KR100218963B1

KR100218963B1 - 리니어 압축기

Info

Publication number: KR100218963B1
Application number: KR1019970028764A
Authority: KR
Inventors: 장필수
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-06-28
Filing date: 1997-06-28
Publication date: 1999-09-01
Also published as: KR19990004637A; JPH1122642A; JP3068048B2

Abstract

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로, 특히 고정자와 구동자가 내부에 설치된 밀폐용기와, 내부가 통공으로 형성된 피스톤과, 압축실을 형성시키는 실린더블럭과, 토출관의 일단이 접속된 실린더헤드로 이루어진 리니어 압축기에 있어서, 상기 실린더블럭의 상면과 접하지 않게 상기 실린더블럭측으로 돌출되며 일면에는 냉매가 원활하게 유동되도록 절개부가 형성되어 상기 실린더헤드의 내면에 형성된 안내돌기와, 상기 안내돌기에 안내되어서 상기 피스톤이 과다하게 상승될 경우 후퇴되도록 상기 안내돌기의 내측단면적과 단면적이 대체로 동일하고 상기 압축실의 단면적보다는 크게 형성되어 상기 실린더헤드의 안내돌기의 내측에 설치된 밸브플레이트와, 상기 밸브플레이트가 상기 피스톤과 부딪힐 경우 상기 밸브플레이트의 충격을 흡수함과 동시에 정상시에는 상기 밸브플레이트가 유동됨이 없도록 상기 압축실의 압력보다 높은 탄성계수를 갖고 상기 밸브플레이트와 상기 실린더헤드의 사이에 설치된 스프링으로 이루어진 리니어 압축기에 관한 것으로, 실린더헤드에 안내돌기가 돌출되고 이 안내돌기의 내측에 밸브플레이트가 후퇴가능하게 설치되므로써, 피스톤이 과다하게 상승되어 피스톤이 밸브플레이트와 충돌될 경우 밸브플레이트가 후퇴되어 밸브플레이트의 파손을 방지할 수 있으므로 리니어 압축기의 내구성을 보다 향상시킬 수 있다.

Description

리니어 압축기

본 발명은 선형모터가 구비되어 피스톤이 왕복운동됨에 따라서 냉매가 고온고압으로 압축되는 리니어 압축기에 관한 것으로써, 특히 피스톤과 밸브플레이트가 충돌될 경우 밸브플레이트가 이동되어 밸브플레이트에 가해지는 층격을 완화시켜 밸브플레이트의 파손을 방지할 수 있는 리니어 압축기에 관한 것이다.

일반적으로, 리니어 압축기(Linear Compressor)는 선형모터가 구비되어 피스톤이 왕복운동됨에 따라서 냉매가 고온고압으로 압축한다.

이와 같은 일반적인 리니어 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 구동력을 발생시키도록 선형모터를 구성하는 고정자(11)와 구동자(12)가 각각 밀페용기(10)의 내부에 설치되어 있다.

또, 상기 구동자(12)의 내측에는 냉매를 고온고압으로 압축시키도록 상기 구동자(12)에 의하여 직선왕복운동되는 피스톤(13)이 구비되고, 상기 피스톤(13)은 압축실(14)을 형성시키는 실린더블럭(15)에 안내되어서 왕복운동된다.

또한, 상기 실린더블럭(15)의 상부에는 흡입실(20)과 토출실(21)이 구획된 실린더헤드(16)가 고착되고, 상기 실린더헤드(16)와 상기 실린더블럭(15)의 사이에는 밸브플레이트(17)가 고정설치되어 있다.

또, 상기 밸브플레이트(17)에는 상기 흡입실(20)의 냉매가 상기 압축실(14)로 유입되도록 흡입구(201)를 개폐하는 흡입밸브(18)와, 상기 압축실(14)에서 압축된 고온고압의 냉매가 상기 토출실(21)로 토출되도록 토출구(211)를 개폐하는 토출밸브(19)가 설치되어 있다.

또한, 상기 피스톤(13)의 하단부에는 상기 피스톤(13)의 왕복운동을 촉진시키기 위한 판스프링(22)이 설치되어 있다.

이와 같은 종래의 리니어 압축기는, 상기 피스톤(13)이 하강되면 상기 흡입밸브(18)에 의해서 상기 흡입구(201)가 개방되어 상기 흡입실(20)의 냉매가 상기 압축실(14)로 유입되고, 상기 압축실(14)로 유입된 냉매는 상기 피스톤(13)의 상승에 의해서 고온고압으로 압축되며, 상기 압축실(14)에서 냉매가 소정압력으로 압축되면 상기 토출밸브(19)에 의해서 상기 토출구(211)가 개방되어 상기 압축실(14)에서 압축된 고온고압의 냉매가 상기 토출실(21)로 토출되게 되는 것이다.

한편, 상기와 같은 종래의 리니어 압축기는, 상기 밀페용기(10)의 내부 온도의 상승과, 자계의 영향 그리고 전압의 변동, 외부충격 등의 요인으로 상기 피스톤(13)이 과다하게 상승되는 경우가 발생된다.

또, 상기 피스톤(13)이 과다하게 상승되는 경우 상기 피스톤(13)의 상단부가 상기 밸브플레이트(17)와 충돌되게 되어 상기 밸브플레이트(17)가 파손되는 경우가 발생될 우려가 있다.

즉, 종래의 리니어 압축기는 상기 밸브플레이트(17)가 상기 실린더블럭(15)과 상기 실린더헤드(16)의 사이에 고정설치되므로써, 상기 피스톤(13)이 과다하게 상승될 경우 상기 피스톤(13)과 상기 밸브플레이트(17)가 층돌되어서 상기 밸브플레이트(17)가 손상되어 작동이 불가능하게 될 우려가 있다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 감안해서 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 피스톤이 과다한 구동영역으로 상승되어서 피스톤이 밸브플레이트와 충돌될 경우 밸브플레이트가 후퇴되도록하여 밸브플레이트가 피스톤의 충돌로 인한 파손을 방지하므로써 제품의 내구성을 보다 향상시킬 수 있는 리니어 압축기를 제공하는 데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 리니어 압축기는, 구동력을 발생시키도록 선형모터를 구성하는 고정자와 구동자가 내부에 설치된 밀폐용기와, 상기 밀폐용기에 내장된 상기 구동자에 의하여 왕복운동되며 내부가 통공으로 형성된 피스톤과, 상기 피스톤이 왕복운동되도록 안내함과 동시에 냉매를 고온고압으로 압축시기는 압축실을 형성시기는 실린더블럭과, 상기 실린더블럭의 상부에 고착되며 토출관의 일단이 접속된 실린더헤드로 이루어진 리니어 압축기에 있어서, 상기 실린더블럭의 상면과 접하지 않게 상기 실린더블럭측으로 돌출되며 일면에는 냉매가 원활하게 유동되도록 절개부가 형성되어 상기 실린더헤드의 내면에 형성된 안내돌기와, 상기 안내돌기에 안내되어서 상기 피스톤이 과다하게 상승될 경우 후퇴되도록 상기 안내돌기의 내측단면적과 단면적이 대체로 동일하고 상기 압축실의 단면적보다는 크게 형성되어 상기 실린더헤드의 안내돌기의 내측에 설치된 밸브플레이트와, 상기 밸브플레이트가 상기 피스톤과 부딪힐 경우 상기 밸브플레이트의 충격을 흡수함과 동시에 정상시에는 상기 밸브플레이트가 유동됨이 없도록 상기 압축실의 압력보다 높은 탄성계수를 갖고 상기 밸브플레이트와 상기 실린더헤드의 사이에 설치된 스프링으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의한 리니어 압축기에 의하면, 실린더헤드에 안내돌기가 돌출되고 이 안내돌기의 내측에 밸브플레이트가 후퇴가능하게 설치되므로써, 피스톤이 과다하게 상승되어 피스톤이 밸브플레이트와 충돌될 경우 밸브플레이트가 후퇴되어 밸브플레이트의 파손을 방지할 수 있으므로 리니어 압축기의 내구성을 보다 향상시킬 수 있다.

제1도는 종래예에 적용되는 리니어 압축기의 내부구성을 개략적으로 도시한 구성도.

제2도는 본 발명에 적용되는 리니어 압축기의 내부구성을 개략적으로 도시한 구성도.

제3도는 본 발명에 적용되는 리니어 압축기의 흡입행정을 도시한 단면도.

제4도는 본 발명에 적용되는 리니어 압축기의 토출행정을 도시한 단면도.

제5도는 본 발명에 적용되는 리니어 압축기의 피스톤과 밸브플레이트의 충돌상태를 도시한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

50 : 밀폐용기 51 : 흡입구

52 : 코일 53 : 고정자

54 : 자석 55 : 구동자

56 : 피스톤 56a : 흡입구

56b : 안내구 56c : 안내밸브

57 : 압축실 58 : 실린더블럭

59 : 실린더헤드 60 : 판스프링

61 : 밸브플레이트 61a : 토출구

61b : 토출밸브 62 : 스프링

63 : 안내돌기 64 : 토출관

이하, 본 발명에 의한 리니어 압축기의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여서 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 적용되는 리니어 압축기의 내부구성을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 3은 본 발명에 적용되는 리니어 압축기의 흡입행정을 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명에 적용되는 리니어 압축기의 토출행정을 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명에 적용되는 리니어 압축기의 피스톤과 밸브플레이트의 충돌상태를 도시한 단면도이다.

도 3 내지 도 5에 있어서,(50)은 리니어 압축기의 외관을 형성시키는 밀폐된 밀폐용기로서, 일측에는 도시되지 않은 증발기에서 증발작용된 냉매가 유입되는 흡입구(51)가 접속되어 있다.

또, 상기 밀폐용기(50)의 내부에는 선형모터를 이루도록 코일(52)이 권선된 고정자(53) 및 자석(54)이 결합된 구동자(55)가 설치되고, 상기 구동자(55)에는 상기 흡입구(51)를 통해서 흡입된 냉매를 고온고압으로 압축되도록 상기 구동자(55)에 의해 왕복운동되는 피스톤(56)이 설치되어 있다.

또, 상기 피스톤(56)은 그 내부가 통공을 이루고, 일측면에는 상기 밀폐용기(50)로 유입된 냉매가 상기 피스톤(56)의 내부로 유입되도록 흡입구(56a)가 천공되어 있다.

또한, 상기 피스톤(56)의 상면에는 안내구(56b)가 천공되고, 상기 피스톤(56)의 상부에는 흡입행정시 상기 피스톤(56)의 내부로 유입된 냉매가 후술하는 압축실로 토출되도록 상기 안내구(56b)를 개폐시키는 안내밸브(56c)가 설치되어 있다.

또, 상기 피스톤(56)의 하부에는 상기 피스톤(56)이 원활하게 왕복운동되도록 판스프링(60)이 설치되어 있다.

한편, 상기 피스톤(56)의 외측에는 상기 피스톤(56)이 원활하게 왕복운동되도록 상기 피스톤(56)을 안내함과 동시에 상기 피스톤(56)의 왕복운동에 의해 냉매가 고온고압으로 압축되도록 압축실(57)을 형성시키는 실린더블럭(58)이 설치되어 있다.

또, 실린더블럭(58)의 상부에는 상기 압축실(57)에서 압축된 고온고압의 냉매가 토출되도록 공간을 형성시키는 실린더헤드(59)가 고착되어 있다.

또한, 상기 실린더헤드(59)의 내부에는 상기 실린더블럭(58)의 상면과 접하지 않게 상기 실린더블럭(58)측으로 돌출되며 일면에는 냉매가 원활하게 유동되도록 절개부(63a)가 형성된 안내돌기(63)가 형성되어 있다.

또, 상기 안내돌기(63)가 형성된 상기 실린더헤드(59)에는 상기 피스톤(56)이 과다하게 상승될 경우 후퇴되도록 상기 안내돌기(63)의 내측단면적과 단면적이 대체로 동일하고 상기 압축실(57)의 단면적보다는 크게 형성된 밸브플레이트(61)가 설치되어 있다.

또한, 상기 밸브플레이트(61)에는 상기 압축실(57)에서 생성된 고온고압의 냉매가 상기 실린더헤드(59)로 토출되도록 토출구(61a)가 형성되고, 상기 밸브플레이트(61)의 상면에는 상기 토출구(61a)의 개폐를 제어하는 토출밸브(61b)가 설치되어 있다.

또, 상기 밸브플레이트(61)와 상기 실린더헤드(59)의 사이에는, 상기 피스톤(56)이 정상구동을 할 경우 상기 밸브플레이트(61)를 부세하여 상기 밸브플레이트(61)가 유동됨이 없도록 함과 동시에 상기 피스톤(56)이 상기 밸브플레이트(61)에 부딪힐 경우 충격을 흡수할 수 있도록 상기 압축실(57)의 압력보다 높은 탄성계수를 갖는 스프링(62)이 내재되어 있다.

또한, 상기 실린더헤드(59)에는 상기 실린더헤드(59)의 내부로 토출된 고온고압의 냉매가 도시되지 않은 응축기로 공급되도록 토출관(64)의 단부가 접속되어 있다,

다음은, 상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 리니어 압축기의 작용효과틀 설명한다.

우선, 흡입행정시에는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 토출밸브(61b)에 의해 상기 토출구(61a)는 폐색되고 상기 안내밸브(56c)에 의해 상기 안내구(56b)가 개방된 상태에서 상기 피스톤(56)이 하강되게 되고, 이때 상기 밀폐용기(50)의 내부로 유입된 냉매가 상기 피스톤(56)의 흡입구(56a)를 통해 상기 피스톤(56)의 내부로 유입되며, 상기 피스톤(56)의 내부로 유입된 냉매는 상기 피스톤(56)의 상면에 형성된 상기 안내구(56b)를 통해 상기 압축실(57)로 공급된다.

또, 상기 피스톤(56)의 하사점이 도달한 후 상승되면 상기 안내밸브(56c)에 의해 상기 안내구(56b)가 폐색되어서 압축행정이 시작된다.

또한, 상기 피스톤(56)의 상승에 의해 상기 압축실(57)의 냉매가 소정의 압력으로 압축되면 도 4에 도시된 바와 같이 상기 압축실(57)의 압력에 의해 상기 토출밸브(61b)가 상기 토출구(61a)를 개방시켜서 상기 압축실(57)의 고온고압의 냉매가 상기 실린더헤드(59)의 내부로 토출된다.

또, 상기 실린더헤드(59)의 내부로 토출된 냉매는 상기 실린더헤드(59)에 접속된 상기 토출관(64)에 안내되어서 도시되지 않은 응측기로 공급되게 되는 것이다.

한편, 상술한 토출행정시 상기 밸브플레이트(61)는 상기 압축실(57)의 압력보다 큰 탄성계수를 갖는 상기 스프링(62)에 의해 부세되므로써 유동됨이 없게 된다.

또 한편, 상기 피스톤(56)이 도 5에 도시한 바와 같이 과다하게 상승될 경우에는, 상기 밸브플레이트(61)와 상기 피스톤(56)은 부딪히게 되며, 이때 상기 밸브플레이트(61)는 상기 실린더헤드(59)의 안내돌기(63)에 가이드되어서 후퇴되므로써 상기 밸브플레이트(61)의 파손을 방지할 수 있다.

즉, 상기 밸브플레이트(61)는 상기 안내돌기(63)의 내측단면적과 대체로 단면적이 동일하고 상기 압축실(57)의 단면적보다는 크게 형성되어 상기 실린더헤드(59)의 내부에 후퇴가능하게 설치되므로써, 상기 피스톤(56)이 과도하게 상승될 경우 상기 밸브플레이트(61)는 후퇴되게 되어 상기 밸브플레이트(61)는 손상되지 않게 된다.

또한, 상기 밸브플레이트(61)에 가해지는 층격은 상기 스프링(62)의 압착에 의해 소멸되게 된다.

또, 상기와 같이 상기 피스톤(56)이 상기 밸브플레이트(61)에 부딪힌 후 하강되면, 상기 밸브플레이트(61)는 상기 스프링(62)의 탄성력에 의해 원상태로 복원되게 되는 것이다.

앞에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 리니어 압축기에 의하면, 실린더헤드에 안내돌기가 돌출되고 이 안내돌기의 내측에 밸브플레이트가 후퇴가능하게 설치되므로써, 피스톤이 과다하게 상승되어 피스톤이 밸브플레이트와 충돌될 경우 밸브플레이트가 후퇴되어 밸브플레이트의 파손을 방지할 수 있으므로 리니어 압축기의 내구성을 보다 향상시킬 수 있다는 매우 뛰어난 효과가 있다.

Claims

구동력을 발생시키도록 선형모터를 구성하는 고정자(53)와 구동자(55)가 내부에 설치된 밀폐용기(50)와, 상기 밀폐용기(50)에 내장된 상기 구동자(55)에 의하여 왕복운동되며 내부가 통공으로 형성된 피스톤(56)과, 상기 피스톤(56)이 왕복운동되도록 안내함과 동시에 냉매를 고온고압으로 압축시키는 압축실(57)을 형성시키는 실린더블럭(58)과, 상기 실린더블럭(58)의 상부에 고착되며 토출관(54)의 일단이 접속된 실린더헤드(59)로 이루어진 리니어 압축기에 있어서, 상기 실린더블럭(58)의 상면과 접하지 않게 상기 실린더블럭(58)측으로 돌출되며 일면에는 냉매가 원활하게 유동되도록 절개부(63a)가 형성되어 상기 실린더헤드(59)의 내면에 형성된 안내돌기(63)와, 상기 안내돌기(63)에 안내되어서 상기 피스톤(56)이 과다하게 상승될 경우 후퇴되도록 상기 안내돌기(63)의 내측단면적과 단면적이 대체로 동일하고 상기 압축실(57)의 단면적보다는 크게 형성되어 상기 실린더헤드(59)의 안내돌기(63)의 내측에 설치된 밸브플레이트(61)와, 상기 밸브플레이트(61)가 상기 피스톤(56)과 부딪힐 경우 상기 밸브플레이트(61)의 충격을 흡수함과 동시에 정상시에는 상기 밸브플레이트(61)가 유동됨이 없도록 상기 밸브플레이트(61)를 지지하며 상기 압축실(57)의 압력보다 높은 탄성계수를 갖고 상기 밸브플레이트(61)와 상기 실린더헤드(59)의 사이에 설치된 스프링(62)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.