KR100728342B1 - 리니어 압축기의 유로구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어 압축기의 흡입밸브 고정구조에 관한 것으로 피스톤의 정면부에 상기 피스톤 내부의 흡입 유로에서 실린더의 압축실로 통하는 한개 이상의 흡입구가 형성되고, 상기 흡입구를 개폐하는 흡입밸브가 상기 피스톤의 정면에 구비되고, 상기 피스톤과 상기 흡입밸브가 고정부에 의해 밀착 결합되되, 상기 고정부가 상기 피스톤 및 상기 흡입밸브의 중앙에서 이격되게 형성되어, 상기 흡입구는 상기 흡입밸브가 상기 고정부를 중심으로 상기 피스톤을 개폐시키는 개폐부와 밀착되는 면에 구비되어, 흡입밸브가 개폐될 때 흡입밸브 일부에 힘이 집중됨으로 인한 흡입밸브의 파손을 방지하고, 고정부의 위치 변경으로 인해 흡입구의 설치면적이 넓어짐으로 피스톤에 더 많은 흡입구를 설치하거나, 또는 흡입구의 직경을 크게 함으로써, 흡입 효율을 증가를 제공함에 있다.

리니어 압축기, 흡입밸브, 고정부

Description

리니어 압축기의 유로구조{Structure of Channel for Liner Compressor}

도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기 흡입밸브 구조가 도시된 종단면도.

도 2는 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 피스톤 정면도.

도 3은 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 흡입밸브 정면도.

도 4는 본 발명에 따른 리니어 압축기 흡입밸브 구조가 도시된 종단면도.

도 5는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 피스톤 정면도.

도 6은 본 발명에 일 실시예에 따른 리니어 압축기의 흡입밸브 정면도.

도 7은 본 발명에 또 다른 실시예에 따른 리니어 압축기의 흡입밸브 정면도.

-도면의 주요 부분에 사용된 부호 설명-

100: 피스톤 110: 바디부

120: 플랜지부 130: 흡입 유로

140: 흡입구 140', 140": 밀착부

150: 흡입밸브 150': 개폐부

160: 밸브판 170: 고정부

170': 체결홈 180: 실린더 블록

C: 압축실

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피스톤의 정면에 고정되는 흡입밸브의 고정부 위치를 변경하여, 흡입밸브의 깨짐을 방지함과 아울러 흡입 효율을 높일 수 있도록 한 리니어 압축기의 흡입밸브 고정구조에 관한 것이다.

일반적으로 리니어 압축기(Liner Compressor)는 에어컨이나 냉장고 등의 냉각장치에 설치되어 냉매가스를 압축하는 기기로써, 소정의 공간을 형성하는 외부 케이싱과 이러한 외부 케이싱에 수용되어 냉매가스를 흡입하여 압축 및 토출하는 압축부와, 외부전원에 의해 압축부를 구동시키는 구동부를 포함한다.

압축부는 압축실을 형성하는 실린더 블록과 압축실 내에 왕복운동이 가능하게 설치되는 피스톤과, 압축실로 냉매가스를 흡입하기 위한 흡입밸브 및 냉매가스를 토출하기 위한 토출밸브를 갖는 밸브 조립체와, 밸브 조립체와 결합된 실린더 헤드를 포함한다.

구동부는 실린더 블록에 마련되는 내측코어 및 외측코어와, 내측코어 및 외측코어의 사이에 마련되어 외부전원에 의해 내측코어 및 외측코어 사이에 발생되는 자장과 전자기적으로 상호 작용하여 피스톤과 일체로 상하방향을 따라 왕복 운동하 는 마그네트를 포함한다.

그리고, 리니어 압축기는 왕복동 압축기와는 달리 피스톤의 운동을 구속하는 커넥팅로드가 없는 프리 피스톤(Free- Piston)구조이다.

도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 흡입밸브 고정구조가 도시된 피스톤의 종단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 리니어 압축기 피스톤의 정면도이고, 도 3은 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 흡입밸브 정면도이다.

종래 기술에 따른 리니어 압축기의 피스톤(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 원통 형상의 바디부(11)와 마그네트 프레임(미도시)에 고정되는 플랜지부(12)로 이루어진다.

원형의 바디부(11)는 후방이 개방된 형상으로 바디부(11) 내부에는 유체가 유입되는 흡입 유로(13)를 형성하며, 정면은 막힌 구조로 이루어진다.

바디부(11)의 막힌 부분 즉 피스톤(10) 정면의 중앙의 상부 반원 상에만 다수의 흡입구(14)가 형성되어, 유체가 흡입 유로(13)에서 실린더 블록(18)의 내부에 구비된 압축실(C)로 통하도록 형성된다.

도 1 내지 도 3에서 도시된 것처럼 피스톤(10)의 정면에는 흡입구(14)를 개폐하는 흡입밸브(15)가 판 형상의 밸브판(16)으로 구비된다.

이 흡입밸브(15)의 밸브판(16) 및 피스톤(10)의 중앙에는 볼트 등의 체결부재에의해 삽입되어 고정되도록 체결홈(17')이 형성되는 고정부(17)가 구비된다.

흡입밸브(15)의 밸브판(16)에는 고정부(17)를 중심으로 피스톤(10)의 정면에서 개폐되는 개폐부(15'), 일반적으로 흡입밸브(15)의 밸브판(16) 중앙의 고정부 (17) 상부의 반원 측이 피스톤(10) 내부와 압축실(C) 사이의 양측의 압력차에 따라 탄성적으로 휘면서 상기 흡입구(14)를 개폐하는 구조이다.

흡입밸브(15)의 밸브판(16)이 고정부(17)를 중심으로 개폐부(15'), 즉 흡입밸브(15)의 밸브판(16)의 중앙의 상부 측만 개폐되므로, 상기 피스톤(10)에 형성된 흡입구(14)는 흡입밸브(15)의 개폐부(15')가 피스톤(10)과 흡입밸브(15)에 고정되는 단면의 상부 즉, 피스톤(10)의 반원의 상부 측에만 형성된다.

상기와 같은 리니어 압축기의 흡입부의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

구동부가 작동함에 따라 실린더 블록(18)의 내부에 압축실(C)을 형성하는 실린더 블록(18)에 수용된 피스톤(10)이 왕복운동을 하면서 냉매가스를 흡입 및 압축하여 실린더 헤드(미도시)를 통해 외부로 토출하게 된다.

즉, 구동부가 작동하여, 피스톤(10)이 압축실(C) 방향으로 전진되면, 흡입밸브(15)의 밸브판(16)은 흡입 유로(13)와 압축실(C)의 압력차에 의해 개폐부(15')가 닫히게 된다.

피스톤(10)의 정면에 개폐부(15')가 탄성에 의해 닫히면서 흡입구(14)와 밀착부(14')가 맞닿아 밀폐결합되고, 압축실(C) 내부에 있던 유체는 압축된 후 토출부(미도시)를 통해 토출된다.

또한, 반대로 피스톤(10)이 후진하게 되면 흡입 유로(13)와 압축실(C) 사이의 압력차에 의해 흡입밸브(15)의 개폐부(15')가 열리게 되고, 이때 피스톤(10)의 흡입 유로(13) 상에 있던 유체는 흡입구(14)를 통해 압축실(C) 내부로 유입된다.

이후 피스톤(10)이 전진하게 되면 상기한 바와 같이 압축실(C) 내의 유체가 압축된 후 토출되는 과정을 반복하게 된다.

그러나 이와 같은 리니어 압축기의 흡입밸브 고정구조는 흡입밸브(15)의 중심이 피스톤(10)의 정면의 중심에 볼트 등으로 고정되는 고정부(17)가 구비되어, 흡입구(14) 중앙의 고정부(17)를 중심으로 한쪽에, 일반적으로는 피스톤(10) 및 흡입밸브(15)의 중앙의 상부 측 즉 흡입밸브(15)의 개폐부(15') 측에 치우치기 때문에, 유체가 한쪽으로 집중된 소수 또는 직경이 작은 흡입구(14)를 통해 흡입되는 과정에서 흡입밸브(15)의 개페부(15')이 과도하게 열리게 되면 파손되어 압축기의 작동이 불가능해지는 문제가 발생한다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 흡입밸브가 피스톤의 정면에 밀착결합될 때 고정되는 고정부의 위치를 변경하여, 흡입밸브의 밸브판이 개폐될 때 밸브판이 과도하게 열림으로 인한 흡입밸브의 일부에 힘이 집중되어 밸브판이 파손되는 것을 방지하고, 고정부의 위치를 변경함으로 인한 흡입구가 형성되는 면적이 넓어짐으로 인해 흡입구의 수 및 흡입구의 크기를 크게 함으로써, 흡입 효율이 향상되도록 하는 리니어 압축기의 흡입밸브 고정구조를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 피스톤의 정면부에 상기 피스톤 내부의 흡입 유로에서 실린더의 압축실로 통하는 한개 이상의 흡입구가 형성되 고, 상기 흡입구를 개폐하는 흡입밸브가 상기 피스톤의 정면에 구비되고, 상기 피스톤과 상기 흡입밸브가 고정부에 의해 밀착 결합되되, 상기 고정부가 상기 피스톤 및 상기 흡입밸브의 중앙에서 이격되게 형성되어, 상기 흡입구는 상기 흡입밸브가 상기 고정부를 중심으로 상기 피스톤을 개폐시키는 개폐부와 밀착되는 면에 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 피스톤은 정면의 형상이 원형으로 구비되고, 상기 흡입밸브는 상기 피스톤의 정면을 밀폐시키는 판 형상의 밸브판이 구비되며, 상기 고정부에는 상기 흡입밸브와 상기 피스톤을 결합시키는 체결부재와 상기 체결부재가 끼워지는 체결홈이 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 흡입밸브상기 고정부는 상기 피스톤 및 상기 흡입밸브의 중앙에서 이격되게 구비되되, 상기 피스톤 및 상기 흡입밸브의 중앙에서 하부 측으로 이격되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 동일한 구성부분에는 동일한 부호를 첨부하여 설명하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 4는 본 발명에 따른 리니어 압축기 흡입밸브가 구비된 피스톤의 구조가 도시된 종단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 피스톤 정면도이고, 도 6은 본 발명에 일 실시예에 따른 리니어 압축기의 흡입밸브 정면도이며, 도 7은 본 발명에 또 다른 실시예에 따른 리니어 압축기의 흡입밸브 정면도이다.

도 4에 도시된 리니어 압축기의 흡입부 구성은 도 1에서 설명했던 구성과 동일한 구성을 갖는다.

즉 피스톤(100)은 원통 형상의 바디부(110)와 마그네트 프레임(미도시)에 고정되는 플랜지부(120)로 이루어지고, 원형의 바디부(110)는 후방이 개방된 형상으로 내부에는 유체가 유입되는 흡입 유로(130)를 형성하며, 정면은 막힌 구조로 이루어지되, 도 4 및 도 5에서 보듯이 이 막힌 부분에는 다수의 흡입구(140)가 형성되어, 흡입 유로(130)에서 실린더 블록(180)의 내부에 형성된 압축실(C)로 통하도록 설치된다.

또한 도 6 및 도 7에 도시된 것처럼 피스톤(100)의 정면에는 흡입구(140)를 개폐하는 흡입밸브(150)가 판 형상인 밸브판(160)으로 구비된다.

그러나, 도 4 에서 도 7까지 도시된 것처럼 흡입밸브(150)의 밸브판(160) 및 피스톤(100)의 고정부(170)가 피스톤(100) 정면 및 흡입밸브(150)의 밸브판(160) 중앙에서 일측으로, 가장 바람직하게는 피스톤(100) 및 흡입밸브(150)의 밸브판(160) 중심 하부 측으로 이격되게 형성된다.

이격된 고정부(170)에는 볼트 등의 체결시키는 체결부재와 이 체결부재가 삽입되는 체결홈(170')이 형성되고, 이 체결홈(170')은 상기에서도 언급했듯이 피스톤(100)의 정면과 흡입밸브(150)의 밸브판(160)의 중앙에서 이격되게 형성된다.

피스톤(100)의 정면 및 흡입밸브(150)의 밸브판(160) 중앙에서 일측으로 이격되게 구비된 체결홈(170')에 체결부재가 삽입되어, 피스톤(100)과 흡입밸브(150)를 밀착결합시킨다.

또한 도 6 및 도 7에 도시된 것처럼 흡입밸브(150)에는 중앙에서 일측으로 이격된 고정부(170)를 중심으로 개폐되는 단면을 갖는 개폐부(150')가 형성되며, 개폐부(150')와 맞닿는 피스톤(100)의 정면에는 다수의 흡입구(140)가 구비되고, 개폐부(150')에는 흡입구(140)를 밀착하는 밀착부(140', 140")가 형성된다.

개폐부(150')에 대해 좀더 자세히 설명해 보자면, 흡입밸브(150)의 밸브판(160)의 중앙과 고정부(170)를 잇는 가상의 직선을, 밸브판(160)의 원주의 닿는 점까지 연장한 밸브판(160) 지름에서, 밸브판(160) 원주의 닿는 점에서 고정부(170)까지의 길이가 상대적으로 긴 측의 밸브판(160)이 피스톤(100)을 개폐하는 개폐부(150')가 되는 것이다.

즉, 흡입밸브(150) 양측의 압력차에 따라 피스톤(100)과 흡입밸브(150)의 중앙에서 이격되게 설치된 고정부(170)를 중심으로 개폐부(150')가 탄성적으로 휘면서 흡입구(140)를 개폐하는 구조이다.

상기와 같은 구조로 구비된 본 발명에 따른 리니어 압축기의 흡입부의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

구동부가 작동함에 따라 실린더 블록(180) 내의 압축실(C)을 형성하는 실린더 블록(180)에 수용된 피스톤(100)이 왕복운동을 하면서 냉매가스를 흡입 및 압축하여 실린더 헤드(미도시)를 통해 외부로 토출하게 된다.

즉, 피스톤(100)이 상기 압축실(C) 방향으로 실린더 블록(180)을 따라 전진되면, 흡입밸브(150)는 흡입 유로(130)와 압축실(C)의 압력차에 의해 흡입밸브 (150)의 개폐부(150')가 닫히게 되어, 피스톤(100)에 밀착결합하게 되어, 흡입구(140)를 막고, 압축실(C) 내부에 있던 유체는 압축된 후 토출부(미도시)를 통해 토출된다.

또한 반대로 피스톤(100)이 실린더 블록(180)을 따라 후진하게 되면 흡입 유로(130)와 압축실(C) 사이의 압력차에 의해 흡입밸브(150)의 개폐부(150')가 고정부를 중심으로 탄성적으로 휘어지면서 열리게 되고, 이때 피스톤(100)의 흡입 유로(130) 상에 유체는 그 구멍의 수가 많아 지거나 구멍의 직경이 넓어진 흡입구(140)를 통해 압축실(C) 내부로 유입된다.

즉 도 6과 도 7에 도시된 것처럼 고정부(170)의 위치를 밸브판(160)의 중앙에서 하부 측으로 이격시켜 개폐부(150')가 피스톤(100)의 정면을 개폐하는 면이 넓어져, 종래 보다 넓어진 면적만큼 흡입구(140)의 수 및 흡입구(140)의 크기를 크게 하여 구비됨을 보이는 각기 다른 실시예이다.

이후 피스톤(100)이 전진하게 되면 상기한 바와 같이 압축실(C) 내의 유체가 압축된 후 토출되는 과정을 반복한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 피스톤 정면에 위치하여 유체의 흡입량을 조절하는 흡입밸브를 고정하는 고정볼트의 위치를 흡입밸브 및 피스톤의 중앙에서 이격되게 설치함으로써, 흡입밸브가 개폐되면서 유체가 흡입될 때 흡입밸브가 과도하게 열림으로 인해 흡입밸브 일부에 힘이 집중되어 파손되는 것을 방지하고, 피스톤과 흡입밸브가 중앙에서 고정되는 것에 비해 중앙에서 일측으로 이격 되게 고정되므로 인해 흡입밸브가 피스톤에서 열려지는 면적이 더 넓어지므로, 넓게 개방되는 피스톤의 면적만큼 다수의 흡입구를 더 형성하거나, 더 넓은 흡입구를 형성할 수 있으므로, 유체가 흡입되는 흡입유량이 많아져, 흡입효율이 증대되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 한 개 이상의 흡입구가 일부 정면에 형성되어 있는 피스톤; 및

   상기 흡입구를 개폐하는 개폐부와 상기 피스톤과 밀착 결합시키는 고정부를 갖는 흡입밸브를 포함하며,

   상기 한 개 이상의 흡입구는 상기 피스톤의 단면의 중앙선 기준으로 피스톤 상부에 형성되며,

   상기 고정부는 상기 피스톤의 단면의 중앙선 기준으로 흡입밸브 하부에 구비되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 유로구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 피스톤은 정면의 형상이 원형으로 구비되고,

   상기 흡입밸브는 상기 피스톤의 정면을 밀폐시키는 판 형상의 밸브판이 구비되며,

   상기 고정부에는 상기 흡입밸브와 상기 피스톤을 결합시키는 체결부재와, 상기 체결부재가 끼워지는 체결홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 유로구조.
3. 삭제

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