KR100831790B1 - Cooler - Google Patents

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    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
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Abstract

본 발명은 제조시의 센터링 작업 효율이 향상된 쿨러에 관한 것으로, 본 발명에 따른 쿨러는 밀폐용기(10)의 일측에 구비되어 상기 평판 스프링(12)과 결합되며, 중간부위가 개방된 형태의 스프링 고정부(11)를 포함하여 이루어진다.The present invention relates to a cooler having improved centering work efficiency during manufacture, the cooler according to the present invention is provided on one side of the sealed container 10 and coupled to the flat plate spring 12, the spring of the intermediate part is open form It comprises a fixing portion (11).

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 쿨러는, 디스플레이서 하우징에 디스플레이서를 삽입한 다음, 디스플레이서 로드와 평판 스프링을 체결하지 않고, 평판 스프링과 스프링 고정부만을 결합시킨 상태에서 스프링 고정부의 개방창을 통해 지그를 넣어 디스플레이서 로드에 대한 센터링 작업을 행하는 과정을 거쳐 제작된다.The cooler according to the present invention as described above, after inserting the displacer into the displacer housing, the open window of the spring fixing portion in the state in which only the flat spring and the spring fixing portion is coupled, without engaging the displacer rod and the flat plate spring; It is produced through the process of centering the displacer rod by inserting the jig.

따라서, 본 발명에 의하면 스프링 고정부의 구조상 디스플레이서 로드의 지그 작용점과 디스플레이서 간의 거리가 짧아짐으로써 센터링 작업 시의 정밀도가 높아지며, 센터링 작업에 앞서 디스플레이서 로드와 평판 스프링을 미리 결속시키지 않기 때문에 센터링 작업 시 디스플레이서 로드의 자유도가 커져서 보다 용이하게 디스플레이서의 동심을 정렬할 수 있게 된다.Therefore, according to the present invention, the distance between the jig action point of the displacer rod and the displacer becomes shorter in the structure of the spring fixing portion, thereby increasing the accuracy in the centering operation, and since the displacer rod and the flat plate spring are not bound before the centering operation, the centering is performed. The degree of freedom of the displacer rod in the operation increases, making it easier to align the concentric of the displacer.

Description

쿨러{Cooler}Cooler {Cooler}

도 1은 일반적인 쿨러의 구조를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a general cooler.

도 2는 일반적인 쿨러에 적용되는 스프링 고정부의 구조를 나타낸 사시도이다.2 is a perspective view showing a structure of a spring fixing part applied to a general cooler.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 쿨러에 적용되는 스프링 고정부의 구조를 나타낸 사시도이다.Figure 3 is a perspective view showing the structure of the spring fixing applied to the cooler according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 밀폐용기 11: 스프링 고정부10: airtight container 11: spring fixing part

11a: 나사홀 11b: 개방창 11a: screw hole 11b: open window

12: 평판스프링 14: 콜드핑거 튜브12: flat spring 14: cold finger tube

20: 실린더 22: 피스톤 20: cylinder 22: piston

30: 디스플레이서 하우징 30a: 압축공간 30: displacer housing 30a: compression space

30b: 팽창공간 32: 디스플레이서 30b: expansion space 32: displacer

321: 디스플레이서 로드 40: 재생기 321: Displacer Load 40: Player

50: 리니어 모터

50: linear motor

본 발명은 쿨러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중간부위가 개방된 스프링 고정부를 포함함으로써 제조시의 센터링 작업 효율이 향상된 쿨러에 관한 것이다.The present invention relates to a cooler, and more particularly, to a cooler having improved centering work efficiency in manufacturing by including a spring fixing part having an intermediate portion open.

쿨러는 헬륨 등의 냉매를 이용하여 극저온 냉각작용을 수행하는 것으로, 도 1에 나타난 것과 같이 밀폐용기(10)와, 상기 밀폐용기(10)내에 구비되며, 냉매가 충진되는 실린더(20)와, 상기 실린더(20) 내에 장착된 피스톤(22)과, 실린더(20)의 일측에 구비된 디스플레이서 하우징(30)과, 상기 디스플레이서 하우징(30)내에 이동 가능하게 장착되어 피스톤(22)과 연동되어 냉매가스를 압축, 팽창시키는 디스플레이서(32)와, 냉매가스로부터 열에너지를 흡수하여 축적/방출하는 재생기(40)와, 상기 피스톤(22)의 작동을 위한 리니어 모터(50)를 포함하여 이루어진다.The cooler performs cryogenic cooling by using a coolant such as helium. As shown in FIG. 1, the cooler is provided in the sealed container 10, the sealed container 10, and a cylinder 20 filled with a coolant. The piston 22 mounted in the cylinder 20, the displacer housing 30 provided on one side of the cylinder 20, and the piston 22 moveably mounted in the displacer housing 30 and interlock with the piston 22. And a displacer 32 for compressing and expanding the refrigerant gas, a regenerator 40 for absorbing and accumulating and discharging thermal energy from the refrigerant gas, and a linear motor 50 for operating the piston 22. .

그리고, 디스플레이서(32)는 일측에 구비된 디스플레이서 로드(321)가 피스톤(22)을 관통하여 실린더(20) 저면의 평판 스프링(12)에 의해 지지됨으로써 상기 평판 스프링(12)의 탄성변형 범위내에서 직선 왕복운동 가능하게 장착되어 있는데, 디스플레이서(32)는 재생기(40)가 내장된 구조로 이루어져 있다.In addition, the displacer 32 is elastically deformed of the flat plate spring 12 by the displacer rod 321 provided on one side thereof is supported by the flat plate spring 12 at the bottom of the cylinder 20 through the piston 22. It is mounted in a range capable of linear reciprocation, the displacer 32 has a structure in which the regenerator 40 is built.

여기서, 상기 디스플레이서(32)와 피스톤(22) 사이는 디스플레이서(32)와 피스톤(22)의 연동작용으로 냉매가스가 압축되는 압축공간(30a)으로 구획되고, 반대쪽의 콜드핑거 튜브(14) 선단 내부는 냉매가스가 팽창되는 팽창공간(30b)으로 구획 된다.Here, the displacer 32 and the piston 22 are partitioned into a compression space 30a in which the refrigerant gas is compressed by the interlocking action of the displacer 32 and the piston 22, and the cold finger tube 14 on the opposite side thereof. The inside of the tip is divided into an expansion space (30b) in which the refrigerant gas is expanded.

이와 같은 쿨러에 의하면, 피스톤(22)이 리니어 모터(50)에 의해 이동하면서 압축공간(30a) 내의 냉매가스를 압축하고, 압축된 냉매가스가 디스플레이서(32) 내의 재생기(40)를 통과하면서 열에너지를 재생기(40)에 축적한 다음, 디스플레이서(32) 반대쪽의 팽창공간(30b)으로 배출된다.According to such a cooler, the piston 22 moves by the linear motor 50 to compress the refrigerant gas in the compression space 30a, and the compressed refrigerant gas passes through the regenerator 40 in the displacer 32. The thermal energy is accumulated in the regenerator 40 and then discharged into the expansion space 30b opposite the displacer 32.

이때, 디스플레이서(32)는 팽창공간(30b)으로 유입되는 냉매가스에 의해 피스톤(22)과 반대방향으로 움직이게 되며, 평판 스프링(12)은 디스플레이서 로드(321)에 의해 탄성변형된다.At this time, the displacer 32 is moved in the opposite direction to the piston 22 by the refrigerant gas flowing into the expansion space 30b, the flat spring 12 is elastically deformed by the displacer rod 321.

계속해서, 변형된 평판 스프링(12)의 복원작용으로 디스플레이서(32)가 압축공간(30a) 측으로 움직이면 팽창공간(30b)내의 냉매가스가 팽창되면서 냉각작용을 수행하고, 다시 재생기(40)를 통과하면서 열에너지를 받아서 압축공간(30a)으로 유입되며, 이 같은 냉매가스의 압축 팽창 작용이 반복됨으로써 팽창공간(30b) 주변의 온도가 낮아져 냉각작용을 수행하게 된다.Subsequently, when the displacer 32 moves toward the compression space 30a by the restoring action of the deformed flat plate spring 12, the refrigerant gas in the expansion space 30b expands to perform a cooling action, and then the regenerator 40 As it passes through, it receives heat energy and enters the compression space 30a. As the compression expansion action of the refrigerant gas is repeated, the temperature around the expansion space 30b is lowered to perform a cooling action.

한편, 쿨러는 극저온 냉동작용을 행하는 기기로서 오일과 같은 액체성분의 윤활제를 사용할 수 없고, 각 부품들이 냉동 경화되어 재질이 취약해진 상태이기 때문에 가동부 즉, 피스톤(22) 및 디스플레이서(32)가 실린더(20) 및 디스플레이서 하우징(30) 내에서 정확한 동심을 유지해야 하며, 그렇지 않고 피스톤(22) 및 디스플레이서(32)가 실린더(20) 및 디스플레이서 하우징(30)과 마찰될 경우에는 마찰부위가 급속히 마모됨으로써 제품의 파손으로 연결된다.On the other hand, the cooler is a device that performs cryogenic refrigeration, it is not possible to use a lubricant of a liquid component such as oil, and because the components are freeze-cured and the material is in a weak state, the movable part, that is, the piston 22 and the displacer 32 Accurate concentricity must be maintained within the cylinder 20 and the displacer housing 30, otherwise the piston 22 and the displacer 32 will rub if they are rubbed with the cylinder 20 and the displacer housing 30. Rapid wear of the site leads to breakage of the product.

이 같은 문제점을 해결하기 위해 냉매가스를 이용한 가스베어링 방식으로 가 동부를 구성하는 피스톤(22)과 디스플레이서(32)의 윤활작용을 행하기도 하는데, 가스베어링 방식은 냉매가스를 압축하는 과정에서 피스톤(22)과 실린더(20) 사이, 디스플레이서(32)와 디스플레이서 하우징(30) 사이 공간으로 소량의 냉매가스를 분출시켜 냉매가스의 분출압력으로 피스톤(22)과 디스플레이서(32)가 실린더(20) 및 디스플레이서 하우징(30)과 마찰되지 않도록 하는 것이다. In order to solve this problem, the piston 22 and the displacer 32 constituting the eastern part may be lubricated by a gas bearing method using refrigerant gas. The gas bearing method uses a piston in the process of compressing the refrigerant gas. A small amount of refrigerant gas is ejected into the space between the 22 and the cylinder 20 and between the displacer 32 and the displacer housing 30 so that the piston 22 and the displacer 32 are discharged at the ejection pressure of the refrigerant gas. 20 and the displacer housing 30 so as not to be rubbed.

그러나, 이러한 가스베어링을 이용한 윤활방식에 의하면 분출가스의 압력이 매우 약하기 때문에, 조립과정에서 각 가동기기의 동심을 정렬하는 것이 매우 중요한데, 특히, 리니어 모터(50)의 자기장에 의해 어느정도 센터링되는 피스톤(22)과 달리, 디스플레이서(32)는 냉매가스와 평판 스프링(12)의 작용에 의해서만 움직이고, 가스베어링에 의한 지지력을 약하게 받기 때문에 정확한 동심을 유지하기 어려운 상태가 된다.However, according to the lubrication method using the gas bearing, since the pressure of the ejected gas is very weak, it is very important to align the concentricity of each movable device in the assembling process, in particular, the piston centered to some extent by the magnetic field of the linear motor 50. Unlike (22), the displacer 32 moves only by the action of the refrigerant gas and the flat plate spring 12, and receives a weak bearing force by the gas bearing, making it difficult to maintain accurate concentricity.

따라서, 종래의 쿨러를 제조하는 과정에서는 디스플레이서(32)를 장착한 다음 디스플레이서(32)의 작동중심과 디스플레이서 하우징(30)의 중심을 일치시키는 센터링 작업을 거치게 된다.Therefore, in the manufacturing process of the conventional cooler, the displacer 32 is mounted, and then the centering operation of matching the operating center of the displacer 32 with the center of the displacer housing 30 is performed.

센터링 작업은 디스플레이서 로드(321)와 평판 스프링(12)을 체결한 다음, 지그를 사용하여 평판 스프링(12)을 관통한 디스플레이서 로드(321)의 돌출선단을 길이방향과 수직하며, 서로 수직교차하는 x축, y축 방향으로 움직여 디스플레이서 하우징(30)의 중심선과 일치시키는 방식으로 이루어진다.The centering operation is to fasten the displacer rod 321 and the flat plate spring 12, and then use the jig to vertically protrude the distal end of the displacer rod 321 through the flat plate spring 12, perpendicular to the longitudinal direction. It moves in the intersecting x-axis and y-axis directions to coincide with the centerline of the displacer housing 30.

센터링 작업 후에는, 평판 스프링(12)을 밀폐용기(10) 안쪽의 스프링 고정부(11)와 결속시킴으로써 디스플레이서(32)의 장착작업을 완료하게 된다. After the centering operation, the mounting work of the displacer 32 is completed by binding the flat plate spring 12 with the spring fixing part 11 inside the sealed container 10.                         

한편, 이러한 종래의 쿨러를 제조하는 과정에서는 지그를 통과시킬 수 없는 단순한 원통형으로 이루어진 스프링 고정부(11)의 구조상(도 2 참조), 전술한 바와 같이 디스플레이서 로드(321)를 평판 스프링(12)에 체결시킨 상태에서 외부로 돌출된 그 선단을 통해 센터링 작업을 수행해야 하는데, 이에 따르면 지그 작용점(디스플레이서 로드의 선단)과 디스플레이서(32) 간의 간격이 멀기 때문에 디스플레이서(32)의 이동거리에 비해 지그 작용점의 이동거리를 크게 해야 한다.On the other hand, in the manufacturing process of such a conventional cooler in the structure of the spring fixing portion 11 made of a simple cylindrical that can not pass through the jig (see Fig. 2), as described above, the displacer rod 321 as the flat spring 12 The centering operation must be performed through the tip protruding to the outside in the state of fastening to the outside), and accordingly, the distance between the jig action point (the tip of the display rod) and the displacer 32 is large, so that the movement of the displacer 32 is performed. The movement distance of the jig action point should be larger than the distance.

따라서, 디스플레이서(32)에 대한 센터링 작업의 정밀도가 낮기 때문에 쿨러의 제작효율이 떨어진다는 문제점이 발생한다.Therefore, since the precision of the centering operation with respect to the displacer 32 is low, the manufacturing efficiency of a cooler falls.

또한, 종래기술에 의하면, 센터링 작업 후에 평판 스프링(12)을 스프링 고정부(11)에 체결해야 함으로써 평판 스프링(12)과 스프링 고정부(11)의 나사홀(11a)이 크게 어긋나지 않는 한도내에서만 디스플레이서 로드(321)의 위치조정이 가능한데, 이에 따르면 센터링 작업 시 디스플레이서 로드(321)의 자유이동도가 매우 낮기 때문에 결과적으로 쿨러의 동심을 효과적으로 정렬할 수 없다는 문제점도 발생한다.In addition, according to the related art, the flat plate spring 12 must be fastened to the spring fixing part 11 after the centering operation so that the screw holes 11a of the flat plate spring 12 and the spring fixing part 11 are not greatly displaced. Only the position of the displacer rod 321 can be adjusted. As a result, since the free movement of the displacer rod 321 is very low during the centering operation, the concentricity of the cooler cannot be effectively aligned.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 중간부위가 개방된 형태의 스프링 고정부가 적용됨으로써 센터링 작업 효율이 향상되는 쿨러 제공을 목적으로 한다.

The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, it is an object of the present invention to provide a cooler that improves the centering work efficiency by applying the spring fixing portion of the open form of the intermediate portion.

상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 쿨러는 밀폐용기의 일측에 구비되며 상기 평판 스프링과 결합되는 스프링 고정부를 포함하며, 상기 스프링 고정부는 중간부위가 개방된 형태로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The cooler provided to achieve the above object is provided on one side of the sealed container and includes a spring fixing portion coupled to the flat spring, the spring fixing portion is characterized in that the intermediate portion is formed in the open form.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도 3을 참조로 하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 쿨러는 하단이 밀폐용기(10)와 결합되고, 상단이 평판 스프링(12)과 체결되는 원통형의 스프링 고정부(11)를 포함하여 이루어지는데(도 1 참조), 도면에 나타난 것과 같이 상기 스프링 고정부(11)는 측면에 다수개의 개방창(11b)이 형성됨으로써 중간부위가 개방된 형태로 이루어진다.First, the cooler according to the embodiment of the present invention comprises a cylindrical spring fixing portion 11 is coupled to the bottom of the sealed container 10, the top is fastened to the flat spring 12 (see Fig. 1) As shown in the figure, the spring fixing portion 11 is formed in a form in which an intermediate portion is opened by forming a plurality of open windows 11b on a side surface thereof.

상기 각 개방창(11b)은 동일한 간격을 두고 배치되는 동일한 형태로 이루어진다.Each of the opening windows 11b is formed in the same shape that are arranged at equal intervals.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의하면 쿨러의 제조과정에서 디스플레이서 하우징(30)에 디스플레이서(32)를 삽입한 다음, 디스플레이서 로드(321)와 평판 스프링(12)을 체결하지 않고, 평판 스프링(12)과 스프링 고정부(11)만을 결합시킨 상태에서 스프링 고정부(11)의 개방창(11b)을 통해 지그를 넣어 디스플레이서 로드(321)에 대한 센터링 작업을 수행하게 된다.According to the embodiment of the present invention as described above, after inserting the displacer 32 into the displacer housing 30 in the manufacturing process of the cooler, without fastening the displacer rod 321 and the flat plate spring 12, In the state in which only the flat spring 12 and the spring fixing portion 11 are coupled, the jig is inserted through the opening window 11b of the spring fixing portion 11 to perform the centering operation on the displacer rod 321.

이와 같은 본 실시예에 의하면 디스플레이서 로드(321)의 지그 작용점과 디스플레이서(32) 간의 거리가 짧아짐으로써 센터링 작업 시의 정밀도가 높아지며, 센터링 작업에 앞서 디스플레이서 로드(321)와 평판 스프링(12)을 미리 결속시키지 않기 때문에 센터링 작업 시 디스플레이서 로드(321)의 자유도가 커져서 보다 용이 하게 디스플레이서(32)의 동심을 정렬할 수 있게 된다.According to the present embodiment as described above, the distance between the jig action point of the displacer rod 321 and the displacer 32 is shortened, thereby increasing the precision during the centering operation, and the displacer rod 321 and the flat plate spring 12 before the centering operation. ), Since the degree of freedom of the displacer rod 321 is increased during the centering operation, the concentricity of the displacer 32 can be more easily aligned.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 쿨러는, 제조과정에서 측면이 개방된 스프링 고정부의 구조상, 디스플레이서의 센터링 작업이 용이하고, 센터링 시의 정밀도가 높기 때문에 생산성 및 작동 안정성이 향상된다.As described above, the cooler according to the present invention has the structure of the spring fixing part of which the side is opened in the manufacturing process, so that the centering work of the displacer is easy and the precision during centering improves productivity and operation stability.

Claims (1)

밀폐용기와, Airtight containers, 상기 밀폐용기내에 구비되며, 냉매가 충진되는 실린더와, A cylinder provided in the sealed container and filled with a refrigerant; 상기 실린더의 일측에 구비된 디스플레이서 하우징과, Displacer housing provided on one side of the cylinder, 상기 디스플레이서 하우징 내부를 팽창공간과 압축공간으로 구획하는 디스플레이서와, A displacer partitioning the displacer housing into an expansion space and a compression space; 상기 디스플레이서와 연동되어 냉매를 압축, 팽창시키는 피스톤과, A piston for interlocking with the displacer to compress and expand the refrigerant; 상기 피스톤의 작동을 위한 리니어 모터장치와, Linear motor device for the operation of the piston, 냉매가스로부터 열에너지를 흡수하여 축적/방출하는 재생기와, A regenerator that absorbs and accumulates and discharges thermal energy from refrigerant gas, 상기 디스플레이서 일측에 구비된 디스플레이서 로드와, 디스플레이서 로드와 연결되는 평판 스프링과, A displacer rod provided on one side of the displacer, a flat plate connected to the displacer rod, 밀폐용기의 일측에 구비되며 상기 평판 스프링과 결합되는 스프링 고정부Spring fixing portion provided on one side of the sealed container and coupled to the flat spring 를 포함하는 쿨러에 있어서;In the cooler comprising; 상기 스프링 고정부는 중간부위가 개방된 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 쿨러.The spring fixing part is characterized in that the intermediate portion is made of an open form.
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