KR200248550Y1 - 리니어 압축기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 리니어 압축기에 관한 것으로, 본 고안의 리니어 압축기는 내부에 오일이 저장된 밀폐용기, 밀폐용기 내부에 설치되며 압축실이 형성된 실린더블럭, 압축실로 오일을 공급하는 오일공급관, 압축실 내부에서 압축구동하는 피스톤, 피스톤의 일측과 결합된 영구자석, 영구자석을 사이에 두고 설치된 내측코아와 외측코아, 내측코아를 실린더블럭에 고정시키도록 일측이 실린더블럭과 볼트결합된 고정장치를 구비하되, 이 고정장치와 실린더블럭 사이에는 피스톤의 구동시 압축실로부터 누출된 오일이 유통가능하도록 적어도 하나이상의 유로가 형성된이다. 그리고 실린더블럭에서의 압축실의 길이는 피스톤의 하사점에서 피스톤의 단부 일부가 노출될 수 있는 정도로 마련된다.

Description

리니어 압축기

본 고안은 리니어 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내측코아를 실린더블럭에 조립하는 것이 용이하도록 하고, 오일의 회수가 원활히 이루어지도록 한 리니어 압축기의 내측코아에 관한 것이다.

종래의 리니어 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이 외관을 이루며 오일(18)이 저유된 밀폐용기(10)의 내부에 스프링에 의하여 탄성지지된 실린더블럭(11)과 실린더블럭(11)의 하단부에 토출관(14)과 흡입관(13)이 연통설치된 실린더헤드(12)를 구비한다.

이 실린더블럭(11) 중앙부에는 압축실(17)이 형성되고, 압축실(17)의 내부에는 흡입관(13)으로부터 흡입된 냉매를 실린더블럭(11) 내부의 압축실(17)에서 압축하여 토출관(14)으로 보내는 피스톤(16)을 구비한다.

그리고 이 피스톤(16)에 일체로 결합되어 있는 영구자석(24)을 상하로 왕복운동시키도록 영구자석(24)과 상호작용하는 내측코아(30)와 외측코아(20)가 설치되며, 외측코아(20)를 체결볼트(미부호)로 실린더블럭(11)에 고정시키는 고정프레임(22)이 설치된다.

또한 이 고정프레임(22)의 외주부는 스페이서(23)에 의해 고정프레임(22)이 축방향으로 이격 설치되어 중앙부가 피스톤(16) 하부에 체결되어 있는 공진스프링(19)에 결합되어 있다. 그리고 가스댐핑 방지를 위해 영구자석(24)이 고정된 피스톤(16)의 후면에는 다수개의 연통홀(33)이 구비되어 있다. 미설명부호 '15'는 오일공급관이다.

한편 내측코아(30)는 도 2에서와 같이 얇은 전자강판을 타발하여 얻은 다수개의 코어강판(30a)이 원주방향으로 적층되어 용접된 상태로 마련되고, 이 내측코아(30)의 내주면에는 실린더블럭(11)의 상면에 형성된 볼트(32)로 체결된 고정장치(31)에 의하여 내측코아(30)가 실린더블럭(11)에 고정되도록 되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 리니어 압축기는 외측코아(20)의 내측에 환상형으로 감긴 코일(21)로 교류전원이 인가되면 이로부터 유기되는 자속이 피스톤(16)에 연결된 영구자석(24)에 의한 자계와 상호 작용하여 피스톤(16)을 상하 왕복운동시키게 된다.

따라서 피스톤(16)이 상하 왕복운동하게 되면 흡입관(13)을 통해 압축실(17) 내부로 유입된 냉매가 압축과정을 거쳐 토출관(14)으로 배출되는 과정에서 전원주파수는 주기를 가지고 연속적으로 반복됨으로써 필요로 하는 냉각성능을 얻게 된다.

이때 피스톤(16) 및 영구자석(24)을 포함한 구동부 질량과 공진스프링(19)의 고유진동수는 인가되는 교류전원의 주파수에 거의 상승되는 값이 되도록 함으로써 공진에 의한 큰 구동력 확보가 가능하게 된다.

이상과 같이 구성된 종래 리니어 압축기에서의 백아이언을 구성함에 있어서, 얇은 전자강판을 타발하여 얻은 다수개의 코어강판(30a)을 고정장치(31)에 원주방향으로 적층한 다음 용접 등과 같은 방법으로 각 강판(30a)들을 고정한 후 고정장치(31)를 실린더블럭(11) 후면부에 삽설하여 실린더블럭(11) 후단에 볼트(32)로써 체결하게 된다.

따라서 실린더블럭(11)에는 벽면을 관통하여 홀을 형성하여야 하기 때문에 소정의 두께를 유지해야 하는 단점이 있고, 또한 피스톤(16)과 압축실(17) 벽면의 윤활을 위해 공급된 오일(18) 및 구동부의 마찰 등으로 인해 발생되는 불순물 등이 원활히 압축실(17) 후방으로 배출되지 못하여 압축기의 신뢰성이 저하하는 문제점이 있었다.

그리고 피스톤(16) 후면부에 형성되는 밀폐공간이 가스댐핑으로 작용하지 못하도록 영구자석(24)과 결합된 피스톤(16)의 후면에 다수개의 연통홀(33)이 형성되어 있으나, 냉각효과를 동시에 얻기 힘든 문제점이 있었다.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 내측코아 고정장치를 개선하여 조립이 간편하고 실린더블럭의 축소를 통한 재료비의 절감과 오일 및 불순물이 용이하게 배출되도록 하여 압축기의 구동신뢰성을 향상시킨 리니어 압축기를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 피스톤 구동시 가스와 오일이 실린더블럭의 벽면을 흐르도록 함으로써 실린더블럭을 효과적으로 냉각하여 압축기의 성능을 향상시킨 리니어 압축기를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 리니어 압축기를 보인 단면도이다.

도 2는 종래의 리니어 압축기에 설치된 내측코아와 내측코아 고정장치의 조립상태를 나타낸 부분 절개사시도이다.

도 3은 본 고안에 따른 리니어 압축기를 보인 단면도이다.

도 4는 본 고안에 따른 리니어 압축기에 설치된 내측코아와 내측코아 고정장치의 조립상태를 나타낸 부분 절개사시도이다.

도 5는 본 고안에 따른 리니어 압축기의 다른 실시예에 따른 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호설명*

100...밀폐용기 110...실린더블럭

120...실린더헤드 160...피스톤

170...압축실 190...공진스프링

200...외측코아 210...코일

220...고정프레임 240...영구자석

300...내측코아 310...고정장치

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 내부에 오일이 저장된 밀폐용기, 상기 밀폐용기 내부에 설치되며 압축실이 형성된 실린더블럭, 상기 압축실로 오일을 공급하는 오일공급관, 상기 압축실 내부에서 압축구동하는 피스톤, 상기 피스톤의 일측과 결합된 영구자석, 상기 영구자석을 사이에 두고 설치된 내측코아와 외측코아, 상기 내측코아를 상기 실린더블럭에 고정시키도록 일측이 상기 실린더블럭과 볼트결합된 고정장치를 구비한 리니어 압축기에 있어서, 상기 고정장치와 실린더블럭 사이에는 상기 피스톤의 구동시 상기 압축실로부터 누출된 오일이 유통가능하도록 적어도 하나이상의 유로가 형성된 것이다.

그리고 상기 실린더블럭에서의 압축실의 길이는 피스톤의 하사점에서 상기 피스톤의 단부 일부가 노출될 수 있는 정도로 마련되고, 상기 고정장치의 내주면에는 상기 유로가 형성되도록 적어도 하나이상의 연통홈이 형성될 수 있으며, 또는 상기 실린더블럭의 외주면에는 상기 유로가 형성되도록 적어도 하나이상의 연통홈이 형성할 수 있다.

또한 상기 유로의 출구부에 인접한 상기 실린더블럭의 일측에는 상기 밀폐용기의 저부로 오일을 안내하기 위한 안내홀이 형성된다.

이하에서는 본 고안에 따른 하나의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 고안에 따른 리니어 압축기를 보인 단면도이고, 도 4는 본 고안에 따른 리니어 압축기에 설치된 내측코아와 내측코아 고정장치의 조립상태를 나타낸 부분 절개사시도이다. 그리고 도 5는 본 고안에 따른 리니어 압축기의 다른 실시예에 따른 단면도이다.

본 고안의 리니어 압축기는 도 3에 도시된 바와 같이 외관을 이루며 바닥에 오일(180)이 저유된 밀폐용기(100)와 이 밀폐용기(100)의 내부에 스프링(미부호)에 의하여 탄성지지된 실린더블럭(110)과 실린더블럭(110)의 하단부에 토출관(140)과 흡입관(130)이 연통설치된 실린더헤드(120)를 구비한다.

이 실린더블럭(110) 중앙부에는 압축실(170)이 형성되고, 압축실(170)의 내부에는 흡입관(130)으로부터 흡입된 냉매를 실린더블럭(110) 내부의 압축실(170)에서 압축하여 토출관(140)으로 보내는 피스톤(160)을 구비한다.

그리고 이 피스톤(160)에 일체로 결합되어 있는 영구자석(240)을 상하로 왕복운동시키도록 영구자석(240)과 상호작용하는 내측코아(300)와 외측코아(200)가 설치되며, 외측코아(200)를 체결볼트로 실린더블럭(110)에 고정시키는 고정프레임(220)이 설치된다.

이 고정프레임(220)의 외주부는 스페이서(230)에 의해 고정프레임(220)이 축방향으로 이격 설치되어 중앙부가 피스톤(160) 하부에 체결되어 있는 공진스프링(19)에 결합되어 있다.

한편 내측코아(300)는 얇은 전자강판을 타발하여 얻은 다수개의 코어강판(300a)이 원주방향으로 적층되어 마련되고, 이 내측코아(300)의 내주면에는 실린더블럭(110)의 하부 머리부에 볼트(330)로 체결되는 고정장치(310)에 용접결합되어 마련된다. 미설명부호 '150'은 오일공급관이다.

특히 이 고정장치(310)는 도 4에 도시된 바와 같이 원통형상으로 마련되되, 내주면에 다수의 상하로 연장되어 출구부(320a)인 하단부가 외측으로 개구된 연통홈(320)을 형성한다. 그리고 실린더블럭(110)의 압축실(170)은 이 고정장치(310)의 길이이하로 마련되되, 피스톤(160)의 흡입행정, 즉 피스톤(160)의 하사점에서 피스톤(160)의 단부 일부가 실린더블럭(110)으로부터 노출될 수 있는 길이로 마련된다. 그리고 실린더블럭(110)의 머리부분에는 하방으로 개구되어 전술한 연통홈(320)으로부터 안내된 오일(180)을 밀폐용기(100) 저부로 안내하기 위한 적어도 하나이상의 안내홀(110a)이 형성된다. (도 3참조)

한편 본 발명의 다른 실시예로써 도 5에 도시된 바와 같이 전술한 연통홈(320)을 실린더블럭(110)의 외주면에 형성할 수 있으며 이때에도 전술한 바와 같은 작용을 발휘할 수 있다. 또한 실린더블럭(110)의 재질을 알루미늄과 같이 다이캐스팅 등에 의한 정밀주조가 가능한 재질일 경우에는 별도의 가공 없이 연통홈(320)의 성형이 가능하다.

이와 같이 구성된 본 고안의 리니어 압축기는 외측코아(200)의 내측에 환상형으로 감긴 코일(210)로 교류전원이 인가되면 이로부터 유기되는 자속이 피스톤(160)에 연결된 영구자석(240)에 의한 자계와 상호 작용하여 피스톤(160)을 상하 왕복운동시키게 된다.

따라서 피스톤(160)이 상하 왕복운동하게 되면 흡입관(130)을 통해 압축실(170) 내부로 유입된 냉매가 압축과정을 거쳐 토출관(140)으로 배출되는 과정에서 전원주파수는 주기를 가지고 연속적으로 반복됨으로써 필요로 하는 냉각성능을 얻게 된다.

이때 피스톤(160) 및 영구자석(240)을 포함한 구동부 질량과 공진스프링(19)의 고유진동수는 인가되는 교류전원의 주파수에 거의 상승되는 값이 되도록 함으로써 공진에 의한 큰 구동력 확보가 가능하게 된다.

한편 피스톤(160)의 구동시 오일공급관(150)을 통하여 압축실(170) 내부로 안내된 오일(180)은 압축실(170) 내부의 벽면을 따라 피스톤(160)과 압축실(170) 내부를 윤활하게 된다.

이때 오일(180)중의 일부는 피스톤(160)의 하사점(bottom dead point)에서 피스톤(160)이 압축실(170) 외부로 일부 노출될 때 압축실(170) 외부로 불순물과 함께 소정량이 누출되게 되고, 이 누출된 오일(180)과 불순물은 실린더블럭(110)과 고정장치(310) 사이에 형성된 유로인 연통홈(320)을 통하여 안내되어 실린더블럭(110)의 머리부(미부호)로 안내된다. 그리고 머리부에서의 오일(180)과 불순물은 계속해서 안내홀(110a)을 통하여 밀폐용기(100) 저부로 회수되게 된다.

이때 피스톤(160)의 구동시 피스톤(160)의 후면부에 형성된 공간에 있던 냉매가스등이 고정장치(310)와 실린더블럭(110) 사이에 형성된 연통홈(320)을 따라 유동하게 되어 실린더블럭(110)의 냉각 또한 효율적으로 이루어지게 된다.

이상과 같은 본 고안에 따른 리니어 압축기는 실린더블럭의 윤활을 위한 오일의 순환과 압축실에서의 불순물의 제거가 보다 원활히 이루어지며, 실린더블럭의 냉각이 보다 효율적으로 이루어진다. 그리고 실린더블럭의 전장을 줄일 수 있으므로 이에 따른 가공공수와 재료비가 절감되는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 내부에 오일이 저장된 밀폐용기, 상기 밀폐용기 내부에 설치되며 압축실이 형성된 실린더블럭, 상기 압축실로 오일을 공급하는 오일공급관, 상기 압축실 내부에서 압축구동하는 피스톤, 상기 피스톤의 일측과 결합된 영구자석, 상기 영구자석을 사이에 두고 설치된 내측코아와 외측코아, 상기 내측코아를 상기 실린더블럭에 고정시키도록 일측이 상기 실린더블럭과 볼트결합된 고정장치를 구비한 리니어 압축기에 있어서,

   상기 고정장치와 실린더블럭 사이에는 상기 피스톤의 구동시 상기 압축실로부터 누출된 오일이 유통가능하도록 적어도 하나이상의 유로가 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 실린더블럭에서의 압축실의 길이는 피스톤의 하사점에서 상기 피스톤의 단부 일부가 노출될 수 있는 정도로 마련된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
3. 제 1항 내지는 제 2항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 고정장치의 내주면에는 상기 유로가 형성되도록 적어도 하나이상의 연통홈이 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
4. 제 1항 내지는 제 2항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 실린더블럭의 외주면에는 상기 유로가 형성되도록 적어도 하나이상의 연통홈이 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
5. 제 1항 내지는 제 2항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 유로의 출구부에 인접한 상기 실린더블럭의 일측에는 상기 밀폐용기의 저부로 오일을 안내하기 위한 안내홀이 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.