KR101200650B1 - 리니어 압축기용 실린더 설치구조 - Google Patents

리니어 압축기용 실린더 설치구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프레임에 플랜지부가 고정되도록 설치된 중공의 실린더와, 상기 실린더 내부에 왕복 직선 운동하도록 설치되어 상기 실린더와 사이에 냉매가 압축되는 압축공간을 형성하는 피스톤과, 상기 피스톤에 연결되며, 상기 피스톤을 구동하는 리니어 모터와, 상기 실린더의 일단을 막아주도록 설치되어 상기 압축공간에서 토출되는 냉매가 통과하는 토출공간을 형성하는 토출캡과, 상기 실린더의 일단과 상기 토출캡 사이에 설치되며, 상기 리니어 모터의 자력이 상기 토출캡에 미치는 것을 차단하는 비자성 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 리니어 압축기용 실린더 설치구조를 제공한다.
리니어 압축기, 실린더, 피스톤, 토출밸브 어셈블리, 토출캡, 비자성 수단, 알루미늄, 스틸, 다이캐스팅

Description

리니어 압축기용 실린더 설치구조 {CYLINDER MOUNTING FOR LINEAR COMPRESSOR}
도 1은 일반적인 리니어 압축기의 일부가 도시된 측단면도,
도 2는 종래 기술에 따른 리니어 압축기용 실린더 설치구조가 도시된 측단면도,
도 3은 본 발명에 따른 리니어 압축기용 실린더 설치구조가 도시된 측단면도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
2 : 실린더 4 : 피스톤
6 : 흡입밸브 8 : 토출밸브 어셈블리
8a : 토출밸브 8b : 토출캡
8c : 토출밸브 스프링 16 : 영구자석
30 : 연결부재 53 : 프레임
53a : 확장부
본 발명은 실린더 내측에 피스톤이 왕복 직선 운동하면서 그 사이에 형성된 압축공간으로 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키는 리니어 압축기에 관한 것으로서, 특히 스틸로 제작된 실린더 일측에 토출공간을 확보하기 위하여 스틸로 제작된 토출캡이 설치되더라도 피스톤을 왕복 직선 구동시키는 리니어 모터로부터 발생되는 자력이 토출캡에 미치는 것을 차단하여 보다 손쉽게 토출캡이 실린더 일단에 조립되도록 할 수 있는 리니어 압축기용 실린더 설치구조에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 리니어 압축기의 일부가 도시된 측단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 리니어 압축기용 실린더 설치구조가 도시된 측단면도이다.
일반적으로 리니어 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이 쉘(미도시) 내부의 밀폐된 공간에 실린더(2)의 일단이 본체 프레임(3)에 의해 고정 지지되는 동시에 상기 실린더(3) 내측에 피스톤(4)의 일단이 삽입되어 그 사이에 압축공간(P)이 형성되고, 상기 피스톤(4)은 리니어 모터(10)와 연결되어 축방향으로 왕복 구동됨에 따라 상기 압축공간(P)으로 냉매를 흡입한 다음, 토출시키도록 작동된다.
여기서, 상기 실린더(2)는 일단 내측에 상기 피스톤(4)과 사이에 냉매가 압축되는 압축공간(P)이 형성되되, 상기 피스톤(4) 일단에는 상기 압축공간(P)으로 냉매가 흡입될 수 있도록 축방향으로 관통된 흡입홀(4h)이 형성되는 동시에 상기 흡입홀(4h)을 개폐시키도록 박형의 흡입밸브(6)가 볼트 고정되는 반면, 상기 실린 더(2) 일단에는 상기 압축공간(P)에서 압축된 냉매가 토출될 수 있도록 토출밸브 어셈블리(8)가 설치된다.
다음, 상기 리니어 모터(10)는 상기 실린더(2) 외주면에 고정되도록 복수개의 라미네이션이 원주방향으로 적층된 링 형상의 이너스테이터(12)와, 상기 이너스테이터(12) 외측에 일정 간격을 두고 위치되어 코일이 원주방향으로 권선된 코일 권선체 외측에 복수개의 라미네이션이 역시 원주방향으로 적층된 링 형상의 아우터스테이터(14)와, 상기 이너스테이터(12)와 아우터스테이터(14) 사이의 공간에 위치되어 상기 이너스테이터(12)와 아우터스테이터(14)와의 상호 전자기력에 의해 왕복 직선 운동하는 영구자석(16)으로 이루어진다.
이때, 상기 이너스테이터(12)는 상기 본체 프레임(3)에 일단이 지지되는 동시에 상기 실린더(2) 외주면에 타단이 고정링(미도시)에 의해 고정되고, 상기 아우터스테이터(14) 역시 상기 본체 프레임(3)에 일단이 지지되는 동시에 별도의 모터커버(22)에 의해 타단이 지지된 상태에서 상기 모터커버(22)가 상기 본체 프레임(3)에 볼트로 조립 고정되며, 상기 영구자석(16)은 별도의 연결부재(30)에 의해 상기 피스톤(4)의 타단과 연결되도록 설치된다.
따라서, 상기 아우터스테이터(14)에 전류가 공급되면, 상기 영구자석(16)이 상기 이너스테이터(12)와 아우터스테이터(14)와의 상호 전자기력에 의해 왕복 직선 운동함에 따라 상기 피스톤(4)이 상기 실린더(2) 내부에서 왕복 직선 운동하게 되고, 이에 따라 상기 압축공간(P)의 내부압력이 가변됨에 따라 상기 흡입밸브(6) 및 토출밸브 어셈블리(8)가 작동되면서 냉매가 흡입되어 압축된 다음, 토출된다.
특히, 상기와 같은 리니어 압축기용 실린더 설치구조를 도 2를 참조로 하여 살펴보면, 상기 실린더(2)의 일단이 상기 프레임(3)에 관통된 상태에서 고정되도록 설치되며, 상기 실린더(2)의 일단 및 상기 프레임(3)의 일면에 걸쳐서 상기 토출밸브 어셈블리(8)가 설치되되, 상기 토출밸브 어셈블리(8)는 토출밸브(8a)와 토출캡(8b) 및 토출밸브 스프링(8c)으로 이루어진다.
이때, 상기 토출밸브(8a)는 상기 압축공간(P)과 맞닿는 상기 실린더(2)의 일단을 막아주도록 상기 실린더(2)의 일단과 맞닿도록 설치되는 반면, 상기 토출캡(8b)은 상기 실린더(2)의 일단 외측에 소정의 토출공간을 확보할 수 있도록 상기 실린더(2)의 일단 및/또는 상기 프레임(3)의 일면과 맞닿도록 설치되며, 상기 토출밸브 스프링(8c)은 상기 토출밸브(8a)와 토출캡(8b) 사이에 위치되어 상기 토출밸브(8a)를 상기 토출캡(8b)에 탄성 지지되도록 설치된다.
물론, 상기 실린더(2) 및 토출캡(8b)은 고압의 냉매를 수용할 수 있도록 소정의 강도를 가진 스틸로 제작되는 것이 바람직하나, 상기 프레임(3)은 보통 비자성체 재질인 알루미늄 재질로 제작되는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 실린더(2)의 일단이 상기 프레임(3)을 관통하도록 하여 다이캐스팅을 통하여 서로 고정시킨 다음, 상기 이너스테이터(12)가 상기 실린더(2)의 외주면에 고정되는 동시에 상기 아우터스테이터(14)가 상기 이너스테이터(12)와 소정의 간극을 유지하도록 그 외주면에 고정되며, 상기 피스톤(4) 및 연결부재(30)와 영구자석(16)으로 이루어진 구조체가 상기 실린더(2) 및 이너스이터(12)와 아우터스테이터(14) 사이에 조립된다.
이때, 상기 영구자석(16)이 상기 실린더(2) 및 피스톤(4)과 같은 스틸과 근접하게 위치되기 때문에 상기 영구자석(16)의 자력이 상기 피스톤(4)을 따라 상기 실린더(2)에도 영향을 미치고 있다.
이후, 상기 토출캡(8b) 내측에 상기 토출밸브(8a)가 상기 토출밸브 스프링(8c)에 의해 탄성 지지되도록 조립한 다음, 상기 토출밸브(8a)는 상기 실린더(2)의 일단을 막아주도록 위치되는 동시에 상기 토출캡(8b)이 상기 실린더(2)의 일단 및/또는 상기 프레임(3)의 일면과 맞닿도록 조립되어 고정된다.
그러나, 종래 기술에 따른 리니어 압축기용 실린더 설치구조는 상기 실린더(2)의 일단이 상기 프레임(3)에 관통되도록 노출된 상태에서 상기 프레임(3)에 고정되고, 상기 실린더(2)의 다른 일단에 상기 피스톤(4)이 삽입된 상태에서 상기 리니어 모터(10)와 연결되도록 설치된 다음, 상기 토출밸브 어셈블리(8)가 상기 실린더(2)의 일단 및/또는 프레임(3)의 일면에 고정되되, 상기 실린더(2) 및 피스톤(4), 토출밸브 어셈블리의 토출캡(8b)이 스틸로 제작됨에 따라 상기 리니어 모터(10) 중에 영구자석(16)으로부터 발생되는 자력이 영향을 미치기 때문에 상기 토출캡(8b)을 상기 실린더(2)에 조립시 상기 실린더(2) 일단의 정확한 위치에 조립하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 스틸로 제작된 실린더 일측에 토출공간을 확보하기 위하여 스틸로 제작된 토출캡이 설치되더라도 피스톤을 왕복 직선 구동시키는 리니어 모터로부터 발생되는 자력이 토출캡에 미치는 것을 차단하여 보다 손쉽게 토출캡이 실린더 일단에 조립되도록 할 수 있는 리니어 압축기용 실린더 설치구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
이를 위해, 본 발명은 프레임에 플랜지부가 고정되도록 설치된 중공의 실린더와, 상기 실린더 내부에 왕복 직선 운동하도록 설치되어 상기 실린더와 사이에 냉매가 압축되는 압축공간을 형성하는 피스톤과, 상기 피스톤에 연결되며, 상기 피스톤을 구동하는 리니어 모터와, 상기 실린더의 일단을 막아주도록 설치되어 상기 압축공간에서 토출되는 냉매가 통과하는 토출공간을 형성하는 토출캡과, 상기 실린더의 일단과 상기 토출캡 사이에 설치되며, 상기 리니어 모터의 자력이 상기 토출캡에 미치는 것을 차단하는 비자성 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 리니어 압축기용 실린더 설치구조를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 프레임이 비자성체로 제작되고, 상기 비자성 수단은 상기 프레임의 일부분이 연장된 확장부가 상기 실린더의 일단 외둘레를 감싸도록 설치된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기용 실린더 설치구조를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 프레임이 알루미늄 재질로 제작되고, 상기 비자성 수단이 상기 프레임을 상기 실린더의 일단에 다이캐스팅하여 상기 프레임의 일부분이 연장된 확장부가 상기 실린더의 일단 외둘레를 감싸도록 설치된 것을 특징으로 하 는 리니어 압축기용 실린더 설치구조를 제공한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 리니어 압축기용 실린더 설치구조가 도시된 측단면도이다.
본 발명에 따른 리니어 압축기용 실린더 설치구조는 도 3에 도시된 바와 같이 스틸 재질로 제작된 실린더(2) 일단이 비자성 재질로 제작된 프레임(53)에 관통되어 상기 프레임(53)에 고정되고, 상기 피스톤(4)을 왕복 직선 운동시키는 리니어 모터 중 영구자석(16)의 자력을 차단시킬 수 있도록 상기 실린더(2)의 일단과 상기 프레임(53) 사이에 비자성 수단이 설치된 다음, 상기 실린더(2)의 일단 및 상기 프레임(53)의 일면에 걸쳐서 소정의 토출공간을 확보할 수 있도록 토출밸브 어셈블리(8) 중 일부 구성부품이 스틸 재질로 제작되더라도 정확한 위치에 손쉽게 조립되도록 한다.
여기서, 상기 실린더(2), 피스톤(4), 토출밸브 어셈블리(8), 리니어 모터(미도시)는 모두 종래의 각 구성요소와 동일하여 자세한 설명은 생략하기로 하되, 상기 실린더(2), 피스톤(4) 및 토출밸브 어셈블리 중 토출캡(8b)은 고압에서도 견딜 수 있을 뿐 아니라 비교적 저렴한 재료인 스틸로 제작되는 것이 바람직하며, 상기 프레임(53) 및 비자성 수단은 상기 리니어 모터 중 영구자석(16)에 의해 자력의 영향을 줄이기 위하여 비자성 재질로 제작되는 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 실린더(2)는 그 일단 플랜지부가 상기 프레임(53)에 관통 된 상태에서 고정되도록 설치되되, 상기 프레임(53)이 알루미늄 또는 아연 등과 같은 비자성 재질로 상기 실린더(2)의 일단 플랜지부에 다이캐스팅되어 상기 실린더(2)가 고정되도록 한다.
이때, 상기 프레임(53)이 상기 실린더(2)의 일단에 다이캐스팅되어 고정되는 동시에 상기 비자성 수단은 상기 프레임(53)에 상기 실린더(2)의 일단이 조립되는 장착홀(미도시) 둘레부분을 연장시켜 상기 실린더(2)의 플랜지부 일단 외주면을 완전히 감싸도록 설치된 확장부가 되도록 구성하는 것이 바람직하며, 상기 확장부(53a)는 상기 실린더(2)의 플랜지부를 포함하여 그 끝단까지 외둘레면을 완전히 감싸도록 설치되기 때문에 그 단면이 단차진 중공의 링 형상으로 형성된다.
물론, 상기 비자성 수단은 상기 프레임(53)과 다른 재질로 별도로 구성될 수도 있지만, 비자성체 재질로 제작된 상기 프레임(53)의 일부분이 연장된 확장부(53a)로 구성되어 상기 실린더(2)의 플랜지부 일단에 일체로 주조되는 것이 상기 실린더(2)에 조립하기 쉬울 뿐 아니라 조립성을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 토출밸브 어셈블리(8)는 종래와 마찬가지로 토출밸브(8a), 토출캡(8b) 및 토출밸브 스프링(8c)으로 이루어지되, 상기 토출밸브(8a)는 고압에서도 견딜 수 있는 엔지니어링 플라스틱으로 재작되어 상기 압축공간(P)과 맞닿는 상기 실린더(2)의 일단을 막아주도록 상기 실린더(2)의 일단과 맞닿도록 설치되는 반면, 상기 토출캡(8b)은 역시 고압에서도 견딜 수 있을 뿐 아니라 저렴한 스틸로 제작되어 상기 실린더(2)의 일단 외측에 소정의 토출공간을 확보할 수 있도록 상기 실린더(2)의 일단 및/또는 상기 프레임(53)의 일면과 맞닿도록 설치되며, 상기 토출밸 브 스프링(8c)은 상기 토출밸브(8a)와 토출캡(8b) 사이에 위치되어 상기 토출밸브(8a)를 상기 토출캡(8b)에 탄성 지지되도록 설치된다.
이때, 상기 토출밸브(8a)는 비자성체이기 때문에 자성체인 상기 실린더(2) 일단과 맞닿도록 설치되더라도 무방하나, 상기 토출캡(8b)은 자성체이기 때문에 비자성체인 상기 실린더(2)의 플랜지부 일단을 감싸는 확장부(53a) 및/또는 상기 프레임(53)에 맞닿도록 설치되는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 프레임(53)을 알루미늄 또는 아연 등의 비자성체로 제작한 다음, 상기 프레임(53)의 장착홀에 상기 실린더(2)의 일단이 관통되도록 한 상태에서 상기 프레임(53)의 장착홀 내주면을 다이캐스팅시켜 연장된 확장부(53a)가 상기 실린더(2)의 일단에 고정되도록 한다.
이후, 상기 이너스테이터(12)가 상기 실린더(2)의 외주면에 고정되는 동시에 상기 아우터스테이터(14)가 상기 이너스테이터(12)와 소정의 간극을 유지하도록 그 외주면에 고정되며, 상기 피스톤(4) 및 연결부재(30)와 영구자석(16)으로 이루어진 구조체가 상기 실린더(2) 및 이너스이터(12)와 아우터스테이터(14) 사이에 조립된다.
이후, 상기 토출캡(8b) 내측에 상기 토출밸브(8a)가 상기 토출밸브 스프링(8c)에 의해 탄성 지지되도록 조립한 다음, 상기 토출밸브(8a)는 상기 실린더(2)의 일단을 막아주도록 위치되는 동시에 상기 토출캡(8b)이 상기 실린더(2)의 일단 및/또는 상기 프레임(53)의 일면과 맞닿도록 조립되어 고정된다.
물론, 상기 영구자석(16)이 상기 실린더(2) 및 피스톤(4)과 같은 스틸 재질 과 근접하게 위치되기 때문에 상기 영구자석(16)의 자력이 상기 피스톤(4)을 따라 상기 실린더(2)에도 영향을 미치고 있다.
하지만, 상기 실린더(2)의 일단에 비자성체인 엔지니어링 플라스틱으로 제작된 토출밸브(8a)가 맞닿도록 설치되고, 상기 실린더(2)의 플랜지부 일단 둘레에 상기 프레임(53)으로부터 연장된 확장부(53a)가 감싸도록 설치된 다음, 상기 확장부(53a)에 자성체인 스틸로 제작된 토출캡(8b)이 맞닿도록 설치되기 때문에 상기 실린더(2) 및 피스톤(4)을 따라 상기 영구자석(16)의 자력이 전달되더라도 상기 확장부(53a)에 의해 일부 차단되어 토출캡(8b)으로 미치는 영향을 대폭 저감시킬 수 있다.
이상에서, 본 발명은 본 발명의 실시예 및 첨부도면에 기초하여 예로 들어 상세하게 설명하였다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 리니어 압축기용 실린더 설치구조는 스틸로 제작된 실린더의 일단이 고정되는 프레임을 비자성체로 구성하는 동시에 프레임의 일부분을 확장되어 실린더의 일단을 감싸도록 서로 고정된 다음, 실린더의 일단에 토출공간을 확보하기 위하여 스틸로 제작된 토출캡이 설치되더라도 피스톤 을 왕복 직선 구동시키는 리니어 모터로부터 발생되는 자력이 토출캡에 영향을 미치는 것을 차단할 수 있기 때문에 실린더 일단 측에 설치되는 토출캡을 포함한 자성체 구성부품을 보다 정확한 위치에 손쉽게 조립할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

  1. 프레임에 플랜지부가 고정되도록 설치된 중공의 실린더와,
    상기 실린더 내부에 왕복 직선 운동하도록 설치되어 상기 실린더와 사이에 냉매가 압축되는 압축공간을 형성하는 피스톤과,
    상기 피스톤에 연결되며, 상기 피스톤을 구동하는 리니어 모터와,
    상기 실린더의 일단을 막아주도록 설치되어 상기 압축공간에서 토출되는 냉매가 통과하는 토출공간을 형성하는 토출캡과,
    상기 실린더의 일단과 상기 토출캡 사이에 설치되며, 상기 리니어 모터의 자력이 상기 토출캡에 미치는 것을 차단하는 비자성 수단을 포함하며, 여기서 상기 비자성 수단은 상기 프레임의 일부분이 연장된 확장부가 상기 실린더의 일단 외둘레를 감싸도록 설치된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기용 실린더 설치구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임은 알루미늄 재질로 제작되고,
    상기 비자성 수단은 상기 프레임을 상기 실린더의 일단에 다이캐스팅하여 설치된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기용 실린더 설치구조.
  3. 삭제
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