KR19990016953A - 리니어 압축기의 토출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어 압축기 토출장치에 관한 것으로, 종래에는 리니어 모터에 의해 피스톤이 실린더내를 왕복운동하면서 냉매가스를 흡입,압축하여 토출시키는 과정에서 피스톤의 행정이 불규칙하여 피스톤이 밸브시트에 충돌하게 되어 부품을 파손시킬 뿐만 아니라 소음을 유발시키는 문제점이 있었는 바, 본 발명은 토출밸브가 상,하로 이동가능하도록 구성하여 냉매가스가 일정압으로 압축된 상태에서 토출밸브가 소정의 거리만큼 이동하여 냉매가스를 토출시키도록 함으로써 피스톤과 토출밸브가 부딪치는 것을 방지하여 소음발생을 방지할 뿐만 아니라 부품의 파손을 방지하고, 또한 부품수를 감소시켜 구조를 간소화할 수 있도록 한 것이다.

Description

리니어 압축기의 토출장치

본 발명은 리니어 압축기의 토출장치에 관한 것으로, 특히 피스톤이 실린더내에서 왕복운동하면서 냉매가스를 흡입,압축하여 토출시키는 과정에서 피스톤이 밸브시트에 충돌하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 부품수를 감소시켜 구조를 간소화할 수 있도록 한 리니어 압축기의 토출장치에 관한 것이다.

최근 들어, 크랭크축을 적용한 압축기의 여러 단점을 해결하기 위하여 크랭크축의 사용을 배제하는 대신에 마그네트 및 코일을 이용하여 피스톤을 직접 왕복 이동시켜 냉매를 압축시킴으로써, 소음 및 효율을 높을 수 있는 리니어 압축기가 널리 사용되고 있다.

도 1은 상기 리니어 압축기의 일예를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 종래의 리니어 압축기는 소정의 내부 공간을 갖도록 형성된 밀폐용기(1)와, 상기 밀폐용기(1)의 내부 중간에 설치되며 소정의 내부공간을 갖도록 형성된 인너케이스(2)와, 상기 인너케이스(2)의 내측에 결합되는 리니어 모터(M)와, 상기 리니어 모터(M)의 내측고정자(3)에 결합되는 실린더(4)와, 상기 인너케이스(2)의 일측에 복개,결합됨과 더불어 상기 실린더(4)의 일측이 관통,결합되는 커버플레이트(5)와, 상기 실린더(4)내에 왕복운동할 수 있도록 결합되는 피스톤(6)과, 일측이 상기 리니어 모터(M)를 구성하는 마그네트(7)와 결합되고 타측이 상기 피스톤(6)의 일측에 결합되어 리니어 모터(M)의 움직임을 피스톤(6)에 전달하는 마그네트 패들(8)과, 상기 인너케이스(2)의 내측에 결합됨과 더불어 피스톤(6)의 일측이 결합되어 피스톤(6)의 움직임을 탄성적으로 지지하는 판스프링(9)과, 상기 인너케이스(2)의 타측에 복개,결합됨과 더불어 상기 판스프링(9)을 지지하는 커버(10)와, 상기 피스톤(6)의 타측에 결합되어 실린더(4)내에서 압축된 가스를 일정압이 된 상태에서 토출시키는 토출장치(V)를 포함하여 구성된다.

상기한 바와 같은 리니어 압축기는 리니어 모터(M)에 전류가 인가되면 마그네트(7)가 직선 왕복운동함에 의해 피스톤(6)이 실린더(4)내를 왕복운동하게 되며 상기 피스톤(6)이 실린더(4)내를 왕복운동함에 따라 밀폐용기(1)내로 유입된 냉매가스가 피스톤(6) 중심에 형성된 냉매유로(F)를 통해 실린더(4)내로 흡입되어 압축되고 토출장치(V)를 통해 토출되는 과정을 반복하게 된다. 상기 토출장치(V)로 토출된 냉매가스는 토출관(미도시)을 통해 외부로 토출된다.

한편, 상기 실린더(4)의 일측에 결합되어 실린더(4)에서 압축된 냉매가스를 일정 압이 된 상태에서 토출시키도록 하는 토출장치의 종래 구조는 다음과 같다.

종래 리니어 압축기의 토출장치는, 도 2a, 2b에 도시한 바와 같이, 일측이 개구되고 내부에 소정의 내부공간이 형성되어 상기 실린더(4) 일측 단부에 실린더(4)의 내경과 동일선상으로 돌출된 접촉돌기부(4a)가 내부공간내로 삽입되도록 결합되는 헤드커버(11)와, 소정의 높이를 갖는 원통형으로 형성되어 상기 접촉돌기부(4a)와 상기 헤드커버(11)의 내면사이에 삽입되는 밸브지지대(12)와, 소정의 두께를 갖는 원판형으로 가운데 토출구(13a)가 형성되며 상기 밸브지지대(12)내에 삽입되어 상기 접촉돌기부(4a)의 상면에 놓여지는 밸브시트(13)와, 상기 밸브지지대(12)에 삽입되어 상기 밸브시트(13)위에 놓여지는 토출밸브(14)와, 상기 밸브지지대(12)에 삽입되어 상기 토출밸브(14)위에 놓여지며 상기 토출밸브(14)의 움직임을 제한하는 스토퍼(15)와, 일측이 상기 스토퍼(15)를 지지하고 타측이 상기 헤드커버(11)의 내측상면을 지지하도록 내부공간에 설치되는 코일스프링(16)을 포함하여 구성되어 있다. 상기 헤드커버(11)의 일측에는 상기 토출관(미도시)과 연통되는 토출공(11a)이 형성되어 있다.

상기 리니어 압축기의 토출장치는 피스톤(6)이 이동하면서 실린더(4)내로 유입된 냉매가스를 압축하게 되면 실린더(4)내의 냉매가스가 압축되면서 일정압이상이 되면 토출밸브(14)가 움직이면서 토출구(13a)가 열려 압축된 냉매가스가 헤드커버(11)의 내부공간으로 유입되면서 토출공(11a)을 통해 외부로 토출된다. 또한 상기 피스톤(6)이 반대 방향으로 이동하게 되면 토출밸브(14)가 토출구(13a)를 막게 되며 이와 동시에 실린더(4)내로 냉매가스가 흡입된다. 이와 같은 과정을 반복하면서 냉매가스를 압축하여 토출하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 리니어 압축기의 토출장치는 리니어 모터에 의해 피스톤(6)이 실린더(4)내를 왕복운동하면서 냉매가스를 흡입,압축하여 토출시키는 과정에서 피스톤(6)의 행정이 불규칙하여 피스톤(6)이 밸브시트(13)에 충돌하게 되어 부품을 파손시킬 뿐만 아니라 소음을 유발시키는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 피스톤이 실린더내에서 왕복운동하면서 냉매가스를 흡입,압축하여 토출시키는 과정에서 피스톤이 밸브시트에 충돌하는 것을 방지할 수 있도록 한 리니어 압축기의 토출장치를 제공함에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 부품수를 감소시켜 구조를 간소화할 수 있도록 한 리니어 압축기의 토출장치를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 리니어 압축기의 일예를 도시한 단면도,

도 2a는 종래 리니어 압축기의 토출장치를 도시한 단면도,

도 2b는 종래 리니어 압축기의 토출장치의 일부를 분해하여 도시한 사시도,

도 3은 본 발명의 리니어 압축기의 토출장치를 도시한 단면도,

도 4는 본 발명의 리니어 압축기 토출장치의 토출밸브를 도시한 평면도,

도 5은 본 발명의 리니어 압축기 토출장치의 일부분을 도시한 단면도.

＊ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 ; 실린더 4a ; 접촉돌기부

11' ; 헤드커버 11'a ; 토출공

11'b ; 삽입홈 17 ; 밸브안내부재

17a ; 가이드홈 18 ; 토출밸브

18a ; 실링면부 18b ; 돌기부

19 ; 코일스프링

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 내부에 일측이 개구된 소정의 내부공간을 갖으며 이 내부공간의 내주면에 삽입홈이 형성되고 일측에 이 내부공간과 연통되는 토출공을 구비하여 형성되어 상기 실린더 일측 단부에 실린더의 내경과 동일선상으로 돌출된 접촉돌기부가 내부공간내로 삽입되도록 결합되는 헤드커버와, 원통형으로 형성되며 내주면에 소정의 길이로 가이드홈이 형성되어 상기 헤드커버의 삽입홈에 삽입됨과 더불어 상기 접촉돌기부의 외주면에 결합되는 밸브안내부재와, 상기 실린더의 내경을 복개하는 원판형의 실링면부 및 이 실링면부의 가장자리에 연장,형성된 다수개의 돌기부를 구비하여 이루어져 상기 돌기부가 상기 가이드홈에 이동가능하도록 밸브안내부재내에 결합되는 토출밸브와, 상기 토출밸브를 탄성적으로 지지하도록 헤드커버의 내부공간에 결합되는 코일스프링을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 리니어 압축기의 토출장치가 제공된다.

상기 토출밸브의 돌기부는 실링면부에 90°간격으로 4개 형성됨을 특징으로 하는 리니어 압축기의 토출장치가 제공된다.

상기 토출밸브가 밸브안내부재의 가이드홈에서 이동할 수 있는 거리는 2mm임을 특징으로 하는 리니어 압축기의 토출장치가 제공된다.

이하, 본 발명의 리니어 압축기 토출장치를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 리니어 압축기 토출장치는, 도 3에 도시한 바와 같이, 내부에 일측이 개구된 소정의 내부공간을 갖으며 이 내부공간의 내주면에 삽입홈(11'b)이 형성되고 일측에 이 내부공간과 연통되는 토출공(11'a)을 구비하여 형성되어 상기 실린더(4) 일측 단부에 실린더(4)의 내경과 동일선상으로 돌출된 접촉돌기부(4a)가 내부공간내로 삽입되도록 결합되는 헤드커버(11')와, 원통형으로 형성되며 내주면에 소정의 길이로 가이드홈(17a)이 형성되어 상기 헤드커버(11')의 삽입홈(11'b)에 삽입됨과 더불어 상기 접촉돌기부(4a)의 외주면에 결합되는 밸브안내부재(17)와, 상기 실린더(4)의 내경을 복개하는 원판형의 실링면부(18a) 및 이 실링면부(18a)의 가장자리에 연장,형성된 다수개의 돌기부(18b)를 구비하여 이루어져 상기 돌기부(18b)가 상기 가이드홈(17a)에 이동가능하도록 밸브안내부재(17)내에 결합되는 토출밸브(18)와, 상기 토출밸브(18)를 탄성적으로 지지하도록 헤드커버(11)의 내부공간에 결합되는 코일스프링(19)을 포함하여 구성된다.

상기 헤드커버(11)내에 형성된 내부공간은 단면이 원형으로 형성되며, 이 내부공간의 내주면에 형성되는 삽입홈(11'b)은 내부공간의 직경보다 크게 형성되고 이 삽입홈(11'b)에 의해 이루어지는 직경은 상기 밸브안내부재(17)의 외경과 일치하도록 형성되며, 상기 삽입홈(11'b)의 길이는 상기 밸브안내부재(17)의 높이와 같게 형성된다.

상기 밸브안내부재(17)는 원통형으로 외경과 높이는 상기 삽입홈(11'b)의 직경과 높이와 같도록 형성된다. 또한 밸브안내부재(17)의 내주면에 형성되는 가이드홈(17a)은 밸브안내부재(17)의 내경보다 큰 직경으로 형성되며 소정의 길이를 갖는다. 상기 가이드홈(17a)의 직경은 상기 토출밸브(18)의 돌기부(18b) 단부에 의해 이루어지는 직경보다 조금 크게 형성된다.

그리고 상기 토출밸브는, 도 4에 도시한 바와 같이, 실링면부(18a)가 피스톤(6)이 삽입되는 실린더(4)의 내경과 동일선상으로 돌출된 접촉돌기부(4a)를 복개할 수 있는 크기로 형성되며 상기 실링면부(18a)의 가장자리에 연장,형성된 돌기부(18b)는 실링면부(18a)에 90°간격으로 4개 형성됨이 바람직하다. 그리고 상기 돌기부(18b)의 각 단부를 연장하여 형성되는 원의 직경은 상기 밸브안내부재(17)의 내주면에 형성된 가이드홈(17a)의 직경보다 조금 작거나 같도록 형성된다. 상기 돌기부(18b)는 사각의 형태로 형성됨이 바람직하다. 상기 토출밸브(18)는 코일스프링(19)에 의해 탄성적으로 지지됨에 의해 실링면부(18a)가 접촉돌기부(4a)를 밀착시켜 실린더(4)의 일측을 막게 된다.

상기 토출밸브(18)가 밸브안내부재(17)의 가이드홈(17a)에서 이동할 수 있는 거리는, 도 5에 도시한 바와 같이, 2mm로 함이 바람직하다.

이하, 본 발명의 리니어 압축기 토출장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 피스톤(6)이 이동하면서 실린더(4)내로 유입된 냉매가스를 압축하게 되면 실린더(4)내의 냉매가스가 압축되면서 일정압이상이 되면 코일스프링(19)에 의해 탄성적으로 지지되는 토출밸브(18)가 밸브안내부재(17)의 가이드홈(17a)을 따라 밀려 이동하면서 실린더(4) 내경 일측이 열려 실린더(4)내의 압축된 냉매가스가 토출밸브(18)의 돌기부(18b)사이로 나와 내부공간으로 유입되면서 토출공(11'a)으로 토출된다. 또한 상기 피스톤(6)이 반대 방향으로 이동하게 되면 코일스프링(19)의 탄성력과 실린더(4)내의 압력에 의해 다시 복귀되어 접촉돌기부(4a)에 압착되면서 실린더(4)의 내경을 막게 되며 이와 동시에 실린더(4)내로 냉매가스가 흡입된다. 이와 같은 과정을 반복하면서 냉매가스를 압축하여 토출시키게 된다.

상기 압축된 냉매가스가 토출되는 과정에서 토출밸브(18)가 가이드홈(17a)을 따라 이동하게 되는데 이때 가이드홈(17a)의 턱에 의해 이동이 제한된다. 그리고 냉매가스의 압축시 토출밸브(18)가 소정의 거리 만큼 이동이 가능하게 되어 피스톤(6)이 토출밸브(18)에 부딪치는 것을 방지하게 된다.

또한, 본 발명은 토출장치는 종래에 비해 두 개의 부품을 줄일 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 리니어 압축기 토출장치는 피스톤이 실린더에서 왕복운동하면서 냉매가스를 흡입,압축하여 토출시키는 과정에서 냉매가스의 압축시 토출밸브가 소정의 거리만큼 이동이 가능하게 되어 피스톤과 토출밸브가 부딪치는 것을 방지할 수 있게 됨으로써 소음 발생을 방지할 뿐만 아니라 부품의 파손을 방지하게 되며, 또한 부품수의 감소로 구조를 간소화하고 제조원가를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 내부에 일측이 개구된 소정의 내부공간을 갖으며 이 내부공간의 내주면에 삽입홈이 형성되고 일측에 이 내부공간과 연통되는 토출공을 구비하여 형성되어 상기 실린더 일측 단부에 실린더의 내경과 동일선상으로 돌출된 접촉돌기부가 내부공간내로 삽입되도록 결합되는 헤드커버와, 원통형으로 형성되며 내주면에 소정의 길이로 가이드홈이 형성되어 상기 헤드커버의 삽입홈에 삽입됨과 더불어 상기 접촉돌기부의 외주면에 결합되는 밸브안내부재와, 상기 실린더의 내경을 복개하는 원판형의 실링면부 및 이 실링면부의 가장자리에 연장,형성된 다수개의 돌기부를 구비하여 이루어져 상기 돌기부가 상기 가이드홈에 이동가능하도록 밸브안내부재내에 결합되는 토출밸브와, 상기 토출밸브를 탄성적으로 지지하도록 헤드커버의 내부공간에 결합되는 코일스프링을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 리니어 압축기의 토출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 토출밸브의 돌기부는 실링면부에 90°간격으로 4개 형성됨을 특징으로 하는 리니어 압축기의 토출장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 토출밸브가 밸브안내부재의 가이드홈에서 이동할 수 있는 거리는 2mm임을 특징으로 하는 리니어 압축기의 토출장치.