KR100301506B1

KR100301506B1 - 리니어압축기의오일공급장치

Info

Publication number: KR100301506B1
Application number: KR1019980059383A
Authority: KR
Inventors: 현성열
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2001-11-30
Also published as: KR20000043076A; WO2000039461A1; CN1292067A; CN1093914C; US6409484B1

Abstract

본 발명은 리니어 압축기의 오일 공급장치에 관한 것으로, 종래에는 오일의 입출을 규제하는 오일 흡입밸브가 직경이 작은 오일실린더의 내부에 장착되는 것으로, 상기 오일 흡입밸브가 너무 작아 그 제작 및 조립이 용이하지 못하게 되는 문제점이 있었던 바, 본 발명에서는 밀폐용기에 채워진 오일에 담겨지도록 프레임의 하부에 고정되는 오일실린더와, 그 오일실린더의 내부가 서로 연통되는 흡입공간과 토출공간으로 구획되도록 미끄러지게 삽입되는 오일피스톤과, 그 오일피스톤의 양단부를 각각 탄력 지지하는 제1,제2 오일스프링과, 상기 오일실린더의 흡입측 외곽에 설치되는 오일 흡입밸브와, 상기 오일실린더의 토출측 외곽에 설치되는 오일 토출밸브와, 상기 오일실린더의 흡입측을 복개하는 오일 흡입커버와, 상기 오일실린더의 토출측을 복개하는 오일 토출커버를 포함하여 구성함으로써, 상기 오일 흡입밸브를 직경이 작은 오일실린더에 장착시키지 않게 되므로, 그 오일 흡입밸브의 가공 및 조립이 용이하게 되어 생산성이 향상되는 것은 물론, 상기 오일 흡입밸브가 오일스프링에 걸리지 않게 되어 압축기의 신뢰성도 향상된다.

Description

리니어 압축기의 오일 공급장치{OIL FEEDER FOR LINEAR COMPRESSOR}

본 발명은 리니어 압축기의 오일 공급장치에 관한 것으로, 특히 오일 흡입밸브의 제작 및 조립이 용이한 리니어 압축기의 오일 공급장치에 관한 것이다.

알려진 바와 같이, 리니어 압축기는 크랭크축을 대신하여 마그네트 및 코일로 피스톤을 직접 왕복운동시켜 냉매를 압축시키는 것으로, 그 일례가 도 1 내지 도 3d에 도시되어 있다.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 리니어 압축기는 저면에 오일이 채워진 밀폐용기(V)의 내부에 횡방향으로 설치되어 냉매를 흡입하여 압축 및 토출하는 압축 유니트(C)와, 그 압축 유니트(V)의 외부에 고정되어 오일을 공급하는 오일공급장치(O)로 구성되어 있다.

상기 압축 유니트(C)는 밀폐용기(V)의 내부에 설치되는 프레임(1)과, 그 프레임(1)의 중앙에 형성된 관통구멍에 삽입되는 실린더(2)와, 그 실린더(2) 내부에 삽입되어 리니어 모터(미부호)의 구동에 의해 직선 왕복운동하는 피스톤(3)과, 그 피스톤(3)의 왕복운동에 따라 상기 실린더(2)를 개폐하는 토출밸브(4)가 삽입되어 상기한 실린더(3)의 일측에 복개 결합되는 토출커버(5)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 프레임(1)의 관통구멍 내주면에는 오일유입유로(1a)에 의해 오일공급장치(O)의 토출측에 연통된 제1 오일포켓(1b)이 형성되고, 상기 피스톤(3)의 외주면에는 제2 오일포켓(3a)이 형성되며, 상기 실린더(2)에는 상기한 제1 오일포켓(1b)과 제2오일포켓(3a)을 연통시키는 오일통공(2a)이 관통 형성되고, 상기 실린더(2)의 외주면 및 프레임(1)의 관통구멍 그리고 토출커버(5)에 의해서는 제1 오일포켓(1b)의 최상점에 오일연통로(1c)에 의해 연통되는 환형의 오일순환로(1d)가 형성되며, 그 오일순환로(1d)의 최하점에는 상기한 오일순환로(1d)를 순환한 오일이 밀폐용기(V)로 복귀되도록 하는 오일배출공(1e)이 형성되어 있다.

한편, 상기 오일공급장치(O)는 도 2에 도시된 바와 같이, 압축 유니트(C)의 저면측에 부착되는 오일실린더(21)와, 그 오일실린더(21)의 내부에 삽입되어 흡입공간(S1)과 토출공간(S2)으로 구획하는 오일피스톤(22)과, 그 오일피스톤(22)의 양단을 오일실린더(21)로부터 탄력 지지하는 제1,제2 오일스프링(23A,23B)과, 그 제1,제2 오일스프링(23A,23B)의 각 타단을 지지함과 아울러 상기 오일실린더(21)의 양단을 압축 유니트(C)에 고정하는 오일 흡입커버(24) 및 오일 토출커버(25)와, 상기 오일피스톤(22)의 출구측에 제2 오일스프링(23B)으로 지지되는 오일 흡입밸브(26)와, 상기 오일실린더(21)의 출구측에 설치되는 오일 토출밸브(27)로 이루어져 있다.

상기 오일피스톤(22)은 그 외주면이 오일실린더(21)의 내주면에 미끄러지게 접촉하도록 삽입되고, 그 내부에는 오일유로(22a)가 관통 형성되어 있다.

상기 오일 흡입밸브(26)는 나선형으로 형성되는 것으로 상기한 오일실린더(21)에 삽입되어 오일피스톤(22)의 출구단에 제2 오일스프링(23B)으로 밀착 지지되는 반면, 상기 오일 토출밸브(27)는 장방형으로 형성되는 것으로 상기한 오일실린더(21)의 토출측 외곽면에 밀착되어 오일 토출커버(25)에 의해 지지되어 있다.

도면중 미설명 부호인 6은 고정자인 스테이터 조립체, 7은 가동자인 마그네트 조립체, 8은 커버, 9는 메인스프링, 10은 흡입파이프이다.

상기와 같이 구성된 종래 리니어 압축기의 오일 공급장치는 다음과 같이 동작된다.

즉, 상기 압축 유니트(C)가 리니어 모터의 가동자인 마그네트 조립체(7)의 직선 왕복운동시 그 마그네트 조립체(7) 등과 함께 횡방향으로 진동을 하게 되고, 그 진동은 상기 압축 유니트(C)에 고정된 오일공급장치(O)로 전달되어 왕복운동시키게 되는데, 이때 상기 오일실린더(21)의 내부에는 오일피스톤(22)이 미끄러지게 삽입되어 오일실린더(21)의 왕복운동에 반하는 관성력에 의해 오일을 흡,토출하게 된다.

이렇게, 상기 오일공급장치(O)에 의해 펌핑된 오일은 오일유입유로(1a)를 통해 제1 오일포켓(1b)으로 유입되어 실린더(2)의 외주면 및 리니어 모터에 발생된 열을 냉각시키면서 오일통공(2a)을 통해 제2 오일포켓(3a)으로 유입되고, 그 제2 오일포켓(3a)으로 유입되어 실린더(2)와 피스톤(3) 사이의 미끄럼부를 윤활시킨 다음에 다시 제1 오일포켓(1b) 및 오일연통로(1c)를 거쳐 오일순환로(1d)로 유입되며, 이 오일순환로(1d)로 유입된 오일은 상기한 실린더(2) 및 토출커버(4)를 냉각시키면서 순환한 다음에 오일배출공(1e)을 통해 밀폐용기(V)로 복귀하게 된다.

여기서, 상기 오일공급장치가 오일을 펌핑하는 동작을 보다 상세히 살펴보면 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같다.

먼저, 상기 오일실린더가 도면의 "A" 방향으로 이동하게 되면, 상기 오일피스톤이 오일실린더에 대해 반대방향으로 이동하는 효과가 되어 토출공간(S2)에 충진되어 있던 오일을 밀어내는 반면 상기 오일 실린더(21)와 오일 흡입커버(24) 사이의 틈새로는 오일이 유입되어 흡입공간에 충진된다. 상기 오일 흡입밸브(26)는 닫히면서 오일피스톤(22)의 오일유로(22a)를 폐쇄시키는 반면 오일 토출밸브(27)는 젖혀지면서 오일실린더(21)의 토출측을 개방시키게 된다.

한편, 상기 오일실린더(21)가 도면의 "B" 방향으로 이동하게 되면, 상기 오일피스톤(22)이 오일실린더(21)에 대해 반대방향으로 이동하는 효과가 되어 토출공간(S2)의 압력이 전(前)과정에서 압축 유니트(C)로 오일을 토출하여 흡입공간(S1)에 비해 상대적으로 저압이 되면서 흡입공간(S1)의 오일이 토출공간(S2)으로 이동하게 된다. 이때, 상기 제1 오일스프링(23A)은 압축되는 반면 제2 오일스프링(23B)은 신장되고, 상기 오일 흡입밸브(26)는 열리는 반면 오일 토출밸브(27)는 복귀되면서 오일실린더(21)의 토출측을 폐쇄시켜 오일의 역류를 방지하게 되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 리니어 압축기의 오일 공급장치에 있어서는, 오일의 입출을 규제하는 오일 흡입밸브(26)가 직경이 작은 오일실린더(21)의 내부에 장착되는 것으로, 상기 오일 흡입밸브(26)가 너무 작아 그 제작 및 조립이 용이하지 못하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 리니어 압축기의 오일 공급장치가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 오일의 입출을 규제하는 밸브의 제작성 및 조립성을 용이하게 하여 생산성을 향상시킬 수 있는 리니어 압축기의 오일 공급장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 리니어 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2는 종래 리니어 압축기의 오일 공급장치를 보인 종단면도.

도 3a 및 도 3b는 종래 오일 공급장치의 오일 흡입밸브 및 오일 토출밸브를 보인 정면도.

도 4a 및 도 4b는 종래 오일 공급장치의 동작을 보인 종단면도.

도 5는 본 발명 리니어 압축기의 오일 공급장치를 보인 종단면도.

도 6a 및 도 6b는 본 발명 오일 공급장치의 오일 토출밸브 및 오일 흡입커버를 보인 정면도 및 측면에서 보인 종단면도.

도 7a 및 도 7b는 본 발명 오일 공급장치의 동작을 보인 종단면도.

도 8은 본 발명 오일 공급장치의 변형예를 보인 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 오일실린더 120,220 : 오일피스톤

131,132 : 오일스프링 140 : 오일 흡입밸브

150 : 오일 토출밸브 160 : 오일 흡입커버

161 : 체적부 162 : 고정돌기

163 : 오일흡입구 170 : 오일 토출커버

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 오일이 채워진 밀폐용기와, 그 밀폐용기의 내부에 설치되는 프레임과, 그 프레임의 고정되는 실린더와, 그 실린더에 삽입되어 리니어 모터에 의해 직선 왕복운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축하여 토출시키는 피스톤과, 상기 밀폐용기에 채워진 오일에 담겨지도록 프레임의 하부에 고정되어 피스톤의 왕복운동시 횡방향 진동을 하는 오일실린더와, 그 오일실린더의 내부가 서로 연통되는 흡입공간과 토출공간으로 구획되도록 미끄러지게 삽입되어 상기한 오일실린더의 진동시 흡입공간과 토출공간 사이에 압력차를 발생시키는 오일피스톤과, 상기 오일실린더의 외곽에 각각 설치되어 오일실린더의 흡입측과 토출측을 동시에 개폐하는 오일 흡입밸브 및 오일 토출밸브와, 상기 오일실린더의 흡입측과 연통되는 오일흡입구가 형성되고 그 오일흡입구를 개폐하는 상기 오일 흡입밸브가 내측에 장착되는 오일 흡입커버와, 상기 프레임과 함께 오일유입유로를 형성하면서 오일실린더의 토출측을 복개하고 상기한 오일 토츨밸브를 고정시키는 오일 토출커버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일 공급장치가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 리니어 압축기의 오일 공급장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명 리니어 압축기의 오일 공급장치를 보인 종단면도이고, 도 6a 및 도 6b는 본 발명 오일 공급장치의 오일 토출밸브 및 오일 흡입커버를 보인 정면도 및 측면에서 보인 종단면도이며, 도 7a 및 도 7b는 본 발명 오일 공급장치의 동작을 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 리니어 압축기의 오일 공급장치는, 밀폐용기(도 1에 도시)(V)에 채워진 오일에 담겨지도록 프레임(1)의 하부에 고정되는 오일실린더(110)와, 그 오일실린더(110)의 내부가 서로 연통되는 흡입공간(S1)과 토출공간(S2)으로 구획되도록 미끄러지게 삽입되는 오일피스톤(120)과, 그 오일피스톤(120)의 양단부를 각각 탄력 지지하는 제1,제2 오일스프링(131,132)과, 상기 오일실린더(110)의 흡입측 외곽에 설치되는 오일 흡입밸브(140)와, 상기 오일실린더(110)의 토출측 외곽에 설치되는 오일 토출밸브(150)와, 상기 오일실린더(110)의 흡입측을 복개하는 오일 흡입커버(160)와, 상기 오일실린더(110)의 토출측을 복개하는 오일 토출커버(170)로 이루어 진다.

상기 오일피스톤(120)은 종래와 같이 그 내부에 오일실린더(110)의 흡입공간(S1)과 토출공간(S2)을 연통시키는 오일유로(121)가 관통 형성되어 그 외주면이 상기한 오일실린더(110)의 내주면에 미끄럼접촉되도록 삽입되거나, 또는 도 8에 도시된 본 발명의 변형예에서와 같이 봉형의 오일피스톤(220)으로 형성되어 그 외주면이 오일실린더(110)의 내주면에 오일틈새(h)가 구비되도록 삽입된다.

상기 오일 흡입밸브(140) 및 오일 토출밸브(150) 모두가 장방형으로 형성되어 그 상단부가 압축 유니트(C)에 고정되는 반면 하단부는 오일실린더(110)의 흡입측 및 토출측에 각각 대향되는 것으로, 상기 오일 흡입밸브(140) 및 오일 토출밸브(150)는 오일실린더(110)의 왕복운동시 동일방향으로 개폐된다.

상기 오일 흡입커버(160)는 그 중앙부에 오일 흡입밸브(140)가 내장되는 체적부(161)를 갖도록 장방형으로 함몰 형성되어 그 체적부(161)를 제외한 외곽면이 압축 유니트(C)에 밀착 고정되고, 상기 체적부(161)의 상단부에 오일 흡입밸브(140)의 상단부를 고정시키는 고정돌부(162)가 형성되며, 상기 체적부(161)의 하단부에 오일실린더(110)의 흡입측과 연통되는 오일흡입구(163)가 형성되고, 그 오일흡입구(163)의 내측면 역시 상기 고정돌부(162) 만큼 환형으로 안착돌부(163a)가 융기져 형성된다.

상기 오일 토출커버(170)는 프레임(1)과 함께 상기한 오일유입유로(1a)를 형성하면서 오일실린더(110)의 토출측을 복개하도록 고정된다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명에 의한 리니어 압축기의 오일 공급장치는 다음과 같이 동작된다.

즉, 상기 압축 유니트(도 1에 도시)(C)가 리니어 모터의 가동자인 마그네트 조립체(도 1에 도시)(7)의 직선 왕복운동시 그 마그네트 조립체 등과 함께 횡방향으로 진동을 하게 되고, 그 진동은 상기 압축 유니트(C)에 고정된 오일공급장치의 오일실린더(110)로 전달되어 왕복운동시키게 되며, 상기 오일실린더(110)에 삽입된 오일피스톤(120)이 오일실린더(110)의 왕복운동에 반하는 관성력에 의해 오일을 펌핑하게 되고, 그 펌핑된 오일은 전술한 바와 같이 오일유입유로(1a)를 통해 압축 유니트(C)를 거쳐 다시 밀폐용기(V)로 복귀하게 된다.

여기서, 상기 오일공급장치가 오일을 펌핑하는 동작을 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 오일실린더(110)가 도면의 "A" 방향으로 이동하게 되면, 상기 오일피스톤(120)이 토출공간(S2)에 충진되어 있던 오일을 밀어내 오일실린더(110)의 토출측을 막고 있던 오일 토출밸브(150)가 젖혀지면서 열리게 되는 반면, 상기 밀폐용기(V)에 채워진 오일이 오일 흡입커버(160)의 오일흡입구(163)로 밀려들어 그 오일흡입구(163)를 내측에서 막고 있던 오일 흡입밸브(140)가 오일 토출밸브(150)와 같이 젖혀지면서 열리게 되어 밀폐용기(V)의 오일이 오일실린더(110)의 흡입공간(S1)으로 유입된다.

다음, 상기 오일실린더(110)가 도면의 "B" 방향으로 이동하게 되면, 상기 오일실린더(110)의 토출공간 압력이 전(前)과정에서 압축 유니트(C)로 오일을 토출하여 흡입공간(S1)의 압력에 비해 상대적으로 저압이 되면서 흡입공간(S1)의 오일이 오일피스톤(120)의 오일유로(121) 또는 변형예의 오일틈새(h)를 통해 토출공간(S2)으로 이동하게 된다. 이때, 상기 오일 흡입밸브(140)는 원위치로 복귀하여 오일 흡입커버(160)의 오일흡입구(163)를 닫게 됨과 아울러 상기 오일 토출밸브(150)도 오일실린더(110)의 토출측을 닫게 되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이렇게, 상기 오일 토출밸브(150)는 물론 오일 흡입밸브(140)도 오일실린더(110)의 외곽에 설치하게 되면, 그 각각의 밸브를 종래보다 크고 단순하게 형성할 수 있게 되어 오일밸브의 가공 및 조립이 용이하게 되고, 더불어 변형예에서와 같이 상기 오일피스톤에도 오일유로가 필요없게 되어 오일피스톤의 제작이 용이하여 진다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 리니어 압축기의 오일 공급장치는, 밀폐용기에 채워진 오일에 담겨지도록 프레임의 하부에 고정되는 오일실린더와, 그오일실린더의 내부가 서로 연통되는 흡입공간과 토출공간으로 구획되도록 미끄러지게 삽입되는 오일피스톤과, 그 오일피스톤의 양단부를 각각 탄력 지지하는 제1,제2 오일스프링과, 상기 오일실린더의 흡입측 외곽에 설치되는 오일 흡입밸브와, 상기 오일실린더의 토출측 외곽에 설치되는 오일 토출밸브와, 상기 오일실린더의 흡입측을 복개하는 오일 흡입커버와, 상기 오일실린더의 토출측을 복개하는 오일 토출커버를 포함하여 구성함으로써, 상기 오일 흡입밸브를 직경이 작은 오일실린더에 장착시키지 않게 되므로, 그 오일 흡입밸브의 가공 및 조립이 용이하게 되어 생산성이 향상되는 것은 물론, 상기 오일 흡입밸브가 오일스프링에 걸리지 않게 되어 압축기의 신뢰성도 향상된다.

Claims

오일이 채워진 밀폐용기와, 그 밀폐용기의 내부에 설치되는 프레임과, 그 프레임의 고정되는 실린더와, 그 실린더에 삽입되어 리니어 모터에 의해 직선 왕복운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축하여 토출시키는 피스톤과, 상기 밀폐용기에 채워진 오일에 담겨지도록 프레임의 하부에 고정되어 피스톤의 왕복운동시 횡방향 진동을 하는 오일실린더와, 그 오일실린더의 내부가 서로 연통되는 흡입공간과 토출공간으로 구획되도록 압축코일스프링에 의해 탄력 지지되어 미끄러지게 삽입되고 상기한 오일실린더의 진동시 흡입공간과 토출공간 사이에 압력차를 발생시키는 오일피스톤과, 상기 오일실린더의 외곽에 각각 설치되어 오일실린더의 흡입측과 토출측을 동시에 개폐하는 오일 흡입밸브 및 오일 토출밸브와, 상기 오일실린더의 흡입측과 연통되는 오일흡입구가 형성되고 그 오일흡입구를 개폐하는 상기 오일 흡입밸브가 내측에 장착되는 오일 흡입커버와, 상기 프레임과 함께 오일유입유로를 형성하면서 오일실린더의 토출측을 복개하고 상기한 오일 토츨밸브를 고정시키는 오일 토출커버를 포함한 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일 공급장치.
제1항에 있어서, 상기 오일피스톤은 그 내부에 오일실린더의 흡입공간과 토출공간을 연통시키는 오일유로가 관통 형성되어 그 외주면이 상기한 오일실린더의 내주면에 미끄럼접촉되도록 삽입되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일 공급장치.
제1항에 있어서, 상기 오일피스톤은 봉형으로 형성되어 그 외주면이 오일실린더의 내주면에 오일틈새가 구비되도록 삽입되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일 공급장치.
제1항에 있어서, 상기 오일 흡입밸브 및 오일 토출밸브 모두가 장방형으로 형성되어 그 상단부가 프레임에 고정되는 반면 하단부는 오일실린더의 흡입측 및 토출측에 각각 대향되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일 공급장치.