KR0141755B1 - 리니어 압축기의 습동부 오일 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어 압축기의 습동부 오일 공급장치에 관한 것으로, 내부에 피스톤이 직선 왕복 운동이 가능하도록 결합되고 외주면에 내,외부를 연통시키는 수개의 오일 유입공이 형성된 실린더와, 상기 실린더의 외부에 형성되어 오일 유입공에 의해 실린더의 내부와 연통되는 오일 포켓과, 상기 오일 포켓에 연결 설치되어 밀페 용기의 오일을 오일 포켓으로 흡상히기 위한 오일 공급관으로 구성함으로써 실린더와 피스톤 사이의 습동부에 충분한 양의 오일을 공급할 수 있으므로, 피스톤의 직선 왕복 이동을 보다 원활하게 하며, 또한 압축 냉매 가스의 토출시 많은 양이 오일이 토출되는 현상을 방지하여, 리니어 압축기의 효율을 향상시키도록 한 것이다.

Description

리니어 압축기의 습동부 오일 공급장치.

제1도는 일반적인 리니어 압축기의 주요부 구성을 보인 단면도.

제2도는 종래 기술에 의한 리니어 압축기의 습동부 오일 공급장치를 보인 부분 단면도.

제3도는 본 발명에 의한 리니어 압축기의 습동부 오일 공급장치를 보인 부분 단면도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

23:피스톤 24:실린더

24:오일 유입공 25:오일 포켓

26:밀폐 용기 27:오일 공급관

28:스테이터 29:기밀유지부재

본 발명은 리니어 압축기(Linear Compressor)의 습동부 오일 공급장치에 관한 것으로, 특히 실린더와 피스톤 사이의 습동부에 충분한 양의 오일을 공급하여, 피스톤의 직선 왕복 이동을 보다 원활하게 하며, 또한 압축 냉매 가스의 토출시 많은 양이 오일이 토출되는 현상을 방지할 수 있게 한 리니어 압축기의 습동부 오일 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 1일 24시간 동안 가동되는 가전 기기로서 그 소비 전력이 가정에서 소비되는 가전 에너지의 약1/3정도를 차지하고 있으며, 또한 냉장고 소비 전력의 약 80 - 90% 정도가 압축기의 구동에 사용되고 있다.

따라서, 압축기에 관련된 기술은 효율을 향상시키는 동시에 소비 전력을 감소시키는 방향으로 추진되어야 바람직할 것이다.

그러나, 현재까지 널리 알려진 압축기는 모터의 회전 운동을 피스톤의 직선 왕복 운동으로 변환하는 크랭크사프트를 적용한 방식으로, 크랭크샤프트 및 그 크랭크샤프트에 관련되는 부품, 예를 들어, 커넥팅 로드 및 베어링 등의 부품이 추가됨으로써 부품 수의 증가로 제조원가가 상승되고, 생산성이 저하되는 단점이 있었으며, 더욱 심각한 문제는 마찰 부위의 증가로 효율이 감소될 뿐만 아니라, 소비 전력이 증대되는 단점을 갖는 것이었다.

최근 들어, 크랭샤프트를 적용한 압축기의 여러 단점을 해결하기 위하여, 크랭크샤프트의 사용을 배제하는 대신에 마그네트 및 코일을 이용하여 피스톤을 직접 왕복 이동시킴으로써 부품 수의 감소로 제조원가를 절감시키고, 생산성을 향상시키는 동시에 부품 수의 감소에 따른 마찰 부위의 감소로 효율을 90%이상 상승시키며, 소비 전력을 저감시킬 수 있도록 한 개선된 형태의 리니어 압축기가 알려지고 있는 바, 그 전형적인 실시 형태를 첨부 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

제1도에 도시한 바와 같이, 소정의 형상을 갖는 밀폐 용기(1)와, 상기 밀페 용기(1)의 내부에 바닥면으로부터 소정의 높이를 두고 설치되는 실린더(2)와, 상기 실린더(2)의 내부에 일체로 조립되는 코일 조립체(3)(3')와, 상기 실린더(2)의 일측 단부에 고정되는 피스톤 스프링(4)과, 상기 피스톤 스프링(4)의 내측 중간부에 고정되어 실린더(2)에 직선 왕복 이동이 가능하도록 결합되는 피스톤(5)과, 상기 피스톤(5)의 외주면에 부착 고정되는 마그네트(6)와, 상기 피스톤 스프링(4)과 밀페 용기(1)의 사이에 연결 설치되어 피스톤 스프링(4)을 탄약 지지하는 수개의 마운팅 스프링(7)과, 상기 실린더(2)의 일측면 중간부에고정 설치되는 밸브 조립체(8)와, 상기 벨브 조립체(7)의 양측에 설치되는 흡입측 소음기(9) 및 토출측 소음기(10)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성되는 리니어 압축기는 실린더(2)에 고정된 코일 조립체(3)(3') 및 피스톤(5)에 고정된 마그네트(6)가 리니어 모터(linear motor)의 기능을 수행하는 것으로, 관성 에너지 및 탄성 에너지에 의하여 피스톤(5)이 실린더(2)의 내부에서 계속 직선 왕복 운동을 하면서 벨브 조립체(8)에 형성된 흡입 벨브를 통하여 냉매를 흡입하고 압축 공간(S)에서 압축하며 토출 밸브를 통하여 토출시키는 동작을 반복적으로 수행하게 된다.

이때, 흡입측 소음기(9) 및 토출측 소음기(10)는 밸브 조립체(8)의 양측에 설치되어 냉매 가스에 의한 소음을 저감시키는 역할을 한다.

상기와 같은 리니어 압축기는 피스톤(5)의 직선 왕복 운동을 원활하게 하는 것이 효율을 향상시키는 기본적인 요인으로 작용하게 되는 바, 피스톤(5)의 습동부에 오일을 공급하여 피스톤(5)의 직선 왕복 운동을 원활하게 하는 종래 기술에 의한 리니어 압축기의 습동부 오일 공급장치의 일레를 설명하면 다음과 같다.

제2도에 도시한 바와 같이, 흡입측 소음기(9)의 하부에 밀페 용기(1)의 저부에 고인 오일(O)에 잠기는 소정 길이의 모세과(11)을 연결 설치하여, 피스톤(5)이 냉매 가스의 흡입을 위하여 도면에 도시한 화살표 A방향으로 이동하게 되면, 압축 공간(S)의 저압(低壓)의하여 흡입 벨브(8A)가 개방되는 동시에, 토출 밸브(8A)가 닫혀지게 되며, 따라서 냉매 가스가 흡입측 소음기(9)를 통하여 밸브 조립체(8)의 흡입 밸브(8A)를 지나 압축 공간(S)으로 흡입되고, 또한 흡입측 소음기(9)의 하부에 연결된 모세관(11)을 통하여 오일(O)이 냉매 가스와 함께 흡입 밸브(8A)를 통하여 압축 공간(S)으로 흡입됨으로써 실린더(2)와 피스톤(5) 사이의 습동부에 오일(O)을 공급하도록 되어 있다.

또한, 한편 피스톤(5)이 도시한 화살표 B방향으로 이동하게 되면, 흡입 밸브(8A)가 닫혀지는 동시에 토출 밸브(8B)가 개방되며, 따라서 냉매 가스와 오일(O)의 공급이 중지되는 동시에, 압축 공간(S)에서 압축된 고압의 냉매 가스가 밸브 조립체(8)의 토출 밸브(8B)를 통하여 토출측 소음기(10)로 토출된다.

이와 같은, 피스톤(5)의 계속적인 직선 왕복 운동에 의하여 냉매 가스의 흡입, 압축, 및 토출 작용이 이루어지게 되며, 이와 동시에 오일(O)이 실린더(2)와 피스톤(5) 사이의 습동부에 공급되어, 피스톤(5)의 직선 옹복 운동이 원활하도록 도와주게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 의한 리니어 압축기의 습동부 오일 공급장치는, 피스톤(5)의 이동에 의한 압축 공간(S)의 저압 현상으로 밀페 용기(1)의 오일(O)이 모세관(11)을 따라 흡상된 후, 흡입 냉매 가스와 함께 압축 공간(S)으로 흡입되어 실린더(2)와 피스톤(5) 사이의 습동부에 공급되는 구조로서, 오일(O)이 흡입 냉매 가스와 함께 흡입측 소음기(9)로부터 공급될 뿐만 아니라, 흡입 냉매 가스와 함께 압축 공간(S)으로 유입된 오일(O)이 실린더(2)와 피스톤(5) 사이로 스며들지 못하고 피스톤(5)의 압축 작용에 의하여 곧 바로 토출 밸브(8B)를 통하여 토출측 소음기(10)로 토출됨으로써 실린더(2)와 피스톤(5) 사이의 습동부에 충분한 양의 오일(O)이 공급되지 못하는 단점이 있었다.

또한, 냉매의 배관에 오일(O)이 존재할 경우, 리니어 압축기의 효율이 감소하게 되는 바, 상기와 같은 구조의 습동부 오일 공급장치에 의하면, 실린더(2)와 피스톤(5)의 습동부에 충분한 양의 오일(O)이 공급되지 못하고 압축 냉매 가스와 함께 많은 양이 오일(O)이 토출됨으로써 리니어 압축기의 효율을 감소시키는 등의 여러 문제점이 있었다.

본 발명의 주 목적은 실린더와 피스톤의 습동부에 충분한 양의 오일을 공급하여 피스톤의 직선 왕복 운동을 보다 원활하게 할 수 있도록 한 리니어 압축기의 습동부 오일 공급장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 압축 냉매 가스의 토출시 많은 양이 오일이 토출되는 현상을 방지하여, 리니어 압축기의 효율을 향상시킬 수 있게 한 리니어 압축기의 습동부 오일 공급장치를 제공함에 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 리니어 압축기의 습동부 오일 공급장치에 있어서, 내부에 피스톤이 직선 왕복 운동이 가능하도록 결합되고 외주면에 내,외부를 연통시키는 수개의 오일 유입공이 형성된 실린더와, 상기 실린더의 외부에 형성되어 오일 유입공에 의해 실린더의 내부와 연통되는 오일 표켓과, 상기 오일 포켓에 연결 설치되어 밀페 용기의 오일을 오일 포켓으로 흡상하기 위한 오일 공급관으로 구성함을 특징으로 하는 리니어 압축기의 습동부 오일 공급장치가 제공된다.

상기 오일 포켓은, 실린더와 그 실린더의 외부에 소정의 간격을 두고 둘러싸도록 고정되는 스테이터 사이의 공간으로 되어 있다.

상기 실린더는, 외주면 일측단부에 스테이터의 내벽과 긴밀하게 접촉되어 오일 포켓의 기밀을 유지하기 위한 기밀유지부재가 결합 고정된다.

이하, 본 발명에 의한 리니어 압축기의 급동부 오일 공급장치를 첨부 도면에 도시한 실시례에 따라서 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 발명에 의한 리니어 압축기의 습동부 오일 공급장치를 보인 부분 단면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 리니어 압축기의 습동부 오일 공급장치는, 냉매 가스가 흡임측 소음기(21)를 통하여 밸브 조립체(22)의 흡입 밸브(22A)를 지나 압축 공간(S)으로 흡입되고, 피스톤(23)의 직선 왕복 운동에 의하여 냉매 가스가 압축된 후, 토출 밸브(22B)를 지나 토출측 소음기(24)로 토출되는 리너어 압축기에 있어서, 내부에 피스톤(23)이 직선 왕복 운동이 가능하도록 결합되고 외주면에 내,외부를 연통시키는 수개의 오일 유입공(24a)이 형성된 실린더(24)와, 상기 실린더(24)의 외부에 그 실린더(24)를 둘러싸도록 형성되어 오일 유입공(24a)에 의해 실린더(24)의 내부와 연통되는 오일 포켓(25)과, 상기 오일 포켓(25)의 하부에 하측을 향하여 연결 설치되어 밀페 용기(26)의 저부에 고인 오일(O)을 오일 포켓(25)으로 흡상하기 위한 모세관 등의 오일 공급관(27)으로 구성되어 있다.

상기 오일 포켓(25)은 실린더(24)의 외부에 소정의 간격을 두고 고정되는 스테이터(28)의 내벽에 긴밀하게 접촉되어 오일 포켓(25)의 기밀을 유지하기 위한 오링(O - ring)과 같은 기밀유지부재(29)가 결합 고정되어 있다.

상기 오일 포켓(25)은, 도면에 도시한 일실시례와 같이, 실린더(24)와 스테이터(28)의 사이에 형성한 구조에 한정하지 않으며, 실린더(24)의 내부로 오일(O)을 원활하게 공급하기 위한 구조라면 어떠한 형상 및 어떠한 부재를 사용하여도 무방하다.

또한, 상기 실린더(24)의 오일 유입공(24a)의 위치는, 피스톤(23)과 실린더(24) 사이의 습동부에 충분한 양의 오일(O)을 공급할 수 있으면 어떤 위치에 형성하여도 좋다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 의한 리니어 압축기의 습동부 오일 공급장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

제3도에 도시한 바와 같이, 피스톤(23)이 냉매 가스의 흡입을 위하여 도면에 도시한 화살표 A방향으로 이동하게 되면, 압축 공간(S)의 저압(低壓)의하여 밸브 조립체(22)의 흡입 밸브(22A)가 개방되는 동시에, 토출 밸브(22A)가 닫혀지게 되며, 따라서 압축 공간(S)의 저압에 의해 냉매 가스가 흡입측 소음기(21)를 통하여 밸브 조립체(22)의 흡입 밸브(22A)를 지나 압축 공간(S)으로 흡입된다.

이와 동시에 , 압축 공간(S)의 낮은 압력이 실린더(24)의 오일 유입공(24a)을 통하여 오일 포켓(25)으로 전달되어, 밀페 용기 (26)의 저부에 고인 오일(O)을 오일 공급관(27)을 따라 흡상시키게 되며, 따라서 오일 포켓(25)의 내부는 오일(O)로 채워지게 되고, 그 오일(O)의 일부는 오일 유입공(24a)을 통하여 실린더(24)의 내부로 유입되어, 실린더(24)와 피스톤(23) 사이로 스며들게 된다.

이후, 피스톤(23)이 도면에 도시한 화살표 B방향으로 이동하게 되면, 흡입 밸브(22A)가 닫혀지는 동시에 토출 밸브(22B)가 개방되면서 압축 공간 (S)에서 압축된 냉매 가스가 토출 밸브(22B)를 지나 토출측 소음기(24)로 토출된다.

이때, 실린더(24)와 피스톤(23)의 사이에는 충분한 양의 오일(O)이 충진되어 있으므로, 피스톤(23)의 직선 왕복 운동을 보다 원활하게 할 수 있는 것이다.

상기와 같이, 피스톤(23)의 반복적인 직선 왕복 운동에 의하여 냉매 가스의 흡입, 압축, 및 토출 작용이 이루어지게 되며, 이와 동시에 충분한 양의 오일(O)이 오일 유입공(24a)을 통하여 실린더(24)의 내부로 유입되어, 실린더(24)와 피스톤(23)의 사이로 공급됨으로써 피스톤(23)의 직선 왕복 운동을 보다 원활하게 하여 효율의 향상에 기여할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 리니어 압축기의 습동부 오일 공급장치는, 내부에 피스톤이 직선 왕복 운동이 가능하도록 결합되고 외주면에 내,외부를 연통시키는 수개의 오일 유입공이 형성된 실린더와, 상기 실린더의 외부에 형성되어 오일 유입공에 의해 실린더의 내부와 연통되는 오일 포켓과, 상기 오일 포켓에 연결 설치되어 밀페 용기의 오일을 오일 포켓으로 흡상하기 위한 오일 공급관으로 구성함으로써 실린더와 피스톤 사이의 습동부에 충분한 양의 오일을 공급할 수 있으므로, 피스톤의 직선 왕복 이동을 보다 원활하게 하며, 또한 압축냉매 가스의 토출시 많은 양이 오일이 토출되는 현상을 방지하여, 리니어 압축기의 효율을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 리니어 압축기의습동부 오일 공급장치에 있어서, 내부에 피스톤이 직선 왕복 운동하도록 결합되고 외주면에 내,외부를 연통시키는 적어도 1개 이상의 오일 유입공이 형성된 실린더와, 상기 실린더의 외부레 형성되어 오일 유입공에 의해 실린더의 내부와 연통되는 밀페 공간인 오일 포켓과, 상기 오일 포켓의 소정 부위에 연결 설치되어 밀페 용기의 저부에 고인 오일을 오일 포켓으로 흡상하기 위한 오일 공급관으로 구성함을 특징으로 하는 리니어 압축기의 습동부 오일 공급장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 오일 포켓은, 실린더와 그 실린더의 외부에 소정의 간격을 두고 둘러싸도록 고정되는 스테이터 사이의 공간인 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 습동부 오일 공급장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 실린더의 외주면 일측단부에 스테이터의 내벽과 긴밀하게 접촉되어 오일 포켓의 기밀을 유지하기 위한 기밀유지 부재가 결합 고정된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 습동부 오일 공급장치.