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KR100556800B1 - 왕복동식 압축기의 내측고정자 고정장치 - Google Patents

왕복동식 압축기의 내측고정자 고정장치 Download PDF

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KR100556800B1
KR100556800B1 KR1020040020503A KR20040020503A KR100556800B1 KR 100556800 B1 KR100556800 B1 KR 100556800B1 KR 1020040020503 A KR1020040020503 A KR 1020040020503A KR 20040020503 A KR20040020503 A KR 20040020503A KR 100556800 B1 KR100556800 B1 KR 100556800B1
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stator
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reciprocating compressor
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Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 내측고정자 고정장치에 관한 것으로, 본 발명은 케이싱의 내부에 탄력적으로 지지하여 설치하는 프레임과, 프레임에 외측고정자와 내측고정자를 고정 설치하고 그 외측고정자와 내측고정자 사이에 개재한 가동자가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동모터와, 왕복동모터의 가동자에 결합하여 프레임에 고정한 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 압축하는 피스톤과, 피스톤을 탄력 지지하여 공진운동을 유도하는 복수 개의 공진스프링을 포함한 왕복동식 압축기에 있어서, 내측고정자의 일측면에 프레임을 밀착하고, 그 프레임의 내주면에 용접부재를 밀착 지지하며, 용접부재와 내측고정자를 용접하여 고정함으로써, 지지돌부의 길이를 줄여 정밀 가공할 부위를 감소시키고 이를 통해 제3 프레임에 대한 생산비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 제3 프레임을 주물은 물론 판금 작업으로도 제작할 수 있어 생산비용을 절감 및 생산성 향상을 기대할 수 있다.

Description

왕복동식 압축기의 내측고정자 고정장치{DEVICE FOR FIXING INNER STATOR OF RECIPROCATING COMPRESSOR}
도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 단면도,
도 2는 종래 왕복동식 압축기에서 내측고정자를 분해하여 보인 사시도,
도 3은 종래 왕복동식 압축기에서 내측고정자를 조립하여 보인 단면도,
도 4는 본 발명 왕복동식 압축기에서 내측고정자를 분해하여 보인 사시도,
도 5는 본 발명 왕복동식 압축기에서 내측고정자를 조립하여 보인 단면도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
21 : 제1 프레임 22 : 제2 프레임
23 : 제3 프레임 23b : 지지면부
23d : 지지돌부 24 : 용접링
31 : 외측고정자 32 : 내측고정자
32a : 스테이터코어 32b : 고정링
32c : 용접홈 33 : 가동자
본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 특히 내측고정자를 지지하는 프레임의 가공을 용이하게 할 수 있는 왕복동식 압축기의 내측고정자 고정장치에 관한 것이다.
일반적으로 왕복동식 압축기는 피스톤이 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 가스를 흡입 압축하여 토출시키는 것으로, 도 1은 종래 입형 왕복동식 압축기의 일례를 보인 단면도이다.
이에 도시한 바와 같이 종래의 왕복동식 압축기는, 일정량의 윤활유를 채운 케이싱(10)과, 케이싱(10)의 내부에 탄력 지지하여 설치하는 프레임유니트(20)와, 프레임유니트(20)에 지지하여 가동자(33)가 상하로 왕복운동을 하도록 케이싱(10)의 내부에 고정하는 왕복동모터(30)와, 왕복동모터(30)에 연결하여 프레임유니트(20)에 지지하는 압축유니트(40)와, 왕복동모터(30)를 탄력 지지하여 공진운동을 유도하는 공진스프링유니트(50)와, 케이싱(10)의 저면과 상면에 고정하여 프레임유니트(20)를 포함한 진동체의 상하 양측을 탄력 지지하는 지지스프링유니트(60)를 구성하고 있다.
프레임유니트(20)는 압축유니트(40)를 지지하는 제1 프레임(21)과, 제1 프레임(21)에 결합하여 왕복동모터(30)의 일측을 지지하는 제2 프레임(22)과, 제2 프레임(22)에 결합하여 왕복동모터(30)의 타측을 지지하는 제3 프레임(23)으로 이루어져 있다.
제3 프레임(23)은 그 중앙에 관통구멍(23a)을 형성하고, 그 관통구멍(23a)의 주변에는 내측고정자(32)의 하단에 밀착하여 지지하도록 관통구멍(23a)의 중심방향 으로 단차지게 지지면부(23b)를 형성하며, 지지면부(23b)에서 내측고정자(32)쪽으로 길게 연장하여 왕복동모터(30)의 내측고정자(32)를 압입 고정하는 고정돌부(23c)를 형성하고 있다.
고정돌부(23c)는 상기한 왕복동모터(30)의 내측고정자(32)를 완전히 관통하도록 그 내측고정자(32)의 축방향 길이 보다 길게 형성하고 있다.
왕복동모터(30)는 제2 프레임(22)과 제3 프레임(23) 사이에 고정 설치하고 전원을 인가받도록 권선코일(C)을 고정하는 외측고정자(31)와, 외측고정자(31)의 내측에 일정 공극을 두고 제3 프레임(23)에 고정하는 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.
외측고정자(31)는 다수 장의 얇은 스테이터코어(미부호)를 방사상으로 적층하거나 또는 여러 장의 얇은 스테이터코어를 적층한 스테이터블록(미부호)을 방사상으로 적층하여 원통 모양으로 형성하고, 낱장을 방사상으로 적층하는 경우에는 양측면에 고정링(미도시)을 압입하는 반면 스테이터블록을 방사상으로 적층하는 경우에는 절연재로 몰딩하여 원통 모양으로 형성하고 있다.
내측고정자(32)는 도 2에서와 같이 다수 장의 얇은 스테이터코어(32a)를 방사상으로 적층하여 원통 모양으로 형성하고, 양측에는 고정링(32b)을 압입하여 원통 모양을 유지하고 있다.
또, 내측고정자(32)는 제3 프레임(23)의 중앙부에 구비한 지지돌부(23c)에 압입하여 일측면은 제3 프레임(23)의 내측면에 지지하는 반면 타측면은 상기한 제3 프레임(23)의 지지돌부(23c)에 결합하는 별도의 고정판재(34)를 이용하여 고정하고 있다.
고정판재(34)는 그 내주면이 제3 프레임(23)의 지지돌부(23c)에 삽입되는 반면 외주면은 내측고정자(32)의 고정링(32b)을 포갤 수 있도록 환형으로 형성하고 있다.
가동자(33)는 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이에 왕복 가능하게 삽입하도록 원통 모양으로 형성하여 피스톤(42)의 플랜지부(42a)에 고정 결합하는 마그네트프레임(33a)과, 마그네트프레임(33a)의 외주면에 일정하게 고정하여 권선코일(C)에 인가되는 전원의 극성에 따라 직선 왕복운동을 하는 수 개의 마그네트(33b)로 이루어져 있다.
압축유니트(40)는 제1 프레임(21)에 고정하는 실린더(41)와, 실린더(41)에 미끄러지게 삽입하고 왕복동모터(30)의 가동자(33)에 기구적으로 결합하여 상하로 왕복운동을 하는 피스톤(42)과, 피스톤(42)의 선단면에 장착하여 흡입유로(F)를 개폐하는 흡입밸브(43)와, 실린더(41)의 토출측에 장착하여 압축가스의 토출을 제한하는 토출밸브(44)와, 토출밸브(44)를 탄력적으로 지지하는 밸브스프링(45)과, 토출밸브(44)와 밸브스프링(45)을 함께 수용하여 실린더(41)의 토출측을 복개하는 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 제1 공진스프링(52)과 제2 공진스프링(53)으로 이루어져 있다.
지지스프링유니트(60)는 케이싱(10)의 바닥면과 이에 대응하는 토출커버(46)의 저면 사이에 고정하는 제1 지지스프링(61)과, 케이싱(10)의 상측 저면과 이에 대응하는 제3 프레임(23)의 상면 사이에 고정하는 제2 지지스프링(62)으로 이루어져 있다.
도면중 미설명 부호인 M은 마그네트, 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 토출시키는 일련의 과정을 반복하는 것이었다.
그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기는, 내측고정자(32)를 고정하기 위하여는 제3 프레임(23)의 지지돌부(23c)를 길게 형성하여 그 외주면을 정밀 가공하여야 하나, 이는 가공 공정이 난해하여 그만큼 생산비용이 가중되는 문제점이 있었다.
또, 지지돌부(23c)의 길이가 길어 상기한 제3 프레임(23)을 일체형으로 제작 하기가 난해하게 되고 이로 인해 복수 개의 부품으로 제작하여 후조립하는 경우 조립공정이 복잡하게 되어 역시 생산비용이 가중되는 문제점도 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 내측고정자를 지지하는 프레임의 가공을 간소화할 뿐만 아니라 일체로 가공하여 생산비용을 절감할 수 있는 왕복동식 압축기의 내측고정자 고정장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱의 내부에 탄력적으로 지지하여 설치하는 프레임과, 프레임에 외측고정자와 내측고정자를 고정 설치하고 그 외측고정자와 내측고정자 사이에 개재한 가동자가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동모터와, 왕복동모터의 가동자에 결합하여 프레임에 고정한 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 압축하는 피스톤과, 피스톤을 탄력 지지하여 공진운동을 유도하는 복수 개의 공진스프링을 포함한 왕복동식 압축기에 있어서, 내측고정자의 일측면에 프레임을 밀착하고, 그 프레임의 내주면에 용접부재를 밀착 지지하며, 용접부재와 내측고정자를 용접하여 고정하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 내측고정자 고정구조를 제공한다.
이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 내측고정자 고정구조를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명 왕복동식 압축기에서 내측고정자를 분해하여 보인 사시도이 고, 도 5는 본 발명 왕복동식 압축기에서 내측고정자를 조립하여 보인 단면도이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 왕복동식 압축기는, 케이싱(10)의 내부에 탄력 지지하여 설치하는 프레임유니트(20)와, 프레임유니트(20)에 지지하여 가동자(33)가 상하로 왕복운동을 하도록 케이싱(10)의 내부에 고정하는 왕복동모터(30)와, 왕복동모터(30)의 가동자(33)에 피스톤(42)을 연결하여 함께 상하 왕복운동하면서 냉매가스를 압축하는 압축유니트(40)와, 왕복동모터(30)를 탄력 지지하여 공진운동을 유도하는 공진스프링유니트(50)과, 케이싱(10)의 저면과 상면에 고정하여 프레임유니트(20)를 포함한 진동체의 상하 양측을 탄력 지지하는 지지스프링유니트(60)를 포함한다.
프레임유니트(20)는 압축유니트(40)를 지지하는 제1 프레임(21)과, 제1 프레임(21)에 결합하여 왕복동모터(30)의 일측을 지지하는 제2 프레임(22)과, 제2 프레임(22)에 결합하여 왕복동모터(30)의 타측을 지지하는 제3 프레임(23)으로 이루어진다.
제3 프레임(23)은 그 중앙에 냉매가스가 흡입되는 관통구멍(23a)을 형성하고, 관통구멍(23a)의 주변에는 후술할 내측고정자(32)의 측면에 밀착하여 지지하는 지지면부(23b)를 중심방향으로 단차지게 형성하고, 지지면부(23b)의 중앙측에는 후술할 내측고정자(32)의 용접홈(32c)에 삽입하여 고정하는 지지돌부(23d)를 "기억자" 단면모양으로 절곡하여 돌출 형성한다.
지지돌부(23d)는 지지면부(23b)에서 축방향으로 연장 형성하되, 그 길이는 내측고정자(32)의 용접홈(32c)에 밀착하도록 대략 내측고정자(32)의 1/5 정도 길이 로 형성하고, 그 끝단에서 후술할 용접링(24)으로 눌려 상기한 용접홈(32c)에 밀착하도록 중심방향으로 다시 단차지게 절곡 형성한다.
예컨대, 제3 프레임(23)은 비자성체인 알루미늄 재질로 형성하는 반면 내측고정자(32)는 자성체인 규소강판으로 형성되는 것을 감안하여 상기 지지돌부(23d)의 안쪽에는 내측고정자(32)와 동일한 재질로 된 환형의 용접링(24)을 덧대 후술할 내측고정자(32)의 용접홈(32c)에 삽입하여 용접 고정하는 것이 바람직하다.
왕복동모터(30)는 제2 프레임(22)과 제3 프레임(23) 사이에 고정 설치하고 전원을 인가받도록 권선코일(C)을 고정하는 외측고정자(31)와, 외측고정자(31)의 내측에 일정 공극을 두고 제3 프레임(23)에 고정하는 내측고정자(32)와, 외측고정자(31)와 내측고정자(32) 사이의 공극에 개재하여 압축유니트(40)의 피스톤(42)에 결합하고 그 피스톤(42)과 함께 직선으로 왕복운동을 하는 가동자(33)로 이루어진다.
내측고정자(32)는 다수 장의 얇은 스테이터코어(32a)를 방사상으로 적층하여 원통 모양으로 형성하고, 양측에는 원통 모양을 유지하도록 고정링(32b)을 압입하여 고정한다.
또, 내측고정자(32)는 그 일측면, 보다 정확하게는 상기 제3 프레임(23)의 지지판부(23b)에 접하는 면에는 상기한 제3 프레임(23)의 지지돌부(23d)와 용접링(24)을 끼워 용접(W) 결합하는 용접홈(32c)을 환형으로 형성한다.
도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.
도면중 미설명 부호인 C는 권선코일, M은 마그네트이다.
상기와 같은 본 발명 왕복동식 압축기의 내부고정자 고정구조는 다음과 같은 작용 효과가 있다.
즉, 왕복동모터(30)는 제3 프레임(23)의 지지면부(23b)에 소정의 간극을 두고 밀착하여 고정하되, 특히 내측고정자(32)는 제3 프레임(23)의 중앙에 구비한 지지돌부(23d)를 내측고정자(32)의 용접홈(32c)에 끼운 후 용접링(24)을 덧대 이 용접링(24)과 내측고정자(32)를 용접함으로써 상기한 내측고정자(32)를 제3 프레임(23)에 용이하게 고정 결합할 수 있는 것이다.
이를 보다 상세히 살펴보면, 제3 프레임(23)의 지지돌부(23d)는 그 외주면이 내측고정자(32)의 용접홈(32c) 내주면에 긴밀하게 밀착되도록 정밀 가공을 하는 것이 바람직하나, 지지돌부(23d)의 길이가 짧아 정밀 가공할 부위가 적음에 따라 생산비용이 과도하게 증가되는 것을 막을 수 있다.
또, 제3 프레임(23)은 지지돌부(23d)의 길이가 짧아 주물은 물론 판금 작업으로도 제작할 수 있어 생산비용을 절감할 수 있고 생산성을 높일 수 있다.
본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 내측고정자 고정구조는, 내측고정자의 측면에 용접홈을 형성하고 이에 대응하는 제3 프레임에는 상기한 용접홈에 삽입되는 지지돌부를 형성하며 이 지지돌부에 용접링을 끼워 내측고정자에 용접 결합함으로써, 지지돌부의 길이를 줄여 정밀 가공할 부위를 감소시키고 이를 통해 제3 프레임에 대한 생산비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 제3 프레임을 주물은 물론 판금 작업으로도 제작할 수 있어 생산비용을 절감 및 생산성 향상을 기대할 수 있다.

Claims (3)

  1. 케이싱의 내부에 탄력적으로 지지하여 설치하는 프레임과, 프레임에 외측고정자와 내측고정자를 고정 설치하고 그 외측고정자와 내측고정자 사이에 개재한 가동자가 직선으로 왕복운동을 하는 왕복동모터와, 왕복동모터의 가동자에 결합하여 프레임에 고정한 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 압축하는 피스톤과, 피스톤을 탄력 지지하여 공진운동을 유도하는 복수 개의 공진스프링을 포함한 왕복동식 압축기에 있어서,
    내측고정자의 일측면에 프레임을 밀착하고, 그 프레임의 내주면에 용접부재를 밀착 지지하며, 용접부재와 내측고정자를 용접하여 고정하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 내측고정자 고정구조.
  2. 제1항에 있어서,
    내측고정자의 일측면에 소정 깊이의 용접홈을 음형지게 형성하고, 프레임에는 상기한 내측고정자의 용접홈에 삽입하도록 절곡부를 형성하며, 프레임의 절곡부 안쪽에 상기한 용접부재를 삽입하여 그 용접부재가 프레임의 절곡부를 용접홈에 밀착시킨 상태에서 용접 결합하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 내측고정자 고정구조.
  3. 제2항에 있어서,
    내측고정자는 동일한 프레임을 이용하여 외측고정자와 함께 고정하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 내측고정자 고정구조.
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