KR100378934B1 - 보호 스위치를 작동시키는 고온 오일을 사용하는 밀봉식압축기 - Google Patents

Abstract

밀봉식 압축기용의 특수한 보호 회로는 가열된 오일을 모터 보호 회로로 유도하는 오일 구조체와 합체된다. 모터 보호 회로는 소정 온도가 감지될 때 전기 모터의 작동을 중지(shut-down)시키는 형태이다. 모터 보호 회로는 압축기 펌프 유닛이 고온일 때 개방되는 오일 복귀 통로에 인접하게 위치된다. 통로의 밸브는 모터 보호 스위치로 복귀 오일이 유동할 수 있도록 개방된다. 그런 후, 모터 보호 스위치는 모터의 추가 작동을 정지시키도록 작동된다. 다른 실시예에 있어서, 모터 보호 스위치는 오일 섬프(oil sump)에 잠겨진다. 다시, 오일 온도가 소정량 상승하면, 모터 보호 스위치는 모터의 추가 작동을 정지시킨다.

Description

보호 스위치를 작동시키는 고온 오일을 사용하는 밀봉식 압축기{SEALED COMPRESSOR USING HOT OIL TO ACTUATE PROTECTOR SWITCH}

본 발명은 불리한 조건이 압축기에 발생하는 경우에 압축기 모터를 중지(shut-down)시키기 위해 보호 스위치와 접촉하도록 고온 오일이 이동되는 밀봉식 압축기에 관한 것이다.

밀봉식 압축기는 대부분의 냉매 압축 적용예에서 사용된다. 전형적인 밀봉식 압축기에 있어서, 전기 모터는 냉매를 압축하도록 압축기 펌프 유닛을 구동시킨다. 냉매는 압축기 펌프 유닛으로부터 냉매 사이클의 하류 위치로 통과한다. 밀봉식 압축기의 작동에 대한 도전이 존재한다. 어떤 경우에 있어서, 시스템 내의 냉매 손실이 있을 수도 있다. 소위 충전 작동 손실은 압축기 펌프 유닛에 해로운 영향을 미칠 수 있다. 압축될 냉매의 양이 비정상적으로 적을 때, 압축기 펌프 요소는 고온이 될 수도 있다. 이는 바람직하지 않다.

최근의 압축기 펌프의 주요한 일 형태는 스크롤 압축기 펌프 유닛이다. 스크롤 압축기 펌프 유닛에 있어서, 제1 스크롤 부재는 기부와, 기부로부터 연장하는 통상 나선형의 랩을 가진다. 제2 스크롤 부재는 기부와, 기부로부터 연장하는 통상 나선형의 랩을 가진다. 2개의 스크롤 부재의 랩은 압축 챔버를 한정하도록 상호 끼워맞춰진다. 제2 스크롤 부재는 제1 스크롤 부재에 대해 선회 운동을 유발하여, 이들 2개의 스크롤 부재가 선회 운동함에 따라 2개의 랩들 사이의 압축 챔버는 갇힌 냉매를 압축하도록 체적이 감소한다.

스크롤 압축기는 3상 전기 모터에 의해 종종 동력이 공급된다. 3상 전기 모터는 모터를 구동시키도록 3개의 전원 접속부를 수용한다. 종종, 모터가 전원 공급원에 접속될 때, 3개의 접속부의 위상은 부적절하게 정렬된다. 이러한 상황이 발생할 때, 모터는 예상되는 방향에 대해 역방향으로 구동될 수도 있다. 스크롤 압축기가 역방향으로 회전하도록 구동될 때, 그런 후 통상 반경 방향 외부 영역으로부터 중앙 영역을 향해 이동되는 냉매는 역방향으로 이동한다. 이는 바람직하지 않으며, 압축기 유닛 내에 상당한 열의 생성을 유발한다.

밀봉식 압축기의 충전 상황의 손실 및 역회전을 확인하기 위한 다양한 방법이 제안되었다. 그러나, 이러한 불리한 조건을 확인하고, 이러한 불리한 조건이 확인될 때 모터의 작동을 정지시키는 간단하고 확실한 방법을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 개시된 실시예에 있어서, 밀봉식 압축기와 결합된 모터를 제어하기 위한 보호 스위치는 소정의 온도를 초과한다면 모터의 작동을 정지시킨다. 본 발명에서는, 어떤 불리한 조건이 압축기에 적어도 발생할 때 보호 스위치를 접촉시키도록 윤활 오일이 유동되게 한다. 전형적으로, 공지된 밀봉식 압축기는 모터 고정자 권선(winding)의 상부에 보호 스위치를 가진다. 공지된 보호 스위치는 특정 온도가 될 때 스위치를 가동시키고 모터의 작동을 정지시킨다.

그러나, 보호 스위치는 모터 상에 장착되고, 따라서 펌프 유닛의 상승된 온도에 항상 민감하지 않다. 본 발명의 개시된 일 실시예에 있어서, 열 감지 밸브는 특정 온도가 압축기 펌프 유닛에서 달성될 때 개방된다. 개방될 때, 이 밸브는 오일이 압축기 펌프 유닛으로부터 보호 스위치로의 유동 방향 통로로 유동하게 한다. 밸브는 바이메탈식 온도 감지 밸브인 것이 바람직하다. 압축기 펌프 유닛이 충전 작동 손실 또는 역회전과 같은 소정의 불리한 조건으로 인해 비정상적으로 고온에 도달할 때, 밸브는 개방된다. 그런 후, 압축기 펌프 유닛으로부터의 고온 오일은 보호 스위치와의 접촉부 내로 유도된다. 이는 보호 스위치가 가동되어 모터의 작동을 정지시키게 한다.

제2 실시예에 있어서, 보호 스위치는 권선의 하부 단부에 위치되어 오일 섬프(oil sump)와 접촉이 된다. 압축기의 불리한 작동 중에, 오일 섬프 내의 오일의 온도는 상승할 것이다. 그런 후, 보호 스위치는 이 상승된 오일 온도가 소정의 최대치에 도달할 때 모터의 작동을 정지시킬 것이다.

따라서, 본 발명은 밀봉식 압축기의 작동 중에 불리한 조건을 구별하는 간단하고 확실한 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 이러한 특징 및 기타 특징은 이후의 설명과 도면으로부터 가장 잘 이해될 수 있다.

도1은 본 발명의 제1 실시예를 도시하는 도면.

도2는 본 발명의 제2 실시예를 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20 : 압축기

26, 30 : 랩

24 : 선회 스크롤

28 : 비선회 스크롤

40, 52 : 스위치

도1은 압축기 펌프 유닛을 개시하는 외부 하우징(22)과 합체된 밀봉식 압축기(20)를 도시한다. 압축기는 랩(30)을 갖는 비선회 스크롤(28)과 상호 끼워맞춰지는 랩(26)을 갖는 선회 스크롤(24)을 갖는 스크롤 압축기로서 도시된다. 스크롤 압축기가 도시되지만, 본 발명의 태양은 밀봉식 압축기의 다른 형태로 확장될 수 있다는 것을 알 것이다.

크랭크케이스(32)는 밀봉식 압축기(20) 내에서의 선회 스크롤(24)을 지지한다. 크랭크케이스(32)는 선회 스크롤(24)과 크랭크케이스(32) 사이의 위치로부터 오일을 복귀시키기 위한 오일 복귀 통로(34)를 가지는 것이 도시된다. 선택적 개방 밸브(36)는 크랭크케이스를 통해 하향 연장하는 통로를 통한 오일의 흐름을 막고 통로(34)와 통한다. 통로(38)는 밀봉식 압축기(20)용 전기 모터(43)의 모터 와인딩(42)과 결합되는 모터 보호 스위치(40) 위에 위치된다. 보호 스위치(40)는 공지된 바이며, 보호 스위치(40)에 초과 온도가 감지되면 모터(43)를 중지시키도록작동한다. 밸브(36)가 폐쇄될 때, 오일은 통로(34)로부터 오일 복귀 튜브(44)로 유동하여 보호 스위치(40)로 향하지 않는다.

전원의 결함있는 접속으로 인한 전원 공급된 역회전, 저 충전 작동 또는 기타 소정의 불리한 조건과 같은 불리한 조건이 밀봉식 압축기에 존재하게 되면, 압축기 펌프 유닛의 온도가 상승할 것이다. 또한, 압축기와 접촉하는 오일은 비정상적으로 뜨거워질 것이다. 밸브(36)는 감지된 열에 의해 개방 위치 또는 폐쇄 위치 사이에서 이동하도록 작동가능한 것이 바람직하다. 따라서, 밸브(36)와 접촉하는 오일의 온도가 소정의 최대치를 초과하면, 밸브(36)는 개방 위치로 이동한다. 이러한 열 감지 밸브는 공지된 바이며, "바이메탈" 밸브로 통상 공지된 밸브에 의해 제공될 수도 있다.

이러한 밸브는 소정 온도에서 개방되도록 설계될 수 있다. 오일이 소정 온도에 도달할 때, 밸브(36)는 개방되고, 오일은 통로(34)로부터 통로(38) 내로 유동하게 된다. 통로(38)를 통해 복귀되는 오일은 스위치(40)와 접촉할 것이다. 이 가열된 오일은 스위치(40)를 시동시켜서, 모터(43)의 작동을 정지시킬 것이다.

이러한 방식으로, 상대적으로 간단한 시스템은 불리한 조건의 경우에 중지를 제공하도록 기존의 제어 기술과 함께 사용된다.

도2는 보호 스위치(52)가 모터(43)의 고정자 권선(42)의 하부 단부에 장착되는 제2 실시예(50)를 도시한다. 지금, 보호 스위치(52)는 밀봉식 압축기의 섬프(54)의 오일의 수준 아래에 있다. 따라서, 불리한 조건하에서의 작동 중에, 섬프(54)의 오일의 온도는 상승할 것이다. 이는 스위치(52)를 시동시켜서,모터(43)의 중지를 허용하게 한다. 당업계에 공지된 바와 같이, 도2의 실시예의 모터 스위치(52)는 도1의 실시예에 도시된 바와 같이 스위치(40)보다 민감할 것이 요구될 수도 있다. 즉, 통로(38)를 떠나는 오일은 오일 섬프(54)의 오일보다 상승된 온도로 직접적으로 가열될 것이다. 따라서, 보호 스위치(52)는 도1의 실시예의 스위치(40)보다 낮은 온도로 작동될 것이 요구될 수도 있다. 그러나, 시스템 모두는 매우 단순한 보호 회로를 제공한다.

본원에 도시된 바와 같이 스위치(40)가 다소 개략적으로 도시된다. 사실상, 스위치는 보호성 또는 전기 절연성 코팅 또는 하우징에 종종 내장된다. 본원에서 사용되는 "보호 스위치"라는 용어는 스위치 요소 뿐만아니라 이와 결합된 코팅 또는 하우징을 포함할 것이다.

본 발명의 양호한 실시예가 개시되었지만, 당업자는 특정 변경이 본 발명의 범위 내에 있으리라는 것을 알 것이다. 이러한 이유로, 이후의 특허청구범위가 본 발명의 진정한 범위 및 내용을 결정하도록 숙지되어야 한다.

본 발명의 압축기를 제공함으로써, 압축기의 작동 중에 간단하고 확실하게 불리한 조건을 구별하여 모터의 작동을 정지시킬 수 있게 된다.

Claims (10)

1. 전기 모터와, 상기 전기 모터에 의해 구동되는 압축기 펌프 유닛과, 소정의 온도에 도달할 때 상기 모터와 상기 압축기 펌프 유닛의 작동을 정지시키기 위한 보호 스위치를 포함하고,

   상기 보호 스위치는 적어도 상기 압축기 펌프 유닛의 온도가 상승될 때 상기 압축기 펌프 유닛으로부터의 가열한 오일이 상기 보호 스위치와 접촉하도록 위치되는 것을

   특징으로 하는 밀봉식 압축기.
2. 제1항에 있어서, 소정 온도에 도달할 때 밸브가 개방되고 오일을 상기 보호 스위치로 유동할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 밀봉식 압축기.
3. 제2항에 있어서, 상기 밸브는 복귀 통로에 위치되고, 상기 통로는 가열된 오일이 상기 보호 스위치로 향하도록 위치되는 것을 특징으로 하는 밀봉식 압축기.
4. 제1항에 있어서, 상기 압축기 펌프 유닛은 기부와 상기 기부로부터 연장하는 일반적인 나선형 랩을 각각 갖는 제1 및 제2 스크롤 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 밀봉식 압축기.
5. 제1항에 있어서, 상기 보호 스위치는 상기 압축기 펌프 유닛에 인접한 상기 모터의 고정자 권선의 단부에 위치되는 것을 특징으로 하는 밀봉식 압축기.
6. 제1항에 있어서, 상기 보호 스위치는 상기 모터의 작동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 밀봉식 압축기.
7. 제1항에 있어서, 상기 보호 스위치는 밀봉 하우징의 수직 하부 부분에 인접한 오일 섬프에 잠기도록 위치되는 것을 특징으로 하는 밀봉식 압축기.
8. 제7항에 있어서, 상기 보호 스위치는 상기 모터의 작동을 정지시키도록 작용하고 상기 모터의 고정자 권선의 단부에 장착되는 것을 특징으로 하는 밀봉식 압축기.
9. 스크롤 압축기에 있어서,

   기부와 상기 기부로부터 연장되는 대체로 나선형 랩을 갖는 제1 스크롤 부재와, 기부와 상기 기부로부터 연장되는 대체로 나선형 랩을 갖는 제2 스크롤 부재와, 상기 제2 스크롤 부재를 지지하는 크랭크케이스와, 전기 모터와 결합되고 상기 전기 모터의 고정자 상에 장착되는 모터 보호 스위치를 포함하고,

   상기 제1 및 제2 스크롤 부재의 소정의 랩은 압축 챔버를 한정하도록 상호 끼워맞춰지고, 상기 제2 스크롤 부재는 상기 제1 스크롤 부재에 대해 선회하도록샤프트에 의해 구동되고, 상기 전기 모터는 상기 샤프트를 구동시키고, 상기 보호 스위치는 소정의 온도를 감지할 때 상기 모터의 작동을 정지시키고, 상기 보호 스위치는 상기 압축기에 불리한 조건이 발생할 때 오일에 의해 접촉되도록 위치되는

   것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
10. 제9항에 있어서, 상기 보호 스위치는 밀봉 하우징의 수직 하부 부분에 인접한 오일 섬프에 잠겨지도록 위치되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.