KR100677292B1

KR100677292B1 - 왕복동식 압축기

Info

Publication number: KR100677292B1
Application number: KR1020060013279A
Authority: KR
Inventors: 김정우
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2006-02-10
Publication date: 2007-02-02

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 왕복동식 압축기는, 프레임에 설치된 제1 및 제2실린더; 상기 제1 및 제2실린더 각각에 왕복이동가능하게 설치된 제1 및 제2피스톤; 상기 제1 및 제2피스톤을 왕복이동시키기 위한 구동유닛; 상기 제1 및 제2피스톤에 오일을 공급하기 위한 오일펌프; 상기 오일펌프에 의해 토출된 오일을 상기 제1피스톤으로 안내하기 위한 제1오일공급유로; 및 상기 제1오일공급유로를 통과한 오일을 상기 제2피스톤으로 안내하기 위한 제2오일공급유로;를 포함하여, 압축기의 부품수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 구조를 간단히 할 수 있다.

제1 및 제2실린더, 제1 및 제2피스톤, 오일펌프, 제1 및 제2오일공급유로

Description

왕복동식 압축기{DUAL-TYPE RECIPROCATING COMPRESSOR HAVING SIMPLIFIED OIL SUPPLY APPARATUS}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복동식 압축기를 개략적으로 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 왕복동식 압축기를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110; 프레임 120, 130; 제1 및 제2실린더

122, 132; 제1 및 제2피스톤 140; 구동유닛

141; 고정자 142; 가동자

144; 연결부재 170; 오일펌프

180; 제1오일공급유로 181; 흡상유로

182; 제1프레임 오일포켓 183; 연결유로

184; 제1피스톤 오일포켓 185; 연통공

190; 제2오일공급유로, 연결파이프 284; 제2피스톤 오일포켓

본 발명은 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 왕복동식 압축기에 관한 것이며, 특히 부품수를 줄일 수 있는 오일공급장치를 구비한 왕복동식 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 압축기(Compressor)는 전기모터나 터빈 등의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 공기나 냉매 또는 그 밖의 다양한 작동유체를 압축시켜 압력을 높여주는 기계장치로써, 냉장고와 에어컨 등과 같은 가전기기 또는 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.

이러한 압축기를 크게 분류하면, 피스톤(Piston)과 실린더(Cylinder) 사이에 작동유체가 흡입 및 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시키는 왕복동식 압축기(Reciprocating Compressor)와, 편심 회전되는 롤러(Roller)와 실린더(Cylinder) 사이에 작동유체가 흡토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 롤러가 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축시키는 회전식 압축기(Rotary Compressor)와, 선회 스크롤(Orbiting Scroll)과 고정 스크롤(Fixed Scroll) 사이에 작동유체가 흡토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 선회 스크롤이 고정 스크롤을 따라 회전되면서 냉매를 압축시키는 스크롤식 압축기(Scroll Compressor)로 나뉠 수 있다.

최근에는 왕복동식 압축기 중에 피스톤이 왕복 직선 운동하는 구동모터에 직접 연결되도록 하여 운동전환에 의한 기계적인 손실을 줄여 압축효율을 향상시킬 뿐만 아니라 구조가 간단한 왕복동식 압축기가 많이 개발되고 있으며, 특히 두 개 의 왕복동식 압축기가 하나의 밀폐용기 내에 설치되어 진동 저감 뿐만 아니라 효율이 향상된 듀얼형 왕복동식 압축기(Dual-Type Linear Compressor)가 등장하고 있다.

그러나 듀얼형 왕복동식 압축기는, 각각의 압축기를 구동시키기 위한 두 개의구동모터와, 각 실린더와 피스톤의 윤활을 위해 오일을 공급하기 위한 2개의 오일펌프를 구비한다. 따라서, 상기의 듀얼형 왕복동식 압축기는 두 개의 왕복동식 압축기를 단순히 하나의 밀폐용기 내부에 설치한 것에 불과하여 구조를 단순화시키거나 부품수를 줄이는 데는 한계가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 부품 수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 구조를 단순화시킬 수 있는 왕복동식 압축기를 제공하는데 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 왕복동식 압축기는, 프레임에 설치된 제1 및 제2실린더; 상기 제1 및 제2실린더 각각에 왕복이동가능하게 설치된 제1 및 제2피스톤; 상기 제1 및 제2피스톤을 왕복이동시키기 위한 구동유닛; 상기 제1 및 제2피스톤에 오일을 공급하기 위한 오일펌프; 상기 오일펌프에 의해 토출된 오일을 상기 제1피스톤으로 안내하기 위한 제1오일공급유로; 및 상기 제1오일공급유로를 통과한 오일을 상기 제2피스톤으로 안내하기 위한 제2오일공급유로;를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제1오일공급유로는, 상기 오일펌프에 연결되도록 상기 프레임에 형성된 흡상유로; 상기 제1실린더가 삽입되도록 상기 프레임에 형성된 삽입홀의 내주면에 함몰되어 형성된 제1프레임 오일포켓; 상기 흡상유로와 상기 제1프레임 오일포켓을 연결하는 연결유로; 상기 제1피스톤의 외주면으로부터 함몰되어 형성된 제1피스톤 오일포켓; 및 상기 제1프레임 오일포켓 및 제1피스톤 오일포켓이 연통되도록 상기 제1실린더에 형성된 연통공;을 포함하며, 상기 제2오일공급유로는, 일단이 상기 제1오일공급유로에 연통되는 연결파이프를 포함한다.

상기 구동유닛은, 상기 프레임에 마련된 고정자; 상기 제1 및 제2피스톤을 연결시키는 연결부재; 및 상기 연결부재에 마련되며, 상기 고정자와의 전자기적 상호작용에 의해 직선 왕복 이동하면서 상기 연결부재를 왕복이동시키는 가동자;를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 제2오일공급유로는, 상기 제2피스톤의 외주면으로부터 함몰되어 형성된 제2피스톤 오일포켓을 포함하며, 상기 연결파이프의 타단은 상기 제2피스톤 오일포켓에 오일을 공급할 수 있도록 상기 제2실린더에 설치된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 왕복동식 압축기에 대하여 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복동식 압축기는, 하부에 오일이 저장된 케이싱(100)의 내부에 마련되는 프레임(110)과, 상기 프레임(110)에 고정되게 설치되는 제1 및 제2실린더(120)(130)와, 상기 제1 및 제2실린더(120)(130) 각각의 내부에 왕복이동가능하게 설치된 제1 및 제2피스톤(122)(132)과, 상기 제1 및 제2피스톤(122)(132)을 왕복이동시키는 구동유닛(140)과, 상기 케이싱(100)에 저장된 오일을 상기 제1 및 제2실린더(120)(130)에 유동시키기 위한 오일펌프(170)와, 상기 오일펌프(170)에 의해 유동된 오일을 상기 제1실린더(120)에 안내하기 위한 제1오일공급유로(180)와, 상기 제1오일공급유로(180)를 통과한 오일을 상기 제2실린더(130)로 안내하기 위한 제2오일공급유로(190)와, 상기 제1 및 제2실린더(120)(130)의 각 단부에는 작동유체를 상기 제1 및 제2실린더(120)(130)의 내부로 흡입 및 토출시키기 위한 제1 및 제2밸브유닛(150)(160)를 포함한다.

상기 프레임(110)은 제1실린더(120)가 지지되는 제1프레임(111)과, 상기 제2실린더(130)가 지지되는 제2프레임(112)을 포함한다. 제1 및 제2프레임(111)(112)과 상기 케이싱(100)의 사이에는 스프링(미 도시)이 개재되며, 이 스프링은 상기 제1 및 제2프레임(111)(112)의 진동을 완충시킨다. 본 실시예에서는 프레임(110)이 2개로 분리된 것을 예시하였으나 하나의 프레임이 사용될 수 있으며, 3개 이상의 프레임이 사용될 수도 있다.

상기 제1 및 제2실린더(120)(130) 각각은 상기 제1 및 제2프레임(111)(112) 각각에 압입 또는 볼트 등 다양한 체결수단에 의해 고정되게 설치되며, 서로 마주하도록 일 직선상에 배치된다.

상기 제1 및 제2피스톤(122)(132) 각각은 상기 제1 및 제2실린더(120)(130) 각각의 내부에 왕복이동가능하게 삽입되며, 각각은 일 직선 상에 배치된다. 본 실시예에서는 상기 제1 및 제2피스톤(122)(132)이 각각 분리된 두 개의 부재인 것으로 예시하였으나, 상기 제1 및 제2피스톤(122)(132)은 하나의 부재로 이루어질 수도 있다.

상기 구동유닛(140)은, 고정자(141)와, 가동자(142) 및 연결부재(144)를 포함한다.

상기 고정자(141)는 프레임(110)에 소정 간격을 두고 배치되는 외부고정자(141a)와 내부고정자(141b)를 포함한다.

상기 가동자(142)는 일단이 연결부재(144)에 고정되며, 타단은 외부고정자(141a)와 내부고정자(141b)의 사이에 위치한다. 상기 가동자(142)의 타단부에는 마그넷(143)이 마련되며, 이 마그넷(143)은 상기 고정자(141)와의 전자기적 상호작용에 의해 직선 왕복 이동한다.

상기 연결부재(144)는 상기 제1 및 제2피스톤(122)(132)를 고정시키며, 상기 가동자(142)에 결합된다. 따라서, 상기 가동자(142)가 상기 고정자(141)와의 전자기적 상호작용에 의해 전후방향으로 직선이동하게 되면, 상기 연결부재(144)가 직선이동하게 되어 상기 제1 및 제2피스톤(122)(132)이 제1 및 제2실린더(120)(130) 각각의 내부에서 왕복 이동하게 된다.

상기 제1밸브유닛(150)은, 제1실린더(120)의 외측단이 폐쇄되도록 배치된 제1밸브커버(151)와, 상기 제1밸브커버(151)의 일측에 마련된 제1흡입밸브(152) 및 제1토출밸브(153)와, 케이싱(100) 내부로 작동유체를 유입시키기 위한 제1흡입파이 프(154)와, 제1토출밸브(153)를 통해 토출되는 작동유체를 소요되는 장소로 안내하기 위해 제1밸브커버(151)에 연결된 제1토출파이프(155)를 포함한다.

상기 제2밸브유닛(160)은, 제2실린더(130)의 외측단에 마련되는 것을 제외하고는 상기 제1밸브유닛(150)과 동일한 구성 및 구조를 가진다. 즉, 상기 제2밸브유닛(160)은, 제2밸브커버(161)와, 제2흡입밸브(162)와, 제2토출밸브(163)와, 제2흡입파이프(164) 및 제2토출파이프(165)를 포함한다.

이와 같이 하나의 구동유닛(140)으로 제1 및 제2피스톤(122)(132)을 구동시킴으로써, 부품 수를 획기적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라 압축기의 구조를 간단히 할 수 있어 압축기의 제조공정을 간소화시킬 수 있다.

상기 오일펌프(170)는, 상기 제1프레임(111)의 하부에 설치되며, 상기 제1프레임(111)의 진동에 의해 케이싱(100)에 저장된 오일을 상기 제1오일공급유로(180)로 송출시킨다. 그러나, 본 실시예와는 달리 오일을 송출하는 기능을 하는 한 다양한 종류의 오일펌프(170)가 이용될 수 있다.

상기 제1오일공급유로(180)는 상기 오일펌프(170)에 의해 송출된 오일을 상기 제1피스톤(122)으로 안내하기 위한 것으로서, 상기 오일펌프(170)의 토출구(171)와 연결되도록 상기 제1프레임(111)에 형성된 흡상유로(181)와, 상기 제1프레임(111)에 형성된 삽입홀(111a)의 내주면에 함몰되어 형성된 제1프레임 오일포켓(182)과, 상기 흡상유로(181)와 상기 제1프레임 오일포켓(182)을 연결하기 위해 상기 제1프레임(111)에 형성된 연결유로(183)와, 상기 제1피스톤(122)의 외주면으로부터 함몰되게 형성된 제1피스톤 오일포켓(184)과, 상기 제1프레임 오일포켓(182) 과 제1피스톤 오일포켓(184)이 연통되도록 상기 제1실린더(120)에 형성된 연통공(185)을 포함한다.

이와 같은 구성에 의해 오일펌프(170)에 의해 송출된 오일은, 흡상유로(181), 연결유로(183), 제1프레임 오일포켓(182), 연통공(185)을 순차적으로 통과되어 제1피스톤 오일포켓(184)에 유입되며, 제1피스톤 오일포켓(184)에 유입된 오일은 제1피스톤(122)과 제1실린더(120)의 사이를 윤활하게 된다.

상기 제2오일공급유로(190)는 연결파이프(190)로 구성되며, 상기 연결파이프(190)의 일단은 상기 제1프레임 오일포켓(182)에 연통되도록 상기 제1프레임(111)에 삽입되어 설치되며, 상기 연결파이프(190)의 타단은 제2프레임(112)을 통과하여 제2피스톤(132)에 근접되게 위치하게 된다. 따라서, 상기 제1프레임 오일포켓(182)을 통과한 오일은 상기 연결파이프(190)를 통해 상기 제2피스톤(132)에 도달하게 된다. 상기 제2피스톤(132)에 도달한 오일은 제2피스톤(132)의 왕복이동에 의해 제2실린더(130)의 내부로 유입되어 상기 제2피스톤(132)과 상기 제2실린더(130)의 사이를 윤활하게 된다. 본 실시예에서는 상기 제2오일공급유로(190)로서 연결파이프(190)가 적용되는 것을 예시하였으나, 상기 제2오일공급유로(190)는 제1오일공급유로(180)와 상기 제2피스톤(132)을 연통시킬 수 있는 한도 내에서 다양한 구조에 의해 형성할 수 있을 것이다.

이와 같이 하나의 오일펌프(170)를 이용하여 제1 및 제2피스톤(122)(132)과 제1 및 제2실린더(120)(130) 각각을 윤활함으로써, 부품 수를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 압축기의 구조를 단순화시킬 수 있게 되어 제조공정을 간소화할 수 있 다.

이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복동식 압축기의 동작 및 오일공급과정을 설명한다.

우선, 압축기에 전원이 공급되면, 고정자(141)와 가동자(142)의 마그넷(143)의 전자기적 상호작용에 의해 가동자(142)가 직선 왕복 운동하게 된다. 가동자(142)가 왕복운동을 함에 따라 연결부재(144)가 왕복 운동을 하여 제1 및 제2피스톤(122)(132) 각각은 제1 및 제2실린더(120)(130) 각각의 내부에서 왕복운동을 하게 된다. 그러면, 작동유체는 제1 및 제2흡입파이프(154)(164)와 제1 및 제2흡입밸브(152)(162)를 통해 제1 및 제2실린더(120)(130)의 내부로 유입된다. 그리고, 유입된 작동유체는 제1 및 제2피스톤(122)(132)의 왕복운동에 의해 압축되어 제1 및 제2토출밸브(153)(163)를 통해 제1 및 제2토출파이프(155)(165)로 토출된다. 이와 같이 제1 및 제2피스톤(122)(132)이 제1 및 제2실린더(120)(130)의 내부에서 왕복운동을 반복하게 되면, 프레임(110)은 진동이 발생하게 된다.

상기 프레임(110)이 진동하면, 오일펌프(170)는 케이싱(100)의 내부에 저장된 오일을 송출한다. 보다 상세하게는 프레임(110)이 진동함으로써, 오일피스톤(172)은 관성에 의해 오일실린더(173) 내부에서 왕복이동을 하면서, 케이싱(100)에 저장된 오일을 흡입하여 제1오일공급유로(180)로 송출하게 된다. 상술한 바와 같은 오일펌프(170)의 동작은 이미 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.

오일펌프(170)로부터 송출된 오일은 흡상유로(181), 연결유로(183), 제1프레임 오일포켓(182) 및 연통공(185)을 순차적으로 통과하여 제1피스톤 오일포켓(184) 에 공급된다. 제1피스톤 오일포켓(184)에 공급된 오일은 제1피스톤(122)과 제1실린더(120)의 사이를 윤활하게 된다.

또한, 상기 제1프레임 오일포켓(182)으로 이동된 오일은 연결파이프(190)를 거쳐 제2피스톤(132)의 외주면으로 공급된다. 제2피스톤(132)으로 공급된 오일은 제2피스톤(132)의 왕복이동에 의해 제2실린더(130)의 제2피스톤(132)의 사이로 공급되어 윤활작용을 하게 된다. 그리고, 윤활작용을 완료한 오일과 여분의 오일들은 제2프레임(112)의 하부에 형성된 배출공(112b)을 통해 케이싱(100)으로 배출된다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 왕복동식 압축기를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 연결파이프(291)의 타단이 제2프레임(212)을 통과하여 제2실린더(230)에 설치된다. 그리고, 제2피스톤(232)의 외주면에는 제2피스톤 오일포켓(284)이 함몰되어 형성된다. 따라서, 상기 연결파이프(291)를 통과한 오일은 제2피스톤 오일포켓(284)으로 공급되어 제2피스톤(232)과 제2실린더(230)의 사이를 더욱 효율적으로 윤활할 수 있게 된다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 의하면 제2오일공급유로(290)는 연결파이프(291)와 제2피스톤 오일포켓(284)을 포함하여 구성된다.

그리고, 제2피스톤 오일포켓(284)으로 공급된 오일은 제2실린더(230)에 형성된 통공(230)과 제2프레임(212)에 형성된 유로(213) 및 배출공(212b)을 통해 케이싱(200)으로 배출된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 두 개의 피스톤과 두 개의 실 린더 각각을 윤활하기 위한 오일을 하나의 오일펌프로 공급할 수 있게 되어 압축기의 부품 수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 구조를 간단히 할 수 있게 되어 압축기의 사이즈를 줄이는 것은 물론 압축기의 제조공정을 간소화시킬 수 있게 된다.

특히, 연결파이프가 오일을 제2피스톤 오일포켓에 직접 공급함으로써, 압축기 구조를 단순화시키면서도 윤활효율을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 하나의 구동유닛으로 두 개의 피스톤과 두 개의 실린더를 구동시킴으로써 압축기의 구조를 더욱 간단히 할 수 있다.

Claims

프레임에 설치된 제1 및 제2실린더;

상기 제1 및 제2실린더 각각에 왕복이동가능하게 설치된 제1 및 제2피스톤;

상기 제1 및 제2피스톤을 왕복이동시키기 위한 구동유닛;

상기 제1 및 제2피스톤에 오일을 공급하기 위한 오일펌프;

상기 오일펌프에 의해 토출된 오일을 상기 제1피스톤으로 안내하기 위한 제1오일공급유로; 및

상기 제1오일공급유로를 통과한 오일을 상기 제2피스톤으로 안내하기 위한 제2오일공급유로;를 포함하는 왕복동식 압축기.
제1항에 있어서, 상기 제1오일공급유로는,

상기 오일펌프에 연결되도록 상기 프레임에 형성된 흡상유로;

상기 제1실린더가 삽입되도록 상기 프레임에 형성된 삽입홀의 내주면에 함몰되어 형성된 제1프레임 오일포켓;

상기 흡상유로와 상기 제1프레임 오일포켓을 연결하는 연결유로;

상기 제1피스톤의 외주면으로부터 함몰되어 형성된 제1피스톤 오일포켓; 및

상기 제1프레임 오일포켓 및 제1피스톤 오일포켓이 연통되도록 상기 제1실린더에 형성된 연통공;을 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
제1항에 있어서, 상기 제2오일공급유로는,

일단이 상기 제1오일공급유로에 연통되는 연결파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
제3항에 있어서, 상기 제2오일공급유로는,

상기 제2피스톤의 외주면으로부터 함몰되어 형성된 제2피스톤 오일포켓을 포함하며,

상기 연결파이프의 타단은 상기 제2피스톤 오일포켓에 오일을 공급할 수 있도록 상기 제2실린더에 설치된 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
제1항에 있어서, 상기 구동유닛은,

상기 프레임에 마련된 고정자;

상기 제1 및 제2피스톤을 연결시키는 연결부재; 및

상기 연결부재에 마련되며, 상기 고정자와의 전자기적 상호작용에 의해 직선왕복이동하면서 상기 연결부재를 왕복이동시키는 가동자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.