KR19990027469U - 리니어압축기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 리니어압축기에 관한 것으로, 본 고안의 리니어압축기는 다수의 강판이 적층된 내측고정자, 내측고정자 외측에 설치되며 코일이 권선된 외측고정자, 각각의 고정자 사이에 설치된 자석, 자석에 의하여 왕복운동하는 피스톤을 구비하고, 이 내측고정자의 강판은 강판과 강판사이의 간격을 소정간격으로 유지시키도록 하기 위한 요철부가 형성된 것으로, 이 요철부는 강판의 타발시 동시에 형성된다.

이러한 본 고안의 리니어압축기는 내측고정자의 조립불량에 따른 모터공극의 불균일과 강판 적층에 따른 제작, 조립의 어려움을 해결할 수 있게 됨은 물론 강판사이의 균일한 간격확보를 위한 별도의 성형부품이 필요없게 되어 압축기의 제조비용 및 제조시간을 저감할 수 있게됨으로써 고품질, 저비용, 고효율의 리니어압축기를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

리니어압축기

본 고안은 리니어압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자속을 안내하도록 압축기 내부에 설치된 내측고정자의 타발형상을 개선하여 압축기의 성능향상을 이룰 수 있도록 한 리니어압축기의 내측고정자에 관한 것이다.

일반적으로 리니어압축기는 냉동사이클이 구성되는 공조장치에 설치되어 유체를 고압으로 압축하는 장치이다.

도 1은 종래의 리니어압축기를 도시한 도면으로써, 이에 도시된 바와 같이 리니어압축기는 밀폐용기(10)를 구비하고, 이 밀폐용기(10) 내에 냉매를 흡입, 압축하여 토출하는 압축부와 이 압축부에 압축력을 발생시키도록 하는 구동부가 마련된다.

압축부는 피스톤(20)과 이 피스톤(20)이 내설되어 상하직선왕복운동 하도록 안내하는 압축실(16)을 형성하는 실린더블럭(14)을 구비한다.

그리고 이 실린더블럭(14) 내부로 유출입하는 냉매의 안내를 위한 흡입실(17)과 토출실(18)이 형성된 실린더헤드(15)가 실린더블럭(14)의 단부에 설치된다.

구동부는 리니어모터를 구현하는 내부고정자(11)와 외부고정자(12)를 포함하고, 이 고정자(11)(12) 사이에는 자장을 발생시키는 자석(19)이 설치된다. 그리고 자석(19)을 고정 지지하기 위한 원통형상의 고정체(21)가 마련된다.

이 고정체(21)에는 피스톤(20)의 하부에 형성된 결합축(20a)이 고정체(25)의 하단부를 관통하여 설치되며, 피스톤(20)의 결합축의 단부에는 공진스프링(22)이 결합되어 설치된다.

한편 내측고정자(11)는 도 2에 도시된 바와 같이 얇은 전자강판을 타발하여 얻은 다수개의 코어강판(11a)을 원주방향으로 적층하여 구성한다.

이상과 같이 구성된 종래의 리니어압축기의 작동은 외측고정자(12)의 내측 개구부(12a)에 환상형으로 권선된 코일(13)로 교류전원을 인가하면 이 외측고정자로(12)부터 유기된 자속이 고정체(21)에 결합된 영구자석(19)의 자계와 상호 작용하여 피스톤(20)을 상하 왕복운동시키게 된다.

이때 피스톤(20)이 상하 왕복운동하게 되면 흡입실(17)를 통해 실린더블럭(14) 내부로 흡입된 냉매가 압축실(16)에서 압축과정을 거쳐 토출실(18)로 배출되는 과정이 연속적으로 반복되므로써 필요로 하는 냉매의 압축이 이루어진다.

그리고 피스톤(20)의 질량과 공진스프링(22)의 고유 진동수는 인가되는 교류전원의 주파수와 거의 상응되는 값이 되도록 하므로써 공진에 의한 상당히 큰 구동력의 확보할 수 있고, 이로 인해 냉매의 충분한 압축이 가능하게 된다.

이상과 같은 종래의 리니어압축기의 내측고정자(11)를 구성함에 있어서, 전술한 바와 같이 얇은 전자강판을 일정간격으로 타발하여 얻은 다수개의 코어강판(11a)을 원주방향으로 적층한 다음 용접 등과 같은 방법을 사용하여 각 코어들을 고정하게 되는데, 이때 강판(11a)들을 균일한 간격으로 조립할 수 있는 보조수단이 없어 품질이 좋은 내측고정자(11)를 얻기 힘든 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래 한국에서 출원된 실용출원 제 95 - 928에서는 돌기부가 구비된 별도의 지지판 및 고정구 커버를 설치하여 코어강판의 균일한 간격으로의 조립이 가능하게 하였다.

그러나, 이를 위해서는 별도의 지지판과 커버가 필요하기 때문에 제조비용이 상승함은 물론, 지지판과 커버 등에 돌기요철을 형성하기가 매우 힘든 문제점이 있었다.

본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 내측고정자의 타발시 소정의 요철을 동시에 형성하므로써 원주방향으로 적층시 별도의 부품없이도 균일하게 코어가 적층될 수 있도록 하여, 제조 및 조립이 간단한 고품질의 내측고정자를 제공함은 물론 리니어모터이 공극이 일정하게 유지되게하여 압축기의 성능을 보다 향상시킨 리니어압축기를 제공하는 것이다.

도 1는 종래의 리니어압축기를 보인 단면도이다.

도 2는 종래의 리니어압축기의 내측고정자를 보인 사시도이다.

도 3은 본 고안에 따른 리니어압축기를 보인 단면도이다.

도 4는 본 고안에 따른 리니어압축기의 내측고정자를 보인 사시도이다.

도 5는 본 고안에 따른 리니어압축기의 내측고정자의 강판을 보인 사시도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호설명*

50...밀폐용기 51...내측고정자

51a...강판 52...외측고정자

53...코일 54...실린더블럭

56...압축실 57...흡입실

58...토출실 59...자석

60...피스톤 61...고정체

62...공진스프링 70...요철부

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 다수의 강판이 적층된 내측고정자, 상기 내측고정자 외측에 설치되며 코일이 권선된 외측고정자, 상기 고정자 사이에 설치된 자석, 상기 자석에 의하여 왕복운동하는 피스톤을 구비한 리니어압축기에 있어서, 상기 내측고정자에 적층된 상기 강판은 강판과 강판사이의 간격을 소정간격으로 유지시키도록 하기 위한 요철부가 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 요철부는 상기 강판의 타발시 동시에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 강판은 상기 요철부가 상기 내측고정자의 외주면으로 향하도록 적층되고, 상기 요철부는 축방향으로 상기 외측고정자에 권선된 상기 코일의 권선부분 내측에 위치하도록 된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 고안에 따른 하나의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 고안에 따른 리니어압축기를 보인 단면도이고, 도 4는 본 고안에 따른 리니어압축기의 내측고정자를 보인 사시도이다. 그리고 도 5는 본 고안에 따른 리니어압축기의 내측고정자의 강판을 보인 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 고안의 리니어압축기는 밀폐용기(50)를 구비하고, 이 밀폐용기(50) 내에 냉매를 흡입, 압축하여 토출하는 압축부와 이 압축부에 압축력을 발생시키도록 하는 구동부가 마련된다.

압축부는 피스톤(60)과 이 피스톤(60)이 내설되어 상하직선왕복운동 하도록 안내하는 압축실(56)을 형성하는 실린더블럭(54)을 구비한다.

그리고 이 실린더블럭(54) 내부로 유출입하는 냉매의 안내를 위한 흡입실(57)과 토출실(58)이 형성된 실린더헤드(55)가 실린더블럭(54)의 단부에 설치된다.

구동부는 리니어모터를 구현하도록 다수의 강판(55a)이 적층된 내측고정자(51)와 다수의 강판이 적층되되, 중간부에 개구부(52a)를 구비하여 이 개구부(52a)에 코일(53)이 권선되어 있는 외측고정자(52)를 포함한다.

그리고 내측고정자(51)와 외측고정자(52) 사이에는 자장을 발생시키는 자석(59)이 설치된다. 또한 이 자석(59)을 고정 지지하기 위한 원통형상의 고정체(61)가 마련된다.

이 고정체(61)에는 피스톤(60)의 하부에 형성된 결합축(60a)이 고정체(61)의 하단부를 관통하여 설치된다. 피스톤(60)의 결합축(60a)의 단부에는 공진스프링(62)이 결합되어 설치된다.

한편 내측고정자(51)는 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 강판(55a)이 고정되는 원통형상의 강판고정부(51b)를 구비하고, 이 강판고정부(51b)의 원주방향으로는 다수의 강판(51a)이 적층된다.

이 적층된 강판(51a)은 타발시 일측단에 요철부(70)가 동시에 형성되도록 타발한다. 이 요철부(70)는 강판(51a)의 적층시 요철부(70)가 내측고정자(51)의 외주면에 향하도록 적층되는데, 이와 같이 함으로써 강판(51a)과 강판(51a)사이의 외측간격(t)은 동일한 간격을 확보하게 된다.

그리고 요철부(70)의 축방향으로의 형성위치는 외측고정자(52)에 권선된 코일(53)의 권선부분인 개구부(52a) 이내에 위치하도록 한다. 이것은 각각의 고정자(51)(52)를 흐르는 자장이 요철부(70)에 의하여 손실되는 것을 최소화 하기 위한 것이다.

이상과 같이 구성된 본 고안의 리니어압축기의 작동은 외측고정자(52)의 내측 개구부(52a)에 환상형으로 권선된 코일(53)로 교류전원을 인가한다.

이로 인해 외측고정자(52)와 내측고정자(51)에 유기된 자속이 외측고정자(52)와 내측고정자(51) 사이에 형성된 공극내에 설치된 영구자석(59)의 자계와 상호작용하여 피스톤(60)을 교류전원의 주파수로 상하왕복 운동시키게 된다.

이때 피스톤(60)이 상하왕복 운동시키게 되면 흡입실(57)을 통해 실린더 내부의 압축실(56)로 흡입된 냉매가 압축과정을 거쳐 토출실(58)로 토출되는 고정이 연속적으로 반복됨으로써 필요로 하는 냉각성능을 얻게 된다.

한편, 피스톤(60)의 질량과 공진스프링(62)의 강성을 적절히 선정하여 그 계의 고유진동수가 인가되는 교류전원의 주파수와 공진스프링(62)의 주파수를 거의 상응하도록 하면, 이때의 공진에 의한 큰 구동력의 확보가 가능하게 되어 충분히 효율적인 압축작용을 얻게 된다.

한편 내측고정자(51)와 외측고정자(52) 사이에 형성된 공극의 크기는 리니어모터의 성능에 영향을 주기 때문에 영구자석(59)의 반경측 두께보다 너무 크게 설정하기 어렵다.

따라서 영구자석(59) 내측면과 내측고정자(51)의 외측면 사이에는 아주 작은 간격만이 존재하게 되어 내측고정자(51)의 외측면이 거의 진원이 되도록 조립이 이루어지지 않으면 영구자석(59)과 마찰이 발생되거나 공극의 크기가 원주상으로 일정하지 않게 되어 압축기의 성능을 떨어뜨리게 된다.

그러나 본 고안에서와 같이 강판(51a)에 소정의 요철부(70)가 형성하여 강판(51a)의 적층시 균일한 간격(t)을 유지하도록 조립하면 코어강판(51a)의 원주상 밀도가 일정하여 원주면이 거의 진원에 가깝게 되고, 따라서 고품질의 내측고정자(51)를 제공할 수 있다.

이에 따라 리니어압축기의 성능도 향상되게 되고, 또한 별도의 특별한 성형부품이 필요없게 되므로 압축기의 제조단가는 물론 제조시간도 단출할 수 있다.

이상과 같은 본 고안의 리니어압축기는 내측고정자의 조립불량에 따른 모터공극의 불균일과 강판 적층에 따른 제작, 조립의 어려움을 해결할 수 있게 된다.

또한, 강판사이의 균일한 간격확보를 위한 별도의 성형부품이 필요없게 되어 압축기의 제조비용 및 제조시간을 저감할 수 있게됨으로써 고품질, 저비용, 고효율의 리니어압축기를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 다수의 강판이 적층된 내측고정자, 상기 내측고정자 외측에 설치되며 코일이 권선된 외측고정자, 상기 고정자 사이에 설치된 자석, 상기 자석에 의하여 왕복운동하는 피스톤을 구비한 리니어압축기에 있어서,

   상기 내측고정자에 적층된 상기 강판은 강판과 강판사이의 간격을 소정간격으로 유지시키도록 하기 위한 요철부가 형성된 것을 특징으로 하는 리니어압축기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 요철부는 상기 강판의 타발시 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어압축기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 강판은 상기 요철부가 상기 내측고정자의 외주면으로 향하도록 적층되고, 상기 요철부는 축방향으로 상기 외측고정자에 권선된 상기 코일의 권선부분 내측에 위치하도록 된 것을 특징으로 하는 리니어압축기.