KR100339596B1 - 리니어 압축기의 풍손 저감구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어 압축기의 풍손 저감구조에 관한 것으로, 본 발명은 흡입관 및 토출관이 구비된 케이싱의 내부에 냉매가스가 충진되고, 그 케이싱의 내부에 구동력을 발생하는 리니어 모터가 장착되며, 그 리니어 모터에 결합되어 선형으로 왕복운동을 하면서 케이싱내 냉매가스를 흡입하여 압축시키는 피스톤이 선형 실린더에 미끄러지게 삽입되고, 리니어 모터와 피스톤이 결합되는 연결부에 적어도 하나 이상의 가스통공을 형성하여 그 리니어 모터의 가동자와 피스톤의 왕복운동시 상기한 연결부 양측 공간에 충진되어 있던 냉매가스가 상호 유통되도록 함으로써, 상기 연결부 양측 공간의 냉매가스가 서로 맞은편으로 이동하면서 유로저항이 감소되도록 하여 풍손을 저감시키게 된다.

또한, 상기 가스통공을 통해 순환되는 냉매가스에 의해 발생되는 대류 열전달에 의해 피스톤이 방열되므로 흡입냉매의 비체적이 감소되어 모터효율이 향상된다.

Description

리니어 압축기의 풍손 저감구조{STRUCTURE FOR REDUCING WINDAGE LOSS OF LINEAR COMPRESSOR}

본 발명은 리니어 압축기의 풍손 저감구조에 관한 것으로, 특히 피스톤의 왕복운동시 발생되는 유로저항을 최소화하여 모터효율을 향상시키고자 하는 리니어 압축기의 풍손 저감구조에 관한 것이다.

일반적으로 리니어 압축기는 크랭크축을 대신하여 리니어 모터의 가동자를 이루는 마그네트 조립체에 피스톤을 결합시켜 그 피스톤이 마그네트 조립체에 일체로 고정된 것으로, 도 1은 종래 리니어 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 리니어 압축기는, 저면에 오일이 채워지는 케이싱(V)의 내부에 횡방향으로 설치되어 냉매를 흡입하여 압축 및 토출하는 압축 유니트(C)와, 그 압축 유니트(C)의 외부에 고정되어 미끄럼부에 오일을 공급하는 오일피더(O)로 구성되어 있다.

상기 압축 유니트(C)는 환형의 프레임(1)과, 그 프레임(1)의 일측면에 고정 설치되는 커버(2)와, 상기 프레임(1)의 중앙에 횡방향으로 고정되는 실린더(3)와, 그 실린더(3)를 지지하는 프레임(1)의 외주면에 고정되는 내측 고정자 조립체(4A) 및 그 내측 고정자 조립체(4A)의 외주면에 소정 공극을 두고 고정되는 외측 고정자 조립체(4B)와, 상기 내 외측 고정자 조립체(4A,4B) 사이의 공극에 개재되어 리니어 모터의 가동자를 이루는 마그네트 조립체(5)와, 그 마그네트 조립체(5)에 일체로 고정되어 실린더(3)의 내부에서 미끄럼운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축시키는피스톤(6)과, 상기 마그네트 조립체(5)가 내 외측 고정자 조립체(4A,4B) 사이의 공극에서 지속적으로 공진운동을 하도록 유도하는 내 외측 공진스프링(7A,7B)과, 상기 실린더(3)의 선단에 장착되어 피스톤(6)의 왕복운동시 압축가스의 토출을 제한하는 토출밸브 조립체(8)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 피스톤(6)은 소정의 길이를 갖는 몸통부(6a)의 전방측에 헤드부(6b)가 형성되고, 상기 몸통부(6a)의 후방측에 마그네트 조립체(5)와 연결되는 연결부(6c)가 막힌 원판 모양의 플랜지 형상으로 형성되며, 그 몸통부(6a)의 중앙에는 냉매가스를 실린더로 안내하는 가스유로(F)가 형성되어 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 9는 흡입밸브, SP는 흡입관이다.

상기한 바와 같은 리니어 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 상기 내,외측 고정자 조립체(4A,4B)에 전류가 인가되어 마그네트 조립체(5)가 직선 왕복운동을 하게 되면, 이에 결합된 피스톤(6)이 실린더(3)의 내부를 직선으로 왕복운동을 하게 되어 실린더(3)내에 압력차가 발생되고, 이 실린더(3)내의 압력차에 의해 케이싱(V)내의 냉매가스가 피스톤(6)의 가스유로(F)를 통해 실린더(3)로 흡입되어 압축 토출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이때, 상기 피스톤(6)의 흡입과정중에 흡입관(SP)을 통해 흡입되는 냉매가스의 일부가 피스톤(6)의 왕복운동시 커버(2)의 안쪽으로 유입되었다가 그 일부가 다시 리니어 모터의 공극을 통해 마그네트 조립체(5)의 안쪽으로 유입되어 결국 케이싱(V) 전체에 고르게 분포되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 리니어 압축기에 있어서는, 냉매가스가 피스톤(6)의 연결부(6c) 내외측에 배치되는 커버(2)의 안쪽 및 마그네트 조립체(5)의 안쪽에 충진되는데 반해 상기한 피스톤(6)의 연결부(6c)가 전술한 바와 같이 막힌 원판모향으로 형성되므로 인해 피스톤(6)의 왕복운동시 유로저항을 발생시켜 모터의 효율을 저하시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 리니어 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 상기 피스톤의 왕복운동시 발생되는 유로저항을 최소할 수 있는 리니어 압축기의 풍손 저감구조를 제공하려는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 리니어 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2는 종래 리니어 압축기의 피스톤을 후방에서 본 사시도.

도 3은 종래 리니어 압축기에서 마그네트 조립체와 피스톤의 왕복운동시 그 피스톤의 연결부에 부과되는 유로저항을 종단면하여 보인 개략도.

도 4는 본 발명 리니어 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 5는 본 발명 리니어 압축기의 피스톤을 후방에서 본 사시도.

도 6은 본 발명 리니어 압축기에서 마그네트 조립체와 피스톤의 왕복운동시 그 피스톤의 연결부에 부과되는 유로저항을 종단면하여 보인 개략도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1 : 프레임 2 : 커버

3 : 실린더 4A,4B : 내,외측 고정자 조립체

5 : 마그네트 조립체 7A,7B : 내,외측 공진스프링

100 : 피스톤 110 : 피스톤의 몸통부

120 : 피스톤의 헤드부 130 : 피스톤의 연결부

131 : 가스통공 V : 케이싱

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 흡입관 및 토출관이 구비된 케이싱의 내부에 냉매가스가 충진되고, 그 케이싱의 내부에 구동력을 발생하는 리니어 모터가 장착되며, 그 리니어 모터에 결합되어 선형으로 왕복운동을 하면서 케이싱내 냉매가스를 흡입하여 압축시키는 피스톤이 선형 실린더에 미끄러지게 삽입되고,

상기 리니어 모터와 피스톤이 결합되는 연결부에 적어도 하나 이상의 가스통공을 형성하여 그 리니어 모터의 가동자와 피스톤의 왕복운동시 상기한 연결부 양측 공간에 충진되어 있던 냉매가스가 상호 유통되도록 한 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 풍손 저감구조가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 리니어 압축기의 풍손 저감구조를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 리니어 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 5는 본 발명리니어 압축기의 피스톤을 후방에서 본 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 풍손 저감구조가 구비된 리니어 압축기는, 소정의 내부체적을 갖고 저면에 오일이 채워지며 흡입관(SP) 및 토출관(미도시)이 구비되는 케이싱(V)과, 그 케이싱(V)에 탄력 지지되는 환형의 프레임(1)과, 그 프레임(1)의 후측면에 고정되는 커버(2)와, 상기 프레임(1)의 중앙에 횡방향으로 고정되는 실린더(3)와, 그 실린더(3)의 외주면에 고정되는 내측 고정자 조립체(4A)와, 그 내측 고정자 조립체(4A)의 외주면에 소정 공극을 두고 고정되는 외측 고정자 조립체(4B)와, 상기 내측 고정자 조립체(4A)와 외측 고정자 조립체(4B) 사이의 공극에 개재되어 직선 왕복운동을 하는 마그네트 조립체(5)와, 그 마그네트 조립체(5)에 일체로 고정되고 실린더(3)에 미끄러지게 삽입되어 상기한 마그네트 조립체(5)와 함께 직선 왕복운동을 하면서 가스유로(F)를 통해 케이싱(V)으로 유입되는 유체를 실린더(3)의 내부로 흡입하여 압축하는 피스톤(100)과, 그 피스톤(100)과 함께 마그네트 조립체(5)의 왕복운동을 유도하도록 탄력 지지하는 내측 공진스프링(7A) 및 외측 공진스프링(7B)과, 상기 실린더(3)의 선단면에 장착되어 냉매가스의 토출을 제한하는 토출밸브 조립체(8)를 포함하여 구성된다.

상기 피스톤(100)은 소정의 길이를 갖는 몸통부(110)의 전방측에 헤드부(120)가 형성되고, 상기 몸통부(110)의 후방측에 마그네트 조립체(5)와 연결되는 연결부(130)가 원판 모양의 플랜지 형상으로 형성되며, 그 몸통부(110)의 중앙에는 냉매가스를 실린더(3)로 안내하는 가스유로(F)가 형성되어 이루어진다.

상기 연결부(130)는 전술한 바와 같이 원판 모양의 플랜지 형상으로 형성되되, 그 동일 원주상에 또는 격자상에 수개의 가스통공(131)이 형성된다. 상기 가스통공(131)은 본 실시예와 같이 원호형으로 형성될 수도 있고, 단순 원형 등 다양하게 실시될 수도 있다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 9는 흡입밸브, SP는 흡입관이다.

상기와 같은 본 발명의 풍손 저감구조가 구비된 리니어 압축기의 일반적인 동작은 종래와 유사하다.

즉, 상기 내,외측 고정자 조립체(4A,4B)에 전류가 인가되어 마그네트 조립체(5)가 직선 왕복운동을 하게 되면, 이에 결합된 피스톤(100)이 실린더(3)의 내부를 직선으로 왕복운동을 하게 되어 실린더(3)내에 압력차가 발생되고, 이 실린더(3)내의 압력차에 의해 케이싱(V)내의 냉매가스가 피스톤(100)의 가스유로(F)를 통해 실린더(3)로 흡입되어 압축 토출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

여기서, 상기 피스톤(100)의 왕복운동시 냉매가스가 커버(2)의 안쪽으로 유입되었다가 그 일부가 다시 내 외측 고정자 조립체(4A,4B)와 마그네트 조립체(5) 사이의 공극 등을 통해 상기한 마그네트 조립체(5)의 안쪽으로 유입되어 결국 피스톤(100)의 연결부(130) 양측 공간에 채워지게 된다. 이러한 상태에서 상기 피스톤(100)이 직선으로 왕복운동을 하게 되면 그 피스톤(100)의 연결부(130) 양측에 공간에 채워져 있던 냉매가스가 상기한 연결부(130)에 의해 가압되면서 유로저항을 발생시키게 되나, 상기 피스톤(100)의 연결부(130)에 가스통공(131)이 형성되어 그 연결부(130) 양측 공간의 냉매가스가 서로 맞은편으로 이동하게 되므로 유로저항이 감소되면서 모터효율이 향상된다.

또한, 이렇게 가스통공(131)을 통해 순환되는 냉매가스에 의해 대류 열전달이 발생되면서 피스톤(100)을 방열시켜 흡입냉매의 비체적이 감소되므로 모터효율이 향상된다.

본 발명에 의한 리니어 압축기의 풍손 저감구조는, 상기 리니어 모터와 피스톤이 결합되는 연결부에 적어도 하나 이상의 가스통공을 형성하여 그 리니어 모터의 가동자와 피스톤의 왕복운동시 상기한 연결부 양측 공간에 충진되어 있던 냉매가스가 상호 유통되도록 함으로써, 상기 연결부 양측 공간의 냉매가스가 서로 맞은편으로 이동하면서 유로저항이 감소되도록 하여 풍손을 저감시키게 된다.

또한, 상기 가스통공을 통해 순환되는 냉매가스에 의해 발생되는 대류 열전달에 의해 피스톤이 방열되므로 흡입냉매의 비체적이 감소되어 모터효율이 향상된다.

Claims (1)

1. 흡입관 및 토출관이 구비된 케이싱의 내부에 냉매가스가 충진되고, 그 케이싱의 내부에 구동력을 발생하는 리니어 모터가 장착되며, 그 리니어 모터에 결합되어 선형으로 왕복운동을 하면서 케이싱내 냉매가스를 흡입하여 압축시키는 피스톤이 선형 실린더에 미끄러지게 삽입되고,

   상기 리니어 모터와 피스톤이 결합되는 연결부에 적어도 하나 이상의 가스통공을 형성하여 그 리니어 모터의 가동자와 피스톤의 왕복운동시 상기한 연결부 양측 공간에 충진되어 있던 냉매가스가 상호 유통되도록 한 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 풍손 저감구조.