KR930007683Y1 - 스터링 모듈의 실린더구조 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

스터링 모듈의 실린더구조

제 1 도는 종래 스터링 모듈의 단면도.

제 2 도는 제 1 도의 요부 단면도.

제 3 도 내지 제 5 도는 본 고안에 의한 스터링 모듈의 구성을 보인 것으로, 제 3 도는 전체단면도.

제 4 도는 요부 분해상태 단면도.

제 5 도는 하측내부실린더의 요철구조를 보인 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5 : 내부실린더 5a, 5b : 상하측 내부실린더

7 : 작동유체 출입구 8 : 외부실린더

8a : 걸림턱 10 : 오링

10a : 반경방향 오링홈 10b : 축방향 오링홈

12 : 피스톤 13 : 디스플레이서

16 : 요철구조 17 : 상측 판상돌출테

17a, 17b : 제 1, 제 2 접촉부 18 : 하측 환상돌출테

본 고안은 스터링 모듈에 관한 것으로, 특히 내부실린더를 디스플레이서가 접촉운동하는 상부실린더와 피스톤이 접촉운동하는 하부실린더로 분리형성하여 전체조립을 용이하게 하고, 실링(sealing)을 쉽게 하며, 하부실린더를 통하여 마찰열을 외부로 방출할 수 있도록 한 스터링 모듈의 실린더 구조에 관한 것이다.

종래의 스터링 엔진 또는 스터링 쿨러에 이용되는 스터링 모듈은 제 1 도에 도시한 바와 같이, 흡열기(1), 재생기(2) 및 방열기(3)가 내부실린더(5) 주위에 구비되고, 단일통체인 내부실린더(5) 내부에 디스플레이서(13)와 피스톤(12)이 상하로 왕복이동하도록 설치되어 있으며, 외부실린더(8)의 상부에 실린더 헤드(9)가 결합되고, 외부실린더(8)의 하부에는 크랭크 케이스(11)가 결합되어 있다.

제 2 도는 제 1 도의 요부 단면도로서 이에 도시한 바와 같이, 방열기(3)는 방열튜브(3a)가 용접이나 기타 방법으로 방열기 상, 하판(3b)(3c)와 결합되어진 구조로서 방열기 상, 하판(3b)(3c)이 내부케이스(5)에 접합되어 있다.

내부실린더(5)의 중간부분에는 방열기 하판(3c)이 하측에 위치하도록 원주방향으로 일정한 크기와 모양의 구멍이 형성되어 작동유체 출입구(7)를 이루고 있으며, 그 외부에는 반달모양으로 구성되는 작동유체 가이드(6)가 받침대(15)에 얹혀져 조립되어 있다.

그리고 방열기 상, 하판(3b)(3c)에 반경방향용 오링홈(10a)이 형성되어 제 1 도와 같이 오링(O-ring)(10)이 삽입되어 있다.

상기 내부실린더(5)의 상부는 도너츠 모양의 재생기(2) 내부를 잡아주는 역할을 하고, 중간부는 방열기 상, 하판(3b)(3c)를 접합구조로 지지하며, 방열기 하판(3c)밑의 내부실린더(5) 벽체에 형성된 작동유체 출입구(7)는 압축공간(4)과 방열기(3)를 연결시켜 주어 작동유체가 자유로이 지나다닐 수 있게 한다.

그리고 상기 방열기 하판(3c)과 받침대(15) 사이의 공간에 조립된 작동유체 가이드(6)는 필요없는 공간을 줄이면서 작동유체가 방열 튜브(3a)와 압축공간(4') 사이를 유동저항이 작은 상태로 이동할 수 있게 한다.

상기한 바와 같은 종래의 스터링 모듈은 내부실린더(5)가 하나의 몸통으로 되어있고, 상측부에는 재생기(2)와 방열기(3)가 조립되기 때문에 내부실린더(5)의 외경이 상부와 하부가 달라지므로 그만큼의 재료가 손실이 된다.

더욱이 내부실린더(5)의 내주면은 운동부의 가이드 역할을 하고 외주면의 일부는 방열기(3)의 일부가 되어 냉각수에 노출되며, 상부의 실린더 헤드(9)와 디스플레이서(13)과 함께 폐공간을 이루는 부분은 팽창공간(4')의 일부가 되므로 스터링 모듈이 스터링 엔진으로 이용되는 경우에는 고온에 노출되고 스터링 쿨러로 이용되는 경우에는 저온에 노출되는바, 이와같은 여러특성을 하나의 구조물이 갖기 위해서는 고가의 재질을 이용하여야 하므로 내부실린더(5) 자체의 원가가 증가하는 결함이 있다.

그리고 내부실린더(5)의 벽체에 방열기 하판(3c)을 접합시킬때 내부실린더(5) 중간부에 만들어진 작동유체 출입구(7) 위에 방열기 하판(3c)을 접합하기 위해서는 일정한 공간이 필요하게 되며 스터링기기 작동중에 그런 공간은 성능에 악영향을 끼치게 되므로 내부실린더(5)가 하나로 구성되면 방열기 하판(3c)과 작동유체 출입구(7) 근처에 또 하나의 부품인 작동유체 가이드(6)가 필요하게 된다.

또한, 외부실린더(8)내에 조립되는 방열기(3)가 내부실린더(5)와 일체형이 되므로 외부실린더(8)에 내부실린더(5)를 조립할때 방열기 상, 하판(3b)(3c)에 냉각수 누수를 방지하기 위하여 반경방향으로 설치된 오링(10)이 긴 거리를 이동하여야 하므로 오링(10)의 마찰저항으로 조립작업이 까다롭고 어려운 것이었다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 결함을 해소하기 위하여 안출한 것으로 내부실린더를 상하부 실린더로 분리하여 결합한 구조로서 상하측 내부실린더를 고온 또는 저온에 대한 내구성과 전열성등의 특성에 따라 상이한 재질로 형성하여 제품의 내구성을 향상하고 재료비를 절감하는 동시에 피스톤의 마찰열을 쉽게 방출할 수 있도록 하며, 내부실린더의 상부와 하부의 외경차이에 따르는 재료손실을 절감할 수 있도록 하며, 외부실린더와 결합시 상하측 내부실린더를 외부실린더의 상, 하부에서 조립하여 쉽게 조립하고, 오링의 손실율도 저하하여 누수방지 효과도 향상시키는 등의 이점을 제공하기 위한 것인바, 이러한 본 고안을 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 3 도 및 제 4 도에 도시한 바와 같이 본 발명은 스터링 모듈의 운동부인 디스플레이서(13)와 피스톤(12)의 가이드 역할을 하는 내부실린더(5)가 상, 하 2개로 나누어져 상측내부실린더(5a)에는 디스플레이서(13)만 접촉되게 하고, 하측내부실린더(5b)에는 피스톤(12)만이 접촉되게한 것을 특징으로 하고 있다.

상기 상, 하측 내부실린더(5a)(5b)는 재질을 서로 상이한 것으로 사용하였으며, 특히 상측내부실린더(5a)는 전열성능이 떨어지고 고온 또는 저온에서의 강도가 우수하며, 하측내부실린더(5b)는 전열성능이 우수하여 스터링 모듈의 고온운전시 피스톤(12)의 마찰열을 외부로 방출할 수 있도록 하였다.

또, 상기 하측내부실린더(5b)는 제 4 도 및 제 5 도와 같이 상단부가 원주방향으로 일정크기의 홈과 돌기가 형성된 요철구조(16)로 되어 있어 상, 하측 내부실린더(5a)(5b)를 결합시 작동유체 출입구(7)가 구성되게 되어 있으며, 하부실린더(5b)의 주벽은 상하단부에 환상돌출테(17)(18)가 형성되고, 상측 환상돌출테(17)는 2단구조로 형성되어 있어, 상측 환상돌출테(17)의 직경이 크고, 작은 제 1, 2 접촉부(17a)(17b)에는 축방향 오링홈(10b)이 형성되고, 하측 환상돌출테(18)에는 반경방향 오링홈(10a)이 각각 형성되어 있다.

외부실린더(8)의 내주면 중간부에는 걸림턱(8a)이 형성되어 있어 제 3 도와 같이 결합시키면 외부실린더(8)에는 상기 제 1 접촉부(17a)의 축방향 오링홈(10b)과 하측 환상돌출테(18)의 반경방향 오링홈(10a)에 삽입된 한쌍의 오링(10)에 접촉된다.

상기 상측내부실린더(5a)에는 방열기(3)의 상, 하판(3b)(3c)이 종래와 같은 구조로 접합되며, 방열기(3)는 상판(3b)에만 반경방향 오링홈(10b)측 오링(10)에 접촉되어진다.

또한, 상기 하측내부실린더(5b)에는 압축공간(4)에서 방열기(3)측으로 작동유체를 안내하기 위한 작동유체 가이드(6)가 일체로 형성되어 있으며, 하측내부실린더 (5b)의 중간부분은 크게 제거되어 외부실린더(8)와 조립시 공간부(19)가 형성되어 있다.

도면에서 미설명부호 14, 14a는 방열기(3)의 냉각수 입구와 출구를 보인 것이다.

상기 상측내부실린더(5a)는 방열기(3)의 내면역할을 겸하고 운동부인 디스플레이서(13)의 가이드 역할을 겸하게 되는데 디스플레이(13)는 완벽한 실링을 요구하지 않으므로 상측내부실린더(5a)의 내주면의 표면정도는 하측내부실린더(5b)에 비하여 약간 떨어져도 무방하며 또 상측내부실린더(5a)는 팽창공간(4')의 일부를 형성하므로 스터링 모듈이 스터링 엔진일 때는 고온특성, 스터링 쿨러일때에는 저온 특성이 좋은 재질로 사용하여 성능을 향상할 수 있다.

또한, 하측내부실린더(5b)는 운동부인 피스톤(12)의 가이드 역할을 하며, 압축공간(4)의 일부를 구성하는데 압축공간(4)의 온도는 스터링 엔진, 스터링 쿨러 양쪽과 상온(100℃ 미만)보다 조금 높은 정도이므로 일반적인 저가의 재질을 이용할 수 있으며, 내주면만 고정도의 표면처리를 하면 된다.

스터링 모듈이 고속운전일 때는 피스톤(12)의 마찰열이 증가하므로 전열성이 좋은 재로를 사용하면 그 열을 외부로 방출할 수 있다.

또한, 분리형성된 상, 하측 내부실린더(5a)(5b)의 주벽 접촉부에 형성되는 작동유체 출입구(7)를 통하여 작동유체는 방열기(3)와 압축공간(4)을 이동하게 되며, 하측내부실린더(5b)에 일체로 형성한 작동유체 가이드(6)를 경사지게 하여 작동유체의 유동저항을 감소할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안은 내부실린더(5)가 상, 하측 내부실린더(5a)(5b)로 분리되어 있으므로 상, 하측 내부실린더(5a)(5b)를 각각 온도에 대한 내구성과, 전열등의 특성에 맞는 재질로 형성할 수 있으므로 극한쪽 조건에 맞추어 재질을 한가지로 선택하는 것보다 경제적인 효과가 있고, 상측내부실린더(5a)는 외부실린더(8)의 윗쪽으로 하측내부실린더(5b)는 아랫쪽으로 조립할 수 있으므로 조립길이가 짧고 간단해지고 오링(10)의 손실율을 감소할 수 있으며 냉각수 누수방지 효과를 향상할 수 있을 뿐 아니라, 종래 기술에서 방열기 하판(3c)을 내부실린더(5)에 접합시키기 위해 필요했던 작동유체 가이드(6)를 하측내부실린더(5b)에 간단하게 형성하고, 내부실린더(5)가 2개로 분리되어 있으므로 내부실린더(5) 상부와 하부의 외경 차이에 의하여 손실되는 재료를 절감할 수 있다.

Claims (5)

1. 스터링 모듈의 운동부인 디스플레이서(13)와 피스톤(12)이 내부에 삽입되는 내부실린더(5)가 디스플레이서(13)가 접촉되는 상측내부실린더(5a)와, 피스톤(12)만이 접촉되는 하측내부실린더(5b)로 분리형성되어 결합되는 것임을 특징으로 하는 스터링 모듈의 실린더 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상, 하측 내부실린더(5a)(5b)의 재질을 서로 상이한 것으로 하되, 하측내부실린더(5b)는 피스톤(12)의 마찰열을 외부로 방출할 수 있도록 전열성 재질로 형성하고, 상측 내부실린더(5a)는 고온 또는 저온에서의 내구성 재질로 형성하는 것임을 특징으로 하는 스터링 모듈의 실린더 구조.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 하측 내부실린더(5b)는 상단부가 요철구조(16)로 형성되어 상, 하측 내부실린더(5a)(5b)를 결합시 작동유체 출입구(7)가 형성되는 것임을 특징으로 하는 스터링 모듈의 실린더 구조.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 하부내측실린더(5b)의 주벽 상, 하단에 환상돌출테(17)(18)를 형성하고, 상측 환상돌출테(17)에 제 1, 제 2 접촉부(17a)(17b)를 이단으로 형성하며, 제 1 접촉부(17a)와 하측 환상돌출테(18)에 형성한 축방향 오링홈(10b)과 반경방향 오링홈(10a)에 오링(10)을 삽입하여 외부실린더(8)의 내주면의 중간 걸림턱(8a)과 하단부에 접촉되도록 하는 한편, 제 2 접촉부(17b)에 형성한 축방향 오링홈(10b)에 오링(10)을 삽입하여 방열기(3)의 하판(3c)이 접촉되도록 구성함을 특징으로 하는 스터링 모듈의 실린더 구조.
5. 제 1 항에 있어서, 압축공간(4)와 방열기(3) 사이에서 작동유체를 안내하는 작동유체 가이드(6)를 하측내부실린더(5b)에 일체로 형성한 것임을 특징으로 하는 스터링 모듈의 실린더 구조.