KR20000026822A

KR20000026822A - 리니어 압축기의 오일공급방법 및 그 구조

Info

Publication number: KR20000026822A
Application number: KR1019980044528A
Authority: KR
Inventors: 송계영
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1998-10-23
Filing date: 1998-10-23
Publication date: 2000-05-15
Also published as: KR100292501B1

Abstract

본 발명은 리니어 압축기의 오일공급방법 및 그 구조에 관한 것으로, 종래에는 압축기의 작동시 오일이 실린더와 피스톤으로 구성되는 마찰부측을 냉각시킨 다음 이어 가스가 압축되고 토출되는 토출단측을 냉각시키게 되므로 오일이 마찰부측에서 가열된 상태에서 토출단을 냉각시키게 됨으로써 토출커버측의 냉각이 불량하여 토출온도가 높게 될 뿐만 아니라 밀폐용기 저면에 고여 있는 상대적으로 온도가 낮은 오일이 바로 실린더와 피스톤사이의 마찰 부분에 공급되므로 온도로 인하여 오일의 점도가 저하되어 압축효율을 저하시키게 되고, 또한, 상기 오일순환유로를 거친 오일이 배출공을 통해 배출되어 밀폐용기의 저면으로 복귀될 때 오일이 확대된 유로 구조로 배출됨으로써 오일유동 소음을 발생시키게 되는 문제점이 있었는 바, 본 발명은 밀폐용기의 저면에 고인 상대적으로 온도가 낮은 오일이 상대적으로 고온부인 토출단으로 바로 유입되어 토출단을 냉각시키고 이어 상대적으로 토출단보다 저온부인 마찰부를 냉각시키도록 함으로써 토출단의 냉각 효과를 높여 토출가스의 온도 상승을 억제할 뿐만 아니라 토출단을 거치면서 가열된 오일이 마찰부로 유입되어 오일의 점도가 낮아지게 되므로 실린더와 피스톤사이의 윤활작용이 우수하여 마모을 억제하고 압축 효율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

리니어 압축기의 오일공급방법 및 그 구조

본 발명은 리니어 압축기의 오일순환유로에 관한 것으로, 특히 피스톤에 의해 압축되어 토출되는 토출가스의 온도를 저하시킬 뿐만 아니라 피스톤과 실린더사이로 공급되는 오일의 점도를 저하시켜 윤활작용이 원활하게 이루어질 수 있도록 하고, 오일이 순환하는 과정에서 발생되는 유동 소음을 최소화할 수 있도록 한 리니어 압축기의 오일공급방법 및 그 구조에 관한 것이다.

최근 가정용 전자제품인 냉장고 및 에어컨 등에서 고효율, 절전형 신제품의 개발에 따라 냉장고 및 에어컨 등에 장착되는 냉동사이클장치를 구성하는 압축기의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 상기 압축기는 저압 상태의 기체를 흡입하여 압축하고 고압 상태의 기체로 토출시키게 된다.

상기 압축기의 일예로 리니어 압축기는, 도 1에 도시한 바와 같이, 내부에 소정의 오일이 채워지는 밀폐용기(1)와, 소정의 형상으로 형성되어 상기 밀폐용기(1)의 내부에 장착되는 프레임(10)과, 상기 프레임(10)의 가운데 다단으로 관통 형성된 관통구멍(11)에 삽입되는 실린더(20)와, 상기 프레임(10)의 일측에 결합되어 모터를 구성하는 이너스테이터 조립체(30) 및 그 이너스테이터 조립체(30)와 소정의 간격을 두고 결합되는 아우터스테이터 조립체(31) 그리고 상기 이너스테이터 조립체(30)와 아우터스테이터 조립체(31)사이의 간극에 삽입되는 마그네트(32)와, 상기 실린더(20)에 삽입됨과 더불어 마그네트(32)와 결합되는 마그네트 프레임(33)에 연결되어 마그네트(32)의 직선 움직임에 의해 왕복운동하는 피스톤(40)을 포함하여 구성되며, 상기 피스톤(40)의 내부에는 냉매가스가 유동하는 관통된 냉매유로(F)가 형성되어 있다.

그리고 상기 프레임(10)의 일측에는 소정의 형상을 갖는 커버(50)가 복개 결합되고, 상기 피스톤(40)과 연결되는 마그네트 프레임(33)의 양측에 위치하여 피스톤(40)의 움직임을 탄성적으로 지지하는 메인스프링(51)이 각각 삽입되며, 상기 실린더(20)의 일측에 캡 형태로 형성된 토출커버(60)가 결합되고, 상기 토출커버(60)의 내부에는 실린더(20)의 일측을 개폐하는 토출밸브 조립체(61)가 삽입되며, 상기 피스톤(40)의 단부에는 가스의 흡입에 따라 개폐되는 흡입밸브(62)가 결합되고, 상기 프레임(10)의 하부에는 슬라이딩되는 부품으로 오일을 공급하는 오일피더(70)가 장착되어 있다.

미설명 부호 34는 모터를 구성하는 코일조립체이며, 2는 흡입파이프이다.

상기한 바와 같은 리니어 압축기의 작동은 다음과 같다.

상기 리니어 압축기는 모터에 전류가 인가되면 마그네트(32)가 직선 왕복운동하게 되며, 그 직선운동이 마그네트 프레임(33)를 통해 피스톤(40)에 전달되어 피스톤(40)이 실린더(20)내부를 직선 왕복운동하게 된다. 상기 피스톤(40)의 직선운동에 의해 밀폐용기(1)내로 유입된 냉매가스가 피스톤(40)내부에 형성된 냉매유로(F)를 통해 실린더(20)내부로 흡입되어 압축되고 토출밸브 조립체(61) 및 토출커버(60)를 통해 토출되는 과정을 반복하게 된다.

한편, 상기 피스톤(40)이 실린더(20)내부을 직선 왕복운동하면서 이루어지는 슬라이딩을 원활하게 할 뿐만 아니라 냉매가스 압축시 발생되는 열을 방열시키기 위하여 오일피더(70)에 의해 펌핑된 오일이 실린더(20)와 피스톤(40)사이 등의 내부 부품으로 공급되면서 순환된다.

상기 오일피더(70)에 의해 펌핑된 오일이 순환되는 오일공급구조는 상기 실린더(20)가 삽입되는 프레임의 관통구멍(11) 내주면에 소정의 폭과 깊이로 제1 오일포켓(12)이 형성되며, 상기 실린더(20)에 삽입되는 피스톤(40)의 외주면에 소정의 폭과 깊이로 제2 오일포켓(41)이 형성되고, 상기 제1 오일포켓(12)과 제2 오일포켓(41)을 연통시키도록 실린더에 복수개의 오일통공(21)이 형성되며, 상기 프레임(10)의 관통구멍(11)에 실린더(20)의 삽입시 실린더(20) 외경과 관통구멍(11) 내경과의 직경차로 인하여 링홈 형태의 오일순환로(13)가 형성되며, 상기 오일순환로(13)는 관통구멍(11)의 내주면에 형성된 연통로(14)에 의해 제1 오일포켓(12)과 연통되어 있다.

그리고 상기 프레임(10)의 일측에는 오일피더(70)에서 펌핑된 오일이 유동되는 흡상유로(15)가 형성되고 상기 흡상유로(15)에 이어 유입유로(16)가 제1 오일포켓(12)과 연통되도록 형성되며 상기 오일순환로(13)의 일측에는 오일순환로(13)을 순환한 오일이 밀폐용기(1) 저면으로 배출되도록 배출공(17)이 형성되어 있다.

상기한 바와 같은 오일공급구조는, 도 2, 3a, 3b에 도시한 바와 같이, 피스톤(40)이 왕복 운동하면서 냉매가스를 압축하는 과정에서 발생되는 진동에 의해 오일피더(70)에서 오일이 펌핑되면 그 펌핑된 오일은 흡상유로(15)와 유입유로(16)를 통해 제1 오일포켓(12)으로 유입되며 그 유입된 오일은 오일통공(21)과 제2 오일포켓(41)을 통해 유동하면서 피스톤(40)과 실린더(20)사이에서 윤활 역할을 할 뿐만 아니라 모터에서 발생되는 열을 냉각시키게 된다. 그리고 상기 제2 오일포켓(41)과 제1 오일포켓(12)을 거친 오일은 연통로(14)를 통해 오일순환로(13)로 유입되며 그 유입된 오일은 오일순환로(13)를 순환하면서 토출되는 냉매가스에 의해 가열된 토출커버(60)를 냉각시키면서 배출공(17)을 통해 밀폐용기(1)의 저면에 채워진 오일로 낙하하여 복귀되고 그 오일은 상기한 바와 같은 과정을 반복하면서 순환하게 된다.

즉, 상기한 바와 같은 오일공급구조는 오일피더(70)에 의해 펌핑된 오일이 피스톤(40)과 실린더(20) 등으로 구성되는 마찰부의 마찰면에 공급되도록 하여 윤활작용이 이루어지게 할 뿐만 아니라 마찰부측에서 발생되는 열을 1차로 냉각시키고 이어 냉매가 압축되고 토출되는 실린더(20)단부와 토출커버(60)등으로 구성되는 토출단에서 발생되는 열을 2차로 냉각시키게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 리니어 압축기의 오일공급구조는 압축기의 작동시 오일이 실린더(20)와 피스톤(40)으로 구성되는 마찰부측을 냉각시킨 다음 이어 가스가 압축되고 토출되는 토출단측을 냉각시키게 되므로 오일이 마찰부측에서 가열된 상태에서 토출단을 냉각시키게 됨으로써 토출단측의 냉각이 불량하여 토출가스의 온도가 높게 될 뿐만 아니라 밀폐용기(1) 저면에 고여 있는 상대적으로 온도가 낮은 오일이 바로 실린더(20)와 피스톤(40)사이의 마찰 부분에 공급되므로 온도로 인하여 오일의 점도가 저하되어 압축효율을 저하시키게 되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 오일순환로(13)를 거친 오일이 배출공(17)을 통해 배출되어 밀폐용기(1)의 저면으로 복귀될 때 오일이 확대된 유로 구조로 배출됨으로써 오일유동 소음이 발생되는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 피스톤에 의해 압축되어 토출되는 토출가스의 온도를 저하시킬 뿐만 아니라 피스톤과 실린더사이로 공급되는 오일의 점도를 저하시켜 윤활작용이 원활하게 이루어질 수 있도록 한 리니어 압축기의 오일공급방법 및 그 구조를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 오일이 순환하는 과정에서 발생되는 유동 소음을 최소화할 수 있도록 한 리니어 압축기의 오일공급방법 및 그 구조를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 리니어 압축기의 단면도,

도 2는 종래 리니어 압축기의 오일공급구조를 중심으로 부분 단면한 부분 단면도,

도 3a는 종래 리니어 압축기의 오일공급구조를 구성하는 프레임의 정면도,

도 3b는 도 3a의 K-K' 단면도,

도 4는 본 발명의 리니어 압축기 오일공급방법을 도시한 순서도,

도 5는 본 발명의 리니어 압축기 오일공급구조를 중심으로 도시한 리니어 압축기의 부분 단면도,

도 6,7,8은 본 발명의 리니어 압축기 오일공급구조를 구성하는 마찰부 냉각용 오일순환유로의 변형예를 도시한 단면도,

도 9a는 본 발명의 리니어 압축기 오일공급구조를 구성하는 프레임의 정면도,

도 9b는 도 6a의 M-M' 단면도,

도 9c는 도 6a N-N' 단면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 ; 밀폐용기 2 ; 흡입관

20 ; 실린더 21 ; 오일통공

40 ; 피스톤 41 ; 제2 오일포켓

60 ; 토출커버 61 ; 토출밸브 조립체

70 ; 오일피더 80 ; 프레임

81 ; 프레임 관통구멍 82 ; 제1 오일포켓

83 ; 오일순환로 84 ; 연통로

85 ; 제1 유입통로 86 ; 제2 유입통로

87 ; 제1 유출통로 88 ; 제2 유출통로

A ; 토출단 냉각용 오일순환유로 B ; 마찰단 냉각용 오일순환유로

C ; 오일유입유로 D ; 오일유출유로

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 저면에 오일이 채워진 밀폐용기내부에 프레임이 장착되고, 상기 프레임의 내부에 설치된 모터의 구동력에 의해 피스톤이 실린더내부를 직선 왕복운동하면서 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키며, 상기 프레임에 장착된 오일피더가 오일을 펌핑하여 오일을 공급하는 리니어 압축기에 있어서; 상기 오일피더에서 밀폐용기 저면에 채워진 오일을 펌핑하는 오일 펌핑단계와, 상기 오일피더에서 펌핑된 오일을 가스가 토출되는 토출단측으로 공급하여 상대적으로 고온부인 토출단을 냉각하는 토출단 오일 공급단계와, 상기 토출단측으로 공급된 오일을 실린더와 피스톤측의 마찰부측으로 공급하여 상대적으로 저온부인 마찰부를 윤활 및 냉각하는 마찰부 오일 공급단계와, 상기 실린더와 피스톤측의 마찰부를 윤활 및 냉각시킨 오일이 밀폐용기의 저면으로 복귀하는 오일 복귀단계를 포함하여 진행함을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급방법이 제공된다.

상기 마찰부 오일 공급단계에서 오일은 실린더를 냉각시킨 후 피스톤부로 이동하여 실린더와 피스톤간의 마찰을 줄이는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급방법이 제공된다.

상기 오일 복귀단계에서 마찰부를 윤활 및 냉각시킨 오일은 프레임의 일측면을 타고 흘러 밀폐용기 저면으로 복귀되도록 한 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급방법이 제공된다.

상기 오일 복귀단계에서 마찰부를 윤활 및 냉각시킨 오일은 프레임의 일측면을 타고 흘러 밀폐용기 저면에 고여있는 오일의 유면 밑으로 유입되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급방법이 제공된다.

또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 저면에 오일이 채워진 밀폐용기와, 상기 밀폐용기의 내부에 장착되며 중앙에 관통구멍이 형성된 프레임과, 상기 관통구멍에 결합되는 실린더와, 상기 프레임에 장착되는 모터와, 상기 실린더의 내부에 삽입되어 모터의 구동력에 의해 직선 왕복운동하는 피스톤과, 상기 실린더의 일측에 결합되는 토출밸브 조립체와, 상기 프레임에 장착되어 오일을 펌핑하는 오일피더를 포함하여 구성된 리니어 압축기에 있어서; 상기 냉매 가스의 압축 및 토출이 이루어지는 토출단측에 토출단을 냉각시키도록 오일이 순환하는 토출단 냉각용 오일순환유로가 형성되고, 상기 실린더 및 피스톤 등으로 이루어지는 마찰부측에 마찰부를 냉각시키도록 오일이 순환하는 마찰부 냉각용 오일순환유로가 상기 토출단 냉각용 오일순환유로와 연통되게 형성되며, 상기 오일피더에서 펌핑된 오일이 토출단 냉각용 오일순환유로로 유입되도록 안내하는 오일유입유로가 형성되는 것을 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조가 제공된다.

상기 토출밸브 조립체는 실린더와 피스톤으로 이루어진 밀폐공간을 여닫는 토출밸브와, 상기 토출밸브를 탄력적으로 지지하는 탄성체와, 상기 탄성체를 지지하는 토출커버로 이루어짐을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조가 제공된다.

상기 토출단 냉각용 오일순환유로는 상기 실린더 외주면과 관통구멍 및 상기 토출커버에 의해 환형 홈 형상을 이루는 오일순환로와, 상기 오일순환로와 마찰부 냉각용 오일순환유로를 연통시키는 연통로로 이루어짐을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조가 제공된다.

상기 오일유입유로는 프레임의 일측면에 소정의 폭과 깊이와 길이를 갖도록 형성되어 상기 오일피더의 토출측에 연통되는 제1 유입통로와, 상기 제1 유입통로와 오일순환로를 연통시키는 제2 유입통로로 이루어짐을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조가 제공된다.

상기 마찰부 냉각용 오일순환유로는 상기 실린더가 삽입되는 프레임의 관통구멍 내주면에 소정의 폭과 깊이를 갖도록 형성되며 그 일측이 상기 연통로와 연통되고 그 타측이 밀폐용기의 내부와 연통되는 오일포켓이 형성되어 이루어짐을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조가 제공된다.

상기 오일포켓과 피스톤의 외주면을 연통시키는 오일통공이 실린더에 형성되어 오일포켓으로 유입된 오일을 실린더와 피스톤사이에 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조가 제공된다.

상기 마찰부 냉각용 오일순환유로는 상기 실린더에 형성된 오일통공과, 상기 피스톤의 외주면에 소정의 폭과 깊이를 갖도록 형성되며 그 일측이 상기 연통로와 연통되며 그 타측이 밀폐용기의 저부와 연통되는 오일포켓이 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조가 제공된다.

상기 마찰부 냉각용 오일순환유로는 별도로 형성된 오일유출유로에 의해 밀폐용기의 저부와 연통되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조가 제공된다.

상기 오일유출유로는 프레임의 일측면에 소정의 폭과 깊이와 길이를 갖도록 형성된 제1 유출통로와, 상기 제1 유출통로와 제1 오일포켓을 연통시키는 제2 유출통로로 이루어짐을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조가 제공된다.

상기 제1 유출통로의 일측 단부는 밀폐용기 저부에 있는 오일내에 잠기는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조가 제공된다.

상기 제1 유출통로는 제2 유출통로에서 유출된 오일이 타고 흘러 밀폐용기 저면으로 복귀되도록 제2 유출통로의 직경과 상응하는 폭과 일정 깊이를 갖는 일측이 개구된 사각 단면 형태로 형성됨을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조가 제공된다.

이하, 본 발명의 리니어 압축기 오일공급방법 및 그 구조를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 리니어 압축기 오일공급방법은, 도 4에 도시한 바와 같이, 먼저 리이어 압축기의 오일피더에서 밀폐용기(1) 저면에 채워진 오일을 펌핑하는 오일 펌핑단계가 진행되며, 이어 상기 오일피더(70)에서 펌핑된 오일을 가스가 토출되는 토출단측으로 공급하여 상대적으로 고온부인 토출단을 냉각하는 토출단 오일 공급단계가 진행된다. 상기 토출단은 냉매가스가 압축되고 토출되는 실린더(20)의 단부 및 토출커버(60) 부분이 해당되며, 이과정에서 밀폐용기(1)의 저면에 채워진 상대적으로 낮은 온도의 오일이 토출단측으로 바로 유입되므로 토출단측의 냉각효과가 좋게 되어 토출가스의 온도 상승을 억제하게 된다.

그리고 상기 토출단측으로 공급된 오일을 실린더(20)와 피스톤(40)측의 마찰부측으로 공급하여 상대적으로 저온부인 마찰부를 윤활 및 냉각하는 마찰부 오일 공급단계가 진행되며, 이과정에서는 토출단을 냉각시키면서 상대적으로 온도가 상승한 상태의 오일이 유입되므로 오일의 점도가 낮아져 윤활작용이 원활하게 이루어지게 된다. 또한, 이과정에서 오일은 실린더(20)를 냉각시킨 후 피스톤(40)부로 이동하도록 유로를 형성하여 실린더(20)와 피스톤(40)사이의 마찰을 감소시키도록 할 뿐만 아니라 실린더(20)의 측부에 설치되는 모터에서 발생되는 열과 실린더(20)와 피스톤(40)사이에서 발생되는 열을 냉각시키게 된다.

그리고 상기 실린더(20)와 피스톤(40)측의 마찰부를 윤활 및 냉각시킨 오일이 밀폐용기(1)의 저면으로 복귀하는 오일 복귀단계가 진행된다. 이과정에서 마찰부를 윤활 및 냉각시킨 오일은 프레임(10)의 일측면을 타고 흘러 밀폐용기(1) 저면으로 복귀되도록 하여 오일 복귀시 유동 소음이 발생되는 것을 최소화하게 된다. 또한, 오일 복귀시 유동 소음을 발생되는 것을 최소화하기 위해 마찰부를 윤활 및 냉각시킨 오일은 프레임(10)의 일측면을 타고 흘러 밀폐용기(1) 저면에 고여있는 오일의 유면 밑으로 유입되도록 한다.

상기 밀폐용기(1)로 복귀된 오일은 밀폐용기(1)를 통해 외부로 열을 방열시키게 되어 상대적으로 낮은 온도상태가 되며, 그 낮은 온도상태가 된 오일은 위와 같은 과정을 반복하여 순환하게 된다.

또한, 본 발명의 리니어 압축기 오일공급구조는, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 냉매 가스의 압축 및 토출이 이루어지는 토출단측에 토출단을 냉각시키도록 오일이 순환하는 토출단 냉각용 오일순환유로(A)가 형성된다. 상기 토출단은 냉매가스가 압축되는 실린더(20)단부와 그 단부에 복개되는 토출커버(60) 등이 포함되며, 상기 토출커버(60)는 실린더(20)와 피스톤(40)으로 이루어진 밀폐공간을 여닫는 토출밸브와, 상기 토출밸브를 탄력적으로 지지하는 탄성체와 함께 토출밸브 조립체를 이루게 된다. 그리고 상기 토출단 냉각용 오일순환유로(A)는 실린더(20) 외주면과 실린더가 삽입되는 프레임(80)의 관통구멍(81) 및 상기 토출커버(60)에 의해 환형 홈 형상을 이루는 오일순환로(83)와, 상기 오일순환로(83)와 연통되도록 프레임(80)에 형성되는 연통로(84)로 이루어진다.

그리고 상기 실린더(20) 및 피스톤(40) 등으로 이루어지는 마찰부측에 마찰부를 냉각시키도록 오일이 순환하는 마찰부 냉각용 오일 순환유로(B)가 상기 토출단 냉각용 오일순환유로(A)와 연통되게 형성된다. 상기 마찰부를 구성하는 실린더(20)의 외주부로 피스톤(40)을 구동시키는 모터가 설치된다.

그리고 상기 마찰부 냉각용 오일순환유로(B)는 상기 실린더(20)가 삽입되는 프레임(80)의 관통구멍(81) 내주면에 소정의 폭과 깊이를 갖도록 형성되며 그 일측이 상기 연통로(84)와 연통되는 제1 오일포켓(82)과, 상기 피스톤(40)의 외주면에 소정의 폭과 깊이를 갖도록 형성되는 제2 오일포켓(41)과, 상기 제1 오일포켓(82)과 제2 오일포켓(41)을 연통시키도록 실린더(20)에 형성되는 오일통공(21)으로 이루어진다. 상기 제1 오일포켓(82)은 프레임 관통구멍(81)의 내주면에 360°걸쳐 형성될 뿐만 아니라 상기 제2 오일포켓(41)도 피스톤(40)의 외주면에 360°걸쳐 형성된다.

상기 마찰부 냉각용 오일순환유로(B)의 변형예로서, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 실린더(20)가 삽입되는 프레임의 관통구멍(81) 내주면에 소정의 폭과 깊이를 갖도록 형성되며 그 일측이 상기 연통로(84)와 연통되고 그 타측이 밀폐용기의 내부와 연통되는 오일포켓(82')이 형성되어 이루어진다. 상기 오일포켓(82')은 관통구멍(81)의 내주면에 360°에 걸쳐 형성된다. 이 경우 오일은 실린더(20)의 외주면만을 거치 유동하여 실린더(20)를 냉각하게 된다.

상기 오일포켓(82')과 피스톤(40)의 외주면을 연통시키는 오일통공이 실린더(20)에 형성되어 오일포켓(82')으로 유입된 오일을 실린더(20)와 피스톤(40)사이에 유입된다. 상기 오일통공(21)은 실린더(20)에 다수개 형성됨이 바람직하다. 또한, 상기 실린더(20)에 삽입된 피스톤(40)의 다른 형태로 그 외주면에는, 도 7에 도시한 바와 같이, 오일통공(21)으로 통해 유입되는 오일이 잔류할 수 있도록 소정의 폭과 깊이를 가지는 오일포켓(41)이 형성된다. 상기 피스톤(40)의 외주면에 형성되는 오일포켓(41)은 피스톤(40)의 외주면에 360°에 걸쳐 형성됨이 바람직하다.

상기 마찰부 냉각용 오일순환유로(B)의 다른 변형예로서, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 실린더(20)에 형성된 오일통공(21)과, 상기 피스톤(40)의 외주면에 소정의 폭과 깊이를 갖도록 형성되며 그 일측이 상기 토출단 냉각용 오일순환유로를 구성하는 연통로(84)와 연통되며 그 타측이 밀폐용기의 저부와 연통되는 오일포켓(41)이 형성되어 이루어진다. 상기 오일포켓(41)은 피스톤(40)의 외주면에 360°에 걸쳐 형성되며, 상기 오일통공(21)은 오일포켓(41)과 연통된다.

한편, 상기 프레임(80)에 오일피더(70)에서 펌핑된 오일이 토출단 냉각용 오일순환유로(A)로 유입되도록 안내하는 오일유입유로(C)가 형성되고, 상기 프레임(10)에 마찰부 냉각용 오일 순환유로(B)를 순환한 오일이 밀폐용기(1)의 저면으로 복귀되도록 안내하는 오일유출유로(D)가 형성되어 이루어진다.

상기 오일유입유로(C)는, 도 9a, 9b에 도시한 바와 같이, 프레임(10)의 일측면에 소정의 폭과 깊이와 길이를 갖도록 형성되어 상기 오일피더(70)의 토출측에 연통되는 제1 유입통로(85)와, 상기 제8 유입통로(85)와 오일순환로(83)를 연통시키는 제2 유입통로(86)로 이루어진다. 상기 제2 유입통로(86)는 상기 오일순환로(83)의 저면에 관통되어 연통됨이 바람직하다.

상기 마찰부 냉각용 오일순환유로(B)는 별도로 형성된 오일유출유로(D)에 의해 오일이 채워진 밀폐용기(1)의 저부와 연통되어 마찰부 냉각용 오일순환유로(B)를 거친 오일이 오일유출유로(D)를 통해 밀폐용기(1)의 저면에 채워진 오일로 복귀된다.

상기 오일유출유로(D)는, 도 9a, 9c에 도시한 바와 같이, 프레임(80)의 일측면에 형성된 제1 유출통로(87)와, 상기 제1 유출통로(87)와 제1 오일포켓(82)을 연통시키는 제2 유출통로(88)로 이루어지며, 상기 제1 유출통로(87)는 제2 유출통로(88)에서 유출된 오일이 타고 흘러 밀폐용기(1) 저면으로 복귀되도록 제2 유출통로(88)의 직경과 상응하는 폭과 일정 깊이를 갖는 일측이 개구된 사각 단면 형태로 형성된다. 상기 제2 유출통로(88)는 상기 제1 오일포켓(82)의 저면에 관통되어 연통됨이 바람직하다.

상기 제1 유출통로(87)의 일측 단부는 밀폐용기(1) 저부에 있는 오일내에 잠기도록 하는 것이 바람직하며, 상기 제1 유출통로(87)는 상기 제1 유입통로(85)와 평행하게 프레임(80)에 형성된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 리니어 압축기 오일공급구조에서 오일이 순환 공급되는 과정은 먼저, 오일피더(70)에서 밀폐용기(1)의 저면에 고여있는 오일을 펌핑하게 되면 그 펌핑된 오일은 오일유입유로(C)인 제1 유입통로(85)와 제2 유입통로(86)를 통해 토출단 냉각용 오일순환유로(A)인 오일순환로(83)로 유입된다. 상기 오일순환로(83)로 유입된 오일은 오일순환로(83)를 순환하면서 토출단에서 발생되는 열을 1차로 냉각시키고 연통로(84)를 통해 마찰부 냉각용 오일순환유로(B)인 제1 오일포켓(82)으로 유입된다. 이때, 밀폐용기(1) 저면에 있는 오일이 바로 토출단측으로 유입되어 토출단을 냉각시키게 되므로 토출단의 냉각 효과가 좋게 된다.

그리고 상기 제1 오일포켓(82)으로 유입된 오일은 오일통공(21)을 통해 제2 오일포켓(41)으로 유입되어 실린더(20)와 피스톤(40)사이에 공급되면서 윤활 및 냉각 작용을 하게 된다. 이때 마찰부 냉각용 오일순환유로(A)로 유입된 오일은 토출단을 거쳐 유입되므로 오일의 온도가 상대적으로 높아 오일 점도가 낮아져 윤활 역할이 우수하게 이루어지게 된다. 상기 제2 오일포켓(41)으로 유입된 오일은 오일통공(21)과 제1 오일포켓(82)을 통해 오일유출유로(D)인 제2 유출통로(88)와 제1 유출통로(87)를 통해 밀폐용기(1)의 저면으로 복귀된다. 이때 제1,2 유출통로(87)(88)가 연통됨과 더불어 그 통로의 크기가 동일하게 되어 오일이 제1 유출통로(87)를 타고 흘러 밀폐용기(1) 저면으로 복귀되므로 유동 소음이 최소화된다.

본 발명의 오일공급구조에서 오일유입유로(C) 및 오일유출유로(D)는 반드시 프레임(10)에 설치해야 되는 것은 아니다. 상기 오일유입유로(C)는 별도의 파이프 등을 이용하여 오일피더(70)와 토출단 냉각용 오일순환유로(A)를 연결할 수 있으나 부품수 감소 및 조립 공정을 단순화하기 위하여 프레임(10)에 형성된 것이고, 상기 오일유출유로(D) 또한 반드시 필요한 것은 아니다. 마찰부 냉각용 오일순환유로(B)를 거친 오일은 별도의 통로 등을 통해 공중에서 낙하되어 밀폐용기(1) 저면으로 복귀되도록 할 수 있으나 유동 소음이 발생되는 것을 방지하기 위하여 오일유출유로(D)가 프레임(10)에 형성된 것이다. 이것 역시 별도의 파이프를 이용하여 밀폐용기(1) 저면으로 오일이 유도되도록 할 수 있으나 부품수 감소 및 조립 공정을 단순화하기 위하여 프레임(10)에 형성된 것이다.

이하, 본 발명의 리니어 압축기 오일공급방법 및 그 구조의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 밀폐용기(1)의 저면에 고인 상대적으로 온도가 낮은 오일이 상대적으로 고온부인 토출단으로 바로 유입되어 토출단을 냉각시키게 되므로 토출단의 냉각 효과가 좋게 되고 또한, 토출단을 거치면서 가열된 오일이 마찰부로 유입되므로 오일의 점도가 낮아져 실린더(20)와 피스톤(40)사이의 윤활작용이 우수하게 된다.

한편, 본 발명은 오일이 상대적으로 고온부인 토출단을 냉각시키고 상대적으로 토출단보다 저온부인 마찰부를 냉각시키게 되므로 마찰부의 냉각 효과가 상대적으로 저하될 우려가 있으나 이는 마찰부 및 그 측부에 설치된 모터에서 발생되는 열을 냉각시키기에 충분하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 리니어 압축기의 오일공급방법 및 그 구조는 토출단의 냉각 효과가 좋게 되므로 토출되는 가스의 온도 상승을 억제하게 될 뿐만 아니라 마찰부의 윤활 성능이 우수하게 되어 마모을 억제함과 더불어 압축 효율을 향상시킬 수 있고, 또한 오일의 유동 소음을 감소시켜 제품의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

저면에 오일이 채워진 밀폐용기내부에 프레임이 장착되고, 상기 프레임의 내부에 설치된 모터의 구동력에 의해 피스톤이 실린더내부를 직선 왕복운동하면서 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키며, 상기 프레임에 장착된 오일피더가 오일을 펌핑하여 오일을 공급하는 리니어 압축기에 있어서;

상기 오일피더에서 밀폐용기 저면에 채워진 오일을 펌핑하는 오일 펌핑단계와, 상기 오일피더에서 펌핑된 오일을 가스가 토출되는 토출단측으로 공급하여 상대적으로 고온부인 토출단을 냉각하는 토출단 오일 공급단계와, 상기 토출단측으로 공급된 오일을 실린더와 피스톤측의 마찰부측으로 공급하여 상대적으로 저온부인 마찰부를 윤활 및 냉각하는 마찰부 오일 공급단계와, 상기 실린더와 피스톤측의 마찰부를 윤활 및 냉각시킨 오일이 밀폐용기의 저면으로 복귀하는 오일 복귀단계를 포함하여 진행함을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급방법.
제1항에 있어서, 상기 마찰부 오일 공급단계에서 오일은 실린더를 냉각시킨 후 피스톤부로 이동하여 실린더와 피스톤간의 마찰을 줄이는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급방법.
제1항에 있어서, 상기 오일 복귀단계에서 마찰부를 윤활 및 냉각시킨 오일은 프레임의 일측면을 타고 흘러 밀폐용기 저면으로 복귀되도록 한 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급방법.
제1항에 있어서, 상기 오일 복귀단계에서 마찰부를 윤활 및 냉각시킨 오일은 프레임의 일측면을 타고 흘러 밀폐용기 저면에 고여있는 오일의 유면 밑으로 유입되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급방법.
저면에 오일이 채워진 밀폐용기와, 상기 밀폐용기의 내부에 장착되며 중앙에 관통구멍이 형성된 프레임과, 상기 관통구멍에 결합되는 실린더와, 상기 프레임에 장착되는 모터와, 상기 실린더의 내부에 삽입되어 모터의 구동력에 의해 직선 왕복운동하는 피스톤과, 상기 실린더의 일측에 결합되는 토출밸브 조립체와, 상기 프레임에 장착되어 오일을 펌핑하는 오일피더를 포함하여 구성된 리니어 압축기에 있어서;

상기 냉매 가스의 압축 및 토출이 이루어지는 토출단측에 토출단을 냉각시키도록 오일이 순환하는 토출단 냉각용 오일순환유로가 형성되고, 상기 실린더 및 피스톤 등으로 이루어지는 마찰부측에 마찰부를 냉각시키도록 오일이 순환하는 마찰부 냉각용 오일순환유로가 상기 토출단 냉각용 오일순환유로와 연통되게 형성되며, 상기 오일피더에서 펌핑된 오일이 토출단 냉각용 오일순환유로로 유입되도록 안내하는 오일유입유로가 형성되는 것을 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조.
제5항에 있어서, 상기 토출밸브 조립체는 실린더와 피스톤으로 이루어진 밀폐공간을 여닫는 토출밸브와, 상기 토출밸브를 탄력적으로 지지하는 탄성체와, 상기 탄성체를 지지하는 토출커버로 이루어짐을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조.
제5항에 있어서, 상기 토출단 냉각용 오일순환유로는 상기 실린더 외주면과 관통구멍 및 상기 토출커버에 의해 환형 홈 형상을 이루는 오일순환로와, 상기 오일순환로와 마찰부 냉각용 오일순환유로를 연통시키는 연통로로 이루어짐을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조.
제5항에 있어서, 상기 오일유입유로는 프레임의 일측면에 소정의 폭과 깊이와 길이를 갖도록 형성되어 상기 오일피더의 토출측에 연통되는 제1 유입통로와, 상기 제1 유입통로와 오일순환로를 연통시키는 제2 유입통로로 이루어짐을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조.
제5항에 있어서, 상기 마찰부 냉각용 오일순환유로는 상기 실린더가 삽입되는 프레임의 관통구멍 내주면에 소정의 폭과 깊이를 갖도록 형성되며 그 일측이 상기 연통로와 연통되고 그 타측이 밀폐용기의 내부와 연통되는 오일포켓이 형성되어 이루어짐을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조.
제9항에 있어서, 상기 오일포켓은 관통구멍의 내주면에 360°에 걸쳐 형성됨을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조.
제9항에 있어서, 상기 오일포켓과 피스톤의 외주면을 연통시키는 오일통공이 실린더에 형성되어 오일포켓으로 유입된 오일을 실린더와 피스톤사이에 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조.
제11항에 있어서, 상기 오일통공은 실린더에 다수개 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조.
제11항에 있어서, 상기 피스톤의 외주면에는 오일이 잔류할 수 있도록 소정의 폭과 깊이를 가지는 오일포켓이 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조.
제13항에 있어서, 상기 오일포켓은 피스톤의 외주면에 360°에 걸쳐 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조.
제5항에 있어서, 상기 마찰부 냉각용 오일순환유로는 상기 실린더에 형성된 오일통공과, 상기 피스톤의 외주면에 소정의 폭과 깊이를 갖도록 형성되며 그 일측이 상기 연통로와 연통되며 그 타측이 밀폐용기의 저부와 연통되는 오일포켓이 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조.
제15항에 있어서, 상기 오일포켓은 피스톤의 외주면에 360°에 걸쳐 형성됨을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조.
제5항에 있어서, 상기 마찰부 냉각용 오일순환유로는 별도로 형성된 오일유출유로에 의해 밀폐용기의 저부와 연통되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조.
제17항에 있어서, 상기 오일유출유로는 프레임의 일측면에 소정의 폭과 깊이와 길이를 갖도록 형성된 제1 유출통로와, 상기 제1 유출통로와 제1 오일포켓을 연통시키는 제2 유출통로로 이루어짐을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조.
제18항에 있어서, 상기 제1 유출통로의 일측 단부는 밀폐용기 저부에 있는 오일내에 잠기는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조.
제18항에 있어서, 상기 제1 유출통로는 상기 제1 유입통로와 평행하게 프레임에 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조.
제18항에 있어서, 상기 제1 유출통로는 제2 유출통로에서 유출된 오일이 타고 흘러 밀폐용기 저면으로 복귀되도록 제2 유출통로의 직경과 상응하는 폭과 일정 깊이를 갖는 일측이 개구된 사각 단면 형태로 형성됨을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조.