KR100320467B1 - 횡형 스크롤 압축기의 고정자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 횡형 스크롤 압축기에 관련한 것으로서, 특히 냉매가 원활하게 흐르도록 구조적으로 개선한 고정자에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은 일측 끝단부에 평면부를 가진 다수개의 박판을 동심을 이루도록 적층하되, 각 박판의 평면부는 냉매유동방향과 동일방향으로 배열한 것이다.

Description

횡형 스크롤 압축기의 고정자{horizontal type scroll compressor of stator}

본 발명은 횡형 스크롤 압축기에 관련한 것으로서, 특히 횡형 스크롤 압축기의 고정자에 관한 것이다.

통상, 압축기는 증발기와 응축기 사이에 설치되어 증발기로 부터 유입된 저온,저압의 기체냉매를 압축하여 고온,고압의 기체냉매로 승온,승압시킨후 응축기로 보내주는 역할을 하는 것으로서, 냉동사이클을 이루기 위한 필수적인 구성요소이다.

이러한 압축기는 흡입된 증기의 체적을 줄여서 응축하는 용적식(容積式) 압축기와, 고속으로 회전하는 임펠러로 유체에 속도를 주고 이 속도를 압력으로 바꾸어서 압축하는 원심식(遠心式) 압축기로 크게 분류된다.

이러한 압축기중 용적식 압축기에 포함되는 횡형 스크롤 압축기의 구성을 도 1을 통해 간략히 설명하면 다음과 같다.

본체(1)의 외형을 이루는 횡형 밀폐용기(3)(이하 '밀폐용기'라 함)의 일측에는 냉매가 유입되는 냉매 유입관(5)과 상기 본체(1)로 전원을 인가하기 위한 전원단자(7)가 각각 설치되어 있으며, 상기 밀폐용기(3)의 다른 일측에는 압축된 냉매가 배출되는 냉매 유출관(9)이 설치되어 있다.

그리고, 상기 밀폐용기(3) 내의 냉매 유입측과 냉매 유출측에는 밀폐용기의 내벽에 밀착되도록 좌측 프레임(11)과 우측 프레임(13)이 각각 설치되어 있으며, 상기 좌측 프레임(11)과 우측 프레임(13) 사이에는 모터를 구성하는 고정자(15)와 회전자(17)가 설치되어 있다.

또한, 상기 회전자(17)의 중심부에는 회전자와 함께 회전되도록 중공형의 크랭크 축(19)이 축결합되어 있으며, 상기 좌측 프레임(11)에는 고정 스크롤(21)이 지지되어 있고, 상기 고정 스크롤(21)에는 이 고정스크롤을 중심으로 선회운동을 하는 선회 스크롤(23)이 맞물려 있으며, 상기 선회 스크롤은 크랭크 축(19)과 함께 회전되도록 크랭크 축의 일단에 결합되어 있다.

그리고, 상기 크랭크 축(19)의 다른 일단에는 밀폐용기(3)의 바닥면에 고인 오일을 크랭크 축의 중공부(19a)로 공급하기 위한 오일 유입관(25)이 근접되게 설치되어 있다.

상기한 구성요소들을 포함하여 구성된 횡형 스크롤 압축기는 본체(1)의 도면상 좌측에 설치된 냉매 유입관(5)을 통해 유입된 냉매가 고정 스크롤(21)과 선회 스크롤(23) 사이에 마련된 압축실(27)로 유입되어 있는 상태로 부터 본체(1)의 전원단자(7)를 통해 인가된 전원에 의해 선회 스크롤(23)이 일방향으로 선회운동을 하게 된다.

이에 따라, 압축실(27)의 체적이 점진적으로 감소되면서 압축실 내에 있는 냉매가 고온, 고압으로 압축된 상태로 고정 스크롤(21)의 중앙에 형성된 토출포트(21a)를 통해 압축실(27)로부터 토출된다.

이렇게 토출된 고온, 고압의 냉매가스는 밀폐용기(3)의 내벽을 따라 유동하여 냉매 유출관(9)을 통해 밀폐용기의 외부로 배출되는 과정을 반복하게 된다.

한편, 상기 고정 스크롤(21)의 토출포트(21a)를 통해 배출된 냉매가 냉매 유출관(9) 쪽으로 흘러살 수 있는 유로를 형성하기 위해, 도 2에서와 같이 좌측 프레임(11)의 상,하단과 고정자(15)의 각 상,하단에는 밀폐용기(3)의 내벽으로부터 이격되도록 원주면을 깍아낸 상,하측 평면부(11a,11b)(15a,15b)를 두고 있다.

이 때, 상기 고정자(15)는 동일형상을 가진 다수개의 박판(16)을 동심을 이루도록 적층하여 전체적으로 원통형상을 이루고 있다.

상기에서 좌측 프레임(11)과 고정자(15)의 각 하측 평면부(11b)(15b)와 밀폐용기(3) 사이는 오일유로이며, 각 상측 평면부(11a)(15b)와 밀폐용기(3) 사이는 냉매유로이다.

이 때, 상기 좌측 프레임(11)의 상측 평면부(11a)와 고정자(15)의 상측 평면부(15a)는 축방향으로 동일선상에 위치하고 있으므로 냉매가 선형운동만을 한다면 문제가 없지만, 좌측 프레임(11)의 상측 평면부(11a)를 통과한 냉매는 회전자(17)의 회전력에 의해 회전유동이 주(主) 유동인 복잡한 회전류 형태를 갖게 된다.

따라서, 대부분의 냉매는 그 유동방향(f)으로 진행하지 못하고 고정자(15)에 의해 가로막혀 회전속도 성분을 잃게 되는 유동손실이 발생하게 된다.

이를 보상하기 위해 고정자(15) 상에는 구멍형태를 가진 다수개의 보조 냉매유로(18)가 형성되어 있으나, 이는 고정자(15)의 유효 자기장 면적을 축소시켜 모터효율 및 나아가 압축기의 효율을 저하시키게 되는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 냉매유로의 개선을 통해 압축기의 압축효율을 향상시킬 수 있는 횡형 스크롤 압축기의 고정자를 제공하는데 그 목적을 두고 있다.

도 1은 일반적인 횡형 스크롤 압축기를 나타낸 종단면도

도 2는 좌측 프레임과 종래 고정자를 도시한 사시도

도 3은 좌측 프레임과 본 발명에 따른 고정자의 사시도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30. 고정자 31. 박판

31a. 평면부 f. 냉매유동방향

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 일측 끝단부에 평면부를 가진 다수개의 박판을 동심을 이루도록 적층하되, 각 박판의 평면부는 냉매유동방향과 동일방향으로 배열됨을 특징으로 하는 횡형 스크롤 압축기의 고정자가 제공된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도 3을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3에 의하면 고정자(30)는 원형으로 된 다수개의 박판(31)을 동심(同心)을 이루도록 적층하여 전체적으로 원통형상을 이루고 있으며, 상기 각 박판(31)에는 그 외주면을 깍아낸 평면부(31a)(31b)가 적어도 두개 이상 형성되어, 그 중 어느 한 평면부로는 냉매가, 나머지 평면부에는 오일이 통과하게 된다.

특히, 본 발명은 각 박판(31)의 냉매가 통과하는 평면부(31a)를 냉매유동방향(f)과 동일하게 배열하므로써 고정자(30)에서의 냉매유동이 원활히 이루어지도록 하였다.

통상, 도 3에서와 같이 좌측 프레임(11)을 지나온 냉매는 회전자(17)의 회전력에 의해 일방향 회전유동을 하게 되므로 고정자(30)를 이루는 각 박판(31)의 냉매가 통과되는 평면부(31a)를 냉매유동방향(f)과 동일한 방향으로 배열되도록 함에 따라 냉매가 유동손실 없이 순조롭게 고정자(30)를 통과하게 된다.

이는 동일크기의 평면부에 의한 유로단면을 가질경우, 냉매와 고정자(30)간의 접촉면적이 증가하여 회전자(17)와의 상호작용에 의해 고정자(30)에 열이 발생하더라도 냉각효과를 증가시킬 수 있으므로 결국 압축기의 효율을 향상시키는 효과를 얻게 된다.

또한, 냉매의 원활한 유동은 유로손실을 만회하기 위해 고정자(30) 상에 형성되었던 복수개의 보조유로(32)를 줄이거나 제거할 수 있으므로 제거된 보조유로 체적에 해당하는 만큼의 고정자의 자기장 유효면적을 확장할 수 있게 된다.

이에 따라 모터의 효율을 향상시켜 결과적으로 압축기 전체의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

이상과 같은 본 발명은 고정자에 별도의 유로를 추가함이 없이 고정자를 구성하고 있는 박판의 적층위치 변경만으로 냉매의 유동손실은 물론 압력손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.

이와 아울러 냉매와 고정자와의 접촉면적을 향상시켜 모터의 냉각효율도 향상시킬 수 있는 부수적 효과도 얻게 된다.

Claims (1)

1. 일측 끝단부에 평면부를 가진 다수개의 박판을 동심을 이루도록 적층하되, 각 박판의 평면부는 냉매유동방향과 동일방향으로 배열됨을 특징으로 하는 횡형 스크롤 압축기의 고정자.