KR20160132665A - 왕복동식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 왕복동식 압축기는, 쉘의 내부공간에 배치되며, 적어도 하나 이상의 공극 (Air gap)을 가지는 고정자 코어 및 상기 고정자 코어에 고정 결합되어 인가되는 전원에 의해 자기에너지를 발생시키는 코일을 포함하는 고정자; 자석과 기구적으로 연결되며, 상기 고정자에 발생되는 자기에너지와 상기 자석을 상호작용에 의해 왕복운동을 하는 피스톤; 상기 피스톤이 삽입되어 압축공간을 형성하는 실린더; 상기 압축공간의 흡입측을 개폐하는 흡입밸브; 상기 압축공간의 토출측을 개폐하는 토출밸브; 및 상기 고정자와 자석 사이에서 자기에너지에 의해 발생되는 복귀력에 의해 형성된 전자기적 공진스프링을 포함함으로써, 일정 구간 내에서의 주파수를 운전주파수로 사용할 수 있어 그만큼 압축기의 효율이 향상되고, 압축기의 소형화가 가능해지며, 부품수가 현저하게 줄어 압축기의 기구구조와 조립공정이 크게 간소화될 수 있다.

Description

왕복동식 압축기{RECIPROCATING COMPRESSOR}

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 특히 자기에너지를 이용하여 피스톤을 공진시키는 왕복동식 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 압축기는 피스톤이 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매를 흡입 압축하여 토출하는 방식이다. 상기 왕복동식 압축기는 피스톤의 구동방식에 따라 연결형과 진동형으로 구분할 수 있다.

상기 연결형 왕복동식 압축기는 피스톤이 회전모터의 회전축에 컨넥팅 로드로 연결되어 실린더에서 왕복운동을 하면서 냉매를 압축하는 방식이다. 반면, 상기 진동형 왕복동식 압축기는 피스톤이 왕복동 모터의 무버(mover)에 연결되어 공진스프링에 의해 진동하면서 실린더에서 왕복운동을 하여 냉매를 압축하는 방식이다. 본 발명은 진동형 왕복동식 압축기에 관한 것으로 이하에서는 진동형 왕복동식 압축기를 왕복동식 압축기라고 약칭한다.

도 1은 종래 왕복동식 압축기를 보인 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 왕복동식 압축기는, 쉘(1)의 내부공간에 프레임(2)이 탄력 설치되고, 상기 프레임(2)에는 왕복동 모터(3)와 실린더(4)가 고정되며, 상기 실린더(4)에는 왕복동 모터(3)의 무버(mover)(33)에 결합된 피스톤(5)이 삽입되어 왕복운동을 하도록 결합되어 있다.

그리고, 상기 실린더(4)에는 압축공간(41)이 형성되고, 상기 피스톤(5)에는 흡입유로(51)가 형성되며, 상기 흡입유로(51)의 끝단에는 그 흡입유로(51)를 개폐하는 흡입밸브(52)가 설치되고, 상기 실린더(4)의 선단면에는 그 실린더(4)의 압축공간(41)을 개폐하는 토출밸브(42)가 설치되어 있다. 상기 실린더(4)의 선단면에는 토출공간(61)을 가지는 토출커버(6)가 결합되고, 상기 토출커버(6)의 토출공간(61)에 상기 토출밸브(42)가 수용되어 있다.

상기 쉘(1)의 내부공간(11)은 흡입관(12)이 연통되고, 상기 토출커버(6)의 토출공간(61)은 냉동사이클 장치의 응축기(미도시) 입구와 연결되는 토출관(13)이 연통되어 있다. 이로써, 상기 쉘(1)의 내부공간(11)은 흡입압을 형성하게 되고, 상기 피스톤(5)의 흡입유로(51)는 쉘(1)의 내부공간(11)과 연통되어 흡입압의 냉매가 압축공간(41)으로 흡입되도록 안내하고 있다.

한편, 상기 피스톤(5)의 운동방향 일측 또는 양측에는 그 피스톤(5)이 가동자(33)와 함께 공진하도록 유도하는 한 개 또는 한 개씩 또는 복수 개씩의 공진스프링(71)(72)이 각각 설치되어 있다. 상기 공진스프링(71)(72)은 압축코일스프링으로 이루어지고, 상기 공진스프링이 피스톤의 양측에 설치되는 경우에는 그 공진스프링(71)(72)의 각 일단은 상기 피스톤(5)에 결합된 스프링 서포터(53)의 전후 양측면에 각각 지지되며, 상기 양쪽 공진스프링(71)(72)의 각 타단은 왕복동 모터(3)의 고정자(31)(32)를 지지하는 후방프레임(22) 및 그 후방프레임(22)에 결합되어 피스톤(5)의 후방측에 배치되는 백커버(23)에 지지되어 있다.

도면중 미설명 부호인 21은 전방프레임, 35는 코일, 36은 자석, 43은 밸브스프링이다.

상기와 같은 종래의 왕복동식 압축기는, 왕복동 모터(3)의 코일(35)에 전원이 인가되면 그 왕복동 모터(3)의 가동자(33)가 왕복 운동을 하게 된다. 그러면 상기 가동자(33)에 결합된 피스톤(5)이 실린더(4)의 내부에서 고속으로 왕복 운동을 하면서 흡입관(12)을 통해 냉매를 쉘(1)의 내부공간(11)으로 흡입하게 된다. 그러면 상기 쉘(1)의 내부공간(11)으로 흡입된 냉매는 피스톤(5)의 흡입유로(51)를 통해 실린더(4)의 압축공간(41)으로 흡입되고, 상기 피스톤(5)의 전진운동시 토출밸브(42)를 밀고 압축공간(41)에서 토출공간(61)으로 토출되어 토출관(13)을 통해 냉동사이클의 응축기로 이동하는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이때, 상기 피스톤(5)의 전방과 후방에는 각각 동일한 스프링 상수를 갖는 전방측 공진스프링(71)과 후방측 공진스프링(72)이 복수 개씩 구비되어 피스톤(5)을 탄력 지지함에 따라, 특정 냉력에서는 압축기의 전원주파수(운전주파수)와 공진스프링의 공진주파수가 일치되면서 압축기 효율을 향상시킬 수 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 왕복동식 압축기에서는, 피스톤(5)을 포함한 진동체가 압축코일스프링으로 된 기계적 공진스프링으로 지지되나, 코일스프링의 특성상 발생하는 자체 공진 때문에 일정구간의 운전주파수 안에서 사용하지 못하는 특정구간이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

또, 종래의 기계적 공진스프링(71)(72)인 압축코일스프링의 특성상 기계적 응력 한계 및 진동 거리 등에 제약이 있어 일정한 선경과 길이 등을 확보하여야 하므로 압축기의 횡방향 길이를 축소시키는데 한계가 있다는 문제점도 있었다.

또, 종래의 기계적 공진스프링인 압축코일스프링을 설치하기 위해 피스톤(5)에는 스프링 서포터(53)를, 고정자(31)(32)를 지지하는 후방프레임(22)에는 백커버(23)를 각각 구비하여 상기 압축코일스프링인 공진스프링(71)(72)의 양단을 고정하여야 하므로 압축기의 기구구조가 복잡하게 될 뿐만 아니라, 복수 개씩의 공진스프링(71)(72)을 소정의 압력으로 가압하여 피스톤(5)의 전후 양측에 설치하여야 하므로 그만큼 조립공정이 난해하게 되는 문제점도 있었다.

본 발명의 목적은, 일정구간의 운전주파수 내에서 사용 주파수가 제한되는 것을 해소할 수 있는 왕복동식 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 공진스프링의 왕복방향 길이를 줄여 압축기를 소형화할 수 있는 왕복동식 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 피스톤이 실린더에 대해 공진운동을 할 수 있도록 하는 공진스프링의 구조와 조립 공정을 간소화하여 제조비용을 절감할 수 있는 왕복동식 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 내부공간을 가지는 쉘; 상기 쉘의 내부공간에 배치되며, 적어도 하나 이상의 공극 (Air gap)을 가지는 고정자 코어 및 상기 고정자 코어에 고정 결합되어 인가되는 전원에 의해 자기에너지를 발생시키는 코일을 포함하는 적어도 한 개 이상의 고정자; 자석이 구비되어 상기 고정자에 대해 왕복운동을 하는 가동자; 상기 가동자와 기구적으로 연결되며, 상기 고정자에 발생되는 자기에너지와 상기 자석을 상호작용에 의해 왕복운동을 하는 피스톤; 상기 피스톤이 삽입되어 압축공간을 형성하는 실린더; 상기 압축공간의 흡입측을 개폐하는 흡입밸브; 상기 압축공간의 토출측을 개폐하는 토출밸브; 및 상기 고정자와 자석 사이에서 자기에너지에 의해 발생되는 복귀력에 의해 형성된 전자기적 공진스프링을 포함하는 왕복동식 압축기가 제공될 수 있다.

상기 전자기적 공진스프링은 상기 자석이 상기 코일에 공급되는 전류에 의해 움직일 때 상기 고정자 코어와 자석 사이에 형성되는 자기적 준위의 차이에 따라 상기 자석이 자기적 준위가 낮은 쪽으로 움직이는 힘이 발생하여 공진되도록 할 수 있다.

그리고, 상기 고정자는 공극을 사이에 두고 외측에 배치되는 외측 코어 및 내측에 배치되는 내측 코어로 이루어지고, 상기 자석은 상기 외측 코어와 내측 코어 사이에서 움직일 수 있도록 배치될 수 있다.

그리고, 상기 고정자는 공극을 기준으로 외측에 배치되는 외측코어 및 내측에 배치되는 내측 코어로 이루어지고, 상기 자석은 상기 외측 코어 또는 내측 코어에 결합되어 그 외측 코어 또는 내측 코어와 함께 움직일 수 있다.

그리고, 상기 자석의 전자기적 중심이 상기 고정자의 전자기적 중심보다 압축공간쪽으로 편심되게 위치할 수 있다.

그리고, 상기 자석은 피스톤의 왕복운동 방향을 따라 N극과 S극이 적어도 1개 이상씩 배열되고, 상기 자석은 서로 다른 극 간의 접점이 상기 고정자의 전자기적 중심보다 상기 압축공간쪽으로 편심지게 위치할 수 있다.

그리고, 상기 고정자는 코일의 양쪽에 공극이 각각 위치하고, 상기 자석의 중심이 상기 코일의 중심보다 압축공간쪽으로 편심되게 위치할 수 있다.

그리고, 상기 고정자는 코일의 일측에 한 개의 공극이 위치하고 상기 코일의 타측은 자로를 형성하며, 상기 자석의 중심이 상기 공극을 이루는 폴부의 중심보다 압축공간쪽으로 편심되게 위치할 수 있다.

그리고, 상기 피스톤의 최대 스트로크 범위는 상기 복귀력이 변곡점을 가지는 변위 이내가 되도록 형성될 수 있다.

그리고, 상기 전자기적 공진스프링이 복수 개가 구비되어 상기 피스톤의 왕복방향을 따라 배열될 수 있다.

그리고, 상기 피스톤의 왕복방향 일측면과 그 피스톤에 대응하는 부재에는 같은 극을 가지는 자석이 서로 마주보게 구비될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 적어도 하나의 공극을 가지는 고정자 코어와 자기에너지를 형성하는 코일을 구비한 고정자; 자석이 구비되어 상기 고정자에 대해 왕복운동을 하는 가동자; 내부에 수용공간을 가지는 실린더; 및 상기 가동자에 결합되며, 상기 실린더와 압축공간을 형성하고, 상기 자석이 상기 고정자 코어의 공극에 형성되는 자기적 준위의 차이에 따른 복귀력을 받아 공진운동을 하는 피스톤을 포함하는 왕복동식 압축기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 피스톤의 최대 스트로크 범위는 상기 복귀력이 변곡점을 가지는 변위 이내가 되도록 형성될 수 있다.

또, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 적어도 하나의 공극을 가지는 고정자 코어와 자기에너지를 형성하는 코일을 구비한 고정자, 자석이 구비되며 상기 고정자에 대해 왕복운동을 하는 가동자, 및 상기 가동자에 결합되는 피스톤을 구비하고, 상기 자석은 상기 고정자 코어와 함께 자기적 준위를 형성하여 그 자기적 준위가 낮은 쪽으로 발생되는 복귀력에 의해 상기 자석이 피스톤과 함께 공진운동을 하는 왕복동식 압축기에서, 상기 자석의 전자기적 중심이 상기 고정자의 전자기적 중심과 일치하는 지점을 피스톤의 제1 위치라고 하고, 상기 피스톤이 조립 또는 정지 상태에서의 위치를 피스톤의 제2 위치라고 할 때, 상기 피스톤의 제2 위치는 상기 피스톤의 제1 위치에 비해 압축공간 쪽으로 편심되게 위치하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기가 제공될 수 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 압축기는, 전자기적 공진스프링을 이용하여 진동체를 공진시킴에 따라 일정구간의 운전주파수 내에서 사용 주파수가 제한되는 것을 미연에 방지할 수 있다. 이에 따라 압축기 효율이 향상되고 이 압축기를 적용하는 제품의 효율적인 운전이 가능하게 되는 효과가 있다.

또, 전자기적 공진스프링을 적용함에 따라 응력 한계가 없고 진동 거리가 피스톤을 포함한 진동체의 진동 거리와 동일하게 되므로 압축기의 횡방향 길이를 크게 줄일 수 있다.

또, 왕복동 모터를 전자기적 코일스프링으로 활용함에 따라 공진스프링을 구성하기 위한 부품수가 현저하게 줄어 압축기의 기구구조와 조립공정이 크게 간소화될 수 있다.

도 1은 종래 왕복동식 압축기를 보인 단면도,
도 2는 본 발명에 의한 왕복동식 압축기를 보인 종단면도,
도 3은 도 2에 따른 압축기에서 왕복동 모터를 보인 종단면도,
도 4 내지 도 9은 도 2에 따른 압축기에서 플럭스의 방향에 따른 전자기적 공진스프링의 효과를 설명하기 위해 보인 개략도,
도 10은 자석의 위치별 자기적 스프링력의 크기를 보인 그래프,
도 11 내지 도 15는 본 발명의 왕복동식 압축기에서 2폴-1갭 구조에 대한 전자기적 공진스프링의 효과를 설명하기 위해 보인 개략도,
도 16은 본 발명에 의한 왕복동식 압축기에서 자력을 이용하여 자석이 압축공간 쪽으로 편심되게 조립되도록 하는 장치를 보인 종단면도,
도 17은 본 발명에 의한 왕복동식 압축기에서 고정자가 복수 개인 다른 실시예를 보인 종단면도.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 왕복동식 압축기를 보인 종단면도이고, 도 3은 도 2에 따른 압축기에서 왕복동 모터를 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 왕복동식 압축기는, 밀폐된 쉘(110)의 내부공간(111)에 흡입관(112)이 연결되고, 상기 흡입관(112)의 일측에는 후술할 실린더(140)의 압축공간(141)에서 압축되는 냉매를 냉동사이클로 안내하는 토출관(123)이 연결될 수 있다. 이로써, 상기 쉘(110)의 내부공간(111)은 흡입압의 냉매가 채워져 흡입압을 형성하고, 상기 압축공간(141)에서 토출되는 냉매는 응축기를 향해 직접 쉘(110)의 외부로 배출될 수 있다.

상기 쉘(110)의 내부공간(111)에는 프레임(120)이 복수 개의 지지스프링(171)(172)에 의해 탄력적으로 지지되어 설치되고, 상기 프레임(120)의 일측면에는 왕복력을 발생시키는 동시에 후술할 피스톤의 공진운동을 유도할 수 있는 왕복동 모터(130)가 고정 결합될 수 있다.

상기 왕복동 모터(130)의 안쪽에는 압축공간(141)이 구비되어 상기 프레임(120)의 전방프레임(121)에 삽입되는 실린더(140)가 결합되고, 상기 실린더(140)에는 그 실린더(140)에 왕복 가능하게 삽입되어 상기 압축공간(141)의 체적을 가변시켜 냉매를 압축하는 피스톤(150)이 결합되며, 상기 피스톤(150)의 선단면에는 그 피스톤(150)의 흡입유로(151)를 개폐하는 흡입밸브(152)가 결합되고, 상기 실린더(140)의 선단면에는 그 실린더(140)의 압축공간(141)을 개폐하는 토출밸브(142)가 토출커버(160)에 수용되어 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 상기 토출커버(160)는 토출밸브(142) 및 그 토출밸브(142)를 지지하는 밸브스프링(143)을 수용하도록 토출공간(161)이 구비되어 상기 실린더(140)에 고정 결합될 수 있다. 상기 토출커버(160)는 상기 토출관(113)이 결합되어 그 토출관(113)이 토출공간(161)과 응축기를 직접 연결시킬 수 있다.

상기 왕복동 모터(130)는 전방프레임(121)과 후방프레임(122) 사이에 결합되어 고정자 코어의 일부를 이루며 코일(135)이 권선된 외측고정자(131)와, 상기 외측고정자(131)의 안쪽에 소정의 공극(134)을 두고 배치되며 양쪽 프레임(121)(122) 사이에 결합되어 상기 고정자 코어의 다른 일부를 이루는 내측고정자(132)와, 상기 외측고정자(131)와 내측고정자(132) 사이의 공극(134)에 개재되고 상기 코일(135)에 대응하는 자석(136)이 구비되어 그 자석(136)과 코일(135)에 의해 유도되는 자속의 방향을 따라 왕복운동을 하는 가동자(133)가 포함될 수 있다.

상기 왕복동 모터(130)는 상기 자석의 개수 및 상기 외측고정자와 내측고정자 사이의 공극의 개수에 따라 그 구조를 함축적으로 정의할 수 있다. 예를 들어, 3폴-2갭(3 pole-2 gap) 구조는 두 개인 공극 사이에 3개의 자석(136a)(136b)(136c)이 왕복방향을 따라 서로 반대의 극을 가지도록 번갈아 배열된 구조를 말하고, 2폴-1갭 구조는 한 개의 공극 사이에 2개의 자석이 왕복방향을 따라 서로 반대의 극을 가지도록 배열되는 구조를 말한다.

도 3에 도시된 바와 같이 3폴-2갭 구조의 경우, 상기 외측고정자(131)는 양단에 제1 폴부(131a)와 제2 폴부(131b)를 가지는 'ㄷ'자 단면 모양으로 형성되고, 상기 내측고정자(132)는 외측고정자(131)의 양쪽 폴부(131a)(131b)와 반경방향으로 대응되는 길이를 가지는 'l'자 단면 모양으로 형성될 수 있다. 상기 내측고정자(132)의 양단 역시 제1 폴부(132a)와 제2 폴부(132b)를 이룰 수 있다. 이로써, 상기 외측고정자(131)와 내측고정자(132)는 코일(135)을 중심으로 왕복방향(전후방향)의 양측에 각각 공극(gap)(이하, 압축공간에 가까운 전방측을 제1 공극, 후방측을 제2 공극이라고 할 수 있다)(134a)(134b)이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 외측고정자(131)의 각 폴부(131a)(131b)는 그 내측단(P1)(P2)이 서로 가깝게 배치되는 것이 자석(136)의 길이를 최소화하면서도 외측고정자(131)의 공극 길이를 최대한 길게 형성할 수 있어 바람직할 수 있다. 따라서, 상기 외측고정자(131)의 각 폴부(131a)(131b)는 그 내측단(P1)(P2)이 상기 코일(135)을 향하도록 경사지게 연장 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 코일(135)은 환형으로 형성됨에 따라 외측고정자(131)는 'ㄱ'자 모양과 '역ㄱ'자 모양으로 형성되어 'ㄷ'자 모양을 형성하거나 또는 'ㄱ'자 모양과 'l'자 모양으로 형성되어 'ㄷ'자 모양으로 형성될 수 있다.

상기 자석(136)을 소정의 길이와 폭을 가지며 정면투영시 원호 단면 형상을 가지는 사각판 모양으로 형성되어 자석 홀더(137)의 외주면 또는 내주면에 결합될 수도 있고, 원통 단면모양으로 형성되어 상기 자석 홀더(137)의 외주면 또는 내주면에 삽입되어 결합될 수도 있다.

상기 자석(136)의 왕복방향 길이는 외측고정자(131)의 왕복방향 길이보다는 길게 형성될 수 있다. 그리고 상기 자석(136)을 왕복방향을 따라 한 개의 극을 가지도록 형성될 수도 있지만, 상기 자석을 이용하여 공진스프링 효과를 배가시키기 위해서는 왕복방향을 따라 복수 개의 극이 번갈아 배열되는 것이 자기에너지를 높일 수 있어 바람직할 수 있다. 도 3은 3개의 자석(136a)(136b)(136c)이 왕복방향을 따라 서로 다른 극을 가지도록 배열된 예를 보인 것이다. 이 경우, 상기 자석의 외주면을 기준으로 하여, N극 자석과 S극 자석 중에서 어느 한 개의 자석은 그 왕복방향의 길이가 피스톤(150)의 스트로크 길이보다 크거나 같게 형성될 수 있다. 이에 따라, 자석(136)에 가해지는 자기에너지의 영향권이 길어져 공진 가능 범위가 길어질 수 있다.

예를 들어, 도 4에서와 같이 자석이 왕복방향을 따라 그 외주면을 기준으로 S-N-S극으로 번갈아 배열되는 경우 양쪽 자석(이하, 좌측을 제1, 우측을 제3 자석으로 약칭함)(136c)의 단면적의 합은 가운데 자석(136b)의 단면적과 동일하게 형성될 수 있다. 그리고 제1, 제3 자석(136a)(136c)의 길이 또는 가운데 자석(이하, 제2 자석)(136b)의 길이는 피스톤(150)의 스트로크 길이보다 적어도 작지 않게 형성될 수 있다. 만약, 자석의 길이가 스트로크의 길이보다 짧게 형성되는 경우에는 자석이 왕복동 모터의 자기적 인력 범위를 쉽게 벗어나, 그 자기적 인력에 의해 발생되는 코일과 코어의 왕복방향 중심력(centering force)이 극히 약화되어 원활하게 왕복운동을 하지 못하게 될 수 있다. 물론, 전체 자석의 길이가 양쪽 공극 사이의 간격보다 작은 경우에는 스트로크의 길이보다 자석의 길이가 작더라도 자기적 인력 범위를 벗어나지는 않지만 상호 상쇄되어 영향을 미치지 못하는 자속량이 증가하여 그만큼 중심력이 약화될 수 있다.

그리고 상기 자석(136)은 극의 개수가 상기 고정자 코어의 공극(134) 개수와 같거나 적어도 1개 이상 많게 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 만약, 자석(136)의 극의 개수가 고정자 코어의 공극(134)의 개수보다 적은 경우에는 적어도 한 개 이상의 공극(134)에서는 자석(136)에 플럭스를 전달하기 어렵게 되면서 무효화 되는 플럭스의 양이 증가하여 그만큼 효율이 저하될 수 있다.

그리고 상기 자석(136)은 서로 다른 극 간의 접점(P3)(P4)이 상기 제1 공극(134a) 및 제2 공극(134b)의 범위내에 위치하는 것이 바람직하나, 더욱 바람직하게는 상기 접점(P3)P4)이 공극(134a)(134b)의 중심, 즉 고정자 폴부의 중심과 일치하도록 위치하는 것이 모터의 효율을 높일 수 있다.

하지만, 상기 자석(136)을 서로 다른 극 간의 접점이 상기 폴부(131a)(131b)의 중심보다 압축공간(141)쪽으로 약간 편심지게 위치하는 것이 운전시 압축공간(141)에서 발생되는 가스력에 의해 피스톤(150)이 압축공간(141)에 멀어지는 방향으로 밀려나는 것을 보상하여, 피스톤(150)이 항상 상사점까지 스트로크를 할 수 있어 더욱 바람직할 수 있다.

이를 위해, 상기 자석(136)의 전자기적 중심이 상기 고정자(131)(132)의 전자기적 중심보다 압축공간(141)쪽으로 편심되게 위치하도록 왕복동 모터(130)가 비대칭 제어되거나, 또는 상기 실린더가 가스력을 감안하여 압축공간에서 멀어지는 방향으로 편심되게 형성될 수도 있다. 상기 실린더가 편심되게 위치하는 경우에는 고정자의 전자기적 중심을 기준으로 피스톤의 스트로크가 좌우 대칭인 상태를 제1 상태, 좌우 비대칭인 상태를 제2 상태라고 할 때 상기 실린더는 제2 상태에서 실린더의 선단면이 위치하도록 상기 실린더를 위치시킬 수 있다.

여기서, 자석의 전자기적 중심은 중간에 위치한 제2 자석의 중심이 될 수 있고, 고정자의 전자기적 중심은 코일의 중심이 될 수 있다. 이를 피스톤(150)으로 보면, 상기 자석(136)의 전자기적 중심이 상기 고정자의 전자기적 중심과 일치하는 지점을 피스톤의 제1 위치라고 하고, 상기 피스톤이 조립 또는 정지 상태에서의 위치를 피스톤의 제2 위치라고 할 때, 상기 피스톤의 제2 위치는 피스톤의 제1 위치에 비해 압축공간 쪽으로 편심되게 위치할 수 있다.

예를 들어, 도 3에서와 같이 상기 제1 자석(136a)과 제2 자석(136b)의 접점(P3)(P4도 마찬가지이다)이 그와 대응하는 제1 폴부(131a)의 중심(O)보다 압축공간(141)쪽으로 일정 간격(t1)만큼 편심지게 위치하도록 제어되거나, 또는 상기 제2 자석(136b)의 중심(O')이 고정자 코어의 중심(O") 보다 압축공간(141)쪽으로 일정 간격(t2)만큼 편심지게 위치하도록 제어될 수 있다.

한편, 전술한 실시예에서는 외측고정자(131)의 양단에만 폴부가 형성되는 것을 예로 들어 살펴보았으나, 폴부가 왕복방향을 따라 3개 이상 형성되고, 상기 폴부들 사이마다에 코일이 설치되는 다중 갭 구조로 형성될 수도 있다. 이 경우에도 자석의 중심이 폴부의 중심보다 압축공간쪽으로 편심되게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 왕복동식 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 상기 왕복동 모터(130)의 코일(135)에 교번전류가 인가되면, 상기 외측고정자(131)와 내측고정자(132)의 사이에 교번자속이 형성된다. 그러면 상기 외측고정자(131)와 내측고정자(132) 사이의 공극에 놓인 가동자(133)의 자석(136)이 자속 방향을 따라 움직이면서 지속적으로 왕복운동을 하게 된다. 그러면 상기 가동자(133)와 결합된 피스톤(150)이 실린더(140)의 내부에서 왕복운동을 하면서 냉매를 흡입, 압축하고, 이 압축된 냉매는 토출밸브(160)를 열면서 토출공간(161)으로 토출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이때, 상기 왕복동 모터(130)의 내부에서는 자석(136)이 왕복운동을 하면서 그 자석(136)과 고정자 코어 사이에 전자기적 공진스프링이 형성되어 상기 가동자(133)와 피스톤(150)의 공진운동을 유도함으로써, 상기 피스톤(150)이 압축공간(141)에서 발생되는 가스력을 이기면서 냉매를 압축할 수 있게 된다.

도 4 내지 도 9은 본 실시예에서 플럭스의 방향에 따른 전자기적 공진스프링의 효과를 설명하기 위해 보인 개략도로서, 도 4 및 도 5는 시계방향으로 전류가 흐르는 경우 자석(피스톤)의 공진 움직임을, 도 6 및 도 8은 반시계방향으로 전류가 흐르는 경우 자석(피스톤)의 공진 움직임을, 도 9는 다시 시계방향으로 전류가 흐르는 경우 자석(피스톤)의 공진 움직임을 각각 보인 개략도이다. 참고로, 도 3은 자석이 압축공간쪽으로 편심된 예를 도시하였으나, 도 4 내지 도 9는 설명의 편의상 자석이 편심되지 않고 고정자의 중심과 일치한 상태를 예로 보였다.

도 4에 도시된 바와 같이, 코일(135)에 흐르는 전류의 방향에 따라 외측고정자(131)와 내측고정자(132)에 형성되는 플럭스가 시계방향, 즉 A방향으로 흐르게 되면 내측고정자(132)의 좌측 제1 폴부(132a)는 N극을 우측 제2 폴부(132b)는 S극을 형성하는 반면, 외측고정자(131)의 좌측 제1 폴부(131a)는 S극을, 우측 제2 폴부(131b)는 N극을 각각 형성하게 된다. 그러면 내주면이 N극을, 외주면이 S극을 가지는 좌측 끝에 위치하는 제1 자석(136a)은 외측고정자(131)와 내측고정자(132)의 좌측 폴부들(131a)(132a)과는 척력이 발생되는 반면 내주면이 S극을, 외주면이 N극을 가지는 중간에 위치하는 제2 자석(136b)은 고정자(131)(132)의 좌측 폴부들(131a)(132a)과는 인력이, 우측 폴부들(132a)(132b)과는 척력이 발생된다. 그리고 내주면이 N극을, 외주면이 S극을 가지는 우측 끝에 위치하는 제3 자석(136c)은 고정자(131)(132)의 우측 폴부들(131b)(132b)과 인력이 발생된다. 이에 따라 외측고정자(131)의 중앙에 위치해 있던 자석(136)이 플럭스의 방향과 가동자(133)인 자석(136)에 의해 형성되는 자속에 의해 도 4와 같이 a방향(상사점 방향, 전진방향)으로 힘(F₁)을 받아 도 5와 같이 도면의 좌측 방향으로 이동하게 된다.

이때, 도 5와 같이 플럭스의 방향이 반시계방향, 즉 B방향으로 흐르게 되면, 상기 자석(136)을 고정자(131)(132)를 끌어당기려는 힘이 발생하게 되지만, 상기 고정자(131)(132)가 프레임(120)에 고정됨에 따라 자석(136)이 상기 힘에 의해 고정자쪽으로 이동을 하려는 힘(F₂)을 받게 된다. 하지만, 이 힘(F₂)은 자석(136)이 고정자(131)(132)로부터 멀어질수록 비례적으로 증가하게 되므로 일종의 스프링력으로 작용하게 된다. 이를 자기적 스프링력이라고 하고, 이 자기적 스프링력은 자기저항이 낮아 자속이 잘 흐를 수 있는 쪽, 즉 자기적 준위가 낮은 쪽으로 발생되어 상기 자석(136)과 고정자(131)(132) 사이에는 자기적 에너지가 축적되며, 이 축적된 자기적 에너지가 외측고정자(131)와 내측고정자(132) 사이에 형성되는 플럭스와 함께 복귀력을 형성하여 상기 자석(136)이 도 5와는 반대방향인 도면의 우측방향(하사점 방향, 후진방향)으로 공진할 수 있는 힘을 가지게 한다.

그러면, 플럭스의 방향과 가동자인 자석(136)에 의해 형성되는 자속에 의해 외측고정자(131)와 내측고정자(132)를 기준으로 좌측에 위치해 있던 자석이 도 7 및 도 8과 같이 도면의 우측 방향으로 힘(F₁')을 받아 이동하게 된다.

이 경우에도, 도 9와 같이 플럭스의 방향이 다시 시계방향, 즉 A방향으로 흐르게 되면, 상기 자석(136)이 고정자(131)(132)로부터 멀어질수록 자기적 준위가 낮은 쪽으로 자기적 스프링력(F₂')이 발생되어 상기 자석(136)과 고정자(131)(132) 사이에는 자기적 에너지가 축적되고, 이 축적된 자기적 에너지가 상기 코일(135)에 공급되는 전류의 방향이 반대방향이 될 때 외측고정자(131)와 내측고정자(132) 사이에 형성되는 플럭스와 함께 자기에너지에 의해 발생되는 복귀력을 형성하여 상기 자석(136)과 반대방향인 a방향으로 공진할 수 있게 된다.

여기서, 자기적 스프링력은 자석이 고정자로부터 한없이 멀어질수록 증가하는 것은 아니고 자속의 영향이 미치는 범위까지는 증가하다가 어느 범위를 벗어나면 급격하게 하락하게 된다. 즉, 상기 전자기적 공진스프링은 상기 피스톤(150)의 변위에 따라 상기 고정자와 자석 사이에서 자기에너지에 의해 발생되는 복귀력이 변곡점을 가지게 되는데, 상기 피스톤(150)의 최대 스트로크 범위는 상기 복귀력이 변곡점을 가지는 변위 이내로 제한하는 것이 전자기적 공진스프링의 효율을 높일 수 있어 바람직할 수 있다.

도 10은 자석의 위치별 자기적 스프링력의 크기를 보인 그래프이다. 이에 도시된 바와 같이, 페라이트 자석이 적용되고 3폴-2갭 구조에서는 X축방향으로 영(zero)에서 전후방향으로 대략 ±7㎜ 지점까지는 자기적 스프링력이 꾸준하게 증가하는 것을 알 수 있다. 하지만, 자석의 자기적 스프링력이 일정 범위, 즉 ±7mm 범위를 넘어서게 되면 자기적 스프링력이 급격하게 낮아지게 되는 것을 알 수 있다. 이는 자기적 스프링력이 자속이 미치는 범위내에 자석이 놓여야 발생되는 것임을 알 수 있다. 따라서, 피스톤의 스트로크는 자석이 최대 자기적 스프링력을 가지는 범위내에서 왕복운동을 할 수 있도록 제어되는 것이 바람직할 수 있다. 이는 후술할 Nd 자석이 적용되고 2폴-1갭 구조에서도 동일하게 발생되는 것을 알 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기에서 왕복동 모터에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 외측고정자와 내측고정자가 축방향 양측에 각각 공극을 가지며 자석은 3개의 폴을 가지는 3폴-2갭 구조를 보였으나, 본 실시예에서는 도 11에서와 같이 외측고정자(231)와 내측고정자(232)의 축방향 양쪽에서 한 쪽은 서로 연결되고 다른 한 쪽은 공극(234)을 형성하며 자석(236)은 2개의 폴을 가지는 2폴-1갭 구조로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 자석(236)은 도면의 좌측 자석을 제1 자석(236a)으로, 우측 자석을 제2 자석(236b)이라고 하며, 상기 제1 자석(236a)은 외측면이 N극, 내측면이 S극을 가지고, 상기 제2 자석(236b)는 제1 자석(236a)과는 반대로 외측면이 S극, 내측면이 N극을 가지도록 자화될 수 있다. 이때, 자석의 접점(P5)는 폴부의 중심(O)보다 압축공간쪽(도면에서는 좌측)으로 편심되게 위치하는 것이 가스력을 감안할 때 바람직할 수 있다. 여기서, 자석의 전자기적 중심은 두 자석 사이의 접점일 수 있고, 고정자의 전자기적 중심은 폴부의 중심일 수 있다.

이 경우에도, 상기 코일(235)에 흐르는 전류의 방향에 따라 외측고정자(231)와 내측고정자(232)에 형성되는 플럭스가 A방향으로 흐르게 되면 그 플럭스의 방향과 가동자인 자석(236)에 의해 형성되는 자속에 의해 외측고정자(231)의 중앙에 위치해 있던 자석(236)이 도 12와 같이 a방향으로 힘(F₁)을 받아 이동하게 된다.

이때, 상기 플럭스를 도 13과 같이 반시계 방향으로 흐르게 하면, 자석(136)이 상기 힘에 의해 고정자쪽으로 이동을 하려는 힘(F₂)을 받게 된다. 이는, 전술한 실시예와 같이 상기 자석(236)이 고정자(231)(232)로부터 멀어질수록 일정 범위까지는 자기적 준위가 낮은 쪽으로 자기적 스프링력이 발생되어 상기 자석과 고정자 사이에는 자기적 에너지가 축적되고, 이 축적된 자기적 에너지가 상기 코일(235)에 공급되는 전류의 방향이 반대방향이 될 때 외측고정자(231)와 내측고정자(232) 사이에 형성되는 플럭스와 함께 복귀력을 형성하여 상기 자석(236)이 도 12와는 반대방향인 b방향(하사점 방향, 후진방향)으로 공진하면서 이동할 수 있도록 한다. 즉, 상기 외측고정자(231)와 내측고정자(232)에 형성되는 플럭스가 반시계방향, 즉 B방향으로 흐르게 되면 그 플럭스의 방향과 가동자인 자석(236)에 의해 형성되는 자속에 의해 외측고정자(231)를 기준으로 도면의 좌측으로 이동했던 자석(236)이 코일과 코어의 자기적 인력에 의해 발생되는 중심력을 받고 이 중심력을 플럭스에 의해 작용하는 힘을 받아 도 13의 (F₂)으로 작동하여 도 14와 같이 b방향으로 공진하면서 이동하게 된다.

그리고 도 15와 같이 플럭스의 방향이 시계방향, 즉 A방향으로 흐르게 되면, 상기 자석(236)과 고정자(231)(232) 사이에는 자기적 준위가 낮은 쪽으로 자기적 스프링력(F₂')이 발생되어 상기 자석(26)과 고정자(131)(132) 사이에는 자기적 에너지가 축적되고, 이 축적된 자기적 에너지가 상기 외측고정자(231)와 내측고정자(232) 사이에 형성되는 플럭스와 함께 복귀력을 형성하여 상기 자석(236)이 반대방향인 a방향으로 강하게 공진할 수 있게 된다.

여기서도, 자기적 스프링력은 자석이 고정자로부터 한없이 멀어질수록 증가하는 것은 아니고 자속의 영향이 미치는 범위까지는 증가하다가 어느 범위를 벗어나면 급격하게 하락하게 된다. 이에 대해서는 앞서 도 10에 대한 설명하면서 이미 설명하였다.

이렇게 하여, 상기 가동자와 피스톤이 실린더에 대해 왕복운동을 하면서 냉매를 압축하는 왕복동식 압축기에 있어서는, 상기 피스톤을 포함한 진동체가 가스력을 이기고 냉매를 효율적으로 압축하기 위해서는 상기 진동체를 공진시킬 수 있는 공진스프링이 필요하게 되지만, 종래와 같이 기계적 공진스프링을 적용하는 경우에는 일정구간의 운전주파수에서 특정주파수는 코일스프링의 특성상 사용할 수 없었다. 하지만, 본 실시예와 같이 전자기적 공진스프링을 이용하여 진동체를 공진시키는 경우에는 일정구간의 운전주파수에서는 모든 주파수를 사용할 수 있어 그만큼 압축기의 운전 대역이 넓어질 뿐만 아니라, 압축기 효율이 향상되고 이 압축기를 적용하는 제품의 효율적인 운전이 가능하게 되는 효과가 있다.

또, 압축코일스프링과 같은 기계적 공진스프링을 적용하는 것에 비해 전자기적 공진스프링의 경우는 그 특성상 기계적 응력 한계가 없고 진동 거리가 피스톤을 포함한 진동체의 진동 거리와 동일하게 되므로 압축기의 횡방향 길이를 축소시킬 수 있다.

또, 상기 왕복동 모터를 이용하여 전자기적 공진스프링으로 활용함에 따라 별도의 공진스프링으로 압축코일스프링을 적용하는 경우에 비해 부품수가 현저하게 줄어 압축기의 기구구조와 조립공정이 크게 간소화될 수 있다.

한편, 도 16은 자력을 이용하여 자석이 압축공간 쪽으로 편심되게 조립되도록 하는 장치를 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 후방프레임(122)에 브라켓(181)를 결합하고, 브라켓(181)의 내측면(전방면)과 이에 대응하는 피스톤(140)의 플랜지부 후방면에 각각 서로 같은 극의 보조자석(182a)(182b)을 배치하여, 양쪽 보조자석(182a)(182b)의 척력에 의해 진동체인 피스톤(150)과 자석(136)이 압축공간(141) 방향으로 약간 편심되게 조립되도록 할 수 있다. 도면중 미설명 부호인 131은 외측고정자 132는 내측고정자, 135는 코일, O는 폴부의 중심, O'는 제2 자석의 중심, O"는 코일의 중심이다.

이를 통해 압축기의 운전시 압축공간(141)에서 발생되는 가스력에 의해 피스톤(150)이 밀려나는 것을 보상할 수 있고, 이를 통해 피스톤의 스트로크가 상사점과 하사점 사이에서 왕복운동을 할 수 있어 압축기 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 도 17과 같이, 고정자가 복수 개인 경우에도 앞서 설명한 실시예들과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

즉, 상기 외측고정자(131)(131')가 피스톤(150)의 왕복방향을 따라 복수 개가 나란하게 배치되고, 상기 각 외측고정자(131)(131')의 안쪽에는 각각의 외측고정자(131)(131')와 대응하는 각각의 내측고정자(132')가 피스톤(150)의 왕복방향을 따라 나란하게 배치될 수 있다.

그리고 각 외측고정자(131)(131')와 내측고정자(132)(132') 사이에는 복수 개씩의 자석(136)(136')이 각각의 외측고정자(131)(131')와 내측고정자(132)(132') 사이의 공극에 위치하도록 배치될 수 있다.

여기서, 상기 외측고정자(131)(131')와 내측고정자(132)(132'), 그리고 자석(136)(136')은 도 2 및 도 3에 도시된 실시예와 동일하게 형성되므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 135, 135'는 코일, 140은 실린더이다.

상기와 같이 복수 개의 고정자와 자석이 피스톤의 왕복방향을 따라 나란하게 배열되는 경우에는 압축기 용량이 그만큼 증가할 수 있을 뿐만 아니라 전자기적 공진스프링력 역시 높일 수 있고, 이를 통해 고정자가 한 개인 실시예에 비해 압축기 성능이 향상될 수 있어 대용량 압축기에 적합할 수 있다.

한편, 도면으로 도시하지는 않았으나, 상기 피스톤의 후방측에 별도의 전자기적 공진스프링을 추가로 설치할 수도 있다.

이 경우에도, 상기 자석 홀더의 후방측에 원통모양으로 스프링용 홀더가 형성되고, 상기 스프링용 홀더의 외주면에는 한 개 또는 다수 개의 스프링용 자석이 결합될 수 있다.

상기 고정자를 지지하는 프레임의 후방측에는 백커버가 결합되고, 상기 백커버의 전방측에는 상기 스프링용 자석과 함께 전자기적 공진스프링을 형성하는 스프링용 고정자가 결합될 수 있다.

상기 스프링용 고정자는 왕복동 모터를 이루는 외측고정자 및 내측고정자와 동일하거나 유사한 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 스프링용 고정자는 상기 왕복동 모터의 외측고정자와 같이 양단에 폴부를 가지는 형상으로 형성되어 2갭 형상으로 형성되거나 일단에만 폴부를 가지고 타단은 내측고정자와 연결되어 1갭 형상으로 형성될 수도 있다.

이에 따른 자석 역시 전술한 왕복동 모터의 자석과 같이 각각 3개가 번갈아 배치되어 전체적으로 3폴-2갭 구조의 전자기적 공진스프링을 형성하거나, 또는 2개가 번갈아 배치되어 전체적으로 2폴-1갭 구조의 전자기적 공진스프링을 형성할 수 있다.

상기와 같은 왕복동식 압축기의 작용효과는 전술한 실시예와 대동소이할 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 스프링용 홀더와 스프링용 자석이 추가로 더 구비됨에 따라 압축기의 전체 크기가 증가하고 제조비용도 증가하지만, 상기 왕복동 모터의 전자기적 공진스프링과 아울러 별도의 전자기적 공진스프링이 더 구비됨에 따라 그만큼 스프링력이 증가하여 압축효율이 증가될 수 있다.

한편, 도면으로 도시하지는 않았으나, 상기 자석이 내측고정자에 일체로 결합된 예에서도 전자기적 공진스프링이 형성될 수 있다.

즉, 전술한 실시예들에서는 상기 자석이 외측고정자와 내측고정자 사이의 공극에 위치하여 가동자와 함께 왕복운동을 하는 것이었으나, 본 실시예는 상기 자석이 내측고정자의 외주면에 결합되어 상기 피스톤이 내측고정자와 함께 왕복운동을 하도록 구성될 수 있다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 왕복동식 압축기의 기본적인 구성과 이에 따른 작용 효과는 전술한 실시예와 대동소이하다. 다만, 이 경우에는 상기 자석이 내측고정자에 결합됨에 따라 내측고정자와 가동자 사이의 공차 관리가 용이하고 상기 내측고정자와 가동자 그리고 피스톤의 동심도를 일치시키는데 용이할 수 있다.

110 : 쉘 120 : 프레임
130 : 왕복동 모터 131 : 외측 고정자
131a,131b : 폴부 132 : 내측 고정자
132a,132b : 폴부 133 : 가동자
134 : 공극 135 : 코일
136 : 자석 136a,136b,136c : 제1,2,3 자석
A,B : 플럭스 방향 F1,F2 : 플럭스에 의한 힘
F1',F2' : 자기적 인력에 의한 힘

Claims (14)

1. 내부공간을 가지는 쉘;
   상기 쉘의 내부공간에 배치되며, 적어도 하나 이상의 공극 (Air gap)을 가지는 고정자 코어 및 상기 고정자 코어에 고정 결합되어 인가되는 전원에 의해 자기에너지를 발생시키는 코일을 포함하는 적어도 한 개 이상의 고정자;
   자석이 구비되어 상기 고정자에 대해 왕복운동을 하는 가동자;
   상기 가동자와 기구적으로 연결되며, 상기 고정자에 발생되는 자기에너지와 상기 자석의 상호작용에 의해 왕복운동을 하는 피스톤;
   상기 피스톤이 삽입되어 압축공간을 형성하는 실린더;
   상기 압축공간의 흡입측을 개폐하는 흡입밸브;
   상기 압축공간의 토출측을 개폐하는 토출밸브; 및
   상기 고정자와 자석 사이에서 자기에너지에 의해 발생되는 복귀력에 의해 형성된 전자기적 공진스프링을 포함하는 왕복동식 압축기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전자기적 공진스프링은, 상기 자석이 상기 코일에 공급되는 전류에 의해 움직일 때 상기 고정자 코어와 자석 사이에 형성되는 자기적 준위의 차이에 따라 상기 자석이 자기적 준위가 낮은 쪽으로 움직이는 힘이 발생하여 공진되도록 하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 고정자는 공극을 사이에 두고 외측에 배치되는 외측 코어 및 내측에 배치되는 내측 코어로 이루어지고,
   상기 자석은 상기 외측 코어와 내측 코어 사이에서 움직일 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
4. 제2항에 있어서,
   상기 고정자는 공극을 기준으로 외측에 배치되는 외측코어 및 내측에 배치되는 내측 코어로 이루어지고,
   상기 자석은 상기 외측 코어 또는 내측 코어에 결합되어 그 외측 코어 또는 내측 코어와 함께 움직이는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 자석의 전자기적 중심이 상기 고정자의 전자기적 중심보다 압축공간쪽으로 편심되게 위치하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 자석은 피스톤의 왕복운동 방향을 따라 N극과 S극이 적어도 1개 이상씩 배열되고,
   상기 자석은 서로 다른 극 간의 접점이 상기 고정자의 전자기적 중심보다 상기 압축공간쪽으로 편심지게 위치하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 고정자는 코일의 양쪽에 공극이 각각 위치하고,
   상기 자석의 중심이 상기 코일의 중심보다 압축공간쪽으로 편심되게 위치하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
8. 제1항에 있어서,
   상기 고정자는 코일의 일측에 한 개의 공극이 위치하고 상기 코일의 타측은 자로를 형성하며,
   상기 자석의 중심이 상기 공극을 이루는 폴부의 중심보다 압축공간쪽으로 편심되게 위치하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
9. 제1항에 있어서,
   상기 피스톤의 최대 스트로크 범위는 상기 복귀력이 변곡점을 가지는 변위 이내인 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
10. 제1항에 있어서,
    상기 전자기적 공진스프링이 복수 개가 구비되어 상기 피스톤의 왕복방향을 따라 배열되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피스톤의 왕복방향 일측면과 그 피스톤에 대응하는 부재에는 같은 극을 가지는 자석이 서로 마주보게 구비되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
12. 적어도 하나의 공극을 가지는 고정자 코어와 자기에너지를 형성하는 코일을 구비한 고정자;
    자석이 구비되어 상기 고정자에 대해 왕복운동을 하는 가동자;
    내부에 수용공간을 가지는 실린더; 및
    상기 가동자에 결합되며, 상기 실린더와 압축공간을 형성하고, 상기 자석이 상기 고정자 코어의 공극에 형성되는 자기적 준위의 차이에 따른 복귀력을 받아 공진운동을 하는 피스톤을 포함하는 왕복동식 압축기.
13. 제12항에 있어서,
    상기 피스톤의 최대 스트로크 범위는 상기 복귀력이 변곡점을 가지는 변위 이내인 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
14. 적어도 하나의 공극을 가지는 고정자 코어와 자기에너지를 형성하는 코일을 구비한 고정자, 자석이 구비되며 상기 고정자에 대해 왕복운동을 하는 가동자, 및 상기 가동자에 결합되는 피스톤을 구비하고,
    상기 자석은 상기 고정자 코어와 함께 자기적 준위를 형성하여 그 자기적 준위가 낮은 쪽으로 발생되는 복귀력에 의해 상기 자석이 피스톤과 함께 공진운동을 하는 왕복동식 압축기에서,
    상기 자석의 전자기적 중심이 상기 고정자의 전자기적 중심과 일치하는 지점을 피스톤의 제1 위치라고 하고, 상기 피스톤이 조립 또는 정지 상태에서의 위치를 피스톤의 제2 위치라고 할 때,
    상기 피스톤의 제2 위치는 상기 피스톤의 제1 위치에 비해 압축공간 쪽으로 편심되게 위치하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.

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