KR0162447B1 - 리니어 압축기의 오일 흡입 및 토출장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리니어 압축기의 오일 흡입 및 토출장치에 관한 것으로, 오일 포켓의 일측과 통하도록 연결 설치되어 질량체의 이동으로 밀폐용기의 오일을 오일 포켓으로 흡입함과 아울러 그 오일 포켓으로 일단 흡입된 오일이 밀폐 용기의 저부로 다시 역류되는 현상을 방지하는 오일 흡입 밸브수단과, 상기 오일 포켓의 타측과 통하도록 연결 설치되어 질량체의 이동으로 오일 포켓의 오일을 외부로 토출시킴과 아울러 일단 외부로 토출된 오일이 다시 오일 포켓으로 역류되는 현상을 방지하는 오일 토출 밸브수단으로 구성하여, 냉매 유로와 오일 유로를 별도로 구성함으로써 고온 고압의 냉매 가스에 의하여 과열된 부분의 냉각 효율을 향상시키며, 오일 흡입 유로의 저항을 감소시켜 리니어 모터의 입력을 저하시키고, 또한, 실린더와 피스톤의 습동부위에 충분한 양의 오일을 공급하여 피스톤의 윤활 성능을 향상시킴으로써, 리니어 압축기의 전체적인 성능을 향상시키도록 한 것이다.

Description

리니어 압축기의 오일 흡입 및 토출장치
제1도는 일반적인 리니어 압축기의 일례를 보인 단면도.
제2도는 종래 기술에 의한 오일 흡입 및 토출장치가 구비된 리니어 압축기의 단면도.
제3도는 종래 기술에 의한 리니어 압축기의 오일 흡입 및 토출장치를 보인 분해 사시도.
제4도는 본 발명에 의한 오일 흡입 및 토출장치가 구비된 리니어 압축기의 단면도.
제5도는 본 발명에 의한 리니어 압축기에 적용되는 밸브조립체의 분해사시도.
제6도 및 제7도의 (a) 및 (b)는 본 발명에 의한 오일 흡입 및 토출장치의 작용을 보인 것으로,
제6도의 (a) 및 (b)는 오일의 흡입시, 오일 흡입 밸브수단 및 오일 토출 밸브수단의 단면도.
제7도의 (a) 및 (b)는 오일의 토출시, 오일 흡입 밸브수단 및 오일 토출 밸브수단의 단면도.
제8도는 본 발명에 의한 오일 흡입 및 토출장치를 구성하는 흡입 및 토출 밸브의 정면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 밀폐 용기 12 : 실린더
13' : 플랜지 19 : 실린더
21 : 질량체 22 : 오일 포켓
27 : 냉매 흡입관 41 : 오일 흡입 유로
42 : 오일 흡입 밸브 파이프 42a : 오일 흡입공
43 : 오일 흡입 밸브 43a,53a : 오일 통과홈
44 : 탄성부재 51 : 오일 토출 유로
52 : 오일 토출 밸브 파이프 52a : 오일 토출공
53 : 오일 토출 밸브 54 : 탄성부재
61 : 흡입 가스켓 61a : 중공
62 : 흡입 밸브 62a : 냉매 흡입 개폐부
62b : 냉매 토출공 63 : 밸브 시트
63a : 냉매 흡입공 63b : 냉매 토출공
64 : 토출 밸브 64a : 냉매 흡입공
64b : 냉매 토출 개폐부 65 : 토출 가스켓
65a : 냉매 흡입공 66 : 헤드 커버
66a : 냉매 토출부
본 발명은 리니어 압축기의 오일 흡입 및 토출장치에 관한 것으로, 특히 고온 고압의 냉매 가스에 의하여 과열된 부분의 냉각 효율을 향상시키고, 오일 흡입 유로의 저항을 감소시켜 리니어 모터의 입력을 저하시키며, 실린더와 피스톤의 습동부위에 충분한 양의 오일을 공급하여 피스톤의 윤활 성능을 향상시킴으로써, 리니어 압축기의 전체적인 성능을 향상시킬 수 있게 한 리니어 압축기의 오일 흡입 및 토출장치에 관한 것이다.
일반적인 리니어 압축기는, 제1도에 도시한 바와 같이, 소정의 형상을 갖는 밀폐 용기(1)와, 상기 밀폐 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 밀폐 용기(1)의 사이에 연결 설치되어 피스톤 스프링(4)을 탄력 지지하는 수개의 마운팅 스프링(7)과, 상기 실린더(2)의 일측면 중간부에 고정 설치되는 밸브 조립체(8)와, 상기 밸브 조립체(7)의 양측에 설치되는 흡입측 소음기(9) 및 토출측 소음기(10) 등으로 구성되어 있다.
상기와 같은 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, 전자기 에너지 및 탄성 에너지에 의하여 피스톤(5)이 실린더(2)의 내부에서 계속 직선 왕복 운동을 하면서 밸브 조립체(8)에 형성된 흡입 밸브를 통하여 냉매를 흡입하고 압축 공간(C)에서 압축한 후, 토출 밸브를 통하여 토출시키는 동작을 반복적으로 수행하게 된다.
이와 동시에, 밀폐 용기(1)의 저부에 고인 오일(0)을 실린더(2)와 피스톤(4)의 습동부위에 공급하여 피스톤(4)의 이동을 원활하게 하는 오일 공급 및 토출장치가 구비되어 있는 바, 종래 기술에 의한 오일 공급 및 토출장치가 구비된 리니어 압축기의 일례를 첨부 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.
제2도에 도시한 바와 같이, 소정의 형상을 갖는 밀폐 용기(11)와, 상기 밀폐 용기(11)의 내부에 바닥면으로부터 소정의 높이를 두고 설치되고 외주면에 내,외부를 연통시키는 수개의 오일 유입공(12a)이 형성된 실린더(12)와, 상기 실린더(12)에 결합고정되는 플랜지(flange)(13)와, 상기 플랜지(13)의 내벽에 고정되는 코어 라이어(core liner)(14)와, 상기 코어 라이너(14)의 외주면에 고정되는 인너 라미네이션(15)과, 상기 플랜지(13)의 주연부에 코어 라이어(14)와 소정의 간격을 두고 고정되는 스테이터 코일(stator coil)(16)이 구비된 스테이터 코어(stator core)(17)와, 상기 실린더(12)의 후방측에 고정 설치되는 피스톤 스프링(18)과, 상기 피스톤 스프링(18)의 내측 중간부에 고정되어 실린더(12)에 직선 왕복 이동이 가능하도록 결합되는 피스톤(19)과, 상기 피스톤(19)의 외주연부에 고정되어, 피스톤(19)의 운동에 의하여 인너 라미네이션(15)과 스테이터 코어(17)의 사이를 직선 이동하는 마그네트(20)와, 상기 실린더(12) 및 코어 라이어(14) 사이에 슬라이드 가능하도록 결합되는 질량체(21)와, 상기 실린더(12), 코어 라이어(14), 및 질량체(21)에 의하여 형성되어, 질량체(21)의 이동에 의하여 체적이 가변되는 밀폐 공간인 오일 포켓(22)과, 상기 질량체(21)를 탄성적으로 지지하는 탄성부재(23)(24)와, 상기 실린더(12)의 일측면에 고정 설치되는 밸브 조립체(25) 및 소음기(26)와, 상기 소음기(26)에 설치되어 냉매를 밸브 조립체(25)의 내부로 안내하는 냉매 흡입관(27)과, 상기 밸브 조립체(25)의 양측에 각각 설치되어 오일의 흡입 및 토출을 안내하는 오일 흡입관(28) 및 오일 토출관(29)으로 구성되어 있다.
상기 밸브 조립체(25)는, 제3도에 도시한 바와 같이, 흡입 가스켓(31)과, 흡입 밸브(32)와, 밸브 시트(33)와, 토출 밸브(34)와, 토출 가스켓(35)과, 그리고 헤드 커버(36)로 구성되어 있으며, 그 구성 요소(31)(32)...(36)들은 서로 밀착된 상태에서 실린더(12)에 수개의 볼트(도시하지 않음)로 고정된다.
상기 흡입 가스켓(31)은, 중간부에 실린더의 내부와 통하는 중공(31a)이 형성되어 있으며, 양측변부에 오일(0)의 흐름을 안내하는 오일흡입공(31b) 및 오일 토출공(31c)이 형성되어 있다.
상기 흡입 밸브(32)는, 중간부에 냉매의 흡입시 동작하는 냉매 흡입 개폐부(32a) 및 냉매의 토출을 안내하는 냉매 토출공(32b)이 형성되어 있고, 양측변부에 오일의 흡입시 동작하는 오일 흡입 개폐부(32c) 및 오일의 토출을 안내하는 오일 토출공(32d)이 형성되어 있다.
상기 밸브 시트(33)는, 중간부에 냉매의 흡입을 위한 냉매 흡입공(33a) 및 냉매의 토출을 위한 냉매 토출공(33b)이 형성되어 있으며, 양측변부에 오일의 흡입을 위한 오일 흡입공(33c) 및 오일의 토출을 위한 오일 토출공(33d)이 형성되어 있다.
상기 토출 밸브(34)는, 중간부에 냉매의 흡입을 위한 냉매 흡입공(34a) 및 냉매의 토출시 동작하는 냉매 토출 개폐부(34b)가 형성되어 있으며, 양측변부에 오일의 흡입을 위한 오일 흡입공(34c) 및 오일의 토출시 동작하는 오일 토출 개폐부(34d)가 형성되어 있다.
상기 토출 가스켓(35)은, 중간부에 냉매의 흡입을 위한 냉매 흡입공(35a)이 형성되어 있고, 양측변부에 오일(0)의 흐름을 안내하는 오일 흡입공(35b) 및 오일 토출공(35c)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 헤드 커버(36)는, 중간부에 냉매 토출부(36a)가 형성되어 있고, 양측변부에 오일의 흡입 및 토출을 위한 오일 흡입부(36b) 및 오일 토출부(36c)가 형성되어 있으며, 그 오일 흡입부(36b) 및 오일 토출부(36c)에는 오일 흡입관(28) 및 오일 토출관(29)이 각각 연결 설치되어 있다.
상기 냉매 토출부(36a)에는 도면에 도시하지 않았으나 냉매 토출관이 연결 설치되어 있으며, 도면중 미설명 부호 36d는 스토퍼를 보인 것이다.
한편, 상기 실린더(12)의 일측면 양측에는 오일 포켓(22)과 흡입 가스켓(31)의 오일 흡입공(31b) 및 오일 토출공(31c)을 연통시키기 위한 오일 통과공(12b)(12c)이 각각 형성되어 있다.
상기 냉매 유로는, 냉매 흡입관(27)과, 토출 가스켓(35)의 냉매 흡입공(35a)과, 토출 밸브(34)의 냉매 흡입공(34a)과, 밸브 시트(33)의 냉매 흡입공(33a)과, 흡입 밸브(32)의 냉매 흡입 개폐부(32a)와, 흡입 가스켓(31)의 중공(31a)과, 압축 공간(C)과, 흡입 가스켓(31)의 중공(31a)과, 흡입 밸브(32)의 냉매 토출공(32b)과, 밸브 시트(33)의 냉매 토출공(33b)과, 토출 밸브(34)의 냉매 토출 개폐부(34b)와, 헤드 커버(36)의 냉매 토출부(36a)로 이루어져 있다.
또한, 오일 유로는, 오일 흡입관(28)과, 헤드 커버(36)의 오일 흡입부(36b)와, 토출 가스켓(35)의 오일 흡입공(35b)과, 토출 밸브(34)의 오일 흡입공(34c)과, 밸브 시트(33)의 오일 흡입공(33c)과, 흡입 밸브(32)의 오일 흡입 개폐부(32c)와, 흡입 가스켓(31)의 오일 흡입공(31b)과, 오일 포켓(22)과, 흡입 가스켓(31)의 오일 토출공(31c)과, 흡입 밸브(32)의 오일 토출공(32d)과, 밸브 시트(33)의 오일 토출공(33d)과, 토출 밸브(34)의 오일 토출 개폐부(34d)와, 토출 가스켓(35)의 오일 토출공(35c)과, 헤드 커버(36)의 오일 토출부(36c)와, 오일 토출관(29)으로 이루어져 있다.
상기와 같은 종래 기술에 의한 오일 흡입 및 토출장치가 구비된 리니어 압축기는, 리니어 모터에 의한 피스톤(19)의 연속적인 직선 왕복 운동에 의하여 발생되는 세트(SET)의 진동을 이용하여 밀폐 용기(11)의 저부에 고인 오일(0)을 실린더(12)와 피스톤(19) 사이의 습동부위로 공급하게 된다.
즉, 스테이터 코일(16)에 흐르는 전류와, 피스톤(19)에 착자된 마그네트(20)의 자속에 의한 상호 작용과, 피스톤 스프링(18)의 관성 에너지 및 탄성 에너지에 의하여 피스톤(19)이 직선 왕복 운동을 하게 되는 바, 상기 피스톤(19)이 냉매의 흡입을 위하여 도면에 도시한 화살표 A방향으로 이동하게 되면, 냉매 가스가 냉매 흡입관(27)으로 흡입된 후, 토출 가스켓(35) 및 토출 밸브(34)의 냉매 흡입공(35a)(34a)을 통해 유입되고, 밸브 시트(33)의 냉매 흡입공(33a)으로 유입되어, 흡입 밸브(32)의 냉매 흡입 개폐부(32a)를 밀어 흡입 가스켓(31)의 중공(31a)을 지나 실린더(12)의 압축 공간(C)으로 유입되는 동시에, 토출 밸브(34)의 냉매 토출 개폐부(34b)가 밸브 시트(33)의 냉매 토출공(33b)을 폐쇄시키게 되므로 냉매의 토출을 방지하게 된다.
또한, 피스톤(19)이 도시한 화살표 B방향으로 이동하게 되면, 압축 공간(C)에서 냉매 가스가 압축되어, 흡입 가스켓(31)의 중공(31a)을 통과한 다음, 흡입 밸브(32) 및 밸브 시트(33)의 냉매 토출공(32b)(33b)을 지나 토출 밸브(34)의 냉매 토출 개폐부(34b)를 밀어, 토출 가스켓(35)을 지난 후, 헤드 커버(36)의 냉매 토출부(36a)을 통하여 외부로 토출되며, 이때 흡입 밸브(32)의 냉매 흡입 개폐부(32a)가 밸브 시트(33)의 냉매 흡입공(33a)을 폐쇄시키게 되므로 냉매 가스의 흡입을 방지하게 된다.
이와 같은 피스톤(19)의 계속적인 직선 왕복 운동에 의하여 냉매 가스의 흡입, 압축, 및 토출 작용이 반복적으로 이루어지게 된다.
상기한 피스톤(19)의 반복적인 직선 왕복 운동에 의하여 필연적으로 발생되는 세트의 진동에 의하여, 질량체(21)도 직선 왕복 운동을 하게 되며, 이에 따라서 오일 포켓(22)의 체적이 반복적으로 변화되면서 밀폐용기(11)의 저부에 고인 오일(0)을 실린더(12)와 피스톤(19) 사이의 습동부에 공급하게 된다.
제2도에 도시한 바와 같이, 질량체(21)가 도면에 도시한 화살표 X방향으로 이동하게 되면, 오일 포켓(22)의 체적이 커지면서 내부가 저압의 상태가 되므로, 밀폐 용기(11)의 저부에 고인 오일(0)이 밸브 조립체(25)의 헤드 커버(36)에 연결된 오일 흡입관(28)을 따라 흡상되어 헤드 커버(36)의 오일 흡입부(36b)를 지나 토출 가스켓(35), 토출 밸브(34), 및 밸브 시트(33)의 오일 흡입공(35b)(34c)(33c)을 통하여 유입된 후, 흡입 밸브(32)의 오일 흡입 개폐부(32c)를 밀어 흡입 가스켓(31)의 오일 흡입공(31b)을 지나게 되며, 이때 피스톤(19)의 이동에 따른 압력이 토출 밸브(34)의 오일 토출 개폐부(34b)에도 작용하여 그 오일 토출 개폐부(34b)가 밸브 시트(33)의 오일 토출공(33d)을 폐쇄시키게 되므로 오일(0)의 흡입시, 오일(0)이 임의로 토출되는 경우는 없다.
한편, 흡입 가스켓(31)의 오일 흡입공(31b)을 지난 오일(0)은 실린더(12)의 오일 통과공(12b)을 통하여 오일 포켓(22)으로 공급되어, 그 오일 포켓(22)을 채우게 되고, 오일(0)의 일부가 오일 유입공(12a)을 통해 실린더(12)와 피스톤(19) 사이의 습동부에 공급되는 것이다.
또한, 상기 질량체(21)가 도면에 도시한 Y방향으로 이동하게 되면, 오일 포켓(22)의 체적이 작아지게 되므로, 오일 포켓(22)의 내부에 채워진 오일(0)의 일부가 실린더(12)의 오일 통과공(12c)을 지나 흡입 가스켓(31), 흡입 밸브(32), 및 밸브 시트(33)의 오일 토출공(31c)(32d)(33d)을 통과하게 되고, 토출 밸브(34)의 오일 토출 개폐부(34d)를 밀어 토출 가스켓(35)의 오일 토출공(35c)을 통과한 후, 헤드 커버(36)의 오일 토출부(36c)를 지나 오일 토출관(29)을 통하여 외부로 토출되며, 이때 피스톤(19)의 이동에 따른 압력이 흡입 밸브(32)의 오일 흡입 개폐부(32c)에도 작용하여 그 오일 토출 개폐부(32c)가 밸브 시트(33)의 오일 흡입공(33c)을 폐쇄시키게 되므로 오일(0)의 토출시, 오일(0)이 임의로 흡입되지는 않는다.
상기와 같이 피스톤(19)의 직선 왕복 운동에 따른 질량체(21)의 계속되는 직선 왕복 운동에 의하여 오일(0)이 밸브 조립체(25)에 형성된 오일 유로를 따라 이송되어, 실린더(12)와 피스톤(19) 사이의 습동부에 공급되는 것이다.
그러나, 상기와 같이 종래 기술에 의한 리니어 압축기의 오일 흡입 및 토출장치는, 압축 냉매 가스의 유로와 오일(0)의 토출 유로가 밸브 조립체(25)의 구성 요소(31)(32)...(36)에 함께 형성되어 있으므로, 고온의 압축 냉매 가스에 의하여 토출 오일(0)의 온도를 상승시켜, 오일(0)의 순환에 의하여 과열된 부분을 냉각시키는 냉각(cooling) 효율이 저하되며, 또한 오일(0)의 유로가 비교적 복잡하여 리니어 모터의 입력을 상승시킬 뿐만 아니라, 결과적으로 실린더(12)와 피스톤(19)의 습동부위에 충분한 양의 오일(0)을 공급하지 못하여 윤활 성능이 저하됨으로써 리니어 압축기의 전체적인 성능을 저하시키는 등의 여러 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 주 목적은 리니어 압축기의 전체적인 성능을 향상시킬 수 있도록 한 리니어 압축기의 오일 흡입 및 토출장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 고온 고압의 냉매 가스에 의하여 과열된 부분의 냉각 효율을 향상시킬 수 있도록 한 리니어 압축기의 오일 흡입 및 토출장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 오일 흡입 유로의 저항을 감소시켜 리니어 모터의 입력을 저하시킬 수 있도록 한 리니어 압축기의 오일 흡입 및 토출장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른목적은 실린더와 피스톤의 습동부위에 충분한 양의 오일을 공급하여 피스톤의 윤활 성능을 향상시킬 수 있도록 한 리니어 압축기의 오일 흡입 및 토출장치를 제공함에 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 리니어 모터의 구동으로 냉매 가스를 냉매 유로를 따라 흡입, 압축, 및 토출시키고, 오일 포켓에 수납된 질량체의 이동에 의해 밀폐 용기의 오일을 실린더와 피스톤의 습동부위로 공급하도록 한 리니어 압축기의 오일 흡입 및 토출장치에 있어서, 상기 오일 포켓의 일측과 통하도록 연결 설치되어 질량체의 이동으로 밀폐 용기의 오일을 오일 포켓으로 흡입함과 아울러 그 오일 포켓으로 일단 흡입된 오일이 밀폐 용기의 저부로 다시 역류되는 현상을 방지하는 오일 흡입 밸브수단과, 상기 오일 포켓의 타측과 통하도록 연결 설치되어 질량체의 이동으로 오일 포켓의 오일을 외부로 토출시킴과 아울러 일단 외부로 토출된 오일이 다시 오일 포켓으로 역류되는 현상을 방지하는 오일 토출 밸브수단으로 구성함을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일 흡입 및 토출장치가 제공된다.
상기 오일 흡입 밸브수단은, 플랜지의 일측에 오일 포켓과 외부를 통하도록 형성되는 오일 흡입 유로와, 내부에 오일 흡입공이 형성되고 상기 플랜지의 외주면 일측에 오일 흡입 유로와 통하도록 고정되는 오일 흡입 밸브 파이프와, 상기 오일 흡입 밸브 파이프의 내부에 삽입되어 오일 흡입공을 개폐시키는 오일 흡입 밸브와, 상기 오일 흡입 밸브 파이프의 내부에 삽입되어 오일 흡입 밸브를 오일 흡입공의 폐쇄 방향으로 탄력지지하는 압축 스프링 등의 탄성부재로 구성된다.
상기 오일 토출 밸브수단은, 플랜지의 타측에 오일 포켓과 외부를 통하도록 형성되는 오일 토출 유로와, 내부에 오일 토출공이 형성되고 상기 플랜지의 외주면 타측에 오일 토출 유로와 통하도록 고정되는 오일 토출 밸브 파이프와, 상기 오일 토출 밸브 파이프의 내부에 삽입되어 오일 토출공을 개폐시키는 오일 토출 밸브와, 상기 오일 토출 밸브 파이프의 내부에 삽입되어 오일 토출 밸브를 하방향으로 탄력지지하는 압축 스프링 등의 탄성부재로 구성된다.
상기 오일 흡입 밸브 및 오일 토출 밸브는, 외주연부에 일정간격을 두고 수개의 오일 통과홈이 각각 형성되어 오일의 흐름을 가능하도록 구성된다.
상기 냉매 유로는, 실린더의 전면에 고정 설치되는 밸브 조립체를 구성하는 토출 가스켓의 냉매 흡입공과, 토출 밸브의 냉매 흡입공과, 밸브 시트의 냉매 흡입공과, 흡입 밸브의 냉매 흡입 개폐부와, 실린더와 피스톤 사이의 압축 공간과 통하는 흡입 가스켓의 중공과, 흡입 밸브의 냉매 토출공과, 밸브 시트의 냉매 토출공과, 토출 밸브의 냉매 토출 개폐부와, 헤드 커버의 냉매 토출부로 이루어진다.
이하, 본 발명에 의한 리니어 압축기의 오일 흡입 및 토출장치를 첨부 도면에 도시한 실시례에 따라서 설명하면 다음과 같다.
제4도는 본 발명에 의한 오일 흡입 및 토출장치가 구비된 리니어 압축기의 단면도이고, 제5도는 본 발명에 의한 리니어 압축기에 적용되는 밸브조립체의 분해사시도이며, 제8도는 본 발명에 의한 오일 흡입 및 토출장치를 구성하는 흡입 및 토출 밸브의 정면도이다.
이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 리니어 압축기의 오일 흡입 및 토출장치는, 소정의 형상을 갖는 밀폐 용기(11)와, 상기 밀폐 용기(11)의 내부에 바닥면으로부터 소정의 높이를 두고 설치되고 외주면에 내,외부를 연통시키는 수개의 오일 유입공(12a)이 형성된 실린더(12)와, 상기 실린더(12)에 결합고정되는 플랜지(13')와, 상기 플렌지(13')의 내벽에 고정되는 코어 라이너(14)와, 상기 코어 라이어(14)의 외주면에 고정되는 인너 라미네이션(15)과, 상기 플랜지(13)의 주연부에 코어 라이어(14)와 소정의 간격을 두고 고정되는 스테이터 코일(16)이 구비된 스테이터 코어(17)와, 상기 실린더(12)의 후방측에 고정 설치되는 피스톤 스프링(18)과, 상기 피스톤 스프링(18)의 내측 중간부에 고정되어 실린더(12)에 직선 왕복 이동이 가능하도록 결합되는 피스톤(19)과, 상기 피스톤(19)의 외주연부에 고정되어, 피스톤(19)의 운동에 의하여 인너 라미네이션(15)과 스테이터 코어(17)의 사이를 직선 이동하는 마그네트(20)와, 상기 실린더(12) 및 코어 라이어(14) 사이에 슬라이드 가능하도록 결합되는 질량체(21)와, 상기 실린더(12), 코어 라이어(14), 및 질량체(21)에 의하여 형성되어, 질량체(21)의 이동에 의하여 체적이 가변되는 밀폐 공간인 오일 포켓(22)과, 상기 질량체(21)를 탄성적으로 지지하는 탄성부재(23)(24)와, 상기 실린더(12)의 일측면에 고정 설치되는 밸브 조립체(25') 및 소음기(26)와, 상기 소음기(26)에 설치되어 냉매를 밸브 조립체(25')의 내부로 안내하는 냉매 흡입관(27) 등으로 구성되는 리니어 압축기를 전제로 하여, 상기 오일 포켓(22)의 일측과 통하도록 연결 설치되어 질량체(21)의 이동으로 밀폐 용기(11)의 오일(0)을 오일 포켓(22)으로 흡입함과 아울러 그 오일 포켓(22)으로 일단 흡입된 오일(0)이 밀폐 용기(11)의 저부로 다시 역류되는 현상을 방지하는 오일 흡입 밸브수단(P)과, 상기 오일 포켓(22)의 타측과 통하도록 연결 설치되어 질량체(21)의 이동으로 오일 포켓(22)의 오일(0)을 외부로 토출시킴과 아울러 일단 외부로 토출된 오일(0)이 다시 오일 포켓(22)으로 역류되는 현상을 방지하는 오일 토출 밸브수단(Q)으로 구성되어 있다.
상기 오일 흡입 밸브수단(P)은, 플랜지(13')의 일측에 외부와 통하도록 형성되는 오일 흡입 유로(41)와, 내부에 오일 흡입공(42a)이 형성되고 상기 플랜지(13')의 외주면 일측에 오일 흡입 유로(41)와 통하도록 고정되는 오일 흡입 밸브 파이프(42)와, 상기 오일 흡입 밸브 파이프(42)의 내부에 삽입되어 오일 흡입공(42a)을 개폐시키는 오일 흡입 밸브(43)와, 상기 오일 흡입 밸브 파이프(42)의 내부에 삽입되어 오일 흡입 밸브(43)를 오일 흡입공(42a)의 폐쇄 방향으로 탄력지지하는 압축 스프링 등의 탄성부재(44)로 구성되어 있다.
또한, 상기 오일 토출 밸브수단(Q)은, 플랜지(13')의 타측에 오일 포켓(22)과 외부와 통하도록 형성되는 오일 토출 유로(51)와, 내부에 오일 토출공(52a)이 형성되고 상기 플랜지(13')의 외주면 타측에 오일 토출 유로(51)와 통하도록 고정되는 오일 토출 밸브 파이프(52)와, 상기 오일 토출 밸브 파이프(52)의 내부에 삽입되어 오일 토출공(52a)을 개폐시키는 오일 토출 밸브(53)와, 상기 오일 토출 밸브 파이프(52)의 내부에 삽입되어 오일 토출 밸브(53)를 하방향으로 탄력지지하는 압축 스프링 등의 탄성부재(54)로 구성되어 있다.
상기 오일 흡입 밸브 파이프(42) 및 오일 토출 밸브 파이프(52)의 고정수단은 도면에 상세하게 도시하지는 않았으나 용접, 또는 고정볼트 등의 통상적인 방법을 적용한다.
상기 오일 흡입 밸브(43) 및 오일 토출 밸브(53)는, 제8도에 도시한 바와 같이, 외주연부에 일정간격을 두고 수개의 오일 통과홈(43a)(53a)이 각각 형성되어 오일(0)의 흐름을 가능하게 하였다.
또한, 상기와 같은 본 발명에 의한 오일 흡입 및 토출장치가 구비된 리니어 압축기에 적용되는 밸브 조립체(25')는, 제5도에 도시한 바와 같이, 중공(61a)이 형성된 흡입 가스켓(61)과, 냉매 흡입 개폐부(62a) 및 냉매 토출공(62b)이 형성된 흡입 밸브(62)와, 냉매 흡입공(63a) 및 냉매 토출공(63b)이 형성된 밸브 시트(63)와, 냉매 흡입공(64a) 및 냉매 토출 개폐부(64b)가 형성된 토출 밸브(64)와, 냉매 흡입공(65a)이 형성된 토출 가스켓(65)과, 내측면에 냉매 토출부(66a)가 형성된 헤드 커버(66)가 밀착 고정되어 있으며, 상기 밸브 조립체(25')의 냉매 유로는, 냉매 흡입관(27)과, 토출 가스켓(65)의 냉매 흡입공(65a)과, 토출 밸브(64)의 냉매 흡입공(64a)과, 밸브 시트(63)의 냉매 흡입공(63a)과, 흡입 밸브(62)의 냉매 흡입 개폐부(62a)와, 흡입 가스켓(61)의 중공(61a)과, 압축공간(C)과, 흡입 가스켓(61)의 중공(61a)과, 흡입 밸브(62)의 냉매 토출공(62b)과, 밸브 시트(63)의 냉매 토출공(63b)과, 토출 밸브(64)의 냉매 토출 개폐부(64b)와, 헤드 커버(66)의 냉매 토출부(66a)로 이루어져 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 리니어 압축기 오일 흡입 및 토출장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
제4도 및 제5도에 도시한 바와 같이, 리니어 모터의 통상적인 작용에 의하여 피스톤(19)이 도면에 도시한 화살표 A방향으로 이동하게 되면, 냉매 가스가 냉매 흡입관(27)으로 흡입된 후, 토출 가스켓(65) 및 토출 밸브(64)의 냉매 흡입공(65a)(64a)을 통해 유입되고, 밸브 시트(63)의 냉매 흡입공(63a)으로 유입되어, 흡입 밸브(62)의 냉매 흡입 개폐부(62a)를 밀어 흡입 가스켓(61)의 중공(61a)을 지나 실린더(12)의 압축공간(C)으로 유입되는 동시에, 토출 밸브(64)의 냉매 토출 개폐부(64b)가 밸브 시트(63)의 냉매 토출공(63b)을 폐쇄시키게 되므로 냉매의 토출을 방지하게 된다.
또한, 피스톤(19)이 도시한 화살표 B방향으로 이동하게 되면, 압축 공간(C)에서 냉매 가스가 압축되어, 흡입 가스켓(61)의 중공(61a)을 통과한 다음, 흡입 밸브(62) 및 밸브 시트(63)의 냉매 토출공(62b)(63b)을 지나 토출 밸브(64)의 냉매 토출 개폐부(64b)를 밀어, 토출 가스켓(65)을 지난 후, 헤드 커버(66)의 냉매 토출부(66a)을 통하여 통하여 외부로 토출되며, 이때 흡입 밸브(62)의 냉매 흡입 개폐부(62a)가 밸브 시트(63)의 냉매 흡입공(63a)을 폐쇄시키게 되므로 냉매 가스의 흡입을 방지하게 된다.
이와 같은 피스톤(19)의 계속적인 직선 왕복 운동에 의하여 냉매 가스의 흡입, 압축, 및 토출 작용이 반복적으로 이루어지게 된다.
한편, 상기와 같은 피스톤(19)의 직선 왕복 운동에 의하여 세트가 진동함에 따라 질량체(21)도 직선 왕복 운동을 하여 도시한 화살표 X방향으로 이동하게 되면, 오일 포켓(22)의 체적이 커지면서 내부가 저압의 상태가 되므로, 제6도의 (a)에 도시한 바와 같이, 오일 흡입 밸브 파이프(42)의 내부에 수납된 오일 흡입 밸브(43)가 탄성부재(44)의 탄성을 이기며 밀려나게 되며, 이에 따라서 밀폐 용기(11)의 저부에 고인 오일(0)이 오일 흡입 밸브 파이프(42)의 오일 흡입공(42a)을 따라 이송하여, 오일 흡입 밸브(43)의 오일 통과홈(43a)을 통해 플랜지(13')의 오일 흡입 유로(41)를 지나 오일 포켓(22)으로 유입되는 것이다.
이때, 오일 토출 밸브수단(Q)은, 압축 공간(C)의 저압 및 탄성부재(54)의 복원력에 의하여, 제6도의 (b)에 도시한 바와 같이, 오일 토출 밸브(53)가 오일 토출 밸브 파이프(52)의 오일 토출공(52a)을 폐쇄시키게 되므로, 오일 포켓(22)의 오일(0)이 임의로 토출되는 경우는 없다.
상기와 같이, 오일 포켓(22)의 내부로 유입된 오일(0)의 일부가 오일 유입공(12a)을 통해 실린더(12)와 피스톤(19) 사이의 습동부에 공급되어 피스톤(19)의 직선 왕복 운동이 보다 원활하게 된다.
반대로, 상기 질량체(21)가 도면에 도시한 Y방향으로 이동하게 되면, 오일 포켓(22)의 체적이 작아지게 되므로, 제7도의 (b)에 도시한 바와 같이, 오일 토출 밸브 파이프(52)의 오일 토출 밸브(53)가 탄성부재(54)의 탄성을 이기며 밀려나게 되며, 이에 따라서 오일 포켓(22)의 내부에 채워진 오일(0)이 플랜지(13')의 오일 토출 유로(51)를 따라 이송하여 오일 토출 밸브(53)의 오일 통과홈(53a)을 통해 오일 토출 밸브 파이프(52)의 외부로 토출되는 것이다.
이때, 오일 흡입 밸브수단(P)은, 제7도의 (a)에 도시한 바와 같이, 오일 포켓(22)의 고압 및 탄성부재(44)의 복원력에 의하여 오일 흡입 밸브(43)가 오일 흡입 밸브 파이프(42)의 오일 흡입공(42a)을 폐쇄시키게 되므로, 오일(0)이 흡입되지는 않는다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 리니어 압축기의 오일 흡입 및 토출장치는, 오일 포켓의 일측과 통하도록 연결 설치되어 질량체의 이동으로 밀폐 용기의 오일을 오일 포켓으로 흡입함과 아울러 그 오일 포켓으로 일단 흡입된 오일이 밀폐 용기의 저부로 다시 역류되는 현상을 방지하는 오일 흡입 밸브수단과, 상기 오일 포켓의 타측과 통하도록 연결 설치되어 질량체의 이동으로 오일 포켓의 오일을 외부로 토출시킴과 아울러 일단 외부로 토출된 오일이 다시 오일 포켓으로 역류되는 현상을 방지하는 오일 토출 밸브수단으로 구성하여, 냉매 유로와 오일 유로를 별도로 구성함으로써 고온 고압의 냉매 가스에 의하여 과열된 부분의 냉각 효율을 향상시키며, 오일 흡입 유로의 저항을 감소시켜 리니어 모터의 입력을 저하시키고, 또한, 실린더와 피스톤의 습동부위에 충분한 양의 오일을 공급하여 피스톤의 윤활 성능을 향상시킴으로써, 리니어 압축기의 전체적인 성능을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 리니어 모터의 구동으로 냉매 가스를 냉매 유로를 따라 흡입, 압축, 및 토출시키고, 오일 포켓에 수납된 질량체의 이동에 의해 밀폐 용기의 오일을 실린더와 피스톤의 습동부위로 공급하도록 한 리니어 압축기의 오일 흡입 및 토출장치에 있어서, 상기 오일 포켓의 일측과 통하도록 연결 설치되어 질량체의 이동으로 밀폐 용기의 오일을 오일 포켓으로 흡입함과 아울러 그 오일포켓으로 일단 흡입된 오일이 밀폐 용기의 저부로 다시 역류되는 현상을 방지하는 오일 흡입 밸브수단과, 상기 오일 포켓의 타측과 통하도록 연결 설치되어 질량체의 이동으로 오일 포켓의 오일을 외부로 토출시킴과 아울러 일단 외부로 토출된 오일이 다시 오일 포켓으로 역류되는 현상을 방지하는 오일 토출 밸브수단으로 구성함을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일 흡입 및 토출장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 오일 흡입 밸브수단은, 플랜지의 일측에 오일 포켓과 외부를 통하도록 형성되는 오일 흡입 유로와, 내부에 오일 흡입공이 형성되고 상기 플랜지의 외주면 일측에 오일 흡입 유로와 통하도록 고정되는 오일 흡입 밸브 파이프와, 상기 오일 흡입 밸브 파이프의 내부에 삽입되어 오일 흡입공을 개폐시키는 오일 흡입 밸브와, 상기 오일 흡입 밸브 파이프의 내부에 삽입되어 오일 흡입 밸브를 오일 흡입공의 폐쇄 방향으로 탄력지지하는 탄성부재로 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일 흡입 및 토출장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 오일 토출 밸브수단은, 플랜지의 타측에 오일 포켓과 외부를 통하도록 형성되는 오일 토출 유로와, 내부에 오일 토출공이 형성되고 상기 플랜지의 외주면 타측에 오일 토출 유로와 통하도록 고정되는 오일 토출 밸브 파이프와, 상기 오일 토출 밸브 파이프의 내부에 삽입되어 오일 토출공을 개폐시키는 오일 토출 밸브와, 상기 오일 토출 밸브 파이프의 내부에 삽입되어 오일 토출 밸브를 하방향으로 탄력지지하는 탄성부재로 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일 흡입 및 토출장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 오일 흡입 밸브 및 오일 토출 밸브는, 외주연부에 일정간격을 두고 수개의 오일 통과홈이 각각 형성되어 오일의 흐름을 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일 흡입 및 토출장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 냉매 유로는, 실린더의 전면에 고정 설치되는 밸브 조립체를 구성하는 토출 가스켓의 냉매 흡입공과, 토출 밸브의 냉매 흡입공과, 밸브 시트의 냉매 흡입공과, 흡입 밸브의 냉매 흡입 개폐부와, 실린더와 피스톤 사이의 압축 공간과 통하는 흡입 가스켓의 중공과, 흡입 밸브의 냉매 토출공과, 밸브 시트의 냉매 토출공과, 토출 밸브의 냉매 토출 개폐부와, 헤드 커버의 냉매 토출부로 이루어진 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일 흡입 및 토출장치.
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