KR20180093432A - 리니어 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것이다.
본 발명의 리니어 압축기는, 밀폐 공간을 형성하는 케이스; 상기 케이스 내부에 수용되며, 실린더와, 상기 실린더 내의 냉매를 압축하기 위한 피스톤; 및 상기 피스톤을 왕복 운동 시키기 위한 왕복동 모터를 구비하는 압축기 본체; 및 상기 압축기 본체를 지지하는 복수의 지지 장치를 포함하고, 상기 복수의 지지 장치 중 일 지지 장치는, 상기 케이스에 고정되는, 고정 브라켓과, 상기 고정 브라켓에 연결되는 부싱과, 상기 부싱을 관통한 후 상기 압축기 본체에 연결되는 가이드 핀을 포함한다.

Description

리니어 압축기{Linear compressor}

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것이다.

모터(Motor)는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜 회전력 또는 왕복동력을 얻는 장치로서, 이러한 모터는 인가되는 전원에 따라서 교류 모터와 직류 모터로 구분될 수 있다.

모터는 고정자(Stator)와 가동자(Mover 또는 Rotor)를 포함하며, 고정자에 구비되는 권선(Coil)에 전류가 흐를 때 발생하는 자속(Flux)의 방향에 따라 마그네트(Magnet)가 구비된 가동자가 회전 운동을 하거나 또는 왕복 운동을 하게 된다.

모터는 가동자의 운동 양태에 따라 회전 모터 또는 왕복동 모터로 구분될 수 있다. 회전 모터는 코일에 인가되는 전원에 의해 고정자에 자속이 형성되고 이 자속에 의해 가동자가 고정자에 대해 회전운동을 한다. 반면, 왕복동 모터는 가동자가 고정자에 대해 직선으로 왕복 운동한다.

최근에는 고정자가 내측 고정자(Inner stator)와 외측 고정자(Outer stator)를 갖는 원통형으로 형성되고, 내측 고정자와 외측 고정자 중 어느 한쪽에 유도자기를 발생하기 위한 코일이 권취되는 압축기용 왕복동 모터가 소개되고 있다.

또한, 상기 압축기용 왕복동 모터의 경우, 자극(Magnet pole)이 고정자의 축방향을 따라 배열된 마그네트(Magnet)가 가동자에 구비되어 그 가동자가 내측 고정자와 외측고정자 사이의 공극(Air gap)에서 왕복운동을 한다.

이러한 압축기용 왕복동 모터는 대한민국 등록특허 제10-0492612호(이하, 선행기술 1) 및 대한민국 등록특허 제10-0539813호(이하, 선행기술 2) 등에 개시되어 있다.

선행기술 1과 선행기술 2에는 모두 박판으로 형성된 다수 개의 철심 코어를 환형으로 형성된 코일에 방사상으로 적층하여 원통형으로 된 외측 고정자 또는 내측 고정자를 형성하고 있다.

상기와 같은 왕복동 모터는 가동자가 안정적으로 왕복 운동을 할 수 있도록 그 가동자의 왕복방향 양쪽에 각각 압축코일 스프링으로 된 기계적 공진 스프링이 구비되어 있다.

이에 따라, 가동자가 코일에 인가된 전원의 자속 방향을 따라 전후 방향으로 이동을 할 때 그 가동자가 이동하는 방향에 구비된 기계적 공진스프링은 압축되면서 반발력을 축척한다. 이어서 가동자가 반대 방향으로 이동할 때 반발력을 축적했던 기계적 공진스프링은 가동자를 밀어내는 일련의 과정을 반복하게 된다.

그러나, 종래의 왕복동 모터는, 가동자가 압축코일 스프링에 의해서 지지되나, 압축코일 스프링은 특성상 발생하는 자체 공진 때문에 일정 구간의 운전주파수 안에서도 특정 구간은 운전주파수로 사용하지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 왕복동 모터는, 압축코일 스프링이 가동자를 지지함에 따라서, 그 압축코일스프링의 특성상 기계적 응력 한계 및 진동 거리 등의 제약이 발생하게 된다. 이로 인해 공진 스프링은 일정한 선경과 길이 등을 확보해야 하므로 왕복동 모터의 횡방향 길이를 축소시키는데 한계가 있었다.

또한, 종래의 왕복동 모터는, 마그네트를 지지하는 마그네트 프레임의 두께가 커서 전체 가동자의 무게가 증가하고 이로 인해 전력소모량이 증가하는 문제점도 있었다.

본 발명의 목적은, 고정자가 형성하는 영역 내에 가동자를 위치시키되, 가동자를 자기적 공진 스프링으로 공진시키는 리니어 압축기를 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 간단한 구조에 의해서 압축기 본체를 지지하면서 압축기 본체의 이동을 가이드하는 리니어 압축기를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 리니어 압축기는, 밀폐 공간을 형성하는 케이스; 상기 케이스 내부에 수용되며, 실린더와, 상기 실린더 내의 냉매를 압축하기 위한 피스톤; 및 상기 피스톤을 왕복 운동 시키기 위한 왕복동 모터를 구비하는 압축기 본체; 및 상기 압축기 본체를 지지하는 복수의 지지 장치를 포함한다.

상기 왕복동 모터는, 고정자; 상기 고정자가 형성하는 영역에 권취되는 코일; 상기 고정자에 대해서 왕복 운동하며 상기 피스톤에 연결되는 가동자; 및 상기 고정자 또는 가동자에 설치되는 마그네트를 포함하고, 상기 마그네트는, 제1극부와, 상기 제1극부와 반대 극인 제2극부를 포함하고, 상기 제1극부와 상기 제2극부는 상기 피스톤의 왕복 운동 방향으로 일렬로 배열된다.

본 발명의 복수의 지지 장치 중 일 지지 장치는, 상기 케이스에 고정되는, 고정 브라켓과, 상기 고정 브라켓에 연결되는 부싱과, 상기 부싱을 관통한 후 상기 압축기 본체에 연결되는 가이드 핀을 포함한다.

상기 압축기 본체의 운동이 가이드되도록, 상기 피스톤 왕복 운동 방향으로의 상기 부싱의 길이 보다 상기 가이드 핀의 길이가 길게 형성된다.

본 발명의 복수의 지지 장치 중 다른 지지 장치는, 상기 케이스에 고정되는 추가적인 고정 브라켓과, 상기 추가적인 고정 브라켓 및 상기 압축기 본체에 설치되는 판 스프링을 포함한다.

제안되는 발명에 의하면, 가동자가 자기적 공진 스프링으로 공진되므로, 피스톤의 공진을 위한 기구적인 공진 스프링이 없어도 되므로, 리니어 압축기의 구조가 간단해지며, 운전 주파수 내에서 사용 주파수가 제한되는 것이 방지되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 기구적인 공진 스프링이 줄어드게 되므로, 리니어 압축기의 무게 및 크기가 줄어들 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 피스톤의 공진 운동 과정에서 제 1 지지 장치가 피스톤의 운동을 가이드할 뿐만 아니라 처짐을 방지하므로, 지지 구조가 간단한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 제 2 지지 장치가 판 스프링을 포함하므로, 피스톤의 공진 운동이 안정적으로 이루어지면서도 압축기 본체의 처짐 현상이 방지될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 압축기의 종단면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 커버의 정면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제 1 고정 브라켓의 정면도.
도 4는 본 발명의 제 1 지지 장치를 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제 2 고정 브라켓의 정면도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복동 모터의 동작을 설명하기 위해 보인 개략도.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해서 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 압축기의 종단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 리니어 압축기(10)는, 외형을 형성하며 내부 공간을 갖는 케이스(101)를 포함할 수 있다.

상기 리니어 압축기(10)는, 압축기 본체(100)와, 상기 압축기 본체를 지지하는 복수의 지지장치(500, 600)를 포함할 수 있다.

상기 압축기 본체(100)는, 상기 케이스(101)의 내부 공간에 배치되고, 가동 코어(404)가 왕복 운동을 하는 왕복동 모터(200)를 포함할 수 있다.

상기 압축기 본체(100)는, 상기 왕복동 모터(200)의 가동자(400)에 연결되어 상기 가동자(400)와 함께 왕복 운동하는 피스톤(130)과, 상기 피스톤(130)이 삽입되며, 냉매의 압축을 위한 압축 공간(122)을 형성하는 실린더(120)를 더 포함할 수 있다.

상기 피스톤(130)은 도면 상 Z축 방향으로 왕복 운동할 수 있다.

또한, 상기 압축기 본체(100)는, 상기 압축 공간(122)의 흡입 측을 개폐하는 흡입 밸브(132)와, 및 상기 압축 공간(122)의 토출측을 개폐하는 토출 밸브(140)를 더 포함할 수 있다.

그리고, 밀폐된 케이스(101)에 흡입관(104)과 토출관(미도시)이 연결된다.

이로써, 상기 케이스(101)의 내부 공간은 흡입되는 냉매가 채워져 흡입압을 형성하고, 상기 압축 공간(122)에서 토출되는 냉매는 상기 토출 안내관(152)을 따라 유동한 후 토출관을 통해 상기 케이스(101)의 외부로 배출될 수 있다.

또한, 상기 압축기 본체(100)는, 프레임(110)을 더 포함할 수 있다. 상기 프레임(110)의 일측면에는 왕복력을 발생시키는 동시에 상기 피스톤(130)의 공진 운동을 유도하는 왕복동 모터(200)가 고정 결합된다.

상기 왕복동 모터(200)의 내측에서 상기 실린더(120)가 상기 프레임(110)에 결합되고, 상기 실린더(120)에는 상기 압축 공간(122)의 체적을 가변시켜 냉매를 압축하기 위한 상기 피스톤(130)이 수용된다.

상기 프레임(110)에는 토출 커버(150)가 결합될 수 있다. 상기 토출 커버(150) 내에는 상기 토출 밸브(140)가 수용되고, 상기 토출 밸브(140)는 밸브 스프링(142)에 의해서 지지될 수 있다.

상기 토출 밸브(140)는 상기 밸브 스프링(142)에 지지된 상태에서 상기 압축 공간(122)을 개폐할 수 있다.

상기 토출 커버(150)에는 토출 공간(151)이 구비된다. 상기 토출 공간(151)으로 배출된 냉매 가스 중 일부는 상기 실린더(120)와 상기 피스톤(130) 사이 공간으로 공급될 수 있다.

상기 왕복동 모터(200)는, 고정자(210)와, 상기 고정자(210)에 설치되는 마그네트(410)와, 상기 고정자(210)에 대해서 이동하는 가동자(400)를 포함할 수 있다.

상기 가동자(400)는, 상기 피스톤(130)과 연결되는 연결부(402)와, 상기 연결부(402)에 설치되는 가동 코어(404)를 포함할 수 있다.

따라서, 상기 가동 코어(404)가 상기 고정자(210) 및 상기 마그네트(410)에 대해 왕복 운동을 하게 되면 상기 실린더(120)에 삽입된 상기 피스톤(130)이 상기 가동 코어(404)와 함께 왕복 운동을 하게 된다.

상기 고정자(210)는, 내측 고정자(220)와, 외측 고정자(230)를 포함할 수 있다.

상기 외측 고정자(230)는, 일측이 상기 내측 고정자(220)와 연결되고 타측이 상기 내측 고정자(220)의 타측과 공극(240)을 형성하도록 상기 내측 고정자(220)의 반경 방향 외측에 이격되어 배치될 수 있다.

이때, 상기 내측 고정자(220)와 외측 고정자(230)는 자성체 또는 전도체 재질로 이루어질 수 있다.

상기 내측 고정자(220)와 상기 외측 고정자(230) 사이에는 상기 코일(300)이 권취될 수 있다.

일례로, 상기 코일(300)이 상기 내측 고정자(220)에 권취된 상태에서 상기 외측 고정자(230)가 상기 내측 고정자(220)와 결합될 수 있다.

또는, 미리 링 형태로 권취된 코일(300)이 상기 내측 고정자(220)를 둘러싼 상태에서 상기 외측 고정자(230)가 상기 내측 고정자(220)와 결합될 수 있다.

한편, 상기 내측 고정자(220)의 외주면 또는 외측 고정자(230)의 내주면 중 적어도 어느 한 곳에는 상기 마그네트(410)가 설치될 수 있다.

이때, 상기 가동 코어(404)의 왕복 운동 방향(또는 축 방향)으로, 상기 마그네트(410)는 상기 코일(300)과 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 상기 마그네트(410)와 코일(300)은 상기 고정자(210)의 반경 방향으로 중첩되지 않게 배치될 수 있다.

종래의 경우, 상기 마그네트(410)와 상기 코일(300)이 상기 고정자(210)의 반경 방향으로 중첩될 수 밖에 없었고, 그에 따라 모터의 직경이 커질 수 밖에 없었다.

반면, 본 발명의 경우 상기 마그네트(410)와 상기 코일(300)이 가동 코어(404)의 왕복 운동 방향으로 이격되어 배치되므로, 종래 대비 왕복동 모터(200)의 직경을 줄일 수 있다.

또한, 상기 마그네트(410)는 일례로, 원통형으로 이루어질 수 있다. 다른 예로, 상기 마그네트(410)는 축 방향에서 바라봤을 때, 호(arc) 형상의 단면을 갖을 수 있다. 이 경우, 복수의 마그네트(410)가 상기 내측 고정자(220)의 외주면이나, 상기 외측 고정자(230)의 내주면에 원주 방향을 따라 이격되어 배치될 수 있다.

이때, 상기 마그네트(410)는 상기 공극(240)으로 노출되도록 배치된다.

이를 위해, 상기 공극(240)을 형성하는 상기 내측 고정자(220)와 상기 외측 고정자(230)의 서로 마주보는 면 중 어느 한 면에는 상기 마그네트(410)가 고정되는 마그네트 고정면(232)이 형성될 수 있다.

도면에는 일 예로 상기 마그네트(410)가 상기 외측 고정자(230)에 설치되고, 상기 외측 고정자(230)에 마그네트 고정면(232)이 형성되는 것이 도시된다.

상기 가동 코어(404)는 상기 마그네트(410)가 노출되는 공극(240)에 위치되며, 자성체로 이루어져 상기 고정자(210) 및 상기 마그네트(410)에 대해 왕복 운동을 한다.

이때, 상기 가동 코어(404)의 왕복 운동 방향으로, 상기 가동 코어(404)는 상기 코일(300)과 이격되게 배치되며, 상기 가동 코어(404)의 왕복 운동에 따라 상기 코일(300)과 상기 가동 코어(404)의 간격이 가변된다.

즉, 상기 가동 코어(404)와 상기 코일(300)은 상기 고정자(210)의 반경 방향으로 중첩되지 않게 배치될 수 있다.

종래의 경우, 상기 가동 코어(404)와 상기 코일(300)이 상기 고정자(210)의 반경 방향으로 중첩될 수 밖에 없었고, 그에 따라 모터의 직경이 커질 수 밖에 없었다.

반면, 본 발명의 경우 상기 가동 코어(404)와 상기 코일(300)이 가동 코어(404)의 왕복 운동 방향으로 이격 배치되므로, 종래 대비 모터의 직경을 줄일 수 있다.

본 실시예에서, 상기 가동 코어(404)는, 축 방향에서 바라볼 때, 적어도 일부가 호(arc) 형상으로 형성될 수 있다.

즉, 상기 가동 코어(404)는 링 형태의 공극(240)에 삽입될 수 있도록, 링 형태로 형성되거나, 호 형상의 단면을 가지는 복수의 가동 코어(404)가 원주 방향으로 이격 배치될 수 있다.

상기 가동 코어(404)는 상기 연결부(402)에 의해서 지지될 수 있다. 이때, 상기 연결부(402)의 일부는 상기 공극(240) 내에 위치될 수 있다. 따라서, 상기 연결부(402)의 적어도 일부는 원통 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 가동 코어(404)는 상기 연결부(402)에 의해서 지지된 상태에서 상기 마그네트(410)와 마주보도록 배치될 수 있다.

일 예로 상기 가동 코어(404)는 상기 연결부(402)의 외주면에 설치되어 상기 외측 고정자(230)의 내주면에 설치된 마그네트(410)와 마주볼 수 있다.

본 발명에서, 상기 마그네트(410)의 길이는, 상기 가동 코어(404)의 최대 스트로크(stroke)의 2배 이상으로 형성될 수 있다.

이와 같이, 상기 마그네트(410)의 길이를 한정하는 이유는 모터 스프링 강성의 변곡을 고려해서이다. 따라서, 상기 가동 코어(404)의 최대 스트로크(stroke) 보다 상기 마그네트(410)의 길이를 길게 형성할 필요가 있다.

또한, 본 발명에서, 상기 가동 코어(404)의 축 방향 길이는, 상기 마그네트(410)의 절반의 길이 이상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 모터 스프링 강성이 확보될 수 있다.

한편, 상기 마그네트(410)는 상기 가동 코어(404)의 왕복 운동 방향으로 서로 다른 자극이 배열되도록 형성될 수 있다.

즉, 상기 마그네트(410)는 제1극부(412)와, 제2극부(414)를 포함하며, 상기 제1극부(412)와 상기 제2극부(414)는 상기 피스톤(130)의 왕복 운동 방향으로 일렬로 배열된다.

한편, 상기 압축기 본체(100)는, 상기 왕복동 모터(200)의 일측에 접촉되는 모터 커버(160)를 더 포함할 수 잇다.

상기 모터 커버(160)는 상기 마그네트(410)를 상기 코일(300) 측으로 가압할 수 있다. 따라서, 상기 모터 커버(160)에 의해서 상기 마그네트(410)가 상기 고정자(210)에서 분리되는 것이 방지될 수 있다.

상기 복수의 지지장치(500, 600)는, 상기 압축기 본체(100)의 일측에 연결되는 제 1 지지장치(500)와, 상기 압축기 본체(100)의 타측에 연결되는 제 2 지지장치(600)를 포함할 수 있다.

일 예로 상기 제 1 지지장치(500)는 상기 모터 커버(160)에 결합될 수 있고, 상기 제 2 지지장치(600)는 상기 토출 커버(150)에 결합될 수 있다.

상기 각 지지장치(500, 600)는 상기 압축기 본체(100)의 축 방향 진동 및 반경 방향 진동을 흡수할 수 있다.

상기 제 1 지지장치(500)는, 상기 케이스(101)에 고정되는 제 1 고정 브라켓(510)과, 상기 제 1 고정 브라켓(510)에 결합되는 부싱(520)과, 상기 부싱(520)을 관통하고 상기 압축기 본체(100)에 결합되는 가이드 핀(530)을 포함할 수 있다.

상기 제 2 지지장치(600)는, 상기 케이스(101)에 고정되는 제 2 고정 브라켓(610)과, 상기 제 2 고정 브라켓(610)과 상기 압축기 본체(100)에 연결되는 판 스프링(620)을 포함할 수 있다.

상기 판 스프링(620)은 큰 횡강성(피스톤의 왕복 운동 방향과 수직한 방향으로의 강성)과 작은 종강성(피스톤의 왕복 운동 방향으로의 강성)을 갖는다.

따라서, 상기 판 스프링(620)에 의해서 상기 압축기 본체(100)의 진동이 효과적으로 흡수되면서도 상기 압축기 본체(100)의 처짐 및 상기 압축기 본체(100)가 상기 케이스(101)에 충돌하는 것이 방지될 수 있다.

상기 판 스프링(620)은 제 1 체결 부재(632)에 의해서 상기 제 2 고정 브라켓(610)에 고정될 수 있고, 제 2 체결 부재(634)에 의해서 상기 토출 커버(150)에 고정될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 커버의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제 1 고정 브라켓의 정면도이고, 도 4는 본 발명의 제 1 지지 장치를 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 모터 커버(160)는 링 형태의 커버 바디(161)를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 가동자(300) 및 피스톤(130)은 상기 커버 바디(161)를 관통할 수 있다.

상기 커버 바디(161)에는 상기 가이드 핀(530)이 고정되기 위한 고정홀(162)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 커버 바디(161)에는 상기 커버 바디(161)를 상기 프레임(110)에 체결되기 위한 체결부재가 관통하는 체결홀(164)이 형성될 수 있다.

상기 커버 바디(161)에는 상기 마그네트를 가압하는 가압리브(166)가 구비될 수 있다. 상기 마그네트(414)가 원통 형태로 형성되는 경우, 상기 가압 리브(166)도 원통 형태로 형성될 수 있다.

상기 제 1 고정 브라켓(510)은 상기 케이스(101)에 고정되는 링 형태의 제 1 브라켓 바디(512)를 포함할 수 있다.

상기 제 1 브라켓 바디(512)는 일 예로 상기 케이스(101)에 용접 결합될 수 있으나, 본 발명에서 상기 제 1 브라켓 바디(512)를 상기 케이스(101)에 고정시키기 위한 방법에는 제한이 없음을 밝혀둔다.

상기 제 1 고정 브라켓(510)은, 상기 제 1 브라켓 바디(512)의 내주면에서 내측 으로 연장되는 제 1 연장부(514)를 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 연장부(514)는 상기 제 1 브라켓 바디(512)의 내주면에서 반경 방향으로 연장될 수 있다.

상기 압축기 본체(100)의 안정적인 가이드를 위하여 상기 제 1 고정 브라켓(510)은 복수의 제 1 연장부(514)를 포함할 수 있다. 이때, 복수의 제 1 연장부(514)는 Z축을 중심으로 대칭을 이루도록 배치될 수 있다.

상기 제 1 연장부(514)에는 상기 부싱(520)이 끼워지기 위한 개구(516)가 구비될 수 있다.

상기 부싱(520)은, 상기 개구(516)에 삽입되는 삽입부(522)와, 상기 삽입부(522)의 직경 보다 크게 형성되며 상기 제 1 연장부(514)에 접촉하는 스토퍼(524)를 포함할 수 있다.

상기 삽입부(522)는 일 예로 상기 개구(516)에 압입될 수 있다. 또는, 상기 삽입부(522)의 외주면에 나사산이 형성되어 상기 제 1 연장부(514)에 나사 결합될 수 있다.

상기 부싱(520)은, 제한적이지는 않으나, 테프론 재질로 형성될 수 있다.

상기 부싱(520)은 상기 가이드 핀(532)이 관통하는 가이드 홀(526)을 포함할 수 있다.

상기 가이드 핀(530)은, 헤드부(532), 바디부(534) 및 체결부(536)를 포함할 수 있다.

상기 바디부(534)의 외경은 상기 가이드 홀(526)의 직경 보다 작게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 가이드 핀(530)에 의해서 상기 압축기 본체(100)가 Z축 방향으로 움직일 수 있을 뿐만 아니라, 상기 가이드 홀(526)과 상기 바디부(534)의 직경 차이 만큼 상기 압축기 본체(100)가 X축 또는 Y축 방향으로 움직일 수 있다.

상기 헤드부(532)는 상기 바디부(534)의 직경 보다 크게 형성된다.

상기 체결부(536)는 상기 헤드부(532)의 반대편에 위치되며, 상기 압축기 본체(100)에 체결될 수 있다. 일 예로 상기 체결부(536)의 외주면에서 나사산이 형성되어 상기 모터 커버(160)에 체결될 수 있다.

상기 가이드 핀(530)은 상기 부싱(520)을 기준으로 상기 압축기 본체(100)의 반대편에서 상기 부싱(520)을 관통한 후에 상기 압축기 본체(100)에 체결될 수 있다.

상기 바디부(534)의 축 방향 길이는 상기 부싱(520)의 축 방향 길이 보다 길게 형성된다.

따라서, 상기 압축기 본체(100)와 상기 부싱(520) 간에 제 1 간격(L1)이 존재하고, 상기 부싱(520)과 상기 가이드 핀(530)의 헤드부(532) 간에 제 2 간격(L2)이 존재한다.

그리고, 상기 압축기 본체(100)는 상기 제 1 간격(L1)과 상기 제 2 간격(L2)을 합한 길이 범위 내에서 Z 축 방향으로 이동할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제 2 고정 브라켓의 정면도이다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 상기 제 2 고정 브라켓(620)은 상기 케이스(101)에 고정되는 링 형태의 제 2 브라켓 바디(622)를 포함할 수 있다.

상기 제 2 브라켓 바디(622)는 일 예로 상기 케이스(101)에 용접 결합될 수 있으나, 본 발명에서 상기 제 2 브라켓 바디(622)를 상기 케이스(101)에 고정시키기 위한 방법에는 제한이 없음을 밝혀둔다.

상기 제 2 고정 브라켓(620)은, 상기 제 2 브라켓 바디(622)의 내주면에서 내측으로 연장되는 제 2 연장부(624)를 더 포함할 수 있다.

상기 압축기 본체(100)의 안정적인 가이드를 위하여 상기 제 2 고정 브라켓(620)은 복수의 제 2 연장부(624)를 포함할 수 있다.

상기 제 2 연장부(624)에는 상기 제 1 체결부재(632)가 체결되기 위한 체결홀(626)이 형성된다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복동 모터의 동작을 설명하기 위해 보인 개략도이다.

도 1, 도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 왕복동 모터(200)의 상기 코일(300)에 교번 전류가 인가되면, 상기 내측 고정자(220)와 상기 외측 고정자(230) 사이에는 교번 자속이 형성된다.

이 경우 상기 가동 코어(404)는 자속 방향을 따라 양방향으로 움직이면서 지속적으로 왕복 운동을 하게 된다.

이때, 상기 가동 코어(404)와 고정자(210) 및 마그네트(410) 사이에 자기적 스프링(Magnetic Resonance Spring)이 형성되어, 가동 코어(404)의 공진 운동을 유도하게 된다.

예를 들어 도 6과 같이, 상기 마그네트(410)가 외측 고정자(220)에 고정되고, 상기 마그네트(410)에 의한 자속이 도면 상의 시계 방향으로 흐르는 상태에서, 상기 코일(300)에 교번 전류가 인가될 수 있다.

그러면, 상기 코일(300)에 의한 자속이 일 예로 도면 상의 시계 방향으로 흐르게 되고, 상기 코일(300)에 의한 자속과 상기 마그네트(410)의 자속이 증자되는 도면의 오른쪽 방향으로 상기 가동 코어(404)가 이동하게 된다(화살표 M1 참조).

이때, 상기 가동 코어(404)와 상기 고정자(210) 및 상기 마그네트(410) 사이에는 자기적 에너지(즉, 자기적 위치 에너지 또는 자기적 저항)가 낮은 쪽인 도면의 좌측 방향으로 복귀하려는 왕복 중심력(Centering force)(F1)이 축적된다.

이러한 상태에서, 도 7과 같이 상기 코일(300)에 인가되는 전류의 방향이 바뀌게 되면, 상기 코일(300)에 의한 자속이 도면 상의 반시계 방향으로 흐르게 된다. 그러면, 상기 코일(300)에 의한 자속과 상기 마그네트(410)의 자속은 이전과 반대 방향, 즉 도면의 왼쪽 방향으로 증자된다.

이때, 축적된 왕복 중심력(Centering force)(F1)과, 상기 코일(300) 및 마그네트(410)의 자속에 의한 자기력에 의해 도면의 왼쪽 방향으로 상기 가동 코어(404)가 이동하게 하게 된다(화살표 M2 참조).

이 과정에서, 상기 가동 코어(404)는 관성력과 자기력에 의해 상기 마그네트(410)의 중심(제1극부(412)와 제2극부(414)의 경계선)을 지나 도면의 좌측으로 더 이동하게 된다.

이때도 마찬가지로, 상기 가동 코어(404)와 고정자(210) 및 마그네트(410) 사이에는 자기적 에너지가 낮은 쪽인 도면의 우측 방향으로 복귀하려는 왕복 중심력(Centering force)(F2)이 축적된다.

그리고, 도 6에서와 같이 상기 코일(300)에 인가되는 전류의 방향이 바뀌게 되면, 축적된 왕복 중심력(Centering force)(F2)과, 코일(300) 및 마그네트(410)의 자속에 의한 자기력에 의해 상기 가동 코어(404)가 우측 방향으로 이동하게 된다.

이때도 역시, 상기 가동 코어(404)는 관성력과 자기력에 의해 마그네트(410)의 중심을 지나 도면의 우측으로 더 이동하게 된다.

그리고, 상기 가동 코어(404)와 고정자(210) 및 마그네트(410) 사이에는 자기적 에너지가 낮은 쪽인 도면의 좌측 방향으로 복귀하려는 왕복 중심력(Centering force)(F1)이 축적된다.

이러한 방식으로 상기 가동 코어(404)는 기계적 공진 스프링이 구비된 것과 같이 도면 상 우측과 좌측을 번갈아 가면서 이동하는 왕복 운동을 지속적으로 반복하게 된다.

위의 실시 예에서는 상기 피스톤의 왕복 운동 방향(축 방향)이 수평인 것으로 설명하였으나, 이와 달리 상기 피스톤의 왕복 운동 방향(축 방향)이 수직인 상태가 되도록 상기 리니어 압축기가 구성되어도 본 발명의 지지 장치 들을 그대로 적용할 수 있다.

101: 케이스 120: 실린더
130: 피스톤 200: 왕복동 모터
500: 제 1 지지장치 600: 제 2 지지장치

Claims (10)

1. 밀폐 공간을 형성하는 케이스;
   상기 케이스 내부에 수용되며, 실린더와, 상기 실린더 내의 냉매를 압축하기 위한 피스톤; 및 상기 피스톤을 왕복 운동 시키기 위한 왕복동 모터를 구비하는 압축기 본체; 및
   상기 압축기 본체를 지지하는 복수의 지지 장치를 포함하고,
   상기 복수의 지지 장치 중 일 지지 장치는,
   상기 케이스에 고정되는, 고정 브라켓과,
   상기 고정 브라켓에 연결되는 부싱과,
   상기 부싱을 관통한 후 상기 압축기 본체에 연결되는 가이드 핀을 포함하는 리니어 압축기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 피스톤 왕복 운동 방향으로의 상기 부싱의 길이 보다 상기 가이드 핀의 길이가 길게 형성되는 리니어 압축기.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 부싱에는 상기 가이드 핀이 관통하는 가이드 홀이 형성되며, 상기 가이드 핀의 직경은 상기 가이드 홀의 직경 보다 작게 형성되는 리니어 압축기.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 고정 브라켓은, 링 형태의 브라켓 바디와,
   상기 브라켓 바디의 내주면에서 연장되는 연장부와,
   상기 연장부에 형성되며 상기 부싱이 끼워지는 개구를 포함하는 리니어 압축기.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 부싱은 상기 개구에 끼워지는 삽입부와, 상기 삽입부가 상기 개구에 끼워진 상태에서 상기 연장부에 접촉하는 스토퍼를 포함하는 리니어 압축기.
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 가이드 핀은, 헤드부와,
   상기 헤드부의 직경 보다 작은 직경으로 형성되며 상기 부싱을 관통하는 바디부와,
   상기 압축기 본체에 체결되는 체결부를 포함하는 리니어 압축기.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 피스톤 왕복 운동 방향으로의 상기 바디부의 길이는 상기 부싱의 길이 보다 길게 형성되는 리니어 압축기.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 실린더가 결합되는 프레임과,
   상기 왕복동 모터가 상기 프레임에 안착된 상태에서 상기 왕복동 모터를 가압하는 모터 커버를 더 포함하고,
   상기 체결부는 상기 모터 커버에 체결되는 리니어 압축기.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 지지 장치 중 다른 지지 장치는, 상기 케이스에 고정되는 추가적인 고정 브라켓과,
   상기 추가적인 고정 브라켓 및 상기 압축기 본체에 설치되는 판 스프링을 포함하는 리니어 압축기.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 왕복동 모터는, 고정자;
    상기 고정자가 형성하는 영역에 권취되는 코일;
    상기 고정자에 대해서 왕복 운동하며 상기 피스톤에 연결되는 가동자; 및
    상기 고정자 또는 가동자에 설치되는 마그네트를 포함하고,
    상기 마그네트는, 제1극부와, 상기 제1극부와 반대 극인 제2극부를 포함하고, 상기 제1극부와 상기 제2극부는 상기 피스톤의 왕복 운동 방향으로 일렬로 배열되는 리니어 압축기.

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