KR20090041732A - 왕복동식 압축기 - Google Patents

왕복동식 압축기 Download PDF

Info

Publication number
KR20090041732A
KR20090041732A KR1020070107387A KR20070107387A KR20090041732A KR 20090041732 A KR20090041732 A KR 20090041732A KR 1020070107387 A KR1020070107387 A KR 1020070107387A KR 20070107387 A KR20070107387 A KR 20070107387A KR 20090041732 A KR20090041732 A KR 20090041732A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reciprocating compressor
motor
dead center
piston
pole
Prior art date
Application number
KR1020070107387A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101328307B1 (ko
Inventor
강양준
전영환
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020070107387A priority Critical patent/KR101328307B1/ko
Priority to EP08842439.5A priority patent/EP2203970B1/en
Priority to CN2008801132867A priority patent/CN101835981B/zh
Priority to US12/739,074 priority patent/US8419389B2/en
Priority to PCT/KR2008/005991 priority patent/WO2009054633A2/en
Publication of KR20090041732A publication Critical patent/KR20090041732A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101328307B1 publication Critical patent/KR101328307B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/02Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moved one way by energisation of a single coil system and returned by mechanical force, e.g. by springs
    • H02K33/04Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moved one way by energisation of a single coil system and returned by mechanical force, e.g. by springs wherein the frequency of operation is determined by the frequency of uninterrupted AC energisation
    • H02K33/06Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moved one way by energisation of a single coil system and returned by mechanical force, e.g. by springs wherein the frequency of operation is determined by the frequency of uninterrupted AC energisation with polarised armatures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • F04B35/045Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric using solenoids
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

본 발명은 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 압축공간으로 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키는 왕복동식 압축기에 관한 것으로서, 특히 고정부재와 가동부재를 판 스프링으로 연결하고 이너스테이터를 둘러싸는 블럭들로 구성되고 각 블록의 상부 폴의 길이 또는 각 블록의 하부 폴의 길이가 모두 같지는 않은 아웃터 스테이터를 포함하여 모터(코일부)에 전원을 인가하는 데에 필요한 인버터 스위치의 개수를 1개로 줄인 왕복동식 압축기에 관한 것이다.

Description

왕복동식 압축기{RECIPROCATING COMPRESSOR}
본 발명은 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 압축공간으로 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키는 왕복동식 압축기에 관한 것으로서, 특히 고정부재와 가동부재를 판 스프링으로 연결하고 이너스테이터를 둘러싸는 블럭들로 구성되고 각 블록의 상부 폴의 길이 또는 각 블록의 하부 폴의 길이가 모두 같지는 않은 아웃터 스테이터를 포함하여 모터(코일부)에 전원을 인가하는 데에 필요한 인버터 스위치의 개수를 1개로 줄인 왕복동식 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 압축기(Compressor)는 전기모터나 터빈 등의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 냉매 또는 그 밖의 다양한 작동가스를 압축시켜 압력을 높여주는 기계장치로써, 냉장고와 에어컨 등과 같은 가전기기 또는 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.
이러한 압축기를 크게 분류하면, 피스톤(Piston)과 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡,토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직 선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시키는 왕복동식 압축기(Reciprocating compressor)와, 편심 회전되는 롤러(Roller)와 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡,토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 롤러가 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축시키는 회전식 압축기(Rotary compressor)와, 선회 스크롤(Orbiting scroll)과 고정 스크롤(Fixed scroll) 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 선회 스크롤이 고정 스크롤을 따라 회전되면서 냉매를 압축시키는 스크롤식 압축기(Scrool compressor)로 나뉘어진다.
최근에는 왕복동식 압축기 중에서 특히 피스톤이 왕복 직선 운동하는 구동모터에 직접 연결되도록 하여 운동전환에 의한 기계적인 손실이 없어 압축효율을 향상시킬 뿐 아니라 구조가 간단한 왕복동식 압축기가 많이 개발되고 있다.
도 1a는 기존의 왕복동식 압축기를 개념적으로 설명한 도면으로, 왕복동식 압축의 구동에 필요한 부분을 설명하는 도면이다. 압축 및 팽창에 필요한 실린더(4) 및 실린더 내측에 구비되고 왕복 운동이 가능한 피스톤(6)이 구비되어 있다. 실린더(4)는 실린더(4) 내부의 압축공간(P)의 압력에 따라 개폐가 달라지는 토출밸브(24)를 구비한다. 왕복동식 압축기는 압축에 필요한 동력을 제공하는 모터(10)를 구비하고 있으며, 모터는 복수개의 라미네이션이 원주방향으로 적층되도록 구성되어 실린더(4) 외측에 설치되는 이너 스테이터(12), 코일 권선체(14a)를 내부에 포함하며 실린더(4)의 외측에 이너 스테이터(12)와 소정의 간격을 두고 설치되는 아웃터 스테이터(14), 이너 스테이터(12)와 아웃터 스테이터(14) 사이의 간극에 위치되며 피스톤(6)과 연결되는 영구자석(16)으로 구성된다. 피스톤(6)의 일면과 실린 더(4)와 연결된 백 커버(2)는 스프링(5)으로 연결되어 있으며, 바람직하게는 코일 스프링으로 연결되어 있다.
왕복동식 모터(10)에서 상기 코일 권선체(14a)에 전류가 인가됨에 따라 전자기력이 발생되고, 이와 같은 전자기력과 상기 영구자석(16)의 상호작용에 의해 상기 영구자석(16)이 왕복 직선 운동하게 되고, 상기 영구자석(16)과 연결된 피스톤(6)이 상기 실린더(4) 내부에서 왕복 직선 운동하게 된다.
도 1b는 기존 왕복동식 압축기의 모터에 전원을 인가하기 위한 회로도를 도시한 도면이다. 가정용 또는 산업용 교류전원(미도시)를 정류하여 직류로 바꾼 직류 전원공급부(22)가 있고, 이를 인버터 스위치부(S1부터 S4까지)가 제어한다. 교류전원을 정류하는 정류부, 정류된 전원을 안정시키는 직류 링크부가 있으나, 이는 생략되었다. 정류부(미도시)와 직류 링크부(미도시)를 거친 직류 전원이 인버터 스위치부(S1부터 S4까지)를 통해 적절한 크기 및 주파수를 갖는 교류전원으로 변하고, 상기 교류전원 Vm이 모터(도 1a에서 10)에 인가된다. 그런데 이러한 전원공급장치는 스위치가 4개나 쓰이므로, 가격이 저렴하지 않으며, 전원공급장치도 복잡하게 된다.
도 1c는 기존 왕복동식 압축기의 동작을 나타낸 그래프 및 왕복동식 압축기의 모델링을 나타낸 도면이다. 모터(도 1a에서 10)에 전원이 인가되지 않고, 어떠한 외력도 없는 경우, 피스톤(6)의 헤드와 실린더의 압축공간을 이루는 일면 사이의 거리(이하 초기치)를 Xi로 한다. 피스톤(6)의 헤드가 실린더의 압축공간을 이루 는 일면과 가장 가까운 때를 상사점 또는 상사부, 피스톤(6)의 헤드가 실린더의 압축공간을 이루는 일면과 가장 먼 때를 하사점 또는 하사부라고 한다. 실린더(4) 내측에 피스톤(6)이 왕복 운동이 가능하도록 구비되며, 피스톤(6)의 질량은 m, 피스톤(6)을 실린더와 연결된 백커버(도 1에서 2)와 연결하는 스프링의 탄성 계수는 k, 저항 상수는 Cf이다. ΔP는 냉각 장치의 냉각 사이클에서 토출하는 토출압과 흡입하는 흡입압의 차이로, ΔP ·As는 토출압과 흡입압의 차이로 인해 피스톤(6)을 미는 힘이며, 이는 가스 스프링으로 모델링이 가능하다. 효율을 위해 상사점은 실린더(4)의 일면인 것이 바람직하다 즉, 상사점에서 Xi = 0이 바람직하다. 모터(10)에 전원이 인가되지 않고, 다른 외력이 가해지지 않으면 피스톤(6)은 상사점과 하사점의 중간에 위치하게 된다.
기존 왕복동식 압축기의 1주기 동안의 동작은 다음과 같다. 피스톤(6)이 C에서 출발한다고 가정하면 Xi가 최대가 되고 토출밸브(미도시)가 닫힌 상태이다. 피스톤(6)이 이동하여 Xi가 감소하면 압력이 높아지면서 토출밸브가 열리기 충분한 압력까지 높아진다(D). 토출밸브(미도시)가 열리면 압축되었던 유체(냉매)가 토출되며 압력은 변화가 없고 피스톤의 일면은 Xi = 0이 될 때까지 이동한다(A). 상사점까지 압축이 완료되면 피스톤(6)은 반대 방향으로 이동한다. Xi가 증가하면 압축공간의 부피가 커지고 일정한 값 이상으로 Xi가 커지면 토출밸브가 닫히게 된다(D). 토출밸브가 닫힌 상태에서 흡입과정이 진행되면 Xi가 증가하므로 압력이 감소하고, 처음 위치인 C로 돌아가 한 주기가 종료된다.
이러한 왕복동식 압축기는 모터에 전원을 공급하는 전원공급부(전원공급장 치)는 스위치가 4개나 쓰이므로, 가격이 저렴하지 않으며, 전원공급장치도 복잡하고 제어도 간단하지 않게 된다.
이에 따라, 본 발명은 인버터 스위치부의 스위치 갯수를 줄인 전원공급장치를 구비하여 제어가 쉽고 제조 비용이 저렴한 왕복동식 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 1개의 인버터 스위치를 통해서도 제어가 가능하도록 고정부재와 가동부재가 판 스프링을 통해 연결되고, 모터의 아웃터 스테이터가 각 블록으로 구성되며 이웃하는 블록의 상부 폴의 길이가 상이한 왕복동식 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명인 왕복동식 압축기는 피스톤을 포함하는 가동부재, 실린더, 실린더에 구비되어 피스톤을 왕복운동하게 하는 모터를 포함하는 고정부재, 일부는 가동부재에 고정되어 있고 다른 일부는 고정부재에 고정되어 있으며, 가동부재가 상사점에서 하사점으로 구동되는 동력을 제공하는 단일 또는 복수 개의 스프링 및 가동부재와 고정부재 및 스프링을 감싸는 쉘을 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기에서,
상기 모터는 코어 블록들이 원주방향으로 절연 적층된 이너스테이터, 코일 권선체를 내부에 포함하며 이너스테이터를 일정한 간격으로 둘러싸는 복수 개의 블록으로 구성되고 각 블록은 원주방향으로 형성된 코일을 포함하며 폴 팁에 의해 이 격된 상부폴과 하부폴로 이루어지며, 각 이웃하는 블록의 상부 폴의 길이 및 하부 폴의 길이가 같지 않은 아웃터스테이터 및 이너스테이터와 아웃터스테이터 사이에 간극을 유지하며, 상호 전자기력에 의해 왕복 직선 운동하는 단일 또는 복수개의 영구자석을 포함한다.
또한, 상기 모터에서 서로 대향하는 위치에 있는 블록의 상부 폴의 길이의 합이 일정한 것이 바람직하다.
또한, 상기 모터의 각 블록의 폴 팁의 길이는 모두 같은 것이 바람직하다.
또한, 상기 모터에서 각 블록의 상부 폴의 길이는 중심각이 변함에 따라 사인 함수를 이루는 것이 바람직하다.
또한, 상기 왕복동식 압축기는 모터로 전압을 인가하는 인버터 스위치를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 압축기의 초기 상태에서 피스톤이 하사점에 위치하는 것이 바람직하다.
또한, 가동부재가 상사점에서 하사점으로 구동되는 때는 제어부가 모터에 전원이 인가하지 않고 스프링을 통해 구동하는 것이 바람직하다.
또한, 가동부재가 하사점에서 상사점으로 구동되는 때는 제어부가 모터에 전원이 되어 모터에 의해 구동하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 본 발명은 인버터 스위치부의 스위치 갯수를 줄인 전원공급장치 를 구비하여 제어가 쉽고 제조 비용이 저렴한 왕복동식 압축기를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 1개의 인버터 스위치를 통해서도 제어가 가능하도록 고정부재와 가동부재가 판 스프링을 통해 연결되고, 모터의 아웃터 스테이터가 각 블록으로 구성되며 이웃하는 블록의 상부 폴의 길이를 달리하여, 가동부재가 안정적으로 직선왕복운동을 수행하도록 하는 효과가 있다.
이하에서, 본 발명은 본 발명의 실시예들 및 첨부도면에 기초하여 상세하게 설명된다.
도 2a는 본 발명인 왕복동식 압축기의 모터에 전원을 인가하기 위한 회로도를 도시한 도면이다. 가정용 또는 산업용 교류전원(미도시)를 정류하여 직류로 바꾼 직류 전원공급부(22)가 있고, 이를 인버터 스위치(S)가 제어한다. 제어부(미도시)가 가정용 또는 산업용 교류전원(미도시)를 왕복동식 압축기가 필요로 하는 교류전원으로 제어한다. 제어된 전원은 모터(201)에 공급된다. 이렇게 회로도를 구성하여 모터에 전원을 인가하는 경우, 인버터 스위치의 수가 감소하여 제어가 간단하고, 제조 비용도 저렴해진다.
도 1c의 위쪽에 도시된 그래프에서 C 에서 D를 거쳐 A로 가는 압축과정에서는 압축으로 인해 부피를 줄이므로 열역학적으로도 기체에 일을 해주어야 하지만, A에서 B를 거쳐 C로 가는 흡입 과정에서는 열역학적으로는 기체가 피스톤에 일을 해주는 것을 알 수 있다. 따라서 본 발명인 왕복동식 압축기는 압축과정에서는 압축과정에서는 전원을 공급하여 피스톤을 이동시키고, 흡입과정에서는 전원을 공급하지 않고 다른 동력을 통해 피스톤을 이동시킨다. 다른 동력은 가동부재와 구동부재를 개념적으로 설명한 도면을 통해 추후에 설명될 것이다.
도 2b는 본 발명인 왕복동식 압축기의 가동부재와 구동부재를 개념적으로 설명한 도면이다. 실린더(4), 실린더 내측에 구비되고 왕복 운동이 가능한 피스톤(6), 토출밸브(24)는 도 1a와 동일하다.
본 발명인 왕복동식 압축기는 피스톤(6)이 하사점에서 상사점으로 가는 압축과정에서는 동력을 통해 피스톤(6)을 이동시키지만, 피스톤(6)이 상사점에서 하사점으로 가는 흡입과정에서는 모터를 구동시키지 않고 스프링의 복원력을 통해 피스톤(6)을 이동시킨다. 기존의 왕복동식 압축기처럼 백 커버(도 1a에서 2)와 피스톤(도 1a에서 6)을 압축식 코일 스프링(도 1a에서 5)으로 연결하게 되면 상사점에서 하사점으로 피스톤을 이동시킬 때 구동력을 얻을 수 없다. 따라서 스프링의 구조를 바꿀 필요가 있다.
도 1a에서처럼 백 커버(도 1a에서 2)와 피스톤(도 1a에서 6)을 스프링으로 연결하고 흡입과정에서는 모터를 구동시키지 않고 피스톤을 이동시키려면 상사점에서 하사점으로 피스톤을 이동시킬 때 복원력이 있어야 한다. 이러한 스프링으로는 인장형 스프링, 판 스프링 등이 가능하다. 인장형 스프링의 경우 인장형 스프링을 지지하는 별도의 장치가 필요하고, 이로 인해 조립이 힘들어 뒤에 든 예시에서는 판 스프링(5a)을 사용하였으나, 판 스프링(5a)은 단지 예시일 뿐이며 상사점에서 하사점으로 피스톤을 이동시킬 때 복원력이 발생하는 스프링이면 어느 것이든 무관하다.
피스톤(6)이 상사점에서 하사점으로 가는 흡입과정에서는 모터를 구동시키지 않고 판 스프링(5a)의 복원력만을 통해 피스톤(6)을 이동시켜야 한다. 판 스프링의 복원력만으로 피스톤(6)을 상사점에서 하사점으로 이동시켜야 하므로 모터(10)에 전원이 인가되지 않고 다른 외력이 가해지지 않는 경우, 피스톤(6)은 하사점에 위치하도록 설계된다. 이를 위해 피스톤(6)의 일면과 모터(10)에 연결되는 지지부재(18) 사이는 도 1a와 달리 판 스프링(5a)를 통해 연결되어 있으며, 피스톤(6)이 상사점 쪽으로 이동하면, 판 스프링(5a)에 의해 하사점으로 가려는 복원력이 발생한다.
이러한 구성을 가지는 왕복동식 압축기의 경우, 상사점에서 하사점으로 가는 흡입과정에서는 모터를 구동시키지 않고 판 스프링(5a)의 복원력만을 통해 피스톤(6)을 이동시키므로, 모터에 전원이 인가되지 않고 외력이 없는 경우(이하 초기 상태라고 한다) 판 스프링(5a)의 복원력으로 인해 피스톤(6)이 하사점에 위치하게 된다.
모터(10)의 경우, 이너 스테이터(12)와 영구자석(16)은 동일하나 코일 권선체(14a)를 내부에 포함하는 아웃터 스테이터(14)의 구성이 도 1a와 다르다. 아웃터(아우터) 스테이터(14)를 실린더(4) 측에서 보면 상사점으로부터 가까이 있는 상부 폴(15a), 하사점으로부터 가까이 있는 하부 폴(15b)이 있다. 상부 폴(15a)과 하부 폴(15b)이 사이를 폴 팁(15c)이라고 한다.
아웃터 스테이터(14)의 상부 폴(15a), 하부 폴(15b), 폴 팁(15c)의 길이가 모두 같게 되면 문제가 발생한다. 피스톤(6)이 하사점으로부터 상사점에 도달하고, 다시 하사점으로 가면서 흡입과정이므로 전원이 인가되지 않는다. 하지만 순간적으로는 자기장이 남아 있고, 영구자석(16)은 남아 있는 자기장에 의해 영구자석의 중심이 상부 폴(15a)의 중심으로 이동하려고 한다. 왕복동식 압축기에서는 보통 효율을 위해 상사점에서 피스톤(4)의 일면이 토출밸브(24)와 닿을 정도로 근접하는 것이 보통이다. 그런데 영구자석(16)이 상부 폴(15a)의 중심으로 이동하려고 하므로 충돌이 일어나고, 예상했던 왕복운동거리보다 더욱 많이 상사점 측으로 이동하게 된다. 이러한 이유로, 상부 폴(15a), 하부 폴(15b), 폴 팁(15c)의 길이가 모두 같게 되면 제어가 불가능하다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 아웃터 스테이터(14)의 구조가 변경될 필요가 있다.
도 3a는 본 발명인 왕복동식 압축기의 아우터 스테이터 및 이너 스테이터의 일례를 나타낸 도면이다. 가운데에 원통형의 이너 스테이터(12)가 있고, 8개의 블록으로 이루어진 아우터 스테이터(14)가 이너 스테이터(12)를 둘러싸고 있다. 아우터 스테이터(14)의 각 블록은 코일(미도시)를 포함하고 있으며, 왕복동식 압축기에서는 이너 스테이터(12)와 아우터 스테이터(14) 사이에 영구 자석이 왕복 가능하도록 구비된다. 아웃터 스테이터(14)의 구조가 단일 원통형이 아니라 다수 개의 블록 형태이다. 다수 개의 블록 형태로 구성되는 것을 통해, 각 블록의 상부 폴(도 2c에서 15a), 하부 폴(도 2c에서 15b), 폴 팁(도 2c에서 15c)의 길이를 달리 하는 것을 통해 위에서 언급되었던 피스톤이 상사점에 도달했을 때, 제어불능이 되는 문제를 해결할 수 있다. 즉, 상부 폴(15a), 하부 폴(15b), 폴 팁(15c)의 길이가 모두 같게 되면 데드 존(dead zone, 상부 폴과 하부 폴이 모두 없는 구간)이 생긴다. 이로 인해 피스톤이 하사점에 도달하여 전원이 인가되지 않는 경우 순간적으로는 자기장이 남아 있고, 영구자석은 남아 있는 자기장에 의해 영구자석의 중심이 상부 폴의 중심으로 이동하려고 하여 제어가 불가능하게 되는데, 도 3a와 같이 아웃터 스테이터(14)가 구성되고 각 블럭의 상부 폴, 하부 폴의 길이가 모두 같지가 않다면 데드 존이 없어져, 제어가 불가능한 현상이 사라지게 된다.
도 3b는 아우터 스테이터의 각 블록에 폴 팁의 위치의 일례를 나타낸 도면이다. 폴 팁의 길이는 일정하다고 가정하면 폴 팁의 위치에 따라 상부 폴과 하부 폴의 길이가 다르게 된다. 데드 존이 생기지 않아 제어가 가능하게 되려면 적어도 이웃하는 블록은 상부 폴의 길이 및 하부 폴의 길이가 달라야 한다.
도시된 그래프에서, 도 3a와 같이 8개의 블록으로 구성된 아웃터 스테이터에서 각 블록은 각각 45o간격으로 설치되어 있고, 폴 팁의 위치는 도 3b에서 도시된 바와 같이 중심각이 변함에 따라 어떠한 기준을 중심으로 사인 함수 형태를 이루고 있다. 이러한 아웃터 스테이터를 가지는 모터라면 상기 모터에서 서로 대향하는 위치에 있는 블록의 상부 폴의 길이의 합이 일정하게 된다. 데드 존을 없애기 위해, 아웃터 스테이터를 이루는 각각의 블럭이 폴 팁의 위치를 모두 같지는 않게 하는 경우, 제어는 가능하지만 폴 팁의 위치가 달라짐으로 인해 자속 플럭스(magnetic flux)가 대칭적이지 않게 되고, 이는 곧 효율이 낮아지게 된다. 자속 플럭스가 대 칭에서 어긋나 효율이 낮아지는 것을 적게 하기 위하여, 어떠한 위치를 기준으로 폴 팁의 위치가 사인파를 이루도록 블록이 구성된다.
그러나 이하의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
도 1a는 기존의 왕복동식 압축기를 개념적으로 설명한 도면이다.
도 1b는 기존 왕복동식 압축기의 모터에 전원을 인가하기 위한 회로도를 도시한 도면이다.
도 1c는 기존 왕복동식 압축기의 동작을 나타낸 그래프 및 왕복동식 압축기의 모델링을 나타낸 도면이다.
도 2a는 본 발명인 왕복동식 압축기의 모터에 전원을 인가하기 위한 회로도를 도시한 도면이다.
도 2b는 본 발명인 왕복동식 압축기의 가동부재와 구동부재를 개념적으로 설명한 도면이다.
도 3a는 본 발명인 왕복동식 압축기의 아우터 스테이터 및 이너 스테이터의 일례를 나타낸 도면이다.
도 3b는 아우터 스테이터의 각 블록에 폴 팁의 위치의 일례를 나타낸 도면이다.

Claims (8)

  1. 피스톤을 포함하는 가동부재, 실린더, 실린더에 구비되어 피스톤을 왕복운동하게 하는 모터를 포함하는 고정부재, 일부는 가동부재에 고정되어 있고 다른 일부는 고정부재에 고정되어 있으며, 가동부재가 상사점에서 하사점으로 구동되는 동력을 제공하는 단일 또는 복수 개의 스프링 및 가동부재와 고정부재 및 스프링을 감싸는 쉘을 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기에서,
    상기 모터는 코어 블록들이 원주방향으로 절연 적층된 이너스테이터;
    코일 권선체를 내부에 포함하며 이너스테이터를 일정한 간격으로 둘러싸는 복수 개의 블록으로 구성되고 각 블록은 원주방향으로 형성된 코일을 포함하며 폴 팁에 의해 이격된 상부폴과 하부폴로 이루어지며, 각 이웃하는 블록의 상부 폴의 길이 및 하부 폴의 길이가 상이한 아웃터스테이터; 및
    이너스테이터와 아웃터스테이터 사이에 간극을 유지하며, 상호 전자기력에 의해 왕복 직선 운동하는 단일 또는 복수개의 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모터에서 서로 대향하는 위치에 있는 블록의 상부 폴 또는 하부 폴의 길이의 합이 일정한 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 모터의 각 블록의 폴 팁의 길이는 모두 같은 것을 특 징으로 하는 왕복동식 압축기.
  4. 제2항에 있어서, 상기 모터에서 각 블록의 상부 폴 또는 하부 폴은 중심각이 변함에 따라 사인 함수 형태에 대응하는 길이를 지닌 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 왕복동식 압축기는 모터로 전압을 인가하는 인버터 스위치를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  6. 제5항에 있어서, 압축기의 초기 상태에서 피스톤이 하사점에 위치하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  7. 제6항에 있어서, 가동부재가 상사점에서 하사점으로 구동되는 때는 제어부가 모터에 전원이 인가하지 않고 스프링을 통해 구동하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  8. 제6항에 있어서, 가동부재가 하사점에서 상사점으로 구동되는 때는 제어부가 모터에 전원이 되어 모터에 의해 구동하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
KR1020070107387A 2007-10-24 2007-10-24 왕복동식 압축기 KR101328307B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070107387A KR101328307B1 (ko) 2007-10-24 2007-10-24 왕복동식 압축기
EP08842439.5A EP2203970B1 (en) 2007-10-24 2008-10-10 Reciprocating compressor
CN2008801132867A CN101835981B (zh) 2007-10-24 2008-10-10 往复式压缩机
US12/739,074 US8419389B2 (en) 2007-10-24 2008-10-10 Reciprocating compressor
PCT/KR2008/005991 WO2009054633A2 (en) 2007-10-24 2008-10-10 Reciprocating compressor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070107387A KR101328307B1 (ko) 2007-10-24 2007-10-24 왕복동식 압축기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090041732A true KR20090041732A (ko) 2009-04-29
KR101328307B1 KR101328307B1 (ko) 2013-11-11

Family

ID=40580219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070107387A KR101328307B1 (ko) 2007-10-24 2007-10-24 왕복동식 압축기

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8419389B2 (ko)
EP (1) EP2203970B1 (ko)
KR (1) KR101328307B1 (ko)
CN (1) CN101835981B (ko)
WO (1) WO2009054633A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160005517A (ko) * 2014-07-07 2016-01-15 엘지전자 주식회사 리니어 압축기 및 리니어 모터

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102002119B1 (ko) * 2013-02-28 2019-07-19 엘지전자 주식회사 압축기용 모터 및 이를 구비한 왕복동식 압축기
US9518572B2 (en) * 2014-02-10 2016-12-13 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Linear compressor
US9702352B2 (en) * 2014-10-27 2017-07-11 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Linear compressor and a spring assembly

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8501402A (nl) 1985-05-15 1986-12-01 Euratom Pomp met elektronisch regelbaar slagvolume.
US4966533A (en) 1987-07-14 1990-10-30 Kabushiki Kaisha Nagano Keiki Seisakusho Vacuum pump with rotational sliding piston support
JPH0511355Y2 (ko) * 1990-05-09 1993-03-19
KR200147724Y1 (ko) * 1997-04-04 1999-06-15 윤종용 리니어압축기
DE10047045B4 (de) 2000-09-22 2005-10-06 Thomas Magnete Gmbh Elektrische Steuervorrichtung für Magnetpumpen
KR100374837B1 (ko) * 2001-02-02 2003-03-04 엘지전자 주식회사 리니어 모터의 고정자 조립구조
JP2002371959A (ja) 2001-06-15 2002-12-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd リニア圧縮機
KR100518012B1 (ko) * 2003-03-11 2005-09-30 엘지전자 주식회사 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조
KR100548270B1 (ko) * 2003-04-18 2006-02-02 엘지전자 주식회사 왕복동식 압축기의 고정자 체결 구조
KR100529901B1 (ko) 2003-06-04 2005-11-22 엘지전자 주식회사 리니어 압축기의 리니어 모터
JP2005039147A (ja) * 2003-07-18 2005-02-10 Smc Corp 低速駆動可能なリニアアクチュエータ
KR100556800B1 (ko) * 2004-03-25 2006-03-10 엘지전자 주식회사 왕복동식 압축기의 내측고정자 고정장치
KR100619731B1 (ko) * 2004-07-26 2006-09-08 엘지전자 주식회사 왕복동모터 및 이를 구비한 왕복동식 압축기
BRPI0419016B1 (pt) * 2004-08-30 2018-02-14 Lg Electronics Inc. Compressor linear
KR100588717B1 (ko) * 2004-08-30 2006-06-12 엘지전자 주식회사 리니어 압축기
KR100603943B1 (ko) * 2004-10-22 2006-07-25 한국전기연구원 횡자속 선형 전동기를 이용한 양방향 구동형 압축기
KR100690656B1 (ko) * 2004-12-22 2007-03-09 엘지전자 주식회사 왕복동식 압축기
JP3792245B1 (ja) * 2005-03-30 2006-07-05 シャープ株式会社 リニア駆動装置
EP1724907B1 (en) * 2005-05-17 2010-12-08 LG Electronics Inc. Linear motor
DE102006017590A1 (de) 2005-11-30 2007-06-21 Lg Electronics Inc. Linearmotor und Linearkompressor, in dem der Linearmotor verwendet wird
KR100712919B1 (ko) * 2005-11-30 2007-05-02 엘지전자 주식회사 리니어 모터 및 이를 이용한 리니어 압축기
KR100746415B1 (ko) * 2006-01-16 2007-08-03 엘지전자 주식회사 리니어 압축기의 리니어 모터 고정구조

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160005517A (ko) * 2014-07-07 2016-01-15 엘지전자 주식회사 리니어 압축기 및 리니어 모터

Also Published As

Publication number Publication date
EP2203970A4 (en) 2014-05-28
EP2203970A2 (en) 2010-07-07
US8419389B2 (en) 2013-04-16
KR101328307B1 (ko) 2013-11-11
WO2009054633A2 (en) 2009-04-30
WO2009054633A3 (en) 2010-06-03
EP2203970B1 (en) 2016-11-23
CN101835981A (zh) 2010-09-15
CN101835981B (zh) 2012-12-05
US20110064593A1 (en) 2011-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101448315B1 (ko) 리니어 압축기
EP2818715B1 (en) Linear compressor
US8535023B2 (en) Linear compressor
EP2966301B1 (en) Linear compressor and linear motor
US8794934B2 (en) Linear compressor
JP2005344708A (ja) 往復動圧縮機及びその駆動装置並びに制御方法
KR100527176B1 (ko) 리니어 압축기
KR101316284B1 (ko) 왕복동식 압축기
KR101328307B1 (ko) 왕복동식 압축기
EP3355454B1 (en) Moving core type reciprocating motor and compressor
KR101316194B1 (ko) 왕복동식 압축기
JP2008511792A (ja) リニア圧縮機
US6727607B2 (en) Oscillating reluctance motor and reciprocating gas compressor using the same
KR20060086681A (ko) 리니어 압축기의 이너스테이터 고정구조
KR101149674B1 (ko) 리니어 압축기의 리니어 모터
KR100186478B1 (ko) 밀폐형 압축기의 리니어 모터구조
KR101486375B1 (ko) 리니어 모터
KR20180093411A (ko) 리니어 압축기
KR20180091450A (ko) 리니어 압축기
KR19990048731A (ko) 압축기의 리니어 모터 구조

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191014

Year of fee payment: 7