KR20000029037A

KR20000029037A - 리니어압축기

Info

Publication number: KR20000029037A
Application number: KR1019990044279A
Authority: KR
Inventors: 가와하라사다오; 아카자와데루유키
Original assignee: 모리시타 요이찌; 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 1998-10-13
Filing date: 1999-10-13
Publication date: 2000-05-25
Also published as: EP1503079A1; KR100609188B1; EP0994253B1; DE69926585D1; DE69943065D1; EP1503079B1; EP0994253A3; US6273688B1; DE69926585T2; EP0994253A2

Abstract

축선이 수평방향으로 행하는 실린더를 포함하는 리니어 압축기가 개시된다. 리니어 압축기는, 지지기구부에 의하여 밀폐용기내에 지지된 실린더와, 실린더와 동축으로 실린더의 축선방향을 따라 미끄럼운동 가능하게 지지된 피스톤과, 실린더에 고정된 고정부 및 피스톤에 고정된 가동부에 의한 자로를 형성함으로써 추력을 발생하는 리니어모우터를 포함하여 구성된다. 지지기구부는 실린더를 상기 밀폐용기내의 양끝단으로부터 지지하는 제 1 및 제 2 코일스프링을 포함하여 구성되며, 제 1 및 제 2 코일스프링중의 적어도 한쪽은 상호간에 병설된 다수개의 코일스프링을 포함하여 구성된다.

Description

리니어압축기{LINEAR COMPRESSOR}

본 발명은, 코일스프링에 의하여 밀폐용기내에 피스톤을 미끄럼가능하게 지지하는 실린더가 지지된 리니어압축기에 관한 것이다.

냉동 사이클에 있어서, R22 로 대표되는 HCFC 계 냉매는, 그 물성의 안정성으로부터 오존층을 파괴하는 것으로 언급되고 있다. 또한, 근년에는, HCFC 계 냉매의 대체냉매로서 HFC 계 냉매가 사용되고 있으나, 이 HFC 계 냉매는 온난화 현상을 촉진하는 성질을 가지고 있다. 그 때문에, 최근에는, 오존층의 파괴나 온난화 현상에 큰 영향을 미치지 않는 HC 계 냉매가 채용되기 시작하고 있다.

그러나, 이 HC 계 냉매는 가연성 때문에 폭발이나 발화를 방지하는 것이 안전성 확보의 면에서 필요하고, 그를 위하여, 냉매의 사용량을 극력 적게하는 것이 요청된다. 한편, HC 계 냉매는, 냉매자체로서 윤활성이 없고, 또한 윤활제에 녹아들어가기 쉬운 성질을 가진다. 이상으로부터, HC 계 냉매를 사용하는 경우에는 오일리스(oilless) 또는 오일퓨어(oil pure)의 압축기가 필요하고, 피스톤의 축선과 직교하는 방향으로 하중이 거의 작용하지 않는 리니어 압축기가 유효하게 된다.

리니어 압축기의 경우에는, 압축계통이 진동하므로, 외부로 진동이 전달되는 것을 방지할 필요가 있다.

또한, 리니어압축기는, 왕복식압축기, 로터리압축기 및 스크롤압축기와 비교하면, 오일리스화를 도모하기 쉬운 타입의 압축기로서 알려지고 있다.

그러나 이러한 리니어압축기에 있어서도, 실린더와 피스톤과의 사이에는 접동면이 존재하고, 이 접동면의 접동성의 좋고 나쁨이 리니어압축기의 효율이나 내구성에 영향을 준다. 그 때문에, 리니어압축기를 오일리스로 하는 것은 꽤 복잡한 대응이 필요하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 밀폐용기의 외부크기를 증가시키지 않고서 밀폐용기로 전달되는 리니어 압축기의 진동을 감소시킴에 있다.

본 발명의 제 2 의 목적은 피스톤의 축심방향으로 발생하는 진동뿐이 아니고, 축심에 대하여 둘레방향으로 발생하는 진동에 대해서도 유효하게 진동을 제어하는 것이 가능한 축지지 기구부를 제공함에 있다.

또한, 복수의 코일 스프링에 의하여 실린더가 지지될 때, 본 발명의 제 3 의 목적은 각각의 설치위치에 대응한 코일 스프링의 특성을 고려하지 않고, 동일한 코일스프링을 이용하는 것이 가능한 리니어 압축기를 제공함에 있다.

본 발명의 제 4 의 목적은 코일스프링에 의한 지지구성에 의하여 발생하는 밀폐용기내의 공간을 유효하게 이용하여, 토출관의 내진성을 향상시키는 것이다.

본 발명의 제 5 의 목적은 윤활유를 필요한 장소에 확실히 공급하는 것으로, 고효율이면서 고신뢰성을 갖는 리니어압축기를 제공하는 것이다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 압축기의 전체구조를 나타내는 단면도,

도 2는, 동 실시예에 따른 토출기구부를 나타내는 요부확대 단면도,

도 3은, 도 1 의 III-III 선에 따른 단면도,

도 4는, 도 1 의 IV-IV 선에 따른 단면도,

도 5는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 리니어 압축기의 전체구조를 나타내는 단면도,

도 6은, 도 5 의 윤활경로를 상세하게 나타내기 위한 요부확대 단면도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 실린더부 11 : 테두리부

12 : 보스부 13 : 통체부

14 : 공간부 15 : 흡입구

16 : 실린더 구멍 17 : 링

20 : 피스톤부 21 : 내공

22 : 막대체 23 : 라이너

24 : 플랜지부 24A : 구멍

24B : 측면부 24C : 단면부

25 : 연결축부 26 : 누름판

27 : 볼트 28 : 피스톤 몸체부

29 : 개폐밸브 30 : 리니어 모우터부, 스토퍼부

31 : 스토퍼부재 32 : 테이퍼면

33 : 관통구멍 34 : 테이퍼부

40 : 가동부 41 : 원통유지 부재

42 : 영구자석 43 : 통체

50 : 고정부 51 : 인너요크

52 : 아우터요크 53 : 코일

60 : 토출기구부 61 : 토출밸브 지지체

62 : 토출구멍 63 : 토출밸브

64 : 머플러 65 : 토출관

66 : 토출구 67 : 토출관

70 : 스프링 기구부 71, 72 : 스프링판

80 : 밀폐용기 81 : 후단판

82 : 전단판 83 : 몸체

84 : 공간부 85 : 흡입관

90 : 지지기구부 91 : 후단측 코일스프링

91A, 91B : 코일스프링 92 : 전단측 코일스프링

92A, 92B : 코일스프링

본 발명에 따른 리니어압축기는, 밀폐용기내에 지지기구부에 의하여 지지되는 실린더와, 상기 실린더와 동일한 축심으로 그 축선방향을 따라서 미끄럼이 자유롭게 지지되는 피스톤과, 상기 피스톤에 고정되는 가동부 및 상기 실린더에 고정되는 고정부에 의하여 자로(磁路)를 형성하여 추력(推力)을 발생시키는 리니어 모우터부를 구비한다.

실린더의 축선방향은 수평방향이다. 지지기구부는 상기 실린더를 상기 밀폐용기내의 양끝단으로부터 지지하는 제 1 및 제 2 의 코일 스프링을 포함하여 구성되며, 제 1 및 제 2 의 코일스프링중의 적어도 한 개는 상호간에 병설된 복수의 코일스프링을 포함하여 구성된다.

본 발명의 리니어 압축기는 윤활유 공급장치를 포함한다.

(실시예)

본 발명의 리니어 압축기의 실시예를 이하의 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리니어 압축기의 전체 구성을 나타낸다. 이 리니어 압축기는, 실린더부(10)와, 피스톤부(20)와, 리니어 모우터부(30)를 구성하는 가동부(40) 및 고정부(50)와, 토출기구부(60)와, 스프링 기구부(70)와 밀폐용기(80) 및 지지기구부(90)등으로 구성된다.

실린더부(10)는, 테두리부(11)와, 테두리부(11)로부터 도면에 나타낸 바와 같이 돌출하는 보스부(12)와, 피스톤부(20)를 유지하는 통체부(13)등을 일체구조로 형성한 것으로 이루어진다. 보스부(12)의 내부에는, 피스톤 몸체부(28)를 배열설치한 압축실을 형성하는 공간부(14)가 형성된다. 또한, 테두리부(11)측으로 형성한 흡입구(15)는 공간부(14)내로 연이어 통한다. 또한, 통체부(13)의 내부에 형성된 실린더 구멍(16)은, 공간부(14)에 연이어 통함과 함께 후단측을 개구한다(도면의 우측). 또한, 실린더 구멍(16)의 내면에는 얇은 금속재료로 이루어지는 링(17)이 끼워장착되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 실린더부(10)가 알루미늄재로 형성된 것으로, 이 링(17)은 미끄럼성의 향상을 위하여 형성되는 것이다.

피스톤부(20)는, 내공(21)을 형성하는 막대체(22)와 피스톤몸체(28)로 이루어지며, 본 실시예에서는 피스톤부(20)는 알루미늄재로 형성된다. 피스톤부(20)를 알루미늄재로 함으로써 경량화할 수 있고, 나중에 설명하는 스프링기구부(70)의 강성을 낮게 할 수가 있다.

또 피스톤부(20)는 내마모성을 높이기 위해서, 막대체(22) 및 피스톤몸체 (28)의 바깥둘레에 분할된 강철제의 얇은 라이너(23)를 끼워 장착하고 있다. 이 강철제의 얇은 라이너(23)는, 실린더부(10)측의 링체(17)에 미끄럼이 자유롭게 유지되어 있다. 피스톤부(20)의 후단(도면의 우측)에는 플랜지부(24)가, 전단(도면의 좌측)에는 피스톤몸체(28)가 설정된다. 플랜지부(24)는 피스톤부(20)를 끼워맞춤하는 구멍(24A)을 중앙부에 형성하고, 피스톤부(20)의 축심과 동심원형상의 측면부(24B)와, 피스톤부(20)의 축선에 대하여 직교하고 측면부(24B)에 인접하여 형성되는 단면부(24C)와 스프링기구부(70)에 연결하는 연결축부(25)를 갖는다. 또한 플랜지부(24)에는 단면부(24C)에 접촉하는 링체형상의 누름판(26)이 볼트(27)에 의하여 고정된다.

피스톤몸체(28)는 피스톤부(20)의 전단의 개구부측에 설정되는 개폐밸브(29)와, 개폐밸브(29)를 축선방향을 따라서 이동가능하게 지지함과 동시에 이동량을 규제하는 스토퍼부(30)를 형성하는 스토퍼부재(31)를 구비하고 있다. 그 전단의 개구부측에는 테이퍼면(32)이 형성된다.

또한 피스톤몸체(28)에는, 흡입냉매가 지나는 복수의 관통구멍(33)이 형성되고, 관통구멍(33)은 흡입구(15)에 각각 연이어 통한다. 스토퍼부재(31)는 피스톤부(20)의 내공(21)내에 축부를 끼워부착하고 피스톤몸체(28)의 선단에 고정된다. 한편 개폐밸브(29)는 피스톤본체(28)의 테이퍼면(32)에 접촉하는 테이퍼부 (34)를 가지며, 전단측에 평탄면(35)이 형성하는 콘형상부재로 이루어지며, 피스톤부(20)의 선단에 접동가능하게 지지된다.

이상의 구조에 의해 개폐밸브(29)는 상기 간격만큼 피스톤부(20)의 축선방향을 따라서 이동가능하며, 피스톤부(20)의 냉매압축방향으로의 이동시에는 개폐밸브 (29)의 테이퍼부(34)가 피스톤몸체(28)의 테이퍼면(32)에 접촉하여 관통구멍(33)을 폐지한다.

또 본 실시예에서는, 도 1에서 나타낸 바와 같이, 막대체(22)와 피스톤몸체 (28)는 별개체로 형성되어 있지만, 막대체(22)와 피스톤몸체(28), 또는 막대체(22) 및 플랜지부(24)가 일체로 형성되어도 좋다.

다음에 리니어모터부(30)를 설명한다. 리니어모터부(30)는, 가동부(40)와 고정부(50)로 이루어진다. 가동부(40)는 원통유지 부재(41)와, 영구자석(42)과, 통체(43) 등으로 구성된다. 또한 고정부(50)는, 인너요크(51), 아우터요크(52), 코일(53) 등으로 구성된다. 가동부(40)의 원통유지부재(41), 영구자석(42), 통체(43)는 전부 원통체 형상이며, 피스톤부(20)와 동심원형상으로 배설된다. 원통유지부재(41)는 얇은 부재로 이루어지며, 그 후 끝단측은 플랜지부(24)의 측면부(24B)에 바깥과 접한 상태로 배설된다. 또 원통유지 부재(41)는 플랜지부(24)에 끼워부착하거나 또는 개략 도면의 고정수단에 의해 고정지지된다. 이상으로 원통유지부재(41)는 피스톤부(20)와 동심원형상으로 배치된다.

영구자석(42)은 원통유지 부재(41)에 외접한 상태로 배설된다. 또한, 통체 (43)는 영구자석(42)에 외접한 상태로 배설된다. 또 본 실시예에서는 영구자석(42)은 원통유지 부재(41)와 통체(43)에 의하여 끼워 지지된다. 이상으로 원통유지부재 (41), 영구자석(42), 통체(43)는 피스톤부(20)에 대하여 동심원형상에 고정밀도로 배설된다.

고정부(50)는 인너요크(51)와, 아우터요크(52) 및 코일(53)로 이루어진다. 인너요크(51)는 원통체로 이루어지며 본 실시예에서는 실린더부(10)의 통체부(13)에 외접되어, 테부리부(11)에 고정된다. 또한 인너요크(51)의 바깥둘레와 원통유지 부재(41)와의 사이에는 미소한 극간이 형성된다. 이상으로 인너요크(51)는 실린더부(10) 및 피스톤부(20)와 동심원형상에 배치된다. 한편 아우터요크(52)는, 마찬가지로 원통체로 이루어져 있으며, 통체(43)의 바깥둘레에 미소한 극간을 형성하도록 배설되어, 실린더부(10)의 테두리에 고정된다. 이상으로, 가동부(40)와 고정부(50)는 동심원형상에 고정밀도로 유지된다.

다음에 토출기구부(60)에 관해서 설명한다. 도 2 는 토출기구부(60)를 나타내는 부분단면도이다.

토출밸브지지체(61)는 실린더부(10)의 전단에 고정되고, 그 중심부에는 토출구멍(62)이 형성된다. 또한, 토출구멍(62)에는 토출밸브(63)가 설치된다. 머플러 (64)는 토출밸브지지체(61)에 고정된다. 한편 소용돌이형상 토출관(65)은 그 기초끝단측을 머플러(64)의 토출구(66)에 연결함과 동시에 전단측에 토출관(67)을 형성한다.

도 2 에 나타낸 바와 같이, 소용돌이형상 토출관(65)은 파이프재를 소용돌이형상으로 구부린 것으로 이루어진다. 소용돌이형상 토출관(65)의 일부는 실린더부(10)나 머플러(64)의 바깥둘레공간으로 회전되어 감긴다. 이와 같이 소용돌이형상 토출관(65)의 일부를 실린더부(10)나 머플러(64)의 바깥둘레공간으로 회전하여 감음으로써, 밀폐용기(80)의 전체 길이를 더욱 감소시키는 것이 가능하다. 소용돌이형상 토출관(65)의 스프링계수는 지지기구부(90)보다 작게 설정된다. 소용돌이형상 토출관(65)의 스프링계수를 지지기구부(90)보다 작게 설정함으로써, 실린더의 진동이 지지기구부(90)에 의하여 신뢰도있게 방지되며, 토출관(65)상의 부하가 감소된다. 따라서, 토출관(65)의 내진성이 제고될 수 있으며, 토출관(65)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 소용돌이권형상토출관(65)과 토출관(67)과는 일체로 구성되어 있거나, 별도의 부재의 것을 연결한 것이거나 상관없다.

다음에 스프링기구부 및 밀폐용기(80)에 관해서 도 1에 따라서 설명한다.

스프링기구부(70)는, 후방측에 배치되는 평판상의 스프링판(71) 및 (72)으로 이루어진다. 도시한 바와 같이 스프링판(71) 및 (72)은 실린더부(10)에 끝단테두리측을 지지하도록 설치되며, 피스톤(20)은 스프링판(71) 및 (72)을 가로질러 설치된다.

밀폐용기(80)는, 후단판(81)과 전단판(82)과 이들 사이에 원통형의 몸체(83)를 고정부착한 통체형상의 용기로 이루어지며, 내부에 공간부(84)를 형성한다. 그리고 공간부(84)에 리니어압축기의 구성요소가 수납된다. 또한 후단판(81)에는 흡입관(85)을, 전단판(82)에는 토출관(67)을 설치하고 있다.

흡입관(85)을 밀폐용기의 끝단에 마련함으로써, 지지기구부를 배치하는데 필요한 공간을 이용하여 흡입관(85)을 마련하는 것이 가능하다. 따라서, 고압형 압축기에 있어서, 흡입관을 길게 하거나, 또는 진동을 견딜수 있는 내진구조를 채택할 수 있다.

유사하게, 밀폐용기의 끝단에 토출관(67)을 마련함으로써. 지지기구부를 배치하는데 필요한 공간을 이용하여 토출관(67)을 마련하는 것이 가능하다. 따라서, 고압식 압축기에 있어서, 토출관(67)을 길게 하거나, 또는 진동을 견딜수 있는 내진구조를 채택하는 것이 가능하다. 또한, 고압식 압축기의 경우에, 후술하는 윤활유가 사용되는 때에는, 오일을 분리하는 공간이 형성될 수 있다.

다음에, 지지기기부(90)를 설명한다. 도 3 은 도 1 의 III-III 선에 따른 단면도이며, 도 4 는 도 1 의 IV-IV 선에 따른 단면도이다.

지지기구부(90)는 후단측 코일스프링(91)과 전단측 코일스프링(92)로 이루어진다. 후단측 코일스프링(91)은, 실린더부(10)에 고정되는 가설판(93)과 밀폐용기 (80)의 후단판(81)과의 사이에, 전단측 코일스프링(92)은, 머플러(64)와 밀폐용기 (80)의 전단판(82)과의 사이에 배설된다. 이와 같이, 후단측 코일스프링(91)과 전단측 코일스프링(92)은, 실린더(10)를 양측부로부터 지지하고 있다. 또한, 후단측 코일스프링(91)은 2개의 코일 스프링(91A),(91B)을 횡방향으로 병설하고, 전단측 코일스프링(92)은 2개의 코일스프링(92A),(92B)을 횡방향으로 병설하고 있다. 따라서, 후단측 코일용수철(91A),(91B)과 전단측 코일스프링(92A),(92B)은 거의 동일한 하중이 걸리는 것이므로, 같은 용수철정수의 것을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 전단측 코일스프링 및 후단측 코일스프링의 각각은 2개의 코일스프링을 포함하여 구성되므로, 내진성을 향상시키는 것이 가능하며, 지지기구부주위의 충분한 공간을 형성하고, 예를 들어 토출관등을 감기에 충분하다.

본 실시예에서는, 전단측 코일스프링(92) 및 후단측 코일스프링(91)이 2개의 코일스프링을 병설한 것으로 설명하였으나, 전단측 코일스프링(92) 및 후단측 코일스프링(91)중의 적어도 한쪽을 2개의 코일스프링으로 구성하는 것으로, 실린더부 (10)의 축심에 대하여 둘레방향의 움직임을 유효하게 방지하는 것이 가능하다. 이 때, 상기 실시예와 같은 구성에서는, 전단측 코일스프링(92)을 2개의 코일스프링으로 구성하는 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 구성으로 소용돌이형상 토출관(65)을 감는 공간을 충분히 확보하는 것이 가능하고, 토출관(65)의 내진성을 제고하는 것이 가능하기 때문이다.

또한, 상기의 실시예에서는, 전단측 코일스프링(92)을 구성하는 2개의 코일스프링(92A),(92B)과, 후단측 코일스프링(91)을 구성하는 2개의 코일스프링 (91A),(91B)을 횡방향으로 병설한 것으로 설명하였으나, 종방향으로 설치하는 것이나, 그밖의 각도를 두고 설치하는 것이라도 좋다. 또한, 3개의 코일스프링, 혹은 그 이상의 코일스프링으로 구성하는 것으로, 하나의 코일스프링의 스프링정수를 적게하는 것이 가능하고, 보다 내진성을 향상시킬 수 있다. 단, 소용돌이 형상 토출관(65)을 감는 공간을 충분히 확보하기 위하여는, 코일스프링은 적은 쪽이 바람직하고, 3개이하로 구성하는 것이 바람직하다.

다음에 본 실시예의 리니어압축기의 작용을 설명한다.

우선, 고정부(50)의 코일(53)에 통전하면, 가동부(40)의 영구자석(42)과의 사이에 플레밍의 왼손의 법칙에 따라서 전류에 비례한 추력이 발생한다. 이 추력의 발생에 의해 가동부(40)에 축선방향을 따라서 후퇴하는 구동력이 작용한다. 가동부(40)의 원통유지부재(41)는 플랜지부(24)에 고정되고, 플랜지부(24)는 피스톤부(20)에 연결되어 있기 때문에, 피스톤부(20)가 후퇴한다. 피스톤부(20)는, 실린더부(10)에 접동이 자유롭게지지되어 있기 때문에, 그 축선방향을 따라서 후퇴한다.

한편 피스톤부(20)의 후퇴에 따라 개폐밸브(29)는 피스톤몸체(28)에 자유롭게 지지되어 있기 때문에, 피스톤부(20)의 후퇴에 의해 그 사이에 극간이 생긴다.

여기서 코일(53)에의 통전은, 정현파로 주어지고 리니어모터부에는 정역(正逆)의 추력이 교대로 발생한다. 그리고 이 교대로 발생하는 정역의 추력에 의해서 피스톤부(20)는 왕복운동을 하게 된다.

냉매는 흡입관(85)으로부터 밀폐용기(80)내에 도입된다. 이 밀폐용기(80)내에 도입된 냉매는 주로 외측요크(52)의 바깥둘레를 지나 실린더부(10)의 흡입구(15)에서 실린더부(10)의 공간부(14)내로 도입된다. 그리고 이 냉매는, 피스톤부(20)의 후퇴에 의해서 개폐밸브(29)의 테이퍼부(34)와 피스톤본체(28)의 테이퍼면(32)과의 사이에 생기는 극간에서 흡입압축실(68)내에 들어간다. 그리고 피스톤부(20)의 전진에 의해서 흡입압축실(68)내의 냉매를 압축한다. 압축된 냉매는, 토출밸브(63)를 개방하고 토출밸브지지체(61)의 토출구멍(62)을 지나 머플러(64)내에 들어가, 확산되고 소음되어, 토출구(66)로부터 소용돌이형상 토출관(65)내에 들어가서 토출관(67)으로부터 외측으로 토출된다.

이상과 같은 피스톤부(20)의 왕복운동에 따라 생기는 실린더부(10)의 진동은, 후단측 및 전단측 코일스프링(91,92)에 의해 진동이 제어된다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 밀폐용기의 외형크기를 크게하는 일이 없이, 밀폐용기에 전해지는 진동의 절감을 도모할 수 있다. 즉, 후단측 코일스프링(91) 및 전단측 코일스프링(92)에 의하여 피스톤의 축심방향으로 발생하는 진동뿐이 아니고, 축심에 대하여 둘레방향으로 발생하는 진동에 대하여도 유효하게 진동을 방지하는 것이 가능하며, 실린더등이 균형좋게 안정지지된다. 또한, 코일스프링(91) 및 (92)에 대하여 동일한 코일스프링부재가 사용될 수 있으며, 부품의 관리를 용이하게 하고, 가격을 절감할 수 있다. 또한, 토출관을 스프링형상으로 감고, 지지기구부의 스프링정수를 이 토출관의 스프링정수보다 크게 함으로써, 그 내진성의 향상이 도모됨과 함께, 압축기의 전체길이가 단축되어 소형화를 도모할 수 있다.

도 5 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리니어 압축기의 전체구조를 나타낸다. 이 리니어 압축기는 실린더(10)의 하부에 윤활유공급장치가 추가된 점을 제외하고는 도 1에서 나타낸 것과 동일하다. 도 5 에 있어서, 약간의 상이한 부분을 포함하여 도 1에서 나타낸 것과 동일한 구성부분에 대응하는 구성부는 동일한 부호를 부여하였다. 이하에서, 도 1에서 나타낸 부분과 상이한 부분에 대하여 주로 설명한다.

윤활유공급장치(1)는 실린더케이스(1A)와, 이 실린더케이스(1A) 내에 왕복운동가능하게 수납되어 있는 피스톤(1B)과, 피스톤(1B)의 양끝단과 실린더케이스(1A)의 단면과의 사이에 형성되는 흡입공간(1C)과 배출공간(1D)에 각각 배설되는 스프링(1E,1F)으로 이루어진다. 실린더케이스(1A)는, 그 일끝단측의 흡입공간(1C)에 연이어 통하는 흡입구(1G)와, 그 외의 일끝단측의 배출공간(1D)에 연이어 통하는 배출구(1H)를 형성하고 있다.

피스톤(1B)은 흡입공간(1C)과 배출공간(1D)을 연이어 통하는 통로(1K)를 가지며, 이 통로(1K)에는, 흡입공간(1C)으로부터 배출공간(1D)으로만만 윤활유가 이동가능한 밸브 본체(1J)를 구비하고 있다.

실린더부(10)의 안둘레면에는, 피스톤부(20)의 축선방향을 따라서 기름홈(2)이 형성되어 있다. 이 기름홈(2)은 실린더부(10)의 후단까지 연속하여 설치되어 있다.

피스톤부(20)의 피스톤몸체(28)가 삽입되는 실린더부(10)의 보스부(12)에는, 라이너(17C)가 끼워장착되어 있다. 그리고 이 라이너(17C)에는 기름구멍(4)이 형성되어 있다. 이 기름구멍(4)은, 피스톤두부(28)의 미끄럼운동영역의 중앙위치보다도, 압축실과 반대측에 위치시켜 설치된다. 이와 같이 기름구멍(4)을 압축실과 떨어뜨려 설치함으로써, 압축실로 흘러들어가는 윤활유의 양을 감소하고, 피스톤 몸체(28)의 미끄럼면을 윤활하는 것이 가능하다. 따라서, 압축된 냉매와 함께 밀폐용기(80)로부터 윤활유가 토출되는 것을 방지할 수 있다.

실린더(10)에는, 기름홈(5)이, 이 기름구멍(4)과 연이어 통하도록 형성되어 있다.

또한 실린더부(10)에는 윤활유공급장치(1)의 배출구(1H)와 기름홈(2)을 연이어 통하는 유로(6)가 설정되고, 이 유로(6)는 유로(7)를 통해 기름홈(5)에 연통하고 있다.

플랜지부(24)가 피스톤부(20)에 착탈가능하게 나사식부착이 되어 있다. 각 강철제의 얇은 라이너(23)는 피스톤부(20)의 막대체(22)의 바깥둘레에 플랜지부 (24)측에서 삽입되어 단붙임부에서 위치규제되어 끼워져 부착된다. 또한, 전후의 강철제 얇은 라이너(23)의 사이에는 극간(27)이 형성되고, 극간(27)과 마주보는 피스톤부(20)의 막대체(22)의 바깥둘레의 윗쪽에는 관통구멍(3)이 형성된다. 또, 관통구멍(3)은 내공(21)에 연통하고 있다.

개폐밸브(29)에는 적절한 간격을 통해 스토퍼부(30)에 접촉하는 단붙임면(36)이 형성된다. 이상의 구조에 의해, 개폐밸브(29)는 상기 간격만큼 피스톤부 (20)의 축선방향을 따라서 이동가능하며, 피스톤부(20)의 냉매압축방향으로의 이동시에는 개폐밸브(29)의 테이퍼부(34)가 피스톤두부(28)의 테이퍼면(32)에 접촉하여 관통구멍(33)을 폐쇄한다.

또 본 실시예에서는, 막대체(22)와 피스톤두부(28)는 일체로 형성되어 있지만 별체라도 좋다.

원통유지부재(41)는 도시하지 않은 고정수단에 의하여 고정되거나 플랜지 (24)에 끼워진다. 원통유지부재(41)는 피스톤(20)과 동심형상으로 배치된다.

본 실시예의 리니어 압축기의 작용에 대하여 설명한다. 피스톤(20)의 왕복운동, 냉매의 흡입, 압축, 배출작용은 도 1에서 나타낸 것과 동일하므로, 그의 설명은 생략한다.

본 실시예의 윤활유 공급장치(1)의 작동에 의한 실린더(10) 및 피스톤(20)의 윤활작용에 대하여, 도 5 및 도 5 의 부분확대도인 도 6을 참조하여 설명한다.

실린더부(10)는 밀폐용기(80)에 탄성지지되어 있기 때문에, 피스톤부(20)의 왕복운동에 의해서 실린더부(10)는 진동한다. 이 진동에 따라 실린더부(10)에 고정되어 있는 윤활유공급장치(1)도 진동한다.

따라서 실린더케이스(1A)에 스프링에서 지지되어 있는 피스톤(1B)은, 실린더케이스(1A) 내에서 수평방향으로 왕복동작을 행한다. 이 피스톤(1B)이 흡입공간(1C) 측으로 이동함으로써, 흡입공간(1C)의 윤활유는 통로(1I)를 지나 배출공간(1D)으로 이동한다.

여기서 피스톤(1B)이 배출공간(1D) 측으로 이동할 때에는 밸브 본체(1J)는 통로(1K)를 폐쇄하기 때문에, 배출공간(1D) 내의 윤활유는 배출구(1H)로부터 유로(6)내에 도입된다. 유로(6)에 들어간 윤활유는 유로(7)측으로 진행하는 것과 그대로 기름홈(2)측에 진행하는 것으로 분리된다. 유로(6)로 진행된 윤활유는 기름홈(5)에 들어가 기름구멍(4)으로부터 실린더부(10)의 라이너(17C)의 내면과 피스톤몸체(28) 외면의 강철제 얇은 라이너(23)와의 사이에 침입하여 윤활을 행한다. 한편, 기름홈(2)에 진행한 윤활유는 라이너(17A,17B)의 사이에서 강철제 얇은 라이너(23)의 극간(27)에 침입하여 윤활을 행한다. 또한, 극간(27)에 도입된 윤활유는 상부에 관통구멍(3)을 형성하고 있기 때문에, 윤활유는 아래쪽에서 윗쪽으로 유도되어, 옆쪽이나 윗쪽의 윤활을 행한다. 또 윤활유는, 관통구멍(3)으로부터 후단에 개구하고 있는 내공(21)을 지나 밀폐용기(80)내 바닥부에 흘러내리기 때문에, 윤활유공급장치(1)측에서는 항상 새로운 기름이 공급되게 된다.

이와 같이 윤활유를 피스톤(20)과 실린더(10)사이의 미끄럼면으로 공급함으로써, 효율적이고 신뢰성있는 리니어 압축기를 제공할 수 있다.

또한, 도 5에서 나타낸 바와 같이, 실린더(10)의 축방향은 수평으로 향하여 수평한 리니어 압축기를 형성하며, 피스톤(20)과 실린더(10) 사이의 미끄럼부를 밀폐용기(80)의 바닥에서 윤활레벨에 가깝게 할 수 있다. 따라서, 윤활부를 낮추고, 윤활유의 공급경로를 단축하는 것이 가능하며, 윤활유의 양이 적어도 신뢰성있게 윤활유를 공급하는 것이 가능하다.

또한, 피스톤의 상부에 형성된 구멍으로부터 중앙구멍으로 피스톤의 외부둘레로 윤활유를 도입함으로써, 피스톤의 상부까지 윤활유를 신뢰도있게 공급하는 것이 가능하다. 즉, 리니어 압축기에 있어서는, 피스톤이 회전하지 않고 수평방향으로 미끄러지므로, 아래쪽으로부터 공급되는 윤활유가 위쪽으로 용이하게 공급되지 않는다. 그러나, 본 실시예에서와 같이 윤활유가 상부로부터 공급되면, 윤활유는 피스톤의 측부를 통하여 아래쪽으로부터 위로 흐르므로, 피스톤의 상부로 향하여 측면으로부터 윤활유를 공급하는 것이 가능하다.

본 실시예에서는 피스톤부(20)의 막대체(22)에 강철제 얇은 라이너(23)를 끼워부착하였지만, 막대체(22)의 바깥둘레에 기름홈을 형성하더라도 좋다. 본 실시예에 있어서는, 리니어 압축기내의 필요한 부위로 윤활유를 신뢰성있게 공급하는 것이 가능하므로, 효과적이고 신뢰성있는 리니어 압축기를 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면, 밀폐용기의 외형크기를 크게 하지 않고서, 밀폐용기로 전달되는 진동의 절감을 도모할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 윤활유를 필요한 개소에 확실히 공급함으로써 고효율 또한 고신뢰성을 갖는 리니어압축기를 제공할 수 있다.

Claims

밀폐용기내에 지지기구부에 의하여 지지되는 실린더와, 상기 실린더와 동일한 축심에서 그 축선방향을 따라서 미끄럼운동이 자유롭게 지지되는 피스톤과, 상기 피스톤에 고정되는 고정부에서 자로를 형성하여 추력을 발생시키는 리니어 모우터부를 포함하여 구성되며, 상기 지지기구부는, 상기 실린더를 상기 밀폐용기내의 양끝단으로부터 지지하는 제 1 및 제 2 코일스프링을 포함하여 구성되며, 상기 제 1 및 제 2 코일스프링중의 적어도 한쪽은 상호간에 병설된 다수개의 코일스프링을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 코일스프링은, 같은 수의 코일스프링으로 구성한 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제 2 항에 있어서, 상기 실린더의 상기 축방향은 수평방향을 향하며, 상기 제 1 및 제 2 코일스프링의 각각은 2개의 코일스프링을 횡방향으로 병설한 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제 1 항에 있어서, 상기 밀폐용기의 끝단부에, 압축냉매를 외부로 방출하는 토출관을 설치한 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제 1 항에 있어서, 상기 밀폐용기의 끝단부에, 압축냉매를 내부로 도입하는 흡입관을 설치한 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제 1 항에 있어서, 상기 실린더는 그이 한쪽 끝단에 압축실이 형성되며, 상기 압축실에서 압축된 냉매를 방출하기 위하여, 상기 실린더의 상기 한쪽 끝단에 대응하는 그의 한쪽 끝단에 토출관을 가지며, 상기 제 1 코일스프링은 상기 실린더의 상기 한쪽 끝단을 지지하며, 상기 제 2 코일 스프링을 구성하는 코일스프링의 수는 상기 제 1 코일스프링을 구성하는 코일스프링의 수보다 많게 한 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
밀폐용기내에 지지기구부에 의하여 양끝단으로부터 지지되는 실린더와, 상기 실린더와 동일한 축심으로 그의 축선방향을 따라 미끄럼운동이 자유롭게 지지되는 피스톤과, 상기 피스톤에 고정되는 가동부 및 상기 실린더에 고정되는 고정부에 의하여 자로(磁路)를 형성함으로써 추력(推力)을 발생시키는 리니어 모우터부를 포함하여 구성되며, 상기 실린더에는 그의 한쪽 끝단에 압축실이 형성되며, 상기 압축실에서 압축된 냉매를 상기 밀폐용기밖으로 방출하기 위한 토출관을 더욱 포함하여 구성되며, 상기 토출관은 상기 지지기구부의 한쪽 끝단의 바깥둘레주위에 소용돌이형상으로 감아 설치되며, 상기 지지기구부의 한쪽 끝단의 스프링정수는 상기 토출관의 스프링정수보다 크게 설정된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제 7 항에 있어서, 상기 토출관의 한부분을 상기 실린더의 바깥둘레에 설치한 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
밀폐용기의 내부에 탄성지지되는 실린더와, 상기 실린더와 동일축심으로 그 축선방향을 따라서 미끄럼운동이 자유롭게 지지되는 피스톤과, 상기 피스톤에 고정되는 가동부와 상기 실린더에 고정되는 고정부에 의하여 자로를 형성함으로써 상기 피스톤을 그의 축선방향으로 왕복운동시키는 추력을 발생시키는 리니어모터부를 포함하여 구성되고, 상기 밀폐용기내에 윤활유가 봉입되며, 상기 실린더의 하부에는 윤활유 공급장치가 마련되며, 상기 윤활유 공급장치는, 상기 밀폐용기내 바닥부에 저장된 윤활유를 상기 피스톤과 상기 실린더와의 사이의 미끄럼면에 공급하는 것을 특징으로 하는 리니어압축기.
제 9 항에 있어서, 상기 윤활유 공급장치는 실린더케이스에 미끄럼운동이 자유롭게 지지되는 미끄럼운동 부재를 가지며, 상기 미끄럼운동 부재의 미끄럼운동 방향을, 상기 피스톤의 축선방향으로 설정한 것을 특징으로 하는 리니어압축기.
제 10 항에 있어서, 상기 미끄럼운동부재를 상기 실린더케이스내에서 탄성부재로 지지하고 있는 것을 특징으로 하는 리니어압축기.
제 9 항에 있어서, 상기 피스톤의 바깥둘레 및 상기 실린더의 안둘레의 적어도 한쪽에 라이너가 설치되고, 상기 라이너는, 상기 피스톤의 축선방향으로 분할되고, 상기 윤활유공급장치에 의해서 공급된 윤활유가 상기 분할된 라이너사이에 공급되는 것을 특징으로 하는 리니어압축기.
제 9 항에 있어서, 상기 피스톤의 압축실측에 피스톤몸체가 형성되고, 상기 실린더의 안둘레면에는 상기 피스톤몸체의 바깥둘레면으로 윤활유를 공급하는 기름홈이 형성되며, 상기 기름홈은 상기 피스톤몸체의 미끄럼운동영역의 중앙위치에 관하여 상기 압축실과 반대측에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 리니어압축기.
제 9 항에 있어서, 상기 실린더의 축선방향이 수평방향을 향하고 있는 것을 특징으로 하는 리니어압축기.
제 14 항에 있어서, 상기 윤활유공급장치에 의해서 공급되는 윤활유를 상기 피스톤의 바깥둘레로 향하여 아래쪽에서 공급하며, 상기 피스톤의 상부에는 상기 피스톤의 내부구멍에 연이어 통하는 관통구멍을 형성하고, 상기 피스톤의 바깥둘레에 공급된 윤활유를 상기 관통구멍으로부터 상기 내부구멍으로 도출하는 것을 특징으로 하는 리니어압축기.
밀폐용기내에 지지기구부에 의하여 지지되는 실린더와, 상기 실린더와 동일한 축심에서 그 축선방향을 따라서 미끄럼운동이 자유롭게 지지되는 피스톤과, 상기 피스톤에 고정되는 가동부 및 상기 실린더에 고정되는 고정부에 의하여 자로(磁路)를 형성함으로써 추력(推力)을 발생시키는 리니어 모우터부와, 상기 실린더의 진동에 의하여 상기 실린더 및 상기 피스톤사이의 미끄럼면으로 윤활유를 공급하기 위하여 상기 실린더의 하부에 설치된 윤활유공급수단을 포함하여 구성되며, 상기 지지기구부는 상기 실린더를 상기 밀폐용기내의 양끝단으로부터 지지하는 제 1 및 제 2 코일스프링을 포함하여 구성되며, 상기 제 1 및 제 2 코일스프링중의 적어도 한쪽은 상호간에 병설된 다수개의 코일스프링을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.