KR100613514B1

KR100613514B1 - 리니어 압축기의 토출부 구조

Info

Publication number: KR100613514B1
Application number: KR1020040079942A
Authority: KR
Inventors: 김동한
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-10-07
Filing date: 2004-10-07
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2024-10-07
Also published as: KR20060031060A; US20060076015A1; CN1757917A; JP4890812B2; JP2006105128A; US7179065B2

Abstract

본 발명에 따른 리니어 압축기의 토출부 구조는 토출 스프링의 단부와 외측 둘레면이 토출 커버에 접촉되는 것을 방지하도록 스프링 시트가 토출 커버에 구비되고, 상기 스프링 시트의 표면에는 경도가 높은 금속재질로 표면처리가 됨으로써, 상기 토출 스프링의 반복적인 하중에 의한 마모 및 변형이 방지될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 토출 스프링의 과도한 하중이나 국부적인 하중을 견딜 수 있으므로 내구성이 향상되는 효과가 있다.

리니어 압축기, 토출 스프링, 토출 커버, 스프링 시트, 지지부재, 금속

Description

리니어 압축기의 토출부 구조{Structure of Discharge part for linear compressor}

도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기가 도시된 종단면도,

도 2는 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 토출부 구조가 도시된 단면도,

도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 리니어 압축기의 토출부 구조가 도시된 단면도,

도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 리니어 압축기의 토출부 구조가 도시된 단면도.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

60: 실린더 62: 피스톤

62a: 흡입구 64: 흡입밸브

70: 내측 토출커버 72: 외측 토출커버

74: 토출 밸브 76: 토출 스프링

78: 토출 파이프 80: 스프링 시트

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로서, 특히 토출 스프링으로부터 가해지는 하중에 의한 상기 토출 스프링과 토출 커버에 마모 및 변형이 발생되는 것이 방지될 수 있는 리니어 압축기의 토출부 구조에 관한 것이다.

일반적으로 리니어 압축기(Linear compressor)는 리니어 모터의 직선 구동력을 이용하여 실린더 내부에서 피스톤을 직선 왕복 운동시키면서 유체를 흡입하고 압축하여 토출하는 기기이다.

도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기가 도시된 종단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 토출부 구조가 도시된 단면도이다.

종래 기술에 따른 리니어 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 밀폐용기(10)의 내부에 실린더(12)가 구비된 실린더 블록(14)과, 유체 흡입구(16)가 형성된 백 커버(18)가 구비되고, 상기 실린더 블록(14)과 백 커버(18)는 제 1댐퍼(20)와 제 2댐퍼(22)에 의해 상기 밀폐용기(10)의 내부에 완충가능하게 지지된다.

상기 실린더 블록(14)과 백 커버(18)의 사이에는 유체를 압축하기 위해 구동력을 발생시키는 리니어 모터(24)가 배치된다.

상기 리니어 모터(24)는 크게 고정자와 가동자로 이루어지는 바, 고정자는 아우터 코어(24a)와, 이너 코어(24b)와, 자장을 형성하는 코일(24c)로 이루어지고, 가동자는 상기 코일(24c) 주변에 형성된 자기력에 의해 직선 이동되는 마그네트(24d)와, 상기 마그네트(24d)가 고정되는 마그네트 프레임(24e)으로 이루어진다.

상기 마그네트 프레임(24e)에는 상기 마그네트(24d)의 직선 운동력을 전달받아 상기 실린더(12)의 내부에서 직선 왕복 운동하면서 유체를 압축시키는 피스톤(26)이 결합된다.

상기 피스톤(26)은 후방에 상기 마그네트 프레임(24e)에 고정되도록 플랜지부(26a)가 형성되고, 상기 피스톤(26)이 탄성적으로 지지되도록 상기 플랜지부(26a)와 실린더 블록(14) 사이에는 제 1스프링(28)이 배치되고, 상기 플랜지부(26a)와 백 커버(18) 사이에는 제 2스프링(30)이 배치된다.

상기 피스톤(26)은 후방이 개방된 원통형으로 형성되고, 내부에 유체가 유입되는 흡입 유로(26b)가 형성되며, 전면에는 복수개의 흡입구(26c)가 형성된다.

그리고, 상기 피스톤(26)의 전면에는 상기 흡입구(26c)를 개폐하는 흡입밸브(32)가 구비되는 데, 상기 흡입밸브(32)는 상기 피스톤(26)에 체결부재로 고정되어 상기 흡입구(26c)의 내외측의 압력차에 따라 탄성적으로 휘면서 상기 흡입구(26c)를 개폐하는 구조로 이루어진다.

한편, 상기 실린더(14)의 압축실(C) 전방에는 압축된 유체를 토출시키는 토출부(40)가 구비된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 토출부(40)는 상기 실린더 블록(14)에 고정되고 일측에 토출홀(42a)이 형성된 내측 토출커버(42)와, 상기 내측 토출커버(42) 에 토출 스프링(44)에 의해 지지되어 상기 실린더(12)의 압축실을 개폐하는 토출밸브(46)와, 상기 내측 토출커버(42)의 외측에 일정한 공간을 형성토록 배치된 외측 토출커버(48)로 구성된다.

상기 외측 토출커버(48)에는 압축된 유체를 외부로 배출시키는 토출 파이프(48a)가 장착된다.

상기 내측 토출커버(42)에는 상기 토출 스프링(44)의 반복적인 하중에 의해 발생되는 마모를 방지하도록 스프링 시트(50)가 장착된다.

상기 스프링 시트(50)는 상기 내측 토출커버(42)에 상기 토출 스프링(44)의 단부가 접촉되지 않도록 상기 내측 토출커버(42)의 일면에 평판형태로 장착되며, 테프론 재질로 이루어진다.

상기 토출 스프링(44)은 상기 토출밸브(46)가 상기 실린더(12)의 압축실(C)을 닫는 방향으로 탄성력을 부여하도록 형성된 원뿔 모양의 코일 스프링이며, 일측 단부가 상기 스프링 시트(50)에 접촉되고, 타측 단부는 상기 토출 밸브(46)에 형성된 안착부에 끼워져 고정된다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 따른 토출부 구조를 갖는 리니어 압축기의 작동을 살펴보면 다음과 같다.

상기 리니어 모터(24)가 작동되면, 상기 마그네트(24d)가 상기 코일(24c) 주변의 자기장과 상호 작용으로 직선 왕복 운동하게 되며, 상기 마그네트 프레임(24e)을 통해 상기 피스톤(26)으로 운동력이 전달되어 상기 피스톤(26)은 상 기 토출부(40)의 토출밸브(46)와 백 커버(18) 사이에서 연속적으로 직선 왕복 운동을 하게 된다.

상기 피스톤(26)이 상기 토출부(40) 방향으로 전진되면, 상기 흡입밸브(32)는 상기 흡입유로(26b)와 압축실(C)의 압력차에 의해 닫히게 된다.

그리고, 상기 압축실(C)의 내부에 있던 유체는 상기 피스톤(26)이 전진함에 따라 압축된 후, 상기 토출 스프링(44)의 탄성력을 극복하여 상기 토출 밸브(46)를 개방시키면서 상기 내측 토출커버(42)의 내측으로 배출된 다음, 외측 토출커버(48)를 통해 외부로 배출된다.

한편, 상기 피스톤(26)이 후진하게 되면, 상기 흡입유로(26b)와 압축실(C)의 압력차에 의해 상기 흡입밸브(32)가 열리게 된다.

그리고, 상기 피스톤(26)의 흡입유로(26b)상에 있던 유체는 상기 흡입구(26c)를 통해 상기 압축실(C) 내부로 유입되게 되고, 상기 토출밸브(46)는 상기 토출 스프링(44)의 탄성력에 의해 상기 압축실(C)을 닫게 된다.

상기와 같이 상기 피스톤(26)이 진퇴되면서 상기 압축실(C)내의 유체를 압축시킨 후 토출시키는 과정을 반복하게 된다.

그리고, 상기 토출 밸브(46)의 개폐작동이 반복됨에 따라 상기 토출 스프링(44)으로부터 반복적인 하중이 가해지는 바, 상기 스프링 시트(50)는 상기 토출 스프링(44)의 단부와 상기 내측 토출커버(42)가 접촉되는 것을 방지하여 상기 토출 스프링(44)의 반복적인 하중에 의해 상기 토출 스프링(44)과 내측 토출커버(42)사이에서 발생되는 마모 및 변형을 방지하게 된다.

그러나, 종래 기술에 따른 토출부 구조를 갖는 리니어 압축기는 상기 스프링 시트(50)가 강도가 약한 테프론 재질로 이루어지기 때문에 상기 토출 스프링(44)에 의해 과도한 하중을 받거나 고온 운전조건에서 변형과 마모가 발생되기 쉬운 문제점이 있다.

또한, 상기 스프링 시트(50)는 평판형태로 이루어져 상기 내측 토출커버(42)의 일면만을 보호하기 때문에, 상기 토출 스프링(44)의 외측 둘레면과 상기 내측 토출커버(42)의 접촉되는 부분이 반복적인 하중을 받을 경우 발생되는 마모 및 변형을 방지할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 토출 스프링의 외측 둘레면과 토출 커버의 접촉부분에서 마모와 변형이 발생되는 것이 방지되고, 상기 토출 스프링으로부터 가해지는 하중을 지지하여 토출 스프링과 토출 커버의 내구성이 향상될 수 있는 리니어 압축기의 토출부 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 토출부 구조는 실린더의 개구부를 통해 토출된 유체가 배출되는 토출커버와; 상기 토출커버에 구비되어 상기 개구부를 개폐하는 토출 밸브와; 상기 토출 밸브를 탄성적으로 지지하는 토출 스프링과; 상기 토출 스프링의 단부와 외측 둘레면이 상기 토출 커버에 접촉되는 것을 방지하도록 상기 토출 커버에 구비된 표면처리된 금속재질의 스프링 시트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 실린더의 개구부를 통해 토출된 유체가 배출되는 토출커버와; 상기 토출커버에 구비되어 상기 개구부를 개폐하는 토출 밸브와; 상기 토출 밸브를 탄성적으로 지지하는 토출 스프링과; 상기 토출 스프링의 단부와 외측 둘레면이 상기 토출 커버에 접촉되는 것을 방지하도록 상기 토출 커버에 구비된 플라스틱 재질의 스프링 시트와; 상기 토출 스프링의 하중을 지지하도록 상기 스프링 시트와 토출 스프링 사이에 구비된 지지부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

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도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 리니어 압축기의 토출부 구조가 도시된 단면도이다.

본 발명의 제 1실시예에 따른 리니어 압축기의 토출부 구조는 도 3에 도시된 바와 같이, 압축된 유체가 토출되도록 전면에 개구부가 형성된 실린더(60)와, 상기 실린더(60)의 개구부를 통해 토출된 유체가 배출되는 내측 토출커버(70)와, 상기 내측 토출커버(70)의 외측에 배치된 외측 토출커버(72)와, 상기 내측 토출커버(70)에 구비되어 상기 개구부를 개폐하는 토출 밸브(74)와, 상기 토출 밸브(74)를 탄성적으로 지지하는 토출 스프링(76)과, 상기 토출 스프링(76)의 단부와 외측 둘레면이 상기 내측 토출커버(70)에 접촉되는 것을 방지하도록 상기 내측 토출커버(70)에 구비된 스프링 시트(80)를 포함하여 구성된다.

상기 실린더(60)의 내부에는 리니어 모터(미도시)에 의해 직선 왕복 운동하면서 상기 실린더(60) 내에 유입된 유체를 압축하는 피스톤(62)이 구비된다.

상기 실린더(60)는 일측은 상기 피스톤(62)이 삽입되고, 타측은 상기 토출 밸브(74)가 설치되도록 양측이 개방된 원통구조로 이루어지고, 상기 피스톤(62)과 토출 밸브(74)에 의해 압축실(C)이 형성된다.

상기 피스톤(62)은 원통형상으로 이루어지고, 전면부에는 유체가 흡입되는 흡입구(62a)가 형성되며, 상기 흡입구(62a)를 개폐하는 흡입밸브(64)가 상기 전면부에 볼트 등의 체결부재에 의해 고정 설치된다.

한편, 상기 토출 스프링(76)은 상기 토출 밸브(74)가 상기 실린더(60)의 압축실(C)를 닫는 방향으로 탄성력을 부여하도록 형성된 원뿔 모양의 코일 스프링이며, 일측은 상기 토출 밸브(74)에 안착되고 타측은 상기 스프링 시트(80)에 안착된다.

상기 스프링 시트(80)는 캡 모양으로 형성되는 바, 상기 토출 스프링(76)의 단부가 접촉되는 판체부(80a)와, 상기 판체부(80a)에서 상기 토출 스프링(76)을 향해 돌출되어 상기 토출 스프링(76)의 외측 둘레면이 접촉되도록 형성된 원통부(80b)로 이루어진다.

또한, 상기 스프링 시트(80)는 상기 토출 스프링(76)의 반복적인 하중에 의한 마모를 방지하기 위해 금속재질로 이루어지는 바, 상기 토출 스프링(76)으로부터 가해지는 과도한 하중을 지지할 수 있도록 경도가 높은 금속재질로 표면처리된 다. 그리고, 상기 스프링 시트(80)와 내측 토출 커버(70)는 돌기와 홈의 결합 또는 압입이나 접착 등의 방법을 이용하여 상호 고정하는 것이 바람직하다.

상기 내측 토출커버(70)에는 유체가 상기 외측 토출커버(72)로 토출되도록 토출홀(70a)이 형성된다.

상기 외측 토출커버(72)는 유체의 토출시 소음 저감 등을 위해서 상기 내측 토출커버(70)로부터 소정간격 이격되어 일정 공간을 형성하도록 배치되고, 유체가 토출되는 토출파이프(78)가 연결된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제 1실시예에 따른 토출부 구조를 갖는 리니어 압축기의 작동을 설명하면 다음과 같다.

리니어 모터(미도시)가 구동되면 상기 피스톤(62)이 상기 실린더(60)의 내에서 연속적으로 직선 왕복 운동을 하게 된다.

상기 피스톤(62)이 전진하게 되면 상기 실린더(60) 내부에서 압축된 유체의 압력에 의해 상기 토출 밸브(74)를 열리게 되고, 압축된 유체는 상기 내측 토출커버(70)의 내부로 토출된다.

그리고, 상기 내측 토출커버(70)의 토출홀(70a)을 통해 상기 외측 토출커버(72)로 배출된 후 상기 토출 파이프(78)를 통해 외부로 배출된다.

여기서, 상기 토출 밸브(74)는 상기 토출 스프링(76)에 의해 지지되는 바, 상기 토출 밸브(74)가 열리면서 상기 토출 스프링(76)이 압축되게 된다.

상기 토출 밸브(74)가 열리고 닫히는 과정이 반복되면서 상기 토출 스프링(76)이 상기 내측 토출커버(70)측으로 반복적인 하중을 가하게 된다.

이 때, 상기 토출 스프링(76)의 단부는 상기 스프링 시트(80)의 판체부(80a)에 접촉되고, 상기 토출 스프링(76)의 외측 둘레면은 상기 스프링 시트(80)의 원통부(80b) 내주면에 접촉되어 있기 때문에, 상기 토출 스프링(76)의 반복적인 하중에 의해 상기 토출 스프링(76)과 내측 토출커버(70)사이에 마모 및 변형이 발생되는 것이 방지될 수 있다.

또한, 상기 스프링 시트(80)가 경도가 높은 금속 재질로 표면처리되었기 때문에 상기 토출 스프링(76)으로부터 받는 과도한 하중이나 국부적인 하중에 의한 변형 및 마모를 방지할 수 있으며, 고온 운전시 발생되는 변형도 방지될 수 있다.

도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 리니어 압축기의 토출부 구조가 도시된 단면도이다.

본 발명의 제 2실시예에 따른 리니어 압축기의 토출부 구조는 도 4에 도시된 바와 같이, 실린더(82)의 개구부를 통해 토출된 유체가 배출되는 내측 토출커버(84)와, 상기 내측 토출커버(84)의 외측에 배치된 외측 토출커버(86)와, 상기 내측 토출커버(84)에 구비되어 상기 개구부를 개폐하는 토출 밸브(88)와, 상기 토출 밸브(88)를 탄성적으로 지지하는 토출 스프링(90)과, 상기 내측 토출 커버(84)에 구비되어 상기 토출 스프링(90)이 안착되는 스프링 시트(100)와, 상기 스프링 시트(100)에 구비되어 상기 토출 스프링(90)의 하중을 지지하는 지지부재(102)를 포함하여 구성된다.

상기 실린더(82)의 내부에는 직선 왕복 운동하면서 상기 실린더(82) 내에 유입된 유체를 압축하는 피스톤(92)이 구비된다.

상기 실린더(82)는 일측은 상기 피스톤(92)이 삽입되고, 타측은 상기 토출 밸브(88)가 설치되도록 양측이 개방된 원통구조로 이루어진다.

상기 스프링 시트(100)는 상기 토출 스프링(90)의 단부와 외측 둘레면이 상기 내측 토출커버(84)에 접촉되는 것을 방지하도록 캡 모양으로 형성되고, 플라스틱 재질로 이루어진다.

즉, 상기 스프링 시트(100)는 상기 토출 스프링(90)의 단부가 접촉되는 판체부(100a)와, 상기 판체부(100a)에서 상기 토출 스프링(90)을 향해 돌출되어 상기 토출 스프링(90)의 외측 둘레면이 접촉되도록 형성된 원통부(100b)로 이루어진다.

한편, 상기 지지부재(102)는 상기 스프링 시트(100)에서 상기 토출 스프링(90)을 향한 면에 장착된 원판 형태의 지지패널이고, 금속재질로 이루어지는 바, 과도한 하중에 견딜 수 있도록 스프링 강판과 같은 마모가 적은 재질로 이루어진다.

상기 지지부재(102)는 상기 스프링 시트(100)에 압입 또는 접착 등의 방법에 의해 고정되는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 지지부재(102)는 상기 토출 스프링(90)으로부터 전달되는 과도한 하중이나 국부적인 하중에 의한 변형 및 마모를 방지할 수 있음과 아울러 고온 운전조건을 견딜 수 있으며, 상기 스프링 시트(100)는 상기 토출 스프링(90)의 외측 둘레면과 내측 토출커버(84)사이의 마모를 방지할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 토출부 구조는 토출 스프링의 단부와 외측 둘레면이 내측 토출커버에 접촉되는 것을 방지하도록 스프링 시트가 내측 토출커버에 구비됨으로써, 상기 토출 스프링과 내측 토출커버의 접촉으로 인한 상기 토출 스프링과 내측 토출커버의 마모 및 변형이 발생되는 것이 방지되어 내구성이 향상될 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 스프링 시트의 표면에는 경도가 높은 금속재질로 표면처리가 됨으로써, 상기 토출 스프링의 반복적인 하중에 의한 마모 및 변형이 방지될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 토출 스프링의 과도한 하중이나 국부적인 하중을 견딜 수 있으므로 내구성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 리니어 압축기의 토출부 구조는 내측 토출커버에 구비되어 토출 스프링이 안착되는 스프링 시트와, 상기 스프링 시트에 구비되어 상기 토출 스프링의 하중을 지지하는 지지부재를 포함하여 구성됨으로써, 상기 토출 스프링으로부터 가해지는 과도한 하중이나 국부적인 하중을 견딜 수 있으므로 내구성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 상기 지지부재는 금속재질로 이루어지고 상기 스프링 시트에서 상기 토출 스프링을 향한 면에 장착된 지지패널로 구성됨으로써, 상기 토출 스프링으로부터 받는 하중을 효과적으로 지지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 스프링 시트는 캡 모양으로 형성됨으로써, 상기 토출 스프링의 외측 둘레면이 상기 내측 토출커버와 접촉되는 것을 방지하여 상기 토출 스프링과 내측 토출커버 사이에 발생되는 마모와 변형을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

실린더의 개구부를 통해 토출된 유체가 배출되는 토출커버와;

상기 토출커버에 구비되어 상기 개구부를 개폐하는 토출 밸브와;

상기 토출 밸브를 탄성적으로 지지하는 토출 스프링과;

상기 토출 스프링의 단부와 외측 둘레면이 상기 토출 커버에 접촉되는 것을 방지하도록 상기 토출 커버에 구비된 표면처리된 금속재질의 스프링 시트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 토출부 구조.
실린더의 개구부를 통해 토출된 유체가 배출되는 토출커버와;

상기 토출커버에 구비되어 상기 개구부를 개폐하는 토출 밸브와;

상기 토출 밸브를 탄성적으로 지지하는 토출 스프링과;

상기 토출 스프링의 단부와 외측 둘레면이 상기 토출 커버에 접촉되는 것을 방지하도록 상기 토출 커버에 구비된 플라스틱 재질의 스프링 시트와;

상기 토출 스프링의 하중을 지지하도록 상기 스프링 시트와 토출 스프링 사이에 구비된 지지부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 토출부 구조.
청구항 2에 있어서,

상기 지지부재는 금속재질로 이루어지고 상기 스프링 시트에서 상기 토출 스프링을 향한 면에 장착된 지지패널인 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 토출부 구조.
청구항 1 내지 3에 있어서,

상기 스프링 시트는 캡 모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 토출부 구조.
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