KR20010081642A

KR20010081642A - 리니어 압축기의 오일공급구조

Info

Publication number: KR20010081642A
Application number: KR1020000007557A
Authority: KR
Inventors: 최기철
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 2000-02-17
Filing date: 2000-02-17
Publication date: 2001-08-29

Abstract

본 발명은 리니어 압축기의 오일공급구조에 관한 것으로, 본 발명은 내부에 압축공간이 형성된 실린더와 모터의 구동력을 전달받아 상기 실린더의 압축공간에서 직선 왕복 운동하는 피스톤과 상기 실린더의 압축공간을 개폐하는 토출밸브와 상기 피스톤에 결합되어 그 피스톤의 내부에 냉매 가스가 유동하도록 형성된 냉매유로를 개폐하여 냉매유로를 통해 실린더의 압축공간으로 냉매 가스가 흡입되도록 하는 흡입밸브를 포함하여 구성된 리니어 압축기에서, 상기 피스톤의 외주면에 소정의 폭과 깊이를 갖도록 오일포켓이 형성되고 그 오일포켓으로 오일이 유입되도록 상기 실린더의 일측에 오일통공이 형성되며 상기 피스톤의 오일포켓으로 유입된 오일이 피스톤의 냉매유로로 유입되도록 피스톤에 오일유입통공이 형성되도록 구성하여 고온 고압상태인 냉매 가스가 토출되는 토출측에 위치하여 개폐작용을 하는 토출밸브와 흡입밸브측에 오일이 공급되도록 함으로써 토출밸브 및 흡입밸브의 개폐작용시 접촉에 의한 밸브의 마모를 억제할 뿐만 아니라 밸브의 실링력을 높일 수 있도록 한 것이다.

Description

리니어 압축기의 오일공급구조{STRUCTURE FOR FEEDING OIL IN LINEAR COMPRESSOR}

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로, 특히 피스톤의 직선 왕복 운동에 의해 냉매 가스가 실린더의 압축공간으로 유입되고 압축되어 토출되도록 작동하는 토출밸브 및 흡입밸브측에 오일 공급이 원활하게 이루어질 수 있도록 한 리니어 압축기의 오일공급구조에 관한 것이다.

일반적으로 압축기(Compressor)는 공기나 냉매 가스 등의 유체를 압축시키는 기계이다. 상기 압축기의 일례로 리니어 압축기는 모터의 직선 구동력이 피스톤에 전달되어 피스톤이 실린더내부를 직선 왕복 운동하면서 냉매가스를 흡입하고 압축하게 된다.

도 1은 상기 리니어 압축기의 일례를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 내부에 소정의 오일이 채워지는 밀폐용기(1)와, 상기 밀폐용기(1)의 내부에 장착되는 프레임(10)과, 상기 프레임(10)에 관통 형성된 실린더 삽입구멍(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)사이인 간극에 삽입되는 마그네트(32)와, 상기 실린더(20)에 삽입됨과 더불어 마그네트(32)가 결합되는 마그네트 홀더(33)에 연결되어 마그네트(32)의 직선 움직임에 의해 직선 왕복 운동하는 피스톤(40)을 포함하여 구성되며, 상기피스톤(40)의 내부에는 냉매가스가 유동하는 관통된 냉매유로(F)가 형성되어 있다.

그리고 상기 프레임(10)의 일측에 소정의 형상을 갖는 커버(50)가 복개 결합되고, 상기 피스톤(40)과 연결되는 마그네트 홀더(33)의 양측에 위치하여 피스톤(40)의 움직임을 탄성적으로 지지하는 메인스프링(51)이 각각 삽입되어 있다. 그리고 상기 실린더(20)의 일측에 캡 형태로 형성된 토출커버(60)가 결합되고, 상기 토출커버(60)의 내부에 실린더(20)의 압축공간(P)을 개폐하는 토출밸브(61) 및 밸브스프링(62)이 삽입되며, 상기 피스톤(40)의 단부에 가스의 흡입에 따라 개폐되는 흡입밸브(63)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 전원이 인가되면 모터의 작동으로 마그네트(32)가 직선 왕복운동하게 되며, 그 직선운동이 마그네트 홀더(33)를 통해 피스톤(40)에 전달되어 피스톤(40)이 실린더(20)내부를 직선 왕복 운동하게 된다. 상기 피스톤(40)의 직선왕복운동에 의해 흡입밸브(63)와 토출밸브(61)가 작동하면서 밀폐용기(1)내로 유입된 냉매가스가 피스톤(40)내부에 형성된 냉매유로(F) 및 흡입밸브(63)를 통해 실린더(20)내부로 흡입되어 압축되고 토출밸브(61) 및 토출커버(60)를 통해 토출되는 과정을 반복하게 된다.

한편, 상기 피스톤(40)이 실린더(20)내부을 직선 왕복 운동하면서 이루어지는 슬라이딩을 원활하게 할 뿐만 아니라 냉매가스 압축시 발생되는 열을 방열시키기 위하여오일피더(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 실린더 삽입구멍(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 실린더 삽입구멍(11)에 실린더(20)의 삽입시 실린더(20) 외경과 실린더 삽입구멍(11) 내경과의 직경차로 인하여 링홈 형태의 오일순환로(13)가 형성되며, 상기 오일순환로(13)는 실린더 삽입구멍(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 2에 도시한 바와 같이, 모터의 구동력을 전달받아 피스톤(40)이 실린더 내부에서 직선 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)과실린더(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.

그러나 상기한 바와 같은 구조는 냉매 가스가 압축되어 토출되는 토출측, 즉 실린더(20)의 토출단부와 토출밸브(61) 그리고 토출커버(60)가 가열되어 고온의 상태가 유지됨에도 불구하고 오일이 충분히 공급되지 않아 토출밸브(61) 및 흡입밸브(63)의 실링이 약화될 뿐만 아니라 개폐시 접촉 마찰이 발생됨으로써 토출밸브(61) 및 흡입밸브(63)의 마모가 발생하게 되고 압력 누설이 생기게 되는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 피스톤의 직선 왕복 운동에 의해 냉매 가스가 실린더의 압축공간으로 유입되고 압축되어 토출되도록 작동하는 토출밸브 및 흡입밸브측에 오일 공급이 원활하게 이루어질 수 있도록 한 리니어 압축기의 오일공급구조를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 리니어 압축기의 단면도,

도 2는 상기 리니어 압축기의 오일공급유로를 중심으로 도시한 부분 단면도,

도 3은 본 발명의 리니어 압축기 오일공급구조를 도시한 단면도,

도 4는 본 발명의 리니어 오일공급구조의 측단면도,

도 5는 본 발명의 리니어 압축기 오일공급구조의 작동상태를 도시한 단면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 ; 밀폐용기 20 ; 실린더

22 ; 오일통공 40 ; 실린더

42 ; 오일포켓 43 ; 오일유입통로

61 ; 토출밸브 63 ; 흡입밸브

F ; 냉매유로 M ; 모터

P ; 압축공간

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 내부에 압축공간이 형성된 실린더와 모터의 구동력을 전달받아 상기 실린더의 압축공간에서 직선 왕복 운동하는피스톤과 상기 실린더의 압축공간을 개폐하는 토출밸브와 상기 피스톤에 결합되어 그 피스톤의 내부에 냉매 가스가 유동하도록 형성된 냉매유로를 개폐하여 냉매유로를 통해 실린더의 압축공간으로 냉매 가스가 흡입되도록 하는 흡입밸브를 포함하여 구성된 리니어 압축기에 있어서, 상기 피스톤의 외주면에 소정의 폭과 깊이를 갖도록 오일포켓이 형성되고 그 오일포켓으로 오일이 유입되도록 상기 실린더의 일측에 오일통공이 형성되며 상기 피스톤의 오일포켓으로 유입된 오일이 피스톤의 냉매유로로 유입되도록 피스톤에 오일유입통공이 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조가 제공된다.

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

도 3은 본 발명의 리니어 압축기 오일공급구조를 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 먼저 리니어 압축기는 밀폐용기(1)내부에 장착되어 동력을 발생시키는 전동기구부와 상기 전동기구부의 구동력을 전달받아 냉매 가스를 압축하는 압축기구부로 구성된다. 상기 전동기구부는 리니어 모터(M)로 구성되며 상기 압축기구부는 프레임(10)에 결합되는 실린더(20)와 모터(M)의 구동력을 전달받아 실린더(20)내부에서 직선 왕복 운동하는 피스톤(40)과 상기 실린더(20)의 일측을 복개하도록 결합되는 토출커버(60)와 상기 토출커버(60)내에 삽입되어 실린더(20)의 압축공간(P)을 개폐하는 토출밸브(61) 및 밸브스프링(62)과 상기 피스톤(40)의 단부에 결합되어 피스톤(40)내부에 관통 형성되는 냉매유로(F)를 개폐하는 흡입밸브(63)를 포함하여 구성된다.

상기 실린더(20)의 내주면과 상대운동이 일어나는 피스톤(40)의 외주면에 소정의 폭과 깊이를 갖도록 오일포켓(42)이 형성되고 그 오일포켓(42)으로 오일이 유입되도록 상기 실린더(20)의 일측에 오일통공(22)이 형성되며 상기 피스톤(40)의 오일포켓(42)으로 유입된 오일이 피스톤(40)의 내부에 관통 형성된 냉매유로(F)로 유입되도록 피스톤(40)에 오일유입통공(43)이 형성된다. 상기 오일유입통공(43)은 피스톤(40)의 축방향으로 경사지게 형성되며 그 오일유입통공(43)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 미세한 구멍으로 복수개 형성됨이 바람직하다.

그리고 상기 밀폐용기(1)의 저면에 오일이 일정량 채워지고 상기 프레임(10)에 오일을 펌핑하는 오일피더(70)가 장착되며 그 오일피더(70)는 오일에 잠겨지게 된다. 그리고 상기 오일피더(70)에서 펌핑된 오일이 상기 실린더(20)의 오일통공(22)으로 유입되도록 오일피더(70)와 오일통공(22)을 연통시키는 오일공급유로(H)가 상기 프레임(10)에 형성된다.

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

먼저, 전동기구부를 구성하는 모터(M)의 구동력을 전달받아 피스톤(40)이 실린더(20)내부에서 직선 왕복 운동하게 되면 그 피스톤(40)의 직선 왕복운동에 의해 흡입밸브(63)와 토출밸브(61)가 작동하면서 밀폐용기(1)내로 유입된 냉매가스가 피스톤(40)내부에 형성된 냉매유로(F) 및 흡입밸브(63)를 통해 실린더(20)내부로 흡입되어 압축되고 토출밸브(61) 및 토출커버(60)를 통해 토출되는 과정을 반복하게 된다.

그리고 상기 피스톤(40)의 직선 왕복운동에 의한 진동으로 오일피더(70)가 움직임에의해 오일이 펌핑되며 그 펌핑된 오일은 오일공급유로(H)를 통해 흡상되면서 오일통공(22)을 통해 오일포켓(42)으로 유입된다. 상기 오일포켓(42)으로 유입된 오일은 피스톤(40)과 실린더(20)사이에 공급되어 윤활 작용을 하게 되고 그 일부는 오일유입통공(43)을 통해 냉매유로(F)로 유입된다. 상기 냉매유로(F)로 유입된 오일은 냉매유로(F)를 통해 유동하는 냉매가스와 함께 유동하면서 흡입밸브(63)를 거쳐 실린더(20)의 압축공간(P)으로 흡입된다. 상기 실린더(20)의 압축공간(P)으로 유입된 오일은 토출밸브(61)와 흡입밸브(63)측에 공급되어 토출밸브(61)와 흡입밸브(63)의 작동시 마찰 접촉을 방지하게 될 뿐만 아니라 토출밸브(61)와 흡입밸브(63)의 실링력을 증가시켜 주게 된다. 한편 상기 오일포켓(42)으로 유입된 오일은 별도로 형성된 귀환유로를 통해 밀폐용기(1)의 저면으로 재유입된다.

상기 피스톤(40)에 형성되는 오일유입통공(43)은 냉매유로(F)로 과도하게 오일이 공급되지 않도록 적절한 내경을 갖도록 형성되어야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 리니어 압축기의 오일공급구조는 고온 고압상태인 냉매 가스가 토출되는 토출측에 위치하여 개폐작용을 하는 토출밸브와 흡입밸브측에 오일 공급이 이루어지게 됨으로써 토출밸브 및 흡입밸브의 개폐작용시 접촉에 의한 밸브의 마모가 억제될 뿐만 아니라 밸브의 실링력을 높이게 되어 밸브의 수명을 연장시키고 압축성능을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

내부에 압축공간이 형성된 실린더와 모터의 구동력을 전달받아 상기 실린더의 압축공간에서 직선 왕복 운동하는 피스톤과 상기 실린더의 압축공간을 개폐하는 토출밸브와 상기 피스톤에 결합되어 그 피스톤의 내부에 냉매 가스가 유동하도록 형성된 냉매유로를 개폐하여 냉매유로를 통해 실린더의 압축공간으로 냉매 가스가 흡입되도록 하는 흡입밸브를 포함하여 구성된 리니어 압축기에 있어서, 상기 피스톤의 외주면에 소정의 폭과 깊이를 갖도록 오일포켓이 형성되고 그 오일포켓으로 오일이 유입되도록 상기 실린더의 일측에 오일통공이 형성되며 상기 피스톤의 오일포켓으로 유입된 오일이 피스톤의 냉매유로로 유입되도록 피스톤에 오일유입통공이 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일공급구조.