KR101155338B1 - 리니어 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 리니어 압축기는 스프링 지지체와 메인 스프링을 관통한 고정볼트가 백 커버에 압입 고정되도록 구성됨으로써 상기 고정볼트의 유동이 방지되기 때문에, 상기 백 커버와 고정볼트 사이의 충격이 최소화되고, 충격에 의한 소음 및 파손이 방지되어 내구성 및 신뢰성이 향상될 수 있는 효과가 있다.

리니어 압축기, 스프링, 백 커버, 볼트, 너트, 압입, 내구성

Description

리니어 압축기{Linear compressor}

도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기가 도시된 단면도,

도 2는 도 1의 'A' 부분이 확대 도시된 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 리니어 압축기가 도시된 단면도,

도 4는 도 3의 'B'부분이 확대 도시된 단면도.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50: 쉘 51: 실린더

52: 실린더 블록 53: 유체 흡입관

54: 백 커버 55: 피스톤

56: 흡입구 57: 댐퍼

58: 플랜지부 59: 흡입밸브

60: 리니어 모터 61: 아우터 스테이터

62: 이너 스테이터 63: 코일

64: 마그네트 65: 마그네트 프레임

66: 내측 토출커버 67: 토출밸브

68: 외측 토출커버 69: 토출 파이프

70: 소음기 71: 소음기 본체

72: 도입관 73: 스테이터 커버

74: 스프링 지지체 74a: 지지체 관통홀

75: 제 1메인 스프링 76: 제 2메인 스프링

80: 고정볼트 81: 압입부

81a: 압입홀 82: 너트

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로서, 특히 스프링 지지체와 메인 스프링을 관통한 고정볼트가 백 커버에 압입 고정되도록 구성됨으로써, 고정볼트와 백 커버사이의 충격 및 소음이 방지될 수 있는 리니어 압축기에 관한 것이다.

일반 적으로 리니어 압축기(Linear compressor)는 리니어 모터의 직선 구동력을 이용하여 실린더 내부에서 피스톤을 직선 왕복운동시키면서 유체를 흡입하고 압축하여 토출하는 기기이다.

도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기가 도시된 단면도이고, 도 2는 도 1의 'A' 부분이 확대 도시된 단면도이다.

종래 기술에 따른 리니어 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 쉘(2)과, 상기 쉘(2)의 내측에 위치되어 유체를 압축하는 리니어 압축부를 포함하여 구성된다.

상기 쉘(2)의 일측에는 유체가 흡입되기 위한 흡입구(4)가 관통되게 장착되고, 상기 리니어 압축부는 상기 쉘(2)에 설치된 댐퍼(6)에 의해 완충가능하게 지지된다.

상기 리니어 압축부는 실린더(10)가 구비된 실린더 블록(12)과, 유체 흡입관(15)이 구비된 백 커버(14)와, 상기 실린더(10) 내부로 진퇴가능하게 배치된 피스톤(16)과, 상기 피스톤(16)을 구동시키는 리니어 모터(20)와, 상기 실린더(10)에서 압축된 유체가 토출되도록 상기 실린더(10)의 전방에 설치된 토출부(18)를 포함하여 구성된다.

상기 리니어 모터(20)는 크게 고정자와 가동자로 이루어지는 바, 고정자는 아우터 스테이터(21)와, 이너 스테이터(22)와, 자장을 형성하는 코일(23)로 이루어지고, 가동자는 상기 코일(23) 주변에 형성된 자기력에 의해 직선이동되는 마그네트(24)와, 상기 마그네트(24)가 고정되는 마그네트 프레임(25)으로 이루어진다.

상기 아우터 스테이터(21)의 전방에는 상기 실린더 블록(12)이 위치되고, 후방에는 스테이터 커버(26)가 장착된다.

상기 피스톤(16)은 상기 마그네트(24)의 직선운동력을 전달받아 상기 실린더(10) 내부로 진퇴되도록 배치되는 바, 후방이 개방된 원통형으로 형성되고 내부에는 유체가 흡입되는 흡입유로가 형성되며, 후방에는 상기 마그네트 프레임(25)에 고정되도록 플랜지부(27)가 형성된다.

상기 마그네트 프레임(25)의 후면에는 상기 마그네트 프레임(25)에 연동되도 록 스프링 지지체(28)가 결합되고, 상기 스프링 지지체(28)에는 상기 피스톤(16)의 직선 왕복운동을 탄성적으로 지지하는 메인 스프링이 장착된다.

상기 스프링 지지체는 상기 스테이터 커버(26)와 백 커버(14) 사이에 위치되고, 상기 메인 스프링은 상기 스프링 지지체(28)와 백 커버(14) 사이에 장착되는 제 1메인 스프링(30)과, 상기 스프링 지지체(28)와 스테이터 커버(26) 사이에 장착되는 제 2메인 스프링(32)으로 구성된다.

또한, 상기 스테이터 커버(26)에는 상기 스프링 지지체(28)와 백 커버(14)를 관통하도록 상기 백 커버(14)를 향해 길게 돌출된 고정볼트(34)가 구비된다.

상기 스프링 지지체(28)에는 상기 고정볼트(34)가 관통되도록 지지체 관통홀(28a)이 형성되고, 상기 백 커버(14)에는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 지지체 관통홀(28a)을 통과한 상기 고정볼트(34)가 관통되도록 백커버 관통홀(14a)이 형성된다.

상기 고정볼트(34)는 상기 스프링 지지체(28)와 백 커버(14)에 관통된 후, 상기 백 커버(14)의 후방에서 너트(36)에 의해 결합 고정된다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 작동을 설명하면 다음과 같다.

상기 리니어 모터(20)가 작동되면, 상기 마그네트(24)가 직선 왕복운동을 하게 되며, 그 직선 운동이 상기 마그네트 프레임(25)을 통해 상기 피스톤(16)에 전달되어, 상기 피스톤(16)이 상기 실린더(10)의 내부에서 직선왕복운동하게 된다.

상기 피스톤(16)이 상기 실린더(10) 내부에서 직선 왕복운동하게 되면, 상기 쉘(2) 내부의 유체가 상기 백 커버(14)의 유체 흡입관(15)으로 흡입되어 상기 실린더(10)의 내부에서 상기 피스톤(16)에 의해 압축된 후, 상기 토출부(18)를 통해 상기 쉘(2)의 외부로 토출된다.

한편, 상기 제 1메인 스프링을 조립시, 상기 고정볼트(34)를 상기 스프링 지지체(28)와 제 1메인 스프링(30), 백 커버(14)에 차례로 끼운 후, 상기 백 커버(14)의 후방에서 상기 고정볼트(34)에 상기 너트(36)를 체결시킨다.

그러나, 종래 기술에 따른 리니어 압축기는 상기 백커버 관통홀(28a)과 상기 고정볼트(34) 사이에 일정 간격(t)이 형성되기 때문에, 상기 리니어 압축부의 비틀림 진동시 상기 백커버 관통홀(14a)에서 상기 고정볼트(34)가 유동되면서 상호간에 부딪히면서 소음이 발생될 수 있을 뿐만 아니라, 파손이 일어나는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 백 커버와 고정볼트 사이에서 발생될 수 있는 소음 및 파손을 최소화하여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 리니어 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 리니어 압축기는 리니어 모터에 구비된 스테이터 커버와, 상기 스테이터 커버에 일정간격 이격되게 배치된 백 커버와, 상기 스테이터 커버와 백 커버사이에 설치된 스프링 지지체와, 상기 스프링 지지체와 백 커버사이에 설치되어 상기 리니어 모터에 의해 직선 왕복운동하는 피스톤을 탄성적으로 지지하는 메인 스프링과, 상기 스테이터 커버에 구비되어, 상기 메인 스프링을 관통하는 고정수단을 포함하여 구성되고, 상기 고정수단은 상기 백 커버에 압입 고정되는 것을 특징으로 한다.

상기 백 커버에는 상기 고정수단이 압입되는 압입홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 백 커버는 상기 압입홀이 형성된 압입부가 돌출 형성되고, 상기 압입부의 돌출된 높이는 상기 백 커버의 두께보다 두껍게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 고정수단은 상기 스테이터 커버에 고정되고 상기 백 커버를 향해 돌출된 고정볼트인 것을 특징으로 한다.

상기 백 커버에는 상기 고정볼트와 체결되는 너트가 안착되는 안착홈부가 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 단면도이고, 도 4는 도 3의 'B'부분이 확대도시된 단면도이다.

본 발명에 따른 리니어 압축기는 도 3에 도시된 바와 같이, 쉘(50)과, 상기 쉘(50)의 내측에 위치되어 유체를 압축하는 리니어 압축부를 포함하여 구성된다.

상기 리니어 압축부는 실린더(51)가 구비된 실린더 블록(52)과, 유체 흡입관 (53)이 구비된 백 커버(54)와, 상기 실린더(51) 내부로 진퇴가능하게 배치된 피스톤(55)과, 상기 피스톤(55)이 직선 왕복운동할 수 있도록 구동력을 발생시키는 리니어 모터(60)와, 상기 실린더(51)에서 압축된 유체가 토출되도록 상기 실린더(51)의 전방에 설치된 토출부를 포함하여 구성된다.

상기 쉘(50)의 일측에는 유체가 흡입되기 위한 흡입구(56)가 관통되게 장착되고, 상기 리니어 압축부는 상기 쉘(50)에 설치된 댐퍼(57)에 의해 완충가능하게 지지된다.

상기 리니어 모터(60)는 크게 고정자와 가동자로 이루어지는 바, 고정자는 아우터 스테이터(61)와, 이너 스테이터(62)와, 자장을 형성하는 코일(63)로 구성되고, 가동자는 상기 코일(63) 주변에 형성된 자기력에 의해 직선이동되는 마그네트(64)와, 상기 마그네트(64)가 고정되는 마그네트 프레임(65)으로 이루어진다.

상기 마그네트 프레임(65)에는 상기 마그네트(64)의 직선 운동력이 상기 피스톤(55)에 전달될 수 있도록 상기 피스톤(55)이 고정되는 바, 상기 피스톤(55)은 일측이 상기 실린더(51)내로 삽입되고, 타측은 상기 마그네트 프레임(65)에 고정된다.

즉, 상기 피스톤(55)은 후방이 개방된 원통형으로 형성되고, 내부에 유체가 흡입되는 흡입유로가 형성되며, 후방에는 상기 마그네트 프레임(65)의 전면에 고정되도록 플랜지부(58)가 형성된다.

그리고, 상기 피스톤(55)의 전면에는 상기 실린더(51)의 압축실로 유체를 흡입시키는 흡입포트가 형성되고, 상기 흡입포트를 개폐하는 흡입밸브(59)가 장착된 다.

상기 토출부는 상기 실린더 블록(52)에 고정되고 일측에 토출홀이 형성된 내측 토출커버(66)와, 상기 내측 토출커버(66)에 스프링으로 지지되어 상기 실린더(51)의 압축실을 개폐하는 토출밸브(67)와, 상기 내측 토출커버(66)의 외측에 일정한 공간을 형성토록 배치된 외측 토출커버(68)로 구성된다.

상기 외측 토출커버(68)에는 상기 실린더(51)로부터 토출된 유체를 상기 쉘(50)의 외부로 안내하는 토출 파이프(69)가 연결된다.

그리고, 상기 피스톤(55)의 후방과 상기 백 커버(54)의 유체 흡입관 (53)사이에는 흡입소음을 저감시키기 위한 소음기(70)가 설치되는 바, 상기 소음기(70)는 상기 피스톤(55)의 후방에 배치되는 소음기 본체(71)와, 상기 소음기 본체(71)로부터 길게 연장되어 상기 피스톤(55)의 내부로 삽입되는 도입관(72)으로 구성된다.

한편, 상기 아우터 스테이터(61)의 전방에는 상기 실린더 블록(52)이 위치되고, 후방에는 상기 아우터 스테이터(61)를 덮도록 스테이터 커버(73)가 장착되며, 상기 백 커버(54)는 상기 스테이터 커버(73)에 일정 간격 이격되게 배치된다.

그리고, 상기 스테이터 커버(73)와 백 커버(54) 사이에는 상기 피스톤(55)과 마그네트 프레임(65)에 연동되도록 스프링 지지체(74)가 설치된다.

즉, 상기 스프링 지지체(74)는 상기 마그네트 프레임(65)의 후면에 결합된다.

상기 스프링 지지체(74)에는 상기 피스톤(55)의 직선 왕복운동을 탄성적으로 지지하는 메인 스프링이 장착된다.

상기 메인 스프링은 상기 스프링 지지체(74)와 백 커버(54) 사이에 장착되는 제 1메인 스프링(75)과, 상기 스프링 지지체(74)와 스테이터 커버 (73)사이에 장착되는 제 2메인 스프링(76)으로 구성되며, 상기 제 1메인 스프링(75)은 상기 쉘(50)의 내부에서 상,하측에 배치되고, 상기 제 2메인 스프링(76)은 좌,우측에 배치된다.

한편, 상기 스테이터 커버(73)에는 상기 제 1메인 스프링(75)을 관통하여 상기 제 1메인 스프링(75)을 지지하는 고정수단이 구비된다.

상기 고정수단은 일단이 상기 스테이터 커버(73)에 고정되고, 타단은 상기 백 커버(54)를 향해 돌출되고, 둘레면에는 나사산이 형성된 고정볼트(80)이다.

상기 고정볼트(80)는 상기 스프링 지지체(74)와, 제 1메인 스프링(75)을 차례로 관통하고, 상기 백 커버(54)에는 압입 고정되어, 상기 스테이터 커버(73)에 상기 스프링 지지체(74)와 백 커버(54)를 연결시킨다.

상기 스프링 지지체(74)는 상기 고정볼트(80)가 관통되는 지지체 관통홀(74a)이 형성된다.

그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 백 커버(54)에는 상기 고정볼트(80)가 압입되는 압입홀(81a)이 형성되는 바, 상기 압입홀(81a)은 상기 제 1메인 스프링(75)을 향해 돌출된 압입부(81)에 형성된다.

여기서, 상기 압입부(81)의 강도를 보강하기 위해서 상기 압입부(81)의 돌출된 높이(h)는 상기 백 커버(54)의 두께보다 두껍게 형성된다.

그리고, 상기 압입홀(81a)을 통과한 상기 고정볼트(80)에는 너트(82)가 체결 되는 바, 상기 백 커버(54)에는 상기 너트(82)가 안착되는 안착홈부(54a)가 형성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 리니어 압축기의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

상기 리니어 모터(60)가 작동되면, 상기 마그네트(64)가 직선 왕복운동을 하게 되며, 그 직선운동이 상기 마그네트 프레임(65)을 통해 상기 피스톤(55)에 전달되어 상기 피스톤(55)이 상기 실린더(51)의 내부에서 직선 왕복운동하게 된다.

상기 피스톤(55)이 상기 실린더(51) 내부에서 직선 왕복운동하게 되면, 상기 쉘(50) 내부의 유체가 상기 백 커버(54)의 유체 흡입관(53)으로 흡입되어 상기 실린더(51)의 내부에서 상기 피스톤(55)에 의해 압축된 후, 상기 내/외측 토출커버(66)(68)와 토출파이프(69)를 통해 상기 쉘(50)의 외부로 토출되게 된다.

이 때, 상기 피스톤(55)의 후진시에는 상기 스프링 지지체(74)가 상기 피스톤(55)과 함게 후진되면서 상기 제 1메인 스프링(75)이 압축되고, 상기 피스톤(55)이 전진하는 경우 상기 스프링 지지체(74)가 전진하면서 상기 제 2메인 스프링(76)이 압축됨과 아울러 상기 제 1메인 스프링(75)은 탄성 복원되면서 상기 피스톤(55)의 운동을 탄성적으로 지지하게 된다.

한편, 상기 제 1메인 스프링(75)을 조립하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 스테이터 커버(73)에 고정된 상기 고정볼트(80)에 상기 스프링 지지체(74)와 제 1메인 스프링(75)을 차례로 끼운다.

이 때, 상기 고정볼트(80)는 상기 스프링 지지체(74)의 지지체 관통홀(74a)을 관통하게 되는 바, 상기 지지체 관통홀(74a)의 직경은 상기 고정볼트(80)의 직경보다 크게 형성되어 상기 스프링 지지체(74)가 직선 왕복운동을 방해하지 않는다.

그리고, 상기 제 1메인 스프링(75)을 통과한 상기 고정볼트(80)는 상기 백 커버(54)의 압입홀(81a)에 압입되고, 상기 백 커버(54)의 후방에서 상기 고정볼트(80)에 상기 너트(82)가 체결된다.

상기 고정볼트(80)에 상기 너트(82)가 체결되면서, 상기 너트(82)가 상기 백 커버(54)를 통해 상기 제 1메인 스프링(75)을 누르게 된다.

이 때, 상기 고정볼트(80)가 상기 백 커버(54)에 압입되어 상기 고정볼트(80)의 유동이 방지되기 때문에, 진동에 의한 충격이 방지됨과 아울러 충격으로 인한 소음과 파손이 방지될 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 리니어 압축기는 스프링 지지체와 메인스프링을 관통한 고정볼트가 백 커버에 압입 고정되도록 구성됨으로써 상기 고정볼트의 유동이 방지되기 때문에, 상기 백 커버와 고정볼트 사이의 충격이 최소화되고, 충격에 의한 소음 및 파손이 방지되어 내구성 및 신뢰성이 향상될 수 있는 효과가 있다.

또한, 고정볼트가 압입되는 압입홀이 형성된 압입부의 돌출된 높이가 상기 백 커버의 두께보다 두껍게 형성됨으로써, 상기 압입부의 강도가 향상될 수 있는 이점이 있다.

또한, 백 커버에는 상기 고정볼트와 체결되는 너트가 안착되는 안착홈부가 형성됨으로써, 상기 고정볼트와 너트의 결합이 견고해질 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 리니어 모터에 구비된 스테이터 커버와;

   상기 스테이터 커버에 일정간격 이격되게 배치된 백 커버와;

   상기 스테이터 커버와 백 커버사이에 설치된 스프링 지지체와;

   상기 스프링 지지체와 백 커버사이에 설치되어, 상기 리니어 모터에 의해 직선 왕복운동하는 피스톤을 탄성적으로 지지하는 메인 스프링과;

   상기 스테이터 커버에 구비되어, 상기 메인 스프링을 관통하는 고정수단을 포함하여 구성되고,

   상기 고정수단은 상기 백 커버에 압입 고정되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 백 커버에는 상기 고정수단이 압입되는 압입홀이 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 백 커버에는 상기 압입홀이 형성된 압입부가 돌출 형성되고, 상기 압입 부의 돌출된 높이는 상기 백 커버의 두께보다 두껍게 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 고정수단은 상기 스테이터 커버에 고정되고 상기 백 커버를 향해 돌출된 고정볼트인 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 백 커버에는 상기 고정볼트와 체결되는 너트가 안착되는 안착홈부가 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.

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