KR100292514B1 - 리니어압축기의오일공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어 압축기의 오일 공급장치에 관한 것으로, 본 발명은 밀폐용기의 내부에 장착되어 유체를 흡입하여 압축 토출시키는 압축 유니트에 결합되고, 그 압축 유니트에 구비된 오일유로의 입구에 연통되어 상기 밀폐용기의 오일을 오일유로를 통해 압축 유니트로 펌핑하도록 이루어지는 리니어 압축기의 오일 공급장치에 있어서 ; 상기 밀폐용기에 채워진 오일에 잠기도록 압축 유니트에 고정되고 그 내주면에 환상의 멈춤돌조가 형성되어 상기 압축 유니트의 기동시 함께 진동하는 오일실린더와, 그 오일실린더의 내부에 미끄러지게 개재되어 상기 오일실린더의 내부를 오일 흡입공간과 오일 토출공간으로 구획함과 아울러 상기한 멈춤돌조에 착탈되어 오일 흡입밸브의 역할을 하는 오일 피스톤부재와, 상기 오일실린더의 토출측에 장착되어 그 오일실린더와 압축 유니트의 오일유로를 연통시키는 오일 토출커버와, 그 오일 토출커버의 내부에 장착되어 오일실린더의 토출측을 개폐하는 오일 토출밸브를 포함함으로써, 상기 오일실린더와 압축 유니트 간 오일의 입출을 규제하는 밸브의 제작성 및 조립성을 용이하게 하여 생산성을 향상시키고 하나의 탄성부재 및 오일 흡입밸브 등을 제거하게 되어 부품수 절감에 따른 생산비용을 절감시킬 수 있다.

Description

리니어 압축기의 오일 공급장치{APPARATUS FOR SUPPLYING OIL OF LINEAR COMPRESSOR}

본 발명은 리니어 압축기의 오일 공급장치에 관한 것으로, 특히 압축 유니트에 오일을 공급시키기 위한 구조를 단순화하고 생산성을 향상시키는데 적합한 리니어 압축기의 오일 공급장치에 관한 것이다.

알려진 바와 같이, 리니어 압축기는 크랭크축을 대신하여 마그네트 및 코일로 피스톤을 직접 왕복운동시켜 냉매를 압축시키는 것으로, 그 일례가 도 1에 도시되어 있다.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 리니어 압축기는 저면에 오일이 채워진 밀폐용기(V)의 내부에 횡방향으로 설치되어 냉매를 흡입하여 압축 및 토출하는 압축 유니트(C)와, 그 압축 유니트(V)의 외부에 고정되어 오일을 공급하는 오일피더(O)로 구성되어 있다.

상기 압축 유니트(C)는 밀폐용기(V)의 내부에 설치되는 프레임(1)과, 그 프레임(1)의 중앙에 형성된 관통구멍에 삽입되는 실린더(2)와, 그 실린더(2) 내부에 삽입되어 리니어 모터(미부호)의 구동에 의해 직선 왕복운동하는 피스톤(3)과, 그 피스톤(3)의 왕복운동에 따라 상기 실린더(2)를 개폐하는 토출밸브(4)가 삽입되어 상기한 실린더(3)의 일측에 복개 결합되는 토출커버(5)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 프레임(1)의 관통구멍 내주면에는 오일유입유로(1a)에 의해 오일피더(O)의 토출측에 연통된 제1 오일포켓(1b)이 형성되고, 상기 피스톤(3)의 외주면에는 제2 오일포켓(3a)이 형성되며, 상기 실린더(2)에는 상기한 제1 오일포켓(1b)과 제2 오일포켓(3a)을 연통시키는 오일통공(2a)이 관통 형성되고, 상기 실린더(2)의 외주면 및 프레임(1)의 관통구멍 그리고 토출커버(5)에 의해서는 제1 오일포켓(1b)의 최상점에 오일연통로(1c)에 의해 연통되는 환형의 오일순환로(1d)가 형성되며, 그 오일순환로(1d)의 최하점에는 상기한 오일순환로(1d)를 순환한 오일이 밀폐용기(V)로 복귀되도록 하는 오일배출공(1e)이 형성되어 있다.

한편, 상기 오일피더(O)는 압축 유니트(C)의 저면측에 부착되는 오일실린더(21)와, 그 오일실린더(21)의 내부에 삽입되어 오일 흡입공간(S1)과 오일 토출공간(S2)으로 구획하는 오일피스톤(22)과, 그 오일피스톤(22)의 양단을 오일실린더(21)로부터 탄력 지지하는 제1,제2 오일스프링(23A,23B)과, 그 제1,제2 오일스프링(23A,23B)의 각 타단을 지지함과 아울러 상기 오일실린더(21)의 양단을 압축 유니트(C)에 고정하는 오일 흡입커버(24) 및 오일 토출커버(25)와, 상기 오일피스톤(22)의 출구측에 제2 오일스프링(23B)으로 지지되는 오일 흡입밸브(26)와, 상기 오일실린더(21)의 출구측에 설치되는 오일 토출밸브(27)로 이루어져 있다.

상기 오일피스톤(22)은 그 외주면이 오일실린더(21)의 내주면에 미끄러지게 접촉하도록 삽입되고, 그 내부에는 오일실린더(21)의 입,출구를 연통시키는 오일유로(22a)가 관통 형성되어 있다.

상기 오일 흡입밸브(26)는 스파이럴 타입으로 형성되는 것으로 상기한 오일실린더(21)에 삽입되어 오일피스톤(22)의 출구단에 제2 오일스프링(23B)으로 밀착 지지되는 반면, 상기 오일 토출밸브(27)는 장방형으로 형성되는 것으로 상기한 오일실린더(21)의 토출측 외곽면에 밀착되어 오일 토출커버(25)에 의해 지지되어 있다.

도면중 미설명 부호인 6은 밸브스프링, 7은 흡입밸브이다.

상기와 같이 구성된 종래 리니어 압축기의 오일 공급장치는 다음과 같이 동작된다.

즉, 상기 압축 유니트(C)가 리니어 모터의 가동자인 마그네트 조립체(미부호)의 직선 왕복운동시 그 마그네트 조립체(미부호) 등과 함께 횡방향으로 진동을 하게 되고, 그 진동은 상기 압축 유니트(C)에 고정된 오일피더(O)로 전달되어 왕복운동시키게 되는데, 이때 상기 오일실린더(21)의 내부에는 오일피스톤(22)이 미끄러지게 삽입되어 오일실린더(21)의 왕복운동에 반하는 관성력에 의해 오일을 흡,토출하게 된다.

이렇게, 상기 오일피더(O)에 의해 펌핑된 오일은 오일유입유로(1a)를 통해 제1 오일포켓(1b)으로 유입되어 실린더(2)의 외주면 및 리니어 모터에 발생된 열을 냉각시키면서 오일통공(2a)을 통해 제2 오일포켓(3a)으로 유입되고, 그 제2 오일포켓(3a)으로 유입되어 실린더(2)와 피스톤(3) 사이의 미끄럼부를 윤활시킨 다음에 다시 제1 오일포켓(1b) 및 오일연통로(1c)를 거쳐 오일순환로(1d)로 유입되며, 이 오일순환로(1d)로 유입된 오일은 상기한 실린더(2) 및 토출커버(4)를 냉각시키면서 순환한 다음에 오일배출공(1e)을 통해 밀폐용기(V)로 복귀하게 된다.

여기서, 상기 오일피더가 오일을 펌핑하는 동작을 보다 상세히 살펴보면 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같다.

먼저, 상기 오일실린더(21)가 도면의 "P" 방향으로 이동하게 되면, 상기 오일피스톤이 오일실린더에 대해 반대방향으로 이동하는 효과가 되어 오일 토출공간에 충진되어 있던 오일을 밀어내는 반면 상기 오일 실린더(21)와 오일 흡입커버(24) 사이의 틈새로는 오일이 유입되어 오일 흡입공간에 충진된다. 이때, 상기 오일 흡입밸브(26)는 닫히면서 오일피스톤(22)의 오일유로(22a)를 폐쇄시키는 반면 오일 토출밸브(27)는 젖혀지면서 오일실린더(21)의 토출측을 개방시키게 된다.

한편, 상기 오일실린더(21)가 도면의 "Q" 방향으로 이동하게 되면, 상기 오일피스톤(22)이 오일실린더(21)에 대해 반대방향으로 이동하는 효과가 되어 오일 토출공간의 압력이 전(前)과정에서 압축 유니트(C)로 오일을 토출하여 오일 흡입공간에 비해 상대적으로 저압이 되면서 오일 흡입공간(S1)의 오일이 오일 토출공간(S2)으로 이동하게 된다. 이때, 상기 제1 오일스프링(23A)은 압축되는 반면 제2 오일스프링(23B)은 압축되고, 상기 오일 흡입밸브(26)는 열리는 반면 오일 토출밸브(27)는 복귀되면서 오일실린더(21)의 토출측을 폐쇄시켜 오일의 역류를 방지하게 되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 리니어 압축기의 오일 공급장치에 있어서는, 오일의 입출을 규제하는 오일 흡입밸브(26)가 직경이 작은 오일실린더(21)의 내부에 장착되는 것으로, 상기 오일 흡입밸브(26)가 너무 작아 그 제작 및 조립이 난해할 뿐만 아니라 다수개의 부품을 사용하게 되어 생산비용이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 리니어 압축기의 오일 공급장치가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 오일의 입출을 규제하는 밸브의 제작성 및 조립성을 용이하게 하여 생산성을 향상시킬 수 있고 부품수를 줄여 생산비용을 감소시킬 수 있는 리니어 압축기의 오일 공급장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 리니어 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2a 및 도 2b는 종래 리니어 압축기에 구비된 오일 공급장치의 동작을 보인 종단면도.

도 3은 본 발명 오일 공급장치가 구비된 리니어 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 4a 및 도 4b는 본 발명 리니어 압축기에 구비된 오일 공급장치의 동작을 보인 종단면도.

도 5는 본 발명 리니어 압축기의 오일 공급장치에 대한 변형예를 보인 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 프레임 1a : 오일유입유로

110 : 오일실린더 111,111' : 피스톤 멈춤돌조

120,220 : 오일 피스톤부재 130 : 오일스프링

140 : 오일 토출밸브 150 : 오일 흡입커버

160 : 오일 토출커버 S1 : 오일 흡입공간

S2 : 오일 토출공간

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 밀폐용기의 내부에 장착되어 유체를 흡입하여 압축 토출시키는 압축 유니트에 결합되고, 그 압축 유니트에 구비된 오일유로의 입구에 연통되어 상기 밀폐용기의 오일을 오일유로를 통해 압축 유니트로 펌핑하도록 이루어지는 리니어 압축기의 오일 공급장치에 있어서 ; 상기 밀폐용기에 채워진 오일에 잠기도록 압축 유니트에 고정되고 그 내주면에 환상의 멈춤돌조가 형성되어 상기 압축 유니트의 기동시 함께 진동하는 오일실린더와, 그 오일실린더의 내부에 미끄러지게 개재되어 상기 오일실린더의 내부를 오일 흡입공간과 오일 토출공간으로 구획함과 아울러 상기한 멈춤돌조에 착탈되어 오일 흡입밸브의 역할을 하는 오일 피스톤부재와, 상기 오일실린더의 토출측에 장착되어 그 오일실린더와 압축 유니트의 오일유로를 연통시키는 오일 토출커버와, 그 오일 토출커버의 내부에 장착되어 오일실린더의 토출측을 개폐하는 오일 토출밸브를 포함한 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일 공급장치가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 리니어 압축기의 오일 공급장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 오일 공급장치가 구비된 리니어 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명 리니어 압축기에 구비된 오일 공급장치의 동작을 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 오일 공급장치가 구비된 리니어 압축기는, 저면에 오일이 채워진 밀폐용기(V)의 내부에 횡방향으로 설치되어 냉매를 흡입하여 압축 및 토출하는 압축 유니트(C)와, 그 압축 유니트(V)의 외부에 고정되어 오일을 공급하는 오일피더(O)로 구성된다.

상기 압축 유니트(C)는 밀폐용기(V)의 내부에 설치되는 프레임(1)과, 그 프레임(1)의 중앙에 형성된 관통구멍에 삽입되는 실린더(2)와, 그 실린더(2) 내부에 삽입되어 리니어 모터(미부호)의 구동에 의해 직선 왕복운동하는 피스톤(3)과, 그 피스톤(3)의 왕복운동에 따라 상기 실린더(2)를 개폐하는 토출밸브(4)가 삽입되어 상기한 실린더(3)의 일측에 복개 결합되는 토출커버(5)를 포함하여 이루어진다.

상기 오일피더(O)는 밀폐용기(V)에 채워진 오일에 잠기도록 압축 유니트(C)의 프레임(1) 하부에 고정되는 오일실린더(110)와, 그 오일실린더(110)의 내부가 서로 연통되는 오일 흡입공간(S1)과 오일 토출공간(S2)으로 구획되도록 미끄러지게 삽입되는 오일 피스톤부재인 볼피스톤(120)과, 그 볼피스톤(120)의 토출측을 탄력 지지하는 오일스프링(131)과, 상기 오일실린더(110)의 토출측 외곽에 설치되는 오일 토출밸브(140)와, 상기 오일실린더(110)의 흡입측을 복개하여 프레임(1)에 고정되는 오일 흡입커버(150)와, 상기 오일실린더(110)의 토출측을 복개하여 프레임(1)에 결합되는 오일 토출커버(160)를 포함하여 이루어 진다.

상기 오일실린더(110)는 원통형으로 형성되고, 그 내주면 중간부위에 상기 볼피스톤(120)이 흡입측으로 미끄러지는 것을 제한하는 환상의 피스톤 멈춤돌조(111)가형성되는데, 이 피스톤 멈춤돌조(111)는 오일의 원활한 흡,토출을 감안하여 오일실린더(110)의 토출측에 편중되도록 형성되고, 상기 피스톤 멈춤돌조(111)와 접촉되는 면이 반구(半球)형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 볼피스톤(120)은 그 외주면이 상기한 오일실린더(110)의 내주면에 소정의 오일틈새를 두고 미끄럼운동하도록 삽입되는 것으로, 상기 피스톤 멈춤돌조(111)의 내경보다는 큰 직경을 갖도록 형성된다.

상기 오일스프링(130)은 볼피스톤(120)의 직경보다 작은 직경을 갖는 압축 코일스프링으로서, 그 일단은 상기한 볼피스톤(120)에 지지되는 반면 타단은 오일실린더(110)의 토출단을 지지하는 프레임(1)에 일단이 지지되도록 예압되어 장착된다.

상기 오일 토출밸브(140)는 장방형으로 형성되어 그 상단부가 프레임(1)에 고정되는 반면 하단부는 오일실린더(110)의 토출측에 개폐가능하게 대향된다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 1a는 오일유입유로, 1b는 제1 오일포켓, 1c는 오일연통로, 1d는 오일순환로, 2a는 오일통공, 3a는 제2 오일포켓, 6은 밸브스프링, 7은 흡입밸브이다.

상기와 같은 본 발명에 의한 리니어 압축기의 오일 공급장치는 다음과 같이 동작된다.

즉, 리니어 모터의 가동자인 마그네트 조립체(미부호)의 직선 왕복운동시 상기 압축 유니트(C)가 그 마그네트 조립체 등과 함께 횡방향으로 진동을 하게 되고, 그진동은 상기 압축 유니트(C)에 고정된 오일피더(O)의 오일실린더(110)로 전달되어 왕복운동시키게 되는데, 이때 상기 오일실린더(110)의 왕복운동에 반하는 관성력을 갖는 볼피스톤(120) 및 오일 자체의 관성력에 의해 밀폐용기(V)의 오일이 펌핑되고, 그 펌핑된 오일은 전술한 바와 같이 오일유입유로(1a) 등을 통해 압축 유니트(C)로 유입되었다가 다시 밀폐용기(V)로 복귀하게 된다.

여기서, 상기 오일피더가 오일을 펌핑하는 동작을 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 오일실린더(110)가 도면의 "Q" 방향으로 이동하게 되면, 상기 볼피스톤(120)이 오일스프링(130)의 탄성력을 이기고 토출측으로 이동하는 효과를 나타내 오일 토출공간(S2)에 충진되어 있던 오일을 밀어내게 되고, 이 오일은 오일실린더(110)의 토출측을 막고 있던 오일 토출밸브(140)를 열어 젖혀지면서 오일유입유로(1a) 등을 통해 압축 유니트(C)로 유입되는데, 이때 상기 볼피스톤(120)은 피스톤 멈춤돌조(111)로부터 이격되어 상기한 오일실린더(110)의 오일 흡입공간(S1)에 채워져 있던 오일이 자체 관성력에 의해 오일실린더(110)의 오일 토출공간쪽, 정확하게는 밀려난 볼피스톤(120)의 흡입측과 피스톤 멈춤돌조(111)의 사이로 이동을 하게 된다.

다음, 상기 오일실린더(110)가 도면의 "P" 방향으로 이동하게 되면, 상기 볼피스톤(120)이 오일스프링(130)의 탄성력 및 자체 관성력에 의해 오일실린더(110)의 흡입측으로 되돌아오는 효과를 나타내 볼피스톤(120)과 피스톤 멈춤돌조(111) 사이에 충진되어 있던 오일이 오일실린더(110)와 볼피스톤(120)의오일틈새를 통해 오일실린더(110)의 오일 토출공간으로 이동하게 되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

본 발명에 의한 오일 피스톤부재의 변형예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 일례에서는 상기 오일 피스톤부재가 볼피스톤(120)이었으나, 본 변형예에서는 상기 오일 피스톤부재(220)는 도 5에 도시된 바와 같이 오일실린더(110)의 흡입측으로 갈 수록 직경이 작아지는 원추형으로 형성되는 것으로, 이렇게 오일 피스톤부재(220)가 원추형인 경우에는 그 오일 피스톤부재(220)와 피스톤 멈춤돌조(111')가 보다 확실하게 탈착되도록 피스톤 멈춤돌조(111')가 테이퍼지게 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 오일 피스톤부재는 전술한 예들에서와 같은 볼형 또는 원추형에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기술적 사상이 내포되는 형상이면 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 리니어 압축기의 오일 공급장치는, 상기 압축 유니트의 기동시 함께 진동하는 오일실린더와, 그 오일실린더의 내부에 미끄러지게 개재되어 상기 오일실린더의 내부를 오일 흡입공간과 오일 토출공간으로 구획함과 아울러 오일 흡입밸브의 역할을 하는 오일 피스톤부재와, 그 오일 피스톤부재를 일측에서 탄력적으로 지지하는 하나의 탄성부재와, 상기 오일실린더의 토출측을 개폐하는 오일 토출밸브를 포함하여 구성함으로써, 상기 오일실린더와 압축 유니트 간 오일의 입출을 규제하는 밸브의 제작성 및 조립성을 용이하게 하여 생산성을 향상시키고 하나의 탄성부재 및 오일 흡입밸브 등을 제거하게 되어 부품수 절감에 따른 생산비용을 절감시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 밀폐용기의 내부에 장착되어 유체를 흡입하여 압축 토출시키는 압축 유니트에 결합되고, 그 압축 유니트에 구비된 오일유로의 입구에 연통되어 상기 밀폐용기의 오일을 오일유로를 통해 압축 유니트로 펌핑하도록 이루어지는 리니어 압축기의 오일 공급장치에 있어서 ;

   상기 밀폐용기에 채워진 오일에 잠기도록 압축 유니트에 고정되고 그 내주면에 환상의 멈춤돌조가 형성되어 상기 압축 유니트의 기동시 함께 진동하는 오일실린더와, 그 오일실린더의 내부에 미끄러지게 개재되어 상기 오일실린더의 내부를 오일 흡입공간과 오일 토출공간으로 구획함과 아울러 상기한 멈춤돌조에 착탈되어 오일 흡입밸브의 역할을 하는 오일 피스톤부재와, 상기 오일실린더의 토출측에 장착되어 그 오일실린더와 압축 유니트의 오일유로를 연통시키는 오일 토출커버와, 그 오일 토출커버의 내부에 장착되어 오일실린더의 토출측을 개폐하는 오일 토출밸브를 포함한 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일 공급장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 오일 피스톤부재는 오일실린더의 토출측으로부터 하나의 탄성부재에 의해 탄력 지지되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일 공급장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 오일 피스톤부재는 볼 형상인 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일 공급장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 오일 피스톤부재는 흡입측으로 갈 수록 직경이 작아지는 원추형인 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일 공급장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 오일 피스톤부재가 탈착되는 오일실린더의 피스톤 멈춤돌조가 상기한 오일 피스톤부재의 외주면과 형합되도록 테이퍼지게 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 오일 공급장치.