KR100371155B1 - 리니어압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로, 종래의 리니어 압축기가 그 작동 중에 작용하는 스프링력이 한 사이클에 있어 크게 변하여 압축기의 성능이 떨어지는 문제점을 해결하기 위한 것이다. 이와 같은 본 발명은 리니어 압축기 몸체의 일측에 고정설치되어 있는 판스프링(8)과 일정 간격을 두고 몸체(2)에 보조스프링(20)을 고정설치하여 리니어 압축기의 흡입 및 재팽창행정시에 스프링력을 발휘하도록 하여 리니어 압축기에 작용하는 스프링력이 한 사이클 중에 균일하도록 한 것이다.

Description

리니어 압축기

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로, 특히 리니어 압축기의 판스프링 외측에 탄성부재를 설치하여 압축기의 전 행정에 걸쳐 압축기의 스프링력이 균일하게 되도록 하여 성능을 개선시킨 리니어 압축기에 관한 것이다.

제 1도는 종래 기술에 의한 리니어 압축기의 구성을 보인 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 일반적인 리니어 압축기는 압축기 몸체(2)의 내주어 설치된 리니어모터(4)와, 상기 리니어모터(4)에 의해 직선 왕복운동하는 패들(6)과, 상기 몸체(2)의 일측 단부에 고정 설치되어 직선왕복운동하는 패들(6)의 운동 에너지를 탄성에너지의 형태로 저장하는 판스프링(8)과, 상기 판스프링(8)의 탄성에너지를 피스톤로드(14)를 통해 전달받아 실린더(15) 내에서 압축을 실시하는 압축부(12)로 구성된다. 상기 판스프링(8)은 다수개의 판스프링(9)이 적층되어 있는 것으로, 상기 패들(6)과 연결되어 있는 판스프링 연결부(10)가 판스프링(9)의 중심부에 연결설치되고, 판스프링(8)은 상기 몸체(2)에 고정 설치되어 있다. 상기 압축부(12)는 실린더(15)와, 상기 실린더(15) 내에서 직선왕복운동하는 피스톤(16)과, 상기 피스톤(16)에 판스프링(8)의 구동력을 전달하는 피스톤로드(14)와, 상기 실린더(15)의 일측에 설치되어 압축 냉매의 흡,토출을 수행하는 밸브유닛(17)으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 의한 리니어압축기는 리니어모터(4)에 의해상기 패들(6)이 리니어모터(4) 내에서 직선 왕복운동하게 되면, 이 패들(6)과 연결되어 있는 판스프링 연결부(10) 역시 직선 왕복운동하여, 패들(6)의 운동에너지를 판스프링(8)에 탄성에너지의 형태로 저장하게 되고, 이와 같이 판스프링(8)에 저장된 탄성 에너지는 다시 상기 판스프링연결부(10)와 연결되어 있는 피스톤로드(14)를 통해 전달되어 피스톤(16)의 직선왕복운동으로 된다. 이와 같이 하여 피스톤(16)이 직선 왕복운동하게 되면, 실린더(15) 내에서 압축이 진행된다. 이 때 압축을 위한 냉매가스의 흡입과 토출은 상기 실린더(15)의 일측에 설치되어 있는 밸브유닛(17)에 의해 이루어진다.

그러나 상기와 같은 종래 기술에 의한 리니어 압축기는 압축 및 토출행정과 흡입 및 재팽창행정에 있어서 압축기의 스프링력이 달라지게 되는 문제점이 있다. 즉 제 2도에 도시된 바와 같이, 리니어 압축기의 작동 중에 작용하는 스프링력은 판스프링의 스프링력(Fp)과 압축가스에 의한 힘(Fg)의 합(Fp + Fg)으로 이루어지게 된다. 그러나 압축 및 토출행정에 있어서는 스프링력이 판스프링(8)에 의한 스프링력(Fp)과 압축가스에 의한 힘(Fg)의 합만큼 작용하게 되나, 재팽창 및 흡입행정에 있어서는 작용하는 스프링력이 판스프링(8)에 의한 스프링력(Fp)만이 작용하게 된다. 즉 제 2도에 도시된 바와 같이 한 사이클 중에 작용하는 스프링력이 크게 변하게 됨으로 인해 모터의 효율이 떨어지게 되고 결국은 압축기의 성능저하로 연결되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 리니어 압축기의 한 사이클 중에 작용하는 스프링력의 크기를 균일하도록 하여 높은 효율을 가지는 리니어 압축기를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 압축기 몸체와; 상기 압축기 몸체의 내부에 설치된 리니어 모터와; 상기 리니어 모터에 의해 구동되는 패들과: 상기 패들의 운동에너지를 탄성에너지의 형태로 저장하는 판스프링과; 상기 판스프링의 탄성에너지를 운동에너지의 형태로 전달받아 압축을 수행하는 압축부와; 상기 압축기몸체의 일단부에 설치된 보조스프링으로 구성되는 리니어 압축기에 있어서, 상기 판스프링만 판스프링연결부에 연결되고, 상기 판스프링과 보조스프링이 자유상태일 때 보조스프링이 판스프링연결부나 판스프링에 접촉되지 않는 상태로 설치되어 리니어 압축기의 압축행정시에는 판스프링의 스프링력만이 상기 압축부에 작용하고, 리니어 압축기의 흡입행정시에만 판스프링연결부에 의해 보조스프링이 늘려져서 판스프링의 스프링력과 보조스프링의 스프링력의 합력이 상기 압축부에 작용하도록 한 것을 특징으로 하는 리니어 압축기에 의해 달성된다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의한 리니어 압축기를 첨부된 도면에 도시된 실시례를 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 종래 기술의 것과 동일한 것은 동일 부호를 부여하여 설명한다.

제 3도는 본 발명에 의한 리니어 압축기의 구성을 보인 단면도이고, 제 4도는 본 발명에 의한 리니어 압축기의 작동을 보인 도면으로, (가)는 압축행정시의 압축기 상태를 보인 단면도이고, (나)는 흡입행정시의 압축기 상태를 보인 단면도이며, 제 5도는 본 발명에 의한 리니어 압축기의 스프링력을 도시한 그래프이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명은 압축기의 몸체(2)와, 이 몸체(2)의 내부에 설치된 리니어모터(4)와, 상기 리니어모터(4)의 에어갭(G) 내에서 리니어모터(4)에 의해 구동되어 직선왕복운동하는 패들(6)과, 상기 패들(6)의 운동에너지를 탄성에너지의 형태로 저장하도록 상기 몸체(2)의 일측 단부에 고정설치된 판스프링(8)과, 상기 판스프링(8)의 탄성에너지를 운동에너지의 형태로 전달받아 압축을 수행하는 압축부(12)와, 상기 판스프링(8)의 외측에 상기 압축부(12)와 연결된 판스프링연결부(10)의 단부와 일정간격을 가지도록 보조스프링(20)을 설치하여 구성된다. 이와 같은 보조 스프링(20)으로는 판스프링이 사용된다.

상기 보조스프링(20)은 상기 판스프링(8)이 고정되어 있는 몸체(2)의 외측에 상기 판스프링(8)과 일정 간격을 가지도록 고정설치된다.

즉, 상기 판스프링연결부(10)에는 상기 판스프링(8)만 연결되고, 상기 보조스프링(20)은 판스프링연결부(10)에 연결되지 않고 몸체(2)의 일단부에 설치되어 판스프링(8)과 보조스프링(20)이 자유상태일 때 보조스프링(20)은 판스프링연결부(10)나 판스프링(8)에 접촉되지 않는 상태를 유지하도록 설치되는 것이다.

이와 같은 보조스프링(20)은 압축기의 흡입행정시에는 판스프링연결부(10)에 의해 눌러지면서 스프링력을 전달하게 되고, 압축행정시에는 상기 판스프링연결부(10)와 분리되어 스프링력을 전달하지 않도록 된다.

상기와 같은 본 발명에 의한 리니어 압축기의 작동을 살펴보면, 먼저 제 4도의 (가)에 도시된 바와 같이 압축행정시에는 피스톤(16), 피스톤로드(14), 그리고 피스톤로드(14)와 판스프링(8)을 연결하는 판스프링연결부(10)가 일체로 도면의 좌측으로 이동하게 된다. 이 경우에 있어서는 보조스프링(20)은 아무런 작용도 하지 않게 된다. 그러나 압축행정이 끝나고 흡입행정에 시작되면, 제 4 도의 (나)에 도시된 바와 같이 상기 피스톤(16)등과 일체로 이동되는 판스프링연결부(10)가 도면의 우측으로 이동하여 압축기의 몸체(2)에 고정설치되어 있는 보조스프링(20)을 누르게 되고, 따라서 이에 대한 반작용으로 보조스프링(20)에 의해 스프링력이 작용하게 된다.

상기와 같이 압축기가 작동됨에 따라, 제 5도에 도시된 그래프에서 볼 수 있는 것처럼, 압축기의 한 사이클중의 흡입행정 및 압축행정에서 작용하는 스프링력의 크기가 서로 균형을 이루게 된다.

한편, 제 6도는 본 발명의 다른 실시례의 요부를 발췌하여 그 작동상태를 도시하고 있는 것으로, (가)는 압축시의 작동상태이고, (나)는 흡입시의 작동상태이다. 이에 도시한 바에 의하면, 본 발명의 다른 실시례에 있어서는 보조스프링(20')이 상기 몸체의 일측 단부에 고정설치된 스프링지지판(21)의 중앙에 설치되어 있다. 그리고 이와 같은 보조스프링(20')으로는 코일스프링이 사용된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시례의 작동은 위에서 설명한 본 발명의 작동과 동일하므로 여기서는 설명을 생략한다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 리니어 압축기에 의하면, 종래 기술에 의한 리니어 압축기에서 발생하던 스프링력의 불균형문제가 보조스프링에 의해 해소되므로, 리니어 모터의 효율이 향상되고 결국 리니어압축기의 효율이 증대되는 효과를 가진다.

제1도는 종래 기술에 의한 리니어 압축기의 구성을 보인 단면도.

제2도는 종래 기술에 의한 리니어 압축기의 스프링력을 도시한 그래프.

제3도는 본 발명에 의한 리니어 압축기의 구성을 보인 단면도.

제4도는 본 발명에 의한 리니어 압축기의 작동을 보인 도면으로,

(가)는 압축행정시의 압축기 상태를 보인 단면도,

(나)는 흡입행정시의 압축기 상태를 보인 단면도.

제5도는 본 발명에 의한 리니어 압축기의 스프링력을 도시한 그래프.

제6도는 본 발명에 의한 리니어 압축기의 다른 실시례의 요부를 발췌하여 그 작동상태를 도시한 도면으로,

(가)는 압축시의 작동상태도,

(나)는 흡입시의 작동상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2: 압축기 몸체 4: 리니어모터

6: 패들 8: 판스프링

10: 판스프링연결부 12: 압축부

20, 20': 보조스프링

Claims (1)

1. 압축기 몸체와; 상기 압축기 몸체의 내부에 설치된 리니어 모터와; 상기 리니어 모터에 의해 구동되는 패들과; 상기 패들의 운동에너지를 탄성에너지의 형태로 저장하는 판스프링과: 상기 판스프링의 탄성에너지를 운동에너지의 형태로 전달받아 압축을 수행하는 압축부와; 상기 압축기몸체의 일단부에 설치된 보조스프링으로 구성되는 리니어 압축기에 있어서,

   상기 판스프링만 판스프링연결부에 연결되고, 상기 판스프링과 보조스프링이 자유상태일 때 보조스프링이 판스프링연결부나 판스프링에 접촉되지 않는 상태로 설치되어

   리니어 압축기의 압축행정시에는 판스프링의 스프링력만이 상기 압축부에 작용하고, 리니어 압축기의 흡입행정시에만 판스프링연결부에 의해 보조스프링이 눌려져서 판스프링의 스프링력과 보조스프링의 스프링력의 합력이 상기 압축부에 작용하도록 한 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.