KR20030066151A

KR20030066151A - Structure for sealing to heat exchanger and cylinder of cooler

Info

Publication number: KR20030066151A
Application number: KR1020020006333A
Authority: KR
Inventors: 최세헌
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-02-04
Filing date: 2002-02-04
Publication date: 2003-08-09

Abstract

PURPOSE: A structure for sealing a cylinder and an internal heat exchanger of a cooler is provided to prevent the degradation of the cooler with an efficient sealing action of a floating seal, to easily assemble the cylinder and the internal heat exchanger, and accordingly to improve productivity. CONSTITUTION: A structure for sealing a cylinder(10) and an internal heat exchanger(210) of a cooler fixes an O-ring to an outer peripheral surface of the cylinder combined with the internal heat exchanger to prevent refrigerant gas compressed by a piston from being directly flowed into a displacer without passing a radiating fin unit(211) of the internal heat exchanger. In addition, a plurality of spiral sealing grooves(14) are formed at the outer peripheral surface of the cylinder combined with the radiating fin unit and spiral floating seals(20) are inserted into the sealing grooves. The floating seal floats and flows through the flow of compressed refrigerant gas and accordingly between the radiating fin unit of the internal heat exchanger and the cylinder are sealed.

Description

Structure for sealing to heat exchanger and cylinder of cooler

본 발명은 쿨러의 실린더 및 내부 열교환기 실링구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쿨러의 구성요소 중 내측 방열부 즉, 내부 열교환기와 결합되는 실린더 외주면에 나선형태의 실링홈을 다수 형성하고, 상기 실링홈에 나선형태의 실링부재를 삽착시켜 냉매가스의 흐름에 의해 상기 실링부재가 부상(浮上) 유동되면서 상기 실린더와 내부 열교환기의 방열핀부 사이로 유입되는 냉매가스를 차단하도록 구성하므로서, 이에 따른 실링부재의 효과적인 실링작용에 의해 쿨러의 성능저하를 방지할 수 있으며, 특히 상기 실링부재가 상기 실린더의 실링홈 속으로 삽착 위치되기 때문에, 상기 실린더와 내부 열교환기에 대한 조립의 간편함과 함께, 제품에 대한 생산성을 향상시킬 수 있는 쿨러의 실린더 및 내부 열교환기 실링구조에 관한 것이다.The present invention relates to a cylinder and an internal heat exchanger sealing structure of a cooler, and more particularly, a plurality of spiral sealing grooves are formed on the outer circumferential surface of an inner heat dissipation part, that is, the inner heat exchanger, among the components of the cooler, and the sealing is performed. By inserting a spiral sealing member into the groove is configured to block the refrigerant gas flowing between the heat sink fin portion of the cylinder and the internal heat exchanger while the sealing member is floating by the flow of the refrigerant gas, accordingly the sealing member It is possible to prevent the deterioration of the cooler by the effective sealing action of the product, and in particular, since the sealing member is inserted into the sealing groove of the cylinder, it is easy to assemble the cylinder and the internal heat exchanger and the productivity of the product. It relates to a cylinder and internal heat exchanger sealing structure of the cooler to improve the.

일반적으로 쿨러는 헬륨 혹은 수소 등의 작동유체가 압축 - 팽창 등의 과정을 통해 냉동출력을 발생시키는 장치로서, 도 1 은 보편화된 쿨러를 개략적으로 보인 것이다.In general, a cooler is a device in which a working fluid, such as helium or hydrogen, generates a refrigeration output through a process of compression-expansion, etc. FIG. 1 schematically shows a generalized cooler.

쿨러(1)는 도 1 에 도시한 바와 같이, 리니어 모터(130)의 전자기적 상호 작용에 의한 피스톤(140)의 직선왕복운동에 의해 냉매가스를 고온 고압상태로 압축시키는 구동부(100)와; 상기 구동부(100)로부터 고온 고압상태로 압축된 냉매가스의 일부 열을 흡수 및 외부로 방열시키는 방열부(200)와; 상기 방열부(200)로부터 일정량의 열이 흡수된 냉매가스가 재생기(330)를 왕복 유동하면서 열역학적 사이클에의해 극저온화 상태로 변화되는 냉동부(300)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the cooler 1 includes a driving unit 100 for compressing the refrigerant gas to a high temperature and high pressure state by linear reciprocating motion of the piston 140 by electromagnetic interaction of the linear motor 130; A heat dissipation unit 200 for absorbing and dissipating some heat of the refrigerant gas compressed to a high temperature and high pressure state from the driving unit 100; The refrigerant gas in which a predetermined amount of heat is absorbed from the heat dissipation unit 200 is configured as a refrigeration unit 300 which is changed to a cryogenic state by a thermodynamic cycle while reciprocating the regenerator 330.

이 중, 상기 구동부(100)는, 소정의 내부공간을 갖으며, 디스플레이서(310)가 내삽된 내·외측 방열부(210)(220)와 동심을 이루도록 프레임(110)에 결합 고정된 쉘 튜브(120)와; 고정자(Stator)(130a)와 가동자(Armature)(130b)로 구성되어 상기 쉘 튜브(120)의 내부에 장착되는 리니어 모터(130)와; 상기 리니어모터(130)의 가동자(130b) 일측단에 고정되어 상기 리어니 모터(130)의 전자기적 상호 작용으로 직선왕복운동을 하는 가동자(130b)와 동일운동을 하는 피스톤(140)과; 상기 내측 방열부(210)와 동심을 이루면서 내삽된 피스톤(140)의 직선왕복운동이 상기 디스플레이서(310)에 수평하게 전달될 수 있도록 상기 프레임(110) 내측 중앙에 결합 고정된 실린더(150)와; 상기 피스톤(140)내에 삽입되는 디스플레이서 로드(320)와 상기 로드(320)와 나선 결합된 디스플레이서(310)의 위치를 상기 피스톤(140) 및 내측 방열부(210)와 동심상태를 이룰 수 있게 상기 디스플레이서 로드(320)의 일측을 고정 지지하는 판스프링(160); 및 고정수단에 의해 상기 판스프링(160)을 고정 지지하는 스프링 지지대(170)로 구성되어 있다. 미 설명 부호 130c 는 리니어 모터(130)의 구성요소인 내측 고정자이다.Among these, the driving unit 100 has a predetermined internal space, and the shell is fixed to the frame 110 so as to be concentric with the inner and outer heat dissipating portions 210 and 220 in which the displacer 310 is interpolated. A tube 120; A linear motor (130) composed of a stator (130) and an armature (130) and mounted inside the shell tube (120); A piston 140 fixed to one end of the mover 130b of the linear motor 130 and having the same movement as that of the mover 130b which linearly reciprocates by electromagnetic interaction of the rear teeth motor 130; ; The cylinder 150 fixedly coupled to the inner center of the frame 110 so that the linear reciprocating motion of the piston 140 inserted in the concentric with the inner heat dissipation unit 210 can be horizontally transmitted to the displacer 310. Wow; The position of the displacer rod 320 inserted into the piston 140 and the displacer 310 spirally coupled to the rod 320 may be concentric with the piston 140 and the inner heat dissipation unit 210. A leaf spring 160 fixedly supporting one side of the displacer rod 320; And it is composed of a spring support 170 for holding and supporting the leaf spring 160 by a fixing means. Reference numeral 130c denotes an inner stator that is a component of the linear motor 130.

상기 방열부(열교환기)(200)는, 피스톤(140)의 직선왕복운동과 수평하게 디스플레이서(310)가 직선왕복운동을 할 수 있게 실린더(150) 및 피스톤(140)과 동심을 이루도록 상기 프레임(110) 전방(前方)에 위치되어 피스톤(140)으로부터 고온 고압상태로 압축된 냉매가스의 열을 흡수하는 내측 방열부(내부 열교환기)(210); 및 상기 내측 방열부(210) 외측 원주면에 고정되어 상기 내측 방열부(210)로부터전달된 냉매가스의 열을 쿨러(1) 외부로 방열시키는 외측 방열부(외부 열교환기)(220)로 구성되어 있다.The heat dissipation unit (heat exchanger) 200 is parallel to the linear reciprocating motion of the piston 140 so that the displacer 310 is concentric with the cylinder 150 and the piston 140 to allow the linear reciprocating motion. An inner heat dissipation unit (inner heat exchanger) 210 positioned in front of the frame 110 to absorb heat of the refrigerant gas compressed from the piston 140 to a high temperature and high pressure state; And an outer heat dissipating part (external heat exchanger) 220 fixed to the outer circumferential surface of the inner heat dissipating part 210 to dissipate heat of the refrigerant gas transferred from the inner heat dissipating part 210 to the outside of the cooler 1. It is.

상기 냉동부(300)는, 내측 방열부(210) 내에 삽착되어 상기 피스톤(140)으로부터 가압되는 냉매가스의 압축 및 팽창을 통해 상기 디스플레이서 로드(320) 일측을 고정하고 있는 판스프링(160)의 탄성변형 범위내에서 직선왕복운동을 하는 디스플레이서(310) 및 디스플레이서 로드(320)와; 상기 디스플레이서(310)에 내장되어 상기 피스톤(140)으로부터 가압되어 상기 디스플레이서(310) 내로 압축 유동된 고온 고압상태 냉매가스의 현열을 저장한 다음 팽창된 후, 저온 상태로 되돌아가는 냉매가스에 온도를 보상하여 일정고온상태의 냉매가스로 열전달시키는 재생기(330)와; 상기 디스플레이서(310)가 삽착될 수 있게 중공관 형태로 형성되어 있으며, 상기 디스플레이서(310)에 내장된 재생기(330)를 관통한 냉매가스가 팽창되면서 저온상태로 열 변화되도록 외부와 열교환하는 냉측부(350)가 상기 관 일측 끝단에 결합 고정된 디스플레이서 하우징(340)으로 구성되어 있다.The freezing unit 300 is inserted into the inner heat dissipation unit 210 and the leaf spring 160 is fixed to one side of the displacer rod 320 through the compression and expansion of the refrigerant gas pressurized from the piston 140. A displacer 310 and a displacer rod 320 for linear reciprocating motion within an elastic deformation range of the displaced rod; Stored in the displacer 310 and pressurized by the piston 140 to store the sensible heat of the high-temperature and high-pressure refrigerant gas compressed and flowed into the displacer 310, and then expands and stores the sensible heat in the refrigerant gas returning to the low temperature state. A regenerator 330 which compensates the temperature and heat transfers the refrigerant gas to a predetermined high temperature state; The displacer 310 is formed in the form of a hollow tube to be inserted, and the heat exchange with the outside so that the refrigerant gas passing through the regenerator 330 built in the displacer 310 is expanded to a low temperature state as the heat is expanded Cold side portion 350 is composed of a displacer housing 340 fixed to the one end of the tube.

상기와 같이 구성된 쿨러(1)의 작동관계를 설명하면, 먼저 상기 쿨러(1)의 구성요소인 리니어 모터(130) 즉, 고정자(130a)와 가동자(130b)의 전자기적 상호 작용에 의해 가동자(130b)가 직선운동을 하게 됨과 동시에, 상기 가동자(130b)의 일측단에 고정된 피스톤(140) 역시 상기 가동자(130b)와 동일하게 직선운동을 하면서 압축공간(C)에 충전되어 있는 헬륨 또는 수소의 냉매가스를 압축하게 된다.Referring to the operation relationship of the cooler (1) configured as described above, first by the electromagnetic interaction of the linear motor 130, that is, the stator (130a) and the mover (130b) that is a component of the cooler (1) At the same time as the chair 130b makes a linear movement, the piston 140 fixed to one end of the mover 130b is also filled in the compression space C while performing the same linear movement as the mover 130b. Compresses the refrigerant gas of helium or hydrogen.

이렇게 압축된 냉매가스는, 방열부(200)를 통과하면서 상기 방열부(200)에 의해 일부의 열이 쿨러(1) 외부로 방출되게 되고, 이후 디스플레이서(310)를 관통하여 재생기(330)에 유입되게 되는데, 이 때 디스플레이서(310)의 경우, 상기 압축된 냉매가스의 압력작용에 의해 디스플레이서 로드(320) 일측부가 고정된 판스프링(160)의 탄성변형 범위내까지 팽창공간(P)으로 직선이동을 하면서 상기 판스프링(160)이 냉동부(300) 쪽으로 변형이 이루어지게 된다.The compressed refrigerant gas is discharged to the outside of the cooler 1 by the heat radiating unit 200 while passing through the heat radiating unit 200, and then passes through the displacer 310 to regenerator 330. In this case, in the case of the displacer 310, the expansion space (P) until the elastic deformation range of the leaf spring 160, the one side portion of the displacer rod 320 is fixed by the pressure action of the compressed refrigerant gas. The leaf spring 160 is deformed toward the freezing unit 300 while linearly moving.

이와 같이 직선 이동된 디스플레이서(310) 내로 유입된 압축 냉매가스는, 상기 디스플레이서(310)에 내장된 재생기(330)를 관통하면서 열에너지가 재생기(330)에 저장되도록 열전도시킨 다음, 상기 디스플레이서(310) 반대쪽의 팽창공간(P)으로 유동되면서 상기 피스톤(140)의 가압력이 감소함에 따라 상기 판스프링(160)의 탄성복원작용에 의해 디스플레이서(310)가 압축공간(C) 측으로 이동되며, 이후 팽창공간(P)으로 유동된 냉매가스가 팽창되면서 그 압력에 의해 상기 디스플레이서(310)는 피스톤(140)과 반대방향으로 직선왕복운동을 하게 되며, 상기와 같은 디스플레이서(310)의 직선왕복운동에 의한 디스플레이서 로드(320)의 압입작용에 따라 상기 판스프링(160)은 냉동부(300) 반대쪽으로 변형이 이루지게 된다.The compressed refrigerant gas flowing into the displacer 310 linearly moved as described above is thermally conductive so that the thermal energy is stored in the regenerator 330 while passing through the regenerator 330 embedded in the displacer 310. The displacer 310 is moved toward the compression space C by the elastic restoring action of the leaf spring 160 as the pressing force of the piston 140 decreases while flowing to the expansion space P on the opposite side. Then, as the refrigerant gas flows into the expansion space P is expanded, the displacer 310 is linearly reciprocated in the opposite direction to the piston 140 by the pressure thereof. According to the press-fitting action of the displacer rod 320 by the linear reciprocating motion, the leaf spring 160 is deformed toward the freezing unit 300.

이후, 팽창공간(P)은 냉매가스의 팽창작용에 의해 극저온 상태로 냉각되게 되고, 상기와 같이 팽창된 저온냉매가스는 다시 재생기(330)를 통과하면서 상기 재생기(330)에 저장된 열에너지를 전달받아 압축공간(C)으로 유입되게 되는데, 이 때 상기 팽창공간(P)에서 작용되던 냉매가스의 팽창력이 감소함에 따라 상기 판스프링(160)의 탄성복원작용에 의해 디스플레이서(310)는 압축공간(C)으로 다시 이동하게 되며, 상기와 같이 압축공간(C)으로 유입된 냉매가스를 피스톤(140)이 다시 압축시키는 반복적인 사이클을 반복하므로서, 쿨러(1)의 냉각작용이 이루어지게된다.Thereafter, the expansion space (P) is cooled to a cryogenic state by the expansion action of the refrigerant gas, and the expanded low-temperature refrigerant gas passes through the regenerator 330 and receives the thermal energy stored in the regenerator 330. When the expansion force of the refrigerant gas acting in the expansion space (P) decreases, the displacer 310 is compressed by the elastic restoring action of the leaf spring (160). C), and by repeating the repetitive cycle of the piston 140 to recompress the refrigerant gas introduced into the compression space (C) as described above, the cooling action of the cooler 1 is made.

그러나, 도 2 의 오링(O-Ring)(156)이 고정된 실린더(150)와 내측 방열부(이하, 내부 열교환기라 함)(210)의 실링구조의 경우, 상기 실린더(150) 내에 삽착된 피스톤(140)의 직선운동에 의해 고온 고압상태로 가압된 냉매가스가 디스플레이서(310)로 유동될 수 있도록 하기 위하여, 원통체 내경 둘레에 일정길이의 방열핀(212)이 치밀하게 고정된 내부 열교환기(210)의 방열핀부(211)와 상기 방열핀부(211)에 삽착 고정되는 실린더(150) 사이에 오링(156)을 고정시키므로서, 상기 고온 고압상태로 가압된 냉매가스가 상기 디스플레이서(310)로 유동되지 않고, 상기 내부 열교환기(210)와 실린더(150) 사이로 유동되는 것을 방지하게 되는데, 이렇게 내부 열교환기(210)와 실린더(150) 사이에 고정된 오링(156)의 경우, 상기 내부 열교환기(210)의 방열핀부(211) 내경보다 오링(156)의 직경이 크게 형성되어 있기 때문에, 상기 내부 열교환기(210)의 방열핀부(211)와 상기 오링(156)이 고정된 실린더(150)의 결합시, 상기 내부 열교환기(210)의 방열핀부(211)를 구성하고 있는 얇은 두께로 형성된 각각의 방열핀(212)에 의해 상기 오링(156)의 외륜쪽이 갈라지거나 찢김이 발생되게 되어 상기 고온 고압으로 압축된 냉매가스가 상기 내부 열교환기(210)와 실린더(150) 사이로 유동되게 되어 쿨러(1)의 냉동성능이 저하되게 되는 커다란 문제점이 있었다.However, in the case of the sealing structure of the cylinder 150 to which the O-ring 156 of FIG. 2 is fixed and the inner heat dissipation unit (hereinafter referred to as an internal heat exchanger) 210, the cylinder 150 is inserted into the cylinder 150. Internal heat exchanger in which heat radiation fins 212 of a certain length are tightly fixed around the inner diameter of the cylinder in order to allow the refrigerant gas pressurized at a high temperature and high pressure by the linear motion of the piston 140 to flow to the displacer 310. The O-ring 156 is fixed between the heat dissipation fin part 211 and the cylinder 150 inserted into and fixed to the heat dissipation fin part 211, so that the refrigerant gas pressurized in the high temperature and high pressure state is discharged. It does not flow to 310, and prevents the flow between the internal heat exchanger 210 and the cylinder 150, in the case of the O-ring 156 fixed between the internal heat exchanger 210 and the cylinder 150, The diameter of the O-ring 156 is larger than the inner diameter of the heat dissipation fin part 211 of the internal heat exchanger 210. Since the heat sink fin 211 of the internal heat exchanger 210 and the cylinder 150 to which the O-ring 156 is fixed, the heat radiation fin part 211 of the internal heat exchanger 210 is coupled. The outer ring side of the O-ring 156 is cracked or torn by each heat radiation fin 212 formed in a thin thickness, so that the refrigerant gas compressed at the high temperature and high pressure is the internal heat exchanger 210 and the cylinder ( There is a big problem that the freezing performance of the cooler 1 is lowered due to flow between 150).

또한, 상기와 같이 내부 열교환기(210)에 실린더(150)를 삽착시킬 경우, 상기 오링(156)의 외경이 상기 내부 열교환기(210)의 방열핀부(211) 내경보다 크기 때문에, 상기 오링(156)이 장착 고정된 실린더(150)를 상기 내부 열교환기(210)에삽입시키기 위해서는 큰 압력을 이용하거나 또는 타격부재(도시하지 않음)등을 이용하여 억지끼움방식으로 오링(156)이 고정된 실린더(150)를 상기 내부 열교환기(210)의 방열핀부(211)에 삽착시키는 등 상기 내부 열교환기(210)와 오링(156)이 고정된 실린더(150)의 조립작업에 번거로운 문제점이 있으며, 더욱이 상기와 같이 큰 압력이나 타격부재를 이용하여 상기 내부 열교환기(210)의 방열핀부(211)에 오링(156)이 고정된 실린더(150)를 삽착시킬 경우, 상기 큰 압력이나 타격부재의 타격력에 의해 오링(156)이 상기 방열핀부(211)에 찢겨지거나, 또는 오링(156)이 상기 방열핀부(211) 내에 삽착되는 체결이 동심상태로 이루어지지 않고 중심이 어긋난 상태로 체결되어 상기 고온 고압의 냉매가스가 상기와 같이 찢겨지거나 중심이 어긋난 오링(156)을 통해 상기 실린더(150)와 내부 열교환기(210) 사이로 유동되어 전술한 문제점인 쿨러의 성능이 저하되게 되는 커다란 문제점도 있었다.In addition, when the cylinder 150 is inserted into the internal heat exchanger 210 as described above, since the outer diameter of the O-ring 156 is larger than the inner diameter of the heat radiation fin part 211 of the internal heat exchanger 210, the O-ring ( In order to insert the fixed cylinder 150 into the internal heat exchanger 210, the O-ring 156 is fixed by using a large pressure or by using a striking member (not shown). Inserting the cylinder 150 into the heat dissipation fin portion 211 of the internal heat exchanger 210, there is a problem in the assembly work of the cylinder 150 fixed to the internal heat exchanger 210 and the O-ring 156, Furthermore, when the cylinder 150 having the O-ring 156 fixed thereto is inserted into the heat dissipation fin portion 211 of the internal heat exchanger 210 using the large pressure or the striking member as described above, the striking force of the large pressure or the striking member O-ring 156 is torn by the heat radiation fin portion 211 by B or the O-ring 156 is inserted into the heat dissipation fin portion 211 is not made in a concentric state, but the state is off the center of the fastening state as the high-temperature and high-pressure refrigerant gas is torn or shifted as described above O-ring 156 There was also a big problem that the performance of the cooler, which is the above-described problem by flowing between the cylinder 150 and the internal heat exchanger 210 through a) is reduced.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명은, 쿨러의 구성요소 중 내부 열교환기와 결합되는 실린더 외주면에 나선형태의 실링홈을 다수 형성하고, 상기 실링홈에 나선형태의 실링부재를 삽착시켜 냉매가스의 흐름에 의해 상기 실링부재가 부상(浮上) 유동되면서 상기 실린더와 내부 열교환기의 방열핀부 사이로 유입되는 냉매가스를 차단하도록 상기 실린더와 상기 내부 열교환기의 실링구조를 개선하므로서, 이에 따른 실린더와 내부 열교환기의 조립성 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention, a plurality of spiral sealing grooves are formed on the outer peripheral surface of the cylinder coupled to the internal heat exchanger among the components of the cooler, and the spiral sealing member is inserted into the sealing groove to cool the refrigerant By improving the sealing structure of the cylinder and the internal heat exchanger to block the refrigerant gas flowing between the cylinder and the heat dissipation fin portion of the internal heat exchanger while the sealing member is floating by the flow of gas, The purpose is to improve the assembly and productivity of the internal heat exchanger.

또한, 상기와 같은 실린더 및 내부 열교환기의 실링구조에 의해 쿨러의 성능저하를 방지하도록 하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, there is another object to prevent the performance of the cooler by the sealing structure of the cylinder and the internal heat exchanger as described above.

이러한 본 발명의 목적은, 내부 열교환기와 결합되는 실린더 외주면에 나선형태의 실링홈을 다수 형성하고, 상기 실링홈에 냉매가스의 흐름을 통해 부상(浮上) 유동되면서 역화되는 냉매가스를 차단하는 나선형태의 실링부재를 삽착시켜 구성된 본 발명의 실린더 및 내부 열교환기 실링구조에 의해 해결될 수 있는 바, 이하 첨부된 도면을 참고로 상세히 설명한다.An object of the present invention is to form a plurality of spiral sealing grooves on the outer peripheral surface of the cylinder coupled to the internal heat exchanger, and the spiral groove to block the refrigerant gas backfires while floating through the flow of the refrigerant gas in the sealing groove. It can be solved by the cylinder and the internal heat exchanger sealing structure of the present invention configured by inserting a sealing member of the bar, will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 종래 쿨러의 개략적 구성도.1 is a schematic configuration diagram of a conventional cooler.

도 2 는 종래 쿨러의 실린더 및 내부 열교환기의 실링구조를 나타낸 결합단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing a sealing structure of the cylinder and the internal heat exchanger of the conventional cooler.

도 3 은 본 발명인 실린더 및 내부 열교환기의 실링구조의 분해단면도.Figure 3 is an exploded cross-sectional view of the sealing structure of the present invention cylinder and the internal heat exchanger.

도 4 는 본 발명인 실린더 및 내부 열교환기의 실링구조의 결합단면도.Figure 4 is a cross-sectional view of the sealing structure of the present invention cylinder and the internal heat exchanger.

도 5a, 도 5b, 도 5c 는 본 발명의 실린더 및 내부 열교환기 실링구조에 적용된 실링부재의 실링작용 상태도.Figures 5a, 5b, 5c is a sealing action state diagram of the sealing member applied to the cylinder and the internal heat exchanger sealing structure of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10. 실린더 11. 고정자 삽착부 12. 플랜지부10. Cylinder 11. Stator insert 12. Flange

13. 볼트삽입홀 14. 실링홈 15. 냉매가스 유동홀13. Bolt insertion hole 14. Sealing groove 15. Refrigerant gas flow hole

20. 실링부재 110. 프레임 111. 고정볼트20. Sealing member 110. Frame 111. Fixing bolt

210. 내부 열교환기 211. 방열핀부 212. 방열핀210. Internal heat exchanger 211. Heat dissipation fin section 212. Heat dissipation fin

220. 외부 열교환기220. External heat exchanger

도 3 은 본 발명인 실린더 및 내부 열교환기의 실링구조의 분해단면도를 나타낸 것이고, 도 4 는 본 발명인 실린더 및 내부 열교환기의 실링구조의 결합단면도를 나타낸 것이다.Figure 3 shows an exploded cross-sectional view of the sealing structure of the cylinder and the internal heat exchanger of the present invention, Figure 4 shows a combined cross-sectional view of the sealing structure of the cylinder and the internal heat exchanger of the present invention.

본 발명의 실린더(10) 및 내부 열교환기(210) 실링구조는, 피스톤(140)에 의해 압축된 냉매가스가 내부 열교환기(210)의 방열핀부(211)를 거치지 않고 직접 디스플레이서(310)로 유동하는 것을 방지하기 위해 상기 내부 열교환기(210)와 결합되는 실린더(150) 외주면에 오링(O-Ring)(156)이 고정된 실린더 및 내부 열교환기의 실링구조에 있어서;In the sealing structure of the cylinder 10 and the internal heat exchanger 210 of the present invention, the refrigerant gas compressed by the piston 140 does not directly pass through the heat dissipation fin portion 211 of the internal heat exchanger 210. In the sealing structure of the cylinder and the internal heat exchanger in which the O-ring (156) is fixed to the outer peripheral surface of the cylinder (150) coupled with the internal heat exchanger (210) to prevent flow to the furnace;

상기 내부 열교환기(210)의 방열핀부(211)와 결합되는 실린더(10) 외주면에 나선형태의 실링홈(14)을 다수 형성하고, 상기 실링홈(14)에 나선형태의 실링부재(floating seal)(20)를 삽착시켜 가압된 냉매가스의 흐름을 통해 상기 실링부재(20)가 부상(浮上) 및 유동(流動)되면서 상기 내부 열교환기(210)의 방열핀부(211)와 상기 실린더(10)의 사이를 실링하도록 구성되어 있다.A plurality of spiral sealing grooves 14 are formed on the outer circumferential surface of the cylinder 10 coupled to the heat dissipation fin part 211 of the internal heat exchanger 210, and a spiral sealing member is formed in the sealing groove 14. The heat sink fin 211 and the cylinder 10 of the internal heat exchanger 210 as the sealing member 20 floats and flows through the flow of the pressurized refrigerant gas. It is configured to seal between.

이하, 본 발명의 실린더 및 내부 열교환기 실링구조에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the cylinder and the internal heat exchanger sealing structure of the present invention will be described in detail.

본 발명의 실린더(10) 및 내부 열교환기(210) 실링구조는, 도 2 의 오링(156)이 고정된 실린더(150)와 내부 열교환기(210)의 실링구조 대신, 도 3 에 도시한 바와 같이 상기 실린더(10) 외주면에 나선형태의 실링홈(14)을 다수 형성하고, 상기와 같이 형성된 실린더(10)의 실링홈(14) 내에 상기 실링홈(14) 보다 크기가 다소 작은 나선형태의 실링부재(20)를 삽착시켜 피스톤(140)으로부터 가압된 냉매가스의 흐름을 통해 상기 실링홈(14) 내에서 상기 실링부재(20)가 부상(浮上) 유동하면서 상기 내부 열교환기(210)의 방열핀부(211)와 실린더(10) 사이가 실링되도록 구성된 것이다.The sealing structure of the cylinder 10 and the internal heat exchanger 210 of the present invention is shown in FIG. 3 instead of the sealing structure of the cylinder 150 and the internal heat exchanger 210 to which the O-ring 156 of FIG. 2 is fixed. As described above, a plurality of spiral sealing grooves 14 are formed on the outer circumferential surface of the cylinder 10, and in the sealing groove 14 of the cylinder 10 formed as described above, the spiral groove is somewhat smaller in size than the sealing groove 14. The sealing member 20 is inserted into the sealing member 20 while the sealing member 20 flows in the sealing groove 14 through the flow of the refrigerant gas pressurized from the piston 140. It is configured to seal between the heat radiation fin portion 211 and the cylinder (10).

이에 대한 구성 중 상기 실린더(10)는, 도 3 및 도 4 에 도시한 바와 같이, 피스톤(140)이 삽착되어 직선왕복운동을 할 수 있도록 중공형태로 형성되어 있으면서, 리니어 모터(130)의 구성요소 중 내측 고정자(130c)가 삽착될 수 있게 상기 실린더(10) 외주면 일정부분에 고정자 삽착부(11)가 형성되어 있고, 고정볼트(111)를 이용하여 프레임(110) 내측에 고정되도록 상기 실린더(10) 일측 끝단의 플랜지부(12)에 다수의 볼트삽입홀(13)이 형성되어 있으며, 내부 열교환기(210)의 방열핀부(211)와 결합되는 실린더(10) 외주면에 나선형태의 실링홈(14)을 다수 형성되어 있다. 또한, 상기 실린더(10) 내에 삽착된 피스톤(140)의 직선운동에 의해 고온 고압상태로 가압된 냉매가스가 디스플레이서(310)로 유동될 수 있도록 상기 실린더(10)의 실링홈부(14)와 플랜지부(12) 사이에 일정직경의 냉매가스 유동홀(15)이 다수 형성된 구조이다.3 and 4, the cylinder 10 is formed in a hollow shape so that the piston 140 can be inserted and linearly reciprocated, and the linear motor 130 is configured. A stator inserting portion 11 is formed at a predetermined portion of the outer circumferential surface of the cylinder 10 so that the inner stator 130c can be inserted among the elements, and the cylinder is fixed to the inside of the frame 110 using the fixing bolt 111. (10) A plurality of bolt insertion holes 13 are formed in the flange portion 12 at one end, and the spiral sealing on the outer peripheral surface of the cylinder 10 coupled to the heat dissipation fin portion 211 of the internal heat exchanger 210. Many grooves 14 are formed. In addition, the sealing groove 14 of the cylinder 10 so that the refrigerant gas pressurized at a high temperature and high pressure state by the linear motion of the piston 140 inserted into the cylinder 10 may flow to the displacer 310. A plurality of refrigerant gas flow holes 15 having a predetermined diameter are formed between the flange portions 12.

상기 내부 열교환기(210)는, 도 1 또는 도 3 및 도 4 에 도시한 바와 같이, 전체형상이 중공원통체로 형성되어 있으며, 상기 원통체 내경 둘레엔 일정길이의 방열핀(212)을 치밀하게 고정시켜 방열핀부(211)를 구성한 구조로서, 상기와 같이 형성된 내부 열교환기(210)의 경우, 피스톤(140)과 동일하게 디스플레이서(310)가 직선왕복운동을 할 수 있도록 실린더(10) 및 피스톤(140)과 동심상태로 프레임(110) 내에 삽착되어 상기 피스톤(140)으로부터 고온 고압상태로 압축된 냉매가스의 열을 흡수하여 외부 열교환기(외측 방열부)(220)를 통해 외부로 열을 방출시킨다.The internal heat exchanger 210, as shown in Figure 1 or 3 and 4, the overall shape is formed of a hollow cylinder, the heat radiation fin 212 of a predetermined length around the inner diameter of the cylinder is tightly fixed In the heat exchanger 210 formed as described above, the cylinder 10 and the piston can perform a straight reciprocating motion like the piston 140 in the case of the internal heat exchanger 210 formed as described above. It is inserted into the frame 110 concentrically with the 140 and absorbs the heat of the refrigerant gas compressed in the high temperature and high pressure state from the piston 140 to heat the outside through an external heat exchanger (outside heat dissipation unit) 220. Release.

상기 실링부재(floating seal)(20)는, 도 3 및 도 4 에 도시한 바와 같이, 상기 실린더(10) 외주면에 형성된 실링홈(14) 보다 크기가 다소 작은 나선형태로 형성되어 있으며, 상기 실린더(10) 외주면의 실링홈(14) 내에 삽착되어 피스톤(140)으로부터 가압된 냉매가스의 흐름을 통해 상기 실링홈(14) 내에서 부상(浮上) 및 유동(流動)하면서 상기 내부 열교환기(210)의 방열핀부(211)와 실린더(10) 사이를 실링하도록 형성된 구조이다. 또한, 상기 실링부재(20)는, 냉매가스의 유동압에 의해 부상 및 유동될 수 있도록 하기 위하여 무게가 가벼운 엔지니어링 플라스틱 재질이나, 또는 테프론 재질로 형성되어 있다.As shown in FIGS. 3 and 4, the sealing member 20 is formed in a spiral shape which is somewhat smaller in size than the sealing groove 14 formed on the outer circumferential surface of the cylinder 10. (10) The internal heat exchanger 210 is inserted into the sealing groove 14 of the outer circumferential surface and floats and flows in the sealing groove 14 through the flow of the refrigerant gas pressurized from the piston 140. It is a structure formed to seal between the heat radiation fin portion 211 and the cylinder (10). In addition, the sealing member 20 is formed of a light weight engineering plastic material or a Teflon material in order to be able to float and flow by the flow pressure of the refrigerant gas.

상기와 같이 구성된 세부요소들을 결합하여 본 발명의 실린더(10) 및 내부 열교환기(210) 실링구조를 형성하는 결합과정을 설명하면, 우선 실린더(10) 외주면에 다수 형성된 나선형태의 실링홈(14)에 상기 실링홈(14)과 동일한 나선형태의 실링부재(20)를 삽착시키게 되는데, 이 때 상기 실링부재(20)의 경우, 상기 실린더(10) 외주면에 형성된 실링홈(14) 보다 크기가 다소 작게 형성되어 있기 때문에, 상기 실린더(10)의 실링홈(14) 외부로 돌출되지 않고, 실링홈(14) 속에 위치되게 된다.Referring to the coupling process of forming the sealing structure of the cylinder 10 and the internal heat exchanger 210 of the present invention by combining the detailed elements configured as described above, first, a plurality of spiral sealing grooves 14 formed on the outer peripheral surface of the cylinder 10 ) Inserts the sealing member 20 of the same spiral shape as the sealing groove 14, wherein the sealing member 20 is larger than the sealing groove 14 formed on the outer peripheral surface of the cylinder (10) Since it is formed slightly smaller, it does not protrude out of the sealing groove 14 of the cylinder 10, but is positioned in the sealing groove 14.

이와 같이 실링부재(20)가 삽착된 실린더(10)를 내경 둘레에 방열핀(212)이 치밀하게 고정된 내부 열교환기(210)의 방열핀부(211)에 삽착시키고, 이후 상기 내부 열교환기(210)는 프레임(110) 내에 삽착시킨 다음, 상기 실린더(10)의 플랜지부(12)에 형성된 볼트삽입홀(13)을 통해 고정볼트(111)로 상기 프레임(110)과 상기 실린더(10)를 고정시키므로서, 도 4 에 도시한 바와 같이, 상기 실린더(10)와 내부 열교환기(210)의 실링구조를 형성하게 된다.As such, the cylinder 10 into which the sealing member 20 is inserted is inserted into the heat dissipation fin part 211 of the internal heat exchanger 210 in which the heat dissipation fin 212 is tightly fixed around the inner diameter, and then the internal heat exchanger 210. ) Is inserted into the frame 110, and then the frame 110 and the cylinder 10 with the fixing bolt 111 through the bolt insertion hole 13 formed in the flange portion 12 of the cylinder 10. By fixing, as shown in Figure 4, to form a sealing structure of the cylinder 10 and the internal heat exchanger (210).

이하, 본 발명의 실린더 및 내부 열교환기 실링구조 중 실린더 실링홈에 삽착된 실링부재의 실링작용에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the sealing operation of the sealing member inserted into the cylinder sealing groove of the cylinder and the internal heat exchanger sealing structure of the present invention will be described in detail.

도 5a, 도 5b, 도 5c 는 본 발명의 실린더 및 내부 열교환기 실링구조에 적용된 실링부재의 실링작용 상태도를 나타낸 것이다.Figures 5a, 5b, 5c shows a state of the sealing action of the sealing member applied to the cylinder and the internal heat exchanger sealing structure of the present invention.

우선, 도 4 와 같이 실링홈(14)에 나선형태의 실링부재(20)가 삽착된실린더(10)를 내부 열교환기(210)의 방열핀부(211)에 삽입시킨 다음, 상기 실린더(10)를 프레임(110) 내에 고정볼트(111)로 고정시켜 형성된 실린더(10) 및 내부 열교환기(210)의 실링구조에 피스톤(140)으로부터 고온 고압상태로 가압된 냉매가스가 상기 실링홈(14)부와 플랜지부(12) 사이에 형성된 실린더(10)의 냉매가스 유동홀(15)을 통해 도 5a 와 같이 유동되게 되면, 상기 냉매가스의 흐름에 의해 도 5b 에 도시한 바와 같이, 상기 실링홈(14) 속에 삽착되어 있던 실링부재(20)가 부상(浮上)함과 동시에, 상기 실링부재(20)가 실링홈(14) 속에서 도 5c 와 같이 유동(流動)하게 되어 상기 실링부재(20)에 의해 상기 실린더(10)와 상기 내부 열교환기(210)의 방열핀부(211) 사이가 실링되게 되며, 상기 냉매가스는 상기 실린더(10)와 상기 내부 열교환기(210)의 방열핀부(211) 사이를 실링하고 있는 실링부재(20)에 의해 상기 실린더(10)와 상기 내부 열교환기(210)의 사이로 유동이 차단되게 된다.First, the cylinder 10 in which the spiral sealing member 20 is inserted into the sealing groove 14 as shown in FIG. 4 is inserted into the heat dissipation fin part 211 of the internal heat exchanger 210, and then the cylinder 10 To the sealing structure of the cylinder 10 and the internal heat exchanger 210 formed by fixing the bolt 110 in the frame 110, the refrigerant gas pressurized from the piston 140 at high temperature and high pressure to the sealing groove 14. When flowing through the refrigerant gas flow hole 15 of the cylinder 10 formed between the portion and the flange portion 12 as shown in Figure 5a, by the flow of the refrigerant gas, as shown in Figure 5b, the sealing groove As the sealing member 20 inserted into 14 rises, the sealing member 20 flows in the sealing groove 14 as shown in FIG. 5C and the sealing member 20 The seal 10 is sealed between the cylinder 10 and the heat dissipation fin portion 211 of the internal heat exchanger 210, and the refrigerant gas is The flow is blocked between the cylinder 10 and the internal heat exchanger 210 by the sealing member 20 sealing between the air cylinder 10 and the heat dissipation fin portion 211 of the internal heat exchanger 210. do.

본 발명의 실린더 및 내부 열교환기 실링구조는, 쿨러의 구성요소 중 내부 열교환기와 결합되는 실린더 외주면에 나선형태의 실링홈을 다수 형성하고, 상기 실링홈에 나선형태의 실링부재를 삽착시켜 냉매가스의 흐름에 의해 상기 실링부재가 부상(浮上) 유동되면서 상기 실린더와 내부 열교환기의 방열핀부 사이로 유입되는 냉매가스를 차단하도록 상기 실린더와 상기 내부 열교환기의 실링구조를 개선하므로서, 이에 따른 실링부재의 효과적인 실링작용에 의해 쿨러의 성능저하를 방지할 수 있는 탁월한 효과가 있다.In the cylinder and internal heat exchanger sealing structure of the present invention, a plurality of spiral sealing grooves are formed on the outer circumferential surface of the cylinder which is combined with the internal heat exchanger among the components of the cooler, and a spiral sealing member is inserted into the sealing groove to provide refrigerant gas. By improving the sealing structure of the cylinder and the internal heat exchanger to block the refrigerant gas flowing between the cylinder and the heat dissipation fin portion of the internal heat exchanger while the sealing member is floating by the flow, the effective sealing member There is an excellent effect that can prevent the deterioration of the cooler by the sealing action.

또한, 상기와 같이 실링부재가 상기 실린더의 실링홈 속으로 삽착 위치되기 때문에, 상기 실린더와 내부 열교환기에 대한 조립의 간편함과 함께, 제품에 대한 생산성을 향상시킬 수 있는 탁월한 효과도 있다.In addition, since the sealing member is inserted into the sealing groove of the cylinder as described above, there is an excellent effect of improving the productivity of the product with ease of assembly of the cylinder and the internal heat exchanger.

Claims

In order to prevent the refrigerant gas compressed by the piston from flowing directly to the displacer without passing through the heat radiating fin of the internal heat exchanger, the cylinder of the cylinder and the internal heat exchanger having an O-ring fixed to the outer circumferential surface of the cylinder combined with the internal heat exchanger In structure;

A plurality of spiral sealing grooves are formed on the outer circumferential surface of the cylinder coupled to the heat dissipation fin portion of the internal heat exchanger, and a spiral sealing member is inserted into the sealing groove to insert the sealing seal through the flow of the pressurized refrigerant gas. The cylinder and the internal heat exchanger sealing structure of the cooler, characterized in that configured to seal between the radiating fin portion of the internal heat exchanger and the cylinder while floating and flowing.