KR100374827B1 - Apparatus for absorbing vibration in cryo-cooler - Google Patents
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Abstract
본 발명은 극저온 냉동기의 진동 흡수장치에 관한 것으로, 본 발명은 구동모터의 직선 왕복 운동이 구동축을 통해 피스톤에 전달되어 그 피스톤이 실린더부에서 왕복 운동하면서 작동가스를 펌핑시켜 맥동관에서 작동가스의 팽창과 압축을 유발시키는 압축기의 하우징과, 소정의 면적을 갖는 판체의 일측에 상기 하우징의 내경에 형합되도록 돌출된 단차부가 형성되고 상기 판체의 타측 가운데 고정축이 결합되어 그 단차부가 상기 하우징의 내경에 삽입되도록 상기 하우징에 결합됨에 의해 상기 고정축과 그 하우징 내부에 위치하는 구동축의 중심이 일치됨과 아울러 상기 하우징을 밀폐시키는 위치설정형 밀폐판과, 상기 고정축에 결합되는 판스프링과 상기 판스프링에 결합되는 질량체를 포함하도록 구성하여 극저온 냉동기를 구성하는 압축기의 작동과정에서 발생되는 축방향 진동과 그 진동을 흡수하는 판스프링 및 질량체의 축 방향 진동을 동일 선상에서 이루어지게 함으로써 상기 압축기의 축 방향 진동에 대한 상기 판스프링과 질량체의 편심 진동을 방지하여 전체 시스템의 진동을 저감시킬 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a vibration absorber of a cryogenic refrigerator, the present invention is a linear reciprocating motion of the drive motor is transmitted to the piston through the drive shaft and the piston pumps the working gas while reciprocating in the cylinder portion of the operating gas in the pulsating tube A housing of the compressor that causes expansion and compression, and a stepped portion protruding to conform to the inner diameter of the housing is formed on one side of the plate body having a predetermined area, and a fixed shaft is coupled between the other side of the plate body so that the stepped portion is the inner diameter of the housing The fixed shaft and the drive shaft located inside the housing by being coupled to the housing so as to be inserted into the housing and the positioning type sealing plate for sealing the housing, the plate spring and the leaf spring coupled to the fixed shaft Compressor configured to comprise a mass body coupled to the cryogenic freezer The entire system by preventing eccentric vibration of the leaf spring and the mass against the axial vibration of the compressor by making the axial vibration generated in the process and the axial vibration of the leaf spring and the mass absorbing the vibration on the same line. This is to reduce the vibration of the.
Description
본 발명은 극저온 냉동기의 진동 흡수장치에 관한 것으로, 특히 작동가스를 펌핑시키면서 발생되는 진동을 효과적으로 흡수하여 진동을 억제할 수 있도록 한 극저온 냉동기의 진동 흡수장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vibration absorber of a cryogenic freezer, and more particularly, to a vibration absorber of a cryogenic freezer that can effectively suppress the vibration generated while pumping a working gas to suppress vibration.
일반적으로 소형 전자부품 및 초전도체 등의 냉각을 위하여 극저온 냉동기가 주로 사용된다. 상기 극저온 냉동기로는 스터링 냉동기, 맥동관 냉동기 등이 있다.Generally, cryogenic freezers are mainly used for cooling small electronic components and superconductors. The cryogenic freezer includes a Stirling freezer, a pulsating tube freezer, and the like.
도 1은 상기 극저온 냉동기의 일례를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 극저온 냉동기는 직선 왕복 구동력을 발생시켜 작동가스를 펌핑하는 압축기(100)와 상기 압축기(100)에서 펌핑된 작동가스가 질량 유동되면서 그 작동가스의 질량유동과 압력맥동 사이에 위상차로 압축과 팽창이 각각 발생되어 압축이 일어나는 압축부(210)에서는 열을 발생시키는 반면 팽창이 일어나는 팽창부(220)에서는 외부의 열을 흡수하는 맥동관(Pulse Tube)(200)과, 상기 맥동관(200)에서의 질량유동과 압력맥동을 촉진시킴과 아울러 열적 평형을 이루도록 하는 이너턴스 튜브(Inertance Tube)(300) 및 상기 압축기(100)의 일측에 구비된 압력 저장용기(400)와 상기 맥동관(200)과 압축기(100)사이에 위치하여 압축기(100)에서 펌핑되어 맥동관(200)으로 오가는 작동가스의 현열을 저장 방출하는 재생기(500)와 상기 압축기(100)에서 밀려나가는 작동가스를 예냉시키는 예냉기(600)를 포함하여 구성된다.Figure 1 shows an example of the cryogenic freezer, as shown in this, the cryogenic freezer generates a linear reciprocating drive force pumping the working gas by the compressor 100 and the working gas pumped from the compressor 100 mass As it flows, compression and expansion occur in phase differences between the mass flow and pressure pulsation of the working gas, respectively, to generate heat in the compression unit 210 in which compression occurs, while the expansion unit 220 in which expansion occurs absorbs external heat. Pulse tube (200), and the inner tube (300) and the compressor (100) which promotes mass flow and pressure pulsation in the pulsating tube (200) and achieves thermal equilibrium. Located between the pressure storage container 400 and the pulsation tube 200 and the compressor 100 provided on one side of the pump) is pumped from the compressor 100 to store and discharge the sensible heat of the working gas coming to the pulsation tube 200 It is configured to include for example cooling air 600 for precooling the working gas pushed out from the regenerator 500 and the compressor 100.
상기한 바와 같은 극저온 냉동기의 작동은 다음과 같다.Operation of the cryogenic freezer as described above is as follows.
먼저, 전원이 인가됨에 의해 상기 압축기(100)에서 작동가스를 펌핑하게 되면 그 펌핑되는 작동가스가 상기 예냉기(600)와 재생기(500)를 거쳐 맥동관(200)으로 유입 유출되면서 압력과 질량 유동의 위상차에 의해 상기 맥동관(200)의 팽창부(220)와 압축부(210)에서 각각 팽창과 압축이 일어나면서 상기 맥동관(200)의 팽창부(220)에서 온도가 급격히 떨어지게 된다. 상기 이너턴스 튜브(300)와 압력 저장용기(400)는 상기 맥동관(200)에서 작동가스의 팽창과 압축을 촉진시키게 되며 상기 예냉기(600)에서는 상기 압축기(100)에서 밀려나오는 작동가스를 예냉시키게 되고 상기 재생기(500)에서는 상기 압축기(100)에서 상기 맥동관(200)으로 오고가는 작동가스의 헌열을 저장 방출하게 된다.First, when the working gas is pumped from the compressor 100 by applying power, the pumped working gas flows in and out of the pulsating tube 200 through the precooler 600 and the regenerator 500, and pressure and mass. The expansion and compression occur in the expansion part 220 and the compression part 210 of the pulsation tube 200 due to the phase difference of the flow, so that the temperature drops sharply in the expansion part 220 of the pulsation tube 200. The inner tube 300 and the pressure reservoir 400 promote the expansion and compression of the working gas in the pulsation tube 200, and the precooler 600 receives the working gas pushed out of the compressor 100. It is pre-cooled and the regenerator 500 stores and discharges the heat of the working gas coming from the compressor 100 to the pulsation tube 200.
이와 같은 과정이 반복되면서 상기 맥동관(200)의 팽창부(220)가 냉각되어 극저온 상태가 된다.As the above process is repeated, the expansion part 220 of the pulsation tube 200 is cooled to a cryogenic state.
한편, 직선 왕복 구동력을 발생시키면서 작동가스를 펌핑시키는 압축기(100)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 소정 형상으로 형성되며 그 일측에 실린더부(1)가 구비된 하우징(10)의 내부에 직선 구동력을 발생시키는 구동모터(20)가 장착되고 상기 실린더부(1)에 피스톤(30)이 삽입되며 상기 구동모터(20)의 구동력을 상기 피스톤(30)에 전달하도록 상기 구동모터(20)의 가동자(21)와 상기 피스톤(30)에 구동축(40)이 연결되고 상기 구동축(40)에 상기 피스톤(30)의 직선 운동을 안내함과 아울러 탄성력을 지닌 지지부재(50)가 결합되며 상기 하우징(10)의 단부에 그 하우징(10)을 밀폐하는 밀폐판(60)이 결합된다.On the other hand, the compressor 100 for pumping the working gas while generating a linear reciprocating drive force, as shown in Figure 2, is formed in a predetermined shape and the inside of the housing 10 provided with a cylinder portion 1 on one side thereof. The drive motor 20 for generating a linear driving force is mounted, the piston 30 is inserted into the cylinder portion 1 and the drive motor 20 to transmit the driving force of the drive motor 20 to the piston 30. A drive shaft 40 is connected to the mover 21 and the piston 30, and the support member 50 having elastic force is coupled to guide the linear movement of the piston 30 to the drive shaft 40. At the end of the housing 10, a sealing plate 60 for sealing the housing 10 is coupled.
그리고 상기 밀폐판(60)에 소정 형상을 갖는 커버(410)가 결합되고 그 커버(410)와 상기 밀폐판(60)이 상기 압력 저장용기(400)를 형성하게 된다. 상기 커버(410)의 일측에 상기 이너턴스 튜브(300)의 일측이 연결 결합된다.The cover 410 having a predetermined shape is coupled to the sealing plate 60, and the cover 410 and the sealing plate 60 form the pressure storage container 400. One side of the inner tube 300 is coupled to one side of the cover 410.
이와 같은 압축기(100)는 상기 구동모터(20)가 작동하게 되면 그 구동모터(20)의 가동자(21)가 직선 왕복 운동하게 되고 상기 가동자(21)의 직선 왕복운동이 구동축(40)을 통해 피스톤(30)에 전달되어 피스톤(30)이 실린더부(1)에서 직선 왕복 운동하면서 실린더부(1)에서 작동가스를 펌핑하게 된다. 이때, 상기 지지부재(50)는 상기 구동모터(20)의 직선 왕복운동을 탄성에너지로 저장하고 그 저장된 탄성에너지를 직선운동으로 변환시키면서 피스톤(30)의 공진 운동을 유발시킴과 아울러 상기 구동축(40)에 결합된 피스톤(30)의 직진 운동을 안내하게 된다.When the drive motor 20 is operated as described above, the compressor 100 causes the mover 21 of the drive motor 20 to linearly reciprocate and the linear reciprocation of the mover 21 drives the drive shaft 40. It is transmitted to the piston 30 through the piston 30 to pump the working gas in the cylinder portion 1 while linearly reciprocating in the cylinder portion (1). In this case, the support member 50 stores the linear reciprocating motion of the drive motor 20 as elastic energy and induces the resonance motion of the piston 30 while converting the stored elastic energy into linear motion. Guide the straight movement of the piston 30 coupled to 40.
한편 상기 압축기(100)의 작동 과정에서 직선 왕복 운동을 하는 구동모터(20)의 가동자(21)와 구동축(40) 그리고 피스톤(30) 등으로 구성되는 무빙 매스(Moving Mass)의 움직임으로 축 방향 진동을 유발시키게 되며 그 축 방향 진동을 흡수 저감시키기 위하여 상기 압력 저장용기(400) 내부에 진동 흡수장치가 구비되어 있다.On the other hand, the shaft is formed by the movement of a moving mass composed of a movable member 21, a drive shaft 40, a piston 30, and the like of the drive motor 20, which linearly reciprocates during the operation of the compressor 100. Vibration absorbing device is provided inside the pressure storage container 400 to induce directional vibration and to reduce absorption of the axial vibration.
상기 진동 흡수장치는 상기 밀폐판(60)에 고정축(61)이 결합되고 상기 고정축(61)에 판스프링(62)이 결합되며 상기 판스프링(62)에 소정의 무게를 갖는 질량체(63)가 결합되어 이루어진다. 이와 같은 진동 흡수장치는 압축기(100)가 작동하면서 진동을 발생시키게 되면 그 가진 주파수와 상기 판스프링(62) 및 질량체(63)의 고유 진동수가 일치하게 되면서 상기 압축기(100)에서 발생되는 진동이 상기 판스프링(62)과 질량체(63)에 흡수되면서 저감된다. 그리고 상기 판스프링(62)과질량체(63)만이 진동하게 된다.The vibration absorbing device has a mass 63 having a fixed shaft 61 coupled to the sealing plate 60, a leaf spring 62 coupled to the fixed shaft 61, and having a predetermined weight on the leaf spring 62. ) Is combined. When the vibration absorber generates vibration while the compressor 100 is operating, the vibration frequency generated by the compressor 100 becomes equal to the frequency of its excitation and the natural frequencies of the leaf spring 62 and the mass 63. It is reduced while being absorbed by the leaf spring 62 and the mass (63). Only the leaf spring 62 and the mass 63 will vibrate.
그러나 상기한 바와 같은 종래 기술은 상기 압축기(100)의 축 방향 진동을 유발시키는 무빙 매스, 즉 구동축(40)의 중심과 상기 고정축(61) 및 질량체(63)의 중심을 일치시키기 어려운 구조이므로 상기 압축기(100)에서 발생되는 축 방향 진동 중심과 그 진동을 흡수하는 질량체(63)의 축 방향 진동 중심이 일치하지 않게 되어 상기 압축기(100)에서 발생되는 진동 저감이 충분히 이루어지지 않을 뿐만 아니라 오히려 반경 방향 진동을 유발시켜 전체적인 진동을 가중시키게 되는 문제점이 있었다.However, the prior art as described above has a structure in which it is difficult to match the moving mass causing the axial vibration of the compressor 100, that is, the center of the drive shaft 40 and the center of the fixed shaft 61 and the mass 63. The axial vibration center generated by the compressor 100 and the axial vibration center of the mass body 63 absorbing the vibrations do not coincide, so that vibration reduction generated by the compressor 100 may not be sufficiently achieved. There is a problem in that it causes the radial vibration to increase the overall vibration.
상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 작동가스를 펌핑시키면서 발생되는 진동을 효과적으로 흡수하여 진동을 억제할 수 있도록 한 극저온 냉동기의 진동 흡수장치를 제공함에 있다.An object of the present invention devised in view of the above point is to provide a vibration absorbing device of a cryogenic freezer that can effectively suppress the vibration generated while pumping the working gas to suppress the vibration.
도 1은 종래 극저온 냉동기를 개략적으로 도시한 정면도,1 is a front view schematically showing a conventional cryogenic freezer,
도 2는 상기 극저온 냉동기를 구성하는 압축기를 도시한 단면도,2 is a cross-sectional view showing a compressor constituting the cryogenic refrigerator;
도 3은 본 발명의 극저온 냉동기 진동 흡수장치가 구비된 극저온 냉동기를 부분 단면하여 도시한 정면도,3 is a front cross-sectional view partially showing a cryogenic freezer having a cryogenic freezer vibration absorber of the present invention;
도 4는 본 발명의 극저온 냉동기 진동 흡수장치의 다른 실시례가 구비된 압축기의 단면도,4 is a cross-sectional view of a compressor provided with another embodiment of the cryogenic refrigerator vibration absorber of the present invention;
도 5는 본 발명의 극저온 냉동기 진동 흡수장치의 또 다른 실시례가 구비된 압축기의 단면도.5 is a cross-sectional view of a compressor provided with another embodiment of the cryogenic refrigerator vibration absorber of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 ; 실린더부 4 ; 위치설정핀One ; Cylinder part 4; Positioning pin
10 ; 하우징 11 ; 플랜지부10; Housing 11; Flange
12 ; 위치설정 돌기부 20 ; 구동모터12; Positioning projection 20; Drive motor
30 ; 피스톤 40 ; 구동축30; Piston 40; driving axle
61 ; 고정축 62 ; 판스프링61; Fixed axis 62; Leaf spring
63 ; 질량체 70 ; 위치설정형 밀폐판63; Mass 70; Positioning Closed Plate
71 ; 단차부 80,90 ; 밀폐판71; Stepped portions 80,90; Airtight plate
91 ; 핀공 100 ; 압축기91; Pin ball 100; compressor
200 ; 맥동관 A ; 위치설정수단200; Pulsating Tube A; Position setting means
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 구동모터의 직선 왕복 운동이 구동축을 통해 피스톤에 전달되어 그 피스톤이 실린더부에서 왕복 운동하면서 작동가스를 펌핑시켜 맥동관에서 작동가스의 팽창과 압축을 유발시키는 압축기의 하우징과, 상기 하우징의 단부에 결합된 복수개의 위치설정핀과, 소정의 면적을 갖는 판체에 상기 위치설정핀들이 삽입되는 핀공이 형성되고 그 판체의 일측 가운데 고정축이 결합되어 상기 핀공이 상기 위치설정핀에 끼워지도록 상기 하우징에 결합됨에 의해 상기 하우징 내부에 위치하는 구동축의 중심과 상기 고정축의 중심이 일치됨과 아울러 상기 하우징을 밀폐시키는 밀폐판과, 상기 고정축에 결합되는 판스프링과 상기 판스프링에 결합되는 질량체를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 극저온 냉동기의 진동 흡수장치가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the linear reciprocating motion of the drive motor is transmitted to the piston through the drive shaft, and the piston pumps the working gas while reciprocating in the cylinder portion, thereby expanding and compressing the working gas in the pulsating tube. A housing of the compressor, a plurality of positioning pins coupled to an end of the housing, and a pin hole into which the positioning pins are inserted into a plate having a predetermined area, and a fixed shaft is coupled to one side of the plate. The pin hole is coupled to the housing so as to be fitted to the positioning pin so that the center of the drive shaft located inside the housing coincides with the center of the fixed shaft, and a sealing plate for sealing the housing, and a leaf spring coupled to the fixed shaft. And a cryogenic refrigerator comprising a mass body coupled to the leaf spring. A vibration absorber of the present invention is provided.
이하, 본 발명의 극저온 냉동기 진동 흡수장치를 첨부도면에 도시한 실시례에 따라 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the cryogenic refrigerator vibration absorber of the present invention will be described according to the embodiment shown in the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 극저온 냉동기 진동 흡수장치의 일례를 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 먼저 극저온 냉동기는 직선 왕복 구동력을 발생시켜 작동가스를 펌핑하는 압축기(100)와 상기 압축기(100)에서 펌핑된 작동가스가 질량 유동되면서 그 작동가스의 질량유동과 압력맥동 사이에 위상차로 압축과 팽창이 각각 발생되어 압축이 일어나는 압축부(210)에서는 열을 발생시키는 반면 팽창이 일어나는 팽창부(220)에서는 외부의 열을 흡수하는 맥동관(200)과, 상기 맥동관(200)에서의 질량유동과 압력맥동을 촉진시킴과 아울러 열적 평형을 이루도록 하는 이너턴스 튜브(300) 및 상기 압축기(100)의 일측에 구비된 압력 저장용기(400)와 상기 맥동관(200)과 압축기(100)사이에 위치하여 압축기(100)에서 펌핑되어 맥동관(200)으로 오가는 작동가스의 현열을 저장 방출하는 재생기(500)와 상기 압축기(100)에서 밀려나가는 작동가스를 예냉시키는 예냉기(600)를 포함하여 구성된다.3 illustrates an example of the cryogenic refrigerator vibration absorber of the present invention. Referring to this, the cryogenic refrigerator first generates a linear reciprocating driving force to pump a working gas in the compressor 100 and the compressor 100. As the pumped working gas flows in mass, compression and expansion occur in phase differences between the mass flow and the pressure pulsation of the working gas, respectively, in which the compression unit 210 generates heat while the expansion unit 220 generates heat. In the pulsation tube 200 that absorbs the external heat, and the inner tube 300 and the compressor 100 to promote the mass flow and pressure pulsation in the pulsating tube 200 to achieve a thermal equilibrium Located between the pressure storage vessel 400 and the pulsation tube 200 and the compressor 100 provided on one side to store the sensible heat of the working gas pumped from the compressor 100 to the pulsation tube 200 Shipping is configured including for example cooling air 600 for precooling the working gas pushed out from the regenerator 500 and the compressor 100.
그리고 상기 압축기(100)는 소정 형상으로 형성되며 그 일측에 실린더부(1)가 구비된 하우징(10)의 내부에 직선 구동력을 발생시키는 구동모터(20)가 장착된다. 상기 하우징(10)은 일측이 막힌 원통 형태로 형성되며 그 막힌 부분 가운데 실린더부(1)가 형성되고 그 원통체 내부에 구동모터(20)가 장착된다. 그리고 상기 실린더부(1)에 피스톤(30)이 삽입되고 그 피스톤(30)에 소정의 길이를 갖는 구동축(40)이 결합되며 그 구동축(40)은 상기 구동모터(20)의 가동자(21)와 연결되고 상기구동축(40)의 중심은 상기 피스톤(30)의 중심과 동일 선상에 위치하게 됨과 아울러 하우징(10)의 중심에 위치하게 된다. 그리고 상기 구동축(40)에 소정의 간격을 두고 탄성력을 지닌 지지부재(50)가 각각 결합된다. 상기 지지부재(50)는 상기 구동모터(20)의 직선 왕복운동을 탄성에너지로 저장하고 그 저장된 탄성에너지를 직선운동으로 변환시키면서 피스톤(30)의 공진 운동을 유발시킴과 아울러 상기 구동축(40)에 결합된 피스톤(30)의 직진 운동을 안내하게 된다.And the compressor 100 is formed in a predetermined shape and the drive motor 20 for generating a linear driving force in the interior of the housing 10 is provided with a cylinder portion 1 on one side is mounted. The housing 10 is formed in a cylindrical shape in which one side is blocked, and a cylinder part 1 is formed in the blocked portion, and a driving motor 20 is mounted in the cylindrical body. And the piston 30 is inserted into the cylinder portion 1 and the drive shaft 40 having a predetermined length is coupled to the piston 30, the drive shaft 40 is the mover 21 of the drive motor 20 ) And the center of the drive shaft 40 is located on the same line as the center of the piston 30 and is located at the center of the housing 10. And the support member 50 having an elastic force is coupled to the drive shaft 40 at predetermined intervals, respectively. The support member 50 stores the linear reciprocating motion of the drive motor 20 as elastic energy and induces the resonance motion of the piston 30 while converting the stored elastic energy into linear motion. Guide the straight movement of the piston 30 coupled to.
그리고 소정의 면적을 갖는 판체의 일측에 상기 하우징(10)의 내경에 형합되도록 돌출된 단차부(71)가 형성된 위치설정형 밀폐판(70)의 단차부(71) 반대면에 소정의 길이를 갖는 고정축(61)이 결합된다. 상기 고정축(61)은 위치설정형 밀폐판(70)의 가운데 위치하도록 고정 결합된다. 상기 고정축(61)이 결합된 위치설정형 밀폐판(70)은 그 단차부(71)가 상기 하우징(10)의 내경에 형합되도록 하우징(10)의 단부에 고정 결합된다. 이때, 상기 단차부(71)가 하우징(10)의 내경에 형합됨에 의해 하우징(10)의 내부에 위치하는 구동축(40)의 중심과 상기 위치설정형 밀폐판(70)에 결합된 고정축(61)의 중심이 일치하게 됨과 아울러 상기 위치설정형 밀폐판(70)이 상기 하우징(10)을 밀폐시키게 된다. 이때, 상기 위치설정형 밀폐판의 단차부(71) 외주면과 하우징(10)의 내주면이 정밀 가공 처리된다.And a predetermined length on the opposite side of the stepped portion 71 of the positioning type sealing plate 70 is formed with a stepped portion 71 protruding to match the inner diameter of the housing 10 on one side of the plate body having a predetermined area. The fixed shaft 61 having is coupled. The fixed shaft 61 is fixedly coupled to be positioned in the center of the positioning sealing plate (70). The positioning type sealing plate 70 to which the fixed shaft 61 is coupled is fixedly coupled to an end of the housing 10 such that the stepped portion 71 is fitted to the inner diameter of the housing 10. At this time, the stepped portion 71 is joined to the inner diameter of the housing 10, the center of the drive shaft 40 located inside the housing 10 and a fixed shaft coupled to the positioning sealing plate 70 ( 61 coincides with the center, and the positioning sealing plate 70 seals the housing 10. At this time, the outer circumferential surface of the stepped portion 71 and the inner circumferential surface of the housing 10 are precisely processed.
상기 위치설정형 밀폐판(70)과 하우징(10)의 결합은 상기 하우징(10)의 단부에 연장 형성된 플랜지부(11)와 상기 위치설정형 밀폐판(70)에 다수개의 관통공(H)이 형성되며 그 관통공(H)에 다수개의 볼트(2)와 너트(3)에 의해 고정 결합된다.Combination of the positioning sealing plate 70 and the housing 10 is a plurality of through-holes (H) in the flange portion 11 and the positioning sealing plate 70 extending to the end of the housing 10 Is formed and fixedly coupled to the through hole (H) by a plurality of bolts (2) and nuts (3).
그리고 상기 고정축(61)의 단부에 판스프링(62)이 고정 결합되고 상기판스프링(62)에 소정의 무게를 갖는 질량체(63)가 고정 결합된다. 그리고 소정의 형상을 갖는 커버(410)가 상기 판스프링(62) 및 질량체(63)를 감싸도록 상기 위치설정형 밀폐판(70)에 고정 결합된다. 상기 위치설정형 밀폐판(70)과 커버(410)에 의해 소정의 밀폐공간을 갖는 상기 압력 저장용기(400)를 구성하게 되며 상기 커버(410)의 일측에 상기 이너턴스 튜브(300)의 일측이 연결된다.The leaf spring 62 is fixedly coupled to the end of the fixed shaft 61, and the mass body 63 having a predetermined weight is fixedly coupled to the leaf spring 62. A cover 410 having a predetermined shape is fixedly coupled to the positioning type sealing plate 70 so as to surround the leaf spring 62 and the mass 63. The positioning type sealing plate 70 and the cover 410 constitutes the pressure storage container 400 having a predetermined sealed space, and one side of the inner tube 300 on one side of the cover 410. Is connected.
또한, 본 발명의 다른 실시예로서, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 압축기(100) 하우징(10)의 단부에 위치설정수단(A)이 구비되고 소정의 면적을 갖는 판 형태로 형성되며 그 일측 가운데 고정축(61)이 결합되는 밀폐판(80)이 상기 위치설정수단(A)에 의해 위치가 설정되도록 상기 하우징(10)에 결합된다. 상기 위치설정수단(A)은 상기 하우징(10)의 단부에 상기 밀폐판(80)의 외경과 상응하도록 일정 길이로 플랜지부(11)가 연장 형성되고 그 플랜지부(11)에 절곡 연장 형성되는 위치설정 돌기부(12)로 이루어진다. 상기 밀폐판(80)은 상기 플랜지부(11)와 위치설정 돌기부(12)에 의해 형성되는 홈에 삽입됨에 의해 상기 하우징(10)에 위치하는 구동축(40)의 중심과 상기 밀폐판(80)에 결합된 고정축(61)의 중심이 일치하게 되며 아울러 상기 하우징(10)을 밀폐시키게 된다. 상기 밀폐판(80)과 하우징(10)의 결합은 상기 하우징(10)의 플랜지부(11)와 상기 밀폐판(80)에 다수개의 관통공(H)이 형성되며 그 관통공(H)에 다수개의 볼트(2)와 너트(3)에 의해 고정 결합된다.In addition, as another embodiment of the present invention, as shown in Figure 4, the positioning means (A) is provided at the end of the housing (10) of the compressor (100) is formed in a plate shape having a predetermined area and The sealing plate 80, to which the fixed shaft 61 is coupled, is coupled to the housing 10 so that the position is set by the positioning means A. The positioning means (A) is formed at the end of the housing 10, the flange portion 11 is formed to extend to a predetermined length to correspond to the outer diameter of the sealing plate 80 and is formed to be bent extending to the flange portion 11 And a positioning projection 12. The sealing plate 80 is inserted into a groove formed by the flange portion 11 and the positioning projection 12 to form a center of the drive shaft 40 located in the housing 10 and the sealing plate 80. The center of the fixed shaft 61 coupled to the coincidence and also to seal the housing (10). Combination of the sealing plate 80 and the housing 10 is a plurality of through holes (H) are formed in the flange portion 11 and the sealing plate 80 of the housing 10 and the through holes (H) It is fixedly coupled by a plurality of bolts (2) and nuts (3).
그리고 상기 고정축(61)의 단부에 판스프링(62)이 고정 결합되고 그 판스프링(62)에 소정의 무게를 갖는 질량체(63)가 고정 결합된다. 그리고 소정의 형상을 갖는 커버(410)가 상기 판스프링(62) 및 질량체(63)를 감싸도록 상기 밀폐판(80)에 고정결합된다. 상기 밀폐판(80)과 커버(410)에 의해 소정의 밀폐공간을 갖는 상기 압력 저장용기(400)를 구성하게 되며 상기 커버(410)의 일측에 상기 이너턴스 튜브(300)의 일측이 연결된다.The leaf spring 62 is fixedly coupled to the end of the fixed shaft 61, and the mass body 63 having a predetermined weight is fixedly coupled to the leaf spring 62. A cover 410 having a predetermined shape is fixedly coupled to the sealing plate 80 to surround the leaf spring 62 and the mass 63. The pressure storing container 400 having a predetermined sealed space is formed by the sealing plate 80 and the cover 410, and one side of the inner tube 300 is connected to one side of the cover 410. .
또한, 본 발명의 또 다른 실시예로, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 압축기(100)의 하우징(10) 단부에 복수개의 위치설정핀(4)이 고정 결합되고 소정의 면적을 갖는 판체에 상기 위치설정핀(4)들이 삽입되는 핀공(91)이 형성되고 그 판체의 일측 가운데 고정축(61)이 결합되는 밀폐판(90)이 상기 하우징(10)의 단부에 결합된다. 상기 밀폐판(90)은 그 핀공(91)이 상기 위치설정핀(4)들에 끼워짐에 의해 상기 하우징(10)의 내부에 위치하는 구동축(40)의 중심과 상기 밀폐판(90)에 결합된 고정축(61)의 중심이 일치하게 되며 아울러 상기 하우징(10)을 밀폐시키게 된다. 상기 위치설정핀(4)들은 상기 하우징(10)의 단부에 연장 형성되는 플랜지부(11)에 고정 결합되고 상기 위치설정핀(4)이 삽입되는 핀공(91)은 상기 밀폐판(90)의 가장자리에 형성된다. 그리고 상기 하우징(10)과 밀폐판(90)의 결합은 상기 하우징(10)의 플랜지부(11)와 밀폐판(90)의 가장자리에 다수개의 관통공(H)이 형성되고 그 관통공(H)에 볼트(2)와 너트(3)가 체결됨에 의해 고정 결합된다.In addition, as another embodiment of the present invention, as shown in Figure 5, a plurality of positioning pins 4 are fixedly coupled to the housing 10 end of the compressor 100 to a plate body having a predetermined area A pin hole 91 into which the positioning pins 4 are inserted is formed, and a sealing plate 90 to which the fixed shaft 61 is coupled to one of the plates is coupled to an end of the housing 10. The sealing plate 90 is formed at the center of the drive shaft 40 located inside the housing 10 and the sealing plate 90 by the pin hole 91 being fitted to the positioning pins 4. The center of the combined fixed shaft 61 is coincident and seals the housing 10. The positioning pins 4 are fixedly coupled to the flange portion 11 extending to the end of the housing 10 and the pin hole 91 into which the positioning pins 4 are inserted is the seal plate 90. Is formed on the edge. And the coupling of the housing 10 and the sealing plate 90 is formed with a plurality of through holes (H) on the edge of the flange portion 11 and the sealing plate 90 of the housing 10 and the through holes (H) The bolt (2) and the nut (3) is fixedly coupled to the).
그리고 소정의 형상을 갖는 커버(410)가 상기 판스프링(62) 및 질량체(63)를 감싸도록 상기 밀폐판(90)에 고정 결합된다. 상기 밀폐판(90)과 커버(410)에 의해 소정의 밀폐공간을 갖는 상기 압력 저장용기(400)를 구성하게 되며 상기 커버(410)의 일측에 상기 이너턴스 튜브(300)의 일측이 연결된다.A cover 410 having a predetermined shape is fixedly coupled to the sealing plate 90 to surround the leaf spring 62 and the mass 63. The pressure storing container 400 having a predetermined closed space is formed by the sealing plate 90 and the cover 410, and one side of the inner tube 300 is connected to one side of the cover 410. .
상기 또 다른 실시예의 변형예로 상기 하우징(10)의 플랜지부(11)에 핀공이 형성되고 상기 밀폐판(90)에 상기 핀공과 상응하는 위치설정핀들이 고정 결합되어 그 위치설정핀들이 상기 핀공에 삽입됨에 의해 상기 밀폐판(90)에 고정 결합된 고정축(61)의 중심과 상기 하우징(10)의 내부에 위치하는 구동축(40)의 중심이 일치하게 된다.In another modification of the embodiment, a pin hole is formed in the flange portion 11 of the housing 10, and positioning pins corresponding to the pin hole are fixedly coupled to the sealing plate 90 so that the positioning pins are connected to the pin hole. By being inserted into the center of the fixed shaft 61 fixedly coupled to the sealing plate 90 and the center of the drive shaft 40 located inside the housing 10 to match.
이상에서 설명한 본 발명의 구조에서 상기 커버(410)를 배제하고 별도의 압력 저장용기를 구비하여 상기 이너턴스 튜브(300)의 일측을 상기 압력 저장용기에 연결시켜 구성할 수 있다.In the structure of the present invention described above may be configured by removing the cover 410 and having a separate pressure storage container connected to one side of the inner tube 300 to the pressure storage container.
이하, 본 발명의 극저온 냉동기 진동 흡수장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operational effects of the cryogenic refrigerator vibration absorber of the present invention will be described.
먼저, 전원이 인가됨에 의해 상기 구동모터(20)가 작동하게 되면 그 구동모터(20)의 가동자(21)가 직선 왕복 운동하게 되고 상기 가동자(21)의 직선 왕복운동이 구동축(40)을 통해 피스톤(30)에 전달되어 피스톤(30)이 실린더부(1)에서 직선 왕복 운동하면서 실린더부(1)에서 작동가스를 펌핑하게 된다. 즉, 작동가스를 상기 실린더부(1)에서 밀어내고 흡입하게 된다. 이와 같이 상기 실린더부(1)에서 펌핑되는 작동가스는 예냉기(600)와 재생기(500)를 거쳐 맥동관(200)으로 유입 유출됨과 동시에 상기 이너턴스 튜브(300) 및 압력 저장용기(400)로 유입 유출되면서 상기 맥동관(200)에서 발생되는 압력과 질량 유동의 위상차에 의해 상기 맥동관(200)의 팽창부(220)와 압축부(210)에서 각각 팽창과 압축이 발생하게 되고 이와 같은 과정이 반복되면서 상기 맥동관(200)의 팽창부(220)에서 온도가 급격히 떨어져 극저온 상태가 된다.First, when the driving motor 20 is operated by applying power, the mover 21 of the drive motor 20 is linearly reciprocated and the linear reciprocation of the mover 21 is driven by the drive shaft 40. It is transmitted to the piston 30 through the piston 30 to pump the working gas in the cylinder portion 1 while linearly reciprocating in the cylinder portion (1). That is, the working gas is pushed out of the cylinder portion 1 and sucked. As such, the working gas pumped from the cylinder part 1 flows into and out of the pulsation tube 200 through the precooler 600 and the regenerator 500 and at the same time the inductance tube 300 and the pressure storage container 400. As the inflow and outflow of the pulsation tube 200 causes the expansion and compression of the expansion unit 220 and the compression unit 210 of the pulsation tube 200 by the phase difference between the pressure and the mass flow. As the process is repeated, the temperature is sharply dropped from the expansion portion 220 of the pulsation tube 200 to a cryogenic state.
한편, 상기 압축기(100)의 작동과정에서 그 압축기(100)를 구성하는 구동모터(20)의 가동자(21)와 구동축(40) 그리고 피스톤(30)으로 이루어지는 무빙 매스가 직선 왕복 운동하면서 진동을 유발시키게 되며 그 진동은 상기 판스프링(62)과 질량체(63)에 의해 흡수되면서 저감된다. 즉, 상기 무빙 매스의 가진 주파수와 상기 판스프링(62) 및 질량체(63)의 고유 진동수가 일치하게 되면서 무빙 매스에 의해 발생되는 진동이 흡수되고 판스프링(62)과 질량체(63)만이 진동하게 된다.On the other hand, during the operation of the compressor 100, the moving mass consisting of the mover 21, the drive shaft 40 and the piston 30 of the drive motor 20 constituting the compressor 100 vibrates while linearly reciprocating The vibration is reduced while being absorbed by the leaf spring 62 and the mass (63). That is, the vibration frequency generated by the moving mass is absorbed while the excitation frequency of the moving mass and the natural frequencies of the leaf spring 62 and the mass 63 are absorbed, and only the leaf spring 62 and the mass 63 are vibrated. do.
이와 같이 상기 압축기(100)에서 발생되는 진동을 흡수하면서 자체 진동하는 판스프링(62)과 질량체(63)의 축 방향 진동 중심과 압축기(100)의 무밍 매스에 대한 축 방향 진동 중심이 일치하게 되므로 상기 판스프링(62)과 질량체(63)의 축 방향 진동이 안정된다. 즉, 상기 판스프링(62)과 질량체(63)가 결합되는 고정축(61)의 중심과 상기 구동모터(20)의 구동력을 피스톤(30)에 전달하는 구동축(40)의 중심이 항상 동일 선상에 위치하게 되므로 상기 구동축(40)의 축 방향 진동과 상기 판스프링(62) 및 질량체(63)의 축 방향 진동이 동일 선상에서 이루어지게 되어 판스프링(62)과 질량체(63)의 진동이 안정된다.As such, the axial vibration center of the leaf spring 62 and the mass 63 which vibrate itself while absorbing the vibration generated by the compressor 100 and the axial vibration center of the mumming mass of the compressor 100 coincide with each other. The axial vibration of the leaf spring 62 and the mass 63 is stabilized. That is, the center of the fixed shaft 61 is coupled to the leaf spring 62 and the mass body 63 and the center of the drive shaft 40 for transmitting the driving force of the drive motor 20 to the piston 30 is always in the same line. Since the axial vibration of the drive shaft 40 and the axial vibration of the leaf spring 62 and the mass 63 is in the same line, the vibration of the leaf spring 62 and the mass 63 is stable. do.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 극저온 냉동기의 진동 흡수장치는 극저온 냉동기를 구성하는 압축기의 작동과정에서 발생되는 축방향 진동과 그 진동을 흡수하는 판스프링 및 질량체의 축 방향 진동이 동일 선상에서 이루어지게 되어 상기 압축기의 축 방향 진동에 대한 상기 판스프링과 질량체의 편심 진동을 방지하게 됨으로써 상기 판스프링과 질량체의 진동을 안정시키게 되어 전체 시스템의 진동을저감시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the vibration absorber of the cryogenic freezer according to the present invention has the axial vibration generated during the operation of the compressor constituting the cryogenic freezer and the axial vibration of the leaf spring and mass mass absorbing the vibration on the same line. By preventing the eccentric vibration of the leaf spring and the mass body to the axial vibration of the compressor to stabilize the vibration of the leaf spring and the mass body has an effect that can reduce the vibration of the entire system.
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| US5895033A (en) * | 1996-11-13 | 1999-04-20 | Stirling Technology Company | Passive balance system for machines |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1339684A (en) | 2002-03-13 |
| CN1144002C (en) | 2004-03-31 |
| KR20020015533A (en) | 2002-02-28 |
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