KR101156261B1

KR101156261B1 - 압축기

Info

Publication number: KR101156261B1
Application number: KR1020087024661A
Authority: KR
Inventors: 마사히데 히구찌; 야스까즈 나베따니; 아즈사 우지하라; 히데끼 모리
Original assignee: 다이킨 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2006-04-19
Filing date: 2007-04-16
Publication date: 2012-06-13
Also published as: EP2009285B1; WO2007123074A1; ES2594654T3; JP5050393B2; AU2007242125B2; JP2007285266A; AU2007242125A1; EP2009285A1; EP2009285A4; KR20080099347A; CN101415948A; US20090100861A1

Abstract

모터(3)의 스테이터 코어(510)는 일면(510a)과 타면(510b)을 관통하는 복수의 오일 복귀 통로(530)를 갖는다. 상기 스테이터 코어(510)의 상기 타면(510b)에 있어서, 상기 각 오일 복귀 통로(530)의 수력 직경은 5 ㎜ 이상이고, 또한 상기 스테이터 코어(510)의 최대 외경을 직경으로 하는 가상 원의 면적에 대한 상기 복수의 오일 복귀 통로(530)의 총 면적의 비율은 5 ％ 내지 15 ％이다. 따라서, 상기 스테이터 코어(510)의 상기 타면(510b)측에 저류된 윤활유를, 상기 복수의 오일 복귀 통로(530)를 통해 오일 저류부(9)로 복귀시킬 수 있고, 상기 오일 저류부(9)의 오일면 끊김을 방지할 수 있다. 동시에, 상기 스테이터 코어(510)의 단면적을 확보할 수 있어, 모터 효율을 유지할 수 있다.

압축기, 모터, 스테이터 코어, 오일 복귀 통로, 오일 저류부

Description

압축기 {COMPRESSOR}

본 발명은, 예를 들어 공기 조화기나 냉장고 등에 사용되는 압축기에 관한 것이다.

종래, 압축기로서는, 밀폐 용기와, 이 밀폐 용기 내에 배치된 압축 요소와, 상기 밀폐 용기 내에 배치되어 상기 압축 요소를, 샤프트를 통해 구동하는 모터를 구비하고, 상기 밀폐 용기의 저부에는 윤활유가 저류된 오일 저류부(oil reservoir)가 형성되어 있었다(일본 특허 공개 제2003-262192호 공보 참조).

그러나, 상기 종래의 압축기에서는 상기 모터의 상부와 하부를 관통하는 통로가 작기 때문에, 상기 모터의 상부에 저류된 윤활유는 상기 모터보다도 하측에 있는 상기 오일 저류부로 복귀되기 어려워져, 상기 오일 저류부의 오일면 끊김(shortage of oil)이 발생하는 문제가 있었다. 이 오일면 끊김에 의해 상기 오일 저류부의 윤활유를, 상기 샤프트를 통해 상기 압축 요소나 상기 모터의 베어링 등의 미끄럼 이동부로 유효하게 보낼 수 없어, 압축기의 신뢰성이 저하되어 있었다. 특히, 냉매로서 이산화탄소를 사용하는 경우, 윤활유로서 높은 점도의 윤활유를 사용하게 되므로, 상기 윤활유는 상기 오일 저류부로 복귀되기가 한층 어렵게 되어 있었다.

그래서, 본 발명의 과제는 모터 효율을 유지한 채, 상기 오일 저류부의 오일면 끊김을 방지하는 압축기를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 압축기는,

오일 저류부를 갖는 밀폐 용기와,

이 밀폐 용기 내에 배치된 압축 요소와,

상기 밀폐 용기 내에 배치되어 상기 압축 요소를, 샤프트를 통해 구동하는 모터를 구비하고,

상기 모터의 스테이터 코어는 상기 오일 저류부측에 있는 상기 스테이터 코어의 일면과 상기 오일 저류부와 반대측에 있는 상기 스테이터 코어의 타면을 관통하는 복수의 오일 복귀 통로를 갖고,

상기 스테이터 코어의 상기 타면에 있어서,

상기 각 오일 복귀 통로의 수력 직경은 5 ㎜ 이상이고, 또한 상기 스테이터 코어의 최대 외경을 직경으로 하는 가상 원의 면적에 대한 상기 복수의 오일 복귀 통로의 총 면적의 비율은 5 ％ 내지 15 ％인 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 압축기에 따르면, 상기 스테이터 코어의 상기 타면에 있어서, 상기 각 오일 복귀 통로의 수력 직경은 5 ㎜ 이상이고, 또한 상기 스테이터 코어의 최대 외경을 직경으로 하는 가상 원의 면적에 대한 상기 복수의 오일 복귀 통로의 총 면적의 비율은 5 ％ 내지 15 ％이므로, 상기 스테이터 코어의 상기 타면측에 저류된 윤활유를, 상기 복수의 오일 복귀 통로를 통해 상기 스테이터 코어의 상기 일면측의 상기 오일 저류부로 복귀시킬 수 있어, 상기 오일 저류부의 오일면 끊김을 방지할 수 있다. 동시에, 상기 스테이터 코어의 단면적을 확보할 수 있어, 모터 효율을 유지할 수 있다. 특히, 냉매로서 이산화탄소를 사용하는 경우, 높은 점도의 윤활유를 사용하게 되지만, 상기 오일 저류부로 유효하게 윤활유를 복귀시킬 수 있다.

또한, 일 실시 형태의 압축기에서는, 상기 스테이터 코어는 상기 모터의 로터의 직경 방향 외측에 배치되고, 상기 오일 복귀 통로는 상기 스테이터 코어의 외주측에 있다.

본 실시 형태의 압축기에 따르면, 상기 오일 복귀 통로는 상기 스테이터 코어의 외주측에 있으므로, 상기 로터에 의해 직경 방향 외측으로 비산된 윤활유나, 상기 밀폐 용기의 내면에 부착된 윤활유를 유효하게 상기 오일 복귀 통로로 유도할 수 있어, 상기 오일 저류부의 오일면 끊김을 한층 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 일 실시 형태의 압축기에서는, 상기 밀폐 용기 내의 냉매는 이산화탄소이다.

본 실시 형태의 압축기에 따르면, 상기 밀폐 용기 내의 냉매는 이산화탄소이므로, 높은 점도의 윤활유를 사용하게 되지만, 상기 오일 저류부로 유효하게 윤활유를 복귀시킬 수 있다.

본 발명의 압축기에 따르면, 상기 스테이터 코어의 상기 타면에 있어서, 상기 각 오일 복귀 통로의 수력 직경은 5 ㎜ 이상이고, 또한 상기 스테이터 코어의 최대 외경을 직경으로 하는 가상 원의 면적에 대한 상기 복수의 오일 복귀 통로의 총 면적의 비율은 5 ％ 내지 15 ％이므로, 모터 효율을 유지한 채, 상기 오일 저류부의 오일면 끊김을 방지할 수 있다.

도1은 본 발명의 압축기의 일 실시 형태를 도시하는 종단면도이다.

도2는 압축기의 주요부의 평면도이다.

도3은 압축기의 모터 부근의 횡단면도이다.

도4는 도3의 A부의 확대도이다.

도5는 오일면 끊김 및 모터 효율과, 수력 직경 및 면적비와의 관계를 도시하는 그래프이다.

도6A는 면적비와 모터 효율 저하율의 관계를 도시하는 그래프이다.

도6B는 면적비와 오일면 높이 저하율의 관계를 도시하는 그래프이다.

도7A는 수력 직경과 모터 효율 저하율의 관계를 도시하는 그래프이다.

도7B는 수력 직경과 오일면 높이 저하율의 관계를 도시하는 그래프이다.

이하, 본 발명을 나타내는 실시 형태에 의해 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명의 압축기의 일 실시 형태인 종단면도를 도시하고 있다. 이 압축기는 밀폐 용기(1)와, 이 밀폐 용기(1) 내에 배치된 압축 요소(2)와, 상기 밀폐 용기(1) 내에 배치되어 상기 압축 요소(2)를, 샤프트(12)를 통해 구동하는 모터(3)를 구비하고 있다.

이 압축기는, 소위 종형의 고압 돔형의 로터리 압축기이며, 상기 밀폐 용 기(1) 내에 상기 압축 요소(2)를 아래에, 상기 모터(3)를 위에 배치하고 있다. 이 모터(3)의 로터(6)에 의해, 상기 샤프트(12)를 통해 상기 압축 요소(2)를 구동하도록 하고 있다.

상기 압축 요소(2)는 어큐뮬레이터(10)로부터 흡입관(11)을 통해 냉매 가스를 흡입한다. 이 냉매 가스는 이 압축기와 함께 냉동 시스템의 일례로서의 공기 조화기를 구성하는 도시하지 않은 응축기, 팽창 기구, 증발기를 제어함으로써 얻어진다.

이 냉매 가스는 이산화탄소이고, 상기 밀폐 용기(1) 내에서 약 12 ㎫의 고압이 된다. 또한, 냉매로서, R410A나 R22 등의 냉매를 사용해도 된다.

상기 압축기는 압축한 고온 고압의 냉매 가스를, 상기 압축 요소(2)로부터 토출하여 밀폐 용기(1)의 내부에 가득차게 하는 동시에, 상기 모터(3)의 스테이터(5)와 상기 로터(6) 사이의 간극을 통해 상기 모터(3)를 냉각한 후, 상기 모터(3)의 상측에 설치된 토출관(13)으로부터 외부로 토출하도록 하고 있다.

상기 밀폐 용기(1) 내의 고압 영역의 하부에는 윤활유가 저류된 오일 저류부(9)가 형성되어 있다. 이 윤활유는 상기 오일 저류부(9)로부터 상기 샤프트(12)에 형성된(도시하지 않음) 오일 통로를 통해, 상기 압축 요소(2)나 상기 모터(3)의 베어링 등의 미끄럼 이동부로 이동하여, 이 미끄럼 이동부를 윤활한다.

냉매로서 이산화탄소를 사용하는 경우, 윤활유로서 높은 점도의 윤활유를 사용한다. 이 윤활유로서는, 점도가 40 ℃에 있어서 5 내지 300 cSt인 윤활유를 사용한다. 이 윤활유는, 예를 들어(폴리에틸렌글리콜이나 폴리프로필렌글리콜 등의) 폴리알킬렌글리콜유나, 에테르유나, 에스테르유나, 광물성유이다.

상기 압축 요소(2)는 상기 밀폐 용기(1)의 내면에 설치되는 실린더(21)와, 이 실린더(21)의 상하의 개방 단부의 각각에 설치되어 있는 상측의 단부 판부재(50) 및 하측의 단부 판부재(60)를 구비한다. 상기 실린더(21), 상기 상측의 단부 판부재(50) 및 상기 하측의 단부 판부재(60)에 의해 실린더실(22)을 형성한다.

상기 상측의 단부 판부재(50)는 원판 형상의 본체부(51)와, 이 본체부(51)의 중앙에 상방으로 설치된 보스부(52)를 갖는다. 상기 본체부(51) 및 상기 보스부(52)는 상기 샤프트(12)에 삽입 관통되어 있다. 상기 본체부(51)에는 상기 실린더실(22)에 연통하는 토출구(51a)가 형성되어 있다.

상기 본체부(51)에 관하여 상기 실린더(21)와 반대측에 위치하도록 상기 본체부(51)에 토출 밸브(31)가 설치되어 있다. 이 토출 밸브(31)는, 예를 들어 리드 밸브이고, 상기 토출구(51a)를 개폐한다.

상기 본체부(51)에는 상기 실린더(21)와 반대측에 상기 토출 밸브(31)를 덮도록 컵형의 머플러 커버(40)가 설치되어 있다. 이 머플러 커버(40)는 (볼트 등의) 고정 부재(35)에 의해 상기 본체부(51)에 고정되어 있다. 상기 머플러 커버(40)는 상기 보스부(52)에 삽입 관통되어 있다.

상기 머플러 커버(40) 및 상기 상측의 단부 판부재(50)에 의해 머플러실(42)을 형성한다. 상기 머플러실(42)과 상기 실린더실(22)은 상기 토출구(51a)를 통해 연통되어 있다.

상기 머플러 커버(40)는 구멍부(43)를 갖는다. 이 구멍부(43)는 상기 머플 러실(42)과 상기 머플러 커버(40)의 외측을 연통한다.

상기 하측의 단부 판부재(60)는 원판 형상의 본체부(61)와, 이 본체부(61)의 중앙에 하방으로 설치된 보스부(62)를 갖는다. 상기 본체부(61) 및 상기 보스부(62)는 상기 샤프트(12)에 삽입 관통되어 있다.

결국, 상기 샤프트(12)의 일단부는 상기 상측의 단부 판부재(50) 및 상기 하측의 단부 판부재(60)에 지지되어 있다. 즉, 상기 샤프트(12)는 외팔보이다. 상기 샤프트(12)의 일단부(지지 단부측)는 상기 실린더실(22)의 내부에 진입되어 있다.

상기 샤프트(12)의 지지 단부측에는 상기 압축 요소(2)측의 상기 실린더실(22) 내에 위치하도록 편심 핀(26)을 설치하고 있다. 이 편심 핀(26)은 롤러(27)에 끼워 맞추어져 있다. 이 롤러(27)는 상기 실린더실(22) 내에서 공전 가능하게 배치되고, 이 롤러(27)의 공전 운동으로 압축 작용을 행하도록 하고 있다.

바꾸어 말하면, 상기 샤프트(12)의 일단부는 상기 편심 핀(26)의 양측에 있어서, 상기 압축 요소(2)의 하우징(7)에 의해 지지되어 있다. 이 하우징(7)은 상기 상측의 단부 판부재(50) 및 상기 하측의 단부 판부재(60)를 포함한다.

다음에, 상기 실린더실(22)의 압축 작용을 설명한다.

도2에 도시한 바와 같이, 상기 롤러(27)에 일체로 설치한 블레이드(28)에 의해 상기 실린더실(22) 내를 구획하고 있다. 즉, 상기 블레이드(28)의 우측의 실은 상기 흡입관(11)이 상기 실린더실(22)의 내면으로 개방되어, 흡입실(저압실)(22a)을 형성하고 있다. 한편, 상기 블레이드(28)의 좌측의 실은 (도1에 도시함) 상기 토출구(51a)가 상기 실린더실(22)의 내면으로 개방되어, 토출실(고압실)(22b)을 형성하고 있다.

상기 블레이드(28)의 양면에는 반원 기둥 형상의 부시(25, 25)가 밀착되어 시일을 행하고 있다. 상기 블레이드(28)와 상기 부시(25, 25) 사이는 상기 윤활유에 의해 윤활을 행하고 있다.

그리고, 상기 편심 핀(26)이 상기 샤프트(12)와 함께 편심 회전하고, 상기 편심 핀(26)에 끼워 맞추어진 상기 롤러(27)가 이 롤러(27)의 외주면을 상기 실린더실(22)의 내주면에 접하여 공전한다.

상기 롤러(27)가 상기 실린더실(22) 내에서 공전하는 것에 수반하여 상기 블레이드(28)는 이 블레이드(28)의 양측면을 상기 부시(25, 25)에 의해 유지하여 진퇴 이동한다. 그러면, 상기 흡입관(11)으로부터 저압의 냉매 가스를 상기 흡입실(22a)로 흡입하고, 상기 토출실(22b)에서 압축하여 고압으로 한 후, (도1에 도시함) 상기 토출구(51a)로부터 고압의 냉매 가스를 토출한다.

그 후, 도1에 도시한 바와 같이, 상기 토출구(51a)로부터 토출된 냉매 가스는 상기 머플러실(42)을 경유하여 상기 머플러 커버(40)의 외측으로 배출된다.

도1과 도3에 도시한 바와 같이, 상기 모터(3)는 상기 로터(6)와, 이 로터(6)의 직경 방향 외측에 에어 갭을 개재하여 배치된 상기 스테이터(5)를 갖는다.

상기 로터(6)는 로터 본체(610)와, 이 로터 본체(610)에 매설된 자석(620)을 갖는다. 상기 로터 본체(610)는 원통 형상이고, 예를 들어 적층된 전자기 강판으로 이루어진다. 상기 로터 본체(610)의 중앙의 구멍부에는 상기 샤프트(12)가 형 성되어 있다. 상기 자석(620)은 평판 형상의 영구 자석이다. 6개의 상기 자석(620)이 상기 로터 본체(610)의 주위 방향으로 등간격의 중심 각도로 배열되어 있다.

상기 스테이터(5)는 스테이터 코어(510)와, 이 스테이터 코어(510)에 감긴 코일(520)을 갖는다. 또한, 도3에서는 상기 코일(520)을 일부 생략하여 도시하고 있다.

상기 스테이터 코어(510)는 환 형상부(511)와, 이 환 형상부(511)의 내주면으로부터 직경 방향 내측으로 돌출되는 동시에 주위 방향으로 등간격으로 배열된 9개의 티스(512)를 갖는다. 상기 스테이터 코어(510)는 적층된 복수의 강판으로 이루어진다. 상기 코일(520)은 상기 각 티스(512)에 각각 감기고 복수의 상기 티스(512)에 걸쳐서 감겨 있지 않은, 소위 집중 감기이다.

상기 모터(3)는, 소위 6극 9슬롯이다. 상기 코일(520)에 전류를 흐르게 하여 상기 스테이터(5)에 발생하는 전자력에 의해, 상기 로터(6)를 상기 샤프트(12)와 함께 회전시킨다.

상기 스테이터 코어(510)는 상기 오일 저류부(9)측에 있는 상기 스테이터 코어(510)의 일면(하면)(510a)과 상기 오일 저류부(9)와 반대측에 있는 상기 스테이터 코어(510)의 타면(상면)(510b)을 관통하는 복수의 오일 복귀 통로(530)를 갖는다.

상기 오일 복귀 통로(530)는 상기 스테이터 코어(510)의 외주측에 있다. 상기 오일 복귀 통로(530)는 상기 스테이터 코어(510)의 외주면에 형성된 오목 홈이 나 D 컷트면 등의, 소위 코어 컷트에 의해 형성되어 있다. 즉, 상기 오일 복귀 통로(530)는 상기 코어 컷트의 내면과 상기 밀폐 용기(1)의 내주면(1b)으로 둘러싸인 공간이다.

상기 오일 복귀 통로(530)는 상기 각 티스(512)의 직경 방향 외측에 배치되고, 상기 티스(512)의 수와 동일한 9개 있다. 상기 오일 복귀 통로(530)는 상기 밀폐 용기(1)의 중심축(1a) 방향에서 볼 때, 대략 직사각형으로 형성되어 있다.

상기 스테이터 코어(510)의 상기 타면(510b)에 있어서, 상기 각 오일 복귀 통로(530)의 수력 직경은 5 ㎜ 이상이고, 또한 상기 스테이터 코어(510)의 최대 외경을 직경으로 하는 가상 원의 면적에 대한 상기 복수의 오일 복귀 통로(530)의 총 면적의 비율(이하, 면적비라고 함)은 5 ％ 내지 15 ％이다.

상기 오일 복귀 통로(530)의 수력 직경은, 도4에 도시한 바와 같이 상기 타면(510b) 상에서의 상기 오일 복귀 통로(530)의 면적을 S로 하고, 상기 타면(510b) 상에서의 상기 오일 복귀 통로(530)의 둘레 길이를 L로 하였을 때, 4S/L로 나타난다. 도4는 도3의 A부의 확대도이다.

상기 오일 복귀 통로(530)의 면적(S)은, 도4의 사선으로 나타낸 바와 같이 상기 스테이터 코어(510)의 상기 오목 홈의 내면과 상기 밀폐 용기(1)의 상기 내주면(1b)으로 둘러싸인 면적이다. 상기 오일 복귀 통로(530)의 둘레 길이(L)는, 도4의 굵은 선으로 나타낸 바와 같이, 상기 스테이터 코어(510)의 상기 오목 홈의 내면의 길이와 상기 밀폐 용기(1)의 상기 내주면(1b)의 길이를 더한 값이다.

상기 스테이터 코어(510)의 최대 외경을 직경으로 하는 가상 원은, 도3에 도 시한 바와 같이 상기 밀폐 용기(1)의 상기 내주면(1b)에 일치한다. 즉, 이 가상 원의 면적은, 상기 타면(510b) 상에서의 상기 밀폐 용기(1) 내측의 단면적에 일치한다. 상기 복수의 오일 복귀 통로(530)의 총 면적이라 함은, 상기 타면(510b) 상에서의 상기 각 오일 복귀 통로(530)의 면적(S)의 총수를 말한다.

상기 구성의 압축기에 따르면, 상기 스테이터 코어(510)의 상기 타면(510b)에 있어서, 상기 각 오일 복귀 통로(530)의 수력 직경은 5 ㎜ 이상이고, 또한 상기 면적비는 5 ％ 내지 15 ％이므로, 냉매 가스와 함께 상기 모터(3)의 하류측(상측)으로 흘러 상기 스테이터 코어(510)의 상기 타면(510b)측에 저류된 윤활유를, 상기 복수의 오일 복귀 통로(530)를 통해 상기 스테이터 코어(510)의 상기 일면(510a)측의 상기 오일 저류부(9)로 복귀시킬 수 있어, 상기 오일 저류부(9)의 오일면 끊김을 방지할 수 있다. 그리고, 이 오일면 끊김의 방지에 의해, 상기 오일 저류부(9)의 윤활유를, 상기 샤프트(12)를 통해 상기 압축 요소(2)나 상기 모터(3)의 베어링 등의 미끄럼 이동부로 유효하게 보낼 수 있어, 압축기의 신뢰성이 향상된다.

동시에, 상기 스테이터 코어(510)의 단면적을 확보할 수 있어, 모터 효율을 유지할 수 있다. 특히, 냉매로서 이산화탄소를 사용하는 경우, 높은 점도의 윤활유를 사용하게 되지만, 상기 오일 저류부(9)로 유효하게 윤활유를 복귀시킬 수 있다.

여기서, 상기 스테이터 코어(510)의 상기 타면(510b) 상에서만 상기 각 오일 복귀 통로(530)의 수력 직경이 5 ㎜를 만족시킴으로써, 윤활유는 자중에 의해 점성을 이겨내고, 상기 오일 복귀 통로(530)를 하강하여 상기 오일 저류부(9)로 이동한 다.

이에 대해, 상기 각 오일 복귀 통로(530)의 수력 직경이 5 ㎜보다도 작으면, 상기 오일 복귀 통로(530)의 평면 형상이, 예를 들어 슬릿 형상이 되어, 윤활유는 점성에 의해 상기 스테이터 코어(510)의 상기 타면(510b)에 부착되어 상기 오일 복귀 통로(530)를 하강하지 않고, 상기 오일 저류부(9)로 이동하지 않는다. 즉, 오일면 끊김을 일으키는 문제가 있다. 한편, 상기 각 오일 복귀 통로(530)의 수력 직경이 15 ㎜보다도 크면, 상기 스테이터 코어(510)의 상기 환 형상부(511)의 유효 표면적이 작아져, 모터 효율이 저하되는 문제가 있다.

또한, 상기 면적비가 5 ％보다도 작으면, 상기 오일 복귀 통로(530)의 수량이 적어져, 윤활유를 상기 오일 저류부(9)로 유효하게 복귀시킬 수 없어, 오일면 끊김을 일으키는 문제가 있다. 한편, 상기 면적비가 15 ％보다도 크면, 상기 오일 복귀 통로(530)의 수량이나 면적이 커지고, 상기 스테이터 코어(510)의 표면적이 작아져, 모터 효율이 저하되는 문제가 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기 각 오일 복귀 통로(530)의 수력 직경은 20 ㎜ 이하인 것이 바람직하고(더욱 바람직하게는 15 ㎜ 이하), 상기 스테이터 코어(510)의 단면적을 한층 확실하게 확보할 수 있어, 모터 효율을 한층 확실하게 유지할 수 있다.

또한, 상기 오일 복귀 통로(530)는 상기 스테이터 코어(510)의 외주측에 있으므로, 상기 로터(6)에 의해 직경 방향 외측으로 비산된 윤활유나, 상기 밀폐 용기(1)의 상기 내주면(1b)에 부착된 윤활유를 유효하게 상기 오일 복귀 통로(530)로 유도할 수 있어, 상기 오일 저류부(9)의 오일면 끊김을 한층 확실하게 방지할 수 있다.

다음에, 도5에 오일면 끊김 및 모터 효율과, 수력 직경 및 면적비와의 관계를 도시한다. 횡축에 각 오일 복귀 통로의 수력 직경을 도시하고, 종축에 면적비(스테이터 코어 외경 면적에 대한 오일 복귀 통로의 총 면적의 비율)를 도시한다.

제1 영역(Z1), 즉 수력 직경이 5 ㎜ 내지 15 ㎜이고, 또한 면적비가 5 ％ 내지 15 ％일 때, 오일면 끊김 및 모터 효율 모두 문제가 없다.

제2 영역(Z2), 즉 수력 직경이 15 ㎜보다도 크고, 또한 면적비가 5 ％ 내지 15 ％일 때, 모터 효율에 약간의 문제가 있으나, 오일면 끊김에 문제가 없다.

제3 영역(Z3), 즉 수력 직경이 5 ㎜ 이상이고, 또한 면적비가 15 ％보다도 클 때, 오일면 끊김에 문제가 없으나, 모터 효율에 문제가 있다.

제4 영역(Z4), 즉 수력 직경이 5 ㎜보다도 작을 때 및 면적비가 5 ％보다도 작을 때의 적어도 한쪽에서는 모터 효율에 문제가 없으나, 오일면 끊김에 문제가 있다.

다음에, 도5의 그래프의 근거를 도6A, 도6B, 도7A 및 도7B에 도시한다.

도6A는 면적비(스테이터 코어 외경 면적에 대한 오일 복귀 통로의 총 면적의 비율)와, 모터 효율 저하율의 관계를 도시한다. 종축에 모터 효율 저하율을 도시하고, 종축의 하측일수록 모터 효율이 저하되어 있다. 그리고, 도6A로부터 알 수 있는 바와 같이, 면적비가 15 ％보다도 크면, 모터 효율이 극단적으로 저하되어 있다.

도6B는 면적비(스테이터 코어 외경 면적에 대한 오일 복귀 통로의 총 면적의 비율)와, 오일면 높이 저하율의 관계를 도시한다. 종축에 오일면 높이 저하율을 도시하고, 종축의 하측일수록 오일면 높이가 저하되어 있다. 그리고, 도6B로부터 알 수 있는 바와 같이, 면적비가 5 ％보다도 작으면, 오일면 높이가 극단적으로 저하되어 있다.

바꾸어 말하면, 오일 복귀 통로의 총 면적이 크면 모터 효율이 저하되므로, 면적비(오일 복귀 통로의 총 면적의 비율/스테이터 코어 외경 면적)는 15 ％보다 작은 값이 필요하다. 또한, 오일 복귀 통로의 총 면적이 작으면 오일 복귀성이 나빠지므로, 오일면을 확보할 수 없다. 따라서, 면적비(오일 복귀 통로의 총 면적의 비율/스테이터 코어 외경 면적)는 5 ％보다 큰 값이 필요하다.

도7A는 각 오일 복귀 통로의 수력 직경과, 모터 효율 저하율의 관계를 도시한다. 종축에 모터 효율 저하율을 도시하고, 종축의 하측일수록 모터 효율이 저하되어 있다. 그리고, 도7A로부터 알 수 있는 바와 같이, 수력 직경이 15 ㎜보다도 크면, 모터 효율에 문제가 발생하게 된다.

도7B는 각 오일 복귀 통로의 수력 직경과, 오일면 높이 저하율의 관계를 도시한다. 종축에 오일면 높이 저하율을 도시하고, 종축의 하측일수록 오일면 높이가 저하되어 있다. 그리고, 도7B로부터 알 수 있는 바와 같이, 수력 직경이 5 ㎜보다도 작으면, 오일면 높이가 극단적으로 저하되어 있다.

바꾸어 말하면, 수력 직경이 크면 상기 스테이터 코어(510)의 환 형상부(511)의 표면적이 작아져 모터 효율이 저하된다. 따라서, 수력 직경은 15 ㎜보 다 작은 값이 필요하다. 또한, 수력 직경이 작으면 오일 복귀성이 나빠지므로, 오일면을 확보할 수 없다. 따라서, 수력 직경은 5 ㎜보다 큰 값이 필요하다.

또한, 본 발명은 상술한 실시 형태로 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 압축 요소(2)로서, 롤러와 블레이드가 별체인 로터리 타입이라도 좋다. 상기 압축 요소(2)로서, 로터리 타입 이외에 스크롤 타입이나 레시프로 타입을 사용해도 좋다. 상기 압축 요소(2)로서, 2개의 실린더실을 갖는 2실린더 타입이라도 좋다. 상기 코일(520)을 상기 복수의 티스(512)에 걸쳐서 감은, 소위 분포 감기로 해도 좋다.

또한, 상기 압축 요소(2)가 위에, 상기 모터(3)가 아래에 배치되어 있어도 좋다. 상기 오일 복귀 통로(530)를 상기 스테이터 코어(510)의 내주측에 형성해도 좋고, 또는 상기 스테이터 코어(510)의 내주면과 외주면 사이의 중앙부에 형성해도 좋다. 또한, 상기 각 오일 복귀 통로(530)는 상기 스테이터 코어(510)의 주위 방향 중 어느 위치에 형성해도 좋고, 또한 등피치 또는 부등피치로 형성해도 좋다.

Claims

오일 저류부(9)를 갖는 밀폐 용기(1)와,

이 밀폐 용기(1) 내에 배치된 압축 요소(2)와,

상기 밀폐 용기(1) 내에 배치되어 상기 압축 요소(2)를, 샤프트(12)를 통해 구동하는 모터(3)와,

40 ℃에서 5 내지 300 cSt인 윤활유를 구비하고,

상기 모터(3)의 스테이터 코어(510)와 로터(6) 사이에 냉매 가스의 통로를 가짐과 함께,

상기 모터(3)의 스테이터 코어(510)는 상기 오일 저류부(9)측에 있는 상기 스테이터 코어(510)의 일면(510a)과 상기 오일 저류부(9)와 반대측에 있는 상기 스테이터 코어(510)의 타면(510b)을 관통하는 복수의 오일 복귀 통로(530)를 갖고,

상기 스테이터 코어(510)의 상기 타면(510b)에 있어서,

상기 각 오일 복귀 통로(530)의 수력 직경은 5 ㎜ 이상 15 mm 이하이고, 또한 상기 스테이터 코어(510)의 최대 외경을 직경으로 하는 가상 원의 면적에 대한 상기 복수의 오일 복귀 통로(530)의 총 면적의 비율은 5 ％ 내지 15 ％인 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항에 있어서, 상기 스테이터 코어(510)는 상기 모터(3)의 로터(6)의 직경 방향 외측에 배치되고,

상기 오일 복귀 통로(530)는 상기 스테이터 코어(510)의 외주측에 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항에 있어서, 상기 밀폐 용기(1) 내의 냉매는 이산화탄소인 것을 특징으로 하는 압축기.