KR20030073662A - 왕복동식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 본 발명은 케이싱의 내부에 설치하여 가동자가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동식모터와, 왕복동식모터의 가동자에 결합하여 실린더의 내부에서 직선으로왕복운동을 하고 그 내부에 실린더의 압축공간으로 유체를 유도하기 위한 흡입유로를 구비하는 피스톤과, 피스톤의 흡입유로에 연통하도록 설치하여 유체의 흡입 압축시 발생하는 소음을 감쇠하는 흡입소음기와, 왕복동식모터의 가동자와 피스톤의 연결부에 결합하여 그 가동자와 피스톤의 공진운동을 유도하기 위한 공진스프링을 양측면에 지지하는 스프링지지대를 포함한 왕복동식 압축기에 있어서, 피스톤의 일측에 왕복동식모터의 가동자와 흡입소음기 그리고 스프링지지대를 함께 겹치도록 배열하여 일괄 결합함으로써, 마그네트프레임과 흡입소음기 그리고 스프링지지대를 피스톤에 결합하기 위한 조립공정과 이에 필요한 부품수를 줄여 생산성을 현저히 향상시킬 수 있다.

Description

왕복동식 압축기{RECIPROCATING COMPRESSOR}

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 특히 피스톤과 마그네트 프레임과 스프링 지지대 그리고 흡입소음기 등 여러 부품을 용이하게 조립할 수 있는 왕복동식 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 압축기는 피스톤이 실린더의 내부에서 왕복운동을 하면서 가스를 흡입 압축하여 토출시키는 것으로, 도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 2는 종래 왕복동식 압축기에서 가동자와 피스톤 그리고 흡입소음기 등을 분해하여 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 왕복동식 압축기는, 가스흡입관(SP) 및 가스토출관(DP)을 구비하는 케이싱(10)과, 케이싱(10)의 내부에 탄력 지지하는 프레임유니트(20)와, 프레임유니트(20)에 고정하여 가동자(33)가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동식모터(30)와, 프레임유니트(20)에 고정하고 왕복동식모터(30)의 가동자(33)에 결합하여 가스를 흡입 압축하여 토출하는 압축유니트(40)와, 왕복동식모터(20)의 가동자(33)를 압축유니트(40)의 피스톤(42)과 함께 탄력 지지하여 그 가동자(33)와 피스톤(42)의 공진운동을 유도하는 공진스프링유니트(50)와, 가스흡입관(SP)을 통해 케이싱(10)의 내부로 유입한 냉매가스를 압축공간(P)으로 유도함과 아울러 냉매가스의 압축시 발생하여 가스흡입관(SP)쪽으로 역류하는 소음을 감쇠하기 위한 흡입소음기(60)를 포함하고 있다.

프레임유니트(20)는 압축유니트(40)의 실린더(41)와 피스톤(42)을 함께 지지하고 왕복동식모터(30)의 일 측면을 지지하는 전방프레임(21)과, 전방프레임(21)에 결합하여 왕복동식모터(30)의 타측면을 지지하는 중간프레임(22)과, 중간프레임(22)에 결합하여 공진스프링유니트(50)를 수용하는 후방프레임(23)으로 이루어져 있다.

왕복동식모터(30)는 프레임유니트의 전방프레임(21)과 중간프레임(22) 사이에 고정하는 외측고정자(outer stator)(31)와, 외측고정자(31)의 내측에 일정 공극을 두고 상기 전방프레임(21)의 외주면에 고정하는 내측고정자(inner stator)(32)와, 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이의 공극(air gap)에 개재하여 압축유니트(40)의 피스톤(42)에 결합하고 그 피스톤(42)과 함께 직선으로 왕복운동을 하는 가동자(33)로 이루어져 있다.

가동자(33)는 피스톤(42)의 플랜지부(42a)에 제1 볼트(B1)로 체결하는 마그네트프레임(33A)과, 마그네트프레임(33A)의 전방측 외주면에 원주방향으로 부착하는 다수 개의 마그네트(33B)들로 이루어져 있다.

압축유니트(40)는 전방프레임(21)에 삽입하여 고정하는 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 실린더(41)의 외주면과 이에 대응하는 내측고정자(32) 사이에 삽입하고 일단은 전방프레임(21)에 지지하는 반면 타단은 가동자(33)와 피스톤(42)의 연결부 일측면에 지지하는 전방측 공진스프링(51)과, 가동자(33)와 피스톤(42)의 연결부 타측면에 일단을 지지하는 반면 타단은 후방프레임(23)의 내측면에 지지하는 후방측 공진스프링(52)으로 이루어져 있다.

흡입소음기(60)는 피스톤(42)의 흡입유로(F)에 삽입하여 소경관을 이루고 피스톤(42)의 플랜지부(42a)에 제2 볼트(B2)로 체결하거나 또는 용접으로 고정하는 제1 관부(61)와, 제1 관부(61)에 확관 형성하여 대경관을 이루고 피스톤(42)의 외곽에 배치하여 공명실을 형성하는 제2 관부(62)로 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 33a는 절곡부, 33b는 관통구멍, 42b는 체결구멍, 61a는 플랜지부, 61b는 관통구멍이다.

상기와 같은 종래 왕복동식 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 왕복동식모터(30)의 외측 고정자(31)에 전원을 인가하면, 그 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이에 플럭스(flux)가 형성되어 가동자(33)와 피스톤(42)이 함께 플럭스의 방향에 따라 움직이면서 공진스프링유니트(50)에 의해 직선으로 왕복운동을 하고, 이와 함께 피스톤(42)이 실린더(41)의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 실린더(41)의 압축공간(P)에 압력차를 발생시킴으로써 냉매가스를 흡입하여 일정 압력까지 압축하였다가 토출하는 일련의 과정을 반복하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기에 있어서는, 마그네트 프레임(33a)과 흡입소음기(60)를 피스톤(42)에 서로 별개로 고정함에 따라 작업공수와 부품수가 증가하여 생산비용은 상승하면서도 생산성은 저하하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기들이 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 마그네트 프레임과 흡입소음기를 고정할 때 작업공수와 부품수를 줄여 생산성을 높일 수 있는 왕복동식 압축기를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2는 종래 왕복동식 압축기에서 피스톤과 마그네트프레임 그리고 흡입소음기의 조립상태를 분해하여 보인 종단면도.

도 3은 본 발명 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 4 및 도 5는 본 발명 왕복동식 압축기에서 피스톤과 마그네트프레임 그리고 흡입소음기의 조립방식에 대한 일례들을 보인 종단면도.

도 6은 본 발명 왕복동식 압축기에서 피스톤과 마그네트프레임과 흡입소음기 그리고 스프링지지대의 조립상태를 보인 종단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

30 : 왕복동식모터 33 : 가동자

33A : 마그네트프레임 33a : 절곡부

33b : 관통구멍 33c : 연장부

42 : 피스톤 42a : 플랜지부

42b : 체결구멍 53 : 스프링지지대

61 : 제1 관부 61a : 확장부

61b : 관통구멍

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱의 내부에 설치하여 가동자가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동식모터와, 왕복동식모터의 가동자에 결합하여 실린더의 내부에서 직선으로왕복운동을 하고 그 내부에 실린더의 압축공간으로 유체를 유도하기 위한 흡입유로를 구비하는 피스톤과, 피스톤의 흡입유로에 연통하도록 설치하여 유체의 흡입 압축시 발생하는 소음을 감쇠하는 흡입소음기를 포함한 왕복동식 압축기에 있어서, 피스톤의 일측에 왕복동식모터의 가동자와 흡입소음기를 함께 겹치도록 배열하여 일괄 결합한 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기를 제공한다.

또, 케이싱의 내부에 설치하여 가동자가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동식모터와, 왕복동식모터의 가동자에 결합하여 실린더의 내부에서 직선으로왕복운동을 하고 그 내부에 실린더의 압축공간으로 유체를 유도하기 위한 흡입유로를 구비하는 피스톤과, 피스톤의 흡입유로에 연통하도록 설치하여 유체의 흡입 압축시 발생하는 소음을 감쇠하는 흡입소음기와, 왕복동식모터의 가동자와 피스톤의 연결부에 결합하여 그 가동자와 피스톤의 공진운동을 유도하기 위한 공진스프링을 양측면에 지지하는 스프링지지대를 포함한 왕복동식 압축기에 있어서, 피스톤의 일측에 왕복동식모터의 가동자와 흡입소음기 그리고 스프링지지대를 함께 겹치도록 배열하여 일괄결합한 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명 왕복동식 압축기에서 피스톤과 마그네트프레임 그리고 흡입소음기의 조립방식에 대한 일례들을 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 왕복동식 압축기는, 케이싱(10)의 내부에 탄력 지지하여 설치하는 프레임유니트(20)와, 프레임유니트(20)에 고정하여 직선으로의 구동력을 발생하는 왕복동식모터(30)와, 프레임유니트(20)에 지지하여 유체를 흡입 압축하는 압축유니트(40)와, 프레임유니트(20)와 왕복동식모터(30)의 가동자(33) 사이에 결합하여 그 가동자(33)와 압축유니트(40)의 피스톤(42)이 함께 공진운동을 하도록 유도하는 공진스프링유니트(50)와, 가스흡입관(SP)을 통해 케이싱(10)의 내부로 유입한 냉매가스를 압축공간(P)으로 유도함과 아울러 냉매가스의 압축시 발생하여 가스흡입관(SP) 쪽으로 역류하는 소음을 감쇠하기 위한 흡입소음기(60)를 포함한다.

왕복동식모터(30)는 프레임유니트(20)의 전방프레임(21)과 중간프레임(22) 사이에 고정 설치하는 외측고정자(31)와, 외측고정자(31)의 내측에 일정 공극을 두고 상기한 전방프레임(21)에 고정하는 내측고정자(31)와, 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이의 공극(air gap)에 개재하여 압축유니트의 피스톤(42)에 결합하고 그 피스톤(42)과 함께 직선으로 왕복운동을 하는 가동자(33)로 이루어진다.

가동자(33)는 피스톤(42)의 플랜지부(42a)에 고정하는 마그네트프레임(33A)과, 마그네트프레임(33A)의 전방측 외주면에 원주방향으로 부착하는 다수 개의 마그네트(33B)들로 이루어진다.

마그네트프레임(33A)은 피스톤(42)의 플랜지부(42a)에 후술할 흡입소음기(60)의 제1 관부(61)와 겹치도록 배열하여 그 흡입소음기(60)와 함께 용접이나 볼팅으로 일괄 고정한다. 이를 위해 마그네트프레임(33A)의 일측 절곡부(33a)에는 상기한 피스톤(42)의 플랜지부(42a)와 충분히 겹치도록 연장부(33c)를 형성한다.

압축유니트(40)는 전방프레임(21)에 삽입하여 고정하는 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 이루어진다.

피스톤(42)은 앞서 언급한 바와 같이 마그네트프레임(33A)의 연장부(33c)와 후술할 흡입소음기(60)의 제1 관부(61)가 함께 겹치도록 하여 상기한 마그네트프레임(33A)과 제1 관부(61)를 일괄 고정한다.

공진스프링 유니트(50)는 실린더(41)의 외주면과 이에 대응하는 내측고정자(32) 사이에 삽입하고 일단은 전방프레임(21)에 지지하는 반면 타단은 가동자(33)와 피스톤(42)의 연결부 일측면에 지지하는 전방측 공진스프링(51)과, 가동자(33)와 피스톤(42)의 연결부 타측면에 일단을 지지하는 반면 타단은 후방프레임(23)의 내측면에 지지하는 후방측 공진스프링(52)으로 이루어진다.

흡입소음기(60)는 피스톤(42)의 흡입유로(F)에 삽입하여 소경관을 이루고 상기한 피스톤(42)의 플랜지부(42a)와 마그네트프레임(33A)의 연장부(33c)에 겹치도록 배열하여 함께 용접 또는 체결볼트(B)로 체결 고정하는 제1 관부(61)와, 제1 관부(61)의 확장부(61a)에 대경관을 이루도록 결합하여 피스톤(42)의 외곽에 배치하는 제2 관부(62)로 이루어진다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 33b는 관통구멍, 42b는 체결구멍, 61b는 관통구멍이다.

상기와 같은 본 발명 왕복동식 압축기의 작용 효과는 다음과 같다.

즉, 피스톤(42)의 플랜지부(42a)에 가동자(33)의 일부를 이루는 마그네트프레임(33A)의 연장부(33c)를 겹치도록 배열하고, 그 마그네트프레임(33A)의 연장부(33c)에 함께 겹치도록 흡입소음기(60)의 제1 관부(61)의 확장부(61a)를 배열하며, 이후 상기한 마그네트프레임(33A)의 연장부(33a)와 흡입소음기(60)의 제1 관부(62)의 확장부(61a)를 용접으로 피스톤(42)의 플랜지부(42a)에 고정하거나 또는 제1 관부(61)의 관통구멍(61b)과 마그네트프레임(33A)의 관통구멍(33b)을 통과하여 피스톤(42)의 플랜지부(42a)에 구비한 체결구멍(42b)에 체결하는 고정볼트(B)로 체결 고정함으로써 마그네트프레임(33A)과 흡입소음기(60)를 한 번의 조립공정으로 피스톤(42)에 고정할 수 있다.

이를 통해 마그네트프레임과 흡입소음기의 조립공정과 이에 필요한 부품수가 상대적으로 줄어 생산성이 향상하는 효과가 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 일실시예에서는 공진스프링(51)(52)을 가동자(33)와 피스톤(42)의 연결부인 피스톤(42)의 플랜지부(42a)에 지지하는 것이었으나, 본 실시예는 공진스프링(51)(52)을 지지하는 별도의 스프링지지대(53)를 상기한 가동자(33)와 피스톤(42)의 플랜지부(42a)에 고정하는 경우에 관한 것이다.

이 경우, 도 6에서와 같이 스프링지지대(53) 역시 마그네트프레임(33A)과 흡입소음기(60)와 함께 전술한 바와 같이 용접이나 고정볼트로 일괄 조립하는 것이 바람직하다.

이를 위한 구체적인 방법 및 구성은 전술한 일실시예와 대동소이하며 그에 따른 작용효과 역시 전술한 일실시예와 동일하다.

본 발명에 의한 왕복동식 압축기는, 피스톤과 가동자와 흡입소음기와 스프링지지대를 서로 겹치도록 배열한 상태에서 용접이나 볼팅으로 한 번에 고정 결합함으로써, 마그네트프레임과 흡입소음기 그리고 스프링지지대를 피스톤에 결합하기 위한 조립공정과 이에 필요한 부품수를 줄여 생산성을 현저히 향상시킬 수 있다.

Claims (6)

1. 케이싱의 내부에 설치하여 가동자가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동식모터와, 왕복동식모터의 가동자에 결합하여 실린더의 내부에서 직선으로왕복운동을 하고 그 내부에 실린더의 압축공간으로 유체를 유도하기 위한 흡입유로를 구비하는 피스톤과, 피스톤의 흡입유로에 연통하도록 설치하여 유체의 흡입 압축시 발생하는 소음을 감쇠하는 흡입소음기를 포함한 왕복동식 압축기에 있어서,

   피스톤의 일측에 왕복동식모터의 가동자와 흡입소음기를 함께 겹치도록 배열하여 일괄 결합한 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
2. 제1항에 있어서,

   피스톤과 가동자와 흡입소음기를 용접으로 함께 결합한 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
3. 제1항에 있어서,

   피스톤과 가동자와 흡입소음기에 각각 관통구멍 또는 볼트구멍을 형성하여 볼트로 체결한 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
4. 케이싱의 내부에 설치하여 가동자가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동식모터와, 왕복동식모터의 가동자에 결합하여 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하고 그내부에 실린더의 압축공간으로 유체를 유도하기 위한 흡입유로를 구비하는 피스톤과, 피스톤의 흡입유로에 연통하도록 설치하여 유체의 흡입 압축시 발생하는 소음을 감쇠하는 흡입소음기와, 왕복동식모터의 가동자와 피스톤의 연결부에 결합하여 그 가동자와 피스톤의 공진운동을 유도하기 위한 공진스프링을 양측면에 지지하는 스프링지지대를 포함한 왕복동식 압축기에 있어서,

   피스톤의 일측에 왕복동식모터의 가동자와 흡입소음기 그리고 스프링지지대를 함께 겹치도록 배열하여 일괄 결합한 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
5. 제1항에 있어서,

   피스톤과 가동자와 흡입소음기 그리고 스프링지지대를 용접으로 함께 결합한 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
6. 제1항에 있어서,

   피스톤과 가동자와 흡입소음기 그리고 스프링지지대에 각각 관통구멍 또는 볼트구멍을 형성하여 볼트로 체결한 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.