KR100229331B1 - 왕복식 압축기의 피스톤 운동거리 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉장, 냉방기에 사용되는 왕복식 압축기의 피스톤 운동거리 제어장치에 관한 것으로서, 특히 실린더와 실린더헤드 내에서 왕복운동 하는 피스톤의 왕복운동 방향전후에 2개의 철심을 설치하고, 상기 철심에 왼쪽 또는 오른쪽 방향으로 코일을 감아 직류전원을 인가하여 전자기력을 발생시켜 왕복운동하는 피스톤이 상사점과 하사점 이상의 변위를 갖지 않도록 제어하여 피스톤의 동작시 헤드면에 부딪히거나 실린더를 이탈하는 현상을 방지하여 부품수를 줄여 접촉면적을 감소시켜 피스톤의 왕복운동을 원활하고 슬라이더와 피스톤 쉘등의 부품을 사용하지 않아 마찰력과 기계적인 손실을 줄여 압축기의 성능과 효율을 향상시킬 수 있도록 한 왕복식 압축기의 피스톤 운동거리 제어장치에 관한 것이다.

Description

왕복식 압축기의 피스톤 운동거리 제어장치
본 발명은 냉장,냉방기에 사용되는 왕복식 압축기의 피스톤 운동거리 제어 장치에 관한 것으로서, 특히 피스톤의 왕복운동 방향전후에 2개의 철심을 설치하고 상기 철심에 왼쪽 또는 오른쪽 방향으로 코일을 감아 직류전원을 인가하여 왕복운동하는 피스톤이 상사점과 하사점 이상의 변위를 갖지 않도록 제어하여 피스톤의 동작시 헤드면에 부딪히거나 실린더를 이탈하는 현상을 방지하여 부품수를 줄여 접촉면적을 감소시켜 피스톤의 왕복운동이 순조로워 압축기의 성능과 효율을 향상시킬 수 있도록 한 왕복식 압축기의 피스톤 운동거리 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 냉장, 냉방기에 밀폐형 왕복식 압축기를 보면 도 1과 도 2에서 보는 바와 같이 하부밀폐용기(1a)와 상부밀폐용기(1b)로 이루어진 밀폐용기(1)내에 압축요소와 전동요소를 지지하는 지지스프링(S)이 설치되어 있고, 상기 지지스프링(S)에는 전기의 압축요소와 전동요소가 설치되어 밀폐용기(1)와 분리되어 있다.
또한 상기 전동요소는 프레임(3)에 고정자(2A)가 볼트로 체결 설치되고, 상기 프레임(3)의 중앙에는 회전축(4)이 설치되며, 상기 회전축(4)의 하부에 회전자(2B)가 압입 설치되어 고정자(2A)와 함께 유도전동기(2)를 형성하는 구조로 이루어진다.
또한 상기 압축요소는 회전축(4)의 상부에는 편심되게 편심부(5)가 일체로 설치되고, 상기 편심부(5)의 외주에 슬라이더(13)가 피스톤(7)에 압입된 상태로 설치되어 있으며, 상기 피스톤(7)의 일단에는 실린더(6)가 설치되고, 상기 실린더(6)는 프레임(3)에 볼트로 체결되어 설치된다.
또한 상기 실린더(6)의 전면에는 흡입밸브(8)와 헤드(9)및 토출밸브(10)와 패킹커버(11)및 두개의 헤드커버1(12A)과 헤드커버2(12B)가 차례로 체결 설치되며,상기 상기 헤드커버1(12A)에는 흡입냉매유로구1,2(24A)(24B) 및 토출냉매유로구1,2(25A)(25B)가 형성되어 있으며, 상기 헤드커버1(12A)의 일단에는 흡입머플러(20)가 다른 일단에는 토출머플러(21)가 설치되고, 상기 두개의 머플러(20)(21)일단에는 각각 흡입파이프(19)와 토출파이프(22)가 설치되어 상기 헤드커버1,2(12A)(12B)와 함께 브레이징 로내에서 일체형으로 용접 설치된다.
한편 상기 헤드(9)에는 흡입구(15)와 토출구(17)가 형성되어 상기 흡입구(15)를 개폐하는 역할을 하는 흡입밸브(8)가 헤드(9)와 실린더(6)사이에 설치되고, 상기 흡입밸브(8)와 실린더(6)및 피스톤(7)에 의해 압축실(16)이 형성된다.
그리고 상기헤드(9)에 형성되어 있는 토출구(17)를 개폐하는 역할을 하는 토출밸브(10)가 헤드(9)와 헤드커버1,2(12A)(12B)사이에 설치되고, 토출밸브(10)와 헤드커버 사이에는 패킹커버(11)가 설치되어 누설을 방지할 수 있게 되고, 상기 헤드커버는 헤드커버1(12A)과 헤드커버2(12B)로 이루어지는 공간을 양분하는 구조로 되어 있으며, 상기 양분된 두개의 공간중에는 헤드(9)에 형성되어 있는 토출구(17)측에 위치한 공간을 토출플래늄(18)이라 한다.
상기와 같이 구성되는 일반적인 종래의 압출기는 고정자(2a)와 회전자(2b)로 구성된 유도전동기(2)에 전원이 인가되면 회전자와 고정자 사이에 유도전류가 발생하여 회전자가 회전하게 되고 상기 회전자의 회전에 따라 도 3에서 보는 바와 같이 회전자에 압입된 회전축(4)이 회전하게 되고 이 동작에 의해 편심부(5)의 외주에 설치되어 있는 슬라이더(13)가 동작하여 피스톤(7)이 상기 실린더(6)내에 형성되는 압축실(16)내를 왕복운동 하게 되는 것이다.
이때 상기 피스톤(7)이 실린더(6)내를 흡입행정을 위하여 후진운동하는 경우에는 밀폐용기(1)에 설치되는 흡입관을 통하여 저온저압의 냉매가스가 밀폐용기(1)내로 흡입되고, 일폐용기에 흡입된 저온 저압의 냉매가스는 헤드커버1(12A)에 설치되어 있는 흡입머플러(20)의 흡입파이프(19)를 통하여 흡입머플러 내부로 흡입되고, 이때 흡입유로구1(24A)를 통하여 흡입플래늄(14)으로 흡입된다.
이후 헤드커버 1에 형성되어 있는 흡입유로구 2를 통하여 헤드에 형성되어 있는 흡입구(15)로 안내되어 흡입밸브(8)를 열고 압축실(16)내로 흡입된다.
상기 동작에 의해 흡입된 냉매가스는 피스톤(7)이 실린더(6)내에서 흡입행정을 완료하고, 압축행정을 시작하면 상기 흡입밸브(8)를 닫고 압축실(16)내에서 고온고압의 냉매가스로 압축된다.
상기 압축실(16)내에서 고온고압으로 압축된 냉매가스가 일정압력에 도달하면 헤드(9)에 형성되어 있는 토출구(17)를 통하여 토출밸브(10)를 열고 헤드커버1(12A)에 설치되어 있는 토출유로구(25A)를 통하여 토출플래늄(18)으로 토출되어 토출행정을 시작하게 된다.
상기 토출플래늄(18)으로 토출된 고온 고압의 냉매가스는 헤드커버1에 설치된 토출유로구2(25B)를 거쳐서 헤드커버1의 일단에 설치되어 있는 토출머플러(21)내로 토출된 후 상기 토출머플러에 설치된 토출파이프(22)를 통하여 루프파이프(23)를 거쳐 밀폐용기(1)에 설치되는 토출관을 통하여 냉매사이클의 응측기로 보내게 되는 것이다.
따라서 종래의 압축기구부에서는 회전자가 회전을 하면서 상기 회전자에 압입되어 있는 회전축과 편심부가 회전운동을 하게 되며, 이 회전운동은 다시 슬라이더를 통하여 피스톤의 직선운동으로 바뀌게 되므로 이 과정에서 각 접촉면에서의 마찰에 의한 기계적 손실이 발생하여 압축기의 성능과 효율을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 보완하고자 피스톤의 왕복운동 방향전후에 2개의 철심을 설치하고 상기 철심에 왼쪽 또는 오른쪽 방향으로 코일을 감아 직류전원을 인가하여 왕복운동하는 피스톤이 상사점과 하사점 이상의 변위를 갖지 않도록 제어하여 피스톤의 동작시 헤드면에 부딪히거나 실린더를 이탈하는 현상을 방지하여 부품수를 줄여 접촉면적을 감소시켜 피스톤의 왕복운동이 순조로워 압축기의 성능과 효율을 향상시킬 수 있게 하는데 있다.
제 1도는 일반적인 밀폐형 압축기의 종단면도.
제 2도는 종래의 압축기구부 개략 구성도.
제 3도는 본 발명의 장치 구성 단면도.
제 4도는 본 발명의 실시예에 의한 흡입완료상태를 나타낸 구성도.
제 5도는 본 발명의 실시예에 의한 토출완료상태를 나타낸 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
30 : 압축기 31 : 피스톤
32.32' : 코일 34,34' : 철심
35,35' : 철심 36 : 실린더
37 : 실린더 헤드 F1,F2,F3 : 전자기력
본 발명의 구성을 보면 도 3에서 보는 바와 같이 압축기(30)의 실린더(36)와 실린더헤드(37)내에서 왕복운동하는 피스톤(31)양측방향에 코일(32)이 감긴 철심(34)(34')이 설치되어 교류전원이 인가하여 전자기력(F1)을 생성시키게 하고, 상기 피스톤(31)의 운동방향 전후방에 두개의 코일(32')이 왼쪽방향과 오른쪽 방향으로 방향이 다르게 감긴 철심(35)(35')를 설치하여 직류전원을 인가하여 전자기력(F2)(F3)가 생성되도록 구성된 것이다.
또한 상기 철심(35)(35')에 감기는 코일(32')의 감긴수는 하사점에서 이하의 변위를 갖지 않도록 F3가 F1보다 많이 감기게 구성하고, 상사점에서 이상의 변위를 일으키지 않록 F2가 F1보다 많이 감기게 구성하였다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예를 보면 압축기는 도 4에서 보는 바와 같이 흡입, 토출행정을 반복하게 되는데 이때 하사점은 압축기의 용량에 따라 코일(32')의 권선회수를 변화시켜 조절하며 상사점은 압축기(30)의 성능 향상을 위한 최소의 탑 클리어런스를 유지하는 지점에 위치하도록 코일(32')의 권선회수를 조절한다.
따라서 상기와 같은 본 발명은 피스톤(31)왕복 운동방향의 전후에 전자기력(F2)(F3)를 발생시키는 철심(35)(35')를 설치하여 상기 전자기력(F2)(F3)에 의하여 피스톤(31)의 왕복운동을 원하는 상사점과 하사점에서 구속시켜 피스톤(31)이 실린더(36)이탈이나 실린더헤드(37)면에 충돌하는 현상을 방지하여 피스톤이 원활하게 왕복운동을 할 수 있게하면서 접촉면적과 마찰력을 감소시켜 기계적 손실을 줄이므로서 압축기의 성능을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 실린더와 실린더헤드 내에서 왕복운동하는 피스톤의 왕복운동 방향전후에 2개의 철심을 설치하고, 상기 철심에 왼쪽 또는 오른쪽 방향으로 코일을 감아 직류전원을 인가하여 전자기력을 발생시켜 왕복운동하는 피스톤이 상사점과 하사점 이상의 변위를 갖지 않도록 제어하여 피스톤의 동작시 헤드면에 부딪히거나 실린더를 이탈하는 현상을 방지하여 부품수를 줄여 접촉면적을 감소시켜 피스톤의 왕복운동을 원활하고 슬라이더와 피스톤 쉘등의 부품을 사용하지 않아 마찰력과 기계적인 손실을 줄여 압축기의 성능과 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 얻고자 한 것이다.

Claims (1)

  1. 압축기의 실린더와 실린더헤드내에서 왕복운동하는 피스톤 양측방향에 코일이 감긴 철심이 설치되어 교류전원을 인가하여 전자기력(F1)을 생성시키게 하고, 상기 피스톤의 운동방향 전후방에 두 개의 코일이 왼쪽방향과 오른쪽 방향으로 방향이 다르게 감긴 철심을 설치하여 직류전원을 인가하여 전자기력(F2)(F3)이 생성되도록 한 왕복식 압축기의 피스톤 운동거리 제어장치에 있어서,
    상기 철심에 감기는 코일의 감긴수가 하사점에서 이하의 변위를 갖지 않도록 전자기력(F3)이 (F1)보다 많이 감기게 구성하고, 상사점에서 이상의 변위를 일으키지 않도록 전자기력(F2)이 전자기력(F1)보다 많이 감기게 구성함을 특징으로 한 왕복식 압축기의 피스톤 운동거리 제어장치.
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