KR20030061052A - 왕복동식 압축기의 스프링 지지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 스프링 지지 장치에 관한 것으로, 본 발명은 케이싱의 내부에 탄력적으로 지지하는 프레임과, 프레임의 내부에 장착하여 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동식 모터와, 왕복동식 모터의 가동자에 결합하여 함께 직선으로 왕복운동을 하면서 유체를 흡입 압축하는 피스톤과, 피스톤이 미끄러지게 삽입하여 압축공간을 형성하도록 프레임에 고정하는 실린더와, 왕복동식 모터의 가동자와 피스톤이 함께 공진하도록 그 가동자와 프레임 사이에 구비하는 공진스프링을 포함한 왕복동식 압축기에 있어서, 프레임의 내측면에 고정 결합하고 이에 대면하는 공진스프링의 끝단을 억지끼워 고정하도록 고정돌기를 형성하여 상기 프레임과 공진스프링 사이에 개재하는 스프링 베이스를 구비함으로써, 전방 프레임의 가공이 용이하고 공진스프링의 비틀림 모멘트를 상쇄하여 가동자와 피스톤이 직진성을 유지함에 따라 압축기의 신뢰성을 향상할 수 있다.

Description

왕복동식 압축기의 스프링 지지 장치{DEVICE FOR SUPPORTING SPRING OF RECIPROCATING COMPRESSOR}

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 특히 프레임의 내측면에 장착하여 공진스프링을 일괄적으로 지지하는 왕복동식 압축기의 스프링 지지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 압축기는 피스톤이 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 가스를 흡입 압축하여 토출시키는 것으로, 도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 왕복동식 압축기는, 흡입관(SP) 및 토출관(DP)을 연통하는 케이싱(10)과, 케이싱(10)의 내부에 탄력 지지하는 프레임 유니트(20)와, 프레임 유니트(20)에 지지하여 케이싱(10)의 내부에 고정하는 왕복동식 모터(30)와, 왕복동식 모터(30)에 기구적으로 연결하여 프레임 유니트(20)에 지지하는 압축 유니트(40)와, 왕복동식 모터(30)를 탄력 지지하여 공진을 유도하는 스프링 유니트(50)로 구성하고 있다.

프레임 유니트(20)는 실린더(41)와 피스톤(42)을 함께 지지하여 압축 유니트(40)를 수용하는 전방 프레임(21)과, 전방 프레임(21)에 결합하여 왕복동식 모터(30)의 외측 고정자(31)를 지지하는 중간 프레임(42)과, 중간프레임(42)에 볼트(미도시)로 결합하여 왕복동식 모터(30)의 외측 고정자(31)와 내측 고정자(32)를 함께 지지하는 후방 프레임(43)으로 이루어져 있다.

전방 프레임(21)의 내측면에는 도 2에서와 같이 후술할 전방측 공진스프링(51)을 억지끼움하여 고정하는 스프링 장착홈(21a)을 각각의 공진스프링(51)(52) 개수만큼 형성하고 있다.

스프링 유니트(50)는 왕복동식 모터(30)의 가동자(33)와 피스톤(42)과 함께 결합하는 스프링 지지대(50a)의 양측에 각각 결합하여 상기한 가동자(33)와 피스톤(42)의 공진운동을 유도하는 것으로, 압축코일스프링으로 형성하여 피스톤(42)쪽에 배치하는 전방측 공진스프링(51)과 모터(30)쪽에 배치하는 후방측 공진스프링(52)으로 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 21b는 가스통공, 43은 흡입밸브, 44는 토출밸브 조립체, F는 흡입유로이다.

상기와 같은 종래 왕복동식 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 왕복동식 모터(30)의 외측 고정자(31)에 전원을 인가하면, 그 외측 고정자(31)와 내측 고정자(32) 사이에 플럭스(flux)가 형성되어 가동자(33)와 피스톤(42)이 함께 플럭스의 방향에 따라 움직이면서 스프링 유니트(50)에 의해 직선으로 왕복운동을 하고, 이와 함께 피스톤(42)이 실린더(41)의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 실린더(41)의 압축공간에 압력차를 발생시킴으로써 냉매가스를 상기한 압축공간으로 흡입하여 일정 압력까지 압축하였다가 토출시키는 일련의 과정을 반복하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기에 있어서는, 왕복동식 모터의 가동자와 피스톤의 공진운동을 유도하는 공진스프링이 압축/인장시 감긴 방향으로 비틀림 모멘트를 발생하는 압축코일스프링으로 이루어짐에 따라 압축기 구동중에 공진스프링(51)을 지지한 전방 프레임(21)의 내측면이 마찰열로 인해 마모되는 문제점이 있었다.

이를 감안하여 종래에는 전술한 바와 같이 전방측 공진스프링(51)이 접하는 전방 프레임(21)의 일 측면에 스프링 장착홈(21a)을 형성하고 있으나, 이는 여러 개의 스프링 장착홈(21a)을 전방 프레임(21)에 형성하여야 하므로 프레임 유니트(21)의 가공이 난해하게 되는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기가 가지는 단점을 감안하여 안출한 것으로, 전방 프레임의 가공을 용이하게 하면서도 공진스프링의 비틀림 모멘트를 없애 가동자와 피스톤의 직진성을 높일 수 있는 왕복동식 압축기의 스프링 지지 장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2는 도 1의 "A"부를 보인 상세도.

도 3은 본 발명 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 4는 도 3의 "B"부를 보인 상세도.

도 5는 본 발명 왕복동식 압축기에서 스프링 베이스를 보인 반정면도 및 반단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

21 : 전방 프레임 21b : 가스통공

22 : 중간 프레임 23 : 후방 프레임

31 : 외측 고정자 32 : 내측 고정자

33 : 가동자 51,52 : 공진 스프링

100 : 스프링 베이스 110 : 고정돌기

120 : 끼움돌기 121 : 구멍부

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱의 내부에 탄력적으로 지지하는 프레임과, 프레임의 내부에 장착하여 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동식 모터와, 왕복동식 모터의 가동자에 결합하여 함께 직선으로 왕복운동을 하면서 유체를 흡입 압축하는 피스톤과, 피스톤이 미끄러지게 삽입하여 압축공간을 형성하도록 프레임에 고정하는 실린더와, 왕복동식 모터의 가동자와 피스톤이 함께 공진하도록 그 가동자와 프레임 사이에 구비하는 공진스프링을 포함한 왕복동식 압축기에 있어서, 프레임의 내측면에 고정 결합하고 이에 대면하는 공진스프링의 끝단을 억지끼워 고정하도록 고정돌기를 형성하여 상기 프레임과 공진스프링 사이에 개재하는 스프링 베이스를 구비한 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 스프링 지지 장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 스프링 지지 장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 4는 도 3의 "B"부를 보인 상세도이며, 도 5는 본 발명 왕복동식 압축기에서 스프링 베이스를 보인 반정면도 및 반단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 왕복동식 압축기는, 케이싱(10)의 내부에 탄력 지지하는 프레임 유니트(20)와, 프레임 유니트(20)에 고정하여 직선으로의 구동력을 발생하는 왕복동식 모터(30)와, 프레임 유니트(20)에 지지하는 압축 유니트(40)와, 프레임 유니트(20)와 왕복동식 모터(30)의 가동자(33) 사이에 결합하여 그 가동자(33)와 압축 유니트(40)의 피스톤(42)의 공진운동을 유도하는 공진스프링 유니트(50)를 포함한다.

프레임 유니트(20)는 압축 유니트(40)의 실린더(41)와 피스톤(42)을 함께 지지하는 전방 프레임(21)과, 전방 프레임(21)에 결합하여 왕복동식 모터(30)의 외측 고정자(31) 일 측면을 지지하는 중간 프레임(42)과, 중간 프레임(42)에 결합하여 왕복동식 모터(30)의 외측 고정자(31)와 내측 고정자(32) 타 측면을 함께 지지하는 후방 프레임(23)으로 이루어진다.

전방 프레임(21)은 공진스프링(51)과 접하는 부위에 가동자(33)의 왕복운동시 유체저항을 줄이기 위하여 가스통공의 역할을 하는 관통구멍(21b)을 원주방향으로 다수 개 형성한다.

또, 전방 프레임(21)의 내측면에는 전방측 공진스프링(51)과의 사이에 개재하여 그 전방측 공진스프링(51)을 지지하는 스프링 베이스(100)를 장착한다.

스프링 베이스(100)는 도 4 또는 도 5에서와 같이 환형으로 형성하여 전방측 공진스프링(51)에 접하는 일측면에 그 전방측 공진스프링(51)에 압입하는 고정돌기(110)를 다수 개 형성하고, 전방 프레임(21)의 내측면과 접하는 타측면에는 전방 프레임(21)의 관통구멍(21b)에 끼워져 그 스프링 베이스(100)의 움직임을 제한하는 끼움돌기(120)를 여러 개 형성한다.

끼움돌기(120)의 중앙부에는 상기 전방 프레임(21)의 관통구멍(21b)과 연통하여 유체저항을 줄이기 위한 구멍부(121)를 형성하는 것이 바람직하다.

또, 스프링 베이스(100)는 내마모성 재질로 형성하는 것이 공진스프링(51)의 강도를 감안할 때 고정돌기(110) 및 끼움돌기(120)의 마멸을 줄일 수 있으므로 신뢰성 측면에서 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 43은 흡입밸브, 44는 토출밸브 조립체, F는 흡입유로이다.

상기와 같은 본 발명 왕복동식 압축기의 스프링 지지 장치는 다음과 같은 작용 효과를 갖는다.

즉, 후방 프레임(23)에 왕복동식 모터(30)의 고정자(31)(32)를 장착하고, 중간 프레임(22)을 왕복동식 모터(30)의 고정자(31)(32) 전방측면에 밀착한 상태에서 상기한 고정자(31)(32)의 전방측면 또는 고정자 커버(24)에 후방측 공진스프링(52)의 일단을 고정하며, 그 후방측 공진스프링(52)의 타단을 왕복동식 모터(30)의 가동자(33)와 피스톤(42)에 결합한 스프링 지지대(50a)의 후측면에 결합한 상태에서 그 스프링 지지대(50a)의 전측면에 전방측 공진스프링(51)의 일단을 끼워 고정하고, 전방측 공진스프링(51)의 타단을 스프링 베이스(100)의 고정돌기(110)에 억지끼워 고정한 상태에서 상기한 전방 프레임(21)을 중간 프레임(22)에 체결 고정한다.

이때, 스프링 베이스(100)는 그 일측면에 구비한 끼움돌기(120)를 전방 프레임(21)의 관통구멍(21b)에 삽입하여 고정한 다음에 그 스프링 베이스(100)의 타측면에 구비한 고정돌기(110)에 상기한 전방측 공진스프링(21)을 억지끼워 고정한다.

이렇게 하여, 전방 프레임에 각각의 전방측 공진스프링을 고정하기 위한 스프링 장착홈을 별도로 가공할 필요가 없어 상기한 전방 프레임의 가공이 용이하게 된다.

또, 스프링 베이스에 끼움돌기를 형성하여 전방 프레임의 관통구멍에 끼워 스프링 베이스를 고정함으로써 공진스프링의 압축/인장시 비틀림 모멘트가 발생하더라도 이 비틀림 모멘트가 스프링 베이스에 의해 차단되어 가동자와 피스톤이 안정적으로 왕복운동을 하고, 이를 통해 실린더와 피스톤 사이에서의 마찰손실이나 기타 고정체와 진동체 사이에서의 충돌 등을 미연에 방지할 수 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 스프링 지지 장치는, 프레임과 이에 대면하는 공진스프링의 끝단 사이에 개재하여 그 공진스프링을 지지하는 스프링 베이스를 상기 프레임에 고정하여 구비함으로써, 전방 프레임의 가공이 용이하고 공진스프링의 비틀림 모멘트를 상쇄하여 가동자와 피스톤이 직진성을 유지함에 따라 압축기의 신뢰성을 향상할 수 있다.

Claims (3)

1. 케이싱의 내부에 탄력적으로 지지하는 프레임과, 프레임의 내부에 장착하여 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동식 모터와, 왕복동식 모터의 가동자에 결합하여 함께 직선으로 왕복운동을 하면서 유체를 흡입 압축하는 피스톤과, 피스톤이 미끄러지게 삽입하여 압축공간을 형성하도록 프레임에 고정하는 실린더와, 왕복동식 모터의 가동자와 피스톤이 함께 공진하도록 그 가동자와 프레임 사이에 구비하는 공진스프링을 포함한 왕복동식 압축기에 있어서,

   프레임의 내측면에 고정 결합하고 이에 대면하는 공진스프링의 끝단을 억지끼워 고정하도록 고정돌기를 형성하여 상기 프레임과 공진스프링 사이에 개재하는 스프링 베이스를 구비한 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 스프링 지지 장치.
2. 제1항에 있어서,

   프레임에 적어도 한 개 이상의 관통구멍을 형성하고, 이에 대면하는 스프링 베이스의 일 측면에는 상기 관통구멍에 삽입하여 스프링 베이스를 고정하도록 끼움돌기를 형성한 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 스프링 지지 장치.
3. 제2항에 있어서,

   스프링 베이스의 끼움돌기에는 그 중앙부에 상기한 프레임의 관통구멍과 연통하도록 구멍부를 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 스프링 지지장치.