KR100746426B1 - 리니어 압축기의 피스톤 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리니어 압축기의 피스톤에 관한 것으로, 실린더;를 포함하는 리니어 압축기에 사용되는 리니어 압축기의 피스톤에 있어서, 실린더 내부에서 왕복 운동을 하는 운동 부재; 그리고, 운동 부재의 외측에 구비되어 운동 부재의 왕복 운동에 따라 그 외경의 일부가 실린더 내경과 마찰되도록 마찰부와, 비마찰부가 구비된 복수개의 베어링;으로서, 운동 부재가 실린더 내부에서 틸팅되는 것을 방지하도록, 복수개의 베어링 각각의 비마찰부가 서로 엇갈리게 배열된 복수개의 베어링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 피스톤을 제공한다.
리니어, 압축기, 피스톤, 마찰 부재, 효율, 손실, 베어링

Description

리니어 압축기의 피스톤{PISTON USED IN A LINEAR COMPRESSOR}
도 1은 종래의 리니어 압축기에 사용되는 피스톤의 일예를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 피스톤의 일예를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 피스톤 단면의 일예를 나타내는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 도번의 설명>
112-운동 부재 114-연결부
116h-흡입홀 118-베어링
118a-마찰부 118b-비마찰부
본 발명은 리니어 압축기의 피스톤에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마찰로 인한 손실을 개선하여 리니어 압축기의 효율을 향상시킬 수 있는 리니어 압축기의 피스톤에 관한 것이다.
일반적으로 압축기(Compressor)는 전기모터나 터빈 등의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 공기나 냉매 또는 그 밖의 다양한 작동가스를 압축시켜 압력을 높 여주는 기계장치로써, 냉장고와 에어컨 등과 같은 가전기기 또는 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.
이러한 압축기를 크게 분류하면, 피스톤(Piston)과 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 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 작동가스가 흡입 및 토출되는 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 작동가스가 흡입 및 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 선회 스크롤이 고정 스크롤을 따라 회전되면서 냉매를 압축시키는 스크롤식 압축기(Scroll compressor)로 나뉘어진다.
최근에는 왕복동식 압축기 중에서 특히 피스톤이 왕복 직선 운동하는 구동모터에 직접 연결되도록 하여 운동전환에 의한 기계적인 손실이 없어 압축효율을 향상시킬 뿐 아니라 구조가 간단한 리니어 압축기가 많이 개발되고 있다.
일반적으로 리니어 압축기는 쉘 내부에 실린더, 피스톤 및 리니어 모터로 이루어진 구조체가 탄성 지지되도록 설치되고, 실린더 내부에서 피스톤이 왕복 운동을 하여 냉매를 압축한다. 이때, 피스톤에는 냉매의 흡입을 조절하기 위한 흡입 밸브가 설치되고, 실린더에는 압축된 냉매를 토출하기 위한 토출 밸브 어셈블리가 설치된다.
도 1은 종래의 리니어 압축기의 피스톤의 일예를 나타내는 도면으로서, 피스 톤은 원통형의 피스톤 본체(12)와, 본체(12)의 일단이 반경방향으로 확장된 연결부(14)와, 본체(12)의 타단이 막혀 형성된 압축부(16)와, 냉매가 유동할 수 있도록 압축부(16)에 형성된 흡입홀(16h)이 구비된다. 이때, 본체(12) 둘레에는 실린더 내부에서 피스톤이 왕복 운동하며 발생하는 마찰에 대항하기 위한 베어링(18)이 구비된다.
그러나, 종래의 피스톤은 베어링(18)과 실린더 내부의 마찰에 의한 손실이 발생하고, 마찰에 의한 손실은 리니어 압축기의 효율을 저하시키는 원인이 되고 있다. 이때, 마찰에 의한 손실을 줄이기 위해 베어링(18)의 면적을 줄이면 피스톤이 실린더 내부에서 왕복 운동할 때, 피스톤이 틸팅되어 리니어 압축기의 작동에 문제가 생긴다. 따라서, 리니어 압축기가 정상 작동 가능하도록 하면서, 리니어 압축기의 효율을 최대화할 수 있는 리니어 압축기의 피스톤 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 것으로, 실린더 내부와의 사이에서 발생하는 마찰을 줄일 수 있는 리니어 압축기의 피스톤을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 실린더 내부에서 왕복 운동시 피스톤이 틸팅되는 것을 개선할 수 있는 리니어 압축기의 피스톤을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 마찰에 의한 손실을 최소화하여 리니어 압축기의 효율을 향상시킬 수 있는 리니어 압축기의 피스톤을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해, 실린더;를 포함하는 리니어 압축기에 사용되는 리니어 압축기의 피스톤에 있어서, 실린더 내부에서 왕복 운동을 하는 운동 부재; 그리고, 운동 부재의 외측에 구비되어 운동 부재의 왕복 운동에 따라 그 외경의 일부가 실린더 내경과 마찰되도록 마찰부와, 비마찰부가 구비된 복수개의 베어링;으로서, 운동 부재가 실린더 내부에서 틸팅되는 것을 방지하도록, 복수개의 베어링 각각의 비마찰부가 서로 엇갈리게 배열된 복수개의 베어링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 피스톤을 제공한다.
또한 본 발명은 복수개의 베어링이 각각의 비마찰부가 이루는 상호간의 각도가 균일하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 피스톤을 제공한다.
또한 본 발명은 비마찰부가 타원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 피스톤을 제공한다.
또한 본 발명은 베어링이 운동 부재와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 피스톤을 제공한다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나, 후술되는 상세한 설명 또는 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 오직 특허청구범위에 의해서만 제한된다.
도 2는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 피스톤의 일예를 나타내는 도면으로서, 피스톤은 운동 부재(112)와 베어링(118)을 포함한다.
운동 부재(112)는 실린더 내부에서 왕복 운동하는데, 본 실시예에서 운동 부재(112)는 내부가 중공된 원통형상으로 일단(116)이 막히고, 막힌 일단(116)에는 냉매를 흡입할 수 있는 흡입홀(116h)이 형성된다. 본 실시예에서 흡입홀(116h)은 냉매의 흡입 효율을 높이기 위해 3개가 형성된다. 또한 운동 부재(112)의 타단은 반경방향으로 확장된 연결부(114)가 형성된다.
베어링(118)은 운동 부재(112)의 외측에 구비되어 운동 부재(112)의 왕복 운동에 따라 그 외경의 일부가 실린더 내경과 마찰되는데, 본 실시예에서 운동 부재(112)는 피스톤의 틸팅을 방지하기 위하여 복수개의 베어링(118)을 구비하며, 복수개의 베어링(118)은 마찰부(118a)와 비마찰부(118b)를 구비한다. 마찰부(118a)는 복수개의 베어링(118) 외경의 일부가 실린더 내경과 마찰한다. 비마찰부(118b)는 복수개의 베어링(118)과 실린더 내경의 마찰에 의한 손실을 개선하기 위하여 복수개의 베어링(118) 외경의 일부가 실린더 내경과 마찰하지 않는다.
이때, 복수개의 베어링(118)의 비마찰부(118b) 각각은 서로 엇갈리게 배열되는데, 본 실시예에서 복수개의 베어링(118)의 비마찰부(118b) 각각은 마찰에 의한 손실을 최소화하면서 피스톤이 틸팅되는 것을 방지할 수 있도록 상호간의 각도가 균일하도록 배열되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 복수개의 베어링(118)의 비마찰부(118b) 각각이 직교되도록 배열되는 것이 좋다.
또한, 복수개의 베어링(118)은 운동 부재(112)와 일체로 형성되어도 좋고, 내마모성을 향상시키기 위해 운동 부재(112)와는 다른 내마모성 소재로 별도로 형성되어 운동 부재(112)에 압입되어도 좋다.
도 3는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 피스톤에 구비되는 베어링 단면의 일예를 나타내는 도면으로서, 도 3a는 A-A'의 단면이고, 도 3b는 B-B'의 단면을 나 타낸다. 본 실시예에서 비마찰부(118b)는 타원형으로 형성되는데, 비마찰부(118b)의 형성은 베어링의 일부를 테이퍼 가공하여 형성할 수 있다. 비마찰부(118b)는 타원형으로 형성하는 이유는 운동 부재(112)가 냉매가 유동할 수 있도록 내부가 중공된 형상으로 이루어짐에 따라형성된 운동 부재(112)의 외경과 내경의 사이 두께(T) 를 유지하되, 제조 순서상 비마찰부의 형성이 마지막에 이루어지게 되므로, 비마찰부 가공을 용이하도록 하기 위한 것이다.
이상에서 본 발명은 상술한 바와 같은 발명의 상세한 설명에 의해 한정되지 아니하며 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명으로부터 용이하게 변형 또는 부가하여 실시할 수 있는 경우를 포함하며, 특허청구범위에 의해서만 한정된다.
본 발명은 상기한 구성에 의하여, 실린더 내부와의 사이에서 발생하는 마찰을 줄일 수 있는 리니어 압축기의 피스톤을 제공하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 실린더 내부에서 왕복 운동시 피스톤이 틸팅되는 것을 개선할 수 있는 리니어 압축기의 피스톤을 제공하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 마찰에 의한 손실을 최소화하여 리니어 압축기의 효율을 향상시킬 수 있는 리니어 압축기의 피스톤을 제공하는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 실린더;를 포함하는 리니어 압축기에 사용되는 리니어 압축기의 피스톤에 있어서,
    실린더 내부에서 왕복 운동을 하는 운동 부재; 그리고,
    운동 부재의 외측에 구비되어 운동 부재의 왕복 운동에 따라 그 외경의 일부가 실린더 내경과 마찰되도록 마찰부와, 비마찰부가 구비된 복수개의 베어링;으로서, 운동 부재가 실린더 내부에서 틸팅되는 것을 방지하도록, 복수개의 베어링 각각의 비마찰부가 서로 엇갈리게 배열된 복수개의 베어링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 피스톤.
  2. 제 1 항에 있어서,
    복수개의 베어링은 각각의 비마찰부가 이루는 상호간의 각도가 균일하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 피스톤.
  3. 제 1 항에 있어서,
    비마찰부는 타원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 피스톤.
  4. 제 1 항에 있어서,
    베어링은 운동 부재와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 피스톤.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20040009735A (ko) * 2002-07-25 2004-01-31 이기만 포인펌프
KR200342055Y1 (ko) 2003-11-21 2004-02-14 삼영기계주식회사 왕복동식 피스톤
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