KR100195439B1 - 선형 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선형압축기에 관한 것으로써 , 특히 흡입관 및 토출관이 접속되며 내부 일측면에는 토출방이 형성된 케이스와, 상하부에 토출관이 각각 접속되고 타 측에는 상기 흡입관이 접속되어서 내부가 밀폐된 밀폐용기와, 상기 밀폐용기의 상하부에 설치되며 원통형상으로 형성되어서 일면에 개방되고 타면에는 흡입구 및 토출구가 형성된 각각의 제1 및 제2실린더와, 상기 제1,2실린더의 내부로 냉매가 흡입되도록 상기 흡입구에 각각 설치된 흡입밸브와, 상기 흡입밸브가 설치된 상기 실린더의 외부로 고온고압의 냉매가 토출되도록 상기 토출구에 각각 설치된 토출밸브와, 상기 토출밸브가 설치된 상기 제1,2실린더의 내부공간을 제1,2압축실로 형성시켜 냉매가 압축되도록 왕복운동가능하게 상기 제1,2실린더에 설치된 제1,2피스톤과, 상기 제1,2피스톤을 왕복운동시키기 위하여 상기 제1피스톤과 상기 제2피스톤의 사이에 구비된 리니어모터로 이루어진 선형압축기에 관한 것으로, 리니어모터의 자석이 상승될 경우에는 제1압축실의 냉매가 압축됨과 동시에 제2압축실로 냉매가 유입되고, 리니어모터의 자석이 하강될 경우에는 제1압축실로 냉매가 유입됨과 동시에 제2압축실의 냉매가 압축되므로써 전기가 공급되는 모든 시간영역에서 냉매가 흡입되고 압축되게 되어 압축기의 운전효율을 보다 향상시켜 압축효율을 보다 배가 시킬 수 있다.

Description

선형 압축기

본 발명은 냉매를 압축시키는 선형압축기에 관한 것으로써 , 특히 전자기력에 의하여 왕복운동하는 운동자의 양측에 2개의 피스톤을 결합설치하고 이에 대향되는 위치에 피스톤이 습동되도록 2개의 실린더를 설치하여서 운동자의 전진 및 후진시 냉매가 흡입 및 압축되도록하여 운전효율을 보다 향상시킬 수 있는 선형압축기에 관한 것 이 다.

제1도는 일반적인 선형압축기의 내부구조를 개략적으로 도시한 구조도이다.

종래의 선형압축기는 제1도에 도시한 바와 같이 , 선형압축기의 외관을 형성 시키는 케이스(1)의 상측에는 유입구(3)와 토출구(3)를 구비한 압축실(4)이 형성되 고, 상기 압축실(4)의 내부에는 승강운동되는 피스톤(5)이 설치되어서 피스톤(5)의 승강운동의 변위에 따라서 냉매가 흡입,압축,토출되게 된다.

또, 상기 압축실(4)의 하부에는 상기 피스톤(5)을 승강시키기 위한 장치가 구비되며 , 이 장치는 축(6)을 개재하여 상기 피스톤(5)과 연결되어 상기 피스톤(5) 을 하측으로 탄지하는 스프링(7)과, 전원이 공급되면 축(6)을 상측으로 밀어올려 상기 피스톤(5)을 상승시키는 영구자석(8a) 및 코일(8b)로 이루어진다.

또, 상기 영구자석(8a)은 상기 축(6)과 일체적으로 설치되고, 상기 코일(8b) 은 전원과 접속되어서 상기 영구자석(8a)의 외곽에 동심상으로 설치되어 상기 코일 (8b)로 전원이 인가되면 상기 영구자석(8a)을 상측으로 밀어 올리게 되는 것이다

이때 상기 코일(8b)에는 정류된 반파가 인가되므로써 상기 피스톤(5)은 반파의 주기에 따라 상하왕복운동하면서 상기 유입구(2)를 통하여 냉매를 흡입하여 압축한 후 상기 토출구(3)를 통해 토출시키게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 선형압축기는 피스톤을 상승시킬 경우 축이 스프링의 탄성력을 이기고 상승되어야 하므로써 전력소비가 과다하여 운전효율이 저하 되는 것은 물론이고 통전되는 전원이 반파이기 때문에 운전효율이 더욱 저하된다는 문제 점 이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 감안해서 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 전자기력에 의하여 왕복운동하는 운동자의 양측에 2개의 피스톤을 결합설치하고 이 에 대향되는 위치에 피스톤이 습동되도록 2개의 실린더를 설치하여서 운동자의 전진 및 후진시 냉매가 흡입 및 압축되도록하여 운전효율을 보다 향상시킬 수 있는 선형압축기를 제공하는 데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 선형압축기는, 냉매를 압축시키는 선형압축기의 외관을 형성시키며 일측에는 증발작용된 냉매가 흡입되는 흡입관이 접속되고 타측에는 압축된 냉매가 토출되는 토출관이 접속되며 내부 일측 면에는 토출방이 형성된 케이스와, 상기 케이스의 토출방으로 고온고압의 냉매가 토출되도록 상하부에 토출관이 각각 접속되고 타측에는 상기 흡입관이 접속되어서 내부가 밀폐되며 상기 케이스의 내부에 내재된 밀폐용기와, 상기 밀폐용기의 상하부에 설치되며 원통형상으로 형성되어서 일면에 개방되고 타면에는 흡입구 및 토출구가 형성된 각각의 제1 및 제2실린더와, 상기 제1,2실린더의 내부로 냉매가 흡입되도록 상기 흡입구에 각각 설치된 흡입밸브와, 상기 흡입밸브가 설치된 상기 실린더의 외부로 고온고압의 냉매가 토출되도록 상기 토출구에 각각 설치된 토출밸브와, 상기 토출밸브가 설치된 상기 제1,2실린더의 내부공간을 제1,2압축실로 형성시켜 냉매가 압축되도록 왕복운동가능하게 상기 제1,2실린더에 설치된 제1,2피스톤과, 상기 제1,2피스톤을 왕복운동시키기 위하여 상기 제1피스톤과 상기 제2피스톤의 사이에 구비된 리니어모터로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의한 선형압축기에 의하면, 리니어모터의 자석이 상승될 경우에는 제1압축실의 냉매가 압축됨과 동시에 제2압축실로 냉매가 유입되고, 리니어모터의 자석이 하강될 경우에는 제1압축실로 냉매가 유입됨과 동시에 제2압축실의 냉매가 압축되므로써 전기가 공급되는 모든 시간영역에서 냉매가 흡입되고 압축되게 되어 압축기의 운전효율을 보다 향상시켜 압축효율을 보다 배가시킬 수 있다.

제1도는 일반적인 선형압축기의 내부구조를 개략적으로 도시한 구조도.

제2도는 본 발명에 적용되는 선형압축기의 내부구조를 개략적으로 도시한 구조도.

제3도(a)(b)는 본 발명에 적용되는 선형압축기의 작동상태를 도시한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명

10a : 제1실린더 10b : 제2실린더

12 : 토출관 12a,12b : 토출관

13 : 토출방 14a ,14b : 흡입구

15a,15b : 토출구 16a ,16b : 흡입 밸브

17a,17b : 토출밸브 18a : 제1압축실

18b : 제2압축실 19a : 제1피스톤

19b : 제2피스톤 20 : 케이스

21 : 스프링 22 : 밀폐용기

30 : 리니어모터 31 : 코일

32 : 자석 33 : 축

40 : 전원공급수단

이하, 본 발명에 의한 선형압축기의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여서 상세하게 설명 한다.

제2도는 본 발명에 적응되는 선형압축기의 내부구조를 개략적으로 도시한 구조도이고, 제3도(a)(b)는 본 발명에 적용되는 선형압축기의 작동상태를 도시한 단면도이 다.

제2도 및 제3도에 있어서, (20)은 냉매를 압축시키는 선형압축기의 외관을 형성시키는 케이스로써 , 일측에는 증발작용된 냉매가 흡입되는 흡입관(11)이 접속되고 타측에는 압축된 냉매가 토출되는 토출관(12)이 접속되어 있다.

또, 상기 케이스(20)의 내부의 일측면에는 고온고압으로 압축된 냉매가 토출되며 상기 토출관(12)이 접속된 토출방(13)이 형성되어 있다

또한, 상기 케이스(20)의 내부에는 상기 토출방(13)으로 고온고압의 냉매가 토출되도록 상하부에 토출관(12b)이 각각 접속되고 타측에는 상기 흡입관(11)이 접속되어서 내부가 밀폐된 밀폐용기(22)가 스프링(21)을 매개로 내재되어 있다.

또, 상기 밀폐용기(22)의 상하부에는 원통형상으로 형성되어서 일면에 개방되고 타면에는 흡입구(14a,14b) 및 토출구(15a,15b)가 형성된 각각의 제1 및 제2실린더(10a,l0b)가 설치되어 있다.

또한, 상기 제1,2실린더(10a,10b)에는 상기 제1,2실린더(10a,10b)의 내부공간을 제1,2압축실(18a,18b)로 형성시켜 냉매가 압축되도록 제1,2피스톤(19a,19b)이 왕복운동가능하게 설치되어 있다.

또, 상기 제1피스톤(19a)과 상기 제2피스톤(19b)의 사이에는, 상기 제1,2피스톤(19a)(19b)을 왕복운동시키기 위한 리니어모터(30)가 구비되어 있다.

즉, 상기 리니어모터(30)는 전원이 인가되면 자장을 형성시키며 상기 밀폐용기(22)의 내면의 대체로 중앙에 설치된 코일(32)과, 상기 코일(31)에서 발생되는 자장에 의해 왕복운동되도록 상기 코일(31)로부터 이격되어 상기 밀폐용기(22)의 중심에 설치된 자석(3f)과,상기자석(32)의 왕복운동에 의해서 상기 제1,2피스톤(9a,19b)이 왕복운동되도록 상기 자석(32)과 상기 제1,2피스톤(19a,19b)을 연결시키는 축(33)으로 이루어진다.

이와 같은 구성요소를 좀더 상세히 설명하면, 상기 제1실린더(10a)는 상기 밀폐용기(22)의 내부 상측에 마련되고, 상기 제2실린더(lOb)는 상기 밀폐용기(22)의 내부 하측에 설치되는데, 이들 내부에는 흡입구(14a)(14b)와 토출구(15a)(15b)를 갖는 제1압축실(18a)과 제2압축실(18b)이 형성된다. 또, 상기 제1,2압축실(18a)(18b)에는 서로 상반되게 냉매를 흡입하여 압축시킨 후 토출시키는 제1,2피스톤(19a)(19b)이 설치된다. 이를 위하여 상기 제1실린더(10a)와 상기 제2실린더(l0b)의 사이에는 코일(31)과 자석(32)등으로 이루어진 리니어모터(30)가 설치되는데, 이 리니어모터(30)의 자석(32)에는 상하로 연장된 축(33)이 일체로 설치되고, 이 축(33)의 상단에는 상기 제1피스톤(19a)이 결합되며 , 상기 축(33)의 하단에는 상기 제2피스톤(19b)이 결합되어서 상기 자석(32)이 상승될 경우 상기 제1피스톤(19a)은 제1압축실(19a)의 냉매를 압축시켜 토출시키고 상기 제2피스톤(19b)은 제2 압축실(18b)로 냉매가 흡입되도록 한다.

계속해서 냉매를 흡입하기 위한 구조와 냉매를 토출하기 위한 구조를 상세하게 설명하겠다. 먼저, 그 일단은 상기 밀폐용기(22)의 내부와 연통되고 타단은 도시되지 않은 냉동싸이클의 증발기와 접속된 상기 흡입관(11)이 설치되어 압축을 요하는 냉매가 상기 밀폐용기(22)의 내부로 유입되도록 한다. 상기 제1실린더(10a)의 상측과 상기 제2실린더(lOb)의 하측에는 상기 밀폐용기(22)의 내부와 연통된 흡입구(14a,14b)가 각각 형성되고, 이들의 측방에는 토출구(15a,15b)가 각각 형성되어 있다. 각각의 상기 흡입구(14a)(14b)에는 상기 제1,2압축실(18a,18b)의 압력이 일정치 이하로 되면 상기 흡입구(14a)(14b)를 개방시키는 각각의 흡입밸브(16a)(16b)가 설치되고, 상기 토출구(15a)(15b)에는 상기 제1,2압축실(18a,18b)의 압력이 일정치 이상으로 되면 상기 제1,2압축실(18a)(18b)에서 압축된 냉매가 토출되도록 상기 토출구(15a)(15b)를 개방시키는 토출밸브(17a)(17b)가 각각 설치되어 있다.

그림에서 미 설명부호 40은 상기 리니어모터(30)로 전원을 공급하기 위한 전원공급수단이다.

다음은, 상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 선형압축기의 작동상태를 제3도를 참조하여서 설명한다.

제3도(a)는 제1압축실(18a)의 냉매가 압축되어 토출되고 제2압축실(18b)로 냉매가 흡입되는 상태를 도시한 상태도이고, 제3도(b)는 제1압축실(18a)로 냉매가 흡입되고 제2압축실(18b)의 냉매가 압축되어 토출되는 상태를 도시한 상태도이다.

먼저, 제3도(a)를 참조하여 설명하겠다. 제3도(a)와 같이 상기 자석(32)이 상승되면 상기 자석(32)과 축(33)을 매개로 결합된 상기 제1피스톤(19a)은 상승되어 상기 제1압축실(18a)을 압축시킴과 동시에 상기 제2피스톤(19a)은 상승되어 상기 제2압축실(18b)을 팽창시키게 된다.

즉, 상기 제1피스톤(19a)에 의해 상기 상기 제1압축실(18a)의 냉매가 압축됨과 등시에 상기 토출밸브(17a)가 개방되므로써 , 상기 제1압축실(18a)에서 냉매가 고온고압으로 압축되고 상기 제1압축실(18a)에서 압축된 고온고압의 냉매는 상기 토출관(12a)에 가이드되어서 상기 토출방(13)으로 토출되어 상기 토출관(12)으로 토출되게 되는 것이다

한편, 상기 제2피스톤(19b)에 의해서 상기 제2압축실(18b)은 팽창됨과 동시에 상기 흡입밸브(16b)가 개방되어서 상기 밀폐용기(22)의 내부로 유입된 냉매가 상기 흡입구(14b)를 통해 상기 제2압축실(18b)로 유입되게 되는 것이다.

또 한편, 제3도(b)에 도시한 바와 같이 전기의 주파수가 반전되어서 상기 자석(32)이 하강되면 상기 자석(32)과 축(33)을 매개로 결합된 상기 제1피스톤(19a)은 하강되어 상기 제1압축실(18a)을 팽창시킴과 동시에 상기 제2피스톤(19a)은 하강되어 상기 제2압축실(18b)을 압축시키게 된다.

즉, 상기 제1피스톤(19a)에 의해 상기 상기 제1압축실(18a)은 팽창됨과 동시에 상기 흡입밸브(16a)가 개방되므로써, 상기 제1압축실(18a)로 냉매가 유입되게 된다

한편, 상기 제2피스톤(19b)에 의해 상기 상기 제2압축실(18b)의 냉매가 압축됨과 동시에 상기 토출밸브(17b)가 개방되므로써, 상기 제2압축실(18b)에서 냉매가 고온고압으로 압축되고 상기 제2압축실(18b)에서 압축된 고온고압의 냉매는 상기 토출관(12b)에 가이드되어서 상기 토출방(13)으로 토출되어 상기 토출관(12)으로 토출되게 되는 것이다

앞에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 선형압축기에 의하면, 리니어모터의 자석이 상승될 경우에는 제1압축실의 냉매가 압축됨과 동시에 제2압축실로 냉매 가 유입되고, 리니어모터의 자석이 하강될 경우에는 제1압축실로 냉매가 유입됨과 동시에 제2압축실의 냉매가 압축되므로써 전기가 공급되는 모든 시간영역에서 냉매가 흡입되고 압축되게 되어 압축기의 운전효율을 보다 향상시켜 압축효율을 보다 배가시킬 수 있다는 매우 뛰어난 효과가 있다.

Claims (3)

1. 냉매를 압축시키는 선형압축기의 외관을 형성시키며 일측에는 증발작용된 냉매가 흡입되는 흡입관(11)이 접속되고 타측에는 압축된 냉매가 토출되는 토출관(12)이 접속되며 내부 일측면에는 토출방(13)이 형성된 케이스(20)와, 상기 케이스(20)의 토출방(13)으로 고온고압의 냉매가 토출되도록 상하부에 토출관(12a)(12b)이 각각 접속되고 타측에는 상기 흡입관(11)이 접속되어서 내부가 밀폐되며 상기 케이스(20)의 내부에 내재된 밀폐용기(22)와, 상기 밀폐용기(22)의 상하부에 설치되며 원통형상으로 형성되어서 일면에 개방되고 타면에는 흡입구(14a,14b) 및 토출구(15a,15b)가 형성된 각각의 제1 및 제2 실린더 (10a , l0b)와, 상기 제1,2실린더(10a,l0b)의 내부로 냉매가 흡입되도록 상기 흡입구(14a,14b)에 각각 설치된 흡입밸브(16a,16b)와, 상기 흡입밸브(16a,16b)가 설치된 상기 실린더(10a,l0b)의 외부로 고온고압의 냉매가 토출되도록 상기 토출구(15a,15b)에 각각 설치된 토출밸브(17a,17b)와, 상기 토출밸브(17a,17b)가 설치된 상기 제1,2실린더(10a,l0b)의 내부공간을 제1,2압축실(18a,18b)로 형성시켜 냉매가 압축되도록 왕복운동가능하게 상기 제1,2 실린더(10a,l0b)에 설치된 제1,2피스톤(19a,19b)과, 상기 제1,2피스톤(19a)(19b)을 왕복운동시키기 위하여 상기 제1피스톤(19a)과 상기 제2피스톤(19b)의 사이에 구비된 리니어모터(30)로 이루어진 것을 특징으로 하는 선형압축기.
2. 제1항에 있어서, 상기 리니어모터 (30)는 전원이 인가되면 자장을 형성시키며 상기 밀폐용기(22)의 내면의 대체로 중앙에 설치된 코일(31)과, 상기 코일(31)에서 발생되는 자장에 의해 왕복운동 되도록 상기 코일(31)로부터 이격되어 상기 밀폐용기(22)의 중심에 설치된 자석(32)과, 상기 자석(32)의 왕복운동에 의해서 상기 제1,2피스톤(19a,19b)이 왕복운동 되도록 상기 자석(32)과 상기 제1,2피스톤(19a,19b)을 연결시키는 축(33)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 선형압축기 .
3. 제1항에 있어서, 상기 케이스(20)와 상기 밀폐용기(22)의 상하부사이에는, 스프링(21)이 구비된 것을 특징으로 하는 선형압축기.