KR102043153B1 - 리니어 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 리니어 압축기는, 냉매를 압축하는 압축공간이 형성되는 실린더; 상기 실린더의 내부에서 축방향으로 왕복운동을 하는 피스톤; 상기 피스톤에 결합되어 그 피스톤에 구동력을 전달하는 무버; 상기 실린더가 삽입되어 결합되도록 실린더 공간이 형성되고, 상기 무버와 함께 구동력을 발생하는 스테이터; 및 밀봉된 내부공간을 형성하고, 상기 내부공간을 이루는 내측면에 상기 스테이터가 삽입되어 고정되는 하우징;를 포함하며, 상기 스테이터와 하우징 사이에 열전달 부재가 더 포함될 수 있다.

Description

리니어 압축기 {Linear compressor}

본 발명은 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 압축기(오일윤활형 압축기로 약칭함)는 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 압축기(이하, 가스윤활형 압축기로 약칭함)는 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 압축기는, 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 압축기는, 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, 리니어 모터에서 발생되는 모터열과 냉매를 압축하면서 발생되는 압축열이 원활하게 냉각되지 못하면서 압축기 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

또, 종래의 가스윤활형 압축기는, 리니어 모터의 스테이터가 프레임에 지지되는 것이나, 스테이터와 프레임의 접촉면은 가공오차로 인한 틈새가 발생될 수 있다. 이 틈새가 일종의 공기층을 형성하면서 모터열이 프레임을 통해 방열되지 못하면서 리니어 모터의 과열을 초래하는 것은 물론, 스테이터와 프레임 사이에 발생되는 틈새로 인해 압축기 구동시 스테이터가 떨리면서 프레임에 부딪혀 진동소음이 증가되는 문제점도 있었다.

또, 종래의 가스윤활형 압축기는, 케이싱의 내부공간에 압축기본체가 일정 간격을 두고 설치됨에 따라, 압축기 본체에서 발생되는 모터열이나 압축열에 대한 방열효과가 저하되는 것은 물론, 압축기의 크기도 증가하고 압축기본체의 규격에 따라 케이싱의 크기를 다르게 구비하여야 하므로 제조비용이 가중하게 되는 문제점도 있었다.

본 발명의 목적은, 압축기 본체와 이를 지지하는 부재 사이에서의 간격을 최소화하여 압축기 본체에서 발생되는 모터열과 압축열을 신속하게 방열시킬 수 있는 리니어 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 압축기 본체와 이를 지지하는 부재 사이에서의 접촉력을 높여 압축기 본체에서 발생되는 모터열 또는 압축열이 신속하게 방열되는 동시에 진동 소음을 억제할 수 있는 리니어 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 압축기를 소형화하는 동시에 압축기 본체의 규격에 관계없이 지지구조를 범용적으로 사용할 수 있는 리니어 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 리니어 모터와 압축유닛로 이루어지는 압축기 본체; 및 상기 압축기 본체를 감싸 지지하는 하우징;을 포함하고, 상기 하우징이 외부에 노출되도록 하는 리니어 압축기를 제공할 수 있다.

여기서, 상기 압축기 본체의 외측면과 상기 하우징의 내측면 사이에는 열전달 부재가 구비될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 냉매를 압축하는 압축공간이 형성되는 실린더; 상기 실린더의 내부에서 축방향으로 왕복운동을 하는 피스톤; 상기 피스톤에 결합되어 그 피스톤에 구동력을 전달하는 무버; 상기 실린더가 삽입되어 결합되도록 실린더 공간이 형성되고, 상기 무버와 함께 구동력을 발생하는 스테이터; 밀봉된 내부공간을 형성하고, 상기 내부공간을 이루는 내측면에 상기 스테이터가 삽입되어 고정되는 하우징; 및 상기 하우징의 외부에 구비되어 상기 하우징을 축방향으로 탄력 지지하는 적어도 한 개 이상의 탄성부재;를 포함하는 리니어 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 스테이터의 외측면과 상기 하우징의 내측면 사이에는 열전달 부재가 구비되고, 상기 열전달 부재의 열전도 계수는 상기 스테이터 또는 상기 하우징의 열전도 계수보다 높은 재질로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 열전달 부재의 탄성 계수는 상기 스테이터 또는 상기 하우징의 탄성 계수보다 높은 재질로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 하우징은, 상기 스테이터의 외주면을 감싸는 제1 하우징; 및 상기 제1 하우징의 단부에 결합되며, 상기 스테이터의 축방향 일측면에 접하는 제2 하우징;을 포함하고, 상기 제1 하우징의 내주면과 상기 스테이터의 외주면 사이 또는 상기 제2 하우징과 상기 스테이터의 축방향 일측면 사이 중에서 적어도 어느 한 쪽에 상기 열전달 부재가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 열전달 부재는 상기 제1 하우징의 내주면과 상기 스테이터의 외주면 사이에 구비되는 제1 부분 및 상기 제2 하우징과 상기 스테이터의 축방향 일측면 사이에 구비되는 제2 부분으로 구비되며, 상기 제1 부분과 제2 부분은 단일체로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 열전달 부재는 상기 제1 하우징의 내주면과 상기 스테이터의 외주면 사이에 구비되는 제1 열전달부재 및 상기 제2 하우징과 상기 스테이터의 축방향 일측면 사이에 구비되는 제2 열전달부재로 구비되며, 상기 제1 열전달부재는 상기 제2 열전달부재와 분리될 수 있다.

그리고, 상기 제1 열전달부재는 상기 제1 하우징의 내주면을 따라 원통 형상으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 스테이터는 방사상으로 배열되는 복수 개의 스테이터 코어를 포함하고, 상기 제1 열전달부재는 상기 복수 개의 스테이터 코어와 독립적으로 대응하도록 복수 개로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 스테이터는 방사상으로 배열되는 복수 개의 스테이터 코어를 포함하고, 상기 복수 개의 스테이터 코어는 각각 다수 개의 라미네이션 시트가 원호 형상으로 적층되며, 상기 하우징의 내주면 중에서 상기 스테이터 코어의 외주면이 접하는 부위에 스테이터 삽입홈이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 스테이터 삽입홈의 곡률은 상기 스테이터 삽입홈을 제외한 상기 하우징의 내주면 곡률보다 크게 형성될 수 있다.

여기서, 상기 스테이터는 방사상으로 배열되는 복수 개의 스테이터 코어를 포함하고, 상기 복수 개의 스테이터 코어는 각각 다수 개의 라미네이션 시트가 원호 형상으로 적층되며, 상기 하우징의 내주면에는 상기 스테이터 코어 사이로 돌출되도록 방열부가 형성될 수 있다.

여기서, 상기 하우징은, 상기 스테이터의 외주면을 감싸는 제1 하우징; 상기 제1 하우징의 제1 단부에 결합되며, 상기 스테이터의 축방향 일측면에 접하는 제2 하우징; 및 상기 제1 하우징의 제2 단부에 결합되는 제3 하우징;을 포함하고, 상기 제3 하우징은 상기 스테이터와 일정 간격만큼 이격될 수 있다.

그리고, 상기 제2 하우징에는 상기 압축공간의 토출측에 연통되도록 토출관이 결합되고, 상기 제3 하우징에는 상기 압축공간의 흡입측에 연통되는 흡입관이 결합되며, 상기 토출관과 흡입관이 탄력을 가지는 지지 브라켓에 각각 결합되고, 상기 토출관과 흡입관 중에서 적어도 한 쪽은 상기 탄성부재를 사이에 두고 상기 지지 브라켓에 결합될 수 있다.

여기서, 상기 압축공간의 일측에는 그 압축공간을 선택적으로 개폐하는 토출밸브가 더 구비되고, 상기 토출밸브는 상기 스테이터의 실린더 공간에 삽입되어 구비될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 냉매를 압축하는 압축공간이 형성되는 실린더; 상기 실린더의 내부에서 축방향으로 왕복운동을 하는 피스톤; 상기 피스톤에 결합되어 그 피스톤에 구동력을 전달하는 무버; 상기 실린더가 삽입되어 결합되도록 실린더 공간이 형성되고, 상기 무버와 함께 구동력을 발생하는 스테이터; 상기 스테이터를 반경방향 및 축방향으로 지지하는 지지부재; 및 상기 스테이터와 지지부재 사이에 구비되어 상기 스테이터에서 지지부재쪽으로 열을 전달하는 열전달 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 열전달 부재는 상기 지지부재보다 열전달계수 또는 탄성계수가 높은 재질로 형성될 수 있다.

본 발명에 의한 리니어 압축기는, 압축기 본체를 감싸 지지하는 하우징이 외부에 노출되도록 함으로써, 압축기 본체에서 발생되는 모터열과 압축열을 신속하게 방열되도록 할 수 있다.

또, 압축기 본체와 하우징 사이에 열전달부재를 구비함에 따라 압축기 본체에서 발생되는 열이 하우징으로 신속하게 전달되어 방열되는 동시에, 열전달부재가 탄성을 가짐에 따라 압축기 본체과 하우징 사이에서 발생되는 진동 소음을 줄일 수 있다.

또, 압축기 본체를 하우징으로 감싸 외부로 노출되도록 함으로써, 압축기를 소형화하는 동시에 압축기를 지지하는 지지 브라켓의 구조를 단순화하여 압축기 본체의 규격에 관계없이 지지구조를 범용적으로 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 리니어 압축기를 보인 단면도,
도 2는 도 1에 따른 리니어 압축기에서 하우징을 분리하여 보인 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 리니어 모터에서 아우터 스테이터의 외주면과 하우징의 내주면을 설명하기 위해 보인 개략도,
도 4는 도 3에서 아우터 스테이터의 일부를 확대하여 보인 개략도,
도 5는 본 실시예에 따른 열전달 부재가 구비된 리니어 압축기의 일부를 확대하여 보인 단면도,
도 6은 도 5에 도시된 열전달 부재에 대한 일실시예를 파단하여 보인 사시도,
도 7a는 열전달 부재의 제1 부분을 축방향에서 보인 단면도 및 도 7b는 열전달 부재의 제2 부분을 반경방향에서 보인 단면도,
도 8은 본 실시예에 따른 분리형 열전달 부재를 보인 사시도,
도 9는 본 실시예에 따른 분리형 열전달 부재에서 각 스테이터 코어에 독립적으로 구비되는 열전달부재를 보인 사시도,
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 리니어 압축기에서 하우징에 대한 다른 실시예를 보인 단면도들,
도 12는 본 실시예에 따른 리니어 압축기에서 하우징의 다른 실시예를 보인 단면도,
도 13은 본 발명에 따른 열전달 부재가 적용되는 리니어 압축기의 다른 실시예를 보인 단면도.

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 따른 리니어 압축기를 보인 단면도이고, 도 2는 도 1에 따른 리니어 압축기에서 하우징을 분리하여 보인 사시도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 리니어 압축기(100)는, 하우징(110), 구동유닛(120), 압축유닛(130) 및 지지 브라켓(140)을 포함한다.

하우징(110)은 대기에 노출되도록 배치되는 것으로, 구동유닛(120)과 압축유닛(130)에서 발생되는 열을 신속하게 방열할 수 있도록 열전도 계수가 높은 금속 재질로 형성될 수 있다.

또, 하우징(110)은 중간 하우징(111), 전방 하우징(112), 후방 하우징(113)으로 이루어질 수 있다.

제1 하우징을 이루는 중간 하우징(111)은 전후 양단이 개방된 원통 형상으로 형성될 수 있다. 중간 하우징(111)의 내경은 구동유닛을 이루는 리니어 모터(120)의 외경, 즉 아우터 스테이터(121)의 외경과 거의 동일하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 아우터 스테이터(121)는 중간 하우징(111)의 내주면에 접하도록 삽입되어 중간 하우징(111)에 의해 고정될 수 있다. 하지만, 본 실시예에서는 중간 하우징(111)과 아우터 스테이터(121) 사이에 후술할 열전달 부재(150)가 삽입됨에 따라, 열전달 부재(150)의 두께만큼 중간 하우징(111)의 내경은 아우터 스테이터(121)의 외경보다는 크게 형성될 수 있다.

제2 하우징을 이루는 전방 하우징(112)은 중간 하우징(111)의 전방측 개구단을 복개하는 것으로, 원판 모양으로 형성될 수 있다. 전방 하우징(112)은 그 일측면이 리니어 모터(120)의 전방측, 즉 스테이터(120a)의 전방면에 밀착되어 지지될 수 있다.

그리고 전방 하우징(112)의 중앙부분에는 후술할 토출공간의 일부를 이루도록 토출공간부(112a)가 외부를 향해 볼록하게 형성될 수 있다. 토출공간부(112a)의 중앙에는 토출구(112b)가 형성되고, 토출구(112b)에는 토출관(116)이 연결될 수 있다. 토출관(116)은 후술할 지지 브라켓(140)에 결합되어 압축기 본체(C)를 축방향으로 지지할 수 있을 만큼의 강도를 가지는 파이프로 형성될 수 있다. 토출관(116)이 지지되는 구조에 대해서는 나중에 지지 브라켓과 함께 설명한다.

제3 하우징을 이루는 후방 하우징(113)은 중간 하우징(111)의 후방측 개구단을 복개하는 것으로, 형상은 중간 하우징(111)의 길이에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 중간 하우징(111)의 길이가 스테이터(120a)의 길이보다 현저하게 길게 형성되어 후술할 무버(120b)가 왕복운동을 할 수 있는 공간을 충분하게 확보하는 경우에는 후방 하우징(113)이 전방 하우징(112)과 같은 원판 모양으로 형성될 수도 있다. 하지만, 중간 하우징(111)의 길이가 스테이터(120a)의 길이와 동일하거나 비슷한 길이로 형성되는 경우에는 무버(120b)가 움직일 수있는 공간이 필요하므로 후방 하우징(113)은 일종의 흡입공간을 이루도록 내부공간(101)을 가지는 캡 모양으로 형성될 수 있다.

그리고, 후방 하우징(113)의 중앙부분에는 흡입구(113a)가 형성되고, 흡입구(113a)에는 하우징(110)의 흡입공간으로 냉매가 흡입될 수 있도록 흡입관(115)이 연결될 수 있다. 흡입관(115)은 앞서 설명한 토출관(116)과 마찬가지로 지지 브라켓(140)에 결합되어 압축기 본체(C)를 지지할 수 있을 정도의 강도를 가지는 파이프로 형성될 수 있다. 다만, 하우징(110)이 지지 브라켓(140)에 거의 미끄러지게 지지되는 경우 흡입관(115)과 토출관(116)에 걸리는 하중은 경감될 수 있다. 흡입관이 지지되는 구조에 대해서는 나중에 지지 브라켓과 함께 설명한다.

한편, 본 실시예에서는 하우징(110)은 횡방향으로 길게 형성된 예를 설명하였으나, 경우에 따라서는 구동유닛(120)과 압축유닛(130)의 배치 형태에 따라 종방향으로 길게 형성될 수도 있다.

리니어 모터를 이루는 구동유닛(120)은 스테이터(120a) 및 그 스테이터(120a)에 대해 왕복운동을 하는 무버(120b)로 이루어질 수 있다.

스테이터(120a)는 아우터 스테이터(121)와, 아우터 스테이터(121)의 내측에 소정의 공극(120c)만큼 이격되어 배치되는 이너 스테이터(122)로 이루어질 수 있다.

아우터 스테이터(121)는 코일 권선체(125) 및 코일 권선체(125)를 둘러싸도록 배열되는 스테이터 코어(126)가 포함되고, 코일 권선체(125)에는 보빈(125a) 및 보빈(125a)의 원주 방향으로 권선된 권선코일(125b)이 포함될 수 있다.

그리고, 스테이터 코어(126)는 다수 개의 라미네이션 시트가 방사상으로 적층될 수도 있고, 다수 개의 라미네이션 시트가 내주면의 곡률과 외주면의 곡률이 동일하도록 원호 형상으로 적층된 라미네이션 블록(lamination block)으로 이루어져 원주 방향을 따라 배열될 수도 있다. 본 실시예는 복수 개의 스테이터 코어가 원주방향을 따라 배열된 예를 설명하고 있다.

이너 스테이터(122)는 복수 개의 라미네이션 시트가 방사상으로 적층되어 원통형상을 이룰 수 있다. 복수 개 의 라미네이션 시트는 전후 양측에 고정링(미부호)이 압입되어 원통 형상을 유지할 수 있다.

이에 따라, 이너 스테이터(122)의 중심부에는 원통 형상의 실린더 공간(122a)이 형성되고, 실린더 공간(122a)에는 후술할 실린더(131)가 삽입되어 고정될 수 있다. 또, 실린더 공간(122a) 중에서 실린더(131)가 삽입되고 남은 공간에는 제1 토출공간(104a)과 제2 토출공간(104b)의 일부가 형성될 수 있다.

한편, 아우터 스테이터(121)와 이너 스테이터(122)는 코일 권선체(125)를 사이에 두고 전후 양쪽이 각각 서로 이격되어 복수 개의 공극(미도시)을 가지도록 형성될 수 있고, 권선 코일체(125)를 사이에 두고 한 쪽은 서로 이격되어 공극(120c)을 형성하는 반면 다른 한 쪽은 서로 연결되어 한 개의 공극을 가지도록 형성될 수도 있다. 이 경우, 마그네트(124a)(124b)는 무버(120b)에 결합될 수도 있고, 스테이터(120a)에 결합될 수도 있다. 본 실시예는 한 개의 공극을 가지며 마그네트가 스테이터에 결합되는 리니어 모터를 예로 들어 설명한다.

공극(120c)을 이루는 아우터 스테이터(121)의 폴부(121a)에는 영구자석으로 된 마그네트(124a)(124b)가 부착되어 결합될 수 있다. 폴부(121a)는 마그네트(124a)(124b)의 길이와 동일하거나 길게 형성될 수 있다. 상기와 같은 스테이터의 조합에 의해 후술할 자기적 스프링의 강성, 알파값(모터의 추력상수 또는 유기전압상수), 알파값 변동율 등이 정해질 수 있다. 그리고 스테이터(120a)는 해당 리니어 모터가 적용되는 제품의 설계에 따라 다양한 범위에서 그 길이나 형상이 정해질 수 있다.

마그네트(124a)(124b)는 권선코일(125b)과 반경 방향으로 중첩되지 않게 배치될 수 있다. 이에 따라, 모터의 직경을 줄일 수 있다.

또, 마그네트(124a)(124b)는 서로 다른 극성을 가지는 제1 마그네트(124a) 및 제2 마그네트(124b)가 무버(120b)의 왕복방향(이하, 축방향과 혼용함)으로 배열될 수 있다. 이에 따라, 마그네트(124a)(124b)는 N극과 S극이 양측에 동일한 길이로 형성된 2-폴(2-pole) 마그네트로 이루어질 수 있다.

본 실시예에서의 마그네트(124a)(124b)는 아우터 스테이터(121)에만 구비되는 것으로 도시되나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 마그네트(124a)(124b)는 이너 스테이터(122)에만 구비될 수 있고, 아우터 스테이터(121)와 이너 스테이터(122) 양측 모두에 구비될 수도 있다.

무버(120b)는 코어홀더(123a) 및 그 코어홀더(123a)에 지지되는 자성체코어(123b)로 이루어질 수 있다.

코어홀더(123a)는 원통 형상으로 형성되며, 일단은 후술할 피스톤(132)에 결합되고, 타단은 아우터 스테이터(121)와 이너 스테이터(122) 사이의 공극(120c)에 왕복운동 가능하게 삽입될 수 있다. 그리고, 코어홀더(123a)는 축방향으로 자유 상태로 놓여질 수도 있으나, 경우에 따라서는 도 1과 같이 스프링에 의해 축방향으로 지지될 수도 있다.

예를 들어, 본 실시예의 무버(120b)는 앞서 설명한 바와 같이 권선코일(125b)과 자석, 그리고 자성체코어(123b)에 의해 형성되는 일종의 자기적 공진스프링에 의해 왕복운동을 하는 것이므로, 코어홀더(123a)가 별도의 스프링으로 지지되지 않더라도 왕복운동을 수행할 수 있다. 하지만, 압축기의 운반이나 설치 형태에 따라서는 무버(120b)의 움직임을 제한할 필요가 있으므로 이를 감안하여 코어홀더(123a)의 후방측에 압축코일스프링으로 된 무버 지지스프링(127)으로 지지될 수 있다.

자성체코어(123b)는 다수 개의 자성체시트가 적층되거나 블록으로 제작되어 코어홀더(123a)에 압입될 수 있다. 하지만, 자성체코어(123b)는 코어홀더(123a)의 외주면에 접착되어 고정되거나, 별도의 고정링(미도시)을 이용하여 고정될 수 있다. 이에 따라, 자성체코어(123b)는 아우터 스테이터(121)와 이너 스테이터(122) 사이에 형성되는 상호 전자기력에 의하여 코어홀더(123a)와 함께 직선 왕복 운동할 수 있다.

상기와 같은 본 실시예에 따른 구동유닛(120)은, 권선코일(125b)에 전류가 인가되면, 스테이터(120a)에는 자속(magnetic flux)이 형성되고, 전류 인가에 의해 형성되는 자속과 후술할 무버(120b)의 자성체코어(123b)에 형성되는 자속의 상호 작용에 의해 무버(120b)가 도면의 좌우 방향으로 움직일 수 있는 힘이 발생될 수 있다. 이로써, 본 발명에 따른 리니어 압축기의 구동 유닛은 기계적인 공진 스프링을 대체하는 자기적 공진 스프링(magnetic resonence spring)의 기능을 수행할 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 구동 유닛(120)은 스테이터(120a)와 무버(120b)에 의해 피스톤(132)의 왕복 운동을 위한 추력 및 복원력을 제공할 수 있게 된다. 여기서, 추력(推力)은 무버(120b)를 운동 방향으로 미는 힘을 의미하며, 구체적으로 압축행정에는 상사점을 향하고 흡입행정에는 하사점을 향하는 방향으로 작용하게 된다. 반면, 복원력은 무버(120b)를 기준위치(또는 최초위치) 방향으로 미는 힘을 의미한다. 즉, 복원력은 기준위치에서 그 값이 0이 될 수 있고, 기준위치에서 멀어져 상사점 또는 하사점으로 갈수록 각각 증가 또는 감소될 수 있다.

구체적으로는, 본 실시예의 스테이터(120a) 및 무버(120b)에는 두 종류의 자속이 형성될 수 있다. 하나는 권선코일(125b)을 쇄교하는 자로를 형성하는 자속으로서, 앞서 설명한 추력을 발생시키는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 권선코일(125b)에 인가되는 전류에 의해 아우터 스테이터(121)와 이너 스테이터(122)를 따라 하나의 루프가 형성될 수 있고, 이는 무버(120c)의 압축 및 흡입 행정을 위한 추력을 생성할 수 있다.

다른 하나의 자속은 본 실시예의 마그네트(124a)(124b), 즉 제1 마그네트(124a)와 제2 마그네트(124b)를 맴돌도록 형성되는 것으로, 본 실시예에서 복원력을 발생시키도록 작용될 수 있다. 마그네트(124a)(124b)를 맴도는 자속은, 무버(120b)의 자성체코어(123b)가 기준위치에서 벗어날수록 공극(120c)을 형성하는 스테이터(120a)의 폴부의 측면에 노출되는 양이 증가될 수 있다. 따라서, 마그네트(124a)(124b)를 맴도는 자속이 형성하는 복원력은, 기준위치에서 멀리 벗어날수록 그 절대값이 증가되는 경향을 갖게 된다.

이에 따라, 본 실시예의 구동 유닛(120)은, 스테이터(120a)와 무버(120b) 사이에서 왕복방향 중심력(centering force), 즉 무버(120b)가 자기장 안에서 이동할 때 자기적 에너지(자기적 위치 에너지, 자기저항)가 낮은 쪽으로 저장하는 힘이 발생하게 되는데, 이 힘을 왕복방향 중심력이라고 하고, 이 힘은 자기적 공진 스프링을 형성하게 된다. 따라서, 무버(120b)가 자기력에 의해 왕복운동을 할 때, 그 무버(120b)는 자기적 공진 스프링에 의해 중심방향으로 복귀하려는 힘을 축적하고, 이 힘으로 인해 무버(120b)가 공진운동을 하면서 지속적으로 왕복운동을 할 수 있게 된다.

한편, 본 실시예에 따른 스테이터(120a)는 앞서 설명한 바와 같이 하우징, 정확하게는 중간 하우징(111)에 삽입되어 고정될 수 있다.

예를 들어, 아우터 스테이터(121)의 외주면은 중간 하우징(111)의 내주면에 밀착되거나 또는 후술할 열전달 부재(150)를 사이에 두고 중간 하우징(111)에 밀착되어 고정될 수 있다. 그리고, 아우터 스테이터(121)의 전방면은 이너 스테이터(122)의 전방면과 함께 전방 하우징(112)의 후방면에 밀착되거나 또는 후술할 열전달 부재(150)를 사이에 두고 전방 하우징(112)의 후방면에 밀착되어 고정될 수 있다. 이에 따라, 아우터 스테이터(121)와 이너 스테이터(122)는 중간 하우징(111)과 전방 하우징(112)에 의해 원통 형태의 공극을 유지한 상태에서 하우징에 고정될 수 있다. 열전달 부재에 대해서는 나중에 설명한다.

한편, 압축 유닛(130)은 실린더(131), 피스톤(132), 흡입밸브(133), 토출밸브(134)를 포함할 수 있다. 압축 유닛(130)은 내부공간(101) 내의 냉매를 압축공간(103)으로 흡입하여, 압축한 후 토출공간(104)으로 토출하는 역할을 수행하게 된다.

실린더(131)는 이너 스테이터(122)의 실린더 공간(122a)에 삽입되어 지지되고, 내부에 압축공간(103)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 실린더 공간(122a)의 전방측에는 그 내주면에 코팅층(미도시)이 형성되고, 실린더 공간(122a)의 후방측에는 실린더(131)의 후방단을 지지하기 위한 별도의 실린더 스토퍼(135)가 삽입될 수 있다.

실린더 스토퍼(135)는 이너 스테이터(122)의 내주면, 즉 실린더 공간(122a)의 내주면에 밀착됨에 따라, 자성체로 이루어질 수도 있으나 모터 효율을 고려하면 비자성체로 형성되는 것이 더 바람직할 수 있다. 실린더 스토퍼(135)는 드로잉(drawing) 공법에 의한 판금 가공으로 형성할 수도 있고, 금형을 이용하여 성형할 수도 있다.

실린더(131)는 양측이 개구된 원통 형상으로 형성되고, 실린더(131)의 일단(이하, 전방단)은 토출밸브(134)에 의해 개폐될 수 있다. 토출밸브(134)를 기준으로 압축공간(103)의 반대쪽에는 그 압축공간(103)에서 토출되는 냉매가 수용되도록 토출공간(104)이 형성될 수 있다. 토출공간(104)은 한 개로 이루어질 수도 있지만, 토출소음을 효과적으로 감쇄하기 위해서는 복수 개가 순차적으로 연통되도록 형성될 수 있다.

토출공간(104)은 이너 스테이터(122)의 내부, 즉 실린더 공간(122a)에서 제1 토출공간(104a)이, 이너 스테이터(122)의 외부에서 제2 토출공간(104b)이 형성될 수 있다. 제2 토출공간(104b)이 이너 스테이터(122)의 외부에 형성되는 경우에는 제2 토출공간(104b)이 외부의 대기중에 노출됨에 따라 토출된 냉매의 온도를 낮춰 압축기 효율을 높일 수 있다.

실린더(131)에는 그 실린더(131)와 피스톤(132) 사이로 냉매를 안내하는 가스베어링의 일부가 형성될 수 있다. 즉, 실린더(131)의 외주면에서 내주면으로 관통되어 가스베어링의 일부를 이루는 복수 개의 베어링 구멍(131a)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 압축된 냉매의 일부는 베어링 구멍(131a)을 통해 실린더(131)와 피스톤(132) 사이로 공급되어, 그 실린더(131)와 피스톤(132) 사이를 가스 윤활하게 된다.

피스톤(132)은 그 내부에 흡입유로(102)를 가지며, 전방단은 부분적으로 개방되는 반면 후방단은 완전히 개방되는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 피스톤(132)은 앞서 설명한 바와 같이 개방단인 후방단이 코어홀더(123a)와 연결되어 코어홀더(123a)와 함께 왕복 운동을 할 수 있다.

또, 피스톤(132)의 전방단에는 흡입유로(102)와 압축공간(103) 사이를 연통시키는 복수 개의 흡입포트(132a)가 형성되고, 피스톤(132)의 전방면에는 그 복수 개의 흡입포트(132a)를 선택적으로 개폐하는 흡입밸브(133)가 구비될 수 있다. 이에 따라, 케이싱(110)의 내부공간(101)으로 흡입되는 냉매는 흡입밸브(133)를 열면서 그 피스톤(132)의 흡입유로(102)와 흡입포트(132a)를 통해 실린더(131) 사이의 압축공간(103)으로 흡입될 수 있다.

흡입밸브(133)는 복수 개의 흡입포트(132a)를 일괄적으로 개폐할 수 있도록 원판 모양으로 형성될 수도 있고, 각각의 흡입포트(132a)를 개별적으로 개폐할 수 있도록 복수 개의 개폐부를 가지는 꽃잎 모양으로 형성될 수도 있다.

흡입밸브(134)는 흡입포트(132a)의 위치에 따라 고정부가 결정된다. 예를 들어, 흡입포트(132a)가 가장자리에 형성되는 경우에 흡입밸브(134)의 중앙부가 피스톤(132)의 전방면 중앙에 볼트 또는 리벳으로 체결될 수 있다.

토출밸브(134)는 실린더(131)의 전방면에서 압축공간(103)을 개폐할 수 있도록 밸브 스프링(134a)에 의해 탄력 지지되고, 밸브 스프링(134a)은 스프링 지지부재(136)에 의해 지지될 수 있다.

한편, 지지 브라켓(140)은 앞서 설명한 바와 같이, 흡입관(115)과 토출관(116)이 결합되어 압축기 본체(C)가 지지되는 역할을 수행하는 것으로, 수평부(141)의 양단에 각각 수직부(142)(143)를 가지는 요(凹)형 단면 형상으로 형성될 수 있다.

지지 브라켓(140)의 각 수직부(142)(143)의 양단에는 토출관(116)과 흡입관(115)이 삽입되는 지지구멍(142a)(143a)이 각각 형성되고, 지지구멍(142a)(143a)에는 탄성고무와 같은 완충부재(142b)(143b)를 사이에 두고 토출관(116)과 흡입관(115)이 각각 삽입되어 결합될 수 있다.

그리고 전방 완충부재(142b)와 전방 하우징(112)의 사이, 후방 완충부재(143b)와 후방 하우징(113)의 사이에는 각각 압축코일 스프링으로 된 제1 지지스프링(145)과 제2 지지스프링(146)이 구비될 수 있다. 이에 따라, 압축기 본체(C)가 축방향으로 진동을 하더라도 제1 지지스프링(145)과 제2 지지스프링(146)이 이를 탄력적으로 흡수하여 압축기 진동을 최소화할 수 있다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 리니어 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 구동유닛(120)의 스테이터(120a)에 발생되는 전자기력에 의해 무버(120b)가 아우터 스테이터(121) 이너 스테이터(122) 사이의 공극(120c)에서 직선 왕복 운동을 하게 된다.

그러면, 무버(120b)에 연결된 피스톤(132)이 실린더(131)에서 직선으로 왕복 운동을 하면서, 압축공간(103)의 체적이 증가되거나 또는 감소된다. 이때, 피스톤(132)이 후진하여 압축공간(103)의 체적이 증가되면 흡입밸브(133)가 개방되어 흡입유로(102)의 냉매가 흡입포트(132a)를 통해 압축공간(103)으로 흡입되는 반면, 피스톤(132)이 전진하여 압축공간(103)의 체적이 감소되면 피스톤(132)이 압축공간(103)의 냉매를 압축하게 된다. 이 압축된 냉매는 토출밸브(134)를 개방시키면서 제1 토출공간(104a)으로 배출된다.

그러면, 제1 토출공간(104a)으로 배출된 냉매의 일부는 가스베어링을 이루는 실린더(131)의 베어링 구멍(131a)을 통해 그 실린더(131)의 내주면과 피스톤(132)의 외주면 사이로 공급되어, 피스톤(132)을 실린더(131)에 대해 지지하게 된다. 반면, 제1 토출공간(104a)으로 토출된 나머지 냉매는 제2 토출구멍(152a)을 통해 제2 토출공간(104b)으로 이동한 후 토출관(116)을 통해 냉동사이클의 응축기로 이동하게 되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이때, 리니어 모터(120)에서는 모터열이 발생하고, 압축공간(103)에서 냉매가 압축되면서 압축열이 발생을 하게 된다. 이 모터열과 압축열은 이너 스테이터(122)를 통해 실린더(131)와 피스톤(132)으로 전달될 수 있다.

그러면 피스톤(132)의 흡입유로(102)로 흡입되는 냉매가 가열되어, 냉매의 비체적이 상승하면서 흡입손실이 발생하게 되고, 이로 인해 전체적으로 압축기의 효율이 저하될 수 있다.

여기서, 오일윤활형 압축기는, 상대적으로 저온인 오일이 실린더(131)와 피스톤(132) 사이를 순환하면서 압축유닛(130)의 온도를 낮출 수 있지만, 본 실시예와 같이 오일베어링이 배제되고 가스베어링이 적용되는 가스윤활형 압축기의 경우에는 고온인 냉매가 실린더(131)와 피스톤(132) 사이로 유입된다. 이에 따라 압축유닛(130)의 온도가 더욱 상승하게 되어 앞서 설명한 흡입되는 냉매의 온도상승이 더욱 가중될 수 있다.

다만, 가스윤활형 압축기에서, 본 실시예와 같이 케이싱을 이루는 하우징(110)에 스테이터(120a)가 삽입되어 고정되는 경우에는, 스테이터(120a)와 하우징(110) 사이의 간격이 좁아져 그만큼 하우징(110)을 통한 방열이 용이하게 이루어질 수 있다.

하지만, 스테이터의 외주면 및 측면과 이에 접하는 하우징의 내주면 및 내측면 사이에는 가공오차 또는 조립오차로 인한 미세틈새가 발생될 수 있다. 도 3은 본 발명에 따른 리니어 모터에서 아우터 스테이터의 외주면과 하우징의 내주면을 설명하기 위해 보인 개략도이고, 도 4는 도 3에서 아우터 스테이터의 일부를 확대하여 보인 개략도이다.

도 3과 같이, 아우터 스테이터(121)를 이루는 각각의 스테이터 코어(126)가 낱장의 라미네이션 시트를 원호 형상으로 적층하여 방사상으로 배열하는 경우에는 각 스테이터 코어(126)의 외주면을 연결하는 곡선(R1)이 한 개의 원으로 이루어지는 것이 아니라 꽃잎과 같은 복수 개의 곡선으로 이루어지게 된다. 이에 반해, 중간 하우징(111)의 내주면을 연결하는 곡선(R2)은 한 개의 원으로 이루어지게 된다.

이 경우에는, 도 4와 같이 각 스테이터 코어(126)의 외주면이 중간 하우징(111)의 내주면과 축방향 투영시 한 점에서만 접촉을 하게 된다. 더군다나, 아우터 스테이터(121)를 이루는 스테이터 코어(126)의 외주면은 복수 개의 라미네이션 시트가 높이차를 가지면서 곡면을 형성하게 되므로 그 높이차 만큼 중앙부보다 양단으로 갈수록 중간 하우징(111)과의 간격이 벌어지게 된다.

그러면, 중간 하우징(111)의 내주면과 아우터 스테이터(126)의 외주면이 실제로 접촉되는 면적은 매우 좁아지게 되어, 리니어 모터에 대한 실질적인 열전도 효과가 매우 미미하게 이루어질 수 있다. 아울러, 중간 하우징(111)과 아우터 스테이터 사이에는 일종의 단열층인 공기층이 발생되면서 리니어 모터에 대한 방열 효과가 매우 낮아질 수 있다.

이를 감안하여, 본 실시예에서는 아우터 스테이터와 하우징(110)의 사이에 열전도성 재질로 된 열전달 부재가 삽입될 수 있다. 도 5는 본 실시예에 따른 열전달 부재가 구비된 리니어 압축기의 일부를 확대하여 보인 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 열전달 부재에 대한 일실시예를 파단하여 보인 사시도이다.

도 2 및 도 5를 참조하면, 열전달 부재(150)는 아우터 스테이터(121)의 외주면 전체를 감싸는 제1 부분(150a) 및 아우터 스테이터(121)와 이너 스테이터(122)가 연결된 스테이터(120a)의 전방면을 감싸는 제2 부분(150b)으로 이루어질 수 있다.

제1 부분(150a)은 원통형으로, 제2 부분(150b)은 환형 원판 모양으로 형성되어 전체적으로 컵 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 도 6과 같이, 열전달 부재(150)는 제1 부분(150a)과 제2 부분(150b)이 일체로 형성될 수 있다. 이 경우, 열전달 부재(150)의 제1 부분(150a)과 제2 부분(150b)을 한 번에 조립할 수 있어 그만큼 조립성이 향상될 수 있다.

여기서, 열전달 부재(150)는 아우터 스테이터(121)를 이루는 라미네이션 시트의 열전도 계수보다 높고 하우징(110)의 열전도 계수보다 높은 재질로 형성되는 것이 방열효과를 높일 수 있어 바람직하다.

그리고, 열전달 부재(150)는 단단한 재질로 형성될 수도 있지만, 탄성을 가지는 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 도 7a 및 도 7b와 같이, 아우터 스테이터(121)의 외주면과 중간 하우징(111)의 내주면 또는 스테이터(120a)의 전방면과 전방 하우징(112)의 내측면이 더욱 긴밀하게 밀착될 수 있다. 도 7a는 열전달 부재의 제1 부분을 축방향에서 보인 단면도이고, 도 7b는 열전달 부재의 제2 부분을 반경방향에서 보인 단면도이다.

상기와 같이 스테이터(120a)와 하우징(110)의 사이에 열전도 계수가 높은 열전달 부재(150)를 구비하는 경우에는 스테이터(120a)로 전달되는 모터열이나 압축열이 하우징(110)으로 신속하게 이동함에 함에 따라, 실린더(131)와 피스톤(132)이 과열되는 것을 억제하여 흡입손실이나 압축손실을 미연에 방지할 수 있다. 또, 리니어 모터(120)의 과열을 방지하여 압축기 효율을 높일 수 있다.

나아가, 열전달 부재(150)가 탄성을 가지는 재질로 형성될 경우에는 압축기의 구동시 무버(120b)와 피스톤(132)이 왕복운동을 하면서 압축기 진동이 발생하게 되더라도 이 진동을 열전달 부재(150)가 흡수하여 압축기 소음을 줄일 수 있다. 이를 위해, 열전달 부재(150)는 아우터 스테이터(126) 또는 하우징(110)보다 탄성 계수가 큰 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 전술한 실시예에서는 열전달 부재의 제1 부분과 제2 부분이 일체로 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 제1 부분과 제2 부분이 각각 독립적으로 형성되어 조립될 수도 있다. 도 8은 본 실시예에 따른 분리형 열전달 부재를 보인 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이, 제1 부분을 이루는 제1 열전달부재(151)는 원통형으로, 제2 부분을 이루는 제2 열전달부재(152)는 환형 원판 모양으로 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 열전달부재(151)와 제2 열전달부재(152)가 독립적으로 형성됨에 따라, 제1 열전달부재(151)와 제2 열전달부재(152)를 분리하여 제작 및 조립할 수 있다.

이에 따라, 제1 열전달부재(151)와 제2 열전달부재(152)는 필요에 따라 두께나 재질을 다르게 형성할 수 있다. 예를 들어, 스테이터(120a)의 외주면은 곡면을 이룸에 따라, 평면을 이루는 스테이터(120a)의 전방면에 비해 조립오차가 크게 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 열전달부재(151)의 두께가 제2 열전달부재(152)의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다.

또, 제1 열전달부재(151)에 비해 제2 열전달부재(152)가 실린더(131)와 가깝게 위치함에 따라, 실린더(131)를 신속하게 방열시킬 수 있도록 제2 열전달부재(152)의 열전도 계수가 제1 열전달부재(151)의 열전도 계수에 비해 큰 재질로 형성될 수 있다.

한편, 도 8의 실시예에서는 제1 열전달부재가 한 개의 원통모양으로 형성되는 것이나, 경우에 따라서는 복수 개로 형성될 수도 있다. 도 9는 본 실시예에 따른 분리형 열전달 부재에서 각 스테이터 코어에 독립적으로 구비되는 열전달부재를 보인 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이, 제1 열전달부재(151)는 스테이터 코어(126)의 개수와 동일한 개수로 이루어져, 각 스테이터 코어(126)의 외주면을 독립적으로 감싸 결합될 수 있다.

제1 열전달부재(151)는 각 아우터 스테이터(126)의 외주면만을 감싸도록 평평하게 형성될 수도 있지만, 각각의 아우터 스테이터(126)에 독립적으로 조립될 수 있도록 외주면과 측면을 감쌀 수 있도록 'ㄷ'자 단면 형상으로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

그리고, 제1 열전달부재(151)는 각 아우터 스테이터(126)에 독립적으로 조립됨에 따라, 결합력을 높일 수 있도록 각각의 아우터 스테이터(126)에 접착되거나, 또는 제1 열전달부재(151)가 탄성을 가지거나 소정의 강성을 가지도록 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 리니어 압축기에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 중간 하우징(111)의 내주면이 한 개의 원을 가지는 진원형 단면 형상으로 형성되는 것이나, 본 실시예는 아우터 스테이터의 형상에 대응되도록 복수 개의 원을 가지는 비진원형 단면 형상으로 형성될 수도 있다. 도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 리니어 압축기에서 하우징에 대한 다른 실시예를 보인 단면도들이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 중간 하우징(111)의 내주면 중에서 아우터 스테이터(126)의 외주면이 대응하는 부위에 복수 개의 스테이터 삽입홈(111a)이 형성될 수 있다.

스테이터 삽입홈(111a)의 내주면 곡률(R3)은 중간 하우징(111)의 내주면 곡률(R4)보다는 크고, 아우터 스테이터(126)의 외주면 곡률(R5)과는 동일한 곡률을 가지도록 형성될 수 있다.

이에 따라, 중간 하우징(111)의 내주면과 아우터 스테이터(126)의 외주면이 더욱 긴밀하게 밀착될 수 있어 그만큼 중간 하우징(111)과 아우터 스테이터 사이의 간격이 좁아질 수 있다. 그러면, 도 10과 같이 아우터 스테이터(126)와 중간 하우징(111) 사이에 별도의 열전달부재를 구비하지 않고도 아우터 스테이터(126)와 중간 하우징(111) 사이에서의 열전달 효과가 향상되어, 리니어 모터(120)의 열이 하우징을 통해 신속하게 방열될 수 있다.

물론, 도 11과 같이, 중간 하우징(111)의 내주면에 스테이터 삽입홈(111a)이 형성되는 경우에도 중간 하우징(111)의 내주면과 아우터 스테이터(126)의 외주면 사이에는 열전도 계수가 높은 열전달 부재(150)가 삽입될 수 있다. 이 열전달 부재(150)는 전술한 실시예들과 동일한 형상과 재질로 형성될 수 있고, 이에 따른 작용 효과 역시 동일할 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 리니어 압축기에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 중간 하우징의 내주면이 원형으로 형성되어 아우터 스테이터의 스테이터 코어 사이가 빈공간으로 형성되는 것이나, 본 실시예는 중간 하우징의 내주면에 적어도 한 개 이상의 방열부가 더 형성되는 것이다. 이에 따라, 중간 하우징의 표면적이 확대되어 모터열 또는 압축열을 더욱 효과적으로 방출할 수 있다. 도 12는 본 실시예에 따른 리니어 압축기에서 하우징의 다른 실시예를 보인 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 중간 하우징은 그 내주면에 적어도 한 개 이상의 방열부가 형성될 수 있다.

방열부는 축방향 투영시 원호 단면 형상으로 형성되어, 코일조립체의 외주면을 향해 돌출 형성될 수 있다. 그리고 방열부의 내경은 아우터 스테이터의 외경보다 작고 코일조립체의 외경보다는 작거나 같게 형성될 수 있다.

방열부는 아우터 스테이터의 스테이터 코어 사이에 위치하는 것으로, 방열부의 원주방향 양쪽 측면이 스테이터 코어의 원주방향 양쪽 측면에 접촉되도록 형성되는 것이 열전달 측면에서 바람직할 수 있다.

상기와 같은 본 실시예에 따른 리니어 압축기는, 앞서 설명한 바와 같이 방열부만큼 중간 하우징의 표면적이 확대되어 리니어 모터로부터 발생되는 모터열이나 압축유닛에서 발생되는 압축열이 신속하게 방출될 수 있다. 이에 따라, 실린더와 피스톤의 과열로 인한 흡입손실 또는 압축손실을 효과적으로 억제할 수 있고, 모터의 과열을 억제하여 압축기 효율을 높일 수 있다.

물론, 이 경우에도 아우터 스테이터와 중간 하우징의 내주면 사이에는 앞서 설명한 열전달부재가 구비될 수 있다. 이에 따른 기본적인 구성이나 작용 효과는 전술한 실시예들과 동일하다.

한편, 본 발명에 의한 리니어 압축기에 대한 또다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예들에서는 토출밸브가 실린더 공간에 위치하는 소위 매입형 리니어 압축기에 대한 것이나, 도 13에서와 같이 토출밸브(134)가 실린더 공간(122a)의 외부에 위치하는 리니어 압축기에서도 동일하게 적용될 수 있다. 이에 대한 기본적인 구성이나 작용 효과는 전술한 실시예들과 대동소이하므로 구체적인 설명은 생략한다. 다만, 본 실시예는 토출밸브(134)가 실린더 공간(122a)의 외부에 위치함에 따라 토출공간(104)이 리니어 모터(120)의 범위 밖에 위치하게 되고, 이에 따라 토출공간(140)을 형성하는 전방 하우징(112)이 외부와 접하는 표면적이 확대되면서 전술한 실시예들에 비해 방열 효과가 향상될 수 있다.

한편, 앞서 설명한 실시예들에서는 압축기 본체를 하우징으로 감싸 외부로 노출되도록 구비하는 동시에 지지 브라켓으로 하우징을 지지함으로써, 압축기를 소형화하는 동시에 압축기를 지지하는 지지 브라켓의 구조를 단순화하여 압축기 본체의 규격에 관계없이 지지구조를 범용적으로 사용할 수 있다.

한편, 전술한 실시예들에서는 흡입관과 토출관을 지지 브라켓에 결합하여 압축기본체를 지지하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 경우에 따라서는 흡입관과 토출관은 지지 브라켓에 지지되는 지지부재들과 별도로 구비될 수도 있다.

본 발명에 따른 실시예들은 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다르게 변형될 수 있고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

110: 하우징 101: 하우징의 내부공간
103: 압축공간 104a,104b: 토출공간
111: 중간 하우징 112,113: 전방,후방 하우징
120: 리니어 모터 120a: 스테이터
120b: 무버 121: 아우터 스테이터
122: 이너 스테이터 122a : 실린더 공간
126: 스테이터 코어 130: 압축 유닛
131: 실린더 132: 피스톤
133: 흡입밸브 140: 지지 브라켓
150: 열전달부재 151: 제1 부분(제1 열전달부재)
152: 제2 부분(제2 열전달부재)

Claims (16)

1. 냉매를 압축하는 압축공간이 형성되는 실린더;
   상기 실린더의 내부에서 축방향으로 왕복운동을 하는 피스톤;
   상기 피스톤에 결합되어 그 피스톤에 구동력을 전달하는 무버;
   방사상으로 배열되는 복수 개의 스테이터 코어를 포함하며, 상기 실린더가 삽입되어 결합되도록 실린더 공간이 형성되고, 상기 무버와 함께 구동력을 발생하는 스테이터;
   밀봉된 내부공간을 형성하고, 상기 내부공간을 이루는 내측면에 상기 스테이터가 삽입되어 고정되는 하우징; 및
   상기 스테이터의 외측면과 상기 하우징의 내측면 사이에 구비되고, 상기 스테이터 또는 상기 하우징의 열전도 계수보다 높은 열전도 계수를 가지는 재질로 형성되는 열전달 부재;를 포함하고,
   상기 하우징은,
   상기 스테이터의 외주면을 감싸는 제1 하우징; 및
   상기 제1 하우징의 단부에 결합되며, 상기 스테이터의 축방향 일측면에 접하는 제2 하우징;을 포함하며,
   상기 열전달 부재는,
   상기 제1 하우징의 내주면과 상기 스테이터의 외주면 사이에 구비되는 제1 열전달부재 및 상기 제1 열전달부재와 분리되어 상기 제2 하우징과 상기 스테이터의 축방향 일측면 사이에 구비되는 제2 열전달부재로 구비되고,
   상기 제1 열전달부재는 상기 복수 개의 스테이터 코어와 독립적으로 대응하도록 복수 개로 이루어지는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 열전달 부재의 탄성 계수는 상기 스테이터 또는 상기 하우징의 탄성 계수보다 높은 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 열전달 부재는 상기 제1 하우징의 내주면과 상기 스테이터의 외주면 사이에 구비되는 제1 부분 및 상기 제2 하우징과 상기 스테이터의 축방향 일측면 사이에 구비되는 제2 부분으로 구비되며,
   상기 제1 부분과 제2 부분은 단일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 냉매를 압축하는 압축공간이 형성되는 실린더;
   상기 실린더의 내부에서 축방향으로 왕복운동을 하는 피스톤;
   상기 피스톤에 결합되어 그 피스톤에 구동력을 전달하는 무버;
   상기 실린더가 삽입되어 결합되도록 실린더 공간이 형성되고, 상기 무버와 함께 구동력을 발생하는 스테이터; 및
   밀봉된 내부공간을 형성하고, 상기 내부공간을 이루는 내측면에 상기 스테이터가 삽입되어 고정되는 하우징;을 포함하고,
   상기 스테이터는 방사상으로 배열되는 복수 개의 스테이터 코어가 구비되며, 상기 복수 개의 스테이터 코어는 각각 다수 개의 라미네이션 시트가 원호 형상으로 적층되고,
   상기 하우징의 내주면 중에서 상기 스테이터 코어의 외주면이 접하는 부위에 스테이터 삽입홈이 형성되며,
   상기 스테이터 삽입홈의 곡률은 상기 스테이터 삽입홈을 제외한 상기 하우징의 내주면 곡률보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
10. 삭제
11. 냉매를 압축하는 압축공간이 형성되는 실린더;
    상기 실린더의 내부에서 축방향으로 왕복운동을 하는 피스톤;
    상기 피스톤에 결합되어 그 피스톤에 구동력을 전달하는 무버;
    상기 실린더가 삽입되어 결합되도록 실린더 공간이 형성되고, 상기 무버와 함께 구동력을 발생하는 스테이터; 및
    밀봉된 내부공간을 형성하고, 상기 내부공간을 이루는 내측면에 상기 스테이터가 삽입되어 고정되는 하우징;을 포함하고,
    상기 스테이터는 방사상으로 배열되는 복수 개의 스테이터 코어가 구비되며, 상기 복수 개의 스테이터 코어는 각각 다수 개의 라미네이션 시트가 원호 형상으로 적층되고,
    상기 하우징의 내주면에는 상기 스테이터 코어 사이로 돌출되도록 방열부가 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
12. 제9항 또는 제11항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 스테이터의 외주면을 감싸는 제1 하우징;
    상기 제1 하우징의 제1 단부에 결합되며, 상기 스테이터의 축방향 일측면에 접하는 제2 하우징; 및
    상기 제1 하우징의 제2 단부에 결합되는 제3 하우징;을 포함하고,
    상기 제3 하우징은 상기 스테이터와 일정 간격만큼 이격되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 하우징에는 상기 압축공간의 토출측에 연통되도록 토출관이 결합되고, 상기 제3 하우징에는 상기 압축공간의 흡입측에 연통되는 흡입관이 결합되며,
    상기 토출관과 흡입관이 탄력을 가지는 지지 브라켓에 각각 결합되고, 상기 토출관과 흡입관 중에서 적어도 한 쪽은 탄성부재를 사이에 두고 상기 지지 브라켓에 결합되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
14. 제1항, 제9항, 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압축공간의 일측에는 그 압축공간을 선택적으로 개폐하는 토출밸브가 더 구비되고,
    상기 토출밸브는 상기 스테이터의 실린더 공간에 삽입되어 구비되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
15. 삭제
16. 삭제

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