KR19990027470U - 리니어압축기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 리니어압축기에 관한 것으로, 본 고안의 리니어압축기는 자장을 발생시키는 내측고정자와 외측고정자. 각각의 고정자 사이에 설치된 마그네트, 고정자와 마그네트의 상호작용에 의한 전자기력으로 구동하는 피스톤, 마그네트를 고정지지하는 고정프레임, 고정프레임과 마그네트를 결합시키는 결합부재을 구비하고, 고정프레임은 마그네트의 일측단을 지지하는 상측프레임과 마그네트의 타측단을 지지하는 하측프레임을 구비하고, 결합부재는 프레임과 마그네트와의 접촉부분이 안정된 접촉상태를 유지할 수 있도록 하는 접촉유지수단을 포함한 것이다.

이러한 본 고안의 리니어압축기는 마그네트를 외주면에 요철부가 형성된 리벳으로 고정프레임에 조립, 구성할 수 있으므로 비교적 손쉽게 조립이 가능하다. 따라서 종래의 조립형태에 비해 조립등 작업생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만아니라, 압축기의 운전중 발생한 열, 진동, 충격등으로부터 마그네트가 이탈하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

리니어압축기

본 고안은 리니어 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉매를 압축하도록 직선왕복운동하는 피스톤과 이 피스톤의 작동을 위하여 설치된 마그네트의 설치를 위한 고정프레임을 개선한 리니어 압축기의 고정프레임에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 공기조화기나 냉동기에서 냉매의 압축, 팽창 그리고 증발과정을 반복적으로 수행하는 장치이다.

이러한 압축기 중에서 리니어압축기는 자속의 방향변화에 의한 상호작용으로 구동하는 리니어모터를 구비하여 피스톤을 직선왕복운동시키는 것이다.

이 리니어 압축기에는 마그네트와 이 마그네트가 조립되어 고정되는 고정프레임을 구비하며, 또한 이 고정프레임에는 피스톤이 결합되어 설치된다.

한편 종래의 리니어압축기의 고정프레임에 대한 최신의 기술은 한국에서 출원된 실용신안 95-10112와 실용신안 94-28473이 있다.

먼저, 실용신안 95-10112는 도 1에 도시된 바와 같이 마그네트(10)의 외형을 잡아주는 링부재(11)와, 이 링부재(11)를 관통하는 다수개의 볼트부재(12)와, 이 볼트부재(12)를 한 번에 결합고정시키는 탄성체로 형성된 결합부재(13)를 구성한 것이다.

그러나 이러한 리니어압축기의 마그네트 고정구조는 볼트부재(12)를 사용함으로써 각각의 볼트부재(12)를 탄성체인 결합부재(13)에 조립하여야 하는데, 결합부재(13)의 제작이 쉽지않으며, 작업 생산성도 볼트부재(12)와 결합부재(13)간의 체결이므로 별로 좋아지지는 않는다.

그리고 실용신안 94-28473은 상단부에 피스톤이 설치되고, 하단부에 피스톤 판스프링이 설치되는 원통형 피스톤 고정축부(21)와 피스톤 고정축부(21)의 하부 외주면상에 피스톤 고정축부(21)의 중심축과 수직으로 결합되는 환평판상의 바닥벽부(22)와, 피스톤 고정축부(21)의 중심축과 평행하게 바닥벽부(22)의 최외곽 상부표면 상에 직설되어 체결수단으로 체결되는 외주벽부(24)와 이 외주벽부(24)에 지지되어 마그네트를 장착하기 위한 마그네트홀더로 구성된다.

또한, 피스톤 고정축부(21), 바닥벽부(22) 및 외주벽부(24)를 일체로 형성하고, 마그네트홀더 대신에 마그네트가 장착되는 열십(+)자 형상의 마그네트 장착봉(26)을 외주벽부(24)의 상단에 일체로 형성하며, 마그네트 장착봉(26)에 장착되는 마그네트를 고정유지시키도록 마그네트 장착봉(26) 상단에 체결수단으로 체결되는 마그네트 상단고정링을 구비한 것이다.

그러나 이러한 구조에서 "+"자 형상의 마그네트 장착봉(26)을 외주벽부(24)의 상단에 일체로 형성하게 한 조립구조에서는 가공상의 어려움 때문에 일체형으로 제작하기가 거의 불가능하다.

이상과 같이 전술한 두경우에서는 모두 볼트와 너트의 조립구조이므로 조립시 마그네트의 홈부와 고정프레임의 홈부등 가공축이 직선화 되어야 한다. 즉 정밀한 가공이 이루어져야 하는 문제점이 발생하게 된다.

본 고안은 상기의 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 비교적 제작이 용이한 리벳을 사용하여 고정프레임에 마그네트의 조립이 용이하도록 하며, 조립 후에도 풀림을 방지할 수 있도록 한 리니어압축기에 관한 것이다.

도 1은 종래의 리니어 압축기의 마그네트 조립체의 사시도이다.

도 2는 종래의 리니어 압축기의 또 다른예에 따른 마그네트 조립체의 평면도이다.

도 3은 본 고안에 따른 리니어 압축기를 보인 단면도이다.

도 4는 본 고안에 따른 리니어 압축기의 고정프레임과 마그네트의 분해사시도이다.

도 5는 본 고안에 따른 리벳의 사시도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호설명*

50...밀폐용기 51...피스톤

52...압축실 53...실린더블럭

54...흡입실 55...토출실

56...실린더헤드 57...내부고정자

58...외부고정자 59...마그네트

60...고정프레임 63...판스프링

70...리벳 70c...요철

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 자장을 발생시키는 내측고정자와 외측고정자. 상기 각각의 고정자 사이에 설치된 마그네트, 상기 고정자와 상기 마그네트의 상호작용에 의한 전자기력으로 구동하는 피스톤, 상기 마그네트를 고정지지하는 고정프레임, 상기 고정프레임과 상기 마그네트를 결합시키는 결합부재을 구비한 리니어압축기에 있어서, 상기 고정프레임은 상기 마그네트의 일측단을 지지하는 상측프레임과 상기 마그네트의 타측단을 지지하는 하측프레임을 구비하고, 상기 결합부재는 상기 프레임과 상기 마그네트와의 접촉부분이 안정된 접촉상태를 유지할 수 있도록 하는 접촉유지수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 결합부재는 마그네트에서 발생하는 자속의 누설을 방지할 수 있도록 비자성체 재질의 리벳으로 마련되며, 상기 접촉유지수단은 상기 리벳의 외주면에 형성된 요철부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

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

도 3은 본 고안에 따른 리니어 압축기를 보인 단면도이고, 도 4는 본 고안에 따른 리니어 압축기의 고정프레임과 마그네트의 분해사시도이다. 그리고 도 5는 본 고안에 따른 리벳의 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(51)과 이 피스톤(51)이 내설되어 상하직선왕복운동 하도록 안내하는 압축실(52)을 형성하는 실린더블럭(53)을 구비한다.

그리고 이 실린더블럭(53) 내부로 유출입하는 냉매의 안내를 위한 흡입실(54)과 토출실(55)이 형성된 실린더 헤드(56)가 실린더블럭(53)의 단부에 설치된다.

구동부는 리니어모터를 구현하는 내부고정자(57)와 외부고정자(58)를 포함하고, 이 고정자(57)(58) 사이에는 자장을 발생시키는 마그네트(59)가 설치된다.

그리고 마그네트(59)를 고정 지지하기 위한 원통형상의 고정프레임(70)이 마련된다.

이 고정프레임(70)에는 피스톤(51)의 하부에 형성된 결합축(51a)이 고정프레임(70)의 하단부를 관통하여 설치된다. 그리고 피스톤(51)의 결합축(51a)의 단부에는 판스프링(61)이 볼트 결합되어 설치된다.

이러한 고정프레임(60)는 도 4에 도시된 바와 같이 원형 고리형상의 상부프레임(61)과 원통형상의 하부프레임(62)으로 마련되며, 상부프레임(61)과 하부프레임(62) 사이에는 마그네트(59)가 안착된다.

그리고 이 하부프레임(62)으로부터 상부프레임(61)으로 관통하여 설치되며 마그네트(59)를 지지하는 결합부재인 다수의 리벳(70)이 마련된다.

이 리벳(70)의 결합을 위하여 상부프레임(61)과 하부프레임(62)에는 리벳(70)과 동수의 결합홈(61a)(62a)이 각각 형성되어 있으며 마그네트(59)의 양측단에는 리벳(70)의 안착지지를 위한 설치홈(59a)이 형성되어 있다.

또한 리벳(70)은 도 5에 도시된 바와 같이 머리부(70a)와 다리부(70b)로 구성되어 있으며, 다리부(70b), 즉 마그네트(59)와 하부프레임(62), 상부프레임(61)과 접하는 부분에는 원주면을 따라 요철(70c)이 형성되어 있다.

이러한 요철(70c)은 마그네트(59)가 리니어압축기의 운전중 발생한 열, 진동, 그리고 충격에 의해 마그네트(59)의 고정상태가 홰손되는 것을 방지할 수 있도록 마그네트(59)를 견고히 안정적으로 지지한다.

그리고 이 리벳(70)은 마그네트(59)에서 발생하는 자속의 누설을 방지할 수 있도록 알루미늄이나, 스테인레스강 등의 비자성체 재질로 마련된다.

이상과 같이 구성된 리니어압축기의 작동은 먼저 외부의 상용교류전원이 인가되면 이에 따라 외부고정자(58)에 권선된 코일의 극성이 공급된 전류의 극성에 따라 변하게 된다.

이로 인하여 마그네트(59)와 전류에 의하여 내, 외부고정자(57)(58)의 적층부에 유기되는 자속의 상호작용에 의해 마그네트(59)은 상하로 움직이게 된다.

이때 공급되는 전원은 일정한 공급주파수를 갖고 교번하여 제공되어 진다. 이와 같이 마그네트(59)의 상하구동에 따라 고정프레임(60)가 마그네트(59)와 함께 상하 회동하게 되고, 고정프레임(60)의 구동으로 피스톤(51)이 상하 직선왕복운동 하게 된다.

그리고 마그네트(59)에서 발생된 구동력을 보다 증폭시키기 위하여 판스프링(63)의 고유진동수를 공급전원의 주파수와 거의 일치 시킴으로써 공진에 의한 구동력의 확보가 가능하다.

따라서 이와 같은 작동에 의하여 피스톤(51)은 압축실(52) 내부로 유입된 냉매를 압축, 토출시키게 되며 이러한 동작을 연속적으로 반복하게 됨으로써 냉매의 압축이 가능하게 되는 것이다.

한편 고정프레임(60)은 고리형상으로 된 상부프레임(61)과 하부프레임(62) 사이에 다수개의 마그네트(59)를 원통형상으로 안착하고, 리벳(70)을 하부프레임(62)의 결합홀62a)로부터 마그네트(59)의 결합홈(59a)을 통하여 상부프레임(61)의 결합홀(61a)로 관통하여 결합시킨다.

그런 후 리벳(70)의 상부프레임(61)을 통하여 관통된 부분을 압착거나, 또는 너트로 결합하면 상부프레임(61)과 하부프레임(62), 그리고 마그네트(59)의 결합이 완료된다.

이러한 본 고안의 리벳(70)은 외주면에 형성된 요철(70c)이 리벳(70)을 각각의 프레임(61)(62)과 자석(59)의 결합홀(61a)(62a)과 결합홈(59a)의 동축상에 넣게 하기 위하여 가공의 정도를 높이지 않고도 충분히 조립이 가능하도록 한다.

이상과 같은 본 고안의 리니어압축기는 마그네트를 외주면에 요철부가 형성된 리벳으로 고정프레임에 조립, 구성할 수 있으므로 비교적 손쉽게 조립이 가능하다.

따라서 종래의 조립형태에 비해 조립등 작업생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만아니라, 압축기의 운전중 발생한 열, 진동, 충격등으로부터 마그네트가 이탈하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 자장을 발생시키는 내측고정자와 외측고정자. 상기 각각의 고정자 사이에 설치된 마그네트, 상기 고정자와 상기 마그네트의 상호작용에 의한 전자기력으로 구동하는 피스톤, 상기 마그네트를 고정지지하는 고정프레임, 상기 고정프레임과 상기 마그네트를 결합시키는 결합부재을 구비한 리니어압축기에 있어서,

   상기 고정프레임은 상기 마그네트의 일측단을 지지하는 상측프레임과 상기 마그네트의 타측단을 지지하는 하측프레임을 구비하고, 상기 결합부재는 상기 프레임과 상기 마그네트와의 접촉부분이 안정된 접촉상태를 유지할 수 있도록 하는 접촉유지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어압축기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 결합부재는 마그네트에서 발생하는 자속의 누설을 방지할 수 있도록 비자성체 재질의 리벳으로 마련되며, 상기 접촉유지수단은 상기 리벳의 외주면에 형성된 요철부를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.