KR100298270B1 - 선형압축기 - Google Patents

Abstract

선형압축기는 냉장고 또는 에어컨에 제공된다. 상기 선형압축기는 밀봉케이싱내에 배치된 압축기 메커니즘을 포함한다. 상기 압축기 메커니즘은 실린더 및 피스톤 진동제어기내에서 피스톤을 왕복운동시키는 선형모터를 포함한다. 상기 피스톤 진동제어기는 피스톤의 진동을 제어하여 상기 피스톤의 실제상사점위치가 기준상사점위치와 일치하게 하고, 예컨대, 냉장고의 주위온도 또는 필요한 열적부하와 같은 매개변수를 토대로 기준상사점위치를 변경한다. 개량한 선형모터의 구조가 제공된다.

Description

선형압축기{IMPROVED STRUCTURE OF LINEAR COMPRESSOR}

본 발명은 냉장고 또는 에어컨에 이용될 수 있는 개선된 구조의 선형압축기에 관한 것이다.

일본 특허 공개 평8-247025호는 피스톤의 과도행정을 피하기 위해 일정한 상사점(top dead center)에 놓일 때 실린더헤드와 피스톤헤드 사이의 상부틈새(top clearance)를 유지하도록 설계된 냉장고용 선형압축기를 공개한다. 그러나, 상기 선형압축기는 냉장고의 주위온도 또는 열적부하의 감소가 일정한 상부틈새 때문에 지나치게 냉장용량이 커지는 단점이 있다.

또한, 상기 종래의 선형압축기는 코일의 구리손실이 크기 때문에 상기 피스톤을 선형으로 움직이는 선형모터의 효율이 좋지 않다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래기술의 단점을 해결하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 효율이 큰 개량한 구조의 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 특징에 따르면, (a) 밀봉케이싱(hermetic casing); (b) 피스톤이 진동하여 압축실의 체적을 변화시키는 실린더를 형성한 블록; (c) 상기 실린더내의 피스톤을 제1방향으로 이동시키는 선형모터; (d) 제1부분에서 상기 블록에 접속되고, 제2부분에서 상기 피스톤에 접속되어, 상기 피스톤이 상기 실린더에서 진동하도록 상기 선형모터를 통한 피스톤의 운동에 응답하여 상기 제1방향과 반대의 제2방향으로 피스톤을 추진시키는 탄성장치; (e) 피스톤의 위치를 나타내는 위치신호를 제공하기 위하여 피스톤의 위치를 검출하는 피스톤위치센서; (f) 상기 피스톤위치센서에 의해 제공된 위치신호를 토대로 상기 피스톤의 실제상사점위치를 결정하는 상사점위치 결정회로; (g) 상기 피스톤의 실제상사점위치와 기준상사점위치 사이의 차이가 감소되도록 상기 피스톤의 진동을 제어하는 진동제어회로; 및 (h) 상기 기준상사점위치를 변경하는 기준상사점위치 변경회로를 포함하는 선형압축기가 제공된다.

본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 주위온도를 측정하는 주위온도센서가 더 제공된다. 기준상사점위치 변경회로는 상기 주위온도센서에 의해 측정된 주위온도를 토대로 기준상사점위치를 변경한다.

압축기 출력요청을 결정하는 동작상태 결정회로가 더 제공된다. 기준상사점 변경회로는 상기 동작상태 결정회로에 의해 결정된 압축기 출력요청을 토대로 상기 기준상사점위치를 변경한다.

본 발명의 제2특징에 따르면, (a) 밀봉케이싱; (b) 피스톤이 진동하여 압축실의 체적을 변경하는 실린더를 형성한 블록; (c) 상기 피스톤에 접속되어 상기 실린더내의 피스톤을 제1방향으로 움직이는 회전자; (d) 제1부분에서 상기 블록에 접속되고 제2부분에서 상기 피스톤에 접속되어 상기 피스톤이 상기 실린더에서 진동하도록 선형모터를 통한 피스톤의 운동에 응답하여 제1방향과 반대의 제2방향으로 피스톤을 추진하는 탄성장치; (e) 상기 블록에 형성된 압축실; (f) 상기 선형모터의 고정자를 위에 배치하며, 상기 제1 및 제2방향으로 미끄러지게 상기 압축실에 장착되는 고정자 움직임부재; (g) 상기 고정자 움직임부재 양면상의 압축실에 규정된 제1 및 제2역압력챔버; 및 (h) 상기 제1 및 제2역압력챔버 사이의 압력차를 제어하여 상기 고정자 움직임부재를 이동시킴으로써, 상기 고정자를 소정의 위치로 움직이는 압력제어 메커니즘을 포함하는 선형압축기가 제공된다.

본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 상기 블록은 상기 압축실과 연통하는 입구와 출구를 형성한다. 상기 압력제어 메커니즘은 상기 입구와 상기 제1역압력챔버 사이 및 상기 출구와 제2역압력챔버 사이의 연통을 선택적으로 설정 및 차단한다.

또한, 상기 압축실로부터 떨어진 선형모터의 고정자를 추진하는 추진 메커니즘이 제공되어 있다.

본 발명의 제3특징에 따르면, (a) 회전자; (b) 코일과 상기 코일을 보유하는 환상형 요우크(annular yoke)를 구비하는 고정자를 포함하는 선형모터가 제공되는데, 상기 요우크는 상기 코일의 주변부분이 고정되는 홈을 형성한 복수의 아크형 블록으로 만들어진다.

본 발명의 제4특징에 따르면, (a) 회전자; (b) 환상형 요우크를 구비하는 고정자를 포함하는 선형모터가 제공되는데, 상기 요우크는 각기 상기 요우크의 환상형부분을 구성하는 복수의 블록으로 형성되고, 각 블록은 중심단면과 상기 중심단면 양면에 배치된 제1 및 제2외측단면을 포함하고, 상기 중심단면은 투자율이 큰재료로 만들어진 박판으로 이루어지고, 상기 제1 및 제2외측단면은 각기 상기 중심단면의 투자율보다 낮은 투자율 및 상기 중심단면보다 큰 전기저항을 갖는 재료로 만들어진다.

본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 상기 요우크 각 블록의 중심단면을 구성하는 박판은 상기 요우크의 원주방향으로 서로 중첩되게 놓여진다.

상기 요우크의 각 블록에 대한 중심단면은 사각 프리즘 형상이고, 각각의 상기 제1 및 제2외측단면은 삼각 프리즘 형상이다.

상기 중심단면 및 제1 및 제2외측단면은 수지를 이용하여 서로 결합된다.

상기 요우크의 각 블록 제1외측단면은 상기 요우크의 원주방향으로 직면하는 표면상에 형성된 돌기를 갖는다. 상기 제2외측단면에는 상기 요우크의 원주방향으로 직면하는 표면에, 상기 요우크를 마무리하도록 상기 블록을 서로 결합하기 위해 돌기가 고정되는 홈이 형성되어 있다.

본 발명의 제5특징에 따르면, (a) 회전자; (b) 환상형 요우크를 포함하는 고정자; (c) 리테이너(retainer)의 원주방향으로 정규의 간격으로 내부표면상에 상기 블록을 보유한 원형 리테이너를 포함하는 선형모터가 제공되는데, 상기 요우크는 각기 상기 요우크의 원주부분을 구성하는 복수의 블록으로 형성되고, 상기 각각의 블록은 투자율이 큰 재료로 만들어진 박판으로 형성되며, 상기 리테이터는 스트립부재(strip member)와 홀더를 포함하고, 상기 스트립부재는 상기 요우크보다 작은 투자율 및 상기 요우크보다 큰 전기저항을 갖는 재료로 만들어지고, 각각의 상기 홀더는 상기 블록중 한 개의 블록을 유지하고, 상기 스트립부재상에 부착된다.

본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 각각의 상기 홀더는 한 개의 블록을 배치한 C형 부재로 만들어진다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선형압축기를 도시하는 도면.

도 2는 선형압축기의 효율과 냉장용량으로 기준상사점위치를 도시하는 그래프.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 선형압축기를 도시하는 단면도.

도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 선형압축기를 도시하는 단면도.

도 5는 제1 내지 제3실시예의 선형압축기에 이용될 수 있는 선형모터를 도시하는 부분 단면도.

도 6은 도 5의 선형모터의 외부요우크를 도시하는 상부도.

도 7은 도 6의 라인 Ⅶ-Ⅶ을 따라 취해진 종단면도.

도 8은 도 6 및 도 7의 외부요우크에 고정된 코일의 제조를 도시하는 사시도.

도 9는 도 6 및 도 7의 외부요우크를 구성하는 각 블록중 한 개의 블록을 도시하는 사시도.

도 10은 도 5에 나온 외부요우크에 대한 수정을 도시하는 상부도.

도 11은 도 10의 측면도.

도 12는 도 10 및 도 11의 각 블록중 한 개의 블록을 도시하는 사시도.

도 13은 도 5의 외부요우크중 제2수정을 도시하는 상부도.

도 14는 도 13의 각 블록중 한 개의 블록을 도시하는 사시도.

도 15는 도 13의 블록 리테이너를 도시하는 사시도.

이하, 도면을 참조하여 보면, 도 1은 본 발명에 따른 선형압축기(소위 진동압축기)를 도시한다. 다음에 기술할 것은 냉장고와 같은 냉장시스템에 이용되는 것과 같은 선형압축기를 언급할 것이지만, 본 발명은 그것에 한정되지 않는다.

상기 선형압축기는 일반적으로 밀봉케이싱(1) 및 압축기 메커니즘(2)을 포함한다.

상기 압축기 메커니즘(2)은 선형모터(3), 실린더(4), 피스톤(5), 중공블록(6), 실린더헤드(7) 및 스프링 조립체(8)를 포함하고, 현가스프링(도시안함)을 통하여 상기 케이싱(1)내에 지지된다. 윤활유(11)가 케이싱(1)의 하부에 놓여져 있다.

상기 블록(6)은 내부에 피스톤(5)이 왕복운동하는 실린더(4)를 형성하여, 예컨대 냉매를 흡입구(7a)에서 압축실(9)로 흡입하여 그 냉매를 출구(7b)로부터 냉각 시스템으로 배출하도록 한다.

상기 모터(3)는 환상형 고정자(3a) 및 상기 피스톤(5)상에 장착된 회전자(3b)로 구성되어 있다. 상기 고정자(3a)는 상기 블록(6)의 외주벽에 장착된다. 상기 모터(3) 대신에, 상기 피스톤(5)이 왕복운동할 수 있는 다른 공지된 이동 메커니즘이 이용될 수 있다.

4개의 스프링 디스크(8a)로 이루어지는 스프링 조립체(8)는 서로 중첩하도록놓여지고, 외부 및 내부 환상형 스페이서(spacer)(8b 및 8c)는 근접한 2개의 스프링 디스크(8a) 사이에 배치된다. 상기 각각의 스프링 디스크(8a)는 예컨대, 스프링 암을 규정하도록 아크형 슬릿을 형성하고, 그 중심에서 상기 피스톤(5)의 외주에 접속되고, 바깥쪽 모서리에서 상기 중공블록(6)의 내벽에 접속된다.

또한, 상기 선형압축기는 피스톤센서(14), A/D 변환기(15), 상사점 결정회로(16), 기준상사점위치 결정회로(23), 진동제어기(18) 및 교류전원공급기(17)를 포함한다. 상기 진동제어기(18)는 왕복운동제어기(21) 및 베이스구동기(22)를 포함한다. 상기 왕복운동제어기(21)는 기준상사점위치 메모리(19), 증폭기(20), 비교기(25)를 포함한다.

상기 피스톤위치센서(14)는 차동변압기에 의해 실행되고, 원형코일(14a)과 영구자석으로 만들어진 코어(14b)로 구성한다. 상기 원통형코일(14a)은 상기 중공블록(6)의 내부 단부벽에 접속된다. 상기 코어(14b)는 피스톤(5)의 하부에 접속된다. 코어(즉, 피스톤(5))의 운동은 상기 코일(14a)이 아날로그 형태로 피스톤(5)의 위치를 지시하는 전기신호를 상기 A/D 변환기(15)로 출력시키게 한다. 상기 A/D 변환기(15)는 상기 입력신호를 디지털신호로 변환하여 그것을 상사점 결정회로(16)로 출력한다. 상기 상사점 결정회로(16)는 상기 A/D 변환기(15)로부터의 신호를 토대로 상기 피스톤(5)의 위치를 감지하여, 상기 피스톤(5)이 상사점에 도달할 때 상사점신호를 왕복운동제어기(21)로 출력한다. 상기 왕복운동제어기(21)는, 상기 비교기(25)를 통하여 상사점신호에 의해 나타내어지는 피스톤(5)의 실제상사점위치와, 기준상사점위치 메모리(19)에 기억된 기준상사점위치와 비교하여, 실제상사점위치와 기준상사점위치간의 차이에 따라, 상기 증폭기(20)를 통하여 상기 베이스 구동기(22)로 출력된 전압신호의 진폭을 변경한다. 상기 베이스 구동기(22)는 상기 입력된 전압신호에 의거하여 상기 전원공급기(17)로부터 모터(3)로의 전원(즉, 출력전압) 공급을 제어하여 피스톤(5)의 운동을 조절함으로써, 실제상사점위치와 기준상사점위치 사이의 차이가 제로로 감소된다.

상기 기준상사점위치 결정회로(23)는 온도센서(70) 및 동작상태센서(75)에 접속된다. 상기 온도센서(70)는 주위온도를 측정한다. 상기 동작상태센서(75)는 상기 냉장시스템(즉, 냉장고)의 냉장실내의 온도기능과 같은 냉장시스템의 필요한 열적부하(즉, 냉장요구)등의 주어진 동작상태를 감시한다.

상기 기준상사점위치 결정회로(23)는 상기 온도센서(70)에 의해 측정된 주위온도와 동작상태센서(75)에 의해서 감시된 냉장시스템의 동작상태에 따라 메모리(19)에 기억된 기준상사점위치를 변경한다.

작동시, 전원공급기(17)가 온되면, 상기 모터(3)의 회전자(3b)는 여기되어 상기 피스톤(5)을 따라, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 스프링 조립체(8)를 누르는 수평방향으로 이끌린다. 스프링 조립체(8)는 반발력을 발생시켜 피스톤(5)을 반대방향으로 이동시킴으로써 상기 피스톤(5)을 진동시키고, 상기 압축실(9)의 체적을 증/감한다.

상기 기술된 바와 같이, 상기 진동제어기(18)는 상기 전원공급기(17)로부터 상기 모터(3)로의 출력전압을 조정함으로써, 상기 피스톤위치센서(14)에 의해 감시된 피스톤(5)의 실제상사점위치와 상기 메모리(19)에 기억된 기준상사점위치 사이의 차이는 제로로 감소될 수 있다. 따라서, 상기 피스톤(5)의 상부틈새(즉, 상기 상사점에서의 피스톤(5)의 헤드와 상기 실린더헤드(7)의 내벽 사이의 갭)는 일정하게 유지된다.

상기 온도센서(70) 및 동작상태센서(75)에 의해 감지된 주위온도 및/또는 필요한 열부하가 감소될 때, 상기 선형압축기의 필요 냉장용량을 저하시키게 할 것이다. 상기 기준상사점위치 결정회로(23)는, 감시된 주위온도 및 상기 냉장시스템의 열부하를 토대로 한 맵을 이용한 조사에 의해서 기준상사점위치중 한 개의 위치를 선택하고, 상기 피스톤(5)의 상부틈새를 증가하기 위해서 상기 왕복운동제어기(21)의 메모리(19)에 기억된 기준상사점위치를 변경한다. 상기 피스톤(5)의 상부틈새를 증가하는 것은, 상기 선형압축기의 냉장용량(즉, 상기 냉장시스템의 용량)을 떨어뜨림으로써, 상기 선형압축기의 압축용량의 초과를 방지한다.

또한, 상기 선형압축기는 상기 냉장고의 작동판넬에 설치되는 급냉 매뉴얼 스위치(도시안함)를 포함할 수 있다. 상기 급냉 매뉴얼 스위치가 운영자에 의해 온될 때, 상기 기준상사점위치 결정회로(23)는 메모리(19)에 기억된 기준상사점위치를 변경시켜, 상기 온도센서(70) 및 동작상태센서(75)로부터의 출력과 상관없이 냉장용량을 향상시키기 위해 피스톤(5)의 상부틈새를 감소시킨다.

도 2는 본 출원 발명자에 의해서 수행된 실험결과를 도시하고, 상기 피스톤(5)의 상부틈새를 크게 하기 위한 기준상사점위치의 변경이 상기 선형압축기의 냉장용량을 떨어뜨린다는 것을 도시하지만, 상기 선형압축기의 효율은, 피스톤(5)의 상부틈새 체적 대 실린더(4)의 체적 비율이 10%에 도달할 때까지 거의변하지 않는다. 특히, 10%의 피스톤(5) 상부틈새 체적 대 실린더의 체적 비율 범위내에서, 상기 냉장용량은 선형압축기와 전체 냉장시스템의 효율을 저하시킴 없이 주변상태와 냉장상태에 따라 거의 절반으로 떨어질 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 선형압축기를 도시한다. 도 1의 번호와 동일한 참조번호는 동일한 부품을 언급하고, 그에 대한 상세한 설명도 생략할 것이다.

상기 선형압축기는 환상형 고정자 이동베이스(27), 압력제어시스템(25) 및 제어기(100)를 포함한다.

고정자 이동베이스(27)는, 내벽에 상기 모터(3)의 고정자(3a)를 단단하게 유지하고, 상기 중공블록(6)의 외주벽에 형성된 환상형 챔버(50)내에 배치된다. 환상형 챔버(50)는 환상형 챔버(50)의 단부와 상기 고정자 이동베이스(37)의 단부 사이에 규정된 제1 및 제2역압력챔버(26a 및 26b)를 가진다.

상기 압력제어시스템(25)은 압력제어밸브(25a, 25b, 25c 및 25d), 접속파이프(25e, 25f, 25g 및 25h), 및 압력파이프(25i 및 25j)를 포함한다. 상기 접속파이프(25e 및 25f)는 압축기 메카니즘(2)의 흡입구(7a)로 이끄는 흡입파이프(24)를 압력제어밸브(25a 및 25b)와 각각 접속시킨다. 상기 접속파이프(25g 및 25h)는 압축기 메커니즘(2)의 출구(7b)로 안내하는 방출파이프(10)를 상기 압축제어밸브(25c 및 25d) 각각에 접속시킨다. 상기 압력파이프(25i)는 압력제어밸브(25a 및 25c)를 상기 케이싱(1)을 통하여 뻗는 역압력파이프(26b)를 통해 역압력챔버(28b)에 접속시킨다. 상기 압력파이프(25j)는 압력제어밸브(25b 및 25d)를 상기 케이싱(1)을 통하여 뻗는 역압력파이프(26a)를 통해 역압력챔버(28a)에 접속시킨다. 각각의 압력제어밸브(25a 내지 25d)는, 예컨대 상기 제어기(100)에 의해 작동되는 솔레노이드 밸브이다.

또한, 본 실시예의 선형압축기는 주위온도를 측정하는 온도센서(70) 및 상기 제어기(100)에 접속되는 방출파이프(10)내의 냉매압력을 측정하는 압력센서(77)를 포함한다.

주위온도 및/또는 상기 압축기 메커니즘(2)의 출구(7b)로부터 방출된 냉매의 압력이 감소될 때, 상기 피스톤(5)은, 도면에 도시된 바와 같이, 상사점에 걸쳐 왼쪽으로 이동되어 실린더헤드(7)의 내벽과 충돌할 수 있다. 따라서, 상기 온도센서(70)와 압력센서(77)로부터의 모든 출력이나 한 개의 출력이 주어진 낮은 임계값을 초과할 때, 상기 제어기(100)는 상기 압력제어밸브(25a 및 25d)를 개방하는 반면, 역압력챔버(28a)와 출구(7b) 사이와, 상기 역압력챔버(28b) 및 압축기 메커니즘(2)의 흡입구(7a) 사이에 연통을 확립하도록 압력제어밸브(25b, 25c)를 폐쇄한다. 따라서, 상기 역압력챔버(28a)의 내부압력이 증가되는 반면, 상기 역압력챔버(28b)의 압력이 감소됨으로써, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 고정자 이동베이스(27)가 오른쪽으로 밀쳐져 상기 실린더블록(7)으로부터 상기 피스톤(5)의 진동중심을 이동시킨다. 이것은, 상기 피스톤(5)의 원하지 않는 기계적인 소음 및 손상에 기여할, 실린더헤드(7) 내벽과 피스톤(5)의 충돌을 방지한다.

도 4는, 도 3에 도시된 것과 단지 다음과 같은 점에서 다른 본 발명의 제3실시예에 따른 선형압축기를 도시한다. 즉 다른 점은, 상기 도면에 도시된 바와 같이, 코일스프링(29)이 상기 중공블록(6)의 내벽상에 장착된 홀더(45)와 스프링압력을 제공하는 선형모터(3)의 고정자(3a) 사이에 배치되어, 상기 고정자(3a)가 왼쪽으로 이동되는 것을 억제시킨다는 점이다. 다른 배치는 동일하고, 상세한 설명은 여기에서 생략될 것이다.

도 3의 제2실시예에 의한 선형압축기가 오프될 때, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 선형모터(3)는 고정자(3a)가 피스톤(5)의 진동중심으로부터 떨어져 왼쪽으로 이동되어 중지될 수 있다. 상기 선형압축기가 이러한 상태로부터 온될 때, 상기 피스톤(5)이 상기 상사점을 통과하여, 상기 실린더 블록(7)의 내벽과 충돌할 수 있게 한다. 상기 기술된 바와 같이, 본 실시예의 코일 스프링(45)은 상기 역압력챔버(28a 및 28b)내의 압력이 선형압축기가 오프된 후 평형을 이룰 때, 상기 고정자(3a)를 원하는 위치(예컨대, 상기 피스톤(5)의 진동중심)에 유지시킴으로써, 상기 선형압축기가 온된 후, 즉시 상기 실린더블록(7)의 내벽과 상기 피스톤(5)의 충돌을 방지시킨다.

상기 코일스프링(29) 대신에 고무와 같은 탄성부재도 이용될 수 있다.

도 5는 상기 실시예에 제공될 수 있는 선형모터(3)를 도시한다.

상기 선형모터(3)는 필수적으로 고정자(3a) 및 회전자(3b)로 이루어진다. 상기 고정자(3a)는 환상형 내부요우크(101), 환상형 외부요우크(104) 및 코일(106)을 포함한다. 상기 내부요우크(101) 및 외부요우크(104)는 도 1에 도시된 바와 같이 중공블록(6)상에 고정된다. 상기 외부요우크(104)는 2개의 자기극(102 및 103)을 갖는다. 상기 회전자(3b)는 원형 영구자석(107)을 포함하고, 그 하부를 통과하는피스톤(5)을 갖는다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 외부요우크(104)는 단부면(114a, 114b, 114c 및 114d)이 서로 접착제에 의해 접착되거나 용접되는 복수의 개별블록(104a, 104b, 104c 및 104d)을 포함한다. 도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, 각각의 블록(104a 내지 104d)은 그 내벽에 코일(106)이 고정되는 홈(113)을 형성하였다.

상기 외부요우크(104)는 적어도 2개의 개별블록으로 형성될 수 있다.

상기 코일(106) 및 외부요우크(104) 제조시, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 코일(106)은 방사방향 바깥쪽으로 보빈(150) 주위에 와이어를 고밀도로 인장하고 감아서 만든다. 다음, 상기 보빈(150)은 상기 코일(106)로부터 뽑아내어져, 상기 외부요우크(104) 블록(104a 내지 104d)의 홈(113)에 고정된다. 최종적으로, 상기 블록(104a 내지 104d)은 서로 접착제에 의해 접착되거나 용접되어 외부요우크(104)를 구성한다.

상기 코일(106)은 그것의 변형을 방지하고 보호를 위해 수지액에 침수될 수 있다.

종래의 선형모터에 있어서, 고정자는 통상 방사방향 안쪽으로 한 조각의 환상형 외부요우크의 내벽에 형성된 홈내에 와이어를 감음으로써 만들어진다. 따라서, 상기 와이어를 인장력이 크게 감기는 어렵다. 한편, 본 실시예의 고정자(3a)는, 상기 기술된 바와 같이 코일(106)을 고정하여 만들어지는데, 상기 블록(104a 내지 104d)의 홈(113)내에 방사방향의 바깥쪽으로 와이어를 고인장력으로 감고, 외부요우크(104)를 완성시키도록 상기 블록(104a 내지 104d)과 연결함으로써 형성된다. 따라서, 본 실시예의 코일(106)은 종래의 선형모터와 비교할 때, 체적당 큰 공간요소와 큰 회전수를 갖는다. 이것은 코일에 흐르는 전류의 제곱에 비례하는 구리 손실을 줄임으로써, 상기 선형모터(3)의 효율을 크게 향상시킨다.

도 10, 11 및 12는 선형모터(3)에 이용된 외부요우크(104)의 첫번째 수정을 도시한다.

본 실시예의 외부요우크(104)는 서로 크기와 모양이 동일한 12개의 팬 형상 블록(104a)을 포함한다. 각각의 개별블록(104a)은 중심부(80)와 제1 및 제2외측부(90 및 101)로 이루어진다. 상기 중심부(80)는 높은 투자율을 갖는 재료로 만들어진 사각 프리즘형상 박판(70)으로 형성된다. 상기 제1 및 제2외측부(90 및 101)는 각기 상기 중심부(80)보다 작은 투자율과 상기 중심부(80)보다 큰 전기저항을 갖는 수지로 만들어진 삼각 프리즘형상 부재로 형성된다. 각각의 블록(104a)은 상기 제1 및 제2외측부(90 및 101) 사이에 중심부(80)를 끼워 넣어 그들을 수지로 스며들게 하여 제조된다.

각각의 제1외측부(90)는, 도 10 및 12에 도시된 바와 같이, 거기에 원형 오목면 또는 홈(210)을 형성한다. 각각의 제2외측부(101)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 원형돌기(220)를 형성한다. 상기 외부요우크(104)의 조립체는 상기 제2외측부(101)의 원형돌기(220)를 축방향으로부터 제1외측부(90)의 원형홈(210)안으로 삽입하여 모든 블록(104a)을 결합시킴으로써 달성된다.

각각의 블록(104a)은 외부요우크(104)가 조립되기 전에 겉마무리 될 수 있다. 선택 여하에 따라서는, 상기 외부요우크(104)는 조립된 후 겉마무리 될 수 있다.

선형모터의 맴돌이 전류(eddy current) 손실은 통상 요우크의 두께 제곱에 비례하지만, 투자율이 큰 박판(70)으로 외부요우크(104)의 중심부분(80)을 형성함으로써 본 실시예에서 크게 감소되며, 이것은 상기 선형모터(3)의 효율을 크게 개선시킨다.

상기 기술된 바와 같이, 각각의 상기 블록(104a)은 각기 낮은 투자율과 높은 저항을 갖는 제1 및 제2외측부(90 및 101)를 상기 중심부분(70)의 양측면에 배치함으로써, 각 블록(104a)의 중심부분(70)으로부터 인접한 하나의 것으로의 자속의 누수를 줄이게 되어, 구리의 손실을 감소시킨다.

본 실시예의 외부요우크(104)는 코일(106)을 구비하지 않지만, 필요시 구비할 수 있다.

도 5에 도시된 내부요우크(101)는 상기 기술된 것과 동일한 방법으로 제조될 수 있다.

도 13, 14 및 15는 내부모터(3)에 이용된 외부요우크(104)의 제1수정을 도시한다.

본 실시예의 외부요우크(104)는 12개의 각 블록(215) 및 환상형블록 리테이너(216)를 포함한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 각각의 블록(215)은 투자율이 높은 재료로 만들어진 사각 프리즘형상 박판(217)으로 형성된다. 도 15에 도시된 바와 같이, 블록 리테이너(216)는 스트립부재(219) 및 12개의 C형 홀더(218)로 이루어져 있다. 상기 스트립부재(219)는 플렉시블하고, 예컨대, 상기 블록(215)보다 투자율이 낮고 저항이 큰 수지로 만들어진다. 이것은 상기 블록(215)의 인접한 2개 사이에서 스트립부재(219)를 통하여 자속의 흐름을 방지함으로써 구리손실을 최소화시킨다.

상기 C형 홀더(218)는 상기 스트립부재(219)의 내부 표면상에 일정한 간격으로 접착제에 의해 접착되어, 도 13에 도시된 바와 같이, 정규의 갭(220)을 가지고 원주방향으로 상기 블록(215)을 유지한다. 인접한 2개의 블록(215) 사이에 갭(220)을 형성시킴은 외부요우크(104)의 표면영역을 증가시킴으로써, 선형모터(3)의 냉각을 용이하게 한다.

본 실시예의 외부요우크(104)는 코일(106)을 가지지 않지만, 필요에 따라 구비할 수 있다.

도 5에 도시된 내부요우크(101)는 상기 기술된 것과 동일한 방법으로 제조될 수 있다.

본 발명의 이해를 돕기 위해서 양호한 실시예로 설명하였으나, 본 발명의 원리에 벗어남이 없이 다양한 방법으로 실시될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명은 첨부한 청구범위를 토대로 본 발명의 원리에 벗어남이 없이 실시예의 수정이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

상기 피스톤 진동제어기는 피스톤의 진동을 제어하여 상기 피스톤의 실제상사점위치가 기준상사점위치와 일치하게 하고, 냉장고의 주위온도 또는 필요한 열적부하와 같은 매개변수를 토대로 기준상사점위치를 변경함으로써, 상기 피스톤의 상부틈새 증가로 인해 선형압축기의 냉장력이 떨어지고 선형압축기의 압축력이 지나치게 커지는 것을 막을 수 있다.

Claims (6)

1. 밀봉케이싱과;

   압축실과 연통하는 흡입구 및 출구와 실린더가 형성된, 압축실의 체적을 변화시키도록 피스톤을 진동시키는 블록과;

   상기 실린더내의 피스톤을 제1방향으로 운동시키는 선형모터와;

   제1부분에서 상기 블록에 접속되고 제2부분에서 피스톤에 접속되어 상기 선형모터를 통한 피스톤의 운동에 응답하여 상기 제1방향과 반대의 제2방향으로 피스톤을 추진함으로써 피스톤을 상기 실린더내에서 진동시키는 탄성장치와;

   상기 피스톤의 위치를 검출하여 그것을 지시하는 위치신호를 제공하는 피스톤위치센서와;

   상기 피스톤위치센서에 의해 제공된 위치신호를 토대로 상기 피스톤의 실제상사점위치를 결정하는 상사점위치 결정회로와;

   상기 피스톤의 실제상사점위치와 기준상사점위치 사이의 차가 감소되도록 상기 피스톤의 진동을 제어하는 진동제어회로와;

   상기 기준상사점위치를 변경하는 기준상사점위치 변경회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형압축기.
2. 제1항에 있어서, 주위온도를 측정하는 주위온도센서를 더 포함하되, 상기 기준상사점위치 변경회로는 상기 주위온도센서에 의해 측정된 주위온도를 토대로 기준상사점위치를 변경하는 것을 특징으로 하는 선형압축기.
3. 제1항에 있어서, 압축기 출력요청을 결정하는 동작상태 결정회로를 더 포함하되, 상기 기준상사점위치 변경회로는 상기 동작상태 결정회로에 의해 결정된 압축기 출력요청을 토대로 상기 기준상사점위치를 변경하는 것을 특징으로 하는 선형압축기.
4. 밀봉케이싱과;

   압축실과 연통하는 흡입구 및 출구와 실린더가 형성된, 압축실의 체적을 변화시키도록 피스톤을 진동시키는 블록과;

   고정자와 상기 실린더내의 피스톤을 제1방향으로 운동시키도록 상기 피스톤에 접속되는 회전자를 포함하는 선형모터와;

   제1부분에서 상기 블록에 접속되고 제2부분에서 피스톤에 접속되어 상기 선형모터를 통한 피스톤의 운동에 응답하여 상기 제1방향과 반대의 제2방향으로 피스톤을 추진함으로써 피스톤을 상기 실린더내에서 진동시키는 탄성장치와;

   상기 블록에 형성된 압력실과;

   그 위에 상기 선형모터의 고정자를 배치하고, 상기 제1 및 제2방향으로 미끄러지게 상기 압력실내에 장착되는 고정자 움직임부재와;

   상기 고정자 움직임부재의 양측상의 상기 압력실내에 규정된 제1 및 제2역압력챔버와;

   상기 제1 및 제2역압력챔버간의 압력차를 제어하여 상기 고정자 움직임부재를 이동시킴으로써 고정자를 소망의 위치로 이동시키는 압력제어 메커니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 선형압축기.
5. 제4항에 있어서, 상기 압력제어 메커니즘은 상기 흡입구와 제1역압력챔버 사이, 그리고 상기 출구와 제2역압력챔버 사이의 연통을 선택적으로 설정하고 차단하는 것을 특징으로 하는 선형압축기.
6. 제4항에 있어서, 상기 압축실과 떨어져서 상기 선형모터의 고정자를 추진하는 추진 메커니즘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선형압축기.