KR100397556B1 - 왕복동식 압축기 - Google Patents

왕복동식 압축기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 본 발명은 흡입관 및 토출관이 연통되는 밀폐용기와, 상기 밀폐용기의 내부에 소정의 공극(air gap)을 두고 고정되는 이너 스테이터 및 아우터 스테이터로 된 고정자와 이들 두 스테이터 사이의 공극에 배치되어 왕복운동을 하는 가동자로 이루어진 왕복동식 모터와, 상기 왕복동식 모터의 가동자에 결합되어 함께 왕복운동을 하는 피스톤 및 그 피스톤이 미끄러지게 삽입되어 압축공간을 형성하도록 상기한 밀폐용기의 내부에 고정되는 실린더로 이루어진 압축 유니트와, 상기 왕복동식 모터의 가동자를 운동방향으로 탄성 지지하여 공진을 유도하는 스프링 유니트와, 상기 왕복동식 모터의 각 스테이터와 동시에 접촉되는 접촉부를 구비하여 그 왕복동식 모터와 압축 유니트를 지지하고, 상기 접촉부 이외의 비접촉부에 단차부가 음각지게 형성되는 프레임 유니트를 포함함으로써, 가동자가 오버스트로크 될 때에 단차부가 여유공간을 이루게 되어 마그네트의 탈거 및 파손을 방지하므로 압축기의 신뢰성을 향상시킴과 아울러 프레임과 각 스테이터 사이의 간격을 벌려 플럭스의 누설을 일정정도 차단하므로 압축기 효율을 향상시킬 수 있다.
또, 왕복동식 모터의 가동자가 왕복운동을 할 때에 가동자의 끝단에서 가스가 압축되면서 유로저항이 증가되는 것을 방지하여 압축기 효율을 높일 수 있다.

Description

왕복동식 압축기{RECIPROCATING COMPRESSOR}

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 특히 피스톤의 왕복운동시 발생되는 유로저항을 저감함과 아울러 가동자의 오버스트로크(over strock)시 가동자의 파손을 방지하고자 하는 왕복동식 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 압축기는 피스톤이 실린더의 내부에서 왕복운동을 하면서 가스를 흡입 압축하여 토출시키는 것으로, 도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 왕복동식 압축기는, 저면에 윤활유가 채워지고 흡입관(SP) 및 토출관(DP)이 연통되는 밀폐용기(10)와, 밀폐용기(10)의 내부에 고정되는 왕복동식 모터(20)와, 밀폐용기(10)의 내부에 설치되어 가스를 흡입 압축하여 토출시키는 압축 유니트(30)와, 왕복동식 모터(20)와 압축 유니트(30)를 지지하는 프레임 유니트(40)와, 왕복동식 모터(20)의 가동자를 운동방향으로 탄성 지지하여 공진을 유도하는 스프링 유니트(50)로 구성되어 있다.

왕복동식 모터(20)는 이너 스테이터(inner stator)(21A) 및 아우터 스테이터(outer stator)(21B)로 된 고정자(21)와, 이너 스테이터(21A)와 아우터 스테이터(21B) 사이의 공극(air gap)에 개재되어 후술할 피스톤(31)과 함께 왕복운동을 하는 가동자(22)로 이루어져 있다.

또, 가동자(22)는 이너 스테이터(21A)와 아우터 스테이터(21B) 사이의 공극에 개재되어 압축 유니트(30)의 피스톤(31)에 결합되는 마그네트 지지부재(22A)와, 이너 스테이터(21A)와 아우터 스테이터(21B) 사이의 공극에 위치하도록 마그네트 지지부재(22A)의 외주면에 일정간격으로 고정되는 마그네트(22B)들로 이루어져 있다.

압축 유니트(30)는 왕복동식 모터(20)의 마그네트 지지부재(22A)에 결합되어 함께 왕복운동을 하는 피스톤(31)과, 피스톤(31)이 미끄러지게 삽입되도록 후술할 전방 프레임(41)에 고정되어 피스톤(31)과 함께 압축공간을 형성하는 실린더(32)와, 피스톤(31)의 선단에 장착되어 피스톤(31)의 가스통구(31b)를 개폐하면서 가스의 흡입을 제한하는 흡입밸브(33)와, 실린더(32)의 선단면에 장착되어 압축공간을 복개함과 아울러 압축된 가스의 토출을 제한하는 토출밸브 조립체(34)로 이루어져 있다.

피스톤(31)은 내부에 흡입관(SP)과 연통되는 가스유로(31a)가 일정 깊이까지 길게 관통 형성되고, 가스유로(31a)에 연결되어 피스톤(31)의 선단면으로 관통되는 가스통구(31b)가 형성되어 있다.

프레임 유니트(40)는 이너 스테이터(21A)와 아우터 스테이터(21B)의 전방측면에 함께 접촉되어 일괄 지지함과 아울러 실린더(32)가 삽입 결합되는 전방 프레임(41)과, 아우터 스테이터(21B)의 후방측면에 접촉되어 그 아우터 스테이터(21B)를 지지하는 중간 프레임(42)과, 중간 프레임(42)에 결합되어 후술할 외측 스프링(52)의 후방단을 지지하는 후방 프레임(43)으로 이루어져 있다.

스프링 유니트(50)는 마그네트 지지부재(22A)와 피스톤(31)의 결합부 전방면과 이에 대응되는 전방 프레임(41)의 내측면에 양단이 각각 지지되어 실린더(32)의 외주에 삽입되는 내측 스프링(51)과, 마그네트 지지부재(22A)과 피스톤(31)의 결합부 후방면과 이에 대응되는 후방 프레임(43)의 전방면에 양단이 각각 지지되는 외측 스프링(52)으로 이루어져 있다.

상기와 같은 종래 왕복동식 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 왕복동식 모터(20)의 아우터 스테이터(21B)에 장착된 권선코일(21C)에 전원이 인가되어 이너 스테이터(21A)와 아우터 스테이터(21B) 사이에 플럭스(flux)가 형성되면, 이너 스테이터(21A)와 아우터 스테이터(21B) 사이의 공극에 놓인 가동자(22)가 플럭스의 방향에 따라 움직이면서 스프링 유니트(50)에 의해 지속적으로 왕복운동을 하게 되고, 이와 함께 가동자(22)에 결합된 피스톤(31)이 실린더(32)의 내부에서 왕복운동을 하면서 압축공간의 체적이 변화하여 냉매가스가 압축공간으로 흡입 압축되어 토출된다.

냉매가스는 피스톤의 흡입행정시 흡입관(SP)을 통해 밀폐용기(10)의 내부로 흡입되었다가 피스톤(31)의 가스유로(31a) 및 가스통구(31b)를 거쳐 흡입밸브(33)를 열면서 실린더(32)의 압축공간으로 흡입되고, 피스톤의 압축행정시 일정 압력까지 압축되었다가 토출밸브 조립체(34)를 열면서 토출관(34)을 통해 토출되는 일련의 과정을 반복하게 되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래의 왕복동식 압축기에 있어서는, 도 2a에 도시된 바와 같이 이너 스테이터(21A)와 아우터 스테이터(21B)를 함께 지지하는 전방 프레임(41)이 가동자(22)와 지나치게 근접 배치되는 경우에는 가동자(22)의 오버스트로크(over stroke) 발생시 가동자(22)가 전방 프레임(41)의 후면에 부딪혀 마그네트(22B)가 파손되거나 두 스테이터(21A,21B) 사이에서의 자속(flux) 누설이 증가될 우려가 있는 반면, 이너 스테이터(21A)와 아우터 스테이터(21B)를 함께 지지하는 전방 프레임(41)이 가동자(22)와 멀리 배치되는 경우에는 그만큼 피스톤(31)이나 후방 프레임(43)의 길이와 밀폐용기(10)의 크기 등을 늘려야 하므로 재료비용의 상승 및 압축기의 비대화가 야기되는 문제점이 있었다.

도 2a에서와 같이 이너 스테이터(21A)와 아우터 스테이터(21B)를 함께 지지하는 전방 프레임(41)이 막힌 형태로 이루어져 가동자(22)의 왕복운동시 이너 스테이터(21A)와 아우터 스테이터(21B) 그리고 전방 프레임으로 이루어진 공간(A)의 가스가 압축되면서 가동자(22)의 왕복운동에 대해 유로저항으로 작용하게 되고, 이 유로저항에 의해 가동자(22)가 원하는 위치까지 전진을 하지 못하게 되어 결국 피스톤(31)의 행정거리가 짧아지면서 압축기 효율이 저하되는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 가동자의 오버스트로크시 가동자가 프레임에 부딪히는 것을 미연에 방지함과 아울러 이너 스테이터와 아우터 스테이터 사이의 자속누설을 저감시키면서도 압축기의 소형화를 이룰 수 있는 왕복동식 압축기를 제공하려는데 그 목적이 있다.

또, 가동자의 왕복운동시 유로저항을 줄일 수 있는 왕복동식 압축기를 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2a 및 도 2b는 종래 왕복동식 압축기에서 가동자의 동작상태를 보인 개략도.

도 3은 본 발명 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 4는 본 발명 왕복동식 압축기의 중요부를 보인 개략도.

도 5a 및 도 5b는 본 발명 왕복동식 압축기에서 가동자의 동작상태를 보인 개략도.

도 6는 본 발명 왕복동식 압축기의 변형예에 대한 중요부를 보인 개략도.

도 7은 본 발명 왕복동식 압축기의 다른 변형예를 보인 종단면도.

도 8은 본 발명 왕복동식 압축기의 다른 변형예에서 중요부를 보인 개략도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10,210 : 밀폐용기 20,220 : 왕복동식 모터

21,221 : 고정자 21A,221A : 이너 스테이터

21B,221B : 아우터 스테이터 22,222 : 가동자

22A,222A : 마그네트 지지부재 22b,222b : 마그네트

22a : 가스통공 30,230 : 압축 유니트

31,231 : 피스톤 31c : 플랜지부

31d : 가스통공 32,232 : 실린더

33,233 : 흡입밸브 34,234 : 토출밸브 조립체

100,240 : 프레임 유니트 110,241 : 전방 프레임

111,243a : 단차부 112,243b : 가스통공

120 : 중간 프레임 242A,242B : 제1,제2 중간프레임

130,243 : 후방 프레임 50,250 : 스프링 유니트

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 흡입관 및 토출관이 연통되는 밀폐용기와, 상기 밀폐용기의 내부에 소정의 공극(air gap)을 두고 고정되는 이너 스테이터 및 아우터 스테이터로 된 고정자와 이들 두 스테이터 사이의 공극에 배치되어 왕복운동을 하는 가동자로 이루어진 왕복동식 모터와, 상기 왕복동식 모터의 가동자에 결합되어 함께 왕복운동을 하는 피스톤 및 그 피스톤이 미끄러지게 삽입되어 압축공간을 형성하도록 상기한 밀폐용기의 내부에 고정되는 실린더로 이루어진 압축 유니트와, 상기 왕복동식 모터의 가동자를 운동방향으로 탄성 지지하여 공진을 유도하는 스프링 유니트와, 상기 왕복동식 모터의 각 스테이터와 동시에 접촉되는 접촉부를 구비하여 그 왕복동식 모터와 압축 유니트를 지지하고, 상기 접촉부 이외의 비접촉부에 단차부가 음각지게 형성되는 프레임 유니트를 포함한 왕복동식 압축기가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 4는 본 발명 왕복동식 압축기의 중요부를 보인 개략도이며, 도 5a 및 도 5b는 본 발명 왕복동식 압축기에서 가동자의 동작상태를 보인 개략도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 왕복동식 압축기는, 저면에 윤활유가 채워지고 흡입관(SP) 및 토출관(DP)이 연통되는 밀폐용기(10)와, 밀폐용기(10)의 내부에 고정되는 왕복동식 모터(20)와, 밀폐용기(10)의 내부에 설치되어 가스를 흡입 압축하여 토출시키는 압축 유니트(30)와, 왕복동식 모터(20)와 압축 유니트(30)를 지지하는 프레임 유니트(100)와, 왕복동식 모터(20)의 가동자를 운동방향으로 탄성 지지하여 공진을 유도하는 스프링 유니트(50)로 구성된다.

왕복동식 모터(20)는 이너 스테이터(inner stator)(21A) 및 아우터 스테이터(outer stator)(21B)로 된 고정자(21)와, 이너 스테이터(21A)와 아우터 스테이터(21B) 사이의 공극(air gap)에 개재되어 후술할 피스톤(31)과 함께 왕복운동을 하는 가동자(22)로 이루어진다.

가동자(22)는 이너 스테이터(21A)와 아우터 스테이터(21B) 사이의 공극에 개재되어 압축 유니트(30)의 피스톤(31)에 결합되는 마그네트 지지부재(22A)와, 이너 스테이터(21A)와 아우터 스테이터(21B) 사이의 공극에 위치하도록 마그네트 지지부재(22A)의 외주면에 일정간격으로 고정되는 마그네트(22B)들로 이루어진다.

마그네트 지지부재(22A)와 후술할 피스톤의 플랜지부에는 도 6에서와 같이 가동자의 왕복운동시 그 후방측에서 발생되는 유동저항을 줄일 수 있도록 가스통공(22a)(31d)들이 여러 개 형성될 수도 있다.

압축 유니트(30)는 왕복동식 모터(20)의 마그네트 지지부재(22A)에 결합되어 함께 왕복운동을 하는 피스톤(31)과, 피스톤(31)이 미끄러지게 삽입되도록 후술할 전방 프레임(41)에 고정되어 피스톤(31)과 함께 압축공간을 형성하는 실린더(32)와, 피스톤(31)의 선단에 장착되어 피스톤(31)의 가스통구(31b)를 개폐하면서 가스의 흡입을 제한하는 흡입밸브(33)와, 실린더(32)의 선단면에 장착되어 압축공간을 복개함과 아울러 압축된 가스의 토출을 제한하는 토출밸브 조립체(34)로 이루어진다.

피스톤(31)은 내부에 흡입관(SP)과 연통되는 가스유로(31a)가 일정 깊이까지 길게 관통 형성되고, 가스유로(31a)에 연결되어 피스톤(31)의 선단면으로 관통되는 가스통구(31b)가 형성된다.

피스톤(31)의 후방측 끝단에는 가동자(220의 마그네트 지지부재(22A)와 결합되도록 플랜지부(31c)가 형성되고, 플랜지부(31c)에는 전술한 바와 같이 그 양측의 가스가 원활하게 유통될 수 있도록 가스통공(31d)이 동일 원주상에 등간격으로 형성될 수도 있다.

프레임 유니트(100)는 이너 스테이터(21A)와 아우터 스테이터(21B)의 전방측면에 함께 접촉되어 일괄 지지함과 아울러 실린더(32)가 삽입 결합되는 전방 프레임(110)과, 아우터 스테이터(21B)의 후방측면에 접촉되어 그 아우터 스테이터(21B)를 지지하는 중간 프레임(120)과, 중간 프레임(120)에 결합되어 후술할 외측 스프링(52)의 후방단을 지지하는 후방 프레임(130)으로 이루어진다.

전방 프레임(110)은 도 4에 도시된 바와 같이 중앙에 실린더(32)가 장착될 관통구멍(미부호)을 구비한 원판형으로 형성되어 이너 스테이터(21A)와 아우터 스테이터(21B)가 함께 접촉되는 접촉부(a)가 형성되고, 이너 스테이터(21A)와 아우터 스테이터(21B)가 접촉되지 않는 비접촉부(b)에는 가동자(22)의 오버스트로크 발생시 가동자(22)의 끝단이 전방 프레임(110)의 내측면에 충돌하는 것을 방지하도록 정면 투영시 환형으로 된 단차부(111)가 음각지게 형성되어 이루어진다.

단차부(111)의 깊이는 그 단차부(111)의 바닥면에서 이에 대응되는가동자(22)의 전방측 끝단까지의 거리(L1)가 상기한 가동자(22)와 피스톤(31)이 결합되는 플랜지부(31c)의 내측면과 이에 가장 인접되게 대응되는 이너 스테이터(21A)의 후방측면 끝단까지의 거리(L2)보다 길게 되도록 형성되거나 단차부(111)의 바닥면에서 이에 대응되는 각 스테이터(21A,21B)의 전방측 끝단까지의 거리(L1)가 상기한 두 스테이터(21A,21B) 사이의 공극의 길이(D2) 보다 같거나 길게 되도록 형성되는 것이 바람직하다.

단차부의 내부에는 각 스테이터(21A)(21B)와 전방 프레임(110)이 형성하는 공간(A)에 충진되는 가스가 가동자(22)의 왕복운동시 압축 유니트(30)의 외부로 원활하게 유통될 수 있도록 가스통공(112)들이 동일한 원주상에 형성된다.

가스통공(112)들은 이너 스테이터(21A)와 아우터 스테이터(21B) 사이의 공극에 가동자(22)의 운동방향으로 대향되는 부위에 형성되고, 가스통공(112)의 직경(D1)은 상기한 공극의 길이(D2) 보다 같거나 크게 형성되는 것이 바람직하다.

스프링 유니트(50)는 마그네트 지지부재(22A)와 피스톤(31)의 결합부 전방면과 이에 대응되는 전방 프레임(41)의 내측면에 양단이 각각 지지되도록 실린더(32)의 외주측에 피스톤(31)의 축방향으로 삽입되는 내측 스프링(51)과, 마그네트 지지부재(22A)과 피스톤(31)의 결합부 후방면과 이에 대응되는 후방 프레임(43)의 전방면에 양단이 각각 지지되는 외측 스프링(52)으로 이루어진다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 종래 왕복동식 압축기의 작용효과는 다음과 같다.

즉, 왕복동식 모터(20)의 권선코일(21C)에 전원이 인가되면, 가동자(22)가피스톤(31)과 함께 직선으로 왕복운동을 하게 되고, 피스톤(31)이 실린더(32)의 내부에서 왕복운동을 하면서 압축공간의 압력이 가변되어 냉매가스가 압축공간으로 흡입되었다가 일정 압력까지 압축된 후 토출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이때, 가동자(22)의 왕복운동시 제어 오류로 인해 그 가동자(22)와 피스톤(31)이 과도하게 전진하는 소위 오버스트로크(over stroke)가 발생하는 경우에는 가동자(22)의 전방측 끝단이 전방 프레임(110)의 내측면에 충돌할 우려가 있으나, 도 5a에서와 같이 전방 프레임(110)에 단차부(111)가 형성되되 그 단차부(111)의 깊이를 적절하게 조절하여 오버스트로크시 가동자(22)의 전방측 끝단이 전방 프레임(110)의 내측면에 부딪히기 전에 가동자(22)와 피스톤(31)의 결합부(즉, 피스톤의 플랜지부(31c))가 이너 스테이터(21A)의 후방측면에 먼저 부딪혀 가동자(21)의 전진운동을 제한함으로써 마그네트(22B)가 마그네트 지지부재(22A)로부터 탈거되거나 파손되는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.

또, 전방 프레임(110)의 단차부(111)로 인해 압축기의 좌우 길이를 늘리지 않고도 이너 스테이터(21A)와 아우터 스테이터(21B)의 각 폴(pool)부로부터 전방 프레임(110)이 멀리 위치하게 되므로 플럭스가 전방 프레임(110)을 통해 누설되는 것이 줄어들어 왕복동식 모터의 효율이 향상된다.

또, 가동자(22)의 전방측 끝단은 이너 스테이터(21A)와 아우터 스테이터(21B) 그리고 전방 프레임(110)에 의해 소정의 공간(A)을 형성하게 되어 가동자(22)의 왕복운동시 상기한 공간(A)의 압력이 상승하면서 가동자(22)의 왕복운동에 대해 유로저항을 유발할 수 있으나, 도 5b에 도시된 바와 같이 전방프레임(110)에 가스통공(112)들이 형성되어 가동자(22)의 전진운동시 상기한 공간(A)에 채워진 가스가 가스통공(112)들을 통해 압축 유니트(30)의 외부로 배기되면서 가동자(22)의 왕복운동에 대한 유로저항이 줄어들게 되므로 모터의 입력 대비 출력이 증가되어 결국 압축기 효율이 향상된다.

또, 도 6에 도시된 바와 같이 가동자(22)의 후방측인 마그네트 지지부재(22A) 또는 피스톤(31)의 플랜지부(31c)에 각각 가스통공(22a)(31d)들이 형성되므로 상기한 가동자(22)의 왕복운동시 그 안쪽과 바깥쪽에 채워져 있던 가스가 서로 자유롭게 유통됨에 따라 가동자(22)의 후방측에서 발생되는 가스에 의한 유로저항 역시 저감되어 압축기 효율이 향상될 수 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 모터의 변형예가 있는 경우는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같다.

즉, 전술한 일례에서는 왕복동식 모터(20)가 압축 유니트(30)의 외주에 배치되는 것이나 본 변형예는 왕복동식 모터(220)와 압축 유니트(230)가 전후방향으로 일정 간격을 두고 배치되어 프레임 유니트(240)에 의해 기구적으로 연결 지지되는 것으로, 프레임 유니트(240)는 전술한 일례에서와 같이 전방 프레임(241)과 제1,제2 중간 프레임(242A,242B) 그리고 후방 프레임(243)으로 이루어진다.

전방 프레임(241)은 압축 유니트(230)의 피스톤(231)이 미끄러지게 삽입되는 실린더(232)가 고정되고, 제2 중간 프레임(242B)과 후방 프레임(243) 사이에 왕복동식 모터(220)의 아우터 스테이터(221B)가 고정되되 그 중 후방 프레임(243)에는 이너 스테이터(221A)와 아우터 스테이터(221B)가 함께 접촉되어 지지하는접촉부(a)가 형성된다.

후방 프레임(243) 중에서 이너 스테이터(221A)와 아우터 스테이터(221B) 사이의 공극에 가동자(222)의 운동방향으로 대응되는 비접촉부(b)에는 단차부(243a)가 환형으로 형성된다. 단차부(243a)의 깊이는 전술한 일례에서와 같이 단차부(243a)의 바닥면에서 가동자(222)의 후방측 끝단까지의 거리(L1)가 가동자(222)와 피스톤(231)의 결합부(즉, 플랜지부(231c))에서 이너 스테이터(221A)의 전방측 끝단까지의 거리(L2)보다 길게 되도록 형성되는 것이 바람직하다.

또, 단차부의 영역 내에는 전술한 바와 같이 공극의 길이 (D2) 보다 내경이 큰 가스통공(243b)들이 동일한 원주상에 형성된다.

한편, 본 변형예에서도 가동자(222)와 피스톤(231)의 결합을 위한 피스톤(231)의 플랜지부(231c) 및 마그네트 지지부재(222A)에 각각 가스통공(미도시)들을 여러 개 형성할 수도 있다.

도면중 200은 밀폐용기, 233은 흡입밸브, 234는 토출밸브 조립체, 250은 스프링 유니트, 251은 전방측 스프링, 252는 후방측 스프링, DP는 토출관, SP는 흡입관, A는 공간이다.

이렇게 하여, 후방 프레임의 단차부에 의해 가동자와 피스톤의 오버스트로크시 그 가동자의 끝단이 후방 프레임의 내측면에 부딪히기 전에 가동자와 피스톤의 결합부가 이너 스테이터의 전방측 끝단에 먼저 부딪혀 가동자의 충돌을 방지함에 따라 마그네트의 탈거 또는 파손을 방지하여 압축기의 신뢰성을 향상시킬 수 있고,각 스테이터와 후방 프레임 사이의 간격이 일정정도 벌어져 그 후방 프레임을 통한 플럭스(flux)의 누설을 방지함에 따라 왕복동식 모터의 성능이 개선되어 압축기 효율이 향상될 수 있다.

또, 이너 스테이터와 아우터 스테이터 그리고 후방 프레임에 의해 형성되는 공간이 그 외부와 가스통공으로 연통되므로 인해 가동자의 왕복운동시 상기한 공간의 압력이 상승하면서 발생되는 유로저항을 저감할 수 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 압축기는, 왕복동식 모터와 압축 유니트를 지지하는 프레임 유니트에 이너 스테이터와 아우터 스테이터를 함께 지지하는 프레임이 적어도 한 개 포함하고, 그 프레임에 상기한 두 스테이터 사이의 공극과 대향되도록 단차부 및 가스통공을 형성하여 구성함으로써, 가동자가 오버스트로크 될 때에 단차부가 여유공간을 이루게 되어 마그네트의 탈거 및 파손을 방지하므로 압축기의 신뢰성을 향상시킴과 아울러 프레임과 각 스테이터 사이의 간격을 벌려 플럭스의 누설을 일정정도 차단하므로 압축기 효율을 향상시킬 수 있다.

또, 왕복동식 모터의 가동자가 왕복운동을 할 때에 가동자의 끝단에서 가스가 압축되면서 유로저항이 증가되는 것을 방지하여 압축기 효율을 높일 수 있다.

Claims (12)

  1. 흡입관 및 토출관이 연통되는 밀폐용기와,
    상기 밀폐용기의 내부에 소정의 공극(air gap)을 두고 고정되는 이너 스테이터 및 아우터 스테이터로 된 고정자와 이들 두 스테이터 사이의 공극에 배치되어 왕복운동을 하는 가동자로 이루어진 왕복동식 모터와,
    상기 왕복동식 모터의 가동자에 결합되어 함께 왕복운동을 하는 피스톤 및 그 피스톤이 미끄러지게 삽입되어 압축공간을 형성하도록 상기한 밀폐용기의 내부에 고정되는 실린더로 이루어진 압축 유니트와,
    상기 왕복동식 모터의 가동자를 운동방향으로 탄성 지지하여 공진을 유도하는 스프링 유니트와,
    상기 왕복동식 모터의 각 스테이터와 동시에 접촉되는 접촉부를 구비하여 그 왕복동식 모터와 압축 유니트를 지지하고, 상기 접촉부 이외의 비접촉부에 단차부가 음각지게 형성되는 프레임 유니트를 포함한 왕복동식 압축기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단차부는 이너 스테이터와 아우터 스테이터 사이의 공극(air gap)에 가동자의 운동방향으로 대향되게 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단차부의 깊이는 그 단차부의 바닥면에서이에 대응되는 가동자 끝단까지의 거리가 상기한 가동자와 피스톤의 결합부 일측면과 이에 가장 인접되게 대응되는 왕복동식 모터의 끝단까지의 거리보다 길게 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단차부의 깊이는 그 단차부의 바닥면에서 이에 대응되는 각 스테이터의 끝단까지의 거리가 상기한 두 스테이터 사이의 공극 보다 같거나 길게 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 프레임 유니트 중에서 접촉부가 구비된 프레임에 가스통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 가스통공은 이너 스테이터와 아우터 스테이터 사이의 공극(air gap)에 가동자의 운동방향으로 대향되게 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  7. 제5항에 있어서, 상기 가스통공은 그 내경이 상기한 왕복동식 모터의 공극 보다 같거나 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  8. 제1항또는제5항에 있어서, 상기 프레임 유니트 중에서 접촉부가 구비된 프레임의 비접촉부에 상기한 단차부와가스통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 가스통공은 단차부의 영역 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  10. 제9항에 있어서, 상기 단차부 및가스통공은 왕복동식 모터의 공극(air gap)과 대략 동일 선상에 배열되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  11. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 압축 유니트의 피스톤에는 왕복동식 모터의 가동자와 결합되도록 플랜지부가 형성되되,
    그 피스톤의 플랜지부에도 가스통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  12. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 왕복동식 모터의 가동자에도 가스통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
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