KR100763159B1

KR100763159B1 - 왕복동식 압축기의 모터 에어 갭 측정구조

Info

Publication number: KR100763159B1
Application number: KR1020010077916A
Authority: KR
Inventors: 현성열
Original assignee: 주식회사 엘지이아이
Priority date: 2001-12-10
Filing date: 2001-12-10
Publication date: 2007-10-05
Also published as: KR20030047427A

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 모터 에어 갭 측정구조에 관한 것으로, 본 발명은 왕복동식 모터와 상기 왕복동식 모터의 양측에 각각 복개 결합되는 전방 프레임 및 후방 프레임과, 상기 왕복동식 모터의 직선 왕복 구동력을 전달받아 상기 전방 프레임에 형성된 압축공간에서 직선 왕복 운동하는 피스톤과, 상기 피스톤의 움직임을 탄성 지지하는 공진 스프링유닛과, 상기 압축공간을 복개하도록 상기 전방 프레임에 장착되어 상기 압축공간을 개폐하는 밸브 유닛을 포함하여 구성된 왕복동식 압축기에서, 상기 압축기를 구성하는 구성 부품들을 조립한 후 상기 왕복동식 모터의 에어 갭을 측정하는 갭 게이지가 상기 전방 프레임을 통해 상기 왕복동식 모터의 에어 갭에 삽입되도록 상기 전방 프레임에 소정 형상을 갖는 측정구멍이 복수개 관통 형성되고, 상기 전방 프레임에 상기 측정구멍을 개폐하는 개폐수단이 구비되도록 구성하여 압축기를 조립 완성하는 과정에서 그 압축기를 구성하는 왕복동식 모터의 에어 갭의 간격을 일정하게 유지하도록 그 왕복동식 모터의 에어 갭을 측정 가능하게 함으로써 구성 부품의 가공 오차 및 조립 오차로 인하여 에어 갭이 일정하게 유지되지 못한 상태에서 압축기가 조립 완성되는 것을 방지하여 부품의 오작동으로 인한 파손을 막을 수 있도록 한 것이다.

Description

왕복동식 압축기의 모터 에어 갭 측정구조{ STRUCTURE FOR MEASURING AIR GAP OF MOTOR IN RECIPROCATING COMPRESSOR}

도 1은 현재 개발 진행 중인 왕복동식 압축기의 단면도,

도 2는 상기 왕복동식 압축기의 작동상태를 도시한 단면도,

도 3은 본 발명의 왕복동식 압축기 모터 에어 갭 측정구조가 구비된 왕복동식 압축기의 단면도,

도 4는 본 발명의 왕복동식 압축기 모터 에어 갭 측정구조를 분해하여 도시한 단면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

200 ; 전방 프레임 250 ; 측정구멍

300 ; 왕복동식 모터 400 ; 피스톤

500 ; 후방 프레임 600 ; 공진 스프링유닛

720 ; 토출커버 722 ; 토출커버 연장부

G ; 에어 갭 P ; 압축공간

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 특히 압축기를 조립 완성하는 과정에서 그 압축기를 구성하는 왕복동식 모터의 에어 갭을 일정하게 하기 위하여 그 왕복동식 모터의 에어 갭을 측정 가능할 수 있도록 한 왕복동식 압축기의 모터 에어 갭 측정구조에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 냉매 등의 가스를 압축하는 기기이다. 이와 같은 압축기는 가스를 압축하는 방식에 따라 회전식 압축기(ROTARY COMPRESSOR), 왕복동식 압축기(RECIPROCATING COMPRESSOR), 스크롤 압축기(SCROLL COMPRESSOR) 등 여러 종류가 있다.

도 1은 현재 연구 개발 중인 왕복동식 압축기의 일예를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 상기 왕복동식 압축기는 흡입관(10)이 구비된 용기(100)와, 관통구멍(210)이 형성된 실린더부(220)가 구비되어 상기 용기(100)의 내부에 장착되는 전방 프레임(200)과, 상기 전방 프레임(200)의 일측에 고정 결합되는 아우터 스테이터(310)의 내부에 축 방향으로 움직임 가능하게 이너 스테이터(320)가 삽입되고 그 이너 스테이터(320)에 마그네트(330)가 고정 결합되어 이루어진 왕복동식 모터(300)와, 상기 전방 프레임(200)의 실린더부 관통구멍(210)에 삽입됨과 아울러 상기 왕복동식 모터의 이너 스테이터(310)와 결합되어 상기 왕복동식 모터(300)의 직선 왕복 구동력을 전달받아 상기 이너 스테이터(310) 및 마그네트(330)와 함께 직선 왕복 운동하는 피스톤(400)과, 상기 피스톤(400)을 복개함과 아울러 상기 왕복동식 모터의 아우터 스테이터(310)를 고정 지지하는 후방 프레임(500)과, 상기 피스톤(400) 및 상기 이너 스테이터(310)와 마그네트(330)의 움직임을 탄성 지지하는 공진 스프링유닛(600)과, 상기 피스톤(400)의 직선 왕복 운동에 따라 가스를 흡입시키고 토출시키는 밸브 유닛(700)을 포함하여 구성된다.

상기 전방 프레임(200)은 관통구멍(210)이 형성된 실린더부(220)의 일측에 소정의 면적을 갖도록 연장된 플레이트부(230)가 형성되고 그 플레이트부(230)에 절곡 연장된 지지부(240)가 구비되어 이루어진다.

상기 왕복동식 모터의 아우터 스테이터(310)는 소정 형상을 갖는 다수개의 박판이 방사상으로 적층되어 그 내부에 관통구멍(311)이 형성된 적층체(312) 및 그 적층체의 관통구멍(311) 내주면에 형성된 개구홈(313)에 권선 코일(340)이 결합되어 이루어진다. 상기 이너 스테이터(320)는 소정 형상을 갖는 다수개의 박판이 원통 형상을 이루도록 방사상으로 적층된 적층체로 이루어진다. 상기 이너 스테이터는 상기 아우터 스테이터의 관통구멍(311)에 일정 간격을 두고 삽입되며 그 이너 스테이터(320)와 아우터 스테이터(310)사이에 위치하도록 마그네트(330)가 고정 결합된다. 상기 아우터 스테이터 관통구멍(311) 내주면과 상기 마그네트(330) 외면사이의 간격이 에어 갭(G)을 이루게 된다.

상기 왕복동식 모터(300)는 그 아우터 스테이터(310)가 상기 전방 프레임의 지지부(240)에 고정 결합된다.

상기 후방 프레임(500)은 캡 형태로 형성되어 상기 피스톤(400) 및 이너 스 테이터(320)와 마그네트(330)를 복개하도록 상기 왕복동식 모터의 아우터 스테이터(310)에 고정 결합된다.

상기 공진 스프링유닛(600)은 소정 형상으로 형성되어 상기 전방 프레임(200)측에 위치하도록 상기 이너 스테이터(350) 및 피스톤(900)의 일측에 고정 결합되는 제1 스프링 서포터(610)와, 상기 후방 프레임(500)측에 위치하도록 상기 이너 스테이터(350)의 타측에 고정 결합되는 제2 스프링 서포터(620)와, 상기 제1 스프링 서포터(610)와 전방 프레임(200)사이에 위치하는 제1 스프링(630)과, 상기 제2 스프링 서포터(620)와 후방 프레임(500)사이에 위치하는 제2 스프링(640)을 포함하여 구성된다.

상기 밸브 유닛(700)은 상기 피스톤(400)의 끝면에 고정 결합되어 피스톤(400)의 가스 유로(F)를 개폐하는 흡입밸브(710)와, 상기 전방 프레임(200)의 실린더부 관통구멍(210)을 복개하는 토출커버(720)와, 상기 토출커버(720)의 내부에 위치하여 상기 전방 프레임의 관통구멍(210)을 개폐하는 토출밸브(730)와, 상기 토출커버(720)의 내부에 위치하여 상기 토출밸브(730)를 탄성 지지하는 밸브 스프링(740)을 포함하여 구성된다. 상기 토출밸브(730)의 일측에 가스가 빠져나가는 토출관(20)이 결합된다.

미설명 부호 750은 체결볼트이고, 800은 오일공급수단이며, F는 가스 흡입유로이고, P는 압축공간이다.

상기한 바와 같은 왕복동식 압축기의 작동은 다음과 같다.

먼저, 압축기에 전원이 인가되면 상기 왕복동식 모터의 권선 코일(340)에 전 류가 흐르게 되면서 아우터 스테이터(310)와 이너 스테이터(320)에 플럭스가 형성되며 상기 아우터 스테이터(310)와 이너 스테이터(320)에 형성되는 플럭스와 상기 마그네트(330)에 의한 플럭스의 상호작용에 의해 상기 이너 스테이터(320)와 마그네트(330)가 직선 왕복 구동력을 발생시키게 된다.

상기 이너 스테이터(320)와 마그네트(330)의 직선 왕복 구동력이 상기 피스톤(400 )에 전달되어, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 이너 스테이터(320) 및 마그네트(330)와 함께 상기 피스톤(400)이 상기 전방 프레임(200)의 실린더부 관통구멍(210)에서 직선 왕복 운동하게 되며 그 피스톤(400)이 전방 프레임(200)의 실린더부 관통구멍(210)에서 직선 왕복 운동함에 따라 상기 밸브 유닛(700)의 작동과 함께 상기 흡입관(10)으로 흡입된 냉매가 상기 압축공간(P)으로 흡입되어 압축되고 그 압축공간(P)에서 압축된 고온 고압의 냉매는 상기 토출커버(720)와 토출관(20)을 통해 용기(100) 외부로 빠져나가게 되며, 이와 같은 과정을 반복하게 된다.

그리고 상기 공진 스프링유닛(600)은 상기 왕복동식 모터(300)의 직선 왕복 구동력을 탄성에너지로 저장 방출함과 아울러 그 피스톤(400)과 이너 스테이터(320) 및 마그네트(330)의 공진 운동을 유발시키게 된다.

한편, 직선 왕복 구동력을 발생시키는 왕복동식 모터의 구성에서 그 모터의 효율성을 좌우하는 요소 중의 하나가 에어 갭(G)이다. 상기 에어 갭(G)이 크게 되면 플럭스의 손실로 인하여 효율이 떨어지고 그 에어 갭(G)이 작으면 효율이 높게 되나 그 에어 갭(G)이 작으면 조립 공정이 난해할 뿐만 아니라 타부품과 접촉이 발 생되어 부품의 파손을 유발시키게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 왕복동식 압축기의 구조는 상기 왕복동식 모터의 에어 갭(G)을 최소화한 상태로 용기 내부에 장착되는 전체 조립체를 조립하게 될 경우 그 전체 조립체를 구성하는 구성 부품들의 가공 오차 및 조립 오차로 인하여 상기 왕복동식 모터의 에어 갭(G)이 일정 간격으로 유지되지 못하여 부품들간의 간섭이 발생되는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 압축기를 조립 완성하는 과정에서 그 압축기를 구성하는 왕복동식 모터의 에어 갭을 일정하게 하기 위하여 그 왕복동식 모터의 에어 갭을 측정 가능할 수 있도록 한 왕복동식 압축기의 모터 에어 갭 측정구조를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 직선 왕복 구동력을 발생시키는 왕복동식 모터와 상기 왕복동식 모터의 양측에 각각 복개 결합되는 전방 프레임 및 후방 프레임과, 상기 왕복동식 모터의 직선 왕복 구동력을 전달받아 상기 전방 프레임에 형성된 압축공간에서 직선 왕복 운동하는 피스톤과, 상기 피스톤의 움직임을 탄성 지지하는 공진 스프링유닛과, 상기 압축공간을 복개하도록 상기 전방 프레임에 장착되어 상기 압축공간을 개폐하는 밸브 유닛을 포함하여 구성된 왕복동식 압축기에 있어서, 상기 압축기를 구성하는 구성 부품들을 조립한 후 상기 왕복동식 모터의 에어 갭을 측정하는 갭 게이지가 상기 전방 프레임을 통해 상기 왕복동식 모터의 에어 갭에 삽입되도록 상기 전방 프레임에 소정 형상을 갖는 측정구멍이 복수개 관통 형성되고, 상기 전방 프레임에 상기 측정구멍을 개폐하는 개폐수단이 구비된 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 모터 에어 갭 측정구조가 제공된다.

이하, 본 발명의 왕복동식 압축기 모터 에어 갭 측정구조를 첨부도면에 도시한 실시례에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 왕복동식 압축기 모터 에어 갭 측정구조의 일실시예가 구비된 왕복동식 압축기를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 먼저 상기 왕복동식 압축기는 소정 형상을 갖는 용기(100)의 일측에 가스가 흡입되는 흡입관(10)이 결합된다.

그리고 상기 용기(100)의 내부에 소정 형상을 갖는 전방 프레임(200)이 장착되고 그 전방 프레임(200)에 직선 왕복 구동력을 발생시키는 왕복동식 모터(300)가 고정 결합되며 소정 형상을 갖는 후방 프레임(500)이 상기 왕복동식 모터(300)의 타측을 고정 지지하도록 결합된다.

상기 전방 프레임(200)은 관통구멍(210)이 형성된 실린더부(220)의 일측에 소정의 면적을 갖도록 연장된 플레이트부(230)가 형성되고 그 플레이트부(230)에 절곡 연장된 지지부(240)가 형성되며 상기 플레이트부(240)에 측정구멍(250)이 관통 형성되어 이루어진다. 상기 측정구멍(250)은 동일원상에 위치하도록 상기 플레이트부(240)에 다수개 형성됨이 바람직하다.

상기 전방 프레임의 실린더부 관통구멍(210)과 피스톤(400)에 의해 압축공간(P)을 형성하게 된다.

상기 왕복동식 모터(300)는 원통 형상으로 형성되는 적층체의 내부에 권선 코일(340)이 결합된 아우터 스테이터(310)와 상기 아우터 스테이터(310)의 내부에 길이 방향으로 직선 움직임 가능하도록 삽입되는 이너 스테이터(320)와 상기 아우터 스테이터(310)와 이너 스테이터(320)사이에 위치하도록 상기 이너 스테이터(320)에 고정 결합되는 마그네트(330)를 포함하여 구성된다. 상기 아우터 스테이터(310)의 소정 형상을 갖는 다수개의 박판을 다수개 적층한 적층체(312)로 그 내부에 관통구멍(311)이 형성되며 그 적층체의 관통구멍(311) 내주면에 형성된 개구홈(313)에 권선 코일(340)이 결합되어 이루어진다. 상기 이너 스테이터(320)는 소정 형상을 갖는 다수개의 박판이 원통 형상을 이루도록 방사상으로 적층된 적층체로 이루어지며 상기 마그네트(330)는 상기 아우터 스테이터(310)와 이너 스테이터(320)의 사이에 위치하도록 그 이너 스테이터(320)의 외주면에 고정 결합된다. 상기 마그네트(330)의 외측면과 상기 아우터 스테이터(310)의 내주면사이의 간격이 에어 갭(G)을 이루게된다.

상기 왕복동식 모터의 이너 스테이터(320) 길이가 상기 아우터 스테이터(310)의 길이보다 길게 형성되며 그 아우터 스테이터(310)가 상기 전방 프레임의 지지부(240)에 고정 결합된다.

상기 후방 프레임(500)은 캡 형태로 형성되어 상기 피스톤(400) 및 이너 스테이터(320)와 마그네트(330)를 복개하도록 상기 왕복동식 모터의 아우터 스테이터(310)에 고정 결합된다.

그리고 상기 피스톤(400) 및 상기 이너 스테이터(320)와 마그네트(330)의 움직임을 탄성 지지하는 공진 스프링유닛(600)이 구비된다. 상기 공진 스프링유닛(600)은 소정 형상으로 형성되어 상기 전방 프레임(200)측에 위치하도록 상기 이너 스테이터(320) 및 피스톤(400)의 일측에 고정 결합되는 제1 스프링 서포터(610)와, 상기 후방 프레임(500)측에 위치하도록 상기 이너 스테이터(320)의 타측에 고정 결합되는 제2 스프링 서포터(620)와, 상기 제1 스프링 서포터(610)와 전방 프레임(200)사이에 위치하는 제1 스프링(630)과, 상기 제2 스프링 서포터(620)와 후방 프레임(500)사이에 위치하는 제2 스프링(640)을 포함하여 구성된다.

그리고 상기 피스톤(400)의 직선 왕복 운동에 따라 가스를 흡입시키고 토출시키는 밸브 유닛(700)이 구비된다. 상기 밸브 유닛(700)은 상기 피스톤(400)의 끝면에 가스 유로(F)를 개폐하는 흡입밸브(710)가 고정 결합되고 상기 전방 프레임(200)의 실린더부 관통구멍(210)을 복개하는 토출커버(720)가 다수개의 체결볼트(750)에 의해 상기 전방 프레임(200)에 고정 결합된다. 상기 토출커버(720)는 캡 형태로 형성되는 커버부(721)의 단부에 소정의 면적을 갖도록 절곡 연장 형성되는 연장부(722)로 이루어지며, 그 토출커버(720)는 그 커버부(721)가 전방 프레임의 관통구멍(210)을 복개함과 아울러 그 연장부(722)가 전방 프레임의 플레이트부(230)에 접면되도록 위치한 상태에서 그 연장부(722)에 다수개의 체결볼트(750)가 관통 체결됨에 의해 상기 토출커버(720)가 전방 프레임(200)에 고정 결합된다. 이때, 상기 토출커버의 연장부(722)가 상기 전방 프레임의 플레이트부(230)에 형성된 측정구멍(250)을 막도록 형성되며 상기 제1 스프링(630) 의 일측은 상기 전방 프레임의 플레이트부 측정구멍(250)내에 위치함과 아울러 상기 토출커버(720)의 연장부(722)에 지지됨이 바람직하다.

그리고 상기 토출커버(720)의 커버부(721)내에 상기 관통구멍(210)을 개폐하는 토출밸브(730) 및 그 토출밸브(730)를 탄성 지지하는 밸브 스프링(740)이 삽입된다.

미설명 부호 20은 토출관이며, 750은 체결볼트이고, 800은 오일공급수단이며, F는 가스 흡입유로이고, P는 압축공간이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 왕복동식 압축기 모터 에어 갭 측정구조의 작용 효과는 다음과 같다.

먼저, 상기 용기(100)내부에 위치하는 구성 부품의 조립체는 왕복동식 모터의 아우터 스테이터(310)에 마그네트(330)가 고정 결합된 이너 스테이터(320)를 삽입시키고 이어 상기 이너 스테이터(320)에 상기 피스톤(400)의 일측을 고정시킴과 아울러 상기 제1 스프링 서포터(610)의 일측을 상기 이너 스테이터(320)의 내부에 고정 결합시키며 상기 전방 프레임(200)이 상기 왕복동식 모터(300)의 일측을 복개하도록 그 왕복동식 모터의 아우터 스테이터(310)에 고정 결합된다. 그리고 상기 이너 스테이터(320)의 타측에 제2 스프링 서포터(620)의 일측이 고정 결합되고 그 제2 스프링 서포터(620)가 내부에 위치하도록 상기 후방 프레임(500)이 상기 아우터 스테이터(310)의 타측에 복개 결합된다. 이때, 상기 제2 스프링 서포터(620)와 후방 프레임(500)의 내벽사이에 제2 스프링(640)이 결합된다.

그리고, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 전방 프레임의 측정구멍(250)을 통 해 갭 게이지(K)를 삽입하여 상기 왕복동식 모터의 아우터 스테이터(310)와 마그네트(330)사이인 에어 갭(G)을 측정하게 되며 그 에어 갭(G)이 측정된 다음 그 측정구멍(250)을 통해 상기 제1 스프링(630)이 삽입된다. 이때 상기 제1 스프링(630)의 타측은 상기 제1 스프링 서포터(610)에 지지된다. 그리고 밸브 유닛을 구성하는 토출커버(720)가 상기 전방 프레임의 관통구멍(210) 및 측정구멍(250)을 복개하도록 상기 전방 프레임(200)에 결합되고 그 토출커버(720)는 다수개의 체결볼트(750)가 체결됨에 의해 전방 프레임(200)에 고정 결합된다. 이때, 상기 제1 스프링(630)의 타측은 상기 토출커버(720)의 연장부(722)에 지지된다.

본 발명은 왕복동식 모터(300)의 양측에 전방 프레임(200)과 후방 프레임(500)이 각각 고정 결합되고 그 내부에 피스톤(400)과 공진 스프링유닛(600)이 결합된 상태에서 상기 전방 프레임(200)에 형성된 측정구멍(250)을 통해 갭 게이지(K)로 상기 왕복동식 모터의 에어 갭(G)을 측정한 다음 밸브 유닛(700)을 구성하는 토출커버(720)를 상기 전방 프레임(200)에 고정 결합하게 되므로 상기 왕복동식 모터의 에어 갭(G)을 일정하게 유지하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 모터 에어 갭 측정구조는 압축기를 조립 완성하는 과정에서 그 압축기를 구성하는 왕복동식 모터의 에어 갭의 간격을 일정하게 유지하도록 그 왕복동식 모터의 에어 갭을 측정하게 되어 구성 부품의 가공 오차 및 조립 오차로 인하여 에어 갭이 일정하게 유지되지 못한 상태에서 압축기가 조립 완성되는 것을 방지하게 됨으로써 부품의 오작 동으로 인한 파손을 막고 안정된 운전이 이루어지게 되어 압축기의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

직선 왕복 구동력을 발생시키는 왕복동식 모터와 상기 왕복동식 모터의 양측에 각각 복개 결합되는 전방 프레임 및 후방 프레임과, 상기 왕복동식 모터의 직선 왕복 구동력을 전달받아 상기 전방 프레임에 형성된 압축공간에서 직선 왕복 운동하는 피스톤과, 상기 피스톤의 움직임을 탄성 지지하는 공진 스프링유닛과, 상기 압축공간을 복개하도록 상기 전방 프레임에 장착되어 상기 압축공간을 개폐하는 밸브 유닛을 포함하여 구성된 왕복동식 압축기에 있어서, 상기 압축기를 구성하는 구성 부품들을 조립한 후 상기 왕복동식 모터의 에어 갭을 측정하는 갭 게이지가 상기 전방 프레임을 통해 상기 왕복동식 모터의 에어 갭에 삽입되도록 상기 전방 프레임에 소정 형상을 갖는 측정구멍이 복수개 관통 형성되고, 상기 전방 프레임에 상기 측정구멍을 개폐하는 개폐수단이 구비된 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 모터 에어 갭 측정구조.
제1항에 있어서, 상기 개폐수단은 상기 밸브 유닛을 구성함과 아울러 상기 전방 프레임의 압축공간을 복개하는 토출커버에 구비되어 상기 측정구멍을 복개하는 연장부와, 상기 토출커버를 상기 전방 프레임에 체결하는 복수개의 체결나사로 이루어진 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 모터 에어 갭 측정구조.