KR100631530B1

KR100631530B1 - 왕복동식 압축기의 실링 구조

Info

Publication number: KR100631530B1
Application number: KR1020040031498A
Authority: KR
Inventors: 박종진
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-05-04
Filing date: 2004-05-04
Publication date: 2006-10-09
Anticipated expiration: 2024-05-04
Also published as: KR20050106300A

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 실링 구조에 관한 것으로, 본 발명은 프레임에 삽입되어 상기 왕복동모터의 가동자에 결합된 피스톤이 미끄러지게 삽입되고 그 선단에 환형으로 돌출되는 지지돌부가 상기한 프레임의 선단면에 얹혀져 축방향으로 지지되는 실린더; 상기 프레임의 선단면과 실린더의 지지돌부 선단면을 함께 눌러 상기 실린더가 프레임의 축방향으로 지지되도록 상기 프레임에 용접 결합되고 가스토출관이 연통되는 토출커버; 및 상기 프레임과 이에 대응되는 실린더의 지지돌부 일측면 사이에 개재되는 가스킷;을 포함함으로써, 토출커버의 토출공간을 보다 효과적으로 밀봉할 수 있을 뿐만 아니라 케이싱을 없앤 경우 프레임유니트의 내부에 충진되는 냉매가스가 전방프레임과 토출커버 사이를 통해 압축기 외곽으로 누설되는 것을 차단하여 압축기의 성능과 신뢰성을 함께 높일 수 있다.

Description

왕복동식 압축기의 실링 구조{SEALING STRUCTURE FOR RECIPROCATING COMPRESSOR}

도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도,

도 2는 종래 왕복동식 압축기에서 압축기구부를 보인 종단면도,

도 3은 본 발명 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도,

도 4는 본 발명 왕복동식 압축기에서 압축기구부를 보인 종단면도,

도 5는 본 발명 왕복동식 압축기의 변형예를 보인 종단면도,

도 6은 본 발명 왕복동식 압축기의 다른 실시예를 보인 종단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

20 : 프레임유니트 21,210 : 전방프레임

21a,211 : 실린더구멍 21b,212 : 안착면

21c,213 : 용접홈 21d,214 : 열확산방지홈

21e : 체결홈 22 : 중간프레임

23 : 후방프레임 30 : 왕복동모터

50 : 공진스프링유니트 W : 용접선

100 : 압축유니트 110 : 실린더

111 : 지지돌부 120 : 피스톤

130 : 흡입밸브 140 : 토출밸브

150 : 밸브스프링 160 : 토출커버

161 : 체적부 162 : 확장부

162 : 용접단 162b : 체결구멍

170 : 가스킷 180 : 체결볼트

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 특히 토출실의 냉매가스가 누설되는 것을 차단할 수 있는 왕복동식 압축기의 실링 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)을 연통 결합하고 가스토출관(DP)을 관통 결합하는 케이싱(10)과, 케이싱(10)의 내부에 탄력 지지하여 설치하는 프레임유니트(20)와, 프레임유니트(20)에 지지하여 가동자(33)가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동모터(30)와, 왕복동모터(30)에 피스톤(42)을 연결하여 프레임유니트(20)에 지지하는 압축유니트(40)와, 왕복동모터(30)를 탄력 지지하여 피스톤(42)의 공진운동을 유도하는 공진스프링유니트(50)를 포함하고 있다.

프레임유니트(20)는 압축유니트(40)를 지지하고 왕복동모터의 전방측을 지지하는 전방프레임(21)과, 전방프레임(21)에 결합하여 왕복동모터(30)의 후방측을 지지하고 후술할 전방측 공진스프링(52)을 지지하는 중간프레임(22)과, 중간프레임(22)에 결합하여 후술할 후방측 공진스프링(53)을 지지하는 후방프레임(23)으로 이루어져 있다.

왕복동모터(30)는 전방프레임(21)과 중간프레임(22) 사이에 고정 설치하는 외측고정자(31)와, 외측고정자(31)의 내측에 일정 공극을 두고 압축유니트(40)의 실린더(41)에 결합하는 내측고정자(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.

압축유니트(40)는 전방프레임(21)에 고정하는 실린더(41)와, 실린더(41)에 미끄러지게 삽입하고 왕복동모터(30)의 가동자(33)에 결합하여 전후방향으로 왕복운동을 하는 피스톤(42)과, 피스톤(42)의 선단면에 장착하여 흡입유로(F)를 개폐하는 흡입밸브(43)와, 실린더(41)의 토출측에 착탈 가능하게 장착하여 압축가스의 토출을 제한하는 토출밸브(44)와, 토출밸브(44)를 탄력적으로 지지하는 밸브스프링(45)과, 토출밸브(44)와 밸브스프링(45)을 수용하여 실린더(41)를 복개하도록 전방프레임(21)에 결합하고 가스토출관(DP)을 연통 결합하는 토출커버(46)로 이루어져 있다.

공진스프링유니트(50)는 가동자(33)와 피스톤(42)의 연결부에 결합하는 스프링지지대(51)와, 스프링지지대(51)의 상하 양측에 배치하여 가동자(33)와 피스톤(42)을 탄력적으로 지지하도록 압축코일스프링으로 형성한 전방측 공진스프링(52)과 후방측 공진스프링(53)으로 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 RP는 루프파이프, D는 토출공간, P는 압축공간이다.

상기와 같은 종래 왕복동식 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 왕복동모터(30)의 외측고정자(31)에 전원을 인가하면, 그 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이에 플럭스가 형성되어 가동자(33)와 피스톤(42)이 함께 플럭스의 방향에 따라 상하로 움직이면서 공진스프링유니트(50)에 의해 직선으로 왕복운동을 하고, 이와 함께 피스톤(42)이 실린더(41)의 내부에서 상하로 왕복운동을 하면서 실린더(41)의 압축공간(P)에 압력차를 발생시킴으로써 냉매가스를 흡입하여 일정 압력까지 압축하였다가 토출커버(46)의 토출공간(D)을 거쳐 냉동사이클장치의 응축기로 토출시키는 일련의 과정을 반복한다.

여기서, 토출커버(46)는 도 2에서와 같이 실린더(41)를 누르면서 전방프레임(21)에 밀착하되 그 실린더(41)와 전방프레임(21)의 함께 포괄하는 가스킷(47)을 사이에 개재하여 체결볼트(48)로 체결 고정하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기에 있어서는, 전술한 바와 같이 한 개의 가스킷(47)을 이용하여 상기 전방프레임(21)과 실린더(41)를 함께 접하도록 설치함에 따라 전방프레임(21)과 실린더(41) 사이에 가공오차가 발생하는 경우에는 두 부재(21)(41)의 압착면에 높낮이(t)가 생겨 상기한 가스킷(47)의 압착정도가 상이하게 되거나 심하면 들뜨는 부위가 발생하여 토출공간(D)에서의 냉매가스가 누설되면서 압력손실이 야기될 우려가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 토출커버가 실린더를 눌러 전방프레임에 긴밀하게 고정되도록 하면서도 토출공간의 냉매가스가 누설되는 것을 방지할 수 있는 왕복동식 압축기의 실링 구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 가스흡입관을 연통되고 가스토출관이 관통 결합되는 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 지지 설치되는 프레임; 상기 프레임에 고정 설치되어 가동자가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동모터; 상기 프레임에 삽입되어 상기 왕복동모터의 가동자에 결합된 피스톤이 미끄러지게 삽입되고 그 선단에 환형으로 돌출되는 지지돌부가 상기한 프레임의 선단면에 얹혀져 축방향으로 지지되는 실린더; 상기 프레임의 선단면과 실린더의 지지돌부 선단면을 함께 눌러 상기 실린더가 프레임의 축방향으로 지지되도록 그 외주면에 확장부가 형성되어 상기 프레임에 용접 결합되는 토출커버; 및 상기 프레임의 선단면과 토출커버의 확장부 사이에는 배제되는 반면 상기 토출커버의 확장부와 이에 대응되는 실린더의 지지돌부 일측면 사이에만 개재되는 가스킷;을 포함한 왕복동식 압축기의 실링 구조가 제공된다.

또, 가스흡입관이 연통 결합되어 밀봉되는 프레임; 상기 프레임에 고정 설치되어 가동자가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동모터; 상기 프레임에 삽입되어 상기 왕복동모터의 가동자에 결합된 피스톤이 미끄러지게 삽입되고 그 선단에 환형으로 돌출되는 지지돌부가 상기한 프레임의 선단면에 얹혀져 축방향으로 지지되는 실린더; 상기 프레임의 선단면과 실린더의 지지돌부 선단면을 함께 눌러 상기 실린더가 프레임의 축방향으로 지지되도록 그 외주면에 확장부가 형성되어 상기 프레임에 용접 결합되고 가스토출관이 연통되는 토출커버; 및 상기 프레임의 선단면과 토출커버의 확장부 사이에는 배제되는 반면 상기 토출커버의 확장부와 이에 대응되는 실린더의 지지돌부 일측면 사이에만 개재되는 가스킷;을 포함한 왕복동식 압축기의 실링 구조가 제공된다.

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

도 3은 본 발명 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 4는 본 발명 왕복동식 압축기에서 압축기구부를 보인 종단면도이며, 도 5는 본 발명 왕복동식 압축기의 변형예를 보인 종단면도이고, 도 6은 본 발명 왕복동식 압축기의 다른 실시예를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명의 왕복동식 압축기는, 가스흡입관(SP)을 연통 결합하고 가스토출관(DP)을 관통 결합하는 케이싱(10)과, 케이싱(10)의 내부에 탄력 지지하여 설치하는 프레임유니트(20)와, 프레임유니트(20)에 지지하는 외측고정자(31) 및 내측고정자(32) 그리고 두 고정자(31)(32) 사이에 배치하여 직선으로 왕복운동을 하는 가동자(33)로 이루어진 왕복동모터(30)와, 왕복동모터(30)의 가동자(33)에 피스톤(120)을 연결하여 프레임유니트(20)에 지지하는 압축유니트(100)와, 왕복동모터(30)를 탄력 지지하여 피스톤(120)의 공진운동을 유도하는 공진스프링유니트(50)를 포함한다.

프레임유니트(20)는 압축유니트(100)를 지지하고 왕복동모터(30)의 전방측을 지지하는 전방프레임(21)과, 전방프레임(21)에 결합하여 왕복동모터(30)의 후방측을 지지하고 후술할 전방측 공진스프링(52)을 지지하는 중간프레임(22)과, 중간프 레임(22)에 결합하여 후술할 후방측 공진스프링(53)을 지지하는 후방프레임(23)으로 이루어진다.

전방프레임(21)은 도 4에서와 같이 그 중앙에 후술할 압축유니트(100)의 실린더(110)를 삽입 고정하는 실린더구멍(21a)을 형성하고, 실린더구멍(21a)의 도입단 내주면에는 후술할 실린더(110)의 지지돌부(111)가 안착되어 토출커버(160)에 의해 압착되도록 안착면(21b)을 단차지게 형성한다.

또, 전방프레임(21)의 전방측 외주연에는 후술할 토출커버(160)의 용접단(162a)을 삽입하여 용접할 수 있도록 용접홈(21c)을 모따기 하여 형성한다.

또, 전방프레임(21)의 실린더구멍(21a) 주변, 보다 정확하게는 용접홈(21c) 보다 안쪽의 내측면에는 용접시 발생하는 용접열이 실린더구멍으로 전달되는 것을 차단할 수 있도록 열확산방지홈(21d)을 소정의 깊이로 음형지게 형성한다.

한편, 도 5에서와 같이 전방프레임(21)의 실린더구멍(21a) 바깥쪽 주변에는 토출커버(160)를 용접하더라도 그 토출커버(160)가 실린더(110)를 전방프레임(21)쪽으로 강하게 밀착시킬 수 있도록 체결볼트(180)를 체결하는 수 개의 체결홈(21e)을 등간격으로 형성할 수도 있다.

압축유니트(100)는 전방프레임(21)의 실린더구멍(21a)에 삽입하여 고정하는 실린더(110)와, 실린더(110)에 미끄러지게 삽입하고 왕복동모터(30)의 가동자(33)에 결합하여 전후방향으로 왕복운동을 하는 피스톤(120)과, 피스톤(120)의 선단면에 장착하여 흡입유로(F)를 개폐하는 흡입밸브(130)와, 실린더(110)의 토출측에 착탈 가능하게 장착하여 압축가스의 토출을 제한하는 토출밸브(140)와, 토출밸브(140)를 탄력적으로 지지하는 밸브스프링(150)과, 토출밸브(140)와 밸브스프링(150)을 수용하여 실린더(110)를 복개하도록 전방프레임(21)에 결합하고 가스토출관(DP)을 연통 결합하는 토출커버(160)로 이루어진다.

실린더(110)는 도 4에서와 같이 원통 모양으로 형성하되 그 전방측 외주연에는 상기한 전방프레임(21)의 안착면(21b)에 걸려 압착 고정되도록 원띠 모양의 지지돌부(111)를 형성한다. 이 지지돌부(111)와 전방프레임(21)의 안착면(21b) 사이에는 토출커버(160)의 냉매가스가 누설되거나 프레임유니트(20)의 안쪽에 충진된 냉매가스가 전방프레임(21)과 실린더(110) 사이를 통해 누설되는 것을 차단할 수 있도록 가스킷(170)을 개재하여 압착 고정한다.

토출커버(160)는 도 4에서와 같이 토출공간(D)을 형성하여 상기한 루프파이프(RP)를 연통 결합하는 체적부(161)와, 체적부(161)의 개구측 외주연에 확장 형성하여 실린더(110)의 지지돌부(111)를 압착하면서 전방프레임(21)에 고정하는 확장부(162)로 이루어진다.

확장부(162)는 전방프레임의 용접홈까지 연장될 수 있도록 확장 형성하고, 그 끝단에는 상기한 용접홈(21c)에 삽입되도록 용접단(162a)을 절곡 형성한다. 또, 이 확장부(162)의 용접단(162a) 외주면과 용접홈(21c)의 경계면에는 두 부재(21)(160)를 용접하여 용접선(W)을 형성한다.

또, 도 5에서와 같이 확장부(162)의 중간에는 상기한 전방프레임(21)의 체결홈(21e)에 대응하도록 체결구멍(162b)을 등간격으로 형성할 수도 있다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명 왕복동식 압축기의 실링 구조는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

먼저, 전방프레임(21)의 전방측 중앙에 구비한 안착면(21b)에 가스킷(170)을 개재한 상태에서 실린더(110)를 상기한 전방프레임(21)의 실린더구멍(21a)에 삽입한다. 이때, 실린더(110)의 지지돌부(111)가 전방프레임(21)의 안착면(21b)에 가스킷(170)을 개재한 상태에서 안착되도록 한다.

다음, 토출커버(160)의 체적부(161)가 토출밸브(140)를 수용하도록 한 상태에서 확장부(162)가 전방프레임(21)의 전방면에 밀착하도록 함과 아울러 용접단(162a)이 전방프레임(21)의 용접홈(21c)에 삽입되도록 한다. 이때, 토출커버(160)의 확장부(162)가 실린더(110)의 지지돌부(111)를 눌러 그 지지돌부(111)가 가스킷(170)을 압착하면서 안착면(21b)에 지지되도록 한다.

다음, 토출커버(160)의 용접단(162a)과 전방프레임(21)의 용접홈(21c) 사이의 경계면을 용접하여 용접선(W)을 형성하되 도 5에서와 같이 수 개의 체결볼트(180)를 이용하여 토출커버(160)를 전방프레임(21)에 더욱 견고하게 체결 고정한다.

이렇게 하여, 토출커버가 전방프레임에 긴밀하게 압착되면서 그 외주면이 용접되어 밀봉됨에 따라 토출커버의 토출공간으로 토출되었던 냉매가스가 전방프레임과의 사이로 누설되는 것을 미연에 방지할 수 있다. 또, 전방프레임의 안착면과 실린더의 지지돌부 사이에 가스킷을 개재함에 따라 토출커버로 실린더를 눌러 전방프레임에 고정할 때 가스킷이 균일하게 압착되면서 전방프레임과 실린더 사이를 긴밀 하게 밀봉하여 토출커버의 냉매가스가 누설되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

한편, 본 발명 왕복동식 압축기의 실링 구조에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 일실시예에서는 케이싱(10)을 구비하여 그 내부에 냉매가스를 충진한 것이나, 본 실시예는 도 6에서와 같이 케이싱을 없애고 대신 전방프레임(210)과 중간프레임(220) 그리고 후방프레임(230)을 밀봉 결합하여 일종의 케이싱 역할을 하도록 하는 것이다.

이 경우 가스흡입관(SP)은 후방프레임(230)에 연통 결합하는 반면 가스토출관(DP)은 토출커버(160)에 연통 결합하고, 전방프레임(210)의 중앙에는 전술한 일실시예에서와 같이 실린더구멍(211)을 형성하여 실린더(110)를 삽입 고정함과 아울러 실린더구멍(211)의 도입단에는 안착면(2120을 형성하여 이 안착면(212)에 가스킷(170)을 개재한 상태에서 실린더(110)의 지지돌부(111)를 토출커버(160)로 눌러 압착 결합하도록 이루어진다.

또, 토출커버(160)의 확장부(162) 끝단에는 용접단(162a)을 절곡 형성하여 전방프레임(210)의 용접홈(213)에서 용접 결합하는 한편 이 토출커버(160)의 용접시 발생하는 용접열이 실린더구멍(211)으로 확산되는 것을 차단하도록 상기한 전반프레임(210)의 내측면에는 열확산방지홈(214)을 형성하는 것이 바람직하다.

또, 토출커버(160)의 확장부(162)와 이에 전방프레임(210)에는 각각 체결구멍(도 5에 도시(162b))과 체결홈(도 5에 도시(21e))을 형성하여 상기한 토출커버(160)의 확장부(162)가 실린더(110)의 지지돌부(111)를 강하게 압착하도록 할 수도 있다.

이렇게 하여, 전방프레임과 토출커버를 긴밀하게 실링함으로써 토출커버의 토출공간으로 토출된 냉매가스가 케이싱의 역할을 하는 프레임유니트의 외곽으로 누설되는 것을 효과적으로 차단할 수 있을 뿐만 아니라, 전방프레임과 실린더를 긴밀하게 실링함으로써 프레임유니트의 안쪽에 충진되는 냉매가스가 상기 전방프레임과 실린더 사이를 통해 상기한 프레임유니트의 외곽으로 누설되는 것도 효과적으로 차단하여 압축기의 성능과 신뢰성을 높일 수 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 실링 구조는, 토출커버를 전방프레임에 용접 결합함과 아울러 전방프레임과 실린더 사이에만 가스킷을 개재함으로써, 토출커버의 토출공간을 보다 효과적으로 밀봉할 수 있을 뿐만 아니라 케이싱을 없앤 경우 프레임유니트의 내부에 충진되는 냉매가스가 전방프레임과 토출커버 사이를 통해 압축기 외곽으로 누설되는 것을 차단하여 압축기의 성능과 신뢰성을 함께 높일 수 있다.

Claims

가스흡입관을 연통되고 가스토출관이 관통 결합되는 케이싱;

상기 케이싱의 내부에 지지 설치되는 프레임;

상기 프레임에 고정 설치되어 가동자가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동모터;

상기 프레임에 삽입되어 상기 왕복동모터의 가동자에 결합된 피스톤이 미끄러지게 삽입되고 그 선단에 환형으로 돌출되는 지지돌부가 상기한 프레임의 선단면에 얹혀져 축방향으로 지지되는 실린더;

상기 프레임의 선단면과 실린더의 지지돌부 선단면을 함께 눌러 상기 실린더가 프레임의 축방향으로 지지되도록 그 외주면에 확장부가 형성되어 상기 프레임에 용접 결합되는 토출커버; 및

상기 프레임의 선단면과 토출커버의 확장부 사이에는 배제되는 반면 상기 토출커버의 확장부와 이에 대응되는 실린더의 지지돌부 일측면 사이에만 개재되는 가스킷;을 포함한 왕복동식 압축기의 실링 구조.
가스흡입관이 연통 결합되어 밀봉되는 프레임;

상기 프레임에 고정 설치되어 가동자가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동모터;

상기 프레임에 삽입되어 상기 왕복동모터의 가동자에 결합된 피스톤이 미끄러지게 삽입되고 그 선단에 환형으로 돌출되는 지지돌부가 상기한 프레임의 선단면에 얹혀져 축방향으로 지지되는 실린더;

상기 프레임의 선단면과 실린더의 지지돌부 선단면을 함께 눌러 상기 실린더가 프레임의 축방향으로 지지되도록 그 외주면에 확장부가 형성되어 상기 프레임에 용접 결합되고 가스토출관이 연통되는 토출커버; 및

상기 프레임의 선단면과 토출커버의 확장부 사이에는 배제되는 반면 상기 토출커버의 확장부와 이에 대응되는 실린더의 지지돌부 일측면 사이에만 개재되는 가스킷;을 포함한 왕복동식 압축기의 실링 구조.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 프레임에는 토출커버와의 용접시 발생되는 용접열이 실린더쪽으로 확산되는 것을 방지하도록 용접선 안쪽에 열확산방지홈이 형성되는 왕복동식 압축기의 실링 구조.
제3항에 있어서,

상기 프레임과 토출커버의 확장부는 용접선 안쪽이 체결볼트로 체결되어 상기한 토출커버가 실린더를 프레임에 압착하도록 하는 왕복동식 압축기의 실링 구조.