KR19990004637A

KR19990004637A - 리니어 압축기

Info

Publication number: KR19990004637A
Application number: KR1019970028764A
Authority: KR
Inventors: 장필수
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-06-28
Filing date: 1997-06-28
Publication date: 1999-01-15
Also published as: JP3068048B2; KR100218963B1; JPH1122642A

Abstract

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로, 본 발명의 리니어 압축기는 외부전원의 인가로 발생한 전자기력에의해 구동력을 발생시키는 선형모터를 구비하고, 이 선형모터에 의하여 구동하는 피스톤이 마련된다. 그리고 피스톤에 의한 냉매의 압축이 이루어지는 압축실을 형성하는 실린더와 압축실에서 압축된 냉매를 토출안내하는 토출구, 그리고 토출구를 개폐하는 토출밸브가 설치된 밸브플레이트를 구비한다. 특히 실린더는 피스톤이 밸브플레이트에 부딛치게되면 밸브플레이트를 유동시켜 밸브플레이트에 가해진 충격을 완화시킬 수 있도록 하는 완충부재를 구비한 것이다. 이러한 본 발명의 리니어 압축기는 피스톤이 과다한 구동영역으로 구동하여 밸브플레이트와 충돌하게 되는 경우 밸브플레이트를 일부 후퇴시켜 밸브플레이트에 가해진 충격을 최소화 함으로써 밸브플레이트의 작동안정성을 향상시켜 압축기의 작동신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

리니어 압축기

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉매를 압축하도록 직선왕복운동하는 피스톤과 이 피스톤의 작동안정성을 향상시키도록 마련된 실린더헤드를 구비한 리니어 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 공기조화기나 냉동기에서 냉매의 압축, 팽창 그리고 증발과정을 반복적으로 수행하는 장치이다.

이러한 압축기중에서 리니어(Linear)압축기는 자속의 방향변화에 의한 상호작용으로 구동하는 선형모터를 구비하여 피스톤(13)을 직선왕복운동시키는 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 이러한 리니어 압축기는 구동력을 발생시키는 선형모터를 구성하는 고정자(11)와 구동자(12)가 각각 밀폐용기(10) 내부에 설치된다. 그리고 구동자(12)의 내측에는 구동자(12)에 의하여 상하 직선왕복운동하는 피스톤(13)이 마련된다. 또한 이 피스톤(13)의 작용으로 냉매가 압축될 수 있도록 하는 압축실(14)을 형성하는 실린더블럭(15)과 실리더헤드(16)가 마련되며, 실리더헤드(16)는 흡입실(20)과 토출실(21)을 구성하고 있으며, 실리더헤드(16)와 실린더블럭(15)사이에는 흡입밸브(18)와 토출밸브(19)가 각각 결합설치되어 있는 밸브플레이트(17)가 개제되어 있다. 또한 피스톤(13)의 하단부에는 피스톤(13)의 상하구동력을 돕기위한 판스프링(22)이 설치되어 있다.

이러한 종래의 리니어 압축기는 토출행정시에 압축실(14)내에 압축력이 발생할 수 있도록 피스톤(13)이 상승하게 된다. 이때 피스톤(13)의 구동은 항상 동일한 구동영역에서 구동하는 것이 가장 바람직하나 밀폐용기(10) 내부의 온도상승과, 자계의 영향, 그리고 전압변동, 외부충격 등의 요인으로 동일한 구동영역에서 피스톤(13)이 구동하도록 제어하는 것은 거의 불가능하다. 이때문에 피스톤(13)의 행정이 너무 크게 되면 피스톤(13)의 상단부와 밸브플레이트(17)가 충돌하게 되어 밸브플레이트(17)가 파손되게 되는 경우가 발생하게 되며, 이것은 압축기를 완전히 가동불가능하게 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 피스톤이 과다한 구동영역으로 구동하여 밸브플레이트와 충돌하게 되는 경우 밸브플레이트를 일부 후퇴시켜 밸브플레이트에 가해진 충격을 최소화 할 수 있도록 한 리니어 압축기를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 리니어 압축기를 보인 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 리니어 압축기를 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 피스톤의 흡입행정시를 도시한 부분 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 피스톤의 토출행정시를 도시한 부분 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 리니어 압축기에서 피스톤과 밸브플레이트의 충돌시를 보인 도면이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호설명

50...밀폐용기 51...흡입관

53...고정자 55...구동자

56...피스톤 57...압축실

61...밸브플레이트 62...스프링

63...안내돌기 64...토출관

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 외부전원의 인가로 발생한 전자기력에의해 구동력을 발생시키는 선형모터, 상기 구동력으로 직선왕복운동하는 피스톤, 상기 피스톤에 의한 냉매의 압축이 이루어지는 압축실을 형성하는 실린더, 상기 압축실에서 압축된 냉매를 토출안내하는 토출구와 상기 토출구를 개폐하는 토출밸브가 설치된 밸브플레이트를 구비한 리니어 압축기에 있어서, 상기 실린더는 상기 피스톤이 상기 밸브플레이트에 부딛치게되면 상기 밸브플레이트를 후퇴시켜 상기 밸브플레이트에 가해진 충격을 완화시킬 수 있도록 하는 완충부재를 구비한 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

먼저 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 리니어 압축기는 흡입관(51)이 연통된 밀폐용기(50)를 구비한다. 밀폐용기(50) 내부에는 선형모터를 이루도록 코일(52)이 권선된 고정자(53)와 자석(54)이 결합된 구동자(55)가 마련된다. 그리고 구동자(55)와 함께 상하 직선왕복운동하는 피스톤(56)이 설치되며, 이 피스톤(56)의 구동을 안내하며 압축실(57)을 형성하는 실린더블럭(58)과 실린더헤드(59)가 마련된다. 또한 피스톤(56)의 하부에는 피스톤(56)의 상하 구동을 보다 원활히 할 수 있도록 돕는 판스프링(60)이 설치되어 있다.

한편 실린더헤드(59)의 압축실(57)부분에는 밸브플레이트(61)가 설치된다. 이 밸브플레이트(61)에는 압축된 냉매의 토출을 안내하는 토출구(61a)와 이 토출구(61a)를 개폐하는 토출밸브(61b)가 설치되어 있다. 그리고 실린더헤드(59)의 내측면과 밸브플레이트(61)사이에는 스프링(62)이 설치되어 있으며, 이 스프링(62)을 지지하며 밸브플레이트(61)의 유동을 안내하는 안내돌기(63)가 실린더헤드(59)의 내측면에서 밸브플레이트(61) 쪽으로 연장되어 형성되어 있다. 더우기 이 안내돌기(63)에는 압축실(57)로 부터 토출된 냉매를 실린더헤드(59)에 결합된 토출관(64)의 입구부로 안내하기 위하여 일부절개된 절개부(63a)가 형성되어 있다.

그리고 피스톤(56)은 내부가 비어 있는 통상으로 마련되며, 피스톤(56)의 하부의 중간부에는 밀폐용기(50)에 연통된 흡입관(51)으로 부터 밀폐용기(50) 내부로 유입된 냉매가 피스톤(56)의 내부로 유입되도록 하는 유입구(56a)가 형성되어 있으며, 피스톤(56)의 상단부에는 피스톤(56) 내부의 냉매가 압축실(57)로 안내되도록 하는 안내구(56b)가 형성되어 있다. 또한 이 안내구(56b)에서 압축실(57) 내부로 유출되는 냉매를 제어하기 위한 안내밸브(56c)가 설치되어 있다.

이상과 같이 구성된 본 발명에 따른 리니어 압축기의 작동에서, 도 3에 도시된 바와 같이 흡입행정시는 고정자(53)와 구동자(55)의 전자기력에 의하여 피스톤(56)이 하향구동하게 되면 압축실(57) 내부와 외부의 기압차로 인하여 토출밸브(61b)는 닫히게 되고, 피스톤(56)에 설치된 안내밸브(56c)는 열리게 된다. 이에 따라 밀폐용기(50) 내부에서 피스톤(56)의 내부로 유입되어 있던 냉매는 피스톤(56)에 형성된 안내밸브(56c)를 통하여 압축실(57) 내부로 유입되게 된다.

그리고 압축행정시는 피스톤(56)이 고정자(53)와 구동자(55)의 전자기력에 의하여 상승함으로써 이루어지게 되고, 이것은 도 4에 나타나 있다. 이에 도시된 바와 같이 안내밸브(56c)는 닫힌 상태를 유지하게 되고, 토출밸브(61b)는 압축실(57)내부의 냉매의 압축력으로 열리게 되고, 이 압축된 냉매는 토출구(61a)를 통하여 실린더헤드(59) 내부로 유입되게 된다. 그리고 실린더헤드(59)내부에서는 안내돌기(63)의 절개부(63a)를 통과하여 토출관(64)으로 안내되게 된다.

한편 이러한 압축, 토출행정시에 피스톤(56)의 상승력이 너무 크게 되면 도 5에 도시된 바와 같이 피스톤(56)은 밸브플레이트(61)와 부딛치게 된다. 이때 밸브플레이트(61)는 안내돌기(63)를 따라 실린더헤드(59) 내부로 후퇴하게 되고, 이후 피스톤(56)이 하강하게 되면 밸브플레이트(61)는 스프링(62)의 탄성력으로 최초상태로 복원하게 된다. 이와 같이 피스톤(56)의 헤드부가 밸브플레이트(61)와 충돌하게 되더라도 밸브플레이트(61)는 일부 후퇴하여 밸브플레이트(61)에 가해진 충격이 감소되게 된다. 그리고 실린더헤드(59)에 설치된 스프링(62)의 탄성계수는 압축실(57)에서 발생하는 압축력을 견딜수 있을 정도의 크기로 마련되어야 하는데, 만약 스프링(62)의 탄성계수가 압축실(57)의 압축력을 견디지 못하게 되면 냉매가 제대로 압축되지도 못하게 된다.

이상과 같은 본 발명의 리니어 압축기는 밸브플레이트(61)가 유동 가능하도록 마련하기위하여 설치된 스프링 이외에도 고무재질 등의 탄성부재를 이용할 수 도 있다.

이상과 같은 본 발명의 리니어 압축기는 피스톤이 과다한 구동영역으로 구동하여 밸브플레이트와 충돌하게 되는 경우 밸브플레이트를 일부 후퇴시켜 밸브플레이트에 가해진 충격을 최소화 함으로써 밸브플레이트의 작동안정성을 향상시켜 압축기의 작동신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

외부전원의 인가로 발생한 전자기력에의해 구동력을 발생시키는 선형모터, 상기 구동력으로 직선왕복운동하는 피스톤, 상기 피스톤에 의한 냉매의 압축이 이루어지는 압축실을 형성하는 실린더, 상기 압축실에서 압축된 냉매를 토출안내하는 토출구와 상기 토출구를 개폐하는 토출밸브가 설치된 밸브플레이트를 구비한 리니어 압축기에 있어서, 상기 실린더는 상기 피스톤이 상기 밸브플레이트에 부딛치게되면 상기 밸브플레이트를 후퇴시켜 상기 밸브플레이트에 가해진 충격을 완화시킬 수 있도록 하는 완충부재를 구비한 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제 1항에 있어서, 상기 완충부재는 일단이 상기 실린더의 내측면에 지지되고, 타단이 상기 밸브플레이트에 지지되어있는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제 1항 또는 제 2항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 실린더에는 상기 밸브플레이트의 유동을 안내하기 위한 안내돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제 1항에 있어서, 상기 피스톤은 내부가 비어 있는 통상으로 마련되며, 상기 통상의 피스톤의 일측에는 상기 피스톤 외부의 냉매가 유입되는 유입구가 형성되고, 상기 피스톤의 상기 압축실과 접하는 면에는 상기 피스톤 내부의 냉매를 상기 압축실로 안내하는 안내구와 상기 안내구를 개폐하는 안내밸브가 마련된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.