 레벨을 나타내는 그림이다.
도 11을 참조하면, 동일한 무게를 가지는 기구물에 서로 다른 스프링 상수를 가지는 스프링을 사용하는 경우의 진동 레벨의 차이를 알 수 있다.
도 11의 (a)에서 스프링 상수가 7000N/m인 경우에 진동 레벨(Vibratrion Level)이 100 gal(mm/sec2)으로 나타나고, 도 11의 (b)에서 스프링 상수가 4000N/m인 경우에 진동 레벨(Vibratrion Level)이 55 gal(mm/sec2)으로 나타난다. 즉, 스프링 강성이 7000에서 4000으로 작아지면 진동 레벨이 거의 절반 가까지 줄어들게 된다.
이를 통해, 반경 방향 지지유닛(200)의 강성을 줄일수록 진동 레벨이 작아짐을 알 수 있다.
이러한 구성의 리니어 압축기에 있어서, 토출 측에 위치하는 제2 쉘 커버(113)는 상기 제2 쉘 커버(113)를 정면에서 볼 때, 상기 제2 쉘 커버(113)의 수평 중심선(HCL) 아래 쪽에 위치하는 적어도 하나의 제1 비드부(113a)와, 상기 수평 중심선(HCL) 위 쪽에 위치하는 적어도 하나의 제2 비드부(113b)를 포함한다.
제2 쉘 커버(113)는 중심에 위치하는 원형 돌출부(113c)와, 원형 돌출부(113c)의 주위에서 압축기 본체 쪽으로 인입된 인입부(113d)를 더 포함할 수 있다.
원형 돌출부(113c)는 인입부(113d)로부터 제1 높이(H1)로 형성될 수 있고, 제1 비드부(113a)는 상기 인입부(113d)로부터 제2 높이(H2)로 형성될 수 있으며, 상기 제2 높이(H2)는 상기 제1 높이(H1)보다 작을 수 있다.
상기 제2 비드부(113b)는 1개 이상의 비드로 구성될 수 있다.
한 예로, 제2 비드부는 1개 또는 2개의 비드로 구성될 수 있다.
제2 비드부(113b)가 1개의 비드(113b-1)로 구성되는 경우, 상기 1개의 비드(113b-1)는 제2 쉘 커버(113)의 수직 중심선(VCL) 상에 위치할 수 있으며, 제1 비드부(113a)와 동일한 제2 높이(H2)로 형성될 수 있다.
그리고 상기 1개의 비드(113b-1)의 한쪽 단부는 원형 돌출부(113c)에 연결될 수 있고, 다른 한쪽 단부는 제2 쉘 커버(113)의 측벽(113e)에 연결될 수 있다.
이와 달리, 도 12에 도시한 바와 같이 상기 제2 비드부(113b)가 2개의 비드(113b-1, 113b-2)로 구성되는 경우, 상기 2개의 비드(113b-1, 113b-2)는 제2 쉘 커버(113)의 수직 중심선(VCL)을 기준으로 좌우 대칭으로 형성될 수 있고, 각각 제2 높이(H2)로 형성될 수 있다.
그리고 상기 2개의 비드(113b-1, 113b-2) 각각의 한쪽 단부는 원형 돌출부(113a)에 연결될 수 있고, 다른 한쪽 단부는 제2 쉘 커버(113)의 측벽(113e)에 연결될 수 있으며, 2개의 비드(113b-1, 113b-2) 사이의 각도(θ)는 60° 내지 90°일 수 있다.
본 발명인의 실험에 따르면, 선행발명 2의 도면에 도시된 바와 같이 제2 쉘 커버의 수평 중심선 아래에만 제1 비드부가 형성된 경우에는 고유 진동수가 대략 4100Hz로 측정되었다.
하지만, 도 2의 실시 예에 따른 제2 쉘 커버를 적용한 경우, 고유 진동수가 대략 4950Hz로 측정되었으며, 도 12의 실시 예에 따른 제2 쉘 커버를 적용한 경우 고유 진동수가 대략 4820Hz로 측정되었다.
이와 같이, 제2 쉘 커버의 수평 중심선 위에 제2 비드부를 더 형성하면, 고유 진동수가 높아져서 케이싱의 강성이 증가하며, 압축기 내부에서 발생하는 소음 주파수와의 공진을 회피할 수 있다.
그리고 이러한 구조의 제2 쉘 커버는 금형을 이용하여 서로 동일한 형상으로 제작이 가능하므로, 서로 다른 압축기의 제2 쉘 커버의 강도 및 고유 진동수 산포를 줄일 수 있고, 소음 산포가 줄일 수 있다.
또한, 금형을 이용하여 제2 쉘 커버를 제작함으로써, 열처리를 위한 추가 설비와 작업 공정이 필요 없어 제작비를 줄일 수 있다.
앞에서 설명된 본 명세서의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 명세서의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.
예를 들어 특정 실시예 및/또는 도면에 설명된 A 구성과 다른 실시예 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.

Claims (15)

  1. 실린더와, 상기 실린더 내에서 축 방향으로 왕복 이동하는 피스톤과, 상기 피스톤을 구동하는 구동 유닛을 포함하는 압축기 본체;
    상기 압축기 본체를 둘러싸는 케이싱;
    상기 케이싱의 내부에서 상기 압축기 본체의 흡입 측을 지지하는 제1 지지부; 및
    상기 케이싱의 내부에서 상기 압축기 본체의 토출 측을 지지하는 제2 지지부
    를 포함하고,
    상기 케이싱은 상기 압축기 본체를 내부에 수용하는 원통형의 쉘과, 상기 쉘의 축 방향으로 상기 압축기 본체의 흡입 측을 마감하는 제1 쉘 커버와, 상기 쉘의 축 방향으로 상기 압축기 본체의 토출 측을 마감하는 제2 쉘 커버를 포함하며,
    상기 제2 쉘 커버를 정면에서 볼 때, 상기 제2 쉘 커버는 상기 제2 쉘 커버의 수평 중심선 아래 쪽에 위치하는 적어도 하나의 제1 비드부와, 상기 수평 중심선 위 쪽에 위치하는 적어도 하나의 제2 비드부를 포함하는 압축기.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 지지부는 판 스프링을 포함하고, 상기 제2 지지부는 상기 축 방향에 수직한 반경 방향 또는 반경 방향에 인접한 방향으로 탄성 변형되는 복수의 코일 스프링을 포함하는 압축기.
  3. 제2 항에서,
    상기 복수의 코일 스프링 각각은 일 측이 상기 압축기 본체에 지지되고 타 측이 상기 원통형의 쉘에 지지되는 압축기.
  4. 제3항에서,
    상기 복수의 코일 스프링 각각은 상기 압축기 본체의 하중 방향에 대해 소정 각도 어긋난 방향으로 압축되는 압축기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
    상기 제2 쉘 커버는 중심에 위치하는 원형 돌출부와, 상기 원형 돌출부의 주위에서 상기 압축기 본체 쪽으로 인입된 인입부를 더 포함하는 압축기.
  6. 제5항에서,
    상기 원형 돌출부는 상기 인입부로부터 제1 높이로 형성되고, 상기 제1 비드부는 상기 인입부로부터 제2 높이로 형성되며, 상기 제2 높이는 상기 제1 높이보다 작은 압축기.
  7. 제6항에서,
    상기 제2 비드부는 1개의 비드로 구성되는 압축기.
  8. 제7항에서,
    상기 1개의 비드는 상기 제2 쉘 커버의 수직 중심선 상에 위치하는 압축기.
  9. 제8항에서,
    상기 1개의 비드는 상기 제2 높이로 형성되는 압축기.
  10. 제8항에서,
    상기 1개의 비드의 한쪽 단부는 상기 원형 돌출부에 연결되고, 다른 한쪽 단부는 상기 제2 쉘 커버의 측벽에 연결되는 압축기.
  11. 제6항에서,
    상기 제2 비드부는 2개의 비드로 구성되는 압축기.
  12. 제11항에서,
    상기 2개의 비드는 상기 제2 쉘 커버의 수직 중심선을 기준으로 좌우 대칭으로 형성되는 압축기.
  13. 제12항에서,
    상기 2개의 비드는 각각 상기 제2 높이로 형성되는 압축기.
  14. 제12항에서,
    상기 2개의 비드 각각의 한쪽 단부는 상기 원형 돌출부에 연결되고, 다른 한쪽 단부는 상기 제2 쉘 커버의 측벽에 연결되는 압축기.
  15. 제12항에서,
    상기 2개의 비드 사이의 각도가 60° 내지 90°인 압축기.
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