KR102257470B1 - 리니어 압축기 - Google Patents

리니어 압축기 Download PDF

Info

Publication number
KR102257470B1
KR102257470B1 KR1020190116387A KR20190116387A KR102257470B1 KR 102257470 B1 KR102257470 B1 KR 102257470B1 KR 1020190116387 A KR1020190116387 A KR 1020190116387A KR 20190116387 A KR20190116387 A KR 20190116387A KR 102257470 B1 KR102257470 B1 KR 102257470B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
spring arm
spring
valve
cylinder
linear compressor
Prior art date
Application number
KR1020190116387A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210034423A (ko
Inventor
배상은
김현수
이상민
하동균
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020190116387A priority Critical patent/KR102257470B1/ko
Priority to US16/996,612 priority patent/US11326814B2/en
Priority to EP20192359.6A priority patent/EP3795827B1/en
Priority to CN202021799024.5U priority patent/CN213360352U/zh
Publication of KR20210034423A publication Critical patent/KR20210034423A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102257470B1 publication Critical patent/KR102257470B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/10—Adaptations or arrangements of distribution members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B31/00—Compressor arrangements
    • F25B31/02—Compressor arrangements of motor-compressor units
    • F25B31/023—Compressor arrangements of motor-compressor units with compressor of reciprocating-piston type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/0027—Pulsation and noise damping means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/0027—Pulsation and noise damping means
    • F04B39/0044—Pulsation and noise damping means with vibration damping supports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F04B39/121—Casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F04B39/127—Mounting of a cylinder block in a casing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
    • F04B53/102—Disc valves
    • F04B53/1035—Disc valves with means for limiting the opening height
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K15/00—Check valves
    • F16K15/02—Check valves with guided rigid valve members
    • F16K15/021—Check valves with guided rigid valve members the valve member being a movable body around which the medium flows when the valve is open
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K15/00—Check valves
    • F16K15/02—Check valves with guided rigid valve members
    • F16K15/025—Check valves with guided rigid valve members the valve being loaded by a spring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F04B17/03—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors
    • F04B17/04—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors using solenoids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • F04B35/045—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric using solenoids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F04B39/123—Fluid connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/22—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
    • F04B53/102—Disc valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00—Working fluid
    • F05B2210/10—Kind or type
    • F05B2210/14—Refrigerants with particular properties, e.g. HFC-134a
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • F05B2260/964—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise by damping means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K15/00—Check valves
    • F16K15/02—Check valves with guided rigid valve members
    • F16K15/021—Check valves with guided rigid valve members the valve member being a movable body around which the medium flows when the valve is open
    • F16K15/023—Check valves with guided rigid valve members the valve member being a movable body around which the medium flows when the valve is open the valve member consisting only of a predominantly disc-shaped flat element

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

실린더, 토출 밸브, 상기 토출 밸브가 상기 실린더의 일측을 폐쇄하도록 가압하는 밸브 스프링 및 상기 밸브 스프링이 상기 토출 밸브를 가압하기 위한 지지점을 제공하는 스프링 지지부를 포함하고, 상기 밸브 스프링은, 중심부가 상기 토출 밸브와 연결되고 나선형으로 연장되는 제1스프링 암, 상기 제1스프링 암과 상기 실린더의 축방향에 대해 소정의 거리만큼 이격되어 배치되고, 상기 제1스프링 암의 형상을 따라 외곽부를 향해 나선형으로 연장되는 제2스프링 암 및 상기 제1스프링 암과 상기 제2스프링 암을 연결하고 상기 제1스프링 암과 상기 제2스프링 암의 상대적 위치를 고정하는 고무 댐퍼를 포함하는 리니어 압축기가 소개된다.

Description

리니어 압축기 {LINEAR COMPRESSOR}
본 발명은 다양한 전자장치에 활용되는 리니어 압축기에 관한 것이다.
열 펌프 시스템이란, 냉매를 순환시켜 특정 장소의 열을 다른 곳으로 옮기는 시스템으로서, 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발 과정을 반복하여 수행한다. 이를 위하여, 열 펌프 시스템에는, 압축기(Compressor), 응축기(Condenser), 팽창 밸브 및 증발기(Evaporator)가 포함된다. 이와 같은 열 펌프 시스템을 활용하는 대표적인 가전제품으로서 냉장고 또는 에어컨이 있다.
이러한 열 펌프 시스템의 냉매 순환의 주 동력원은 압축기이고, 이러한 압축기는 크게 왕복동식 압축기(Reciprocating compressor), 회전식 압축기(Rotary compressor) 및 스크롤식 압축기(Scroll compressor)로 분류될 수 있다.
왕복동식 압축기는 피스톤(Piston)과 실린더(Cylinder) 사이에 작동 가스가 흡입 또는 토출되는 압축 공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시키는 방식이고, 회전식 압축기는 편심 회전되는 롤러(Roller)와 실린더 사이에 작동 가스가 흡입 또는 토출되는 압축 공간이 형성되고 롤러가 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축시키는 방식이다. 스크롤식 압축기는 선회 스크롤(Orbiting scroll)과 고정 스크롤(Fixed scroll) 사이에 작동 가스가 흡입 또는 토출되는 압축 공간이 형성되고 상기 선회 스크롤이 고정 스크롤을 따라 회전하면서 냉매를 압축시키는 방식이다.
최근에는 상기 왕복동식 압축기 중에서 특히 피스톤이 왕복 직선 운동하는 구동 모터에 직접 연결되어 구조가 간소화되고, 운동 전환에 의한 기계적인 손실을 최소화할 수 있는 리니어 압축기에 대한 개발이 활발하게 진행되고 있다.
선행문헌인 한국공개특허공보 제10-2016-0009306호에는 리니어 압축기 및 이를 포함하는 냉장고가 개시된다.
리니어 압축기는, 압축기 케이싱 내에 압축기 본체를 내장하고 있으며, 압축기 본체를 지지하기 위한 본체 지지부를 포함한다. 본체 지지부는 압축기의 축 방향을 따라 압축기 본체의 양단부에 구비된 형태로서, 압축기 케이싱과 압축기 본체가 직접 접촉하지 않도록 할 수 있다.
압축기 본체는 흡입부로부터 유입된 냉매를 압축시켜 압축된 냉매를 토출부를 통해 배출시키는 실린더와, 실린더의 내부에서 왕복 직선운동하는 피스톤 및 피스톤에 구동력을 부여하는 모터 어셈블리를 포함한다.
그런데 선행문헌에 의하면 압축기 본체가 냉매를 압축시키도록 동작하는 과정에서 토출 밸브에서 발생하는 진동 및 소음이 판 스프링에 의해 압축기 케이싱으로 전달되어 진동 소음이 발생되는 문제가 있다.
본 발명은 압축기 본체의 작동 과정에서 압축기 본체가 리니어 압축기의 쉘 및 쉘 커버에 충돌하는 것이 방지되는 구조를 제공할 수 있다.
본 발명은 압축기 본체의 작동 과정에서 발생되는 진동이 리니어 압축기의 쉘 및 쉘 커버로 전달되는 경로를 차단하여 소음의 발생을 줄일 수 있는 리니어 압축기를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 압축기는 파이프 형상으로서, 피스톤을 내장하고 상기 피스톤의 이동경로를 제공하는 실린더, 상기 실린더의 일측을 개폐하고, 상기 피스톤과 함께 냉매의 압축 공간을 형성하는 토출 밸브, 중심부가 상기 토출 밸브와 연결되고, 상기 중심부에서 외곽부를 향해 스프링 암이 나선형으로 연장되며, 상기 토출 밸브가 상기 실린더의 일측을 폐쇄하도록 가압하는 밸브 스프링 및 링 형상으로서, 외주면이 토출 커버에 결합되고, 내주면에 상기 밸브 스프링의 외곽부와 결합되며 상기 밸브 스프링이 상기 토출 밸브를 가압하기 위한 지지점을 제공하는 스프링 지지부를 포함하고, 상기 밸브 스프링은, 중심부가 상기 토출 밸브와 연결되고 나선형으로 연장되는 제1스프링 암, 상기 제1스프링 암과 상기 실린더의 축방향에 대해 소정의 거리만큼 이격되어 배치되고, 상기 제1스프링 암의 형상을 따라 외곽부를 향해 나선형으로 연장되는 제2스프링 암 및 상기 제1스프링 암과 상기 제2스프링 암을 연결하고 상기 제1스프링 암과 상기 제2스프링 암의 상대적 위치를 고정하는 고무 댐퍼를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1스프링 암은 상기 중심부에서 등 간격을 형성하는 복수의 지점으로부터 나선형으로 연장될 수 있다.
또한, 상기 제1스프링 암은 중심부로부터 적어도 3개 이상의 지점에서 나선형으로 연장될 수 있다.
또한, 상기 제2스프링 암은 상기 실린더의 축방향에 대하여 적어도 일부 구간이 중첩되도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2스프링 암은 외곽부를 향해 나선형으로 연장되되, 외곽부에서는 원형을 이루며 모두 연결될 수 있다.
또한, 상기 제2스프링 암은 상기 제1스프링 암이 상기 중심부로부터 연장된 길이의 1/3이상 중첩되도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 고무 댐퍼는, 상기 제1스프링 암의 중심부에서 상기 제1스프링 암의 형상을 따라 나선형으로 형성되되, 적어도 상기 제1스프링 암과 상기 제2스프링 암이 상기 실린더의 축방향에 대해 중첩되는 구간을 덮도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 고무 댐퍼는, 상기 제1스프링 암 및 상기 제2스프링 암을 인서트물로 하여 이중사출하여 형성할 수 있다.
또한, 상기 스프링 지지부에는, 상기 토출 커버와 접촉되는 부위에, 상기 스프링 지지부의 외주면을 따라 홈이 형성되고, 상기 홈에 고무 링이 배치될 수 있다.
또한, 원형으로 연결된 상기 제2스프링 암의 외곽부가 상기 스프링 지지부의 내주면에 삽입됨으로써 서로 결합될 수 있다.
본 발명에 다양한 실시예에 따르면, 리니어 압축기의 압축기 본체가 쉘 내부에서 유동하는 범위를 제한할 수 있다.
본 발명에 다양한 실시예에 따르면, 압축기 본체의 유동 범위가 제한됨에 따라, 압축기 본체 또는 압축기 본체의 구성 부품이 쉘과 충돌하여 파손되는 것을 예방할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 토출 밸브의 반복되는 개폐과정에서 발생하는 진동 및 소음이 토출 커버로 전달되는 것을 차단하여 소음 및 진동의 발생을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 압축기의 구성을 보여주는 외관 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 압축기의 쉘 및 쉘 커버의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 압축기의 내부 부품의 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 A-A선을 따라 절개한 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 토출 밸브가 실린더를 밀폐한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 토출 밸브가 실린더를 개방한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 조립체를 나타낸 도면이다.
도 7의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 조립체의 분해 사시도이고, 도 7의 (b)는 스프링 조립체를 다른 각도에서 살펴보면 분해 사시도이다.
도 8은 도 6의 B-B선을 따라 절개한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 조립체의 밸브 스프링을 나타난 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
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. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 압축기의 구성을 보여주는 외관 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기의 쉘 및 쉘 커버의 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 압축기(100)는, 쉘(110) 및 쉘 커버(120, 130)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 압축기(100)의 이해를 돕고자 쉘 커버(120, 130)와 쉘(110)을 구분하였으나, 넓은 의미에서 쉘 커버(120, 130)는 쉘(110)의 일 구성으로서 이해될 수 있다. 쉘(110)의 하측에는, 레그(170)가 결합될 수 있다. 레그(170)는, 리니어 압축기(100)가 설치되는 제품의 베이스에 결합될 수 있다. 예를 들어, 냉장고의 기계실 베이스에 설치되거나, 또는 공기조화기의 실외기의 베이스에 설치될 수 있다.
일 실시예에 따른 쉘(110)은 대략 원통 형상을 가지며, 가로 방향으로 눕혀져 있도록 배치되거나 또는 축 방향으로 누워 있도록 배치될 수 있다. 도 1을 기준으로, 쉘(110)은 가로 방향으로 길게 연장되며, 반경 방향으로는 다소 낮은 높이를 가질 수 있다. 즉, 리니어 압축기(100)는 낮은 높이를 가질 수 있으므로, 리니어 압축기(100)가 냉장고의 기계실 베이스에 설치될 때, 기계실의 높이를 감소시킬 수 있다는 이점이 있다.
일 실시예에 따른 터미널(150)은 쉘(110)의 외면에 배치될 수 있다. 터미널(150)은 외부 전원을 리니어 압축기(100)의 모터(1140, 도 3 참조)에 전달할 수 있다.
일 실시예에 따른 브라켓(160)은 터미널(150)의 외측에 배치될 수 있다. 브라켓(160)은 외부의 충격으로부터 터미널(150)을 보호하는 기능을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따른 쉘(110)의 양측은 개방된 형태일 수 있다. 개방된 쉘(110)의 양측에는, 쉘 커버(120, 130)가 결합되어 쉘의 내부공간을 밀폐할 수 있다. 보다 구체적으로, 쉘 커버(120, 130)는, 쉘(110)의 일측에 결합되는 제 1쉘 커버(120) 및 쉘(110)의 타측에 결합되는 제 2쉘 커버(130)를 포함할 수 있다. 도 1을 기준으로, 제1쉘 커버(120)는 리니어 압축기(100)의 우측부에 위치하고, 제2쉘 커버(130)는 리니어 압축기(100)의 좌측부에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 압축기(100)는, 쉘(110) 또는 쉘 커버(120, 130)에 구비되어, 냉매를 흡입, 토출 또는 주입시킬 수 있는 복수의 파이프(141, 142, 143)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 복수의 파이프(141, 142, 143)는, 냉매를 리니어 압축기(100)의 내부로 공급하기 위한 흡입 파이프(141)와, 압축된 냉매를 리니어 압축기(100)로부터 배출하기 위한 토출 파이프(142) 및 냉매를 리니어 압축기(100)에 보충하기 위한 프로세스 파이프(143)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 흡입 파이프(141)는 제1쉘 커버(120)에 결합될 수 있다. 냉매는 흡입 파이프(141)를 통하여 축 방향을 따라 리니어 압축기(100)의 내부로 흡입될 수 있다.
일 실시예에 따른 토출 파이프(142)는 쉘(110)에 결합될 수 있다. 흡입 파이프(141)를 통하여 흡입된 냉매는 축 방향으로 유동하면서, 압축될 수 있다. 압축된 냉매는 토출 파이프(142)를 통하여 배출될 수 있다.
일 실시예에 따른 프로세스 파이프(143)는 쉘(110)의 외주면에 결합될 수 있다. 작업자는 프로세스 파이프(143)를 통하여, 리니어 압축기(100)의 내부로 냉매를 주입할 수 있다. 프로세스 파이프(143)는 토출 파이프(142)와의 간섭을 피하기 위하여, 토출 파이프(142)와 다른 높이에서 쉘(110)에 결합될 수 있다. 높이라 함은, 레그(170)에서 수직 방향(또는 반경 방향)에 대한 거리를 의미할 수 있다. 토출 파이프(142)와 프로세스 파이프(143)가 서로 다른 높이에서, 쉘(110)의 외주면에 결합됨으로써, 작업 편의성이 향상될 수 있다.
일 실시예에 따른 제1쉘커버(120)의 내측면에는, 커버 지지부(121)가 형성될 수 있다. 커버 지지부(121)에는, 후술할 제 1지지 장치(1230, 도 3 참조)가 결합될 수 있다. 커버 지지부(121) 및 제1지지 장치(1230)는, 리니어 압축기(100)의 압축기 본체(1000, 도 3 참조)를 지지하는 장치로서 이해될 수 있다.
일 실시예에 따른 제1쉘커버(120)의 내측면에는, 스토퍼(122)가 구비될 수 있다. 스토퍼(122)는 리니어 압축기(100)의 운반 중 발생하는 진동 또는 충격 등에 의하여, 압축기의 본체, 특히 모터(1140)가 쉘(110)에 부딪혀 파손되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에 따른 쉘(110)의 내주면에는, 스프링 체결부(131)가 구비될 수 있다. 일례로, 스프링 체결부(131)는 제2쉘커버(130)에 인접한 위치에 배치될 수 있다. 스프링 체결부(131)는 후술할 제2지지 장치(1240, 도 3 참조)의 제2지지 스프링(1241, 도 3 참조)에 결합될 수 있다. 스프링 체결부(131)와 제2지지 장치(1240)가 결합됨으로써, 압축기의 본체는 쉘(110)의 내측에 안정적으로 지지될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기의 내부 부품의 분해 사시도이고, 도 4는 도 1의 A-A를 따라 절개한 단면도이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 리니어 압축기(100)를 설명함에 있어, 이해를 돕기 위하여 다음과 같은 방향 기준에 따라 설명할 수 있다. 다만, 이 기준은 절대적인 것은 아니며 어느 하나의 방향이 기준이 변경되면 나머지도 이에 대응하여 변경될 수 있다.
일 실시예에 따른 "축 방향"이라 함은, 피스톤(1130)이 왕복 운동하는 방향을 의미할 수 있고, 도 4의 도시 상태를 기준으로 좌우 방향으로 이해될 수 있다. "축 방향" 중에서, 흡입 파이프(141)로부터 압축 공간(1122)을 향하는 방향, 다시 말해 냉매가 유동하는 방향을 "전방"(예: 도 4기준 좌측 방향)이라 할 수 있고, 그 반대 방향을 "후방"(예 : 도 4기준 우측 방향)이라 할 수 있다. "반경 방향"이라 함은 피스톤(1130)이 왕복 운동하는 방향에 수직한 방향으로서, 도 4의 도시 상태를 기준으로 상하 방향으로 이해될 수 있다. "압축기 본체의 축"이라 함은, 피스톤(1130)의 축 방향 중심선을 의미할 수 있다. 피스톤(1130) 축 방향 중심선은 제1쉘 커버(120) 및 제2쉘 커버(130)를 관통할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기(100)는, 압축기 본체(1000)와, 압축기 본체(1000)를 쉘(110) 및 쉘 커버(120, 130) 중 하나 이상에 대해서 지지하는 하나 이상의 지지 장치(1230, 1240)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 지지 장치(1230, 1240)는 압축기 본체(1000)가 쉘(110)과 이격된 상태를 유지하도록 압축기 본체(1000)를 지지할 수 있다.
일 실시예에 따른 압축기 본체(1000)는, 쉘(110)의 내부에 제공되는 실린더(1120)와, 실린더(1120)의 내부에서 왕복 직선 운동하는 피스톤(1130) 및 피스톤(1130)에 구동력을 부여하는 모터(1140)를 포함할 수 있다. 모터(1140)가 구동하면, 피스톤(1130)은 축 방향으로 왕복 운동할 수 있다.
일 실시예에 따른 피스톤(1130)은, 대략 원통 형상으로 형성되는 피스톤 본체(1131) 및 피스톤 본체(1131)로부터 반경 방향으로 연장되는 피스톤 플랜지부(1132)를 포함할 수 있다. 피스톤 본체(1131)는 실린더(1120)의 내부에서 왕복 운동하며, 피스톤 플랜지부(1132)는 실린더(1120)의 외측에서 왕복 운동할 수 있다.
일 실시예에 따른 실린더(1120)는, 제1머플러(1151)의 적어도 일부분 및 피스톤 본체(1131)의 적어도 일부분을 수용할 수 있다. 실린더(1120)의 내부에는, 피스톤(1130)에 의하여 냉매가 압축되는 압축 공간(1122)이 형성될 수 있다. 그리고, 피스톤 본체(1131)의 전면부에는, 압축 공간(1122)으로 냉매를 유입시키는 흡입공(1133)이 형성되며, 흡입공(1133)의 전방에는 흡입공(1133)을 선택적으로 개방하는 흡입 밸브(1135)가 제공될 수 있다.
일 실시예에 따른 압축 공간(1122)의 전방에는, 압축 공간(1122)에서 배출된 냉매의 토출 공간(1211)을 형성하는 토출 커버(1210) 및 토출 커버(1210)에 결합되며 압축 공간(1122)에서 압축된 냉매를 선택적으로 배출시키기 위한 토출 밸브 어셈블리(1121, 1123)가 제공될 수 있다. 토출 공간(1211)은 토출 커버(1210)의 내부 벽에 의하여 구획되는 복수의 공간부를 포함할 수 있다. 복수의 공간부는 전후 방향으로 배치되며, 서로 연통될 수 있다. 자세한 내용은 후술한다.
일 실시예에 따른 압축기 본체(1000)는, 토출 커버(1210)에 결합되며 토출 커버(1210)의 토출 공간(1211)을 유동한 냉매를 배출시키는 커버 파이프(1212)를 더 포함할 수 있다. 일례로, 커버 파이프(1212)는 금속 재질로 구성될 수 있다.
그리고, 압축기 본체(1000)는, 커버 파이프(1212)에 결합되며, 커버 파이프(1212)를 유동하는 냉매를 토출 파이프(142)로 전달하는 루프 파이프(1213)를 더 포함할 수 있다. 루프 파이프(1213)의 일측부는 커버 파이프(1212)에 결합되며, 타측부는 토출 파이프(142)에 결합될 수 있다.
일 실시예에 따른 루프 파이프(1213)는 플렉서블한 재질로 구성된다. 루프 파이프(1213)는 커버 파이프(1212)로부터 쉘(110)의 내주면을 따라 라운드지게 연장되어, 토출 파이프(142)에 결합될 수 있다. 일례로, 루프 파이프(1213)는 감겨진 형태로 배치될 수 있다.
일 실시예에 따른 압축기 본체(1000)는, 피스톤(1130)을 지지하는 서포터(1137)를 더 포함할 수 있다. 서포터(1137)는 피스톤(1130)의 후측에 결합되며, 내측에는, 머플러(1150)가 관통하도록 배치될 수 있다. 피스톤 플랜지부(1132), 마그넷 프레임(1138) 및 서포터(1137)는 체결 부재에 의하여 체결될 수 있다.
일 실시예에 따른 서포터(1137)에는, 밸런스 웨이트(1223)가 결합될 수 있다. 밸런스 웨이트(1223)의 중량은, 압축기 본체(1000)의 운전 주파수 범위에 기초하여 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 압축기 본체(1000)는, 스테이터 커버(1144)에 결합되어 후방으로 연장되는 리어 커버(1220)를 더 포함할 수 있다. 상세히, 리어 커버(1220)는 스테이터 커버(1144)의 후면에 결합될 수 있다. 리어 커버(1220)와 스테이터 커버(1144)의 후면 사이에는, 스페이서(1224)가 개재될 수 있다. 스페이서(1224)의 두께를 조절하는 것에 의하여, 스테이터 커버(1144)로부터 리어 커버(1220)의 후단부까지의 거리를 결정할 수 있다. 그리고, 리어 커버(1220)는 서포터(1137)에 스프링 지지될 수 있다.
하나 이상의 지지 장치(1230, 1240)는 압축기 본체(100)의 일측에 결합되는 흡입 측 지지 장치(1230)를 포함할 수 있다. 흡입 측 지지 장치(1230)는 압축기 본체(1000)에서 냉매가 흡입되는 부분에 위치될 수 있다.
하나 이상의 지지 장치(1230, 1240)는 압축기 본체(1000)의 타측에 결합되는 토출 측 지지 장치(1240)를 포함할 수 있다. 토출 측 지지 장치(1240)는 압축기 본체(1000)에서 냉매가 토출되는 부분에 위치될 수 있다.
일 실시예에 따른 흡입 측 및 토출 측 지지 장치(1230, 1240) 들에 의해서 압축기 본체(1000)의 축 방향 진동 및 반경 방향 진동이 흡수되어 압축기 본체(1000)가 쉘(110) 또는 쉘 커버(120, 130)에 직접 충돌하는 것을 방지할 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 토출 밸브(1121)가 실린더(1120)를 밀폐한 상태를 나타낸 단면도이고, 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 토출 밸브(1121)가 실린더(1120)를 개방한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 5a 내지 도 5b를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 압축기(100)의 압축 공간(1122)은 실린더(1120), 피스톤(1130) 및 토출 밸브(1121)를 통해 형성될 수 있다. 그 중 토출 밸브(1121)는 압축 공간에 유입된 냉매가 일정한 압력이상으로 압축되면 냉매를 배출하는 역할을 할 수 있다. 토출 밸브(1121)는 토출 커버(1210)와 토출 밸브(1121) 사이에 배치되는 스프링 조립체(300)를 통해 탄성력을 제공받을 수 있고, 제공받은 탄성력을 바탕으로 실린더(1120)의 일측을 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 스프링 조립체(300)는 밸브 스프링(301, 도 6참조), 스프링 지지부(307, 도 6참조) 및 고무 댐퍼(309, 도 6참조)를 포함할 수 있다. 밸브 스프링(301)은 토출 밸브(1121)를 가압하여 토출 밸브(1121)가 실린더(1120)의 개방된 일측을 폐쇄한 상태가 유지되도록 할 수 있다.
일 실시예에 따른 토출 밸브(1121) 및 스프링 조립체(300)의 동작 과정을 살펴보면 다음과 같다. 피스톤(1130)이 실린더(1120)의 내부에서 왕복 직선 운동하는 과정에서, 냉매가 압축 공간(1122)에서 압축되고, 점점 압축 공간(1122)의 압력이 증가하게 되면 토출 밸브(1121)를 밀어내는 힘이 증가할 수 있다. 냉매의 압력이 밸브 스프링(301)의 탄성력보다 커지면 토출 밸브(1121)는 축방향으로 밀려나 실린더(1120)의 일측을 개방하고, 냉매는 실린더(1120)에서 토출될 수 있다. 냉매가 토출되어 압축 공간(1122)의 압력이 낮아지면 밸브 스프링(301)의 탄성력에 의해 토출 밸브(1121)는 다시 실린더(1120) 일측을 폐쇄할 수 있다. 위와 같은 과정을 반복함에 따라, 리니어 압축기(100)는 냉매를 고압의 상태로 압축할 수 있다.
위와 같은 과정에서 토출 밸브(1121)는 실린더(1120)의 일측을 반복적으로 개방 및 폐쇄하게 되고, 반복되는 개폐과정에서 실린더(1120)와 토출 밸브(1121)가 충돌함에 따라 진동 및 소음이 발생할 수 있다. 발생한 진동 및 소음은 연결된 부품을 통해 전달되고 최종적으로 리니어 압축기(100, 도 3 참조)의 쉘(110, 도 3 참조) 및 쉘 커버(130, 도 3 참조)에 까지 전달되어 외부에 진동 및 소음으로 인지되게 된다.
구체적으로 소음의 전달 경로를 살펴보면, 토출 밸브(1121)와 실린더(1120)의 충돌에 의해 발생한 진동 및 소음은 토출 밸브(1121)와 연결된 밸브 스프링(301), 밸브 스프링(301)을 고정하는 스프링 지지부(307), 스프링 지지부(307)와 연결된 토출 커버(1210)로 전달될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 압축기(100)는 토출 밸브(1121)와 첫 연결 지점인 밸브 스프링(301)을 물리적으로 분리된 구조로 형성하고, 그 사이에 소음 및 진동을 흡수할 수 있는 구조를 배치하여 진동 및 소음의 전달을 차단할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 조립체(300)를 나타낸 도면이고, 도 7의 (a) 내지 도 7의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 조립체(300)를 다양한 각도에서 나타낸 분해사시도이다.
일 실시예에 따른 스프링 조립체(300)는, 밸브 스프링(301), 밸브 스프링(301)을 토출 커버(1210)에 연결하기 위한 스프링 지지부(307) 및 고무 댐퍼(309)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 밸브 스프링(301)은 도 3 내지 도 4에 도시된 밸브 스프링(1123a)과 유사할 수 있다. 밸브 스프링(301)은 판 스프링의 형태로서 토출 밸브(1121, 도 5 참조)와 연결되는 중심부(303)로부터 외곽부(305)로 스프링 암이 나선형으로 연장되어 형성될 수 있다. 밸브 스프링(301)은 제1스프링 암(301a)과 제2스프링 암(301b)을 포함할 수 있다. 제1스프링 암(301a)과 제2스프링 암(301b)은 분리된 구조이나, 후술할 고무 댐퍼(309)를 통해 하나의 밸브 스프링(301)으로 동작할 수 있다.
일 실시예에 따른 제1스프링 암(301a)은 중심부(303)가 토출 밸브(1121, 도 5 참조)와 연결되고, 중심부(303)에서 나선형으로 연장되는 형태일 수 있다. 중심부(303)에는 토출 밸브(1121)와 결합되기 위한 홀이 형성될 수 있다. 홀의 형상은 통상적인 원형으로 형성될 수도 있으나, 밸브 스프링(301)과 토출 밸브(1121)가 상대적으로 회전하는 것을 방지하기 위하여 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어 삼각형, 사각형 또는 오각형과 같은 다각형 형상의 홀이 형성될 수도 있고, 도 6에 도시된 바와 같은 삼각형 유사형상으로 형성될 수 있다. 제1스프링 암(301a)은 중심부(303)와 소정의 간격만큼 이격되어 감싸는 형태(예: 나선형태)로 연장될 수 있다. 제1스프링 암(301a)이 연장되는 지점은 중심부(303)로부터 복수개가 형성될 수 있다. 예를 들어 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이 중심부(303)를 중심으로 등간격을 이루는 3개의 지점에서 연장되는 형태로 형성될 수 있다. 연장되는 지점을 등간격으로 복수개를 형성함으로써, 스프링 조립체(300)가 토출 커버(1210)에 장착되는 방향에 관계없이 균일한 탄성력을 토출 밸브(1121)에 제공할 수 있다. 일 실시예에 따른 제2스프링 암(301b)은 축방향에 대해서 제1스프링 암(301a)과 소정의 간격만큼 이격되어 배치될 수 있다. 제1스프링 암(301a)과 제2스프링 암(301b)을 분리하여 배치함으로써 토출 밸브(1121)에서 발생하는 소음 및 진동의 전달경로를 차단할 수 있다. 제1스프링 암(301a)과 제2스프링 암(301b)이 이격된 간격은 밸브 스프링(301)의 두께에 비례하여 변경 될 수 있다. 예를 들어 1t의 밸브 스프링(301)을 사용하는 경우 이격된 간격은 0.7mm가 될 수 있다. 제2스프링 암(301b)은 제1스프링 암(301a)의 형상을 따라 연속성을 띄면서 제1스프링 암(301)과 소정의 간격을 유지하며 중심부(303)를 감싸는 형태(예: 나선형태)로 연장될 수 있고, 외곽부(305)에서는 서로 연결되어 원 형태를 형성할 수 있다. 복수개의 제2스프링 암(301b)이 외곽부(305)에서는 하나로 연결됨으로써, 각각의 제2스프링 암(301b)에서 전달된 하중을 서로 연결하여 재분배 할 수 있다.
일 실시예에 따른 고무 댐퍼(309)는 제1스프링 암(301a)과 제2스프링 암(301b)의 상대적 위치를 고정하고, 제1스프링 암(301a)과 제2스프링 암(301b)이 하나의 밸브 스프링(301)으로 동작할 수 있도록 결합시킬 수 있다. 고무 댐퍼(309)는 제1스프링 암(301a)과 제2스프링 암(301b)의 상대적 위치를 고정시킬 수 있을 정도의 강성을 지니면서, 토출 밸브(1121)의 동작과정에서 발생하는 진동 및 소음을 흡수할 수 있는 탄성을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어 내열성 내마모성이 우수한 불소 고무(FKM, FPM) 재질을 사용하거나, 니트릴부타티엔(NBR), 수소화 니트릴부타티엔(H-NBR) 계열의 고무 재질을 사용할 수 있다. 고무 댐퍼(309)는 제1스프링 암(301a) 및 제2스프링 암(301b)을 인서트물로 하여 사출됨으로써 일체로 형성될 수 있다. 고무 댐퍼(309)는 실질적으로 제1스프링 암(301a) 전체와 제2스프링 암(301b)의 적어도 일부를 감싸는 형태로 형성되어 제1스프링 암(301a)과 제2스프링 암(301b)의 연결부분이 노출되지 않도록 할 수 있다. 따라서 고무 댐퍼(309)는 전체적으로 원 유사 형태에서 외곽의 일부는 제1스프링 암(301a)의 형태를 따라 연장된 형태일 수 있다. 다만, 제1스프링 암(301a)과는 달리 중심부(303)와 이격되지 않고 연결될 형태로 형성될 수 있다. 도 6의 상방에서 바라볼 때, 바람개비 또는 선풍기 날개 유사 형태로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따른 스프링 지지부(307)는 도 3 내지 도 4에 도시된 스프링 지지부(1123b)와 유사할 수 있다. 스프링 지지부(307)는 밸브 스프링(301)이 토출 밸브(1121)에 탄성력을 가할 수 있도록 지지점 역할을 함과 동시에 토출 커버(1210)와 밸브 스프링(301)을 연결시키는 역할을 할 수 있다. 스프링 지지부(307)는 인서트 사출 방법을 통해 밸브 스프링(301)의 외곽부(305)와 일체로 형성될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 일 실시예에 따른 리니어 압축기(100)는 냉매를 압축하는 과정에서 반복적으로 토출 밸브(1121)가 동작하며 실린더(1120)의 일측을 개폐하게 된다. 이 과정에서 실린더(1120)와 토출 밸브(1121)가 충돌하게 되고, 진동 및 소음이 발생할 수 있다. 더욱이 리니어 압축기(100)가 동일 성능을 갖으면서 크기를 작게 만드는 경우, 줄어든 압축 공간(1122)에 비례하여 피스톤(1130)의 왕복 속도는 증가하게 되고, 토출 밸브(1121)의 개폐 횟수도 증가하게 된다. 따라서 토출 밸브(1121)에서 발생하는 진동 및 소음은 증가하게 되고, 발생한 진동 및 소음은 연결된 부품을 통해 최종적으로 리니어 압축기(100)의 쉘(110) 및 쉘 커버(130)에 까지 전달되어 외부에 진동 및 소음으로 인지되게 된다.
구체적으로 소음의 전달 경로를 살펴보면, 토출 밸브(1121)와 실린더(1120)의 충돌에 의해 발생한 진동 및 소음은 토출 밸브(1121)와 연결된 밸브 스프링(301), 밸브 스프링(301)을 고정하는 스프링 지지부(307), 스프링 지지부(307)와 연결된 토출 커버(1210)로 전달될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 압축기(100)는 토출 밸브(1121)와 첫 연결 지점인 밸브 스프링(301)을 제1스프링 암(301a)과 제2스프링 암(301b)으로 물리적으로 분리하여 진동 및 소음의 전달 경로를 1차적으로 차단할 수 있다. 아울러 제1스프링 암(301a)과 제2스프링 암(301b)을 진동 및 소음의 감쇄 역할을 할 수 있는 고무 댐퍼(309)를 통해 연결하여 진동 및 소음의 전달 경로를2차적으로 차단할 수 있다. 이를 통해 진동 및 소음 발생의 진원인 토출 밸브(1121)와 가장 가까운 위치에서 진동 및 소음을 차단하여 진동 및 소음이 외부로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 예를 들어 리니어 압축기(100)의 동작과정에서 발생하는 다양한 소음 중에서 4kHz 내지 5kHz영역의 소음이 개선될 수 있다.
도 8은 도 6의 B-B선을 따라 절개한 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이 제1스프링 암(301a)과 제2스프링 암(301b)은 분리된 별도의 구조물로서 소정의 간격만큼 이격되어 배치될 수 있다. 따라서 토출 밸브(1121)에서 발생하는 진동 및 소음의 전달 경로를 1차적으로 차단할 수 있다. 제1스프링 암(301a)과 제2스프링 암(301b)이 이격된 간격은 밸브 스프링(301)의 두께에 비례하여 변경 될 수 있다. 예를 들어 1t의 밸브 스프링(301)을 사용하는 경우 이격된 간격은 0.7mm가 될 수 있다.
다만, 제1스프링 암(301a)과 제2스프링 암(301b)이 하나의 밸브 스프링(301)으로서 역할을 수행하기 위해서는 하나로 연결될 필요가 있다. 따라서, 제1스프링 암(301a)과 제2스프링 암(301b)을 고무 댐퍼(309)로 연결하되, 진동 및 소음의 감쇄 역할을 할 수 있는 탄성 재질로 형성하여, 진동 및 소음의 전달 경로를2차적으로 차단할 수 있다. 진동 및 소음 발생의 진원인 토출 밸브(1121)와 가장 근접한 위치에서 진동 및 소음을 차단 구조를 배치하여 진동 및 소음이 외부로 전달되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.
추가적으로, 스프링 지지부(307)의 외주면을 따라 홈(308)을 형성하고 홈(308)에 고무 링(310)을 배치하여, 스프링 지지부(307)와 토출 커버(1210)의 직접적인 접촉을 차단할 수 있다. 고무 링(310)과 같은 탄성 재질을 통해 토출 커버(1210)로 전달될 수 있는 진동 및 소음을 다시 한번 차단할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 조립체(300)의 밸브 스프링(301)을 나타난 도면이다. 보다 구체적으로 제1스프링 암(301a)과 제2스프링 암(301b)이 중첩되는 부분을 고무 댐퍼(309, 도 6 참조)를 제거하고 나타낸 도면이다.
앞서 도 6에서도 살펴본 바와 같이, 제1스프링 암(301a)은 중심부(303)와 소정의 간격만큼 이격되어 감싸는 형태(예: 나선형태)로 연장될 수 있다. 제1스프링 암(301a)이 연장되는 지점은 중심부(303)로부터 복수개가 형성될 수 있으며, 등간격을 이루는 3개의 지점에서 연장되는 형태로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따른 제2스프링 암(301b)은 축방향에 대해서 제1스프링 암(301a)과 소정의 간격만큼 이격되어 배치될 수 있다. 제2스프링 암(301b)은 제1스프링 암(301a)의 형상을 따라 연속성을 띄면서 제1스프링 암(301)과 소정의 간격을 유지하며 중심부(303)를 감싸는 형태(예: 나선형태)로 연장될 수 있다. 도 9의 도시상태를 기준으로 상방에서 바라볼 때, 하나의 밸브 스프링(301)처럼 인지될 수 있다.일 실시예에 따른 제1스프링 암(301a)과 제2스프링 암(301b)은 비록 별도의 구조물이나, 하나의 밸브 스프링(301)으로서 동작할 필요가 있다. 또한, 고속으로 반복적으로 개폐되는 토출 밸브(1121)의 진동을 견뎌야 하므로, 연결부위가 견고할 필요가 있다. 따라서 제1스프링 암(301a)과 제2스프링 암(301b)은 소정의 길이 이상의 중첩 구간이 필요할 수 있다. 다만, 중첩 구간이 지나치게 길게 형성되면, 실질적으로 제1스프링 암(301a)의 탄성이 줄어들어 본래의 역할을 수행하기 어려울 수 있다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 스프링(301)은 제1스프링 암(301a)과 제2스프링 암(301b)이 중첩되는 구간(C-C)이 제1스프링 암(301a)이 연장된 부분의 길이의 적어도 1/3이상이 되도록 형성할 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 자명하다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
300 : 스프링 조립체 301 : 밸브 스프링
301a : 제1스프링 암 301b : 제2스프링 암
303 : 중심부 305 : 외곽부
307 : 스프링 지지부 308 : 홈
309 : 고무 댐퍼 310 : 고무 링

Claims (10)

  1. 파이프 형상으로서, 피스톤을 내장하고 상기 피스톤의 이동경로를 제공하는 실린더;
    상기 실린더의 일측을 개폐하고, 상기 피스톤과 함께 냉매의 압축 공간을 형성하는 토출 밸브;
    중심부가 상기 토출 밸브와 연결되고, 상기 중심부에서 외곽부를 향해 스프링 암이 나선형으로 연장되며, 상기 토출 밸브가 상기 실린더의 일측을 폐쇄하도록 가압하는 밸브 스프링; 및
    링 형상으로서, 외주면이 토출 커버에 결합되고, 내주면에 상기 밸브 스프링의 외곽부와 결합되며 상기 밸브 스프링이 상기 토출 밸브를 가압하기 위한 지지점을 제공하는 스프링 지지부;를 포함하고,
    상기 밸브 스프링은,
    중심부가 상기 토출 밸브와 연결되고 나선형으로 연장되는 제1스프링 암;
    외곽부가 상기 스프링 지지부의 내주면에 연결되며, 나선형으로 연장되는 제2스프링 암; 및
    상기 제1스프링 암의 외곽부와 상기 제2스프링 암의 적어도 일부를 연결하는 고무 댐퍼;를 포함하고,
    상기 제1스프링 암의 적어도 일부와 상기 제2스프링 암의 외곽부를 제외한 적어도 일부는, 상기 실린더의 축방향으로 중첩되고,
    상기 고무 댐퍼는, 상기 스프링 지지부의 반경방향으로 내부에 형성된 공간에 배치되며, 상기 제1스프링 암과 상기 제2스프링 암이 상기 실린더의 축방향에 대해 중첩되는 구간을 덮도록 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1스프링 암은 상기 중심부에서 등 간격을 형성하는 복수의 지점으로부터 나선형으로 연장되는 리니어 압축기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1스프링 암은 중심부로부터 적어도 3개 이상의 지점에서 나선형으로 연장되는 리니어 압축기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2스프링 암은 상기 실린더의 축방향에 대하여 적어도 일부 구간이 중첩되도록 배치되는 리니어 압축기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2스프링 암은 외곽부를 향해 나선형으로 연장되되, 외곽부에서는 원형을 이루며 모두 연결되는 리니어 압축기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2스프링 암은 상기 제1스프링 암이 상기 중심부로부터 연장된 길이의 1/3이상 중첩되도록 배치되는 리니어 압축기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 고무 댐퍼는,
    상기 제1스프링 암의 중심부에서 상기 제1스프링 암의 형상을 따라 나선형으로 형성되는 리니어 압축기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 고무 댐퍼는,
    상기 제1스프링 암 및 상기 제2스프링 암을 인서트물로 하여 이중사출하여 형성하는 리니어 압축기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 스프링 지지부에는,
    상기 토출 커버와 접촉되는 부위에, 상기 스프링 지지부의 외주면을 따라 홈이 형성되고, 상기 홈에 고무 링이 배치되는 리니어 압축기.
  10. 제5항에 있어서,
    원형으로 연결된 상기 제2스프링 암의 외곽부가 상기 스프링 지지부의 내주면에 삽입됨으로써 서로 결합되는 리니어 압축기.
KR1020190116387A 2019-09-20 2019-09-20 리니어 압축기 KR102257470B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190116387A KR102257470B1 (ko) 2019-09-20 2019-09-20 리니어 압축기
US16/996,612 US11326814B2 (en) 2019-09-20 2020-08-18 Linear compressor
EP20192359.6A EP3795827B1 (en) 2019-09-20 2020-08-24 Linear compressor
CN202021799024.5U CN213360352U (zh) 2019-09-20 2020-08-25 线性压缩机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190116387A KR102257470B1 (ko) 2019-09-20 2019-09-20 리니어 압축기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210034423A KR20210034423A (ko) 2021-03-30
KR102257470B1 true KR102257470B1 (ko) 2021-05-31

Family

ID=72234690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190116387A KR102257470B1 (ko) 2019-09-20 2019-09-20 리니어 압축기

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11326814B2 (ko)
EP (1) EP3795827B1 (ko)
KR (1) KR102257470B1 (ko)
CN (1) CN213360352U (ko)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102217339B1 (ko) 2014-07-16 2021-02-19 엘지전자 주식회사 리니어 압축기 및 이를 포함하는 냉장고
KR102233621B1 (ko) * 2014-07-21 2021-03-30 엘지전자 주식회사 리니어 압축기
DE202015103420U1 (de) * 2015-06-29 2016-06-30 Reinz-Dichtungs-Gmbh Getriebesteuervorrichtung
KR102238332B1 (ko) * 2016-04-19 2021-04-09 엘지전자 주식회사 리니어 압축기
KR102300252B1 (ko) 2016-05-03 2021-09-09 엘지전자 주식회사 리니어 압축기
KR102238338B1 (ko) 2016-05-03 2021-04-09 엘지전자 주식회사 리니어 압축기
KR20190105448A (ko) * 2018-03-05 2019-09-17 엘지전자 주식회사 리니어 압축기

Also Published As

Publication number Publication date
EP3795827A1 (en) 2021-03-24
US11326814B2 (en) 2022-05-10
CN213360352U (zh) 2021-06-04
US20210088039A1 (en) 2021-03-25
EP3795827B1 (en) 2023-03-22
KR20210034423A (ko) 2021-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102257493B1 (ko) 리니어 압축기
US10711773B2 (en) Linear compressor
KR102238338B1 (ko) 리니어 압축기
US20070134108A1 (en) Reciprocating compressor
KR101764027B1 (ko) 리니어 압축기
EP2176550B1 (en) Linear compressor
KR20130055407A (ko) 로터리 압축기 및 그 제조방법
EP3800350B1 (en) Linear compressor
KR102178083B1 (ko) 리니어 압축기
KR102257470B1 (ko) 리니어 압축기
KR102238339B1 (ko) 리니어 압축기
KR102157883B1 (ko) 리니어 압축기
KR102257658B1 (ko) 압축기
KR20200058734A (ko) 압축기 및 이를 이용한 전자기기
KR102238359B1 (ko) 리니어 압축기
KR20220144675A (ko) 압축기용 어큐뮬레이터 및 이를 구비한 압축기
KR102271808B1 (ko) 압축기
CN219865368U (zh) 线性压缩机
KR102229541B1 (ko) 압축기
US11965500B2 (en) Linear compressor
KR102439844B1 (ko) 리니어 압축기
KR20120045958A (ko) 압축기
KR20210092406A (ko) 압축기
KR100746426B1 (ko) 리니어 압축기의 피스톤
KR100575831B1 (ko) 왕복동식 압축기의 진동 저감 장치

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant