KR100440348B1 - 압축기 - Google Patents

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마쯔바라료
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가부시키가이샤 도요다 지도숏키
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Abstract

압축기하우징 내에 구성된 압축챔버를 구비하는 압축기하우징을 압축기가 포함한다. 압축챔버는 바람직하게는, 압축챔버 내로 유입된 유체를 압축하고 배출하도록 설치된다. 유닛하우징이 압축기하우징에 결합된다. 제어장치가 유닛하우징 내에 설치되고 제어장치가 바람직하게는 압축기의 전기적 구성요소를 제어한다. 또한, 압축챔버 내로 유체를 유입시키기 위해 바람직하게는 흡입통로가 구성된다. 유체가 흡입통로를 통과함으로써 직접 제어장치를 냉각하도록 하기위해 흡입통로가 바람직하게는 유닛하우징을 관통한다.

Description

압축기 {COMPRESSORS}
본 발명은 압축기에 관한 것이며, 특히 압축기를 구동하기 위한 전기모터와 같은 전기적 구동장치를 포함하는 압축기에 관한 것이다.
전기모터 및 인버터 (inverter) 를 포함하는 알려진 압축기가 일본의 특허공개공보 제 2000-255252 호에 개시되어 있다. 압축기를 구동하기 위해 인버터가 전기모터를 제어한다. 또한, 인버터는 압축기 내로 유입된 냉각가스에 의해 냉각된다. 더욱 상세하게는, 압축기 내로 냉각제를 유입하기 위한 유입통로를 접촉하는 히트 라디에이터 (heat radiator) 를 인버터가 포함하며, 히트 라디에이터가 인버터를 냉각한다.
압축기의 전기적 제어장치를 보다 효과적으로 냉각할 수 있는 개선된 압축기를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
도 1 은 대표적인 스크롤 (scroll) 압축기이다.
도 2 는 도 1 의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 취한 단면도이다.
도 3 은 각각의 스위칭 (swiching) 부재들의 대표적 설치를 도시한다.
도 4 는 대표적 실시형태의 수정예의 단면도이다.
도 5 는 스위칭부재 설치의 수정예를 도시한다.
도 6 은 스위칭부재 설치의 또다른 수정예를 도시한다.
도 7 은 스위칭부재 설치의 또다른 수정예를 도시한다.
본 발명의 하나의 실시형태에서, 대표적 압축기는 압축기 하우징, 압축챔버, 유닛하우징, 제어장치 및 흡입통로를 포함할 수 있다. 압축챔버는 압축기하우징 내에 구성되며, 압축챔버 내로 유입된 유체는 압축되고 이후 배출된다. 제어장치는 유닛하우징 내에 설치되며, 바람직하게는 제어장치가 압축기 내의 전기적 장치들을 제어한다. 예를들면, 전기모터가 압축기하우징 내에 설치되어 압축기를 구동한다. 또한, 인버터는 본 발명에 따른 제어장치의 하나의 대표적인 예이다.
흡입통로는 냉각제가스와 같은 유체를 압축챔버 내로 유입시킬 수 있다. 흡입통로 내의 유체 온도는 통상 압축기에 의해 압축되고 배출된 유체의 온도와 비교하여 상대적으로 낮다. 바람직하게는, 흡입통로가 유닛하우징을 관통하는데, 그리하여 흡입통로 내의 유체가 유닛하우징 내에 설치된 제어장치 (예를들면 인버터) 를 직접 냉각한다.
만약 흡입통로가 유닛하우징을 관통한다면, 유닛하우징 내의 제어장치는 직접적이고 효율적으로 냉각된다. 비록 흡입통로 내의 유체가 직접 제어장치를냉각한다 하더라도, 흡입통로에 의한 분리에 의해 제어장치가 유체에 직접 노출되지는 않는다. 그러므로, 제어장치의 오작동을 일으킬 수 있는 부식으로부터 제어장치를 보호할 수 있다.
대표적인 압축기는 바람직하게는 압축기하우징 (housing) 을 포함한다. 압축챔버 (chamber) 가 압축기하우징 내에 구성된다. 유닛 (unit) 하우징이 압축기하우징에 인접하게 설치되고, 상기 유닛하우징 내에는 제어장치가 설치된다. 상기 제어장치는 바람직하게는 압축기의 전기적 구성요소를 제어하는 기능을 한다. 흡입통로는, 제어장치의 직접 냉각을 위한 유효 면적을 제공하기 위해 유닛하우징을 관통하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 압축기하우징과 유닛하우징 사이에 단열부가 제공될 것이다. 본 발명의 또다른 실시예에서, 유닛하우징은 바람직하게는 압축기하우징의 외면상에 설치되거나 외면에 인접하여 설치될 수 있다. 바람직하게는, 제어장치에 의해 송신된 신호에 따라 전기모터가 압축기를 구동는데, 제어장치는 예를 들면 인버터일 수 있다. 본 발명의 또다른 실시예에서, 압축기의 전기적 구성요소의 위치에 따라 단열부의 위치가 선택될 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에서, 압축기하우징과 유닛하우징 사이에 제공된 공기 층에 의해 단열부가 형성될 수 있다. 선택적으로, 단열부는 히트싱크 (heat sink) 물질을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서는, 유닛하우징 내에 단열 물질이 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일형태에서는, 바람직하게는 제어장치의 열발생 부재가유닛하우징 내의 흡입통로의 외면에 가까운 위치에 설치될 수 있다. 열발생장치는, 예를 들어, 흡입통로의 외면에 직접 접촉하도록 설치되거나 또는, 흡입통로의 외면과 열발생장치 사이에 간격을 두도록 설치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일형태에서는, 흡입통로의 외면이 실질적으로 열발생 부재의 외부 형상과 상응할 수 있다. 예를들면, 흡입통로의 외면은 평편한 표면(평면부)을 포함할 수 있다. 나아가, 흡입통로는 바람직하게는 흡입통로의 원주방향으로 설치되는 다수의 설치면을 포함할 수 있다. 그리하여, 열발생부재가 각각의 설치면 상에 설치될 수 있다.
상기 또는 하기되는 각각의 부가적인 구성과 방법들은, 개선된 압축기 및 그러한 압축기를 설계하고 사용하기 위한 방법을 제공하기 위해 개별적으로 또는 다른 구성 및 방법들과 결합되어 이용될 수 있다. 이러한 부가적인 구성들과 방법들과 결합되어 예시되는 본 발명의 대표적인 예가, 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다. 이러한 상세한 설명은 당업자에게 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 단지 청구항들만이 청구된 발명의 범위를 한정한다. 그러므로, 하기되는 상세한 설명의 구성과 방법들의 결합은 반드시 본 발명을 가장 넓은 범위로 실시하는 형태라고 할 수는 없으며, 본 발명의 몇몇 대표적인 실시예들을 설명할 뿐이고, 이러한 상세한 설명은 첨부도면을 참조한다. 나아가, 본 발명의 부가적인 유용한 실시형태를 제공하기 위해, 명세서와 종속항에 설명된 구성들이 특정적으로 설명되지 않는 방식으로 결합될 수 있다.
대표적인 압축기가 도 1 내지 3 에 도시되는데, 바람직하게는 차량 공기조화 시스템의 냉각제 순환회로 내에서 사용될 수 있다. 도 1 에 도시된 바와같이, 대표적인 압축기 (1) 는 압축기하우징 (7) 및 압축기하우징 (7) 내의 고정스크롤 (2) 과 가동스크롤 (20) 사이에 한정된 압축챔버 (32)를 포함한다. 가동스크롤 (20) 을 구동하기 위해 전기모터 (45) 가 압축기하우징 (7) 내에 제공될 수 있다. 인버터 (60) 를 직접 냉각하기 위해, 유닛하우징 (70) 내에 인버터 (60) 가 위치하고, 유닛하우징 (70) 내를 흡입통로 (63) 가 관통한다. 상기된 바와같이, 인버터는 본발명에 따른 "제어장치" 또는 "제어수단" 의 대표적 예의 하나이다.
압축기하우징 (7) 은 센터 (center) 하우징 (4), 모터 (motor) 하우징 (6), 엔드 (end) 하우징 (2a) 을 포함한다. 엔드하우징 (2a) 내에 고정스크롤 (2) 이 제공된다. 가동스크롤 (20) 과 가동스크롤 (20) 을 구동하기 위한 다른 적절한 장치들이 압축기하우징 (7) 내에 설치된다. 센터하우징 (4) 의 제 1 단부면은 엔드하우징 (2a) 에 결합되고, 센터하우징 (4) 의 제 2 단부면은 모터하우징 (6) 에 결합된다. 센터하우징 (4) 과 모터하우징 (6) 내에 각각 설치된 레이디얼베어링 (10 및 12) 에 의해 구동축 (8) 이 회전가능 하도록 지지된다. 센터하우징 (4) 내에서, 크랭크축 (14) 이 구동축 (8) 의 단부에 일체적으로 결합된다. 비록, 본 대표적 실시형태에서는 구동축 (8) 이 모터하우징 (6) 내에 설치된 전기모터 (45) 에 의해 구동되지만, 본발명은 벨트를 통하여 차량 엔진에 의해 구동축 (8) 이 기계적으로 구동되는 일반적인 압축기 뿐만 아니라 다른 유형의 스크롤압축기에도 자연스럽게 적용될 수 있다.
두개의 상호 평행한 평면부 (14a) 가 크랭크축 (14) 상에 형성된다. 그러나, 도 1 에서는 설명의 편의를 위해 단지 하나의 평면부 (14a) 만이 도시되어 있다. 평면부 (14a) 주위로 부시 (bush) (16) 가 설치되고, 부시 (16) 는 크랭크축 (14) 과 함께 회전한다. 밸런스중량 (balance weight) (18) 이 부시 (16) 의 일단에 부착되어 밸런스중량 (18) 이 크랭크축 (14) 과 함께 회전할 수 있다. 가동스크롤 (20) 은 고정스크롤 (2) 의 반대측면 (도 1 의 가동스크롤 (20) 의 우측) 상에 관상(管狀) 보스 (boss) (24a) 를 포함한다. 또한, 니들베어링 (needle bearing) 에 의해 보스 (24a) 의 내부 원주면에 부시 (16) 가 연결된다. 니들베어링 (22) 은 마개링 (stopper ring) (도시되지 않음) 에 의해 보스 (24a) 의 내원주면에 결합된다.
고정스크롤 (2) 의 베이스 플레이트 (base plate) (26) 로부터 가동스크롤 (20) 방향으로 돌출하는 고정나선형벽 (stationary volute wall) (28) 을 고정스크롤 (2) 이 포함한다. 가동스크롤 (20) 의 베이스 플레이트 (24) 로부터 고정스크롤 (2) 쪽으로 돌출하는 가동나선형벽 (movable volute wall) (30) 을 가동스크롤 (20) 이 포함한다. 고정나선형벽 (28) 과 가동나선형벽 (30) 은 서로 인접하도록 설치되고, 바람직하게는 서로 결합형태 또는 메쉬형태로 설치된다. 본 발명의 분야에서 나선형벽은 스파이럴 랩 (spiral wrap) 으로도 알려져 있는데, 이들 용어는 대체가능하게 사용될 수 있다.
고정나선형벽 (28) 과 가동나선형벽 (30) 은 많은 위치에서 서로 접촉하며 서로 메쉬결합하고 있다. 결과적으로, 고정스크롤 베이스 플레이트 (26), 고정나선형벽 (28), 가동스크롤 베이스 플레이트 (24) 및 가동나선형벽 (30) 에 의해 둘러싸인 공간 내에 초승달 형상의 압축챔버 (32) 가 다수 형성된다. 구동축 (8) 이 회전할 경우, 크랭크축 (14) 이 구동축 (8) 의 회전축선 주위로 선회한다. 회전축선은 구동축 (8) 의 중심종축선으로 정의될 수 있다. 그러므로, 크랭크축 (14) 과 구동축 (8) 의 회전축선 사이의 거리가 궤도의 직경을 정의한다. 가동스크롤 (20) 이 구동축 (8) 의 회전축선을 선회할 경우, 밸런스중량 (18) 이 가동스크롤 (20) 의 회전에 의한 원심력을 감쇄한다. 구동축 (8) 과 함께 회전하는 크랭크축 (14), 부시 (16) 및 크랭크축 (14) 과 가동스크롤 (20) 의 보스 (24a) 사이에 제공된 니들베어링 (22) 은, 구동축 (8) 의 회전토크를 가동스크롤 (20) 에 회전운동으로서 전달하는 회전메커니즘 (19) 을 구성한다.
고정스크롤 (2) 의 베이스플레이트 (26) 내에 배출구 (50) 가 형성된다. 나아가, 배출챔버 (52) 내에 배출밸브 (54) 가 제공된다. 배출구 (50) 를 열고 닫을 수 있도록 배출밸브 (54) 는 배출구 (50) 를 대면하도록 설치된다. 배출밸브 (54) 는 리드밸브 (reed valve) (56) 와 리테이너 (retainer) (58) 를 포함한다. 리드밸브 (56) 는 배출구 (50) 의 구멍을 충분히 덮을 수 있을 정도의 형상을 구비한다. 리테이너 (58) 는, 리드밸브 (56) 를 대면하며, 배출구 (50) 의 반대측에 설치된다. 배출챔버 (52) 내에서, 리드밸브 (56) 와 리테이너 (58) 는 볼트 (54a) 에 의해 고정스크롤 (2) 의 베이스플레이트 (26) 의 내면에 고정된다.
배출구 (50) 또는 압축챔버 (32) 내의 압력과 배출챔버 (52) 내의 압력 간의압력차이에 기초하여 리드밸브 (56) 가 열리고 닫힌다. 리테이너 (58) 는 리드밸브 (56) 를 지지하며 또한, 리드밸브 (56) 의 최대 개구를 한정한다.
가동스크롤 (20) 의 베이스플래이트 (24) 를 대면하는 다수의 공간 (홈) (34) 들이 센터하우징 (4) 내에서 같은 각도로 제공된다. 제 1 자동회전방지핀 (36) 과 제 2 자동회전방지핀 (38) 이 각 공간 (34) 내에 설치된다. 제 1 자동회전방지핀 (36) 은 센터하우징 (4) 에 고정되고, 센터하우징 (4) 으로부터 가동스크롤 (20) 쪽으로 관통한다. 제 2 자동회전방지핀 (38) 은 가동스크롤 (20) 에 고정되고, 상기 공간 (34) 내에서 가동스크롤 (20) 의 베이스플레이트로부터 센터하우징 (4) 으로 돌출한다. 이러한 실시형태에서, 전체 4 개의 제 1 자동회전방지핀 (36) 과 제 2 자동회전방지핀 (38) 이 제공된다. 그러나, 단지 각각 하나의 제 1 자동회전방지핀 (36) 및 제 2 자동회전방지핀 (38) 만이 도 1 에 도시된다. 제 1 자동회전방지핀 (36) 과 제 2 자동회전방지핀 (38) 의 결합에 의하여 가동스크롤 (20) 의 자동회전이 방지된다.
전기모터 (45) 에 관하여서는, 모터하우징 (6) 의 내원주면 상에 스테이터 (46) 가 제공된다. 나아가, 로터 (48) 가 구동축 (8) 에 연결된다. 스테이터 (46) 와 로터 (48) 는 구동축 (8) 을 회전시키는 전기모터를 구성한다. 그러므로, 본 스크롤압축기는, 전기동력을 이용하는 하이브리드 또는 전기 자동차에 특히 유용하다. 그러나, 본 발명에 전기모터가 필수적인 것은 아니며, 내연기관에 사용되기 위해 본 스크롤압축기가 변형될 수 있다.
상기된 대표적 압축기 (1) 에서, 압축기하우징 (7) 은 압축기하우징 (7) 의 외부의 상부면에 형성된 평편한 형상의 부착면 (7a) 를 구비한다. 바람직하게는, 유닛하우징 (70) 이 부착면 (7a) 에 결합된다. 도 1 에 도시된 바와같이, 부착플레이트 (65) 는 다수의 컨덴서 (condenser) (커패시터 (capacitor)) (64) 를 지지한다. 인버터 (60) 는 유닛하우징 (70) 내에 설치될 수 있고, 바람직하게는 두개의 부재를 포함한다. 제 1 부재는, 상대적으로 많은 량의 열을 발생시키는 스위칭 부재 (62) 와 같은, 상대적으로 높은 열발생 부재일 수 있다. 제 2 부재는, 상대적으로 적은 량의 열을 발생시키는 컨덴서 (64) 와 같은, 상대적으로 낮은 열발생 부재일 수 있다.
스위칭부재 (62) 는 바람직하게는 유닛하우징 (70) 의 원통부 (70a) 내에 설치된다. 도 1 에 도시된 바와같이, 흡입통로 (63) 는 바람직하게는 유닛하우징 (70) 을 관통하며, 원통부재 (63a) 및 냉각제유입통로 (63b) 를 포함할 수 있다. 냉각제유입통로 (63b) 는 원통부재 (63a) 내에 형성된다. 스위칭부재 (62) 는 바람직하게는 흡입통로 (63) 의 냉각제유입통로 (63b) 의 외면을 직접 접촉한다.
도 3 은 흡입통로 (63) 의 단면을 도시하는데, 흡입통로 내에는, 각각의 스위칭부재 (62) 를 부착면 (63c) 상에 결합하기 위해 다수의 평편한 형상의 부착면 (63c) 이 원통부재 (63a) 의 외주 주위에 설치된다. 본 대표적 실시형태에서는, 삼각형상을 형성하기 위해 세개의 부착면 (63c) 이 형성된다.
도 1 에 도시된 바와같이, 흡입통로 (63) 의 제 1 단부는 압축챔버 (32) 의 흡입구 (44) 와 교통한다. 흡입통로 (63) 의 제 2 단부는 외부공기조화회로의 내각제회수라인 (도시되지 않음) 과 교통한다.
유닛하우징 (70) 은 바람직하게는 합성수지와 같은 단열물질을 포함한다. 압축기하우징 (7) 의 부착면 (7a) 에 바닥플레이트 (70b) 를 부착하기 위해 연결부재 (70c) 가 사용될 수 있다. 유닛하우징 (70) 과 압축기하우징 사이에는 간격 (C) 이 형성될 수 있다. 나아가, 간격 (C) 은 본 발명에 따른 "공기층에 의해 형성되는 단열부" 의 대표적인 예의 하나이다.
유닛하우징 (70) 내의 스위칭부재 (62) 와 모터하우징 (6) 내의 전기모터 (45) 는 전도핀 (66) 및 전도와이어 (67 및 68) 에 의해 전기적으로 연결되어 있다. 전도핀 (66) 은 유닛하우징 (70) 과 압축기하우징 (7) 을 관통하여 연장한다. 전기모터 (45) 를 구동하기 위한 전력이 스위칭부재 (62) 로부터 전도핀 (66) 과 전도와이어 (67 및 68) 를 통해 공급된다.
구동축 (8) 은 전기모터 (45) 에 의해 회전된다. 전기모터 (45) 는 유닛하우징 (70) 내에 설치된 인버터 (60) 에 의해 작동된다. 크랭크축 (14) 이 회전할 경우, 보스 (24a) 및 니들베어링 (22) 에 의해 크랭크축 (14) 에 연결된 가동스크롤 (20) 이, 구동축 (8) 의 회전축선 주위로 회전한다. 가동스크롤 (20) 이 고정스크롤 (2) 에 대해 회전할 경우, 냉각제 가스 (유체) 가 흡입통로 (63) 로부터 흡입구 (44) 를 거쳐서 압축챔버 (32) 내로 흡입된다. 압축챔버 (32) 가 스크롤 (2, 20) 의 중심부 쪽으로 이동함에 따라, 압축챔버 (32) 가 냉각제가스의 부피를 감소시킨다. 압축챔버 (32) 의 부피감소 및 그에 의한 냉각제가스의 부피감소에 의해, 냉각제가스는 압축되고 높은 압력상태에 이르게 된다. 배출밸브 (54) 가 배출구 (50) 를 개방할 경우, 압축된 높은 압력의 냉각제 가스는 배출구 (50) 로부터 배출챔버 (52) 를 통해 차량 공기조화 시스템 (도시되지 않음) 의 냉각 또는 가열 회로로 배출된다.
배출밸브 (54) 가 배출구 (50) 를 개방할 경우, 압축된 높은 압력의 냉각제 가스는 배출구 (50) 로부터 배출챔버 (52) 를 통해 압축기 (1) 밖의 공기조화 시스템으로 배출된다. 비록 도시되지는 않았지만, 압축기 (1) 로부터 배출된 높은 압력의 냉각제는 컨덴서, 팽창밸브 및 증발기를 포함하는 공기조화시스템으로 공급될 수 있다. 그리고는, 냉각제는 흡입통로 (63) 및 흡입구 (44) 를 통해 다시 압축기 (1) 내로 흡입될 것이다. 흡입통로 (63) 내에서 상대적으로 낮은 압력과 낮은 온도를 가지는 냉각제는, 유닛하우징 (70) 내의 스위칭부재 (62) 에 의해 발생된 열을 흡수할 것이다. 따라서, 스위칭부재 (62) 와 같은 열발생부재는 흡입통로 (63) 를 통해 유동하는 냉각제가스에 의해 직접적이고 빠르게 냉각될 수 있다. 따라서, 흡입통로 (63) 를 통하는 냉각제가스가 유닛하우징 (70) 내의 열발생부재를 직접 냉각하므로, 열발생부재를 냉각하기 위해 히트 라디에이터와 같은 특별한 열발산장치는 필요치않다.
본 대표적 실시형태에 따르면, 흡입통로 (63) 는 유닛하우징 (70) 내에 설치된 스위칭부재 (62) 와 같은 고열발생부재 만을 직접 접촉한다. 즉, 인버터 (60) 를 기능적으로 고/저 열발생부재의 두 부분으로 나누고 고열발생부재만을 선택적으로 냉각함으로써, 인버터의 냉각효율을 최대화할 수 있다. 더욱이, 도 3 에 도시된 바와같이, 흡입통로 (63) 는 다수의 평편한 부착면 (63c) 을 포함하고, 평편한 형상의 스위칭부재 (62) 는 평편한 부착면 (63c) 에 결합될 수 있다. 그리하여, 냉각제가스에 의해 스위칭부재 (62) 를 냉각하는 유효면적은 효과적으로 증가된다.
압축기 (1) 가 작동하는 동안, 냉각제가스의 압축에 의해 발생된 열과 전기모터 (45) 에 의해 발생된 열에 의해, 압축기하우징 (7) 의 온도는 높아지는 경향이 있다. 그러나, 유닛하우징 (70) 과 압축기하우징 (7) 사이의 간격 (C) 에 의해 형성된 단열부에 의해, 유닛하우징 (70) 은 압축기하우징 (7) 으로부터 단열될 수 있다. 그러므로, 유닛하우징 (70) 내의 인버터 (60) 가 압축기하우징 (7) 에 의해 가열되는 것이 방지될 수 있다. 나아가, 유닛하우징 (70) 이 단열물질 (예를들면, 합성수지) 로 형성되므로, 유닛하우징 (70) 이 인버터 (60) 를 압축기하우징 (7) 에서 방사되는 열로부터 효과적으로 차폐할 수 있다.
반대로, 압축기 (1) 의 작동이 멈추었을 경우, 냉각제가스는 압축되지 않고, 또한 순환되지 않는다. 그러므로, 압축기 (1) 가 작동하지 않을 경우엔, 흡입통로 (63) 를 통해 유동하는 냉각제가스에 의해 인버터 (60) 가 냉각될 수 없다. 그러나, 그러한 경우, 단열부 (C) 및 단열물질로 형성된 유닛하우징 (70) 에 의해, 압축기하우징 (7) 에 의해 방사된 열에 의해 유닛하우징 (70) 내의 인버터 (60) 온도가 상승하는 것이 방지될 수 있다.
압축기 (1) 를 구동하기 위해 전기모터 (45) 가 사용될 경우 압축기하우징 (7) 의 온도가 급격히 상승할 것이므로, 유닛하우징 (70) 을 압축기하우징 (7) 으로부터 분리하기 위해 단열부 (C) 가 바람직하게는 압축기하우징 (7) 과 유닛하우징 (70) 사이에 제공된다. 이러한 설치에서는, 유닛하우징 (70) 이 미세한 또는 작은 간격에 의해 압축기하우징 (7) 으로부터 분리되고 이 간격이 단열부 (C) 를 형성한다. 본 대표적 실시예에 따르면, 유닛하우징 (70) 이 압축기하우징 (7) 으로부터 단열부 (C) 만에 의해 분리되므로, 전기모터 (45) 와 인버터 (60) 를 연결하는데 필요한 전기회로의 길이는 최소화될 수 있다. 나아가, 인버터 (60) 를 냉각하기 위한 흡입통로 (63) 의 길이 또한 최소화될 수 있다. 그러므로, 공기조화회로 내의 냉각제가스는, 유동하는 냉각제가스와 회로파이프의 내벽 간의 마찰에 의한 상대적으로 높은 저항을 받지 않게 된다.
제 2 의 대표적 실시형태가 도 4 에 도시된다. 제 2 의 대표적 실시형태는 유닛하우징에 대한 흡입통로 설치의 변형에 관련된다. 도 4 에 도시된 바와같이, 제 2 의 대표적 실시형태에서, 흡입통로 (81) 가 유닛하우징 (70) 내에 수평으로 제공된다. 즉, 흡입통로 (81) 가 압축기하우징 (7) 의 표면과 실질적으로 평행하게 설치된다. 흡입통로 (81) 는 유닛하우징 (70) 내의 인버터 (전기적 부재) (60) 를 직접 접촉하며, 흡입통로 (81) 의 팁 (tip) 은 흡입구 (44) 와 교통한다. 유닛하우징 (70) 의 바닥플레이트 (70b) 는 결합부재 (70c) 에 의해 압축기하우징 (7) 에 결합된다. 유닛하우징 (70) 과 압축기하우징 (7) 사이에는 단열부 (C) 가 형성된다. 즉, 유닛하우징 (70) 은 간격 (C) 에 의해 압축기하우징 (7) 으로부터 분리된다. 또한, 제 2 의 대표적 실시형태에서, 히트싱크물질 (82) 이 바람직하게는 흡입통로 (81) 의 외면에 제공되며, 인버터 (60) 의 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지하기 위해 압축기하우징 (7) 으로부터 방사되는 열을 흡수한다.
흡입통로에 관한 다양한 변형예들이 도 5 내지 도 7 에 도시된다. 도 5 에 도시된 바와같은 변형예에서, 원통부재 (63a) 는 사각단면과 네개의 부착면 (63c) 을 구비할 수 있다. 도 6 에 도시된 바와같은 변형예에서, 원통부재 (63a) 는 육각단면과 여섯개의 부착면 (63c) 을 구비할 수 있다. 도 7 에 도시된 바와같은 변형예에서, 평편한 형상의 열방사부재 (84) 가 원통부재 (63a) 및 스위칭부재 (62) 사이에 제공될 수 있다. 열방사부재 (84) 는 스위칭부재 (62) 와 원통부재 (63a) 사이에 효율적으로 열이 전달되도록 할 것이다.
상기된 대표적 실시형태에 관하여 더욱 많은 변형예들이 제시될 수 있다. 예를들면, 유닛하우징 (70) 과 압축기하우징 (7) 사이의 단열부에, 유닛하우징 (70) 과 압축기하우징 (7) 사이의 간격 (C) 에 의해 형성된 공기층 대신에 단열물질이 이용될 수 있다. 또한, 단열부가 히트싱크물질과 단열물질의 조합에 의해 형성될 수 있다. 또한, 스위칭부재 (62) 를 부착하기 위한 흡입통로의 부착면 (63c) 이 평편한 형상의 면에 한정되지 않는다. 즉, 스위칭부재 (62) 와 원통부재 (63a) 는 어떠한 결합면도 구비할 수 있다. 나아가, 본 발명은 상기된 스크롤 유형의 압축기 이외의 압축기에도 적용가능하다.
압축기의 전기적 제어장치를 보다 효과적으로 냉각할 수 있는 개선된 압축기가 제공된다.

Claims (20)

  1. 압축챔버 내로 유입된 유체를 압축하고 배출하도록 구성 및 설치된 압축챔버를 내부에 포함하는 압축기하우징,
    상기 압축기하우징에 결합된 유닛하우징,
    유닛하우징 내에 설치되며, 압축기의 전기적 구성요소를 제어하는 제어장치, 및
    압축챔버 내로 유체를 유입하도록 형성된 흡입통로를 포함하는 압축기에 있어서,
    흡입통로를 통해 유동하는 유체에 의해 제어장치를 직접 냉각할 수 있도록, 흡입통로가 유닛하우징을 관통하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서, 압축기하우징과 유닛하우징 사이에 형성된 단열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  3. 제 2 항에 있어서, 유닛하우징이 단열부를 통하여 압축기하우징의 외면 상에 또는 외면에 인접하여 설치되고, 제어장치가 압축기하우징 내에 설치된 전기적 구성요소를 작동하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 단열부가 압축기하우징의 외면과 유닛하우징 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 압축챔버로 하여금 유체를 압축하고 배출하도록 하며 압축기하우징 내에 설치된 전기모터를 전기적 구성요소들이 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  6. 제 5 항에 있어서, 단열부가 전기모터에 인접하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  7. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 단열부가 압축기하우징과 유닛하우징 사이에 제공된 공기층에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  8. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 단열부가 히트싱크 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 유닛하우징 내에 배치된 단열물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 제어장치는, 흡입통로의 외면에 설치되는 상대적으로 높은 열발생 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는압축기.
  11. 제 10 항에 있어서, 흡입통로의 외면이 열발생부재의 외형에 상응하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  12. 제 10 항에 있어서, 흡입통로의 외면이 평편한 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  13. 제 10 항에 있어서, 다수의 설치면이 흡입통로의 원주방향으로 설치되고, 열발생 부재가 각각의 설치면에 설치되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  14. 제 10 항에 있어서, 흡입통로와 열발생부재 사이에 히트라이에이터가 설치되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  15. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 제어장치가 상대적으로 높은 열발생 스위칭부재를 포함하며, 스위칭부재가 흡입통로 상에 직접 설치되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  16. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 제어장치는 흡입통로로부터 간격을 둔 다수의 컨덴서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  17. 제 16 항에 있어서, 압축기하우징의 외면과 유닛하우징 사이에 형성된 단열부, 압축기하우징 내에 설치되고 압축챔버로 하여금 유체를 압축하고 배출하도록 하는 전기모터, 및 압축기하우징에 의해 방사되는 열로부터 제어장치를 보호하기 위해 유닛하우징 내에 설치된 단열물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  18. 압축기하우징,
    압축기하우징 내에 형성되며, 내부로 유입된 유체를 압축하고 배출하는 압축챔버,
    압축기하우징에 결합된 유닛하우징,
    압축기의 전기적 구성요소들을 제어하며, 유닛하우징 내에 설치된 제어장치를 포함하는 압축기에 있어서,
    유닛하우징 내의 제어장치를 직접 냉각하는 냉각수단이, 유닛하우징을 관통하는 공기조화시스템의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 제어장치는, 냉각수단에 직접 설치되고 상대적으로 고열을 발생하는 스위칭부재 및 냉각수단으로부터 간격을 두어 위치하는 다수의 컨덴서를 포함하며, 또한 압축기하우징의 외면과 유닛하우징 사이에 형성된 단열부, 압축챔버로 하여금 유체를 압축하고 배출하도록 하며 압축기하우징 내에 설치된 전기모터, 및 제어장치를 압축기하우징에 의해 방사되는 열로부터 보호하기 위해 유닛하우징 내에 설치되는 단열물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  20. 유닛하우징 내의 제어장치를 직접 냉각하기 위해, 제 1 항 내지 제 3 항, 제 18 항 또는 제 19 항 중의 어느 하나의 항의 압축기 내에 설치된 흡입통로를 통해 유체가 통과하게 하는 것을 포함하는 방법.
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