KR100918425B1 - 리니어 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가동자에서 발생하는 와전류 및 그에 따른 와전류손을 저감할 수 있는 리니어 압축기를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 리니어 압축기는 피스톤이 진퇴이동 가능하게 설치되는 실린더와, 피스톤의 단부와 연결되며 마그네트가 실린더의 외곽에 위치되도록 배치된 가동자와, 가동자의 왕복 운동력을 배가시키기 위해 상하방향으로 진동이 가능하게 배치된 공진스프링을 구비한 것으로, 가동자는 중공의 원통형상으로 형성되며 상기 마그네트가 설치되는 제 1 몸체와, 제 1 몸체의 일측에 고정되어 마그네트의 일단을 지지하여 마그네트가 제 1 몸체에 설치된 상태를 유지하게 하는 제 2 몸체와, 제 1 몸체와 상기 제 2 몸체가 고정되게 고정장치를 구비하여, 마그네트의 고정을 위하여 가동자의 외측을 전체적으로 감싸는 캔에 해당하는 구성이 삭제되어 캔에서 발생하는 와전류 및 그에 따른 와전류손을 저감할 수 있게 되는 작용효과가 있다.

Description

리니어 압축기{LINEAR COMPRESSOR}
도 1은 종래 리니어 압축기 가동자의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 리니어 압축기 가동자의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 리니어 압축기 가동자의 조립전 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10: 밀폐용기 20: 압축장치
21a: 실린더 21b: 피스톤
30: 구동장치 31: 가동자
32: 내측고정자 33: 외측고정자
34: 마그네트 40: 고정장치
41: 제 1 고정부재 42: 제 2 고정부재
311: 제 1 몸체 312: 제 2 몸체
본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가동자를 보다 용 이하게 제조할 수 있는 리니어 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 리니어 압축기는 냉장고 등 냉동사이클의 구성요소로 사용되어 냉매를 흡입 압축하여 토출하는 장치이다.
종래 리니어 압축기는 외관을 이루는 밀폐용기 내에 동력을 발생시키는 구동장치와, 구동장치의 동력을 전달받아 유체를 흡입 압축하는 압축장치를 구비한다.
압축장치는 내부에 축방향으로 실린더가 마련된 실린더블록과, 이 실린더블록의 하부에 결합되며 유체의 흡입과 토출을 안내하도록 흡입밸브와 토출밸브를 갖춘 실린더헤드와, 구동장치의 구동으로 실린더 내를 선형적으로 왕복 운동하는 피스톤을 구비한다.
구동장치는 실린더의 외측에 끼워져 설치되는 원통형상의 내측고정자와, 이 내측고정자를 이격되게 감싸도록 배치되는 원통형상의 외측고정자와, 이 외측고정자와 내측고정자 사이에 상하 운동이 가능하게 설치되며 내측고정자 및 외측고정자와 상호작용하는 마그네트를 구비한 가동자로 이루어져 있다.
종래의 리니어 압축기에 있어서 가동자는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 원통형상의 가동자 몸체(1) 안에 마그네트(2)를 삽입하여 사출한 후, 링(3)을 가동자 몸체(3) 아래에 배치하고, 이들을 캔(4)으로 감싸 형성되도록 되어 있다.
그런데 이러한 종래의 리니어 압축기는 전원을 인가하여 가동자를 진퇴이동시키면 진퇴이동에 따라 자기장에 캔(4)에 와전류가 발생하여 와전류손에 의한 성능저하가 발생한다는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 가동자의 진퇴이동시 캔에서 발생하는 와전류에 의한 성능저하를 저감할 수 있는 리니어 압축기를 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 피스톤이 진퇴이동 가능하게 설치되는 실린더와, 상기 피스톤의 단부와 연결되며 마그네트가 상기 실린더의 외곽에 위치되도록 배치된 가동자와, 상기 가동자의 왕복 운동력을 배가시키기 위해 상하방향으로 진동이 가능하게 배치된 공진스프링을 구비한 리니어 압축기에 있어서, 상기 가동자는 중공의 원통형상으로 형성되며 상기 마그네트가 설치되는 제 1 몸체와, 상기 제 1 몸체의 일측에 고정되어 상기 마그네트의 일단을 지지하여 상기 마그네트가 상기 제 1 몸체에 설치된 상태를 유지하게 하는 제 2 몸체와, 상기 제 1 몸체와 상기 제 2 몸체가 상호 고정되게 하는 고정장치를 구비한다.
또한, 상기 고정장치는 일단이 상기 제 1 몸체에 걸리는 제 1 고정부재와, 일단은 상기 제 2 몸체에 걸리고 타단은 상기 제 1 고정부재의 타단에 걸려 상기 제 1 몸체와 상기 제 2 몸체가 상호 고정되게 하는 제 2 고정부재를 구비한다.
또한, 상기 제 1 고정부재는 상기 제 1 몸체를 관통하여 상기 제 2 몸체에 내측으로 돌출되되 그 일단에 상기 제 1 몸체에 걸리도록 상대적으로 큰 단면적을 갖는 머리부가 형성되며 그 타단에 상기 제 2 고정부재가 설치될 수 있도록 오목하게 걸림홈을 구비하며, 상기 제 2 고정부재는 상기 제 2 몸체에 냉매의 연통을 위해 마련된 연통공에 걸리는 제 1 후크와 상기 제 2 몸체를 관통하여 상기 제 2 몸 체 내측에 돌출되어 있는 상기 걸림홈에 걸리는 제 2 후크를 구비한다.
또한, 상기 제 1 몸체는 링형상으로 형성되어 상기 마그네트의 일단을 지지하는 링부와, 상기 마그네트의 양측을 지지할 수 있도록 상기 링부로부터 연장형성된 다수의 프레임부를 구비한다.
또한, 상기 프레임부 측면과 상기 마그네트의 측면 중 어느 하나는 볼록하게 형성되며 다른 하나는 오목하게 형성되어 상기 마그네트가 이웃한 두 프레임부 사이에 끼워지게 된다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 리니어 압축기는 도 2에 도시한 바와 같이, 외관을 이루는 밀폐용기(10) 내에 유체를 흡입하여 압축 토출하도록 피스톤(21b)을 갖춘 압축장치(20)와, 압축장치(20)를 구동시키기 위해 외부로부터 전원을 인가받아 동력을 발생시키는 구동장치(30)를 포함하고 있다.
압축장치(20)는 밀폐용기(10)의 하측공간에 배치되는데, 이는 상면 중앙부위에 피스톤(21b)이 설치되는 실린더(21a)가 상하방향으로 돌출되게 마련된 실린더블록(21)과, 실린더블록(21)의 하부에 장착되어 냉매의 흡입과 토출을 안내하는 실린더헤드(22)를 포함한다. 실린더(21a)에는 구동장치(30)에 의해 진퇴이동 하는 피스톤(21b)이 설치되며, 실린더헤드(22)에는 실린더(21a) 내로 유체가 흡입되도록 안내하기 위한 흡입실(22a)과, 실린더(21a) 내에서 압축된 유체가 토출되는 토출실(22b)이 형성되어 있다. 또한, 실린더헤드(22)와 실린더블록(21) 사이에는 흡입공(23a)과 토출공(23b)이 천공된 밸브플레이트(23)와, 피스톤(21b)의 왕복 운동에 따라 흡입공(23a)과 토출공(23b)을 개폐하는 흡입밸브(23c) 및 토출밸브(23d)가 설치되어 있다.
구동장치(30)는 실린더(21a)의 외측에 배치되어 피스톤(21b)과 함께 직선 운동하는 가동자(31)와, 가동자(31)의 외측을 감싸도록 설치되는 외측고정자(33)와, 외측고정자(33)와 소정의 간격이 유지되도록 실린더(21a)의 외주에 배치되는 내측고정자(32)를 구비한다.
외측고정자(33)는 내측고정자(32)와 소정의 공극이 형성되게 배치되어 마그네트(34)의 외측을 감싸게 되는데, 이것은 반경방향으로 적층된 다수의 강판과, 강판들 내부에 원주방향으로 권선된 코일을 포함하여 전원 공급 시 자장을 형성하게 한다.
또한, 내측고정자(32)는 외측고정자(33)에서 형성된 자장과 마그네트(34)에 의해 형성된 자장이 상호 작용할 수 있도록 실린더(21a)의 외곽에 동심상으로 배치되는 것으로, 금속재 박판으로 이루어진 다수개의 강판으로 이루어져 있다.
가동자(31)는 중앙부위에 피스톤(21b)이 연결되는 통 형상으로 이루어져 있으며, 가동자(31)의 스커트부위에는 마그네트(34)가 설치되어 있다. 마그네트(34)는 외측고정자(33)와 내측고정자(32) 사이에서 상하 왕복운동이 가능하게 배치되어 있어서, 피스톤(21b)을 가동시키게 된다. 이 때, 피스톤(21b)의 상부, 즉 가동자(31)의 중앙부에는 상하 방향으로 공진하는 판스프링 타입의 공진스프링(35)이 설치되어 이에 의해 피스톤(21b)의 왕복 운동력이 배가될 수 있게 되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 리니어 압축기의 가동자(31)는 도 2, 3에 도시되어 있는 바와 같이 마그네트(34)를 용이하게 조립 설치할 수 있도록, 마그네트(34)가 설치되어 내측고정자(32)와 외측고정자(33) 사이에 배치되는 제 1 몸체(311)와, 제 1 몸체(311)의 상단에 고정되어 마그네트(34)가 제 1 몸체(311)로부터 이탈하는 것을 방지하며 피스톤(21b) 및 공진스프링(35)에 고정되어 마그네트(34)의 진퇴이동을 상기 피스톤(21b)에 전달하는 제 2 몸체(312)로 이루어져 있다.
제 1 몸체(311)는 링형상으로 형성되어 마그네트(34)의 하단을 지지하는 링부(311a)와, 마그네트(34)를 설치할 수 있도록 링부(311a)로부터 연장형성된 프레임부(311b)로 이루어진다. 이 때, 프레임부(311b)는 서로 일정 간격을 이루도록 다수개가 링부(311a)로 돌출형성되어 이웃한 두 프레임부(311b) 사이에 다수의 마그네트(34)를 설치할 수 있도록 되어 있다.
또한, 본 실시예에서 프레임부(311b)는 마그네트(34)의 양단이 설치될 수 있도록 하기 위해 양 측면이 볼록하게 돌출되어 있으며, 마그네트(34)는 그 양단이 프레임부(311b)의 측면과 대응할 수 있도록 오목하게 형성되어 있다. 따라서 마그네트(34)를 이웃한 두 프레임부(311b) 사이에 끼워넣으면 프레임부(311b)의 볼록부와 마그네트(34)의 오목부가 맞물려 마그네트(34)가 제 1 몸체(311)에 설치되게 되는 것이다.
제 2 몸체(312)는 그 상단 중앙부에 피스톤(21b) 및 공진스프링(35)이 고정되는 것으로, 제 1 몸체(311)에 마그네트(34)가 삽입된 후 제 1 몸체(311)의 상측에 고정되어 마그네트(34)의 상면을 지지하여 마그네트(34)가 제 1 몸체(311)에 삽 입되어 있는 상태를 유지하게 하는 것이다. 이 때, 제 2 몸체(312)의 상부에는 가동자(31) 내측과 외측의 냉매가 연통되게 하는 연통공(312a)이 마련되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 리니어 압축기에는 제 1 몸체(311)와 제 2 몸체(312)가 서로 고정되게 하기 위한 고정장치(40)가 구비되어 있다.
고정장치(40)는 각각 그 일측이 제 1 몸체(311) 또는 제 2 몸체(312)에 걸리고 그 타측이 서로 결합되어 제 1 몸체(311)와 제 2 몸체(312)가 서로 고정되게 하는 제 1 고정부재(41)와 제 2 고정부재(42)로 이루어져 있다.
제 1 고정부재(41)는 소정 길이를 봉으로 이루어져 제 1 몸체(311)의 프레임부(311b)에 제 1 고정부재(41)의 설치를 위해 마련된 제 1 관통공(311c)을 관통하여 설치되도록 되어 있으며, 그 하단에 상기 제 1 관통공(311c)에 비하여 넓은 단면적을 갖는 머리부(41a)가 마련되며 그 상단에 상기 제 2 고정부재(42)의 하단에 걸려 고정되도록 오목하게 형성된 걸림홈(41b)이 마련되어 있다.
제 2 고정부재(42)는 그 일단에 제 2 몸체(312)의 상단에 마련된 연통공(312a)에 걸리는 제 1 후크(42a)가 마련되어 있으며 그 타단에 제 2 고정부재(42)의 걸림홈(41b)에 설치되는 제 2 후크(42b)가 마련되어 있다. 이 때, 제 2 몸체(312)에는 제 2 후크(42b)가 관통하여 걸림홈(41b)에 설치될 수 있도록 제 2 관통공(312b)이 마련된다.
따라서, 제 1 관통공(311c)을 관통하여 제 2 몸체(312)의 내측으로 돌출되어 있는 제 1 고정부재(41)의 걸림홈(41b)에 제 2 관통공(312b)을 관통한 제 2 후크(42b)가 결합되게 함으로써, 제 1 몸체(311)와 제 2 몸체(312)가 고정되게 할 수 있는 것이다.
다음은 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 리니어 압축기의 가동자 조립과정 및 작용효과를 상세히 설명한다.
먼저, 마그네트(34)를 이웃한 두 프레임부(311b) 사이에 삽입하여, 양측면이 볼록하게 형성되어 있는 프레임부(311b) 사이에 오목하게 형성된 마그네트(34)의 양 측면이 끼워지도록 한다. 따라서 마그네트(34)의 하면은 링부(311a)에 지지되고 양측면은 이웃한 두 프레임부(311b)에 의해 지지된다.
이러한 상태에서 마그네트(34)가 제 1 몸체(311)로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있도록 제 1 몸체(311)의 상측에 제 2 몸체(312)를 얹은 후 고정장치(40)를 사용하여 제 1 몸체(311)와 제 2 몸체(312)를 결합한다.
제 1 몸체(311)와 제 2 몸체(312)의 고정은, 제 1 고정부재(41)를 하측으로부터 삽입하여 제 1 관통공(311c)과 제 2 관통공(312b)을 관통하도록 하여 하단은 머리부(41a)를 통해 제 1 관통공(311c) 인접부에 지지되게 하고 걸림홈(41b)이 마련된 상단은 제 2 몸체(312) 내측으로 돌출되게 한다.
계속해서 제 2 고정부재(42)의 상단에 마련된 제 1 후크(42a)를 연통공에 걸고 하단에 마련된 제 2 후크(42b)를 제 2 관통공(312b)을 통해 삽입하여 제 2 몸체(312) 내측에 돌출되어 제 1 고정부재(41)의 걸림홈(41b)에 끼워넣는다. 이에 따라 제 1 고정부재(41)와 제 2 고정부재(42)에 의해 제 1 몸체(311)와 제 2 몸체(312)가 결합된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 리니어 압축기는 가동자가 제 1 몸체와 제 2 몸체로 형성되며 제 1 몸체와 제 2 몸체가 제 1 고정부재와 제 2 고정부재에 의해 고정되어 제조되므로, 종래의 캔에 해당하는 구성이 삭제되고 그에 따라 캔에서 발생하던 와전류에 의한 와전류손이 예방되게 되는 작용효과가 있다.

Claims (5)

  1. 피스톤이 진퇴이동 가능하게 설치되는 실린더와, 상기 피스톤의 단부와 연결되며 마그네트가 상기 실린더의 외곽에 위치되도록 배치된 가동자와, 상기 가동자의 왕복 운동력을 배가시키기 위해 상하방향으로 진동이 가능하게 배치된 공진스프링을 구비한 리니어 압축기에 있어서,
    상기 가동자는 중공의 원통형상으로 형성되며 상기 마그네트가 설치되는 제 1 몸체와, 상기 제 1 몸체의 일측에 고정되어 상기 마그네트의 일단을 지지하여 상기 마그네트가 상기 제 1 몸체에 설치된 상태를 유지하게 하는 제 2 몸체와, 상기 제 1 몸체와 상기 제 2 몸체가 상호 고정되게 하는 고정장치를 구비하되,
    상기 고정장치는 일단이 상기 제 1 몸체에 걸리는 제 1 고정부재와, 일단은 상기 제 2 몸체에 걸리고 타단은 상기 제 1 고정부재의 타단에 걸려 상기 제 1 몸체와 상기 제 2 몸체가 상호 고정되게 하는 제 2 고정부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 고정부재는 상기 제 1 몸체를 관통하여 상기 제 2 몸체에 내측으로 돌출되되 그 일단에 상기 제 1 몸체에 걸리도록 상대적으로 큰 단면적을 갖는 머리부가 형성되며 그 타단에 상기 제 2 고정부재가 설치될 수 있도록 오목하게 걸림홈을 구비하며,
    상기 제 2 고정부재는 상기 제 2 몸체에 냉매의 연통을 위해 마련된 연통공에 걸리는 제 1 후크와 상기 제 2 몸체를 관통하여 상기 제 2 몸체 내측에 돌출되어 있는 상기 걸림홈에 걸리는 제 2 후크를 구비하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 몸체는 링형상으로 형성되어 상기 마그네트의 일단을 지지하는 링부와, 상기 마그네트의 양측을 지지할 수 있도록 상기 링부로부터 연장형성된 다수의 프레임부를 구비하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 프레임부 측면과 상기 마그네트의 측면 중 어느 하나는 볼록하게 형성되며 다른 하나는 오목하게 형성되어 상기 마그네트가 이웃한 두 프레임부 사이에 끼워지게 되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
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