KR100611810B1 - 선형 모터에 의해 구동되는 왕복 압축기 - Google Patents

Abstract

밀폐 동체(1); 그 밀폐 동체(1) 내측에 고정된 선형 모터(2) 및 실린더(3); 그 실린더(3) 내에서 왕복 운동하고 로드(30)의 단부에 축방향으로 고정된 적어도 하나의 피스톤(10); 그 피스톤(10)을 상기 선형 모터(2)에 연결하는 작동 수단(20); 및 상기 밀폐 동체(1) 내측에 횡단하여 고정되고 상기 로드(30)에 축방향으로 연결된 공진 스프링(70)을 포함하는 타입의, 선형 모터에 의해 구동되는 왕복 압축기로서, 상기 로드(30)에 의해 형성되는 부품과 상기 공진 스프링(70)에 의해 형성되는 부품 각각은, 상기 실린더(3)의 축선에 직교하는 평면에 놓이고 서로 축방향으로 떨어져 있는 2개의 접촉면(31, 32; 41, 42)을 가지고 있고, 상기 로드(30)에 의해 형성되는 상기 부품의 상기 접촉면(31, 32)들 각각은 2쌍의 볼록 표면부를 통해 상기 공진 스프링(70)에 의해 형성되는 상기 부품의 각 접촉면(42, 41)에 대면하고, 각 쌍의 볼록 표면부는, 실린더(3)의 축선에 대하여 대칭이고 서로 반대측에 있고 다른 쌍의 볼록 표면부의 정렬에 직교하는 방향에 일치하여 배치되는 한쌍의 볼록 표면부를 가지는 왕복 압축기.

왕복 압축기, 공진 스프링, 피스톤, 실린더, 선형 모터,

Description

선형 모터에 의해 구동되는 왕복 압축기{A Reciprocating Compressor Driven By A Linear Motor}

본 발명은 일반적으로는, 냉각 시스템에 적용되고, 실린더 내에서 왕복 운동하는 하나 또는 2개의 피스톤을 가지고 선형 모터(linear motor)에 의해 구동되는 왕복 압축기에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은, 각 피스톤과, 이 피스톤과 관련된 공진(共振) 시스템과의 사이에 제공되는 연결 구조에 관한 것이다.

선형 모터에 의해 구동되고 하나 또는 2개의 피스톤을 구비하는 왕복 압축기에 있어서, 가스 흡입 및 압축 작동은 밀폐 동체(shell) 내에 설치된 실린더 내측의 각 피스톤의 왕복 축방향 운동에 의해 달성되고, 각 피스톤은 압축기의 밀폐 동체에 고정된 선형 모터와 기능적으로 연결되는 자기(磁氣) 구성요소를 지지하는 각각의 작동 수단에 의해 구동된다.

종래 기술에 알려진 바와 같이, 각각의 피스톤-작동 수단 조립체는, 피스톤의 축방향 변위를 위한 가이드로서 작동하기 위해 그리고 전체 시스템을 미리 설정된 주파수로 공진 작동시키기 위해 압축기의 밀폐 동체에 고정된 공진 스프링에 반드시 연결됨으로써, 작동 중에 압축기에 에너지를 계속하여 공급하도록 선형 모터가 적절한 치수로 되게 하는 것을 가능하게 한다.

공진 스프링의 제조 공차가 통상, 피스톤 및 실린더 사이에 제공되는 돌출 간극보다 훨씬 더 크기 때문에, 피스톤이 실린더 내에서 축방향으로 이동할 때 피스톤을 경사진 위치에서 작동하게 하여 실린더 벽과의 마찰을 증가시키고 마모를 야기할 수도 있는 방사상 하중 및/또는 굽힘 모멘트 및 힘을 피스톤이 받는 것을 방지하도록 피스톤-작동 수단 조립체와 공진 스프링 사이의 정렬 어긋남을 흡수하기 위해, 피스톤-작동 수단 조립체와 공진 스프링 사이에 연결을 제공하는 것이 필요하다.

공진 스프링은, 피스톤의 흡입 행정 및 압축 행정 중에 서로 반대의 축방향에서의 공진 스프링의 탄성적 변형 중에 방사상 작용력을 받지 않고 피스톤이 실린더 내에서의 왕복 운동 변위 중에 완전히 중심에 위치되는 것을 확실하게 하도록 제조 치수 정밀도를 가지고 있지 않다.

공지의 종래 기술의 해결책에서, 작동 수단과 공진 스프링 사이에 제공되는 연결은 축방향으로 배치되는 기다란 로드(rod)의 형태이고, 이 로드는 그 로드의 두께를 감소시켜 얻어지는 특정의 미리 설정된 유연성을 가지고, 그 결과, 정렬 어긋남을 보다 양호하게 흡수한다. 그러나, 로드를 매우 가늘게 하여도, 그 로드에 의해 피스톤에 전달되는 방사상 작용력을 무관계로 하기에 충분한 값으로 로드의 길이를 증대시키는 것이 통상 불가능하기 때문에, 방사상 강성(剛性)을 완전히 제거하는 것이 가능하기 않다. 따라서, 방사상 힘 성분이 항상 존재하여, 피스톤에 작용한다. 다른 한편, 가느다란 로드를 사용하면, 보다 강한 축방향 힘이 피스톤에 가해지는 기간 중에 상기 로드에 굽힘 변형을 야기할 수 있다. 즉, 피스톤의 흡입 행정의 끝과 압축 행정의 개시 시에 피스톤과 실린더 사이에 부적당한 마찰의 문제를 야기할 수 있다.

요컨대, 선형 모터를 구비한 왕복 압축기의 피스톤과 공진 스프링 사이에 연결을 제공하는 공지의 해결책은, 피스톤과 스프링 축 사이의 각도상 및 방사상 비정렬을 흡수하여, 상기 연결이 상기한 비정렬의 기능으로서 피스톤에 전달하는 부적당한 방사상 작용력을 경제적으로 실행 가능한 방식으로 제거하기에는 충분히 효과적이지 못하다고 말할 수 있다.

상기한 작용력의 흡수와 관련된 문제 이외에, 공지의 연결은 실행 가능한 때 피스톤의 상면에 장착되는 흡입 밸브 및/또는 토출 밸브와 밀폐 동체(shell)의 벽을 관통하여 제공된 각각의 입구 튜브와의 사이의 액밀(液密) 결합을 매우 어렵게 한다. 흡입 밸브 및/또는 토출 밸브를 위한 이러한 타입의 조립체에서, 밀폐 동체의 외측과 밸브 사이의 연결은 피스톤 본체의 내부를 통해 그리고 피스톤을 밀폐 동체의 벽에 제공된 입구 튜브에 연결하는 유연성의 관형 연결부에 의해 축방향으로 달성된다.

공지의 구조에서, 연결은, 매우 복잡한 구조의 배치에 의하지 않는 한, 밀폐 동체의 벽에 제공되고 냉각 시스템에 연결되는 각각의 입구 튜브와 피스톤의 내부와의 사이의 액밀 연통을 가능하게 하지 않는다.

따라서, 본 발명의 목적은, 선형 모터에 의해 구동되고, 피스톤과 공진 스프링 사이에 소형 구조의 연결을 가지는 왕복 압축기로서, 그 연결이 피스톤과 공진 스프링 축 사이의 방사상 및 각도상의 비정렬을 흡수하여, 그 비정렬에 의해 압축기의 작동 중에 방사상 작용력이 피스톤에 가해지는 것을 방지할 수 있는 왕복 압축기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 간단한 구조의 배치에 의해 피스톤의 내부와 밀폐 동체의 외부 사이에 액밀 연통을 확립할 수 있게 하는 상기한 바와 같은 연결을 제공하는데 있다.

상기 목적 및 다른 목적들은, 밀폐 동체와, 그 밀폐 동체 내측에 고정된 선형 모터 및 실린더와, 그 실린더 내에서 왕복 운동하고 로드의 단부에 축방향으로 고정된 적어도 하나의 피스톤과, 그 피스톤을 선형 모터에 연결하는 작동 수단, 및 밀폐 동체 내측에 횡방향으로 고정되고 상기 로드에 축방향으로 연결된 공진 스프링을 포함하는, 선형 모터에 의해 구동되는 왕복 압축기에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 로드에 제공된 부품과 공진 스프링에 제공된 부품 각각은, 실린더의 축선에 대하여 직교하는 평면에 놓이고 서로 축방향으로 떨어져 있는 2개의 접촉면을 가지고, 상기 로드에 제공된 부품의 접촉면들 각각은 공진 스프링에 제공된 부품의 인접한 접촉면에 대면하여 있고, 각 쌍의 대면하는 접촉면들 사이에는, 로드 둘레에 헐겁게 동축으로 장착되는 간격 유지체가 제공되어 있고, 그 간격 유지체는 실린더의 선축에 대하여 직교하는 평면에 놓이는 2개의 축방향으로 서로 반대측에 있는 접촉면을 가지고 있고, 그 접촉면들 각각은 실린더의 축선에 대하여 대칭이고 서로 반대측에 있는 한 쌍의 볼록 표면부에 의해 상기 인접한 접촉면들 중 하나에 착좌(着座)되고, 각 쌍의 볼록 표면부는 동일 간격 유지체와 기능적으로 연관되어 있고, 그 볼록 표면부들이 다른 쌍의 볼록 표면부 및 실린더의 축선에 대하여 직교하는 정렬을 이루고 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 종래 기술에 따라 구성되고 선형 모터에 의해 구동되는 단일 피스톤을 구비한 왕복 압축기의 일 부분의 길이방향 직경에 따른 단면도를 개략적으로 나타내는 도면이다.

삭제

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따라 구성되고 선형 모터에 의해 구동되고 로드(rod) 공진 스프링 연결을 가진 단일 피스톤을 구비한 왕복 압축기의 일 부분의 길이방향 직경에 따른 단면도를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 3, 도 4 및 도 5는 도 2에 도시된 간격 유지체들 중 하나에 대한 실시형태의 평면도, 측면도, 및 사시도이다.

도 6 및 도 7은 간격 유지체로도 작동하는 탄성 수단에 대한 실시형태의 평면도 및 측면도이다.

도 8은 자석, 작동 수단, 로드, 및 간격 유지체에 의해 형성되는 조립체의 부분 분해 확대 단면도이다.

도 9는 도 8의 조립체의 분해 사시도이다.

도 10은 본 발명의 제2 실시예를 나타내는, 도 2와 유사한 도면이다.

도 11은 피스톤과 공진 스프링 사이의 연결에 대한 다른 실시형태를 나타내는 개략 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 냉각 시스템에서 사용되는 왕복 압축기에 적용되고, 이 왕복 압축기는 밀폐 동체(shell)(1)를 포함하고, 이 밀폐 동체 내에는 선형 모터(2)와, 작동 수단(20)에 의해 선형 모터(2)에 결합되는 왕복 운동 타입의 피스톤(10)을 수용하는 실린더(3)가 고정되어 있다. 작동 수단(20)은 통상 관형(管形)이고, 실린더(3)의 외부에 위치하고, 선형 모터(2)의 여자(勵磁)시에 축방향으로 움직이는 자석(21)을 지탱하고 있다.

삭제

도 1에 도시된 구조에서, 실린더(3)는, 압축실(C)과 실린더 헤드(5)의 각 내부 부분과의 사이에서 유체가 선택적으로 연통하도록 하는 흡입 밸브(4a) 및 토출 밸브(4b)를 구비한 밸브 플레이트(4)에 의해 폐쇄된 단부를 가지고 있다. 실린더 헤드(5)의 각 내부 부분은, 압축기가 연결되는 냉각 시스템의 저압측 및 고압측과 유체가 연통하여 유지되어 있다.

피스톤(10)은 로드(rod)(8)를 통해 밀폐 동체(1)의 내측에 설치된 공진 스프링(70)에 연결되어 있고, 로드(8)는 가늘고 길며, 피스톤(10)의 변위시 공진 스프링(70)의 탄성적 축방향 변형을 야기하도록 축방향으로 배치되어 있다.

단일 피스톤(10)을 구비한 압축기의 구조가 예시되어 있지만, 본 발명은, 실린더(3) 내에서 서로 반대방향으로 왕복 운동하고 각각의 공진 스프링에 각각 연결되는 2개의 피스톤을 구비한 압축기에도 적용될 수도 있음을 이해하여야 한다.

여기서 고려되는 종래 기술의 구조에서, 피스톤(10)과 공진 스프링(70) 사이의 연결은, 일 단부가 피스톤에 부착되고, 반대측 단부가 공진 스프링(70)의 중앙부분에 부착되는 로드(8)에 의해서만 달성됨으로써, 공진 스프링(70)의 치수 변형의 결과로서 생기는 방사상 작용력이 피스톤(10)에 전달되는 것을 피할 수 없다. 공진 스프링(70)으로부터 피스톤(10)으로의 방사상 작용력의 부적당한 전달의 문제 외에, 이 종래 기술의 가느다란 로드에 의한 해결책은, 본 출원인의 선행 특허출원서에 개시되고 청구된 해결책에서 발생하는 것과 같이, 피스톤(10)의 상면이 흡입 밸브 또는 토출 밸브 중 어느 하나를 지탱하고 있는 경우, 피스톤(10)의 내부를 밀폐 동체(1)의 외부와 연결하는 가스 도입 덕트를 장착하는 것을 복잡하게 한다.

도 2에 도시된 바와 같은 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 피스톤(10)은 그 피스톤(10)과 동축인 로드(30)의 단부에 부착되고, 그 로드(30)는 관형 가이드(40)내로 헐겁게 도입되도록 연장하여 있다. 관형 가이드(40)는 실린더(3) 및 공진 스프링(70)의 축선과 축방향으로 정렬되어 있고, 공진 스프링(70) 및 작동 수단(20)에 동시에 부착되어 있다. 관형 가이드(40)는 그의 일단부에 동축으로 원통형의 관형 돌출부(40a)를 구비하고 있고, 그 관형 돌출부(40a)는 관형 가이드(40)의 내경보다 큰 내경을 가지고, 환형 부분(40b)을 통해 관형 가이드(40)와 일체화되어 있다. 환형 부분(40b)의 내측 환형 면이 실린더(3)의 축선에 대하여 직교하고 평탄한 제1 접촉면(41)을 형성한다.

로드(30) 둘레에는, 환형의 제1 간격 유지체(50)가 설치되어 있고, 이 제1 간격 유지체(50)는 로드(30)의 외경보다 큰 내경과, 관형 돌출부(40a)의 내경보다 작은 외경을 가지고 있으며, 로드(30)와 제1 간격 유지체(50) 사이의 방사상 간극과 제1 간격 유지체(50)와 관형 돌출부(40a) 사이의 방사상 간극은, 압축기의 작동 중에 로드(30)와 공진 스프링(70) 사이의 방사상 및 각도상의 위치결정의 변동을 흡수하도록 하는 치수로 되어 있다.

도시된 실시예에서, 로드(30)는 관형 돌출부(40a)의 내경보다 작은 외경을 가지는 원주 플랜지(30a)를 구비하고 있고, 이 원주 플랜지(30a)는 제1 간격 유지체(50)의 경우와 같이 관형 돌출부(40a) 내에 위치결정되어 있다. 이 원주 플랜지(30a)는 그의 양 측면에, 축방향으로 서로 떨어져 있고 실린더(3)의 축선에 대하여 직교하는 각각의 평면에 놓이는 접촉면(31, 32)을 형성하는 환형 면을 가지고 있다.

따라서, 제1 간격 유지체(50)는, 관형 돌출부(40a) 내측에서 그 관형 돌출부(40a)의 제1 접촉면(41)과 원주 플랜지(30a)의 인접한 접촉면(32) 사이에 배치된다. 로드(30) 및 공진 스프링(70)에 의한 축방향 힘의 인가를 위한 축선들 사이의 각도상 및 방사상 비정렬로 인해 방사상 힘이 피스톤에 인가되는 것을 허용하지 않고 접촉면들의 착좌(着座)만으로, 축방향 힘이 로드(30)와 공진 스프링(70) 상호간에 전달되도록 로드(30)와 공진 스프링(70) 사이의 연결이 달성되게 하기 위해, 제1 간격 유지체(50)는 그의 양측 끝면 각각에, 실린더(3)의 축선에 대하여 대칭이고 서로 반대측에 있는 한 쌍의 원통형 표면부(51, 52)로 형성되는 접촉면을 가지고 있다. 각 쌍의 원통형 표면부(51, 52)는 서로 정렬을 이루고, 관형 돌출부(40a)의 제1 접촉면(41) 및 원주 플랜지(30a)의 인접한 접촉면(32)에 각각 착좌된다.

여기서, 실린더(3)의 축선에 직교하는 축선을 가지는 원통형 표면부들은 동일한 작동 결과를 얻기 위해, 예를 들어, 반구형의 볼록면으로 대체될 수도 있다.

로드(30)와 공진 스프링(70) 사이에서 축방향 압축력을 전달하기 위해, 2쌍의 원통형 표면부가 상호 직교하여 제공되고 각각 평탄한 접촉면에 착좌되는 구조상의 해결책에 의해, 상기 상호 착좌된 표면들 사이의 미끄럼(sliding) 및 구름(rolling)이 함께, 상기 축방향 압축력을 작용시키는 축선들 사이에서 어떤 방향에서의 방사상 및 각도상의 어긋남을 함께 흡수하는 것이 가능하게 되고, 상기 원통형 표면부들은, 전술한 바와 같이, 피스톤의 내부와 밀폐 동체의 외부 사이의 소정의 액밀(液密) 연결을 가능하게 하기 위해 환형 형상인 제1 간격 유지체(50)의 축방향 관통구멍(53)에 의해 중앙에서 동축으로 차단되어 있다.

로드(30)와 공진 스프링(70) 사이의 축방향 인장력의 전달을 가능하게 하기 위해, 도 2의 실시예에서는, 관형 돌출부(40a)의 내측에서 로드(30) 둘레에 환형의 제2 간격 유지체(60)가 제공될 수도 있고, 이 제2 간격 유지체(60)는 로드(30) 및 관형 돌출부(40a)에 대하여 제1 간격 유지체와 동일한 직경 치수를 가지고, 실린더(3)의 축선에 대하여 대칭이고 서로 반대측에 있는 2쌍의 원통형 표면부(61, 62)를 가지고 있으며, 그 원통형 표면부들은 서로 정렬되어 있고, 그리고 실린더(3)의 축선에 직교하는 방향으로 정렬되어 있으며, 제2 간격 유지체(60)의 2개의 서로 반대측에 있는 환형면들에 각각 형성되어 있다. 2쌍의 원통형 표면부들 중 하나의 원통형 표면부(61)는 원주 플랜지(30a)의 인접한 접촉면(31)에 착좌되고, 다른 하나의 원통형 표면부(62)는 관형 돌출부(40a)의 자유 단부 엣지(edge)에 제공된 단부 환형 리드(lid)(45)의 내측면에 형성된 인접한 접촉면(42)에 착좌된다.

도 2, 도 8 및 도 9에 도시된 실시예에서, 단부 환형 리드(45)는 관형 돌출부(40a)의 자유 단부 엣지에 일체로 제공된 환형 플랜지의 형태를 취한다. 그러나, 이 단부 환형 리드(45)는 관형 돌출부(40a)에 고착되는 다른 형태를 취할 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 도시된 형태에서, 그 단부 환형 리드(45)는, 후술하는 바와 같이, 제2 간격 유지체(60)를 관형 돌출부(40a) 내측에 장착하는 것을 가능하게 하기 위해 그의 내측 주변 엣지에 직경에서 정반대측에 배치된 2개의 오목부(45a)(도 9 참조)를 가지고 있다.

로드(30)와 공진 스프링(70) 사이의 연결 요소들의 조립체는, 적어도 압축기가 그의 운전 기간을 개시할 준비가 된 때는, 상호 착좌된 표면들 사이의 축방향 간극의 제거를 가능하게 하지만, 압축기의 전체 작동 기간 중에 접촉면들을 일정한 착좌 상태로 하기 위해, 로드(30) 및 공진 스프링(70)에 동시에 작용하는 탄성 수단을 제공하는 것이 바람직하다.

도 2, 도 8 및 도 9에 도시된 실시예에서, 이 탄성 수단은 제2 간격 유지체(60) 자체에 의해 제공되는데, 이는 제2 간격 유지체(60)가 압축기의 작동 중에 축방향 인장력만을 전달하는 책임이 있기 때문이다.

본 실시예에서, 제2 간격 유지체(60)는 스프링 강(鋼)으로 된 환형의 금속 블레이드의 형태를 취하고, 이 블레이드는, 실린더(3)의 축선에 대하여 대칭이고 서로 반대측에 있으며 원주 플랜지(30a)의 인접한 접촉면(31)에 착좌되는 한 쌍의 원통형 표면부(61)를 V자형의 외측에 형성하기 위해, 직경에서 정렬하여 V자로 만곡되어 있고, 둥근 엣지 형태의 정점(頂点)을 가진다. 상기 환형의 금속 블레이드는, V자형의 내측 그리고 2개의 원통형 표면부(61)의 정렬에 직교하는 면에 다른 쌍의 볼록 표면부(62)를 가지고 있고, 이 표면부(62)는, 예를 들어, 직경에서 정반대측에 위치하는 한 쌍의 돌출부(65)를 외측에 가지는 반구형의 보스(boss)에 의해 또는 이들 돌출부(65)의 볼록 엣지에 의해 얻어진다. 제2 간격 유지체(60)의 조립은, 조립 과정 중에 또는 상호 접촉하는 표면들 사이의 마모로 인해 일어날 수 있는 축방향 간극을 제거하도록 로드(30)의 원주 플랜지(30a)와 관형 돌출부(40a)의 단부 환형 리드(45) 사이에서 축방향으로 압축되어 유지되도록 달성된다. 도시된 실시예에서, 제2 간격 유지체(60)의 조립은, 그의 돌출부(65)를 단부 환형 리드(45)의 오목부(45a)를 통과시킨 후, 제2 간격 유지체(60)를 회전시킴으로써 달성되고, 이것에 의해, 각 쌍의 볼록 표면부(62)가 단부 환형 리드(45)의 내측면에 형성된 접촉면(42)에 대하여 지지된다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 볼록 표면부의 쌍을 평탄한 접촉면에 착좌시킴으로써 달성되는 본 발명의 로드와 공진 스프링에 대한 연결은, 관형의 로드(30) 자체에 의해 형성되는 덕트를 통하여 그리고 밀폐 동체(1)의 벽을 통해 연장하고 피스톤(10)의 변위에 순응하기 위해 적어도 부분적으로 유연성이 있는 부분(80)에 의해 밀폐 동체(1)의 외부와 액밀로 연통하여 유지되도록 피스톤(10)이 그의 상면(11)에 흡입 밸브(12)(또는 토출 밸브)를 구비하는 경우에 상기 표면들 사이의 접촉 하중의 보다 높은 분포를 얻는데 특히 바람직하다.

도 10에 도시된 실시예에서는, 작동 수단(20)은, 공진 스프링(70)의 중앙의 환형 허브(70a)를 통과하여 헐겁게 설치되는 자유 단부 부분을 가지는 관형의 로드(30)에 직접 연결되어 있다. 환형 허브(70a)는 실린더(3)의 축선에 대하여 동축으로 정렬되어 있고, 축방향으로 서로 떨어져 있는 평면에서 실린더(3)의 종축선에 직교하여 놓이는 각각의 접촉면(71, 72)을 형성하는 서로 반대측의 단부 환형 면들을 제공한다. 로드(30)는 원주 플랜지(30a)를 구비하고 있고, 이 원주 플랜지(30a)의 단부 환형 면들 중 환형 허브(70a)로 향하는 단부 환형 면이 제1 접촉면(31)을 형성하고, 이 제1 접촉면(31)은 평탄하고 실린더(3)의 축선에 직교하며, 환형 허브(70a)의 대면하는 접촉면(72)으로부터 축방향으로 떨어져 있다. 로드(30) 들레에서 원주 플랜지(30a)와 환형 허브(70a) 사이에, 도 2에 도시된 실시예에 대하여 설명된 것과 유사한 구조를 가지는 제1 간격 유지체(50)가 설치되고, 이 제1 간격 유지체(50)는 제1 접촉면(31) 및 환형 허브(70a)의 인접한 접촉면(72)에 각각 착좌되는 원통형 표면부(51, 52)를 가지고 있다.

도 10의 실시예에서, 환형 허브(70a)를 통과하여 돌출하는 로드(30)의 단부 부분은, 도 2에 도시된 실시예에 대하여 설명된 것과 유사한 구조를 가지는 제2 간격 유지체(60)와, 너트 형태를 취할 수도 있는 단부 스톱퍼(100)를 수용하고 있다. 이 너트(단부 스톱퍼(100))는, 상호 착좌된 표면들 사이에 있을 수 있는 축방향 간극을 제거하도록 스프링 강으로 된 제2 간격 유지체(60)를 환형 허브(70a)에 대하여 압축하고, 환형 허브(70a)를 원주 플랜지(30a)에 대하여 압축하기 위해, 로드(30) 둘레에 조절 가능하게 고정될 수 있다.

도 10에 도시된 실시예에 추가하여, 원주 플랜지(30a), 환형 허브(70a) 또는 단부 스톱퍼(100)는, 도 2에 도시된 것과 유사하고, 축방향 힘을 전달하기 위한 압축 접촉 하에 각 부분들 사이의 상대적 방사상 변위를 제한하는 제한 수단으로서 작동하도록 설계된 원통형의 관형 돌출부를 포함할 수도 있음을 이해하여야 한다.

또 다른 구조의 실시예가 도 11에 도시되어 있다. 도 2에 도시된 것으로부터 얻어지는 이 구조에서는, 제1 및 제2 간격 유지체(50, 60) 모두가 와셔(washer)의 형태를 취하고 있고, 이들 간격 유지체(와셔)의 접촉면(51, 52, 61, 62)들은 평탄하고, 축방향으로 서로 반대측에 있고, 실린더(3)의 축선에 직교하는 평면에 놓이고, 각 쌍의 볼록 표면부는 한 쌍의 원통형 롤러(90)에 의해 형성되고, 한 쌍의 원통형 롤러(90)는 실린더(3)에 대하여 직교하는 정렬, 및 동일 간격 유지체와 작동적으로 연관되는 다른 쌍의 원통형 롤러(90)의 정렬에 일치하여 실린더(3)의 축선에 대하여 대칭으로 서로 반대측에 배치되어 있다.

각 쌍의 원통형 롤러(90)는, 제1 및 제2 간격 유지체(50, 60) 중 하나의 접촉면(51, 52, 61, 62)들 중 하나와, 대면하는 인접한 접촉면(41, 42, 31, 32)에 동시에 착좌되도록 배치되어 있다.

원통형 롤러(90)의 적절한 위치결정은, 예를 들어, 각 쌍의 원통형 롤러(90)에 대하여 내접 또는 외접될 수 있는 환형 베어링 지지체(도시되지 않음)에 의한 것과 같은 다른 방식으로 얻어질 수 있다.

Claims (13)

1. 밀폐 동체(1); 그 밀폐 동체(1) 내측에 고정된 선형 모터(2) 및 실린더(3); 그 실린더(3) 내에서 왕복 운동하고 로드(30)의 일 단부에 축방향으로 고정된 피스톤(10); 그 피스톤(10)을 선형 모터(2)에 연결하는 작동 수단(20); 및 상기 밀폐 동체(1) 내측에 횡방향으로 고정되고 상기 로드(30)에 축방향으로 연결된 공진 스프링(70)을 포함하는, 선형 모터에 의해 구동되는 왕복 압축기에 있어서,

   상기 로드(30)에 제공된 부품과 상기 공진 스프링(70)에 제공된 부품 각각은, 상기 실린더(3)의 축선에 대하여 직교하는 평면에 놓이고 서로 축방향으로 떨어져 있는 2개의 접촉면(31, 32; 41, 42)을 가지고 있고, 상기 로드(30)에 제공된 상기 부품의 상기 접촉면(31, 32)들 각각은 상기 공진 스프링(70)에 제공된 상기 부품의 각 접촉면(42, 41)에 대면하여 있고, 각 쌍의 인접한 접촉면(32, 41; 31, 42)들 사이에는 간격 유지체(50, 60)가 제공되어 있고, 그 간격 유지체(50, 60)는 상기 로드(30) 둘레에 헐겁게 동축으로 설치되고, 상기 실린더(3)의 축선에 대하여 직교하는 평면에 놓이는 2개의 축방향으로 서로 반대측의 접촉면(51, 52; 61, 62)을 가지고 있고, 그 접촉면(51, 52; 61, 62)들 각각은, 상기 실린더(3)의 축선에 대하여 대칭이고 서로 반대측에 있는 한 쌍의 볼록 표면부에서 상기 인접한 접촉면(41, 32; 31, 42)에 대하여 착좌(着座)되고, 상기 볼록 표면부들 각각은 상기 간격 유지체(50, 60)에 제공되어 있고, 상기 볼록 표면부들은 서로에 대하여 그리고 상기 실린더(3)의 축선에 직교하여 정렬을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 왕복 압축기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 볼록 표면부들은 상기 간격 유지체(50, 60)의 축방향으로 서로 반대측의 접촉면(51, 52; 61, 62)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복 압축기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 볼록 표면부들은 상기 실린더(3)의 축선에 직교하는 축선을 가지는 원통형 표면부들에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복 압축기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 볼록 표면부들은 구상(球狀) 표면부들에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복 압축기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 왕복 압축기가, 상기 볼록 표면부를 상기 인접한 접촉면(41, 32; 31, 42)에 계속 밀어 붙이기 위해 상기 공진 스프링(70) 및 상기 로드(30)에 동시에 작용하는 탄성 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복 압축기.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 탄성 수단이 상기 간격 유지체들 중 하나에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 왕복 압축기.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 탄성 수단은 간격 유지 수단 형태를 취하고, 스프링 강(鋼)으로 만들어지고, 직경에서 "V"자로 만곡되어 있고, 볼록 표면부를 형성하는 둥근 엣지(edge) 형태의 정점(頂点)을 가지는 환형의 금속 블레이드를 포함하고, 그 블레이드는 그의 반대측에 상기 볼록 표면부에 직교하는 축선을 가지는 다른 볼록 표면부를 가지고 있고, 직경에서 정반대측에 위치하는 한 쌍의 돌출부(65)를 외측에 구비한 것을 특징으로 하는 왕복 압축기.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 간격 유지체들 중 하나의 간격 유지체(50)는, 2개의 볼록 표면부로 형성되는 접촉면(51, 52)을 각각 가지고 서로 반대측에 있는 환형면들을 가진 환형 형상을 가지고, 상기 환형면들 중 하나의 환형면의 볼록 표면부는 다른 하나의 환형면의 볼록 표면부의 정렬에 직교하는 방향에 일치하여 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복 압축기.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 간격 유지체(50, 60)와 상기 공진 스프링(70)은, 상기 피스톤(10)의 내부를 상기 밀폐 동체(1)의 외부와 연결하고 적어도 일부의 연장부분이 유연성인 덕트(80) 및 상기 로드(30)를 헐겁게 수용하기 위해 중앙에서 동축으로 관통되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복 압축기.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 간격 유지체(50, 60)는, 상기 로드(30)에 제공된 상기 부품과 상기 공진 스프링(70)에 제공된 상기 부품 중 하나에 연결되는 방사상 변위 제한 수단에 의해 보호되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복 압축기.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 방사상 변위 제한 수단은, 상기 간격 유지체(50, 60)를 내부에 수용하고 일 단부에서 상기 로드(30)의 관형 가이드(40)에 고정되는 확대된 직경의 원통형의 관형 돌출부(40a)에 의해 제공되고, 상기 관형 가이드(40)는 상기 공진 스프링(70)에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복 압축기.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 볼록 표면부들이 한 쌍의 원통형 롤러(90)에 의해 제공되고, 상기 한 쌍의 원통형 롤러(90)는 상기 실린더(3)의 축선에 대하여 대칭이고 서로 반대측에 있고, 상기 실린더의 축선에 직교하는 정렬 및 동일 간격 유지체(50, 60)와 연관된 다른 원통형 롤러(90)들의 정렬에 일치하여 배치되고, 각 쌍의 원통형 롤러(90)는 상기 간격 유지체(50, 60)의 접촉면(51, 52; 61, 62)들 중 하나와 상기 인접한 접촉면(31, 32; 41, 42)에 동시에 착좌되는 것을 특징으로 하는 왕복 압축기.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 간격 유지체(50, 60)는, 상기 실린더(3)의 축선에 직교하는 평면에서 축방향으로 반대측에 있는 평탄한 접촉면(51, 52; 61, 62)을 가진 와셔(washer)의 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 왕복 압축기.

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