KR20200004123A - 리니어 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기에는, 실린더를 관통하여 형성된 가스 유입부에 안착되는 필터 브라켓과, 필터 브라켓에 안착되는 필터부재를 가지는 필터 어셈블리가 포함되는 것을 특징으로 한다.

Description

리니어 압축기{Linear compressor}
본 발명은 리니어 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 압축기(Compressor)는 전기 모터나 터빈 등의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 공기나 냉매 또는 그 밖의 다양한 작동가스를 압축하여 압력을 높여주는 기계장치로서, 상기 가전제품 또는 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.
이러한 압축기는 왕복동식 압축기(reciprocating compressor)와, 회전식 압축기(rotary compressor), 및 스크롤식 압축기(scroll compressor)로 분류될 수 있다.
상기 왕복동식 압축기는 피스톤(Piston)과 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스의 압축을 위한 압축공간이 형성되고, 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 상기 압축공간 내로 유입된 냉매를 압축시킨다.
또한, 상기 회전식 압축기는 편심 회전되는 롤러(Roller)와 실린더 사이에 작동가스의 압축을 위한 압축공간이 형성되고, 롤러가 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 압축공간 내로 유입된 냉매를 압축시킨다.
또한, 상기 스크롤식 압축기는 선회 스크롤(Orbiting scroll)과 고정 스크롤(Fixed scroll) 사이에 작동가스의 압축을 위한 압축공간이 형성되고, 상기 선회 스크롤이 고정 스크롤을 따라 회전하면서 상기 압축공간 내의 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 많이 개발되고 있다.
상기 리니어 압축기는 밀폐된 쉘 내부에서 상기 피스톤이 리니어 모터에 의해 실린더 내부를 왕복 직선 운동하면서 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음 토출시키도록 구성된다.
상기 리니어 모터는, 인너 스테이터 및 아우터 스테이터 사이에 영구자석이 위치되도록 구성되고, 전자기력에 의하여 영구자석이 인너 스테이터와 아우터 스테이터 사이에서 직선 왕복 운동하도록 구성된다.
이때, 상기 리니어 모터는 이너 스테이터 및 아우터 스테이터 사이에 마그넷이 위치되도록 구성되며, 상기 마그넷은 상기 마그넷과 상기 이너(또는 아우터) 스테이터 간의 상호 전자기력에 의해 직선 왕복 운동하도록 구동된다. 그리고, 상기 마그넷이 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 특허출원(이하, 선행문헌) 한 바 있다.
선행문헌에 개시된 리니어 압축기에는 실린더와 피스톤 사이 공간에 냉매가스를 공급하여 베어링 기능을 수행하는 가스 베어링 기술이 개시된다. 상기 냉매가스는 상기 실린더에 형성된 노즐을 통하여 상기 피스톤의 외주면 측으로 유동하여 왕복운동하는 피스톤에 대한 베어링 작용을 수행한다.
한편, 리니어 압축기의 압축효율을 향상시키기 위해서는, 가스 베어링으로 이용되는 냉매가스의 소비유량을 최소화할 필요가 있다. 이러한 냉매가스의 소비유량을 줄이기 위해서는 상기 실린더 노즐의 직경 또는 상기 실린더 노즐의 개수를 줄여야 하는데, 상기 실린더 노즐의 직경이 작아지거나 또는 상기 실린더 노즐의 개수가 적어지면, 실린더 노즐이 막히는 현상이 발생하여 압축기 신뢰성에 큰 영향을 미친다.
즉, 상기 실린더 노즐의 직경이 작거나 또는 상기 실린더 노즐의 개수가 적으면, 오일 또는 오일과 먼지 혼합물 등에 의하여 실린더 노즐 막힘 현상이 발생하고 이에 따라 가스 베어링의 기능이 현저히 감소하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 상기 선행문헌은 PET(Polyethylene Terephtahalate) 재질로 형성된 실(thread)을 실린더의 외주면에 형성된 가스 유입부에 감아서 침전필터 방식의 필터부재로 사용한다.
그러나, 이 경우, 압력 및 온도가 급변하는 압축기의 운전 조건에 필터가 장시간 노출되면, 필터의 장력 감소로 인하여 시간이 지날수록 필터링 성능이 현저히 저하되는 문제가 있다. 필터링 성능이 현저히 떨어지면, 오일 또는 먼지 혼합물에 의하여 실린더 노즐 막힘 현상이 심해지는 문제가 있다.
한국공개특허 제10-2018-0039959호(2018년04월19일)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은, 가스 베어링으로 이용되는 냉매가스의 유량을 조절함과 동시에 냉매가스에 포함된 이물을 걸러줄 수 있는 필터 어셈블리를 구비한 리니어 압축기를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 냉매가스가 실린더로 유입되는 노즐의 직경 또는 개수를 줄이더라도, 가스 베어링의 성능을 유지하면서 노즐의 막힘 현상을 방지할 수 있는 리니어 압축기를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 실린더에 필터 어셈블리가 손쉽게 설치될 수 있고, 필터 어셈블리가 실린더로부터 분리되는 것이 방지될 수 있는 리니어 압축기를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 필터 어셈블리에 포함된 필터부재가 필터 브라켓에 의하여 보호될 수 있고, 필터부재가 필터 브라켓으로부터 분리되는 것이 방지될 수 있는 리니어 압축기를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 필터 어셈블리가 간단한 공정에 의해서 모듈화를 이룰 수 있는 리니어 압축기를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 기존 대비 적은 냉매 소비유량으로 동등하거나 또는 그 이상의 피스톤 지지력을 확보할 수 있는 리니어 압축기를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기에는, 실린더를 관통하여 형성된 가스 유입부에 설치되는 필터 어셈블리가 포함된다. 이때, 상기 필터 어셈블리는, 홀이 형성되며 상기 가스 유입부에 안착되는 필터 브라켓과, 상기 필터 브라켓에 안착되는 필터부재를 포함함으로써, 가스 베어링으로 이용되는 냉매가스의 유량을 조절함과 동시에 냉매가스에 포함된 이물을 걸러줄 수 있다.
또한, 상기 가스 유입부에는, 상기 실린더의 외주면으로부터 반경방향 내측으로 함몰되는 안착홈 및 상기 안착홈으로부터 상기 실린더의 내주면까지 관통되는 관통홀이 포함되고, 상기 필터 브라켓은 상기 안착홈에 삽입됨으로써, 필터 브라켓이 실린더 외측에 손쉽게 설치될 수 있다.
이때, 상기 필터 브라켓은 상기 필터부재를 감싸는 형상으로 형성될 수 있으므로, 필터부재가 필터 브라켓에 의해서 강하게 고정될 수 있고, 따라서 필터부재가 필터 브라켓으로부터 이탈되는 것이 방지될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 필터 브라켓에는 홀이 형성되며, 상기 안착홈에 놓이는 플레이트 및 상기 플레이트의 가장자리를 따라 상방으로 연장되는 연장부가 포함되고, 상기 필터부재는 상기 연장부에 의해 형성된 내측공간에 수용됨으로써, 진동 또는 흔들림에도 필터부재가 안전하게 보호될 수 있다.
일례로, 상기 필터부재는 상기 내측공간에서 상기 플레이트 위에 적층될 수 있다. 여기서, 상기 압축 공간으로부터 토출된 냉매 중 일부는, 상기 필터부재를 통과한 후 상기 플레이트의 홀을 통하여 상기 가스 유입부의 관통홀로 유입됨으로써, 냉매가스에 포함된 이물이 상기 필터부재를 통해 걸러질수 있고, 상기 플레이트의 홀을 통해 냉매유량이 조절될 수 있다.
상기 안착홈의 직경(D1)은, 상기 관통홀의 직경(D2)보다 크게 형성되고, 상기 안착홈의 함몰 깊이(H1)는, 상기 관통홀의 함몰 깊이(H2)보다 작거나 같게 형성될 수 있다.
또한, 상기 필터부재는 다수의 필터공을 가지는 금속 재질로 이루어지고, 상기 필터 브라켓은 엔지니어링 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 필터부재와 필터 브라켓은 열팽창 계수가 다른 재질로 형성되므로, 필터부재 또는 필터 브라켓이 냉매가스로부터 열을 전달받아 팽창하면서, 서로 강하게 밀착될 수 있다.
또한, 상기 필터 브라켓에는 상기 연장부의 일부가 상기 내측공간으로 구부러지는 절곡부가 더 포함되고, 상기 절곡부의 적어도 일부는, 상기 필터부재에 밀착됨으로써, 상기 필터부재가 상기 필터 브라켓 내부에서 탈거되는 것이 방지될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 필터 어셈블리에는, 상기 내측공간에 수용되며, 상기 플레이트와 상기 필터부재 사이에 개재되는 필터 지지부가 더 포함될 수 있다.
여기서, 상기 필터부재는 다공성 유기 물질로 이루어지고, 상기 필터 지지부는 다공성 금속 재질로 이루어질 수 있다. 따라서, 필터부재에 의해서 냉매가스의 유량이 조절되고 냉매가스에 포함된 이물이 걸러질 수 있다. 뿐만 아니라, 급격한 압력 및 온도변화에 대응하여 필터부재가 변형되더라도, 필터 지지부에 의해서 필터부재의 형상 및 위치가 유지될 수 있다.
또한, 상기 필터 어셈블리에는, 상기 필터 브라켓의 개방된 면을 덮는 브라켓 커버가 더 포함되고, 상기 브라켓 커버는 홀이 형성되며 상기 필터부재의 상측에 배치될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 필터 브라켓에는 제 1 홀이 형성되며, 상기 안착홈에 놓이는 제 1 플레이트와, 상기 제 1 플레이트의 상측에 배치되는 필터부재 및 제 2 홀이 형성되며, 상기 필터부재의 상측에 배치되는 제 2 플레이트가 포함될 수 있다.
즉, 제 1 플레이트와, 필터부재 및 제 2 플레이트는 순차적으로 적층될 수 있고, 이때, 상기 제 1 홀의 중심과, 상기 제 2 홀의 중심은 동일선상에 위치될 수 있다.
상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기에 의하면 다음과 같은 효과를 있다.
첫째, 실린더를 관통하여 형성된 가스 유입부에는 홀이 형성된 필터 브라켓이 구비되고, 필터 브라켓에는 냉매가스에 포함된 이물을 걸러주기 위한 필터부재가 구비되므로, 가스 베어링으로 이용되는 냉매가스의 유량을 조절함과 동시에 냉매가스에 포함된 이물을 걸러줄 수 있는 장점이 있다. 따라서, 실린더로 냉매가스가 유입되는 노즐의 직경 또는 개수를 최소화하더라도, 가스 베어링의 성능을 유지하면서 실린더 노즐의 막힘 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다. 즉, 기존 대비 적은 냉매 소비유량으로 동등하거나 또는 그 이상의 피스톤 지지력을 확보할 수 있다.
둘째, 필터 브라켓이 실린더의 외주면으로부터 반경방향 내측으로 함몰되는 안착홈에 삽입되고, 필터부재가 필터 브라켓 위에 적층되는 방식으로 설치되므로, 필터 어셈블리가 손쉽게 설치될 수 있고, 필터 어셈블리가 실린더로부터 분리되는 것이 방지될 수 있다.
셋째, 필터 브라켓은 필터부재를 감싸는 형상으로 형성될 수 있으므로, 진동 또는 흔들림 발생 시 필터부재가 안전하게 보호될 수 있고, 필터부재가 필터 브라켓으로부터 이탈되는 것이 방지될 수 있는 장점이 있다.
넷째, 필터 브라켓의 개방된 면을 덮고 필터부재를 눌러주는 브라켓 커버가 더 제공될 수 있으므로, 필터부재가 견고히 지지되고 필터 브라켓과 분리되는 것이 방지될 수 있다.
다섯째, 필터부재는 다수의 필터공을 가지는 금속 재질로 이루어지므로, 급격한 압력 및 온도 변화에도 변형이 발생하거나 여과 성능이 저감되는 것이 방지될 수 있는 장점이 있다.
여섯째, 필터부재가 다공성 유기물질로 이루어질 경우, 필터 브라켓 내부에서 필터부재를 잡아주는 필터 지지부가 더 구비되므로, 필터부재의 변형 및 탈거를 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리니어 압축기의 사시도.
도 2는 도 1의 리니어 압축기에서 쉘 및 쉘 커버가 분리된 모습을 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리니어 압축기의 쉘 내부에 수용되는 압축기 본체의 분해 사시도.
도 4는 도 1의 IV-IV'를 따라 절개한 단면을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 필터 어셈블리가 실린더에 구비된 모습을 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 실린더의 구성을 보여주는 도면.
도 7은 도 5의 "A" 부분을 확대하여 보여주는 도면.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 필터 어셈블리의 제작방법을 보여주는 도면.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 필터 어셈블리가 실린더에 구비된 모습을 보여주는 도면.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 필터 어셈블리의 제작방법을 보여주는 도면.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 필터 어셈블리가 실린더에 구비된 모습을 보여주는 도면.
도 12는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리니어 압축기의 가스베어링 성능 효과를 보여주는 그래프.
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 실시예에 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 제 1 실시예에 따른 리니어 압축기의 사시도이고, 도 2는 도 1의 리니어 압축기에서 쉘 및 쉘 커버가 분리된 모습을 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 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.
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) 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.
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 수직방향(또는 반경방향)으로의 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 쉘 커버(102)의 내측면에는, 커버지지부(102a)가 구비된다. 상기 커버지지부(102a)에는, 후술할 제 2 지지장치(185)가 결합될 수 있다. 상기 커버지지부(102a) 및 상기 제 2 지지장치(185)는, 리니어 압축기(10)의 본체를 지지하는 장치로서 이해될 수 있다. 여기서, 상기 리니어 압축기(10)의 본체는 상기 쉘(101)의 내부에 구비되는 부품을 의미하며, 예를 들어 전후 왕복운동 하는 구동부 및 상기 구동부를 지지하는 지지부가 포함될 수 있다.
상기 구동부에는, 후술할 피스톤(130), 마그넷(146), 서포터(137) 및 머플러(150) 등과 같은 부품이 포함될 수 있다. 그리고, 상기 지지부에는, 후술할 공진스프링(176a,176b), 리어 커버(170), 스테이터 커버(149), 제 1 지지장치(165) 및 제 2 지지장치(185) 등과 같은 부품이 포함될 수 있다.
상기 제 1 쉘 커버(102)의 내측면에는, 스토퍼(102b)가 구비될 수 있다. 상기 스토퍼(102b)는 상기 리니어 압축기(10)의 운반 중 발생하는 진동 또는 충격등에 의하여, 상기 리니어 압축기(10)의 본체, 특히 모터 어셈블리(140)가 상기 쉘(101)에 부딪혀 파손되는 것을 방지하는 구성으로서 이해된다. 상기 스토퍼(102b)는 후술할 리어 커버(170)에 인접하게 위치되어, 상기 리니어 압축기(10)에 흔들림이 발생할 때, 상기 리어 커버(170)가 상기 스토퍼(102b)에 간섭됨으로써, 상기 모터 어셈블리(140)에 충격이 전달되는 것을 방지할 수 있다.
상기 쉘(101)의 내주면에는 스프링체결부(101a)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 스프링체결부(101a)는 상기 제 2 쉘 커버(103)에 인접한 위치에 배치될 수 있다. 상기 스프링체결부(101a)는 후술할 제 1 지지장치(165)의 제 1 지지스프링(166)에 결합될 수 있다. 상기 스프링체결부(101a)와 상기 제 1 지지장치(165)가 결합됨으로써, 상기 압축기의 본체는 상기 쉘(101)의 내측에 안정적으로 지지될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리니어 압축기의 쉘 내부에 수용되는 압축기 본체의 분해 사시도이고, 도 4는 도 1의 IV-IV'를 따라 절개한 단면을 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리니어 압축기(10)에는 상기 쉘(101)의 내부에 제공되는 실린더(120)와, 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.
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.
상기 흡입 머플러(150)에는, 머플러 필터(155)가 더 포함된다. 상기 머플러 필터(155)는 상기 제 1 머플러(151)와 상기 제 2 머플러(152)가 결합되는 경계면에 위치될 수 있다. 예를 들어, 상기 머플러 필터(155)는 원형의 형상을 가질 수 있으며, 상기 머플러 필터(155)의 외주부는 상기 제 1, 2 머플러(151,152)의 사이에 지지될 수 있다.
이하, 방향을 정의한다.
"축 방향"이라 함은, 상기 피스톤(130)이 왕복운동 하는 방향, 즉 도 4에서 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 4의 세로 방향으로 이해될 수 있다.
상기 피스톤(130)에는, 대략 원통 형상의 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 실린더(120)에는, 축 방향으로 연장되는 실린더 본체(121) 및 상기 실린더 본체(121)의 전방부 외측에 구비되는 실린더 플랜지(122)가 포함된다. 또한, 상기 실린더(120)의 내측에는 상기 제 1 머플러(151)의 적어도 일부분 및 상기 피스톤 본체(131)의 적어도 일부분을 수용하도록 구성된다.
상기 실린더 본체(121)에는, 후술될 토출밸브(161)를 통하여 배출된 냉매 중 적어도 일부의 냉매가 유입되는 가스 유입부(126)가 형성된다. 상기 가스 유입부(126)는 상기 실린더 본체(121)의 외주면으로부터 반경방향 내측으로 관통하도록 구성될 수 있다.
상기 가스 유입부(126)는 다수 개가 구비될 수 있다. 다수 개의 가스 유입부(126)는 축 방향 중심축을 기준으로, 상기 실린더 본체(121)의 외주면을 따라 이격되어 배치될 수 있다.
상기 가스 유입부(126)에는, 필터 어셈블리(200)가 구비된다.
상기 필터 어셈블리(200)는 냉매가스에 포함된 이물 또는 유분을 필터링 하는 필터부재를 포함한다. 그리고 상기 필터부재를 통과한 냉매는 상기 필터 어셈블리(200)에 형성된 노즐을 통해 유량이 조절되어, 상기 피스톤(130)과 상기 실린더(120) 사이의 가스 베어링으로 기능한다.
또한, 상기 실린더(120)의 내부에는, 상기 피스톤(130)에 의하여 냉매가 압축되는 압축 공간(P)이 형성된다. 그리고, 상기 피스톤 본체(131)의 전면부에는, 상기 압축 공간(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 압축 공간(P)의 전방에는, 상기 압축 공간(P)에서 배출된 냉매의 토출공간(160a)을 형성하는 토출커버(160) 및 상기 토출커버(160)에 결합되며 상기 압축 공간(P)에서 압축된 냉매를 선택적으로 배출시키기 위한 토출밸브 어셈블리(161,163)가 제공된다. 상기 토출공간(160a)은 토출커버(160)의 내부 벽에 의하여 구획되는 다수의 공간부가 포함된다. 상기 다수의 공간부는 전후 방향으로 배치되며, 서로 연통될 수 있다.
상기 토출밸브 어셈블리(161,163)에는, 상기 압축 공간(P)의 압력이 토출압력 이상이 되면 개방되어 냉매를 상기 토출커버(160)의 상기 토출공간(160a)으로 유입시키는 토출 밸브(161) 및 상기 토출 밸브(161)와 상기 토출커버(160)의 사이에 제공되어 축 방향으로 탄성력을 제공하는 스프링 조립체(163)가 포함된다.
상기 스프링 조립체(163)에는, 밸브 스프링(163a) 및 상기 밸브 스프링(163a)을 상기 토출커버(160)에 지지하기 위한 스프링지지부(163b)가 포함된다. 예를 들어, 상기 밸브 스프링(163a)에는, 판 스프링이 포함될 수 있다. 그리고, 상기 스프링지지부(163b)는 사출공정에 의하여 상기 밸브 스프링(163a)에 일체로 사출 성형될 수 있다.
상기 토출 밸브(161)는 상기 밸브 스프링(163a)에 결합되며, 상기 토출 밸브(161)의 후방부 또는 후면은 상기 실린더(120)의 전면에 지지 가능하도록 위치된다. 상기 토출 밸브(161)가 상기 실린더(120)의 전면에 지지되면 상기 압축공간(P)은 밀폐된 상태를 유지하며, 상기 토출 밸브(161)가 상기 실린더(120)의 전면으로부터 이격되면 상기 압축공간(P)은 개방되어, 상기 압축공간(P) 내부의 압축된 냉매가 배출될 수 있다.
따라서, 상기 압축 공간(P)은 상기 흡입 밸브(135)와 상기 토출 밸브(161)의 사이에 형성되는 공간으로서 이해된다. 그리고, 상기 흡입 밸브(135)는 상기 압축 공간(P)의 일 측에 형성되고, 상기 토출 밸브(161)는 상기 압축 공간(P)의 타 측, 즉 상기 흡입 밸브(135)의 반대 측에 제공될 수 있다.
상기 피스톤(130)이 상기 실린더(120)의 내부에서 왕복 직선운동 하는 과정에서, 상기 압축공간(P)의 압력이 토출압력보다 낮고 흡입압력 이하가 되면 상기 흡입 밸브(135)가 개방되어 냉매는 상기 압축 공간(P)으로 흡입된다. 반면에, 상기 압축공간(P)의 압력이 상기 흡입압력 이상이 되면 상기 흡입 밸브(135)가 닫힌 상태에서 상기 압축공간(P)의 냉매가 압축된다.
또한, 상기 압축공간(P)의 압력이 상기 토출압력 이상이 되면, 상기 밸브 스프링(163a)이 전방으로 변형하면서 상기 토출 밸브(161)를 개방시키고, 냉매는 상기 압축공간(P)으로부터 토출되어, 상기 토출공간(160a)으로 배출된다. 상기 냉매의 배출이 완료되면, 상기 밸브 스프링(163a)은 상기 토출 밸브(161)에 복원력을 제공하여, 상기 토출 밸브(161)가 닫혀지도록 한다.
한편, 상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 토출 커버(160)에 결합되며 상기 토출 커버(160)의 토출공간(160a)을 유동한 냉매를 배출시키는 커버파이프(162a)가 더 포함된다. 예를 들어, 상기 커버파이프(162a)는 금속재질로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 커버파이프(162a)에 결합되며, 상기 커버파이프(162a)를 유동하는 냉매를 상기 토출 파이프(105)로 전달하는 루프 파이프(162b)가 더 포함된다. 상기 루프 파이프(162b)의 일측부는 상기 커버파이프(162a)에 결합되며, 타측부는 상기 토출 파이프(105)에 결합될 수 있다.
상기 루프 파이프(162b)는 플렉서블한 재질로 구성되며, 상대적으로 길게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 루프 파이프(162b)는 상기 커버파이프(162a)로부터 상기 쉘(101)의 내주면을 따라 라운드지게 연장되어, 상기 토출 파이프(105)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 루프 파이프(162b)는 감겨진 형상을 가질 수 있다.
상기 리니어 압축기(10)에는, 프레임(110)이 더 포함된다. 상기 프레임(110)은 상기 실린더(120)를 고정시키는 구성으로서 이해된다. 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 프레임(110)에는, 대략 원통 형상의 프레임 본체(111) 및 상기 프레임 본체(111)로부터 반경 방향으로 연장되는 프레임 플랜지(112)가 포함된다. 상기 프레임 본체(111)는 상기 실린더(120)를 둘러싸도록 배치된다. 즉, 상기 실린더(120)는 상기 프레임 본체(111)의 내측에 수용되도록 위치될 수 있다. 그리고, 상기 프레임 플랜지(112)는 상기 토출커버(160)와 결합될 수 있다.
또한, 상기 프레임(110)에는 상기 토출밸브(161)를 통하여 배출된 냉매 중 적어도 일부의 냉매를 상기 가스 유입부(126)로 유동시키는 가스홀(114)이 형성된다. 상기 가스홀(114)은 상기 프레임 플랜지(112) 및 상기 프레임 본체(111)를 연통하도록 형성된다.
상기 모터 어셈블리(140)에는, 아우터 스테이터(141)와, 상기 아우터 스테이터(141)의 내측으로 이격되어 배치되는 이너 스테이터(148) 및 상기 아우터 스테이터(141)와 이너 스테이터(148)의 사이 공간에 위치하는 마그넷(146)이 포함된다.
상기 마그넷(146)은, 상기 아우터 스테이터(141) 및 이너 스테이터(148)와의 상호 전자기력에 의하여 직선 왕복 운동할 수 있다. 그리고, 상기 마그넷(146)은 1개의 극을 가지는 단일 자석으로 구성되거나, 3개의 극을 가지는 다수의 자석이 결합되어 구성될 수 있다.
상기 이너 스테이터(148)는 상기 프레임 본체(111)의 외주에 고정된다. 그리고, 상기 이너 스테이터(148)는 복수 개의 라미네이션이 상기 프레임 본체(111)의 외측에서 반경 방향으로 적층되어 구성된다.
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 플랜지(112)를 관통하여 연장될 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. 이때, 상기 아우터 스테이터(141)의 일 측은 상기 프레임 플랜지(112)에 의하여 지지되며, 타 측은 상기 스테이터 커버(149)에 의하여 지지될 수 있다. 정리하면, 축 방향으로 상기 프레임 플랜지(112), 상기 아우터 스테이터(141) 및 상기 스테이터 커버(149)가 차례로 위치된다.
또한, 상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 스테이터 커버(149)와 상기 프레임 플랜지(112)를 체결하기 위한 커버체결부재(149a)가 더 포함된다. 상기 커버체결부재(149a)는, 상기 스테이터 커버(149)를 관통하여 상기 프레임 플랜지(112)를 향하여 전방으로 연장되며, 상기 프레임 플랜지(112)에 결합될 수 있다.
또한, 상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 스테이터 커버(149)에 결합되어 후방으로 연장되며, 제 2 지지장치(185)에 의하여 지지되는 리어 커버(170)가 더 포함된다.
상세하게는, 상기 리어 커버(170)에는 3개의 지지레그가 포함되며, 상기 3개의 지지레그는 상기 스테이터 커버(149)의 후면에 결합될 수 있다. 상기 3개의 지지레그와, 상기 스테이터 커버(149)의 후면 사이에는, 스페이서(181)가 개재될 수 있다. 상기 스페이서(181)의 두께를 조절하는 것에 의하여, 상기 스테이터 커버(149)로부터 상기 리어 커버(170)의 후단부까지의 거리를 결정할 수 있다.
또한, 상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 리어 커버(170)에 결합되어 상기 흡입 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)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, 상기 토출커버(160)에 결합되며, 상기 압축기(10)의 본체의 일 측을 지지하는 제 1 지지장치(165)가 더 포함된다. 상기 제 1 지지장치(165)는 상기 제 2 쉘 커버(103)에 인접하게 배치되어, 상기 압축기(10)의 본체를 탄성 지지할 수 있다. 상세하게는, 상기 제 1 지지장치(165)에는, 제 1 지지스프링(166)이 포함된다. 상기 제 1 지지스프링(166)은, 상기 스프링체결부(101a)에 결합될 수 있다.
또한, 상기 리니어 압축기(10)에는, 상기 리어 커버(170)에 결합되어, 상기 압축기(10)의 본체의 타 측을 지지하는 제 2 지지장치(185)가 더 포함된다. 상기 제 2 지지장치(185)는 상기 제 1 쉘 커버(102)에 결합되어, 상기 압축기(10)의 본체를 탄성 지지할 수 있다. 상세하게는, 상기 제 2 지지장치(185)에는, 제 2 지지스프링(186)이 포함된다. 상기 제 2 지지스프링(186)은, 상기 커버지지부(102a)에 결합될 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 토출커버(160)가 결합되는 부분에 구비되는 제 1 실링부재(127)가 포함된다. 또한, 상기 다수의 실링부재에는, 상기 프레임(110)과 상기 실린더(120)가 결합되는 부분에 구비되는 제 2, 3 실링부재(128,129a) 및 상기 프레임(110)과 상기 이너 스테이터(148)가 결합되는 부분에 구비되는 제 4 실링부재(129b)가 더 포함된다.
이하에서는 본 발명의 실시예들에 따른 필터 어셈블리에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 필터 어셈블리가 실린더에 구비된 모습을 보여주는 도면이고, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 실린더의 구성을 보여주는 도면이고, 도 7은 도 5의 "A" 부분을 확대하여 보여주는 도면이다.
도 5 내지 7을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 실린더(120)에는 상술한 바와 같이, 실린더 본체(121)와 상기 실린더 본체(121)의 전방부 외측에 구비되는 실린더 플랜지(122)가 포함된다.
상기 실린더 본체(121)는 가로 방향 또는 축 방향으로 길게 연장되며, 내부가 비어있는 원통 형상을 가질 수 있다. 그리고 상기 실린더 본체(121)의 내부에는 상기 피스톤(130)이 배치되고, 외부에는 상기 프레임(110)이 배치된다.
상기 실린더(120)에는 상기 실린더 본체(121)를 관통하여 형성되는 가스 유입부(126)가 포함된다. 상기 가스 유입부(126)는 상기 실린더 본체(121)의 둘레를 따라 다수 개가 구비될 수 있다. 상기 가스 유입부(126)는 상기 토출밸브(161)를 통하여 배출된 냉매 중 적어도 일부의 냉매가 상기 실린더 본체(121)의 내부로 유입되는 공간이다.
상기 가스 유입부(126)는 상기 실린더 본체(121)의 외주면(121a)으로부터 반경방향 내측으로 관통하도록 형성된다. 즉, 상기 가스 유입부(126)는 상기 실린더 본체(121)의 외주면(121a)에서 상기 실린더 본체(121)의 내주면(121b)까지 연속하여 관통되는 부분이다.
상세히, 상기 가스 유입부(126)에는 상기 실린더 본체(121)의 외주면(121a)으로부터 반경방향 내측으로 소정 깊이(H1) 함몰되는 안착홈(126a)과, 상기 안착홈(126a)에서 상기 실린더 본체(121)의 내주면(121b)까지 관통되는 관통홀(126b)이 포함된다. 즉, 상기 안착홈(126a)과 상기 관통홀(126b)은 연통될 수 있다. 다만, 상기 안착홈(126a)의 직경(D1)은 상기 관통홀(126b)의 직경(D2)보다 크게 형성된다.
상기 안착홈(126a)은, 상기 필터 어셈블리(200)가 장착되는 공간을 마련한다. 이를 위하여, 상기 안착홈(126a)은 상기 실린더 본체(121)의 외주면(121a)으로부터 소정깊이로 함몰되어, 상기 필터 어셈블리(200)가 안착되는 안착면(121c)을 형성한다.
예를 들어, 상기 안착홈(126a)은 원형으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 안착면(121c)의 수평단면은 원형으로 이루어져서 상기 필터 어셈블리(200)를 지지할 수 있다.
상기 관통홀(126b)은, 상기 안착홈(126a)으로부터 소정깊이 더 함몰되어, 상기 실린더 본체(121)의 내주면(121b)까지 연장된다. 구체적으로, 상기 관통홀(126b)은 상기 안착면(121c)의 중심 부분으로부터 상기 실린더 본체(121)의 내주면(121b)까지 관통된다.
이때, 상기 관통홀(126b)의 직경(D2)은 상기 안착홈(126a)의 직경(D1)보다 작게 형성되므로, 상기 필터 어셈블리(200)가 안착되는 안착면(121c)이 마련될 수 있다.
일례로, 상기 관통홀(126b)의 직경(D2)은, 상기 안착홈(126a)의 직경(D1)의 절반보다 크게 형성될 수 있다. 또한, 상기 관통홀(126b)의 함몰깊이(H2)는, 상기 안착홈(126a)의 함몰깊이(H1)와 동일하게 또는 다르게 형성될 수 있다. 일례로, 상기 안착홈(126a)의 함몰깊이(H1)는, 상기 관통홀(126b)의 함몰깊이(H2)보다 작거나 같게 형성될 수 이TEk.
상기 관통홀(126b)은 원형으로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 필터 어셈블리(200)를 통과한 냉매가스가 상기 관통홀(126b)을 통해 상기 피스톤(130)과 상기 실린더(120)의 사이 공간으로 고르게 퍼질 수 있다.
상기 가스 유입부(126)는 상기 실린더(120)의 외면에 다수 개가 이격되어 배치될 수 있다. 일례로, 다수 개의 가스 유입부(216)는 축 방향 중심축을 기준으로, 상기 실린더 본체(121)의 외주면(121a)을 따라 이격되어 배치될 수 있다.
상기 가스 유입부(216)는 상기 실린더(120)의 둘레를 따라 다수 개의 가스 유입부(216)가 일정 간격으로 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지는 않으며, 상기 가스 유입부(216)의 개수 및 위치는 다양하게 설계될 수 있다.
상기 필터 어셈블리(200)에는, 상기 안착홈(126a)에 안착되는 필터 브라켓(210)과, 상기 필터 브라켓(210)에 안착되는 필터부재(220)가 포함된다. 상기 필터 브라켓(210)은 상기 필터부재(220)를 상기 안착홈(126a)에 장착시키고, 상기 필터부재(220)를 지지하는 기능을 한다.
상기 필터 브라켓(210)은, 플라스틱 사출물로 성형될 수 있다. 그리고 상기 필터 브라켓(210)은 원형 형상을 가질 수 있다.
상세히, 상기 필터 브라켓(210)에는 상기 필터부재(220)가 놓이는 플레이트(211)와, 상기 플레이트(211)의 가장자리를 따라 상방으로 연장되는 연장부(213), 및 상기 연장부(213)의 단부가 내측 방향으로 절곡되는 절곡부(215)가 포함된다.
상기 플레이트(211)는 소정 면적을 가지는 원반 형상으로 형성될 수 있다. 상기 플레이트(211)의 일 면은 상기 필터부재(220)와 접촉되고, 타 면은 상기 안착면(121c)이 접촉될 수 있다. 즉, 도 7을 기준으로, 상기 플레이트(211)의 상면에는 상기 필터부재(220)가 놓여지고, 하면은 상기 안착면(121c)에 지지될 수 있다.
또한, 상기 플레이트(211)에는 홀이 형성된다.
여기서, 상기 홀은 냉매가스가 통과하는 노즐(211a)을 포함할 수 있다.
상기 노즐(211a)은, 상기 플레이트(211)의 어느 지점에 관통되어 형성된다. 바람직하게는 상기 노즐(211a)은 상기 플레이트(211)의 상면 중심 지점에서 하측 방향으로 관통되어 형성될 수 있다.
일례로, 상기 노즐(211a)은 원형의 수평 단면을 가질 수 있다. 그리고 상기 노즐(211a)의 직경(C1)은, 20~40μm(마이크로 미터)로 형성될 수 있다.
또한, 상기 노즐(211a)의 중심은, 상기 관통홀(126b)의 중심과 일치할 수 있다. 즉, 상기 노즐(211a)이 상기 관통홀(126b)의 수직 중심에 위치되므로, 상기 관통홀(126b) 내부의 압력이 안정적으로 유지되고, 상기 노즐(211a)을 통해 유입된 냉매가 상기 피스톤(130)과 상기 실린더(120)의 사이 공간으로 고르게 퍼질 수 있다.
상기 연장부(213)는 상기 플레이트(211)의 테두리를 따라 상방으로 연장되어, 상기 필터부재(220)가 수용되는 내부공간(211b)을 형성한다. 즉, 상기 연장부(213)는 상기 필터부재(220)를 감싸도록, 상기 필터부재(220)의 두께에 해당하는 높이보다 더 높게 형성될 수 있다.
이때, 상기 필터 브라켓(210)은 상기 실린더(120)와 다른 재질로 형성될 수 있다. 즉, 상기 필터 브라켓(210)은 상기 실린더(120)와 다른 열팽창 계수를 가지는 재질로 형성될 수 있다.
일례로, 상기 필터 브라켓(210)은 상기 실린더(120)의 열팽창 계수보다 작은 열팽창 계수를 가지는 소재로 이루어져서, 상기 필터 브라켓(210)이 상기 안착홈(126a)에 삽입되면, 상기 연장부(213)의 외측면은 상기 안착홈(126a)의 내측면에 밀착될 수 있다.
즉, 상기 필터 브라켓(210)은 상기 실린더(120)의 열팽창 계수보다 작은 열팽창 계수를 가지는 소재로 이루어져서, 상기 압축 공간(P)으로부터 토출되는 냉매로부터 열을 전달받아 팽창하면서, 상기 필터 브라켓(210)이 상기 가스 유입부(126)에 강하게 밀착되도록 할 수 있다. 그러면, 상기 필터 브라켓(210)이 상기 실린더(120)로부터 이탈하는 가능성을 낮출 수 있다. 일례로, 상기 필터 브라켓(210)은 고온에 견디는 엔지니어링 플라스틱으로 이루어질 수 있고, 상기 실린더(120)는 알루미늄 또는 금속 재질로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 연장부(213)의 단부 즉, 상기 연장부(213)의 상단부에 해당하는 부분이 내측으로 절곡되어 절곡부(215)를 형성할 수 있다. 상기 절곡부(215)는 상기 연장부(213)의 일부를 상기 필터 브라켓(210)의 내측 방향으로 가압하여 형성될 수 있다. 이때, 상기 절곡부(215)의 단부가 상기 필터부재(220)의 상면을 강하게 눌러줌으로써, 상기 필터부재(220)가 상기 필터 브라켓(210)의 내부에서 견고히 고정될 수 있다.
상기 필터부재(220)는, 상기 필터 브라켓(210)의 내측에 장착되어, 냉매가스에 포함된 이물을 필터링 하는 구성으로 이해된다. 상기 필터부재(220)는 자성을 가지는 물질로 구성되어, 냉매 중에 포함된 이물, 특히 금속 오물의 필터링이 용이하도록 구성될 수 있다.
상기 필터부재(220)는 금속 재질로 이루어질 수 있다. 일례로, 상기 필터부재(220)는 스테인리스 스틸(stainless steel) 재질로 구성되어, 소정의 자성을 가질 수 있고 녹스는 현상을 방지할 수 있다. 그리고 상기 필터부재(220)는 다수의 필터공(미도시)을 가지는 메쉬(mesh) 타입으로 구성될 수 있다. 일례로, 상기 필터공은 3μm 이하로 설계될 수 있다.
즉, 상기 필터부재(220)의 외형은 원반 형상으로 이루어지되, 금속 재질로 형성된 다공 물질로 구성될 수 있다. 따라서, 장시간의 급격한 압력 및 온도 변화에도 상기 필터부재(220)의 필터 성능이 저하되는 것이 방지될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 필터 어셈블리의 제작방법을 보여주는 도면이다.
도 8을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 필터 어셈블리(200)를 제작하는 방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 필터 브라켓(210)을 준비한다.
상기 필터 브라켓(210)은 일례로, 상부가 개방된 원반 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 필터 브라켓(210)에는 원형의 플레이트(211)와, 상기 플레이트(211)의 테두리를 따라 상방으로 연장되는 연장부(213)가 포함될 수 있다. 따라서, 상기 필터 브라켓(210)의 내부에는 원통 형상의 내부공간(211b)이 마련될 수 있다. 일례로, 상기 필터 브라켓(210)은 플라스틱 사출물로 일체로 성형될 수 있다.
다음, 상기 필터 브라켓(210)에 홈 가공을 수행한다.
즉, 상기 플레이트(211)의 중심 지점에 구멍을 뚫어서, 상기 노즐(211a)을 형성한다. 이때, 상기 노즐(211a)의 직경이 20~40μm가 되도록 천공한다.
다음, 상기 필터 브라켓(210) 내측에 상기 필터부재(220)를 위치시킨다.
즉, 금속 재질로 형성된 상기 필터부재(220)를 상기 필터 브라켓(210)의 내측에 안착시킨다.
다음, 상기 필터 브라켓(210)에 필터부재(220)가 안착되면, 상기 필터 브라켓(210)의 상단부를 가압하여, 상기 필터 브라켓(210)의 안쪽 방향으로 구부린다. 그러면, 상기 필터 브라켓(210)의 상단부가 구부러져 상기 필터부재(220)의 상부에 강하게 밀착되고, 상기 필터부재(220)는 압착되어 고정될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 필터부재(220)가 상기 필터 브라켓(210)에 의해 견고히 고정되면, 상기 필터 브라켓(210)을 상기 안착홈(126a)에 삽입한다.
이후, 상기 리니어 압축기(10)가 구동되면, 상기 필터 브라켓(210)은 상기 압축 공간(P)으로부터 토출되는 냉매로부터 열을 전달받아 팽창하면서, 상기 안착홈(126a)에 강하게 밀착될 수 있다.
상술한 본 발명의 필터 어셈블리에 의하면, 필터와 필터 브라켓이 간단한 공정에 의하여 결합될 수 있고, 실린더의 외면에 용이하게 설치될 수 있다. 따라서, 필터 조립이 간소화되고 부품수가 적어서 제품 단가가 낮아지는 장점이 있다. 또한, 필터의 교체가 필요한 경우, 필터 전체를 교체할 필요가 없고, 교체가 필요한 필터만을 선택적으로 교체하여 줄 수 있으므로, 유지보수가 용이한 장점이 있다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 필터 어셈블리가 실린더에 구비된 모습을 보여주는 도면이다.
본 실시예는 다른 부분에 있어서는 제 1 실시예와 동일하고, 다만 필터 어셈블리 구조에 있어서 차이가 있는 것을 특징으로 한다. 따라서, 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분에 대해서만 설명하기로 하고, 제 1 실시예와 동일한 부분은 이를 원용하기로 한다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 필터 어셈블리(300)는 실린더(120)의 외주면(121a)에 형성된 가스 유입부(126)에 배치된다. 구체적으로, 상기 필터 어셈블리(300)는 상기 가스 유입부(126)의 안착홈(126a)에 삽입된다.
상기 가스 유입부(126), 즉 상기 안착홈(126a)과 관통홀(126b)의 구성은 제 1 실시예와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 필터 어셈블리(300)에는, 상기 안착홈(126a)에 안착되는 필터 브라켓(310)과, 상기 필터 브라켓(310)의 상측에 안착되는 필터 지지부(320)와, 상기 필터 지지부(320) 상측에 배치되는 필터부재(330), 및 상기 필터 브라켓(310)의 상부를 덮는 브라켓 커버(340)가 포함된다.
상기 필터 브라켓(310)은 상기 필터 지지부(320) 및 필터부재(330)를 수용하는 공간을 형성한다. 상기 필터 브라켓(310)은 플라스틱 사출물로 성형될 수 있다. 그리고 상기 필터 브라켓(310)은 전체적으로 원형 형상을 가질 수 있다.
상세히, 상기 필터 브라켓(310)에는 상기 필터 지지부(320)가 놓이는 플레이트(311)와, 상기 플레이트(311)의 가장자리를 따라 상방으로 연장되는 연장부(313)가 포함된다.
상기 플레이트(311)는 소정 면적을 가지는 원반 형상으로 형성될 수 있다. 상기 플레이트(211)의 일 면은 상기 필터 지지부(320)와 접촉되고, 타 면은 상기 안착면(121c)이 접촉될 수 있다. 즉, 도 9를 기준으로, 상기 플레이트(311)의 상면에는 상기 필터 지지부(320)가 놓여지고, 하면은 상기 안착면(121c)에 지지될 수 있다.
또한, 상기 플레이트(311)에는 냉매가스가 통과하는 홀(311a)이 형성된다.
상기 홀(311a)은, 상기 플레이트(311)의 어느 지점에 관통되어 형성된다. 바람직하게는 상기 홀(311a)은 상기 플레이트(311)의 상면 중심 지점에서 하측 방향으로 관통되어 형성될 수 있다.
일례로, 상기 홀(311a)은 원형의 수평 단면을 가질 수 있다. 그리고 상기 홀(311a)의 직경(C2)은 비교적 크게 형성될 수 있다. 즉, 상기 홀(311a)의 직경(C2)은, 앞서 설명된 노즐(211a)의 직경(C1) 보다 크게 형성된다.
또한, 상기 노즐(311a)의 중심은, 상기 관통홀(126b)의 중심과 일치할 수 있다. 즉, 상기 노즐(311a)이 상기 관통홀(126b)의 수직 중심선상에 위치되므로, 상기 관통홀(126b) 내부의 압력이 안정으로 유지되고, 상기 노즐(311a)을 통해 유입된 냉매가 상기 피스톤(130)과 상기 실린더(120)의 사이 공간으로 고르게 퍼질 수 있다.
상기 연장부(313)는 상기 플레이트(311)의 테두리를 따라 상방으로 연장되어, 상기 필터 지지부(320) 및 필터부재(330)가 수용되는 내부공간(311b)을 형성한다. 즉, 상기 연장부(313)는 상기 필터 지지부(320) 및 필터부재(330)를 감싸도록, 상기 필터 지지부(320)의 두께와 필터부재(330)의 두께의 합보다 더 큰 길이로 연장될 수 있다.
이때, 상기 필터 브라켓(310)은 상기 실린더(120)의 열팽창 계수보다 작은 열팽창 계수를 가지는 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 필터 브라켓(310)이 상기 안착면(121c)에 안착되면, 상기 연장부(313)의 외측면은 상기 안착홈(126a)의 내측면에 밀착될 수 있다.
즉, 상기 필터 브라켓(310)은 상기 실린더(120)의 열팽창 계수보다 작은 열팽창 계수를 가지는 소재로 이루어져서, 상기 압축 공간(P)으로부터 토출되는 냉매로부터 열을 전달받아 팽창하면서, 상기 필터 브라켓(310)이 상기 가스 유입부(126)에 강하게 밀착되도록 할 수 있다. 그러면, 상기 필터 브라켓(310)이 상기 실린더(120)로부터 이탈하는 가능성을 낮출 수 있다. 일례로, 상기 필터 브라켓(310)은 고온에 견디는 엔지니어링 플라스틱으로 이루어질 수 있고, 상기 실린더(120)는 알루미늄 또는 금속 재질로 이루어질 수 있다.
상기 필터 지지부(320)는, 상기 필터 브라켓(310)의 내측에 안착되어, 상기 필터부재(220)의 변형을 방지하는 구성으로 이해된다. 상기 필터 지지부(320)는 다공성 금속 재질로 이루어질 수 있다. 일례로, 상기 필터 지지부(320)의 외형은 원반 형상으로 이루어지되, 금속 재질로 형성된 다공 물질로 구성될 수 있다.
상기 필터부재(330)는, 상기 필터 지지부(320) 위에 적층되며, 냉매가스의 유량을 조절함과 동시에 냉매가스에 포함된 이물을 필터링 하는 구성으로 이해된다. 상기 필터부재(330)는 다공성 유기물질로 구성될 수 있다. 일례로, 상기 필터부재(330)에는 다공성 유기물질로 형성된 멤브레인(membrane) 필터를 포함할 수 있다. 따라서, 냉매가스는 상기 필터부재(330)에 형성된 다수의 필터공을 통과하면서 이물이 걸러지고 유량이 조절될 수 있다.
상기 브라켓 커버(340)는, 상기 필터 브라켓(310)의 개방된 상면을 덮고 상기 필터부재(330)를 고정한다. 상기 브라켓 커버(340)는 상기 필터 브라켓(310)과 동일한 재질로 이루어질 수 있다. 일례로, 상기 브라켓 커버(340)는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 상기 브라켓 커버(340)는 원반 플레이트 형상으로 형성되어, 상기 필터부재(330)의 상측에 안착될 수 있다.
그리고, 상기 브라켓 커버(340)가 상기 필터 부재(330)의 상면에 접촉된 상태에서, 상기 브라켓 커버(340)의 외주면이 상기 필터 브라켓(310)의 내면에 고정될 수 있다. 일례로, 상기 브라켓 커버(340)는 상기 필터부재(330)의 상면에 접촉된 상태에서, 상기 브라켓 커버(340)와 열융착되어 고정될 수 있다. 이때, 상기 브라켓 커버(340)의 외측면은 상기 실린더 본체(121)의 외주면(121a)과 단차없이 매끄럽게 연결될 수 있다.
그러나, 이와는 다르게, 상기 브라켓 커버(340)는 상기 필터 브라켓(310)의 내부가 아닌, 상기 필터 브라켓(310)의 외부에 배치될 수 있다. 일례로, 상기 필터 브라켓(310)의 연장부(313)가 상기 필터부재(330)의 상단부에 해당하는 길이만큼 연장되고, 상기 브라켓 커버(340)가 상기 연장부(313)의 상단부에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 브라켓 커버(340)는 상기 필터부재(330)의 상면에 접촉된 상태에서, 상기 연장부(313)의 상단부와 열융착되어 고정될 수 있다. 즉, 상기 브라켓 커버(340)가 상기 필터 브라켓(310)을 덮는 방식은 다양하게 존재할 수 있다.
또한, 상기 브라켓 커버(340)에는 냉매가스가 통과하는 홀(341)이 형성된다.
상기 홀(341)은, 상기 브라켓 커버(340)의 어느 지점에 관통되어 형성된다. 바람직하게는 상기 홀(341)은 상기 브라켓 커버(340)의 상면 중심 지점에서 하측 방향으로 관통되어 형성될 수 있다.
일례로, 상기 홀(341)은 원형의 수평 단면을 가질 수 있다. 그리고 상기 홀(341)의 직경(C3)은 비교적 크게 형성될 수 있다. 상기 브라켓 커버(340)의 홀(341)의 직경(C3)은, 상기 필터 브라켓(310)의 홀(311a)의 직경(C2)과 같거나 다르게 형성될 수 있다. 또한, 상기 브라켓 커버(340)의 홀(341)과 상기 필터 브라켓(310)의 홀(311)의 수직 중심은 일치할 수 있다.
여기서, 상기 브라켓 커버(340)의 홀(341)은, 냉매가 유입되는 입구홀로써 이해되고, 상기 필터 브라켓(310)의 홀(311)은, 냉매가 토출되는 출구홀로써 이해된다. 즉, 냉매가스가 상기 입구홀(341)을 통해 유입되고, 상기 필터부재(330)를 통과하면서 이물이 걸러지고 유량이 조절된다. 그리고, 일정 유량의 냉매가스가 상기 출구홀(311)을 통과하여 상기 피스톤(130)과 상기 실린더(120)의 사이 공간으로 고르게 퍼질 수 있다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 필터 어셈블리의 제작방법을 보여주는 도면이다.
도 10을 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 필터 어셈블리(300)를 제작하는 방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 필터 브라켓(310)을 준비한다.
상기 필터 브라켓(310)은 일례로, 상부가 개방된 원반 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 필터 브라켓(310)에는 원형의 플레이트(311)와, 상기 플레이트(311)의 테두리를 따라 상방으로 연장되는 연장부(313)가 포함될 수 있다. 따라서, 상기 필터 브라켓(310)의 내부에는 원통 형상의 내부공간(311b)이 마련될 수 있다. 일례로, 상기 필터 브라켓(310)은 플라스틱 사출물로 일체로 성형될 수 있다.
다음, 상기 필터 브라켓(310)에 홈 가공을 수행한다.
즉, 상기 플레이트(311)의 중심 지점에 구멍을 뚫어서, 상기 홀(311a)을 형성한다.
다음, 상기 필터 브라켓(310) 내측에 상기 필터 지지부(320)와 필터부재(330)를 순차적으로 적층시킨다.
즉, 다공성 금속 재질로 구성된 상기 필터 지지부(320)를 상기 필터 브라켓(310)의 내측에 먼저 안착시키고, 다공성 유기 물질로 구성된 상기 필터부재(330)를 상기 필터 지지부(320)의 상측에 적층시킨다.
다음, 상기 필터부재(330)의 상측에 브라켓 커버(340)를 덮은 후, 상기 브라켓 커버(340)를 상기 필터 브라켓(210)을 고정시킨다.
즉, 상기 브라켓 커버(340)를 상기 필터부재(330)의 상면에 접촉한 상태에서 상기 필터 브라켓(310)의 내면과 열융착한다. 그러면, 상기 브라켓 커버(340)에 의하여 상기 필터 브라켓(310)의 개방된 상면이 덮어지고, 상기 브라켓 커버(340)가 상기 필터부재(330)에 밀착되어 필터부재(330)가 강하게 고정될 수 있다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 필터 어셈블리가 실린더에 장착된 모습을 보여주는 도면이다.
본 실시예는 다른 부분에 있어서는 제 1 실시예와 동일하고, 다만 필터 어셈블리 구조에 있어서 차이가 있는 것을 특징으로 한다. 따라서, 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분에 대해서만 설명하기로 하고, 제 1 실시예와 동일한 부분은 이를 원용하기로 한다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 필터 어셈블리(400)는 실린더(120)의 외주면(121a)에 형성된 가스 유입부(126)에 배치된다. 구체적으로, 상기 필터 어셈블리(400)는 상기 가스 유입부(126)의 안착홈(126a)에 삽입된다.
상기 가스 유입부(126), 즉 상기 안착홈(126a)과 관통홀(126b)의 구성은 제 1 실시예와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 필터 어셈블리(400)에는, 상기 안착홈(126a)에 안착되는 제 1 플레이트(410)와, 상기 제 1 플레이트(410)의 상측에 배치되는 필터부재(420) 및 상기 필터부재(420)의 상측에 배치되는 제 2 플레이트(430)가 포함된다.
여기서, 상기 제 1 플레이트(410), 필터부재(420) 및 제 2 플레이트(430)는 순차적으로 적층되는 형태로 구성될 수 있다. 즉, 상기 필터부재(420)는 상기 제 1 플레이트(410)와 제 2 플레이트(430)의 사이에 개재되어 밀착 지지될 수 있다.
상기 제 1 플레이트(410)는, 원반 형상으로 형성되어, 상기 안착홈(126a)의 최내측에 배치된다. 상기 제 1 플레이트(410)는 플라스틱 사출물로 성형될 수 있다.
또한, 상기 제 1 플레이트(410)에는 냉매가스가 통과하는 홀이 형성된다. 여기서, 상기 홀은 노즐(411a)을 포함할 수 있다. 상기 노즐(411a)은, 상기 제 1 플레이트(411)의 어느 지점에 관통되어 형성된다. 바람직하게는 상기 노즐(411a)은 상기 제 1 플레이트(411)의 상면 중심 지점에서 하측 방향으로 관통되어 형성될 수 있다.
일례로, 상기 노즐(411a)은 원형의 수평 단면을 가질 수 있다. 그리고 상기 노즐(411a)의 직경(C4)은 비교적 크게 형성될 수 있다. 즉, 상기 노즐(411a)의 직경(C4)은, 제 1 실시예에서 설명된 노즐(211a)의 직경(C1) 보다 크게 형성된다.
이러한 이유는, 후술될 필터부재(420)가 냉매가스의 유량을 조절하기 때문에 상기 노즐(411a)의 직경(C4)이 매우 작지 않아도 되기 때문이다.
즉, 본 실시예에서는 필터부재(420)가 냉매가스의 유량을 조절하기 때문에, 노즐(411a)의 직경(C4)은 기존에 비해 크게 형성될 수 있다. 또한, 노즐(411a)의 직경(C4)이 상대적으로 크기 때문에, 냉매가스에 포함된 이물에 의한 막힘 현상이 현저히 감소할 수 있다.
또한, 상기 노즐(411a)의 중심은, 상기 관통홀(126b)의 중심과 일치할 수 있다. 즉, 상기 노즐(411a)이 상기 관통홀(126b)의 수직 중심선상에 위치될 수 있다.
상기 필터부재(420)는, 상기 제 1 플레이트(410) 위에 적층되며, 냉매가스의 유량을 조절함과 동시에 냉매가스에 포함된 이물을 필터링 하는 구성으로 이해된다. 상기 필터부재(420)는 유기물 또는 금속재질로 형성된 다공물질로 구성될 수 있다. 일례로, 상기 필터부재(420)에는 멤브레인(membrane) 필터를 포함할 수 있다. 따라서, 냉매가스는 상기 필터부재(420)에 형성된 다수의 필터공을 통과하면서 이물이 걸러지고 유량이 조절될 수 있다.
상기 제 2 플레이트(430)는, 상기 제 1 플레이트(410)의 상측에 적층되어, 상기 안착홈(126a)의 최외측에 배치된다. 상기 제 2 플레이트(430)는 상기 제 1 플레이트(410)와 상응하는 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제 2 플레이트(430)는 원반 형상의 플라스틱 사출물로 성형될 수 있다.
또한, 상기 제 2 플레이트(430)에는 냉매가스가 통과하는 홀이 형성된다. 여기서, 상기 홀은 노즐(431a)을 포함할 수 있다. 상기 노즐(431a)은, 상기 제 2 플레이트(441)의 어느 지점에 관통되어 형성된다. 바람직하게는 상기 노즐(431a)은 상기 제 2 플레이트(431)의 상면 중심 지점에서 하측 방향으로 관통되어 형성될 수 있다.
일례로, 상기 노즐(431a)은 원형의 수평 단면을 가질 수 있다. 그리고 상기 제 2 플레이트(431)의 노즐(431a)의 직경(C5)은, 상기 제 1 플레이트(411)의 노즐(411a)의 직경(C4)과 동일한 크기로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 2 플레이트(431)의 노즐(431a)의 수직 중심선은, 상기 제 1 플레이트(411)의 노즐(411a)의 수직 중심선과 일치할 수 있다. 즉, 상기 2개의 노즐은 상기 필터부재(420)를 경계로 하여 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
여기서, 상기 제 2 플레이트(431)의 노즐(431a)은, 냉매가 유입되는 유입 노즐로 이해되고, 상기 제 1 플레이트(411)의 노즐(411a)은, 냉매가 토출되는 토출노즐로 이해된다. 즉, 냉매가스가 상기 유입 노즐(431a)을 통해 유입되고, 상기 필터부재(420)를 통과하면서 이물이 걸러지고 유량이 조절된다. 그리고, 일정 유량의 냉매가스가 상기 토출 노즐(411a)을 통과하여 상기 피스톤(130)과 상기 실린더(120)의 사이 공간으로 고르게 퍼질 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 필터부재(420)가 냉매가스의 유량을 조절함과 동시에 냉매가스에 포함된 이물을 걸러주는 기능을 하므로, 상기 노즐(411a,431a)의 직경(C4,C5)이 기존 노즐의 직경보다 크게 설계될 수 있다. 그러면, 상기 노즐(411a,431a)의 직경(C4,C5)이 상대적으로 커지게 되어, 오일 또는 이물에 의한 노즐 막힘 현상이 현저히 감소되는 효과가 있다.
또한, 상기 필터부재(420)는 급격한 압력 및 온도 변화에 의하여 변형이 발생할 수 있는데, 상기 제 1 플레이트(410)와 제 2 플레이트(430)가 상기 필터부재(420)를 상하 방향으로 지지하므로, 상기 필터부재(420)의 변형이 발생되는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 실시예에서는 상기 제 1 플레이트(410) 및 제 2 플레이트(430)가 상기 필터부재(420)를 상하 방향으로 지지하는 구조를 가질 수 있으나, 이와는 다르게 상기 제 1 플레이트(410) 및 제 2 플레이트(430) 중 어느 하나가 생략될 수 있다. 예를 들어, 제 2 플레이트(430)가 생략되는 경우, 냉매가스는 상기 필터부재(420)를 통과면서 이물이 걸러지고 유량이 조절될 수 있다. 그리고, 일정 유량의 냉매가스가 상기 토출 노즐(411a)을 통과하여 상기 피스톤(130)과 상기 실린더(120)의 사이 공간으로 고르게 퍼질 수 있다.
도 12는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리니어 압축기의 가스베어링 성능 효과를 보여주는 그래프이다.
도 12를 참조하면, 그래프의 가로축은 실린더의 외주면에 구비되는 노즐의 직경(μm)을 나타내고, 좌측의 세로축은 가스 베어링의 부상력을 의미하는 하중지지력(N)을 나타내고, 우측의 세로축은 가스 베어링에 사용되는 소비유량(cc/min)을 나타낸다.
구체적으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 노즐 직경이 20~40μm 구간에서 종래기술의 경우, 소비유량은 52~82cc/min으로 나타나고, 본 발명의 경우, 소비유량은 43~80cc/min으로 나타나고,
또한, 노즐 직경이 20~40μm 구간에서 종래기술의 경우, 하중지지력은 40~56 N으로 나타나고, 본 발명의 경우, 하중지지력은 56~113N으로 나타난다.
즉, 노즐의 직경이 20~40μm인 구간에서, 본 발명이 종래기술에 비하여, 가스 베어링에 사용되는 냉매가스의 양이 작은 반면, 하중지지력은 크게 증가되는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명은 종래기술 대비 적은 냉매 소비유량으로 동등하거나 또는 그 이상의 피스톤 지지력을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Claims (16)

  1. 압축기 외관을 형성하는 쉘;
    상기 쉘 내부에 배치되며, 압축 공간을 형성하는 실린더;
    상기 실린더의 내부에서 왕복 운동가능하게 설치되는 피스톤;
    상기 피스톤을 상기 실린더의 축 방향으로 이동시켜 상기 압축 공간으로 유입된 냉매를 압축시키는 모터 어셈블리; 및
    상기 실린더를 관통하여 형성된 가스 유입부에 설치되는 필터 어셈블리가 포함되고,
    상기 필터 어셈블리에는,
    홀이 형성되며, 상기 가스 유입부에 안착되는 필터 브라켓; 및
    상기 필터 브라켓에 안착되는 필터부재가 포함되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 유입부에는,
    상기 실린더의 외주면으로부터 반경방향 내측으로 함몰되는 안착홈; 및
    상기 안착홈으로부터 상기 실린더의 내주면까지 관통되는 관통홀이 포함되고,
    상기 필터 브라켓은, 상기 안착홈에 안착되는 리니어 압축기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터 브라켓은, 상기 필터부재를 감싸는 형상으로 형성되는 리니어 압축기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 필터 브라켓에는,
    홀이 형성되며, 상기 안착홈에 놓이는 플레이트; 및
    상기 플레이트의 가장자리를 따라 상방으로 연장되는 연장부가 포함되고,
    상기 필터부재는, 상기 연장부에 의해 형성된 내측공간에 수용되는 리니어 압축기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 필터부재는, 상기 내측공간에서 상기 플레이트 위에 적층되는 리니어 압축기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 압축 공간으로부터 토출된 냉매 중 일부는, 상기 필터부재를 통과한 후 상기 플레이트의 홀을 통하여 상기 가스 유입부의 관통홀로 유입되는 리니어 압축기.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 안착홈의 직경(D1)은, 상기 관통홀의 직경(D2)보다 크게 형성되는 리니어 압축기.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 안착홈의 함몰 깊이(H1)는, 상기 관통홀의 함몰 깊이(H2)보다 작거나 같게 형성되는 리니어 압축기.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 필터부재는, 다수의 필터공을 가지는 금속 재질로 이루어지고,
    상기 필터 브라켓은, 엔지니어링 플라스틱 재질로 이루어지는 리니어 압축기.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 연장부의 일부가 상기 내측공간으로 구부러지는 절곡부가 더 포함되고,
    상기 절곡부의 적어도 일부는, 상기 필터부재에 밀착되는 리니어 압축기.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 필터 어셈블리에는, 상기 내측공간에 수용되며, 상기 플레이트와 상기 필터부재 사이에 개재되는 필터 지지부가 더 포함되는 리니어 압축기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 필터부재는, 다공성 유기 물질로 이루어지고,
    상기 필터 지지부는, 다공성 금속 재질로 이루어지는 리니어 압축기.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 필터 어셈블리에는, 상기 필터 브라켓의 개방된 면을 덮는 브라켓 커버가 더 포함되는 리니어 압축기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 브라켓 커버는, 홀이 형성되며 상기 필터부재의 상측에 배치되는 리니어 압축기.
  15. 제 2 항에 있어서,
    상기 필터 브라켓에는,
    제 1 홀이 형성되며, 상기 안착홈에 놓이는 제 1 플레이트;
    상기 제 1 플레이트의 상측에 배치되는 필터부재; 및
    제 2 홀이 형성되며, 상기 필터부재의 상측에 배치되는 제 2 플레이트가 포함되는 리니어 압축기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 홀의 중심과, 상기 제 2 홀의 중심은 동일선상에 위치되는 리니어 압축기.
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