KR100831794B1

KR100831794B1 - 쿨러

Info

Publication number: KR100831794B1
Application number: KR1020020006323A
Authority: KR
Inventors: 최세헌
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-02-04
Filing date: 2002-02-04
Publication date: 2008-05-28
Also published as: KR20030066141A

Abstract

본 발명에 따른 쿨러는 디스플레이서 로드(321)와 피스톤(22) 사이의 간극을 일정하게 유지하는 간극유지수단을 포함하여 이루어지는데, 상기 간극유지수단은 피스톤 내주면에 형성되며 외측면이 평면인 장착홈(22a)과, 외주면이 볼록하게 만곡된 링 형태로서 기울어짐 가능하게 상기 장착홈(22a)에 장착되는 클리어런스 실(25)로 이루어진다.

그리고, 상기 간극유지수단은 측면이 오목만곡된 형태로 피스톤(22)의 선단에 형성되는 장착홈(22b)과, 외주면이 상기 장착홈(22b) 측면의 곡률반경보다 작은 반경으로 볼록만곡된 형태의 클리어런스 실(26)과, 상기 클리어런스 실(26)이 장착홈(22b)에서 이탈되지 않도록 장착홈(22b)의 선단에 끼움장착되는 결속부재(28)를 포함하여 이루어지기도 한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 쿨러는 작동과정에서 디스플레이서 로드가 기울어지는 경우에도 간격유지수단의 클리어런스 실이 장착홈 내에서 디스플레이서 로드와 같이 기울어짐으로써 디스플레이서 로드와 클리어런스 실 내주면 간의 간격이 일정하게 유지되기 때문에, 부품간의 마찰로 인한 마모가 방지되는 등, 작동안정성이 높다는 이점이 있다.

Description

쿨러{Cooler}

도 1은 일반적인 쿨러의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 쿨러의 요부구조를 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 쿨러의 요부구조 및 작동상태룰 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 밀폐용기 12: 평판 스프링

14: 콜드핑거 튜브 20: 실린더

22: 피스톤 22a, 22b: 장착홈

25, 26: 클리어런스 실 28: 결속부재

30: 디스플레이서 하우징 30a: 압축공간

30b: 팽창공간 32: 디스플레이서

321: 디스플레이서 로드 40: 재생기

본 발명은 쿨러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 작동 시 디스플레이서 로드와 피스톤간의 마찰이 방지되는 쿨러에 관한 것이다.

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.

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.

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 구획된다.

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.

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.

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.

한편, 이러한 쿨러에서는 디스플레이서 로드(321)가 피스톤(22)을 관통하여 장착되어 있기 때문에 압축공간(30a)에서 압축되는 냉매가스가 디스플레이서 로드(321)와 피스톤(22) 사이의 틈을 통해 누설될 우려가 있는 바, 이를 방지하기 위해 피스톤(22)의 관통홀 내주면에는 클리어런스 실(clearance seal)(24)이 장착되어 있다.

상기 클리어런스 실(24)은 피스톤(22)의 내주면에 고정된 원통형태의 구조물로서, 클리어런스 실(24)과 디스플레이서 로드(321) 사이에는 수십㎛의 미세한 간극만이 형성되기 때문에 냉매가스의 누설을 최소화 할 수 있게 된다.

그러나, 이러한 종래기술에 의하면 클리어런스 실(24)이 앞서 말한 바와 같이 단순한 원통형태의 고정형 부재이기 때문에, 극저온 냉동작용을 행하여 오일과 같은 윤활제를 사용할 수 없는 쿨러의 특성상 피스톤(22) 및 디스플레이서(32)가 정확한 동심을 유지해야 하며, 그렇지 않고 피스톤(22) 및 디스플레이서(32)의 정렬상태가 불량하여 클리어런스 실(24)과 디스플레이서 로드(321)간에 마찰이 발생할 경우에는 마찰부위가 급속히 마모됨으로써 제품의 파손으로 연결된다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 디스플레이서 로드의 기울어짐을 보상할 수 있는 클리어런스 실을 구비함으로써 작동안정성이 향상되는 쿨러 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 쿨러는, 피스톤 내주면에 형성되며 외측면이 평면인 장착홈과, 외주면이 볼록하게 만곡된 링 형태로서 기울어짐 가능하게 상기 장착홈에 장착되는 클리어런스 실로 구성되어, 디스플레이서 로드와 피스톤 사이의 간극을 일정하게 유지하는 간극유지수단을 포함한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도 2와 도 3을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 쿨러는 도 2에 나타난 것과 같이 디스플레이서 로드(321)와 피스톤(22) 사이의 간극을 일정하게 유지하는 간극유지수단을 포함하여 이루어지는데, 상기 간극유지수단은 피스톤(22) 내주면에 형성되는 장착홈(22a)과 외주면이 볼록하게 만곡된 링 형태로서 기울어짐 가능하게 상기 장착홈(22a)에 장착되는 클리어런스 실(25)로 구성된다.

여기서, 상기 장착홈(22a)의 측면은 평면형태로서, 클리어런스 실(25)의 외주면과 선접촉되며, 클리어런스 실(25)은 장착홈(22a)에 단순삽입되어 일측선단이 압축공간(30a)으로 드러나게된다.

상술한 바와 같은 본 실시예에 의하면 장착홈(22a)의 내주면과 클리어런스 실(25)의 외주면이 선접촉되기 때문에 쿨러의 작동 시 디스플레이서(32)의 동심이 기울어질 경우에, 디스플레이서 로드(321)의 기울어지는 각도에 맞추어 클리어런스 실(25)이 기울어지는 보상작용이 수행된다.

따라서, 디스플레이서 로드(321)의 외주면과 클리어런스 실(25) 간의 간격이 일정하게 유지되어, 디스플레이서 로드(321)와 피스톤(22) 내면이 마찰되어 마모되는 현상이 발생하지 않게 된다.

여기서, 상기 클리어런스 실(25)은 외측 선단이 냉매가 압축되어 강한 팽창압력이 형성되는 압축공간(30a) 측으로 노출되기 때문에 장착홈(22a)에서 이탈되지 않는다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 간격유지수단은 측면이 오목만곡된 형태로 피스톤의 선단에 형성되는 장착홈(22b)과, 외주면이 상기 장착홈(22b) 측면의 곡률반경보다 작은 반경으로 볼록만곡된 형태의 클리어런스 실(26)과, 상기 클리어런스 실(26)이 장착홈(22b)에서 이탈되지 않도록 장착홈(22b)의 선단에 끼움장착되는 결속부재(28)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 결속부재(28)는 클리어런스 실(26)과의 접촉면이 장착홈(22b)과 이어져 연속적인 곡률면을 형성하는 구조로 이루어지며, 탄소 등의 자기윤활소재로 이루어질 수 도 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 다른 실시예에 의하면 클리어런스 실(26)을 피스톤(22)의 장착홈(22b)에 삽입한 다음, 결속부재(28)를 장착홈(22b)에 끼워넣어 클리어런스 실(26)이 장착홈(22b)에서 이탈되는 것을 확실하게 방지하게 되며, 상기 결속부재(28)가 자기윤활소재로 이루어질 경우에는 클리어런스 실(26)과 접촉하여 마찰되더라도 과도한 마모현상이 발생하지 않게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 쿨러는, 간격유지수단을 통해 작동과정에서 디스플레이서 로드가 기울어지는 경우에도 디스플레이서 로드와 클리어런스 실 내주면 간의 간격이 일정하게 유지되기 때문에, 부품간의 마찰로 인한 마모가 방지되는 등, 작동안정성이 높다는 이점이 있다.

Claims

밀폐용기와,

상기 밀폐용기내에 구비되며, 냉매가 충진되는 실린더와,

상기 실린더의 일측에 구비된 디스플레이서 실린더와,

상기 디스플레이서 실린더 내부를 팽창공간과 압축공간으로 구획하며, 일측에 디스플레이서 로드가 구비된 디스플레이서와,

상기 디스플레이서 로드가 관통되며, 디스플레이서와 연동되어 냉매를 압축, 팽창시키는 피스톤과,

상기 디스플레이서 로드와 피스톤 사이의 간극을 일정하게 유지하는 간극유지수단을 포함하는 쿨러에 있어서;

상기 간극유지수단은 피스톤 내주면에 형성되며, 외측면이 평면인 장착홈과

외주면이 볼록하게 만곡된 링 형태로서 기울어짐 가능하게 상기 장착홈에 장착되는 클리어런스 실로 이루어지는 것을 특징으로 하는 쿨러.
제1항에 있어서, 상기 간극유지수단은

측면이 오목만곡된 형태로 피스톤의 선단에 형성되는 장착홈과,

외주면이 상기 장착홈 측면의 곡률반경보다 작은 반경으로 볼록만곡된 형태의 클리어런스 실과,

상기 클리어런스 실이 장착홈에서 이탈되지 않도록 장착홈의 선단에 끼움장 착되는 결속부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 쿨러.
제2항에 있어서, 상기 결속부재는

자기윤활소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 쿨러.