[go: up one dir, main page]

KR100848915B1 - 리니어 압축기 - Google Patents

리니어 압축기 Download PDF

Info

Publication number
KR100848915B1
KR100848915B1 KR1020070019057A KR20070019057A KR100848915B1 KR 100848915 B1 KR100848915 B1 KR 100848915B1 KR 1020070019057 A KR1020070019057 A KR 1020070019057A KR 20070019057 A KR20070019057 A KR 20070019057A KR 100848915 B1 KR100848915 B1 KR 100848915B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bearing
piston
oil
linear compressor
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020070019057A
Other languages
English (en)
Inventor
김성기
김동한
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020070019057A priority Critical patent/KR100848915B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100848915B1 publication Critical patent/KR100848915B1/ko
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • F04B35/045Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric using solenoids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/0005Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00 adaptations of pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/02Lubrication
    • F04B39/0223Lubrication characterised by the compressor type
    • F04B39/0276Lubrication characterised by the compressor type the pump being of the reciprocating piston type, e.g. oscillating, free-piston compressors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/02Lubrication
    • F04B39/0284Constructional details, e.g. reservoirs in the casing
    • F04B39/0292Lubrication of pistons or cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/12Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F04B39/122Cylinder block
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16NLUBRICATING
    • F16N13/00Lubricating-pumps
    • F16N13/02Lubricating-pumps with reciprocating piston
    • F16N13/06Actuation of lubricating-pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00Working fluid
    • F05B2210/10Kind or type
    • F05B2210/12Kind or type gaseous, i.e. compressible
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00Working fluid
    • F05B2210/10Kind or type
    • F05B2210/14Refrigerants with particular properties, e.g. HFC-134a
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/50Bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16NLUBRICATING
    • F16N2210/00Applications
    • F16N2210/16Pumps
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S417/00Pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Compressor (AREA)

Abstract

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축 효율을 높이고, 시스템의 신뢰성을 확보할 수 있는 리니어 압축기 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 리니어 압축기에 따르면, 피스톤의 마찰손실이 줄어들고 피스톤의 거동이 좋아지기 때문에, 압축기의 효율이 향상되고, 시스템의 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
압축기, 피스톤, 효율, 신뢰성

Description

리니어 압축기{linear compressor}
도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 단면도
도 2는 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 요부가 도시된 단면도
도 3은 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 피스톤이 베어링에 의해 지지되는 구조를 나타낸 구성도
도 4는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 리니어 압축부를 도시한 단면도
도 5는 접착수단과 연결수단을 적용한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 피스톤 양단지지구조를 간략히 나타낸 구성도
도 6은 본 발명에 따른 리니어 압축기에 연결관을 적용한 리니어 압축부를 도시한 단면도
도 7은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제2 베어링 구성을 나타낸 단면도
도 8은 연결홈을 적용한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 요부구성도
도 9는 접착수단을 적용한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제조방법을 나타낸 순서도
도 10은 접착수단을 적용한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 다른 실시 예에 의한 제조방법을 나타낸 순서도
도 11은 위치보정부재를 적용한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 피스톤 양 단지지구조를 간략히 나타낸 구성도
도 12는 위치보정부재를 적용한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제조방법을 나타낸 순서도
도 13은 위치보정부재를 적용한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 다른 실시 예에 의한 제조방법을 나타낸 순서도이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
110 : 리니어 압축부 112 : 실린더 프레임
111 : 실린더 114 : 백 커버
115 : 흡입통로 116 : 피스톤
117 : 토출밸브 조립체 118 : 실링부재
121 : 아우터 스테이터 122 : 이너 스테이터
124 : 코일 125 : 영구자석
126 : 영구자석 프레임 127 : 스테이터 커버
160 : 제1 베어링 162 : 제1 급유홈
164 : 제1 오일유입구 166 : 제1 오일토출구
170 : 제2 베어링 172 : 제2 급유홈
174 : 제2 오일유입구 176 : 제2 오일토출구
190 : 연결관 200 : 연결홈
C : 중심선 E : 접착수단
G : 위치보정부재
본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축 효율을 높이고, 시스템의 신뢰성을 확보할 수 있는 리니어 압축기에 관한 것이다.
일반적으로, 리니어 압축기(Linear compressor)는 리니어 모터의 직선 구동력을 이용하여 실린더 내부에서 피스톤을 직선 왕복운동시키면서, 냉매를 흡입하고 압축한 후, 토출하는 기기이다.
도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 요부가 도시된 단면도이며, 도 3은 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 피스톤이 베어링에 의해 지지되는 구조를 나타낸 구성도이다.
종래 기술에 따른 리니어 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 오일(O)이 담겨지는 쉘(shell)(2)과, 상기 쉘(2)의 내부에 설치된 댐퍼(3)에 의해 진동 가능하게 설치되어 냉매를 흡입한 후, 압축하여 토출하는 리니어 압축부(10)를 포함하여 구성된다.
상기 쉘(2)에는 냉매가 흡입되는 흡입파이프(4)와, 상기 리니어 압축부(10)에서 연결된 토출 파이프(5)가 상기 쉘(2)을 관통하도록 배치된다.
상기 리니어 압축부(10)는 실린더(11)가 구비된 실린더 프레임(12)과, 냉매 흡입로(13)가 구비된 백 커버(14)와, 상기 실린더(11) 내부에 직선 왕복 가능하게 배치되고 내측에 냉매가 흡입되도록 흡입통로(15)가 형성된 피스톤(16)과, 상기 피 스톤(16)을 직선 왕복시키는 리니어 모터(20)와, 상기 실린더(11)의 선단을 개폐하도록 설치되고 상기 토출 파이프(5)가 연결된 토출밸브 조립체(17)를 포함하여 구성된다.
상기 리니어 모터(20)는 크게 고정자와 가동자로 이루어진다. 상기 고정자는 아우터 스테이터(21)와, 이너 스테이터(22)와, 상기 아우터 스테이터(21)가 구비된 보빈(23)과, 상기 보빈(23)에 권선되어 자장을 형성하는 코일(24)로 이루어진다. 상기 가동자는 상기 코일(24)에 형성된 자기력에 의해 직선이동되는 영구자석(25)과, 상기 영구자석(25)이 고정되는 영구자석 프레임(26)으로 이루어진다.
한편, 상기 리니어 모터(20)의 전방에는 상기 실린더 프레임(12)이 위치하고, 상기 리니어 모터(20)의 후방에는 상기 아우터 스테이터(21)가 고정되는 스테이터 커버(27)가 위치한다. 상기 실린더 프레임(12)과 스테이터 커버(27)는 상기 아우터 스테이터(21)에 축방향의 압축력이 작용되도록 볼트(30)와 너트(31)에 의해 축방향으로 체결 고정된다.
상기 실린더 프레임(12)에는 원주방향을 따라 소정 각도 이격된 위치에 상기 볼트(30)가 삽입되는 제 1관통홀(28)이 형성된다. 또한, 상기 스테이터 커버(27)에는 상기 관통홀에 대응되고, 상기 볼트(30)가 삽입되는 제 2관통홀(29)이 형성된다.
또한, 상기 리니어 압축부(10)의 하측에는, 상기 실린더(11)와 피스톤(16)의 윤활/냉각을 위해, 상기 리니어 압축부(10)가 진동하는 힘을 이용하여 상기 쉘(2)에 담겨진 오일(O)을 상기 리니어 압축부(10)의 내부로 급유하는 급유수단(33)이 설치된다.
상기 급유수단(33)은 상기 리니어 모터(20)의 하측에 고정 장착된 오일 실린더(34)와, 상기 오일 실린더(34)의 내부에 직선 왕복 가능하게 배치된 오일 피스톤(35)과, 상기 오일 피스톤(35)을 탄성 지지하도록 상기 오일 실린더(34)의 내측에 배치된 제1, 2 오일 스프링(36)(37)으로 구성된다.
그리고, 상기 리니어 압축부(10)에는 상기 오일 실린더(34)와 연결되어 오일(O)이 통과하는 오일 흡입유로(38)와 오일 배출유로(39)가 구비된다.
상기 오일 실린더(34)는 일 측에는 상기 쉘(2) 내부의 오일이 흡입되도록 오일 흡입공(40)이 형성되고, 타 측에는 상기 오일 흡입유로(38)와 연통되는 오일 토출공(41)이 형성된다.
상기 오일 실린더(34)와 스테이터 커버(27)사이에는 상기 오일 흡입공(40)의 일부를 차폐시킴과 아울러 상기 제2 오일 스프링(37)의 단부를 지지하는 오일 흡입커버(42)가 장착된다. 상기 실린더 프레임(12)에는 상기 실린더 프레임(12)과의 사이에 오일통로(44)를 형성하는 오일 토출커버(43)가 장착된다.
그리고, 상기 오일 피스톤(35)은 상기 오일 실린더(34)의 내부에 삽입되고, 그 내부에는 오일 유로(45)가 관통 형성된다. 상기 오일 피스톤(35)의 오일 유로(45)의 출구 측에는 제1 오일 스프링(36)으로 지지되는 오일 흡입밸브(46)가 장착된다. 또한, 상기오일 실린더(34)의 오일 토출공(41)에는 오일 토출밸브(47)가 장착된다.
도 2를 참조하여 종래 기술에 따른 리니어 압축기에서 냉매 가스가 압축되는 부분을 상세히 살펴보면, 상기 실린더(11)에는 냉매 가스가 압축되는 압축실(P)이 형성된다.
또한, 상기 피스톤(16)은 상기 실린더(11) 내부에서 직선 왕복 운동하며, 냉매 가스를 압축시킨다. 그리고, 상기 토출밸브 조립체(17)는 상기 실린더(11)의 일 측에 설치되어 상기 압축실(P)에서 압축된 냉매 가스를 외부로 토출시킨다.
이때, 상기 피스톤(16)의 일단에 설치되어 상기 압축실(P)으로 흡입되는 냉매의 흐름을 개폐하기 위한 흡입밸브(54)가 구비된다.
여기서, 상기 피스톤(16)은 냉매 가스가 내부로 유동될 수 있는 원통형상의 피스톤 본체(16a) 및 상기 피스톤 본체(16a)의 일단에 연결되어 내부에 냉매 가스가 유동될 수 있도록 다수개의 흡입유로(52)가 형성된 원기둥 형상의 피스톤 헤드(16b)로 이루어진다.
상기 토출밸브 조립체(17)는 상기 실린더(11)의 일단을 덮도록 설치되는 내, 외측 토출커버(17a, 17b)를 포함한다. 상기 내측 토출커버(17a) 내부에는 상기 압축실(P)을 개폐시키도록 반구 형상의 토출밸브(17c)가 구비된다. 한편, 상기 토출밸브(17c)는 상기 내측 토출커버(17a)에 설치되는 밸브 스프링(17d)에 의해 탄성적으로 지지되도록 설치된다.
여기서, 상기 흡입밸브(54)는 상기 피스톤의 흡입유로(52)를 개폐시키도록 피스톤(16)의 일단에 설치된 박판 형상으로 이루어진다. 상기 흡입밸브(54)는 중앙이 상기 피스톤 헤드(16b)에 볼트 고정되며, 상기 고정되는 부분을 기준으로 상기 압축실(P)의 냉매 가스 압력에 따라 밴딩(bending)됨으로써, 상기 흡입유로(52)를 개방시킨다.
따라서, 상기 피스톤(16)이 상기 실린더(11) 내부에서 직선 왕복 운동하면서, 상기 피스톤(16)과 실린더(11) 사이에 형성된 압축실(P)로 냉매 가스를 흡입하여 압축시킨 후, 토출하는 과정이 반복된다.
구체적으로, 상기 피스톤(16)이 상사점(A)으로부터 하사점(C)으로 이동됨에 따라, 상기 압축실(P)의 압력이 상대적으로 낮아진다. 따라서, 상기 토출밸브(17c)가 상기 압축실(P)을 막고 있는 상태에서, 상기 흡입밸브(54)가 밴딩됨으로써, 상기 흡입유로(52)가 개방되며, 냉매 가스가 상기 압축실(P)으로 유입된다.
그리고, 상기 피스톤(16)이 하사점(C)으로부터 상사점(A)으로 이동됨에 따라 상기 압축실(P)의 압력이 상대적으로 높아진다. 따라서, 상기 토출밸브(17c)가 상기 압축실(P)을 막고 있는 상태에서, 상기 흡입밸브(54)가 상기 흡입유로(52)를 폐쇄하며, 냉매 가스가 상기 압축실(P)에서 압축된다. 이때, 상기 피스톤(16)이 상사점(A)에 도달하면 상기 토출밸브(17c)가 개방되어 상기 압축실(P)에서 압축된 냉매 가스가 토출된다.
한편, 종래 기술에 따른 리니어 압축기는 도 3에서 보듯이, 왕복운동을 하는 피스톤(16)을 두 개의 베어링이 지지하는 구조를 갖는다. 즉, 피스톤(16) 전단에 설치되는 제1 베어링(60)과, 그보다 약간 후방에 설치되는 제2 베어링(70)이 피스톤(16)을 지지한다.
상기 피스톤(16)은 자중이나 리니어 모터(20) 및 탄성부재 등에 의하여 힘과 모멘트를 받으며 왕복운동한다. 이 힘과 모멘트를 상기 제1 베어링(60)과 제2 베어 링(70)이 흡수하며, 그럼으로써, 상기 피스톤(16)이 요동하지 않고 똑바로 직선왕복운동할 수 있다.
이때, 상기 피스톤(16)에 오일을 공급하기 위한 오일유입구(64)와 공급된 오일이 배출되기 위한 오일토출구(66)가 구비된다. 상기 오일유입구(64)는 상기 오일 흡입유로(38)와 연통되고, 상기 오일흡입구(66)는 오일 배출유로(39)와 연통되어 오일이 공급되고, 배출된다. 그리고, 상기 제1 베어링(60)과 제2 베어링(70) 사이에는 상기 피스톤(16)과 두 베어링(60, 70)이 접촉하는 면에 오일을 원활하게 공급하기 위한 급유홈(62)이 구비된다.
그런데, 상기 피스톤(16)의 무게 중심을 기준으로, 제1 베어링(60)과 제2 베어링(70)이 모두 한 쪽에 위치하고, 상기 제1 베어링(60)과 제2 베어링(70) 사이의 거리가 짧아 피스톤(16)에 작용하는 힘과 모멘트를 효과적으로 지지하지 못하는 문제점이 있다.
상기 제1 베어링(60)과 제2 베어링(70) 면에서 발생하는 마찰손실은 리니어 압축기 효율에 큰 영향을 주는데, 상기한 바와 같이 제1 베어링(60)과 제2 베어링(70)이 한쪽으로 몰려 있으면, 두 베어링(60, 70)에서 지지해야 하는 힘도 크고, 그에 따른 마찰손실도 커진다. 이는 결국, 리니어 압축기 전체적으로 압축효율 감소와 신뢰성 저하로 이어진다.
또한, 상기 제1 베어링(60)과 제2 베어링(70)을 상기 피스톤(16) 양단에 각각 배치하는 것은 조립의 어려움으로 인해 현재까지 구현되지 않은 상황이다. 그리고, 만일 상기 제1 베어링(60)과 제2 베어링(70)을 피스톤(16) 양단에 배치한다 해 도 각 베어링(60, 70) 오일을 공급하기 위한 구조를 어떻게 구현할 것인지가 문제된다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 압축 효율을 높이고, 시스템의 신뢰성을 확보할 수 있는 리니어 압축기를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 실린더 내부를 왕복운동하며, 압축실 내부의 냉매를 압축시키는 피스톤과, 상기 피스톤의 무게중심을 기준으로 일측에 구비되며, 상기 피스톤을 지지하는 제1 베어링과, 상기 피스톤의 무게중심을 기준으로 타측에 구비되며, 상기 피스톤을 지지하는 제2 베어링 및, 상기 제1 베어링과 제2 베어링 중 어느 한쪽에 공급되는 오일이 다른 한쪽으로 이동할 수 있기 위한 연결수단을 포함하는 리니어 압축기를 제공한다.
상기 연결수단은 제1 베어링과 제2 베어링 중 어느 한쪽의 오일토출구와 다른 한쪽의 오일유입구를 연결하는 연결관일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 리니어 압축기는 상기 제1 베어링이 상기 피스톤과 접촉하는 면에 오일을 원활하게 공급하기 위한 제1 급유홈과, 상기 제2 베어링이 상기 피스톤과 접촉하는 면에 오일을 원활하게 공급하기 위한 제2 급유홈을 더 포함할 수 있으며, 이때, 상기 연결수단은 상기 제1 급유홈과, 제2 급유홈을 연결하도록 상기 피스톤의 길이방향을 따라 구비되는 연결홈일 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 리니어 압축부를 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 리니어 압축기는 실린더(111) 내부를 왕복운동하며, 압축실(P, 도 2 참조) 내부의 냉매를 압축시키는 피스톤(116)과, 상기 피스톤(116)의 무게중심을 기준으로 일측에 구비되며, 상기 피스톤(116)을 지지하는 제1 베어링(160)과, 상기 피스톤(116)의 무게중심을 기준으로 타측에 구비되며, 상기 피스톤(116)을 지지하는 제2 베어링(170) 및, 상기 제1 베어링(160)과 제2 베어링(170) 중 어느 한쪽에 공급되는 오일이 다른 한쪽으로 이동할 수 있기 위한 연결수단을 포함하여 구성된다.
상기 실린더(111)는 리니어 압축기의 외형을 이루는 쉘(2, 도 1 참조) 내부의 리니어 압축부(110)에 구비된다. 상기 리니어 압축부(110) 전단에는 상기 실린더(111)를 지지하는 실린더 프레임(112)이 구비된다. 또한, 리니어 압축부(110) 후단에는 상기 실린더 프레임(112)과 함께 상기 리니어 압축부(110)의 몸체를 형성하는 백 커버(114)가 구비된다.
상기 실린더(111) 주위에는 상기 실린더(111) 외주면에 고정되도록 복수개의 라미네이션이 원주방향으로 적층된 링 형상의 이너 스테이터(122)가 구비된다. 또한, 상기 이너 스테이터(122) 외측에는 원주방향으로 권선된 코일(124)과 함께, 복수개의 라미네이션이 역시 원주방향으로 적층된 링 형상의 아우터 스테이터(121)가 구비된다.
상기 이너 스테이터(122)와 아우터 스테이터(121) 사이의 공간에는 상기 이너 스테이터(122)와 아우터 스테이터(121)와의 상호 전자기력에 의해 직선 왕복운동하는 영구자석(125)이 구비된다.
이때, 상기 이너 스테이터(122)는 상기 실린더 프레임(112)에서 일단이 지지되는 동시에, 상기 실린더(111) 외주면에서 고정링(미도시)에 의해 고정된다. 상기 아우터 스테이터(121) 역시, 상기 실린더 프레임(112)에서 일단이 지지되는 동시에, 스테이터 커버(127)에 의해 타단이 지지된다. 한편, 상기 스테이터 커버(127)는 상기 실린더 프레임(112)에 볼트로 조립, 고정된다. 그리고, 상기 영구자석(125)은 영구자석 프레임(126)에 의해 상기 피스톤(116)의 타단과 연결되도록 설치된다.
상기 아우터 스테이터(121)에 전류가 공급되면, 상기 영구자석(125)이 상기 이너 스테이터(122)와 아우터 스테이터(121)와의 상호 전자기력에 의해 직선 왕복운동함에 따라 상기 피스톤(116)이 상기 실린더(111) 내부에서 직선 왕복운동한다.
여기서, 상기 피스톤(116) 내부에 형성된 흡입통로(115)를 통해 냉매가 압축실(P, 도 2 참조)로 유입되며, 상기 피스톤(116)은 상기 실린더(111) 내부를 왕복 운동하여 압축실(P, 도 2 참조) 내부의 냉매를 압축시킨다. 그리고, 압축된 냉매는 상기 피스톤(116) 전방에 설치된 토출밸브 조립체(117)를 통해 압축실(P, 도 2 참조) 외부로 빠져나간다.
한편, 본 발명에 따른 리니어 압축기는, 상기 피스톤(116)의 무게중심을 기준으로 상기 일측에 구비되며, 상기 피스톤(116)을 지지하는 제1 베어링(160)과, 상기 피스톤(116)의 무게중심을 기준으로 타측에 구비되며, 상기 피스톤(116)을 지지하는 제2 베어링(170)을 포함한다.
상기 제1 베어링(160)과 제2 베어링(170)의 위치는 서로 바뀔 수 있지만, 바람직하게는, 상기 제1 베어링(160)은 상기 피스톤(116)의 무게중심을 기준으로 압축실(P, 도 2 참조)측에 구비되고, 상기 제2 베어링(170)은 상기 피스톤(116)의 무게중심을 기준으로 압축실(P, 도 2 참조) 반대측에 구비될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 피스톤(116)은 자중이나 모터, 스프링 등에 의해 힘과 모멘트를 받으며 왕복운동한다. 상기 제1 베어링(160)과 제2 베어링(170)은 이와 같이 피스톤(116)에 작용하는 힘과 모멘트를 흡수하여, 피스톤(116)이 실린더(111) 내부에서 요동하지 않고 직진 운동할 수 있도록 지지하는 역할을 수행한다.
종래와 같이, 피스톤(116)의 무게중심을 기준으로 제1 베어링(160)과 제2 베어링(170)이 모두 한쪽에 위치하면, 양 베어링(160, 170) 사이의 거리가 짧아 피스톤(116)에 작용하는 힘과 모멘트를 효과적으로 지지하지 못한다. 이로 인해, 제1 베어링(160)과 제2 베어링(170)이 지지해야 하는 힘이 커지고, 그에 따른 마찰손실 이 증가한다.
하지만, 상기와 같이, 제1 베어링(160)과 제2 베어링(170)이 피스톤(116)의 무게중심을 기준으로 서로 반대편에 배치되면, 상기 피스톤(116)에 작용하는 힘과 모멘트를 효과적으로 흡수하여 피스톤(116)을 지지할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 리니어 압축기처럼, 피스톤(116)이 양단에 제1 베어링(160)과 제2 베어링(170)이 배치되면, 상대적으로 작은 힘으로 피스톤(116)이 지지되어 마찰손실이 줄어든다.
또한, 양단지지구조는 기존 구조에 비해 모멘트에 의한 피스톤(116)의 굽힘 현상이 현저히 작아져 피스톤(116)의 거동 및 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.
그런데, 상기 양단지지구조를 구현하기 위해서는, 제1 베어링(160)의 중심과 제2 베어링(170)의 중심을 동일선 상에 위치시켜야 한다. 그래야만, 피스톤(116)이 요동하지 않고 직진운동하여 실린더(111)와의 충돌에 의한 마모나 파손을 방지하고, 마찰손실을 줄일 수 있기 때문이다.
도 5는 접착수단과 연결수단을 적용한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 피스톤 양단지지구조를 간략히 나타낸 구성도이고, 도 6은 본 발명에 따른 리니어 압축기에 연결관을 적용한 리니어 압축부를 도시한 단면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제2 베어링 구성을 나타낸 단면도이다. 도 8은 연결홈을 적용한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 요부구성도이고, 도 9는 접착수단을 적용한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제조방법을 나타낸 순서도이며, 도 10은 접착수단을 적용한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 다른 실시 예에 의한 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 5 내지 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 리니어 압축기는 제2 베어링(170)이 접착수단(E)에 의하여 고정될 수 있다.
상기 제1 베어링(160)은 기존과 같은 방법으로 실린더(111)와 피스톤(116) 사이에 구비되더라도, 상기 제2 베어링(170)은 그 중심이 상기 제1 베어링(160)의 중심과 일치되도록 설치되는 것이 중요하다. 그럼으로써, 상기 피스톤(116)의 왕복운동 시 직진도를 확보하여 마찰손실이 줄어들기 때문이다.
구체적으로, 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제조방법은 피스톤(116)의 무게중심을 중심으로, 상기 피스톤(116) 일측에 제1 베어링(160)을 고정시키는 단계 및, 제2 베어링(170)의 중심이 상기 제1 베어링(160)의 중심과 일렬로 정렬되도록, 상기 피스톤(116)의 무게중심을 중심으로, 상기 피스톤(116) 타측에 상기 제2 베어링(170)을 고정시키는 단계를 포함하여 구성된다.
상기 제2 베어링(170)을 고정시키는 단계에서는, 상기 피스톤(116)을 왕복운동시킨 상태에서 동력 손실이 가장 작아지도록 상기 제2 베어링(170)을 정렬시킨 후, 접착수단을 이용하여 상기 제2 베어링(170)을 고정시킬 수 있다.
여기서, 전술한 바와 같이, 상기 제1 베어링(160)은 상기 피스톤(116)의 무게중심을 기준으로 상기 압축실(P, 도 2 참조)측에 구비되며, 상기 제2 베어링(170)은 상기 피스톤(116)의 무게중심을 기준으로 상기 압축실(P, 도 2 참조)의 반대측에 구비되는 것이 바람직하다.
상기 제1 베어링(160)은 상기 실린더(111)의 압축실(P, 도 2 참조) 측, 다시 말하면, 실린더(111) 전단 측의, 상기 실린더(111)와 피스톤(116) 사이에 구비될 수 있다. 이때, 상기 제1 베어링(160)은 상기 압축실(P, 도 2 참조)측 전단이 경사지게 형성되지 않는 원통형으로 이루어진다.
종래에는 제1 베어링(160)이 실린더(111)와 접촉되는 면이 넓을 경우, 실린더(111) 내벽에 손상이 발생하는 것을 방지하기 위해, 상기 제1 베어링(160)의 전단이 실린더(111) 중심축 방향을 향하도록 약간 경사지게 형성되었다. 이것은 결국, 상기 제1 베어링(160)과 제2 베어링(170)이 피스톤(116) 무게중심을 기준으로 한 쪽에 몰림으로 인해 상기 피스톤(116)의 거동이 좋지 않았기 때문이다.
하지만, 상기 제2 베어링(170)의 위치가 이동됨으로써 피스톤(116)의 왕복운동 시 자세가 안정되기 때문에 상기 경사지는 부분을 없앨 수 있다. 이와 같이, 제1 베어링(160)의 형상이 원통 형상으로 이루지면, 제조공정이 단순해지고, 상기 제1 베어링(160)이 실린더(111)와 넓은 면적에서 접촉하면서 상기 피스톤(116)을 지지하므로, 마찰손실이 저감된다.
여기서, 상기 제1 베어링(160)에 오일을 공급하기 위한 제1 오일유입구(164)와 공급된 오일이 배출되기 위한 제1 오일토출구(166)가 구비된다. 상기 제1 오일유입구(164)에 오일이 공급되고, 상기 제1 오일토출구(166)를 통해 오일이 배출되는 구조는 종래와 동일하므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명에 따른 리니어 압축기는, 상기 제1 베어링(160)이 상기 피스톤(116)에 접촉하는 면에 구비되며, 상기 제1 베어링(160)과 상기 피스톤(116)이 접촉하는 면에 오일을 원활하게 공급하기 위한 제1 급유홈(162)이 더 포함된다.
상기 제1 급유홈(162)은 상기 제1 베어링(160)과 상기 피스톤(116) 사이에 일정 공간을 형성한다. 그리고, 상기 제1 오일유입구(164)로부터 공급되는 오일은 상기 제1 급유홈(162)에 잠시동안 머물다가 상기 피스톤(116)이 왕복운동함에 따라 상기 제1 베어링(160)과 피스톤(116)이 접촉되는 면에 골고루 퍼지게 된다. 즉, 상기 제1 급유홈(162)은 상기 제1 베어링(160)에 공급되는 오일의 중간 저장부 역할을 수행한다.
한편, 기존에 상기 제2 베어링(170)이 위치하던 자리에는 공급된 오일이 새어나가는 것을 방지하기 위한 실링부재(118)가 구비된다. 상기 오일은 상기 실린더(111)와 피스톤(116)의 마찰을 저감하기 위하여 공급된다. 종래에는 상기 제1 베어링(160)과 제2 베어링(170) 사이의 공간이 저장홈과 같은 역할을 수행하였지만, 본 발명에 따른 리니어 압축기에서는 상기 제2 베어링(170)이 반대측으로 이동되기 때문에, 공급된 오일을 보존하기 위하여 상기 실링부재(118)가 구비되는 것이다.
상기 실링부재(118)는 별도의 부재로 이루어져 상기 피스톤(116)에 압입되거나 융접되어 결합될 수 있다. 또한, 상기 실링부재(118)는 상기 피스톤(116)과 일체형으로 이루어지는 것도 가능하다.
이와 같이, 실링부재(118)가 구비됨으로써, 제1 베어링(160)에 급유된 오일을 보존하여 제1 베어링(160)에 급유가 원활하지 않은 때에도 윤활작용이 가능하게 된다.
한편, 상기 제2 베어링(170)에는, 상기 제2 베어링(170)에 오일이 공급되기 위한 제2 오일유입구(174)와, 상기 제2 베어링(170)으로부터 오일을 배출시키기 위한 제2 오일토출구(176)가 구비된다.
종래에는 상기 제1 베어링(160)과 제2 베어링(170)이 인접해 있었기 때문에, 하나의 급유시스템에 의해 상기 제1 베어링(160)과 제2 베어링(170)에 동시에 오일이 공급될 수 있었다. 하지만, 본 발명에서는 제1 베어링(160)과 제2 베어링(170)이 피스톤(116) 양단에 각각 배치되므로, 제2 베어링(170)에도 상기 제2 오일유입구(174)와 제2 오일토출구(176)가 따로 구비된다.
이때, 상기 제2 오일토출구(176)는 상기 제2 베어링(170)에 공급된 오일을 보존하기 위하여, 상기 제2 베어링(170)의 중심보다 상부에 구비된다. 즉, 상기 제2 베어링(170)의 중심선(C)을 기준으로 상부에 제2 오일토출구(176)가 위치하여, 모든 오일이 바로 빠져나가지 않고, 일정량의 오일이 항상 보존된다. 따라서, 상기 제2 베어링(170)에 오일공급이 원활하지 않더라도, 안정적인 윤활작용이 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 리니어 압축기는 상기 제2 베어링(170)이 상기 피스톤(116)에 접촉하는 면에 구비되며, 상기 제2 베어링(170)과 상기 피스톤(116)이 접촉하는 면에 오일을 원활하게 공급하기 위한 제2 급유홈(172)이 더 포함된다.
상기 제2 급유홈(172)은 상기 제2 베어링(170)과 상기 피스톤(116) 사이에 일정 공간을 형성한다. 그리고, 상기 제2 오일유입구(174)로부터 공급되는 오일은 상기 제2 급유홈(172)에 잠시동안 머물다가 상기 피스톤(116)이 왕복운동함에 따라 상기 제2 베어링(170)과 피스톤(116)이 접촉되는 면에 골고루 퍼지게 된다. 즉, 상기 제2 급유홈(172)은 상기 제2 베어링(170)에 공급되는 오일의 중간 저장부 역할을 수행한다.
여기서, 본 발명에 따른 리니어 압축기는 상기 제1 베어링(160)과 제2 베어링(170) 중 어느 한쪽의 오일이 다른 한쪽으로 이동할 수 있기 위한 연결수단을 포함한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서는 제1 베어링(160)과 제2 베어링(170)이 양단지지구조를 이루어 양 베어링(160, 170) 사이의 거리가 멀기 때문에, 종래의 급유구조로는 양 베어링(160, 170)에 동시에 오일이 공급될 수 없다. 따라서, 어느 한쪽에 공급된 오일이 다른 쪽으로 이동할 수 있기 위한 연결수단이 필요하다.
도 5와 도 6에서 보듯이, 상기 연결수단은 제1 베어링(160)과 제2 베어링 중 어느 한쪽의 오일토출구와 다른 한쪽의 오일유입구를 연결하는 연결관(190)으로 이루어질 수 있다.
보다 바람직하게는, 종래에 제1 베어링(160) 쪽으로 오일이 공급되도록 이루어진 급유수단의 구조를 그대로 이용하기 위하여, 상기 연결관(190)은 상기 제1 베어링(160)쪽의 제1 오일토출구(166)와 상기 제2 베어링(170)쪽의 제2 오일유입구(174)를 연결하도록 구비될 수 있다.
그러면, 상기 제1 오일유입구(164)를 통해 제1 베어링(160)에 공급된 오일은, 상기 제1 베어링(160)에서 윤활 작용을 수행하고 상기 제1 오일토출구(166)로 토출된 후, 상기 연결관(190)을 통해 상기 제2 오일유입구(174)로 안내되어 다시, 상기 제2 베어링(170)에서 윤활 작용을 수행한다.
이 경우 제1 베어링(160) 쪽에서 토출되는 오일이 모두 상기 제2 베어링(170) 쪽에 다시 공급되므로, 상기 제2 베어링(170) 쪽에도 충분한 오일량을 확 보할 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명에 따른 리니어 압축기에 있어서, 상기 연결수단은 상기 제1 급유홈(162)과 제2 급유홈(172)을 연결하도록 상기 피스톤(116)의 길이방향을 따라 구비되는 연결홈(200)으로 이루어질 수 있다.
도 8에서 보듯이, 상기 연결홈(200)은 상기 제1 급유홈(162)과 제2 급유홈(172)을 연결하여 오일이 안내될 수 있도록 상기 피스톤(116)의 길이방향을 따라 구비된다. 즉, 상기 제1 베어링(160) 쪽에 공급된 오일은 상기 연결홈(200)에 의해 상기 제2 베어링(170)에도 공급된다.
이 경우, 상기 제2 베어링(170)에는 제2 오일유입구(174)와 제2 오일토출구(176)가 구비되지 않을 수 있다. 상기 제1 베어링(160)쪽의 제1 오일유입구(164)와 제1 오일토출구(166)를 통해 오일이 공급되어 토출되는 구조를 이루고, 상기 제2 베어링(170)에는 상기 연결홈(200)을 통해 오일이 공급될 수 있기 때문이다. 물론, 상기 제2 베어링(170)에 공급된 오일이 토출될 수 있도록 제2 오일토출구(176)만이 구비될 수도 있다.
이와 같이, 상기 제1 급유홈(162)과 제2 급유홈(172)을 연결하는 연결홈(200)을 구비함으로써, 비교적 가공이 쉽고 간단한 구조로 상기 제1 베어링(160)과 제2 베어링(170)에 동시에 오일을 공급할 수 있는 장점이 있다.
한편, 상기 리니어 압축기의 제조방법을 구체적으로 살펴보면, 먼저 제1 베어링(160)을 압축실(P, 도 2 참조)측에 고정시킨다(S110). 그리고, 피스톤(116)의 무게중심을 기준으로 상기 제1 베어링(160)의 위치의 반대측에 상기 제2 베어 링(170)을 임시로 정렬시킨다(S120). 이때는 아직 제2 베어링(170)의 중심이 상기 제1 베어링(160)의 중심과 일치하지 않은 상태이다.
여기서, 상기 제2 베어링(170)은 상기 피스톤(116) 일단을 감싸도록 배치되는 동시에 상기 리니어 압축기의 몸체 즉, 상기 리니어 압축부(110)를 이루는 프레임과 결합된다. 구체적으로, 상기 제2 베어링(170)은 상기 백 커버(114)와 결합되어 상기 피스톤(116)을 지지하도록 구비될 수 있다. 물론, 제품에 따라 상기 제2 베어링(170)이 결합되는 압축기 몸체의 부재가 달라질 수 있음은 이해 가능하다.
이때, 상기 제2 베어링(170)은 상기 백 커버(114)에 완전히 고정된 상태는 아니며, 예를 들어, 볼트 등의 체결수단(미도시)을 완전히 조이지 않은 상태에서 유동 가능하게 정렬된 상태이다.
그 후, 상기 피스톤(116)을 왕복운동시킨 상태에서 상기 리니어 압축기의 동력손실의 정도를 측정한다(S130). 상기 동력손실의 측정은, 예를 들어, 리니어 압축기에 공급되는 전류나 전압의 수치와 피스톤(116)의 왕복운동에 따른 스트로크 값을 비교함으로써 이루어질 수 있다.
여기서, 미리 설정된 동력손실량의 기준치가 존재하면, 상기 측정된 동력손실량과 비교한다. 이때, 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제조방법은, 상기 측정된 동력손실량이 미리 설정된 기준치보다 작거나 같으면, 접착수단(E)을 적용하여 상기 제2 베어링(170)을 상기 백 커버(114)에 고정시키는 단계(S150)를 포함한다.
만일, 상기 측정된 동력손실량이 미리 설정된 기준치보다 크다면, 다시 제2 베어링(170)을 정렬시키고(S120), 피스톤(116)을 왕복운동 시킨 상태에서 동력손실 을 측정(S130)하는 작업을 반복한다. 즉, 동력손실량이 기준치보다 같거나 작아지는 때까지 상기 과정을 반복한다.
상기 동력손실량의 기준치는 동일 제품에 대하여 실험적, 경험적으로 구해질 수 있는 수치로, 상기 피스톤(116)의 직진도가 확보된 상태에서 동력손실이 최소가 되는 경우를 측정하여 구해질 수 있다.
상기 제2 베어링(170)을 상기 백 커버(114)에 고정시키는 접착수단(E)으로는 에폭시 수지(epoxy resin) 등이 사용될 수 있다. 에폭시 수지는 굽힘강도, 굳기 등 기계적 성질이 우수하고, 경화 시에 휘발성 물질의 발생 및 부피의 수축이 없으며, 경화할 때는 재료 면에 큰 접착력을 가진다.
상기 접착수단(E)은 임시로 조여 있는 체결수단을 추가로 조이는 작업 없이 바로 적용된다. 구체적으로, 상기 접착수단(E)은 상기 체결수단이 구비되는 부분까지 포함하도록 넓은 부위에 적용되어 상기 제2 베어링(170)을 상기 백 커버(114)에 고정시키는 것이 바람직하다.
이와 같은 과정을 수행함으로써, 제1 베어링(160)의 중심과 제2 베어링(170)의 중심을 동일선 상에 위치시켜 양단지지구조를 구현할 수 있다.
한편, 접착수단(E)을 적용한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 다른 실시 예에 의한 제조방법을 살펴보면, 먼저 제1 베어링(160)을 압축실(P, 도 2 참조)측에 고정시킨다(S210). 그리고, 피스톤(116)의 무게중심을 기준으로 상기 제1 베어링(160)의 위치의 반대측에 상기 제2 베어링(170)을 임시로 정렬시킨다(S220). 이때는 아직 제2 베어링(170)의 중심이 상기 제1 베어링(160)의 중심과 일치하지 않 은 상태이다.
그 후, 상기 피스톤(116)을 왕복운동시킨 상태에서 상기 리니어 압축기의 동력 손실의 정도를 측정한다(S230). 이때, 상기 측정된 동력손실량이 실질적으로 가장 작아지는 제2 베어링(170)의 위치를 결정하기 위하여 시행착오법(trial and error method)을 수행한다.
즉, 상기 제2 베어링(170)의 위치를 바꾸어가며 정렬시키고, 각각의 위치에서 동력손실량을 측정한다. 상기 측정된 동력손실량들 중에 최소값을 계속해서 갱신해 나가며, 상기 동력손실량 측정을 반복하다보면, 상기 갱신되는 최소값이 일정 수치에 수렴하게 될 것이다. 이때, 다음 시도에서 상기 최소값이 나온다면 그 위치를 동력손실량이 가장 작아지는 제2 베어링(170) 위치로 결정하고(S240), 접착수단(E)을 적용하여 상기 제2 베어링(170)을 고정시킨다(S250).
물론, 상기 동력손실량 측정횟수가 늘어날수록 상기 제2 베어링(170)의 위치는 실질적으로 더 정확하게 제1 베어링(160)의 중심과 일치하도록 정렬될 것이다.
상기 제2 베어링(170)이 고정되는 부재나 접착수단(E)의 적용방법 등은 상술한 바와 동일하다.
도 11은 위치보정부재를 적용한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 피스톤 양단지지구조를 간략히 나타낸 구성도이고, 도 12는 위치보정부재를 적용한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제조방법을 나타낸 순서도이며, 도 13은 위치보정부재를 적용한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 다른 실시 예에 의한 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 11 내지 도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 리니어 압축기는 상기 제2 베어링(170)이, 제2 베어링(170)과 압축기 몸체 사이에 위치보정부재(G)가 삽입된 상태에서, 체결수단(미도시)에 의해 고정될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제조방법은 상기 제2 베어링(170)을 고정시키는 단계가, 상기 피스톤(116)을 왕복운동시킨 상태에서 동력 손실이 가장 작아지도록 상기 제2 베어링(170)을 정렬시킨 후, 상기 제2 베어링(170)과 압축기 몸체 사이에 위치보정부재(G)를 삽입하고, 체결수단(미도시)을 이용하여 상기 제2 베어링(170)을 고정시키는 것을 특징으로 한다.
상기 리니어 압축기의 제조방법을 구체적으로 살펴보면, 먼저 제1 베어링(160)을 압축실(P, 도 2 참조)측에 고정시킨다(S310). 그리고, 피스톤(116)의 무게중심을 기준으로 상기 제1 베어링(160)의 위치의 반대측에 상기 제2 베어링(170)을 임시로 정렬시킨다(S320). 이때는 아직 제2 베어링(170)의 중심이 상기 제1 베어링(160)의 중심과 일치하지 않은 상태이다.
여기서, 상기 제2 베어링(170)은 상기 피스톤(116) 일단을 감싸도록 배치되는 동시에 상기 리니어 압축기의 몸체 즉, 상기 리니어 압축부(110)를 이루는 프레임과 결합된다. 구체적으로, 상기 제2 베어링(170)은 상기 백 커버(114)와 결합되어 상기 피스톤(116)을 지지하도록 구비될 수 있다.
물론, 상기 제2 베어링(170)은 상기 백 커버(114)에 완전히 고정된 상태는 아니며, 예를 들어, 볼트 등의 체결수단(미도시)을 완전히 조이지 않은 상태에서 유동 가능하게 정렬된 상태이다.
그 후, 상기 피스톤(116)을 왕복운동시킨 상태에서 상기 리니어 압축기의 동력손실의 정도를 측정한다(S330).
여기서, 미리 설정된 동력손실량의 기준치가 존재하면, 상기 측정된 동력손실량과 비교한다. 전술한 바와 같이, 상기 기준치는 상기 피스톤(116)의 직진도가 확보된 상태에서 동력손실이 최소가 되는 경우를 미리 측정하여 구하여질 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제조방법은, 상기 측정된 동력손실량이 미리 설정된 기준치보다 작거나 같으면, 상기 제2 베어링(170)과 압축기 몸체 사이에 위치보정부재(G)를 삽입하고, 체결수단(미도시)으로 제2 베어링(170)을 고정시킨다(S350).
상기 압축기 몸체는 상기 리니어 압축부(110)를 이루는 프레임을 말하며, 구체적으로, 상기 백 커버(114)가 이에 해당될 수 있다.
상기 위치보정부재(G)는 갭 게이지(gap gauge)로 사용되는 필름(film) 등이 사용될 수 있다. 상기 위치보정부재(G)는 상기 제2 베어링(170)이 동력손실이 가장 작아지도록 정렬된 상태에서, 상기 제2 베어링(170)과 백 커버(114)의 접촉면 사이의 간극을 메우기 위하여 제공되는 것이다.
상기 위치보정부재(G)가 상기 제2 베어링(170)과 백 커버(114)의 접촉면 사이에 구비됨으로써, 상기 제2 베어링(170)이 동력손실을 최소화할 수 있는 위치에 정렬되면, 체결수단으로 상기 제2 베어링(170)을 완전히 고정시킨다. 이때, 상기 체결수단으로는 볼트와 너트 등이 사용될 수 있다.
만일, 상기 측정된 동력손실량이 미리 설정된 기준치보다 크다면, 다시 제2 베어링(170) 정렬시키고(S320), 피스톤(116)을 왕복운동 시킨 상태에서 동력손실을 측정(S330)하는 작업을 반복한다. 즉, 동력손실량이 기준치보다 같거나 작아지는 때까지 상기 과정을 반복한다.
이와 같은 과정을 수행함으로써, 제1 베어링(160)의 중심과 제2 베어링(170)의 중심을 동일선상에 위치시켜 양단지지구조를 구현할 수 있다.
한편, 위치보정부재(G)를 적용한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 다른 실시 예에 의한 제조방법을 살펴보면, 먼저 제1 베어링(160)을 압축실(P, 도 2 참조)측에 고정시킨다(S410). 그리고, 피스톤(116)의 무게중심을 기준으로 상기 제1 베어링(160)의 위치의 반대측에 상기 제2 베어링(170)을 임시로 정렬시킨다(S420).
그 후, 상기 피스톤(116)을 왕복운동시킨 상태에서 상기 리니어 압축기의 동력 손실의 정도를 측정한다(S430). 이때, 상기 측정된 동력손실량이 실질적으로 가장 작아지는 제2 베어링(170)의 위치를 결정하기 위하여 시행착오법(trial and error method)을 수행한다.
즉, 상기 제2 베어링(170)의 위치를 바꾸어가며 정렬시키고, 각각의 위치에서 동력손실량을 측정한다. 상기 측정된 동력손실량들 중에 최소값을 계속해서 갱신해 나가며, 상기 동력손실량 측정을 반복하다보면, 상기 갱신되는 최소값이 일정 수치에 수렴하게 될 것이다. 이때, 다음 시도에서 상기 최소값이 나온다면 그 위치를 동력손실량이 가장 작아지는 제2 베어링(170) 위치로 결정하고(S440), 위치보정부재(G)를 상기 제2 베어링(170)과 압축기 몸체 사이에 삽입한 상태에서, 체결수단을 적용하여 상기 제2 베어링(170)을 고정시킨다(S450).
물론, 상기 동력손실량 측정횟수가 늘어날수록 상기 제2 베어링(170)의 위치는 실질적으로 더 정확하게 제1 베어링(160)의 중심과 일치하도록 정렬될 것이다.
상기 제2 베어링(170)이 고정되는 부재나 위치보정부재(G)의 적용방법 등은 상술한 바와 동일하다.
한편, 본 발명에 따른 리니어 압축기의 또 다른 실시예에 의한 제조방법을 제시하면, 상기 제2 베어링(170)은 변형 가능한 지지부재에 의하여 지지되도록 구비될 수 있다.
즉, 상기 제2 베어링(170)을 고정시키는 단계에서, 상기 제2 베어링(170)이 변형 가능한 지지부재에 의하여 지지되도록 함으로써, 상기 피스톤(116)의 왕복운동 시, 제2 베어링(170) 스스로가 최적의 위치로 정렬되도록 하는 것이다.
이를 위해서, 상기 제2 베어링(170)이 고정되는 압축기 몸체의 부재, 예를 들어 상기와 같이 백 커버(114)에 상기 제2 베어링(170)이 고정되는 경우, 상기 백 커버(114)는 경도가 큰 금속 재료로 이루어지기보다는 유기질 계열의 재질 즉, 플라스틱이나 고무 등의 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
상술한 본 발명에 따른 리니어 압축기에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 피스톤을 지지하는 두 개의 베어링이 피스톤의 무게중심을 기준으로 서로 반대편에 배치되므로, 피스톤에 작용하는 힘과 모멘트를 효과적으로 흡수하여 피스톤이 지지될 수 있다.
둘째, 상대적으로 작은 힘으로 피스톤이 지지되므로, 마찰손실이 줄어드는 장점이 있다.
셋째, 상기와 같은 양단지지구조는 기존 구조에 비해 모멘트에 의한 피스톤의 굽힘 현상이 현저히 작아져 피스톤의 거동이 좋아지는 이점이 있다.
넷째, 피스톤의 마찰손실이 줄어들고 피스톤의 거동이 좋아지기 때문에, 압축기의 효율이 향상되고, 시스템의 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
다섯째, 서로 떨어져 있는 제1 베어링과 제2 베어링에 원활한 오일공급을 위한 구체적인 구조를 제시하여, 시스템의 손상이나 파손이 방지될 수 있다.

Claims (4)

  1. 실린더 내부를 왕복운동하며, 압축실 내부의 냉매를 압축시키는 피스톤;
    상기 피스톤의 무게중심을 기준으로 일측에 해당하는 상기 실린더에 설치되어 상기 피스톤을 지지하는 제1 베어링;
    상기 피스톤의 무게중심을 기준으로 타측에 해당하는 압축기 몸체에 설치되어 상기 피스톤을 지지하는 제2 베어링;
    상기 제1 베어링과 제2 베어링 중 어느 한쪽에 공급되는 오일이 다른 한쪽으로 이동할 수 있기 위한 연결수단;을 포함하는 리니어 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결수단은 제1 베어링과 제2 베어링 중 어느 한쪽의 오일토출구와 다른 한쪽의 오일유입구를 연결하는 연결관인 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 베어링이 상기 피스톤과 접촉하는 면에 오일을 원활하게 공급하기 위한 제1 급유홈과, 상기 제2 베어링이 상기 피스톤과 접촉하는 면에 오일을 원활하게 공급하기 위한 제2 급유홈을 더 포함하는 리니어 압축기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 연결수단은 상기 제1 급유홈과, 제2 급유홈을 연결하도록 상기 피스톤의 길이방향을 따라 구비되는 연결홈인 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
KR1020070019057A 2007-02-26 2007-02-26 리니어 압축기 Expired - Fee Related KR100848915B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070019057A KR100848915B1 (ko) 2007-02-26 2007-02-26 리니어 압축기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070019057A KR100848915B1 (ko) 2007-02-26 2007-02-26 리니어 압축기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100848915B1 true KR100848915B1 (ko) 2008-07-29

Family

ID=39825377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070019057A Expired - Fee Related KR100848915B1 (ko) 2007-02-26 2007-02-26 리니어 압축기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100848915B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004360696A (ja) 2003-06-04 2004-12-24 Lg Electronics Inc リニア圧縮器
KR100506596B1 (ko) 2002-11-26 2005-08-08 삼성전자주식회사 리니어 압축기
JP2006090318A (ja) 2004-09-20 2006-04-06 Lg Electronics Inc リニア圧縮機のマフラー

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100506596B1 (ko) 2002-11-26 2005-08-08 삼성전자주식회사 리니어 압축기
JP2004360696A (ja) 2003-06-04 2004-12-24 Lg Electronics Inc リニア圧縮器
JP2006090318A (ja) 2004-09-20 2006-04-06 Lg Electronics Inc リニア圧縮機のマフラー

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100378818B1 (ko) 압축기용 흡입밸브의 고정장치
CN104251192A (zh) 线性压缩机
US10677234B2 (en) Reciprocating compressor and method for manufacturing a reciprocating compressor
US10533546B2 (en) Linear compressor
KR20070075908A (ko) 리니어 압축기의 오일 공급 장치
US20170321684A1 (en) Linear compressor
JP4870421B2 (ja) リニア圧縮機
CN104514701A (zh) 线性压缩机
KR100848915B1 (ko) 리니어 압축기
KR100848913B1 (ko) 리니어 압축기 및 그 제조방법
KR100848914B1 (ko) 리니어 압축기
US8062004B2 (en) Discharging noise system of a hermetic compressor
CN205938467U (zh) 油泵组件及具有其的直线压缩机
EP1655487B1 (en) Discharge valve assembly of reciprocating compressor
KR101167736B1 (ko) 리니어 압축기의 오일 공급 장치
KR100292509B1 (ko) 리니어압축기의진동소음저감구조
KR100292511B1 (ko) 리니어압축기
KR100378819B1 (ko) 압축기용 흡입밸브의 고정장치
US12196198B2 (en) Reciprocating compressor
KR100314020B1 (ko) 리니어 압축기의 피스톤 지지장치
KR100339596B1 (ko) 리니어 압축기의 풍손 저감구조
KR100660687B1 (ko) 리니어 압축기의 오일공급구조
KR100779273B1 (ko) 냉장고 압축기용 커넥팅로드
KR200170040Y1 (ko) 리니어 압축기의 내측고정자 고정구조
KR20030042816A (ko) 왕복동식 압축기의 가스 압축구조

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20070226

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20071213

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20080508

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20080722

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20080723

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110620

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20110620

Start annual number: 4

End annual number: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee