KR20020068881A - 왕복동식 압축기 - Google Patents

왕복동식 압축기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로서, 내부에 수용공간을 형성하는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 고정배치되는 고정자와, 상기 고정자에 대해 선형 왕복운동가능하게 배치되는 가동자를 가지는 왕복동식 모터부와; 양측이 개방된 통형상을 가지고 상기 고정자의 내측에 배치되며 내벽면으로부터 함몰되고 길이방향을 따라 연장된 흡기부가 형성되어 있는 실린더와, 일측이 개방된 원통형상을 가지고 상기 실린더의 내부에 상대운동가능하게 수용되고 상기 개방영역으로부터 내부로 유입된 유체가 상기 흡기부로 유출될 수 있도록 상기 흡기부와 연통가능하게 길이방향에 가로로 적어도 하나의 유체통과공이 형성되어 있는 피스톤을 가지는 압축부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 피스톤을 개폐할 수 있도록 피스톤의 외면에 결합되며 반복적 개폐에 따른 응력집중으로 균열의 우려가 있는 흡입밸브의 사용을 배제함으로써 제품의 신뢰도를 제고시킬 수 있는 왕복동식 압축기가 제공된다.

Description

왕복동식 압축기{RECIPROCATING COMPRESSOR}
본 발명은, 왕복동식 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 피스톤의 외면에 결합되어 반복적 개폐에 기인한 응력집중에 의해 균열의 우려가 있는 흡입밸브의 사용을 배제함으로써 제품의 신뢰도를 제고시킬 수 있도록 한 왕복동식 압축기에 관한 것이다.
1은 종래의 왕복동식 압축기의 종단면도이고, 도 2는 도 1의 피스톤의 사도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 왕복동식 압축기는, 내부에 수용공간을 형성하는 케이싱(111)과, 케이싱(111)의 내부에 배치되어 냉매를 압축하는 압축부(121)와, 압축부(121)에 구동력을 제공하는 왕복동식 모터부(141)를 구비하고 있다.
케이싱(111)의 일측에는 외부로부터 냉매를 흡입할 수 있도록 흡입관(113)이 결합되어 있으며, 타측에는 압축된 냉매가 배출될 수 있도록 토출관(115)이 마련되어 있다. 케이싱(111)의 내부에는 압축부(121) 및 왕복동식 모터부(141)를 지지할 수 있도록 프레임(117)이 설치되어 있으며, 저부영역에는 윤활유(119)가 수용되어 있다.
왕복동식 모터부(141)는, 프레임(117)에 고정지지되는 고정자(143)와, 고정자(143)에 대해 상대 선형 왕복운동가능하도록 배치되는 가동자(145)를 구비하고 있다. 고정자(143)는 반경방향을 따라 상호 소정 공극을 두고 상호 동심적으로 배치되는 내측 고정자조립체(144a) 및 외측 고정자조립체(144b)를 가지며, 가동자(145)는 내측 고정자조립체(144a)와 외측 고정자조립체(144b)사이에 배치되는 마그네트(146)와 마그네트(146)를 지지하는 마그네트홀더(147)로 구성되어 있다.
압축부(121)는, 내측 고정자조립체(144a)의 내측에 배치되는 원통형상의 실린더(123)와, 실린더(123)의 내부에 일영역이 선형 운동가능하도록 수용되어 냉매를 압축하는 피스톤(125)과, 실린더(123)의 일측에 배치되어 실린더(123) 및 피스톤(125)과 상호 협조적으로 냉매의 압축공간을 형성하는 토출밸브(135)를 가진다.
토출밸브(135)의 일측에는 실린더(123)의 단부에 소정의 접촉압력을 가지고 접촉될 수 있도록 토출밸브(135)에 탄성력을 가하는 스프링부재(137)가 결합되어 있다.
한편, 피스톤(125)은, 내부에 냉매가 유동할 수 있도록 원통형상을 가지는 몸통부(126a)와, 몸통부(126a)의 일측에 형성되는 헤드부(126b)와, 헤드부(126b)의 대향측에 반경방향을 따라 확장되어 가동자(145)와 일체로 유동가능하게 연결되는 연결부(126c)를 포함하여 구성되어 있다.
유동방향을 따라 연결부(126)의 양측에는 마그네트(146)가 연속적으로 공진운동할 수 있도록 안내하는 내측 및 외측 공진스프링(148a,148b)이 각각 설치되어 있다. 헤드부(126b)에는 냉매가 통과할 수 있도록 복수의 냉매통과공(127)이 형성되어 있으며, 중앙영역에는 냉매통과공(127)을 개폐할 수 있게 흡입밸브(129)가 고정볼트(133)에 의해 결합되어 있다.
흡입밸브(129)는 탄성을 가지는 원판부재로 형성되며, 거의 “S”형상으로 절개된 고정부(130b) 및 개방부(130a)를 가진다. 고정부(130b)의 중앙영역에는 고정볼트가 통과할 수 있도록 볼트공(131)이 관통형성되어 있으며, 개방부(130a)는 피스톤(125)이 토출밸브(135)로부터 이격되는 방향으로 이동할 경우 헤드부(126b)의 내외측의 압력차에 의해 냉매통과공(127)을 개폐하게 된다.
그런데, 이러한 종래의 왕복동식 압축기에 있어서는, 냉매통과공(127)을 개폐할 수 있게 피스톤(125)의 헤드부(126b)의 외면에 흡입밸브(129)를 고정결합하도록 되어 있어, 사용기간이 경과하게 될 경우 응력이 반복적으로 집중되는 고정부(130b) 등에 균열이 발생될 우려가 크고, 균열이 발생될 경우 본연의 기능을 상실하게 되어 제품의 신뢰도를 저해하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 피스톤을 개폐할 수 있도록 피스톤의 외면에 결합되며 반복적 개폐에 따른 응력집중으로 균열의 우려가 있는 흡입밸브의 사용을 배제함으로써 제품의 신뢰도를 제고시킬 수 있는 왕복동식 압축기를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 왕복동식 압축기의 종단면도,
도 2는 도 1의 피스톤(125)의 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복동식 압축기의 종단면도,
도 4는 도 3의 요부확대도,
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 케이싱17 : 프레임
21 : 왕복동식 모터부24a : 내측 고정자조립체
24b : 외측 고정자조립체26 : 마그네트
31 : 압축부33 : 실린더
35 : 흡기부37 : 피스톤
39 : 토출밸브 2 : 유체통과공
상기 목적은, 본 발명에 따라, 내부에 수용공간을 형성하는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 고정배치되는 고정자와, 상기 고정자에 대해 선형 왕복운동가능하게 배치되는 가동자를 가지는 왕복동식 모터부와; 양측이 개방된 통형상을 가지고 상기 고정자의 내측에 배치되며 내벽면으로부터 함몰되고 길이방향을 따라 연장된흡기부가 형성되어 있는 실린더와, 일측이 개방된 원통형상을 가지고 상기 실린더의 내부에 상대운동가능하게 수용되고 상기 개방영역으로부터 내부로 유입된 유체가 상기 흡기부로 유출될 수 있도록 상기 흡기부와 연통가능하게 길이방향에 가로로 적어도 하나의 유체통과공이 형성되어 있는 피스톤을 가지는 압축부를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기에 의해 달성된다.
여기서, 상기 흡기부는 내경면으로부터 함몰되고 둘레방향을 따라 연장되어 원형단면형상을 이루는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 유체통과공은 둘레방향을 따라 상호 등간격으로 이격배치되는 복수개로 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기. 에 의해 달성된다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복동식 압축기의 종단면도이고, 도 4는 도 3의 요부확대도이며, 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 왕복동식 압축기는, 내부에 수용공간을 형성하는 케이싱(11)과, 케이싱(11)의 내부에 고정배치되는 고정자(23)와 고정자(23)에 대해 선형 왕복운동가능하게 배치되는 가동자(25)를 가지는 왕복동식 모터부(21)와, 양측이 개방된 통형상을 가지고 고정자(23)의 내측에 배치되며 내벽면으로부터 함몰되고 길이방향을 따라 연장된 흡기부(35)가 형성되어 있는 실린더(33)와 일측이 개방된 원통형상을 가지고 실린더(33)의 내부에 상대운동가능하게 수용되고 내부로 유입된 유체가 흡기부(35)로 유출될 수 있도록 복수의 유체통과공(42)이 형성되어 있는 피스톤(37)을 가지는 압축부(31)를 포함하여 구성되어 있다.
케이싱(11)에는 냉매의 출입을 위한 흡입관(13) 및 토출관(15)이 각각 구비되어 있으며, 케이싱(11)의 내부에는 압축부(31) 및 왕복동식 모터부(21)를 고정/지지할 수 있도록 프레임(17)이 설치되어 있다. 프레임(17)에는 내측 고정자조립체(24a) 및 외측 고정자조립체(24b)가 상호 공극을 두고 동심적으로 배치되어 있으며, 외측 고정자조립체(24b)의 내측에는 코일(24c)이 수용배치되어 있다.
내측 고정자조립체(24a)와 외측 고정자조립체(24b)사이에는 마그네트(26)가 왕복가능하게 마그네트홀더(27)에 의해 지지되어 있으며, 내측 고정자조립체(24a)의 내부에는 양단이 개방된 원통형상을 가지는 실린더(33)가 배치되어 있다. 실린더(33)의 일측 단부영역에는 실린더(33)를 개폐할 수 있도록 토출밸브(39)가 설치되어 있다.
토출밸브(39)의 일측에는 실린더(33)로부터 토출되는 냉매를 일시 수용하여 토출관(15)을 통해 토출될 수 있도록 냉매수용공간(40)이 형성되어 있으며, 냉매수용공간(40)의 내부에는 토출밸브(39)가 실린더(33)의 단부를 차단할 수 있도록 토출밸브(39)에 탄성력을 가하는 스프링부재(41)가 수용되어 있다.
한편, 실린더(33)의 내부에는 토출밸브(39)로부터 소정 거리 이격된 지점으로부터 반경이 확장되도록 함몰되고 길이방향을 따라 소정 연장된 원형단면형상을 가지는 흡기부(35)가 형성되어 있다.
피스톤(37)은, 원통형상을 가지는 몸통부(38a)와, 몸통부(38a)의 일단에 형성되는 헤드부(38b)와, 헤드부(38b)의 대향측에 반경방향을 따라 연장되어 마그네트홀더(27)에 연결되는 연결부(38c)를 가진다. 헤드부(38b)의 측연에는헤드부(38b)가 흡기부(35)에 위치될 경우 흡기부(35)와 상호 연통되어 내부의 냉매가 흡기부(35)로 흡입될 수 있도록 복수의 유체통과공(42)이 길이방향에 가로로 관통형성되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 내측 및 외측 고정자조립체(24a,24b)에 전원이 인가되면 자기작용에 의해 마그네트(26)가 직선 왕복운동을 하게 되고, 마그네트홀더(27)와 일체로 연결된 피스톤(37)은 실린더(33)의 내부에서 왕복운동을 하게 된다.
피스톤(37)이 토출밸브(39)로부터 멀어지는 방향으로 이동하여 유체통과공(42)과 흡기부(35)가 상호 연통되면 피스톤(37)의 내부의 냉매는 피스톤(37)의 헤드부(38b)의 내측과 외측의 압력차에 의해 유체통과공(42)을 통해 흡기부(35)의 내부로 유입된다.
이와는 반대로 피스톤(37)이 토출밸브(39)측으로 이동하여 흡기부(35)로부터 이격되면 유체통과공(42)은 실린더(33)의 내경면에 접촉되어 차단되고, 실린더(33)의 내부에는 냉매의 압축공간(S)이 형성되게 된다. 피스톤(37)이 토출밸브(39)측으로 계속해서 진행하게 되면 압축공간(S)의 내부의 냉매는 압축되고, 이와 같이 피스톤(37)이 실린더(33)의 내부에서 왕복운동을 반복함으로써 냉매의 압축이 진행된다.
한편, 압축이 진행됨에 따라 케이싱(11)의 내부에는 흡입관(13)을 통해 외부로부터 냉매가 흡입되고, 압축공간(S)의 내부 압력은 상승하게 된다. 압축공간(S)의 내부 압력이 상승되어 실린더(33)를 차단하고 있는 토출밸브(39)를 가압하는 스프링부재(41)의 탄성력보다 내부의 압력이 커지게 되면 토출밸브(39)가 개방되고 압축된 냉매는 실린더(33)로부터 토출된다. 실린더(33)로부터 토출된 냉매는 토출관(15)을 통해 케이싱(11)의 외부로 배출된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 실린더의 내경면에 함몰되고 길이방향을 따라 소정 길이 구간에 걸쳐 연장되도록 흡기부를 형성하고, 피스톤의 측연에 흡기부와 상호 연통될 수 있도록 길이방향에 가로로 관통되는 유체통과공을 형성하여, 피스톤의 외면에 결합되어 응력의 집중에 의해 균열 등이 발생되어 제품의 신뢰도를 저해시키는 흡입밸브의 사용을 배제할 수 있도록 함으로써, 제품의 신뢰도를 제고시킬 수 있도록 한 왕복동식 압축기가 제공된다.

Claims (1)

  1. 내부에 수용공간을 형성하는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 고정배치되는 고정자와, 상기 고정자에 대해 선형 왕복운동가능하게 배치되는 가동자를 가지는 왕복동식 모터부와; 양측이 개방된 통형상을 가지고 상기 고정자의 내측에 배치되며 내벽면으로부터 함몰되고 길이방향을 따라 연장된 흡기부가 형성되어 있는 실린더와, 일측이 개방된 원통형상을 가지고 상기 실린더의 내부에 상대운동가능하게 수용되고 상기 개방영역으로부터 내부로 유입된 유체가 상기 흡기부로 유출될 수 있도록 상기 흡기부와 연통가능하게 길이방향에 가로로 적어도 하나의 유체통과공이 형성되어 있는 피스톤을 가지는 압축부를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
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