KR19980063663U - 리니어 압축기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 리니어 압축기에 관한 것으로, 그 목적은 적층 코어의 단부를 지지하는 프레임을 개선하여 코어의 적층을 균일하게 하는 것이다.

본 고안에 따른 리니어 압축기는 적층 코어(310)의 단부와 접하여 이를 지지하는 프레임(260)의 일면에 코어(310)의 단부가 삽입 안착되도록 일정간격 이격되게 복수개의 적층홈(261)을 형성하였다. 따라서 코어(310) 적층시 단부가 이 적층홈(261)에 안착되도록 동일규격의 전기강판을 적층함으로써, 작업이 용이하여 제조원가가 절감되고, 코어(310)의 내측부와 마그네트(250)와의 극소간격이 일정하게 유지되어 압축기의 기계적 성능이 향상되는 이점이 있다.

Description

리니어 압축기

본 고안은 리니어 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실린더블럭의 외곽에 적층된 코어를 지지하는 프레임에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 냉매를 매개체로하여 압축, 응축 팽창, 증발과정이 연속적으로 수행되는 냉동사이클에서 냉매를 압축하여 외부로 내보내는 작용을 하는 것이며, 리니어 압축기는 직선 운동력을 발휘하는 선형 모터가 피스톤을 직선 왕복운동시켜 냉매를 압축하는 것이다.

이러한 기능을 하는 종래의 리니어 압축기는 도 1에 보인 바와 같이, 밀폐용기(10) 내부에 동력을 발생시키는 구동부(30)와 냉매를 흡입 압축하여 토출하는 압축부(20)로 구성되어 있다.

압축부(20)는 내부에 압축실(22)이 마련된 실린더블럭(21)과 일단부가 압축실(22)을 진퇴운동하는 피스톤(27), 흡입실(25)과 토출실(26)이 형성된 실린더헤드(24) 등으로 구성된다. 피스톤(27)의 타단부에는 실린더블럭(21)의 외부와 일정간격 이격되게 설치되며 구동부(30)와 상호작용하여 왕복운동하는 마그네트(29)가 마련된다.

그리고 실린더블럭(21)의 외부에 마련된 구동부(30)는 마그네트(29)와 일정간격 이격되도록 적층되며 내부에 자장을 형성하도록 코일(32)이 권선된 코어(31)로 구성된다. 이 코어(31)는 다수의 전기강판이 실린더블럭(21)을 중심으로하여 반경방향으로 적층되어 있으며, 이것은 고정프레임(28)과 실린더블럭(21)과 일체로 마련된 프레임부(23)에 의해 고정된다. 프레임부(23)는 실린더블럭(21)의 상부에서 외향연장되게 구성되어 코어(31)의 상측단부와 접하며, 고정프레임(28)은 코어(31)의 하측단부와 접하며 프레임부(23)와 볼트(31a)를 이용하여 고정된다. 따라서 전기강판이 적층되어 이루어진 코어(31)는 프레임부(23)와 고정프레임(28)의 일면과 접촉 지지되어 실린더블럭(21)의 외부에 설치된다. 미설명부호 40은 피스톤(27)의 위치를 잡아주는 스페이서(40)이고, 41은 피스톤(27)의 왕복운동력을 배가시키기 위한 스프링(41)이다.

이와 같이 구성된 리니어 압축기는 코어(31)의 코일(32)에 전원이 인가되면, 자장이 형성되고, 자장과 마그네트(29)와의 전자기적 상호작용에 의하여 마그네트(29)가 직선왕복 운동한다. 동시에 마그네트(29)와 연계된 피스톤(27)이 압축실(22)을 왕복운동하게 되어 냉매가 흡입실(25)을 통해 흡입 압축되어 토출실(26)로 토출된다.

이러한 리니어 압축기는 피스톤(27)을 왕복운동시키기 위한 마그네트(29)와 적층 코어(31)와의 간격이 일정하게 유지되어야만 압축기의 성능이 향상된다. 그러나 종래의 적층 코어(31)는 고정프레임(28)과 프레임부(23)의 일면 사이에서 단순히 협지되기 때문에 이를 동일한 간격으로 적층하기가 난해하게 된다. 즉, 코어(31)는 중심부에 진원을 형성하도록 동일한 규격의 전기강판이 적층된 것인데, 이의 적층 작업시 외측면이 내측면과 동심이 아닌 원호를 형성하게 되며, 심한 경우 코어(31)가 적층된 상태에서 복수개의 적층 코어(31) 내측면으로 인해 형성된 원이 진원에서 크게 벗어날 우려가 있다. 이러한 이유로 인해 적층 코어(31)의 내측면과 마그네트(29)와의 극소간격이 동일하게 이루어 지지 않으면 압축기의 성능 저하는 물론이고, 경우에 따라서는 작동중에 적층 코어(31)와 마그네트(29)가 마찰하여 신뢰성이 저하하게 되며 압축기 불량의 원인이 된다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 적층 코어의 단부와 접하여 이를 지지하는 프레임의 일면에 코어의 단부가 삽입 안착되도록 일정간격 이격되게 복수개의 적층홈을 형성함으로써, 코어 적층시 단부가 이 적층홈에 안착되도록 동일규격의 전기강판을 적층하여 작업을 용이하게 하며, 코어의 내측부와 마그네트와의 간격을 일정하게 형성하여 압축기의 기계적 효율을 향상시키는 리니어 압축기를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 리니어 압축기의 전체적인 구조를 보인 단면도이다.

도 2는 본 고안에 따른 리니어 압축기를 전체적인 구조를 보인 개략적인 측단면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 본 고안에 따른 프레임의 구조를 보인 발췌사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

100..밀폐용기 200..압축부 210..실린더블럭

211..압축실 212..프레임부 213..적층홈

220..백아이런 230..피스톤 240..실린더헤드

250..마그네트 260..고정프레임 261..적층홈

262..곡률면 300..구동부 310..코어

320..코일

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 내부에 압축실이 마련된 실린더블럭, 일단부가 압축실을 왕복운동 가능하게 마련된 피스톤, 피스톤의 타단부와 연계되며 실린더블럭의 외주면과 소정간격 이격되게 마련되어 자장에 의해 왕복운동하는 마그네트, 마그네트와 소정간격 이격되게 적층되며 자장을 형성하도록 내부에 코일이 권선된 코어, 일면이 코어의 단부와 접하여 지지하는 프레임을 구비하는 리니어 압축기에 있어서, 프레임의 일면에는 코어의 단부가 삽입 설치되는 적층홈이 마련되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 고안에 따른 리니어 압축기의 전체적인 구조를 보인 측단면도이고, 도 3은 고정프레임에 형성된 본 고안에 따른 적층홈을 일부 절개하여 보인 절개 사시도이다.

본 고안에 따른 리니어 압축기는 이에 도시한 바와 같이, 냉매를 흡입하여 압축 토출하는 압축부(200), 동력을 발생하여 압축부(200)를 작동시키는 구동부(300)로 구성되며, 이들은 외부와 구획된 밀폐용기(100)에 내장되어 있다.

압축부(200)는 내부에 축방향으로 압축실(211)이 형성된 실린더블럭(210), 실린더블럭(210)의 상부에 마련되며 냉매의 흡입과 토출을 안내하도록 흡입실(241)과 토출실(242)을 갖는 실린더헤드(240)가 구성되며, 실린더블럭(210)의 외측부를 감싸는 백아이런(220)이 설치된다. 압축실(211)에는 일단부가 삽입되어 후술하는 마그네트(250)의 연동에 의해 왕복운동하는 피스톤(230)이 마련된다. 피스톤(230)의 타단부에는 백아이런(220)과 소정간격 이격되도록 마그네트(250)가 로드(231)를 매개로 연장 구성되어 있으며, 이것은 구동부(300)와 상호작용하여 왕복운동하게 된다.

실린더블럭(210)의 외부에 구성된 구동부(300)는 백아이런(220)과 일정간격 이격되게 마련되며 내부에 자장을 형성하도록 코일(320)이 권선된 코어(310)를 포함한다. 코어(310)는 동일 규격으로 구성된 다수의 전기강판이 압축실(211)을 중심으로하여 반경방향으로 적층되어 있고, 이의 양단부가 실런더블럭(210)의 상부에서 외향 연장된 프레임부(212), 프레임부(212)와 볼트(311)결합된 고정프레임(260)에 의해 지지된다.

즉, 프레임부(212)의 하면에 코어(310)의 일단부가 지지되며, 고정프레임(260)의 상면에 코어(310)의 타단부가 접촉지지된다. 적층 코어(310)의 내측면으로 형성된 원과 외측면으로 형성된 원은 동심을 갖도록 적층되는데, 이것은 본 고안의 특징적인 요소로 프레임부(212)와 고정프레임(260)에 형성된 적층홈(261,213)을 이용하여 쉽게 이루어진다.

먼저, 적층 코어(310)가 접촉지지되는 프레임부(212)의 하면과 고정프레임(260)의 상면에는 각각 오목하게 패인 적층홈(213,261)이 원주방향으로 동일간격 이격되게 형성되어 있으며, 적층홈(261)의 외곽면은 도 3에 도시한 바와 같이 실린더블럭(210)의 외주면과 동일 곡률을 갖도록 곡률면(262)으로 구성된다. 따라서 동일 규격의 전기강판의 외측면이 곡률면(262)과 접하도록 적층홈(261)에 삽입하면, 코어(310)의 내측면은 마그네트(250)와 동일간격 이격됨으로써 이의 적층작업이 용이하게 된다. 이러한 프레임부(212)와 고정프레임(260)은 알루미나 또는 공업용 수지 등과 같은 비자성 재질이며, 적층홈(261)의 형성이 용이하도록 주물제작하는 것이 바람직하다.

한편, 고정프레임(260)의 하단부에 결합된 스페이서(400)에는 코일스프링(410)과 판스프링(420)이 마련되어 있다. 이것은 피스톤(230)과 공진하여 피스톤(230)의 왕복운동력을 증가시키기 위함이다.

다음에는 이와 같이 구성된 본 고안에 따른 리니어 압축기의 작용을 설명한다. 리니어 압축기는 적층 코어(310)의 코일(320)에 전원이 인가되면 자장이 형성되고, 자장과 마그네트(250)와의 전자기적 상호작용에 의하여 마그네트(250)가 직선 왕복운동한다. 동시에 마그네트(250)와 로드(231)를 매개로 연결된 피스톤(230)이 압축실(211)을 왕복운동하게 된다. 이에 따라 피스톤(230)이 하사점으로 작동하게 되면 실린더헤드(240)의 흡입실(241)로부터 냉매가 압축실(211)로 유입되고, 다시 상사점으로 작동하게 되면 압축실(211)의 냉매는 압축되며 토출실(242)로 토출되어 냉동사이클로 공급된다.

이러한 피스톤(230)의 왕복운동은 실린더블럭(210)의 외부에 마련된 적층 코어(310)와 마그네트(250)에 의해 이루어지는데, 본 고안의 특징적인 요소로 코어(310)는 양단부가 프레임부(212)와 고정프레임(260)의 적층홈(213,261)에 삽입 안착되어 있기 때문에 마그네트(250)와 동일하게 극소간격 이격되며, 이에 따라 압축기의 성능과 신뢰성이 향상된다. 즉, 전기강판의 적층시 외측면이 곡률면(262)과 접하도록 이의 양단부를 적층홈(213,261)에 삽입하면, 정확한 원주방향으로 적층되어 코어(310)의 내측면과 외측면으로 형성된 원은 동심을 갖게 된다. 따라서 코어(310)의 내측면과 마그네트(250) 사이에는 어떠한 물리적 간섭이나 간격 불균형으로 인한 반경방향으로의 불균형력이 거의 발생되지 않을 뿐 아니라, 극소간격 내의 자속밀도가 거의 일정하게 유지됨으로써, 작동중 마그네트(220)의 마찰손상이 방지되며 압축기의 기계적 성능이 향상된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 리니어 압축기는 적층 코어의 단부와 접하여 이를 지지하는 프레임의 일면에 코어의 단부가 삽입 안착되도록 일정간격 이격되게 복수개의 적층홈을 형성하였다. 따라서 코어 적층시 단부가 이 적층홈에 안착되도록 동일규격의 전기강판을 적층함으로써, 작업이 용이하여 제조원가가 절감되고, 코어의 내측부와 마그네트와의 극소간격이 일정하게 유지되어 압축기의 기계적 성능이 향상되는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 내부에 압축실(211)이 마련된 실린더블럭(210), 일단부가 상기 압축실(211)을 왕복운동 가능하게 마련된 피스톤(230), 상기 피스톤(230)의 타단부와 연계되며 상기 실린더블럭(210)의 외주면과 소정간격 이격되게 마련되어 자장에 의해 왕복운동하는 마그네트(250), 상기 마그네트(250)와 소정간격 이격되게 적층되며 자장을 형성하도록 내부에 코일(320)이 권선된 코어(310), 일면이 상기 코어(310)의 단부와 접하여 지지하는 프레임(260)을 구비하는 리니어 압축기에 있어서, 상기 프레임(260)의 일면에는 상기 코어(310)의 단부가 삽입 설치되는 적층홈(261)이 마련되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 적층홈(261)의 외곽면은 상기 코어(310)의 외측면이 동일 곡률로 설치되도록 소정의 곡률면(262)으로 이루어 진 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.