KR19980028834U - 선형 압축기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 선형압축기의 오일 급유장치에 관한 것으로 본 고안에 따른 선형압축기는 밀폐용기(10) 내부에 외부전원의 인가로 형성된 유도자장에 의해 왕복구동력을 발생시키는 선형모터와 선형모터의 왕복구동력으로 구동하는 피스톤(15)을 구비하고, 피스톤(15)의 구동을 안내하는 압축실(32)을 형성하는 실린더블럭(13)과 압축실(32)을 윤활하도록 된 급유관(30)을 구비한다. 급유관(62)의 입구부는 오일에 잠겨있고, 출구부는 실린더블럭(53)을 관통하여 피스톤(15)과 실린더블럭(13)의 습동부분으로 연장되어 있는 것이다.

상기와 같은 본 고안에 따른 선형압축기에서 오일 급유장치는 선형모터의 상하구동을 효과적으로 이용하여 압축기의 구동부로 충분한 양의 오일을 원활히 공급할 수 있도록 하여 선형압축기의 구동 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있고, 또한 오일의 sealing작용으로 압축실로부터 가스의 leak 억제하여 효율을 높일 수 있는 효과도 있다.

Description

선형압축기

본 고안은 선형압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선형압축기의 실린더부의 원활한 작동을 위한 오일급유구조를 개선하여 수명연장과 성적계수를 향상한 선형압축기에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 공기조화기나 냉동기에 사용되어 냉매를 고온고압으로 압축시켜 응축기로 토출시키는 냉동싸이클의 중요 구성요소이다.

이러한 압축기중의 하나의 종류로 선형압축기(Linear Compresser)가 있는데, 이 선형압축기는 자속의 방향변화에 의한 상호작용으로 구동하는 선형모터를 구비하여 피스톤을 직선왕복운동시키는 것으로 이 선형압축기는 상부 밀폐용기와 하부 밀폐용기가 결합된 밀폐용기를 구비하고, 밀폐용기 내에는 냉매를 흡입, 압축하여 토출하는 압축부와 이 압축부에 압축력을 발생시키도록 하는 구동부가 대별되어 마련된다. 구동부는 선형모터의 작동으로 피스톤이 실린더블럭 내부에 형성된 압축실을 상하 구동하여 흡입유로를 통하여 흡입된 냉매를 압축하여 토출유로를 통하여 토출하도록 마련되어 있다. 한편 이 피스톤의 구동으로 발생하는 피스톤과 실린더블럭 내부의 압축실에서는 고온의 열과 함께 마찰현상이 발생하게 되는데, 이의 윤활을 위하여 오일이 공급되어야 한다. 이 오일을 공급하기 위하여 밀폐용기 저부에 오일을 저장하여 압축실에서 발생하는 압축력을 이용하여 오일을 펌핑하게 된다.

한편 선형압축기에서는 왕복동형 압축기에서처럼 회전구동력이 존재하지 않기 때문에 왕복동형 압축기의 오일픽업과 같은 장치를 사용할 수 없고, 또한 별도의 장치를 구비하여 오일을 압축실 및 구동부 내부로 공급하는 것 또한 무리가 있다. 이에 따라 압축실의 압축력을 이용하여 오일을 압축실에 공급하여야 하는데, 오일 급유관을 압축실에 직접 연통시킬 수 없기 때문에 주로 실린더헤드를 통하여 오일이 압축실로 유입되도록 하여야 한다. 그러나 이것 또한 오일이 실린더헤드의 흡입부로 공급된다고 하더라도 흡입밸브와 흡입구등의 장애요소가 많아 적절한 양의 오일이 충분히 압축실로 유입되지 않아 원활한 윤활효과를 기대하기 어려운 문제점이 있었다.

본 고안은 상기의 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 고안의 목적은 선형압축기에서의 압축실 및 구동부에 충분한 양의 오일을 직접공급가능하도록 한 오일급유장치를 구비한 선형압축기를 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 선형압축기를 보인 단면도이다.

도 2는 본 고안에 따른 선형압축기의 급유관을 도시한 분해 단면도이다.

도 3는 본 고안에 따른 선형압축기의 급유관의 또 다른 실시예를 도시한 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10...밀폐용기13...실린더블럭

15...피스톤16...흡입관

17...토출관18...실린더헤드

29...지지스프링30,40...급유관

31...급유보조판32...압축실

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 그 저부에 오일이 고여있는 밀폐용기, 상기 밀폐용기 내부에 외부전원의 인가로 형성된 유도자장에 의해 왕복구동력을 발생시키는 선형모터, 상기 선형모터의 승강구동력으로 구동하는 피스톤, 상기 선형모터의 상하진동을 완충하는 완충스프링, 상기 피스톤의 구동을 안내하는 압축실을 형성하는 실린더블럭, 상기 압축실을 윤활하도록 된 급유관을 구비한 선형압축기에 있어서,

상기 급유관의 입구부는 상기 오일에 잠겨있고, 출구부는 상기 실린더블럭을 관통하여 상기 피스톤과 상기 실린더블럭의 마찰부분으로 연장되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 고안에 따른 하나의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 고안에 따른 선형압축기를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 고안에 따른 오일 급유장치를 도시한 단면도이다. 그리고 도 3은 본 고안에 따른 또다른 실시예로서의 오일급유관을 도시한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 선형압축기는 상부 밀폐용기(11)와 하부 밀폐용기(12)가 결합된 밀폐용기(10)를 구비하고, 밀폐용기(10) 내에는 냉매를 흡입, 압축하여 토출하는 압축부와 이 압축부에 압축력을 발생시키도록 하는 구동부가 대별되어 마련된다. 그리고 밀폐용기(10) 저부에는 구동부의 작동을 윤활하기 위한 오일이 고여있다.

압축부는 원통상의 실린더블럭(13)를 구비하고, 이 실린더블럭(13) 내부의 압축실(32)을 상하 직선왕복운동하는 봉상의 피스톤(15)을 구비한다. 그리고 실린더블럭(13) 내부로 냉매를 흡입하기위한 흡입관(16)과 흡입되어 고압으로 압축된 냉매를 토출 안내하는 토출관(17)이 각각 연통결합되어 흡입부와 압축부를 구비한 실린더헤드(18)와 이 실린더헤드(18)와 실린더블럭(13)사이에 개제되며 흡입구(23)와 토출구(22)가 형성된 밸브플레이트(19)를 구비하며, 이 밸브플레이트(19)에는 이 각각의 흡입구(23)와 토출구(22)를 개폐하는 흡입밸브(20)와 토출밸브(21)가 각각 설치된다. 그리고 밀폐용기(10) 내부에서 실린더블럭(13) 내부의 피스톤(15) 작동부에는 이의 마찰에 의한 마모등을 방지하기위하여 오일급유장치가 마련된다. 이 오일급유장치는 하단의 입구단이 밀폐용기(10) 저부의 오일에 담겨있고, 상부의 출구단이 실린더헤드(18)와 피스톤(15)과의 접촉부위에 위치한 급유관(30)을 구비한다. 이 급유관(30)은 실린더블럭(13)을 관통하여 있는데, 이를 위하여 실린더블럭(13)에는 관통홀이 형성되어 있다. 그리고 구동부는 내부고정자(24)와 외부고정자(25)가 각각 마련되고, 이 각각의 고정자(24)(25)사이에는 반경방향으로 자화된 영구자석(26)이 설치된다. 그리고 자석(26)을 고정시키기 위한 원통상의 지지프레임(28)이 마련된다. 지지프레임(28)은 피스톤(15)의 하부로 부터 연장된 결합축(33)이 지지프레임(28)의 바닥면에 관통하여 나사결합되고, 이 결합축(33)의 단부는 판스프링(27)의 중심부를 관통하여 판스프링(27)에 볼트결합되어 있다. 그리고 이와 같이 구성된 구동부와 압축부를 밀폐용기(10) 내부에서 지지하도록 된 지지스프링(29)이 마련된다.

한편 이러한 급유관(30)에서 급유는 압축기의 내부구동체의 진동으로 발생하는 상하진동에 의하여 오일이 급유되도록 하는 것으로 지지스프링(29)은 구동체의 구동진동을 완충하면서 1 - 2mm 정도의 크기로 상하진동하게 된다. 이러한 지지스프링(29)의 진동과 피스톤(15)의 상하왕복운동으로 발생하는 약간의 흡입력으로 오일이 피스톤(15)과 실린더블럭(13) 사이로 유입되게 된다. 그러나 이러한 작용으로 유입되는 오일의 양은 충분치 못하므로 이의 보충을 위하여 급유관(30)의 입구부 즉 흡입노즐부에는 오일에 어느정도의 유압을 가하여 급유관(30)으로 유입되는 오일의 양을 증가시키도록 하는 급유보노판(31)이 설치된다. 이 급유보조판(31)은 원판상으로 마련되어 그 외주단부는 하측으로 일부연장되어 원판안에 위치한 오일이 압력에 의하여 급유관(30)으로 유입되도록 함과 동시에 급유보조판(31)내측으로 오일이 효과적으로 집진될 수 있도록 마련되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 선형압축기의 작동은 먼저 외부의 교류전원이 인가되면 이에 따라 고정자(24)의 극성이 공급된 전류의 극성에 따라 변하게 되며 이로 인하여 영구자석(26))과의 사이에 일정한 간격을 확보하며 지지프레임(28)이 영구자석(26)과 함께 상하 회동하게 되고, 지지프레임(28)의 구동으로 피스톤(15)이 상하 직선왕복운동을 하게되어 피스톤(15)이 하부에서 상부로 이동하면 냉매는 흡입관(16)을 통하여 흡입밸브(20)를 개방하여 압축실(32)로 유입되게 된다. 그러다가 피스톤(15)이 상부에서 하부로 이동하면 압축실(32)에 있는 냉매는 서서히 압축되어 소정의 압력으로 압축이 이루어지게 되고, 압축된 냉매는 토출밸브(21)의 개방으로 토출관(17)을 통하여 토출관(17)으로 토출되게 된다.

이와 같은 선형압축기의 작동에서 오일은 압축기의 구동으로 발생하는 진동을 완충하는 지지스프링(29)의 완충진동으로 유입되게 되는데, 판스프링(27)은 피스톤(15)의 구동으로 상하 약 10mm 정도의 크기로 진동하게 되고, 지지스프링(29)은 상하로 약 1 - 2mm 정도로 진동하게 된다. 이에 따라 압축기의 구동으로 급유관(30)의 급유보조판(31)은 상하로 약 1 - 2mm 정도로 진동하게 되며, 이때 발생하는 유압으로 인하여 오일은 급유관(30)으로 유입되게 된다. 그리고 도 2와 도 3은 본 고안에 따른 급유관의 다수의 실시예에 따라 도시한 도면으로서 도 2에서는 급유관(40)이 상승하더라도 급유관(40)으로 유입된 오일은 쉽게 빠져나가지 못하도록 급유관의 입구부에 별도의 보조관(41)을 구비한 것이다.

상기와 같은 본 고안에 따른 선형압축기에서 오일 급유장치는 선형모터의 상하구동을 효과적으로 이용하여 압축기의 구동부로 충분한 양의 오일을 원활히 공급할 수 있도록 하여 선형압축기의 구동 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있는 효과와 아축가스에 누설을 방지하므로 압축기에 효율을 증가시킬 수 있는 효과도 있다.

Claims (3)

1. 그 저부에 오일이 고여있는 밀폐용기, 상기 밀폐용기 내부에 외부전원의 인가로 형성된 유도자장에 의해 왕복구동력을 발생시키는 선형모터, 상기 선형모터의 상하구동력으로 왕복하는 피스톤, 상기 선형모터의 상하진동을 완충하는 완충스프링, 상기 피스톤의 상하운동을 안내하고 압축실을 형성하는 실린더블럭, 상기 압축실을 윤활하도록 된 급유관을 구비한 선형압축기에 있어서,

   상기 급유관(62)의 입구부는 상기 오일에 잠겨있고, 출구부는 상기 실린더블럭(53)을 관통하여 상기 피스톤(15)과 상기 실린더블럭(53)의 마찰부분으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 선형압축기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 급유관(30)의 입구단에는 상기 선형모터의 하강진동시에 상기 오일의 일부에 압력을 가하여 상기 급유관(30)(40)으로 유입되는 오일의 양을 증가시키도록 원판형상의 급유보조판(31)이 마련된 것을 특징으로 하는 선형압축기.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 급유보조판(31)의 원주단부는 하강연장되어 있는 것을 특징으로 하는 선형압축기.