KR20070094382A

KR20070094382A - 왕복동식 압축기의 본체 지지장치

Info

Publication number: KR20070094382A
Application number: KR1020060025007A
Authority: KR
Inventors: 김진동
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2007-09-20
Also published as: KR100764781B1

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 본체 지지장치에 관한 것으로, 본 발명은 케이싱과, 구동 모터의 직선 왕복 구동력으로 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키며 그 구동 모터의 구동력 방향으로 상기 케이싱의 내벽과 슬라이딩 접촉되게 상기 케이싱의 내부에 위치하는 압축 본체와, 상기 구동 모터의 구동력 방향으로 위치하도록 상기 케이싱과 압축 본체사이에 장착되어 그 압축 본체를 탄성 지지하는 구동력 방향 지지유닛을 포함하여 구성된다. 이로 인하여, 압축기의 운전 중 가스를 흡입하고 압축하는 압축 본체에서 발생되는 진동이 케이싱으로 전달되는 최소화하게 되어 압축기의 신뢰성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 그 압축기를 냉장고나 에어컨에 장착시 그 압축기로 인한 진동 소음 발생을 최소화할 수 있고, 또한 케이싱의 크기를 줄이게 됨으로써 그 압축기의 전체 크기를 줄이게 되어 그 압축기가 장착되는 냉장고 및 에어컨의 설치 공간을 줄일 수 있도록 한 것이다.

Description

왕복동식 압축기의 본체 지지장치{RECIPROCATING COMPRESSOR }

도 1은 종래 왕복동식 압축기를 도시한 단면도,

도 2는 본 발명의 왕복동식 압축기의 본체 지지장치의 일실시예가 구비된 왕복동식 압축기를 도시한 단면도,

도 3은 본 발명의 왕복동식 압축기의 본체 지지장치의 다른 실시예가 구비된 왕복동식 압축기를 도시한 단면도,

도 4는 본 발명의 왕복동식 압축기의 본체 지지장치의 작동 상태를 도시한 왕복동식 압축기의 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110; 케이싱 111; 케이싱의 슬라이딩면

211; 고정 부재 212; 지지 스프링

140; 구동 모터 230; 슬라이딩 베어링

CB; 압축 본체 S; 압축 본체의 슬라이딩면

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 특히 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키는 압축 본체 등에서 발생되는 진동 소음이 케이싱으로 전달되는 것을 최소화할 뿐만 아니라 그 압축 본체가 내부에 장착되는 케이싱의 크기를 줄일 수 있도록 한 왕복동식 압축기의 본체 지지장치에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 압축기는 실린더내부에서 피스톤이 직선 왕복 운동하면서 냉매 가스를 흡입하고 압축하는 기계이다. 이와 같은 왕복동식 압축기는 구동 매카니즘에 따라 크게 두 가지 방식으로 나누어진다. 하나는 모터의 회전 운동이 직선 왕복 운동으로 변환되어 피스톤에 전달되는 방식이고, 다른 하나는 모터의 직선 왕복 운동이 직접 피스톤에 되는 방식이다.

도 1은 왕복동식 압축기의 일예를 도시한 것이다. 이에 도시한 바와 같이, 상기 왕복동식 압축기는 케이싱(10)과, 그 케이싱(10)의 내부에 위치하며 직선 왕복 구동력을 발생시키는 구동 모터(40)의 구동력을 전달받아 가스를 흡입하고 압축시키는 압축 본체(CB)와, 상기 압축 본체(CB)의 하부와 케이싱(10)의 저면사이에 장착되어 그 압축 본체(CB)를 탄성 지지하는 탄성 지지유닛과, 상기 압축 본체(CB)로 가스의 흡입을 안내하고 그 압축 본체(CB)에서 압축되어 토출된 가스를 외부로 안내하는 파이프 유닛을 포함하여 구성된다.

상기 압축 본체(CB)는 상기 케이싱(10)의 내부에 서로 소정의 간격을 두고 위치하는 전방 프레임(20) 및 중간 프레임(30)과, 상기 전방 프레임(20)과 중간 프레임(20)사이에 장착되어 직선 왕복 구동력을 발생시키는 구동 모터(40)와, 상기 전방 프레임(20)에 삽입되는 실린더(50)와, 상기 구동 모터(40)의 구동력을 전달받아 상기 실린더(50) 내부에서 직선 왕복 운동하는 피스톤(60)과, 상기 피스톤(60) 을 복개하는 후방 프레임(70)과, 상기 피스톤(60)을 탄성 지지하여 공진을 유도하는 공진 스프링 유닛(80)과, 상기 피스톤(60)의 선단면에 결합되어 상기 피스톤(60)의 직선 왕복 운동에 따라 상기 실린더(50)의 내부로 유입되는 가스의 흐름을 제어하는 흡입밸브(90)와, 상기 실린더(50)의 일측에 설치되어 상기 피스톤(60)의 직선 왕복 운동에 따라 그 실린더(50) 내부에서 압축되는 압축가스의 토출을 제어하는 토출밸브 유닛(100)을 포함하여 구성된다.

상기 구동 모터(40)는 상기 전방 프레임(20)과 중간 프레임(30) 사이에 장착되는 외측 고정자(41)와, 상기 외측 고정자(41)의 내부에 삽입되어 상기 전방 프레임(20)에 장착되는 내측 고정자(42)와, 상기 외측 고정자(41)에 결합되는 권선 코일(43)과, 상기 외측 고정자(41)와 내측 고정자(42)사이에 직선 움직임 가능하게 삽입되는 가동자(44)를 포함하여 구성된다. 상기 가동자(44)는 원통 형상의 홀더(45)와 그 홀더(45)에 결합되는 다수개의 마그네트(46)로 구성되며, 그 홀더(44)는 상기 피스톤(60)과 연결된다.

상기 토출밸브 유닛(100)은 상기 실린더(50)의 내부 공간을 복개하는 토출커버(101)와 상기 토출커버(101) 내부에 위치하여 상기 실린더의 내부 공간을 개폐하는 토출밸브(102)와, 상기 토출밸브(102)를 탄성적으로 지지하는 밸브 스프링(103)을 포함하여 구성된다.

상기 탄성 지지유닛은 상기 케이싱(10)의 저면에 일정 간격을 두고 배치되는 4개의 케이싱(10)측 지지부(3)들과, 그 케이싱(10)측 지지부(3)들과 상응하도록 상기 압축 본체(CB)의 하부에 구비되는 본체측 지지부(4)들과, 그 케이싱(10)측 지지 부(3)와 압축 본체(CB)측 지지부(4)에 각각 연결되는 지지 스프링(5)들을 포함하여 구성된다. 상기 지지 스프링(5)들은 일정 길이를 갖는 압축 코일 스프링이며 그 압축 코일 스프링의 일측은 상기 케이싱(10)측 지지부(3)에 고정되고 그 타측은 압축 본체측 지지부(4)에 고정된다. 상기 네 개의 지지 스프링(5)들은 상기 압축 본체(CB)를 탄성 지지하여 그 압축 본체(CB)에서 발생되는 진동이 케이싱(10)으로 전달되는 것을 최소화시키게 된다.

상기 파이프 유닛은 상기 케이싱(10)의 일측에 고정 결합되어 상기 압축 본체(CB)의 흡입 유로측으로 가스의 흡입을 안내하는 흡입 파이프(1)와, 상기 압축 본체(CB)에서 압축된 가스를 케이싱(10)의 외부로 안내하는 토출 파이프(2)를 포함하여 구성된다. 상기 흡입 파이프(1)는 압축 본체(CB)와 연결되지 않도록 케이싱(10)에 고정 결합되고, 상기 토출 파이프(2)는 지그재그 형태로 밴딩되어 그 케이싱(10)의 내부에 위치하게 되며 그 일측이 케이싱(10)에 고정 결합된다.

미설명 부호 104는 체결볼트이고, 105는 너트이다.

상기한 바와 같은 왕복동식 압축기의 작동을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 압축기에 전원이 인가되면 상기 구동 모터(40)에서 직선 왕복 구동력이 발생되어 그 구동 모터의 가동자(44)가 직선 왕복 운동하게 되고 그 가동자(44)의 직선 왕복 구동력이 상기 피스톤(60)에 전달되어 그 피스톤(60)이 실린더(50) 내부 공간에서 직선 왕복 운동하게 된다. 상기 피스톤(60)이 실린더(50) 내부 공간에서 직선 왕복 운동함에 따라 그 실린더(50) 내부에서 발생되는 압력차에 의해 흡입밸브(90)와 토출밸브 유닛(100)이 가스 유로를 개폐하면서 가스가 실린더(50) 내 부로 흡입되고 압축되어 토출된다. 상기 실린더(50) 내부 공간에서 토출된 압축 가스는 토출커버(101)의 내부를 거쳐 토출 파이프(2)를 통해 케이싱(10) 외부로 토출된다. 이와 같은 과정이 지속적으로 반복되면서 가스를 압축시키게 된다.

상기 압축 본체(CB)에서 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키는 과정에서 그 압축 본체(CB)에서 진동이 발생되며 그 압축 본체(CB)에서 발생되는 진동은 그 압축 본체(CB)를 지지하는 탄성 지지유닛에 의해 흡수되어 그 진동이 케이싱(10)으로 전달되는 것을 최소화시키게 된다. 상기 압축 본체(CB)에서 발생되는 진동이 케이싱(10)에 전달될 경우 그 케이싱(10)의 외부로 진동 소음이 발생된다.

그러나 상기한 바와 같은 왕복동식 압축기는 운전 중 압축 본체(CB)에서 발생되는 진동을 흡수하기 위하여 그 압축 본체(CB)의 하부와 케이싱(10)의 저면사이에 탄성 지지유닛이 구비되므로 상기 케이싱(10)의 크기가 커지게 된다. 상기 케이싱(10)의 크기가 커지게 되면 왕복동식 압축기의 크기가 커지게 되어 그 압축기를 냉장고나 에어컨에 장착시 설치 공간을 많이 차지하게 될 뿐만 아니라 그 왕복동식 압축기가 장착되는 냉장고나 에어컨의 설계가 자유롭지 못하게 되는 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키는 압축 본체 등에서 발생되는 진동 소음이 케이싱으로 전달되는 것을 최소화할 뿐만 아니라 그 압축 본체가 내부에 장착되는 케이싱의 크기를 줄일 수 있도록 한 왕복동식 압축기의 본체 지지장치를 제공함 에 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 케이싱과, 구동 모터의 직선 왕복 구동력으로 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키며 그 구동 모터의 구동력 방향으로 상기 케이싱의 내벽과 슬라이딩 접촉되게 상기 케이싱의 내부에 위치하는 압축 본체와, 상기 구동 모터의 구동력 방향으로 위치하도록 상기 케이싱과 압축 본체사이에 장착되어 그 압축 본체를 탄성 지지하는 구동력 방향 지지유닛을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 본체 지지장치가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 본체 지지장치를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 왕복동식 압축기의 본체 지지장치의 일 실시예가 구비된 왕복동식 압축기를 도시한 단면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 먼저 상기 왕복동식 압축기는 케이싱(110)과, 구동 모터(140)의 직선 왕복 구동력으로 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키며 그 구동 모터(140)의 구동력 방향으로 상기 케이싱(110)의 내벽과 슬라이딩 접촉되게 상기 케이싱(110)의 내부에 위치하는 압축 본체(CB)와, 상기 구동 모터(140)의 구동력 방향으로 위치하도록 상기 케이싱(110)과 압축 본체(CB) 사이에 장착되어 그 압축 본체(CB)를 탄성 지지하는 구동력 방향 지지유닛과, 상기 압축 본체(CB)로 가스의 흡입을 안내하고 그 압축 본체(CB)에서 압축되어 토출된 가스를 외부로 안내하는 파이프 유닛을 포함하여 구성된다.

상기 케이싱(110)의 소정의 밀폐된 내부 공간을 갖도록 형성되며 그 내주면에 슬라이딩면(111)이 구비된다. 상기 케이싱(110)의 슬라이딩면(111)은 상기 압축 본체(CB)와 슬라이딩 접촉되는 면이며 그 구동 모터(140)의 구동력이 작용하는 방향과 평행을 이루게 된다.

상기 압축 본체(CB)는 상기 케이싱(110)의 내부에 서로 소정의 간격을 두고 위치하는 전방 프레임(120) 및 중간 프레임(130)과, 상기 전방 프레임(120)과 중간 프레임(120)사이에 장착되어 직선 왕복 구동력을 발생시키는 구동 모터(140)와, 상기 전방 프레임(120)에 삽입되는 실린더(150)와, 상기 구동 모터(140)의 구동력을 전달받아 상기 실린더(150)내부에서 직선 왕복 운동하는 피스톤(160)과, 상기 피스톤(160)을 복개하는 후방 프레임(170)과, 상기 피스톤(160)을 탄성 지지하여 공진을 유도하는 공진 스프링 유닛(180)과, 상기 피스톤(160)의 선단면에 결합되어 상기 피스톤(160)의 직선 왕복 운동에 따라 상기 실린더(150)의 내부로 유입되는 가스의 흐름을 제어하는 흡입밸브(190)와, 상기 실린더(150)의 일측에 설치되어 상기 피스톤(160)의 직선 왕복 운동에 따라 그 실린더(150) 내부에서 압축되는 압축가스의 토출을 제어하는 토출밸브 유닛(200)을 포함하여 구성된다.

상기 압축 본체(CB)의 구성 부품 중 전방 프레임(120)과 중간 프레임(130)의 외면에 상기 케이싱(110)의 슬라이딩면(111)과 슬라이딩되는 슬라이딩면(S)이 각각 구비됨이 바람직하다.

상기 구동 모터(140)는 상기 전방 프레임(120)과 중간 프레임(130)사이에 장착되는 외측 고정자(141)와, 상기 외측 고정자(141)의 내부에 삽입되어 상기 전방 프레임(120)에 장착되는 내측 고정자(142)와, 상기 외측 고정자(141)에 결합되는 권선 코일(143)과, 상기 외측 고정자(141)와 내측 고정자(142)사이에 직선 움직임 가능하게 삽입되는 가동자(144)를 포함하여 구성된다. 상기 가동자(144)는 원통 형상의 홀더(145)와 그 홀더(145)에 결합되는 다수개의 마그네트(146)로 구성되며, 그 홀더(144)는 상기 피스톤(160)과 연결된다.

상기 토출밸브 유닛(200)은 상기 실린더(150)의 내부 공간을 복개하는 토출커버(201)와 상기 토출커버(201) 내부에 위치하여 상기 실린더의 내부 공간을 개폐하는 토출밸브(202)와, 상기 토출밸브(202)를 탄성적으로 지지하는 밸브 스프링(203)을 포함하여 구성된다.

상기 구동력 방향 지지유닛은 상기 구동 모터(140)의 구동력 방향으로 위치하도록 케이싱(110) 내벽에 각각 고정 결합되는 고정 부재(211)들과, 상기 고정 부재(211)와 그 고정 부재(211)와 대면되는 압축 본체(CB)사이에 각각 장착되는 탄성 부재(212)들을 포함하여 구성된다. 상기 탄성 부재(212)들은 각각 압축 코일 스프링인 것이 바람직하다.

상기 고정 부재(211)들 중 하나는 상기 토출 커버(201)에 대면되도록 상기 케이싱(110)의 내벽에 고정 결합되고, 그 고정 부재(211)들 중 다른 하나는 상기 후방 프레임(170)과 대면되도록 케이싱(110)의 내벽에 고정 결합된다. 하나의 탄성 부재(212), 즉 압축 코일 스프링의 일측이 상기 고정 부재(211)에 고정 결합되고 그 타측이 상기 토출 커버(201)에 밀착되며, 또 다른 압축 코일 스프링의 일측이 상기 고정 부재(211)에 고정 결합되고 그 타측이 상기 후방 프레임(170)에 밀착된 다.

상기 파이프 유닛은 상기 케이싱(110)의 일측에 고정 결합되어 상기 압축 본체(CB)의 흡입 유로측으로 가스의 흡입을 안내하는 흡입 파이프(11)와, 상기 압축 본체(CB)에서 압축된 가스를 케이싱(110)의 외부로 안내하는 토출 파이프(12)를 포함하여 구성된다. 상기 흡입 파이프(11)는 압축 본체(CB)와 연결되지 않도록 케이싱(110)에 고정 결합되고, 상기 토출 파이프(12)는 지그재그 형태로 밴딩되어 그 케이싱(110)의 내부에 위치하게 되며 그 일측이 상기 케이싱(110)의 일측에 고정 결합된다.

한편, 본 발명의 다른 변형예로, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 케이싱(110)과 그 케이싱(110)에 슬라이딩 접촉되는 압축 본체(CB)의 사이에 슬라이딩 베어링(230)이 구비된다. 상기 슬라이딩 베어링은, 도 2에서 도시된 바와 같이, 상기 케이싱(110)의 내벽에 슬라이딩면(111)의 구비를 배제할 뿐만 아니라 그 케이싱(110)의 슬라이딩면(111)과 대면되는 압축 본체(CB)의 슬라이딩면(S)의 구비를 배제하고 그 케이싱(110)과 그 케이싱(110)에 접촉되는 압축 본체(CB) 사이에 그 두 부품이 상대운동 가능하도록 슬라이딩 베어링(230)이 장착될 수 있고, 또한 그 압축 본체의 슬라이딩면과 케이싱의 슬라이딩면이 구비된 상태에서 그 사이에 슬라이딩 베어링이 장착될 수 있다.

그리고 상기 구동 모터(140)의 구동력 방향으로 위치하도록 상기 케이싱(110)과 압축 본체(CB)사이에 구동력 방향 지지유닛(211)(212)이 장착되어 그 압축 본체(CB)를 구동력 방향으로 탄성 지지하게 된다. 상기 구동력 방향 지지유닛 (211)(212)의 구성은 위에서 설명한 바와 같으며, 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

이하, 본 발명의 왕복동식 압축기의 본체 지지장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기 왕복동식 압축기의 작동을 설명한다.

압축기에 전원이 인가되면 상기 구동 모터(140)에서 직선 왕복 구동력이 발생되어 그 구동 모터의 가동자(144)가 직선 왕복 운동하게 되고 그 가동자(144)의 직선 왕복 구동력이 상기 피스톤(160)에 전달되어 그 피스톤(160)이 실린더(150) 내부 공간에서 직선 왕복 운동하게 된다. 상기 피스톤(160)이 실린더(150) 내부 공간에서 직선 왕복 운동함에 따라 그 실린더(150)내부에서 발생되는 압력차에 의해 흡입밸브(190)와 토출밸브 유닛(200)이 가스 유로를 개폐하면서 가스가 실린더(150) 내부로 흡입되고 압축되어 토출된다. 상기 실린더(150) 내부 공간에서 토출된 압축 가스는 토출커버(201)의 내부를 거쳐 토출 파이프(12)를 통해 케이싱(110) 외부로 토출된다. 이와 같은 과정이 지속적으로 반복되면서 가스를 압축시키게 된다.

상기 압축 본체(CB)에서 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키는 과정에서 그 압축 본체(CB)에서 진동이 발생되며 그 압축 본체(CB)에서 발생되는 진동은 주로 구동 모터(14)의 구동력 방향과 동일한 방향으로 왕복 운동하는 진동이 발생된다. 그 압축 본체(CB)에서 발생되는 진동은, 도 4에 도시한 바와 같이, 케이싱(110)과 그 압축 본체(CB) 사이의 슬라이딩 운동 및 구동력 방향 지지유닛의 탄성 지지에 의해 흡수되어 그 압축 본체(CB)에서 발생되는 진동이 케이싱(110)으로 전달되는 것을 최소화하게 된다.

상기 압축기의 운전 중 압축 본체(CB)에서 발생되는 진동은 구동력 방향 지지유닛의 진동 전달 특성과 압축 본체(CB)와 케이싱(110)의 무게의 비에 의해 정해지는 비율로 케이싱(110)에 전달되어 그 케이싱(110)이 진동하게 되며, 이때 구동력 방향 지지수단을 구성하는 탄성 부재(212)들의 강성을 적절히 설계함에 의해 압축 본체(CB)와 케이싱(110)의 상대 운동의 크기 및 위상을 조절하는 것이 가능하게 되며, 이들 요소를 조절하여 그 압축 본체(CB)에서 발생되는 진동이 케이싱(110)으로 전달되는 것을 최소화시키게 된다.

또한, 본 발명은 압축 본체(CB)가 케이싱(110) 내부에 그 케이싱(110)의 내면과 슬라이딩 접촉되게 장착되므로 케이싱(110)과 압축 본체(CB)사이의 공간이 배제되므로 케이싱(110)의 크기를 줄일 수 있게 된다. 상기 구동력 방향 지지유닛은 케이싱(110)과 압축 본체(CB)사이에 위치하는 공간내에 설치하게 되므로 특별하게 설치 공간이 더 필요로 하지 않게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 왕복동식 압축기의 본체 지지장치는 압축기의 운전 중 가스를 흡입하고 압축하는 압축 본체에서 발생되는 진동이 케이싱으로 전달되는 최소화하게 되어 압축기의 신뢰성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 그 압축기를 냉장고나 에어컨에 장착시 그 압축기로 인한 진동 소음 발생을 최소화할 수 있고, 또한 케이싱의 크기를 줄이게 됨으로써 그 압축기의 전체 크기를 줄이게 되어 그 압축기가 장착되는 냉장고 및 에어컨의 설치 공간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims

케이싱과;

구동 모터의 직선 왕복 구동력으로 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키며 그 구동 모터의 구동력 방향으로 상기 케이싱과 슬라이딩 접촉되게 상기 케이싱의 내부에 위치하는 압축 본체와;

상기 구동 모터의 구동력 방향으로 위치하도록 상기 케이싱과 압축 본체사이에 장착되어 그 압축 본체를 탄성 지지하는 구동력 방향 지지유닛을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 본체 지지장치.
제 1 항에 있어서, 상기 케이싱의 내벽에 슬라이딩면이 구비되고, 상기 압축 본체에 상기 케이싱의 슬라이딩면과 슬라이딩 접촉되는 슬라이딩면이 구비되어 그 압축 본체와 케이싱이 슬라이딩 접촉되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 본체 지지장치.
제 1 항에 있어서, 상기 구동력 방향 지지유닛은 상기 구동 모터의 구동력 방향으로 위치하도록 케이싱 내벽에 각각 고정 결합되는 고정 부재들과, 상기 고정 부재와 그 고정 부재와 대면되는 압축 본체사이에 각각 장착되는 탄성 부재들을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 본체 지지장치.
케이싱과 압축 본체사이에 슬라이딩 베어링이 구비되어 그 케이싱과 압축 본체가 슬라이딩 접촉되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 본체 지지장치.