KR20030069718A

KR20030069718A - 왕복동식 압축기의 오버 스트로크 방지 장치

Info

Publication number: KR20030069718A
Application number: KR1020020009657A
Authority: KR
Inventors: 곽태희; 권계시
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2003-08-27
Also published as: KR100664050B1

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 오버 스트로크 방지 장치에 관한 것으로, 센서를 이용하여 피스톤의 오버 스트로크 발생시 이를 순간적으로 감지하여 피스톤의 충돌을 방지할 수 있도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은, 스프링 지지대에 설치된 로드와 소정간격으로 이격되어, 기준 TDC인 지점을 센싱하는 TDC센서와; 상기 TDC센서에 연결되는 저항을 통해, 전압을 검출하는 전압검출부와; 상기 저항과 로드 사이에 연결되어, 전원을 공급하는 전원부와; 상기 전압검출부에서 전압이 검출되면, 현재 피스톤이 기준TDC인 지점에 위치되었음을 인식하여 그에 따라 스트로크를 제어하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성한다.

Description

왕복동식 압축기의 오버 스트로크 방지 장치{DEVICE FOR PROTECTING OVER STROKE OF RECIPROCATING COMPRESSOR}

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 특히 센서를 이용하여 피스톤의 오버 스트로크 발생시 이를 순간적으로 감지하여 피스톤의 충돌을 방지할 수 있도록 한 왕복동식 압축기의 오버 스트로크 방지장치에 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 지지하여 설치하는 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)의 가동자와 압축 유니트의 피스톤을 탄력 지지하여 공진을 유도하는 공진스프링 유니트(50)로 구성하고 있다.

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 일 측면을 지지하는 중간 프레임(22)과, 중간프레임(22)에 왕복동식 모터(30)의 외측 고정자(31)를 사이에 두고 그 외측 고정자(31)와 내측 고정자(32)를 지지하는 후방 프레임(23)으로 이루어져 있다.

왕복동식 모터(30)는 외측 고정자(outer stator)(31)와, 외측 고정자(31)의 내측에 일정 공극을 두고 결합하는 내측 고정자(inner stator)(32)와, 외측 고정자(31)와 내측 고정자(32) 사이의 공극(air gap)에 개재하여 피스톤(42)과 함께 왕복운동을 하는 가동자(33)로 이루어져 있다.

압축 유니트(40)는 프레임 유니트(20)에 고정 설치하는 실린더(41)와, 왕복동식 모터(30)의 가동자(33)에 결합하여 실린더(41)의 압축공간(P)에서 왕복운동을 하는 피스톤(42)과, 피스톤(42)의 선단에 장착하여 그 피스톤(42)의 흡입유로(F)를 개폐하면서 냉매가스의 흡입을 제한하는 흡입밸브(43)와, 실린더(41)의 토출측에 장착하여 압축공간(P)을 개폐하면서 압축가스의 토출을 제한하는 토출밸브 조립체 (44)로 이루어져 있다.

공진스프링 유니트(50)는 왕복동식 모터(30)의 가동자(33)와 피스톤(42)에 함께 결합하는 스프링 지지대(53)의 전후 양측과 이에 대응하는 전방 프레임(21) 및 중간 프레임(22) 사이에 장착하는 전방측 공진스프링(51) 및 후방측 공진스프링 (52)으로 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 110은 스프링 베이스이다.

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 공진스프링 유니트(50)에 의해 직선으로 왕복운동을 하고, 이와 함께 피스톤(42)이 실린더(41)의 내부에서 직선으로왕복운동을 하면서 실린더(41)의 압축공간(P)에 압력차를 발생시킴으로써 냉매가스를 상기한 압축공간(P)으로 흡입하여 일정 압력까지 압축하였다가 토출하는 일련의 과정을 반복하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기에 있어서는, 피스톤(42)이 이상 제어로 인해 오버스트로크(over stroke)를 할 때 이를 효과적으로 제어하지 못하여 피스톤(42)의 선단면에 구비한 흡입밸브(43)가 토출밸브 조립체(44)와 충돌하거나 또는 피스톤(42)에 결합한 가동자(33)가 프레임 유니트(20)과 충돌하면서 밸브 또는 마그네트 등이 파손할 우려가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 센서를 이용하여 피스톤의 오버 스트로크 발생시 이를 순간적으로 감지하여 피스톤의 충돌을 방지할 수 있도록 한 왕복동식 압축기의 오버 스트로크 방지장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2는 본 발명 왕복동식 압축기의 오버 스트로크 방지장치에 대한 일실시예의 구성을 보인 개략도.

도 3은 도2에 있어서, 전압 검출 파형을 보인도.

도 4는 본 발명 왕복동식 압축기의 오버 스트로크 방지장치에 대한 다른 실시예의 구성을 보인 개략도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100 :전원부 200 :전압검출부

300 :마이크로컴퓨터

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스프링 지지대에 설치된 로드와 소정간격으로 이격되어, 기준 TDC인 지점을 센싱하는 TDC센서와; 상기 TDC센서에 연결되는 저항을 통해, 전압을 검출하는 전압검출부와; 상기 저항과 로드 사이에 연결되어, 전원을 공급하는 전원부와; 상기 전압검출부에서 전압이 검출되면, 현재 피스톤이 기준TDC인 지점에 위치되었음을 인식하여 그에 따라 스트로크를 제어하는 마이크로컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스프링 지지대에 설치된 로드와 소정간격으로 이격되어, 기준 BDC인 지점을 센싱하는 BDC센서와; 상기 BDC센서에 연결되는 저항을 통해, 전압을 검출하는 전압검출부와; 상기 전압검출부에서 전압이 검출되면, 현재 피스톤이 기준 BDC인 지점에 위치되었음을 인식하여 그에 따라 스트로크를 제어하는 마이크로컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 오버 스트로크 방지장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명 왕복동식 압축기의 오버스트로크장치의 구성을 보인 개략도로서, 이에 도시한 바와같이 스프링 지지대에 설치된 로드와 소정간격으로 이격되어, 기준 TDC인 지점을 센싱하는 TDC센서(TS)와; 상기 TDC 센서(TS)에 연결되는 저항(R1)을 통해, 전압을 검출하는 전압검출부(200)와; 상기 저항(R1)과 로드 사이에 연결되어, 전원을 공급하는 전원부(100)와; 상기 전압검출부(200)에서 전압이 검출되면, 현재 피스톤이 기준TDC인 지점에 위치 되었음을 인식하여 그에 따라 스트로크를 제어하는 마이크로컴퓨터(300)로 구성하며, 이와같이 구성한 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 왕복동식 압축기의 운전중, 피스톤이 기준 TDC인 지점에 도달하지 않으면, TDC센서(TS)는 로드와 접촉하지 않게 되고, 이에 따라 저항(R1) 양단에 걸리는 전압은 '0'이 되므로, 전압검출부(200)는 저전위신호를 마이크로컴퓨터(300)에 인가한다.

상기 기준 TDC는 사용자에 의해 설정되는 것으로, 안정된 왕복동식 압축기의운전을 위하여 TDC=0인 지점의 근처값으로 기설정한다.

이에 따라, 상기 마이크로컴퓨터(300)는 현재 피스톤이 안정영역에서 왕복 운동하는 것으로 인식하여, 현재 스트로크로 압축기의 운전을 계속하여 제어한다.

한편, 피스톤이 기준 TDC인 지점에 도달하면, TDC센서(TS)는 로드와 접촉하게 되고, 이로 인해 전원부(100)에서 공급되는 전압이, 순간적으로, 저항(R1)과 TDC센서 (TS) 및 로드를 통해 흐르게 된다.

이에 따라, 상기 저항(R1)에는 순간적으로 소정 전압이 걸리게 되므로, 전압검출부 (200)는, 도3과 같은 피크전압을 검출하여 이를 마이크로컴퓨터(300)에 인가하고, 상기 마이크로컴퓨터(300)는 상기 피크전압이 검출되면, 현재 피스톤이 기준TDC인 지점에 위치되었음을 인식하여 그에 따라 스트로크를 조절하여 왕복동식 압축기가 안정영역에서 운전되도록 제어한다.

도4는 본 발명 왕복동식 압축기의 오버 스트로크 방지장치의 다른 실시예의 구성을 보인 개략도로서, 스프링 지지대에 설치된 로드와 소정간격으로 이격되어, 기준 BDC인 지점을 센싱하는 BDC센서(BS)와; 상기 BDC센서(BS)에 연결되는 저항(R1)을 통해, 전압을 검출하는 전압검출부(200)와; 상기 전압검출부(200)에서 전압이 검출되면, 현재 피스톤이 기준 BDC인 지점에 위치되었음을 인식하여 그에 따라 스트로크를 제어하는 마이크로컴퓨터(300)로 구성하며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 왕복동식 압축기의 운전중, 피스톤이 기준 BDC인 지점에 도달하지 않으면, BDC센서(BS)는 로드와 접촉하지 않게 되고, 이에 따라 저항(R1) 양단에 걸리는 전압은 '0'이 되므로, 전압검출부(200)는 저전위신호를 마이크로컴퓨터(300)에 인가한다.

상기 기준 BDC는, 사용자에 의해, 안정된 왕복동식 압축기의 운전을 위하여 BDC=0인 지점의 근처값으로 기설정한다.

한편, 피스톤이 기준 BDC인 지점에 도달하면, BDC센서(BS)는 로드와 접촉하게 되고, 이로 인해 전원부(100)에서 공급되는 전압이, 순간적으로, 저항(R1)과 BDC센서 (BS) 및 로드를 통해 흐르게 된다.

이에 따라, 상기 저항(R1)에는 순간적으로 소정 전압이 걸리게 되므로, 전압검출부 (200)는 도3과 같은 피크전압을 검출하여 이를 마이크로컴퓨터(300)에 인가하고, 상기 마이크로컴퓨터(300)는 상기 피크전압이 검출되면, 현재 피스톤이 기준BDC인 지점에 위치되었음을 인식하여 그에 따라 스트로크를 조절하여 왕복동식 압축기가 안정영역에서 운전되도록 제어한다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 센서를 이용하여 피스톤의 오버 스트로크 발생시 이를 순간적으로 감지하여 피스톤의 충돌을 방지하는 효과가 있다.

Claims

스프링 지지대에 설치된 로드와 소정간격으로 이격되어, 기준 TDC인 지점을 센싱하는 TDC센서와; 상기 TDC센서에 연결되는 저항을 통해, 전압을 검출하는 전압검출부와; 상기 저항과 로드 사이에 연결되어, 전원을 공급하는 전원부와; 상기 전압검출부에서 전압이 검출되면, 현재 피스톤이 기준TDC인 지점에 위치되었음을 인식하여 그에 따라 스트로크를 제어하는 마이크로컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 오버 스트로크 방지장치.
제1 항에 있어서, 소정간격은,

사용자에 의해, 안정영역에서 피스톤을 운전시키기 위하여 실험에 의해 결정하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 오버 스트로크 방지장치.
스프링 지지대에 설치된 로드와 소정간격으로 이격되어, 기준 BDC인 지점을 센싱하는 BDC센서와; 상기 BDC센서에 연결되는 저항을 통해, 전압을 검출하는 전압검출부와; 상기 전압검출부에서 전압이 검출되면, 현재 피스톤이 기준 BDC인 지점에 위치되었음을 인식하여 그에 따라 스트로크를 제어하는 마이크로컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 오버 스트로크 방지장치.
제3 항에 있어서, 소정간격은,

사용자에 의해, 안정영역에서 피스톤을 운전시키기 위하여 실험에 의해 결정하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 오버 스트로크 방지장치.