KR100314059B1

KR100314059B1 - 리니어 압축기의 흡입소음기 구조

Info

Publication number: KR100314059B1
Application number: KR1019990037571A
Authority: KR
Inventors: 허경범
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1999-09-04
Filing date: 1999-09-04
Publication date: 2001-11-17
Anticipated expiration: 2019-09-04
Also published as: KR20010026313A

Abstract

본 발명은 리니어 압축기의 흡입소음기 구조에 관한 것으로, 본 발명은 냉매가스 흡입관 및 토출관이 구비된 케이싱과, 케이싱의 내부에 장착하여 고정하여 압축실을 형성하는 실린더와, 실린더에 결합하여 선형으로 구동력을 발생하는 리니어 모터와, 리니어 모터의 가동자에 결합하여 실린더의 내부에서 공진운동을 하고 그 내부에 실린더의 압축실과 연통하는 냉매유로를 구비하는 피스톤과, 케이싱의 냉매가스 흡입관과 피스톤의 냉매유로 사이에 위치하는 냉매통구를 구비하여 리니어 모터의 일 측을 복개하는 커버와, 피스톤의 전후 양측에 결합하여 피스톤의 공진운동을 유발하는 내측 공진스프링 및 외측 공진스프링과, 실린더의 압축실을 개폐하도록 결합하는 밸브수단을 포함한 리니어 압축기에 있어서, 커버의 냉매통구를 관통하여 결합하는 안내관부의 관벽에 형성하는 제1 소경관 및 이 제1 소경관에서 확관 연통하여 커버의 외측에 배치하는 제1 대경관으로 된 제1 공명부와, 커버의 일측에 냉매통공을 형성하고 그 냉매통공에 삽입하는 제2 소경관 및 이 제2 소경관에서 확관 연통하여 커버의 외측에 배치하는 제2 대경관으로 된 제2 공명부로 구성하고, 커버의 내부에 제3 공명부를 형성함으로써, 피스톤의 흡입시 발생되는 흡입소음을 서로 체적이 다른 여러 공명부에서 공명시키므로 여러 주파수의 소음을 감쇠시키고 동일한 체적 대비 공명부 면적이 넓어져 상대적으로 공명효과가 향상된다.

Description

리니어 압축기의 흡입소음기 구조{SUCTION MUFFER STRUCTURE FOR LINEAR COMPRESSOR}

본 발명은 리니어 압축기의 흡입소음기에 관한 것으로, 특히 피스톤에 내장되는 소음기를 고효율 및 저소음에 적합하도록 제공하고자 하는 리니어 압축기의 흡입소음기 구조에 관한 것이다.

일반적으로 리니어 압축기는 크랭크축을 대신하여 리니어 모터의 가동자를 이루는 마그네트 조립체에 피스톤을 결합시켜 그 피스톤이 마그네트 조립체와 동일는 것으로, 상기 피스톤의 냉매유로에 냉매가스의 흡입관이 삽입되는지 여부에 따라 직접 흡입방식 또는 간접 흡입방식으로 구분되고 있다.

본 발명은 직접 흡입방식의 리니어 압축기에 관한 것으로, 그 일례가 도 1에 도시되어 있다.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 리니어 압축기는 저면에 오일이 채워지는 케이싱(V)의 내부에 횡방향으로 설치되어 냉매를 흡입하여 압축 및 토출하는 압축 유니트(C)와, 그 압축 유니트(C)의 외부에 고정되어 미끄럼부에 오일을 공급하는 오일피더(O)로 구성되어 있다.

상기 압축 유니트(C)는 환형의 프레임(1)과, 그 프레임(1)의 일측면에 고정 설치되는 커버(2)와, 상기 프레임(1)의 중앙에 횡방향으로 고정되는 실린더(3)와, 그 실린더(3)를 지지하는 프레임(1)의 외주면에 고정되는 내측 고정자 조립체(4A) 및 그 내측 고정자 조립체(4A)의 외주면에 소정 공극을 두고 고정되는 외측 고정자조립체(4B)와, 상기 내 외측 고정자 조립체(4A,4B) 사이의 공극에 개재되어 리니어 모터의 가동자를 이루는 마그네트 조립체(5)와, 그 마그네트 조립체(5)에 일체로 고정되어 실린더(3)의 내부에서 미끄럼운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축시키는 피스톤(6)과, 상기 마그네트 조립체(5)가 내 외측 고정자 조립체(4A,4B) 사이의 공극에서 지속적으로 공진운동을 하도록 유도하는 내 외측 공진스프링(7A,7B)을 포함하여 이루어져 있다.

상기 피스톤(6)의 내부에는 냉매유로(6a)가 형성되고, 그 냉매유로(6a)의 선단면에는 흡입밸브(6b)가 장착되며, 그 냉매유로(6a)의 입구측에는 냉매가스의 흡입시 발생된 소음을 제거하는 흡입소음기(10)가 삽입되어 마그네트 조립체(5)에 장착되어 있다.

상기 흡입소음기(10)는 '목부'를 이루는 소경부(11)가 피스톤(6)의 냉매유로(6a)에 삽입되도록 형성되고, 그 소경부(11)에 연통되어 '공명실'을 이루는 대경부(12)가 피스톤(6)의 입구측인 후단면에 밀착 고정되며, 그 대경부(12)에서 다시 연통되어 '흡입구'를 이루는 소경부(13)가 커버(2)의 냉매가스 흡입구(2a)에 노출되도록 형성되어 있다.

도면중 미설명 부호인 8은 토출밸브 조립체, 9는 냉매가스 흡입관이다.

상기와 같이 구성된 종래 리니어 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 상기 내 외측 고정자 조립체(4A,4B)로 이루어지는 리니어 모터의 고정자에 전류가 인가되어 유도자기가 발생되면, 상기 고정자 사이에 개재되는 가동자인 마그네트 조립체(5)가 직선 왕복운동을 하게 되어 이에 결합된 피스톤(6)이실린더(3)의 내부를 직선으로 왕복운동하게 되고, 그 피스톤(6)이 실린더(3)내를 직선으로 왕복운동함에 따라 실린더(3)내의 압력차가 발생되며, 이 실린더(3)내의 압력차에 의해 냉매가스가 냉매가스 흡입관(9)을 통해 흡입소음기(10) 및 피스톤(6)의 냉매유로(6a)로 유입되었다가 실린더(3)로 흡입 압축되어 토출된다.

이때, 상기 냉매가스가 피스톤(6)의 흡입밸브(6b) 등을 거쳐 흡입되는 과정에서 소음이 발생하게 되는데, 이 소음은 흡입소음기(10)의 소경부(11) 및 대경부(12)를 거치면서 음향학적 특성에 의해 감쇠되는 것이었다.

그러나, 알려진 바와 같이 흡입소음기의 소음효율이 증가하기 위하여는 '목부'의 길이(L1)가 길거나 또는 단면적(A1)이 좁거나 또는 '공명실'의 유효체적(V1)이 넓어야 하는데, 상기와 같은 종래 리니어 압축기의 흡입소음기에 있어서는, 그 흡입소음기(10)의 목부(11)가 피스톤(6)의 냉매유로(6a)에 삽입되므로 길이(L1)가 제한되고 또한 상기 목부(11)의 단면적(A1)이 좁으면 냉매가스의 흡입손실이 발생하여 압축기 효율이 저하되므로 그 단면적 역시 제한되며, 상기 흡입소음기(10)가 커버(2) 및 외측 공진스프링(7B) 등으로 한정된 공간내에서 피스톤(6)과 함께 왕복운동을 하게 되므로 공명실(12)의 체적(V1) 또한 제한되어 압축기 효율과 소음 감쇠효과가 동반 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 흡입소음기는 공명실(V1)이 하나여서 특정 주파수의 소음만을 감쇠시키게 되어 실질적인 소음의 감쇠효과는 낮아지게 되는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 리니어 압축기의 흡입소음기가 가지는 문제점을감안하여 안출한 것으로, 소음기의 목부나 공명실을 압축기 효율에 적정하도록 유지하면서도 소음 감쇠효과가 현저하게 향상될 수 있도록 적어도 하나 이상의 공명실을 갖는 리니어 압축기의 흡입소음기 구조를 제공하려는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 리니어 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2는 종래 리니어 압축기의 흡입소음기에서 음향의 진행과정을 보인 종단면도.

도 3은 본 발명의 흡입소음기가 장착된 리니어 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 4는 본 발명 리니어 압축기의 흡입소음기에서 음향의 진행과정을 보인 종단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

2 : 커버 6 : 피스톤

6a : 냉매유로 100 : 흡입소음기

110 : 안내부 120 : 제1 공명실

121 : 배기공 130 : 제2 공명실

140 : 제3 공명실 150 : 안내부재

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 냉매가스 흡입관 및 토출관이 구비된 케이싱과, 케이싱의 내부에 장착하여 고정하여 압축실을 형성하는 실린더와, 실린더에 결합하여 선형으로 구동력을 발생하는 리니어 모터와, 리니어 모터의 가동자에 결합하여 실린더의 내부에서 공진운동을 하고 그 내부에 실린더의 압축실과 연통하는 냉매유로를 구비하는 피스톤과, 케이싱의 냉매가스 흡입관과 피스톤의 냉매유로 사이에 위치하는 냉매통구를 구비하여 리니어 모터의 일 측을 복개하는 커버와, 피스톤의 전후 양측에 결합하여 피스톤의 공진운동을 유발하는 내측 공진스프링 및 외측 공진스프링과, 실린더의 압축실을 개폐하도록 결합하는 밸브수단을 포함한 리니어 압축기에 있어서, 상기 커버의 냉매통구를 관통하여 결합하는 안내관부의 관벽에 형성하는 제1 소경관 및 이 제1 소경관에서 확관 연통하여 커버의 외측에 배치하는 제1 대경관으로 된 제1 공명부와, 상기 커버의 일측에 냉매통공을 형성하고 그 냉매통공에 삽입하는 제2 소경관 및 이 제2 소경관에서 확관 연통하여 커버의 외측에 배치하는 제2 대경관으로 된 제2 공명부로 이루어진 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입소음기 구조가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 리니어 압축기의 흡입소음기 구조를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 흡입소음기가 장착된 리니어 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 4는 본 발명 리니어 압축기의 흡입소음기에서 음향의 진행과정을 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 흡입소음기가 구비된 리니어 압축기는 프레임(1)과, 그 프레임(1)의 후측면에 고정 설치되는 커버(2)와, 상기 프레임(1)의 중앙에 삽입되어 고정되는 실린더(3)와, 그 실린더(3)의 외주면에 고정되는 내측 고정자 조립체(4A)와, 그 내측 고정자 조립체(4A)의 외주면에 소정 공극을 두고 고정되는 외측 고정자 조립체(4B)와, 상기 내측 고정자 조립체(4A)와 외측 고정자 조립체(4B) 사이의 공극에 개재되는 마그네트 조립체(5)와, 그 마그네트 조립체(5)에 일체로 고정되어 함께 직선 왕복운동을 하는 피스톤(6)과, 상기 내측 고정자 조립체(4A)의 후측면과 마그네트 조립체(5)의 내측면 사이에 개재되는 내측 공진스프링(7A)과, 상기 마그네트 조립체(5)의 외측면과 커버(2)의 내측면 사이에 개재되는 외측 공진스프링(7B)과, 상기 커버(2)의 외측면에 장착되어 냉매가스의 흡입시 발생되는 소음을 감쇠시키는 흡입소음기(100)를 포함하여 구성된다.

상기 흡입소음기(100)는 커버(2)의 냉매통구(2a)를 관통하여 결합하는 안내관부(110)의 관벽에 형성하는 제1 소경관(121) 및 이 제1 소경관(121)에서 확관 연통하여 커버(2)의 외측에 배치하는 제1 대경관(122)으로 된 제1 공명부(120)와, 상기 커버(2)의 일측에 냉매통공(2b)을 형성하고 그 냉매통공(2b)에 삽입하는 제2 소경관(131) 및 이 제2 소경관(131)에서 확관 연통하여 커버(2)의 외측에 배치하는 제2 대경관(132)으로 된 제2 공명부(130)로 이루어진다.또, 피스톤(6)의 후방단에는 그 피스톤(6)의 냉매유로(6a)에 일측이 삽입하고 타측은 상기한 안내관부(110)가 항상 중첩하도록 삽입하는 안내부재(150)를 장착하여 그 안내부재(150)와 안내관부(110) 사이의 틈새(c)가 제3 소경부(141)를 형성함과 동시에 커버(2)의 내부공간(V2)이 제3 대경관(142)을 이루도록 하여 제3 공명부(140)를 형성하도록 하는 것이 바람직하다.이를 위해 안내부재(150)의 직경은 적어도 안내관부(110)의 직경 보다는 크게 형성하고 그 중첩구간도 가급적 피스톤(6)과 커버(2) 사이에서 형성하도록 하는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 6b는 흡입밸브, 8은 토출밸브 조립체, 9는 냉매가스 흡입관, C는 압축 유니트, O는 오일피더이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 리니어 압축기의 일반적인 동작은 종래와 대동소이하다.

즉, 상기 내 외측 고정자 조립체(4A,4B)로 이루어지는 리니어 모터의 고정자에 전류가 인가되어 유도자기가 발생되면, 상기 고정자 사이에 개재되는 가동자인 마그네트 조립체(5)가 유도자기에 의해 직선 왕복운동을 하게 되어 피스톤(6)이 실린더(3)내를 왕복운동하게 되고, 그 피스톤(6)이 실린더(3)내를 왕복운동함에 따라 냉매가스가 냉매가스 흡입관(9) 및 소음기 본체의 안내관부(110) 그리고 피스톤(6)의 냉매유로(6a)를 거쳐 실린더(3)로 흡입되어 압축 토출된다.

이때, 상기 냉매가스의 흡입시 소음이 발생하게 되고, 이 소음의 일부는 안내관부(110)를 통해 역류하다가 제1 소경관(121)와 제1 대경관(122)으로 이루어진 제1 공명부(120)에서 감쇠하는 반면, 나머지는 상기 안내부재(150)와 안내관부(110) 사이의 틈새(c)로 된 제3 소경관(141)과 커버(2)의 내부공간으로 된 제3 대경관(142)으로 유입되면서 제3 공명부(140)에서 1차 감쇠되고, 이 제3 공명부(140)에서 1차 감쇠된 나머지 소음은 피스톤(6)의 공진운동시 다시 제2 소경관(131)을 통해 제2 대경관(132)으로 유입되어 제2 공명부(130)에서 2차 감쇠되는 것이다.

이렇게, 상기 소음기 본체가 공간확보에 여유가 있는 커버의 외측면에 장착되는 한편, 상기 커버의 내부를 또다른 공명실로 활용하되 피스톤의 공진운동시 풍손을 방지하는 배기공에 또다른 공명실을 배치하게 되면, 상기 피스톤의 흡입시 발생되는 흡입소음을 서로 체적이 다른 여러 공명실에서 나눠 공명시키게 되므로 여러 주파수의 소음을 감쇠시킬 뿐만 아니라, 실제 공명실을 위한 케이싱 내부의 체적점유량에 비해 소음의 감쇠효과가 현저하게 향상된다.

본 발명에 의한 리니어 압축기의 흡입소음기는, 피스톤의 냉매유로로 냉매를 안내하는 안내관부에 제1 공명부를 형성하고, 상기 커버의 배기공에 제2 공명부를 형성하며, 상기 피스톤의 흡입측을 복개하는 커버를 이용하여 제3 공명부를 형성함으로써, 상기 피스톤의 흡입시 발생되는 흡입소음을 서로 체적이 다른 여러 공명부에서 공명시키므로 여러 주파수의 소음을 감쇠시키고 동일한 체적 대비 공명부 면적이 넓어져 상대적으로 공명효과가 향상된다.

Claims

냉매가스 흡입관 및 토출관이 구비된 케이싱과, 케이싱의 내부에 장착하여 고정하여 압축실을 형성하는 실린더와, 실린더에 결합하여 선형으로 구동력을 발생하는 리니어 모터와, 리니어 모터의 가동자에 결합하여 실린더의 내부에서 공진운동을 하고 그 내부에 실린더의 압축실과 연통하는 냉매유로를 구비하는 피스톤과, 케이싱의 냉매가스 흡입관과 피스톤의 냉매유로 사이에 위치하는 냉매통구를 구비하여 리니어 모터의 일 측을 복개하는 커버와, 피스톤의 전후 양측에 결합하여 피스톤의 공진운동을 유발하는 내측 공진스프링 및 외측 공진스프링과, 실린더의 압축실을 개폐하도록 결합하는 밸브수단을 포함한 리니어 압축기에 있어서,

상기 커버의 냉매통구를 관통하여 결합하는 안내관부의 관벽에 형성하는 제1 소경관 및 이 제1 소경관에서 확관 연통하여 커버의 외측에 배치하는 제1 대경관으로 된 제1 공명부와,

상기 커버의 일측에 냉매통공을 형성하고 그 냉매통공에 삽입하는 제2 소경관 및 이 제2 소경관에서 확관 연통하여 커버의 외측에 배치하는 제2 대경관으로 된 제2 공명부로 이루어진 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입소음기 구조.
제1항에 있어서,

상기 피스톤의 냉매유로에는 안내관부와 항상 중첩하도록 삽입하는 안내부재를 장착한 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입소음기 구조.
제2항에 있어서,

상기 안내부재는 그 직경이 안내관부의 직경 보다 크게 형성하여 안내관부와 안내부재 사이의 틈새가 제3 소경관을 형성함과 아울러 커버의 내부가 제3 대경관을 형성하여서 제3 공명부를 이루도록 한 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입소음기 구조.