KR100548296B1

KR100548296B1 - 왕복동식 압축기의 공진스프링 지지구조

Info

Publication number: KR100548296B1
Application number: KR1020030100723A
Authority: KR
Inventors: 엄용환; 정충민; 서광하; 노기원
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-12-30
Filing date: 2003-12-30
Publication date: 2006-02-02
Also published as: KR20050068907A; CN1637286A; US20050142008A1; US7331772B2; CN100404859C

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 공진스프링 지지구조에 관한 것으로서, 본 발명은 가동자가 직선으로 왕복운동을 하도록 고정자를 고정 설치하는 왕복동모터와, 왕복동모터의 고정자와 함께 고정 설치하는 실린더와, 실린더의 내주면에 미끄러지게 삽입하고 상기 왕복동모터의 가동자에 결합하여 직선 왕복운동을 하면서 냉매가스를 압축하는 피스톤과, 실린더의 흡입측과 토출측에 설치하여 냉매가스의 흡 토출을 조절하는 복수 개의 밸브와, 복수의 지지부를 구비하여 상기 왕복동모터의 가동자와 피스톤에 결합하는 스프링지지대와, 스프링지지대의 지지부 양측에 일단이 탄력 지지되어 상기 가동자와 피스톤의 공진운동을 유도하는 복수 개의 공진스프링과, 스프링지지대의 지지부 사이에 체결다리부를 구비하고 그 체결다리부가 결합되도록 하여 상기 공진스프링의 타단을 지지하는 복수의 프레임을 포함함으로써, 양측 공진스프링의 지지반경을 동일하게 배치하여 공진스프링의 편하중을 막고 이를 통해 피스톤의 편심운동을 방지하여 압축기의 성능과 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

왕복동식 압축기의 공진스프링 지지구조{SPRING SUPPORT STRUCTURE FOR RECIPROCATING COMPRESSOR}

도 1은 종래 왕복동식 압축기를 보인 단면도,

도 2는 종래 왕복동식 압축기에서 지지스프링의 지지구조를 보인 사시도,

도 3은 종래 왕복동식 압축기에서 스프링지지대와 지지스프링의 결합상태를 보인 평면도,

도 4는 본 발명 왕복동식 압축기에서 지지스프링의 지지구조에 대한 일례를 보인 사시도,

도 5는 본 발명 왕복동식 압축기에서 지지스프링의 지지구조에 대한 변형예를 보인 사시도,

도 6은 본 발명 왕복동식 압축기에서 스프링지지대와 지지스프링의 결합상태를 보인 평면도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

22 : 중간프레임 52 : 전방측 공진스프링

53 : 후방측 공진스프링 100 : 후방프레임

110 : 본체부 111a : 스프링고정돌기

120 : 체결다리부 121 : 플랜지

120a : 스프링고정돌기 200 : 스프링지지대

210 : 수직지지부 220 : 수평지지부

210a,220a : 스프링고정돌기 B : 볼트

본 발명은 왕복동식 압축기의 공진스프링 지지구조에 관한 것으로서, 특히 공진스프링을 대칭으로 지지하여 피스톤의 편심운동을 방지할 수 있는 왕복동식 압축기의 공진스프링 지지구조에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 압축기는 피스톤이 왕복동모터의 가동자에 결합하여 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축하여 토출하는 것으로, 도 1은 종래 왕복동식 압축기를 보인 단면도이고, 도 2는 종래 왕복동식 압축기에서 지지스프링의 지지구조를 보인 사시도이며, 도 3은 종래 왕복동식 압축기에서 스프링지지대와 지지스프링의 결합상태를 보인 평면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 왕복동식 압축기는, 가스흡입관(SP) 및 가스토출관(DP)을 연통 설치하는 케이싱(10)과, 케이싱(10)의 내부에 탄력적으로 설치하는 프레임유니트(20)와, 프레임유니트(20)에 고정하여 가동자(33)가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동모터(30)와, 왕복동모터(30)의 가동자(33)에 피스톤(42)을 결합하여 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 압축하는 압축유니트(40)와, 왕복동모터(30)의 가동자(33)를 운동방향으로 탄력 지지하여 피스톤(42)의 공진운동을 유도하는 공진스프링유니트(50)를 포함하고 있다.

프레임유니트(20)는 압축유니트(40)를 지지하고 왕복동모터(30)의 전방측을 지지하는 전방프레임(21)과, 전방프레임(21)에 결합하여 왕복동모터(30)의 후방측을 지지하는 중간프레임(22)과, 중간프레임(22)에 결합하여 후방측 공진스프링(53)을 지지하는 후방프레임(23)으로 이루어져 있다.

중간프레임(22)은 그 전방면에 왕복동모터(30)의 외측고정자(31)를 지지하는 반면 후방면에 전방측 공진스프링(52)을 지지하도록 환형으로 형성하여 전방프레임(21)에 결합하고 있다.

후방프레임(23)은 그 전방면에 후방측 공진스프링(53)을 지지하도록 "??" 단면 형상으로 형성하되 그 양단에 플랜지부(23a)를 연장 형성하여 중간프레임(22)의 가로방향에 각각 볼트(B) 또는 용접으로 체결하고 있다.

왕복동모터(30)는 전방프레임(21)과 중간프레임(22) 사이에 설치하는 외측고정자(31)와, 외측고정자(31)와 일정 간격을 두고 전방프레임(21)에 결합하는 내측고정자(32)와, 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이에 설치하여 직선으로 왕복운동을 하는 가동자(33)로 이루어져 있다.

압축유니트(40)는 전방프레임(21)에 삽입 결합하는 실린더(41)와, 왕복동모터(30)의 가동자(33)에 결합하여 실린더(41)의 압축공간(P)에서 왕복운동을 하는 피스톤(42)과, 피스톤(42)의 선단에 장착하여 그 피스톤(42)의 흡입유로(F)를 개폐하면서 냉매가스의 흡입을 제한하는 흡입밸브(43)와, 실린더(41)의 토출측에 장착하여 압축공간(P)을 개폐하면서 압축가스의 토출을 제한하는 토출밸브(44)와, 토출 밸브(44)를 탄력적으로 지지하는 밸브스프링(45)과, 토출밸브(44)와 밸브스프링(45)을 수용하여 실린더의 토출측을 복개하도록 전방프레임(21)에 고정하는 토출커버(46)로 이루어져 있다.

공진스프링유니트(50)는 가동자(33)와 피스톤(42)의 연결부에 결합하는 스프링지지대(51)와, 스프링지지대(51)의 전방면과 중간프레임(22)의 후방면 사이에 설치하는 전방측 공진스프링(52)과, 스프링지지대(51)의 후방면과 후방프레임(23)의 전방면 사이에 설치하는 후방측 공진스프링(53)으로 이루어져 있다.

스프링지지대(51)은 도 2에서와 같이 수직지지부(51a)와 수평지지부(51b)가 직교하도록 '십(+)'자 모양으로 형성하되, 도 3에서와 같이 수직지지부(51a)의 길이가 수평지지부(51b)의 길이 보다 길게 형성하고 있다.

도면중 미설명 부호인 22a 및 23b는 스프링고정돌기, P는 압축공간이다.

상기와 같은 종래 왕복동식 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 왕복동모터(30)에 전원을 인가하여 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이에 플럭스(flux)를 형성하면, 그 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이의 공극에 놓인 가동자(33)가 플럭스의 방향에 따라 움직이면서 공진스프링유니트(50)에 의해 지속적으로 왕복운동을 하고, 이와 함께 왕복동모터(30)의 가동자(33)에 결합한 피스톤(42)이 실린더(41)의 내부에서 왕복운동을 하면서 압축공간(P)의 체적이 변화하여 냉매가스를 압축공간(P)으로 흡입 압축하였다가 토출하는 일련의 과정을 반복한다.

여기서, 압축기를 조립할 때 중간프레임(22)과 후방프레임(23)의 사이에 공 진스프링(52)(53)을 고정한 가동자(33)와 피스톤(42)을 개재한 상태에서 상기한 중간프레임(22)과 후방프레임(23)을 볼트(B) 또는 용접으로 체결하는 것이었다.

그러나, 상기와 같이 종래 왕복동식 압축기에 있어서는, 중간프레임(22)과 후방프레임(23)을 볼트 또는 용접으로 체결하기 위하여 상기 중간프레임(22)의 양단에 플랜지부(23a)를 형성함에 따라 도 3에서와 같이 양측 플랜지부(22a)의 길이(L) 만큼 스프링지지대(51)의 수평지지부(51b)가 수직지지부(51a)의 길이 보다 짧아지게 되고 이로 인해 전방측 공진스프링(52)의 지지반경(d1)에 비해 후방측 공진스프링(53)의 지지반경(d2)이 좁아지면서 편하중이 발생하여 피스톤의 편심운동을 야기하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 전방측 공진스프링과 후방측 공진스프링의 지지반경을 대칭되게 배치할 수 있는 왕복동식 압축기의 공진스프링 지지구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 가동자가 직선으로 왕복운동을 하도록 고정자를 고정 설치하는 왕복동모터와, 왕복동모터의 고정자와 함께 고정 설치하는 실린더와, 실린더의 내주면에 미끄러지게 삽입하고 상기 왕복동모터의 가동자에 결합하여 직선 왕복운동을 하면서 냉매가스를 압축하는 피스톤과, 실린더의 흡입측과 토출측에 설치하여 냉매가스의 흡 토출을 조절하는 복수 개의 밸브와, 복수의 지지부를 구비하여 상기 왕복동모터의 가동자와 피스톤에 결합하는 스프링지지대와, 스프링지지대의 지지부 양측에 일단이 탄력 지지되어 상기 가동자와 피스톤의 공진운동을 유도하는 복수 개의 공진스프링과, 스프링지지대의 지지부 사이에 체결다리부를 구비하고 그 체결다리부가 결합되도록 하여 상기 공진스프링의 타단을 지지하는 복수의 프레임을 포함한 왕복동식 압축기의 공진스프링 지지구조를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 공진스프링 지지구조를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 왕복동식 압축기에서 지지스프링의 지지구조에 대한 일례를 보인 사시도이고, 도 5는 본 발명 왕복동식 압축기에서 지지스프링의 지지구조에 대한 변형예를 보인 사시도이며, 도 6은 본 발명 왕복동식 압축기에서 스프링지지대와 지지스프링의 결합상태를 보인 평면도이다.

도 1을 참조하면 본 발명의 왕복동식 압축기는, 케이싱(10)의 내부에 전방프레임(21)과 중간프레임(110) 그리고 후방프레임(120)을 서로 연결하여 탄력적으로 지지 설치하고, 전방프레임(21)과 중간프레임(22)의 사이에는 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 그리고 두 고정자(31)(32) 사이에서 직선으로 왕복운동을 하는 가동자(33)로 된 왕복동모터(30)를 설치하며, 왕복동모터(30)의 내측고정자(32) 안쪽에는 전방프레임(21)에 고정하는 실린더(41)와 그 실린더(41)에 미끄러지게 삽입하여 왕복동모터(30)의 가동자(33)와 함께 직선으로 왕복운동을 하는 피스톤(42) 그리고 그 피스톤(42)의 흡입유로(F)를 개폐하는 흡입밸브(43)와 실린더(41)의 토출측을 개폐하는 토출밸브(44)를 설치하고, 중간프레임(22)과 후방프레임(100)의 사이에는 상기 왕복동모터(30)의 가동자(33)와 피스톤(42)에 결합한 스프링지지대(200)를 탄력적으로 지지하여 상기한 피스톤(42)의 공진운동을 유도하도록 전방측 공진스프링(52)과 후방측 공진스프링(53)을 설치하여 구성한다.

중간프레임(22)은 원판모양으로 형성하는 반면 후방프레임(100)은 상기한 전방측 공진스프링(52)과 후방측 공진스프링(53)을 수용하여 중간프레임(22)의 후방면에 고정할 수 있도록 평면투영시 "디귿자" 모양으로 형성한다.

또, 후방프레임(100)은 중도 4에서와 같이 중간프레임(22)과 평행하도록 좌우로 긴 직사각판 형상으로 형성하고 좌우 양측의 중앙에 후방측 공진스프링(53)을 지지하도록 지지돌부(111)(111)를 각각 돌출 형성하는 본체부(110)와, 본체부(110)의 네 모서리, 즉 양쪽 지지돌부(111)(111)의 양측에서 절곡하여 상기한 중간프레임(22)에 결합하는 수 개(도면에선 4개)의 체결다리부(120)를 대략 중간프레임에 수직하는 방향으로 형성한다.

체결다리부(120)는 지지돌부(111)를 사이에 둔 맞은편 체결다리부(120)와 평행하도록 형성하고, 각 체결다리부(120)의 끝단에는 상기한 중간프레임(22)에 볼트 또는 용접으로 체결 고정하도록 플랜지(121)를 형성한다.

또, 체결다리부(120)는 지지돌부(111)를 사이에 둔 맞은편 체결다리부(120)와 후술할 스프링지지대(200)의 수평지지부(220)가 전후 방향으로 움직일 수 있도록 그 수평지지부(220)의 폭 보다는 넓게 형성하는 것이 바람직하다.

스프링지지대(200)는 왕복동모터(30)의 가동자(33)와 피스톤(42)의 연결부에 결합하여 그 전후 양측면에 전방측 공진스프링(52)과 후방측 공진스프링(53)의 대 향단을 지지하도록 "십(+)"자 모양으로 형성한다.

스프링지지대(200)는 후방측으로 절곡하였다가 다시 수직방향으로 절곡 형성하여 전방측 공진스프링(52)을 지지하는 수직지지부(210)와, 수직지지부(210)의 중간에 직교하도록 연장 형성하여 상기한 후방측 공진스프링(53)을 지지하는 수평지지부(220)로 이루어진다.

수직지지부(210)와 수평지지부(220)는 도 6에서와 같이 그 중심, 즉 피스톤의 중심에서 동일한 길이에 상기한 전방측 공진스프링(52)과 후방측 공진스프링(53)의 중심을 고정할 수 있도록 동일한 길이로 형성하는 것이 바람직하다.

또, 수직지지부(210)는 후방프레임(100)의 본체부(110)에 대체로 직교하는 반면 수평지지부(220)는 본체부(110)와 나란하나 체결다리부(120) 사이의 고정돌부(111)와 대향하도록 두 체결다리부(120)(120) 사이에 배치하는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 22a 및 111a 및 210a 및 220a는 스프링고정돌기이다.

상기와 같은 본 발명 왕복동식 압축기의 공진스프링 지지구조는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 왕복동모터(30)에 전원을 인가하면 가동자(33)가 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이에서 움직이면서 전방측 공진스프링(52)과 후방측 공진스프링(53)에 의해 지속적으로 왕복운동을 하고, 이와 함께 피스톤(42)이 실린더(41)의 내부 에서 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 압축공간(P)으로 흡입하였다가 압축하여 토출하는 일련의 과정을 반복한다.

여기서, 중간프레임(22)은 원판 형상으로 형성하는 반면 후방프레임(100)은 "디귿자"모양으로 형성하되 그 후방프레임(100)의 체결다리부(120) 양 끝단에 바깥쪽으로 플랜지(121)를 형성하여 체결함에 따라 그 플랜지(121)의 길이만큼 수평측 여유길이가 짧아지고 이에 따라 후방프레임(100)의 내부에 수용되어 전방측 공진스프링(52)을 지지하는 스프링지지대(200)의 수직지지부(210) 길이 보다 후방측 공진스프링(53)을 지지하는 수평지지부(220) 길이가 더 짧아질 수 있으나, 도 4에서와 같이 후방프레임(100)의 양측 절곡부, 즉 본체부(110)의 네모서리에서 각각 체결다리부(120)를 절곡 형성하는 경우에는 상기한 스프링지지대(200)의 수평지지부(220)를 사이에 두고 양측에 체결다리부(120)가 위치하게 되어 결국 수평지지부(220)의 길이를 도 6에서와 같이 수직지지부(210)의 길이와 동일하게 형성할 수 있게 되는 것이다. 이를 통해 전방측 공진스프링(52)과 후방측 공진스프링(53)을 동일한 지지반경(d)(d)에 배치함에 따라 각 공진스프링(52)(53) 사이의 편하중을 막아 피스톤(42)의 편심운동을 미연에 방지할 수 있다.

한편, 발명에 의한 왕복동식 압축기의 공진스프링 지지구조에 대한 변형예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 일례에서는 후방프레임(100)을 "디귿자"모양으로 형성하되 양측에 체결다리부(120)(120)를 평행하게 형성하는 것이었으나, 도 5에서와 같이 복수 개의 체결다리부(120)(120)를 서로 교차하도록, 즉 "엑스(X)자"모양으로 형성할 수 도 있다. 이 경우에도 스프링지지대(200)의 수직지지부(210)와 수평지지부(220)가 상기한 후방프레임(100)의 체결다리부(120)(120) 사이에 위치하게 되어 수직지지부(210)와 수평지지부(220)의 길이를 동일하게 형성할 수 있고 이를 통해 전술한 일례에서와 같이 전방측 공진스프링(52)과 후방측 공진스프링(53)의 지지반경(d)(d)을 동일하게 배치하여 각 공진스프링(52)(53) 사이의 편하중을 막아 피스톤(42)의 편심운동을 방지할 수 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 공진스프링 지지구조는, 스프링지지대의 각 지지부 길이를 동일하게 형성함과 아울러 후방프레임의 체결다리부를 평행 또는 교차하도록 형성함으로써, 양측 공진스프링의 지지반경을 동일하게 배치하여 공진스프링의 편하중을 막고 이를 통해 피스톤의 편심운동을 방지하여 압축기의 성능과 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims

가동자가 직선으로 왕복운동을 하도록 고정자를 고정 설치하는 왕복동모터와,

왕복동모터의 고정자와 함께 고정 설치하는 실린더와,

실린더의 내주면에 미끄러지게 삽입하고 상기 왕복동모터의 가동자에 결합하여 직선 왕복운동을 하면서 냉매가스를 압축하는 피스톤과,

실린더의 흡입측과 토출측에 설치하여 냉매가스의 흡 토출을 조절하는 복수 개의 밸브와,

복수의 지지부를 구비하여 상기 왕복동모터의 가동자와 피스톤에 결합하는 스프링지지대와,

스프링지지대의 지지부 양측에 일단이 탄력 지지되어 상기 가동자와 피스톤의 공진운동을 유도하는 복수 개의 공진스프링과,

스프링지지대의 지지부 사이에 체결다리부를 구비하고 그 체결다리부가 결합되도록 하여 상기 공진스프링의 타단을 지지하는 복수의 프레임을 포함한 왕복동식 압축기의 공진스프링 지지구조.
제1항에 있어서,

공진스프링은 스프링지지대의 중심에서 동일한 반경에 지지하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 공진스프링 지지구조.
제2항에 있어서,

스프링지지대는 전방측 공진스프링을 지지하는 수직지지부와 후방측 공진스프링을 지지하는 수평지지부가 대략 직교하도록 형성하고, 수직지지부의 길이와 수평지지부의 길이를 동일하게 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 공진스프링 지지구조.
제1항에 있어서,

체결다리부는 복수 개를 평행하게 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 공진스프링 지지구조.
제1항에 있어서,

체결다리부는 복수 개를 교차하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 공진스프링 지지구조.