KR101999961B1 - 리니어 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 리니어 압축기는, 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 구비되며, 무버가 스테이터에 대해 왕복운동을 하는 리니어 모터; 상기 리니어 모터의 내부에 구비되며, 압축공간을 형성하는 실린더; 상기 실린더의 내부에 구비되며, 상기 무버와 함께 왕복운동을 하면서 상기 압축공간의 체적을 가변시키는 피스톤; 및 상기 케이싱의 내부공간에 구비되어 상기 리니어 모터의 스테이터를 지지하며, 상기 스테이터와 적어도 일부가 축방향으로 중첩되는 길이를 가지도록 연장된 적어도 한 개 이상의 방열부가 형성되는 프레임;을 포함할 수 있다.

Description

리니어 압축기{LINEAR COMPRESSOR}

본 발명은 실린더와 피스톤 사이를 냉매로 윤활하는 리니어 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 모터나 터빈 등의 동력 발생 장치로부터 동력을 전달 받아 공기나 냉매 등의 작동 유체를 압축하도록 이루어지는 장치를 말한다. 압축기는 산업 전반이나 가전 제품, 특히 증기압축식 냉동사이클(이하 '냉동 사이클'로 칭함) 등에 널리 적용되고 있다.

이러한 압축기는 냉매를 압축하는 방식에 따라 왕복동식 압축기, 로터리 압축기, 스크롤 압축기로 구분될 수 있다. 왕복동식 압축기는 피스톤과 실린더 사이에 압축공간이 형성되고 피스톤이 직선 왕복 운동하여 유체를 압축하는 방식이고, 로터리 압축기는 실린더 내부에서 편심 회전되는 롤러에 의해 유체를 압축하는 방식이며, 스크롤 압축기는 나선형으로 이루어지는 한 쌍의 스크롤이 맞물려 회전되어 유체를 압축하는 방식이다.

왕복동식 압축기는 회전 모터의 회전력을 직선운동으로 전환시켜 냉매를 압축하는 크랭크 방식과, 직선 왕복 운동을 하는 리니어 모터를 이용하여 냉매를 압축하는 진동 방식이 알려져 있다. 진동 방식의 왕복동식 압축기를 리니어 압축기라고 하며, 이러한 리니어 압축기는 회전 운동을 직선 왕복 운동으로 전환하는데 따르는 기계적인 손실이 없어 효율이 향상되고, 구조가 단순한 장점이 있다.

한편, 리니어 압축기는 윤활방식에 따라, 오일윤활형 리니어 압축기와 가스형 리니어 압축기로 구분할 수 있다. 오일윤활형 리니어 압축기는 특허문헌1(한국 공개특허공보 KR10-2015-0040027)에 개시된 바와 같이, 케이싱의 내부에 일정량의 오일이 저장되어 그 오일을 이용하여 실린더와 피스톤 사이를 윤활하도록 구성되어 있다. 반면, 가스윤활형 리니어 압축기는 특허문헌2(한국 공개특허공보 KR10-2016-0024217)에 개시된 바와 같이, 케이싱의 내부에 오일이 저장되지 않고 압축공간에서 토출되는 냉매의 일부를 실린더와 피스톤 사이로 유도하여 그 냉매의 가스력으로 실린더와 피스톤 사이를 윤활하도록 구성되어 있다.

오일윤활형 리니어 압축기(이하, 오일윤활형 압축기)는, 상대적으로 온도가 낮은 오일이 실린더와 피스톤 사이로 공급됨에 따라, 실린더와 피스톤이 모터열이나 압축열 등에 의해 과열되는 것을 억제할 수 있다. 이를 통해, 오일윤활형 압축기는 피스톤의 흡입유로를 통과하는 냉매가 실린더의 압축실로 흡입되면서 가열되어 비체적이 상승하는 것을 억제하여 흡입손실이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

하지만, 오일윤활형 압축기는, 냉매와 함께 냉동사이클 장치로 토출되는 오일이 압축기로 원활하게 회수되지 않을 경우 그 압축기의 케이싱 내부에서는 오일부족이 발생할 수 있고, 이러한 케이싱 내부에서의 오일 부족은 압축기의 신뢰성이 저하되는 원인이 될 수 있다.

반면, 가스윤활형 리니어 압축기(이하, 가스윤활형 압축기)는, 오일윤활형 압축기에 비해 소형화가 가능하고, 실린더와 피스톤 사이를 냉매로 윤활하기 때문에 오일부족으로 인한 압축기의 신뢰성 저하가 발생하지 않는다는 점에서 유리하다.

그러나, 상기와 같은 종래의 가스윤활형 압축기는, 프레임의 표면적이 제한되어 그 프레임으로 전달되는 열이 신속하게 방열되지 못하면서 프레임이 과열될 수 있다. 그러면 프레임에 접하는 실린더와 피스톤의 온도가 상승하게 되어 흡입유로 또는 압축공간의 냉매가 과열되면서 흡입손실이나 압축손실이 가중되는 문제점도 있었다.

또, 종래의 가스윤활형 압축기는, 리니어 모터를 이루는 아우터 스테이터가 복수 개의 스테이터 코어로 이루어지고, 그 복수 개의 스테이터 코어가 원판 모양으로 된 프레임에 의해 축방향으로 지지되는 것이나, 스테이터 코어의 사이에는 프레임에 의해 막힌 일종의 골(vally)이 형성되면서 케이싱의 내부공간에서 유동하는 냉매가 프레임에 막히게 되고, 이로 인해 냉매에 대한 유동저항이 증가하게 되어 대류열전달계수가 낮아지면서 방열효과가 저하되는 문제점도 있었다.

또, 종래의 가스윤활형 압축기는, 구동시 코일에서 모터열이 발생하게 되고 이 모터열이 스테이터에서 프레임으로 전달되어 방열되는 것이나, 스테이터와 프레임 사이에는 가공오차 또는 조립오차로 인한 미세틈새가 발생되어 스테이터에서 프레임으로의 열전달이 원활하지 못할 수 있다. 그러면 모터열이 효과적으로 방출되지 못하면서 모터의 과열을 초래하여 압축기 효율이 저하되는 문제점도 있었다.

한국 공개특허공보 KR10-2015-0040027 A (2015.04.14. 공개) 한국 공개특허공보 KR10-2016-0024217 A (2016.03.04. 공개)

본 발명의 목적은, 프레임을 신속하게 방열시켜 실린더 또는 피스톤이 과열되는 것을 억제하고 이를 통해 흡입되는 냉매의 과열로 인한 흡입손실 또는 압축손실이 발생되는 것을 줄일 수 있는 리니어 압축기를 제공하려는데 있다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 케이싱의 내부공간에서 유동하는 냉매가 프레임에 막히는 것을 방지하여 냉매의 유동저항을 경감시킴으로써 냉매의 대류열전달계수를 높일 수 있는 리니어 압축기를 제공하려는데 있다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 스테이터로 전달되는 모터열이 프레임으로 원활하게 이동할 수 있도록 하여 모터열을 신속하게 방열시킬 수 있는 리니어 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 실린더와 피스톤 사이에 가스베어링이 적용되는 리니어 압축기에서, 리니어 모터와 함께 실린더를 지지하는 프레임에 방열부를 형성하여 프레임의 방열면적을 확대시키는 리니어 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 방열부는 상기 리니어 모터의 타측을 지지하는 스테이터 커버와 접촉되도록 축방향으로 연장 형성될 수 있다.

그리고, 상기 프레임과 리니어 모터 사이에 열전달부재가 더 구비될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 구비되며, 무버가 스테이터에 대해 왕복운동을 하는 리니어 모터; 상기 리니어 모터의 내부에 구비되며, 압축공간을 형성하는 실린더; 상기 실린더의 내부에 구비되며, 상기 무버와 함께 왕복운동을 하면서 상기 압축공간의 체적을 가변시키는 피스톤; 및 상기 케이싱의 내부공간에 구비되어 상기 리니어 모터의 스테이터를 지지하며, 상기 스테이터와 적어도 일부가 축방향으로 중첩되는 길이를 가지도록 연장된 적어도 한 개 이상의 방열부가 형성되는 프레임;을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 방열부는 적어도 일부가 상기 스테이터의 외경범위에 위치하도록 형성될 수 있다.

그리고, 상기 스테이터는 복수 개의 스테이터 코어가 원주방향으로 일정 간격을 두고 방사상으로 구비되며, 상기 방열부는 상기 복수 개의 스테이터 코어들 사이를 가로질러 위치하도록 형성될 수 있다.

그리고, 상기 방열부의 원주방향 측면이 상기 스테이터 코어의 원주방향 측면에 접촉하도록 형성될 수 있다.

그리고, 상기 적어도 한 개의 방열부에는 상기 방열부의 내주면에서 외주면으로 관통되는 방열구멍이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 방열부의 원주방향 양쪽 측면중에서 어느 한 쪽 측면이 상기 스테이터 코어의 원주방향 측면에서 이격될 수 있다.

여기서, 상기 케이싱의 내부공간에 구비되며, 상기 스테이터의 타측면을 지지하는 스테이터 커버를 더 포함하고, 상기 방열부는 상기 스테이터 커버에 접촉할 수 있다.

그리고, 상기 방열부 중에서 적어도 한 개 이상의 방열부에는 상기 프레임과 스테이터 커버를 체결하는 체결볼트가 축방향으로 관통하도록 체결구멍이 형성될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱; 스테이터 및 무버를 구비하여 상기 케이싱의 내부공간에 구비되며, 상기 스테이터는 복수 개의 스테이터 코어가 원주방향으로 일정 간격을 두고 방사상으로 구비되는 리니어 모터; 상기 리니어 모터의 내부에 구비되며, 압축공간을 형성하는 실린더; 상기 실린더의 내부에 구비되며, 상기 무버와 함께 왕복운동을 하면서 상기 압축공간의 체적을 가변시키는 피스톤; 상기 압축공간에서 배출된 냉매를 수용하도록 토출공간이 구비되는 적어도 한 개 이상의 토출커버; 상기 케이싱의 내부공간에 구비되며, 일측면에는 상기 토출커버가 결합되고 타측면에는 상기 스테이터의 일측면이 지지되는 프레임; 상기 케이싱의 내부공간에 구비되며, 상기 스테이터의 타측면을 지지하는 스테이터 커버; 및 상기 복수 개의 스테이터 코어들 사이에 위치하도록 상기 프레임과 스테이터 커버의 사이에 구비되며, 일단은 상기 프레임에 접하여 상기 프레임과의 사이에서 열이 전달되도록 구비되는 방열부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 방열부는 상기 프레임과 상기 스테이터 커버 중에서 적어도 어느 한 쪽에서 일체로 연장되어 형성될 수 있다.

여기서, 상기 방열부는 상기 프레임 및 상기 스테이터 커버와는 별도로 제작되어 상기 프레임 또는 스테이터 커버에 후조립될 수 있다.

그리고, 상기 방열부 중에서 적어도 한 개 이상의 방열부에는 상기 프레임과 스테이터 커버를 체결하는 체결볼트가 축방향으로 관통하도록 체결구멍이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 방열부 중에서 적어도 한 개 이상의 방열부는 그 방열부의 내주면과 상기 리니어 모터와의 사이에 체결볼트가 통과할 수 있다.

그리고, 상기 스테이터 및 상기 스테이터와 접하는 프레임 또는 스테이터 커버에는열전달부재가 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 리니어 압축기는, 프레임 또는 그 프레임과 일정 간격을 두고 배치되는 스테이터 커버의 사이에 프레임에 접촉되는 방열부가 연장 형성됨에 따라, 프레임을 신속하게 방열시켜 실린더 또는 피스톤이 과열되는 것을 억제할 수 있다. 이를 통해 흡입되는 냉매의 과열로 인한 흡입손실 또는 압축손실이 발생되는 것을 줄일 수 있다.

또, 스테이터와 프레임 또는 스테이터와 스테이터 커버 사이의 유로장벽을 방열부로 메워 제거함에 따라, 냉매가 케이싱의 내부공간에서 원활하게 유동하면서 냉매의 대류열전달계수를 높여 압축기 본체와 케이싱 사이의 열전달 효과를 높일 수 있다.

또, 프레임과 이에 접하는 스테이터 사이에 열전도계수가 높은 열전달부재를 삽입함으로써, 모터열이 스테이터를 통해 프레임으로 원활하게 이동할 수 있고 이를 통해 모터열이 신속하게 방열되어 압축기 효율이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 리니어 압축기를 보인 종단면도,
도 2는 도 1에 따른 리니어 압축기에서 구동 유닛을 보인 사시도,
도 3은 도 2의 구동 유닛을 분해하여 보인 사시도,
도 4는 도 1에 따른 리니어 압축기에서 구동 유닛과 압축 유닛을 보인 단면도,
도 5은 도 4의 "Ⅳ-Ⅳ"선단면도,
도 6은 도 5에서 방열부의 일례를 축방향으로 보인 정면도,
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 방열통로의 각 실시예를 보인 단면도들,
도 9는 본 발명에 따른 리니어 압축기에서 방열부에서 케이싱으로 열이 이동하는 것을 설명하기 위해 보인 단면도,
도 10은 본 발명에 따른 리니어 압축기에서 방열부의 조립구조에 대한 다른 실시예를 보인 사시도,
도 11은 본 발명에 따른 방열부가 스테이터 커버에서 연장된 예를 보인 사시도.

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

본 발명에 따른 리니어 압축기는 유체를 흡입하여 압축하고, 압축된 유체를 토출하는 동작을 수행한다. 본 발명에 따른 리니어 압축기는 냉동 사이클의 구성요소가 될 수 있으며, 이하에서 유체는 냉동 사이클을 순환하는 냉매를 예로 들어 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 리니어 압축기를 보인 종단면이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 리니어 압축기(100)는, 케이싱(110)의 내부공간(101)은 밀폐된 공간을 형성하고, 케이싱(110)의 내부공간(101)에는 후술할 지지스프링(116,117)에 의해 탄력 지지되는 프레임(120)이 구비될 수 있다. 프레임(120)에는 리니어 모터(130)가 결합되어 지지되며, 리니어 모터(130)에는 냉매를 흡입, 압축하여 토출하는 압축유닛(140)이 결합될 수 있다. 이에 따라, 압축유닛(140)은 리니어 모터(130)와 함께 프레임(120)에 결합되어 케이싱(110)에 대해 탄력적으로 지지될 수 있다.

케이싱(110)은 열전도성 재질로 형성될 수 있다. 이를 통해 케이싱(110)의 내부공간(101)에서 발생되는 열은 케이싱(110)을 통해 외부로 방열될 수 있다.

그리고 케이싱(110)은 양단이 개구되어 대략 횡방향으로 긴 원통 형상으로 형성되는 쉘(111)과, 쉘(111)의 후방측에 결합되는 제1 쉘커버(112) 및 전방측에 결합되는 제2 쉘커버(113)로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 케이싱(110)는 가로 방향으로 누워져 있으며, 도면을 기준으로 제1 쉘커버(112)는 쉘(111)의 우측에, 제2 쉘커버(113)는 쉘(111)의 좌측에 결합될 수 있다. 넓은 의미에서 제1 쉘커버(112)와 제2 쉘커버(113)는 쉘(111)의 일부를 이룰 수 있다.

쉘(110)은 리니어 모터(130)의 크기에 따라 내경이 다양하게 형성될 수 있으나, 본 실시예의 리니어 압축기(100)는 오일베어링이 배제되고 가스베어링이 적용됨에 따라 케이싱(110)의 내부공간(101)에 오일이 채워질 필요가 없다. 따라서, 쉘(110)의 내경은 최대한 작게, 예를 들어 후술할 프레임(120)의 플랜지부(122)가 케이싱(110)의 내주면(111a)과 접촉되지 않을 정도의 간격만 가질 수 있는 정도로 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 리니어 압축기(100)는 쉘(111)의 외경이 앞서 제시한 특허문헌1에 비해 매우 작게 형성될 수 있다.

제1 쉘커버(112)는 앞서 설명한 바와 같이 쉘(111)의 후방측을 밀봉하도록 쉘(111)에 결합되는 것으로, 제1 쉘커버(112)에는 흡입관(114)이 삽입되어 결합될 수 있다.

그리고 제1 쉘커버(112)의 내주면에는 원통 형상으로 된 흡입측 지지부재(116a)가 결합되고, 흡입측 지지부재(116a)에는 판스프링으로 된 제1 지지스프링(116)에 결합되어 고정될 수 있다. 흡입측 지지부재(116a)에는 흡입가이드(116b)가 삽입되어 결합될 수 있다. 제1 지지스프링(116)은 그 중앙부가 앞서 설명한 흡입가이드(116b)에 결합되는 반면, 그 가장자리는 후술할 백커버(134)에 체결되어 결합될 수 있다. 이에 따라, 백커버(134)를 포함하는 압축기 본체(C)의 후방측은 제1 지지스프링(116)에 의해, 제1 쉘커버(112)를 포함하는 케이싱(110)에 반경방향으로 탄력 지지될 수 있다.

여기서, 흡입가이드(116b)는 원통 형상으로 형성되어 흡입관(114)에 연통됨에 따라, 흡입관(114)을 통해 흡입되는 냉매는 흡입가이드(116b)를 통과하여 후술할 흡입머플러 조립체(150)로 원할하게 유입될 수 있다.

그리고 흡입측 지지부재(116a)와 흡입가이드(116b) 사이에는 고무재질 등으로 된 댐핑부재(116c)가 설치될 수 있다. 이에 따라, 흡입관(114)을 통해 냉매가 흡입되는 과정에서 발생될 수 있는 진동이 흡입가이드(116b)로부터 흡입측 지지부재(116a)로 전달되는 것을 차단할 수 있다.

또, 제2 쉘커버(113)는 앞서 설명한 바와 같이, 쉘(111)의 전방측을 밀봉하도록 쉘(111)에 결합되는 것으로, 후술할 루프파이프(115a)에 연결되는 토출관(115)이 삽입되어 결합될 수 있다. 이에 따라, 압축공간(103b)에서 토출되는 냉매는 후술할 토출커버 조립체(160)를 통과한 후 루프파이프(115a)와 토출관(115)을 통해 냉동사이클로 배출된다.

그리고, 제2 쉘커버(113)의 내측면 또는 그 제2 쉘커버(113)의 내측면이 접하는 쉘(111)의 내주면에는 토출측 지지부재(117a)가 결합되고, 토출측 지지부재(117a)에는 판스프링으로 된 제2 지지스프링(117)이 결합될 수 있다.

이에 따라, 후술할 토출커버 조립체(160)를 포함하는 압축기본체(C)의 전방측은 제2 지지스프링(117)에 의해, 제2 쉘커버(113)를 포함하는 케이싱(110)에 반경방향으로 탄력 지지될 수 있다.

한편, 케이싱(110)의 내부에는 압축기 본체(C)의 일부를 이루는 프레임(120)이 구비된다. 그리고 프레임(120)에는 리니어 모터(130)로 된 모터 조립체 및 압축유닛(140)을 이루는 실린더(141)가 결합되어 지지될 수 있다. 이에 따라, 프레임(120)은 리니어 모터(130) 및 압축유닛(140)과 함께 제1 지지스프링(116)과 제2 지지스프링(117)에 의해 케이싱(110)에 대해 탄력 지지될 수 있다.

프레임(120)은 바디부(121)와, 플랜지부(122)와, 방열부(123)으로 이루어질 수 있다. 방열부(123)에 대해서는 나중에 다시 설명한다.

바디부(121)는 원통 모양으로 형성될 수 있다. 바디부(121)의 외주면에는 후술할 이너 스테이터(132)가, 그 바디부(121)의 내주면에는 실린더(141)가 각각 결합될 수 있다. 그리고, 플랜지부(122)의 후방면에는 후술할 아우터 스테이터(131)가, 그 플랜지부(122)의 전방면에는 후술할 토출커버 조립체(160)가 각각 결합될 수 있다.

플랜지부(122)는 바디부(121)의 전방단에서 반경방향으로 연장 형성될 수 있다. 플랜지부(122)의 전방면 일측에는 후술할 가스베어링의 일부를 이루는 베어링 입구홈(125a)이 형성되고, 베어링 입구홈(125a)에서 바디부(121)의 내주면으로 관통되는 베어링 연통구멍(125b)이 형성되며, 바디부(121)의 내주면에는 베어링 연통구멍(125b)에서 연통되도록 베어링 연통홈(125c)이 형성될 수 있다.

베어링 입구홈(125a)은 소정의 깊이만큼 축방향으로 함몰지게 형성되고, 베어링 연통구멍(125b)은 베어링 입구홈(125a)보다 단면적이 작은 구멍으로 바디부(121)의 내주면을 향해 경사지게 형성될 수 있다. 그리고, 베어링 연통홈(125c)은 바디부(121)의 내주면에 소정의 깊이와 축방향 길이를 가지는 환형 모양으로 형성될 수 있다. 하지만, 베어링 연통홈(125c)은 바디부(121)의 내주면이 접하는 실린더(141)의 외주면에 형성되거나 또는 바디부(121)의 내주면과 실린더(141)의 외주면에 반씩 각각 형성될 수도 있다.

또, 베어링 연통홈(125c)에 대응하는 실린더(141)에는 가스베어링에서 일종의 노즐부를 이루는 베어링 구멍(141a)이 형성될 수 있다. 이에 대해서는 실린더를 설명하면서 다시 설명한다.

한편, 리니어 모터(130)는 스테이터(130a) 및 그 스테이터(130a)에 대해 왕복운동을 하는 무버(130b)로 이루어질 수 있다.

스테이터(130a)는 프레임(120)의 플랜지부(122)에 고정되는 아우터 스테이터(131)와, 아우터 스테이터(131)의 내측에 소정의 공극(130c)만큼 이격되어 배치되는 이너 스테이터(132)로 이루어질 수 있다. 이너 스테이터(132)는 프레임(120)의 바디부(121)를 둘러싸도록 그 바디부(121)의 외주면에 삽입되어 결합될 수 있다.

아우터 스테이터(131)는 코일 권선체(135) 및 코일 권선체(135)를 둘러싸도록 적층되는 스테이터 코어(136)가 포함되고, 코일 권선체(135)에는 보빈(135a) 및 보빈(135a)의 원주 방향으로 권선된 코일(135b)이 포함될 수 있다. 코일(135b)의 단면은 원형 또는 다각형 형상으로 형성될 수 있으며, 일례로 육각형의 형상을 가질 수 있다.

그리고, 스테이터 코어(136)는 다수 개의 라미네이션 시트가 방사상으로 적층될 수도 있고, 도 3과 같이 다수 개의 라미네이션 시트를 적층하여 내주면과 외주면의 곡률이 동일하게 된 복수 개의 라미네이션 블록(lamination block)로 형성되어 원주 방향을 따라 적층될 수도 있다.

또, 아우터 스테이터(131)의 타측에는 스테이터 커버(137)가 구비될 수 있다. 이에 따라, 아우터 스테이터(131)의 일측부는 프레임(120)에 의해, 타측부는 스테이터 커버(137)에 의해 각각 지지될 수 있다.

이너 스테이터(132)는 프레임(120)의 외주면에 삽입되어 고정될 수 있다. 이러한 이너 스테이터(132)는 복수 개의 라미네이션이 방사상으로 적층되어 이루어질 수 있다.

한편, 무버(130b)는 마그네트 홀더(133a) 및 그 마그네트 폴더(133a)에 지지되는 마그네트(133b)로 이루어질 수 있다. 마그네트 홀더(133a)는 원통 형상으로 형성되며, 일단은 후술할 피스톤(142)에 결합되고, 타단은 아우터 스테이터(131)와 이너 스테이터(132) 사이의 공극에 왕복운동 가능하게 삽입될 수 있다.

마그네트(133b)는 마그네트 홀더(133a)의 외주면에 접착되어 고정되거나, 또는 별도의 고정링(미도시)을 이용하여 고정될 수 있다. 이에 따라, 마그네트(133b)는 아우터 스테이터(131)와 이너 스테이터(132) 사이에 형성되는 상호 전자기력에 의하여 마그네트 홀더(133a)와 함께 직선 왕복 운동할 수 있다.

또, 마그네트 홀더(133a)의 타단에는 피스톤(142)과 함께 스프링 서포터(138)가 결합되고, 스프링 서포터(138)의 양측에는 리니어 모터(130)의 무버(130b)와 압축유닛(140)의 피스톤(142)을 공진시키는 제1 공진스프링(139a)과 제2 공진스프링(139b)이 구비될 수 있다.

여기서, 제1 공진스프링(139a)은 스테이터 커버(137)의 후방면과 스프링 서포터(138)의 전방면 사이에, 제2 공진스프링(139b)은 스프링 서포터(138)의 후방면과 백커버(134)의 전방면 사이에 각각 구비될 수 있다. 백커버(134)는 스테이터 커버(137)에 결합되어 앞서 설명한 바와 같이 제2 공진스프링(139b)의 타단을 축방향으로 지지할 수 있다. 이에 따라, 리니어 모터(130)의 무버(130b)와 압축유닛(140)의 피스톤(142)은 리니어 모터(130)의 전자기력과 공진스프링(139a)(139b)의 탄성력에 의해 축방향을 따라 직선으로 왕복 운동을 하면서 압축공간(103b)으로 냉매를 흡입 압축하여 토출시킬 수 있다.

한편, 압축유닛(140)은 실린더(141), 피스톤(142), 흡입밸브(143), 토출밸브 조립체(144)를 포함할 수 있다.

실린더(141)는 내부에 압축공간(103b)이 구비되도록 원통 형상으로 형성되며, 프레임(120)의 내주면에 삽입되어 고정될 수 있다. 실린더(141)의 후방측에는 냉매가 압축공간(103b)으로 흡입되는 후술할 흡입머플러 조립체(150)가, 전방측에는 압축공간(103b)에서 압축된 냉매가 토출되는 후술할 토출커버 조립체(160)가 각각 구비될 수 있다.

그리고 실린더(141)에는 피스톤(142)과의 사이로 토출가스를 공급하여 그 실린더(141)와 피스톤 사이를 가스 윤활하는 가스베어링의 나머지 일부가 형성될 수 있다. 예를 들어, 실린더(141)에는 베어링 연통홈(125c)과 연통되는 위치에서 반경방향으로 관통되어 베어링 연통홈(125c)으로 유입되는 압축된 냉매를 실린더(141)의 내주면과 피스톤(142)의 외주면으로 안내하는 베어링 구멍(141a)이 형성될 수 있다. 물론, 앞서 설명한 바와 같이 베어링 연통홈(125c)은 실린더(141)의 외주면에 형성되는 것이 가공측면에서 더 유리할 수 있다.

베어링 구멍(141a)은 입구는 넓게, 출구는 노즐 역할을 하도록 미세통공으로 형성될 수 있다. 베어링 구멍(141a)의 입구부에는 이물질의 유입을 차단하는 필터미도시)가 구비될 수 있다. 필터는 금속으로 된 망필터일 수도 있고, 세실과 같은 부재를 감아서 형성할 수도 있다. 따라서, 베어링 구멍(141a)의 입구와 출구가 각각 독립적으로 연통되도록 낱개로 형성될 수도 있고, 입구는 환형 홈으로 형성되고 출구는 그 환형 홈을 따라 일정 간격을 두고 복수 개가 형성될 수도 있다.

또, 베어링 구멍(141a)은 실린더(141)의 축방향 중간을 기준으로 압축공간(103b)과 인접한 쪽(이하, 전방쪽)에만 형성될 수도 있고, 피스톤(142)의 처짐을 고려하여 반대쪽인 후방쪽에도 형성될 수도 있다.

피스톤(142)은 그 내부에 흡입유로(103a)를 가지며, 전방단은 부분적으로 개방되는 반면 후방단은 완전히 개방되는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 피스톤(142)은 앞서 설명한 바와 같이 개방단인 후방단이 마그네트 홀더(133a)와 연결되어 마그네트 홀더(133a)와 함께 왕복 운동을 할 수 있다.

또, 피스톤(142)의 전방단에는 흡입유로(103a)와 압축공간(103b) 사이를 연통시키는 흡입포트(142a)가 형성되고, 피스톤(142)의 전방면에는 그 흡입포트(142a)를 선택적으로 개폐하는 흡입밸브(143)가 구비될 수 있다. 이에 따라, 케이싱(110)의 내부공간(101)으로 흡입되는 냉매는 흡입밸브(143)를 열면서 그 피스톤(142)의 흡입유로(103a)와 흡입포트(142a)를 통해 실린더(141) 사이의 압축공간(103b)로 흡입될 수 있다.

한편, 실린더(141)의 전방단에는 압축공간(103b)을 개폐하는 토출밸브 조립체(144)가 착탈 가능하게 구비될 수 있다.

여기서, 토출밸브 조립체(144)는 토출밸브(144a)와, 토출밸브(144a)의 전방측에 구비되어 그 토출밸브(144a)를 탄력 지지하는 밸브스프링(144b)로 이루어질 수 있다. 밸브스프링(144b)은 압축코일스프링으로 형성될 수도 있지만, 점유공간이나 신뢰성 측면을 고려하면 판스프링으로 형성될 수 있다.

이에 따라, 압축공간(103b)의 압력이 토출압력 이상이 되면, 밸브스프링(144b)이 전방으로 변형하면서 토출밸브(144a)를 개방시키고, 냉매는 압축공간(103b)으로부터 토출되어 후술할 토출커버 조립체(160)의 제1 토출공간(104a)으로 배출된다. 그리고 냉매의 배출이 완료되면, 밸브스프링(144b)은 토출밸브(144a)에 복원력을 제공하여, 토출밸브(144a)가 닫혀지도록 한다.

한편, 피스톤(142)의 후방단에는 냉매가 흡입되는 과정에서 발생하는 소음을 감쇄시키는 흡입머플러 조립체(150)가 결합될 수 있다.

여기서, 흡입머플러 조립체(150)는 케이싱(110)의 내부공간(101)에 연통되는 흡입머플러(151)와, 흡입머플러(151)의 일측에 연결되어 냉매를 흡입포트(142a)로 안내하는 내부가이드(152)로 이루어질 수 있다.

흡입머플러(151)는 피스톤(142)의 외부에 구비되고, 그 내부에는 배플에 의해 복수 개의 소음공간(102)이 형성될 수 있다. 흡입머플러(151)는 금속으로 형성될 수도 있지만, 무게나 절연성을 고려하여 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.

내부가이드(152)는 흡입머플러의 소음공간에 연통되도록 파이프 형상으로 형성되고, 피스톤(142)의 흡입유로(103a)에 깊숙하게 삽입되어 구비될 수 있다. 내부가이드(152)는 양단의 내경이 동일한 원통 형상으로 형성될 수도 있지만, 경우에 따라서는 토출측인 전방단의 내경이 반대쪽인 후방단의 내경보다 크게 형성될 수도 있다.

한편, 프레임(120)의 전방면에는 냉매가 토출공간(103b)에서 토출되는 과정에서 발생되는 소음을 감쇄시키는 토출커버 조립체(160)가 결합될 수 있다.

여기서, 토출커버 조립체(160)는 토출밸브 조립체(144)를 수용하여, 실린더의 전방측에 구비될 수 있다. 이를 위해, 토출커버 조립체(160)는 프레임(120)의 일부를 이루는 플랜지부(122)의 전방면에 고정 결합될 수 있다. 토출커버 조립체(160)와 프레임(120)의 사이에는 단열을 위한 가스켓(165) 및 제1 토출공간(104a)의 냉매가 누설되는 것을 억제하는 오링(166)이 구비될 수 있다.

토출커버 조립체(160)는 열전도성 재질로 형성될 수 있다. 이를 통해 토출커버 조립체(160)로 고온의 냉매가 유입되면 그 냉매가 포함하고 있는 열이 토출커버 조립체(160)를 통해 케이싱(110)으로 전달되어 압축기 외부로 방열될 수 있다.

토출커버 조립체(160)는 한 개의 토출커버로 이루어질 수도 있고, 복수 개의 토출커버가 순차적으로 연통되도록 배치될 수도 있다. 본 실시예에서는 토출커버가 3개인 경우를 예로 들어 설명한다.

토출커버 조립체(160)는 제1 커버(161), 제2 커버(162), 제3 커버(163)로 이루어질 수 있다. 제1 커버(161)는 프레임(120)에 결합되고, 제2 커버(162)는 제1 커버(161)의 전방측에 결합되며, 제3 커버(163)는 제2 커버(162)의 전방측에 결합될 수 있다. 제1 커버(161)에는 제1 토출공간(104a)이 형성되고, 제2 커버(162)에는 제2 토출공간(104b)이 형성되며, 제3 커버(163)에는 제3 토출공간(104c)이 형성될 수 있다.

제1 토출공간(104a)은 토출밸브(144a)에 의해 압축공간(103b)과 선택적으로 연통되고, 제2 토출공간(104b)은 제1 토출공간(104a)과 연통되며, 제3 토출공간(104c)은 제2 토출공간(104b)과 연통될 수 있다. 이에 따라, 압축공간(103b)에서 토출되는 냉매는 제1 토출공간(104a)-제2 토출공간(104b)-제3 토출공간(104c)을 차례대로 거치면서 토출소음이 감쇄된 후 루프파이프(115a)와 토출관(115)을 통해 케이싱(110)의 외부로 배출될 수 있다.

도면중 미설명 부호인 130c는 프레임과 스테이터 커버를 체결하는 체결볼트이다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 리니어 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 리니어 모터(130)의 코일(135b)에 전류가 인가되면, 아우터 스테이터(131)와 이너 스테이터(132) 사이에 자속이 형성되고, 이 자속에 의해 발생되는 전자기력에 의해 마그네트 홀더(133a)와 마그네트(133b)로 된 무버(133)가 아우터 스테이터(131)와 이너 스테이터(132) 사이의 공극에서 직선으로 왕복 운동을 하게 된다.

그러면, 마그네트 홀더(133)에 연결된 피스톤(142)이 실린더(141)에서 직선으로 왕복 운동을 하면서, 압축공간(103b)의 체적이 증가되거나 또는 감소된다. 이때, 피스톤(142)이 후진하여 압축공간(103b)의 체적이 증가되면 흡입밸브(143)가 개방되어 흡입유로(103a)의 냉매가 압축공간(103b)으로 흡입되는 반면, 피스톤(142)이 전진하여 압축공간(103b)의 체적이 감소되면 피스톤(142)이 압축공간(103b)의 냉매를 압축하게 된다. 이 압축된 냉매는 토출밸브(144a)를 개방시키면서 제1 토출공간(104a)으로 배출된다.

그러면, 제1 토출공간(104a)으로 배출되는 냉매의 일부는 가스베어링의 베어링 입구홈(125a)과 베어링 연통구멍(125b), 그리고 베어링 연통홈(125c)을 거쳐 실린더(141)의 베어링 구멍(141a)을 통해 그 실린더(141)의 내주면과 피스톤(142)의 외주면 사이로 공급되어 피스톤(142)을 실린더(141)에 대해 지지하는 반면, 나머지 냉매는 제1 연통구멍(105a)을 통해 제2 토출공간(104b)으로 이동하였다가 제2 연통구멍(105b)과 연결관(106), 그리고 제3 연통구멍(105c)을 통해 제3 토출공간(104c)으로 이동하면서 소음이 감쇄된다. 이 제3 토출공간(104c)으로 이동하는 냉매는 루프파이프(115a)와 토출관(115)을 통해 압축기의 외부로 배출되어, 냉동사이클의 응축기로 이동하게 되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이때, 리니어 모터(130)에서는 모터열이 발생하고, 토출커버 조립체(160)에서는 압축공간(103b)에서 토출된 냉매에 의해 압축열을 전달받게 된다. 이 모터열과 압축열은 각각 프레임(120)을 통해 실린더(141)와 피스톤(142)으로 전달된다.

그러면 피스톤(142)의 흡입유로(103a)로 흡입되는 냉매는 물론 실린더(141)의 압축공간(103b)으로 흡입되는 냉매가 가열되어, 냉매의 비체적이 상승하면서 흡입손실이나 또는 압축손실이 발생하게 되고, 이로 인해 전체적으로 압축기의 효율이 저하될 수 있다.

특히, 리니어 압축기에 오일베어링이 적용되는 경우에는 상대적으로 저온인 오일이 실린더와 피스톤 사이를 순환하면서 압축부의 온도를 낮출 수 있지만, 본 실시예와 같이 오일베어링이 배제되고 가스베어링이 적용되는 경우에는 고온인 냉매가 실린더와 피스톤 사이로 유입됨에 따라 압축부의 온도가 더욱 상승하게 되어 앞서 설명한 냉매의 온도상승이 더욱 가중될 수 있다.

더욱이, 압축공간에서 토출커버 조립체로 토출되는 냉매에 의해 토출커버 조립체의 온도는 대략 70℃ 안팎으로 고온상태를 유지함에 따라, 토출커버 조립체에 접촉되는 프레임 및 토출커버 조립체에 수용된 냉매와 접촉되는 실린더의 온도 역시 상승하게 된다. 그러면, 앞서 설명한 냉매의 온도가 더욱 상승하게 되면서 압축기 효율이 저하될 수 있다.

이에, 본 발명에 따른 리니어 압축기는, 프레임의 플랜지부에서 연장되어 스테이터 커버에 연결되는 방열부가 더 구비될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예는 프레임의 표면적이 확대되어 그 프레임으로 전달된 열이 신속하게 방열될 수 있고, 이를 통해 압축기의 운전시 발생되는 열이 압축유닛으로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 도 2는 도 1에 따른 리니어 압축기에서 구동 유닛을 보인 사시도이고, 도 3은 도 2의 구동 유닛을 분해하여 보인 사시도이며, 도 4는 도 1에 따른 리니어 압축기에서 구동 유닛과 압축 유닛을 보인 단면도이고, 도 5은 도 4의 "Ⅳ-Ⅳ"선단면도이며, 도 6은 도 5에서 방열부의 일례를 축방향으로 보인 정면도이다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 프레임(120)은 앞서 설명한 바와 같이 바디부(121), 플랜지부(122), 방열부(123)로 이루어질 수 있다. 바디부(121)와 플랜지부(122)는 전술한 바와 같이 각각 원통 모양과 환형으로 형성될 수 있다.

방열부(123)는 플랜지부(122)의 후방면 가장자리에서 스테이터 커버(137)를 향해 축방향으로 연장 형성될 수 있다. 방열부(123)는 한 개만 형성될 수도 있지만, 아우터 스테이터(131)를 이루는 스테이터 코어들(136) 사이의 공간(이하, 코어간격)(131a)마다에 구비될 수 있도록 스테이터 코어(136)의 개수(즉, 코어간격의 개수)와 동일하게 형성될 수 있다.

각각의 방열부(123)는 코어간격(131a)의 형상과 동일하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 5 및 도 6과 같이 방열부(123)는 축방향 투영시 부분 부채꼴 단면 형상 또는 원호 단면 형상으로 형성될 수 있다. 그리고 방열부(123)는 아우터 스테이터(131)에 축방향으로 삽입되어 조립됨에 따라, 방열부(123)의 내경(D1)은 코일조립체(135)의 외경(D2)보다 크거나 같게 형성될 수 있다. 이때, 방열부(123)의 내주면이 코일조립체(정확하게는 보빈)(135)의 외주면에 접촉하거나 가능한한 가장 근접할 수 있도록 조립되는 것이 모터열을 방열시킬 수 있어 바람직할 수 있다. 그리고 방열부(123)의 외주면(123a) 곡률(R1)은 스테이터 코어(136)의 외주면(136a) 곡률(R2)과 동일하게 형성될 수도 있지만, 도 6과 같이 프레임(120)의 외주면(122a) 곡률(R3)과 동일하게 형성되는 것이 제조가 용이하며 표면적이 더욱 확대될 수 있어 바람직할 수 있다.

또, 방열부(123)는 각각의 코어간격(131a)에 대응되도록 형성됨에 따라, 그 원주방향 양쪽 측면이 스테이터 코어(136)의 측면(136b)에 각각 접촉할 수 있도록 형성될 수 있다. 다만, 이 경우에는 방열부(123)에 의해 코어간격(131a)이 완전히 밀봉되어 압축기의 구동시 리니어 모터(120)에서 발생되는 모터열이 원활하게 방열되지 못할 수 있다. 그러면 리니어 모터가 과열되어 모터 효율이 저하되거나 수분이 발생하여 신뢰성이 저하될 수 있다.

이를 감안하여, 본 실시예에서는 방열부 또는 방열부와 스테이터 코어 사이에 방열통로가 형성되도록 할 수 있다. 도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 방열통로의 각 실시예를 보인 단면도들이다.

도 7과 같이, 복수 개의 방열부(123) 중에서 적어도 어느 한 개의 방열부(123)에는 방열구멍(123c)이 형성될 수 있다. 방열구멍(123c)은 방열부(123)의 내주면에서 외주면으로 관통되어 형성되거나 또는 반경방향으로 형성될 수 있다. 또, 방열구멍(123c)은 한 개의 방열부(123)에 한 개만 형성될 수 있지만, 한 개의 방열부(123)에 길이방향을 따라 복수 개가 형성될 수도 있다.

또한, 방열통로는 방열부(123)와 스테이터 코어(136)의 사이에 방열틈새가 발생되도록 할 수도 있다. 예를 들어, 도 8과 같이 방열부(123)의 양쪽 측면(123b) 중에서 적어도 한 쪽 측면(도면에서는 양쪽 측면)이 스테이터 코어(136)의 측면(136b)으로부터 약간 이격되어 축방향을 따라 길게 방열틈새(t)가 발생되도록 형성될 수도 있다.

한편, 일부 방열부(123)에는 축방향으로 체결구멍(123d)이 관통 형성될 수도 있다. 즉, 프레임(120)과 스테이터 커버(136)는 긴 체결볼트(130c)를 이용하여 체결하면서 그 사이에 위치한 아우터 스테이터(131)를 축방향으로 지지하여 고정하게 된다. 이때, 체결볼트(130c)는 코어간격(131a)을 축방향으로 가로질러 양단이 각각 프레임(120)과 스테이터 커버(136)에 고정되는 것이나, 앞서 설명한 바와 같이 각각의 코어간격(131a)에 방열부(123)가 가로질러 삽입되는 경우에는 체결볼트(130c)가 위치할 만한 공간이 부족할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 일부 방열부(123)에 축방향으로 체결구멍(123d)을 형성하여, 그 체결구멍(123d)으로 체결볼트(130c)가 삽입되어 프레임(120)과 스테이터 커버(136)를 체결하도록 할 수 있다. 물론, 체결구멍(123d) 외에 방열부(123)의 내주면 또는 외주면에 체결홈(미도시)으로 형성될 수도 있고, 체결볼트(130c)의 두께만큼 일부 방열부(123)의 두께를 얇게 형성하여 체결볼트(130c)가 방열부를 거치지 않고 통과할 수 있는 공간을 확보할 수도 있다.

상기와 같이 본 실시예에 따른 리니어 압축기의 방열부는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 압축기가 구동하게 되면 피스톤(142)이 실린더(141)에서 왕복운동을 하면서 냉매를 압축공간(103b)에서 압축하여 토출커버 조립체(160)로 토출하게 된다. 그러면 토출커버 조립체(160)로 토출되는 냉매는 제1 커버(161)-제2 커버(162)-제3 커버(163)의 각 토출공간(104a)(104b)(104c)을 순서대로 통과하면서 냉동사이클을 향해 이동하게 된다.

이때, 압축공간(103b)의 냉매가 가장 먼저 수용되는 제1 커버(161)는 프레임(120)과 함께 제1 토출공간(104a)을 형성하게 되어 제1 토출공간(104a)의 온도가 다른 토출공간(104b)(104c)의 온도보다 높게 된다. 이에 따라 프레임(120)이 제1 토출공간(104a)의 냉매에 의해 과열되거나 또는 제1 커버(161)에 의해 과열될 수 있다. 하지만, 프레임(120)의 표면적은 제한되어 그 프레임(120)의 열이 신속하게 방열되지 못하면서 실린더(141)와 피스톤(142)이 과열될 수 있고, 이로 인해 앞서 설명한 바와 같이 압축기의 흡입손실이나 압축손실이 발생할 수 있다.

이를 감안한 본 실시예에서는, 프레임(120)에 방열부(123)를 연장 형성하여 프레임(120)의 표면적을 확대시킴으로써, 프레임의 방열효과를 높일 수 있다. 도 9는 본 발명에 따른 리니어 압축기에서 방열부에서 케이싱으로 열이 이동하는 것을 설명하기 위해 보인 단면도이다.

도 9에서와 같이, 토출커버 조립체(160)에 수용된 고온의 냉매로부터 프레임(120)이 열을 전달받더라도 그 프레임(120)에 복수 개의 방열부(123)가 형성되어 프레임(120)의 표면적이 확대됨에 따라, 프레임(120)의 열이 케이싱(110)으로 신속하게 이동하면서 프레임(120)으로 전달된 열이 효과적으로 냉각되게 한다. 그러면, 프레임(120)의 열이 실린더(141)나 피스톤(142)으로 전달되는 것을 차단하여 실린더(141)와 피스톤(142)의 과열을 억제할 수 있고, 이를 통해 흡입유로(103a)의 냉매 또는 압축공간(103b)의 냉매가 과열되는 것을 억제하여 흡입손실이나 압축손실을 줄일 수 있다.

여기서, 방열부(123)가 프레임(123)에서 연장되어 스테이터 커버(137)에 접촉되게 되면 스테이터 커버(137) 역시 일종의 방열면을 형성하게 되므로 실질적인 프레임(120)의 방열면적이 더욱 확대되어 프레임(120)을 더욱 신속하게 방열할 수 있다.

또, 종래에는 코어간격(131a)이 일종의 골(valley)을 형성하면서 코어간격(131a)의 양단에서 프레임(120)과 스테이터 커버(137)에 의해 유동장벽이 형성되고, 이 유동장벽에 의해 냉매가 와류를 형성하면서 냉매의 유동손실이 증가하거나 또는 냉매의 유동속도가 낮아져 대류열전달계수가 감소하면서 프레임에 대한 방열효과가 반감될 수 있었다. 하지만, 본 실시예와 같이 방열부(123)에 의해 코어간격(131a)이 메워짐에 따라 냉매의 유동장벽이 제거되어 냉매의 유동손실이 감소되고, 냉매의 유동속도가 개선되어 대류열전달계수가 증가하면서 프레임에 대한 방열효과가 향상될 수 있다.

또, 상기와 같이 프레임(120)이 신속하게 방열됨에 따라 실린더(141)와 피스톤(142)이 과열되는 것을 억제하는 동시에, 프레임(120)에 접하는 토출커버 조립체(160)의 온도도 낮출 수 있다. 이에 따라, 토출공간에 수용되는 냉매의 온도를 낮춰 냉매에 의해 프레임(120)이 재가열되는 것도 억제할 수 있다.

또, 전술한 실시예에서와 같이 프레임(120)에 방열부(123)가 형성되어 코어간격(131a)을 메우게 되면 프레임(120)의 표면적이 넓어져 그만큼 프레임(120)에 대한 방열효과는 향상될 수 있다. 하지만, 방열부(123)에 의해 코어간격(131a)이 밀봉됨에 따라 모터열에 의해 코일조립체(135)에 수분이 발생될 수 있다. 그러나 방열부(123)의 방열구멍(123c) 또는 방열부(123)와 스테이터 코어(136) 사이의 방열틈새(t)가 형성됨에 따라 수분이 발생하지 않거나 생기더라도 신속하게 배출될 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 리니어 압축기에서는 도 4에서와 같이 프레임(120)과 아우터 스테이터(131)의 사이에열전달부재(124)가 삽입될 수도 있다. 이에 따라, 아우터 스테이터(131)로 전달되는 모터열이 열전달부재에 의해 프레임(120)으로 신속하게 이동한 후 프레임(120)을 통해 방출될 수 있다. 이때, 프레임(120)에 방열부(123)가 형성되는 경우에는 모터열이 더욱 신속하게 방출될 수 있다. 이에 따라, 리니어 모터의 과열을 효과적으로 억제하여 압축기 효율이 더욱 향상될 수 있다.

여기서, 열전달부재(124)는 단단한 재질로 형성될 수도 있지만, 체결볼트(130c)의 체결력에 의해 아우터 스테이터(131)가 프레임(120)에 밀착되는 점을 감안하면 열전달부재(124)는 탄성을 가지는 재질로 형성되는 것이 더 바람직할 수 있다.

한편, 전술한 실시예에서는 방열부(123)의 단부가 스테이터 커버(137)에 밀착되는 것이나, 경우에 따라서는 방열부(123)의 단부가 스테이터 커버(137)로부터 일정 간격만큼 이격될 수도 있다. 이 경우는 프레임(120)과 스테이터 커버(137)가 일체로 연결되지 않아 프레임(120)의 표면적이 전술한 예보다는 작아질 수 있다. 하지만 이 경우에도 방열부(123)만큼 프레임(120)의 표면적이 확대되어 방열효과는 방열부가 없는 종래에 비해서는 크게 개선될 수 있다. 뿐만 아니라, 본 실시예는 방열부(123)의 길이가 짧게 형성됨에 따라, 방열부(123)와 스테이터 커버(137)의 사이에 앞서 설명한 방열틈새가 형성될 수 있다. 이에 따라, 방열부에 별도의 방열구멍을 형헝하지 않고도 모터열로 인한 수분발생 등을 효과적으로 억제될 수도 있다.

한편, 전술한 실시예에서는 방열부가 프레임에서 연장되어 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 방열부가 프레임에서 단일체로 연장 형성되지 않고 별도로 제작되어 후조립될 수도 있다. 도 10은 본 발명에 따른 리니어 압축기에서 방열부의 조립구조에 대한 다른 실시예를 보인 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이, 방열부(123)는 소정의 축방향 길이를 가지는 부분 부채꼴 단면 형상, 또는 원호 단면 형상으로 형성되어 축방향 양쪽 단면이 각각 프레임(120)과 스테이터 커버(137)에 밀착된 상태로 접합되거나 또는 아우터 스테이터(131)를 프레임(120)과 스테이터 커버(137) 사이에 체결하는 긴 체결볼트(130c)를 이용하여 체결될 수 있다. 이 경우, 방열부(123)의 결합력을 높일 수 있도록 프레임(120)의 플랜지부(122) 또는 스테이터 커버(137)에는 방열부(123)의 양단이 삽입되어 지지될 수 있도록 지지홈(122a)(137a)이 형성될 수도 있다.

한편, 방열부는 전술한 실시예와 같이 프레임에서 연장되어 형성될 수도 있지만, 반대로 스테이터 커버에서 연장되어 형성될 수도 있다. 도 11은 본 발명에 따른 방열부가 스테이터 커버에서 연장된 예를 보인 사시도이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 복수 개의 방열부(137b)가 스테이터 커버(137)의 전방면 가장자리에서 프레임(120)의 후방면을 향해 연장되어 형성될 수 있다. 이 경우에도 방열부(137b)의 개수나 형상 등은 전술한 실시예와 유사할 수 있다.

다만, 본 실시예에서는 스테이터 커버(137)의 두께가 프레임(120)의 두께에 비해 얇게 형성됨에 따라, 방열부(137b)의 두께 역시 전술한 실시예에 비해 얇게 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서의 방열부(137b)는 축방향 투영시 부채꼴 단면보다는 원호형 단면 형상으로 형성될 수 있다. 그리고 체결볼트(130c)는 스테이터 커버(137)의 방열부(137b)를 관통하지 않고 방열부(137b)와 코일조립체(135)의 사이를 통과하여 체결될 수 있다.

한편, 도면으로 도시하지는 않았으나, 스테이터 커버(137)의 두께를 프레임(120)의 두께와 동일하거나 유사하게 형성할 수도 있고, 방열부(137b)의 두께를 다른 부위보다 더 두껍게 형성할 수도 있다.

또, 도면으로 도시하지는 않았으나, 방열부(123)(137b)는 프레임(120)과 스테이터 커버(137)에서 각각 연장되어 양쪽 방열부(123)(137b)의 단부가 서로 맞대응할 수도 있다.

100: 리니어 압축기 101: 내부공간
103a: 흡입유로 103b: 압축공간
104a,104b,104c: 토출공간 110: 케이싱
120: 프레임 121: 바디부
122: 플랜지부 122a,137a: 지지홈
123,137b: 방열부 123a: 외주면
123b : 측면 123c: 방열구멍
123d : 체결구멍 124: 열전달부재
130: 리니어 모터 130a: 스테이터
130b: 무버 131: 아우터 스테이터
131a: 코어간격 135: 코일조립체
136: 스테이터 코어 136a : 외주면
136b : 측면 140: 압축 유닛
141: 실린더 142: 피스톤
143: 흡입밸브 144: 토출밸브 조립체
160 : 토출커버 조립체 161,162,163: 제1,2,3 커버

Claims (15)

1. 케이싱;
   상기 케이싱의 내부공간에 구비되며, 무버가 스테이터에 대해 왕복운동을 하는 리니어 모터;
   상기 리니어 모터의 내부에 구비되며, 압축공간을 형성하는 실린더;
   상기 실린더의 내부에 구비되며, 상기 무버와 함께 왕복운동을 하면서 상기 압축공간의 체적을 가변시키는 피스톤; 및
   상기 케이싱의 내부공간에 구비되어 상기 리니어 모터의 스테이터를 지지하며, 상기 스테이터와 적어도 일부가 축방향으로 중첩되는 길이를 가지도록 연장된 적어도 한 개 이상의 방열부가 형성되는 프레임;을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 방열부는 적어도 일부가 상기 스테이터의 외경범위에 위치하도록 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 스테이터는 복수 개의 스테이터 코어가 원주방향으로 일정 간격을 두고 방사상으로 구비되며,
   상기 방열부는 상기 복수 개의 스테이터 코어들 사이를 가로질러 위치하도록 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 방열부의 원주방향 측면이 상기 스테이터 코어의 원주방향 측면에 접촉하도록 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 적어도 한 개의 방열부에는 상기 방열부의 내주면에서 외주면으로 관통되는 방열구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
6. 제3항에 있어서,
   상기 방열부의 원주방향 양쪽 측면중에서 어느 한 쪽 측면이 상기 스테이터 코어의 원주방향 측면에서 이격되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 케이싱의 내부공간에 구비되며, 상기 스테이터의 타측면을 지지하는 스테이터 커버를 더 포함하고,
   상기 방열부는 상기 스테이터 커버에 접촉하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 방열부 중에서 적어도 한 개 이상의 방열부에는 상기 프레임과 스테이터 커버를 체결하는 체결볼트가 축방향으로 관통하도록 체결구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
9. 케이싱;
   스테이터 및 무버를 구비하여 상기 케이싱의 내부공간에 구비되며, 상기 스테이터는 복수 개의 스테이터 코어가 원주방향으로 일정 간격을 두고 방사상으로 구비되는 리니어 모터;
   상기 리니어 모터의 내부에 구비되며, 압축공간을 형성하는 실린더;
   상기 실린더의 내부에 구비되며, 상기 무버와 함께 왕복운동을 하면서 상기 압축공간의 체적을 가변시키는 피스톤;
   상기 압축공간에서 배출된 냉매를 수용하도록 토출공간이 구비되는 적어도 한 개 이상의 토출커버;
   상기 케이싱의 내부공간에 구비되며, 일측면에는 상기 토출커버가 결합되고 타측면에는 상기 스테이터의 일측면이 지지되는 프레임;
   상기 케이싱의 내부공간에 구비되며, 상기 스테이터의 타측면을 지지하는 스테이터 커버; 및
   상기 복수 개의 스테이터 코어들 사이에 위치하도록 상기 프레임과 스테이터 커버의 사이에 구비되며, 일단은 상기 프레임에 접하여 상기 프레임과의 사이에서 열이 전달되도록 구비되는 방열부;를 포함하고,
   상기 방열부는 상기 프레임과 상기 스테이터 커버 중에서 적어도 어느 한 쪽에서 일체로 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
10. 삭제
11. 케이싱;
    스테이터 및 무버를 구비하여 상기 케이싱의 내부공간에 구비되며, 상기 스테이터는 복수 개의 스테이터 코어가 원주방향으로 일정 간격을 두고 방사상으로 구비되는 리니어 모터;
    상기 리니어 모터의 내부에 구비되며, 압축공간을 형성하는 실린더;
    상기 실린더의 내부에 구비되며, 상기 무버와 함께 왕복운동을 하면서 상기 압축공간의 체적을 가변시키는 피스톤;
    상기 압축공간에서 배출된 냉매를 수용하도록 토출공간이 구비되는 적어도 한 개 이상의 토출커버;
    상기 케이싱의 내부공간에 구비되며, 일측면에는 상기 토출커버가 결합되고 타측면에는 상기 스테이터의 일측면이 지지되는 프레임;
    상기 케이싱의 내부공간에 구비되며, 상기 스테이터의 타측면을 지지하는 스테이터 커버; 및
    상기 복수 개의 스테이터 코어들 사이에 각각 위치하도록 상기 프레임과 스테이터 커버의 사이에 각각 구비되며, 각 일단은 상기 프레임에 접하고 타단은 상기 스테이터 커버에 접하여 상기 프레임 또는 스테이터 커버와의 사이에서 열이 전달되도록 구비되는 복수 개의 방열부;를 포함하고,
    상기 복수 개의 방열부는 상기 프레임 및 상기 스테이터 커버와는 별도로 제작되어, 상기 스테이터 코어들 사이의 간격을 축방향으로 가로질러 양단이 상기 프레임과 스테이터 커버에 각각 후조립되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
12. 제9항 또는 제11항에 있어서,
    상기 방열부 중에서 적어도 한 개 이상의 방열부에는 상기 프레임과 스테이터 커버를 체결하는 체결볼트가 축방향으로 관통하도록 체결구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
13. 제9항 또는 제11항에 있어서,
    상기 방열부 중에서 적어도 한 개 이상의 방열부는 그 방열부의 내주면과 상기 리니어 모터와의 사이에 체결볼트가 통과하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
14. 제9항 또는 제11항에 있어서,
    상기 스테이터 및 상기 스테이터와 접하는 프레임 또는 스테이터 커버에는열전달부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
15. 제9항 또는 제11항에 있어서,
    상기 방열부는 원주방향 양쪽 측면이 상기 스테이터 코어의 원주방향 측면을 마주보도록 축방향 투영시 원호 단면 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.

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