KR20050094005A - 리니어 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로, 본 발명에 따른 고정자(40)는 전원을 인가받아 자장을 형성하는 코일체(41)와, 코일체(41)에 설치되어 자속이 통과하는 외측코어(42)를 구비한다.

코일체(41)는 중공의 원통형상으로 전선(41a)이 권선되어 형성되는데, 이러한 코일체(41)에는 외측코어(42)를 지지할 수 있도록 코일체(41)의 형상을 유지해 주는 보형부재(41b)가 마련된다. 이때, 보형부재(41b)로는 바니쉬 등과 같은 함침제가 사용되며, 이 함침제가 전선(41a)과 전선(41a) 사이의 틈에 침투된 후 응고됨에 따라 코일체(41)가 그 형상을 견고히 유지할 수 있게 된다

Description

리니어 압축기{Linear Compressor}

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피스톤과 연동하는 가동자를 진퇴시키기 위한 고정자를 갖춘 리니어 압축기를 제공하는 것이다.

일반적으로 압축기는 냉매를 매개체로 하여 압축, 응축, 팽창, 증발과정이 연속적으로 수행되는 냉동사이클에서 냉매를 압축하여 외부로 내보내는 작용을 하는 것이며, 리니어 압축기는 직선운동력을 발휘하는 리니어모터가 피스톤을 직선왕복 운동시켜 냉매를 압축하는 것이다.

이러한 기능을 하는 종래의 리니어 압축기는 밀폐용기 내부에 냉매를 압축하는 압축장치와, 압축장치에 동력을 제공하는 구동장치로 구성된다.

압축장치는 내부에 압축실이 형성된 실린더블록과, 압축실내를 진퇴하며 냉매를 압축하는 피스톤을 구비하며, 실린더블록의 일측에는 흡입실과 토출실이 형성된 실린더헤드가 결합된다.

구동장치는 전원을 인가받아 자장을 형성하는 고정자와, 고정자와 소정거리 이격되게 배치되어 고정자와 함께 자속을 형성하는 내측코어와, 고정자와 내측코어 사이에 마련되어 피스톤을 구동하는 가동자를 포함하여 구성된다.

종래 압축기의 고정자를 보다 상세히 설명하면, 고정자는 원통형상의 보빈과, 보빈의 외주면에 권선되는 코일을 구비하며, 보빈에는 외측코어가 원주방향으로 설치되게 된다.

이때 보빈의 상하면에는 코어장착홈이 형성되어 여기에 외측코어가 끼워져 결합되게 되는 것이다.

이와 같이 구성된 종래 리니어 압축기는 코일에 전원이 인가되면 외측코어에 자장이 형성되고 이러한 자장과 가동자 사이의 자기적 상호작용에 의해 가동자가 직선 운동을 이루게 된다. 이와 동시에, 가동자에 연결된 피스톤이 압축실을 왕복 운동하게 되어 냉매를 압축할 수 있게 된다.

그러나, 종래 압축기의 고정자는 외측코어가 보빈에 장착되는 구조이므로, 구동 시 발생되는 열에 의해 보빈이 변형되는 경우 외측코어가 최초 설치 위치를 벗어나게 된다.

이에 따라, 가동자와 외측코어 사이의 갭이 일정하게 유지되지 못하게 되어 리니어모터의 전체적인 효율이 떨어지게 된다.

또한, 가동자와 외측코어가 직접 부딪히게 되는 경우에는 압축기가 파손되는 치명적인 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 압축기 구동시 발생되는 열에 의해 고정자가 변형되는 것을 방지할 수 있는 리니어 압축기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은; 실린더 내부를 진퇴하며 냉매를 압축하는 피스톤과, 상기 피스톤과 함께 진퇴하는 가동자와, 상기 가동자와의 전자기적 상호 작용을 통해 상기 가동자를 구동하는 고정자를 구비한 리니어 압축기에 있어서, 상기 고정자는 전선이 권선되어 형성된 코일체와, 상기 코일체에 설치되는 코어와, 상기 코일체가 상기 코어를 지지할 수 있도록 상기 코일체의 형상을 유지해 주는 보형부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보형부재는 상기 코일체를 형성하는 전선과 전선 사이에 침투되는 함침제인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 코일체와 상기 코어는 사출성형을 통해 상기 코일체와 상기 코어 사이에 충진된 성형물을 통해 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 코일체는 중공의 원통형상으로 마련되고, 상기 코어는 상기 코일체의 외주면을 따라 서로 이격되게 다수개 마련되며, 상기 성형물은 코어와 코어 사이에 충진된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 코어는 상기 가동자와의 대향측에 한 쌍의 티스부를 구비하며, 상기 성형물은 두 티스부 사이의 이격된 공간에 충진된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 성형물은 수지재로 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 코일체와 상기 코어 사이에는 상기 코일체를 보호하기 위한 보호부재가 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보호부재는 종이 재질로 마련된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 단면도이다.

도 1 을 참조하면, 본 발명에 따른 리니어 압축기는 밀폐용기(10) 내부에 냉매를 압축하는 압축장치(20)와, 압축장치(20)를 구동하는 구동장치(30)를 구비한다.

압축장치(20)는 압축실(21a)을 형성하는 실린더블록(21)과, 압축실(21a) 내에 왕복 운동가능하게 마련된 피스톤(22)을 포함하며, 실린더블록(21)의 하측에는 내부에 흡입실(미도시)과 토출실(미도시)이 형성된 실린더헤드(23)가 결합된다.

구동장치(30)는 실린더블록(21)의 외측에 마련되는 내측코어(31)와, 내측코어(31)의 외주면과 소정간격을 두고 둘러싸며 자장을 형성하는 고정자(40)와, 내측코어(31)와 고정자(40) 사이의 자속에 의해 상하 왕복 운동하도록 마그네트(51)가 설치된 가동자(50)를 포함하는 리니어모터로 마련된다.

본 발명에 따른 고정자(40)는 전원을 인가받아 자장을 형성하는 코일체(41)와, 코일체(41)에 설치되어 자속이 통과하는 외측코어(42)를 구비한다.

도 2를 참조하면, 코일체(41)는 중공의 원통형상으로 전선(41a)이 권선되어 형성되는데, 이러한 코일체(41)에는 도 3에 도시된 바와 같이 외측코어(42)를 지지할 수 있도록 코일체(41)의 형상을 유지해 주는 보형부재(41b)가 마련된다.

이때, 보형부재(41b)로는 바니쉬 등과 같은 함침제가 사용되며, 이 함침제가 전선(41a)과 전선(41a) 사이의 틈에 침투된 후 응고됨에 따라 코일체(41)가 그 형상을 견고히 유지할 수 있게 된다. 여기에서, 바니쉬는 천연수지나 합성수지를 용매에 녹여 만든 광택이 있는 투명한 피막을 형성하는 도료이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 함침 가공된 코일체(41)에는 그 외면을 따라 외측코어(42)가 서로 이격되게 다수개 배치되게 된다. 외측코어(42)는 상부외측코어(42a)와 하부외측코어(42b)로 구분되며, 코일체(41)에 두 외측코어(42a,42b)가 서로 대응되게 결합된다. 또, 외측코어(42a,42b)는 가동자(50)와 대향측에 티스부(42c,42d)가 마련되는데, 이 티스부(42c,42d)를 통해 가동자(50)와 전자기적으로 상호 작용하는 대향면적이 증대되어 피스톤(22)의 스토로크를 효과적으로 늘릴 수 있게 된다.

그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 코일체(41)와 외측코어(42)는 사출성형을 통해 코일체(41)와 외측코어(42) 사이에 충진된 성형물(43)로 고정된다. 이러한 성형물(43)은 수지재 등이 사용되어 각 외측코어(42) 사이와, 외측코어(42)의 두 티스부(42c,42d) 사이의 이격된 공간에 충진되어 코일체(41)에 외측코어(42)를 견고히 고정시키게 된다.

한편, 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 고정자(40)는 코일체(41)의 손상을 방지하기 위해 코일체(41)와 외측코어(42) 사이에 마련되어 코일체(41)를 감싸는 보호부재(44)를 더 포함할 수 있으며, 보호부재(44)는 코일체(41)와 외측코어(42) 사이에 자속이 원활히 흐를 수 있도록 얇은 종이 등으로 마련되는 것이 바람직하다.

다음은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 동작 및 그에 따른 효과를 설명한다.

먼저, 전선(41a)이 권선된 코일체(41)로 전원이 인가되면, 그로부터 유기되는 자장이 가동자(50)에 설치된 마그네트(51)에 의한 자계와 상호작용하여 피스톤(22)을 상하방향으로 왕복 운동시키게 되며, 피스톤(22)의 왕복 운동에 의해 냉매가 흡입되어 압축된 후 토출되게 된다.

이때, 코일체(41)와 외측코어(42)는 사출 성형된 수지재의 성형물(43)을 통해 견고히 고정되게 되므로, 압축기 구동시 발생되는 진동에 의해 외측코어(42)가 코일체(41)로부터 유동되거나 이탈되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 고정자(40)는 외측코어(42)가 별도의 보빈없이 코일체(41)에 직접 결합되는 구조이므로, 압축기 구동시 발생되는 열에 의해 고정자(40)가 변형되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 리니어 압축기는 코일체에 외측코어가 별도의 보빈없이 직접 고정되며, 이때 외측코어는 사출성형을 통해 마련된 성형물을 통해 코일체에 견고히 고정되게 된다.

이에 따라, 압축기 구동시 발생되는 열에 의해 고정자가 변형되는 것이 방지 되어 가동자와 외측코어간의 갭이 일정하게 유지되게 된다. 따라서, 최초 가동자와 외측코어 사이의 갭을 최소한으로 설정할 수 있게 됨으로 리니어모터의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 리니어 압축기는 보빈이 삭제됨에 따라 코일체를 이루는 전선의 권회량을 늘릴 수 있게 되어 리니어모터의 출력을 증가시킬 수 있으며, 작업공정 및 생산비를 절감할 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 코일체를 보인 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 코일체를 보인 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 코일체와 코어의 결합을 보인 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 코일체와 코어가 사출물을 통해 서로 고정된 상태를 보인 사시도이다.

도 6은 본 발명에 따른 리니어 압축기에 있어서 코일체와 코어사이에 보호부재가 마련된 것을 보인 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 밀폐용기, 21 : 실린더블록,

21a : 압축실, 22 : 피스톤,

31 : 내측코어, 40 : 고정자,

41 : 코일체, 41a : 전선,

41b : 보형부재, 42 : 외측코어,

42a : 상부외측코어, 42b : 하부외측코어,

42c,42d : 티스부, 43 : 성형물,

44 : 보호부재.

Claims (8)

1. 실린더 내부를 진퇴하며 냉매를 압축하는 피스톤과, 상기 피스톤과 함께 진퇴하는 가동자와, 상기 가동자와의 전자기적 상호 작용을 통해 상기 가동자를 구동하는 고정자를 구비한 리니어 압축기에 있어서,

   상기 고정자는 전선이 권선되어 형성된 코일체와, 상기 코일체에 설치되는 코어와, 상기 코일체가 상기 코어를 지지할 수 있도록 상기 코일체의 형상을 유지해 주는 보형부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 보형부재는 상기 코일체를 형성하는 전선과 전선 사이에 침투되는 함침제인 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 코일체와 상기 코어는 사출성형을 통해 상기 코일체와 상기 코어 사이에 충진된 성형물을 통해 고정되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 코일체는 중공의 원통형상으로 마련되고,

   상기 코어는 상기 코일체의 외주면을 따라 서로 이격되게 다수개 마련되며,

   상기 성형물은 코어와 코어 사이에 충진된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 코어는 상기 가동자와의 대향측에 한 쌍의 티스부를 구비하며,

   상기 성형물은 두 티스부 사이의 이격된 공간에 충진된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 성형물은 수지재로 마련된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 코일체와 상기 코어 사이에는 상기 코일체를 보호하기 위한 보호부재가 마련된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
8. 7항에 있어서,

   상기 보호부재는 종이 재질로 마련된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.