KR102244407B1

KR102244407B1 - 압축기

Info

Publication number: KR102244407B1
Application number: KR1020190125578A
Authority: KR
Inventors: 손상익; 김영필; 이경민; 전우주
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-10-10
Filing date: 2019-10-10
Publication date: 2021-04-26
Also published as: US20210108837A1; KR20210042699A

Abstract

압축기가 개시된다. 본 명세서에 따른 압축기는 원통 형상의 실린더 본체 내부에 형성되는 공간으로 피스톤이 축 방향으로 왕복 이동하여 냉매 가스를 압축하는 압축공간을 형성하는 실린더와, 내부에 형성되는 공간에 실린더를 수용하고 일 측이 외부와 연통되어 냉매 가스가 유입되고 타 측이 내주면과 실린더의 외주면 사이의 공간을 포함하는 가스 포켓에 연통되는 가스 홀이 형성되는 프레임을 포함하고, 실린더의 외주면 또는 프레임의 내주면에는, 가스 홀과 연통되는 급기통로가 요입되어 형성되고, 급기통로로 구획되는 복수의 리스트릭터 영역이 형성되며, 리스트릭터 영역 또는 리스트릭터 영역에 대향하는 실린더의 영역에 형성되고 실린더 내부에 형성되는 공간과 가스 포켓을 연통하는 급기구를 형성한다.

Description

압축기{Compressor}

본 명세서는 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. 압축기는 산업 전반이나 가전 제품, 특히 증기압축식 냉동사이클(이하 '냉동 사이클'로 칭함) 등에 널리 적용되고 있다.

이러한 압축기는 냉매를 압축하는 방식에 따라 왕복동식 압축기(Reciprocating compressor), 회전식 압축기(로터리 압축기, Rotary compressor), 스크롤 압축기(Scroll compressor)로 구분될 수 있다.

왕복동식 압축기는 피스톤과 실린더 사이에 압축공간이 형성되고 피스톤이 직선 왕복 운동하여 유체를 압축하는 방식이고, 로터리 압축기는 실린더 내부에서 편심 회전되는 롤러에 의해 유체를 압축하는 방식이며, 스크롤 압축기는 나선형으로 이루어지는 한 쌍의 스크롤이 맞물려 회전되어 유체를 압축하는 방식이다.

최근에는 왕복동식 압축기 중에서 크랭크 축을 사용하지 않고 직선 왕복 운동을 이용한 리니어 압축기 사용이 점차 증가하고 있다. 리니어 압축기는 회전 운동을 직선 왕복 운동으로 전환하는데 따르는 기계적인 손실이 적어 압축기의 효율이 향상되며 구조가 비교적 간단한 장점이 있다.

리니어 압축기는, 밀폐 공간을 형성하는 케이싱 내부에 실린더가 위치되어 압축실을 형성하고, 압축실을 덮는 피스톤이 실린더 내부를 왕복 운동하도록 구성될 수 있다. 리니어 압축기는 피스톤이 하사점(BDC, Bottom Dead Center)에 위치되는 과정에서 밀폐 공간 내의 유체가 압축실로 흡입되고, 피스톤이 상사점(TDC, Top Dead Center)에 위치되는 과정에서 압축실의 유체가 압축되어 토출되는 과정이 반복된다.

한편, 리니어 압축기는 윤활방식에 따라, 오일윤활형 리니어 압축기와 가스형 리니어 압축기로 구분할 수 있다.

오일윤활형 리니어 압축기는 특허문헌1(한국 공개특허공보 10-2015-0040027)에 개시된 바와 같이, 케이싱의 내부에 일정량의 오일이 저장되어 그 오일을 이용하여 실린더와 피스톤 사이를 윤활하도록 구성되어 있다. 반면, 가스윤활형 리니어 압축기는 특허문헌2(한국 공개특허공보 10-2016-0024217)에 개시된 바와 같이, 케이싱의 내부에 오일이 저장되지 않고 압축공간에서 토출되는 냉매의 일부를 실린더와 피스톤 사이로 유도하여 그 냉매의 가스력으로 실린더와 피스톤 사이를 윤활하도록 구성되어 있다.

오일윤활형 리니어 압축기는, 상대적으로 온도가 낮은 오일이 실린더와 피스톤 사이로 공급됨에 따라, 실린더와 피스톤이 모터열이나 압축열 등에 의해 과열되는 것을 억제할 수 있다. 이를 통해, 오일윤활형 리니어 압축기는 피스톤의 흡입유로를 통과하는 냉매가 실린더의 압축실로 흡입되면서 가열되어 비체적이 상승하는 것을 억제하여 흡입손실이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

하지만, 오일윤활형 리니어 압축기는, 냉매와 함께 냉동사이클 장치로 토출되는 오일이 압축기로 원활하게 회수되지 않을 경우 그 압축기의 케이싱 내부에서는 오일부족이 발생할 수 있고, 이러한 케이싱 내부에서의 오일 부족은 압축기의 신뢰성이 저하되는 원인이 될 수 있다.

반면, 가스윤활형 리니어 압축기는, 오일윤활형 리니어 압축기에 비해 소형화가 가능하고, 실린더와 피스톤 사이를 냉매로 윤활하기 때문에 오일부족으로 인한 압축기의 신뢰성 저하가 발생하지 않는다는 점에서 유리하다.

상기와 같은 종래의 가스윤활형 리니어 압축기는, 실린더 내부에 윤활 가스를 유입하는 급기구 입구에 실을 감아 오물이 유입되는 것을 방지하고 있다.

그러나, 실린더에 실을 장착할 때 실의 일부분을 열융착하게 되는데, 시간의 경과에 의해 열융착 부분이 손상되어 장력이 감소함으로써 실의 필터 기능뿐만 아니라 압력감소를 위한 리스트릭터(restrictor) 성능도 저하되는 문제가 있었다. 그리고 실이 실린더에 장착할 때 장력을 가한 상태로 장착하는데, 지속적으로 실린더에 작용하는 실의 장력에 의해 실린더의 내구 변형 문제가 발생한다.

한국 공개특허공보 KR10-2015-0040027 A (2015.04.14. 공개) 한국 공개특허공보 KR10-2016-0024217 A (2016.03.04. 공개)

본 명세서의 일 실시예는 습동부에 오일이 유입되는 것을 방지할 수 있는 압축기를 제공하는데, 그 목적이 있다.

또한, 본 명세서의 다른 실시예는 실린더 또는 프레임의 형상 변경을 통해 가스 베어링 시스템에서 실린더 내부로 유입되는 냉매의 압력 감소를 위한 리스트릭터(restrictor) 기능을 수행하면서 필터 기능도 수행할 수 있는 압축기를 제공하고자 한다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 압축기는 원통 형상의 실린더 본체 내부에 형성되는 공간으로 피스톤이 축 방향으로 왕복 이동하여 냉매 가스를 압축하는 압축공간을 형성하는 실린더와, 내부에 형성되는 공간에 상기 실린더를 수용하고, 일 측이 외부와 연통되어 냉매 가스가 유입되고 타 측이 내주면과 상기 실린더의 외주면 사이의 공간을 포함하는 가스 포켓에 연통되는 가스 홀이 형성되는 프레임을 포함하고, 상기 실린더의 외주면 또는 상기 프레임의 내주면에는, 상기 가스 홀과 연통되는 급기통로가 요입되어 형성되고, 상기 급기통로로 구획되는 복수의 리스트릭터 영역이 형성되며, 상기 리스트릭터 영역 또는 상기 리스트릭터 영역에 대향하는 상기 실린더의 영역에 형성되고 상기 실린더 내부에 형성되는 공간과 상기 가스 포켓을 연통하는 급기구를 형성할 수 있다.

또한, 상기 급기통로는 상기 실린더의 길이 방향으로 연장되는 제1 방향 급기통로와, 상기 실린더의 원주 방향으로 연장되는 제2 방향 급기통로를 포함하고, 상기 리스트릭터 영역은 상기 제1 방향 급기통로와 상기 제2 방향 급기통로로 구획되는 영역으로 마련될 수 있다.

이 때, 상기 제1 방향 급기통로는 상기 실린더의 원주 방향을 따라 복수 개 마련되고, 상기 제2 방향 급기통로는 상기 실린더의 길이 방향을 따라 복수 개 마련되며, 상기 리스트릭터 영역은 상기 실린더의 길이 방향으로 복수 개 마련되고, 상기 실린더의 원주 방향으로 복수 개 마련될 수 있다.

여기서 상기 실린더의 원주 방향으로 복수 개 마련되는 상기 리스트릭터 영역은 너비가 동일하게 마련될 수 있다.

이 때, 상기 실린더의 길이 방향으로 복수 개 마련되는 상기 리스트릭터 영역은 너비가 서로 다르게 마련될 수 있다.

여기서, 상기 실린더의 전방 또는 상기 실린더의 전방에 대향하는 상기 프레임에 마련되는 상기 리스트릭터 영역은 상기 실린더의 후방 또는 상기 실린더의 후방에 대향하는 상기 프레임에 마련되는 상기 리스트릭터 영역 보다 너비가 작게 마련될 수 있다.

또한, 복수의 상기 제2 방향 급기통로는 상기 실린더의 길이 방향으로 너비가 서로 다른 것을 포함할 수 있다.

이 때, 복수의 상기 제2 방향 급기통로 중, 상기 실린더의 전방 또는 상기 실린더의 전방에 대향하는 상기 프레임에 마련되는 제2 방향 제1 급기통로는 상기 실린더의 후방 또는 상기 실린더의 후방에 대향하는 상기 프레임에 마련되는 제2 방향 제2 급기통로 보다 너비가 크게 마련될 수 있다.

또한, 복수의 상기 제1 방향 급기통로는 상기 실린더의 길이 방향으로 너비가 서로 다른 것을 포함할 수 있다.

여기서 상기 제1 방향 급기통로는 상기 제2 방향 급기통로의 전방의 너비가 후방의 너비 보다 큰 것을 포함할 수 있다.

또한, 상기 실린더는 축 방향으로 연장되는 실린더 본체와, 일 측에서 반경 방향 외측으로 돌출되고 상기 프레임과 결합하는 실린더 플랜지를 포함하고, 상기 급기통로는 실린더 본체에 형성되고, 상기 제2 방향 급기통로는 상기 실린더 플랜지에 인접하게 형성되는 제2 방향 제1 급기통로와, 상기 제2 방향 제1 급기통로에서 일정 거리 이격되어 형성되는 제2 방향 제2 급기통로와, 상기 제2 방향 제2 급기통로에서 일정 거리 이격되어 형성되는 제2 방향 제3 급기통로를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 방향 제3 급기통로는 상기 실린더와 상기 프레임 사이에 마련되는 실링부재의 안착홈을 포함할 수 있다.

또한, 복수의 상기 제2 방향 급기통로 중 가장 전방에 위치하는 것은 상기 가스 홀의 출구구멍과 중첩되도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 리스트릭터 영역은 원형, 타원형, 원형의 일부, 또는 타원형의 일부 형상으로 마련될 수 있다.

또한, 상기 디스트릭터 영역은 상기 프레임의 내주면과 상기 실린더의 외주면 사이의 간격이 5 내지 10 마이크로미터의 범위로 마련될 수 있다.

또한, 상기 급기통로의 폭은 상기 디스트릭터 영역의 상기 프레임의 내주면과 상기 실린더의 외주면 사이의 간격 보다 10배 이상 크게 마련될 수 있다.

또한, 상기 급기통로의 깊이는 상기 디스트릭터 영역의 상기 프레임의 내주면과 상기 실린더의 외주면 사이의 간격 보다 10배 이상 크게 마련될 수 있다.

또한, 상기 프레임은, 상기 실린더를 수용하는 원통 형상의 프레임 본체와, 상기 본체의 전방에서 반경 방향 외측으로 연장되고 상기 피스톤을 구동하는 구동유닛이 연결되는 프레임 플랜지를 구비하고, 상기 가스 홀은 일 측이 상기 프레임 플랜지의 전방에 연통되고 타 측이 상기 프레임 본체의 내측에 연통될 수 있다.

여기서, 상기 프레임은 상기 프레임 본체와 상기 프레임 플랜지를 연결하는 프레임 연결부를 더 구비하고, 상기 가스 홀은 상기 프레임 플랜지에 형성된 입구부에서 제1 방향으로 연장되고, 상기 실린더에 근접하는 방향으로 절곡되고, 제2 방향으로 연장되어 상기 프레임 본체에 형성된 출구부로 연결되고, 상기 출구부는 상기 급기통로와 일부 중첩되도록 마련될 수 있다.

본 명세서에 따른 압축기는 실린더와 프레임 사이의 조립 공차를 줄임으로써 가스유입부를 통해 유입된 오일이 습동부로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 이는 실린더와 프레임 사이의 간격을 줄여 오일에 작용하는 표면마찰력을 증가시켜 오일이 가스유입부 내에서 이동하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 효과로, 본 명세서에 따른 압축기는 피스톤과 실린더의 접촉을 최소화하여 내구성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 명세서의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 가스유입부에 유입된 오일 또는 이물질을 포집하여 습동부로 이동하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 명세서의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 실린더의 결합 공정의 실수 또는 시간에 따른 내구 문제와 상관없이 리스트릭터 기능이 유지되고 오염물 또는 유분이 급기구로 이동하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 압축기의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 프레임과 실린더의 결합구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 도 2에서 A 부분을 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 4는 습동부에 유분이 유입되었을 때 나타날 수 있는 현상을 나타내는 그림이다.
도 5는 유분이 틈새에 침투하는 거동을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은 제1 실시예에 따른 압축기의 실린더 결합구조를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6에서 B 부분을 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 8은 유분이 마찰에 의해 실린더 내부로 진행하지 못하는 현상을 설명하기 위한 그림이다.
도 9는 도 8의 변형 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 10은 도 8의 다른 변형 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 11은 비교 실시예에 따른 실린더를 나타내는 사시도이다.
도 12는 제2 실시예에 따른 실린더를 나타내는 사시도이다.
도 13은 제2 실시예에 따른 압축기의 실린더 결합구조를 나타내는 단면도이다.
도 14는 도 12에서 냉매의 흐름을 나타내는 그림이다.
도 15는 도 13에서 C 부분을 확대하여 나타내는 그림이다.
도 16은 급기통로의 폭을 달리하는 경우에 유량의 차이를 나타내는 그래프이다.
도17은 프레임과 실린더 사이의 틈새를 달리하는 경우에 유량의 차이를 나타내는 그래프이다.
도 18은 제2 실시예에 따른 급기통로를 설명하기 위해 프레임의 단면을 표시하는 사시도이다.
도 19는 급기통로 단면 형상의 다양한 실시예를 나타내는 그림이다.
도 20은 제3 실시예에 따른 실린더를 나타내는 사시도이다.
도 21은 리스트릭터 영역의 다양한 실시예를 나타내는 그림이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서(discloser)에 개시된 실시예를 상세하게는 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.

도 1은 압축기(100)의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.

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 1을 참조하면, 압축기(100)는 케이싱(110)과, 케이싱(110) 내부에 수용되는 본체를 포함하고, 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 지지 스프링(116, 117)에 탄성 지지될 수 있다. 지지 스프링은 본체 후방을 지지하는 제1 지지 스프링(116)과 본체 전방을 지지하는 제2 지지 스프링(117)을 구비하고, 판 스프링으로 마련될 수 있다. 그리고 지지 스프링(116, 117)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 쉘(111)과, 쉘(111)의 후방 측에 결합되는 제1 쉘커버(112) 및 전방 측에 결합되는 제2 쉘커버(113)로 이루어질 수 있다. 여기서 전방 측은 도면의 좌측으로 압축된 냉매가 토출되는 방향을, 후방 측은 도면의 우측으로 냉매가 유입되는 방향을 의미한다. 또한, 제1 쉘커버(112) 또는 제2 쉘커버(113)는 쉘(111)과 일체로 형성될 수도 있다.

그리고 케이싱(110)은 열전도성 재질로 형성될 수 있다. 이를 통해 케이싱(110)의 내부 공간에서 발생되는 열을 신속하게 외부로 방열시킬 수 있다.

제1 쉘커버(112)는 쉘(111)의 후방 측을 밀봉하도록 쉘(111)에 결합되고, 제1 쉘커버(112)의 중앙에는 흡입관(114)이 삽입되어 결합될 수 있다.

그리고 압축기 본체의 후방 측은 제1 지지 스프링(116)을 통해 제1 쉘커버(112)에 반경 방향으로 탄력적으로 지지될 수 있다.

제1 지지 스프링(116)은 원형의 판 스프링으로 마련될 수 있으며, 가장자리부가 지지브라켓(123a)를 통해 전방 방향으로 백커버(123)에 지지되고, 개구된 중앙부가 흡입 가이드(116a)를 통해 후방 방향으로 제1 쉘커버(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 쉘커버(112)에 지지될 수 있다. 이 때, 흡입 가이드(116a)와 제1 쉘커버(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 쉘커버(112)로 전달되는 것을 차단할 수 있다.

제2 쉘커버(113)는 쉘(111)의 전방 측을 밀봉하도록 쉘(111)에 결합되고, 루프파이프(115a)를 통해 토출관(115)이 삽입되어 결합될 수 있다. 압축공간(103)에서 토출되는 냉매는 토출커버 조립체(180)를 통과한 후 루프파이프(115a)와 토출관(115)을 통해 냉동사이클로 배출될 수 있다.

그리고 압축기 본체의 전방 측은 제2 지지 스프링(117)을 통해 쉘(111) 또는 제2 쉘커버(113)에 반경 방향으로 탄력적으로 지지될 수 있다.

제2 지지 스프링(117)은 원형의 판 스프링으로 마련될 수 있으며, 개구된 중앙부가 제1 지지가이드(117b)를 통해 후방 방향으로 토출커버 조립체(180)에 지지되고, 가장자리부가 지지브라켓(117a)에 의해 반경 방향으로 쉘(111) 내측면 또는 제2 쉘커버(113)에 인접하는 쉘(111)의 내주면에 지지될 수 있다. 또는 도면과 달리 제2 지지 스프링(117)의 가장자리부는 브라켓(미도시)을 통해 전방 방향으로 제2 쉘커버(113)에 지지될 수 있다.

제1 지지가이드(117b)는 직경이 서로 다른 연속된 원통 형상으로 형성되고, 전방 측이 제2 지지 스프링(117)의 중앙 개구에 삽입되고, 후방 측이 토출커버 조립체(180)의 중앙 개구에 삽입될 수 있다. 그리고 지지커버(117c)가 제2 지지 스프링(117)을 사이에 두고 제1 지지가이드(117b)의 전방 측에 결합될 수 있다. 그리고 지지커버(117c)의 전방 측에는 전방으로 요입되는 컵 형상의 제2 지지가이드(117d)가 결합되고, 제2 쉘커버(113)의 내측에는 제2 지지가이드(117d)에 대응하고 후방으로 요입되는 컵 형상의 제3 지지가이드(117e)가 결합될 수 있다. 제2 지지가이드(117d)는 제3 지지가이드(117e)의 내측에 삽입되어 축 방향 및 반경 방향으로 지지될 수 있다. 이 때, 제2 지지가이드(117d)와 제3 지지가이드(117e) 사이에는 갭이 형성될 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 제2 지지 스프링(117)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(180)가 결합될 수 있다. 예를 들어, 아우터 스테이터(131)와 토출커버 조립체(180)는 기계적 결합수단을 통해 고정될 수 있다.

그리고 플랜지부(122)의 전방면 일 측에는 가스 베어링의 일부를 이루는 베어링 입구홈(125a)이 형성되고, 베어링 입구홈(125a)에서 바디부(121)의 내주면으로 관통되는 베어링 연통홀(125b)이 형성되며, 바디부(121)의 내주면에는 베어링 연통홀(125b)에서 연통되는 가스 홈(125c)이 형성될 수 있다.

베어링 입구홈(125a)은 소정의 깊이로 축 방향으로 함몰되어 형성되고, 베어링 연통홀(125b)은 베어링 입구홈(125a)보다 단면적이 작은 구멍으로 바디부(121)의 내주면을 향해 경사지게 형성될 수 있다. 그리고 가스 홈(125c)은 바디부(121)의 내주면에 소정의 깊이와 축 방향 길이를 가지는 환형 모양으로 형성될 수 있다. 이와 달리, 가스 홈(125c)은 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 홈(125c)에 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 삽입되고, 전방 단부는 토출밸브 조립체(170)를 통해 폐쇄될 수 있다. 그리고 실린더(140)와 피스톤(150)의 전방 단부(헤드부, 151)과 토출밸브 조립체(170)로 둘러싸이는 압축공간(103)이 형성될 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 압축되고, 토출밸브 조립체(170)를 통해 토출될 수 있다.

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 홈(125c)에 연통되고, 실린더(140)를 반경 방향으로 관통하여 가스 홈(125c)으로 유입되는 압축된 냉매를 실린더(140)의 내주면과 피스톤(150)의 외주면 사이로 안내하는 가스유입구(142)가 형성될 수 있다. 또는 가공의 편의성을 고려하여 가스 홈(125c)은 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(142)의 후방에 위치하고, 후방 측 개구가 흡입관(114)에 인접하게 배치되고, 전방 측 단부가 피스톤(142)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(142)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.

토출밸브 조립체(170)는 토출밸브(171)와, 토출밸브(171)의 전방측에 구비되어 그 토출밸브(171)를 탄력 지지하는 밸브 스프링(172)로 이루어질 수 있다. 토출밸브 조립체(170)는 압축공간(103)에서 압축된 냉매를 선택적으로 배출시킬 수 있다. 여기서 압축공간(103)은 흡입밸브(155)와 토출밸브(171)의 사이에 형성되는 공간으로서 이해될 수 있다.

토출밸브(171)는 실린더(140)의 전면에 지지 가능하도록 배치되고, 실린더(140)의 전방 개구를 선택적으로 개폐하도록 장착될 수 있다. 토출밸브(171)는 탄성 변형에 의해 동작하여 압축공간(103)을 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 토출밸브(171)는 압축공간(103)을 통과하여 토출공간(104)으로 흐르는 냉매의 압력에 의하여 압축공간(103)를 개방하도록 탄성 변형될 수 있다. 예를 들어, 토출밸브(171)가 실린더(140)의 전면에 지지된 상태에서 압축공간(103)은 밀폐된 상태를 유지하고, 토출밸브(171)가 실린더(140)의 전면으로부터 이격된 상태에서 개방된 공간으로 압축공간(103)의 압축 냉매가 배출될 수 있다.

밸브 스프링(172)은 토출밸브(171)와 토출커버 조립체(180)의 사이에 제공되어 축 방향으로 탄성력을 제공한다. 밸브 스프링(172)은 압축 코일스프링으로 마련될 수도 있고, 또는 점유공간이나 신뢰성 측면을 고려하여 판스프링으로 마련될 수 있다.

압축공간(103)의 압력이 토출압력 이상이 되면, 밸브 스프링(172)이 전방으로 변형하면서 토출밸브(171)를 개방시키고, 냉매는 압축공간(103)으로부터 토출되어 토출커버 조립체(180)의 제1 토출공간(103a)으로 배출된다. 그리고 냉매의 배출이 완료되면, 밸브 스프링(172)은 토출밸브(171)에 복원력을 제공하여, 토출밸브(171)가 닫혀지도록 한다.

흡입밸브(155)를 통해 압축공간(103)에 냉매가 유입되고, 토출밸브(171)를 통해 압축공간(103) 내의 냉매가 토출공간(104)으로 배출되는 과정을 설명하면 다음과 같다.

피스톤(150)이 실린더(140)의 내부에서 왕복 직선운동 하는 과정에서, 압축공간(103)의 압력이 미리 정해진 흡입압력 이하가 되면 흡입밸브(155)가 개방되면서 냉매는 압축공간(103)으로 흡입된다. 반면에, 압축공간(103)의 압력이 미리 정해진 흡입압력을 넘으면 흡입밸브(155)가 닫힌 상태에서 압축공간(103)의 냉매가 압축된다.

한편, 압축공간(103)의 압력이 미리 정해진 토출압력 이상이 되면 밸브 스프링(172)이 전방으로 변형하면서 이에 연결된 토출밸브(171)를 개방시키고, 냉매는 압축공간(103)으로부터 토출커버 조립체(180)의 토출공간(104)으로 배출된다. 냉매의 배출이 완료되면 밸브 스프링(172)은 토출밸브(171)에 복원력을 제공하고, 토출밸브(171)가 닫혀져 압축공간(103)의 전방을 밀폐시킨다.

토출커버 조립체(180)는 압축공간(103)의 전방에 설치되어, 압축공간(103)에서 배출된 냉매를 수용하는 토출공간(104)을 형성하고, 프레임(120)의 전방에 결합되어 냉매가 압축공간(103)에서 토출되는 과정에서 발생되는 소음을 감쇄시킬 수 있다. 토출커버 조립체(180)는 토출밸브 조립체(170)를 수용하면서 프레임(120)의 플랜지부(122)의 전방에 결합될 수 있다. 예를 들어, 토출커버 조립체(180)는 플랜지부(122)에 기계적 결합부재를 통해 결합될 수 있다.

그리고 토출커버 조립체(180)와 프레임(120)의 사이에는 단열을 위한 가스켓(165)과 토출공간(104)의 냉매가 누설되는 것을 억제하는 오링(166)이 구비될 수 있다.

토출커버 조립체(180)는 열전도성 재질로 형성될 수 있다. 따라서 토출커버 조립체(180)에 고온의 냉매가 유입되면 냉매의 열이 토출커버 조립체(180)를 통해 케이싱(110)으로 전달되어 압축기 외부로 방열될 수 있다.

토출커버 조립체(180)는 한 개의 토출커버로 이루어질 수도 있고, 복수 개의 토출커버가 순차적으로 연통되도록 배치될 수도 있다. 토출커버가 복수로 마련되는 경우, 토출공간(104)은 각각의 토출커버에 의해 구획되는 복수의 공간부를 포함할 수 있다. 복수의 공간부는 전후 방향으로 배치되며, 서로 연통된다.

예를 들어, 토출커버가 3개인 경우, 토출공간(104)은 프레임(120)의 전방 측에 결합되는 제1 토출커버(181)와 프레임(120) 사이에 형성되는 제1 토출공간(103a)과, 제1 토출공간(103a)에 연통되고 제1 토출커버(181)의 전방 측에 결합되는 제2 토출커버(182)와 제1 토출커버(181) 사이에 형성되는 제2 토출공간(103b)과, 제2 토출공간(103b)에 연통되고 제2 토출커버(182)의 전방 측에 결합되는 제3 토출커버(183)와 제2 토출커버(182) 사이에 형성되는 제3 토출공간(103c)을 포함할 수 있다.

그리고 제1 토출공간(103a)은 토출밸브(171)에 의해 압축공간(103)과 선택적으로 연통되고, 제2 토출공간(103b)은 제1 토출공간(103a)과 연통되며, 제3 토출공간(103c)은 제2 토출공간(103b)과 연통될 수 있다. 이에 따라, 압축공간(103)에서 토출되는 냉매는 제1 토출공간(103a), 제2 토출공간(103b) 그리고 제3 토출공간(103c)을 차례대로 거치면서 토출 소음이 감쇄되고, 제3 토출커버(183)에 연통되는 루프파이프(115a)와 토출관(115)을 통해 케이싱(110)의 외부로 배출될 수 있다.

구동유닛(130)은 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, 일 예로 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 스프링(190)이 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, 117)과 공진 스프링(190)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)은 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)는 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(180)가 결합되는 부분에 개재되고 프레임(120)의 전방 단부에 마련되는 설치홈에 삽입되는 토출커버 실링부재와, 프레임(120)과 실린더(140)가 결합되는 부분에 구비되고 실린더(140)의 외측면에 마련되는 설치홈에 삽입되는 실린더 실링부재를 포함할 수 있다. 실린더 실링부재는 프레임(120)의 내주면과 실린더(140)의 외주면 사이에 형성되는 가스 홈(125c)의 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 이너 스테이터 실링부재를 더 포함할 수 있다. 위 실링부재들은 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 번갈아 가며 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.

도 2는 프레임(220)과 실린더(240)의 결합구조를 설명하기 위한 단면도이고, 도 3은 도 2에서 A 부분을 확대하여 나타내는 단면도이다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 명세서의 실시예에 따른 실린더(240)는 상기 프레임(220)에 결합될 수 있다. 일 예로, 상기 실린더(240)는 상기 프레임(220)의 내부에 삽입되도록 배치될 수 있다.

상기 프레임(220)에는, 축방향으로 연장되는 프레임 본체(221) 및 상기 프레임 본체(221)로부터 반경 방향 외측으로 연장되는 프레임 플랜지(222)가 포함된다. 달리 말하면, 상기 프레임 플랜지(222)는 상기 프레임 본체(221)의 외주면으로부터 제1 설정각도를 이루도록 연장될 수 있다. 일 예로, 상기 제1 설정각도는 약 90도로 형성될 수 있다.

상기 프레임 본체(221)는, 축방향의 중심축을 가지는 원통 형상을 이루며, 그 내부에는 실린더 본체(241)를 수용하는 본체수용부를 가진다. 그리고 상기 프레임 본체(221)의 후방부에는, 상기 이너 스테이터(도 1의 134 참조)와의 사이에 배치되는 제3 실링부재(252)가 삽입되는 제3 설치홈(221a)이 형성될 수 있다.

상기 프레임 플랜지(222)에는, 링 형상을 가지며 실린더 플랜지(242)에 결합되는 제1 벽(225a)과, 상기 제1 벽(225a)을 둘러싸도록 배치되며 링 형상을 가지는 제2 벽(225b) 및 상기 제1 벽(225a)의 후단부와 상기 제2 벽(225b)의 후단부를 연결하는 제3 벽(225c)이 포함된다. 상기 제1 벽(225a) 및 제2 벽(225b)은 축 방향으로 연장되며, 상기 제3 벽(225c)은 반경 방향으로 연장될 수 있다.

상기 제1 내지 제3 벽(225a,225b,225c)에 의하여 정의되는 프레임공간부(225d)가 정의된다. 상기 프레임공간부(225d)는, 상기 프레임 플랜지(222)의 전단부로부터 후방을 향하여 함몰되며, 상기 토출밸브(도 1의 171 참조)를 통하여 배출되는 냉매가 유동하는 토출유로의 일부를 형성한다.

상기 제1 벽(225a)의 내측 공간에는, 상기 실린더(240)의 적어도 일부분, 일 예로, 실린더 플랜지(242)가 삽입되는 플랜지 수용부(221b)가 포함된다. 일 예로, 상기 플랜지 수용부(221b)의 내경은 상기 실린더 플랜지(242)의 외경과 동일하게, 또는 그보다 약간 작게 형성될 수 있다.

상기 실린더(240)가 상기 프레임(220)의 내측에 압입될 때, 상기 실린더 플랜지(242)는 상기 제1 벽(225a)과 간섭될 수 있고, 이 과정에서 상기 실린더 플랜지(242)는 변형될 수 있다.

그리고 상기 프레임 플랜지(222)에는, 상기 제1 벽(225a)의 후단부로부터 반경 방향 내측으로 연장되는 실링부재안착부(226)가 더 포함된다. 상기 실링부재안착부(226)에는, 상기 제1 실링부재(250)가 삽입되는 제1 설치홈(226a)이 형성된다. 상기 제1 설치홈(226a)은 상기 실링부재안착부(226)로부터 후방으로 함몰되도록 구성될 수 있다.

상기 프레임 플랜지(222)에는, 상기 프레임(220)과 주변 부품의 체결을 위하여 소정의 체결부재가 결합되는 체결홀(229a)이 더 포함된다. 상기 체결홀(229a)는 상기 제2 벽(225a)의 외측 둘레를 따라 각각 다수 개가 배치될 수 있다.

상기 프레임 플랜지(222)에는, 상기 구동유닛(도 1의 130 참조)의 단자부의 인출경로를 제공하는 단자삽입부(229b)가 형성된다. 상기 단자삽입부(229b)는 상기 프레임 플랜지(222)가 전후 방향으로 절개되도록 형성된다.

상기 단자부는 상기 코일(도 1의 132b 참조)로부터 전방으로 연장하여, 상기 단자삽입부(229b)에 삽입될 수 있다. 이러한 구성에 의하여, 상기 단자부는 상기 구동유닛(130) 및 프레임(220)으로부터 외부로 노출되어 케이블에 접속될 수 있다.

상기 단자삽입부(229b)는 다수 개가 제공되며, 상기 다수 개의 단자삽입부(229b)는 상기 제2 벽(225b)의 외측 둘레를 따라 배치될 수 있다. 상기 다수 개의 단자삽입부(229b) 중, 상기 단자부가 삽입되는 단자삽입부(229b)는 1개만 구비된다. 나머지 단자삽입부(229b)는, 상기 프레임(220)의 변형방지를 위하여 구비되는 것으로 이해될 수 있다.

일 예로, 상기 프레임 플랜지(222)에는, 3개의 단자삽입부(229b)가 형성된다. 이 중, 1개의 단자삽입부(229b)에는, 상기 단자부가 삽입되며, 나머지 2개의 단자삽입부(229b)에는, 단자부가 삽입되지 않도록 구성될 수 있다.

상기 프레임(220)에는, 상기 스테이터 커버(도 1의 137 참조) 또는 상기 토출커버 조립체(도 1의 180 참조)와 체결되거나, 상기 실린더(240)와 압입 결합되는 과정에서, 많은 응력이 작용할 수 있다. 만약, 상기 프레임 플랜지(222)에, 1개의 단자삽입부(229b)만 형성되는 경우, 상기 응력이 특정 지점에 집중되어 상기 프레임 플랜지(222)에 변형이 발생될 수 있다. 따라서, 본 실시예는, 상기 단자삽입부(229b)가 상기 프레임 플랜지(222)의 3개소에 형성되도록 함으로써, 즉 상기 프레임(220)의 중심부를 기준으로 원주 방향으로 고르게 배치되도록 함으로써, 상기 응력의 집중이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

상기 프레임(220)에는, 상기 프레임 플랜지(222)로부터 상기 프레임 본체(221)를 향하여 경사지게 연장되는 프레임 경사부(223)가 더 포함된다. 상기 프레임 경사부(223)의 외면은, 상기 프레임 본체(221)의 외주면, 즉, 축방향에 대하여 제2 설정각도를 이루도록 연장될 수 있다. 일 예로, 상기 제2 설정각도는 0도보다는 크고 90도보다는 작은 각도값으로 형성될 수 있다.

상기 프레임 경사부(223)에는, 상기 토출밸브(도 1의 171 참조)에서 배출된 냉매를 상기 실린더(240)의 가스유입부(232)로 가이드 하기 위한 가스홀(224)이 형성된다. 상기 가스홀(224)은 상기 프레임 경사부(223)의 내부를 관통하여 형성될 수 있다.

상세하게는, 상기 가스홀(224)은 상기 프레임 플랜지(222)로부터 연장되며, 상기 프레임 경사부(223)를 경유하여 상기 프레임 본체(221)까지 연장될 수 있다.

상기 가스홀(224)이 상기 프레임 플랜지(222), 프레임 경사부(223) 및 프레임 본체(221)까지 다소 두꺼운 두께를 가지는 프레임(220)의 일부분을 통하여 형성되므로, 상기 가스홀(224)의 형성에 의하여 상기 프레임(220)의 강도가 약해지는 것을 방지할 수 있다.

상기 가스홀(224)의 연장방향은, 상기 프레임 경사부(223)의 연장방향에 대응하여, 상기 프레임 본체(221)의 내주면, 즉 축방향에 대하여 상기 제2 설정각도를 형성할 수 있다.

상기 가스홀(224)의 입구부에는, 상기 가스홀(224)로 유입될 냉매 중 이물을 필터링 하기 위한 토출필터(230)가 배치될 수 있다. 상기 토출필터(230)는 상기 제3 벽(225c)에 설치될 수 있다.

상세하게는, 상기 토출필터(230)는 상기 프레임 플랜지(222)에 형성되는 필터홈(227)에 설치된다. 상기 필터홈(227)은 상기 제3 벽(225c)으로부터 후방으로 함몰되도록 구성되며, 상기 토출필터(230)의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다.

달리 말하면, 상기 가스홀(224)의 입구부는 상기 필터홈(227)에 연결되며, 상기 가스홀(224)은 상기 필터홈(227)으로부터 상기 프레임 플랜지(222) 및 상기 프레임 경사부(223)를 관통하여 상기 프레임 본체(221)의 내주면으로 연장될 수 있다. 따라서, 상기 가스홀(224)의 출구부는 상기 프레임 본체(221)의 내주면에 연통할 수 있다.

또한, 상기 프레임 플랜지(222)에는 상기 가스홀(224)의 가공을 용이하게 하기 위한 가이드 홈(225e)이 형성될 수 있다. 상기 가이드 홈(225e)은 상기 제2 벽(225b)의 적어도 일부분이 함몰하도록 형성되며, 상기 필터홈(227)의 가장자리에 위치될 수 있다.

상기 가스홀(224)을 가공하는 과정에서, 가공기구는 상기 필터홈(227)으로부터 상기 프레임 경사부(223)를 향하여 드릴링 될 수 있다. 이 때, 상기 가공기구가 상기 제2 벽(225b)에 간섭되어, 상기 드릴링이 용이하지 않게 되는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 본 실시예는 상기 제2 벽(225b)에 가이드 홈(225e)을 형성하여, 상기 가이드 홈(225e)에 상기 가공 기구를 위치시켜 상기 가스홀(224)의 가공이 용이하도록 할 수 있다.

상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 토출필터(230)의 후방, 즉 출구측에 설치되는 필터 실링부재(228)가 더 포함된다. 상기 필터 실링부재(228)는 대략 링 형상을 가질 수 있다. 상세하게는, 상기 필터 실링부재(228)는 상기 필터홈(227)에 놓이며, 상기 토출필터(230)가 상기 필터홈(227)을 가압하면서, 상기 필터홈(227)에 압입될 수 있다.

한편, 상기 프레임 경사부(223)는 상기 프레임 본체(221)의 둘레를 따라 다수 개가 구비될 수 있다. 상기 다수 개의 프레임 경사부(223) 중, 상기 가스홀(224)이 형성되는 프레임 경사부(223)는 1개만 구비된다. 나머지 프레임 경사부(223)는, 상기 프레임(220)의 변형방지를 위하여 구비되는 것으로 이해될 수 있다.

상기 프레임(220)에는, 상기 스테이터 커버(149) 또는 상기 토출 커버(160)와 체결되거나, 상기 실린더(240)와 압입 결합되는 과정에서, 많은 응력이 작용할 수 있다. 만약, 상기 프레임(220)에, 1개의 프레임 경사부(223)만 형성되는 경우, 상기 응력이 특정 지점에 집중되어 상기 프레임(220)에 변형이 발생될 수 있다. 따라서, 본 실시예는, 상기 프레임 경사부(223)가 상기 프레임 본체(221) 외측의 3개소에 형성되도록 함으로써, 즉 상기 프레임(220)의 중심부를 기준으로 원주 방향으로 고르게 배치되도록 함으로써, 상기 응력의 집중이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

상기 실린더(240)는 상기 프레임(220)의 내측에 결합된다. 일 예로, 상기 실린더(240)는 상기 프레임(220)에 압입 공정에 의하여 결합될 수 있다.

상기 실린더(240)에는, 축방향으로 연장되는 실린더 본체(241) 및 상기 실린더 본체(241)의 전방부 외측에 구비되는 실린더 플랜지(242)가 포함된다. 상기 실린더 본체(241)는 축방향의 중심축을 가지는 원통 형상을 이루며, 상기 프레임 본체(221)의 내부에 삽입된다. 따라서, 상기 실린더 본체(241)의 외주면은 상기 프레임 본체(221)의 내주면에 대향하도록 위치될 수 있다.

상기 실린더 본체(241)에는, 상기 가스홀(224)을 통하여 유동한 가스 냉매가 유입되는 가스유입부(232)가 형성된다.

상기 리니어 압축기(200)에는, 상기 프레임(220)의 내주면과 상기 실린더(240)의 외주면 사이에 형성되어, 윤활 기능을 위한 가스가 유동하는 가스 포켓(231)이 더 포함된다. 상기 가스홀(224)의 출구부로부터 상기 가스유입부(232)까지의 냉매가스 유로는 상기 가스 포켓(231)의 적어도 일부분을 형성한다. 그리고 상기 가스유입부(232)는 후술할 노즐부(233)의 입구측에 배치될 수 있다.

상세하게는, 상기 가스유입부(232)는 상기 실린더 본체(241)의 외주면으로부터 반경 방향 내측으로 함몰하도록 구성될 수 있다. 그리고 상기 가스유입부(232)는 축방향 중심축을 기준으로, 상기 실린더 본체(241)의 외주면을 따라 원형의 형상을 가지도록 구성될 수 있다.

상기 가스유입부(232)는 다수 개가 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 가스유입부(232)는 2개 구비될 수 있다. 상기 2개의 가스유입부(232) 중 제1 가스유입부(232a)는 상기 실린더 본체(241)의 전방부, 즉, 토출밸브(도 1의 171 참조)와 가까운 위치에 배치되며, 제2 가스유입부(232b)는 상기 실린더 본체(241)의 후방부, 즉 냉매의 압축기 흡입측과 가까운 위치에 배치된다. 달리 말하면, 상기 제1 가스유입부(232a)는 상기 실린더 본체(241)의 전후방향 중심부를 기준으로 전방 측에 위치하며, 상기 제2 가스유입부(232b)는 후방 측에 위치할 수 있다.

그리고 상기 제1 가스유입부(232a)에 연결되는 제1 노즐부(233a)는 상기 중심부를 기준으로 전방 측에 위치하며, 상기 제2 가스유입부(232b)에 연결되는 제2 노즐부(233b)는 상기 중심부를 기준으로 후방 측에 위치할 수 있다.

상세하게는, 상기 제1 가스유입부(232a) 또는 제1 노즐부(233a)는, 상기 실린더 본체(241)의 전단부로부터 제1 거리만큼 이격된 위치에 형성된다. 그리고 상기 제2 가스유입부(232b) 또는 제2 노즐부(233b)는, 상기 실린더 본체(241)의 전단부로부터 제2 거리만큼 이격된 위치에 형성된다. 상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 큰 값을 가질 수 있다. 그리고 상기 실린더 본체(241)의 전단부로부터 상기 중심부까지의 제3 거리는 상기 제1 거리보다는 크고 상기 제2 거리보다는 작게 형성될 수 있다.

또한, 상기 중심부로부터 상기 제1 가스유입부(232a) 또는 제1 노즐부(233a)까지의 제4 거리는, 상기 중심부로부터 상기 제2 가스유입부(232b) 또는 제2 노즐부(233b)까지의 제5 거리보다 더 작은 값으로 결정될 수 있다.

한편, 상기 제1 가스유입부(232a)는 상기 가스홀(224)의 출구부와 인접한 위치에 형성된다. 달리 말하면, 상기 가스홀(224)의 출구부로부터 상기 제1 가스유입부(232a)까지의 거리는, 상기 출구부로부터 상기 제2 가스유입부(232b)까지의 거리보다 작게 형성될 수 있다. 예를 들어, 가스홀(224)의 출구부와 제1 가스유입부(232a)는 일부 중첩하도록 배치될 수 있다.

상기 실린더(240)의 내부 압력은 냉매의 토출측에 가까운 위치, 즉 상기 제1 가스유입부(232a)의 내측에서 상대적으로 높게 형성되므로, 상기 가스홀(224)의 출구부를 상기 제1 가스유입부(232a)에 인접하게 위치시킴으로써, 상대적으로 많은 양의 냉매가 상기 제1 가스유입부(232a)를 통하여 실린더(240)의 내부로 유입될 수 있다. 결국, 가스 베어링의 기능을 강화하여, 피스톤(150)의 왕복운동 과정에서 실린더(240)와 피스톤(150)의 마모를 방지할 수 있게 된다.

상기 가스유입부(232)에는, 실린더 필터부재(232c)가 설치될 수 있다. 상기 실린더 필터부재(232c)는 상기 실린더(240)의 내부로 소정 크기 이상의 이물이 유입되는 것을 차단하고 냉매 중에 포함된 유분을 흡착하는 기능을 수행한다. 여기서, 상기 소정 크기는 1μm 일 수 있다.

상기 실린더 필터부재(232c)에는, 상기 가스유입부(232)에 감겨진 실(thread)이 포함된다. 상세하게는, 상기 실(thread)은, PET(Polyethylene Terephthalate) 재질로 구성되어 소정의 두께 또는 직경을 가질 수 있다.

상기 실(thread)의 두께 또는 직경은 상기 실(thread)의 강도를 고려하여 적절한 값으로 결정될 수 있다. 만약, 상기 실(thread)의 두께 또는 직경이 너무 작게 되면 상기 실(thread)의 강도가 너무 약해져 쉽게 끊어질 수 있으며, 상기 실(thread)의 두께 또는 직경이 너무 크게 되면 실(thread)을 감았을 때 상기 가스유입부(232)에서의 공극이 너무 커져 이물의 필터링 효과가 낮아지는 문제점이 있다.

상기 실린더 본체(241)에는, 상기 가스유입부(232)로부터 반경 방향 내측으로 연장되는 노즐부(233)이 포함된다. 상기 노즐부(233)은 상기 실린더 본체(241)의 내주면까지 연장될 수 있다.

상기 노즐부(233)의 반경 방향 길이는 상기 가스유입부(232)의 반경 방향 길이, 즉 함몰된 깊이보다 작게 형성된다. 그리고 상기 노즐부(233)의 내부공간의 크기는 상기 가스유입부(232)의 내부공간의 크기보다 작게 형성될 수 있다.

상세하게는, 상기 가스유입부(232)의 함몰된 깊이 및 폭과, 상기 노즐부(233)의 길이는, 상기 실린더(240)의 강성, 상기 실린더 필터부재(232c)의 양 또는 상기 노즐부(233)을 통과하는 냉매의 압력 강하의 크기 등을 고려하여 적절한 크기로 결정될 수 있다.

일 예로, 상기 가스유입부(232)의 함몰된 깊이 및 폭이 너무 크거나, 상기 노즐부(233)의 길이가 너무 작아지면, 상기 실린더(240)의 강성이 약해질 수 있다. 반면에, 상기 가스유입부(232)의 함몰된 깊이 및 폭이 너무 작으면, 상기 가스유입부(232)에 설치될 수 있는 실린더 필터부재(232c)의 양이 너무 적어질 수 있다. 그리고 상기 노즐부(233)의 길이가 너무 커지면, 상기 노즐부(233)를 통과하는 냉매의 압력 강하가 너무 커지게 되어, 가스 베어링으로서의 충분한 기능을 수행할 수 없게 된다.

본 실시예에서는, 상기 가스유입부(232)의 길이에 대한 상기 노즐부(233)의 길이의 비율을 0.65 이상 0.75의 범위로 제안한다. 상기 비율의 범위 내에서, 가스 베어링의 효과가 개선되며 실린더(240)의 강성을 요구 수준으로 유지할 수 있다.

또한, 상기 노즐부(233)의 입구부의 직경은 출구부의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 냉매의 유동방향을 기준으로, 상기 노즐부(233)에서의 유동 단면적은 상기 입구부로부터 상기 출구부로 갈수록 점점 작게 형성된다. 여기서, 상기 입구부는 상기 가스유입부(232)에 연결되어 상기 노즐부(233)로 냉매를 유입시키는 부분이며, 상기 출구부는 상기 실린더(240)의 내주면에 연결되어 상기 피스톤(150)의 외주면으로 냉매를 공급하는 부분으로서 이해될 수 있다.

상세하게는, 상기 노즐부(233)의 직경이 너무 커지는 경우, 상기 토출 밸브(161)를 통하여 배출된 고압의 가스 냉매 중 상기 노즐부(233)로 유입되는 냉매의 양이 너무 많게 되어 압축기의 유량 손실이 크게 되는 문제점이 있다. 반면에, 상기 노즐부(233)의 직경이 너무 작게 되면, 상기 노즐부(233)에서의 압력 강하가 크게 되어 가스 베어링으로서의 성능이 감소하는 문제점이 있다.

따라서, 본 실시예에서는 상기 노즐부(233)의 입구부 직경을 상대적으로 크게 형성하여 상기 노즐부(233)로 유입되는 냉매의 압력 강하를 줄이고, 상기 출구부의 직경을 상대적으로 작게 형성하여 상기 노즐부(233)을 통한 가스 베어링의 유입량을 소정값 이하로 조절할 수 있다.

일 예로, 본 실시예에서는 상기 노즐부(233)의 출구부 직경에 대한 상기 입구부 직경의 비율을 4 이상 5 이하의 값으로 결정한다. 이러한 비율의 범위 내에서, 가스 베어링의 효과 개선을 기대할 수 있다.

상기 노즐부(233)에는, 상기 제1 가스유입부(232a)로부터 상기 실린더 본체(241)의 내주면으로 연장되는 제1 노즐부(233a) 및 상기 제2 가스유입부(232b)로부터 상기 실린더 본체(241)의 내주면으로 연장되는 제2 노즐부(233b)가 포함된다.

상기 제1 가스유입부(232a)를 통과하면서 상기 실린더 필터부재(232c)에 의하여 필터링 된 냉매는 상기 제1 노즐부(233a)를 통하여 상기 실린더 본체(241)의 내주면과, 상기 피스톤 본체(150)의 외주면 사이 공간으로 유입된다. 그리고 상기 제2 가스유입부(232b)를 통과하면서 상기 실린더 필터부재(232c)에 의하여 필터링 된 냉매는 상기 제2 노즐부(233b)를 통하여 상기 실린더 본체(241)의 내주면과, 상기 피스톤 본체(150)의 외주면 사이 공간으로 유입된다.

상기 제1,2 노즐부(233a,233b)를 통하여 상기 피스톤 본체(150)의 외주면측으로 유동한 가스 냉매는, 상기 피스톤(150)에 부상력을 제공하여, 상기 피스톤(150)에 대한 가스 베어링의 기능을 수행한다.

상기 제1 실링부재(250)은 상기 가스 포켓(231)의 전방 측 공간을 실링하므로, 상기 가스 포켓(231)을 유동하는 냉매가 상기 프레임(220) 및 실린더(240)의 전방 측으로 누설되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 상기 제2 실링부재(251)가 상기 가스 포켓(231)의 후방 측 공간을 실링하므로, 상기 가스 포켓(231)을 유동하는 냉매가 상기 프레임(220) 및 실린더(240)의 후방 측으로 누설되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 가스 베어링의 성능이 개선될 수 있다.

그리고 상기 실린더 본체(241)의 후방부에는, 상기 플랜지 본체(221)와의 사이에 배치되는 제3 실링부재(252)가 삽입되는 제2 설치홈(241a)이 형성될 수 있다.

본 명세서의 실시예의 경우 앞에서 설명한 바와 같이 가스 베어링 수단을 이용할 수 있다. 가스 베어링 수단은 피스톤(150)의 외주면과 실린더(240)의 외주면 사이의 간격으로 토출가스를 공급하여 실린더(240)와 피스톤(150) 사이에 가스 윤활할 수 있다. 실린더(240)와 피스톤(150) 사이의 토출가스는 피스톤(150)에 부상력을 제공하여 피스톤(150)이 실린더(240)에 마찰하는 것을 저감시킬 수 있다.

이하, 실린더(240)와 피스톤(150) 사이의 공간, 즉 부상력을 제공하기 위해 공급되는 토출가스가 채워지는 공간을 습동부라고 부르기로 한다.

도 4는 습동부에 유분이 유입되었을 때 나타날 수 있는 현상을 나타내는 그림이고, 도 5는 유분이 틈새에 침투하는 거동을 설명하기 위한 개략도이다.

습동부에 오일이 유입되는 경우 토출가스의 윤활성능이 급격이 저하될 수 있다. 이는 유입된 오일이 습동부 내에 높은 동압을 발생시키고 에어백 역할을 하게 되어 피스톤(150)을 한쪽으로 밀어내 실린더(240) 내벽과 접촉을 발생시킬 수 있기 때문이다. 이는 피스톤(150)의 마모와 파손을 불러 일으킬 수 있다.

이처럼 습동부 내에 오일이 유입되는 것을 방지하기 위해 결합구조에는 다수의 실링부재가 설치된다. 그러나 가스 베어링 수단을 이용하기 위해서는 습동부에 냉매가스를 유입시키기 위한 가스유입부(232)가 필요하며, 이 가스유입부(232)를 통해 오일이 유입되는 것을 차단하여야 한다.

가스유입부(232)에는 이물질을 차단하기 위한 토출필터(230)가 장착되지만, 토출필터(230) 스펙의 한계 상 냉매에 용해된 유분을 걸러내기는 어렵다. 냉매는 가스 상태로 흡입관을 통해 흡입되지만, 압축기(200) 내에서 부분적으로 고압 및 저온인 부분에서 냉매가 액체 상태로 상변이할 수 있고, 상변이된 냉매에 주위 유분이 용해될 수 있기 때문이다. 예를 들어, 가장 고스펙의 토출필터(230)를 장착한다고 하여도 r600a 냉매에 용해된 유분을 걸러낼 수는 없다.

냉매에 용해된 유분은 프레임(220)과 실린더(240) 사이에 유분 덩어리를 생성할 수 있고, 생성된 유분이 습동부로 유입되어 문제를 발생시킬 수 있다. 참고적으로, 유분은 물보다 표면장력이 매우 작기 때문에 유분이 고체 표면에 닿을 경우 접촉각이 매우 작아 상대적으로 좁은 틈새를 통해서도 쉽게 통과할 수가 있게 된다.

도 4의 (a)를 참조하면, 습동부의 하부에 유분(o)이 생성된 경우 피스톤(150)의 압축행정 시에 유분(o)이 에어백 역할을 하여 피스톤(150)의 전방을 상부로 들어 올리는 힘을 발생시키고, 피스톤(150)의 전방 상부가 실린더(240) 내벽의 전방 상부에 접촉하게 된다.

도 4의 (b)를 참조하면, 습동부의 상부에 유분(o)이 생성된 경우 피스톤(150)의 흡입행정 시에 유분(o)이 에어백 역할을 하여 피스톤(150)의 후방을 아래로 밀어 내는 힘을 발생시키고, 피스톤(150)의 후방 하부가 실린더(240) 내벽의 후방 하부에 접촉하게 된다.

도 5를 참조하면, 수분(w)에 유분(o)이 혼합된 경우 좁은 틈새로 유분(o)이 침투될 수 있음을 알 수 있다. 이는 물(w)보다 유분(o)이 표면장력이 매우 작기 때문에 가능하다. 좁은 틈새 주변에서 미세 유분방울(o)들이 모여 성장하게 되고, 표면장력이 작은 유분방울(o)은 압력 차이에 의해 좁은 틈새로 빨려 들어가게 된다. 침투된 유분(o)은 미세방울 상태의 수분(w)을 내포한 상태로 좁은 틈새를 채우게 된다.

도 6은 제1 실시예에 따른 압축기의 실린더(240) 결합구조를 나타내는 사시도이고, 도 7은 도 6에서 B 부분을 확대하여 나타내는 단면도이다. 그리고 도 8은 유분이 마찰에 의해 실린더(240) 내부로 진행하지 못하는 현상을 설명하기 위한 그림이다.

도 6과 도 7을 참조하면, 본 명세서의 실시예에 따른 압축기는 실린더 본체(241)의 외주면으로부터 반경 방향 내측으로 함몰되며, 외주면을 따라 원형의 형상으로 연장되는 가스유입부(232)를 형성한다. 가스유입부(232)는 상부의 일부가 가스 홀과 연통되며 가스 홀을 통해 윤활 가스를 공급받을 수 있다.

그리고 실린더 본체(241)의 내주면에는 원주 방향으로 일정 각도만큼 연장되도록 요입되는 가스수용홈(234)이 형성될 수 있다. 그리고 가스수용홈(234)은 원주 방향으로 복수 개가 마련되며, 복수의 가스수용홈(234)들은 동일한 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 가스수용홈(234)은 원주 방향으로 약 15도 내지 45도 사이의 각도만큼 연장되도록 요입되며, 3개의 가스수용홈(234)들이 원주 방향으로 120도의 각도로 동일한 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.

그리고 제1 가스유입부(232a)에 대응하는 실린더 본체(241) 전방에 위치하는 가스수용홈(234)과 제2 가스유입부(232b)에 대응하는 실린더 본체(241) 후방에 위치하는 가스수용홈(234)은 서로 엇갈리도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 실린더 본체(241) 전방에 위치하는 가스수용홈(234)은 실린더 본체(241) 전방에 위치하는 가스수용홈(234)과 60도 각도로 엇갈리도록 배치될 수 있다.

또한, 제1 가스유입부(232a)에 대응하는 실린더 본체(241) 전방에 위치하는 가스수용홈(234)과 제2 가스유입부(232b)에 대응하는 실린더 본체(241) 후방에 위치하는 가스수용홈(234)은 서로 축 방향에 평행한 방향으로 중첩되지 않도록 배치될 수 있다.

그리고 가스수용홈(234)은 가스유입부(232)에 대향하는 위치에 형성될 수 있다. 즉, 가스수용홈(234)은 가스유입부(232)에 근접하여 배치되며, 가스유입부(232)가 형성하는 원주의 내측면에 배치될 수 있다.

그리고 가스수용홈(234)은 노즐부(233)를 통해 가스유입부(232)에 연통될 수 있다. 예를 들어, 노즐부(233)는 가스수용홈(234)의 중앙에서 반경 방향으로 관통되어 가스유입부(232)에 연통되는 홀을 형성할 수 있다.

노즐부(233)는 보통 직경이 수십 마이크로미터 정도로 가공된다. 그러나 압축기의 반복된 사용 기간 동안 가스유입부(232)에 침투된 유분이 노즐부(233)에 퇴적되어 막힘이 빈번하게 발생한다. 이처럼 노즐부(233)에 유분이 퇴적되면 표면 점착력이 가해져 피스톤(150)의 압축 행정 시 가해지는 압력에 의해서도 빠져나가지 않게 된다.

본 명세서의 실시예에 따른 압축기(200)는 가스수용홈(234)을 형성함으로써 노즐부(233)에 유분이 퇴적되는 것을 방지할 수 있다. 만일, 노즐부(233)의 출구가 피스톤(150)과 직접적으로 접촉하거나 매우 가깝게 근접하는 경우 노즐부(233)의 유분이 퇴적되어 막힘이 발생할 가능성이 증가하게 되기 때문이다.

가스수용홈(234)이 원주 방향으로 깊이가 연속적으로 변하도록 할 수 있다. 예를 들어, 가스수용홈(234)의 요입면은 실린더 본체(241)의 내주면의 곡률보다 큰 곡률을 형성할 수 있다. 이 경우 노즐부(233)는 가스수용홈(234)의 가장 깊은 곳에 연통되게 되며, 피스톤(150)과 노즐부(233) 사이의 공간을 확보할 수 있다. 그리고 피스톤(150)의 원주를 따라 가수수용홈(234)의 깊이가 연속적으로 줄어들면서 노즐부(233)를 통해 공급되는 냉매가스가 피스톤(150)과 실린더 본체(141) 사이에 확산되기가 용이할 수 있다.

또한, 본 명세서의 실시예에 따른 압축기(200)는 프레임(220)과 실린더(240) 사이에서 냉매가스의 유로로 기능하는 가스 포켓(231)의 간격을 좁게 하여 침투된 유분의 이동을 막고 가스 포켓(231) 내부에 포집할 수 있다. 가스 포켓(231)은 프레임 본체(221)의 내주면과 실린더 본체(241)의 외주면 사이의 공간에 형성되는 원통 띠 형상일 수 있으며, 양 단이 실링부재(250,251)로 밀봉되어 있다. 예를 들어, 전단은 제1 실링부재(250)로 밀봉되고, 후단은 제2 실링부재(251)로 밀봉될 수 있다.

보통, 가스 베어링 수단을 이용하는 압축기에서 가스 포켓(231)의 간격은 150 마이크로미터 내외로 마련된다. 이처럼 조립공차에 해당하는 마진을 두어 조립 공정을 용이하게 할 수 있다.

본 명세서의 실시예에서는 가스 포켓(231)의 간격을 10 내지 30 마이크로미터의 범위로 하는 것을 특징으로 한다. 즉, 프레임 본체(221)의 내주면과 실린더(240)의 외주면 사이의 간격(공차)를 10 내지 30 마이크로미터의 범위로 마련한다.

도 8을 참조하면, 가스 포켓(231)의 간격을 30 마이크로미터 이하로 하는 경우, 유분(o)이 가스 포켓(231)의 표면 마찰력에 의해 가스유입부(232)로 유입되지 못하게 된다. 유분의 표면 마찰력은 가스 포켓(231)의 간격이 작아질수록 커지게 되며, 이는 가스 포켓(231)의 간격이 작아질수록 유분(o)이 압착되는 것과 관련이 있다. 즉, 가스 포켓(231)의 간격이 30 마이크로미터일 때 유분(o)의 마찰력의 크기와 유분(o)에 가해지는 응력이 같거나 마찰력의 크기가 더 커지게 된다.

또한, 가스 포켓(231)의 틈새에 포집된 유분(o)들은 습동부로 이동하는 이물질들을 잡아주는 필터 역할도 부수적으로 기대할 수 있다.

그리고 가스 포켓(231)의 간격을 10 마이크로미터 이상으로 하는 경우, 가스유입부(232) 영역에서의 압력강하가 0.35 bar 수준으로 윤활성능 기준을 만족한다.

이처럼, 실린더(240)와 프레임(220) 사이의 조립 공차를 감소시켜 습동부로 유분이 침투하는 것을 방지하는 구조는 특정한 부품을 추가하거나 가공 공정을 추가하는 것이 아니어서 비용의 증가 없이 신뢰성을 향상시킬 수 있는 방법이다.

도 9는 도 7의 변형 실시예를 나타내는 단면도이다.

도 9를 참조하면, 가스 포켓(231)의 틈새의 유분 또는 이물질을 포집할 수 있도록 프레임 본체(221)의 내주면에 포집홈(235)을 형성할 수 있다. 포집홈(235)은 원주 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 포집홈(235)은 원형으로 360도 연장되어 형성될 수도 있고, 원주 방향으로 복수 개가 이격되어 마련될 수도 있다.

포집홈(235)은 프레임 본체(221)의 내주면에 형성될 수도 있고, 또는 실린더 본체(241) 외주면에 형성될 수도 있다. 그러나 실린더(240)의 변형 방지를 위해서는 프레임 본체(221)의 내주면에 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

포집홈(235)은 가스 포켓(231)의 틈새 간격보다 상대적으로 큰 깊이를 가지므로, 포집홈(235)에 포집된 유분 또는 이물질은 다시 가스 포켓(231)으로 유입되지 않고 포집홈(235) 내에 잔류하게 된다.

도 10은 도 7의 다른 변형 실시예를 나타내는 단면도이다.

도 10을 참조하면, 포집홈(235)에는 유분 또는 이물질을 흡수할 수 있는 다공물질(235a)이 삽입될 수 있다. 다공물질(235a)은 포집홈(235)의 형상에 대응하는 형상으로 마련될 수 있다. 예를 들어, 포집홈(235)이 원주 방향으로 360도 연장되는 경우 다공물질(235a)은 링 형상으로 마련될 수 있다.

다공물질(235a)은 유분 또는 이물질은 흡수하면서도 냉매가스의 유동저항을 최소화하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 다공물질(235a)은 직경이 5 마이크로미터로 이하인 입자 만이 통과할 수 있도록 공극이 형성될 수 있다.

도 11은 비교 실시예에 따른 실린더(240)를 나타내는 사시도이다.

실린더(240)는 프레임(220)의 가스홀(224)로부터 제공되는 냉매 가스가 지나가는 통로인 가스유입부(232: 232a, 232b)를 형성할 수 있다. 가스유입부(232)는 실린더(240)의 외주면에 원주 방향으로 요입되어 형성되는 홈일 수 있다. 가스유입부(232)는 실린더(240)의 전방에 위치하는 제1 가스유입부(232a)와 실린더(240)의 후방에 위치하는 제2 가스유입부(232b)를 포함한다.

제1 가스유입부(232a)와 제2 가스유입부(232b)는 실린더(240)와 프레임(220) 사이에 형성되는 가스 포켓(231)을 통해 서로 연통될 수 있다.

또한, 실린더(240)는 가스유입부(232)를 반경 방향으로 관통하는 노즐부 노즐부(233: 233a, 233b)가 형성되며, 노즐부(233)는 가스유입부(232)의 원주 방향으로 복수 개가 마련될 수 있다. 제1 가스유입부(232a)에는 복수 개의 제1 노즐부(233a)가 형성되고, 제2 가스유입부(232b)에는 복수 개의 제2 노즐부(233b)가 형성될 수 있다.

상세하게는, 제1 가스유입부(232a)와 제1 노즐부(233a)는, 실린더 본체(241)의 전단부로부터 제1 거리만큼 이격된 위치에 형성되고, 제2 가스유입부(232b)와 제2 노즐부(233b)는, 상기 실린더 본체(241)의 전단부로부터 제1 거리보다 큰 제2 거리만큼 이격된 위치에 형성된다. 그리고 실린더 본체(241)의 전단부로부터 중심부까지의 제3 거리는 제1 거리보다는 크고 제2 거리보다는 작게 형성될 수 있다.

한편, 제1 가스유입부(232a)는 가스홀(224)의 출구부와 인접한 위치에 형성된다. 예를 들어, 가스홀(224)의 출구부와 제1 가스유입부(232a)는 일부 중첩하도록 배치될 수 있다.

실린더(240)의 내부 압력은 냉매의 토출측에 가까운 위치, 즉 제1 가스유입부(232a)의 내측에서 상대적으로 높게 형성되므로, 가스홀(224)의 출구부를 제1 가스유입부(232a)에 인접하게 위치시킴으로써, 상대적으로 많은 양의 냉매가 제1 가스유입부(232a)를 통하여 실린더(240)의 내부로 유입될 수 있다. 결국, 가스 베어링의 기능을 강화하여, 피스톤(150)의 왕복운동 과정에서 실린더(240)와 피스톤(150)의 마모를 방지할 수 있게 된다.

또한, 도 7을 참조하면, 가스유입부(232)에는 실린더 필터부재(232c)가 설치될 수 있다. 실린더 필터부재(232c)는 실린더 본체(241)의 내부로 소정 크기 이상의 이물이 유입되는 것을 차단하고 냉매 중에 포함된 유분을 흡착하는 기능을 수행한다. 여기서, 상기 소정 크기는 1μm 일 수 있다.

실린더 필터부재(232c)는 가스유입부(232)에 일정한 장력으로 30회 내지 70회 감겨진 실(thread) 형상으로 마련되는 실필터(232c)일 수 있다. 상세하게는, 실필터(232c)는 PET (Polyethylene Terephthalate) 또는 PTFE (Polytetrafluoroethylene) 재질로 구성되어 소정의 두께 또는 직경을 가질 수 있다.

실필터(232c)는 냉매 가스에 포함된 미세 오물과 유분을 차단하는 필터 역할을 수행한다. 또한, 실필터(232c)는 가스베어링 시스템에서 유입되는 냉매 가스의 압력을 감소시키는 리스트릭터(restrictor, 흐름제한장치)로의 기능도 수행한다.

그러나 이러한 실필터(232c)는 몇 가지 문제가 있다.

실필터(232c)는 실(thread)을 실린더 본체(241)에 감은 후 표면 일부분을 열융착하여 실린더 본체(241) 표면에 고정할 수 있는데, 압축기(100)를 결합할 때, 또는 운전 환경에 의해 시간이 경과할수록 열융착 부분이 손상되어 장력이 감소하게 된다. 실필터(232c)의 장력이 감소하면 필터 기능뿐만 아니라 리스트릭터 기능도 약화되어 가스베어링의 성능이 저하될 수 있다.

또한, 실필터(232c)는 실린더 본체(241)에 홈 가공된 가스유입부(232)에 장력을 가하여 실(thread)을 감아 체결하게 되는데, 이 때 실린더 본체(241)에 변형이 발생할 가능성이 있으며, 이러한 이유로 가스베어링의 성능이 저하될 수 있다.

도 12는 제2 실시예에 따른 실린더(240)를 나타내는 사시도이고, 도 13은 제2 실시예에 따른 압축기(200)의 실린더(240) 결합구조를 나타내는 단면도이다.

도 12와 도 13을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 실린더(240)는 실린더 본체(241) 외주면에 요입되는 급기통로(243)가 형성되고, 급기통로(243)는 프레임 경사부(223)에 형성되는 가스홀(224)에 연통된다. 그리고 급기통로(243)는 실린더 본체(241)와 피스톤 본체(150) 사이의 간격으로 구획되는 가스 포켓(231)의 일부를 이룰 수 있다.

도 14와 도 2를 비교하면, 도 2의 가스홀(224)은 프레임 플랜지(222)로부터 프레임 경사부(223)를 따라 경사 방향으로 연장되어 프레임 본체(221)의 내주면에 연결된다. 즉, 가스홀(224)은 경사진 통로를 통해 냉매 가스를 프레임 본체(221) 내측으로 제공한다.

그러나 도 14의 가스홀(224-1)은 프레임 플랜지(222)로부터 축 방향에 평행하게 연장되고 실린더 플랜지(242)의 후방 단부를 지난 지점에서 내측으로 꺾여 축 방향에 수직하게 연장되어 프레임 본체(221)의 내주면에 연결된다. 즉, 가스홀(224-1)은 꺾여진 통로를 통해 냉매 가스를 프레임 본체(221) 내측으로 제공한다.

도 2의 경사진 가스홀(224)과 비교하여 도 14의 꺾여진 가스홀(224-1)은 꺾이는 부분에서 유체 저항이 증가하여 상대적으로 유속이 감소할 수 있다. 꺾이는 부분은 프레임 경사부(223) 내부에서 축 방향의 가스홀(224-1)이 수직 방향으로 꺾이는 부분과 수직 방향 가스홀(224-1)이 가스 포켓(231)과 연결되는 부분을 포함할 수 있다. 그리고 꺾여진 가스홀(224-1)은 경사진 가스홀(224)과 비교하여 실린더 본체(241)의 전방에 보다 인접한 곳으로 냉매 가스를 공급할 수 있다.

급기통로(243)는 실린더 본체(241)의 길이 방향으로 연장되는 제1 방향 급기통로(243a)와, 실린더 본체(241)의 원주 방향으로 연장되는 제2 방향 급기통로(243b)를 포함할 수 있다. 제1 방향 급기통로(243a)와 제2 방향 급기통로(243b)는 서로 교차하도록 마련되고, 제1 방향 급기통로(243a)와 제2 방향 급기통로(243b)로 구획되는 리스트릭터 영역(248)이 형성될 수 있다.

제1 방향 급기통로(243a)는 실린더 본체(241)의 원주를 따라 복수 개 형성될 수 있다. 그리고 제1 방향 급기통로(243a)는 축 방향에 평행한 방향으로 연장되고, 실린더 본체(241)의 원주를 따라 동일한 간격으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 방향 급기통로(243a)는 실린더 본체(241)의 원주를 따라 90도 간격으로 4개 형성될 수 있다.

제2 방향 급기통로(243b)는 실린더 본체(241)의 길이를 따라 복수 개 형성될 수 있다. 그리고 제2 방향 급기통로(243b)는 축 방향에 수직한 방향으로 연장되고, 실린더 본체(241)의 길이 방향을 따라 동일한 간격으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 방향 급기통로(243b)는 실린더 본체(241)의 전방에 형성되는 제2 방향 제1 급기통로(243b-1)와 제2 방향 제2 급기통로(243b-2)를 포함할 수 있다. 그리고 제2 방향 급기통로(243b)는 제2 실링부재(251)가 안착되는 제2 설치홈(241a)에서 제2 실링부재(251)의 전방 공간으로 형성되는 제2 방향 제3 급기통로(243b-3)를 포함할 수 있다.

그리고 제2 방향 제1 급기통로(243b-1)는 가스홀(224-1)과 일부 중복되도록 위치할 수 있다. 따라서 가스홀(224-1)을 통해 유입되는 냉매 가스는 직접 제2 방향 제1 급기통로(243b-1)로 유입될 수 있다.

제1 방향 급기통로(243a)와 제2 방향 급기통로(243b)가 교차하여 형성되는 실린더 본체(241)의 외주면에는 격자 형상의 리스트릭터 영역(248)이 형성될 수 있다.

도면에는 실린더(240)의 길이 방향으로 2개, 원주 방향으로 4개, 총 8개의 리스트릭터 영역(248)이 형성되고, 각 리스트릭터 영역(248) 마다 실린더(240) 내부와 연통되는 급기구(244)가 마련되는 것을 도시하였다. 그리고 각각의 리스트릭터 영역(248)은 모두 동일한 면적을 가질 수 있다. 또는 실린더(240) 전방의 리스트릭터 영역(248)과 실린더(240) 후방의 리스트릭터 영역(248)의 너비가 서로 다르게 마련될 수도 있다.

제1 방향 급기통로(243a)의 전방 측은 제2 방향 제1 급기통로(243b-1)에서 시작되고 제1 방향 급기통로(243a)의 후방 측은 제2 방향 제2 급기통로(243b-2)를 지나 제2 설치홈(241a)까지 연장될 수 있다. 앞서, 제2 설치홈(241a)이 제2 방향 제3 급기통로(243b-3)로 기능할 수 있음은 설명한 바 있다.

제1 방향 급기통로(243a)와 제2 방향 급기통로(243b) 구획되는 리스트릭터 영역(248)의 내부에는 실린더 본체(241)를 관통하는 급기구(244)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 급기구(244)는 단면이 원형일 수 있고, 급기구(244)의 직경은 35 마이크로미터이며, 실린더 본체(241) 표면에 8개 마련될 수 있다.

급기구(244)는 인접하는 양 측방의 제1 방향 급기통로(243a) 사이의 거리가 동일하도록 위치할 수 있다. 그리고 급기구(244)는 전방의 제2 방향 급기통로(243b)와 후방의 제2 방향 급기통로(243b) 사이의 거리가 상이하도록 위치할 수 있다. 예를 들어, 제2 방향 제1 급기통로(243b-1)와 제2 방향 제2 급기통로(243b-2) 사이의 급기구(244)는 제2 방향 제1 급기통로(243b-1)와의 거리가 더 가깝도록 위치할 수 있고, 제2 방향 제2 급기통로(243b-2)와 제2 방향 제3 급기통로(243b-3) 사이의 급기구(244)는 제2 방향 제3 급기통로(243b-3)와의 거리가 더 가깝도록 위치할 수 있다.

도 14는 도 12에서 냉매의 흐름을 나타내는 그림이다.

도 14를 참조하면, 가스홀(224-1)을 통해 유입되는 냉매 가스는 가스 포켓(231)에 수용되되, 유동저항이 작은 급기통로(243)를 통해 1차적으로 확산되고, 급기통로(243)에 채워진 냉매 가스는 리스트릭터 영역(248)에서 실린더 본체(241)와 프레임 본체(221) 사이의 틈새를 따라 2차적으로 확산되어 급기구(244)로 유입된다. 그리고 급기구(244)로 유입된 냉매 가스는 실린더(240)와 피스톤 사이의 공간에 채워지면서 베어링 기능을 수행한다.

도 15는 도 13에서 C 부분을 확대하여 나타내는 그림이다.

도 15를 참조하면, 가스홀(224-1)을 통해 유입된 불순물(오물질과 유분 등)은 상대적으로 유로 공간이 넓은 급기통로(243)를 통해 지나갈 수 있다. 그러나 상대적으로 유로 공간이 좁은 리스트릭터 영역(248)의 실린더 본체(241)와 프레임 본체(221) 사이의 톰새로는 유입이 방지됨으로써 별도의 필터를 구비하지 않고도 필터기능을 수행할 수 있다. 따라서 급기통로(243)의 냉매가 급기구(244)로 유입될 때, 불순물이 제거된 냉매가 유입될 수 있다.

구체적으로, 급기통로(243)는 폭과 너비가 0.1 미리미터 이상의 크기로 마련되고, 실린더 본체(241)와 프레임 본체(221) 사이의 간격은 10 마이크로미터 이하의 크기로 마련된다. 이러한 크기 조건 하에서는 급기통로(243)에서 급기구(244)로의 불순물의 이동이 차단될 수 있다.

또한, 실린더 본체(241)의 외주면과 프레임 본체(221)의 내주면 사이의 거리, 즉 가스 포켓(231)의 간격(틈새)은 5 내지 30 마이크로미터 범위 내일 수 있다. 바람직하게는 5 내지 10 마이크로미터 범위 내일 수 있다.

그리고 급기통로(243)는 0.1 미리미터 이상의 폭과 깊이를 가지도록 마련될 수 있다. 급기통로(243)의 폭과 깊이가 0.1 미리미터를 만족하는 경우 냉매 가스가 급기통로(243)를 통과하면서 압력저하가 발생하지 않음을 확인하였다.

냉매 가스가 0.1 미리미터 이상의 폭과 깊이를 가지는 급기통로(243)를 통과하면서 압력 저하가 발생하지 않다가, 급기통로(243)에서 급기구(244) 사이에 간격이 10 마이크로미터 이하인 리스트릭터 영역(248)을 지나면서 압력 저하가 발생한다. 따라서 급기통로(243)는 실린더 본체(241) 외주에 급기통로(243)로 나뉘어진 리스트릭터 영역(248)에 동일한 압력의 냉매를 전달하는 역할을 수행하고, 급기통로(243)에서 급기구(244) 사이의 가스 포켓(231)은 냉매의 압력을 저하시키는 리스트릭터 역할을 수행하여 리스트릭터 영역(248)으로 지칭할 수 있다.

그리고 급기통로(243)로 구획된 리스트릭터 영역(248)의 면적이 동일하기 때문에 각 급기구(244)로 연장되는 프레임과 실린더(240) 사이의 틈새에서 냉매의 유동 저항이 동일하다. 따라서 동일한 압력 조건에서 동일 한 냉매 유량이 각 급기구(244)를 통과할 수 있다.

또한, 각 급기구(244)의 위치에 따라 급기통로(243)로 구획된 리스트릭터 영역(248)의 면적 및 각 급기구(244)로 연장되는 프레임과 실린더(240) 사이의 틈새의 크기를 변경하면 유동 저항을 달리할 수 있다. 따라서 동일한 압력 조건에서 각 급기구(244)의 냉매 유량을 달리할 수도 있다.

한편, 급기통로(243)의 크기와 프레임과 실린더(240) 사이의 틈새의 크기가 설정된 이유에 대하여 도 16과 17을 근거로 설명하기로 한다. 도 16과 도 17은 프레임과 실린더(240) 사이의 틈새 크기와 급기통로(243)의 폭을 변경하면서 수치해석을 수행한 것으로, 해석 결과를 통해서 본 발명의 적용 가능성을 확인하였다.

도 16은 급기통로(243)의 폭을 달리하는 경우에 유량의 차이를 나타내는 그래프이다.

도 16의 (a)는 도 11에 도시된 비교 실시예의 경우를 나타내며, 노즐부의 직경이 35 마이크로미터이고, 실린더 본체(241)에 8개 마련되는 경우에 실린더(240) 단품의 유량을 나타낸다. 그래프를 참조하면, 급기압이 높아질수록 유체저항이 증가하여 유량의 증가율이 감소하는 것을 확인할 수 있다.

도 16의 (b)는 급기통로(243)의 폭과 깊이가 1 미리미터이고, 가스 포켓(231)의 틈새가 5 마이크로미터인 경우에 실린더(240) 단품의 유량을 나타낸다. 그래프를 참조하면, 급기압이 높아져도 유량의 증가율이 일정한 것을 확인할 수 있다.

도 16의 (c)는 급기통로(243)의 폭과 깊이가 3 미리미터이고, 가스 포켓(231)의 간격이 5 마이크로미터인 경우에 실린더(240) 단품의 유량을 나타낸다. 그래프를 참조하면, 급기압이 높아져도 유량의 증가율이 일정한 것을 확인할 수 있다.

이상의 결과들로부터, 급기통로(243)의 폭과 깊이가 1 미리미터 이상인 경우 압력저하가 발생하지 않는 것을 알 수 있다. 한편, 급기통로(243)의 폭과 깊이의 최대값은 실린더 본체(241)의 강성을 고려하여 결정될 수 있다. 급기통로(243)의 폭과 깊이를 크게 하는 경우 냉매 가스의 유량이 증가하지만, 실린더 본체(241)의 강성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있기 때문이다.

도17은 프레임과 실린더(240) 사이의 틈새를 달리하는 경우에 유량의 차이를 나타내는 그래프이다.

도 17의 (a)는, 급기통로(243)의 폭과 깊이가 3 미리미터이고, 가스 포켓(231)의 간격이 5 마이크로 미터인 경우에 실린더(240) 단품의 유량을 나타내며, 도 16의 (c)와 동일하다. 그래프를 참조하면, 급기압이 높아져도 유량의 증가율이 일정한 것을 확인할 수 있다.

도 17의 (b)는 급기통로(243)의 폭과 깊이가 3 미리미터이고, 가스 포켓(231)의 간격이 4 마이크로미터인 경우에 실린더(240) 단품의 유량을 나타낸다. 그래프를 참조하면, 급기압이 높아져도 유량의 증가율이 일정하지만, 압력 증가에 따른 유량의 증가율이 감소하는 것을 알 수 있다.

도 17의 (c)는 급기통로(243)의 폭과 깊이가 3 미리미터이고, 가스 포켓(231)의 간격이 3 마이크로미터인 경우에 실린더(240) 단품의 유량을 나타낸다. 그래프를 참조하면, 급기압이 높아져도 유량의 증가율이 일정하지만, 압력 증가에 따른 유량의 증가율이 더 감소하는 것을 알 수 있다.

이상의 결과들로부터, 급기통로(243)의 폭과 깊이가 3 미리미터인 경우 가스 포켓(231)의 간격이 5 마이크로미터인 경우에 압력 증가에 따른 유량의 증가가 원활한 것을 확인할 수 있다.

한편, 가스 포켓(231)의 간격을 30 마이크로미터 이하로 하는 경우, 유분이 가스 포켓(231)의 표면 마찰력에 의해 급기구(244)로 유입되지 않을 수 있다.

즉, 가스포켓의 간격은 5 내지 30 마이크로미터 내의 범위로 마련될 수 있다.

도 18은 제2 실시예에 따른 급기통로(245)를 설명하기 위해 프레임(220-1)의 단면을 표시하는 사시도이다.

도 18을 참조하면, 제2 실시예에 따른 급기통로(245)는 실린더 본체(241)의 외주면이 아닌 프레임 본체(221)의 내주면에 형성되고, 급기통로(245)는 프레임 경사부(223)에 형성되는 가스홀(224-1)에 연통된다. 그리고 급기통로(245)는 실린더 본체(241)와 피스톤 본체 사이의 간격으로 구획되는 가스 포켓(231)의 일부를 이룰 수 있다.

급기통로(245)는 프레임 본체(221)의 길이 방향으로 연장되는 제1 방향 급기통로(245a)와, 프레임 본체(221)의 원주 방향으로 연장되는 제2 방향 급기통로(245b)를 포함할 수 있다. 제1 방향 급기통로(245a)와 제2 방향 급기통로(245b)는 서로 교차하도록 마련될 수 있다.

제1 방향 급기통로(245a)는 프레임 본체(221)의 원주를 따라 복수 개 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 방향 급기통로(245a)는 프레임 본체(221)의 원주를 따라 90도 간격으로 4개 형성될 수 있다.

제2 방향 급기통로(245b)는 프레임 본체(221)의 길이를 따라 복수 개 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 방향 급기통로(245b)는 프레임 본체(221)의 전방에 형성되는 제2 방향 제1 급기통로(245b-1)와 제2 방향 제2 급기통로(245b-2)가 형성될 수 있다. 그리고 제2 실링부재(251)가 안착되는 홈에서 제2 실링부재(251)의 전방 공간은 제2 방향 제3 급기통로(245b-3)로 기능할 수 있다.

그리고 제2 방향 제1 급기통로(245b-1)는 가스홀(224-1)과 직접 연통되도록 위치할 수 있다. 따라서 가스홀(224-1)을 통해 유입되는 냉매 가스는 직접 제2 방향 제1 급기통로(245b-1)로 유입될 수 있다.

제1 방향 급기통로(245a)와 제2 방향 급기통로(245b)가 교차하여 형성되는 프레임 본체(221)의 외주면은 격자 형상의 리스트릭터 영역(248-1)을 형성할 수 있다. 위의 예에 따르면, 원주 방향으로 4개, 길이 방향으로 2개, 총 8개의 격자 형상의 리스트릭터 영역(248-1)이 형성될 수 있다.

제1 방향 급기통로(245a)의 전방 측은 제2 방향 제1 급기통로(245b-1)에서 시작되고 제1 방향 급기통로(245a)의 후방 측은 제2 방향 제2 급기통로(245b-2)를 지나 제2 실링부재(251)가 안착되는 홈까지 연장될 수 있다. 앞서, 제2 실링부재(251)가 안착되는 홈이 제2 방향 제3 급기통로(245b-3)로 기능할 수 있음은 설명한 바 있다.

급기구(244)는 리스트릭터 영역(248-1)에 대응하는 실린더 본체(241)에 형성될 수 있다. 프레임(220-1)과 실린더(240)가 결합한 상태에서 급기구(244)는 인접하는 양 측방의 제1 방향 급기통로(245a) 사이의 거리가 동일하도록 위치할 수 있다. 그리고 급기구(244)는 전방의 제2 방향 급기통로와 후방의 제2 방향 급기통로 사이의 거리가 상이하도록 위치할 수 있다. 예를 들어, 제2 방향 제1 급기통로(245b-1)와 제2 방향 재2 급기통로(245b-2) 사이의 급기구(244)는 제2 방향 제1 급기통로(245b-1)와의 거리가 더 가깝도록 위치할 수 있고, 제2 방향 제2 급기통로(245b-2)와 제2 방향 제3 급기통로(245b-3) 사이의 급기구(244)는 제2 방향 제3 급기통로(245b-3)와의 거리가 더 가깝도록 위치할 수 있다.

한편, 급기통로(243, 245)는 실린더 본체(241) 외주면에만 형성되거나 프레임 본체(221) 내주면에만 형성될 수도 있고, 또는 실린더 본체(241) 외주면과 프레임 본체(221) 내주면에 동시에 형성될 수도 있다. 그리고 후자의 경우 실린더 본체(241) 외주면에 형성된 급기통로(243)와 프레임 본체(221) 내주면에 형성된 급기통로(245)가 서로 마주보는 위치에 형성될 수도 있고 서로 엇갈리는 위치에 형성될 수도 있다.

도 19는 급기통로(243) 단면 형상의 다양한 실시예를 나타내는 그림이다.

도 19를 참조하면, 급기통로(243)의 단면 형상은 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 급기통로(243)의 단면 형상은 사각형(243), 원의 일부(243-2), 폭이 좁아지는 사다리꼴(243-3), 삼각형(243-4)으로 마련될 수 있다. 또한, 급기통로(243-1)의 단면 형상이 다각형으로 마련되는 경우 모서리는 라운드지게 처리될 수 있다. 또한, 급기통로(243-5)의 단면 형상이 삼각형으로 마련되는 경우 대칭 형상이 아닌 한쪽으로 치우진 비대칭 형상으로 마련될 수도 있다. 즉, 급기통로(243-5)의 일 면은 수직으로 요입되고, 타 면은 경사지게 마련될 수 있다.

도 20은 제3 실시예에 따른 실린더(240-2)를 나타내는 사시도이다.

도 20을 참조하면, 제3 실시예에 따른 실린더(240-2)는 실린더(240-2) 전방의 급기통로(243)와 실린더(240-2) 후방의 급기통로(243)의 너비 또는 깊이가 다르게 제공될 수 있다.

제1 방향 급기통로(243a)는 제2 방향 제1 급기통로(243b-1)와 제2 방향 제2 급기통로(243b-2)를 연결하는 제1 방향 제1 급기통로(243a-1)와 제2 방향 제2 급기통로(243b-2)와 제2 방향 제3 급기통로(243b-3)를 연결하는 제1 방향 제2 급기통로(243a-2)의 너비 또는 깊이가 서로 다르게 마련될 수 있다. 예를 들어, 제1 방향 제1 급기통로(243a-1)의 폭이 제1 방향 제2 급기통로(243a-2)의 폭 보다 넓게 마련될 수 있다. 제1 방향 제1 급기통로(243a-1)의 유동저항이 제1 방향 제2 급기통로(243a-2)의 유동저항보다 더 작아지기 때문에 실린더(240-2) 전방의 급기통로(243)를 지나는 냉매 유량이 더 많아지게 된다.

그리고 제2 방향 급기통로(243b)는 제2 방향 제1 급기통로(243b-1)와 제2 방향 제2 급기통로(243b-2)와 제2 방향 제3 급기통로(243b-3)의 너비 또는 깊이가 서로 다르게 마련될 수 있다. 예를 들어, 제2 방향 제2 급기통로(243b-2)의 폭은 제2 방향 제3 급기통로(243b-3)의 폭 보다 크게 마련될 수 있다. 제2 방향 제2 급기통로(243b-2)의 유동저항이 제2 방향 제3 급기통로(243b-3)의 유동저항보다 더 작아지기 때문에 실린더(240-2) 전방의 급기통로(243)를 지나는 냉매 유량이 더 많아지게 된다.

그리고 리스트릭터 영역(248)은 제1 방향 제1 급기통로(243a-1)와 제2 방향 제1 급기통로(243b-1)와 제2 방향 제2 급기통로(243b-2)로 둘러싸이는 제1 리스트릭터 영역(248a)과 제1 방향 제2 급기통로(243a-2)와 제2 방향 제2 급기통로(243b-2)와 제2 방향 제3 급기통로(243b-3)로 둘러싸이는 제2 리스트릭터 영역(248b)의 너비가 서로 다르게 마련될 수 있다. 앞서 예를 든 바와 같이, 실린더(240-2) 전방의 급기통로(243)의 면적이 더 넓은 경우에는 제1 리스트릭터 영역(248a)의 너비가 제2 리스트릭터 영역(248b)의 너비 보다 작을 수 있다.

도 21은 리스트릭터 영역(248)의 다양한 실시예를 나타내는 그림이다.

도 21을 참조하면, 리스트릭터 영역은 사각 형상(248), 원형 형상(248-1), 타원형 형상, 또는 원형 또는 타원형의 일부 형상(248-2)을 포함할 수 있다. 그리고 실린더(240) 전방의 제1 리스트릭터 영역(248a)과 실린더(240) 후방의 제2 리스트릭터 영역(248b)의 면적이 다르게 마련될 수 있다. 실린더(240) 전방의 제1 리스트릭터 영역(248a)의 면적이 작아지는 만큼 제1 리스트릭터 영역(248a)을 구획하는 급기통로(243)의 폭이 커지게 되므로, 실린더(240) 전방에 보다 많은 유량의 냉매가 지날 수 있게 된다.

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.

100: 압축기, 101: 수용공간,
102: 흡입공간, 103: 압축공간,
104: 토출공간, 110: 케이싱,
111: 쉘, 112: 제1 쉘커버,
113: 제2 쉘커버, 114: 흡입관,
115: 토출관, 115a: 루프파이프,
116: 제1 지지 스프링, 116a: 흡입 가이드,
116b: 흡입측 지지부재, 116c: 댐핑부재,
117: 제2 지지 스프링, 117a: 지지브라켓,
117b: 제1 지지가이드, 117c: 지지커버,
117d: 제2 지지가이드, 117e: 제3 지지가이드,
118: 공진 스프링, 118a: 제1 공진 스프링,
118b: 제2 공진 스프링, 119: 스프링 서포터,
119a: 몸체부, 1 19b: 결합부,
119c: 지지부, 120: 프레임,
121: 바디부, 122: 플랜지부,
123: 백커버, 123a: 지지브라켓,
130: 구동유닛, 131: 아우터 스테이터,
132: 코일 권선체, 132a: 보빈,
132b: 코일, 133: 스테이터 코어,
134: 이너 스테이터, 135: 무버,
136: 마그넷 프레임, 136a: 결합부,
137: 스테이터 커버, 140: 실린더,
141: 플랜지부, 142: 가스유입구,
150: 피스톤, 151: 헤드부,
152: 가이드부, 153: 플랜지부,
154: 흡입포트, 155: 흡입밸브,
160: 머플러 유닛, 161: 흡입 머플러,
161a: 플랜지부, 162: 내부가이드,
170: 토출밸브 조립체, 171: 토출밸브,
172: 밸브 스프링, 180: 토출커버 조립체,
181: 제1 토출커버, 182: 제2 토출커버,
183: 제3 토출커버,
200: 압축기, 220: 프레임,
221: 프레임 본체, 221a: 제3 설치홈,
222: 프레임 플랜지, 223: 프레임 경사부,
224: 가스홀, 225a: 제1 벽,
225b: 제2 벽, 225c: 제3 벽,
225d: 프레임공간부, 225e: 가이드 홈,
226: 실링부재안착부, 226a: 제1 설치홈,
227: 필터홈, 228: 필터 실링부재,
229a: 체결홀, 229b: 단자삽입부,
230: 토출필터, 231: 가스 포켓,
232: 가스유입부, 232c: 실린더 필터부재,
233: 노즐부, 234: 가스수용홈,
235: 포집홈, 235a: 다공물질,
240: 실린더, 241: 실린더 본체,
241a: 제2 설치홈, 242: 실린더 플랜지,
243a: 제1방향 급기통로, 243b: 제2 방향 급기통로,
244: 급기구, 248: 리스트릭터 영역,
250: 제1 실링부재, 251: 제2 실링부재,
252: 제3 실링부재.

Claims

원통 형상의 실린더 본체 내부에 형성되는 공간으로 피스톤이 축 방향으로 왕복 이동하여 냉매 가스를 압축하는 압축공간을 형성하는 실린더와,
내부에 형성되는 공간에 상기 실린더를 수용하고, 일 측이 외부와 연통되어 냉매 가스가 유입되고 타 측이 내주면과 상기 실린더의 외주면 사이의 공간을 포함하는 가스 포켓에 연통되는 가스 홀이 형성되는 프레임을 포함하고,
상기 실린더 또는 상기 프레임은,
상기 가스 포켓과 연통되며 상기 실린더의 외주면 또는 상기 프레임의 내주면으로부터 반경방향으로 함몰 형성되는 급기 통로와,
상기 실린더의 외주면 또는 상기 프레임의 내주면에 위치되며 상기 급기 통로에 의해 구획되는 복수의 리스트릭터 영역을 포함하고,
상기 실린더에는, 상기 가스 포켓과 상기 실린더의 내부 공간을 연통하는 급기구가 관통 형성되고,
상기 급기구는, 상기 실린더의 외주면에 형성되는 복수의 리스트릭터 영역 또는 상기 프레임의 내주면에 형성되는 복수의 리스트릭터 영역에 대향되는 실린더의 영역에 위치되는 압축기.
제1 항에 있어서,
상기 급기통로는 상기 실린더의 길이 방향으로 연장되는 제1 방향 급기통로와, 상기 실린더의 원주 방향으로 연장되는 제2 방향 급기통로를 포함하고,
상기 리스트릭터 영역은 상기 제1 방향 급기통로와 상기 제2 방향 급기통로로 구획되는 영역으로 마련되는 압축기.
제2 항에 있어서,
상기 제1 방향 급기통로는 상기 실린더의 원주 방향을 따라 복수 개 마련되고,
상기 제2 방향 급기통로는 상기 실린더의 길이 방향을 따라 복수 개 마련되며,
상기 리스트릭터 영역은 상기 실린더의 길이 방향으로 복수 개 마련되고, 상기 실린더의 원주 방향으로 복수 개 마련되는 압축기.
제3 항에 있어서,
상기 실린더의 원주 방향으로 복수 개 마련되는 상기 리스트릭터 영역은 너비가 동일하게 마련되는 압축기.
제4 항에 있어서,
상기 실린더의 길이 방향으로 복수 개 마련되는 상기 리스트릭터 영역은 너비가 서로 다르게 마련되는 압축기.
제5 항에 있어서,
상기 실린더의 외주면 중 전방 또는 상기 실린더의 외주면 중 전방에 대향하는 상기 프레임에 마련되는 상기 리스트릭터 영역은 상기 실린더의 외주면 중 후방 또는 상기 실린더의 외주면 중 후방에 대향하는 상기 프레임에 마련되는 상기 리스트릭터 영역 보다 너비가 작게 마련되는 압축기.
제3 항에 있어서,
복수의 상기 제2 방향 급기통로는 상기 실린더의 길이 방향으로 너비가 서로 다른 것을 포함하는 압축기.
제7 항에 있어서,
복수의 상기 제2 방향 급기통로 중, 상기 실린더의 외주면 중 전방 또는 상기 실린더의 외주면 중 전방에 대향하는 상기 프레임에 마련되는 제2 방향 제1 급기통로는 상기 실린더의 외주면 중 후방 또는 상기 실린더의 외주면 중 후방에 대향하는 상기 프레임에 마련되는 제2 방향 제2 급기통로 보다 너비가 크게 마련되는 압축기.
제3 항에 있어서,
복수의 상기 제1 방향 급기통로는 상기 실린더의 길이 방향으로 너비가 서로 다른 것을 포함하는 압축기.
제9 항에 있어서,
상기 제1 방향 급기통로는 상기 제2 방향 급기통로의 전방의 너비가 후방의 너비 보다 큰 것을 포함하는 압축기.
제2 항에 있어서,
상기 실린더는 축 방향으로 연장되는 실린더 본체와, 일 측에서 반경 방향 외측으로 돌출되고 상기 프레임과 결합하는 실린더 플랜지를 포함하고,
상기 급기통로는 실린더 본체에 형성되고,
상기 제2 방향 급기통로는 상기 실린더 플랜지에 인접하게 형성되는 제2 방향 제1 급기통로와, 상기 제2 방향 제1 급기통로에서 일정 거리 이격되어 형성되는 제2 방향 제2 급기통로와, 상기 제2 방향 제2 급기통로에서 일정 거리 이격되어 형성되는 제2 방향 제3 급기통로를 포함하는 압축기.
제11 항에 있어서,
상기 제2 방향 제3 급기통로는 상기 실린더와 상기 프레임 사이에 마련되는 실링부재의 안착홈을 포함하는 압축기.
제2 항에 있어서,
복수의 상기 제2 방향 급기통로 중 가장 전방에 위치하는 것은 상기 가스 홀의 출구구멍과 중첩되도록 배치되는 압축기.
제1 항에 있어서,
상기 리스트릭터 영역은 원형, 타원형, 원형의 일부, 또는 타원형의 일부 형상으로 마련되는 압축기.
제1 항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리스트릭터 영역에서 상기 프레임의 내주면과 상기 실린더의 외주면 사이의 간격은 5 내지 10 마이크로미터의 범위로 마련되는 압축기.
제1 항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 급기통로의 폭은 상기 리스트릭터 영역에서 상기 프레임의 내주면과 상기 실린더의 외주면 사이의 간격 보다 10배 이상 크게 마련되는 압축기.
제1 항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 급기통로의 깊이는 상기 리스트릭터 영역에서 상기 프레임의 내주면과 상기 실린더의 외주면 사이의 간격 보다 10배 이상 크게 마련되는 압축기.
제1 항에 있어서,
상기 프레임은,
상기 실린더를 수용하는 원통 형상의 프레임 본체와, 상기 본체의 전방에서 반경 방향 외측으로 연장되고 상기 피스톤을 구동하는 구동유닛이 연결되는 프레임 플랜지를 구비하고,
상기 가스 홀은 일 측이 상기 프레임 플랜지의 전방에 연통되고 타 측이 상기 프레임 본체의 내측에 연통되는 압축기.
제18 항에 있어서,
상기 프레임은 상기 프레임 본체와 상기 프레임 플랜지를 연결하는 프레임 연결부를 더 구비하고,
상기 가스 홀은 상기 프레임 플랜지에 형성된 입구부에서 제1 방향으로 연장되고, 상기 실린더에 근접하는 방향으로 절곡되고, 제2 방향으로 연장되어 상기 프레임 본체에 형성된 출구부로 연결되고,
상기 출구부는 상기 급기통로와 일부 중첩되도록 마련되는 압축기.