KR102215909B1 - 리니어 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것이다. 본 발명의 사상에 따른 리니어 압축기에는 실린더, 프레임 및 토출유닛이 포함된다. 그리고, 상기 토출유닛에는, 상기 프레임과 결합되는 토출커버, 상기 토출커버의 내측에 배치되어 복수의 토출공간을 형성하는 토출 플래넘 및 상기 토출커버의 내측면과 대응되는 형상으로 구비되어, 상기 토출커버의 내측면에 밀착되어 배치되는 단열 플래넘이 포함된다.

Description

리니어 압축기 {Linear compressor}
본 발명은 리니어 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 압축기(Compressor)는 전기모터나 터빈 등의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 공기나 냉매 또는 그 밖의 다양한 작동가스를 압축하여 압력을 높여주는 기계장치로서, 상기 가전제품 또는 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.
이러한 압축기를 크게 분류하면, 왕복동식 압축기(Reciprocating compressor), 회전식 압축기(Rotary compressor) 및 스크롤식 압축기(Scroll compressor)로 구분될 수 있다.
상기 왕복동식 압축기는 피스톤(Piston)과 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡입 또는 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시킨다.
또한, 상기 회전식 압축기는 편심 회전되는 롤러(Roller)와 실린더 사이에 작동가스가 흡입 또는 토출되는 압축공간이 형성되고 롤러가 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축시킨다.
또한, 상기 스크롤식 압축기는 선회 스크롤(Orbiting scroll)과 고정 스크롤(Fixed scroll) 사이에 작동가스가 흡입 또는 토출되는 압축공간이 형성되고 상기 선회 스크롤이 상기 고정 스크롤을 따라 회전하면서 냉매를 압축시킨다.
최근에는 상기 왕복동식 압축기 중에서 피스톤이 왕복 직선 운동하는 구동모터에 직접 연결되도록 하여, 운동전환에 의한 기계적인 손실이 없이 압축효율을 향상시킬 수 있고 간단한 구조로 구성되는 리니어 압축기가 개발되고 있다.
상기 리니어 압축기는, 밀폐된 쉘 내부에서 상기 피스톤이 상기 리니어 모터에 의해 실린더 내부를 왕복 직선 운동하면서 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음 토출시키도록 구성된다.
이때, 상기 리니어 모터는 이너 스테이터 및 아우터 스테이터 사이에 영구자석이 위치되도록 구성되며, 상기 영구자석은 상기 영구자석과 상기 이너(또는 아우터) 스테이터 간의 상호 전자기력에 의해 직선 왕복 운동하도록 구동된다. 그리고, 상기 영구자석이 상기 피스톤과 연결된 상태에서 구동됨에 따라, 상기 피스톤이 상기 실린더 내부에서 왕복 직선운동하면서 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키도록 한다.
이와 같은 구조를 갖는 리니어 압축기와 관련하여, 본 출원인은 선행문헌 1을 출원한 바 있다.
<선행문헌 1>
1. 공개번호 : 제10-2017-0124903호 (공개일자 : 2017년 11월 13일)
2. 발명의 명칭 : 리니어 압축기
상기 선행문헌 1에는, 피스톤, 실린더가 수용되는 프레임 및 상기 프레임에 결합되는 토출커버를 포함하는 리니어 압축기가 개시된다. 상기 피스톤에 의해 압축된 냉매는 상기 토출커버를 통해 유동될 수 있다. 또한, 압축된 냉매 중 적어도 일부는 상기 실린더와 상기 피스톤 사이에 가스 베어링으로 기능하여 마찰력을 감소시킬 수 있다.
이때, 상기 선행문헌 1과 같은 리니어 압축기에는 다음과 같은 문제점이 있다.
(1) 압축된 고온의 냉매가 토출커버로 유동됨에 따라, 토출커버의 온도가 상승되며 그와 결합된 프레임의 온도가 상승된다. 그에 따라, 상기 프레임의 내측에 수용된 실린더 및 피스톤의 온도가 상승하여 압축되기 전 흡입냉매를 과열시킨다. 그에 따라, 상기 흡입냉매의 부피가 증가되고, 압축효율이 떨어지는 문제점이 있다.
(2) 특히, 선행문헌 1에서는 압축된 고온의 냉매가 상기 토출커버로 바로 유동된다. 그에 따라, 상기 토출커버의 온도가 크게 상승될 뿐만 아니라, 상기 토출커버의 재질이 제한된다는 문제점이 있다.
(3) 또한, 압축된 고온의 냉매 중 일부가 가스 베어링으로 기능하도록 상기 실린더와 상기 피스톤으로 유동된다. 그에 따라, 실린더 및 피스톤의 온도가 상승하여 흡입냉매의 부피가 증가되고, 압축효율이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 압축된 고온의 냉매로 인해 토출커버의 온도가 상승되는 것을 방지하도록, 상기 토출커버와 밀착되어 배치되는 단열 플래넘이 구비된 리니어 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 상기 단열 플래넘은 열전도도가 낮은 재질로 구비되어 상기 토출커버로 전달되는 열을 효과적으로 저감시키며, 상기 토출커버와 연결된 프레임, 실린더 및 피스톤의 온도를 저감시킬 수 있는 리니어 압축기를 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단열 플래넘에 가스 베어링으로 기능하는 냉매의 유로를 구비하여, 실린더와 피스톤 사이로 공급되는 베어링 냉매의 온도를 하강시키는 구조를 구비한 리니어 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 리니어 압축기는 토출커버의 내측면과 대응되는 구조를 갖는 단열 플래넘을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 단열 플래넘은 플라스틱과 같은 낮은 열전도도를 갖는 재질로 구비되어 상기 토출커버에 고온의 냉매가 직접 접하는 것을 방지한다.
본 발명의 사상에 따른 리니어 압축기에는 냉매의 압축공간을 형성하는 실린더, 상기 실린더가 내측에 수용되는 프레임 및 상기 압축공간에서 배출된 냉매가 유동되는 냉매의 토출공간을 형성하는 토출유닛이 포함된다.
상기 토출유닛에는, 상기 프레임과 결합되는 토출커버, 상기 토출커버의 내측에 배치되어 복수의 토출공간을 형성하는 토출 플래넘 및 상기 토출커버의 내측면과 대응되는 형상으로 구비되어, 상기 토출커버의 내측면에 밀착되어 배치되는 단열 플래넘이 포함된다.
한편, 상기 토출유닛에는, 상기 프레임의 축방향 전면에 안착되어 상기 프레임과 결합되는 커버 플랜지부 및 상기 커버 플랜지부에서 축방향 전방으로 연장되는 챔버부가 포함되는 토출커버 및 상기 커버 플랜지부 및 상기 챔버부의 내측면과 대응되는 형상으로 구비되어, 상기 토출커버의 내측면에 밀착되어 배치되는 단열 플래넘이 포함될 수 있다.
상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 압축기에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
토출커버의 내측면에 단열 플래넘이 밀착되어 배치됨에 따라, 압축공간에서 토출된 냉매로 인해 토출커버의 온도가 상승되는 것을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
그에 따라, 상기 토출커버에서 프레임으로 전달되는 열이 저감되고, 상기 실린더 및 상기 피스톤의 온도상승이 방지할 수 있다. 결과적으로, 상기 피스톤의 내부에 수용되는 흡입가스의 과열에 의한 압축 효율 저하를 방지할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 실린더와 피스톤 사이로 공급되는 베어링 냉매의 온도를 하강시킴에 따라, 상기 실린더 및 상기 피스톤의 온도상승을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 토출커버에 의해 덮혀 있는 상기 프레임의 표면적을 최소화하여, 상기 토출커버로부터 상기 프레임으로의 전도 열전달을 줄일 수 있다는 장점이 있다. 또한, 상기 프레임이 쉘 내부 공간의 냉매에 노출되는 표면적이 증가되어, 상기 쉘 내부의 냉매로 대류 열전달(방열)이 증가되는 장점이 있다.
또한, 상기 프레임과 접촉되는 면적을 최소화하기 위하여, 상기 토출커버의 적어도 일부가 삭제되고, 그에 따라 상기 토출커버의 재료비가 감소되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기의 내부 구성을 분해하여 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 III-III'를 따라 절개한 단면을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기의 토출유닛 및 프레임을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기의 토출유닛을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기의 토출유닛을 분해하여 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기의 토출커버를 절단하여 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기의 토출 플래넘을 절단하여 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기의 단열 플래넘을 절단하여 도시한 도면이다.
도 10은 도 3의 'A'부분을 냉매의 유동과 함께 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기의 프레임을 베어링 냉매의 유동과 함께 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 리니어 압축기의 베어링 냉매 유로를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 리니어 압축기의 베어링 냉매 유로를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 압축기(10)에는, 쉘(101) 및 상기 쉘(101)에 결합되는 쉘 커버(102, 103)가 포함된다. 넓은 의미에서, 상기 쉘 커버(102, 103)는 상기 쉘(101)의 일 구성으로서 이해될 수 있다.
상기 쉘(101)의 하측에는, 레그(50)가 결합될 수 있다. 상기 레그(50)는, 상기 리니어 압축기(10)가 설치되는 제품의 베이스에 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 제품에는 냉장고가 포함되며, 상기 베이스에는, 상기 냉장고의 기계실 베이스가 포함될 수 있다. 다른 예로서, 상기 제품에는 공기조화기의 실외기가 포함되며, 상기 베이스에는, 상기 실외기의 베이스가 포함될 수 있다.
상기 쉘(101)은 대략 원통 형상을 가지며, 가로방향으로 누워져 있는 배치, 또는 축방향으로 누워 있는 배치를 이룰 수 있다. 도 1을 기준으로, 상기 쉘(101)은 가로 방향으로 길게 연장되며, 반경방향으로는 다소 낮은 높이를 가질 수 있다. 즉, 상기 리니어 압축기(10)는 낮은 높이를 가질 수 있으므로, 예를 들어 상기 리니어 압축기(10)가 냉장고의 기계실 베이스에 설치될 때, 상기 기계실의 높이를 감소시킬 수 있다는 이점이 있다.
또한, 상기 쉘(101)의 길이 방향 중심축은 후술할 압축기 본체의 중심축과 일치하며, 상기 압축기 본체의 중심축은 상기 압축기 본체를 구성하는 실린더 및 피스톤의 중심축과 일치한다.
상기 쉘(101)의 외면에는, 터미널(108)이 설치될 수 있다. 상기 터미널(108)은 외부 전원을 리니어 압축기의 모터 어셈블리(140, 도 3 참조)에 전달하는 구성으로서 이해된다. 특히, 상기 터미널(108)은 코일(141c, 도 3 참조)의 리드선에 연결될 수 있다.
상기 터미널(108)의 외측에는, 브라켓(109)이 설치된다. 상기 브라켓(109)에는, 상기 터미널(108)을 둘러싸는 다수의 브라켓이 포함될 수 있다. 상기 브라켓(109)은 외부의 충격 등으로부터 상기 터미널(108)을 보호하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 쉘(101)의 양측부는 개구되도록 구성된다. 상기 개구된 쉘(101)의 양측부에는, 상기 쉘 커버(102, 103)가 결합될 수 있다. 상세하게는, 상기 쉘 커버(102, 103)에는, 상기 쉘(101)의 개구된 일측부에 결합되는 제 1 쉘 커버(102, 도 3 참조) 및 상기 쉘(101)의 개구된 타측부에 결합되는 제 2 쉘 커버(103)가 포함된다. 상기 쉘 커버(102, 103)에 의하여, 상기 쉘(101)의 내부공간은 밀폐될 수 있다.
도 1을 기준으로, 상기 제 1 쉘 커버(102)는 상기 리니어 압축기(10)의 우측부에 위치되며, 상기 제 2 쉘 커버(103)는 상기 리니어 압축기(10)의 좌측부에 위치될 수 있다. 달리 말하면, 상기 제 1, 2 쉘 커버(102, 103)는 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 1 쉘 커버(102)는 냉매의 흡입 측에 위치되고, 상기 제 2 쉘커버(103)는 냉매의 토출 측에 위치되는 것으로 이해될 수 있다.
상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 쉘(101) 또는 쉘 커버(102, 103)에 구비되어, 냉매를 흡입, 토출 또는 주입시킬 수 있는 다수의 파이프(104, 105, 106)가 더 포함된다.
상기 다수의 파이프(104, 105, 106)에는, 냉매가 상기 리니어 압축기(10)의 내부로 흡입되도록 하는 흡입 파이프(104)와, 압축된 냉매가 상기 리니어 압축기(10)로부터 배출되도록 하는 토출 파이프(105) 및 냉매를 상기 리니어 압축기(10)에 보충하기 위한 프로세스 파이프(106)가 포함된다.
예를 들어, 상기 흡입 파이프(104)는 상기 제 1 쉘 커버(102)에 결합될 수 있다. 냉매는 상기 흡입 파이프(104)를 통하여 축방향을 따라 상기 리니어 압축기(10)의 내부로 흡입될 수 있다.
상기 토출 파이프(105)는 상기 쉘(101)의 외주면에 결합될 수 있다. 상기 흡입 파이프(104)를 통하여 흡입된 냉매는 축방향으로 유동하면서, 압축될 수 있다. 그리고, 상기 압축된 냉매는 상기 토출 파이프(105)를 통하여 배출될 수 있다. 상기 토출 파이프(105)는 상기 제 1 쉘 커버(102)보다 상기 제 2 쉘 커버(103)에 인접한 위치에 배치될 수 있다.
상기 프로세스 파이프(106)는 상기 쉘(101)의 외주면에 결합될 수 있다. 작업자는 상기 프로세스 파이프(106)를 통하여, 상기 리니어 압축기(10)의 내부로 냉매를 주입할 수 있다.
상기 프로세스 파이프(106)는 상기 토출 파이프(105)와의 간섭을 피하기 위하여, 상기 토출 파이프(105)와 다른 높이에서 상기 쉘(101)에 결합될 수 있다. 상기 높이라 함은, 상기 레그(50)로부터의 수직방향으로의 거리로서 이해된다. 상기 토출 파이프(105)와 상기 프로세스 파이프(106)가 서로 다른 높이에서, 상기 쉘(101)의 외주면에 결합됨으로써, 작업 편의성이 도모될 수 있다.
상기 프로세스 파이프(106)가 결합되는 지점에 대응하는, 쉘(101)의 내주면에는 상기 제 2 쉘 커버(103)의 적어도 일부분이 인접하게 위치될 수 있다. 달리 말하면, 상기 제 2 쉘 커버(103)의 적어도 일부분은, 상기 프로세스 파이프(106)를 통하여 주입된 냉매의 저항으로서 작용할 수 있다.
따라서, 냉매의 유로관점에서, 상기 프로세스 파이프(106)를 통하여 유입되는 냉매의 유로 크기는, 상기 쉘(101)의 내부공간으로 진입하면서 상기 제 2 쉘 커버(103)에 의해 작아지고, 그를 통과하며 다시 커지도록 형성된다. 이 과정에서, 냉매의 압력이 감소하여 냉매의 기화가 이루어질 수 있고, 이 과정에서, 냉매에 포함된 유분이 분리될 수 있다. 따라서, 유분이 분리된 냉매가 피스톤(130, 도 3 참조)의 내부로 유입되면서, 냉매의 압축성능이 개선될 수 있다. 상기 유분은, 냉각 시스템에 존재하는 작동유로서 이해될 수 있다.
상기 제 1, 2 쉘 커버(102, 103)의 내측에는, 상기 쉘(101)의 내부에 배치되는 압축기 본체를 지지하는 장치가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 압축기 본체는 상기 쉘(101)의 내부에 구비되는 부품을 의미하며, 예를 들어 전후 왕복운동 하는 구동부 및 상기 구동부를 지지하는 지지부가 포함될 수 있다.
이하, 상기 압축기 본체에 대하여 자세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기의 내부 구성을 분해하여 도시한 도면이고, 도 3은 도 1의 III-III'를 따라 절개한 단면을 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 압축기(10)에는, 프레임(110), 실린더(120), 상기 실린더(120)의 내부에서 왕복 직선 운동하는 피스톤(130) 및 상기 피스톤(130)에 구동력을 부여하는 리니어 모터로서 모터 어셈블리(140)가 포함된다. 상기 모터 어셈블리(140)가 구동하면, 상기 피스톤(130)은 축 방향으로 왕복 운동할 수 있다.
이하, 방향을 정의한다.
"축 방향"이라 함은, 상기 피스톤(130)이 왕복운동 하는 방향, 즉, 도 3에서 가로 방향으로 이해될 수 있다. 그리고, 상기 "축 방향" 중에서, 상기 흡입 파이프(104)로부터 압축공간(P)을 향하는 방향, 즉 냉매가 유동하는 방향을 "전방"이라 하고, 그 반대방향을 "후방"이라 정의한다. 상기 피스톤(130)이 전방으로 이동할 때, 상기 압축공간(P)은 압축될 수 있다.
반면에, "반경 방향"이라 함은 상기 피스톤(130)이 왕복운동 하는 방향에 수직한 방향으로서, 도 3의 세로 방향으로 이해될 수 있다. 그리고, 상기 피스톤(130)의 중심축에서 멀어지는 방향을 '외측', 가까워지는 방향을 '내측'이라 정의한다. 상기 피스톤(130)의 중심축은, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 쉘(101)의 중심축과 일치할 수 있다.
상기 프레임(110)은 상기 실린더(120)를 고정시키는 구성으로서 이해된다. 상기 프레임(110)은 상기 실린더(120)를 둘러싸도록 배치된다. 즉, 상기 실린더(120)는 상기 프레임(110)의 내측에 수용되도록 위치될 수 있다. 예를 들어, 상기 실린더(120)는 상기 프레임(110)의 내측에 압입(壓入, press fitting)될 수 있다. 또한, 상기 실린더(120) 및 프레임(110)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 구성될 수 있다.
상기 실린더(120)는, 상기 피스톤(130)의 적어도 일부분을 수용하도록 구성된다. 또한, 상기 실린더(120)의 내부에는, 상기 피스톤(130)에 의하여 냉매가 압축되는 압축공간(P)이 형성된다.
이때, 상기 압축공간(P)은 후술할 흡입 밸브(135)와 토출 밸브(161)의 사이에 형성되는 공간으로서 이해될 수 있다. 그리고, 상기 흡입 밸브(135)는 상기 압축공간(P)의 일 측에 형성되고, 상기 토출 밸브(161)는 상기 압축공간(P)의 타 측, 즉 상기 흡입 밸브(135)의 반대 측에 제공될 수 있다.
상기 피스톤(130)에는, 대략 원통형상의 피스톤 본체(131) 및 상기 피스톤 본체(131)로부터 반경 방향으로 연장되는 피스톤 플랜지(132)가 포함된다. 상기 피스톤 본체(131)는 상기 실린더(120)의 내부에서 왕복 운동하며, 상기 피스톤 플랜지(132)는 상기 실린더(120)의 외측에서 왕복 운동할 수 있다.
상기 피스톤 본체(131)의 전면부에는, 상기 압축공간(P)으로 냉매를 유입시키는 흡입공(133)이 형성되며, 상기 흡입공(133)의 전방에는 상기 흡입공(133)을 선택적으로 개방하는 흡입 밸브(135)가 제공된다.
또한, 상기 피스톤 본체(131)의 전면부에는, 소정의 체결부재(136)가 결합되는 체결공(136a)이 형성된다. 자세하게는, 상기 체결공(136a)은 상기 피스톤 본체(131)의 전면부 중심에 위치되고, 상기 체결공(136a)을 감싸도록 복수 개의 흡입공(133)이 형성된다. 또한, 상기 체결부재(136)는 상기 흡입밸브(135)를 관통하여 상기 체결공(136a)에 결합되어, 상기 흡입 밸브(135)를 상기 피스톤 본체(131)의 전면부에 고정시킨다.
상기 모터 어셈블리(140)에는, 상기 프레임(110)에 고정되어 상기 실린더(120)를 둘러싸도록 배치되는 아우터 스테이터(141), 상기 아우터 스테이터(141)의 내측으로 이격되어 배치되는 이너 스테이터(148) 및 상기 아우터 스테이터(141)와 이너 스테이터(148)의 사이 공간에 위치하는 영구자석(146)이 포함된다.
상기 영구자석(146)은, 상기 아우터 스테이터(141) 및 이너 스테이터(148)와의 상호 전자기력에 의하여 직선 왕복 운동할 수 있다. 그리고, 상기 영구자석(146)은 1개의 극을 가지는 단일 자석으로 구성되거나, 3개의 극을 가지는 다수의 자석이 결합되어 구성될 수 있다.
상기 영구자석(146)은 마그넷 프레임(138)에 설치될 수 있다. 상기 마그넷 프레임(138)은 대략 원통 형상을 가지며, 상기 아우터 스테이터(141)와 이너 스테이터(148)의 사이 공간에 삽입되도록 배치될 수 있다.
상세하게는, 도 3을 기준으로, 상기 마그넷 프레임(138)은 상기 피스톤 플랜지(132)에 결합되어 반경방향 외측으로 연장되며 전방으로 절곡될 수 있다. 이때, 상기 영구자석(146)은 상기 마그넷 프레임(138)의 전방부에 설치될 수 있다. 그에 따라, 상기 영구자석(146)이 왕복 운동할 때, 상기 피스톤(130)은 상기 마그넷 프레임(138)에 의해 상기 영구자석(146)과 함께 축 방향으로 왕복 운동할 수 있다.
상기 아우터 스테이터(141)에는, 코일 권선체(141b, 141c, 141d) 및 스테이터 코어(141a)가 포함된다. 상기 코일 권선체에는, 보빈(141b) 및 상기 보빈의 원주 방향으로 권선된 코일(141c)이 포함된다.
그리고, 상기 코일 권선체에는, 상기 코일(141c)에 연결되는 전원선이 상기 아우터 스테이터(141)의 외부로 인출 또는 노출되도록 가이드 하는 단자부(141d)가 더 포함된다. 상기 단자부(141d)는 상기 프레임(110)에 마련된 단자삽입구(1104, 도 4 참조)에 삽입될 수 있다.
상기 스테이터 코어(141a)에는, 복수 개의 라미네이션(lamination)이 원주 방향으로 적층되어 구성된 다수의 코어 블럭이 포함된다. 상기 다수의 코어 블럭은, 상기 코일 권선체(141b, 141c)의 적어도 일부분을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상기 아우터 스테이터(141)의 일측에는 스테이터 커버(149)가 제공된다. 즉, 상기 아우터 스테이터(141)의 일측부는 상기 프레임(110)에 의하여 지지되며, 타측부는 상기 스테이터 커버(149)에 의하여 지지될 수 있다.
또한, 상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 스테이터 커버(149)와 상기 프레임(110)을 체결하기 위한 커버체결부재(149a)가 더 포함된다. 상기 커버체결부재(149a)는, 상기 스테이터 커버(149)를 관통하여 상기 프레임(110)을 향하여 전방으로 연장되며, 상기 프레임(110)의 스테이터 체결홀(1102, 도 4 참조)에 결합될 수 있다.
상기 이너 스테이터(148)는 상기 프레임(110)의 외주에 고정된다. 그리고, 상기 이너 스테이터(148)는 복수 개의 라미네이션이 상기 프레임(110)의 외측에서 원주 방향으로 적층되어 구성된다.
또한, 상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 피스톤(130)에 결합되며, 상기 흡입 파이프(104)를 통하여 흡입된 냉매로부터 발생되는 소음을 저감하기 위한 흡입 머플러(150)가 더 포함된다. 상기 흡입 파이프(104)를 통하여 흡입된 냉매는 상기 흡입 머플러(150)를 거쳐 상기 피스톤(130)의 내부로 유동한다. 예를 들어, 냉매가 상기 흡입 머플러(150)를 통과하는 과정에서, 냉매의 유동소음이 저감될 수 있다.
상기 흡입 머플러(150)에는, 다수의 머플러(151, 152, 153)가 포함된다. 상기 다수의 머플러에는, 서로 결합되는 제 1 머플러(151), 제 2 머플러(152) 및 제 3 머플러(153)가 포함된다.
상기 제 1 머플러(151)는 상기 피스톤(130)의 내부에 위치되며, 상기 제 2 머플러(152)는 상기 제 1 머플러(151)의 후측에 결합된다. 그리고, 상기 제 3 머플러(153)는 상기 제 2 머플러(152)를 내부에 수용하며, 상기 제 1 머플러(151)의 후방으로 연장될 수 있다. 냉매의 유동방향 관점에서, 상기 흡입 파이프(104)를 통하여 흡입된 냉매는 상기 제 3 머플러(153), 상기 제 2 머플러(152) 및 상기 제 1 머플러(151)를 차례로 통과할 수 있다. 이 과정에서, 냉매의 유동소음은 저감될 수 있다.
또한, 상기 흡입 머플러(150)에는, 머플러 필터(154)가 더 포함된다. 상기 머플러 필터(154)는 상기 제 1 머플러(151)와 상기 제 2 머플러(152)가 결합되는 경계면에 위치될 수 있다. 예를 들어, 상기 머플러 필터(154)는 원형의 형상을 가질 수 있으며, 상기 머플러 필터(154)의 외주부는 상기 제 1, 2 머플러(151, 152)의 사이에 지지될 수 있다.
또한, 상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 피스톤(130)을 지지하는 서포터(137)가 더 포함된다. 상기 서포터(137)는 상기 피스톤(130)의 후측에 결합되며, 그 내측에는, 상기 머플러(150)가 관통되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 피스톤 플랜지(132), 상기 마그넷 프레임(138) 및 상기 서포터(137)는 체결부재에 의하여 체결될 수 있다.
상기 서포터(137)에는, 밸런스 웨이트(179)가 결합될 수 있다. 상기 밸런스 웨이트(179)의 중량은, 압축기 본체의 운전주파수 범위에 기초하여 결정될 수 있다. 또한, 상기 서포터(137)에는, 후술할 제 1 공진스프링(176a)에 결합되는 스프링지지부(137a)가 결합될 수 있다.
또한, 상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 스테이터 커버(149)에 결합되어 후방으로 연장되는 리어 커버(170)가 더 포함된다. 상기 리어 커버(170)에는 3개의 지지레그가 포함되며, 상기 3개의 지지레그는 상기 스테이터 커버(149)의 후면에 결합될 수 있다.
또한, 상기 3개의 지지레그와, 상기 스테이터 커버(149)의 후면 사이에는, 스페이서(178)가 위치될 수 있다. 상기 스페이서(179)의 두께를 조절하는 것에 의하여, 상기 스테이터 커버(149)로부터 상기 리어 커버(170)의 후단부까지의 거리를 결정할 수 있다. 그리고, 상기 리어 커버(170)는 상기 서포터(137)에 스프링 지지될 수 있다.
또한, 상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 리어 커버(170)에 결합되어 상기 머플러(150)로의 냉매 유입을 가이드 하는 유입 가이드부(156)가 더 포함된다. 상기 유입 가이드부(156)의 적어도 일부분은 상기 흡입 머플러(150)의 내측에 삽입될 수 있다.
또한, 상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 피스톤(130)이 공진 운동할 수 있도록 각 고유 진동수가 조절된 복수의 공진 스프링(176a, 176b)이 더 포함된다. 상기 복수의 공진 스프링(176a, 176b)에는, 상기 서포터(137)와 스테이터 커버(149)의 사이에 지지되는 제 1 공진스프링(176a) 및 상기 서포터(137)와 리어 커버(170)의 사이에 지지되는 제 2 공진스프링(176b)이 포함된다.
상기 복수의 공진 스프링(176a, 176b)의 작용에 의하여, 상기 리니어 압축기(10)의 내부에서 왕복 운동하는 구동부의 안정적인 움직임이 수행되며, 상기 구동부의 움직임에 따른 진동 또는 소음 발생을 줄일 수 있다.
또한, 상기 리니어 압축기(10)에는, 토출유닛(190) 및 토출 밸브 어셈블리(160)가 포함된다.
상기 토출유닛(190)은 상기 압축공간(P)에서 배출된 냉매의 토출공간(D)을 형성한다. 상기 토출유닛(190)에는, 상기 프레임(110)의 전면에 결합되는 토출커버(191) 및 상기 토출커버(191)의 내측에 배치되는 토출 플래넘(192)가 포함된다. 상기 토출유닛(190)에 대하여는 후첨된 도면을 참고하여 자세하게 후술한다.
상기 토출 밸브 어셈블리(160)는 상기 토출유닛(190)의 내측에 결합되며, 상기 압축공간(P)에서 압축된 냉매를 상기 토출공간(D)으로 토출시킨다. 또한, 상기 토출밸브 어셈블리(160)에는, 토출 밸브(161) 및 상기 토출 밸브(161)를 상기 실린더(120)의 전단에 밀착되는 방향으로 탄성력을 제공하는 스프링 조립체(163)를 포함할 수 있다.
상기 스프링 조립체(163)에는, 판 스프링 형태의 밸브 스프링(164)과, 상기 밸브 스프링(164)의 가장자리에 위치되어 상기 밸브 스프링(164)을 지지하는 스프링 지지부(165)와, 상기 스프링 지지부(165)의 외주면에 끼워지는 마찰링(166)이 포함된다.
상기 토출 밸브(161)의 전면 중앙부는 상기 밸브 스프링(164)의 중앙에 고정 결합된다. 또한, 상기 토출 밸브(161)의 후면은 상기 밸브 스프링(164)의 탄성력에 의하여 상기 실린더(120)의 전면(또는 전단)에 밀착된다.
상기 압축공간(P)의 압력이 토출 압력 이상이 되면, 상기 밸브 스프링(164)이 상기 토출 플래넘(192)쪽으로 탄성 변형된다. 그리고, 상기 토출 밸브(161)가 상기 실린더(120)의 전단부로부터 이격되어, 냉매가 상기 압축공간(P)에서 상기 토출 플래넘(192)의 내부에 형성되는 토출공간(D)(또는 토출챔버)으로 토출될 수 있다.
즉, 상기 토출 밸브(161)가 상기 실린더(120)의 전면에 지지되는 경우 상기 압축공간(P)은 밀폐된 상태를 유지하며, 상기 토출 밸브(161)가 상기 실린더(120)의 전면으로부터 이격되는 경우 상기 압축공간(P)은 개방되어, 상기 압축공간(P) 내부의 압축된 냉매가 배출될 수 있다.
또한, 상기 리니어 압축기(10)에는 커버 파이프(195)가 더 포함될 수 있다. 상기 커버 파이프(195)는 상기 토출유닛(190)으로 유동된 냉매를 외부로 배출시킨다. 이때, 상기 커버 파이프(195)의 일 단은 상기 토출커버(191)에 결합되고, 타 단은 상기 토출 파이프(105)에 결합된다. 또한, 상기 커버 파이프(195)는, 적어도 일부분이 플렉서블한 재질로 구성되며, 상기 쉘(101)의 내주면을 따라 라운드지게 연장될 수 있다.
또한, 상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 프레임(110)과, 상기 프레임(110) 주변의 부품간의 결합력을 증대하기 위한 다수의 실링부재가 포함된다. 상기 다수의 실링부재는 링 형상을 가질 수 있다.
상세하게는, 상기 다수의 실링부재에는, 상기 프레임(110)과 상기 실린더(120)가 결합되는 부분에 구비되는 제 1, 2 실링부재(129a, 129b)가 포함된다. 이때, 상기 제 1 실링부재(129a)는 상기 프레임(110)에 삽입되어 설치되고, 상기 제 2 실링부재(129b)는 상기 실린더(120)에 삽입되어 설치된다.
또한, 상기 다수의 실링부재에는, 상기 프레임(110)와 상기 인너 스테이터(148)가 결합되는 부분에 구비되는 제 3 실링부재(129c)가 포함된다. 상기 제 3 실링부재(129c)는 상기 프레임(110)의 외측면에 삽입되어 설치될 수 있다.
또한, 상기 다수의 실링부재에는, 상기 프레임(110)과 상기 토출커버(191)가 결합되는 부분에 구비되는 제 4 실링부재(129d)가 포함될 수 있다. 상기 제 4 실링부재(129d)는 상기 프레임(110)의 전면에 삽입되어 설치될 수 있다.
또한, 상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 압축기 본체를 상기 쉘(101)의 내측에 고정시키는 지지장치(180, 185)가 포함된다. 상기 지지장치에는, 상기 압축기 본체의 흡입 측에 배치되는 제 1 지지장치(185) 및 상기 압축기 본체의 토출 측에 배치되는 제 2 지지장치(180)가 포함된다.
상기 제 1 지지장치(185)에는, 원형의 판 스프링 형상으로 마련되는 흡입 스프링(186) 및 상기 흡입 스프링(186)의 중심부에 끼워지는 흡입 스프링 지지부(187)가 포함된다.
상기 흡입 스프링(186)의 외측 가장자리는 체결 부재에 의하여 상기 리어 커버(170)의 후면에 고정될 수 있다. 상기 흡입 스프링 지지부(187)는 상기 제 1 쉘 커버(102)의 중앙에 배치되는 커버 지지부(102a)에 결합된다. 그에 따라, 상기 압축기 본체의 후단이 상기 제 1 쉘 커버(102)의 중심부에서 탄성 지지될 수 있다.
또한, 상기 제 1 쉘 커버(102)의 내측 가장자리에는 흡입 스토퍼(102b)가 구비될 수 있다. 상기 흡입 스토퍼(102b)는 상기 리니어 압축기(10)의 운반 중 발생하는 흔들림, 진동 또는 충격 등에 의하여, 상기 압축기의 본체, 특히 모터 어셈블리(140)가 상기 쉘(101)에 부딪혀 파손되는 것을 방지하는 구성으로서 이해된다.
특히, 상기 흡입 스토퍼(102b)는, 상기 리어 커버(170)에 인접하게 위치될 수 있다. 그에 따라, 상기 리니어 압축기(10)에 흔들림이 발생하는 경우, 상기 리어 커버(170)가 상기 흡입 스토퍼(102b)에 간섭됨으로써 상기 모터 어셈블리(140)로 직접 충격이 전달되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제 2 지지장치(180)에는, 반경방향으로 연장된 한 쌍의 토출 지지부(181)가 포함된다. 상기 토출 지지부(181)의 일 단은 상기 토출커버(191)에 고정되고, 타 단은 상기 쉘(101)의 내주면에 밀착된다. 그에 따라, 상기 토출 지지부(181)는 반경방향으로 상기 압축기 본체를 지지할 수 있다.
예를 들어, 상기 한 쌍의 토출 지지부(181)은 바닥면과 가장 인접한 하단부를 중심으로 원주방향으로 서로 90 내지 120도 범위의 각도로 벌어진 상태로 배치된다. 즉, 상기 압축기 본체의 하부를 2점 지지할 수 있다.
또한, 상기 제 2 지지장치(180)에는 축방향으로 설치되는 토출 스프링(미도시)이 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 토출 스프링(미도시)은 상기 토출커버(191)의 상단부와 상기 제 2 쉘 커버(103)의 사이에 배치될 수 있다.
이와 같은 구성을 바탕으로, 냉매의 압축과정에 대하여 설명한다. 상기 리니어 압축기(10)가 구동됨에 따라, 상기 피스톤(130)은 상기 실린더(120)의 내부에서 축방향으로 왕복 운동된다. 즉, 상기 모터 어셈블리(140)에 전원이 입력되고, 상기 영구자석(146)과 함께 상기 피스톤(130)이 이동될 수 있다.
그에 따라, 상기 흡입 파이프(104)를 통해 냉매가 상기 쉘(101)의 내부로 흡입된다. 그리고, 흡입냉매는 상기 머플러(150)를 통과하여 상기 피스톤(130)의 내부로 유동된다.
이때, 상기 압축공간(P)의 압력이 냉매의 흡입 압력 이하가 되면 상기 흡입 밸브(135)가 변형되어 상기 압축공간(P)이 개방된다. 그에 따라, 상기 피스톤(130)의 내부에 수용된 흡입냉매는 상기 압축공간(P)으로 유동될 수 있다.
또한, 상기 압축공간(P)의 압력이 냉매의 흡입 압력 이상이 되면, 상기 흡입 밸브(135)에 의해 상기 압축공간(P)이 폐쇄된다. 그에 따라, 상기 압축공간(P)의 내부에 수용된 냉매는 상기 피스톤(130)의 전진에 의하여 압축될 수 있다.
또한, 상기 압축공간(P)의 압력이 상기 토출공간(D)의 압력 이상이 되면, 상기 밸브 스프링(164)이 전방으로 변형되면서 상기 토출 밸브(161)가 상기 실린더(120)로부터 분리된다. 즉, 상기 토출 밸브(161)에 의해 상기 압축공간(P)이 개방된다. 그에 따라, 상기 압축공간(P)에서 압축된 냉매는 상기 토출 밸브(161)와 실린더(120)의 이격된 공간을 통하여 상기 토출공간(D)으로 유동된다.
또한, 상기 압축공간(P)의 압력이 상기 토출공간(D)의 압력 이하가 되면, 상기 밸브 스프링(164)은 상기 토출 밸브(161)에 복원력을 제공하고, 상기 토출 밸브(161)는 상기 실린더(120)의 전단에 다시 밀착된다. 즉, 상기 토출 밸브(161)에 의해 상기 압축공간(P)이 폐쇄된다.
상기 토출공간(D)으로 유동된 냉매는 상기 커버 파이프(195) 및 상기 토출 파이프(105)를 차례로 통과하여 상기 쉘(101)의 외부로 토출된다. 또한, 이와 같이 상기 리니어 압축기(10)에서 토출된 냉매는 소정의 장치를 통과하여 다시 상기 리니어 압축기(10)로 흡입되어 순환될 수 있다.
이때, 상기 압축공간(P) 및 상기 토출공간(D)은 상기 토출유닛(190)과 상기 프레임(110)의 결합에 의해 서로 연통가능하게 마련될 수 있다. 이하, 상기 토출유닛(190)과 상기 프레임(110)에 관하여 자세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기의 토출유닛 및 프레임을 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 토출커버(191)와 상기 프레임(110)은 소정의 체결부재(미도시)를 통해 결합될 수 있다. 특히, 상기 토출커버(191) 및 상기 프레임(110)은 3점 지지되어 결합될 수 있다.
상기 프레임(110)에는, 축방향으로 연장되는 프레임 본체(111) 및 상기 프레임 본체(111)로부터 반경방향 외측으로 연장되는 프레임 플랜지(112)가 포함된다. 이때, 상기 프레임 본체(111)와 상기 프레임 플랜지(112)는 서로 일체로 형성될 수 있다.
상기 프레임 본체(111)는, 축방향 상단 및 하단이 개방된 원통 형상으로 구비된다. 또한, 상기 프레임 본체(111)의 내부에는 상기 실린더(120)가 수용되는 실린더 수용부(111a)가 구비된다. 그에 따라, 상기 프레임 본체(111)의 반경방향 내측에 상기 실린더(120)가 수용되고, 상기 실린더(120)의 반경방향 내측에는 상기 피스톤(130)의 적어도 일부가 수용된다.
또한, 상기 프레임 본체(111)에는 실링부재 삽입부(1117, 1118)가 형성된다.상기 실링부재 삽입부에는 상기 프레임 본체(111)의 내측에 형성되어 상기 제 1 실링부재(129a)가 삽입되는 제 1 실링부재 삽입부(1117)가 포함된다. 또한, 상기 실링부재 삽입부에는, 상기 프레임 본체(111)의 외주면에 형성되어 상기 제 3 실링부재(129c)가 삽입되는 제 3 실링부재 삽입부(1118)가 포함된다.
또한, 상기 프레임 본체(111)의 반경방향 외측에는 상기 이너 스테이터(148)가 결합된다. 또한, 상기 이너 스테이터(148)의 반경방향 외측에는 상기 아우터 스테이터(141)가 배치되고, 상기 이너 스테이터(148)와 상기 아우터 스테이터(141)의 사이에는 상기 영구자석(146)이 이동가능하게 배치된다.
상기 프레임 플랜지(112)는 축방향으로 소정의 두께를 갖는 원판형상으로 구비된다. 자세하게는, 상기 프레임 플랜지(112)는 반경방향 중심측에 마련된 상기 실린더 수용부(111a)로 인해 축방향으로 소정의 두께를 갖는 링 형상으로 구비된다.
특히, 상기 프레임 플랜지(112)는 상기 프레임 본체(111)의 전단부에서 반경방향으로 연장된다. 따라서, 상기 프레임 본체(111)의 반경방향 외측에 배치되는 상기 이너 스테이터(148), 상기 영구자석(146) 및 상기 아우터 스테이터(141)는 상기 프레임 플랜지(112)보다 축방향으로 후방에 배치된다.
또한, 상기 프레임 플랜지(112)에는 축방향으로 관통되는 복수의 개구가 형성된다. 이때, 상기 복수의 개구에는, 토출 체결홀(1100), 스테이터 체결홀(1102) 및 단자삽입구(1104)가 포함된다.
상기 토출 체결홀(1100)에는 상기 토출 커버(191)와 상기 프레임(110)을 체결하기 위한 소정의 체결부재(미도시)가 삽입된다. 자세하게는, 상기 체결부재(미도시)는 상기 토출 커버(191)를 관통하여 상기 프레임 플랜지(112)의 전방으로 삽입될 수 있다.
상기 스테이터 체결홀(1102)에는 앞서 설명한 커버체결부재(149a)가 삽입된다. 상기 커버체결부재(149a)는 상기 스테이터 커버(149)와 상기 프레임 플렌지(112)를 결합시켜, 상기 스테이터 커버(149)와 상기 프레임 플렘지(112) 사이에 배치되는 상기 아우터 스테이터(141)를 축방향으로 고정시킬 수 있다.
상기 단자삽입구(1104)에는 앞서 설명한 아우터 스테이터(141)의 단자부(141d)가 삽입될 수 있다. 즉, 상기 단자부(141d)는 상기 단자삽입구(1104)를 통해 상기 프레임(110)의 후방에서 전방으로 관통되어 외부로 인출 또는 노출될 수 있다.
이때, 상기 토출 체결홀(1100), 상기 스테이터 체결홀(1102) 및 상기 단자삽입구(1104)는 복수 개로 구비되고, 원주방향으로 차례로 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 토출 체결홀(1100), 상기 스테이터 체결홀(1102) 및 상기 단자삽입구(1104)는 각각 3개로 구비되고 원주방향으로 120도 간격으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 단자삽입구(1104), 상기 토출 체결홀(1100) 및 상기 스테이터 체결홀(1102)이 원주방향으로 차례로 이격되어 배치된다. 또한, 인접하는 개구간에는 원주방향으로 30도씩 이격되어 배치될 수 있다.
예를 들어, 각각의 상기 단자삽입구(1104)와 상기 토출 체결홀(1100)이 원주방향으로 30도로 이격되어 배치된다. 또한, 각각의 상기 토출 체결홀(1100)과 상기 스테이터 체결홀(1102)이 원주방향으로 30도로 이격되어 배치된다. 한편, 각각의 상기 단자삽입구(1104)와 상기 스테이터 체결홀(1102)는 원주방향으로 60도로 이격되어 배치된다.
각 배치는 상기 단자삽입구(1104), 상기 토출 체결홀(1100) 및 상기 스테이터 체결홀(1102)의 원주방향 중심을 기준으로 한다.
이때, 상기 프레임 플랜지(112)의 전면을 토출 프레임면(1120)이라 하고, 후면을 모터 프레임면(1125)라 한다. 즉, 상기 토출 프레임면(1120)과 상기 모터 프레임면(1125)은 축방향으로 대향되는 면에 해당된다. 자세하게는, 상기 토출 프레임면(1120)은 상기 토출커버(191)와 접하는 면에 해당된다. 또한, 상기 모터 프레임면(1125)은 상기 아우터 스테이터(141)와 접하는 면에 해당된다.
상기 토출 프레임면(1120)에는 상기 제 4 실링부재(129d)가 삽입되는 제 4 실링부재 삽입부(1121)가 형성된다. 자세하게는, 상기 제 4 실링부재 삽입부(1121)는 링형상으로 구비되고, 상기 토출 프레임면(1120)에서 축방향 후방으로 함몰되어 형성된다.
또한, 상기 제 4 실링부재(129d)는 상기 제 4 실링부재 삽입부(1121)에 대응되는 직경을 갖는 링 형상으로 마련된다. 상기 제 4 실링부재(129d)는 상기 토출커버(191)와 상기 프레임(110)의 사이로 냉매가 유출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 토출 프레임면(1120)에는 후술할 가스유로(1130)와 연통되는 가스홀(1106)이 형성된다. 상기 가스홀(1106)은 상기 토출 프레임면(1120)에서 축방향 후방으로 함몰되어 형성된다. 또한, 상기 가스홀(1106)에는, 유동되는 가스의 이물질을 필터링하는 가스필터(1107, 도 11 참조)가 장착될 수 있다.
이때, 상기 가스홀(1106)은 상기 제 4 실링부재 삽입부(1121)보다 반경방향 내측에 형성된다. 또한, 상기 단자삽입구(1104), 상기 토출 체결홀(1100) 및 상기 스테이터 체결홀(1102)은 상기 제 4 실링부재 삽입부(1121)보다 반경방향 외측에 형성된다.
또한, 도 4를 참조하면, 상기 토출 프레임면(1120)에는 소정의 함몰구조가 형성될 수 있다. 이는 토출냉매의 열이 전달되는 것을 방지하기 위함으로 그 함몰깊이 및 형상에는 제한이 없다.
이하, 상기 프레임(110)과 결합되는 상기 토출커버(191)의 외측형상에 관하여 설명한다.
상기 토출커버(191)의 외측은 전체적으로 볼(bowl)형상으로 마련될 수 있다. 자세하게는, 상기 토출커버(191)는 일 면이 개방되고, 내부공간이 형성된 형상으로 마련될 수 있다. 특히, 상기 토출커버(191)는 축방향 후방이 개방되도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 내부공간에 상기 토출 플래넘(192)이 배치된다.
상기 토출커버(191)에는, 상기 프레임(110)과 결합되는 커버 플랜지부(1910), 상기 커버 플랜지부(1910)에서 축방향 전방으로 연장되는 챔버부(1915) 및 상기 챔버부(1915)에서 축방향 전방으로 연장되는 지지장치 고정부(1917)가 포함된다.
상기 커버 플랜지부(1910)는, 상기 프레임(110)의 전면에 밀착되어 결합되는 구성이다. 자세하게는, 상기 커버 플랜지부(1910)는 상기 토출 프레임면(1120)과 밀착되어 배치된다.
또한, 상기 커버 플랜지부(1910)는, 축방향으로 소정의 두께를 가지며, 반경방향으로 연장되어 형성된다. 그에 따라, 상기 커버 플랜지부(1910)는 전체적으로 원판형상으로 마련될 수 있다.
특히, 상기 커버 플랜지부(1910)는 상기 제 4 실링부재 설치부(1121)와 대응되는 직경으로 구비될 수 있다. 자세하게는, 상기 커버 플랜지부(1910)의 직경은 상기 제 4 실링부재 설치부(1121)의 직경보다 약간 크게 구비된다.
즉, 상기 커버 플랜지부(1910)는 상기 토출 프레임면(1120)의 직경에 비하여 비교적 작게 구비된다. 예를 들어, 상기 커버 플랜지부(1910)의 직경은 상기 토출 프레임면(1120)의 직경의 0.6 내지 0.8배로 구비될 수 있다. 종래의 리니어 압축기에서는 상기 커버 플랜지부의 직경이 상기 토출 프레임면의 직경의 0.9배 이상으로 마련되었다.
이와 같은 구조는, 상기 커버 플랜지부(1910)에서 상기 프레임(110)으로 전달되는 열을 최소화하기 위함이다. 자세하게는, 상기 커버 플랜지부(1910)가 상기 토출 프레임면(1120)과 밀착되어 배치됨에 따라, 상기 커버 플랜지부(1910)를 통해 상기 토출커버(191)의 열이 상기 프레임(110)으로 전도될 수 있다.
이때, 열전도는 접촉면적에 비례하기 때문에, 상기 커버 플랜지부(1910)와 상기 토출 프레임면(1120)의 접촉면적에 따라 전도되는 열량이 변화된다. 즉, 상기 커버 플랜지부(1910)의 직경을 최소화하여 상기 토출 프레임면(1120)과의 접촉면적을 최소화할 수 있다. 그에 따라, 상기 토출커버(191)에서 상기 프레임(110)으로 전도되는 열량을 최소화할 수 있다.
더하여, 상기 커버 플랜지부(1910)와 접촉되는 면적이 적어짐에 따라, 상기 토출 프레임면(1120)은 비교적 많은 부분이 상기 쉘(101)의 내부로 노출될 수 있다.
이와 같은 상기 쉘(101)의 내부로 노출된 면은 상기 쉘(101)의 내부에 수용된 냉매(이하, 쉘 냉매)와 접하여 열 전달이 발생된다. 특히, 상기 쉘 냉매는 흡입냉매와 비슷한 온도로 마련되기 때문에, 상기 프레임(110)에서 상기 쉘 냉매로 대류(convention) 열전달이 발생된다. 또한, 대류 열전달은 접촉면적과 비례하기 때문에, 상기 쉘(101)의 내부로 노출된 면이 넓을수록 방열되는 열량이 커진다.
정리하면, 상기 커버 플랜지부(1910)의 면적이 작아짐에 따라, 상기 토출커버(191)를 통해 상기 프레임(110)으로 전도되는 열이 작아진다. 또한, 상기 프레임(110)에서 상기 쉘 냉매로의 방열이 효과적으로 발생될 수 있다.
따라서, 상기 프레임(110)의 온도가 비교적 낮게 유지될 수 있다. 그리고, 상기 프레임(110)의 내부에 배치된 상기 실린더(120) 및 상기 피스톤(110)로 전달되는 열이 적어진다. 결과적으로, 흡입냉매의 온도가 상승되는 것이 방지되고, 압축효율이 개선되는 효과가 있다.
상기 커버 플랜지부(1910)의 중심부에는, 개방된 축방향 후방과 연통되는 개구가 형성된다. 이와 같은 개구를 통해 상기 토출 플래넘(192)이 상기 토출커버(191)의 내부에 장착될 수 있다. 또한, 상기 개구는 상기 토출 밸브 어셈블리(160)가 설치되는 개구로 이해될 수 있다.
또한, 상기 커버 플랜지부(1910)에는, 상기 프레임(110)과의 결합을 위한 체결부재(미도시)가 관통되는 플랜지 체결홀(1911a)이 포함된다. 상기 플랜지 체결홀(1911a)은 축방향으로 관통되어 복수 개가 형성된다.
특히, 상기 플랜지 체결홀(1911a)은 상기 토출 체결홀(1100)과 대응되는 크기, 개수 및 위치로 구비될 수 있다. 따라서, 상기 플랜지 체결홀(1911a)은 원주방향으로 120도씩 이격된 3개로 구비될 수 있다.
이때, 상기 토출커버(191)에는 상기 커버 플랜지부(1910)에서 반경방향으로 돌출되어 상기 플랜지 체결홀(1911a)을 형성하는 커버 체결부(1911)가 포함된다. 즉, 상기 플랜지 체결홀(1911a)은 상기 커버 플랜지부(1910a)의 반경방향 외측에 배치된다. 다시 말하면, 상기 토출 체결홀(1100)은 상기 커버 플랜지부(1910a)의 반경방향 외측에 위치될 수 있다.
상기 커버 체결부(1911)는 상기 플랜지 체결홀(1911a)에 대응하여 원주방향으로 120도씩 이격된 3개로 구비될 수 있다. 또한, 상기 커버 체결부(1911)의 가장자리는 상기 커버 플랜지부(1910)보다 축방향으로 두껍게 형성될 수 있다. 이는 상기 플랜지 체결홀(1911a)은 체결부재에 의해 결합되는 부분으로, 비교적 많은 외력이 가해지기 때문에 파손을 방지하기 위함으로 이해될 수 있다.
상기 챔버부(1915) 및 상기 지지장치 고정부(1917)는 원통 형상의 외관으로 형성될 수 있다. 자세하게는 상기 챔버부(1915) 및 상기 지지장치 고정부(1917)는 각각 반경방향으로 소정의 외경을 갖고, 축방향으로 연장되어 형성된다. 이때, 상기 지지장치 고정부(1917)의 외경은 상기 챔버부(1915)의 외경보다 작게 형성된다.
또한, 상기 챔버부(1915)의 외경은 상기 커버 플랜지부(1910)의 외경보다 작게 형성된다. 즉, 상기 토출커버(191)는 축방향 전방으로 갈수록 외경이 차례로 작아지는 단차가 형성된다.
또한, 상기 챔버부(1915) 및 상기 지지장치 고정부(1917)는 축방향 후방이 개방된 형태로 마련된다. 그에 따라, 상기 챔버부(1915) 및 상기 지지장치 고정부(1917)는 원통 형상의 측면 및 원형 형상의 전면으로 외관이 형성된다.
상기 챔버부(1915)에는, 상기 커버 파이프(195)가 결합되는 파이프 결합부(미도시)가 더 포함될 수 있다. 특히, 상기 커버 파이프(195)는 복수의 토출공간(D) 중 어느 하나와 연통되도록 상기 챔버부(1915)에 결합될 수 있다. 자세하게는, 상기 커버 파이프(195)는 냉매가 마지막으로 통과되는 토출공간(D)과 연통될 수 있다.
또한, 상기 챔버부(1915)의 상면은, 상기 커버 파이프(195)와의 간섭을 회피하기 위해 적어도 일부가 함몰되어 형성될 수 있다. 이를 통해, 상기 커버 파이프(195)가 상기 챔버부(1915)에 결합되는 경우, 상기 커버 파이프(195)가 상기 챔버부(1915)의 전면에 접촉되는 것을 방지할 수 있다.
상기 지지장치 고정부(1917)에는, 앞서 설명한 제 2 지지장치(180)가 결합되는 고정체결부(1917a, 1917b)가 형성된다. 상기 고정체결부에는, 상기 토출 지지부(181)가 결합되는 제 1 고정체결부(1917a) 및 상기 토출 스프링(미도시)이 설치되는 제 2 고정체결부(1917b)가 포함된다.
상기 제 1 고정체결부(1917a)는 상기 지지장치 고정부(1917)의 외측면에서 반경방향 내측으로 함몰 또는 관통되어 형성될 수 있다. 또한, 한 쌍으로 구비된 토출 지지부(181)에 대응하여 상기 제 1 고정체결부(1917a)는 원주방향으로 이격된 한 쌍으로 구비된다.
상기 제 2 고정체결부(1917b)는 상기 지지장치 고정부(1917)의 전면에서 축방향 후방으로 함몰되어 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 토출 스프링(미도시)의 적어도 일부는 상기 제 2 고정체결부(1917b)에 삽입될 수 있다.
이때, 본 발명의 사상에 따른 토출커버(191)는 알루미늄 다이캐스팅으로 일체로 제작되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 종래의 토출커버와는 달리, 본 발명의 토출커버(191)의 경우 용접 공정이 생략될 수 있다. 따라서, 상기 토출커버(191)의 제작 공정이 간소화되고 결과적으로 제품 불량이 최소화되어, 제품 단가가 절감될 수 있다. 또한, 용접에 의한 치수공차가 없음으로, 냉매의 누설이 방지될 수 있다.
그에 따라, 앞서 설명한 상기 커버 플랜지부(1910), 상기 챔버부(1915) 및 상기 지지장치 고정부(1917)는 일체로 형성되며, 설명의 편의상 구분된 것으로 이해될 수 있다.
또한, 상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 프레임(110)과 상기 토출커버(191)사이에 배치되는 가스켓(194)이 포함된다. 자세하게는, 상기 가스켓(194)은 상기 커버 체결부(1911)와 상기 토출 프레임면(1120)의 사이에 배치된다.
특히, 상기 가스켓(194)은 상기 프레임(110)과 상기 토출커버(191)가 체결되는 부분에 위치될 수 있다. 즉, 상기 가스켓(194)은 상기 프레임(110)과 상기 토출커버(191)가 더욱 긴밀하게 체결되기 위한 구성으로 이해된다.
상기 가스켓(194)은 복수 개로 구비될 수 있다. 특히, 복수의 가스켓(194)은 상기 플랜지 체결홀(1911a) 및 상기 토출 체결홀(1100)과 대응되는 개수 및 위치에 구비된다. 즉, 상기 복수의 가스켓(194)은 원주방향으로 120도씩 이격된 3개로 구비될 수 있다.
또한, 상기 가스켓(194)은 중심 측에 가스켓 관통구(194a)가 형성된 링 형상으로 마련된다. 상기 가스켓 관통구(194a)는 상기 플랜지 체결홀(1911a) 및 상기 토출 체결홀(1100)과 대응되는 크기로 형성될 수 있다.
또한, 상기 가스켓(194)의 외경은 상기 커버 결합부(1911)의 외측보다 작게 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 가스켓 관통구(194a)가 상기 플랜지 체결홀(1911a)과 일치되도록 배치되면, 상기 가스켓(194)은 상기 커버 결합부(1911)의 내측에 위치될 수 있다.
상기 토출커버(191), 상기 가스켓(194) 및 상기 프레임(110)은 상기 플랜지 체결홀(1911a), 상기 가스켓 관통구(194a) 및 상기 토출 체결홀(1100)이 축방향 상방에서 하방으로 차례로 배치되도록 적층된다. 그리고, 상기 플랜지 체결홀(1911a), 상기 가스켓 관통구(194a) 및 상기 토출 체결홀(1100)에 체결부재가 관통됨에 따라, 상기 토출커버(191), 상기 가스켓(194) 및 상기 프레임(110)이 결합될 수 있다.
이하, 상기 토출커버(191)의 내측형상 및 상기 토출 플래넘(192)에 관하여 자세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기의 토출유닛을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기의 토출유닛을 분해하여 도시한 도면이다. 또한, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기의 토출커버를 절단하여 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기의 토출플래넘을 절단하여 도시한 도면이다.
이해를 돕기 위해, 도 5 및 도 6은 상기 토출유닛(190)의 축방향 후방을 도시하였다. 또한, 상기 도 7 및 도 8은 상기 토출커버(191) 및 상기 토출 플래넘(192)을 축방향 중심을 기준으로 절단하여 단면과 함께 도시하였다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 토출유닛(190)에는, 상기 토출커버(191) 및 상기 토출 플래넘(192)이 포함된다. 이때, 상기 토출커버(191) 및 상기 토출 플래넘(192)은 서로 다른 재질 및 제조방법으로 형성될 수 있다.
상기 토출 플래넘(192)은 상기 토출커버(191)의 내측에 결합된다. 특히, 상기 토출커버(191)와 상기 토출 플래넘(192)의 결합에 의해, 복수의 토출공간(D)이 형성된다. 상기 토출공간(D)은 상기 압축공간(P)에서 토출된 냉매가 유동되는 공간으로 이해될 수 있다.
우선, 도 7을 참조하여 상기 토출커버(191)의 내측형상에 대하여 설명한다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 토출커버(191)는 일 면이 개방되고, 내부공간이 형성된 형상으로 마련될 수 있다. 특히, 상기 내부공간은 상기 커버 플랜지부(1910) 및 상기 챔버부(1915)의 내측에 형성될 수 있다.
또한, 상기 내부공간은 후술할 상기 토출 플래넘(192)의 플래넘 플랜지(1920)의 축방향 상측에 위치되는 상부공간 및 축방향 하측에 위치되는 하부공간으로 구분될 수 있다. 이때, 상기 상부공간은 토출공간(D)에 해당될 수 있다.
또한, 상기 상부공간, 즉, 상기 토출공간(D)은 상기 챔버부(1915)의 내측에 형성되고, 상기 하부공간은 상기 커버 플랜지부(1910)의 내측에 형성되는 것으로 이해될 수 있다.
상기 하부공간은 상기 토출 밸브 어셈블리(160)가 설치되는 공간에 해당된다. 상기 하부공간의 하단에는 상기 프레임(110)이 배치된다. 자세하게는, 상기 토출 프레임면(1120)의 상측에 상기 하부공간이 형성된다.
또한, 상기 상부공간 및 상기 하부공간은 축방향으로 연장된 하나의 원통형상으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 상부공간 및 상기 하부공간이 형성하는 공간의 반경방향 직경을 상기 토출커버(191)의 내측직경(R, 도 10 참조)이라 한다. 또한, 상기 토출커버(191)의 내측은 단차지게 형성될 수 있다.
또한, 상기 토출커버(191)에는 상기 상부공간을 구획하는 구획 슬리브(1912)가 포함된다. 상기 구획 슬리브(1912)는, 상기 상부공간의 내측에서 축방향으로 연장된 원통 형상으로 형성될 수 있다. 특히, 상기 구획 슬리브(1912)는 상기 챔버부(1915)의 전면에서 축방향 후방으로 연장되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 구획 슬리브(1912)의 외경은 상기 토출커버(191)의 내측직경(R)보다 작게 형성된다. 자세하게는, 상기 구획 슬리브(1912)는 상기 구획 슬리브(1912)와 상기 토출커버(191)의 내측면 사이에 소정의 공간이 형성되도록, 상기 토출커버(191)의 내측면과 반경방향으로 이격되어 형성된다.
그에 따라, 상기 상부공간은 상기 구획 슬리브(1912)에 의해 반경방향 내측 및 외측으로 구분될 수 있다. 이때, 상기 구획 슬리브(1912)의 반경방향 내측에는 제 1 토출챔버(D1) 및 제 2 토출챔버(D2)가 형성된다. 또한, 상기 구획 슬리브(1912)의 반경방향 외측에는 제 3 토출챔버(D3)가 형성된다.
또한, 상기 구획 슬리브(1912)의 내측에 상기 토출 플래넘(192)이 끼워질 수 있다. 자세하게는, 상기 토출 플래넘(192)의 적어도 일부는 상기 구획 슬리브(1912)의 내측면과 밀착되어 상기 구획 슬리브(1912)에 삽입될 수 있다.
또한, 상기 구획 슬리브(1912)에는, 제 1 안내홈(1912a), 제 2 안내홈(1912b) 및 제 3 안내홈(1912c)이 형성될 수 있다.
상기 제 1 안내홈(1912a)은 상기 구획 슬리브(1912)의 내측면에서 반경방향 외측으로 함몰되고, 축 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 특히, 상기 제 1 안내홈(1912a)은 상기 토출 플래넘(192)이 삽입되는 위치보다 축방향 전방에서부터 축방향 후방으로 연장되어 형성된다.
상기 제 2 안내홈(1912b)은 상기 구획 슬리브(1912)의 내측면에서 반경방향 외측으로 함몰되고, 원주 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 특히, 상기 제 2 안내홈(1912b)은 상기 토출 플래넘(192)과 접하는 상기 구획 슬리브(1912)의 내측면에 형성된다. 또한, 상기 제 2 안내홈(1912b)은 상기 제 1 안내홈(1912a)과 연통되도록 형성될 수 있다.
상기 제 3 안내홈(1912c)는 상기 구획 슬리브(1912)의 축방향 후단부에서 축방향 전방으로 함몰되어 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 구획 슬리브(1912)의 후단부는 단차지게 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 3 안내홈(1912c)은 상기 제 2 안내홈(1912b)과 연통되도록 형성될 수 있다.
즉, 상기 제 3 안내홈(1912c)은 상기 제 2 안내홈(1912b)이 형성된 부분까지 함몰되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 3 안내홈(1912c)와 상기 제 1 안내홈(1912a)은 원주 방향으로 이격되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 3 안내홈(1912c)은 상기 제 1 안내홈(1912a)과 마주보는 위치, 즉, 원주방향으로 180도 이격된 위치에 형성될 수 있다.
이와 같은 구조를 통해 상기 제 2 안내홈(1912b)으로 유동되는 냉매는 상기 제 2 안내홈(1912b) 내에 체류하는 시간이 증가될 수 있다. 그에 따라, 냉매의 맥동 소음이 효과적으로 저감되는 효과가 있다.
이하, 도 6 및 도 8을 참조하여, 상기 토출플래넘(192)에 대하여 설명한다.
상기 토출 플래넘(192)에는, 플래넘 플랜지(1920), 플래넘 안착부(1922), 플래넘 본체(1924) 및 플래넘 연장부(1926)가 포함된다. 이때, 상기 토출 플래넘(192)는 일체로 형성될 수 있다. 즉, 후술할 상기 토출 플래넘(192)의 각 구성은 설명의 편의상 구분된 것이다.
또한, 상기 토출 플래넘(192)의 각 구성은 동일한 두께로 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 플래넘 플랜지(1920), 상기 플래넘 안착부(1922), 상기 플래넘 본체(1924) 및 상기 플래넘 연장부(1926)은 동일한 두께로 연장된 형상으로 구비될 수 있다.
상기 플래넘 플랜지(1920)는 상기 토출 플래넘(192)의 축방향 하면을 형성한다. 즉, 상기 플래넘 플랜지(1920)는 상기 토출 플래넘(192)에서 축방향으로 가장 하측에 위치된다. 자세하게는, 상기 플래넘 플랜지(1920)는 축방향 두께를 갖고, 반경방향으로 연장된 링 형상으로 마련될 수 있다.
이때, 상기 플래넘 플랜지(1920)의 외경은 상기 토출커버(191)의 내측직경(R)과 대응되는 크기로 마련된다. 이때, 대응된다는 것은 동일하거나 상기 토출커버(191)의 내측직경(R)에서 조립공차를 고려한 것을 의미한다.
그에 따라, 상기 플래넘 플랜지(1920)는 외측면이 상기 토출커버(191)의 내측과 밀착되어 설치될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 플래넘 플랜지(1920)의 축방향 상측은 상기 상부공간에 해당되고, 상기 플래넘 플랜지(1920)의 축방향 하측은 상기 하부공간에 해당된다.
특히, 상기 플래넘 플랜지(1920)는 상기 제 3 토출챔버(D3)의 축방향 후방을 폐쇄하는 기능을 한다. 즉, 상기 플래넘 플랜지(1920)가 상기 토출커버(191)의 내측에 안착됨에 따라, 상기 제 3 토출챔버(D3)의 냉매가 축방향 후방으로 유동되는 것을 방지할 수 있다.
상기 플래넘 플랜지(1920)의 내경은 상기 스프링 조립체(163)와 대응되는 크기로 마련된다. 자세하게는, 상기 플래넘 플랜지(1920)는 상기 스프링 지지부(165)의 외측면과 인접하게 반경방향 내측으로 연장될 수 있다.
상기 플래넘 안착부(1922)는 상기 스프링 조립체(163)가 안착되도록, 상기 플래넘 플랜지(1920)에서 반경방향 내측으로 연장된다. 자세하게는, 상기 플래넘 안착부(1922)는 상기 플래넘 플랜지(1920)의 반경방향 내측단부에서 축방향 전방으로 절곡되어 연장되고, 반경방향 내측으로 다시 절곡되어 연장된다.
따라서, 상기 플래넘 안착부(1922)는 전체적으로 축방향 전방에 위치된 일 단이 반경방향 내측으로 절곡된 원통 형상으로 마련된다. 이때, 상기 플래넘 플랜지(1920)는 축방향 전방으로 연장된 제 1 플래넘 안착부(1922a) 및 상기 제 1 플래넘 안착부(1922a)에서 반경방향 내측으로 연장된 제 2 플래넘 안착부(1922b)로 구분될 수 있다.
상기 제 1 플래넘 안착부(1922a)는 상기 스프링 지지부(165)의 외측면을 따라 축방향 전방으로 연장된다. 이때, 상기 제 1 플래넘 안착부(1922a)의 축방향 길이는 상기 스프링 지지부(165)의 외측면의 축방향 길이보다 짧을 수 있다. 즉, 상기 스프링 지지부(165) 중 적어도 일부가 상기 플래넘 안착부(1922)에 안착된다.
이때, 상기 제 1 플래넘 안착부(1922a)는 상기 마찰링(166)과 접한다. 자세하게는, 상기 마찰링(166)은 상기 스프링 지지부(165)의 외주면에서 적어도 일부가 돌출되도록 설치된다. 그에 따라, 상기 스프링 조립체(163)가 상기 플래넘 안착부(1922)에 안착되면, 상기 마찰링(166)은 상기 제 1 플래넘 안착부(1922a)에 밀착될 수 있다.
특히, 상기 마찰링(166)은 외력에 의해 형상이 변경되는 고무와 같은 탄성 재질로 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 마찰링(166)은 상기 제 1 플래넘 안착부(1922a)과 상기 스프링 지지부(165)의 외주면 사이에 틈이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 마찰링(166)에 의하여, 상기 스프링 조립체(163)가 원주 방향으로 헛도는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 마찰링(166)에 의하여, 상기 스프링 지지부(165)가 상기 토출 플래넘(192)에 직접 부딪히지 않으므로 타격 소음 발생을 최소화할 수 있다.
상기 제 2 플래넘 안착부(1922b)는 상기 스프링 지지부(165)의 전면을 따라 반경방향 내측으로 연장된다. 또한, 상기 제 2 플래넘 안착부(1922b)는 상기 구획 슬리브(1912)의 축방향 후단과 접한다.
다시 말하면, 상기 구획 슬리브(1912)는 상기 챔버부(1915)의 전면 내측에서 상기 제 2 플래넘 안착부(1922b)까지 축방향 후방으로 연장된다. 즉, 상기 제 2 플래넘 안착부(1922b)는 축방향으로 상기 스프링 지지부(165)와 상기 구획 슬리브(1912)의 사이에 배치되는 것으로 이해될 수 있다.
이때, 상기 제 2 플래넘 안착부(1922b)와 상기 구획 슬리브(1912)의 축방향 후단은 서로 밀착된다. 즉, 상기 플래넘 안착부(1922)와 상기 구획 슬리브(1912)는 축방향으로 밀착되는 것으로 이해된다. 그에 따라, 상기 제 2 플래넘 안착부(1922b)와 상기 구획 슬리브(1912)의 사이로 냉매가 유동되는 것을 방지할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 제 3 안내홈(1912c)은 상기 구획 슬리브(1912)의 후단부에서 축방향 전방으로 함몰되어 형성된다. 그에 따라, 냉매는 상기 제 3 안내홈(1912c)을 따라 상기 구획 슬리브(1912)와 상기 제 2 플래넘 안착부(1922b)의 사이를 통과하여 유동될 수 있다. 즉, 상기 제 3 안내홈(1912c)은 상기 구획 슬리브(1912)와 상기 제 2 플래넘 안착부(1922b)를 통과하는 냉매의 유로를 형성한다.
상기 플래넘 본체(1924)는 제 1 토출챔버(D1)을 형성하도록, 상기 플래넘 안착부(1922)에서 반경방향 내측으로 연장된다. 자세하게는, 상기 플래넘 본체(1924)는 상기 제 2 플래넘 안착부(1922b)의 반경방향 내측단부에서 축방향 전방으로 절곡되어 연장되고, 반경방향 내측으로 다시 절곡되어 연장된다.
따라서, 상기 플래넘 본체(1924)는 전체적으로 축방향 전방에 위치된 일 단이 반경방향 내측으로 절곡된 원통 형상으로 마련된다. 이때, 상기 플래넘 본체(1924)는 축방향 전방으로 연장된 제 1 플래넘 본체(1924a) 및 상기 제 1 플래넘 본체(1924a)에서 반경방향 내측으로 연장된 제 2 플래넘 본체(1924b)으로 구분될 수 있다.
상기 제 1 플래넘 본체(1924a)는 상기 구획 슬리브(1912)의 내측면을 따라 축방향 전방으로 연장된다. 이때, 상기 제 1 플래넘 본체(1924a)의 축방향 길이는 상기 구획 슬리브(1912)의 축방향 길이보다 짧을 수 있다. 즉, 상기 제 1 플래넘 본체(1924a)는 상기 구획 슬리브(1912)의 하측부에 배치된다.
이때, 상기 제 1 플래넘 본체(1924a)와 상기 구획 슬리브(1912)의 내측면은 서로 밀착된다. 즉, 상기 플래넘 본체(1924)와 상기 구획 슬리브(1912)는 반경방향으로 밀착되는 것으로 이해된다. 그에 따라, 상기 제 1 플래넘 본체(1924a)와 상기 구획 슬리브(1912)의 사이로 냉매가 유동되는 것을 방지할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 제 1, 2 안착홈(1912a, 1912b)은 상기 구획 슬리브(1912)의 내측면에 함몰되어 형성된다. 그에 따라, 냉매는 상기 제 1, 2 안착홈(1912a, 1912b)을 따라 상기 구획 슬리브(1912)와 상기 제 1 플래넘 본체(1924a)의 사이를 통과하여 유동될 수 있다. 즉, 상기 제 1, 2 안착홈(1912a, 1912b)은 상기 구획 슬리브(1912)와 상기 제 1 플래넘 본체(1924a)를 통과하는 냉매의 유로를 형성한다.
상기 제 2 플래넘 본체(1924b)는 상기 제 1 플래넘 본체(1924a)의 축방향 전단에서 반경방향 내측으로 연장된다. 이때, 상기 제 2 플래넘 본체(1924b)는 상기 제 1 플래넘 본체(1924a)의 축방향 전단을 외경으로 반경방향 내측으로 연장된 링 형상으로 마련된다. 즉, 상기 제 2 플래넘 본체(1924b)의 중심부에는 개구가 형성된다.
또한, 상기 제 2 플래넘 본체(1924b)를 기준으로, 상기 제 1 토출챔버(D1) 및 상기 제 2 토출챔버(D2)가 구분될 수 있다. 자세하게는, 상기 제 1 토출챔버(D1)는 상기 제 2 플래넘 본체(1924b)의 축방향 후방에 형성되고, 상기 제 2 토출챔버(D2)는 상기 제 2 플래넘 본체(1924b)의 축방향 전방에 형성된다.
상기 플래넘 연장부(1926)는 상기 제 2 플래넘 본체(1924b)의 반경방향 내측 단부에서 축방향 후방으로 연장된다. 즉, 상기 제 2 프래넘 본체(1924b)의 중심부에 형성된 개구가 축방향 후방으로 연장되어 소정의 통로를 형성한다.
이와 같이 상기 플래넘 연장부(1926)에 의해 형성된 통로를 플래넘 안내부(1926a)라 한다. 상기 플래넘 안내부(1926a)는 상기 제 1 토출챔버(D1)의 냉매가 상기 제 2 토출챔버(D2)로 유동되는 통로로 기능한다. 특히, 상기 제 1 토출챔버(D1)의 냉매는 상기 플래넘 안내부(1926a)를 따라 축방향 전방으로 유동될 수 있다.
또한, 상기 플래넘 연장부(1926)는 상기 스프링 조립체(163)와 접하도록 축방향 후방으로 연장될 수 있다. 자세하게는, 상기 플래넘 연장부(1926)의 축방향 후단부는 상기 스프링 지지부(165)의 전면에 접할 수 있다. 다시 말하면, 상기 플래넘 연장부(1926)는 상기 제 2 플래넘 안착부(1922b)보다 축방향 후방으로 연장될 수 있다.
상기 토출 플래넘(192)의 형상을 정리하면, 상기 플래넘 플랜지(1920)가 반경방향으로 연장되어 마련된다. 그리고, 상기 플래넘 플랜지(1920)의 반경방향 내측단부에서 상기 플래넘 안착부(1922), 상기 플래넘 본체(1924) 및 상기 플래넘 연장부(1926)가 연장된다.
이때, 상기 토출유닛(190)에는 단열 플래넘(193)이 더 포함된다. 이하, 도면을 참고하여 상기 단열 플래넘(193)에 대하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기의 단열 플래넘을 절단하여 도시한 도면이고, 도 10은 도 3의 'B'부분을 냉매의 유동과 함께 도시한 도면이다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 단열 플래넘(193)은 상기 토출커버(191)의 내측면과 대응되는 형상으로 구비되어, 상기 토출커버(191)의 내측면에 밀착되어 배치된다. 특히, 상기 단열 플래넘(193)은 비교적 얇은 두께로 구비되어 상기 토출커버(191)의 내측면을 커버하도록 배치될 수 있다.
도 9 및 도 10에서는 도시의 편의상 상기 단열 플래넘(193)의 두께를 비교적 두껍게 도시하였다. 실제로는 상기 단열 플래넘(193)은 매우 얇게 형성되어 상기 토출커버(191)의 내측에 밀착되어 배치될 수 있다.
도 9에서는 상기 토출커버(191)의 내측면과 대응되는 상기 단열 플래넘(193)의 형상을 대략적으로 도시하였다. 상기 단열 플래넘(193)은 상기 토출커버(191)와 대응되는 형상으로 구비되기 때문에, 그 자체로 특이한 형상을 구비하지 않는다.
자세하게는, 상기 단열 플래넘(193)은 상기 커버 플랜지부(1910)의 내측면과 대응되는 제 1 부분(1930) 및 상기 챔버부(1915)의 내측면과 대응되는 제 2 부분(1935)으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 단열 플래넘(193)에는, 상기 구획 슬리브(1912)와 대응되는 부분(1932) 및 각 안내홈(1912a, 1912b, 1912c)과 대응되는 부분(1934)이 구비될 수 있다.
이때, 상기 단열 플래넘(193)은 상기 토출커버(191)의 내측면을 커버하도록 배치되기 때문에, 앞서 설명한 상기 토출커버(191)의 내측면은 실제로 상기 단열 플래넘(193)에 해당될 수 있다. 예를 들어, 상기 토출 플래넘(192)은 상기 단열 플래넘(193)과 접하도록 상기 토출커버(191)의 내측에 배치된다.
특히, 상기 단열 플래넘(193)은 상기 토출 플래넘(192)이 압입되어 상기 토출커버(191)에 고정되는 기능을 할 수 있다. 상세하게는, 상기 단열 플래넘(193)은 적어도 일부가 탄성변형가능하게 구비되고, 상기 토출 플래넘(192)은 상기 단열 플래넘(193)의 일부를 변형하며 고정될 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 플래넘 플랜지(1920)의 반경방향 외측단부가 상기 단열 플래넘(193)에 밀착되어 배치됨을 알 수 있다. 즉, 상기 플래넘 플랜지(1920)의 외측단부가 상기 단열 플래넘(193)에 압입되어, 상기 토출 플래넘(192)이 고정될 수 있다.
또한, 상기 토출공간(D)으로 유동되는 냉매는 상기 단열 플래넘(193)에 의해 상기 토출커버(191)의 내측면과 직접적으로 접촉되지 않는다. 즉, 상기 단열 플래넘(193)은 상기 토출커버(191)로 열이 전달되는 것을 방지하는 기능을 할 수 있다. 그에 따라, 상기 프레임(110)과 결합되는 상기 토출커버(191)의 온도가 저감되어 흡입냉매로 전달되는 열을 효과적으로 저감시킬 수 있다.
특히, 상기 단열 플래넘(193)은 비교적 열전도도가 낮은 재질로 형성될 수 있다. 더하여, 상기 단열 플래넘(193)은 상기 토출 플래넘(192) 보다 열전도도가 작은 재질로 형성될 수 있다.
즉, 상기 토출유닛(190)은 서로 다른 재질로 형성된 토출커버(191), 토출 플래넘(192) 및 단열 플래넘(193)을 포함한다. 예를 들어, 상기 토출커버(191)는 알루미늄, 상기 토출 플래넘(191)은 스틸, 상기 단열 플래넘은 플라스틱으로 구비될 수 있다.
이하, 이와 같은 구성을 바탕으로 상기 토출공간(D)에서 냉매의 유동에 대하여 자세하게 설명한다. 이때, 상기 토출커버(191)의 내측면은 상기 단열 플래넘(193)으로 이해될 수 있다. 설명의 편의상, 상기 단열 플래넘(193)은 상기 토출커버(191)의 일부로 설명한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 토출공간(D)은 복수의 공간으로 구분되어 형성된다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 토출공간(D)에는, 상기 제 1 토출챔버(D1), 상기 제 2 토출챔버(D2) 및 상기 제 3 토출챔버(D3)가 포함된다.
또한, 상기 제 1, 2, 3 토출챔버(D1, D2, D3)는 상기 토출커버(191), 상기 토출 플래넘(192)에 의해 형성된다. 상기 제 1 토출챔버(D1)는 상기 토출 플래넘(192)에 의해 형성되고, 상기 제 2, 3 토출챔버(D2, D3)는 상기 토출 플래넘(192)과 상기 토출커버(191)의 사이에 형성된다.
또한, 상기 제 2 토출챔버(D2)는 상기 제 1 토출챔버(D1)의 축방향 전방에 형성되고, 상기 제 3 토출챔버(D3)는 상기 제 1, 2 토출챔버(D1, D2)의 반경방향 외측에 형성된다.
또한, 상기 토출커버(191) 및 상기 토출 플래넘(192)은 서로 밀착되어 결합된다. 그리고, 상기 토출 밸브 어셈블리(160)는 상기 토출 플래넘(192)의 후방에 안착될 수 있다.
상기 압축공간(P)의 압력이 상기 토출공간(D)의 압력 이상이 되면, 상기 밸브 스프링(164)이 상기 토출 플래넘(192)을 향해 탄성 변형된다. 그에 따라, 상기 토출 밸브(161)가 상기 압축공간(P)을 개방하여 상기 압축공간(P) 내부의 압축된 냉매가 상기 토출공간(D)으로 유동될 수 있다. 상기 토출 밸브(161)의 개방에 의하여 상기 압축 공간(P)으로부터 토출된 냉매는, 상기 밸브 스프링(164)을 통과하여, 상기 제 1 토출챔버(D1)로 안내된다.
상기 제 1 토출챔버(D1)로 안내된 냉매는, 상기 플래넘 안내부(1926a)를 통하여 상기 제 2 토출챔버(D2)로 안내된다. 이때, 상기 제 1 토출챔버(D1)의 냉매는 단면적이 좁은 상기 플래넘 안내부(1926a)를 통과한 후, 단면적이 넓은 상기 제 2 토출챔버(D2)로 토출된다. 그에 따라, 냉매의 맥동에 의한 소음이 현저히 감소될 수 있다.
상기 제 2 토출챔버(D2)로 안내된 냉매는, 상기 제 1 안내홈(1912a)을 따라 축방향 후방으로 이동되고, 상기 제 2 안내홈(1912b)을 따라 원주 방향으로 이동된다. 그리고, 상기 제 2 안내홈(1912b)을 따라 원주 방향으로 이동된 냉매는 상기 제 3 안내홈(1912c)을 통과하여 상기 제 3 토출챔버(D3)로 안내된다.
이때, 상기 제 2 토출챔버(D2)의 냉매는 단면적이 좁은 상기 제 1 안내홈(1912a), 상기 제 2 안내홈(1912b) 및 상기 제 3 안내홈(1912c)를 통과한 후, 단면적이 넓은 상기 제 3 토출챔버(D3)로 토출된다. 그에 따라, 냉매의 맥동에 의한 소음이 한번 더 감소될 수 있다.
이때, 상기 제 3 토출챔버(D3)는 상기 커버 파이프(195)와 연통되어 마련된다. 따라서, 상기 제 3 토출챔버(D3)로 안내된 냉매는, 상기 커버 파이프(195)로 유동된다. 그리고, 상기 커버 파이프(195)로 안내된 냉매는, 상기 토출 파이프(105)를 통하여 상기 리니어 압축기(10)의 외부로 토출될 수 있다.
이와 같이, 상기 토출유닛(190)에 형성된 상기 토출공간(D)에는 상기 압축공간(P)에서 토출된 냉매가 유동될 수 있다. 특히, 상기 압축공간(P)에서 토출된 냉매는 상기 제 1 토출챔버(D1), 상기 제 2 토출챔버(D2) 및 상기 제 3 토출챔버(D3)를 차례로 통과할 수 있다.
이때, 상기 리니어 압축기(10)에는 냉매를 이용하여 베어링의 기능을 하는 구조가 구비된다. 이하, 이와 같이 베어링으로 사용되는 냉매를 베어링 냉매라 한다. 상기 베어링 냉매는 상기 압축공간(P)에서 토출된 냉매 중 일부에 해당될 수 있다.
이하, 상기 프레임(110), 상기 실린더(120) 및 상기 피스톤(130)으로 공급되는 상기 베어링 냉매의 유동을 설명한다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리니어 압축기의 프레임을 베어링 냉매의 유동과 함께 도시한 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 프레임(110)에는, 상기 프레임 플랜지(112)로부터 상기 프레임 본체(111)를 향하여 경사지게 연장되는 프레임 연결부(113)가 포함된다.
이때, 상기 프레임 연결부(113)는 복수 개로 마련되고, 원주방향으로 동일한 간격으로 배치된다. 예를 들어, 상기 프레임 연결부(113)는 3개로 구비되고, 원주방향으로 120도 간격으로 형성될 수 있다.
상기 프레임 연결부(113)에는, 상기 압축공간(P)에서 배출된 냉매를 상기 실린더(120)로 가이드 하기 위한 가스유로(1130)가 형성된다. 이때, 복수의 프레임 연결부(113) 중 어느 하나에만 가스유로(1130)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 가스유로(1130)가 형성되지 않은 프레임 연결부(113)는 상기 프레임(110)의 변형방지를 위하여 구비되는 것으로 이해된다.
상기 가스유로(1130)는 상기 프레임 연결부(113)의 내부를 관통하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 가스유로(1130)는 상기 프레임 연결부(113)와 대응되어 경사지게 형성될 수 있다. 특히, 상기 가스유로(113)는 상기 프레임 플랜지(112)로부터 연장되며, 상기 프레임 연결부(113)를 경유하여 상기 프레임 본체(111)까지 연장될 수 있다.
자세하게는, 상기 가스유로(1130)의 일 단은 상기 가스홀(1106)과 연결된다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 가스홀(1106)은 상기 토출 프레임면(1120)에서 축방향 후방으로 함몰되어 형성된다. 또한, 상기 가스유로(1130)와 연통되는 상기 가스홀(1106)의 일 측에는 상기 가스필터(1107)가 설치될 수 있다.
예를 들어, 상기 가스홀(1106)은 원통형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 가스필터(1107)는 원형필터로 구비되고, 상기 가스홀(1106)의 축방향 후단에 배치될 수 있다.
그리고, 상기 가스유로(1130)의 타 단은 상기 실린더(120)의 외주면과 연통된다. 특히, 상기 가스유로(1130)는 상기 실린더(120)의 외주면에 형성된 가스유입부(1200)와 연통되도록 형성될 수 있다.
상기 가스유입부(1200)는 상기 실린더(120)의 외주면에서 반경방향 내측으로 함몰되어 형성된다. 특히, 상기 가스유입부(1200)는 반경방향 내측을 항하여 면적이 좁아지도록 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 가스유입부(1200)의 반경방향 내측단부는 첨단부를 형성할 수 있다.
또한, 상기 가스유입부(1200)는 상기 실린더(120)의 외주면을 따라 원주방향으로 연장되어, 원형의 형상을 가지도록 구성된다. 또한, 상기 가스유입부(1200)는 축방향으로 이격된 복수 개가 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 가스유입부(1200)는 2개로 구비될 수 있고, 하나의 가스유입부(1200)는 상기 가스유로(1130)와 연통되도록 배치된다.
상기 가스유입부(1200)에는, 실린더필터부재(미도시)가 설치될 수 있다. 상기 실린더필터부재(미도시)는 상기 실린더(120)의 내부로 소정 크기 이상의 이물이 유입되는 것을 차단하는 기능을 한다. 또한, 냉매 중에 포함된 유분을 흡착하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 상기 실린더(120)에는, 상기 가스유입부(1200)에서 반경방향 내측으로 연장되는 실린더 노즐(1205)이 포함된다. 이때, 상기 실린더 노즐(1205)은, 상기 실린더(120)의 내측면까지 연장될 수 있다. 즉, 상기 실린더 노즐(1205)은 상기 피스톤(130)의 외주면과 연통되는 부분으로서 이해될 수 있다.
특히, 상기 실린더 노즐(1205)은 상기 가스유입부(1200)의 반경방향 내측단부에서 연장된다. 즉, 상기 실린더 노즐(1205)은 매우 작은 크기로 형성될 수 있다.
이와 같은 구조를 통해 상기 베어링 냉매의 유동에 대하여 설명한다. 상기 가스홀(1106)을 통해 상기 압축공간(P)에서 토출된 냉매 중 일부, 즉, 상기 베어링 냉매가 유동된다. 이때, 상기 가스홀(1106)로 유동되는 베어링 냉매의 흐름을 베어링 유로(X)라 한다.
상기 베어링 유로(X)를 통해 상기 가스홀(1106)로 유동된 베어링 냉매는 상기 가스필터(1107)를 통과하여 상기 가스유로(1130)로 유동된다. 그리고, 상기 가스유로(1130)를 통해 상기 가스유입부(1200)로 유동되어, 상기 실린더(120)의 외측면을 따라 분포될 수 있다.
또한, 상기 베어링 냉매 중 일부는 상기 실린더 노즐(1205)를 통해 상기 피스톤(130)의 외측면으로 유동될 수 있다. 상기 피스톤(130)의 외측면으로 유동된 상기 베어링 냉매는 상기 피스톤(130)의 외측면을 따라 분포될 수 있다.
이와 같이 상기 피스톤(130)의 외측면에 분포된 베어링 냉매를 통해 상기 피스톤(130)과 상기 실린더(120)사이에 미세한 공간이 형성된다. 즉, 상기 베어링 냉매는, 상기 피스톤(130)에 부상력을 제공하여, 상기 피스톤(130)에 대한 가스 베어링의 기능을 수행한다.
이를 통해 상기 피스톤(130)의 왕복운동에 따른 상기 피스톤(130) 및 상기 실린더(120)의 마모를 방지할 수 있다. 즉, 상기 베어링 냉매를 통해 오일을 사용하지 않고도 베어링 기능을 수행할 수 있다.
이때, 상기 베어링 유로(X)에는 상기 압축공간(P)에서 토출된 냉매가 유동된다. 다시 말하면, 상기 베어링 유로(X)에는 상기 토출공간(D)을 유동하는 냉매가 유동된다. 특히, 상기 제 3 토출공간(D3)을 유동하는 냉매가 상기 베어링 유로(X)로 유동될 수 있다.
이때, 상기 제 3 토출공간(D3)을 유동하는 냉매는 압축된 냉매로 고온의 냉매에 해당된다. 이와 같은 냉매가 그대로 상기 베어링 냉매로서 상기 프레임(110), 상기 실린더(120) 및 상기 피스톤(130)으로 유동되는 경우, 상기 프레임(110), 상기 실린더(120) 및 상기 피스톤(130)의 온도가 상승될 수 있다. 즉, 상기 피스톤(130)의 내부에 수용된 흡입냉매의 온도가 상승되고, 압축효율이 떨어질 수 있다.
그에 따라, 상기 리니어 압축기(10)에는 상기 베어링 냉매가 비교적 낮은 온도로 상기 베어링 유로(X)로 유동되는 구조가 구비된다. 이하, 상기 토출유닛(190)에서 상기 베어링 유로(X)로 공급되는 상기 베어링 냉매의 유동을 다양한 실시 예를 통해 설명한다.
도 12는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 리니어 압축기의 베어링 냉매 유로를 도시한 도면이다. 도 12는 도 10의 'B'부분을 베어링 유로(X)와 함께 도시한 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 상기 베어링 유로(X)는 상기 단열 플래넘(193)과 상기 토출커버(191)의 사이에 형성될 수 있다. 도 9를 참조하면, 상기 단열 플래넘(193)의 외측에는 베어링 안내홈(1931)이 형성될 수 있다. 특히, 상기 베어링 안내홈(1931)은 상기 커버 플랜지부(1910)의 내측면과 대응되는 제 1 부분(1930)에 형성될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 단열 플래넘(193)은 상기 토출커버(191)의 내측면과 밀착되어 배치된다. 그에 따라, 상기 단열 플래넘(193)과 상기 토출커버(191)의 사이에는 공기층이 분포된다. 이와 같은 공기층에 의해 상기 토출공간(D)에서 상기 토출커버(191)로의 열 전달이 보다 저감될 수 있다.
이와 같은 공기층으로 상기 토출공간(D)을 유동하는 냉매의 일부가 유동될 수 있다. 상기 토출공간(D)을 유동하는 냉매는 고온의 가스냉매로 상기 단열 플래넘(193)에 의해 그 유동이 완전히 제한되지는 않는다. 그에 따라, 일부 냉매가 상기 단열 플래넘(193)과 상기 토출커버(191)의 사이로 유동될 수 있다.
이때, 상기 단열 플래넘(193)과 상기 토출커버(191)의 사이로 유동된 냉매는 상기 베어링 안내홈(1931)을 따라 상기 베어링 유로(X)로 토출될 수 있다.
도 13은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 리니어 압축기의 베어링 냉매 유로를 도시한 도면이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 상기 베어링 유로(X)는 상기 단열 플래넘(193)의 사이에 형성될 수 있다. 즉, 상기 단열 플래넘(193)의 내측에는 베어링 안내홈(1931a)이 형성될 수 있다. 특히, 상기 베어링 안내홈(1931a)은 상기 커버 플랜지부(1910)의 내측면과 대응되는 제 1 부분(1930)에 형성될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 단열 플래넘(193)과 상기 토출커버(191)의 사이로 일부 냉매가 유동되며, 상기 베어링 안내홈(1931a)을 따라 상기 베어링 유로(X)로 토출될 수 있다.
정리하면, 제 1 실시 예의 베어링 안내홈(1931)은 상기 단열 플래넘(193)의 외측에 함몰된 홈 형태로 형성된다. 그리고, 제 2 실시 예의 베어링 안내홈(1931a)은 상기 단열 플래넘(193)의 내측에 개구된 통로의 형태로 형성된다. 이와 같은 형상은 예시적인 것으로 이에 제한되지 않는다.
이러한 단열 플래넘(193)을 통해 상기 토출커버(191)로 전달되는 열을 효과적으로 저감시킬 수 있다. 그에 따라, 상기 토출커버(191)와 연결되는 프레임(110) 및 그에 수용되는 실린더(120) 및 피스톤(110)로 전달되는 열이 저감된다. 결과적으로 흡입냉매로 전달되는 열이 저감되어 압축효율을 확보할 수 있다.
10 : 압축기 110 : 프레임
190 : 토출유닛 191 : 토출커버
192 : 토출 플래넘 193 : 단열 플래넘
195 : 커버파이프 1910 : 커버 플랜지부
P : 압축공간 D1 : 제 1 토출챔버
D2 : 제 2 토출챔버 D3 : 제 3 토출챔버

Claims (17)

  1. 냉매의 압축공간을 형성하는 실린더;
    상기 실린더가 내측에 수용되는 프레임; 및
    상기 압축공간에서 배출된 냉매가 유동되는 냉매의 토출공간을 형성하는 토출유닛;이 포함되고,
    상기 토출유닛에는,
    상기 프레임과 결합되는 토출커버;
    상기 토출커버의 내측에 배치되며, 상기 토출 커버와의 결합에 의해 복수의 토출공간을 형성하는 토출 플래넘; 및
    상기 토출커버의 내측면과 대응되는 형상으로 구비되어, 상기 토출커버의 내측면에 밀착되어 배치되는 단열 플래넘이 포함되고,
    상기 토출 플래넘의 반경 방향 외측 단부는 상기 단열 플래넘에 압입되어 고정되는 리니어 압축기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 토출 플래넘에는,
    반경방향으로 연장된 플래넘 플랜지; 및
    상기 플래넘 플랜지의 반경방향 내측단부에서 연장되는 플래넘 안착부, 플래넘 본체 및 플래넘 연장부가 포함되고,
    상기 토출 플래넘은, 상기 플래넘 플랜지의 반경방향 외측단부가 상기 단열 플래넘에 압입되어, 상기 토출커버에 고정되어 설치되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 플래넘 플랜지는 상기 토출커버 및 상기 단열 플래넘에 의해 형성된 내부공간을 상기 플래넘 플랜지의 축방향 상측에 위치되는 상부공간 및 상기 플래넘 플랜지의 축방향 하측에 위치되는 하부공간으로 구분하고,
    상기 플래넘 안착부, 상기 플래넘 본체 및 상기 플래넘 연장부은 상기 상부공간에 배치되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 단열 플래넘은 상기 토출 플래넘 보다 열전도도가 낮은 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 토출커버, 상기 토출 플래넘 및 상기 단열 플래넘은 서로 다른 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 토출커버는 알루미늄으로 형성되고,
    상기 토출 플래넘은 스틸로 형성되며,
    상기 단열 플래넘은 플라스틱으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 토출커버에는, 상기 프레임과 결합되는 커버 플랜지부 및 상기 커버 플랜지부에서 축방향 전방으로 연장되는 챔버부가 포함되고,
    상기 단열 플래넘은, 상기 커버 플랜지부의 내측면과 대응되는 제 1 부분 및 상기 챔버부의 내측면과 대응되는 제 2 부분으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 커버 플랜지부에는,
    원형의 개구를 형성하는 본체 관통부 및 상기 본체 관통부와 대향되도록 반경방향 외측에 마련되는 본체 연장부가 구비되는 플랜지 본체; 및
    상기 프레임과 결합을 위한 체결부재가 삽입되는 플랜지 체결홀이 구비되는 플랜지 결합부가 포함되고,
    상기 플랜지 결합부의 적어도 일부는 상기 플랜지 본체의 반경방향 외측에 위치되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 토출공간에는,
    상기 토출 플래넘의 내측에 형성되는 제 1 토출 챔버;
    상기 토출커버와 상기 토출 플래넘의 사이에 형성되고, 상기 제 1 토출 챔버의 축방향 전방에 형성되는 제 2 토출 챔버; 및
    상기 토출커버와 상기 토출 플래넘의 사이에 형성되고, 상기 제 1 토출 챔버 및 제 2 토출챔버의 반경방향 외측에 형성되는 제 3 토출 챔버가 포함되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 3 토출 챔버와 연통되도록, 상기 토출커버와 결합되는 커버 파이프가 더 포함되고,
    상기 압축공간에서 배출된 냉매는, 상기 제 1 토출 챔버, 상기 제 2 토출 챔버 및 상기 제 3 토출 챔버를 차례로 통과하여 상기 커버 파이프로 유동되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 단열 플래넘과 상기 토출커버의 사이에는 공기층이 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 단열 플래넘에는, 상기 단열 플래넘과 상기 토출커버의 사이에서 상기 프레임으로 냉매가 유동되는, 베어링 안내홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 베어링 안내홈은 상기 토출커버와 밀착되는 상기 단열 플래넘의 일 면에서 함몰되어 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 베어링 안내홈은 상기 단열 플래넘을 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  16. 냉매의 압축공간을 형성하는 실린더;
    상기 실린더가 내측에 수용되는 프레임; 및
    상기 압축공간에서 배출된 냉매가 유동되는 냉매의 토출공간을 형성하는 토출유닛;이 포함되고,
    상기 토출유닛에는,
    상기 프레임의 축방향 전면에 안착되어 상기 프레임과 결합되는 커버 플랜지부 및 상기 커버 플랜지부에서 축방향 전방으로 연장되는 챔버부가 포함되는 토출커버;
    상기 커버 플랜지부 및 상기 챔버부의 내측면과 대응되는 형상으로 구비되어, 상기 토출커버의 내측면에 밀착되어 배치되는 단열 플래넘; 및
    상기 토출 커버의 내측에 배치되며, 상기 토출 커버와의 결합에 의해 복수의 토출 공간을 형성하는 토출 플래넘이 포함되고,
    상기 토출 플래넘의 반경 방향 외측 단부는 상기 단열 플래넘에 압입되어 고정되는 리니어 압축기.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 단열 플래넘과 상기 토출 커버의 사이에는 공기층이 형성되는 리니어 압축기.
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