KR20050061955A - 리니어 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어모터를 실린더블럭 및 지지프레임 사이에 위치시킨 상태에서 스크류 등과 같은 체결부재를 통해 견고하게 지지할 수 있도록 한 리니어 압축기에 관한 것이다.

본 발명에 따른 리니어 압축기는 압축실(32)이 형성된 실린더블럭(31)과; 실린더블럭(31) 상에 안착되며, 내·외측코어(21.22) 및 마그네트(24)가 구비되는 리니어모터(20)와; 리니어모터(20)의 외측코어(22) 상부에 마련되는 지지프레임(25)과; 지지프레임(25)을 관통하여 실린더블럭(31)에 체결되어, 리니어모터(20)의 외측코어(22)를 지지하는 복수의 체결부재(60)와; 실린더블럭(31) 및 지지프레임(25) 사이에 밀착 개재되어, 체결부재(60)의 체결력에 의해 발생되는 실린더블럭(31)의 변형을 방지하는 복수의 변형방지부재(70)를 포함한다. 이에 따라, 리니어모터 결합시 발생되는 실린더블럭의 변형으로 인한 리니어 압축기의 성능 저하를 효율적으로 방지할 수 있다.

Description

리니어 압축기 {LINEAR COMPRESSOR}

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 리니어모터를 실린더블럭 및 지지프레임 사이에 위치시킨 상태에서 스크류 등과 같은 체결부재를 통해 견고하게 지지할 수 있도록 한 리니어 압축기에 관한 것이다.

일반적으로, 압축기(Compressor)는 냉장고나 공기조화기 등과 같은 냉동사이클을 이용하는 제품에서 냉매를 흡입하여 압축하는 장치로서, 피스톤이 직선왕복운동하여 냉매를 압축하는 왕복동형 압축기 및 베인이 회전하여 냉매를 압축하는 회전형 압축기로 구분된다.

특히, 왕복동형 압축기의 일종인 리니어 압축기(Linear Compressor)는 리니어모터를 이용하여 피스톤을 왕복운동시켜 냉매를 압축시키도록 한 것으로, 다른 종류의 압축기들에 비해 상대적으로 에너지 손실이 적어 그 효율성이 높다는 장점이 있다. 이러한 리니어 압축기는 밀폐용기의 내부에 마련되며, 외부전원을 인가받아 동력을 발생시키는 구동부와; 구동부의 동력을 이용하여 냉매가스를 흡입하여 압축하는 압축부를 포함하여 구성된다. 구동부로는 통상적으로 리니어모터가 사용되고 있다.

종래 리니어 압축기의 리니어모터는 압축부의 실린더블럭 외측에 마련되는 내측코어와; 내측코어의 외측을 둘러싸고 설치되며, 코일이 권선되어 있는 외측코어와; 내측코어 및 외측코어 사이에 개재되어, 내측코어 및 외측코어의 자장과 전자기적으로 상호 작용하여 상하방향을 따라 왕복운동하는 마그네트를 포함한다. 특히, 리니어모터는 도 1에 도시된 바와 같이, 실린더블럭(2) 및 지지프레임(4) 사이에 외측코어(6)를 위치시킨 상태에서 스크류 등과 같은 체결부재(8)를 이용하여 실린더블럭(2)과 지지프레임(4)을 견고히 체결함으로써 그 밀착력에 의해 견고히 지지되는 구조를 가지고 있다.

그러나 상기와 같은 구조를 지닌 리니어 압축기의 리니어모터 지지구조는 체결부재(8)의 체결력에 의해 실린더블럭(2)에 변형이 발생될 가능성이 상당히 높으며, 이는 냉매의 누설을 유발시켜 리니어 압축기의 성능을 저하시키는 하나의 원인이 된다.

이러한 실린더블럭(20)의 변형은 리니어 압축기의 특성상 실린더블럭(2)이 알루미늄 등과 같은 비자성체 재질로 이루어져, 스틸로 이루어지는 일반 압축기에 비해 체결부재(8)의 체결에 의한 변형에 매우 취약하다는 데 기인한다.

또한, 실린더블럭(2)의 볼트체결홀과 외측코어(6)의 안착면에 거리가 모멘트력을 증가시킴으로써 실린더블럭(2)의 변형을 가중시킬 가능성이 높다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 리니어모터의 지지구조를 개선시킴으로써 실린더블럭의 변형량을 최소화시킬 수 있는 리니어 압축기를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 압축실이 형성된 실린더블럭과; 상기 실린더블럭 상에 안착되며, 내·외측코어 및 마그네트가 구비되는 리니어모터와; 상기 리니어모터의 외측코어 상부에 마련되는 지지프레임과; 상기 지지프레임을 관통하여 상기 실린더블럭에 체결되어, 상기 리니어모터의 외측코어를 지지하는 복수의 체결부재와; 상기 실린더블럭 및 상기 지지프레임 사이에 밀착 개재되어, 상기 체결부재의 체결력에 의해 발생되는 상기 실린더블럭의 변형을 방지하는 복수의 변형방지부재를 포함하여 구성되는 데 그 특징이 있다.

상기 복수의 변형방지부재는 상기 복수의 체결부재와 동심으로 설치되어, 상기 실린더블럭 및 상기 지지프레임 사이에 밀착 개재되는 것이 바람직하다.

상기 복수의 변형방지부재는 그 높이를 모두 동일하게 설정하는 것이 바람직하다.

상기 실린더블럭은 알루미늄 재질을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 리니어 압축기는 밀폐용기(10)의 내부에 마련되며, 외부전원을 인가받아 동력을 발생시키는 리니어모터(20)와; 리니어모터(20)에서 발생되는 동력을 이용하여 냉매를 흡입·압축하는 압축부(30)를 포함하여 구성된다.

리니어모터(linear motor)(20)는 압축부(30)의 실린더블럭(31) 압축실(32) 외측에 마련되는 내측코어(21)와; 내측코어(21)의 외측을 둘러싸고 설치되는 외측코어(22)와; 외측코어(22)의 외주면 상에 권선되는 코일(23)과; 내측코어(21) 및 외측코어(22) 사이에 개재되어, 내측코어(21) 및 외측코어(22)의 자장과 전자기적으로 상호 작용하여 상하방향을 따라 왕복운동하는 마그네트(24)를 포함한다.

내측코어(21) 및 외측코어(22)는 링 형상을 가지고 동심원 구조로 배치되어 있다.

외측코어(22)는 다수의 전기강판을 적층하여 만들어진 것으로, 그 상단과 하단은 체결부재(60)의 체력력에 의해 실린더블럭(31) 및 지지프레임(25)에 지지된다. 외측코어(22)의 지지구조에 대한 자세한 설명은 도 3 내지 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.

압축부(30)는 압축실(32)이 형성된 실린더블럭(31)과; 실린더블럭(31)의 압축실(32)을 왕복운동하는 피스톤(33)과; 흡입실(34) 및 토출실(35)이 형성된 실린더헤드(36)를 포함한다.

압축부(30)의 상부영역에는 마그네트(24) 및 피스톤(33)과 일체로 결합된 가동부재(40)가 마련된다. 가동부재(40)는 마그네트(24)의 왕복운동에 의해 연동되어, 그와 연결된 피스톤(33)을 실린더블럭(31)의 압축실(32) 내에서 왕복운동 가능하게 한다.

가동부재(40) 및 지지프레임(25)의 상부영역에는 피스톤(33)의 상하왕복운동을 배가시키기 위한 공진스프링(50)이 설치되어 있으며, 지지프레임(25) 및 공진스프링(50) 사이에는 피스톤(33)의 위치를 잡아주기 위한 스페이서(spacer)(52)가 설치되어 있다.

도 3은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 리니어모터 결합구조를 도시한 분해사시도이고, 도 4는 도 3의 결합사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 리니어모터 결합구조를 도시한 부분단면도이다. 설명의 이해를 돕기 위해 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 리니어 압축기는 압축실(32)이 형성된 실린더블럭(31)과; 실린더블럭(31) 상에 안착되며, 내·외측코어(21,22) 및 마그네트(24)가 구비되는 리니어모터(20)와; 리니어모터(20)의 외측코어(22) 상부에 마련되는 지지프레임(25)과; 지지프레임(25)을 관통하여 실린더블럭(31)에 체결되어, 리니어모터(20)의 외측코어(22)를 지지하는 복수의 체결부재(60)와; 실린더블럭(31) 및 지지프레임(25) 사이에 밀착 개재되어, 체결부재(60)의 체결력에 의해 발생되는 실린더블럭(31)의 변형을 방지하는 복수의 변형방지부재(70)를 포함하여 구성된다.

실린더블럭(31)과 지지프레임(25)에는 체결부재(60)와 대응되는 복수의 체결홈(31a) 및 관통홀(25a)이 각각 형성되어 있다.

복수의 변형방지부재(70)는 장형의 바아 형상을 가지고 복수의 체결부재(60)와 동심으로 설치되어, 실린더블럭(31) 및 지지프레임(25) 사이에 밀착 개재됨으로써 체결부재(60)의 체결력에 의한 실린더블럭(31)의 변형을 미연에 방지할 수 있다.

그리고 복수의 변형부재(70)는 체결부재(60)의 체결에 의해 발생되는 압착력을 충분히 견딜 수 있을 정도의 내구성을 지니며, 그 높이는 외측코어(22)의 높이 이상으로 모두 동일하게 설정하는 것이 바람직하다. 그로 인해, 실린더블럭(31)의 압착면을 균일하게 유지할 수 있다.

실린더블럭(31)은 비자성체인 알루미늄 재질을 포함하여 이루어지며, 내열성을 보다 향상시키기 위해 아노다이징(anodizing) 처리되어 있다. 필요에 따라 실린더블럭(31)의 재질은 비자성체임과 동시에 내열성 및 내구성을 지닌 공지의 여러가지 재질을 선택적으로 사용 가능하다.

한편, 체결부재(60)가 변형방지부재(70)를 관통하여 체결됨으로써 기존에 비해 실린더블럭(31) 체결부위의 모멘트력을 감소시킬 수 있어 실린더블럭(31)의 변형을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 변형방지부재를 통해 리니어모터 결합시 발생되는 실린더블럭의 변형으로 인한 리니어 압축기의 성능 저하를 효율적으로 방지할 수 있다.

또한, 실린더블럭의 변형을 방지함으로써 피스톤의 왕복운동에 따른 마찰력이 작아지므로, 그에 따른 마모를 최소화할 수 있다.

도 1은 종래 리니어 압축기의 리니어모터 결합구조를 도시한 사시도이고,

도 2는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이고,

도 3은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 리니어모터 결합구조를 도시한 분해사시도이고,

도 4는 도 3의 결합사시도이고,

도 5는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 리니어모터 결합구조를 도시한 부분단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

20 : 리니어모터 21 : 내측코어

22 : 외측코어 23 : 코일

24 : 마그네트 25 : 지지프레임

30 : 압축부 31 : 실린더블럭

33 : 피스톤 36 : 실린더헤드

40 : 가동부재 50 : 공진스프링

60 : 체결부재 70 : 변형방지부재

Claims (4)

1. 압축실이 형성된 실린더블럭과;

   상기 실린더블럭 상에 안착되며, 내·외측코어 및 마그네트가 구비되는 리니어모터와;

   상기 리니어모터의 외측코어 상부에 마련되는 지지프레임과;

   상기 지지프레임을 관통하여 상기 실린더블럭에 체결되어, 상기 리니어모터의 외측코어를 지지하는 복수의 체결부재와;

   상기 실린더블럭 및 상기 지지프레임 사이에 밀착 개재되어, 상기 체결부재의 체결력에 의해 발생되는 상기 실린더블럭의 변형을 방지하는 복수의 변형방지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 변형방지부재는 상기 복수의 체결부재와 동심으로 설치되어, 상기 실린더블럭 및 상기 지지프레임 사이에 밀착 개재되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 복수의 변형방지부재는 그 높이가 모두 동일한 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 실린더블럭은 알루미늄 재질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.