KR100847484B1 - 왕복동식 압축기 - Google Patents

왕복동식 압축기 Download PDF

Info

Publication number
KR100847484B1
KR100847484B1 KR1020070008063A KR20070008063A KR100847484B1 KR 100847484 B1 KR100847484 B1 KR 100847484B1 KR 1020070008063 A KR1020070008063 A KR 1020070008063A KR 20070008063 A KR20070008063 A KR 20070008063A KR 100847484 B1 KR100847484 B1 KR 100847484B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
main
auxiliary
piston
compression unit
cylinder
Prior art date
Application number
KR1020070008063A
Other languages
English (en)
Inventor
홍언표
김정우
조성만
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 KR1020070008063A priority Critical patent/KR100847484B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100847484B1 publication Critical patent/KR100847484B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00—Piston 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
    • F04B35/04—Piston 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
    • F04B35/045—Piston 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component 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
    • F04B39/0005—Component 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component 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
    • F04B39/0027—Pulsation and noise damping means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component 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
    • F04B39/10—Adaptations or arrangements of distribution members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component 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
    • F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F04B39/122—Cylinder block
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F3/00—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic
    • F16F3/02—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of steel or of other material having low internal friction
    • F16F3/04—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of steel or of other material having low internal friction composed only of wound springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00—Working fluid
    • F05B2210/10—Kind or type
    • F05B2210/12—Kind or type gaseous, i.e. compressible
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00—Working fluid
    • F05B2210/10—Kind or type
    • F05B2210/14—Refrigerants with particular properties, e.g. HFC-134a
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S417/00—Pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 모터의 구동력에 의해 직선 왕복운동하는 주압축부와 함께, 별도의 구동 모터 없이 상기 주압축부의 진동에 의해 직선 왕복 운동을 할 수 있는 보조압축부를 구비하여, 상기 보조압추부가 상기 주압축부의 진동을 흡수함으로써 전체 압축기 또는 시스템의 진동 및 소음을 줄일 수 있고, 냉장고 적용시 넓은 범위의 냉력 가변이 가능한 왕복동식 압축기를 제공한다.
Figure R1020070008063
주압축부, 보조압축부

Description

왕복동식 압축기 {RECIPROCATING COMPRESSOR}
도 1은 일반적인 왕복동식 압축기의 단면도,
도 2는 도 1에 따른 왕복동식 압축기의 용량 가변에 따른 효율 특성을 나타낸 실험 그래프,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 왕복동식 압축기를 도시한 단면도,
도 4는 도 3의 "A"부분을 확대한 단면도,
도 5는 도 3에 따른 왕복동식 압축기에 사용된 보조압축부의 주파수와 스트로크의 관계를 도시한 그래프,
도 6은 도 3에 따른 왕복동식 압축기의 용량 가변에 따른 효율 특성을 나타낸 실험 그래프이다.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
100: 왕복동식 압축기 110: 주압축부
120: 프레임 131: 외측 코어
133: 내측 코어 134: 마그네트
135: 마그네트프레임 141: 주피스톤
142: 주실린더 144: 주토출밸브
145,185: 토출밸브스프링 146: 토출분리판
160: 보조압축부 181: 보조피스톤
182: 보조피스톤 184: 보조토출밸브
190: 토출파이프
본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주압축부 외에 별도의 보조압축부를 구비한 새로운 구조를 갖는 왕복동식 압축기로서, 고효율의 용량가변 범위의 확대가 가능한 왕복동식 압축기에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 왕복동식 압축기의 단면도이고, 도 2는 도 1에 따른 왕복동식 압축기의 용량 가변에 따른 효율 특성을 나타낸 실험 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 왕복동식 압축기(1)는 크게 압축부(10)와 모터부(20)로 구성된다.
상기 모터부(20)는, 외측코어(21)와, 상기 외측코어(21)에 권선된 코일(25)과, 상기 외측코어(21)와 이격된 내측코어(22)와, 상기 코어(21,22) 사이에 형성된 에어갭에서 직선운동하는 마그네트(23)와, 상기 마그네트(23)를 고정장착하는 마그네트프레임(24)을 포함하여 구성된다.
한편, 상기 압축부(10)는 상기 마그네트프레임(24)에 연결되어 직선운동하는 피스톤(13)과, 상기 피스톤(13)을 내부에 수용하며 압축실을 형성하는 실린더(14)와, 상기 실린더(14)와 상기 왕복동식 모터(20)를 지지하는 전방프레임(15)을 포함 하여 구성된다.
상기 왕복동식 모터(20)는 상기 전방프레임(15)과 대향 설치되어 상기 왕복동식 모터(20)를 지지 고정하는 중간프레임(16)과, 상기 중간프레임(16)을 지지하는 후방프레임(17)에 의해 고정된다.
상기한 바와 같은 종래의 왕복동식 압축기(1)는 다음과 같이 작동한다.
상기 피스톤(13)의 내부에 삽입 설치된 흡입파이프(11)를 통해 냉매가스가 흡입된다. 이와 같이 흡입된 냉매는 상기 피스톤(13)에 형성된 흡입유로(13a)와 흡입밸브(미도시)를 통과하여 상기 실린더(14)와 상기 피스톤(13)에 의해 형성된 압축실로 유입된다.
상기 압축실에서 압축된 냉매가스는 상기 실린더(14)의 단부에 설치된 토출밸브(31)를 통하여 토출커버(32) 내부로 토출된다. 이 때, 상기 토출커버(32)와 상기 토출밸브(31)의 사이에는 토출밸브스프링(35)이 설치되어 상기 토출밸브(31)를 탄성지지하며, 상기 토출커버(32)는 상기 실린더(14)와 접촉한다.
한편, 상기 토출커버(32) 내부로 토출된 냉매가스는 상기 토출커버(32)를 감싸는 토출머플러(33)에 연통된 토출파이프(34)를 통하여 압축기 외부로 토출된다.
그러나, 종래의 왕복동식 압축기(1)를 냉장고에 적용할 경우에 효율이 고려된 냉력 가변 범위가 좁은 문제점이 있었다.
도 2에는 종래의 왕복동식 압축기(1)를 냉장고에 적용할 경우에 용량가변에 따른 효율 특성이 도시되어 있으며, 이에 도시된 바와 같이 냉력이 50% 이하인 범위에서 효율이 급격히 감소하고 이로 인해 가변 운전에 매우 불리하였다.
또한, 종래의 왕복동식 압축기(1)를 냉장고에 적용할 경우에, 냉장고의 절전모드운전시 (즉, 50% 이하의 냉력으로 운전시) 효율이 저하되어 냉력 가변에 의한 소비전력 절감효과와 이득이 줄어드는 문제도 있었다.
뿐만 아니라, 저냉력이 될수록 압축공간 내에 재팽창 손실의 증가, 마찰손실, 마그네트에 의한 손실 등이 상대적으로 증가하기 때문에 상기 마그네트(23) 및 마그네트프레임(24) 등의 가동자의 스트로크를 변경하여 냉력 가변하는 왕복동식 압축기(1)의 효율은 떨어지고, 이로 인해 종래의 왕복동식 압축기(1)는 넓은 범위의 냉력가변 운전이 불가능하였다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 넓은 범위에서 냉력 가변이 가능한 왕복동식 압축기를 제공함을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 주운전 영역 및 저냉력 범위에서 고효율의 운전이 가능한 왕복동식 압축기를 제공하는 것이다.
뿐만 아니라, 본 발명은 왕복동식 압축기의 주압축부의 주운전 영역에서 진동흡수기로 사용할 수 있는 보조압축부를 구비함으로써 진동 및 소음을 저감할 수 있는 왕복동식 압축기를 제공한다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 모터와, 상기 모터의 구동력에 의해 직선운동을 하는 피스톤과, 상기 피 스톤을 수용하여 압축공간을 형성하는 실린더와, 상기 실린더 및 상기 모터를 지지하는 프레임과, 상기 피스톤과 상기 프레임 사이에 형성되어 상기 피스톤을 지지하는 탄성부재를 구비한 주압축부; 및 상기 주압축부의 진동에 의해 작동하는 보조압축부;를 포함한 왕복동식 압축기를 제공한다.
상기와 같이 구성함으로써, 고효율 저냉력 운전 영역에서는 상기 주압축부만 운전하고, 효율이 중요하지 않으면서 많은 냉력이 필요한 영역에서는 상기 주압축부와 보조압축부를 동시에 운전하는 것이 가능하여 넓은 범위의 냉력 가변을 할 수 있다.
여기서, 상기 보조압축부는 상기 주압축부와 동일한 프레임 내에 형성된 것을 특징으로 한다. 이와 같이 동일한 프레임 내에 상기 주압축부와 상기 보조압축부를 형성함으로써 상기 주압축부의 진동이 상기 보조압축부로 전달되어 그 진동에 의해서 상기 보조압축부가 작동할 수 있다.
또한, 상기 보조압축부는 상기 주압축부와 마주보도록 형성된 실린더와, 상기 실린더 내부에서 직선운동하는 피스톤과, 상기 피스톤을 지지하는 탄성부재를 포함하여 구성된다. 상기 보조압축부에 별도의 실린더 및 피스톤과 더불어 상기 탄성부재를 구비함으로써 상기 보조압축부를 상기 주압축부의 진동을 흡수하는 진동흡수기로 사용할 수 있다.
상기 보조압축부와 상기 주압축부는 동일한 토출파이프에 연결된 것을 특징으로 한다. 이로 인해, 상기 보조압축부와 주압축부를 포함한 전체 왕복동식 압축기의 크기를 줄일 수 있고, 소형의 냉장고 등에도 용이하게 왕복동식 압축기를 적 용할 수 있다.
상기 보조압축부와 상기 주압축부는 토출공간을 공유하는 것을 특징으로 한다. 즉, 토출되는 냉매를 동일한 영역으로 이송함으로써 토출 냉매로 인해 발생하는 소음 등의 문제를 한 곳에서 관리할 수 있다.
한편, 상기 보조압축부는 상기 주압축부의 피스톤이 직선운동함에 따라 발생하는 진동이 상기 보조압축부의 실린더에 전달되어 상기 보조압축부의 실린더 내에 설치된 상기 피스톤과 상대운동을 함으로써 냉매를 압축 및 토출하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 상기 주압축부의 진동에 의해 상기 보조압축부가 운동되도록 함으로써, 상기 보조압축부의 운전을 위한 별동의 구동모터 또는 전원이 필요 없게 되어 생산성이 향상되고 제작 원가를 절감할 수 있다.
이러한 발명의 목적과 특징은 다음의 상세한 설명에 의하여 더욱 명백해질 것이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 구성 및 작용에 관하여 상세히 설명한다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 왕복동식 압축기를 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3의 "A"부분을 확대한 단면도이며, 도 5는 도 3에 따른 왕복동식 압축기에 사용된 보조압축부의 주파수와 스트로크의 관계를 도시한 그래프이고, 도 6은 도 3에 따른 왕복동식 압축기의 용량 가변에 따른 효율 특성을 나타낸 실험 그래프이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 왕복동식 압축기(100)는 주압축부(110)와, 상기 주압축부(110)와 대향하여 설치된 보조압축부(160)를 포함하여 구성된다.
상기 주압축부(110) 및 상기 보조압축부(160)는 공통된 프레임(120)의 내부에 형성된다. 상기 프레임(120)에는 외측 코어(131)가 고정 장착되며, 상기 외측코어(131)의 내부에는 코일(132)이 권선되어 있다.
상기 외측코어(131)와 소정 간격 이격되어 에어갭을 형성하면서 그 내측에는 내측 코어(133)가 형성된다. 상기 내측 코어(133)는 주압축공간을 형성하는 주실린더(142)의 외주면에 고정장착된다.
상기 주실린더(142)의 내부에는 주피스톤(141)이 직선 왕복 움직임이 가능하도록 설치되어 주압축공간을 형성한다. 상기 주피스톤(141)의 내부에는 냉매유로(141a)가 형성되어 있으며, 상기 냉매유로(141a)는 상기 주압축부(110)가 형성된 상기 프레임(120)의 일측에 관통형성된 주흡입파이프(121)와 연통된다.
상기 외측코어(131)와 내측코어(133)의 사이에 형성되는 에어갭에는 직선왕복운동이 가능하도록 마그네트(134)가 설치되며, 상기 마그네트(134)는 상기 주피스톤(141)의 후방에 장착 고정된 마그네트프레임(135)에 장착된다.
또한, 상기 주피스톤(141)과 상기 마그네트프레임(135)을 탄성 지지하기 위한 주탄성부재(143)가 상기 마그네트프레임(135)과 상기 프레임(120) 사이에 형성 된다. 여기서, 상기 주탄성부재(143)는 코일스프링인 것이 바람직하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.
한편, 상기 주압축부(110)와 마주 보도록 상기 프레임(120)의 내부에는 상기 보조압축부(160)가 형성된다.
상기 보조압축부(160)는 상기 주흡입파이프(121)와 대향되도록 상기 프레임(120)에 관통 형성된 보조흡입파이프(171)와, 상기 보조흡입파이프(171)와 연통되도록 설치되며 보조흡입파이프(171)를 통과한 냉매를 유입하기 위한 냉매유로(181a)가 형성된 보조피스톤(181)과, 상기 보조피스톤(181)을 삽입하여 직선 왕복운동하도록 보조압축공간이 형성된 보조실린더(182)를 포함하여 구성된다.
상기 보조피스톤(181)의 직선 왕복운동을 지지하기 위한 보조탄성부재(183)가 상기 프레임(120)과 상기 보조피스톤(181)의 사이에 형성된다.
여기서, 상기 보조압축부(160)에는 내측코어, 외측코어 및 마그네트 등으로 구성된 별도의 구동 모터부가 없다.
또한, 상기 주압축부(110)와 상기 보조압축부(160)에서 각각 압축된 냉매가스는 공통의 토출공간을 통하여 토출된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 한 개의 토출챔버(191)를 통하여 압축된 냉매가스를 토출한다.
도 4를 참조하여 상기 토출챔버(191)에 대해서 상술하면, 우선 상기 토출챔버(191)는 그 내부에 소정의 토출공간을 가지는 형상으로 이루어지며, 상부에는 한 개의 토출파이프(190)가 관통 형성되어 있다.
상기 토출챔버(191)의 양측은 개구되어 있으며, 양측에는 각각 상기 주실린 더(142)와 상기 보조실린더(182)가 연결되어 있으며 상기 주실린더(142)의 끝단에는 주토출밸브(144)가 설치되고 상기 보조실린더(182)의 끝단에는 보조토출밸브(184)가 각각 설치된다. 여기서, 상기 주토출밸브(144)및 상기 보조토출밸브(184)는 각각 토출밸브스프링(145,185)에 의해 탄성 지지된다.
또한, 상기 토출밸브스프링(145,185)의 일단은 상기 토출밸브(144,184)에 의해 지지되며 타단은 토출공간분리판(146)에 의해 지지된다.
상기 토출공간분리판(146)은, 상기 주실린더(142) 및 상기 보조실린더(182)에서 각각 토출된 냉매가스가 공통된 상기 토출파이프(190)를 통해 토출될 수 있도록 연통공(미도시)이 형성되거나, 일단은 상기 토출챔버(191)에 연결되어 고정되고 타단은 상기 토출챔버(191)에 연결되지 않도록 형성하여 이 연결되지 않은 부분을 통해 냉매가스를 토출할 수 있다.
도면 중 미설명부호인 "141a"는 상기 주피스톤(141)에 형성된 흡입유로이며, "181a"는 상기 보조피스톤(181)에 형성된 흡입유로이다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 왕복동식 압축기(100)의 동작에 관하여 설명한다.
상기 주압축부(110)의 동작원리는 종래의 왕복동식 압축기와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하며, 상기 보조압축부(160)의 동작원리는 다음과 같다.
외부의 전원이 공급되어 상기 주압축부(110)가 동작을 하게 되면 가동부 즉, 상기 주피스톤(141), 상기 마그네트(134) 및 상기 마그네트프레임(135)이 직선왕복운동을 하게 되고 이러한 가동부는 상기 주탄성부재(143)에 의해 지지된다.
이 과정에서 상기 주압축부(110)의 주압축공간에서 냉매를 압축하는 동시에 상기 주압축부(110)에서 진동이 발생하게 되고, 이 진동은 공통된 상기 프레임(120)으로 전달되고, 상기 프레임(120)에 장착 고정되어 있는 상기 보조압축부(160)의 상기 보조피스톤(181) 및 상기 보조실린더(182) 등의 질량부와 상기 보조탄성부재(183)로 전달된다.
이 진동은 질량부 및 탄성부재의 공진에 의해 증폭되고, 상기 보조피스톤(181)이 상기 보조실린더(182)의 내부에서 직선 왕복운동을 하게 하여 냉매가스를 보조압축공간에서 압축하는 과정이 가능하게 된다.
이 때, 냉매가스 압축 에너지는 진동량과 주파수 변경을 통하여 얻을 수 있는 공진 에너지로부터 전달되어지며, 주파수 변경을 통하여 상기 보조압축부(160)의 스트로크 변경이 가능해진다. 또한, 스트로크 단계(stroke phase)를 변경할 수 있어 상기 보조압축부(160)를 상기 주압축부(110)의 진동을 억제하는 진동흡수기로도 사용할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 보조압축부(160)는 주파수가 증가함에 따라 스크로크가 증가하다가 감소하게 된다. 즉, 주파수가 상기 주압축부(110)의 주운전점인 공진주파수 보다 더 커지면 상기 보조압축부(160)의 스트로크가 점차 증가하며, 어느 주파수 범위를 넘어서면 스트로크가 감소한다.
따라서, 상기 보조압축부(160)는 주파수와 스트로크에 의해서 2가지의 역할을 하게 된다. 즉, 주파수가 증가함에 비례하여 스트로크도 증가하는 영역(Ｉ구간)에서 상기 보조압축부(160)는 상기 주압축부(110)의 진동을 억제하는 진동흡수기의 역할을 하며, 주파수가 증가함에 반비례하여 스트로크가 감소하는 영역(Ⅱ구간)에서 상기 보조압축부(160)는 압축기의 역할을 하게 된다.
상기 주압축부(110)와 함께 상기 보조압축부(160)를 구비한 상기 왕복동식 압축기(100)를 냉장고에 적용할 경우에 용량가변에 따른 효율 특성이 도 6에 도시되어 있다.
도 6을 참조하면, 상기 주압축부(110)는 냉력이 50%인 지점을 주운전점으로 하고 이를 기준으로 소정의 냉력범위(M 구간)에서 운전한다. 이 때, 냉력이 50%인 주운전점에서 효율이 최대가 되며 이를 기준으로 서서히 효율이 감소한다. 즉, 고효율 저냉력 운전영역(M 구간)에서는 상기 주압축부(110)만 운전한다.
한편, 상기 보조압축부(160)의 운전영역(S 구간)을 보면, 냉력은 상기 주압축부(110)의 냉력 보다 큰 반면에, 효율은 작음을 알 수 있다. 즉, 효율은 중요하지 않은 반면에 많은 냉력이 필요한 운전영역(S 구간)에서는 상기 주압축부(110)와 상기 보조압축부(160)를 함께 운전한다.
또한, 상기 주압축부(110)만 운전하는 경우에 상기 보조압축부(160)는 상기 주압축부(110)의 진동을 억제하는 진동흡수기로 작용한다.
도 6의 실험 그래프를 종래의 왕복동식 압축기에 관한 도 2의 실험 그래프와 비교해 보면, 냉력의 가변 범위가 넓어졌음을 알 수 있으며 냉력 50% 이하의 저냉력 범위에서도 높은 효율을 가짐을 알 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 보조압축부(160)를 구비한 왕복동식 압축기(100)는 냉장고 뿐만 아니라 공기조화기 등의 분야에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명 의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 효율이 중요하지 않고 많은 냉력이 필요한 영역에서 압축기로 작동하는 보조압축부를 구비함으로써 넓은 범위의 냉력 가변이 가능한 왕복동식 압축기를 제공한다.
또한, 본 발명은 높은 냉력에서 보조압축부를 작동함으로써 주압축부가 운전하는 낮은 냉력 범위에서도 고효율 운전이 가능해진다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 주압축부만 작동하는 영역에서 주압축부의 진동을 억제하는 역할을 할 수 있는 보조압축부를 구비함으로써, 전체 왕복동식 압축기의 진동 또는 소음을 저감할 수 있다.

Claims (6)

  1. 모터와, 상기 모터의 구동력에 의해 직선운동을 하는 주피스톤과, 상기 주피스톤을 수용하여 주압축공간을 형성하는 주실린더와, 상기 주실린더 및 상기 모터를 지지하는 프레임과, 상기 주피스톤과 상기 프레임 사이에 형성되어 상기 주피스톤을 지지하는 주탄성부재를 구비한 주압축부; 및
    상기 주압축부의 진동에 의해 작동하는 보조압축부;를 포함하고,
    상기 보조압축부는 상기 주피스톤이 직선운동함에 따라 발생하는 진동을 전달받는 보조실린더와, 상기 보조실린더의 내부에서 상대운동을 하면서 상기 주압축공간과 독립된 보조압축공간을 형성하는 보조피스톤으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조압축부는, 상기 주압축부의 외부에서 상기 프레임에 결합된 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 보조실린더는 상기 주실린더에 대해 마주보도록 형성되고, 상기 보조피스톤은 주피스톤과 반대방향으로 직선운동을 하면서 냉매를 압축하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 보조피스톤은 보조탄성부재에 의해 운동방향으로 탄력 지지되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 주압축공간과 보조압축공간은 각각의 토출밸브를 사이에 두고 한 개의 토출공간에 연통되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  6. 삭제
KR1020070008063A 2007-01-25 2007-01-25 왕복동식 압축기 KR100847484B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070008063A KR100847484B1 (ko) 2007-01-25 2007-01-25 왕복동식 압축기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070008063A KR100847484B1 (ko) 2007-01-25 2007-01-25 왕복동식 압축기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100847484B1 true KR100847484B1 (ko) 2008-07-21

Family

ID=39824911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070008063A KR100847484B1 (ko) 2007-01-25 2007-01-25 왕복동식 압축기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100847484B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000038303A (ko) * 1998-12-05 2000-07-05 구자홍 리니어 압축기의 피스톤 구조

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000038303A (ko) * 1998-12-05 2000-07-05 구자홍 리니어 압축기의 피스톤 구조

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9261088B2 (en) Linear compressor
US20180258921A1 (en) Reciprocating compressor
KR101764027B1 (ko) 리니어 압축기
KR102240028B1 (ko) 리니어 압축기 및 리니어 모터
EP2966301B1 (en) Linear compressor and linear motor
KR102333982B1 (ko) 리니어 압축기
KR100527176B1 (ko) 리니어 압축기
KR20110103762A (ko) 왕복동식 압축기
KR101513611B1 (ko) 왕복동식 압축기
CN109653987B (zh) 一种带有供油装置的线性压缩机
KR20070110170A (ko) 리니어 압축기
KR100847484B1 (ko) 왕복동식 압축기
KR20100132277A (ko) 리니어 압축기
US20050034926A1 (en) Lubricating oil supply apparatus of reciprocating compressor
US20130115113A1 (en) Reciprocating compressor
KR102122097B1 (ko) 리니어 압축기
KR100414113B1 (ko) 왕복동식 압축기
KR20120111397A (ko) 왕복동식 압축기
KR102493863B1 (ko) 리니어 압축기
KR100314058B1 (ko) 리니어 압축기의 흡입소음기 구조
KR102494949B1 (ko) 리니어 압축기
KR100597295B1 (ko) 리니어 압축기
KR100673735B1 (ko) 리니어 압축기의 냉매 압축 방법
KR20150040053A (ko) 리니어 압축기
KR100430214B1 (ko) 왕복동식 압축기의 공진스프링 배열구조

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110620

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee