KR100856776B1

KR100856776B1 - 왕복동식 압축기의 무급유 윤활 장치

Info

Publication number: KR100856776B1
Application number: KR1020020027941A
Authority: KR
Inventors: 오정묵; 최종윤; 정원현; 축신피터; 스쿠라토비치알렉산더
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-05-20
Filing date: 2002-05-20
Publication date: 2008-09-05
Also published as: KR20030089999A

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 무급유 윤활장치에 관한 것으로서, 냉매가스를 흡입, 압축 후, 토출하도록 실린더 내부를 직선 왕복 운동하는 피스톤이 상기 실린더와의 마찰로 마모되는 것을 방지하기 위한 윤활부를 포함하는 왕복동식 압축기의 윤활 장치에 있어서, 상기 윤활부는 상기 실린더와 피스톤의 마찰면을 윤활하기 위한 자성유체와, 상기 자성유체가 마찰면에 유지되도록 함과 아울러 상기 실린더 외부로 누설되는 것을 방지하기 위해 상기 실린더 내주면을 따라 삽입 고정되는 자성체로 구성됨을 특징으로 하여 상기 실린더와 피스톤의 마찰부를 자성체와 자성유체를 이용하여 무급유 윤활함으로서 윤활부가 보다 간단하게 구성됨으로서 부품의 저감으로 인한 제조비의 절감효과를 갖으며, 가공 공정의 감소로 인한 생산성 향상의 효과를 갖는다.

Description

왕복동식 압축기의 무급유 윤활 장치{OILLESS LUBRICATING APPARATUS FOR RECIPROCATING COMPRESSOR}

도 1은 종래의 왕복동식 압축기의 윤활 장치를 도시한 종단면도,

도 2는 종래의 왕복동식 압축기의 윤활 장치를 도시한 부분 확대 단면도,

도 3은 본 발명의 왕복동식 압축기의 무급유 윤활 장치를 도시한 종단면도,

도 4는 본 발명의 왕복동식 압축기의 무급유 윤활 장치를 도시한 부분 확대 단면도,

도 5는 도 4의 A-A부분 절개 단면도,

도 6은 본 발명의 왕복동식 압축기의 무급유 윤활 장치의 변형된 일예를 도시한 단면도,

도 7은 도 6의 B-B부분 절개 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 설명*

110: 밀폐용기 120: 프레임 유니트

130: 왕복동식 모터 140: 압축 유니트

141: 실린더 142: 피스톤

160: 윤활부 161, 166: 자성체 고정 쳄버

162, 167: 자성체 163: 자성유체

본 발명은 왕복동식 압축기에서 피스톤의 왕복운동을 윤활하는 윤활 장치에 관한 것으로, 특히 무급유 윤활하여 피스톤이 실린더의 내부에서 원활하게 직선왕복 운동할 수 있도록 하는 왕복동식 압축기의 무급유 윤활 장치에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 압축기는 피스톤이 선형으로 움직이면서 가스를 흡입 압축하는 것으로, 왕복동식 압축기는 구동모터가 직선으로 왕복운동을 하면서 피스톤을 왕복운동시켜 가스를 흡입 압축하는 방식이 있다.

종래 왕복동식 압축기는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 저면에 일정량의 윤활유를 채우고 가스흡입관(SP) 및 가스토출관(DP)을 연통 설치하는 케이싱(10)과, 케이싱(10)의 내부에 탄력적으로 설치하는 프레임 유니트(20)와, 프레임 유니트(20)에 고정하여 가동자(33)가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동식 모터(30)와, 왕복동식 모터(30)의 가동자(33)에 결합하여 상기한 프레임 유니트(20)로 지지하는 압축유니트(40)와, 왕복동식 모터(30)의 가동자(33)를 운동방향으로 탄력 지지하여 공진운동을 유도하는 공진스프링 유니트(50)와, 프레임 유니트(20)에 장착하여 케이싱(10)의 윤활유를 압축 유니트(30)의 미끄럼부로 공급하는 윤활유 공급 유니트(60)로 구성하고 있다.

프레임 유니트(20)는 압축 유니트를 지지하는 전방프레임(21)과, 전방프레임(21)에 결합하여 왕복동식 모터(30)의 전방측을 지지하는 중간프레임(22)과, 중간프레임(22)에 결합하여 왕복동식 모터의 후방측을 지지하는 후방프레임(23)으로 이루어져 있다.

상기 왕복동식 모터(30)는 상기 고정자(31)는 원통 형태로 형성되어 전방프레임(21) 및 중간 프레임(22)에 고정 결합되는 아우터 스테이터(33)와 상기 아우터 스테이터(33)에 일정 간격을 두고 전방프레임(21)에 고정되는 이너 스테이터(32)와 상기 아우터 스테이터(33)에 결합되는 권선 코일(34)로 이루어진 고정자와, 아우터 스테이터(33)와 이너 스테이터(32)사이에 직선 왕복 운동 가능하게 삽입되는 원통 형태로 형성되는 마그네트 홀더(37)와, 그 마그네트 홀더(37)에 일정 간격을 두고 원주를 따라 결합되는 다수개의 마그네트(36)으로 이루어진 가동자(35)로 구성된다.

압축 유니트(40)는 프레임 유니트(20)에 고정 설치하는 실린더(41)와, 왕복동식 모터(30)의 가동자(35)에 결합하여 실린더(41)의 압축공간(P)에서 왕복운동을 하는 피스톤(42)과, 피스톤(42)의 선단에 장착하여 그 피스톤(42)의 흡입유로(F)를 개폐하면서 냉매가스의 흡입을 제한하는 흡입밸브(43)와, 실린더(41)의 토출측에 장착하여 압축공간(P)을 개폐하면서 압축가스의 토출을 제한하는 토출밸브 조립체(44)로 이루어져 있다.

공진스프링 유니트(50)는 왕복동식 모터(30)의 가동자(35)와 피스톤에 결합하는 스프링 지지대(51)와, 스프링 지지대(51)의 전방측과 이에 대응하는 전방프레임 (21)사이에 설치하는 전방측 공진스프링(52)과, 스프링 지지대(51)의 후방측과 이에 대응하는 후방프레임(23) 사이에 설치하는 후방측 공진스프링(53)으로 이루어 져 있다.

윤활유 공급 유니트(60)는 프레임 유니트(40)의 하반부에 장착하여 그 프레임 유니트(40)와 함께 진동하면서 케이싱(10)의 윤활유를 펌핑하는 윤활부(61)와, 윤활유 펌핑부(61)의 출구측과 압축 유니트(30)를 연통하도록 상기한 프레임 유니트(40)에 형성하는 윤활유 공급유로(62)로 이루어져 있다.

윤활부(61)는 전방프레임(21)의 하반부 외주면에 장착하는 윤활유 실린더(61a)와, 윤활유 실린더(61a)의 내부에 미끄러지게 삽입하여 윤활유를 펌핑하는 윤활유 피스톤(61b)과, 윤활유 피스톤(61b)의 양단을 탄력 지지하는 윤활유 스프링(61c)들로 이루어져 있다

윤활유 공급유로(62)는 전방프레임에 실린더의 외주면으로 관통되도록 형성되는 윤활유흡입공(62a)과, 윤활유흡입공(62a)에 연통하여 실린더의 외주면을 따라 전방프레임에 소정의 폭이 음각지게 형성된 윤활유포켓(62b)과, 상기 윤활유포켓(62b)에 연통되도록 실린더의 상하 양측에 관통 형성되는 윤활유통공(62c)과, 윤활유통공(62c)의 안쪽에 연통하여 피스톤(42)의 외주면을 따라 홈이져 형성된 윤활쳄버(62d)와, 상측 윤활유포켓(62c)의 외측으로 연통하여 전방프레임(21)에 관통 형성하는 윤활유토출공(62e), 윤활유토출공(62e)에 연결하여 전방프레(임21)의 전방면과 실린더(41)의 외주면 그리고 토출밸브 조립체(44)가 형합하여 형성하는 윤활유회수(62f)로 이루어져 있다.

상기와 같은 종래 왕복동식 압축기의 작동 및 그 효과를 설명하면 다음과 같다.

즉, 왕복동식 모터(30)에 전원을 인가하여 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이에 플럭스(flux)를 형성하면, 그 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이의 공극에 놓인 가동자(33)가 플럭스의 방향에 따라 움직이면서 공진스프링 유니트(50)에 의해 지속적으로 왕복운동을 하고, 이와 함께 피스톤(42)이 실린더(41)의 내부에서 왕복운동을 하면서 압축공간(P)의 체적이 변화하여 냉매가스를 압축공간으로 흡입 압축하였다가 토출하는 일련의 과정을 반복하는 것이었다.

이때, 도 2에서와 같이 피스톤(31)의 왕복운동에 의한 진동으로 윤활부(61)의 윤활유실린더가 함께 진동을 하면서 윤활유피스톤이 관성에 의해 케이싱(10)의 윤활유를 펌핑하고, 이 윤활유는 윤활유 공급유로부(62)를 따라 윤활유흡입공(62a)과 윤활유포켓(62b), 그리고 윤활유통공(62c)을 통해 윤활쳄버(62d)로 유입하면서 피스톤(42)과 실린더(41) 사이의 마찰면을 윤활한다.

이후, 윤활유통공(62c)과 윤활유포켓(62b), 그리고 윤활유토출공(62e)과 윤활유회수로(62f)를 따라 흘러 케이싱(10)으로 복귀하면서 회수되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기에 있어서는, 윤활유 공급 유니트(60)를 프레임 유니트(40)와 별개로 성형하여 후조립해야 할 뿐만 아니라, 앞서 언급한 바와 같이 윤활유 공급 유니트(60)의 구성이 복잡하고 이로 인해 윤활유 공급 유니트(60)의 일부가 형성된 프레임 유니트(20)와 압축 유니트(40)의 가공 및 조립이 난해하여 압축기의 제조비용을 상승시키는 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 왕복동식 압축기의 윤활 장치가 가지는 문 제점을 감안하여 안출된 것으로, 상기 압축 유니트의 마찰부를 무급유 윤활하기 위한 왕복동식 압축기의 무급유 윤활 장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 냉매가스를 흡입, 압축 후, 토출하도록 실린더 내부를 직선 왕복 운동하는 피스톤이 상기 실린더와의 마찰로 마모되는 것을 방지하기 위한 윤활부를 포함하는 왕복동식 압축기의 윤활 장치에 있어서, 상기 윤활부는 상기 실린더와 피스톤의 마찰면을 윤활하기 위한 자성유체와, 상기 자성유체가 마찰면에 유지되도록 함과 아울러 상기 실린더 외부로 누설되는 것을 방지하기 위해 상기 실린더 내주면을 따라 삽입 고정되는 자성체로 구성되고, 상기 자성체는 상기 실린더 내주면의 중심 축방향으로 적어도 하나 이상 삽입 고정됨을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 무급유 윤활 장치에 의해 달성된다.
또, 냉매가스를 흡입, 압축 후, 토출하도록 실린더 내부를 직선 왕복 운동하는 피스톤이 상기 실린더와의 마찰로 마모되는 것을 방지하기 위한 윤활부를 포함하는 왕복동식 압축기의 윤활 장치에 있어서, 상기 윤활부는 상기 실린더와 피스톤의 마찰면을 윤활하기 위한 자성유체와, 상기 자성유체가 마찰면에 유지되도록 함과 아울러 상기 실린더 외부로 누설되는 것을 방지하기 위해 상기 실린더 내주면을 따라 삽입 고정되는 자성체로 구성되고, 상기 자성체는 상기 실린더 내주면의 원주를 따라 복수개가 삽입 고정됨을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 무급유 윤활 장치에 의해 달성된다.

이하, 본 발명의 왕복동식 압축기의 윤활 장치를 도시한 도면에 따라 그 구성 및 작동을 상세히 설명하면, 도 3은 본 발명의 왕복동식 압축기의 무급유 윤활 장치를 도시한 종단면이고, 도 4는 본 발명의 왕복동식 압축기의 무급유 윤활 장치를 도시한 부분 확대 단면도이며, 도 5는 도 4의 A-A부분 절개 단면도이고, 도 6은 본 발명의 왕복동식 압축기의 무급유 윤활 장치의 변형된 일 예를 도시한 단면도이며, 도 7은 도 6의 B-B부분 절개 단면도이다.

본 발명의 왕복동식 압축기는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 흡입관 및 토출관이 양측단을 관통하여 형성된 밀폐용기(110)와, 밀폐용기(110)의 내부에 고정하는 왕복동식 모터(130)와, 밀폐용기의 내부에 설치하여 가스를 흡입 압축하는 압축 유니트(140)와 왕복동식 모터(130)와 압축 유니트(140)를 지지하는 프레임 유니트(120)와, 왕복동식 모터(130)의 가동자(135)를 운동방향으로 탄성 지지하여 공진을 유도하는 스프링 유니트(150)와, 프레임 유니트(120)에 장착하여 상기 왕복동식 모터(130) 및 압축 유니트(140)를 윤활하기 윤활부(160)로 구성된다.

상기 왕복동식 모터(130)는 이너 스테이터(132) 및 아우터 스테이터(133)로 된 고정자(131)와, 이너 스테이터(132)와 아웃터 스테이터(133) 사이의 공극에 개재된 마그네트(136)와 그 마크네트(136)를 고정하여 마그네트 홀더(137)가 상기 피스톤과 함께 직선 왕복운동하도록 하는 가동자(135)로 이루어져 있다.

상기 압축 유니트(140)는 상기 왕복동식 모터(130)의 가동자(135)에 결합하여 함께 왕복운동을 하는 피스톤(142)과, 상기 피스톤(142)이 미끄러지게 삽입하도록 프레임 유니트(120)에 고정하는 실린더(141)와, 상기 피스톤(142)의 선단에 장착하여 그 피스톤(142)의 가스 유로를 개폐하면서 가스의 흡입을 제한하는 흡입밸브(143)와 실린더(141)의 선단면에 장착하여 압축공간을 복개함과 아울러 압축된 가스의 토출을 제한하는 토출밸브 조립체(144)로 이루어져 있다.

공진스프링 유니트(150)는 왕복동식 모터의 가동자(135)와 피스톤(142)에 결합하는 스프링 지지대(151)와, 스프링 지지대(151)의 전방측과 이에 대응하는 전방프레임 (121)사이에 설치하는 전방측 공진스프링(152)과, 스프링 지지대(151)의 후방측과 이에 대응하는 후방프레임(123) 사이에 설치하는 후방측 공진스프링(153)으로 이루어져 있다.

한편, 상기 윤활부(160)는, 도 4 또는 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 실린더의 내주면에 소정의 폭을 갖는 환형 홈이 적어도 하나 이상 형성된 자성체 고 정 챔버(161)와, 그 자성체 고정 챔버(161)에 삽입 고정된 자성체(162)와, 상기 자성체(162)의 자력에 의하여 상기 실린더(141)와 피스톤(142)의 마찰면을 윤활하도록 유지되는 자성유체(163)로 이루어진다.

상기 자성유체(163)는 윤활 작용을 수행할 수 있는 일정 점도를 갖는 윤활유에 계면활성제로 처리한 미세한 자성입자를 고농도로 또는 안전하게 분산시켜 자기특성과 액체의 유동성을 모두 갖는다.

또한, 상기 자성체(162)는 자력에 의하여 상기 실린더(141)의 내부의 마찰면을 윤활하도록 유지시킴과 아울러 상기 피스톤(142)의 왕복운동에 의하여 실린더(141) 내부로 자성유체(163)가 누설됨을 방지한다.

도면중 미설명 부호인 133은 권선코일이고, 136는 마그네트 지지부재이며, 137은 마그네트 이고, 145는 토출밸브이며, 146은 토출밸브 스프링이고, 147은 토출커버이다.

이와같은 구성에 의하여, 종래의 왕복동식 압축기의 윤활 장치에 대한 작동 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

상기 왕복동식 모터(130)에 전원을 인가하여 이너 스테이터(132)와 아우터 스테이터(133) 사이에 플럭스를 형성하면, 이너 스테이터(132)와 아우터 스테이터(133) 사이의 공극에 놓인 가동자(135)가 플럭스의 방향에 따라 움직이면서 스프링 유니트(150)에 의해 지속적으로 왕복운동을 하고, 이와 함께 가동자(135)에 결합한 피스톤(142)이 윤활부(160)가 구비된 실린더(141)의 내주면을 직선 왕복 운동하면서 압축 공간의 체적이 변화하여 냉매 가스가 압축공간(P)으 로 흡입 압축된 후 토출된다.

상기 윤활부(160)는 상기 실린더(141) 내주면 원주를 따라 형성된 자성체 고정 쳄버(161)에 고정된 자성체(162)의 자력에 의하여 상기 실린더(141)의 내주면에 상기 자성유체(163)를 유지시켜 윤활하도록 함으로서 마모를 방지함과 아울러 상기 실린더(141)의 입구부에 자성체를 위치시켜 상기 자성유체가 실린더 외부로 누설하는 것을 방지함으로 무급유 윤활을 수행하도록 한다.

또한, 도 6 또는 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 유활부의 다른 변형예는 상기 실린더(141) 내주면의 원주를 따라 다수개가 형성된 장방형의 자성체 고정 쳄버(166)와, 그 자성체 고정 챔버(166)에 각각 삽입 고정된 장방형의 자성체(167)와, 상기 자성체(167)의 자력에 의하여 상기 실린더(141)와 피스톤(142)의 마찰면을 윤활하기 자성유체(163)로 이루어진다.

또한, 상기 자성체 고정 쳄버(166)는 상기 실린더(141)의 길이 방향으로 적어도 하나 이상의 열이 형성됨이 바람직하다.

상기 윤활부(165)는 상기 실린더(141) 내주면의 길이방향을 따라 형성된 장방형의 홈이 원주를 따라 배열되어 형성된 자성체 고정 쳄버(166)에 고정된 장방형의 자성체(167)의 자력에 의하여 상기 실린더(141)의 내주면에 상기 자성유체(163)를 유지시켜 윤활하도록 함으로서 마모를 방지함과 아울러 상기 실린더(141)의 입구부에 자성체를 위치시켜 상기 자성유체가 실린더 외부로 누설하는 것을 방지함으로 무급유 윤활을 수행하도록 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 상기 실린더와 피스톤의 마찰부를 자성체와 자성유체를 이용하여 무급유 윤활함으로서 윤활부가 보다 간단하게 구성됨으로서 부품의 저감으로 인한 제조비의 절감효과를 갖으며, 가공 공정의 감소로 인한 생산성 향상의 효과를 갖는다.

Claims

삭제
냉매가스를 흡입, 압축 후, 토출하도록 실린더 내부를 직선 왕복 운동하는 피스톤이 상기 실린더와의 마찰로 마모되는 것을 방지하기 위한 윤활부를 포함하는 왕복동식 압축기의 윤활 장치에 있어서,

상기 윤활부는 상기 실린더와 피스톤의 마찰면을 윤활하기 위한 자성유체와, 상기 자성유체가 마찰면에 유지되도록 함과 아울러 상기 실린더 외부로 누설되는 것을 방지하기 위해 상기 실린더 내주면을 따라 삽입 고정되는 자성체로 구성되고,

상기 자성체는 상기 실린더 내주면의 중심 축방향으로 적어도 하나 이상 삽입 고정됨을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 무급유 윤활 장치.
냉매가스를 흡입, 압축 후, 토출하도록 실린더 내부를 직선 왕복 운동하는 피스톤이 상기 실린더와의 마찰로 마모되는 것을 방지하기 위한 윤활부를 포함하는 왕복동식 압축기의 윤활 장치에 있어서,

상기 윤활부는 상기 실린더와 피스톤의 마찰면을 윤활하기 위한 자성유체와, 상기 자성유체가 마찰면에 유지되도록 함과 아울러 상기 실린더 외부로 누설되는 것을 방지하기 위해 상기 실린더 내주면을 따라 삽입 고정되는 자성체로 구성되고,

상기 자성체는 상기 실린더 내주면의 원주를 따라 복수개가 삽입 고정됨을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 무급유 윤활 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 실린더의 내주면에는 상기 자성체가 삽입될 수 있도록 자성체 고정쳄버가 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 무급유 윤활 장치.