KR100850593B1

KR100850593B1 - 리니어 압축기

Info

Publication number: KR100850593B1
Application number: KR1020070028802A
Authority: KR
Inventors: 이효재
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2008-08-05

Abstract

쉘, 쉘 내부에 설치되며 리니어 모터에 의해 가동되는 피스톤을 이용해 냉매를 압축하는 압축기 본체, 쉘의 하단에 장착되며, 쉘을 고정하는 마운트, 마운트와 결합하는 클램프 및 클램프에 의해 설치되어, 쉘의 진동을 흡수하는 동흡진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 동흡진기가 쉘의 외부에서 쉘의 진동을 흡수하므로 쉘 내부에서 리니어 압축기 구조를 변경하지 않을 수 있으며, 클램프에 의해 동흡진기를 설치하므로 설치가 용이한 장점이 있다.

동흡진기, 리니어 압축기, 진동, 소음

Description

리니어 압축기{LINEAR COMPRESSOR}

도 1은 종래의 리니어 압축기의 일 예를 도시한 도면;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동흡진기를 구비한 리니어 압축기의 측면도;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동흡진기를 구비한 리니어 압축기의 평면도이다.

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것이다. 좀 더 상세하게는 진동을 저감할 수 있는 구성을 포함하는 리니어 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 압축기(Compressor)는 전기모터나 터빈 등의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 공기나 냉매 또는 그 밖의 다양한 작동가스를 압축시켜 압력을 높여주는 기계장치로써, 냉장고와 에어컨 등과 같은 가전기기 또는 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.

이러한 압축기를 크게 분류하면, 피스톤(Piston)과 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡,토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직 선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시키는 왕복동식 압축기(Reciprocating compressor)와, 편심 회전되는 롤러(Roller)와 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡,토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 롤러가 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축시키는 회전식 압축기(Rotary compressor)와, 선회 스크롤(Orbiting scroll)과 고정 스크롤(Fixed scroll) 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 선회 스크롤이 고정 스크롤을 따라 회전되면서 냉매를 압축시키는 스크롤식 압축기(Scroll compressor)로 나뉘어진다.

최근에는 왕복동식 압축기 중에서 특히 피스톤이 왕복 직선 운동하는 구동모터에 직접 연결되도록 하여 운동전환에 의한 기계적인 손실이 없어 압축효율을 향상시킬 뿐 아니라 구조가 간단한 리니어 압축기가 개발되고 있다.

도 1은 리니어 압축기의 일 예를 도시한 것이다. 일반적으로 리니어 압축기는 밀폐된 쉘(1) 내부에서 피스톤(4)이 리니어 모터(10)에 의해 실린더(2) 내부에서 왕복 직선 운동하도록 움직이면서 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키도록 구성된다. 리니어 모터(10)는 이너스테이터(12), 아우터스테이터(14) 및 영구자석(16)을 포함한다. 영구자석(16)은 이너스테이터(12) 및 아우터스테이터(14) 사이에서 상호 전자기력에 의해 직선 왕복 운동한다. 영구자석(16)은 피스톤(4)과 연결된 상태에서 구동됨에 따라 피스톤(4)이 실린더(2) 내부에서 왕복 직선 운동하면서 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시킨다.

또한 리니어 압축기는 실린더(2)가 설치되는 프레임(3)을 포함한다. 또한, 프레임(3)과 볼트 조립되는 모터 커버(5)를 더 구비한다. 리니어 모터(10)는 프레 임(3)과 모터 커버(5) 사이에 설치된다. 또한 모터 커버(5)에는 백커버(6)가 설치되어, 피스톤(4)과 연결되는 스프링(7)의 일 단을 지지한다.

이하에서, 리니어 압축기의 진동 시스템을 간략화하기 위해, 실린더(2), 피스톤(4), 프레임(3), 모터 커버(5), 백커버(6), 스프링(7), 리니어 모터(10), 냉매가 지나는 유로 및 냉매의 압축에 사용되는 부재를 총칭하여 리니어 압축기 본체(20)라고 한다.

일반적으로 피스톤(4)의 운동으로부터 발생한 진동이 쉘(1)로 직접 전달되지 않게 하기 위해, 압축기 본체(20)는 쉘(1) 바닥으로부터 이격되어 설치된다. 압축기 본체(20)는 탄성부재(9)에 의해 지지되어, 쉘(1) 바닥으로부터 이격되어 설치된다. 탄성부재(9)는 압축기 본체(20)의 전방에 1쌍, 압축기 본체(20)의 후방에 1쌍씩, 4개가 설치되는 것이 일반적이다.

탄성부재(9)에는 압축기 본체(20)의 무게 때문에 반력이 가해진다. 또한 압축기 본체(2))의 무게중심점은 압축기 본체(20) 내부의 소정 위치에 존재한다. 따라서 압축기 본체(20)의 무게중심점으로부터 탄성부재(9)의 설치점이 소정 거리(r) 떨어져있으므로, 피스톤(4)의 운동으로 인해, 탄성부재(9)에는 회전 모멘트가 발생한다. 탄생부재(9)가 회전 모멘트에 의해 진동하게 되면, 탄성부재(9)에 의해 지지되는 압축기 본체(20)도 진동하게 된다. 따라서 리니어 압축기 전체의 진동 및 소음이 커질 뿐 아니라, 리니어 압축기를 기구에 장착하는 마운트(30)에도 진동이 전달된다. 또한 리니어 압축기가 장착된 기구에도 진동이 전달되어 기구 자체의 진동 및 소음도 커지게 된다.

본 발명은 리니어 압축기의 진동 및 소음을 저감하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 구성이 간단하며, 설치 및 제거가 용이한 동흡진기가 적용된 리니어 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 동흡진기는 압축기 본체의 운전주파수에서 공진하도록 조절된 질량 및 탄성 계수를 가지는 탄성 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 탄성 부재 자체가 동흡진기 역할을 하므로 구성이 간단해지는 장점이 있다. 예를 들면, 동흡진기의 질량 및 강성을 조절하여 동흡진기의 고유주파수가 압축기 본체의 운전주파수와 일치하게 만들면, 압축기 본체의 운전 중에 동흡진기가 압축기 대신 진동하여, 압축기의 진동을 저감할 수 있다.

또한 본 발명은 마운트는 쉘의 전,후 방향에 설치되고, 동흡진기는, 중앙부 가 클램프에 의해 고정되고, 자유단인 양 단이 진동하며 쉘의 진동을 저감하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 탄성 부재인 동흡진기는 주 탄성 방향으로 압축 및 인장되는 동시에, 양 단이 전, 후 방향으로 회전하며 진동한다. 따라서, 리니어 압축기의 주 진동을 효과적으로 저감할 수 있다.

또한 본 발명은 쉘, 쉘 내부에 설치되며, 냉매를 압축하는 압축기 본체, 쉘의 하단에 장착되며, 쉘을 고정하는 마운트, 마운트와 결합하는 클램프 및 클램프에 의해 일단이 고정되며, 쉘의 진동을 흡수하는 복수 개의 동흡진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기를 제공한다. 예를 들면, 하나의 클램프에 둘 이상의 동흡진기가 설치되며, 동흡진기의 일단이 클램프에 고정되고, 타단이 자유단이 된다. 이러한 구성을 통해 자유단이 진동하면서 리니어 압축기의 진동을 저감할 수 있다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동흡진기를 구비하는 리니어 압축기의 일 예를 도시한 측면도이다. 또한 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동흡진기를 구비하는 리니어 압축기의 일 예를 도시한 평면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 압축기는 피스톤, 실린더, 리니어 모터를 구비하며, 냉매를 압축하는 압축기 본체가 내장된 쉘(100), 쉘(100)을 다른 기구에 설치하기 위한 마운트(200), 마운트(200)에 설치되는 동흡진기(300) 및 동흡진기(300)의 설치를 위해 동흡진기(300)와 마운트(200)에 고정되는 클램프(250)를 포함한다. 클램프(250)를 이용하여 동흡진기(300)를 설 치하면, 동흡진기(300)의 설치 구조가 간단해질 뿐 아니라 마운트(200)에 쉽게 탈부착 가능하다는 장점이 있다.

여기서 동흡진기(300)는 유효 질량 및 탄성을 가지는 탄성 부재이다. 탄성 부재로 널리 이용되는 코일 스프링을 이용할 경우, 제조 시간 및 제조 비용을 절감할 수 있다. 리니어 압축기의 운전 주파수와 동흡진기(300)의 고유주파수가 일치하도록 동흡진기(300)는 유효 질량 및 탄성이 조절된다. 리니어 압축기의 운전 주파수는 리니어 압축기의 효율을 증대시키기 위해 일반적으로 리니어 압축기의 고유 주파수와 일치하도록 조절된다. 여기서 리니어 압축기의 고유주파수는 압축기 본체의 부품들이 완전히 결합되고, 압축기 본체가 쉘(100) 내에 설치된 상태에서 측정된다. 동흡진기(300)와 리니어 압축기의 운전 주파수가 일치되면, 동흡진기(300)는 리니어 압축기 대신 진동하면서 리니어 압축기의 진동을 저감한다.

클램프(250)는 마운트(200) 및 동흡진기(300)를 연결하며, 쉘(100)로부터 마운트(200)로 전달된 진동을 동흡진기(300)로 전달하는 역할을 한다. 클램프(250)는 동흡진기(300)에 단단히 결합될 수 있는 것이라면, 그 형상에는 제한이 없다. 클램프(250)가 동흡진기(300)의 형상에 대응하는 집게(pincers) 형상을 하고, 동흡진기(300)와 클램프(250)가 서로 용접되어 결합하는 것도 가능하다. 또한 클램프(250)와 마운트(200)도 용접을 통해 서로 단단히 결합할 수도 있으나, 볼트 결합 등 탈부착이 가능하도록 결합할 수도 있다.

클램프(250)에 의해 설치되어, 쉘(100)의 진동을 흡수하는 동흡진기(300)는 클램프(250)에 의해 중앙부가 고정되고, 양 단이 자유단이 되어 진동할 수 있다. 이때, 동흡진기(300)가 코일 스프링이면, 고정된 중앙부를 기준으로 회전하면서, 코일 스프링의 주 변형 방향으로 압축 및 인장되면서 여러 방향의 쉘(100)의 진동을 효과적으로 저감할 수 있다.

또한, 하나의 클램프(250)에 의해 고정되는 동흡진기(300)가 두 개 이상이 될 수도 있다. 이때, 동흡진기(300)는 일 단이 클램프(250)에 의해 고정되는 타 단이 자유단이 되어, 회전, 진동, 압축 및 인장되는 제1 및 제2 동흡진기(301, 302)를 포함한다.

바람직하게는 마운트(200)는 쉘(100)의 전, 후 방향에 설치된다. 여기서 쉘(100)의 전, 후 방향이란, 리니어 모터에 의해 피스톤이 선형 왕복 운동하는 선형 축 방향이며, 냉매가 압축되는 방향이다. 또한, 클램프(250)는 클램프(250)의 길이 방향이 마운트(200)에 쉘(100)의 전, 후 방향이 되도록 고정된다. 클램프(250)의 일단은 마운트(200)와 결합하고, 타단에는 동흡진기(300)가 설치된다. 동흡진기(300)는 클램프(250)에 의해 고정되며, 좌,우 방향으로 설치된다. 동흡진기(300)는 좌, 우 방향으로 압축, 인장되면서 압축기의 좌, 우 방향 진동을 저감할 수 있다. 또한, 동흡진기(300)의 자유단은 전, 후 방향으로 소정 각도씩 회전하면서 압축기의 전, 후 방향 진동을 저감할 수 있다. 또한 동흡진기(300)의 자유단은 상, 하 방향으로도 진동할 수 있으므로, 압축기의 상, 하 방향 진동도 저감할 수 있다. 상기한 동흡진기(300)의 진동 저감 효과는 하나의 클램프(250)에 설치되는 동흡진기(300)가 하나인 경우는 물론, 제1 및 제2 동흡진기(301, 302)를 포함한 복수 개의 동흡진기(300)가 설치되어도 마찬가지이다.

또한, 클램프(250) 및 동흡진기(300)는 쉘(100)에 설치된 두 개의 마운트(200) 중 어느 하나에만 설치될 수도 있고, 두 개의 마운트(200) 모두에 설치될 수도 있다. 클램프(250) 및 동흡진기(300)가 두 개의 마운트(200)에 모두 설치되는 경우, 압축기의 진동을 저감하기 위해 두 개의 마운트(200)에 설치된 모든 동흡진기(300)의 질량 및 강성이 병렬 연결된 것으로 고려되어, 조절되어야 한다.

본 발명에 따른 리니어 압축기는, 쉘 외부에 동흡진기가 설치되어, 쉘 내부의 공간을 효율적으로 활용할 수 있으며, 설치가 편리하다.

또한 본 발명에 따른 리니어 압축기는, 클램프를 통해 마운트에 동흡진기가 설치되므로, 설치 및 탈착이 용이하다.

또한 본 발명에 따른 리니어 압축기는 쉘의 전후, 상하 및 좌우 방향 진동이 동흡진기의 전후, 상하 및 좌우 방향 진동에 의해 효율적으로 저감될 수 있다.

본 발명에 따른 리니어 압축기는 쉘 외부에 동흡진기가 설치되어 압축기 본체 자체의 진동은 저감되지 않으므로, 압축기 본체의 진동을 이용하여 피스톤 및 실린더에 오일 윤활을 하는 동시에, 쉘의 진동을 저감할 수 있다.

Claims

쉘;

쉘 내부에 설치되며, 리니어 모터에 의해 왕복 운동하는 피스톤을 이용해 냉매를 압축하는 압축기 본체;

쉘의 하단에 피스톤의 왕복 운동 방향을 따라 장착되며, 쉘을 고정하는 마운트;

마운트와 결합하는 클램프; 및

클램프에 의해 중앙부가 고정 설치되어, 자유단인 양 단이 진동하면서 쉘의 진동을 흡수하는 동흡진기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제1항에 있어서,

클램프는 길이 방향이 마운트의 장착 방향과 일치하고, 동흡진기는 클램프의 길이 방향에 대해 직각으로 클램프에 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제1항 또는 제2항에 있어서,

동흡진기는 질량 및 탄성계수를 갖는 탄성 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제3항에 있어서,

탄성부재는 압축기 본체의 운전주파수에서 공진하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.