KR20060093516A - 리니어 압축기의 윤활구조 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 리니어 압축기의 윤활구조는 다수의 고정자 및 마그넷이 포함되는 모터 유닛; 상기 마그넷과 함께 전후로 진동되는 피스톤; 상기 피스톤의 전후 운동을 가이드하는 실린더와, 유체의 흡입과 토출을 제어하는 밸브가 포함되는 압축유닛; 상기 피스톤의 진동을 증폭하는 공진 스프링; 및 상기 피스톤과 상기 실린더의 접면에 개입되어, 상기 접면이 윤활되도록 하는 고체 윤활부가 포함된다.

본 발명의 리니어 압축기의 윤활구조에 의해서 제조과정이 편리해지고, 가격이 저렴해지는 장점이 있다. 또한, 무급유 윤활이기 때문에, 윤활유의 재급유없이도 거의 반영구적으로 리니어 압축기를 사용할 수 있는 장점이 있다.

리니어 압축기, 윤활

Description

리니어 압축기의 윤활구조{Lubricating structure of linear motor}

도 1은 본 발명의 사상에 따른 리니어 압축기의 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 피스톤과 실린더의 배치 상태를 설명하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 밀폐용기 112 : 흡입관 114 : 토출관

120 : 프레임 130 : 모터유닛 140 : 압축유닛

160 : 고체윤활부

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로서, 상세하게는, 리니어 압축기의 피스톤과 실린더간의 계면 윤활이 원활하게 수행되도록 하는 리니어 압축기의 윤활구조에 관한 것이다.

리니어 압축기는 소형, 저 소음, 고 효율의 특징으로 인하여, 근래들어 냉장고등과 같은 가전기기에 그 사용이 증가되고 있는 실정이다.

상기 리니어 압축기의 동작 원리를 간단하게 설명한다. 먼저, 리니어 모터부 에 전원이 인가되면 전류의 방향이 교번되면서 N극과 S극이 고정자 양측에 각각 교대로 발생되고, 피스톤과 자석이 일체로 결합된 가동자에서도 N극과 S극으로 형성되어 있다. 이와 같이 리니어 모터의 고정자와 가동자 사이의 자력에 의해 피스톤이 일정한 주파수로 진동하여 왕복운동을 하게 되고, 상기 피스톤과 상기 피스톤을 지지하는 스프링과의 사이에 발생되는 공진현상에 의해서 피스톤이 강하게 전후로 동작되는 작용을 이용하여 냉매를 압축하는 원리이다. 이와 같은 리니어 압축기의 일반적인 형상은 종래에 다수의 문헌에 의해서 공지된 바가 있으므로, 그 자세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 리니어 압축기는 피스톤과 실린더의 내주면 사이에 마찰이 발생되는데, 이러한 마찰현상을 저감시키기 위하여 종래 사용되는 방법으로는, 윤활유가 계면에 계속해서 공급되는 방식이 널리 사용되어 왔다.

이러한 윤활유 공급방식으로서는, 본원발명의 출원인이 대한민국실용신안출원번호 20-1999-0037651호, "압축기의 오일순환구조"등에서 이미 알려진 바가 있다.

그러나, 이와 같은 윤활유 공급 방식의 윤활구조는 윤활유 및 윤활유 공급 유닛을 별개로 마련해야 되기 때문에 구성이 복잡해지는 단점이 있고, 가공 및 조립이 난해하여 제조비용이 상승되는 단점이 있다.

본 발명은 상기되는 문제점을 개선하기 위하여 제안되는 것으로서, 리니어 압축기의 피스톤과 실린더의 계면에 무급유방식의 윤활구조가 채용되도록 함으로 써, 제조과정이 편리해지고, 가격이 저렴해지는 리니어 압축기의 윤활구조를 제안하는 것을 목적으로 한다.

또한, 무급유윤활구조에 의해서 윤활유의 재급유없이도 거의 반영구적으로 리니어 압축기를 사용할 수 있도록 하는 리니어 압축기의 윤활구조를 제안하는 것을 목적으로 한다.

상기되는 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 윤활구조는 다수의 고정자 및 마그넷이 포함되는 모터 유닛; 상기 마그넷과 함께 전후로 진동되는 피스톤; 상기 피스톤의 전후 운동을 가이드하는 실린더와, 유체의 흡입과 토출을 제어하는 밸브가 포함되는 압축유닛; 상기 피스톤의 진동을 증폭하는 공진 스프링; 및 상기 피스톤과 상기 실린더의 접면에 개입되어, 상기 접면이 윤활되도록 하는 고체 윤활부가 포함된다.

제안되는 바와 같은 구성에 의해서 리니어 압축기의 제조원가가 절감되고, 제조과정이 단순해지고, 반영구적으로 리니어 압축기를 사용할 수 있는 장점이 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 및 추가 등에 의해서 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이또한 본 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

도 1은 본 발명의 사상에 따른 리니어 압축기의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 리니어 압축기는 내부공간이 밀폐상태로 유지되도록 하는 밀폐용기(110)와, 상기 밀폐용기(110)의 내부 공간으로 저압의 유체가 흡입되는 흡입관(112)과, 압축된 고압의 유체가 토출되는 토출관(114)이 형성된다.

또한, 유체가 압축되기 위한 압축유닛(140)과, 상기 압축유닛(140)이 동작되도록 하는 모터유닛(130)과, 상기 압축유닛 및 모터유닛이 밀폐용기(110) 내부에서 고정되도록 하는 프레임(120)이 포함된다.

상세하게, 상기 모터유닛(130)은, 내측 고정자(132), 외측 고정자(133), 및 외부전원이 인가되는 코일(134)가 포함된다. 그리고, 상기 내측 고정자(132)와 외측 고정자(133)의 사이 간격부에 놓이는 자성체의 마그넷(136)과, 상기 마그넷(136)을 지지하는 마그넷 홀더(137)가 포함된다.

상세하게, 상기 압축유닛(140)은, 실린더(141)와, 상기 마그넷 홀더(136)와 한몸으로 고정되어 있어서 마그넷 홀더(136)와 함께 전후로 동작되는 피스톤(142)과, 상기 실린더(141)의 전단부에 제공되는 토출밸브(145)와, 상기 피스톤(142)의 전단부에 제공되는 흡입밸브(143)와, 상기 토출밸브(145)의 개폐를 조절하는 개폐 스프링(146)과, 상기 흡입밸브(143)과 토출밸브(145)의 사이 간격부에 형성되는 압축공간(144)이 포함된다.

상기 흡입밸브(143)는 상기 피스톤(142)의 전단부의 외측면에 고정되어, 피스톤(142)의 안쪽에 바깥쪽으로 공기가 나올 수는 있으나, 바깥쪽으로 들어갈 수는 없는 일방향의 밸브이고, 상기 토출밸브(145)는 개폐 스프링(146)에 의해서 지지되 는 힘에 의해서 상기 압축공간(144)의 내부의 압력이 일정 이상이 되어야만 개방되는 밸브이다.

상세하게, 상기 프레임(120)은 전방 프레임(121), 중간 프레임(122) 및, 후방 프레임(123)으로 구분되어 제공되고, 상기 고정자(132)(133)와 코일(134)이 고정될 뿐만 아니라, 그 외 밀폐용기(110) 내부의 다른 부품이 고정되도록 한다.

또한, 상기 마그넷 홀더(137)의 전후 동작이 공진에 의해서 증폭되도록 하기 위하여, 상기 스프링 지지대(151)와 전방 프레임(121)의 사이간격에는 전방 공진 스프링(152)이 제공되고, 상기 스프링 지지대(151)와 후방 프레임(123)의 사이에는 후방 공진 스프링(153)이 제공된다. 그러므로, 상기 마그넷 홀더(137)가 전후로 진동되는 동작은 공진 스프링(152)(153)에 의해서 공진이 발생되어 증폭되고, 상기 피스톤(142)는 더욱 큰 힘과 진폭으로 동작될 수 있다.

한편, 상기 실린더(141)의 내주면과 피스톤(142)의 접촉면에는 마찰작용이 항상 발생되기 때문에 그 접면은 항상 윤활되어야 한다. 이와 같이 피스톤(142)과 실린더(141)의 접면이 윤활되기 위하여, 실린더(141)의 내주면에는 고체윤활부(160)가 형성된다. 상기 고체 윤활부(160)는 액체 윤활과는 달리 계속적인 급유과정이 필요없기 때문에, 사용상의 편의가 증진되고, 반영구적으로 사용할 수 있는 장점이 있다. 물론, 상기 고체 윤활부(160)에 의해서 상기 실린더(141)와 피스톤(142)의 접면에서 발생되는 마찰이 저감되는 것은 물론이고, 마찰이 저감됨으로써 마찰열의 발생이 줄어드는 것도 물론이다.

상기 고체 윤활부(160)의 재질로는 그래파이트(graphite), 보론 나이트라이 드(boron nitride), 리튬 플루오라이드(lithium fluoride), 테프론(teflon)중에서 선택되는 어떠한 화합물이 선택되는 것이 바람직하다.

상기되는 리니어 압축기의 동작 내지는 작용을 간단히 설명한다.

상기 밀폐용기(110)는 밀폐상태로 유지되고, 상기 흡입관(112)를 통해서는 저압의 외부 유체가 흡입되고, 상기 코일(134)에 외부전원이 인가되면 마그넷(136)과 고정자(132)(133)의 사이에 발생되는 자력에 의해서 마그넷 홀더(137)가 전후로 요동하고, 상기 마그넷 홀더(137)의 동작은 상기 공진 스프링(152)(153)에 의해서 공진 증폭되어 피스톤(142)을 전후로 동작시킨다.

그리고, 상기 피스톤(142)을 통해서는 저압의 유체가 흡입밸브(143)을 통하여 상기 압축공간(144)으로 흡입되고, 상기 압축공간(144)의 유체가 일정이상의 압력을 압축된 뒤에는, 토출밸브(145)를 통하여 토출되어 토출관(114)을 통하여 외부로 토출된다.

한편, 상기 피스톤(142)이 전후로 동작되면, 피스톤(142)의 외주면과 실린더(141)의 내주면 사이에는 마찰이 발생되는데, 이러한 마찰은 상기 고체윤활부(160)에 의해서 윤활된다. 그러므로, 마찰열의 발생이 저감되는 장점이 있다. 상기 고체 윤활부(160)에 의해서 급유가 필요하지 않기 때문에, 제작 및 사용상의 편의점이 증대되는 장점을 얻을 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 피스톤과 실린더의 배치 상태를 설명하는 도면이다.

도 2를 참조하면, 상기 피스톤(142)과 실린더(141)의 접면에는 고체 윤활부 (160)가 개입되어 있고, 상기 고체 윤활부(160)에 의해서 피스톤(142)와 실린더(141)의 접면은 원활하게 윤활된다. 그리고, 상기 고체 윤활부(160)는 실린더(141)의 내주면에 형성되는 것이 제작의 편의 및 사용상의 신뢰성 재고를 위하여 바람직하다.

상기 고체 윤활부(160)에 의해서 실린더(141)과 피스톤(142)의 접면이 윤활됨으로써, 급유가 필요하지 않은 장점이 있고, 리니어 압축기 내부의 윤활구조가 간단하게 구성될 수 있고, 부품의 개수가 줄고 제작공정이 간단해지는 장점이 있고, 생상성이 개선되는 장점을 얻을 수 있다.

본 발명의 리니어 압축기의 윤활구조에 의해서 제조과정이 편리해지고, 가격이 저렴해지는 장점이 있다.

또한, 무급유 윤활이기 때문에, 윤활유의 재급유없이도 거의 반영구적으로 리니어 압축기를 사용할 수 있어서, 사용상의 편의성이 개선되는 장점을 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 다수의 고정자 및 마그넷이 포함되는 모터 유닛;

   상기 마그넷과 함께 전후로 진동되는 피스톤;

   상기 피스톤의 전후 운동을 가이드하는 실린더와, 유체의 흡입과 토출을 제어하는 밸브가 포함되는 압축유닛;

   상기 피스톤의 진동을 증폭하는 공진 스프링; 및

   상기 피스톤과 상기 실린더의 접면에 개입되어, 상기 접면이 윤활되도록 하는 고체 윤활부가 포함되는 리니어 압축기의 윤활구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 고체 윤활부는 상기 실린더의 내주면에 형성되는 리니어 압축기의 윤활구조.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 고체 윤활부의 재질은 그래파이트(graphite), 보론 나이트라이드(boron nitride), 리튬 플루오라이드(lithium fluoride), 테프론(teflon)중에서 선택되는 어떠한 재질이 사용되는 리니어 압축기의 윤활구조.

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