KR20010003310A - Linear compressor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 압축실을 형성하는 실린더블럭과, 상기 압축실내에 왕복운동 가능하게 설치되는 피스톤과, 상기 피스톤의 일측단부에 연계되어 왕복운동하며 상기 실린더블럭의 외주면을 둘러싸는 마그네트를 갖는 가동자과, 상기 가동자의 내외측에 배치되는 내부코어 및 외부코어와, 상기 외부코어를 고정지지하는 고정프레임을 구비한 리니어압축기에 관한 것이다.The present invention includes a movable cylinder having a cylinder block forming a compression chamber, a piston installed in the compression chamber so as to reciprocate, and a magnet reciprocating in connection with one end of the piston and surrounding an outer circumferential surface of the cylinder block. The present invention relates to a linear compressor having an inner core and an outer core disposed on the inner and outer sides of the mover, and a fixed frame for holding and supporting the outer core.
도 3은 종래의 리니어압축기 종단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 종래 리니어압축기는, 밀폐된 외부케이싱(101)과, 냉매를 흡입 압축하여 토출하는 압축부(103), 그리고 동력을 발생시키는 구동부(105)로 구성되어 있다.3 is a longitudinal cross-sectional view of a conventional linear compressor. As shown in this figure, a conventional linear compressor is composed of a sealed outer casing 101, a compression section 103 for suction-pressing and discharging refrigerant, and a driving section 105 for generating power.
압축부(103)는 압축실(112)을 형성하는 실린더블럭(111)과, 압축실(112)내에 왕복운동 가능하게 설치되는 피스톤(110)과, 실린더블럭(111)의 하부영역에 마련되며 냉매의 흡입실(미도시)과 토출실(미도시)이 형성되어 있는 실린더헤드(113)를 갖는다.The compression unit 103 is provided in the cylinder block 111 forming the compression chamber 112, the piston 110 installed in the compression chamber 112 so as to reciprocate, and the lower region of the cylinder block 111. And a cylinder head 113 in which a suction chamber (not shown) and a discharge chamber (not shown) of the refrigerant are formed.
구동부(105)는 실린더블럭(111)의 외측을 둘러싸도록 마련되는 내부코어(115)와, 내부코어(115)의 외주면을 소정간격을 두고 둘러싸도록 고정프레임(117)에 고정 설치되며 내부에 코일(145)이 권선되어 있는 외부코어(119), 그리고, 내부 및 외부코어(115,119)의 사이에 개재되어 내부 및 외부코어(115,119)의 자장과 전자기적으로 상호 작용하여 상하 왕복운동하는 마그네트(118)로 구성되어 있다.The driving unit 105 is fixed to the inner frame 115 provided to surround the outer side of the cylinder block 111 and the fixed frame 117 so as to surround the outer circumferential surface of the inner core 115 at a predetermined interval therein and coils therein. The magnet 118 which is interposed between the outer core 119 to which the 145 is wound, and the inner and outer cores 115 and 119 electromagnetically interacts with the magnetic fields of the inner and outer cores 115 and 119 so as to reciprocate up and down. It consists of).
압축부(103)의 피스톤(110) 상단부에는 일영역이 구동부(105)의 내부 및 외부코어(115,119)의 사이에 개재되어 마그네트(118)를 지지고정하는 가동자(123)가 결합되어 있다. 이 가동자(123)는 전술한 마그네트(118)의 상하왕복운동에 연동되며, 이에 의해, 피스톤(110)이 압축실(112)내에서 상하왕복운동을 행하게 된다.An actuator 123 is coupled to an upper end portion of the piston 110 of the compression unit 103 by interposing an area between the inner and outer cores 115 and 119 of the driving unit 105 to support the magnet 118. The mover 123 is linked to the vertical reciprocation of the magnet 118 described above, whereby the piston 110 performs the vertical reciprocation in the compression chamber 112.
그리고, 구동부(105)의 외부코어(119)를 고정하고 있는 고정프레임(117)의 상부영역에는 피스톤(110)의 상하왕복운동력을 배가시키는 판스프링(140)이 설치되어 있다. 이 판스프링(140)은 고정프레임(117)의 상단부에 기립설치되어 있는 스프링스페이서(141)에 의해 지지되어 있으며, 가동자(123)와 고정축(125)으로 연결되어 있다.In addition, an upper region of the fixed frame 117 that fixes the outer core 119 of the driving unit 105 is provided with a leaf spring 140 that doubles the up and down reciprocating force of the piston 110. The leaf spring 140 is supported by a spring spacer 141, which is erected at the upper end of the fixed frame 117, and is connected to the mover 123 and the fixed shaft 125.
한편, 가동자(123)와 근접한 고정프레임(117)의 일영역에는 피스톤(110)의 왕복운동을 감지하기 위한 센서(130)가 설치되어 있다. 이 센서(130)는 피스톤(110)과 일체로 결합되어 있는 가동자(123)의 상하왕복운동을 감지함으로써, 피스톤(110)의 위치 및 행정량을 파악하여 압축기의 성능을 확인할 수 있으며, 이에 의해, 피스톤(110)의 행정량을 조정하여 냉매의 토출량을 조절할 수 있다.On the other hand, a sensor 130 for detecting the reciprocating motion of the piston 110 is installed in one region of the fixed frame 117 close to the mover 123. The sensor 130 detects the up and down reciprocating motion of the mover 123 which is integrally coupled with the piston 110, to determine the performance and performance of the compressor by grasping the position and stroke of the piston 110, As a result, the stroke amount of the piston 110 can be adjusted to adjust the discharge amount of the refrigerant.
그런데, 이러한 종래의 리니어 압축기에 있어서는, 피스톤(110)의 상하 왕복운동을 감지하는 센서(130)가 가동자(123)와 근접하도록 고정프레임(117)에 설치되어 있기 때문에, 가동자(123)의 상하 왕복운동시 윤활오일이 센서(130)에 묻게 되는 현상이 발생되며, 구동부(105)와 내부 및 외부코어(115,119)에서 발생되는 내부열이 센서(130)로 전달되어 피스톤(110)의 위치 및 행정량을 파악하는데 오차가 발생되는 문제점이 있다.By the way, in the conventional linear compressor, because the sensor 130 for detecting the vertical reciprocating motion of the piston 110 is provided in the fixed frame 117 so as to be close to the mover 123, the mover 123 Lubrication oil is buried in the sensor 130 during the vertical reciprocation of the upper and lower reciprocating motion, and the internal heat generated from the driving unit 105 and the inner and outer cores 115 and 119 is transferred to the sensor 130 to thereby position the piston 110. And there is a problem that an error occurs in determining the stroke amount.
또한, 센서(130)의 설치위치가 판스프링(140) 및 스프링스페이서(141) 등의 인접부재와 근접되어 있기 때문에, 조립이 용이하지 못한 문제점이 있다.In addition, since the installation position of the sensor 130 is close to the adjacent members such as the leaf spring 140 and the spring spacer 141, there is a problem that the assembly is not easy.
한편, 피스톤(110)의 위치 및 행정량을 감지하기 위한 방법으로서, 센서를 설치하지 않고 압축기내에 입력되는 전류치 및 전압치를 가지고 피스톤(110)의 속도를 산출하여 여러 계산과정을 거쳐 파악하는 방법이 있으나, 이러한 방법은 압축기의 기구적 이상 발생시 계산상의 추력상수의 변화 및 이상전류 등의 발생에 의한 오차발생으로 인하여 압축기의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.On the other hand, as a method for detecting the position and the stroke amount of the piston 110, a method of calculating the speed of the piston 110 with a current value and a voltage value input into the compressor without installing a sensor to determine through the various calculation process However, this method has a problem in that the reliability of the compressor is deteriorated due to an error caused by a change in the calculation thrust constant and an abnormal current when the mechanical abnormality of the compressor occurs.
따라서, 본 발명의 목적은, 센서의 조립을 용이하게 할 수 있으며, 정확한 피스톤의 위치 및 행정량을 파악하여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 리니어압축기를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a linear compressor which can facilitate the assembly of the sensor and can improve the reliability by grasping the exact position and stroke of the piston.
도 1은 본 발명에 따른 리니어압축기의 종단면도,1 is a longitudinal sectional view of a linear compressor according to the present invention;
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 리니어압축기 내부의 평면도,2 is a plan view of the inside of the linear compressor according to line II-II of FIG.
도 3은 종래의 리니어압축기 종단면도.Figure 3 is a longitudinal cross-sectional view of a conventional linear compressor.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 : 외부케이싱 10 : 피스톤1: outer casing 10: piston
11 : 실린더블럭 12 : 압축실11 cylinder block 12 compression chamber
17 : 고정프레임 18 : 마그네트17: fixed frame 18: magnet
19 : 외부코어 20 : 센서코어19: external core 20: sensor core
21 : 지지부재 23 : 가동자21: support member 23: mover
30 : 센서 31 : 센서지지부재30 sensor 31 sensor supporting member
33 : 감지홀33: detection hole
상기 목적은, 본 발명에 따라, 압축실을 형성하는 실린더블럭과, 상기 압축실내에 왕복운동 가능하게 설치되는 피스톤과, 상기 피스톤의 일측단부에 연계되어 왕복운동하며 상기 실린더블럭의 외주면을 둘러싸는 마그네트를 갖는 가동자과, 상기 가동자의 내외측에 배치되는 내부코어 및 외부코어와, 상기 외부코어를 고정지지하는 고정프레임을 구비한 리니어압축기에 있어서, 상기 가동자에 고정되는 센서코어와; 상기 고정프레임에 설치되어 상기 센서코어의 왕복이동을 감지하는 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어압축기에 의해서 달성된다.According to the present invention, a cylinder block forming a compression chamber, a piston which is installed reciprocally in the compression chamber, and reciprocating in connection with one end of the piston to surround the outer peripheral surface of the cylinder block A linear compressor comprising a mover having a magnet, an inner core and an outer core disposed on the inside and the outside of the mover, and a fixed frame for holding the outer core, the sensor core being fixed to the mover; It is achieved by a linear compressor characterized in that it further comprises a sensor installed in the fixed frame to detect the reciprocating movement of the sensor core.
여기서, 상기 센서코어는 상기 가동자에 기립 고정되는 기둥형상의 지지부재 상단부에 설치되며; 상기 센서는 일단부가 상기 고정프레임에 기립 설치되는 기둥형상의 센서지지부재에 지지고정되며, 자유단부에는 상기 센서코어가 통과할 수 있도록 감지홀이 형성되어 있는 것이 바람직하다.Here, the sensor core is installed on the upper end of the columnar support member that is standing up fixed to the mover; The sensor is fixed to one end is supported by a columnar sensor support member that is installed in the fixed frame, the free end is preferably formed with a sensing hole for the sensor core to pass through.
또한, 상기 피스톤을 탄성지지하며 나선상의 복수의 날개를 가지고 상기 피스톤의 축선방향에 대해 가로방향으로 설치되는 판스프링을 더 포함하며; 상기 센서코어는 상기 날개의 사이공간으로 통과하여 상기 판스프링의 상부에 위치하는 것이 보다 효과적이다.The apparatus may further include a leaf spring elastically supporting the piston and having a plurality of spiral wings and installed transversely with respect to the axial direction of the piston; The sensor core is more effective to pass through the interspace between the blades and to be located above the leaf spring.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 리니어압축기의 종단면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 리니어압축기 내부의 평면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 리니어압축기는, 밀폐된 외부케이싱(1)과, 냉매를 흡입 압축하여 토출하는 압축부(3), 그리고 동력을 발생시키는 구동부(5)로 구성되어 있다.1 is a longitudinal cross-sectional view of a linear compressor according to the present invention, Figure 2 is a plan view inside the linear compressor according to line II-II of FIG. As shown in these figures, the linear compressor comprises a sealed outer casing 1, a compression section 3 for suction-pressing and discharging refrigerant, and a drive section 5 for generating power.
압축부(3)는 압축실(12)을 형성하는 실린더블럭(11)과, 압축실(12)내에 왕복운동 가능하게 설치되는 피스톤(10)과, 실린더블럭(11)의 하부영역에 마련되며 냉매의 흡입실(미도시)과 토출실(미도시)이 형성되어 있는 실린더헤드(13)를 갖는다.The compression unit 3 is provided in the cylinder block 11 forming the compression chamber 12, the piston 10 installed in the compression chamber 12 so as to reciprocate, and the lower region of the cylinder block 11. And a cylinder head 13 in which a suction chamber (not shown) and a discharge chamber (not shown) of the refrigerant are formed.
구동부(5)는 실린더블럭(11)의 외측을 둘러싸도록 마련되는 내부코어(15)와, 내부코아의 외주면을 소정간격을 두고 둘러싸도록 고정프레임(17)에 고정 설치되며 내부에 코일(45)이 권선되어 있는 외부코어(19), 그리고, 내부 및 외부코어(19)의 사이에 개재되어 내부 및 외부코어(19)의 자장과 전자기적으로 상호 작용하여 상하 왕복운동하는 마그네트(18)로 구성되어 있다.The driving unit 5 is fixed to the inner core 15 provided to surround the outer side of the cylinder block 11 and the fixed frame 17 so as to surround the outer circumferential surface of the inner core at a predetermined interval, and the coil 45 therein. The winding is composed of an outer core 19 and a magnet 18 interposed between the inner and outer cores 19 and electromagnetically interacting with the magnetic fields of the inner and outer cores 19 to reciprocate up and down. It is.
압축부(3)의 피스톤(10) 상단부에는 일영역이 구동부(5)의 내부 및 외부코어(19)의 사이에 개재되어 마그네트(18)를 지지고정하는 가동자(23)가 결합되어 있다. 이 가동자(23)는 전술한 마그네트(18)의 상하왕복운동에 연동되며, 이에 의해, 피스톤(10)이 압축실(12)내에서 상하왕복운동을 행하게 된다.The piston 23 of the compression section 3 is coupled to the upper end of the piston 10, the movable part 23 is interposed between the inner and outer core 19 of the drive section 5 to support the magnet 18. The mover 23 is linked to the up and down reciprocation of the magnet 18 described above, whereby the piston 10 performs the up and down reciprocation in the compression chamber 12.
그리고, 구동부(5)의 외부코어(19)를 고정하고 있는 고정프레임(17)의 상부영역에는 피스톤(10)의 상하왕복운동력을 배가시키는 판스프링(40)이 설치되어 있다. 이 판스프링(40)은 나선상의 복수의 날개(51)를 가지며, 고정프레임(17)의 상단부에 기립설치되어 있는 스프링스페이서(41)에 지지고정되어 피스톤(10)의 축선방향에 대해 가로방향으로 설치되고, 가동자(23)와 고정축(25)으로 연결되어 있다.In addition, a leaf spring 40 is provided in the upper region of the fixed frame 17 that fixes the outer core 19 of the drive unit 5 to double the up and down reciprocating force of the piston 10. The leaf spring 40 has a plurality of spiral blades 51 and is supported by a spring spacer 41 that is erected at an upper end of the fixed frame 17 to be transverse to the axial direction of the piston 10. It is installed by the mover 23 and is connected by the fixed shaft 25.
한편, 가동자(23)의 상단부 외측 연부에는 자성체의 센서코어(20)가 설치되어 있으며, 고정프레임(17)의 상단부에는 가동자(23)와 함께 상하 왕복운동하는 센서코어(20)의 행정을 감지하는 센서(30)가 설치되어 있다.On the other hand, the sensor core 20 of the magnetic material is installed on the outer edge of the upper end of the movable member 23, the stroke of the sensor core 20 to reciprocate up and down with the movable member 23 on the upper end of the fixed frame 17. Sensor 30 for detecting the is installed.
센서(30)의 일단부는 고정프레임(17) 상부면에 기립설치된 기둥형상의 센서지지부재(31) 상단부에 고정되어 있고, 센서(30)의 자유단부에는 센서코어(20)가 통과할 수 있도록 감지홀(33)이 형성되어 있으며, 센서코어(20)는 센서(30)의 감지홀(33)내에서 상하 왕복운동할 수 있도록 가동자(23)의 상부에 기립설치된 기둥형상의 지지부재(21) 상단부에 고정설치되어 있다.One end of the sensor 30 is fixed to the upper end of the columnar sensor support member 31 standing upright on the upper surface of the fixed frame 17, so that the sensor core 20 can pass through the free end of the sensor 30. The sensing hole 33 is formed, and the sensor core 20 is a pillar-shaped support member standing upright on the upper part of the mover 23 to vertically reciprocate in the sensing hole 33 of the sensor 30. 21) It is fixed to the upper part.
이 때, 센서코어(20)를 지지고정하고 있는 지지부재(21)는 고정프레임(17)의 상부영역에 설치된 판스프링(40)과 접촉되지 않게 판스프링(40)에 형성되는 빈공간을 통과하도록 설치되어 있으며, 이에 의해, 센서코어(20)는 판스프링(40)의 상부영역에서 상하 왕복운동한다. 또한, 센서코어(20)를 감지하는 센서(30) 역시, 판스프링(40)의 상부에 설치되어 있다.At this time, the support member 21 holding and supporting the sensor core 20 passes through the empty space formed in the leaf spring 40 so as not to contact the leaf spring 40 installed in the upper region of the fixed frame 17. In this way, the sensor core 20 reciprocates up and down in the upper region of the leaf spring 40. In addition, the sensor 30 for sensing the sensor core 20 is also provided on the upper portion of the leaf spring (40).
이러한 구성에 의해서, 외부전원이 인가되어 압축기가 구동되면, 내부 및 외부코어(19)의 사이에 개재되도록 가동자(23)에 설치된 마그네트(18)가 내부 및 외부코어(19)의 자장과 전자기적으로 상호 작용하여 상하 왕복운동하게 되고, 이에 의해, 가동자(23)와 연계된 피스톤(10)이 실린더블록의 압축실(12)내에서 상하 왕복운동하면서 냉매를 흡입압축 및 토출하게 된다. 이 때, 가동자(23)에 설치된 센서코어(20)가 피스톤(10)의 행정량과 동일하게 센서(30)의 감지홀(33)내에서 상하 왕복운동하게 되며, 센서(30)는 이 센서코어(20)의 상하 왕복운동을 감지하여 정확한 피스톤(10)의 행정량을 검출하게 되는 것이다.By such a configuration, when an external power source is applied and the compressor is driven, the magnet 18 installed in the movable member 23 is interposed between the inner and outer cores 19 so that the magnetic field and the electrons of the inner and outer cores 19 are increased. By virtue of interacting miraculously, the piston 10 associated with the mover 23 moves up and down reciprocally in the compression chamber 12 of the cylinder block while compressing and discharging the refrigerant. At this time, the sensor core 20 installed in the mover 23 is moved up and down in the sensing hole 33 of the sensor 30 in the same way as the stroke amount of the piston 10, the sensor 30 is By detecting the up and down reciprocating motion of the sensor core 20 is to detect the exact stroke of the piston (10).
이와 같이, 피스톤과 동일한 행정량을 갖도록 가동자에 센서코어를 설치하고, 고정프레임에 센서코어의 상하 왕복이동을 감지하는 센서를 설치함으로써, 정확한 피스톤의 위치 및 행정량을 검출할 수 있으며, 센서를 구동부와, 내부 및 외부코어와 이격되게 설치함으로써, 내부열과 윤활오일에 의해 발생되던 센싱오차를 방지할 수 있어 압축기의 신뢰성이 향상된다. 또한, 센서의 설치위치가 판스프링 상부에 배치되어 있기 때문에, 센서의 조립시, 인접부재와의 간섭이 없이 용이하게 조립할 수 있다.Thus, by installing the sensor core on the mover to have the same stroke amount as the piston, and by installing a sensor to detect the vertical reciprocating movement of the sensor core in the fixed frame, it is possible to detect the exact position and stroke of the piston, By installing a spaced apart from the drive unit, the inner and outer core, it is possible to prevent the sensing error caused by the internal heat and lubrication oil to improve the reliability of the compressor. In addition, since the installation position of the sensor is disposed above the leaf spring, the sensor can be easily assembled without interfering with adjacent members when the sensor is assembled.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 센서의 조립이 용이하며, 정확한 피스톤의 위치 및 행정량을 검출하여 신뢰성이 향상된 리니어압축기가 제공된다.As described above, according to the present invention, a linear compressor is provided, which is easy to assemble a sensor, and improves reliability by detecting an accurate position and stroke of a piston.
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