KR200156414Y1 - 선형 압축기용 판스프링 지지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 선형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피스톤과 함께 공진하는 판스프링의 일측을 탄력 지지하여 판스프링의 양방향 진폭이 같아지도록 한 판스프링 지지장치에 관한 것이다. 이 판스프링 지지장치는 판스프링의 양방향 진폭(h1, h2)이 같아지도록 상기 판스프링을 상기 피스톤 쪽으로 탄력 지지하는 보조스프링과, 상기 보조스프링을 지지하도록 상기 판스프링과 소정간격 이격되어 설치되며 양측 단부가 상기 스프링지지구 쪽으로 절곡 연장되어서 상기 스프링지지구에 고정되는 지지부재가 구비된다. 따라서, 판스프링의 상하 진폭을 동일하게 되어 판스프링의 양방향 응력 편차를 줄일 수 있고, 이로써 판스프링의 내구성을 높일 수 있게 된다.

Description

선형 압축기용 판스프링 지지장치

본 고안은 선형 압축기용 판스프링 지지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피스톤의 왕복 운동시 공진하는 판스프링의 양방향 진폭이 같아지도록 판스프링의 일측을 지지하는 선형 압축기용 판스프링 지지장치에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 냉동사이클에 채용되어 냉매를 압축하는 장치로, 이를 구동시키는 동력원 및 동력전달장치의 구성, 그리고 압축실의 구성 등에 따라 왕복동형, 로터리형, 선형 압축기로 구분된다.

이러한 압축기 가운데, 선형 압축기는 도1에 도시된 바와 같이, 밀폐용기(1)의 내부에 압축실(2)을 갖는 실린더블록(3)이 마련되고, 실린더블록(3)의 상측에는 압축실(2)과 연통되는 흡입실(4a)과 토출실(4b)을 갖는 실린더헤드(4)가 결합되며, 압축실(3)에는 진퇴운동을 하여 냉매를 가압 토출시키는 피스톤(5)이 설치된다.

실린더블록(3)의 외곽에는 코일(6a)이 권선된 고정자(6)가 구비되며, 고정자(6)의 내측에는 고정자(6)와 상호작용을 통해 피스톤(5)을 직선 왕복운동하는 마그네트(7)가 마련된다. 이 마그네트(7)는 원통상의 지지구(8)에 지지되고, 이 지지구(8)가 피스톤(5)에서 연장된 결합축(5a)에 고정됨으로써, 피스톤(5)이 마그네트(7)와 함께 직선 왕복운동을 하게 된다.

그리고 피스톤(5)에서 연장된 결합축(5a)의 단부에는 피스톤(5)의 운동을 증진시키는 판스프링(9)이 설치되는데, 이 판스프링(9)은 중심부가 피스톤(5)에서 연장된 결합축(5a)에 고정되고, 외측이 실린더블록(3)의 하단에서 연장된 스프링지지구(10)에 고정된다.

이와 같이 구성된 종래 선형 압축기는 고정자(6)의 코일(6a)에 전원이 인가되면, 마그네트(7)와 고정자(6) 사이의 전자기적 상호작용에 의해 마그네트(7)가 직선 왕복운동을 하게 된다. 이때, 마그네트(7)와 함께 직선 왕복운동을 하는 피스톤(5)이 압축실(2) 내부에서 진퇴운동을 하게 되어, 냉매의 가압 토출이 이루어지게 된다.

그러나 이러한 종래의 선형 압축기는 흡입행정시와 토출행정시에 피스톤(5)에 걸리는 부하가 다르기 때문에, 피스톤(5)의 결합축(5a)과 결합된 판스프링(9)의 양방향 진폭이 달라지게 되어 판스프링(9)의 내구성 확보가 어려운 문제가 있었다. 즉, 도2에 도시된 바와 같이, 피스톤(5)에 걸리는 부하에 의해 판스프링(9)이 상승될 때의 진폭(h1)과 하강될 때의 진폭(h2)이 달라지게 되고, 또한 판스프링(9)이 상측으로 휘어지는 정도와 하측으로 휘어지는 정도가 달라지게 됨에 따라, 판스프링(9)의 양방향 응력 편차가 커지게 되고, 이러한 현상이 장기간에 걸쳐 반복될 때 판스프링(9)이 파손되는 문제가 있었다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 피스톤과 연결된 판스프링의 일측을 탄력 지지하여 판스프링의 양방향 진폭이 같아지도록 함으로써, 판스프링의 내구성이 높아지게 하는 선형 압축기용 판스프링 지지장치를 제공하는 것이다.

도1은 종래 선형 압축기의 내부구성을 보인 단면도이다.

도2는 종래 선형 압축기의 판스프링 동작을 보인 도면이다.

도3은 본 고안에 따른 선형 압축기의 내부구성을 보인 단면도이다.

도4는 본 고안에 따른 선형 압축기의 판스프링 동작을 보인 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 밀폐용기 30 : 실린더블록

31 : 압축실 40 : 피스톤

41 : 결합축 50 : 실린더 헤드

60 : 고정자 61 : 마그네트

62 : 지지구 70 : 판스프링

71 : 스프링지지구 80 : 판스프링 지지장치

81 : 보조스프링 82 : 지지부재

83 : 고정부재

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 선형 압축기는, 밀폐용기 내에 설치된 실린더블록과, 상기 실린더블록 내에서 직선 왕복운동을 하는 피스톤과, 상기 피스톤을 직선 왕복운동시키도록 상기 실린더블록의 외곽에 설치된 고정자와, 상기 고정자와 상호작용을 통해 직선왕복운동을 하며 지지구를 매개로 상기 피스톤과 연결된 마그네트와, 상기 피스톤의 운동을 증진시키도록 그 중심부가 상기 피스톤에서 연장된 결합축에 고정되며 외주부가 상기 실린더블록에서 연장된 스프링지지구에 결합된 판스프링을 구비하는 선형 압축기에 있어서, 상기 판스프링의 양방향 진폭이 같아지도록 상기 판스프링의 일측 중심부에 그 일단부가 접하여 설치되어 상기 판스프링을 상기 피스톤 쪽으로 탄력 지지하는 보조스프링과, 상기 보조스프링을 지지하도록 상기 판스프링과 소정간격 이격되어 설치되되 그 중앙부에 상기 보조스프링의 타단부가 고정되고 양측 단부가 상기 스프링지지구쪽으로 절곡연장되어서 상기 스프링지지구에 고정되는 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 구성이다.

이하에서는 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 고안에 따른 선형 압축기는 도3에 도시된 바와 같이, 밀폐용기(20)의 내부에 실린더블록(30)이 설치되고, 실린더블록(30)의 중앙에는 냉매를 압축하는 압축실(31)이 형성되며, 이 압축실(31)에 직선 왕복운동을 하는 피스톤(40)이 설치된다. 이때, 실린더블록(30)은 밀폐용기(20)의 내면과의 사이에 코일스프링(21) 등을 매개로 완충 지지된다.

또한, 실린더블록(30)의 상부에는 냉매를 흡입, 토출하기 위한 흡입실(51)과 토출실(52)이 마련된 실린더 헤드(50)가 구비되는데, 흡입실(51)과 토출실(52)에는 압축실(31)과 연통되는 흡입구와 토출구가 형성되며, 흡입구와 토출구에는 흡입밸브(51a)와 토출밸브(52a)가 각각 설치된다.

또한, 실린더블록(30)의 외곽에는 코일(60a)이 권선된 고정자(60)가 구비되며, 고정자(60)의 내측에는 고정자(60)와 상호작용을 통해 피스톤(40)을 직선 왕복 운동시키는 마그네트(61)가 마련된다. 이때, 마그네트(61)는 원통상의 지지구(62)에 지지되고, 이 지지구(62)가 피스톤(40)에서 연장된 결합축(41)에 고정됨으로써, 피스톤(40)이 마그네트(61)와 함께 직선 왕복운동을 하게 된다.

또한, 피스톤(40)에서 연장된 결합축(41)의 단부에는 피스톤(40)의 운동을 증진시키는 판스프링(70)이 설치되는데, 이 판스프링(70)은 중심부가 피스톤(40)에서 연장된 결합축(41)에 고정되고, 외측이 실린더블록(30)의 하단에서 연장된 스프링지지구(71)에 고정된다. 이때, 스프링지지구(71)는 실린더블록(30)과 판스프링(70)사이의 간격을 조절할 수 있도록 원통상의 스페이서(71a)와 이를 고정시키는 고정볼트(71b)로 구성된다.

그리고 판스프링(70)의 하부에는 본 고안의 특징적인 구성으로 판스프링(70)의 양방향 진폭이 같아질 수 있도록 판스프링(70) 일측을 지지해주는 판스프링 지지장치(80)가 마련된다.

이 판스프링 지지장치(80)는 피스톤(40)의 맞은편 쪽에서 판스프링(70)을 탄력 지지하는 보조스프링(81)과, 이 보조스프링(81)을 지지하는 지지부재(82)로 구성된다. 이때 지지부재(82)는 중앙부가 판스프링(70)과 소정간격 이격된 상태로 고정되어 보조스프링(81)을 지지하게 되는데, 이는 그 양측이 상방향으로 절곡 연장되어서 판스프링(70)과 함께 스프링지지구(71)에 고정됨으로써 가능하게 된다. 그리고 피스톤(40)의 축선과 일치하는 지지부재(82)의 중앙에는 보조스프링(81)의 일단부가 끼워져 고정되는 고정부재(83)가 마련된다. 즉, 보조스프링(81)은 일단부가 피스톤(40)의 축선과 일치하는 판스프링(70)의 하면 중앙부에 지지되고, 타단부가 지지부재(82)의 중앙에 마련된 고정부재(83)에 지지되어서 판스프링(70)을 지지해주게 된다.

이러한 판스프링 지지장치(80)는 도4에 도시된 바와 같이, 흡입행정시와 압축행정시 피스톤(40)에 걸리는 부하의 차이로 발생되는 판스프링(70)의 양방향 진폭 차를 보조스프링(81)이 보상해 줌으로써 양방향의 진폭 편차를 줄여주게 된다. 즉, 지지부재(82)에 지지된 보조스프링(81)이 판스프링(70)의 중앙부를 상방향으로 밀어주게 되므로, 압축기의 동작시 판스프링(70)의 상방향 진폭과 하방향 진폭이 같아질 수 있게 한다. 이때 정지상태에서의 판스프링(70)은 보조스프링(81)의 탄성에 의해 밀리게 되므로, 약간 상방향(피스톤 쪽)으로 치우친 상태가 되고, 압축기의 가동시에는 상하진폭(h1, h2)이 같아지게 된다.

다음은 이와 같이 구성된 본 고안에 따른 선형 압축기의 동작을 설명한다.

고정자(60)의 코일(60a)에 전원이 인가되어 고정자(60)가 자화되면, 자화된 고정자(60)와 마그네트(61)사이의 전자기적 상호작용에 의하여 마그네트(61)가 상하로 왕복운동을 하게 된다. 그리고 피스톤(40)은 지지구(62)를 매개로 마그네트(61)와 연결되어 있기 때문에 실린더블록(30) 내애서 진퇴운동을 하게 됨으로써, 냉매가 흡입되어 가압 토출되게 된다. 또, 판스프링(70)은 상하 왕복운동을 하는 피스톤(40)과 공진하면서 왕복운동력을 배가시키는 한편, 안정된 피스톤(40) 운동을 가능하게 한다.

이때 종래의 선형 압축기는 흡입행정시와 압축행정시 피스톤(40)에 걸리는 부하가 각각 다르기 때문에 판스프링(70)의 양방향 진폭도 달라지게 되었다. 하지만, 본 고안에 따른 선형 압축기는 보조스프링(81)의 탄성에 의해 판스프링(70)이 초기에 피스톤(40) 쪽으로 치우쳐 조립된 상태이므로, 압축기의 동작시에는 판스프링(70)의 양방향 진폭이 같아져서 판스프링(70)의 양방향 응력 편차를 줄일 수 있게 되어, 판스프링의 내구성을 높일 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 선형 압축기의 판스프링 지지장치는 피스톤의 상하 왕복운동을 배가시키는 판스프링의 상하 진폭을 동일하게 하여 판스프링의 양방향 응력 편차를 줄일 수 있게 됨으로써, 판스프링의 내구성을 높일 수 있게 되고, 선형 압축기의 안정된 작동을 보장할 수 있게 되어, 제품에 대한 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 밀페용기(20) 내에 설치된 실린더블록(30)과, 상기 실린더블록(30) 내에서 직선 왕복운동을 하는 피스톤(40)과, 상기 피스톤(40)을 직선 왕복운동시키도록 상기 실린더블록(30)의 외곽에 설치된 고정자(60)와, 상기 고정자(60)와 상호작용을 통해 직선왕복운동을 하며 지지구(62)를 매개로 상기 피스톤(40)과 연결된 마그네트(61)와, 상기 피스톤(40)의 운동을 증진시키도록 그 중심부가 상기 피스톤(40)에서 연장된 결합축(41)에 고정되며 외주부가 상기 실린더블록(30)에서 연장된 스프링지지구(71)에 결합된 판스프링(70)을 구비하는 선형 압축기에 있어서, 상기 판스프링(70)의 양방향 진폭(h1, h2)이 같아지도록 상기 판스프링(70)의 일측 중심부에 그 일단부가 접하여 설치되며 상기 판스프링(70)을 상기 피스톤(40) 쪽으로 탄력 지지하는 보조스프링(81)과, 상기 보조스프링(81)을 지지하도록 상기 판스프링(70)과 소정간격 이격되어 설치되되 그 중앙부에 상기 보조스프링(81)의 타단부가 고정되고 양측 단부가 상기 스프링지지구(71) 쪽으로 절곡 연장되어서 상기 스프링지지구(71)에 고정되는 지지부재(82)가 구비된 것을 특징으로 하는 선형 압축기용 판스프링 지지장치.