KR20030073668A

KR20030073668A - 왕복동식 압축기의 마모 방지 구조

Info

Publication number: KR20030073668A
Application number: KR1020020013330A
Authority: KR
Inventors: 윤형표; 이경원
Original assignee: 주식회사 엘지이아이
Priority date: 2002-03-12
Filing date: 2002-03-12
Publication date: 2003-09-19

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 마모 방지 구조에 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 가동자 또는 이 가동자에 결합한 스프링 지지대와 상기한 프레임 사이에 구비하는 공진스프링을 포함한 왕복동식 압축기에 있어서, 공진스프링의 끝단이 접하는 프레임과 가동자 또는 이 가동자가 결합한 스프링 지지대에 각각 스프링의 끝단을 삽입하거나 억지끼우는 스프링 안착홈 또는 스프링 고정돌기를 형성하고, 그 스프링 안착홈의 내측면 또는 스프링 고정돌기의 외표면에 경도가 높은 Ni-P로 표면강화층을 부가 형성함으로써, 각 공진스프링이 압축/이완을 반복하면서 회전하더라도 상기한 스프링 안착홈이나 스프링 고정돌기가 마모되는 것을 방지하여 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

왕복동식 압축기의 마모 방지 구조{STRUCTURE FOR PROTECTING ABRASION OF RECIPROCATING COMPRESSOR}

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 특히 공진스프링과 접촉하는 부위의 마모를 방지하기 위한 왕복동식 압축기의 마모 방지 구조에 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, 가스흡입관(SP) 및 가스토출관(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 공진스프링 유니트(50)로 구성하고 있다.

프레임 유니트(20)는 압축 유니트(40)의 실린더(41)와 피스톤(42)을 함께 지지하여 그 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, 중간 프레임(22)에 볼트(미도시)로 결합하여 왕복동식 모터(30)의 외측 고정자(31)와 내측 고정자(32)를 함께 지지하는 후방 프레임(23)으로 이루어져 있다.

전방 프레임(21)의 내측면과 중간 프레임(22)의 전방측면에는 도 2에서와 같이 후술할 전방측 공진스프링(51)을 억지끼움하여 고정하는 스프링 안착홈(21a)(22a)을 각각의 공진스프링(51)(52) 개수만큼 형성하고 있다.

공진스프링 유니트(50)는 왕복동식 모터(30)의 가동자(33)와 피스톤(42)과 함께 결합하는 스프링 지지대(51)의 양측에 각각 결합하여 상기한 가동자(33)와 피스톤(42)의 공진운동을 유도하는 것으로, 압축코일스프링으로 형성하여 피스톤(42)쪽에 배치하는 전방측 공진스프링(52)과 왕복동식 모터(30)쪽에 배치하는 후방측 공진스프링(53)으로 이루어져 있다.

스프링 지지대(51)의 좌우 양측면에는 전방측 공진스프링(52)과 후방측 공진스프링(53)을 억지끼워 고정하기 위한 스프링 고정돌기(51a)(51a)를 각각 돌출 형성하고 있다.

도면중 미설명 부호인 43은 흡입밸브, 44는 토출밸브 조립체, F는 흡입유로, P는 압축공간이다.

상기와 같은 종래 왕복동식 압축기는 다음과 같이 동작한다.

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 직선으로 왕복운동을 하면서 실린더(41)의 압축공간(P)에 압력차를 발생시킴으로써 냉매가스를 상기한 압축공간으로 흡입하여 일정 압력까지 압축하였다가 토출시키는 일련의 과정을 반복하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기에 있어서는, 전방측 공진스프링(52)과 후방측 공진스프링(53)이 압축/이완을 반복하면서 편심력에 의해 회전하려는 경향이 생기고, 이 과정에서 각 공진스프링(52)(53)과 접촉하는 스프링 안착홈(21a)(22a)과 스프링 고정돌기(51a)(51a)가 지속적으로 마모되어 결국 공진스프링(52)(53)의 고정위치가 틀어지거나 심하면 공진스프링(52)(53)이 탈거하여 압축기 신뢰성을 저하시킬 우려가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 각 공진스프링과 접촉하는 프레임 또는 스프링 지지부재의 마모를 미연에 방지할 수 있는 왕복동식 압축기의 마모 방지 구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2는 종래 왕복동식 압축기에서 공진스프링의 고정부위를 보인 종단면도.

도 3은 본 발명 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 4는 본 발명 왕복동식 압축기에서 공진스프링의 고정부위를 보인 종단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

21 : 전방 프레임 21a : 스프링 안착홈

22 : 중간 프레임 22a : 스프링 안착홈

51 : 스프링 지지대 51a : 스프링 고정돌기

52,53 : 공진스프링 100 : 표면강화층

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 가동자 또는 이 가동자에 결합한 스프링 지지대와 상기한 프레임 사이에 구비하는 공진스프링을 포함한 왕복동식 압축기에 있어서, 공진스프링의 끝단이 접하는 프레임과 가동자 또는 이 가동자에 결합한 스프링 지지대에 표면강화층을 부가 형성한 것을특징으로 하는 왕복동식 압축기의 마모 방지 구조를 제공한다.

또는, 공진스프링의 끝단이 접하는 프레임과 가동자 또는 이 가동자가 결합한 스프링 지지대에 각각 스프링의 끝단을 삽입하거나 억지끼우는 스프링 안착홈 또는 스프링 고정돌기를 형성하고, 그 스프링 안착홈의 내측면 또는 스프링 고정돌기의 외표면에 표면강화층을 부가 형성한 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 마모 방지 구조를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 마모 방지 구조를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 4는 본 발명 왕복동식 압축기에서 공진스프링의 고정부위를 보인 종단면도이다.

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 지지하는후방 프레임(23)으로 이루어진다.

스프링 유니트(50)는 왕복동식 모터(30)의 가동자(33)와 피스톤(42)과 함께 결합하는 스프링 지지대(51)의 양측에 각각 결합하여 상기한 가동자(33)와 피스톤(42)의 공진운동을 유도하는 것으로, 압축코일스프링으로 형성하여 피스톤(42)쪽에 배치하는 전방측 공진스프링(52)과 왕복동식 모터(30)쪽에 배치하는 후방측 공진스프링(53)으로 이루어진다.

여기서, 전방 프레임(21)의 내측면과 중간 프레임(22)의 일측면 그리고 이들에 대향하는 스프링 지지대(51)의 양측면에는 상기한 전방측 공진스프링(52)과 후방측 공진스프링(53)의 양단이 삽입하거나 억지끼워지도록 스프링 안착홈(21a)(22a)과 스프링 지지돌기(51a)(51a)를 각각 형성하고, 각 공진스프링(52)(53)이 접하는 스프링 안착홈(21a)(22a)의 내측면과 스프링 지지돌기(51a)(51a)의 외측면에는 각각 Ni-P 코팅처리를 통해 표면강화층(100)을 형성한다.

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, 왕복동식 모터(30)에 전원을 인가하면, 그 왕복동식 모터(30)의 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 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 실린더(41) 압축공간(P)으로 흡입하여 일정압력까지 압축하였다가 토출시키는 일련의 과정을 반복한다.

이때, 공진스프링 유니트(50)의 각 공진스프링(52)(53)은 가동자(33)와 피스톤(42)의 왕복운동시 압축/이완을 반복하는 과정에서 코일스프링의 특성상 편심력을 발생하고, 이 편심력에 의해 각 공진스프링(52)(53)이 회전을 하면서 접촉면인 스프링 안착홈(21a)(22a)의 내측면이나 스프링 고정돌기(51a)(51a)의 외표면을 마모할 우려가 있으나, 스프링 안착홈(21a)(22a)의 내측면과 스프링 고정돌기(51a)(51a)의 외표면에 경도가 높은 Ni-P 코팅층을 형성함에 따라 각 공진스프링(52)(53)의 회전으로 인한 스프링 안착홈(21a)(22a) 또는 스프링 고정돌기(51a)(51a)의 마모를 미연에 방지할 수 있다.

이렇게 하여, 압축기의 동작중에 코일스프링인 전방측 공진스프링과 후방측 공진스프링이 접하는 전방 프레임 또는 중간 프레임 그리고 스프링 지지대의 마모 및 파손을 방지하고 이를 통해 각 공진스프링의 틀어짐 또는 탈거를 미연에 방지하여 압축기 신뢰성을 높일 수 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 마모 방지 구조는, 전방측 공진스프링과 후방측 공진스프링이 접하는 프레임 또는 스프링 지지대의 스프링 안착홈 또는 스프링 고정돌기에 경도가 높은 Ni-P 코팅층을 형성함으로써, 각 공진스프링이 압축/이완을 반복하면서 회전하더라도 상기한 스프링 안착홈이나 스프링 고정돌기가 마모되는 것을 방지하여 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims

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 가동자 또는 이 가동자에 결합한 스프링 지지대와 상기한 프레임 사이에 구비하는 공진스프링을 포함한 왕복동식 압축기에 있어서,

공진스프링의 끝단이 접하는 프레임과 가동자 또는 이 가동자에 결합한 스프링 지지대에 표면강화층을 부가 형성한 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 마모 방지 구조.
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 가동자 또는 이 가동자에 결합한 스프링 지지대와 상기한 프레임 사이에 구비하는 공진스프링을 포함한 왕복동식 압축기에 있어서,

공진스프링의 끝단이 접하는 프레임과 가동자 또는 이 가동자가 결합한 스프링 지지대에 각각 스프링의 끝단을 삽입하거나 억지끼우는 스프링 안착홈 또는 스프링 고정돌기를 형성하고, 그 스프링 안착홈의 내측면 또는 스프링 고정돌기의 외표면에 표면강화층을 부가 형성한 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 마모 방지 구조.
제1항 또는 제2항에 있어서,

표면강화층은 Ni-P 코팅 처리를 통해 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 마모 방지 구조.