KR20050071262A

KR20050071262A - 왕복동식 압축기의 윤활유 공급 장치

Info

Publication number: KR20050071262A
Application number: KR1020030102306A
Authority: KR
Inventors: 강양준; 이경원
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-12-31
Filing date: 2003-12-31
Publication date: 2005-07-07
Also published as: KR100575830B1

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 윤활유 공급 장치에 관한 것으로, 본 발명은 소정량의 윤활유를 채운 케이싱과, 케이싱의 내부에 탄력 지지하여 설치하고 왕복동모터를 고정 설치하며 왕복동모터의 가동자에 결합한 피스톤이 직선으로 왕복운동을 하도록 실린더를 구비하는 프레임과, 프레임의 하반부에 구비하여 함께 진동하는 윤활유실린더와, 윤활유실린더에 미끄러지게 삽입하여 프레임과 상대운동을 하면서 케이싱 내부의 윤활유를 펌핑하는 윤활유피스톤과, 윤활유피스톤의 양측을 탄력 지지하여 상기 윤활유피스톤에 탄성력을 공급하는 복수 개의 윤활유스프링과, 윤활유실린더의 전방측에 설치하여 윤활유의 흡입과 토출을 조절하는 윤활유밸브와, 윤활유밸브를 수용하여 상기 윤활유실린더의 전방측과 프레임에 구비한 윤활유로 사이를 연결하는 윤활유시트 및 윤활유커버를 포함한 왕복동식 압축기의 윤활유 공급 장치에 있어서, 윤활유실린더나 윤활유피스톤 또는 윤활유스프링 중에서 적어도 어느 하나는 비자성체로 형성함으로써, 윤활유피스톤이 윤활유실린더에 달라붙지 않고 원활하게 상대운동을 하여 케이싱 내부의 윤활유를 효과적으로 펌핑할 수 있고 이를 통해 압축유니트에 윤활유를 지속적으로 공급하여 압축기의 성능과 신뢰성을 함께 높일 수 있다.

Description

왕복동식 압축기의 윤활유 공급 장치{OIL SUPPLY APPARATUS FOR RECIPROCATING COMPRESSOR}

본 발명은 왕복동식 압축기의 윤활유 공급 장치에 관한 것으로, 특히 윤활유펌핌부를 형성하는 각 부품을 비자성체로 제작하는 왕복동식 압축기의 윤활유 공급 장치에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 압축기는 피스톤이 선형으로 움직이면서 가스를 흡입 압축하는 것으로, 이러한 왕복동식 압축기는 크게 구동모터의 회전운동을 피스톤의 왕복운동으로 전환시켜 가스를 흡입 압축하는 방식과, 구동모터가 직선으로 왕복운동을 하면서 피스톤을 왕복운동시켜 가스를 흡입 압축하는 방식이 있다.

도 1은 후자에 속하는 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 종래의 왕복동식 압축기는 저면에 일정량의 윤활유를 채우고 가스흡입관(SP) 및 가스토출관(DP)을 연통 설치하는 케이싱(10)과, 케이싱(10)의 내부에 탄력적으로 설치하는 프레임유니트(20)와, 프레임유니트(20)에 고정하여 가동자(33)가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동모터(30)와, 왕복동모터(30)의 가동자(33)에 피스톤(42)을 결합하여 상기한 프레임유니트(20)로 지지하는 압축유니트(40)와, 왕복동모터(30)의 가동자(33)와 압축유니트의 피스톤(42)을 운동방향으로 탄력 지지하여 공진운동을 유도하는 공진스프링유니트(50)와, 프레임유니트(20)에 장착하여 케이싱(10)의 윤활유를 압축유니트(40)의 미끄럼부로 펌핑하는 윤활유 공급유니트(60)로 구성하고 있다.

프레임유니트(20)는 압축유니트(40)를 지지하고 왕복동모터(30)의 전방측을 지지하는 전방프레임(21)과, 전방프레임(21)에 결합하여 왕복동모터(30)의 후방측을 지지하는 중간프레임(22)과, 중간프레임(22)에 결합하여 공진스프링유니트(60)를 지지하는 후방프레임(23)으로 이루어져 있다.

왕복동모터(30)는 전방프레임(21)과 중간프레임(22) 사이에 설치하는 외측고정자(31)와, 외측고정자(31)와 일정 간격을 두고 결합하여 전방프레임(21)에 고정한 실린더(41)에 삽입 설치하는 내측고정자(32)와, 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이에 설치하여 직선으로 왕복운동을 하는 가동자(33)로 이루어져 있다.

압축유니트(40)는 전방프레임(21)에서 고정 설치하는 실린더(41)와, 왕복동모터(30)의 가동자(33)에 결합하여 실린더(41)의 압축공간(P)에서 왕복운동을 하는 피스톤(42)과, 피스톤(42)의 선단에 장착하여 그 피스톤(42)의 흡입유로(F)를 개폐하면서 냉매가스의 흡입을 제한하는 흡입밸브(43)와, 실린더(41)의 토출측에 장착하여 압축공간(P)을 개폐하면서 압축가스의 토출을 제한하는 토출밸브(44)와, 토출밸브(44)를 탄력적으로 지지하는 밸브스프링(45)과, 토출밸브(44)와 밸브스프링(45)을 수용하도록 실린더(42)의 토출측을 복개하여 전방프레임(21)에 고정하는 토출커버(46)로 이루어져 있다.

공진스프링유니트(50)는 가동자(33)와 피스톤(42)의 연결부에 결합하는 스프링지지대(51)와, 스프링지지대(51)의 전방측을 지지하는 전방측 공진스프링(52)과, 스프링지지대(51)의 후방측을 지지하는 후방측 공진스프링(53)으로 이루어져 있다.

윤활유 공급유니트(60)는 프레임유니트(20)의 하반부에 장착하여 그 프레임유니트(20)와 함께 진동하면서 케이싱(10)의 윤활유를 펌핑하는 윤활유펌핑부(61)와, 윤활유펌핑부(61)의 출구측과 압축유니트(40)를 연통하도록 상기한 프레임유니트(20)에 형성하는 윤활유로부(62)로 이루어져 있다.

윤활유펌핑부(61)는 도 1 내지 도 2에서와 같이 전방프레임(21)의 하반부에 삽입하여 장착하는 윤활유실린더(61A)와, 윤활유실린더(61A)의 내부에 미끄러지게 삽입하여 윤활유를 펌핑하는 윤활유피스톤(61B)과, 윤활유피스톤(61B)의 양단을 탄력 지지하는 제1 윤활유스프링(61C) 및 제2 윤활유스프링(61D)과, 전방프레임(21)의 전면에 설치하여 윤활유실린더(61A)와 윤활유로부(62) 사이를 개폐하는 윤활유밸브(61E)와, 윤활유밸브(61E)를 수용하는 동시에 윤활유실린더(61A)와 윤활유로부(62)를 연통하는 윤활통로(61a)를 구비하여 상기 전방프레임(21)의 전면에 고정 설치하는 윤활유시트(61F) 및 윤활유커버(61G)로 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 21a는 실린더삽입구멍, 61H는 윤활유흡입관, 61J는 윤활유캡, C는 권선코일, M은 마그네트, P는 압축공간이다.

상기와 같은 종래 왕복동식 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 왕복동모터(30)에 전원을 인가하여 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이에 플럭스(flux)를 형성하면, 그 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이의 공극에 놓인 가동자(33)가 플럭스의 방향에 따라 움직이면서 공진스프링유니트(50)에 의해 지속적으로 왕복운동을 하고, 이와 함께 피스톤(42)이 실린더(41)의 내부에서 왕복운동을 하면서 압축공간(P)의 체적이 변화하여 냉매가스를 압축공간(P)으로 흡입 압축하였다가 토출하는 일련의 과정을 반복한다.

이때, 프레임유니트(20)와 함께 진동하는 윤활유펌핑부(61)의 윤활유피스톤(61B)이 윤활유실린더(61A)의 내부에서 상대운동을 하면서 케이싱(10) 내부의 윤활유를 펌핑하고, 이 윤활유는 윤활유흡입관(61H)을 통해 윤활유시트(61F)와 윤활유커버(61G)의 윤활통로(61a)로 흡입되어 윤활유밸브(61E)를 통해 윤활유로부(62)를 통과하면서 압축유니트(40)의 미끄럼부로 공급되었다가 다시 케이싱(10)으로 회수되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기의 윤활유 공급 장치에 있어서는, 윤활유펌핑부(61)를 이루는 윤활유실린더(61A)와 윤활유피스톤(61B) 그리고 윤활유스프링(61C)(61D)을 자성체로 형성함에 따라 왕복동모터(30)에서 발생하는 자력(magnetic force)이 상기한 윤활유펌핑부(61)의 상기한 각 부품(61A)(61B)(61C)(61D)들로 전달되고 이로 인해 윤활유실린더(61A)나 윤활유피스톤(61B) 또는 윤활유스프링(61C)(61D)이 도 2에서와 같이 아랫쪽에 틈새(t)만큼 이격되면서 왕복동모터(30) 쪽으로 서로 달라붙어 상기한 윤활유피스톤(61B)의 거동이 불안정하게 되면서 윤활유의 펌핑량이 감소하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기의 윤활유 공급 장치가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 왕복동모터에서 발생하는 자력이 윤활유펌핑부로 전달되는 것을 차단하여 윤활유피스톤이 원활하게 펌핑동작을 할 수 있도록 하는 왕복동식 압축기의 윤활유 공급 장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 소정량의 윤활유를 채운 케이싱과, 케이싱의 내부에 탄력 지지하여 설치하고 왕복동모터를 고정 설치하며 왕복동모터의 가동자에 결합한 피스톤이 직선으로 왕복운동을 하도록 실린더를 구비하는 프레임과, 프레임의 하반부에 구비하여 함께 진동하는 윤활유실린더와, 윤활유실린더에 미끄러지게 삽입하여 프레임과 상대운동을 하면서 케이싱 내부의 윤활유를 펌핑하는 윤활유피스톤과, 윤활유피스톤의 양측을 탄력 지지하여 상기 윤활유피스톤에 탄성력을 공급하는 복수 개의 윤활유스프링과, 윤활유실린더의 전방측에 설치하여 윤활유의 흡입과 토출을 조절하는 윤활유밸브와, 윤활유밸브를 수용하여 상기 윤활유실린더의 전방측과 프레임에 구비한 윤활유로 사이를 연결하는 윤활유시트 및 윤활유커버를 포함한 왕복동식 압축기의 윤활유 공급 장치에 있어서, 윤활유실린더나 윤활유피스톤 또는 윤활유스프링 중에서 적어도 어느 하나는 비자성체로 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 윤활유 공급 장치를 제공한다.

또, 앞에서 윤활유실린더나 윤활유피스톤 또는 윤활유스프링 중에서 적어도 어느 하나는 그 외주면에 비자성체물질로 코팅하여 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 윤활유 공급 장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 윤활유 공급 장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 왕복동식 압축기의 요부를 보인 사시도이고, 도 5는 본 발명 왕복동식 압축기에서 윤활유실린더를 일체로 형성한 전방프레임을 보인 단면도이다.

도 1을 참조하면 본 발명에 의한 윤활유 공급 장치를 구비한 왕복동식 압축기는, 소정량의 윤활유를 채운 케이싱(10)의 내부에 전방프레임(21)과 중간프레임(22) 그리고 후방프레임(23)을 서로 연결하여 탄력적으로 지지 설치하고, 전방프레임(21)과 중간프레임(22)의 사이에는 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 그리고 두 고정자(31)(32) 사이에서 직선으로 왕복운동을 하는 가동자(33)로 된 왕복동모터(30)를 설치하며, 왕복동모터(30)의 내측고정자(32) 안쪽에는 전방프레임(21)에 고정하는 실린더(41)와 그 실린더(41)에 미끄러지게 삽입하여 왕복동모터(30)의 가동자(33)와 함께 직선으로 왕복운동을 하는 피스톤(42) 그리고 그 피스톤(42)의 흡입유로(F)를 개폐하는 흡입밸브(43)와 실린더(41)의 토출측을 개폐하는 토출밸브(44)를 설치하고, 중간프레임(22)과 후방프레임(23)의 사이에는 상기 왕복동모터(30)의 가동자(33)와 피스톤(42)을 탄력적으로 지지하여 공진운동을 유도하도록 전방측 공진스프링(52)과 후방측 공진스프링(53)을 설치하며, 전방프레임(21)과 중간프레임(22)의 사이에는 케이싱(10)의 윤활유를 펌핑하여 전방프레임(21)의 윤활유로부(120)를 통해 실린더(41)와 피스톤(42) 사이로 공급하는 윤활유펌핑부(110)를 설치한다.

윤활유펌핑부(110)는 전방프레임(21)의 하반부에 결합하는 윤활유실린더(111)와, 윤활유실린더(111)의 내부에 미끄러지게 삽입하는 윤활유피스톤(112)과, 윤활유피스톤(112)의 전후 양측에 배치하여 상기한 윤활유피스톤(112)이 프레임유니트(20)의 진동에 대해 상대운동을 하도록 탄력적으로 지지하는 제1 윤활유스프링(113) 및 제2 윤활유스프링(114)과, 전방프레임(21)의 전면에 설치하여 윤활유실린더(111)와 윤활유로부(120) 사이를 개폐하는 윤활유밸브(115)와, 윤활유밸브(115)를 수용하는 동시에 윤활유실린더(111)와 윤활유로부(120)를 연통하는 윤활통로(110a)를 구비하여 상기 전방프레임(21)의 전면에 고정 설치하는 윤활유시트(116) 및 윤활유커버(117)로 이루어진다.

윤활유실린더(111)는 스테인레스나 이와 유사한 비자성 물질을 원통모양으로 형성하거나 또는 자성물질을 원통모양으로 형성하되 그 외주면에 망간, 크롬, 니켈 등과 같은 비자성 물질을 입혀 비자성체로 형성한다.

윤활유피스톤(112)은 윤활유실린더(111)와 같이 스테인레스나 이와 유사한 성질을 가지는 비자성물질을 원봉모양으로 형성하거나 또는 자성물질을 원봉모양으로 형성하되 그 외주면에 망간, 크롬, 니켈 등과 같은 비자성 물질을 입혀 비자성체로 형성한다.

제1 윤활유스프링(113)과 제2 윤활유스프링(114)은 앞선 두 부재(111)(112)와 같이 스테인레스나 이와 유사한 성질을 가지는 비자성물질을 코일 형상으로 감아 압축코일스프링으로 형성하거나 또는 자성물질을 코일 형상으로 감아 압축코일스프링으로 형성하되 그 외주면에 망간, 크롬, 니켈 등과 같은 비자성 물질을 입혀 역시 비자성체로 형성한다.

또, 윤활유밸브(115)나 윤활유시트(116) 또는 윤활유커버(117) 등도 필요에 따라 스테인레스와 같은 비자성 물질로 형성하거나 외표면에 코팅하여 형성할 수도 있다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 21a는 실린더삽입구멍, 118는 윤활유흡입관, 119는 윤활유캡, C는 권선코일, M은 마그네트이다.

상기와 같은 본 발명 왕복동식 압축기의 윤활유 공급 장치는 다음과 같은 작용 효과를 갖는다.

즉, 왕복동모터(30)에 전원을 인가하여 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이에 플럭스(flux)를 형성하면, 가동자(33)가 플럭스의 방향에 따라 움직이면서 공진스프링(52)(53)에 의해 지속적으로 왕복운동을 하고, 이와 함께 피스톤(42)이 실린더(41)의 내부에서 왕복운동을 하면서 냉매가스를 압축공간(P)으로 흡입 압축하였다가 토출하며, 이 과정에서 전방프레임(21)과 함께 진동하는 윤활유실린더(111)에 의해 윤활유피스톤(112)이 상대운동을 하면서 펌핑력을 발생시켜 케이싱(10)의 윤활유를 흡입하였다가 윤활유밸브(115)를 통해 윤활유로부(120)로 토출하여 실린더(41)와 피스톤(42) 사이의 미끄럼부로 공급하고, 이 윤활유는 실린더(41)와 피스톤(42) 사이를 윤활한 다음 다시 윤활유로부(120)를 통해 케이싱(10)으로 회수되는 일련의 과정을 반복한다.

여기서, 윤활유펌핑부(110)가 전방프레임(21)과 중간프레임(22)의 사이, 즉 왕복동모터(30)의 외주면에 근접하게 설치됨에 따라 왕복동모터(30)에서 발생하는 자력이 상기한 윤활유펌핑부(110)로 전달되어 그 윤활유펌핑부(110)를 자화시킬 우려가 있으나, 본 발명에서와 같이 윤활유펌핑부(110)를 이루는 윤활유실린더(111)와 윤활유피스톤(112) 그리고 윤활유스프링(113)(114)을 모두 비자성체로 제작하거나 또는 자성체로 제작하더라도 그 외주면에 비자성 물질로 코팅하는 경우에는 상기한 왕복동모터(30)에 의해 윤활유펌핑부(110)의 각 연관부품(111)(112)(113)들이 자화되는 것을 차단하고 이를 통해 윤활유피스톤(112)이 윤활유실린더(111)의 내부에서 미세 간극(t1)만큼 이격되거나 미그럼접촉하여 원활하게 상대운동을 하면서 케이싱(10)내 윤활유를 펌핑할 수 있게 되는 것이다.

이렇게 하여, 윤활유펌핑부가 왕복동모터에 의해 자화되지 않고 케이싱 내부의 윤활유를 펌핑함에 따라 압축유니트에 윤활유를 원활하게 공급하여 압축기의 성능과 신뢰성을 함께 높일 수 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 윤활유 공급 장치는, 윤활유펌핑부를 비자성체로 제작하거나 외주면에 비자성물질을 코팅하여 왕복동모터에서 전달되는 자력을 차단함으로써, 윤활유피스톤이 윤활유실린더에 달라붙지 않고 원활하게 상대운동을 하여 케이싱 내부의 윤활유를 효과적으로 펌핑할 수 있고 이를 통해 압축유니트에 윤활유를 지속적으로 공급하여 압축기의 성능과 신뢰성을 함께 높일 수 있다.

도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 단면도,

도 2는 종래 왕복동식 압축기에서 윤활유피스톤의 동작상태를 보인 개략도,

도 3은 본 발명 왕복동식 압축기의 요부를 보인 단면도,

도 4는 본 발명 왕복동식 압축기에서 윤활유피스톤의 동작상태를 보인 개략도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 케이싱 20 : 프레임유니트

21 : 전방프레임 21a : 실린더삽입구멍

110 : 윤활유펌핑부 111 : 윤활유실린더

112 : 윤활유피스톤 113,114 : 윤활유스프링

115 : 윤활유밸브 116 : 윤활유시트

117 : 윤활유 덮개 118 : 윤활유 흡입관

119 : 실린더캡 120 : 윤활유 공급유로부

Claims

소정량의 윤활유를 채운 케이싱과, 케이싱의 내부에 탄력 지지하여 설치하고 왕복동모터를 고정 설치하며 왕복동모터의 가동자에 결합한 피스톤이 직선으로 왕복운동을 하도록 실린더를 구비하는 프레임과, 프레임의 하반부에 구비하여 함께 진동하는 윤활유실린더와, 윤활유실린더에 미끄러지게 삽입하여 프레임과 상대운동을 하면서 케이싱 내부의 윤활유를 펌핑하는 윤활유피스톤과, 윤활유피스톤의 양측을 탄력 지지하여 상기 윤활유피스톤에 탄성력을 공급하는 복수 개의 윤활유스프링과, 윤활유실린더의 전방측에 설치하여 윤활유의 흡입과 토출을 조절하는 윤활유밸브와, 윤활유밸브를 수용하여 상기 윤활유실린더의 전방측과 프레임에 구비한 윤활유로 사이를 연결하는 윤활유시트 및 윤활유커버를 포함한 왕복동식 압축기의 윤활유 공급 장치에 있어서,

윤활유실린더나 윤활유피스톤 또는 윤활유스프링 중에서 적어도 어느 하나는 비자성체로 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 윤활유 공급 장치.
소정량의 윤활유를 채운 케이싱과, 케이싱의 내부에 탄력 지지하여 설치하고 왕복동모터를 고정 설치하며 왕복동모터의 가동자에 결합한 피스톤이 직선으로 왕복운동을 하도록 실린더를 구비하는 프레임과, 프레임의 하반부에 구비하여 함께 진동하는 윤활유실린더와, 윤활유실린더에 미끄러지게 삽입하여 프레임과 상대운동을 하면서 케이싱 내부의 윤활유를 펌핑하는 윤활유피스톤과, 윤활유피스톤의 양측을 탄력 지지하여 상기 윤활유피스톤에 탄성력을 공급하는 복수 개의 윤활유스프링과, 윤활유실린더의 전방측에 설치하여 윤활유의 흡입과 토출을 조절하는 윤활유밸브와, 윤활유밸브를 수용하여 상기 윤활유실린더의 전방측과 프레임에 구비한 윤활유로 사이를 연결하는 윤활유시트 및 윤활유커버를 포함한 왕복동식 압축기의 윤활유 공급 장치에 있어서,

윤활유실린더나 윤활유피스톤 또는 윤활유스프링 중에서 적어도 어느 하나는 그 외주면에 비자성체물질로 코팅하여 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 윤활유 공급 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

윤활유밸브를 비자성체로 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 윤활유 공급 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

윤활유밸브의 외표면에 비자성 물질을 코팅하여 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 윤활유 공급 장치.