KR20120116461A

KR20120116461A - 공진 스프링을 선형 모터 압축기에 장착하는 장치

Info

Publication number: KR20120116461A
Application number: KR1020127020222A
Authority: KR
Inventors: 디에트마르 에리치 베른하르드 리리에; 리날도 퍼프
Original assignee: 월풀 에쎄.아.
Priority date: 2010-01-05
Filing date: 2010-12-20
Publication date: 2012-10-22
Also published as: JP2013516567A; CN102695877A; EP2521862B1; US20130121855A1; WO2011082461A1; US9206799B2; EP2521862A1; BRPI1000181A2; ES2436851T3; CN102695877B; JP5739909B2; BRPI1000181B1

Abstract

본 발명은 선형 모터 압축기에 관한 것으로, 상기 선형 모터 압축기는 이동 가능한 조립체를 형성하기 위해 로드(30)에 의해 작동 수단(40)에 결합되는 피스톤(20)이 왕복 운동하는 실린더(12)를 지닌 블록(10)과, 이동 가능한 조립체(20,30,40)에 부착된 제 1 단부(50a)와 장착 장치에 따르는 제 2 단부(50b)를 가지는 공진 스프링(50)을 포함한다. 이 장착 장치는 서로 직교하고 공진 스프링(50)의 축의 방향, 제 2 단부(50b)의 직경 방향, 및 상기 2개의 제 1 방향에 직교하는 직경 방향에 의해 형성되는 3가지 방향에서의 공진 스프링(50)의 변위와, 서로 직교하는 상기 3가지 방향 둘레에서 상기 제 2 단부(50b)의 각도 변위를 따라 형성된 위치에서 블록(10)에 조정 가능하게 부착된다.

Description

공진 스프링을 선형 모터 압축기에 장착하는 장치{MOUNTING ARRANGEMENT FOR A RESONANT SPRING IN A LINEAR MOTOR COMPRESSOR}

본 발명은 선형 모터에 의해 구동된 타입의 압축기에서의 공진 스프링에 관한 장착 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로는 압축 이동 가능한 조립체, 즉 피스톤-로드(rod)-작동 수단 조립체를 일반적으로 압축기 쉘(shell)의 내부에서 부착된 실린더 블록에 의해 형성된 비-공진 조립체에 결합시키는 타입의 공진 스프링에 관한 장착 장치에 관한 것이다.

첨부된 도면의 도 1에서 예시적으로 도시된 바와 같이, 일반적으로 냉장용으로 사용되고 선형 타입의 전기 모터에 의해 구동된 압축기들은, 일반적으로 밀봉된 쉘(1)을 포함하고, 이러한 쉘(1)은 예컨대 나삿니 스프링들과 같은 받침(suspension) 스프링(11)에 의해 쉘(1)에서 장착될 수 있는 블록(10)을 포함하는 비공진 조립체를 수용한다.

블록(10)은 일반적으로 내부가 압축 챔버(13)로 형성되는 실린더(12)를 통합하고, 이러한 압축 챔버(13)는 밸브 플레이트(14)와 헤드(25)에 의해 닫힌 단부(13a)와, 압축 챔버(13)의 내부에서 왕복 운동하는 피스톤(20)이 관통되어 장착되는 개방된 반대측 단부(13b)를 가진다. 피스톤(20)은 일반적으로 블록(10)에 장착되는 선형 모터(M)에 의해 동력이 공급된 자석(41)들을 운반하는 작동 수단(40)에 결합된다.

선형 모터(M)는 실린더(12)의 압축 챔버(13)의 내부에서 피스톤(20)의 위치를 옮기기 위해 필요한 구동을 발생시키고, 따라서 가스의 형태로 냉각 유체를 압축하는 역할을 한다.

피스톤, 로드, 및 작동 수단에 의해 형성된 이동 가능한 조립체에는 공진 스프링(50)이 결합되는데, 이러한 공진 스프링(50)은 압축 챔버(13)의 내부에서 왕복 운동하는 축방향 변위가 있을 시 피스톤(20)에 반대되는 축방향 힘들이 작용하는 방식으로 장착된다. 공진 스프링(50)은 피스톤(20)의 축 방향 변위에 관한 가이드(guide)로서 동작하고 또한 압축기의 선형 모터(M)와 함께 압축 이동 가능한 조립체에 작용한다. 압축 이동 가능한 조립체와 공진 스프링은 압축기의 공진 조립체를 형성한다.

도 1에 예시된 바와 같은 종래 기술의 구성에서는, 공진 스프링(50)이 직경 방향으로 배치된 스프링 연장부에 의해 형성되는 제 1 및 제 2 단부(50a, 50b)를 가지는 나선형 모양을 나타내고, 상기 단부들은 제 1 고정 수단(MF1)에 의해 압축 이동 가능한 조립체(일반적으로 작동 수단(50))에, 그리고 제 2 고정 수단(MF2)에 의해 비공진 조립체, 예컨대 블록(10)이나 그 지지 구조물에 각각 부착된다.

첨부된 도면 중 도 1에 예시된 것과 같이, 이러한 타입의 구조에서는, 각각의 제 1 및 제 2 고정 수단(MF1, MF2)이 베이스 부분(b1, b2)과 커버 부분(t1, t2)을 포함하는데, 이 경우 베이스 부분(b1, b2)은 각각 이동 가능한 조립체와 비공진 조립체에 단단히 부착되고, 커버 부분(t1, t2)은 상기 베이스 부분(b1, b2)과 커버 부분(t1, t2) 사이에서 각각 공진 스프링(50)의 제 1 및 제 2 단부(50a, 50b)를 보유하기 위해 각각의 베이스 부분(b1, b2)에 대해 나사로 고정된다. 베이스 부분과 커버 부분은 공진 스프링(50)의 직경 방향 단부(50a, 50b)의 착석을 위한 오목한 크래들(cradle)을 형성하는 각각의 슬리브(sleeve) 부분을 형성하도록 구성된다. 이러한 타입의 장착 장치는 몇 가지 결점을 가지는데, 그러한 결점에는 틈(gap)들이 발생할 가능성과 정밀한, 즉 제작 및 장착 오차 허용도가 감소된 크기 조정이 요구된다는 점이 있다.

도 1에 예시된 이러한 타입의 장착 장치에서는, 압축기를 장착하는 동안, 공진 조립체의 길이 방향 크기, 즉 피스톤(20)의 상부와 밸브 플레이트(14) 사이의 거리 조정을 수행하는 것이 가능하지 않다. 또한, 공진 스프링(50)의 축 둘레에서 공진 조립체의 임의의 회전 조정을 수행하는 것이 가능하지 않다. 나사의 최종 조임 전에, 스프링의 축에 직교하는 직경 방향으로, 그리고 스프링(50)의 상기 단부(50a)들의 축 둘레에서 공진 스프링(50)의 단부들을 선형으로 그리고 각을 이루게 변위시킴으로써 조정을 실행하는 것만이 가능하다.

그러므로, 상기 종래 기술의 장착 장치들에서는, 피스톤(20), 로드(30), 작동 수단(40), 및 공진 스프링(50)에 의해 형성된 부분들의 크기 조정과 장착이 엄격한 오차 허용도를 가지고 이루어질 것이 요구되고, 이는 압축기의 올바른 동작을 위해 중요하다고 간주된 2가지 장착 조건들을 보장하기 위한 복잡하고 비용이 많이 드는 실행 사항이고, 이러한 2가지 장착 조건들은 다음과 같이 형성될 수 있다:

- 첫 번째는, 압축 챔버의 내부에서 냉장 가스의 불용체적(dead volume)을 최소화하고, 결국 압축기의 효율 손실을 최소화하기 위해, 상부 사점(dead point)조건, 즉 압축 스트로크(stroke) 단부 조건에서 가능한 많이 밸브 플레이트에 피스톤이 접근하는 것을 허용하기 위한 장착 조건에서, 밸브 플레이트에 관한 피스톤의 상부 위치이고,

- 두 번째는, 베어링(오일 또는 공기) 상의 로딩(loading)을 최소화하기 위해, 실린더에 관한 피스톤의 정렬이다.

하지만, 장착 과정 동안, 피스톤의 상부로부터 실린더의 상부까지의 정확한 거리를 얻기 위해서는 언급된 거리의 최종 오차 허용도가 수용 가능한 레벨들 내에 있도록 유지되어야 할 일련의 작은 오차 허용도가 존재한다.

게다가, 실린더에 관한 피스톤의 정확한 정렬을 얻기 위해서는, 압축기의 주축에 직교하는 오차 허용도에 관해 동일한 낮은 레벨들을 유지하는 것이 필요하다. 이는 연관된 구성 성분들에 관한 높은 제조 비용을 의미한다.

피스톤(20)은 작동 수단(40)에 결합되어 피스톤(20)과 작동 수단(40) 사이의 힘들의 이전과, 압축 챔버(13)의 축과 일치하는 축 방향에 따르는 피스톤(20)의 변위를 허용하여, 피스톤(20)에 대한 블록(10)의 횡단 반작용 힘들을 최소화한다. 피스톤(20)에 대한 블록(10)의 횡단 반작용 힘들은 피스톤과 실린더 블록 사이의 과도한 마찰을 불러 일으킬 수 있어, 에너지 소비의 증가와 그에 따른 압축기 효율의 감소, 더 큰 마찰 레벨들을 겪게 되는 구성 성분들의 마모 가속화, 압축기의 유용한 수명 감소, 및 마찰로 인한 잡음의 존재를 초래하게 된다.

전술한 문제점들은 비교적 더 큰 제조 및 조립 오차 허용도를 지닌 구성 성분 부분들에 의해, 실린더의 축에 피스톤을 정렬하는 것과, 피스톤의 장착 또는 고정 조건에서 밸브 플레이트에 관한 피스톤 상부의 정확한 위치 선정을 보장하는, 피스톤, 로드, 작동 수단, 및 실린더 블록에 의해 형성된 부분들을 장착하기 위한 장치를 필요로 하게 하였다.

선형 압축기에서 공긴 스프링을 장착하는데 있어서의 상기 어려움들에 관한 해결책이 본 출원인의 브라질 특허 출원 PI 07055541-2에 제안되어 있다.

상기 종래 기술의 해결책에 따르면, 공진 스프링은 제 1 고정 수단에 의해 압축기의 실린더 블록에 부착된 제 1 단부와, 제 2 고정 수단에 의해, 피스톤, 로드, 및 작동 수단에 의해 형성된 이동 가능한 조립체에 부착된 제 2 단부를 가진다.

상기 앞선 구성에서, 제 1 및 제 2 고정 수단 중 적어도 하나는, 공진 스프링의 단부들 중 하나 부근에 제 1 면이 미리 고정되고 반대쪽에 고정면을 가지는 베어링 부분과, 한 면이 실린더 블록과 이동 가능한 조립체의 부분들 중 하나에 미리 부착되고, 반대쪽에는 접합면을 가지는 베어링 수용 부분을 포함한다. 베어링 부분과 고정 수단의 베어링 수용 부분의 상기 고정 및 접합면들은 놓여져 서로 융합되어 스프링의 각각의 단부를 이동 가능한 조립체와 실린더 블록의 부분들 중 하나에 부착시켜, 상기 이동 가능한 조립체의 중심이 실린더의 중심과 같게 유지하고, 미리 결정된 축 방향 위치 선정이 이루어지게 한다.

비록, 관련된 부분들에 관한 작은 오차 허용도를 필요로 하지 않으면서, 복잡도가 낮은 간단한 구성에 의해, 실린더의 내부에서 피스톤의 정확한 위치 선정을 허용하지만, 이러한 알려진 해결책은 서로 열적으로 융합되고 압축력을 받게 될 때, 유연성 또는 탄성 변형을 나타내어 공진 스프링에 작용하는 힘들의 과도한 증폭 및 공진 스프링의 여기시 불균형을 허용하는 플라스틱 재료들을 사용한다는 불편함을 나타낸다.

플라스틱 재료를 사용시 다른 불편함은 고정 수단의 탄성을 감소시키고 열화학적(thermo-chemical) 악화에 의한 노화에 대한 내구성을 극대화하기 위해 특별하고 비용이 많이 드는 재료를 적용할 필요성이다. 특별한 플라스틱들을 사용하여도, 이러한 종래 기술의 해결책은 여전히 압축기의 전반적인 유용한 수명에 관한 신뢰할 수 있는 장착 장치를 제공한다는 문제점에 직면한다.

전술한 불편함을 고려한, 본 발명의 일반적인 목적은 위에서 고려하고 실린더의 내부에서의 피스톤의 정확한 집중화된 위치 선정을 얻기 위한 매우 엄격한 오차 허용도를 필요로 하지 않고 비교적 간단한 구성과 조립으로 구성 성분 부품들을 이용하는 것을 허용하는 타입의 선형 압축기에 공진 스프링을 장착하는 장치와, 공진 스프링의 동작 특징들에 있어서의 간섭 없이, 압축기의 전반적인 유용한 수명에 관한 내구성이 있고 신뢰할 수 있는 장착 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 또한 실린더에 피스톤을 장착시 피스톤의 상부와 밸브 플레이트 사이에 미리 결정된 거리를 보장할 수 있어 압축기에 관한 충분한 용적을 보장할 수 있고 위에서 인용된 장착 장치를 제공하는 목적을 가진다.

본 발명의 다른 목적은 피스톤의 변위 축에 직교하는 2가지 방향으로 충분한 집중성(concentricity)을 가지고, 또한 상기 피스톤 축 주위에서 각을 이루어 모터의 적층들 사이의 공간 내에서 상기 적층들과 접촉하지 않고, 선형으로 자석들이 변위될 수 있도록 하는 모터(M)에 관한 자석(41)들의 정확한 위치 선정을 보장하는 것이다.

위에서 언급된 목적들을 이루기 위해, 본 발명은 쉘의 내부에서 실린더를 형성하는 블록, 실린더에서 왕복 운동하는 피스톤에 의해 형성된 이동 가능한 조립체, 작동 수단과 그 작동 수단에 피스톤을 결합하는 로드, 및 직경 방향에 따라 배치되고, 제 1 고정 수단에 의해 동축 방식으로 이동 가능한 조립체에, 그리고 제 2 고정 수단에 의해 블록에 각각 부착되는 제 1 단부 및 제 2 단부를 가지는 공진 스프링을 포함하는 타입의 선형 모터 압축기에서의 공긴 스프링에 관한 장착 장치를 제공한다.

공진 스프링의 제작 과정으로 인해, 그것의 직경 방향 단부들은 서로에 대해 반드시 평행할 필요는 없다는 점이 주목되어야 하는데, 이는 한쪽 단부가 나머지 단부와 예각을 형성하는 것이 가능하기 때문이다.

본 발명에 따르면, 제 2 고정 수단은 조정 가능한 적절한 위치 선정 기능을 가지고, 블록과 공진 스프링의 제 2 단부에 부착되어, 블록에 관련하여 서로 직교하고, 공진 스프링의 축 방향, 상기 제 2 단부의 직경 방향, 및 상기 2개의 제 1 방향에 직교하는 직경 방향에 의해 형성된 3가지 방향으로의 공진 스프링의 변위를 따라 그리고 또한 서로 직교하는 상기 3가지 방향 둘레의 공진 스프링의 제 2 단부의 각도 변위를 따라 형성된 위치에서 상기 제 2 단부를 블록에 고정시킨다.

2개 부분의 축들이 동축으로 유지되는 상태에서, 압축 이동 가능한 조립체에 공진 스프링을 미리 고정시키는 것을 고려하면, 장착 장치, 특히 제 2 고정 수단에 관해 제안된 구성은, 모터를 장착하는 동안 압축기의 실린더와 모터에 관련된 공진 조립체의 축 위치 선정과 필요한 정렬을 하는 것을 허용한다.

본 발명은 또한 제 1 고정 수단에 관한 단순화된 구성을 제공하여, 공진 스프링의 제 1 단부가 압축 이동 가능한 조립체에 부착되는 것을 허용하는데, 이는 상기 스프링 제 1 단부의 직경 방향에서의 그것의 상대적인 변위를 따라 그리고 상기 방향 둘레에서 형성된 위치에서 이루어져, 압축 이동 가능한 조립체로 공진 스프링의 동축 정렬을 용이하게 한다.

본 발명을 실시하는 방식들의 예로서 주어진 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 1은 종래 기술의 장치에 따라 선형 모터에 의해 구동되고 조립체 압축기와 비공진 조립체의 부분들에 장착된 공진 스프링을 가지는 압축기의 개략적이고 단순화된 길이 방향 단면도.
도 2는 쉘이 제거되지만 본 발명의 장착 장치를 담고 있는 도 1에 도시된 타입의 압축기의 개략적이고 단순화된 길이 방향 단면도.
도 3은 도 2의 것과 유사하지만 도 2에 관련하여 90°만큼 오프셋되는 길이방향 단면을 가지는 도면.
도 4는 이동 가능한 조립체에 의해 운반된 제 1 고정 수단에 장착된 제 1 단부를 갖는 공진 스프링을 예시하는, 도 2와 도 3에 도시된 압축기 부분의 사시도.
도 5는 블록에 이미 장착된 제 2 고정 수단에 고정된 제 2 단부를 갖는 공진 스프링을 예시하는, 도 2와 도 3에 도시된 압축기의 다른 부분의 사시도.
도 6(A), 도 6(B), 및 도 6(C)는 도 2, 도 3, 및 도 5에서 예시된 제 2 고정 수단의 상이한 구성 성분들의 사시도.

이미 언급된 바와 같이, 본 발명의 공진 스프링에 관한 장착 장치는 선형 모터에 의해 구동된 냉장 압축기의 구성에 관해 설명된다.

도 2에 예시된 바와 같이, 본 발명의 공진 스프링에 관한 장착 장치에 적용되는 냉장 압축기는, 일반적으로 밀봉한 쉘(1)의 내부에, 도 1에 예시된 선형 모터 압축기에 관한 본 명세서의 도입부에서 설명된 동일한 기본 구성 성분들을 포함하고, 상기 공통 구성 성분들은 동일한 참조 번호로 규정된다.

예시된 구성에 따르면, 공진 스프링(50)은 동일한 직경을 가진 2개의 개재된 스프링 와이어들에 의해 형성되고, 서로에 대해 동축인 이웃하는 단부들을 가지며, 공진 스프링(50)의 축에 직교하는 직경 방향에 따라 배치된 나선형 구성을 나타내어, 함께 공진 스프링(50)의 제 1 단부(50a)와 제 2 단부(50b)를 형성한다. 앞서 언급된 바와 같이, 공진 스프링(50)의 제 1 단부(50a)와 제 2 단부(50b)는, 비록 공진 스프링(50)에 관련하여 직경 방향의 위치 선정을 유지하지만, 서로에 대해 반드시 평행할 필요는 없다.

도 2 내지 도 6(C)에 예시된 본 발명의 구성에 따르면, 제 1 고정 수단(MF1)은 서로 반대쪽에 위치하는 2개의 베어링 부분(60)을 포함하는데, 이러한 2개의 베어링 부분(60)에는, 공진 스프링(50)의 제 1 단부(50a)의 각각의 연장부가 부분적으로 수용되는 내부에서, 일반적으로 반원형 프로파일을 가지는 오목한 크래들로서 동작하도록 구성된 오목부(61)가 각각 제공되고, 상기 단부는 예시된 구성에서 2개의 스프링 와이어의 동축이고 인접한 단부에 의해 형성된다.

공진 스프링(50)은 개방된 방식으로, 즉 2개의 스프링 와이어 동축 연장부들에 의해 형성되거나, 폐쇄된 방식으로 임의의 결합 수단에 의해 서로 만나는 각각의 스프링 와이어 동축 연장부들을 가지는 단부들(50a, 50b) 중 하나 또는 둘 다를 가질 수 있다는 점이 주목되어야 한다.

2개의 베어링 부분(60)은 그것들 사이에 공진 스프링(50)의 제 1 단부(50a)를 포함하고 확보하도록 구성된다.

2개의 베어링 부분(60)은 작동 수단(40)에 통합되고, 공진 스프링(50)의 제 1 단부(50a) 둘레의 적어도 하나의 조임 수단(62)의 작동에 의해, 나머지 것에 관련하여 하나를, 나머지 것에 대하여 하나의 베어링 부분을 이동시키고 압축시킬 수 있는 나사와 같은 적어도 하나의 조임 수단(62)과 결합되며, 2개의 베어링 부분(60)의 2개의 서로 마주보는 오목부(61)의 내부에 상기 제 1 단부(50a)를 보유한다.

예시된 구성에서, 2개의 베어링 부분(60)은 단일 조각으로 작동 수단(40)에 통합되고, 이러한 작동 수단(40)은 각각 나머지 암(43)에 부착된 베이스 단부(43a)와 각각의 베어링 부분(60)을 운반하는 자유 단부(43b)를 가지는 2개의 암(arm)(43)을 지닌 니퍼(nipper)의 형태로 된 프레임(42)을 포함한다.

각각의 베어링 부분(60)은 인접하는 오목부(61)에 관련하여 옮겨지고 나사의 형태로 된 조임 수단(62)을 수용하도록 구성된 구멍(63)을 보여주고, 그러한 구멍(63) 중 하나는 안쪽으로 나삿니가 내어질 수 있다. 베어링 부분(60)의 구멍(63)은 오목부(61)의 축에 직교하는 동일한 축에 따라 배치된다.

2개의 베어링 부분(60)은 그것들이 공진 스프링(50)의 제 1 단부(50a) 둘레에서 나머지 것에 대해 하나를 누르는 것을 허용하기 위해 선택적으로 위치가 옮겨질 수 있다면, 상이한 방식들로 작동 수단(40)에 통합될 수 있어, 공진 스프링(50)을 이동 가능한 조립체에 부착시킨다는 점이 이해되어야 한다.

도 2 내지 도 4에 예시된 것처럼, 피스톤(20)은 로드(30)에 의해, 프레임(42)의 단부에 동축 방식으로 결합되고, 이러한 프레임(42)의 단부에서는 상기 프레임(42)의 2개의 암(43)이 서로 부착된다.

또한, 도면에 예시된 구성 타입에 따르면 작동 수단(40)의 프레임(42)이 영구 자석들의 형태를 나타내는 자석(41)들을 운반한다.

제 1 고정 수단(MF1)에 관해 제안된 구성은 작동 수단(40)의 프레임(42)에서 2개의 베어링 부분(60)이 형성되는 것을 허용하여, 제 1 고정 수단(MF1)의 형성을 상당히 단순화시키고, 공진 스프링(50)의 제 1 단부(50a)의 위치가 2개의 베어링 부분(60)을 마지막으로 조이기 전에, 상기 제 1 단부(50a) 축의 직경 방향을 따라 2개의 베어링 부분(60)의 내부를 통해 선형으로, 그리고 상기 직경 방향 축 둘레에서 각을 이루면서 옮겨지는 것을 허용한다. 그러므로, 공진 스프링(50)의 제 1 단부(50a)의 위치 선정은 조임 수단(62)의 최종 압축 전에 이동 가능한 조립체를 장착하는 동안 선형으로 그리고 각을 이루어 조정될 수 있어, 작동 수단(40) 즉 압축 이동 가능한 조립체에 공진 스프링(50)의 바라는 동축 고정을 용이하게 얻을 수 있게 한다. 공진 스프링(50)은 그것의 단부(50a, 50b)를 정반대로 가지도록 구성되고, 공진 스프링(50)의 축에 관련하여 중심이 같도록, 하지만 서로에 대해 반드시 평행하지는 않은 방식으로 위치가 정해진다.

바람직한 예시된 구성에서, 공진 스프링(50)의 제 1 단부(50a)와 제 2 단부(50b)는 공진 스프링(50)의 축에 직교하는 방향들에 따라 그리고 서로에 대해 동일 평면에 있도록 배치된다. 이러한 경우, 베어링 부분(60)은 또한 공진 스프링(50)의 축에 직교하도록 배치된 오목부(61)들의 축들을 가져, 스프링의 제 1 단부(50a)의 위치 선정을 선형적으로 조정하는 것이 공진 스프링(50)의 축에 직교하는 방향에 따라 이루어지는 것을 허용하고, 상기 제 1 단부(50a)의 각도 조정이 상기 1 단부(50a)의 축 둘레에서 공진 스프링(50)의 각도 변위에 의해 이루어지는 것을 허용한다.

작동 수단(40)은 예컨대 캐스트(cast) 알루미늄 합금과 같은 임의의 적합한 재료로 구성된 니퍼의 형태로 된 프레임(42)을 가질 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 제 2 고정 수단(MF2)이 하부 몸체(70), 중간 몸체(80), 및 상부 몸체(90)를 포함하여, 공진 스프링(50)의 제 2 단부(50b)를 압축기의 블록(10)에 결합시키고, 이러한 압축기의 블록(10)은 예컨대 스틸(steel) 금속 합금 또는 소결된 재료와 같은 임의의 적합한 재료로 구성될 수 있다.

하부 몸체(70)는 블록(10)의 2개의 길이 방향 돌출부(15)의 자유 단부들 사이에 수용된 2개의 마주 보는 단면(70a)을 가지도록 크기가 정해지고, 이러한 길이 방향 돌출부(15)들은 실린더(12)의 윤곽선에 관련하여 정반대로 반대쪽에 위치한다. 블록(10)의 각각의 길이 방향 돌출부(15)의 자유 단부에는, 바람직하게는 개방 단부를 지닌 길이 방향 슬롯(16)이 제공되는데, 이러한 개방 단부를 통해 역시 전면(70b)을 나타내는 하부 몸체(70)의 서로 마주보는 단면(70a)에 제공되는 각각의 구멍(71)의 내부에서 몸체에 나삿니가 내어진 나사(17)가 부착된다.

위에서 인용된 구성을 가지고, 하부 몸체(70)는 서로 반대쪽에 있고 동축을 가지는 2개의 구멍(71)을 나타내고, 이러한 2개의 구멍(71) 각각은 블록(10)의 각각의 길이 방향 돌출부(15)의 길이 방향 슬롯(16)을 통해 장착된 각각의 나사(17)를 수용하고 보유한다. 구멍(71)들에는 각각의 나사(17)의 나삿니가 내어진 몸체를 보유하기 위한 내부 나삿니가 제공될 수 있거나, 조임 너트(nut)와 결합되고 상기 구멍들을 통해 배치된 단일 나사의 몸체를 수용하기 위해서만 크기가 정해질 수 있다.

그러므로, 하부 몸체(70)는 공진 스프링(50)의 길이 방향 축의 방향으로 선형적으로, 그리고 2개의 나삿니가 난 구멍(71)의 공통 축 둘레에서 각도를 이루어 위치가 옮겨질 수 있고, 이 경우 그 축은 공진 스프링(50)의 제 2 단부(50b)의 축과 공진 스프링(50)의 축에 동시에 직교하는 방향에 따라 배치된다. 이러한 구성은 블록(10)에서 하부 몸체(70)를 고정시키기 위해 나사(17)들을 마지막으로 조이기 전에 하부 몸체(70)의 2가지 위치 선정 조정(길이 방향의 선형 및 각도상)을 실행하는 것을 허용한다.

예시된 구성에서, 하부 몸체(70)는 또한 그것의 전면(70b)에, 앞서 설명한 바와 같이 미리 결정된 연장부에 의해 전방으로 돌출하는 스페이서(spacer)(75)를 통합한다.

중간 몸체(80)는 하부 몸체(70)의 전면(70b)에 기대어 놓일 후면(rear face)(80a)과 전면(80b)을 나타낸다.

후면(80a)은 압축 이동 가능한 조립체의 축에 동축이거나 거의 동축이 되도록, 일반적으로 원통형 핀의 형태로 된 직교 돌출부(81)를 통합할 수 있고, 이 경우 직교 돌출부(81)는 하부 몸체(70)의 전면(70b)에 제공된 직사각형의 오목부(72)의 내부에 맞추어지고 안내되도록 크기가 정해진다. 직사각형의 오목부(72)는 구멍(71)들의 공통 축에 평행한 길이 방향 축을 가진다. 직교 돌출부(81)와 직사각형의 오목부(72)의 위치들이, 이들 요소들이 효과적으로 제공되는 경우, 바뀔 수 있다는 점이 이해되어야 하는데, 즉 직교 돌출부(81)는 하부 몸체의 전면(70b)에 통합되고, 직사각형의 오목부(72)는 중간 몸체(80)의 후면(80a)에 제공된다.

이러한 구성은 중간 몸체(80)가 구멍(71)들의 공통 축 방향으로, 즉 공진 스프링(50)의 축과 공진 스프링(50)의 제 2 단부(50b)의 직경 방향에 직교하는 방향으로, 하부 몸체(70)에 의해 안내된 하부 몸체(70)의 전면(70b)을 따라 선형적으로 위치가 옮겨지는 것을 허용한다.

중간 몸체(80)는 또한 그것의 직교 돌출부(81)의 축 둘레, 압축 이동 가능한 조립체의 축과 일치하거나 평행한 방향 둘레에서, 그것의 직교 돌출부(81)와 함께 회전될 수 있다. 하지만, 이러한 구성은 직사각형의 오목부(72)의 길이 방향 축에 직교하는 직경 방향을 따라, 즉 공진 스프링(50)의 제 2 단부(50b)의 직경 방향을 따라서 하부 몸체(70)에 관련하여 선형적으로 위치가 옮겨지는 것을 허용하지 않는다.

중간 몸체(80)는 또한 그것의 전면(80b)의 전체 폭을 따라, 일반적으로 반원 형태의 프로파일을 가지거나 하부 몸체(70)의 구멍(71)들의 축과 공진 스프링(50)의 축에 직교하는 축을 가지는, 예컨대 V자 형태로 된 스프링 와이어의 단면 윤곽선과 조화되는 임의의 다른 모양으로 된 오목한 크래들을 형성하는 오목부(82)를 나타낸다. 이 오목부(82)는 공진 스프링(50)의 제 2 단부(50b)의 연장부가 놓이는 크래들로서 동작하도록 크기가 정해진다.

비록 도면의 숫자들이 하부 몸체(70)와 중간 몸체(80)에 관한 임의의 다른 구성을 예시하지는 않지만, 중간 몸체(80)는 직사각형의 오목부(72)가 하부 몸체(70)로부터 눌러지는 경우 직교 돌출부(81) 없이 구성될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 이 경우, 중간 몸체(80)의 오목부(82)에서 미끄러져 움직이는 공진 스프링(50)의 제 2 단부(50b) 대신, 공진 스프링(50)의 제 2 단부(50b)의 방향과 일치하는 직경 방향에 따라, 하부 몸체(70)에서 미끄러져 움직이는 것은 중간 몸체(80)이다.

상부 몸체(90)는 하부 몸체(70)의 전면(70b)에 기대어 있는 중간 몸체(80)와 마찬가지로, 중간 몸체(80)의 오목부(82)에는 공진 스프링(50)의 제 2 단부(50b)를 누르는 기능을 가진다. 이러한 목적을 위해, 상부 몸체(90)에는 상기 상부 몸체(90)의 전면(90b)과 후면(920a)이 만나는 적어도 2개의 관통 구멍(through hole)(91)이 제공되고, 이들 구멍은 하부 몸체(70)의 전면(70b)으로부터 하부 몸체(70)에서 제공된 각각의 나삿니가 난 구멍(73)에 축 방향으로 정렬된다. 각각의 관통 구멍(91)은 하부 몸체(70)의 각각의 나삿니가 난 구멍(73)의 내무에서 고정되는 나사(92)를 수용하여, 중간 몸체(80)에 기대어진 공진 스프링(50)의 제 2 단부(50b)와 하부 몸체(70)에 기대어진 중간 몸체(80)를 압축하는 하부 몸체(70)에 대하여 상부 몸체(90)가 당겨지는 것을 허용한다. 중간 몸체(80)는 나사(92)들 사이에서 위치하도록 크기가 정해지고, 따라서 하부 몸체(70)와 상부 몸체(90) 사이에서 압축된다는 점이 주목되어야 한다. 예시된 실시예에서 하부 몸체(70)에 정면으로 통합되는 스페이서(75)는 그것이 상부 몸체(90)의 후면(90a)에 대해서 작동할 때까지 인접 나사(92)가 조여지는 것을 허용한다. 그러므로, 실린더(12)에 관련하여 공진 조립체의 정렬을 정확히 조정한 후, 공진 스프링(50)의 제 2 단부(50b)의 최종 보유를 제공하도록 다른 나사(92)가 조여질 수 있다. 그렇지만 스페이서(75)는 단일 조각으로 상부 몸체(90)의 후면(90a)에 임의로 통합될 수 있다.

제 2 고정 수단(MF2)에 관해 제안된 구성으로, 상부 몸체(90)의 나사(92)들과 블록(10)의 나사(17)들을 마지막으로 조이기 전에, 공진 스프링(50)의 제 2 단부(50b)가 다음과 같은 위치 선정 조정 단계를 따르게 하는 것이 가능하다:

a- 블록(10)에 관련된 하부 몸체(70)(그리고 중간 몸체(80), 상부 몸체(90), 공진 스프링(50), 및 압축 이동 가능한 조립체(20,30,40)에 의해 형성된 조립체의) 축 방향 변위;

b- 상기 몸체의 구멍(71)들의 것과 일치하고 동시에 공진 스프링(50)의 축 및 공진 스프링(50)의 제 2 단부(50b)의 축과 직교하는 축 둘레에서의 하부 몸체(70)(그리고 공진 스프링(50)의 제 2 단부의)의 각도 변위;

c- 공진 스프링(50)의 축에 직교하고 하부 몸체(70)의 구멍(71)들의 축에 평행한 방향에서의 중간 몸체(80)(그리고 공진 스프링(50)의 제 2 단부(50b)의)의 선형 변위;

d- 직교 돌출부(81)의 축 둘레, 공진 스프링(50)의 축 둘레, 즉 스프링과 압축 이동 가능한 조립체의 축과 일치하거나 평행한 방향 둘레에서의 중간 몸체(80)(그리고 공진 스프링(50)과 압축 이동 가능한 조립체(20,30,40)의)의 각도 변위(회전);

e- 하부 몸체(70)의 직사각형 오목부(72)에 맞추어진 중간 몸체(80)의 직교 돌출부(81)의 존재시, 스프링 제 2 단부의 방향으로의 중간 몸체(80)의 오목부(82) 내부에서의 공진 스프링(50)의 제 2 단부(50b)의 선형 변위; 및

f- 공진 스프링(50)의 축에 직교하는 축을 가지는 상기 제 2 단부(50b)의 축 둘레에서 중간 몸체(80)의 오목부(82)의 내부에서의 공진 스프링(50)의 제 2 단부(50b)의 회전 변위.

직교 돌출부(81)와 직사각형의 오목부(72)는 각각 중간 몸체(80)와 하부 몸체(70)로부터 눌러질 때, 위 항목 "e"에서 설명된 위치 선정 조정이 공진 스프링(50)의 제 2 단부(50b)의 것과 일치하는 직경 방향에 따라, 하부 몸체(710) 상에서 미끄러져 움직이는 중간 몸체(80)에 의해 실행된다는 점이 주목되어야 한다. 이 경우, 중간 몸체(80)의 오목부(82)에서 미끄러져 움직이는 것은 공진 스프링(50)의 제 2 단부(50b)가 아니라 하부 몸체(70) 위의 중간 몸체(80)이다.

본 발명의 장착 장치는, 이동 가능한 조립체(20, 30, 40)와 블록(10)에 공진 스프링(50)을 마지막으로 고정하기 전에, 공진 스프링(50)은 그것의 제 1 단부(50a)가 스프링의 축에 대해 횡단하도록 움직여지고 제 1 단부(50a)의 축 둘레에서 각도를 이루어 움직이게 하며, 또한 그것의 제 2 단부(50b)가 공진 스프링(50)의 축 방향으로, 서로 직교하고 스프링 축에 관련된 2개의 직경 방향으로, 및 서로 직교하는 3개의 축 둘레에서 각을 이루어 움직이게 할 수 있다는 점을 인정하고, 이러한 3개의 축 중 하나는 공진 스프링(50)의 제 2 단부(50b)와 일치하는, 공진 스프링(50)의 직경 방향 축이다.

열화학적 악화를 겪지 않는 단단한 구성 성분의 장착 조정을 제공하는 이러한 가능성은, 모터(M)에 관련한 자석들과 실린더(12)의 내부에서 피스톤(20)을 중심이 같게 장착하는 것을 제공하는 것을 허용하고, 이 경우 이러한 중심이 같은 성질은 압축기가 동작하는 동안 유지되어 실린더(12)의 내부 표면에 피스톤(20)이 충돌하는 것을 최소화하거나 방지하는 것을 허용한다. 본 발명의 장착 장치는 또한 실린더(12)의 상부에 관련하여 피스톤(20)의 상대적인 축 방향 위치 선정을 조정하는 것을 허용하여, 압축기 동작에 관해 사전에 입안된 용적 범위와 냉장 능력을 보장한다.

본 발명의 장착 장치는 압축기의 대응하는 냉장 용량과 변위된 용적을 형성하기 위해, 실린더(12)와 공진 스프링(50)의 축 방향과, 상기 축과 서로에 대해 직교하는 방향 모두에서, 실린더 축에 관련하여 이동 가능한 조립체의 중심이 같도록 위치 선정하는 것과, 피스톤(20)의 상부로부터 밸브 플레이트(14)까지의 거리의 절충 없이, 구성 성분들의 매우 정확한 오차 허용도를 필요로 하지 않는다.

Claims

선형 모터 압축기에서 공진 스프링을 장착하는 장치에 있어서,
상기 선형 모터 압축기는 쉘(1)의 내부에서
실린더(12)를 형성하는 블록(10);
상기 실린더(12)에서 왕복 운동하는 피스톤(20), 작동 수단(40), 및 상기 피스톤(20)을 상기 작동 수단(40)에 결합시키는 로드(30)에 의해 형성된 이동 가능한 조립체; 및
동축 방식으로 제 1 고정 수단(MF1)에 의해 이동 가능한 조립체(20,30,40)에, 그리고 제 2 고정 수단(MF2)에 의해 상기 블록(10)에 각각 부착되고 직경 방향에 따라 배치되는 제 1 단부(50a)와 제 2 단부(50b)를 가지는 공진 스프링(50)을 포함하는 타입의 것이고,
상기 제 2 고정 수단(MF2)은 조정 가능한 상대적인 위치 선정 기능으로, 상기 블록(10)과, 상기 공진 스프링(50)의 제 2 단부(50b)에 고정되어 상기 제 2 단부(50b)를 상기 블록(10)에 고정시키는데, 이는 상기 블록(10)에 관련하여 상기 공진 스프링(50)의 변위를 따라 형성된 위치에서, 서로에 대해 직교하고 상기 공진 스프링(50)의 축 방향, 상기 제 2 단부(50b)의 직경 방향, 및 상기 2가지 제 1 방향에 직교하는 직경 방향에 의해 형성된 3가지 방향으로 이루어지며, 또한 서로 직교하는 상기 3가지 방향 둘레에서 상기 공진 스프링(50)의 제 2 단부(50b)의 각도 변위를 따라 이루어지는 것을 특징으로 하는 선형 모터 압축기에서 공진 스프링을 장착하는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 고정 수단(MF2)은 각각 상기 블록(10)에 관련하여, 상기 제 2 고정 수단(MF2)의 선형 변위와 각도 변위를 따라 형성된 위치에서 상기 블록(10)에 고정되는데, 이러한 고정은 상기 공진 스프링(50)의 축 방향으로, 및 상기 공진 스프링(50)과 정반대이고 상기 공진 스프링(50)의 축과 상기 제 2 단부(50b)의 직경 방향에 직교하는 축 둘레에서 이루어지며, 상기 공진 스프링(50)은 상기 제 2 단부(50b)의 직경 방향과 상기 제 2 단부(50b)의 방향에 직교하는 직경 방향에서의 상기 공진 스프링(50)의 선형 변위와, 상기 제 2 단부(50b)의 상기 직경 방향과 상기 공진 스프링(50)의 축 방향 둘레에서 상기 공진 스프링(50)의 각도 변위를 따라 형성된 위치에서 상기 제 2 고정 수단(MF2)에 고정되는 것을 특징으로 하는 선형 모터 압축기에서 공진 스프링을 장착하는 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제 2 고정 수단(MF2)은 상기 공진 스프링(50)의 축 방향으로, 그리고 상기 공진 스프링(50)과 정반대이고 상기 제 2 단부(50b)의 직경 방향에 직교하는 축 둘레에서, 각각 선형 변위와 각도 변위를 따라 형성된 위치에서 상기 블록(10)에 부착된 하부(base) 몸체(70);
상기 제 2 단부(50b)의 방향에 직교하는 직경 방향으로 선형적으로, 및 상기 공진 스프링(50)의 축 방향 둘레에서 각을 이루어 변위가 일어나도록 상기 하부 몸체(70)에 기대어 놓이고, 상기 하부 몸체(70)에 놓일 면의 반대쪽 면을 나타내는 중간 몸체(80)로서, 상기 하부 몸체(70) 위에는 상기 공진 스프링(50)의 제 2 단부(50b)가 놓이는, 중간 몸체(80); 및
상기 중간 몸체(80)의 상기 반대쪽 면에 대해서는 상기 공진 스프링(50)의 상기 제 2 단부(50b)를 그리고 상기 하부 몸체(70)에 대해서는 상기 공진 스프링(50)을 누르도록 상기 하부 몸체(70)에 부착된 상부 몸체(90)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 모터 압축기에서 공진 스프링을 장착하는 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 중간 몸체(80)의 상기 반대쪽 면에는 상기 공진 스프링(50)의 상기 제 2 단부(50b)가 놓이는 오목부(82)가 제공되고, 상기 중간 몸체(80)의 오목부(82)에서 상기 공진 스프링(50)의 상기 제 2 단부(50b)를 누르도록 상기 상부 몸체(90)는 상기 하부 몸체(70)에 부착되는 것을 특징으로 하는 선형 모터 압축기에서 공진 스프링을 장착하는 장치.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 블록(10)은 상기 실린더(12)에 관련하여 정반대로 마주보고 있는 2개의 길이 방향 돌출부(15)를 나타내고, 상기 길이 방향 돌출부(15) 각각은 길이 방향 슬롯(16)이 제공된 자유 단을 나타내며, 상기 하부 몸체(70)는 마주보는 단면(70a), 전면(70b), 및 2개의 중심이 같은 구멍(71)을 나타내고, 각 구멍(71)에는 상기 블록(10)의 길이 방향 돌출부(15)의 슬롯(16)을 통해 장착된 나사(17)를 수용하고 보유하기 위한 단면(70a)으로부터 제공되는 것을 특징으로 하는 선형 모터 압축기에서 공진 스프링을 장착하는 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 중간 몸체(80)는 상기 하부 몸체(70)의 전면(70b)에 기대어 놓일 후면(80a)과 전면(80b)을 나타내고, 상기 중간 몸체(80)의 후면(80a)과 상기 하부 몸체(70)의 전면(710b)의 부분들 중 하나는, 상기 하부 몸체(70)의 전면(70b)과 상기 중간 몸체(80)의 후면(80a)에 의해 형성된 부분들 중 하나에 제공된 직사각형의 오목부(72)의 내부에서 맞추어지고 안내될, 원통형 핀의 형태로 된 직교하는 돌출부(81)를 통합하며, 상기 직사각형의 오목부(72)는 상기 구멍(71)들의 공통 축에 평행하고 상기 공진 스프링(50)의 제 2 단부(50b)의 직경 방향에 직교하는 길이 방향 축을 가지는 것을 특징으로 하는 선형 모터 압축기에서 공진 스프링을 장착하는 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 직교하는 돌출부(81)는 상기 압축 이동 가능한 조립체(20,30,40)의 축에 동축이거나 거의 동축인 것을 특징으로 하는 선형 모터 압축기에서 공진 스프링을 장착하는 장치.
제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상부 몸체(90)는 상기 하부 몸체(70)에서 그것의 전면(70b)으로부터 제공되는 각각의 나삿니가 난 구멍(73)들에 축 방향으로 정렬된 적어도 2개의 관통 구멍(91)에 의해 서로 만나는 후면(90a)과 전면(90b)을 나타내고, 각각의 관통 구멍(91)은 상기 하부 몸체(70)의 각각의 나삿니가 난 구멍(73)의 내부에 고정될 나사(92)를 수용하는 것을 특징으로 하는 선형 모터 압축기에서 공진 스프링을 장착하는 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 하부 몸체(70)와 상기 상부 몸체(90)에 의해 형성된 부분들 중 하나는, 상기 인접 나사(92)의 조임시 놓일 나머지 부분으로의 방향으로 돌출하는 스페이서(75)를 상기 부분들 중 나머지 것으로 돌려진 면들(70b, 90a)에서 통합하는 것을 특징으로 하는 선형 모터 압축기에서 공진 스프링을 장착하는 장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 고정 수단(MF1)은 서로 마주보는 2개의 베어링 부분(60)을 포함하고, 상기 2개의 베어링 부분(60) 각각에는 오목한 크래들의 형태로 된 오목부(61)가 제공되며, 상기 오목부(61)에는 상기 공진 스프링(50)의 제 1 단부(50a)의 각각의 연장부가 부분적으로 수용되고, 상기 베어링 부분들(60)은 작동 수단(40)에 통합되며 상기 공진 스프링(50)의 상기 제 1 단부(50a) 둘레에서 나머지 것에 대해 하나의 베어링 부분(60)을 누를 수 있는 적어도 하나의 조임 수단(62)에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 선형 모터 압축기에서 공진 스프링을 장착하는 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 작동 수단(40)은 각각 나머지 암(43)에 고정된 하부 단(43a)과, 각각의 베어링 부분(60)을 단일 조각으로 운반하는 자유 단(43b)을 가지는 2개의 암(43)을 지닌 니퍼의 형태로 된 프레임(42)을 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 모터 압축기에서 공진 스프링을 장착하는 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 베어링 부분(60)들은 상기 인접 오목부(61)와 관련하여 옮겨지고 나사의 형태로 조임 수단(62)을 수용하도록 구성된 구멍(63)을 나타내고, 상기 구멍(63)은 상기 오목부(61)의 축에 직교하는 동일한 축에 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 선형 모터 압축기에서 공진 스프링을 장착하는 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 공진 스프링(50)은 동일한 직경을 지닌 2개의 개재된(interposed) 스프링 와이어에 의해 형성되고, 그것들의 인접한 단부들은 서로 중심이 같으며, 상기 공진 스프링(50)의 제 2 단부(50a, 50b)를 함께 형성하도록 상기 공진 스프링(50)의 축에 직교하는 직경 방향에 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 선형 모터 압축기에서 공진 스프링을 장착하는 장치.