KR100556799B1 - 왕복동식 압축기의 고정자 고정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 고정자 고정 장치에 관한 것으로, 본 발명은 프레임에 고정한 실린더의 외주면에 삽입 고정하는 내측고정자와, 이 내측고정자의 외주면에 소정의 공극을 두고 상기한 프레임으로 고정하는 외측고정자와, 두 고정자 사이에 개재하여 직선으로 왕복운동을 하는 가동자로 이루어지는 왕복동모터와; 왕복동모터의 가동자에 결합하여 상기 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축하는 피스톤과; 피스톤이 가동자와 함께 직선운동을 하도록 상기 피스톤과 가동자를 프레임의 사이에 탄력 지지하는 공진스프링;을 포함한 왕복동식 압축기에 있어서, 내측고정자를 미끄러지게 삽입 고정하고 그 외주면에 제1 걸림부를 형성하는 실린더와, 실린더의 축방향으로 삽입하여 원주방향으로 돌려 상기 제1 걸림부에 축방향으로 걸리도록 제2 걸림부를 형성하여 상기한 내측고정자를 지지하는 고정자스토퍼로 이루어짐으로써,

Description

왕복동식 압축기의 고정자 고정 장치{APPARATUS FOR FIXING STATOR OF RECIPROCATING COMPRESSOR}

도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 단면도,

도 2는 종래 왕복동식 압축기에서 내측고정자를 보인 사시도,

도 3은 종래 왕복동식 압축기에서 내측고정자를 실린더에 고정한 상태를 보인 측면도,

도 4는 본 발명 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도,

도 5는 본 발명 왕복동식 압축기에서 내측고정자를 보인 사시도,

도 6은 본 발명 왕복동식 압축기에서 내측고정자를 실린더에 고정한 상태를 보인 단면도,

도 7은 도 6의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도,

도 8은 본 발명 왕복동식 압축기에서 내측고정자를 실린더에 고정한 상태에 대한 변형예를 보인 단면도,

도 9는 도 8의 "Ⅱ-Ⅱ"선단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

20 : 프레임유니트 30 : 왕복동모터

32 : 내측고정자 40 : 압축유니트

41 : 실린더 41b : 제1 걸림부

41c : 안내홈 50 : 공진스프링유니트

100 : 고정자스토퍼 100a : 제2 걸림부

본 발명은 왕복동식 압축기의 내측고정자에 관한 것으로, 특히 실린더의 변형을 최소화하면서 내측고정자를 고정할 수 있는 왕복동식 압축기의 고정자 고정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 압축기는 피스톤이 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 가스를 흡입 압축하여 토출하는 것으로, 도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 왕복동식 압축기는, 가스흡입관(SP) 및 가스토출관(DP)을 각각 설치하는 케이싱(10)과, 케이싱(10)의 내부에 탄력 지지하여 설치하는 프레임유니트(20)와, 프레임유니트(20)에 지지하여 케이싱(10)의 내부에 고정하는 왕복동모터(30)와, 왕복동모터(30)의 가동자(33)에 연결하여 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축하는 압축유니트(40)와, 왕복동모터(30)를 탄력 지지하여 공진을 유도하는 공진스프링유니트(50)를 포함하고 있다.

프레임유니트(20)는 왕복동모터(30)의 고정자(31)(32) 일 측을 지지함과 동시에 압축유니트(40)의 실린더(41)와 피스톤(42)을 함께 지지하는 전방프레임(21) 과, 왕복동모터(30)를 사이에 두고 전방프레임(21)에 결합하여 상기한 왕복동모터(30)의 고정자(31)를 지지하는 중간프레임(22)과, 중간프레임(22)에 결합하여 공진스프링유니트(50)를 지지하는 후방프레임(23)으로 이루어져 있다.

왕복동모터(30)는 전방프레임(21)과 중간프레임(22) 사이에 고정하는 외측고정자(31)와, 외측고정자(31)의 안쪽에 위치하여 후술할 압축유니트(40)의 실린더(41)에 고정하는 내측고정자(32)와, 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이에 개재하여 플럭스의 방향에 따라 직선으로 왕복운동을 하는 가동자(33)로 이루어져 있다.

내측고정자(32)는 도 2에서와 같이 다수 장의 라미네이션시트를 원통형으로 적층하여 실린더의 외주면에 삽입하되, 전방측은 전방프레임(21)의 내측면에 밀착하여 고정하는 반면 후방측은 상기 실린더(41)에 삽입하는 "C-링" 모양의 고정자스토퍼(70)로 지지하여 고정하고 있다.

압축유니트(40)는 전방프레임(21)에 삽입 결합하는 실린더(41)와, 왕복동모터(30)의 가동자(33)에 결합하여 실린더의 내부에서 왕복운동을 하면서 가스유로(F)를 통해 냉매가스를 흡입 압축하는 피스톤(42)과, 피스톤(42)의 선단면에 장착하여 가스유로(F)를 개폐하는 흡입밸브(43)와, 실린더(41)의 선단면에 착탈 가능하게 설치하여 압축가스의 토출을 제한하는 토출밸브(44)와, 토출밸브(44)를 탄력적으로 지지하는 밸브스프링(45)과, 토출밸브(44)와 밸브스프링(45)을 수용하여 상기한 실린더(41)와 함께 전방프레임(21)에 고정하는 토출커버(46)로 이루어져 있다.

실린더(41)는 원통모양으로 형성하되 후방측에는 상기 고정자스토퍼(70)를 삽입하여 고정하는 스토퍼걸림홈(41a)을 형성하고 있다.

스토퍼걸림홈(41a)은 후방측에서 전방측으로 고정자스토퍼(70)가 미끄러지면서 삽입되어 상기 내측고정자(41)의 후방측에 강하게 밀착하도록 경사지게 형성하고 있다.

공진스프링유니트(50)는 가동자(33)와 피스톤(42)의 연결부에 결합하는 스프링지지대(51)와, 스프링지지대(51)를 중심으로 전방측을 지지하는 전방측 공진스프링(52)과, 스프링지지대(51)의 후방측을 지지하는 후방측 공진스프링(53)으로 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 41b는 경사면, 60은 지지스프링유니트, 61 및 62는 전방측 및 후방측 지지스프링, C는 권선코일, M은 마그네트, P는 압축실이다.

상기와 같은 종래 왕복동식 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 왕복동모터(30)의 외측고정자(31)에 전원을 인가하면, 그 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이에 플럭스(flux)가 형성되어 가동자(33)와 피스톤(42)이 함께 플럭스의 방향에 따라 움직이고, 이와 동시에 피스톤(42)이 스프링유니트(50)에 의해 실린더(41)의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 그 실린더(41)의 압축실(P)에 압력차를 발생시킴으로써 냉매가스를 상기한 압축실(P)로 흡입하여 일정 압력까지 압축하였다가 토출시키는 일련의 과정을 반복한다.

여기서, 내측고정자(32)는 전술한 바와 같이 실린더(41)의 외주면에 삽입한 후 그 후방측을 상기 실린더(41)의 스토퍼걸림홈(41a)에 끼워 밀착시키는 별도의 고정자스토퍼(70)로 지지하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기에 있어서는, 내측고정자(32)를 실린더(41)의 외주면에 압입한 후 고정자스토퍼(70)를 실린더(41)의 스토퍼걸림홈(41a)에 끼워 그 고정자스토퍼(41a)가 미끄러지면서 상기한 내측고정자(32)에 밀착하여 고정하도록 하는 것이나, 도 3에서와 같이 내측고정자(32)를 실린더(41)에 압입할 때 실린더(41)가 상기한 내측고정자(32)에 눌려 변형되면서 피스톤(42)과의 사이에 마찰손실을 유발하거나 심한 경우 마모가 발생할 우려가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 실린더의 변형 없이 내측고정자를 안정적으로 고정할 수 있는 왕복동식 압축기의 고정자 고정 장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 프레임에 고정한 실린더의 외주면에 삽입 고정하는 내측고정자와, 이 내측고정자의 외주면에 소정의 공극을 두고 상기한 프레임으로 고정하는 외측고정자와, 두 고정자 사이에 개재하여 직선으로 왕복운동을 하는 가동자로 이루어지는 왕복동모터와; 왕복동모터의 가동자에 결합하여 상기 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축하는 피스톤과; 피스톤이 가동자와 함께 직선운동을 하도록 상기 피스톤과 가동자를 프레임의 사이에 탄력 지지하는 공진스프링;을 포함한 왕복동식 압축기에 있어서, 내측고정 자를 미끄러지게 삽입 고정하고 그 외주면에 제1 걸림부를 형성하는 실린더와, 실린더의 축방향으로 삽입하여 원주방향으로 돌려 상기 제1 걸림부에 축방향으로 걸리도록 제2 걸림부를 형성하여 상기한 내측고정자를 지지하는 고정자스토퍼로 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 내측고정자 고정 장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 고정자 고정 장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 5는 본 발명 왕복동식 압축기에서 내측고정자를 보인 사시도이며, 도 6은 본 발명 왕복동식 압축기에서 내측고정자를 실린더에 고정한 상태를 보인 단면도이고, 도 7은 도 6의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도이며, 도 8은 본 발명 왕복동식 압축기에서 내측고정자를 실린더에 고정한 상태에 대한 변형예를 보인 단면도이고, 도 9는 도 8의 "Ⅱ-Ⅱ"선단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 왕복동식 압축기는, 가스흡입관(SP) 및 가스토출관(DP)을 각각 설치하는 케이싱(10)과, 케이싱(10)의 내부에 탄력 지지하여 설치하는 프레임유니트(20)와, 프레임유니트(20)에 지지하여 케이싱(10)의 내부에 고정하는 왕복동모터(30)와, 왕복동모터(30)의 가동자(33)에 연결하여 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축하는 압축유니트(40)와, 왕복동모터(30)를 탄력 지지하여 공진을 유도하는 공진스프링유니트(50)를 포함한다.

프레임유니트(20)는 왕복동모터(30)의 고정자(31)(32) 일 측을 지지하는 전 방프레임(21)과, 왕복동모터(30)를 사이에 두고 전방프레임(21)에 결합하여 상기한 왕복동모터(30)의 고정자(31)를 지지하는 중간프레임(22)과, 중간프레임(22)에 결합하여 공진스프링유니트(50)를 지지하는 후방프레임(23)으로 이루어진다.

왕복동모터(30)는 전방프레임(21)과 중간프레임(22) 사이에 고정하는 외측고정자(31)와, 외측고정자(31)의 안쪽에 위치하여 압축유니트(40)의 실린더(21)에 삽입 고정하는 내측 고정자(32)와, 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이에 개재하여 플럭스의 방향에 따라 직선으로 왕복운동을 하는 가동자(33)로 이루어진다.

내측고정자(32)는 도 4 및 도 5에서와 같이 다수 장의 라미네이션시트를 원통형으로 적층하여 실린더(41)의 외주면에 삽입하되, 내측고정자가 실린더의 외주면에 삽입할 때 그 실린더(41)를 눌러 변형시키지 않도록 상기 내측고정자(32)의 내경을 실린더(41)의 외경 보다 소정의 간격(t) 만큼 크게 형성하는 것이 바람직하다.

또, 내측고정자(32)의 전방측은 전방프레임(21)의 내측면에 밀착하여 고정하는 반면 후방측은 상기 실린더(41)에 삽입하여 체결하는 환형의 고정자스토퍼(100)로 고정한다.

이를 위해, 도 5에서와 같이 실린더(41)의 외주면에는 원주방향을 따라 제1 걸림부(41b)를 돌출 형성하는 반면 고정자스토퍼(100)의 내주면에는 상기 제1 걸림부(41b)에 걸려 축방향으로 지지되는 제2 걸림부(100a)를 상기한 제1 걸림부(41b)에 맞물리도록 원주방향으로 돌출 형성한다.

제1 걸림부(41b)는 도 6 및 도 7에서와 같이 실린더(41)의 외주면에 원주방 향을 따라 소정의 간격을 가진 원호 형상으로 돌출 형성하되, 그 제1 걸림부(41b)의 외경은 내측고정자(32)를 원활하게 삽입할 수 있도록 실린더(41)의 외경과 동일하거나 작게 형성하는 것이 바람직하다. 또, 제1 걸림부(41b)는 고정자스토퍼(100)를 조일수록 내측고정자(32)에 압착하도록 소정의 각도로 경사지게 형성하는 것이 바람직하다.

제2 걸림부(100a)는 고정자스토퍼(100)의 내주면에 원주방향을 따라 소정의 간격을 가진 원호 형상으로 돌출 형성하되, 그 반경방향의 안쪽 끝단부가 체결시 제1 걸림부(41b)에 탄력적으로 압착되도록 그 제1 걸림부(41b)를 향해 절곡 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 제1 걸림부(41b)와 제2 걸림부(100a)는 도 8 및 도 9에서와 같이 요철 결합할 수 있도록 형성할 수도 있다. 예컨대, 제1 걸림부(41b)는 실린더(41)의 외주면 끝단에서 소정의 간격을 두고 축방향으로 음형지다가 원주방향을 따라 연속으로 음형지게 형성하고, 제2 걸림부(100a)는 고정자스토퍼(100)의 내주면에 원주방향을 따라 소정의 간격을 갖는 원호 형상으로 돌출 형성한다. 이 경우에도 제1 걸림부(41b)는 사선모양으로 경사지게 형성할 수도 있다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 41c는 안내홈, 42는 피스톤, 43은 흡입밸브, 44는 토출밸브, 45는 밸브스프링, 46은 토출커버, 51 및 52는 전방측 및 후방측 공진스프링, 60은 지지스프링유니트, 61 및 62는 전방측 및 후방측 지지스프링, P는 압축실이다.

상기와 같은 본 발명 왕복동식 압축기는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 왕복동모터(30)의 외측고정자(31)에 전원을 인가하면, 그 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이에 플럭스(flux)가 형성되어 가동자(33)와 피스톤(42)이 함께 플럭스의 방향에 따라 움직이고, 이와 동시에 피스톤(42)이 스프링유니트(50)에 의해 실린더(41)의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 실린더(41)의 압축실(P)에 압력차를 발생시킴으로써 냉매가스를 상기한 압축실(P)로 흡입하여 일정 압력까지 압축하였다가 토출시키는 일련의 과정을 반복한다.

이때, 내측고정자(32)는 전술한 바와 같이 자력에 의해 가동자(33)를 따라 축방향으로 움직이려고 하는 힘이 발생하나, 이 힘은 내측고정자(32)의 전방측이 전방프레임(21)의 내측면에 압착되는 반면 후방측은 고정링스토퍼(100)에 의해 압착 지지됨에 따라 상쇄되어 내측고정자(32)가 실린더(41)에 견고하게 고정되는 것이다.

여기서, 내측고정자(32)의 내경이 실린더(41)의 외경 보다 미세하게 크거나 미끄럼 접촉할 수 있도록 형성함에 따라 상기한 내측고정자(32)를 실린더(41)에 삽입할 때 내측고정자(32)가 실린더(41)의 외주면을 심하게 누르는 것을 막아 실린더(41)의 변형을 미연에 방지할 수 있다.

또, 실린더(41)에 내측고정자(32)를 삽입한 후에는 상기 고정자스토퍼(100)를 실린더(41)의 축방향으로 밀어 삽입하면서 원주방향으로 돌려 상기한 내측고정자(32)의 측면을 눌러 조이게 되는데, 이때 실린더(41)의 제1 걸림부(41b)를 경사지게 형성함에 따라 고정자스토퍼(100)의 제2 걸림부(100a)가 상기한 제1 걸림부(41b)의 경사면을 따라 미끄러져 고정자스토퍼(100)가 내측고정자(32)를 더욱 견고하게 고정할 수 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 고정자 고정 장치는, 실린더의 외주면에 내측고정자를 미끄러지게 삽입하고 그 내측고정자를 실린더에 축방향으로 이동하면서 체결되는 고정자스토퍼로 고정함으로써, 내측고정자의 삽입시 실린더의 외주면이 과도하게 눌려 변형되는 것을 방지하여 실린더와 피스톤 사이의 마찰손실이나 마모를 막을 수 있을 뿐만 아니라 내측고정자를 견고하게 고정할 수 있어 왕복동식 압축기의 성능과 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims (5)

1. 프레임에 고정한 실린더의 외주면에 삽입 고정하는 내측고정자와, 이 내측고정자의 외주면에 소정의 공극을 두고 상기한 프레임으로 고정하는 외측고정자와, 두 고정자 사이에 개재하여 직선으로 왕복운동을 하는 가동자로 이루어지는 왕복동모터와; 왕복동모터의 가동자에 결합하여 상기 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축하는 피스톤과; 피스톤이 가동자와 함께 직선운동을 하도록 상기 피스톤과 가동자를 프레임의 사이에 탄력 지지하는 공진스프링;을 포함한 왕복동식 압축기에 있어서,

   내측고정자를 미끄러지게 삽입 고정하고 그 외주면에 제1 걸림부를 형성하는 실린더와,

   실린더의 축방향으로 삽입하여 원주방향으로 돌려 상기 제1 걸림부에 축방향으로 걸리도록 제2 걸림부를 형성하여 상기한 내측고정자를 지지하는 고정자스토퍼로 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 내측고정자 고정 장치.
2. 제1항에 있어서,

   제1 걸림부는 실린더의 외주면에 원주방향을 따라 소정의 간격을 가진 원호 형상으로 돌출 형성하고, 제2 걸림부는 고정자스토퍼의 내주면에 원주방향을 따라 소정의 간격을 가진 원호 형상으로 돌출 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 내측고정자 고정 장치.
3. 제2항에 있어서,

   제2 걸림부는 그 반경방향의 안쪽 끝단부가 체결시 제1 걸림부를 향해 절곡 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 내측고정자 고정 장치.
4. 제1항에 있어서,

   제1 걸림부는 실린더의 외주면 끝단에서 소정의 간격을 두고 축방향으로 음형지다가 원주방향을 따라 연속으로 음형지게 형성하고, 제2 걸림부는 고정자스토퍼의 내주면에 원주방향을 따라 소정의 간격을 갖는 원호 형상으로 돌출 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 내측고정자 고정 장치.
5. 제1항 내지 제4항의 어느 한 항에 있어서,

   제1 걸림부는 사선모양으로 경사지게 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 내측고정자 고정 장치.

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