KR20060039621A

KR20060039621A - 리니어 압축기

Info

Publication number: KR20060039621A
Application number: KR1020040088793A
Authority: KR
Inventors: 오진택; 이종구; 서광하
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-11-03
Filing date: 2004-11-03
Publication date: 2006-05-09
Also published as: CN1769680B; BRPI0500797A; JP2006132522A; DE102005005698B4; DE102005005698A1; JP4819374B2; CN1769680A; US20060093495A1

Abstract

본 발명에 따른 리니어 압축기에서 스테이터 커버에는 실린더 프레임과 볼트에 의해 체결되도록 체결홀이 형성되는 바, 상기 스테이터 커버에서 상기 체결홀이 형성되지 않는 부분의 곡률이 상기 체결홀이 형성된 부분의 곡률보다 작게 형성됨으로써, 스테이터 커버의 크기가 축소되어 상기 스테이터 커버와 쉘 사이의 이격공간을 충분히 확보하여 상기 쉘의 크기를 축소시킬 수 있기 때문에, 리니어 압축기를 소형화시킬 수 있는 효과가 있다.

리니어 압축기, 리니어 모터, 아우터 스테이터, 실린더 프레임, 스테이터 커버, 체결수단, 급유수단

Description

리니어 압축기{Linear compressor}

도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 단면도,

도 2는 종래 기술에 따른 스테이터 커버가 개략적으로 도시된 측단면도,

도 3은 본 발명의 제 1실시예 따른 리니어 압축기가 도시된 단면도,

도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 리니어 모터의 고정구조가 도시된 분해 사시도,

도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 스테이터 커버가 개략적으로 도시된 측단면도,

도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 리니어 압축기가 도시된 단면도,

도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 스테이터 커버가 개략적으로 도시된 측단면도.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50: 쉘 51: 하부 쉘

52: 상부 쉘 53: 흡입 파이프

54: 토출 파이프 55: 댐퍼

60: 리니어 압축부 61: 리니어 모터

62: 실린더 63: 실린더 프레임

64: 스테이터 커버 65: 유체 흡입로

66: 백 커버 67: 흡입유로

68: 흡입포트 69: 피스톤

70: 토출부 어셈블리 72: 흡입밸브

73: 토출 밸브 74: 토출 스프링

75: 내측 토출커버 76: 외측 토출커버

77: 연결 파이프 78: 아우터 스테이터

79: 보빈 80: 코일

81: 이너 스테이터 82: 마그네트

83: 마그네트 프레임 90: 급유수단

91: 오일 흡입공 92: 오일 토출공

93: 오일 실린더 94: 오일 피스톤

95: 제 1오일 스프링 96: 제 2오일 스프링

97: 오일 흡입유로 98: 오일 배출유로

99: 오일 토출커버 103: 오일 흡입커버

104: 오일 유로 105: 오일 흡입밸브

106: 오일 토출밸브 107: 볼트

108: 너트

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로서, 특히 스테이터 커버가 두 개 이상의 곡률을 갖도록 판금성형으로 제작됨으로써, 상기 스테이터 커버가 쉘과의 충분한 이격공간을 확보할 수 있어 소형화가 가능한 리니어 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 리니어 압축기(Linear compressor)는 리니어 모터의 직선 구동력을 이용하여 실린더 내부에서 피스톤을 직선 왕복운동시키면서 냉매가스 등의 유체(이하, '유체'라 칭함)를 흡입하고 압축하여 토출하는 기기이다.

도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 스테이터 커버가 개략적으로 도시된 구성도이다.

종래 기술에 따른 리니어 압축기는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 오일(O)이 담겨지는 쉘(2)과, 상기 쉘(2)의 내부에 설치된 댐퍼(3)에 의해 진동 가능하게 설치되어 유체를 흡입한 후 압축하여 토출하는 리니어 압축부(10)를 포함하여 구성된다.

상기 쉘(2)에는 유체가 흡입되는 흡입파이프(4)가 관통되고, 상기 리니어 압축부(10)에서 연결된 토출 파이프(5)가 관통되게 배치된다.

상기 리니어 압축부(10)는 실린더(11)가 구비된 실린더 프레임(12)과, 유체 흡입로(13)가 구비된 백 커버(14)와, 상기 실린더(11)로 직선 왕복 가능하게 배치되고 상기 실린더(11)의 내측으로 유체가 흡입되도록 흡입유로(15)가 형성된 피스톤(16)과, 상기 피스톤(16)을 직선 왕복시키는 리니어 모터(20)와, 상기 실린더(11)의 선단을 개폐하도록 설치되고 상기 토출 파이프(5)가 연결된 토출 밸브 어셈블리(17)를 포함하여 구성된다.

상기 리니어 모터(20)는 크게 고정자와 가동자로 이루어지는 바, 고정자는 아우터 스테이터(21)와, 이너 스테이터(22)와, 상기 아우터 스테이터(21)가 구비된 보빈(23)과, 상기 보빈(23)에 권선되어 자장을 형성하는 코일(24)로 이루어지고, 가동자는 상기 코일(24)에 형성된 자기력에 의해 직선이동되는 마그네트(25)와, 상기 마그네트(25)가 고정되는 마그네트 프레임(26)으로 이루어진다.

한편, 상기 리니어 모터(20)의 전방에는 상기 실린더 프레임(11)이 위치되고, 상기 리니어 모터(20)의 후방에는 상기 아우터 스테이터(21)가 고정되는 스테이터 커버(27)가 위치되는 바, 상기 실린더 프레임(11)과 스테이터 커버(27)는 상기 아우터 스테이터(21)에 축방향의 압축력이 작용되도록 볼트(30)와 너트(31)에 의해 축방향으로 체결 고정된다.

상기 실린더 프레임(11)에는 원주방향을 따라 소정 각도 이격된 위치에 상기 볼트(30)가 관통되는 제 1관통홀(28)이 형성되고, 상기 스테이터 커버(27)에는 상기 관통홀에 대응되고 상기 볼트(30)가 관통되는 제 2관통홀(29)이 형성된다.

또한, 상기 리니어 압축부(10)의 하측에는 상기 실린더(11)와 피스톤(16)의 윤활/냉각을 위해 상기 리니어 압축부(10)의 진동시 상기 쉘에 담겨진 오일(O)을 상기 리니어 압축부(10)의 내부로 급유하는 급유수단(33)이 설치된다.

상기 급유수단(33)은 상기 리니어 모터(20)의 하측에 고정 장착된 오일 실린더(34)와, 상기 오일 실린더(34)의 내부에 직선 왕복 가능하게 배치된 오일 피스톤(35)과, 상기 오일 피스톤(35)을 탄성 지지하도록 상기 오일 실린더(34)의 내측에 배치된 제 1,2 오일스프링(36)(37)으로 구성된다.

그리고, 상기 리니어 압축부(10)에는 상기 오일 실린더(34)와 연결되어 오일(O)이 통과하는 오일 흡입유로(38)와 오일 배출유로(39)가 형성된다.

상기 오일 실린더(34)는 일측에는 상기 쉘(2) 내부의 오일이 흡입되도록 오일 흡입공(40)이 형성되고, 타측에는 상기 오일 흡입유로(38)와 연통되는 오일 토출공(41)이 형성된다.

상기 오일 실린더(34)와 스테이터 커버(27)사이에는 상기 오일 흡입공(40)의 일부를 차폐시킴과 아울러 상기 제 2오일 스프링(37)의 단부를 지지하는 오일 흡입커버(42)가 장착되며, 상기 실린더 프레임(12)에는 상기 실린더 프레임(12)과의 사이에 오일통로(44)를 형성하는 오일 토출커버(43)이 장착된다.

그리고, 상기 오일 피스톤(35)은 상기 오일 실린더(34)의 내부에 삽입되고, 그 내부에는 오일유로(45)가 관통 형성된다.

상기 오일 피스톤(35)의 오일유로(45)의 출구측에는 제 1오일 스프링으로 지지되는 오일 흡입밸브(46)가 장착되며, 상기 오일 실린더(34)의 오일 토출공(41)에는 오일 토출밸브(47)가 장착된다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 작동을 설명하면 다음과 같다.

상기 아우터 스테이터(21)의 코일(24)에 전원이 인가되면, 상기 아우터 스테이터(21)와 이너 스테이터(22)사이에서 발생되는 전자기장이 변화되어 상기 마그네트(25)가 직선 왕복 이동되고, 상기 마그네트 프레임(26) 및 피스톤(16)도 직선 왕복이동되면서, 유체가 흡입 파이프(4), 유체 흡입로(13)를 통과하여 상기 실린더(11)내의 압축실(C)로 흡입된 다음 압축되어, 상기 토출 파이프(5)를 통하여 외부로 토출된다.

이 때, 상기 압축실(C)내의 유체를 압축시킨 후 토출시키는 과정을 반복되는 동안, 상기 쉘(2)의 내측 하부에 담겨진 오일(O)은 상기 오일 실린더(34)내의 압력변화에 따라 상기 오일 실린더(34)내로 흡입되어, 상기 실린더(11)와 피스톤(16) 사이를 윤활/냉각하고 상기 리니어 압축부(10)의 외측으로 배출된다.

즉, 상기 리니어 압축부(10)가 진동시, 그 진동이 상기 오일 실린더(34)에 전달되고, 상기 오일 피스톤(35)은 상기 오일 실린더(34)의 운동에 대한 관성력에 의해 상기 오일 실린더(34)의 내부에서 슬라이딩되면서 오일(O)을 흡, 토출하게 된다.

상기 오일 피스톤(35)의 후퇴시 상기 오일 피스톤(35)의 전방에 저압이 발생되고, 상기 오일 흡입밸브(46)가 열리게 되며, 상기 쉘(2) 내부의 오일이 상기 오일 흡입공(40)으로 흡입되어 상기 오일 피스톤(35)의 오일 유로(45)를 통과하게 된다.

이후, 상기 오일 피스톤(35)의 전진시에는 상기 오일 피스톤(35)의 전방에 고압이 발생되어, 상기 오일 토출밸브(47)가 열리게 되고, 상기 오일 토출커버(43)내측에 있던 오일(O)이 상기 오일 흡입유로(38)를 통해 상기 실린더(11)와 피스톤(16) 사이로 급유된다.

한편, 상기 리니어 모터(20)의 아우터 스테이터(21)의 조립시에는 상기 아우터 스테이터(21)를 상기 실린더 프레임(12)과 스테이터 커버(27)사이에 위치시키고 상기 볼트(30)와 너트(31)를 사용하여 상기 아우터 스테이터(21)가 상기 실린더 프레임(12)과 백 커버(14)에 의하여 압착되게 하여 상기 아우터 스테이터(21)를 고정시킨다.

여기서, 상기 볼트(30)와 너트(31)는 방사상으로 일정한 간격을 두고 복수개가 이격되게 체결된다.

그러나, 종래 기술에 따른 리니어 압축기는 상기 스테이터 커버(27)와 실린더 프레임(12)이 상기 볼트(30)와 너트(31)에 의해 복수의 위치에서 체결 고정되도록 구성되고, 상기 스테이터 커버(27)와 쉘(2) 사이에 일정한 이격공간을 유지하여야 하는 바, 상기 스테이터 커버(27)는 원형 형상으로 이루어지고 상기 볼트(30)가 체결될 수 있는 부분이 확보되어야 하기 때문에, 상기 스테이터 커버(27)의 크기를 축소하여 리니어 압축기를 소형화시키는 데는 한계가 있는 문제점이 있다.

또한, 종래 기술에 따른 상기 스테이터 커버(27)는 상기 오일 실린더(34)를 지지할 수 없기 때문에, 상기 오일 실린더(34)를 상기 스테이터 커버(27)에 지지함 과 아울러 상기 제 2오일 스프링(37)의 단부를 지지할 수 있는 별도의 오일 흡입커버(42)가 장착되어야 하므로 부품수가 증가하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 스테이터 커버가 두 개 이상의 곡률을 갖도록 형성됨으로써, 압축기의 소형화를 실현시킬 수 있을 뿐만 아니라, 오일 펌프의 부품수가 축소되어 구조가 간단해질 수 있는 리니어 압축기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 리니어 압축기는 쉘과, 상기 쉘의 내부에 구비된 리니어 모터와, 상기 리니어 모터의 전방에 장착된 실린더 프레임과, 상기 리니어 모터의 후방에 장착된 스테이터 커버와, 상기 실린더 프레임에 구비된 실린더의 내부로 진퇴가능하게 배치된 피스톤과, 상기 실린더 프레임과 스테이터 커버를 고정시키는 체결수단을 포함하여 구성된 리니어 압축기에 있어서, 상기 스테이터 커버는 두 개 이상의 곡률을 갖도록 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 제 1실시예 따른 리니어 압축기가 도시된 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 리니어 모터의 고정구조가 도시된 분해 사시도이 며, 도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 스테이터 커버가 개략적으로 도시된 측단면도이다.

본 발명의 제 1실시예에 따른 리니어 압축기는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 쉘(50)의 내측에 리니어 압축부(60)가 완충가능하게 설치된다.

상기 쉘(50)은 상부가 개방된 하부 쉘(51)과, 상기 하부 쉘(51)의 상측을 덮도록 장착되는 상부 쉘(52)로 이루어져, 상기 하부 쉘(51)과 상부 쉘(52)의 사이에 밀폐 공간이 형성되고, 상기 하부 쉘(51)의 내측 하부에 오일(O)이 담겨진다.

상기 쉘(50)의 일측에는 유체가 흡입되는 흡입 파이프(53)가 관통되게 배치되고, 타측에는 상기 리니어 압축부(60)에서 압축된 유체가 토출되는 토출 파이프(54)가 관통되게 배치되며, 상기 리니어 압축부(60)는 상기 하부 쉘(51)에 설치된 댐퍼(55)에 의해 진동가능하게 지지된다.

상기 리니어 압축부(60)는 구동력을 발생시키는 리니어 모터(61)와, 상기 리니어 모터(61)의 전방에 장착되고 실린더(62)가 구비된 실린더 프레임(63)과, 상기 리니어 모터(61)의 후방에 장착된 스테이터 커버(64)와, 유체 흡입로(65)가 구비된 백 커버(66)와, 상기 실린더(62)의 내부로 직선 왕복 가능하게 배치되어 상기 실린더(62)의 내측으로 유체가 흡입되도록 흡입유로(67) 및 흡입포트(68)가 형성된 피스톤(69)과, 상기 실린더(62)의 전방에서 상기 피스톤(69)과의 사이에 압축실(C)을 형성하고, 상기 압축실(C)에서 압축된 유체를 상기 토출 파이프(54)로 토출시키는 토출 밸브 어셈블리(70)와, 상기 쉘(50)의 하부에 담겨진 오일(O)을 상기 피스톤(69)과 실린더(62)로 급유시키는 급유수단(90)을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 피스톤(69)의 후방과 상기 백 커버(66)의 유체 흡입로(65) 사이에는 소음을 저감시키기 위한 머플러(84)가 설치된다.

여기서, 상기 피스톤(69)의 후단에는 상기 리니어 모터(61)와 체결볼트 등에 의해 연결되어 상기 리니어 모터(61)의 구동력을 전달받을 수 있도록 플랜지부(71)가 형성되고, 상기 피스톤(69)의 전단에는 상기 흡입포트(68)를 개폐시키도록 흡입밸브(72)가 장착된다.

상기 토출 밸브 어셈블리(70)는 상기 실린더(62)의 압축실(C)을 개폐하기 위한 토출 밸브(73)와, 상기 토출 밸브(73)가 토출 스프링(74)으로 탄지되고 유체 토출홀이 형성된 내측 토출커버(75)와, 상기 내측 토출커버(75)의 외측에 일정 공간을 형성하도록 설치된 외측 토출커버(76)와, 상기 외측 토출커버(76)에 장착되고 상기 토출 파이프(54)가 연결되는 연결파이프(77)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 리니어 모터(61)는 상기 실린더 프레임(63)과 스테이터 커버(64)사이에 설치된 아우터 스테이터(78)와, 상기 아우터 스테이터(78)에 구비된 보빈(79)과, 상기 보빈(79)에 권선된 코일(80)과, 상기 아우터 스테이터(78)와 일정 공극을 갖도록 상기 실린더 프레임(63)에 설치된 이너 스테이터(81)와, 상기 아우터 스테이터(78)와 이너 스테이터(81)사이에 배치되어 상기 코일(80)에 형성된 전자기력에 의해 직선왕복되는 마그네트(82)와, 상기 마그네트(82)가 장착되고 상기 피스톤(69)의 플랜지부(71)에 결합되어 상기 마그네트(82)의 직선 운동력을 상기 피스톤(69)에 전달하는 마그네트 프레임(83)을 포함하여 구성된다.

상기 보빈(79)은 원통형태로 형성되고, 상기 아우터 스테이터(78)는 상기 보 빈(79)에 방사상으로 일정 간격을 두고 복수개가 이격되게 배치된다.

그리고, 상기 급유수단(90)은 양단에 오일 흡입공(91)과 오일 토출공(92)이 각각 형성된 오일 실린더(93)와, 상기 오일 실린더(93)의 내부에서 직선 왕복 가능하게 배치된 오일 피스톤(94)과, 상기 오일 실린더(93)의 내부에서 상기 오일 피스톤(94)의 양단을 지지하는 제 1,2오일 스프링(95)(96)으로 구성된다.

또한, 상기 급유수단(90)은 상기 오일 실린더(93)로부터 상기 실린더(62)와 피스톤(69)의 사이로 오일이 유입될 수 있도록 형성된 오일 흡입유로(97)와, 상기 실린더(62)와 피스톤(69)사이의 오일이 상기 리니어 압축부(60)의 외부로 배출될 수 있도록 형성된 오일 배출유로(98)를 더 포함하여 구성된다.

상기 오일 흡입유로(97)는 상기 실린더 프레임(63)에 장착된 오일 토출커버(99)에 의해 상기 실린더 프레임(63)과의 사이에 형성된 오일 통로(100)와, 상기 오일 통로(100)로 흡입된 오일이 상기 실린더 프레임(63)을 통과하도록 상기 실린더 프레임(63)에 형성된 실린더 프레임 흡입유로(101)와, 상기 실린더 프레임 흡입유로(101)로 흡입된 오일이 상기 실린더(62)와 피스톤(69)의 사이로 급유되도록 형성된 실린더 흡입유로(102)를 포함하여 구성된다.

상기 오일 흡입공(91)에는 상기 제 2오일 스프링(96)의 단부를 지지함과 아울러, 상기 오일 실린더(93)의 단부를 상기 스테이터 커버(64)에 지지하는 오일 흡입커버(103)가 장착된다.

상기 오일 피스톤(94)의 내부에는 상기 오일 흡입공(91)으로부터 유입된 오일이 통과하도록 오일 유로(104)가 관통 형성되고, 상기 오일 유로(104)의 입구측 에는 오일 흡입밸브(105)가 장착되며, 상기 오일 실린더(93)와 오일 토출커버(99)사이에는 오일 토출밸브(106)가 장착된다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터 커버(64)와 실린더 프레임(63)은 상기 아우터 스테이터(78)에 압축력이 가해지도록 체결수단에 의해 축방향으로 체결 고정되는 바, 상기 체결수단은 상기 실린더 프레임(63)과 스테이터 커버(64)를 전후방향으로 관통가능하도록 축방향으로 길이가 길게 형성된 볼트(107)와, 상기 볼트(107)에 체결되는 너트(108)로 구성된다.

여기서, 상기 스테이터 커버(64)는 상기 아우터 스테이터(78)에 밀착되도록 형성되고 중앙에 홀이 형성된 원판부(109)와, 상기 원판부(109)의 외둘레면에서 후방을 향해 돌출 형성된 플랜지부(110)로 이루어진다.

상기 실린더 프레임(63)에는 상기 볼트(107)가 관통되도록 관통홀(111)이 형성되고, 상기 스테이터 커버(64)의 원판부(109)에는 상기 관통홀(111)을 관통한 상기 볼트(107)가 관통되어 상기 너트(108)체결되도록 체결홀(112)이 형성된다.

상기 체결홀(112)은 상기 스테이터 커버(64)의 원판부(109)에서 방사상으로 일정 간격 이격된 위치에 복수개가 형성되는 바, 상기 관통홀(111)과 상기 체결홀(112)는 상호 대응되는 위치에 형성되고, 여기서는 상기 관통홀(11)과 체결홀(112)이 상기 실린더 프레임(63)과 스테이터 커버(64)에서 각각 90도 간격으로 이격된 네 위치에 형성된 것으로 한정하여 설명한다.

한편, 상기 스테이터 커버(64)의 외주면과 상기 쉘(50)사이에 소정의 이격공간이 유지됨과 아울러 상기 볼트(107)가 체결될 수 있는 공간이 확보될 수 있도록 상기 스테이터 커버(64)는 두 개 이상의 곡률을 갖는 비원형 형상으로 이루어지는 바, 여기서는 상기 체결홀(112)이 형성되지 않는 부분의 곡률(κ2)이 상기 체결홀(112)이 형성된 부분의 곡률(κ1)보다 작게 형성된 것으로 한정하여 설명한다.

여기서, 곡률(κ1, κ2)은 곡률 반지름(ρ1, ρ2)의 역수인 바, 곡률(κ1, κ2)이 작을수록 곡률 반지름(ρ1, ρ2)은 커서 완만한 형상으로 이루어지게 된다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 체결홀(112)이 형성되지 않는 부분은 상기 쉘(50)과의 이격공간이 증대될 수 있도록 상기 스테이터 커버(64)의 크기가 축소되어야 하는 바, 상기 체결홀(112)이 형성되지 않는 부분의 곡률 반지름(ρ2)은 상기 체결홀(112)이 형성된 부분의 곡률반지름(ρ1)보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 체결홀(112)이 형성되는 부분은 상기 볼트(107)가 체결될 수 있는 공간을 확보함과 아울러 강도가 보완될 수 있도록 상기 체결홀(112)이 형성되는 부분의 곡률 반지름(ρ1)이 상기 체결홀(112)이 형성되지 않은 부분의 곡률반지름(ρ2)보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 스테이터 커버(64)는 설계와 제작이 용이하도록 판금 성형으로 제작된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제 1실시예에 따른 리니어 압축기의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 코일(80)에 전압이 가해지면, 상기 코일(80)의 주변에는 자기장이 형성되고, 상기 마그네트(82)는 상기 자기장과의 상호 작용으로 직선 왕복 운동되며, 상기 마그네트(82)의 직선 왕복운동은 상기 마그네트 프레임(83)을 통해 상기 피스톤(69)에 전달되어 상기 피스톤(69)이 상기 실린더(62)로 직선 왕복운동하게 된다.

상기 피스톤(69)의 직선 왕복운동에 따른 상기 압축실(C) 전후의 압력차에 의해 상기 흡입밸브(72)와 토출밸브(73)가 작동되고, 상기 쉘(50) 내측의 유체는 상기 백 커버(66)의 유체 흡입로(65), 머플러(84), 피스톤(69)의 흡입유로(67) 및 흡입포트(68)를 차례로 통과한 후 상기 압축실(C)로 흡입되며, 상기 피스톤(69)에 의해 압축된 후 상기 토출 밸브 어셈블리(70)와 토출 파이프(54)를 차례로 통과하여 토출된다.

한편, 상기와 같이 상기 피스톤(69)이 직선 왕복 운동되고, 상기 쉘(50) 내부의 유체가 흡입,압축,토출되는 동안, 상기 쉘(50)의 내측 하부에 담겨진 오일(O)은 상기 급유수단(90) 내측의 압력변화에 따라 흡입되어 상기 실린더(62)와 피스톤(69)의 사이를 윤활 냉각하고, 상기 리니어 압축부(60)의 외측으로 배출된다.

상기 급유수단(90) 내측의 압력변화와 그에 따른 오일(O)의 급유과정을 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다.

상기 오일 피스톤(94)이 후퇴시, 상기 오일 흡입밸브(105)가 열리게 되고, 상기 오일 피스톤(94)의 전방에는 저압이 발생하게 되어, 상기 오일 실린더(93) 내 로 충진된 오일은 상기 오일 피스톤(94)의 오일 유로(104)를 통해 상기 피스톤(69)의 전방으로 유입되게 된다.

여기서, 상기 쉘(50)의 내측 하부에 담겨진 오일은 상기 오일 실린더(93)의 오일 흡입공(91)과 오일 흡입커버(103) 사이의 틈새로 유입되어 상기 오일 실린더(93)의 내부에 충진된다.

이후, 상기 오일 피스톤(94)의 전진시에는 상기 오일 흡입밸브(105)가 닫히게 되고, 상기 오일 피스톤(94)의 전방에 고압이 발생되어 상기 오일 토출밸브(106)가 열리게 되며, 상기 오일 실린더(93)내의 오일은 상기 오일 통로(100), 실린더 프레임 흡입유로(101), 실린더 흡입유로(102)를 통해 상기 실린더(62)와 피스톤(69)의 사이로 급유되어, 상기 실린더(62)와 피스톤(69)를 냉각, 윤활시키게 된다.

한편, 상기 리니어 압축부(60)의 조립시, 상기 실린더 프레임(63)과 스테이터 커버(64) 사이에 상기 리니어 모터(61)가 위치되고, 상기 실린더 프레임(63)과 스테이터 커버(64)가 상기 볼트(107)와 너트(108)에 의해 전후방향으로 체결 고정됨으로써, 상기 아우터 스테이터(78)를 고정시키게 된다.

여기서, 상기 스테이터 커버(64)는 두 개 이상의 곡률을 갖는 비원형 형상으로 이루어짐으로써, 원형 형상일 때 상기 쉘(50)과의 이격공간(D)보다 비원형 형상일 때 상기 쉘(50)과의 이격공간(D')을 충분히 확보할 수 있기 때문에, 상기 쉘(50)의 크기 축소가 가능하여 리니어 압축기의 소형화에 기여할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 리니어 압축기가 도시된 단면도이고, 도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 스테이터 커버가 개략적으로 도시된 측단면도이다.

본 발명의 제 2실시예에 따른 리니어 압축기는 오일이 담겨진 쉘(120)과, 상기 쉘(120)의 내부에 구비된 리니어 모터(121)와, 상기 리니어 모터(121)의 전방에 장착된 실린더 프레임(122)과, 상기 리니어 모터(121)의 후방에 장착된 스테이터 커버(123)와, 상기 실린더 프레임(122)에 구비된 실린더(124)의 내부로 진퇴가능하게 배치된 피스톤(125)과, 상기 실린더 프레임(122)과 스테이터 커버(123)를 고정시키는 체결수단과, 상기 쉘(120)에 담겨진 오일(O)을 상기 피스톤(125)과 실린더(124)로 급유시키는 급유수단(140)을 포함하여 구성된다.

상기 리니어 모터(121)는 상기 실린더 프레임(122)과 스테이터 커버 (123)사이에 설치된 아우터 스테이터(126)와, 상기 아우터 스테이터(126)에 구비된 보빈(127)과, 상기 보빈(127)에 권선된 코일(128)과, 상기 아우터 스테이터(126)와 일정 공극을 갖도록 상기 실린더 프레임(122)에 설치된 이너 스테이터(129)와, 상기 아우터 스테이터(126)와 이너 스테이터(129) 사이에 배치되어 상기 코일(128)에 형성된 전자기력에 의해 직선왕복되는 마그네트(130)와, 상기 마그네트(130)가 장착되고 상기 피스톤(125)의 후방에 결합되어 상기 마그네트(130)의 직선 운동력을 상기 피스톤(125)에 전달하는 마그네트 프레임(131)으로 구성된다.

그리고, 상기 체결수단은 상기 실린더 프레임(122)과 스테이터 커버(123)를 전후방향으로 관통가능하도록 축방향으로 길이가 길게 형성된 볼트(132)와, 상기 볼트(132)에 체결되는 너트(133)로 구성된다.

상기 급유수단(140)은 양단에 오일 흡입공(141)과 오일 토출공(142)이 각각 형성된 오일 실린더(143)와, 상기 오일 실린더(143)의 내부에 직선 왕복 가능하게 배치된 오일 피스톤(144)과, 상기 오일 실린더(143)의 내부에서 상기 오일 피스톤(144)을 양단을 탄지하는 제1,2오일 스프링(145)(146)으로 구성된다.

상기 급유수단(140)은 상기 오일 실린더(143)로부터 상기 실린더(124)와 피스톤(125)의 사이로 오일이 유입될 수 있도록 형성된 오일 흡입유로(147)와, 상기 실린더(124)와 피스톤(125) 사이의 오일이 상기 실린더(124)의 외부로 배출될 수 있도록 형성된 오일 배출유로(148)를 더 포함하여 구성된다.

상기 오일 흡입유로(147)는 상기 실린더 프레임(122)에 장착된 오일 토출커버(149)에 의해 상기 실린더 프레임(122)과의 사이에 형성된 오일 통로(150)와, 상기 오일 통로(150)로 흡입된 오일이 상기 실린더 프레임(122)을 통과하도록 상기 실린더 프레임(122)에 형성된 실린더 프레임 흡입유로(151)와, 상기 실린더 프레임 흡입유로(151)로 흡입된 오일이 상기 실린더(124)와 피스톤(125)의 사이로 급유되도록 형성된 실린더 흡입유로(152)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 실린더 프레임(122)에는 상기 볼트(132)가 관통되도록 관통홀(153)이 형성되고, 상기 스테이터 커버(123)에는 상기 관통홀(153)을 관통한 상기 볼트(132)가 관통되어 상기 너트(133)와 체결되도록 체결홀(154)이 형성된다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2실시예에 따른 상기 스테이터 커버(123)는 두 개 이상의 곡률을 갖는 비원형 형상으로 이루어지는 바, 상기 체결홀(154)이 형성되지 않는 부분의 곡률(κ2)이 상기 체결홀(154)이 형성된 부분의 곡률(κ1)보다 작게 형성된다.

또한, 상기 오일 실린더(143)는 상기 오일 토출공(142)이 형성된 일단이 상기 실린더 프레임(122)에 지지되고, 상기 오일 흡입공(141)이 형성된 타단은 상기 스테이터 커버(123)에 지지되는 바, 상기 스테이터 커버(123)에서 상기 오일 실린더(143)의 단부를 지지하는 하부의 곡률(κ3)이 상부의 곡률(κ2)보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 곡률(κ1, κ2, κ3)은 곡률 반지름(ρ1, ρ2, ρ3)의 역수인 바, 곡률(κ1, κ2, κ3)이 작을수록 곡률 반지름(ρ1, ρ2, ρ3)은 커서 완만한 형상으로 이루어지게 된다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터 커버(123)는 상기 체결홀(154)이 형성되지 않는 부분의 곡률 반지름(ρ2)이 상기 체결홀(154)이 형성된 부분의 곡률 반지름(ρ1)보다 크게 형성되어, 상기 쉘(1200)과 스테이터 커버(123)사이의 이격공간이 증대됨과 아울러, 상기 오일 실린더(143)의 단부를 지지하는 하부의 곡률 반지름(ρ3)이 상부의 곡률 반지름(ρ2)보다 작게 형성되어, 상기 오일 실린더(143)의 단부를 완전히 지지할 수 있게 된다.

그리고, 상기 스테이터 커버(123)는 상기 쉘(120)의 내측 하부에 담겨진 오일(O)이 유입될 수 있도록 상기 오일 흡입공(141)에 대응되는 위치에 흡입구(155)가 형성된다.

상기 쉘(120)의 내측 하부에 담겨진 오일(O)은 상기 흡입구(155)와 오일 흡 입공(141)을 차례로 통과하여, 상기 오일 실린더(143)의 내부로 충진된 후, 상기 오일 피스톤(144)의 움직임에 따라 상기 피스톤(125)과 실린더(124) 사이로 급유되어, 상기 피스톤(125)과 실린더(124)를 냉각,윤활시키게 된다.

여기서, 상기 스테이터 커버(123)는 판금 성형으로 제작되기 때문에 제작이 용이하다.

따라서, 본 발명의 제 2실시예에서는 상기 오일 실린더(143)의 단부가 상기 스테이터 커버(123)에 지지되기 때문에, 오일 흡입커버가 생략될 수 있으므로 부품수가 감소되어 제조원가가 절감된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 리니어 압축기에서 스테이터 커버에는 실린더 프레임과 볼트에 의해 체결되도록 체결홀이 형성되는 바, 상기 스테이터 커버에서 상기 체결홀이 형성되지 않는 부분의 곡률이 상기 체결홀이 형성된 부분의 곡률보다 작게 형성됨으로써, 스테이터 커버의 크기가 축소되어 상기 스테이터 커버와 쉘 사이의 이격공간을 충분히 확보하여 상기 쉘의 크기를 축소시킬 수 있기 때문에, 리니어 압축기를 소형화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 스테이터 커버에서 하부의 곡률이 상부의 곡률보다 크게 형성되어, 상기 스테이터 커버의 하부가 오일 실린더의 단부를 완전히 지지할 수 있기 때문에, 오일 흡입커버 등의 부품이 삭제될 수 있으므로 부품수가 감소되어 제조비가 절감될 수 있을 뿐만 아니라, 오일 흡입 커버의 오조립으로 인한 급유 불량이 방지되어 신뢰성이 향상됨과 아울러 오일 흡입커버의 떨림에 의한 소음이 개선될 수 있는 효과가 있다.

Claims

쉘과; 상기 쉘의 내부에 구비된 리니어 모터와; 상기 리니어 모터의 전방에 장착된 실린더 프레임과; 상기 리니어 모터의 후방에 장착된 스테이터 커버와; 상기 실린더 프레임에 구비된 실린더의 내부로 진퇴가능하게 배치된 피스톤과; 상기 실린더 프레임과 스테이터 커버를 고정시키는 체결수단을 포함하여 구성된 리니어 압축기에 있어서,

상기 스테이터 커버는 두 개 이상의 곡률을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제 1 항에 있어서,

상기 스테이터 커버는 방사상으로 일정간격 이격된 위치에 상기 체결수단이 체결되는 체결홀이 복수개가 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제 2 항에 있어서,

상기 스테이터 커버는 상기 체결홀이 형성되지 않는 부분의 곡률이 상기 체결홀이 형성되는 부분의 곡률보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제 3 항에 있어서,

상기 체결수단은 상기 실린더 프레임과 스테이터 커버를 전후방향으로 관통하는 볼트와, 상기 볼트에 체결되는 너트로 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 리니어 압축기는 상기 쉘의 내측 하부에 오일이 담겨지고, 상기 쉘에 담겨진 오일을 상기 피스톤과 실린더로 급유시키는 급유수단이 더 포함된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제 5 항에 있어서,

상기 급유수단은 양단에 오일 흡입공과 오일 토출공이 각각 형성된 오일 실린더와, 상기 오일 실린더의 내부에 직선 왕복 가능하게 배치된 오일 피스톤과, 상기 오일 실린더의 내부에서 상기 오일 피스톤의 양단을 탄지하는 제 1,2오일 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제 6 항에 있어서,

상기 급유수단은 상기 오일 실린더로부터 상기 실린더와 피스톤의 사이로 오일이 유입될 수 있도록 형성된 오일 흡입유로와, 상기 실린더와 피스톤 사이의 오일이 상기 실린더의 외부로 배출될 수 있도록 형성된 오일 배출 유로를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제 7 항에 있어서,

상기 오일 실린더의 일단은 상기 실린더 프레임에 지지되고, 타단은 상기 스테이터 커버에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제 8 항에 있어서,

상기 스테이터 커버는 상기 오일 실린더의 단부를 지지하는 하부의 곡률이 상부의 곡률보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.
제 9 항에 있어서,

상기 스테이터 커버의 하부에는 상기 오일 흡입공에 대응되는 흡입홀이 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기.