KR0162425B1 - 리니어 압축기의 고정자 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어 압축기의 고정자 구조에 관한 것으로, 다수개의 환형상 단위철심을 상하방향으로 적층하여 적층철심을 형성하되, 중간부를 제외한 상측 및 하측 단위철심의 내주면에 일정길이를 갖는 수개의 티스를 형성하여 상,하부 티스군을 형성하고, 상기 단위철심 중, 최상 및 최하층 단위철심에 형성된 티스의 내측단부에 상측 및 하측으로 절곡부를 각각 형성하며, 상기 적층철심의 상, 하부 티스군에 코일을 각각 역방향이 되도록 권선하여 구성함으로써적층철심의 자동 적층 타발 작업이 가능해지게 되며, 따라서 리니어 압축기의 제작에 따른 작업성을 보다 향상시키는 잇점이 있고, 또한 적층철심과 영구자석과의 공극을 균일하게하여 압축기의 성능을 향상시키고, 동작의 신뢰성을 향상시키도록한 것이다.

Description

리니어 압축기의 고정자 구조

제1도는 일반적인 리니어 압축기의 구성을 보인 단면도.

제2도는 일반적인 리니어 압축기의 고정자 구조를 보인 분해 사시도.

제3도의 (a)내지 (c)는 일반적인 리니어 압축기의 피스톤 이동 원리를 설명하기 위한 작용도.

제4도는 제3도 (c)의 A부 확대도.

제5도는 본 발명의 고정자가 적용된 리니어 압축기의 구성을 보인 단면도.

제6도는 본 발명에 의한 리니어 압축기의 고정자 구조를 보인 부분 절결 사시도.

제7도는 제6도의 요부 구성을 보인 사시도.

제8도는 본 발명에 의한 리니어 압축기의 고정자에서 자속이 흐름을 설명하기 위한 작용도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 적층철심 21 : 단위철심

21a : 티스 21b : 절곡부

22,23 : 티스군 24,25 : 코일

본 발명은 리니어 압축기(Linear Compressor)의 고정자 구조에 관한 것으로, 특히 리니어 압축기의 제작에 따른 작업성을 보다 향상시키고, 적층철심과 영구자석과의 공극을 균일하게하여 압축기의 성능을 향상시킴과 아울러 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 한 리니어 압축기의 고정자 구조에 관한 것이다.

제1도에 도시한 바와 같이, 소정의 형상을 갖고 세워지는 밀폐 용기(1)와, 상기 밀폐 용기(1)의 저면 수개소에 고정되는 마운팅 스프링(2)과, 상기 마운팅 스프링(2)에 고정되는 마운팅 백커버(back cover)(3)와, 내부에 실린더(4a)가 형성되고 상기 백커버(3)에 세워져 설치되는 프레임(4)과, 내부에 코일(5)이 결합되고 프레임(4)의 내벽 상부에 고정자 홀더(6)로 고정되는 적층철심(7)과, 상기 실린더(4a)의 외주면에 결합되는 백요크(back yoke)(8)와, 상기 프레임(4)의 내벽 하부에 고정되는 피스톤 스프링(9)과, 상기 피스톤 스프링(9)의 상면 중앙부에 고정되는 영구자석 홀(10)와, 상기 영구자석 홀더(10)의 상면 중앙부에 고정되어 실린더(4a)의 내부에 수납되는 피스톤(11)과, 상기 영구자석 홀더(10)의 상면 주연부에 고정되어 적층철심(7)과 백요크(8)의 사이를 지나는 영구자석(12)과, 상기 프레임(4)의 상면 중간부에 설치되는 밸브 어셈블리(13)와, 상기 밸브 어셈블리(13)의 양측에 각각 설치되는 흡입 머플러(14) 및 토출 머플러(15)로 구성되어 있다.

상기 코일(5)과 적층철심(7)의 조립체를 '고정자'라고 칭하는 바, 그 구성을 상세하게 살펴보면, 제2도에 도시한 바와 같이, 코일(5)은 원통형으로 감은 형상으로 되어 있고, 적층철심(7)은 내측에 결홈홈(7'a)이 형성되고 내측의 상,하부에 자속 흐름의 유도 작용으로 누설 자속을 없애기 위한 돌출부(7'b)가 형성된 수개의 단위철심(7')이 접착된 형상으로 되어 있어, 상기 적층철심(7)의 각 단위철심(7')에 형성된 결합홈(7'a)에 코일(5)이 결합된 상태에서 몰딩(molding)하여 고정자를 구성하게 된다.

또한, 상기 영구자석(12)은 축방향으로 3등분 되어 있고 방사형으로 착자된 형상으로서, 영구자석 홀더(10)에 접착제로 접착 고정되어 있다.

상기와 같은 일반적인 리니어 압축기는, 코일(5)에 교류 전압을 인가하면, 적층철심(7)에 자속이 유기되는 바, 이때 영구자석(12)과 코일(5)에서 유기되는 자속과의 자기력에 의하여 영구자석(12)이 하방향으로 이동하게 된다.

즉, 다음의 식(1)에 의하여 코일(5)에 자속이 쇄교하면 코일(5)에는 기자력이 발생하게 된다.

(여기서, e는 기자력, (파이)는 자속을 의미한다.)

또한, 코일(5)의 양단에 교류 전압을 인가하여 기자력과 동상(同相)의 전류를 흐르게 하면, 영구자석(12)에 기계적 출력이 발생하여 제3도의 (a), (b), 및 (c)의 순으로 움직이게 되며, 상기 영구자석(12)의 이동에 의하여 피스톤(11)이 하강하게 됨으로써 냉매가 흡입 머플러(14)를 통하여 흡입되어 밸브 어셈블리(13)를 지나 실린더(4a)와 피스톤(11)사이의 압축 공간(S)으로 유입된다.

상기 영구자석(12)의 기계적 출력은 다음의 식(2)로 나타낼 수 있다.

(여기서, V는 인가전압, I는 전류, R는 저항, e는 기자력을 의미한다.)

이때, 제4도에 도시한 바와 같이, 적층철심(7)을 구성하는 각 단위철심(7')의 내측 상부에 돌출부(7')의 내측 상부에 돌출부(7'b)가 형성되어 있으므로 자속의 흐름을 유도시킴으로써 누설 자속을 없애는 역할을 한다.

한편, 인가된 교류 전원에 의하여 전류의 방향이 반대가 될 경우에는 상기와 동일한 원리에 의해 영구자석(12)이 제3도의 (c), (b) 및 (a)의 순서로 이동하여 피스톤(11)의 이동에 따라 압축공간(S)의 냉매를 압축시키게 되고, 그 압축 냉매는 밸브 어셈블리(13)를 통하여 토출 머플러(15)로 토출된다.

그러나, 상기와 같은 일반적인 리니어 압축기의 적층철심(7)을 구성함에 있어서는, 각 단위철심(7')의 적층 방향을 횡(橫)으로하여 작업성이 저하될 뿐만 아니라, 적층철심(7)의 치수 정도가 불량해지게 되어, 영구자석(12)과의 공극이 불균일하게 됨으로써 리니어 압축기의 성능이 저하되고, 동작의 신뢰성이 저하되는 등의 여러 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 리니어 압축기의 제작에 따른 작업성을 보다 향상시킬 수 있도록 한 리니어 압축기의 고정자 구조를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 적층철심과 영구자석의 공극을 균일하게하여 압축기의 성능을 향상시키고, 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 리니어 압축기의 고정자 구조를 제공함에 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 다수개의 환형상 단위철심을 상하방향으로 적층하여 적층철심을 형성하되, 중간부를 제외한 상측 및 하측 단위철심의 내주면에 일정 길이를 갖는 수개의 티스를 형성하여 상,하부 티스군을 형성하고, 상기 단위철심 중, 최상 및 최하층 단위철심에 형성된 티스의 내측단부에 상측 및 하측으로 절곡부를 각각 형성하며, 상기 적층철심의 상,하부 티스군에 코일을 각각 역방향이 되도록 권선하여 구성함을 특징으로 하는 리니어 압축기의 고정자 구조가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 리니어 압축기의 고정자 구조를 첨부 도면에 도시한 실시례에 따라서 설명하면 다음과 같다.

제5도는 본 발명의 고정자가 적용된 리니어 압축기의 구성을 보인 단면도이고, 제6도는 본 발명에 의한 리니어 압축기의 고정자 구조를 보인 부분 절결 사시도이며, 제7도는 제6도의 요부 구성을 보인 사시도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 리니어 압축기의 고정자 구조는, 다수개의 환형상(環形狀) 단위철심(21)을 상하방향으로 적충하여 적층철심(20)을 형성하되, 중간부를 제외한 상측 및 하측 단위철심(21)의 내주면에 일정 길이를 갖는 수개의 티스(teeth)(21a)를 형성하여 상,하부 티스군(22)(23)을 형성하고, 상기 단위철심(21) 중, 최상 및 최하층 단위철심(21)에 형성된 티스(21a)의 내측단부에 상측 및 하측으로 절곡부(21b)를 각각 형성하며, 상기 적층철심(20)의 상,하부 티스군(22)(23)에 코일(24)(25)을 각각 역방향이 되도록 권선하여 구성한 것이다.

도면중 종래의 기술 구성과 동일한 부분에 대하여는 동일 부호를 부여하였다.

상기와 같이 본 발명에 의한 고정자 구조를 갖는 리니어 압축기는, 일반적인 리니어 압축기와 마찬가지로 코일(24)(25)에 교류 전압을 인가하면, 적층철심(20)에 자속이 유기되며, 이때 영구자석(12)과 코일(24)(25)에서 유기되는 자속과의 자기력에 의하여 영구자석(12)이 하방향으로 이동하게 된다.

또한, 코일(24)(25)의 양단에 교류 전압을 인가하여 기자력과 동상(同相)의 전류를 흐르게 하면, 영구자석(12)에 기계적 출력이 발생하여 그 영구자석(12)이 움직이게 되며, 상기 영구자석(12)의 이동에 의하여 피스톤(11)이 하강하게 됨으로써 냉매가 흡입 머플러(14)를 통하여 흡입되어 밸브 어셈블리(13)를 지나 실린더(4a)와 피스톤(11) 사이의 압축공간(S)으로 유입되는 것이다.

한편, 전류의 방향이 반대가 될 경우에는 상기와 동일한 원리에 의해 영구자석(12)인 반대로 이동하여 피스톤(11)의 이동에 의해 압축공간(S)의 냉매를 압축시키게 되며, 그 압축 냉매는 밸브 어셈블리(13)를 통하여 토출 머플러(15)로 토출되는 것이다.

상기한 본 발명에 의한 리니어 압축기의 고정자 구조에 의하면, 제8도에 도시한 바와 같이, 적층철심(20)이 다수개의 환형상 단위철심(21)으로 상하방향으로 적층되어 있고, 상기 단위철심(21) 중, 최상 및 최하층 단위철심(21)에 형성된 티스(21a)의 내측단부에 상측 및 하측으로 절곡부(21b)(21b)이 각각 형성되어 있으므로, 자속의 흐름이 백요크(8), 영구자석(12)과, 각각의 티스(21a)를 통하여 단위철심(21)으로 흐르거나, 또는 그 역방향으로 흘러 영구자석(12)을 이동시키게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 리니어 압축기의 고정자 구조는, 다수개의 환형상 단위철심을 상하방향으로 적층하여 적층철심을 형성하되, 중간부를 제외한 상측 및 하측 단위철심의 내주면에 일정길이를 갖는 수개의 티스를 형성하여 상,하부 티스군을 형성하고, 상기 단위철심 중, 최상 및 최하층 단위철시에 형성된 티스의 내측단부에 상측 및 하측으로 절곡부를 각각 형성하며, 상기 적층철심의 상,하부 티스군에 코일을 각각 역방향이 되도록 권선하여 구성함으로써 적층철심의 자동 적층 타발 작업이 가능해지게 되며, 따라서 리니어 압축기의 제작에 따른 작업성을 보다 향상시키는 잇점이 있고, 또한 적층철심과 영구자석과의 공극을 균일하게하여 압축기의 성능을 향상시키고, 동작의 신뢰성을 향상시키는 등의 효과가 있다.

Claims (1)

1. 다수개의 환형상 단위철심을 상하방향으로 적층하여 적층철심을 형성하되, 중간부를 제외한 상측 및 하측 단위철심의 내주면에 일정 길이를 갖는 수개의 티스를 형성하여 상,하부 티스군을 형성하고, 상기 단위철심 중, 최상 및 최하층 단위철심에 형성된 티스의 내측단부에 상측 및 하측으로 절곡부를 각각 형성하며, 상기 적층철심의 상,하부 티스군에 코일을 각각 역방향이 되도록 권선하여 구성함을 특징으로 하는 리니어 압축기의 고정자 구조.