KR100529936B1 - 리니어 압축기의 흡입 밸브 유동 방지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 리니어 압축기의 흡입 밸브 유동 방지 장치는, 피스톤에 구비된 자성체에 의해 피스톤 전면에 부착된 상태에서 흡입구를 개폐하는 흡입 밸브와; 상기 피스톤에 구비되어 상기 흡입 밸브가 반경 방향으로 유동하는 것을 방지하는 유동방지수단을 포함하여 구성됨으로써, 실린더와 흡입 밸브가 서로 충돌하여 마모되는 것을 방지할 수 있고, 또한 흡입 밸브의 위치가 안정된 상태에서 개폐 작동이 이루어지므로 흡입 효율이 일정하게 유지되게 하는 효과를 제공하게 된다.

Description

리니어 압축기의 흡입 밸브 유동 방지 장치{Apparatus for preventing freely movement of suction valve for linear compressor}

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로서, 특히 마그네트형 부착형 흡입 밸브가 피스톤의 전면에서 이탈하지 않도록 하는 리니어 압축기의 흡입 밸브 유동 방지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 리니어 압축기(Linear compressor)는 리니어 모터의 직선 구동력에 의해 피스톤이 실린더 내에서 직선 왕복 운동하면서 유체를 흡입하고 압축하여 토출하는 기기이다.

도 1은 일반적인 리니어 압축기가 도시된 종단면도이다.

리니어 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이 밀폐 용기(10)의 내부에, 실린더(13)가 구비된 실린더 블록(12)과 유체 흡입구(16)가 구비된 백 커버(15)가 구비되고, 이 실린더 블록(12)과 백 커버(15)는 제 1 댐퍼(17)와 제 2 댐퍼(18)를 통해 밀폐 용기(10) 내에 완충 가능하게 지지된다.

상기 실린더 블록(12)과 백 커버(15)의 사이에는 유체를 압축하기 위해 구동력을 발생시키는 리니어 모터(20)가 배치된다. 이 리니어 모터(20)에는 상기 실린더(13) 내부에서 직선 왕복 운동하면서 실린더(13) 내부로 흡입된 유체를 압축하는 피스톤(30)이 연결된다.

여기서 상기 리니어 모터(20)는 크게 고정자와 가동자로 이루어지는 바, 고정자는 아우터 코어(21)와, 이너 코어(22)와, 자장을 형성하는 코일(23)로 이루어지고, 가동자는 상기 코일(23) 주변에 형성된 자기력에 의해 직선 이동되는 마그네트(25)와, 상기 피스톤(30)에 직선 운동력을 전달하는 마그네트 프레임(27)으로 이루어진다.

상기 피스톤(30)은 뒷부분에 상기 마그네트 프레임(27)에 고정되는 플랜지부(32)가 구비되어, 상기 플랜지부(32)와 실린더 블록(12) 사이에 배치된 제 1 스프링(28)과, 상기 플랜지부(32)와 백 커버(15) 사이에 배치된 제 2 스프링(29)에 의해 탄성력 있게 지지된다.

상기 피스톤(30)은 도 2를 참고하면, 후방이 개방된 원통 구조 내에 유체가 유입되는 흡입 유로(33)가 형성되며, 전면은 막힌 구조로 이루어져 이 막힌 부분에 복수개의 흡입구(34)가 형성된다.

상기 피스톤(30)의 전면에는 상기 흡입구(34)를 개폐하는 흡입밸브(35)가 구비되는 데, 이 흡입밸브(35)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 피스톤(30)에 구비된 자성체(37)에 의해 피스톤(30)의 전면에 부착되어 양쪽 공간의 압력차에 따라 가운데 부분이 탄성적으로 휘면서 상기 흡입구(34)를 개폐하는 구조로 이루어진다.

상기 토출부(40)는, 도 1을 참고하면, 상기 실린더(13)의 압축실(C) 전방에서 실린더 블록(12)에 내측 토출 커버(41)와 외측 토출 커버(47)가 구비되고, 상기 내측 토출 커버(41) 내에는 상기 실린더(13)의 압축실(C)을 개폐하는 토출 밸브(45)가 스프링(43)으로 지지되게 구성된다.

이와 같은 리니어 압축기의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

리니어 모터(20)가 작동됨에 따라 피스톤(30)이 상기 토출부(40)의 토출밸브(45)와 백 커버(15) 사이에서 연속적으로 직선 왕복 운동하게 된다.

상기 피스톤(30)이 상기 토출부(40) 방향으로 전진되면, 상기 흡입밸브(35)는 상기 흡입 유로(33)와 압축실(C)의 압력차에 의해 닫히게 되고, 상기 압축실(C) 내부에 있던 유체는 압축된 후 토출부(40)를 통해 토출되며, 상기 백 커버(15) 외측의 유체는 상기 백 커버(15)의 흡입구(16)를 통해 흡입된다.

반대로 상기 피스톤(30)이 후진하게 되면, 상기 흡입 유로(33)와 압축실(C) 사이의 압력차에 의해 상기 흡입밸브(35)가 열리게 되고, 이때 피스톤(30)의 흡입 유로(33) 상에 유체는 흡입구(34)를 통해 압축실(C) 내부로 유입된다. 이후 피스톤(30)이 전진하게 되면 상기한 바와 같이 압축실(C) 내의 유체가 압축된 후 토출되는 과정을 반복하게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 리니어 압축기의 흡입 밸브 설치 구조는, 흡입 밸브(35)가 자성체(37)에 의해 피스톤(30) 전면에 부착된 상태에서 개폐 작용을 하도록 구성되어 있기 때문에 도 2에 도시된 바와 같이 흡입 밸브(35)의 가운데 부분이 열리는 과정에서 열림량이 커지게 되면 측방향으로 이동하려는 힘이 발생하게 되고, 이에 따라 흡입 밸브(35)가 실린더(13) 벽면에 충돌하면서 실린더(13) 벽면을 마모시키거나 흡입 밸브(35)가 손상되어 정상적인 개폐 기능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 자성체에 의해 피스톤에 부착된 흡입 밸브가 측방향으로 유동하지 않도록 구성함으로써 실린더 및 흡입 밸브가 마모되는 것을 줄이고, 보다 안정된 흡입구 개폐 구조를 확보할 수 있는 리니어 압축기의 흡입 밸브 유동 방지 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 흡입 밸브 유동 방지 장치는, 피스톤에 구비된 자성체에 의해 피스톤 전면에 부착된 상태에서 흡입구를 개폐하는 흡입 밸브와; 상기 피스톤에 구비되어 상기 흡입 밸브가 반경 방향으로 유동하는 것을 방지하는 유동방지수단을 포함한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 흡입 밸브 유동 방지 장치가 도시된 종단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 흡입 밸브 유동 방지 장치가 도시된 정면도이다.

본 발명에 따른 리니어 압축기는, 도 4에 도시된 바와 같이, 실린더(70)의 뒤쪽에 삽입되어 직선 왕복 운동하면서 흡입구(55)를 통해 유입된 유체를 압축하는 피스톤(50)과, 상기 피스톤(50)의 전면에 위치되어 상기 흡입구(55)를 개폐하는 흡입 밸브(60)와, 상기 실린더(50)의 앞쪽에 위치되어 실린더(70) 내의 압력이 일정 이상이 되면 개방되면서 압축된 유체를 배출하는 토출 밸브(80)가 포함되어 구성된다.

여기서, 상기 흡입 밸브(60)는 상기 피스톤(50)에 구비된 자성체(65)에 의해 피스톤(50) 전면에 부착된 상태에서 가운데 부분이 전후 방향으로 휘어지면서 흡입구(55)를 개폐할 수 있도록 구성된다.

상기 피스톤(50)은 내부에 유체 유로가 형성된 원통 형상의 바디부(51)와, 상기 바디부(51)의 뒤쪽에 형성되어 마그네트 프레임(미도시)에 고정되는 플랜지부(52)와, 상기 바디부(51)의 앞쪽에 막혀 있는 부분으로 상기 실린더(70) 내부로 통하는 흡입구(55)가 형성된 전면부(54)로 이루어진다.

특히 상기 피스톤(50)에는 상기 흡입 밸브(60)가 반경 방향으로 유동하는 것을 방지하는 유동방지수단이 구비되는 바, 상기 유동방지수단은 상기 피스톤에서 일체로 돌출된 구조로 형성된 유동방지돌기(54a)로 구성된다.

상기 유동방지돌기(54a)는 상기 피스톤(50) 둘레 부분에서 상기 흡입 밸브(60)의 둘레를 따라 링 구조로 돌출되고, 중심부인 내측에서 외측 방향으로 갈수록 점차 높아지는 경사진 구조로 형성된다.

물론, 상기 유동방지돌기(54a)는 상기와 같이 원형 링 구조로 형성될 수 있으나, 상기 흡입 밸브(60)가 장착된 부분의 둘레에 수 개의 돌기로 구성될 수 있으며, 또한 상기와 같이 피스톤(50)에서 일체로 돌출되어 형성되는 것도 가능하나, 피스톤(50)에 별도의 핀 박음 형식으로 돌출부를 구성하는 것도 가능하다.

이와 같은 상기 유동방지돌기(54a)는 피스톤(50)의 오버 스트로크에 의해 상기 토출 밸브(80)에 직접 접촉되지 않도록 그 돌출 높이가 상기 흡입 밸브(60)의 높이보다 낮게 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 흡입 밸브 유동 방지 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

리니어 모터가 작동됨에 따라 피스톤(50)은 상기 실린더(70) 내에서 연속적으로 직선 왕복 운동하게 된다.

여기서, 상기 피스톤(50)이 후진하면, 양측의 압력차에 따라 유체가 유입되는 힘(A)에 의해 흡입 밸브(60)가 열리면서 흡입구(55)가 개방되는 데, 이때 흡입 밸브(60)의 가운데 부분이 도 4에서와 같이 경사지게 열리게 되므로 흡입 밸브(60)는 피스톤(50)의 전면에서 측방향인 "B" 방향으로 이동하려는 힘이 발생하게 된다.

하지만, 상기 흡입 밸브(60)는 피스톤(50)의 원주 방향에 형성된 유동방지돌기(54a)에 걸리게 되므로 측방향으로 이동하지 않은 상태에서 흡입구(55)를 개폐하는 작동을 계속하게 된다.

이와 같이 상기 피스톤(50)이 실린더(70) 내에서 전진 및 후진을 계속하면서 유체를 압축한 후 토출시키는 과정을 반복하게 되고, 흡입 밸브(60)는 초기 설치 위치에 안정되게 위치된 상태에서 흡입구(55)를 개폐하게 되므로 흡입 효율이 일정하게 유지됨과 아울러 흡입 밸브(60)와 실린더(70) 내면 사이의 충돌도 방지되어 부품이 마모되거나 손상되는 것도 줄일 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 흡입 밸브 유동 방지 장치는, 피스톤의 원주 방향으로 유동방지돌기가 형성되어 흡입 밸브가 측방향으로 유동하는 것을 방지할 수 있도록 구성되어 있기 때문에 실린더와 흡입 밸브가 서로 충돌하여 마모되는 것을 방지할 수 있고, 또한 흡입 밸브의 위치가 안정된 상태에서 개폐 작동이 이루어지므로 흡입 효율이 일정하게 유지되게 하는 이점을 제공하게 된다.

도 1은 일반적인 리니어 압축기가 도시된 종단면도,

도 2는 종래 리니어 압축기의 흡입 밸브 설치 구조가 도시된 종단면도,

도 3은 종래 리니어 압축기의 흡입 밸브 설치 구조가 도시된 정면도,

도 4는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 흡입 밸브 유동 방지 장치가 도시된 종단면도,

도 5는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 흡입 밸브 유동 방지 장치가 도시된 정면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 피스톤 51 : 바디부

52 : 플랜지부 54 : 전면부

54a : 유동방지돌기 55 : 흡입구

60 : 흡입 밸브 65 : 자성체

70 : 실린더 80 : 토출 밸브

Claims (5)

1. 피스톤에 구비된 자성체에 의해 피스톤 전면에 부착된 상태에서 흡입구를 개폐하는 흡입 밸브와;

   상기 피스톤에 구비되어 상기 흡입 밸브가 반경 방향으로 유동하는 것을 방지하는 유동방지수단을 포함한 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입 밸브 유동 방지 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 유동방지수단은 상기 피스톤에서 일체로 돌출된 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입 밸브 유동 방지 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 유동방지수단은 상기 피스톤 둘레 부분에서 링 구조로 돌출된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입 밸브 유동 방지 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 유동방지수단은 내측에서 외측 방향으로 점차 높아지는 경사진 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입 밸브 유동 방지 장치.
5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 유동방지수단은 그 돌출 높이가 상기 흡입 밸브의 높이보다 낮게 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입 밸브 유동 방지 장치.