KR0146703B1 - 스크롤형 냉동용 압축기 - Google Patents

스크롤형 냉동용 압축기

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KR0146703B1
KR0146703B1 KR1019890004655A KR890004655A KR0146703B1 KR 0146703 B1 KR0146703 B1 KR 0146703B1 KR 1019890004655 A KR1019890004655 A KR 1019890004655A KR 890004655 A KR890004655 A KR 890004655A KR 0146703 B1 KR0146703 B1 KR 0146703B1
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Abstract

내용없음

Description

스크롤형 냉동용 압축기
제1도는 본 발명에 따른 모터 회전자 하단부를 둘러싸는 시일드를 병합한 스크롤형 냉동용 압축기의 단면도로서, 구동축의 회선축선을 따라 연장되는 방사방향 평면을 따른 단면도.
제2도는 제1도의 선2-2을 따른 압축기의 단면도.
제3도는 제1도 및 제2도에 도시된 시일드의 사시도.
제4도는 제1도와 유사한 부분 단면도로서, 본 발명에 다른 윤활유 저장조의 일부분과 다른 실시예의 시일드를 도시한 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10:압축기 12:시일드
14:셀 16:모터
20:고정자 22:회전자
26:구동축 28,30:스크롤 부재
36:윤활유 저장조 42:평형추
50, 52: 플랜지부 62: 견부
본 발명은 일반적으로 냉동용 압축기에 관한 것으로서, 특히 회전 모터를 둘러싸는 지역의 윤활유 높이를 낮추는 시이드(shield)를 병합한 냉동용 압축기에 관한 것이다.
전형적인 냉동용 압축기는 하우징의 바닥부분에 윤활유 저장조를 갖고 있으며, 상기 윤활유 저장조내로는 구동축이 연장되어 저장조내의 윤활유를 윤할이 필요한 여러 부분에 공급한다. 또한, 윤활유는 여러 부품으로부터 열을 제거하는 부가적인 작용도 한다. 윤활유 저장조내에 충분한 윤활유가 함유되어 이동부품들의 적절한 윤할 및 냉각을 보장하는 동시에 하우징의 전체적인 높이를 최소로 하기 위해서는, 윤활유의 높이를 회전자의 하단부보다 높게 할 필요가 있다. 그러나, 냉매 기체와 비교할 때, 윤활유의 점도가 더 높기 때문에 회전자의 회전시 항력이 더 커져 동력의 소모가 증가된다. 이러한 문제점은 전형적으로 회전자의 하단부에 고정되는 평형추를 사용하는 스크롤형 압축기에서는 더욱 심하게 발생된다.
그러나, 본 발명은 윤활유 저장조의 윤활유 높이보다 높이 돌출되며 구동축과의 밀착끼워맞춤에 의해 회전자의 하단부를 둘러싸는 상태로 위치되는 시이드를 제공하므로써 , 시동시 시일드 내부 영역의 윤활유 높이가 회전자의 초기 회전에 의해 낮아지게 되며, 상기 영역내로의 윤활유 복귀 흐름이 상당히 제한되게 된다. 따라서 , 윤활유에 의해 야기된 회전자의 항력과 이로 인한 모니터의 동력소모 증가량이 상당히 감소된다. 본 발명의 실시예에 따르면 시일드에는 회전 억제 돌촐부가 제공되며, 다른 실시예에 따르면 시일드는 구동축과 함께 회전하지만 그 회전속도는 윤활유에 의해 시일드상에 가해진 항력으로 인하여 구동축의 회전속도보다 느리다. 이러한 실시예에서는 모터의 동력 소모가 상당히 감소되어 압축기의 작동 효율이 상당히 개선된다.
본 발명의 양호한 실시예가 첨부 도면을 참조하여 하기에 상세히 서술될 것이다.
제1도에는 본 발명에 다른 시일드(12)를 병합한 밀봉식 냉동용 압축기(10)가 도시되어 있다.
상기 압축기(10)는 전기 모터(16)가 하부에 배치되는 하우징 또는 외측셀(14)을 포함하며, 상기 모터는 고정자(20)와 회전자(22)를 포함한다. 모터(16)는, 하단부에 인접하여 회전자(22)가 고정되고 그 사이로 연장되는 구동축(26)을 통하여 셀(14)의 상부에 배치된 압축기 조립체(24)를 구동한다. 도시된 바와 같이, 압축기 조립체(24)는 스크롤형 압축기로서, 상부의 고정 스크롤 부재(28)와 하부의 스크롤 부재(30)를 포함하며, 상기 하부의 스크롤 부재(30)는 구동축(26)에 의해 고정 스크롤 부재(28)에 대해 선회하도록 구동된다. 상기 구동축(26)은 상부 베어링 조립체 및 하부 베어링 조립체(32, 34)에 의해 셀(14)내에 회전가능하게 지지되며, 각각의 베어링 조립체는 셀(14)에 고착된다. 이러한 압축기(10)는, 축방향 순응성 장착부를 갖는 스크롤형 장치라는 명칭으로 1986년 8월 22일자로 출원되어 본 출원인에게 양도된 계류중인 미국 특허출원 제 899.003호에 기재되어 있으며, 그 내용은 본원에 참조인용 되었다.
셀(14)의 하부에는 압축기(10)의 여러 부품을 냉각 및 윤활 시키는 윤활유가 함유되는 윤활유 저장조(36)가 형성된다. 압축기(10)의 전체 높이를 최소로 하면서 윤활유 저장조에 윤활유를 적절히 공급하기 위하여 , 윤활유 높이(38)는 고정자(20)의 말단 선회부(40)의 하단부와 평형추(42)와 상기 평형추(42)가 고정되는 회전자(22)의 하단부(44)보다 윗쪽에 있어야 한다.
시일드(12)는 예를 들어 나일론 재료와 같은 적절한 탄성중합체 성분으로 단일구조물로 양호하게 형성된다. 압축기(10)의 작동중에 발생되는 열에 견딜뿐만 아니라 시스템에 사용된 윤활유와 냉매의 악화에 견딜 수만 있다면 다른 재료들도 사용될 수 있다. 또한, 유전성의 비자성 재료를 사용하므로써 모터 회전자와 고정자에 대한 시일드의 근접성과 작동에 의한 모든 간섭을 피할 수 있다.
제1도 및 제3도에 상세히 도시된 바와 같이 , 시일드(12)는 그 상단부가 개방되어 있고 회전자(22)의 하단부(44)와 이에 연결된 평형추(42)를 둘러싸면서 위치되는 제1원통부(46)를 포함한다. 상기 제 1원통부(46)는 회전자(22)와 고정자(20)의 말단 선회부(40) 사이에서 정상적인 최대 윤활유 높이(38)보다 약간 높게 축방향으로 상향연장된다. 중공의 하부원통부(48)는 상기 구동축(26)으로부터 약간 이격된 상태로 축방향으로 하향연장된다. 또한, 상기 하부 원통부(48)는 구동축(26)의 직경 축소부내에 수용되며 방사내향으로 연장되는 환형의 플랜지부(50)를 포함한다. 환형의 플랜지부(52)는 제1원통부(46)와 하부 연통부(48) 사이에서 방사방향으로 연장되어 제 1 원통부(46)와 하부 원통부(48)를 서로 연결한다. 시일드(12)의 회전을 제한하기 위해, 플랜지부(52)의 하면으로부터 축방향 하향으로 연장되고 상기 하부 원통부(48)로부터 방사외측으로 연장되는 평탄한 플랜지부(54)가 시일드(12)와 일체로 형성된다. 레그(56)는 상기 플랜지부(54)로부터 축방향 하향으로 연장되며, 한쌍의 하부 베어링 조립체(34)를 형성하는 한쌍의 지지 레그(58,60)사이에 수납되어 시일드(12)의 회전운동을 제한한다.
작동시, 회전자(22)의 하단부(44)와 이에 연결된 평형추(42)의 회전운동은 중공의 시일드(12)내에 축적된 윤활유를 고정자의 말단 선회부에 있는 개방공간을 통해 시일드(12)의 상부 엣지위로 방사 외측으로 비산시키고 또한 시일드 (12)와 단부 선회부 사이 및 윤활유 저장조(36)내로 비산시키므로써, 회전자를 둘러싸는 지역내의 윤활유 높이를 낮춘다. 시일드(12)의 하부 원통부(48)가 구동축(26)에 밀착끼워맞춤되기 때문에, 하부 원통부와 구동축 사이로는 단지 소량의 윤활유만 상향으로 흐르게 될 것이다 . 또한 시일드(12)내에 있는 상당량의 윤활유가 방출되면, 시일드(12)는 윤활유 저장조에서 상향으로 부유될 것이다 .
이와 같은 상태가 발생되면, 플랜지부(50)는 축방향으로 이동되어 구동축(26)상의 환형 견부(62)와 결합되며, 이에따라 축방향으로 더 이상 이동되지 않으므로 시일드(12)의 상향 이동이 방지되는 동시에 회전자(22)와의 결합도 방지된다.
이러한 결합은 시일드(12)내부로의 윤활유 흐름에 대한 부가적인 제한이나 밀봉을 설정하게 된다. 따라서, 시일드(12)는 윤활유 저장조내의 윤활유내에 부분적으로만 잠기기 때문에 회전자의 회전시 그 항력을 효과적으로 감소시키므로써 동력의 소모를 완화할 것이다. 이 경우, 시일드의 하부 원통부(48)와 구동축(26)사이의 틈새는 시일드(12)의 과도한 마모나 항력을 피할 수 있을 정도로 충분해야 한다 .또한 상기 틈새는, 구동축(26)이 시일드(12)와 그 상부 원통부(46)를 회전자(22)에 대해 양호한 동축 방향으로 효과적으로 유지할 수 있을 정도로 작아야 한다. 압축기(10)가 정지되었을 때, 시일드(12)는 윤활유가 점차 압축기의 내부안으로 다시 흐름에 따라 제1도에 도시된 바와 같이 하부 베어링 조립체(34)상에 안착될 때까지 축방향 하향으로 천천히 내려앉을 것이다.
제4도에는 본 발명에 따른 시일드(64)의 다른 실시예와 냉동용 압축기(70)의 모터 조립체와 구동축과의 작동 관계가 도시되어 있다. 시일드(64)는 사실상 플랜지부(54)와 레그(56)가 없다는 점을 제외하고는 상술의 시일드(12)와 동일하다. 따라서, 시일드(64)의 대응의 요소는 동일한 도면부호에 프라임(')이 부여된 상태로 도시된다. 상기 시일드(64)는 그 상대 회전을 방지할 수단을 전혀 갖고 있지 않기 때문에 하부 원통부(48')와 구동축(66)사이의 윤활유로부터 기인되는 점성 항력은 시일드의 회전운동이 된다. 그러나, 이러한 회전은 실질적으로 윤활유 저장조(36')내의 오일에 의해 시일드(64)상에 발휘된 점성 항력 때문에 구동축(66)의 회전속도보다는 더 느릴 것이다 .따라서, 시일드(64)가 회전할 때 윤활유 저장조(36')내의 윤활유는 약간만 움직일 것이며, 이런 움직임은 고정자(20')의 하부 말단 선회부의 냉각을 돕는데 유익하다.
따라서 서술된 바와 같이, 모터의 동력 소모를 감소시키는 시일드(12,64)를 사용하므로써 작동 효율이 실질적으로 개선된다. 이러한 장점은 시일드 (12,64)가 사출성형 등과 같은 임의의 적절한 방법으로 값싸고 용이할게 성형될 수 있고 또한 모터 압축기의 전체 높이를 최소한으로 유지할 수 있기 때문에 비교적 저렴한 비용으로 달성될 수 있다.

Claims (21)

  1. 외측의 셀(14,14')과, 상기 셀(14.14')의 바닥에 배치되어 일정량의 윤활유를 포함하는 윤활유 저장조(36,36')와, 상기 셀(14,14')내의 압축기(24)와, 상기 셀(14,14')내에 배치되어 상기 압축기를 구동하는 모터(16)를 포함하며, 상기 모터(16)는 압축기(24)에 구동가능하게 연결되는 구동축(26,66)에 고정된 회전자(22)와 고정자(20)를 포함하며, 상기 회전자(22)의 하단부(44,44')는 윤활유 저장조(36, 36')내에 있는 윤활유의 정상적인 상부 높이의 아래쪽으로 연장되며, 상기 축(26, 66)은 회전자(22)의 하단부(44, 44')로부터 하향으로 연장되는 스크롤형 냉동용 압축기에 있어서, 상기 회전자(22)의 하단부(44,44')에 인접한 구동축(26,66)으로부터 방사외측으로 이격된 시일드(12,64)를 포함하며, 상기 시일드(12,64)는 모터(16)의 동력 소모를 감소시키기 위해 상기 축(26,66)의 근처에 위치되어 상기 회전자(22)의 회전 하단부(44,44')로의 윤활유 흐름을 제한하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 냉동용 압축기.
  2. 제1항에 있어서 상기 시일드(12,64)는 회전자(22)의 하단부(44,44')를 둘러싸는 제1부분(46,46')과 ,상기 제1부분보다 직경이 좁고 상기 제1부분으로부터 하향으로 연장되며 상기 구동축으로부터 이격된 제2부분(48,48')을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 냉동용 압축기.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제2부분(48,48')은 시일드(12,64)의 축방향 이동을 제한하는 플랜지 수단(50,50')을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 냉동용 압축기.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제2부분(48,48')은 상기 제1부분(46,46')을 회전자(22)에 대해 이격된 상태로 유지하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 스크롤형 냉동용 압축기.
  5. 제4항에 있어서 상기 제 2부분(48,48')은 상기 제1부분(46,46')을 고정자(20)에 대해 이격된 상태로 위치시키는 것을 특징으로 하는 스크롤형 냉동용 압축기.
  6. 제2항에 있어서, 상기 제2부분(48,48')은 상기 구동축(26,66)에 밀착끼워맞춤되며, 축방향으로 이동하여 상기 구동축상의 환형 견부(62)와 결합되는 것을 특징으로 하는 스크롤형 냉동용 압축기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2부분(48,48')은 상기 시일드(12,64)의 축방향 이동을 제한하기 위하여 상기 축상의 수단과 협력하는 플랜지 수단(50,50')을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 냉동용 압축기.
  8. 제2항에 있어서, 상기 시일드(12,64)는 유전체 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤형 냉동용 압축기.
  9. 제1항에 있어서, 상기 시일드(12)는 그 회전 운동을 구속하는 회전 구속 수단(56)을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 냉동용 압축기.
  10. 제9항에 있어서, 상기 축(26,66)을 회전가능하게 지지하는 하부 베어링 수단(34)을 부가로 포함하며, 상기 회전 구속 수단(56)은 상기 하부 베어링 수단(34)과 협력하는 플랜지부(56)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 냉동용 압축기.
  11. 제10항에 있어서, 상기 시일드(12,64)는 압축기(10)가 작동하지 않을 때는 윤활유가 압축기의 내부로 다시 흐름에 따라 하부 베어링 수단(34)상에 안착되며, 압축기(10)가 작동중일 때는 , 시일드(12)내에 축적된 윤활유가 윤활유 저장조내로 방출되므로써 시일드는 윤활유 저장조에서 상향으로 부유되는 것을 특징으로 하는 스크롤형 냉동용 압축기.
  12. 제10항에 있어서 , 가변체적의 이동유체 포켓을 형성하기 위해 서로간에 상대 선회 운동하도록 지지되는 제1 및 제2 상호삽입식 스크롤 부재(28,30)를 부가로 포함하며, 상기 회전자(22)는 회전중 회전자(22)의 하단부(44,44')와 상기 시일드(12,64)는 상기 모터(16)의 동력 소모를 감소시키기 위하여 상기 영역내로의 윤활유 복귀흐름을 구속하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 스크롤형 냉동용 압축기.
  13. 제12항에 있어서, 상기 시일드(12,64)는 상기 축(26,66)에 의해 위치되는 것을 특징으로 하는 스크롤형 냉동용 압축기.
  14. 제13항에 있어서, 상기 시일드(12,64)는 상기 회전자(22)와 고정자(20) 사이로 연장되는 제1부분(46,46')과 상기 제 1부분(46,46')을 위치시키기 위하여 상기 축(26,66)과 끼워맞춤되는 제2부분(48,48')을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 냉동용 압축기.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 부분(46,46')은 상기 회전자(22)에 대해 이격된 상태로 위치되는 것을 특징으로 하는 스크롤형 냉동용 압축기.
  16. 제15항에 있어서, 상기 시일드(12)는 그 회전운동을 구속하는 회전구속수단(56)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 냉동용 압축기.
  17. 제16항에 있어서, 상기 시일드(12,64)의 제2부분(48,48')은 상기 시일드(12,64)의 축방향 이동을 제한하는 플랜지 수단(50,50')을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 냉동용 압축기.
  18. 제17항에 있어서, 상기 시일드(12,64)는 중합체 조성물로 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 스크롤형 냉동용 압축기.
  19. 제10항에 있어서, 가변체적을 이동유체 포켓을 형성하기 위해 서로간에 상대 선회운동하도록 지지되는 제 1 및 제 2상호삽입식 스크롤 부재(28,30)와, 상기 축(26,66) 및 회전자(22)와 함께 회전하며 상기 제1 및 제2스크롤부재(28,30)의 상대적인 선회 이동에 기인된 비평형화된 힘을 방해하기 위하여 상기 윤활유 저장조(36,36')내에서 윤활유의 정상상부 높이(38,38')의 아래에 배치된 평형추(42,42')를 부가로 포함하며, 상기 시일드 수단은 중공이며 상기 평형추(42,42')를 둘러싸는 영역을 포위하며, 상기 윤활유의 정상적인 상부 높이(38,38')위로 연장되며, 상기 평형추(42,42')는 회전중 시일드(12,64)에 의해 둘러싸인 영역으로부터 윤활유를 가압하도록 작동되며, 상기 시일드(12, 64)는 상기 모터(16)의 동력 소모를 감소시키기 위하여 상기 영역내로의 윤활유 복귀흐름을 구속하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 스크롤형 냉동용 압축기.
  20. 제12항에 있어서, 상기 시일드 수단(12,64)은 상기 회전자(22)의 하단부(44,44')를 둘러싸는 영역을 포위하는 것을 특징으로 하는 스크롤형 냉동용 압축기.
  21. 제20항에 있어서, 상기 시일드 수단(12,64)은 중공부(46,46')를 포함하며, 상기 회전자(22)의 하단부(44,44')는 상기 중공부(46,46')내로 돌출되는 것을 특징으로 하는 스크롤형 냉동용 압축기.
KR1019890004655A 1988-06-08 1989-04-08 스크롤형 냉동용 압축기 KR0146703B1 (ko)

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