KR101474019B1 - Motor and compressor with it - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전동기구 및 이를 적용한 압축기에 관한 것으로서, 특히 회전축이 회전됨에 따라 상승하는 오일을 효과적으로 회수할 수 있는 전동기구 및 이를 적용한 압축기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transmission mechanism and a compressor using the transmission mechanism, and more particularly, to a transmission mechanism capable of effectively recovering oil that rises as the rotary shaft rotates, and a compressor using the same.
본 발명에 따른 전동기구 및 이를 적용한 압축기는 회전축이 회전됨에 따라 회전축을 따라 상승하는 오일이 압축된 냉매와 함께 외부로 토출되는 것을 방지하기 위하여 오일 회수 부재가 구비되되, 오일 회수 부재 및 이와 근접한 부품들 사이의 설치 위치를 비롯한 상대적인 사이즈를 한정하여 오일의 유동이 오일 회수 부재에 의해 효과적으로 안내되도록 하기 때문에 전동기구 및 이를 적용한 압축기가 채용된 냉동사이클에서 유순환율을 줄이는 동시에 압축기의 작동 신뢰성을 높일 수 있다.The transmission mechanism according to the present invention and the compressor employing the transmission mechanism are provided with an oil recovery member for preventing the oil rising along the rotation shaft from being discharged to the outside along with the compressed refrigerant as the rotary shaft is rotated, Since the flow of the oil is effectively guided by the oil recovery member, it is possible to reduce the fl uid exchange rate in the refrigeration cycle employing the transmission mechanism and the compressor employing the transmission mechanism, have.
로터리 압축기, 밀폐용기, 실린더, 롤러, 회전축, 스테이터, 로터, 코일 엔드, 오일 회수 부재 A rotary compressor, a sealed container, a cylinder, a roller, a rotary shaft, a stator, a rotor, a coil end,
Description
본 발명은 전동기구 및 이를 적용한 압축기에 관한 것으로서, 특히 회전축이 회전됨에 따라 상승하는 오일을 효과적으로 회수할 수 있는 전동기구 및 이를 적용한 압축기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 압축기(Compressor)는 전기모터나 터빈 등의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 공기나 냉매 또는 그 밖의 다양한 작동가스를 압축시켜 압력을 높여주는 기계장치로써, 냉장고와 에어컨 등과 같은 가전기기 또는 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.2. Description of the Related Art Generally, a compressor is a mechanical device that receives power from an electric motor such as an electric motor or a turbine, compresses air, refrigerant or various other operating gases to increase the pressure. It is widely used throughout the industry.
이러한 압축기를 크게 분류하면, 피스톤(Piston)과 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시키는 왕복동식 압축기(Reciprocating compressor)와, 편심 회전되는 롤러(Roller)와 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡,토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 롤러가 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축시키는 로터리식 압축기(Rotary compressor)와, 선회 스크롤(Orbiting scroll)과 고정 스크롤(Fixed scroll) 사이에 작동가스가 흡, 토출되 는 압축공간이 형성되도록 하여 선회 스크롤이 고정 스크롤을 따라 회전되면서 냉매를 압축시키는 스크롤식 압축기(Scroll compressor)로 나뉘어진다.Such a compressor is broadly classified into a reciprocating compressor that compresses the refrigerant while linearly reciprocating the piston inside the cylinder so as to form a compression space in which a working gas is sucked and discharged between the piston and the cylinder. And a rotary compressor for compressing the refrigerant while eccentrically rotating the roller along the inner wall of the cylinder so as to form a compression space in which a working gas is sucked and discharged between the roller and the cylinder, And a scroll compressor that compresses the refrigerant while rotating the orbiting scroll along the fixed scroll so that a compression space in which the working gas is sucked and discharged is formed between the orbiting scroll and the fixed scroll, ).
대한민국 공개특허공보 10-1996-0023817에 로터리식 압축기가 개시되어 있는데, 실린더 및 전동기가 축방향으로 적층되도록 구성되어, 일정 용량을 압축하는 실린더에서 냉매의 압축이 이루어진다. 물론, 전동기로 정속형 모터가 채용되면, 전동기의 회전 속도가 균일하여 시간당 압축 용량을 균일하게 조절하지만, 전동기로 인버터형 모터가 채용되면, 전동기의 회전 속도가 가변됨에 따라 시간당 압축 용량을 가변시킬 수 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-1996-0023817 discloses a rotary compressor, in which a cylinder and an electric motor are stacked in an axial direction so that a refrigerant is compressed in a cylinder which compresses a constant capacity. Of course, when a constant speed motor is employed as the electric motor, the rotation speed of the motor is uniform and the compression capacity per hour is uniformly controlled. However, if an inverter type motor is employed as the electric motor, the compression capacity per hour .
대한민국 공개특허공보 10-2005-0062995에 로터리식 트윈 압축기가 개시되어 있는데, 두 개의 실린더 및 전동기가 축방향으로 적층되도록 구성되어, 동일한 용량을 압축하는 두 개의 실린더에서 냉매의 압축이 동시에 일어나도록 하여 압축 용량을 일단 압축기에 비해 두 배 향상시켰다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2005-0062995 discloses a rotary twin compressor in which two cylinders and an electric motor are stacked in the axial direction so that the refrigerant is simultaneously compressed in two cylinders compressing the same capacity Compressed capacity is doubled compared to compressor.
대한민국 공개특허공보 10-2007-0009958은 로터리식 2단 압축기가 개시되어 있는데, 두 개의 실린더 및 전동기가 축방향으로 적층되는 동시에 두 개의 실린더를 연결하는 별도의 유로를 구비하여, 하나의 실린더에서 압축된 냉매가 나머지 실린더에서 압축되도록 하여 압축 정도를 일단 압축기에 비해 두 배 향상시켰다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2007-0009958 discloses a rotary two-stage compressor, in which two cylinders and an electric motor are stacked in the axial direction and have a separate flow path for connecting the two cylinders, The compressed refrigerant is compressed in the remaining cylinders, and the degree of compression is once doubled as compared with the compressor.
이와 같은 로터리 압축기는 냉동사이클에 채용되는데, 로터리 압축기가 작동됨에 따라 그 내부의 부품들을 냉각/윤활시키기 위하여 오일이 순환된다. 이때, 로터리 압축기 내부에서 액체 형태의 오일은 기체 형태의 냉매와 함께 일부 빠져나가게 된다. 하지만, 로터리 압축기 측의 오일이 과도하게 냉동사이클로 빠져나가면, 오일 부족으로 인하여 로터리 압축기 내부의 부품들이 마모/과열됨에 따라 작동 신뢰성을 떨어뜨리거나, 오일이 냉동사이클을 따라 유동되면서 온도 및 압력 저하로 인하여 유로 상에 쌓여서 회수되기 어려운 문제점이 있다. 따라서, 로터리 압축기는 오일이 고압의 냉매와 함께 냉동사이클을 따라 빠져나가는 것을 방지하기 위하여 다양한 오일 회수 구조가 적용되고 있다.Such a rotary compressor is employed in a refrigeration cycle in which the oil is circulated in order to cool / lubricate the components therein as the rotary compressor operates. At this time, the liquid type oil in the rotary compressor partially escapes together with the gaseous refrigerant. However, if the oil on the side of the rotary compressor goes out excessively into the refrigeration cycle, due to oil shortage, the parts inside the rotary compressor are worn out or overheated and the operation reliability is lowered. There is a problem in that it is difficult to recover by accumulating on the flow path. Accordingly, rotary compressors have been applied various oil recovery structures to prevent oil from escaping along the refrigeration cycle with high pressure refrigerant.
한편, 로터리 압축기는 압축기구부 및 이를 구동하는 모터 형태의 전동기부를 구비하되, 전동기는 권선을 감는 방법에 따라 분포권(Distributed winding)과, 집중권(Concentrated winding)으로 구분된다. On the other hand, the rotary compressor includes a compression mechanism and a motor unit of a motor type for driving the compressor. The motor is divided into a distributed winding and a concentrated winding depending on a winding method of the winding.
분포권은 각상의 권선이 여러 개의 슬롯에 분포되어 감기는 방식으로써, 슬롯 상에 복수의 코일 다발이 걸쳐짐에 따라 권선의 축방향으로의 코일 엔드가 커져 슬롯 내에 삽입된 권선 점적률도 높지 않다. 따라서, 분포권 모터를 채용한 로터리 압축기는 권선 점적률이 높지 않아 상대적으로 모터 내에 빈 공간이 많기 때문에 오일이 펌핑되더라도 분포권 모터를 통하여 회수됨에 따라 별도의 오일 회수구 또는 오일 회수 구조가 적용되지 않더라도 무방하다.As the bundle of coils spreads over the slot, the coil end in the axial direction of the winding becomes larger, and the winding dot rate inserted into the slot is not high. Accordingly, since the rotary compressor employing the distribution motor has a high winding dot rate and relatively many empty spaces in the motor, even if the oil is pumped, it is recovered through the distributing motor so that even if a separate oil recovery port or oil recovery structure is not applied Do.
집중권은 한 슬롯에 집중되어 감기는 방식으로써, 집중권 슬롯은 분포권용에 비해 면적이 작을 뿐 아니라 폴의 수가 많아지되, 코일을 폴에 직접 감기는 직접 권선 방식(Direct winding type)이거나, 코일을 스테이터의 안지름 슬롯 개구홈에 삽입하는 삽입 권선 방식(Insert winding type)으로 권선되는데, 권선의 축방향으로의 코일 엔드가 분포권에 비해 짧아질 뿐 아니라 권선 점적률도 높아진다. 따라서, 집중권 모터를 채용한 로터리 압축기는 권선 점적률이 높아 상대적으로 모터 내에 오일이 회수될 수 있는 빈 공간이 많지 않기 때문에 오일이 펌핑되더라도 분포권 모터를 통하여 회수되기 어렵고, 오일 회수가 용이하도록 오일 회수구 또는 오일 회수 구조가 적용되는 것이 바람직하다.The concentrated winding is concentrated in one slot. The concentrating winding slot is a direct winding type in which the area is smaller than that of the distribution winding, but the number of poles is increased but the coil is wound directly on the pole. Is wound in an insert winding type in which the coil end is inserted into the inner diameter slot opening groove of the stator. In addition, the coil end in the axial direction of the winding is shortened as compared with the distribution, and the winding drop rate is also increased. Therefore, the rotary compressor employing the concentrated winding motor has a high winding dot rate, so that there is not much empty space in which oil can be recovered relatively in the motor. Therefore, even if the oil is pumped, it is difficult to recover through the distribution motor, It is preferable that a recovery port or an oil recovery structure be applied.
도 1은 종래의 일실시예인 로터리 압축기의 전체 구조가 도시된 종단면도이다. 종래의 로터리식의 일예는 도 1에 도시된 바와 같이 밀폐 케이싱(10) 내부에 전동기부(11) 및 압축부(12)가 구비되고, 전동기부(11)는 스테이터(13)와 로터(14) 및 회전축(15)으로 이루어진다. 따라서, 전원이 공급되면, 스테이터(13)와 로터(14)의 상호 전자기력에 의해 회전축(15)이 회전됨에 따라 냉매가 압축부(12)에서 압축된 다음, 밀폐 케이싱(10)에 채워진 상태에서 외부로 토출된다. 또한, 밀폐 케이싱(10) 바닥면에 저장된 오일 역시 회전축(15)을 따라 상승하게 되는데, 밀폐 케이싱(10)의 상면에 부딪혀 반경 방향으로 안내된 다음, 스테이터(13) 자체를 통과하거나, 스테이터(13)와 로터(14) 사이의 간극을 통하여 다시 밀폐 케이싱(10) 바닥면으로 회수된다. 1 is a longitudinal sectional view showing an entire structure of a rotary compressor according to a conventional example. 1, a conventional rotary type compressor includes a
도 2는 종래의 로터리 압축기의 오일 유동 경로를 분석한 그래프인데, 도 2에 도시된 로터리 압축기는 도 1에 도시된 로터리 압축기와 동일하게 구성된다. 상기와 같은 로터리 압축기가 냉매를 압축시키도록 작동되면, 오일이 냉매와 함께 회전축을 중심으로 한 주 유로부(A)를 따라 상승한 다음, 밀폐 케이싱에 부딪히면서 주 유로부(A) 주변의 회수 유로부(B)를 통하여 회수된다. 이때, 회수 유로부(B)는 상기에서 언급한 바와 같이 로터의 중심부 주변에 축방향으로 관통하도록 구비된 복수개의 구멍인 제1회수유로(B1)와, 스테이터와 로터 사이의 간극인 제2회수유 로(B2)와, 밀폐 케이싱과 스테이터 사이의 공간인 제3회수유로(B3)로 이루어지되, 오일이 회수될 수 있는 유로가 보다 넓어진다. 물론, 주 유로부(A)를 따라 수직으로 상승한 오일은 밀폐 케이싱에 부딪히더라도 주 유로부(A)와 상대적으로 근접한 제1,2회수유로(B1,B2)를 따라 비교적 많은 량의 오일이 회수되는 반면, 주 유로부(A)와 상대적으로 먼 제3회수유로(B3)를 따라 비교적 적은 량의 오일만 회수된다.2 is a graph illustrating an oil flow path of a conventional rotary compressor. The rotary compressor shown in FIG. 2 is configured in the same manner as the rotary compressor shown in FIG. When the rotary compressor operates to compress the refrigerant, the oil rises along the main flow passage A centering on the rotating shaft together with the refrigerant, and then the oil passes through the return flow passage A around the main flow passage A, (B). At this time, as mentioned above, the recovery flow path portion B includes the first recovery flow path B1, which is a plurality of holes provided in the vicinity of the central portion of the rotor so as to pass in the axial direction, and the second return flow path B1 which is the gap between the stator and the rotor A feeding passage B2 and a third return passage B3 which is a space between the sealed casing and the stator, and the oil passage in which the oil can be recovered is wider. Of course, even if the oil vertically rises along the main flow path A, even if it encounters the sealed casing, a relatively large amount of oil flows along the first and second recovery flow paths B1 and B2 which are relatively close to the main flow path portion A While only a relatively small amount of oil is recovered along the third recovery flow passage B3 relatively far from the main flow passage portion A, as shown in Fig.
상기와 같은 로터리식 압축기는 주 유로부에 비해 회수 유로부가 작게 형성됨에 따라 오일 회수율이 떨어지고, 주 유로부를 통하여 펌핑되는 오일의 속도가 10m/s 정도로 빠른 반면, 회수 유로부 중 최 외경에 위치한 회수유로를 통하여 회수되는 오일의 속도가 0.005m/s 정도로 느리게 나타나기 때문에 다량의 오일이 밀폐 케이싱 상부에 머물면서 고온고압의 냉매와 함께 밀폐 케이싱 외부로 빠져나가기 쉽고, 오일 회수율이 저하됨에 따라 상기에서 언급한 바와 같이 부품들의 마찰/마모로 인하여 작동 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있다.In the rotary compressor described above, the oil recovery rate is lowered as the recovery flow passage portion is formed smaller than the main flow passage portion, the speed of the oil pumped through the main flow passage portion is as high as about 10 m / s, The speed of the oil recovered through the oil passage is slow as about 0.005 m / s, so that a large amount of oil stays on the upper part of the closed casing and easily escapes to the outside of the closed casing together with the high temperature and high pressure refrigerant. There is a problem that the reliability of operation is deteriorated due to the friction / wear of parts as described above.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 로터의 원심력을 이용하여 오일의 펌핑 속도에 비례하도록 오일의 회수 속도를 높여주어 오일 회수율을 높일 수 있는 전동기구 및 이를 적용한 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art described above, and it is an object of the present invention to provide a transmission mechanism capable of increasing the oil recovery rate by increasing the oil recovery rate in proportion to the pumping speed of the oil using the centrifugal force of the rotor, The purpose is to provide.
*또한, 본 발명은 오일이 스테이터와 로터 상부에 모아지더라도 오일의 유동을 강제로 안내하여 효과적으로 회수될 수 있도록 하는 전동기구 및 이를 적용한 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a transmission mechanism for effectively guiding the flow of oil even when the oil is collected on the stator and the rotor, and a compressor to which the transmission mechanism is applied.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일예는 오일에 하단이 담겨지는 회전축; 회전축의 외주면에 맞물리는 로터; 로터의 외주면에 간극을 유지하도록 설치되고, 코일이 코어에 권선됨에 따라 상부에 코일 엔드가 구비된 스테이터; 그리고, 로터의 중심에 결합되고, 회전축의 회전에 의해 상승하는 오일을 반경방향으로 안내하기 위하여 축방향으로 높이(a)가 코일 엔드의 축방향 높이(b)보다 높은 오일 회수 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기구를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an oil pump comprising: A rotor engaged with an outer peripheral surface of the rotary shaft; A stator provided so as to maintain a clearance on an outer circumferential surface of the rotor and having a coil end at an upper portion thereof as the coil is wound around the core; And an oil recovery member coupled to the center of the rotor and having a height a in the axial direction higher than an axial height b of the coil end in order to radially guide the oil rising by the rotation of the rotation shaft And a power transmission mechanism.
또한, 본 발명에서, 오일 회수 부재는 축방향으로 하부에서 상부로 갈수록 직경이 넓게 형성된 통형의 본체와, 본체의 상단에 반경 방향으로 확장된 가이드부와, 본체의 하단에 형성된 통형의 장착부로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the oil recovery member includes a cylindrical body having a larger diameter from the lower part toward the upper part in the axial direction, a guide part extending in the radial direction at the upper end of the body, and a cylindrical mounting part formed at the lower end of the body .
한편, 본 발명의 다른 일예는 냉매가 유출입되고, 오일이 바닥면에 저장된 밀폐용기; 밀폐용기 내측 하부에 고정되고, 냉매를 압축시키는 압축기구부; 밀폐용기 내측 상부에 고정되고, 압축기구부에 동력을 공급하는 전동기구부; 그리고, 전동기구부의 중심에 결합되고, 전동기구부의 작동에 의해 전동기구부를 따라 상승하는 오일을 반경방향으로 안내하는 오일 회수 부재;를 포함하되, 오일 회수 부재 상단이 축방향으로 전동기구부의 상단보다 높게 설치된 것을 특징으로 하는 압축기를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an air conditioner comprising: a hermetically sealed container in which refrigerant flows in and oil is stored on a floor; A compression mechanism fixed to an inner lower portion of the hermetically sealed container and compressing the refrigerant; A transmission mechanism fixed to the upper portion inside the hermetically sealed container and supplying power to the compression mechanism; And an oil recovery member coupled to the center of the transmission mechanism portion and guiding the oil radially rising along the transmission mechanism portion by the operation of the transmission mechanism portion in the radial direction, The compressor being installed at a high height.
또한, 본 발명에서, 전동기구부는 로터와, 코일이 코어에 권선됨에 따라 상부에 코일 엔드가 구비된 스테이터로 이루어지고, 오일 회수 부재는 오일 회수 부재의 축방향 높이(a)가 코일 엔드의 축방향 높이(b) 이상을(a≥b) 유지하도록 로터의 중심에 결합된 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the transmission mechanism portion includes a rotor and a stator having a coil end at an upper portion thereof as the coil is wound on the core, wherein the oil recovery member is arranged so that the axial height a of the oil recovery member And is coupled to the center of the rotor so as to maintain a direction height (b) or more (a? B).
또한, 본 발명에서, 전동기구부는 로터와, 코일이 코어에 권선됨에 따라 상부에 코일 엔드가 구비된 스테이터로 이루어지고, 오일 회수 부재의 축방향 높이(a)는 코일 엔드의 축방향 높이(b)에 전선 인출 공간의 축방향 높이(f)를 합한 값 이하인(a≤b+f) 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the transmission mechanism portion comprises a rotor and a stator having a coil end on its upper portion as the coil is wound on the core, wherein the axial height a of the oil returning member (A ≤ b + f) which is equal to or less than a sum of axial height (f) of the wire drawing space.
또한, 본 발명에서, 전선 인출 공간은 전선이 코일 엔드로부터 밀폐용기로 인출하는 작업을 위해 요구되는 최소한의 공간인 것을 특징으로 한다.Further, in the present invention, the wire drawing space is characterized by being the minimum space required for the operation of drawing the wire from the coil end to the sealed container.
또한, 본 발명에서, 오일 회수 부재는 축방향으로 하부에서 상부로 갈수록 직경이 넓게 형성된 원통형 본체와, 본체의 상단에 반경 방향으로 확장된 가이드부와, 본체의 하단에 형성된 원통형 장착부로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the oil collecting member is constituted of a cylindrical body having a larger diameter from the lower portion toward the upper portion in the axial direction, a guide portion extending in the radial direction at the upper end of the body, and a cylindrical mounting portion formed at the lower end of the body .
또한, 본 발명에서, 전동기구부는 로터 및 스테이터로 이루어지고, 압축기는 오일 회수 부재에 의해 안내된 오일이 회수될 수 있도록 밀폐용기와 스테이터 사이에 구비된 복수개의 제1오일 회수구;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, in the present invention, the transmission mechanism portion includes a rotor and a stator, and the compressor further includes a plurality of first oil recovery ports provided between the hermetically sealed container and the stator so that the oil guided by the oil recovery member can be recovered .
또한, 본 발명에서, 압축기는 스테이터와 로터 사이의 간극인 제2오일 회수구; 그리고, 로터 자체에 구비된 복수개의 제3오일 회수구;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, in the present invention, the compressor includes a second oil recovery port which is a gap between the stator and the rotor; And a plurality of third oil recovery ports provided in the rotor itself.
또한, 본 발명에서, 압축기는 오일 회수 부재에 의해 안내된 오일이 회수될 수 있도록 밀폐용기와 전동기구부 사이에 구비된 복수개의 제1오일 회수구를 포함하는 복수개의 오일 회수구;를 더 포함하되, 밀폐용기의 단면적(A1)에 대한 오일 회수구들의 단면적(A2)에 대한 비율(A2/A1)이 3% 이하인 것을 특징으로 한다Further, in the present invention, the compressor further includes a plurality of oil recovery ports including a plurality of first oil recovery ports provided between the hermetically sealed container and the transmission mechanism so that the oil guided by the oil recovery member can be recovered, , And the ratio (A2 / A1) of the sectional area (A1) of the hermetically sealed container to the sectional area (A2) of the oil recovery ports is 3% or less
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전동기구 및 이를 적용한 압축기는 오일이 회전축 및 로터를 따라 펌핑되더라도 오일 회수 부재에 부딪혀 회전축으로부터 멀리 떨어진 다양한 오일 회수구들로 안내되기 때문에 로터의 속도가 빨라질수록 오일의 펌핑 속도도 늘어나는 동시에 상대적으로 회전축과 멀리 떨어진 오일 회수구들로 안내되는 오일의 유량을 늘릴 수 있고, 그로 인하여 오일의 회수 속도도 늘어나도록 하여 압축기의 오일 회수율을 높일 수 있으며, 나아가 압축기 내부의 오일 부족으로 인한 부품들의 마모/손상을 방지할 수 있어 압축기의 작동 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 있다.The transmission mechanism according to the present invention having the above structure and the compressor according to the present invention are designed so that the oil is pumped along the rotating shaft and the rotor and is guided to various oil returning parts that are far away from the rotating shaft by being hit by the oil recovering member, The pumping speed can be increased and the flow rate of the oil guided to the oil return ports relatively far from the rotary shaft can be increased and the recovery speed of the oil can be increased so that the oil recovery rate of the compressor can be increased, The wear and tear of parts caused by the compressor can be prevented, and the operation reliability of the compressor can be increased.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 일실시예인 로터리 압축기의 전체 구조가 도시된 종단면도이다.3 is a longitudinal sectional view showing the entire structure of a rotary compressor according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 로터리 압축기의 일실시예는 로터리식 트윈 압축기로써, 도 3에 도시된 바와 같이 밀폐용기(101) 상하부에 전동기구부(미도시) 및 압축기구부(미도시)가 구비되되, 전동기구부는 회전력을 발생시키는 전동기(110)이고, 압축기구부는 흡입된 냉매의 일부를 압축시키는 제1 압축 어셈블리(120), ??입된 냉매의 나머지를 압축시키는 제2 압축 어셈블리(130), 제1,2 압축 어셈블리(120,130)를 구획하는 중간판(140), 제1 압축 어셈블리(120) 하측에 연통된 제1 토출공간을 구성하는 제1 베어링(161) 및 커버(171), 제2 압축 어셈블리(130) 상측에 연통된 제2 토출공간을 구성하는 제2 베어링(162) 및 커버(172)를 포함하도록 구성된다. 물론, 로터리식 트윈 압축기(100)는 응축기, 모세관 또는 전자팽창밸브, 증발기를 포함하는 냉장고 또는 공기조화기 등과 같은 냉동사이클의 일부를 구성하며, 어큐뮬레이터(A)에서 기액 냉매가 분리된 다음, 기체 냉매만 로터리식 트윈 압축기(100)로 유입되도록 한다. As shown in FIG. 3, a rotary twin compressor according to an embodiment of the present invention is provided with a transmission mechanism (not shown) and a compression mechanism (not shown) at upper and lower portions of a hermetically sealed
밀폐용기(101)는 고압의 냉매가 충진되는 공간으로써, 밀폐용기(101)의 측면에는 제1,2 압축 어셈블리(120,130)로 냉매를 흡입하는 제1,2 유입관(151,152)이 관통되도록 설치되고, 밀폐용기(101)의 상면에는 고압의 냉매를 토출하는 유출관(153)이 설치된다.The closed
전동기(110)는 스테이터(111), 로터(112) 및 회전축(113)을 포함한다. 스테 이터(111)는 링 형상의 전자 강판을 적층한 코어(111a)에 코일이 권선되는데, 본 발명에 적용된 실시예에서는 집중 권선 방식 중에 인서트(Insert) 타입으로 코일이 권선됨에 따라 빈 공간이 많이 구비되지 않는 구조가 채택되며, 코일 엔드(111b)가 코어(111a)의 상하부에 구비되고, 밀페용기(101) 내측에 고정되도록 설치된다. 로터(112)도 전자 강판을 적층하도록 구성되며, 스테이터(111) 내측에 간극을 유지하도록 설치된다. 회전축(113)은 로터(112)의 중앙을 관통하며, 로터(112)에 고정된다. 전동기(110)에 전류가 인가되면, 스테이터(111)와 로터(112) 사이의 상호 전자기력에 의해 로터(112)가 회전하며, 로터(112)에 고정된 회전축(113) 또한 로터(112)와 함께 회전한다. 회전축(113)은 제1 압축 어셈블리(120), 중간판(140), 제2 압축 어셈블리(130)의 중앙부를 관통하도록 로터(112)로부터 제1 압축 어셈블리(120)까지 뻗어있다.The
제1 압축 어셈블리(120) 및 제2 압축 어셈블리(130)는, 중간판(140)을 사이에 두고, 하부로부터 제1 압축 어셈블리(120)-중간판(140)-제2 압축 어셈블리(130) 순으로 적층되거나, 반대로 하부로부터 제2 압축 어셈블리(120)-중간판(140)-제2 압축 어셈블리(130) 순으로 적층될 수도 있다. 또한, 제1 압축 어셈블리(120), 중간판(140) 및 제2 압축 어셈블리(130)의 적층 순서와 관계없어, 압축 어셈블리들(120,130)의 하부 및 상부에는 각각 제1 베어링(161) 및 제2 베어링(162)이 설치되어 회전축(113)의 회전을 도우며, 수직으로 적층된 2단 압축 어셈블리(120,130)의 각 부품의 하중을 지지한다. 상측에 설치된 제2 베어링(162)은 밀폐 용기(101)에 3점 용접되어, 2단 압축 어셈블리(120,130)의 하중을 지지하고, 밀폐 용기(101) 에 고정한다. The
제1 압축 어셈블리(120) 하측에 제1 베어링(161) 및 커버(171)에 의해 제1 압축 어셈블리(120)에서 압축된 냉매가 일시적으로 저장되는 제1 토출공간이 형성되고, 제2 압축 어셈블리(130) 상측에 제2 베어링(162) 및 커버(172)에 의해 제2 압축 어셈블리(130)에서 압축된 냉매가 역시 일시적으로 저장되는 제2 토출공간이 형성되며, 제1,2 토출공간은 냉매 유로 상의 완충 공간 역할을 한다. 물론, 제1,2 토출공간으로 압축된 냉매가 유/출입될 수 있도록 제1,2 베어링(161,162)에 각각 토출 포트(미도시) 및 토출 밸브(미도시)가 구비되며, 커버들(171,172)에도 밀폐용기(101) 내부와 연통되는 홀이 구비될 수 있다.A first discharge space in which the refrigerant compressed in the
도 4는 본 발명에 따른 로터리식 트윈 압축기의 제1 압축 어셈블리 일예가 하부에서 도시된 도면이다. 제1 압축 어셈블리(120)는 도 4에 도시된 바와 같이 제1 실린더(121), 제1 편심부(122), 제1 롤러(123), 제1 베인(124)을 포함한다. 제1 실린더(121)는 내경에 제1 베인부(122)가 탄성 부재(S)에 의해 탄성 지지되는 베인 장착홀(124h)이 구비되고, 베인 장착홀(124h)의 일측에 밀폐 용기(101)를 관통하여 들어온 제1 유입관(151)이 연결되는 흡입구(126)가 구비되는 반면, 베인 장착홀(124h)의 다른 일측에 제1 토출공간과 연통되는 토출구(127)가 구비된다. 즉, 제1 실린더(121)의 내부 공간은 제1 롤러(123) 및 제1 베인(124)에 의해 흡입 영역(S) 및 토출 영역(D)으로 나뉘어지되, 압축 전, 후의 냉매가 제1 실린더(121) 내에 공존한다. 4 is a bottom view of an example of a first compression assembly of a rotary twin compressor according to the present invention. The
따라서, 회전축(113)과 함께 제1 편심부(122)가 회전되면, 제1 롤러(123)가 제1 실린더(121) 내측을 따라 구르게 되고, 제1 베인(124)에 의해 제1 실린더(121)와 제1 롤러(123) 사이의 흡입 영역(S) 및 토출 영역(D)으로 구획되며, 제1유입관(151) 및 흡입구(126)를 통하여 흡입 영역으로 흡입된 냉매가 토출 영역(D)에서 압축된 다음, 토출구(127) 및 제1 토출공간을 통하여 빠져나가게 된다. When the first
도 5는 본 발명에 따른 로터리식 트윈 압축기의 제2 압축 어셈블리 일예가 상부에서 도시된 도면이다. 제2 압축 어셈블리(130)는 도 5에 도시된 바와 같이 제2 실린더(131), 제2 편심부(132), 제2 롤러(133), 제2 베인(134)를 포함하되, 제1 압축 어셈블리(120 : 도 4에 도시)와 동일하게 구성됨에 따라 부품 및 작동 관련 자세한 설명은 생략한다. 다만, 제2 편심부(132) 역시 제1편심부(122 : 도 4에 도시)와 마찬가지로 회전축(113)에 대해 동일한 위상을 가지도록 편심되고, 제2 베인부(134)가 장착되는 베인 장착홀(134h), 제2 유입관(152)과 연통되는 흡입구(136), 제2 토출공간과 연통되는 토출구(137)는 제1 실린더(121 : 도 4에 도시)에 형성된 베인 장착홀(124h : 도 4에 도시), 흡입구(126 : 도 4에 도시), 토출구(127 : 도 4에 도시)와 역시 동일하게 위치되도록 제2 실린더(131) 내경에 형성된다. 5 is a top view of an example of a second compression assembly of a rotary twin compressor according to the present invention. The
도 6은 도 4의 오일 회수 구조가 보다 상세하게 도시된 종단면도이고, 도 7은 도 3의 오일 회수구가 보다 상세하게 도시된 횡단면도이다.FIG. 6 is a longitudinal section view of the oil recovery structure of FIG. 4 in more detail, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the oil recovery section of FIG. 3 in more detail.
상기와 같은 로터리 압축기는 전동기(110 : 도 3에 도시)가 작동됨에 따라 제1,2 압축 어셈블리(120,130 : 도 3에 도시)에서 냉매가 압축되는 동시에 밀폐용기(101 : 도 3에 도시)의 바닥면에 저장된 오일이 상승하면서 부품들 사이로 공급되어 윤활 및 냉각 작용을 한 다음, 도 7에 도시된 바와 같이 오일 회수 부재(180) 에 부딪혀 반경 방향으로 안내된다. 오일 회수 부재(180)는 상승하는 오일의 유동을 반경 방향으로 안내할 수 있도록 깔때기 형상으로 형성되는데, 상단에 오일의 유동을 반경 방향으로 안내하도록 수평한 형태의 가이드부가 구비되고, 하단에 로터(112)에 장착될 수 있도록 원통형 장착부가 구비되며, 오일 회수 부재(180)의 장착부는 로터(112)의 중심에 다양한 형태로 고정될 수 있다. 바람직하게는, 로터(112) 및 회전축(113)을 따라 상승한 오일이 오일 회수 부재(180)에 의해 스테이터(111) 외경까지 안내될 수 있도록 오일 회수 부재의 높이(a)는 코일 엔드의 높이(b)보다 더 크도록 선정되되, 수치적 한정은 하기에서 자세하게 설명될 것이다. 이때, 오일 회수 부재의 높이(a)는 코일 엔드의 높이(b)보다 높게 설치되더라도 밀폐용기(101)와 맞닿도록 설치되는 것은 바람직하지 않되, 이는 코일 엔드(111b)로부터 밀폐용기(101)로 전선이 인출될 수 있는 최소한의 공간을 확보하기 위하여 오일 회수 부재(180)와 밀폐용기(101) 사이의 간격(f)을 설정 높이 이상으로 유지되도록 하는 것이 바람직하다.3, the refrigerant is compressed in the first and
상기에서 설명한 바와 같이, 스테이터(111)는 집중 권선 방식으로 코일이 코어(111a)에 권선됨에 따라 스테이터(111) 자체에는 별도로 오일 회수구가 구비될 수 없고, 로터(112) 및 회전축(113)을 따라 상승한 오일은 단지 오일 회수 부재(180)에 의해 반경 방향으로 안내되고, 도 7에 도시된 바와 같이 제1,2,3오일 회수구(H1,H2,H3)를 통하여 밀폐용기(101)의 바닥면으로 회수된다. 제1오일 회수구(H1)는 원통형 밀폐용기(101)와 이와 맞닿는 외관이 다각형인 스테이터(111) 사이에 형성되되, 여섯 개가 구비된다. 제2오일 회수구(H2)는 상호 전자기력을 형성 하기 위하여 스테이터(111)와 로터(112) 사이에 형성된 링 형태의 간극이다. 제3오일 회수구(H3)는 로터(112) 자체에 구비되되, 여덟 개가 구비된다. 물론, 제1,2,3오일 회수구(H1,H2,H3)는 다양한 형태와 개수로 구성될 수 있지만, 제2,3오일 회수구(H2,H3)는 스테이터(111)와 로터(112)에 형성됨에 따라 효율적으로 상호 전자기력을 발생시키기 위하여 제2,3오일 회수구(H2,H3)의 크기 및 개수는 제한되는 것이 바람직하다. 이때, 밀폐용기(101)의 횡단면적에 대한 제1,2,3오일 회수구(H1,H2,H3)의 단면적이 설정비율 이하로 작은 로터리 압축기에서, 보다 효과적으로 오일을 회수하기 위하여 상기와 같은 오일 회수 부재(180)를 적용하여 오일의 유량을 제1,2,3오일 회수구(H1,H2,H3)로 안내하도록 한다.As described above, the
도 8은 본 발명의 일실시예인 로터리 압축기가 적용된 냉동사이클의 유순환율이 도시된 그래프이다. 이 그래프는 밀폐용기의 직경이 112이고, 제1오일 회수구 하나의 면적이 7.8, 제2오일 회수구의 면적이 49.33, 제3오일 회수구 하나의 면적이 15.724인 로터리 압축기에서 실험한 결과인데, 이러한 로터리 압축기는 밀폐용기의 종단면적(A1)에 대한 오일 회수 유로의 단면적(A2) 비율(A2/A1)이 2.09% 이다. 이와 같은 로터리 압축기가 냉장고 또는 공기조화기 등의 다양한 형태의 냉동사이클에 적용되는데, 로터리 압축기에서 코일 엔드의 높이(b)에 대한 오일 회수 부재의 높이(a) 비율(a/b)이 높아질수록 냉동사이클의 유순환율이 줄어들며, 이는 로터리 압축기로부터 빠져나가는 오일의 량이 줄어들었다는 것을 의미한다. 보다 상세하게, 코일 엔드의 높이(b)가 36 이고, 오일 회수 부재의 높이(a)를 0, 22, 36, 44 로 가변시킴에 따라 코일 엔드의 높이(b)에 대한 오일 회수 부재의 높이(a) 비율(a/b)이 0, 0.61, 1.00, 1.22로 높아지는 로터리 압축기를 냉동사이클에 적용하면, 냉동사이클의 유순환율(%)은 2.3, 1.8, 1.2, 0.3 로 낮아지게 된다. 특히, 코일 엔드의 높이(b)에 대한 오일 회수 부재의 높이(a) 비율(a/b)이 1 이상인 로터리 압축기가 적용되면, 냉동사이클의 유순환율이 급격하게 떨어지는 것을 볼 수 있다. 즉, 로터리 압축기에서 오일 회수 부재가 코일 엔드보다 더 높게 설치됨에 따라 회전축 및 로터를 따라 상승한 오일이 오일 회수 부재에 부딪혀 반경 방향으로 안내되되, 오일의 유동이 제1,2오일 회수구를 비롯하여 최 외경에 위치한 제3오일 회수구까지 안내되어 제1,2,3오일 회수구를 통하여 회수될 수 있도록 한다. 물론, 로터의 회전 속도가 빨라질수록 회전축 및 로터를 따라 펌핑되는 오일의 량도 많아지고, 이러한 오일은 로터와 함께 회전하는 오일 회수 부재에 의해 부딪혀 보다 신속하게 안내되어 제1,2,3오일 회수구로 빠져나가도록 한다. FIG. 8 is a graph showing a flow rate of a refrigeration cycle to which a rotary compressor, which is an embodiment of the present invention, is applied. This graph shows the results of an experiment in a rotary compressor in which the diameter of the closed vessel is 112, the area of one first oil recovery port is 7.8, the area of the second oil recovery port is 49.33, and the area of one third oil recovery port is 15.724, In this rotary compressor, the ratio (A2 / A1) of the sectional area A2 of the oil returning passage to the end area A1 of the hermetically sealed container is 2.09%. Such a rotary compressor is applied to various types of refrigeration cycles such as a refrigerator or an air conditioner. The higher the ratio (a / b) of the height (a) of the oil returning member to the height (b) The chiller rate of the refrigeration cycle is reduced, which means that the amount of oil leaving the rotary compressor is reduced. More specifically, the height (b) of the coil end is 36, and the height (a) of the oil return member is varied to 0, 22, 36, (a) When a rotary compressor whose ratio (a / b) is increased to 0, 0.61, 1.00 and 1.22 is applied to the refrigeration cycle, the rate of the refrigerating cycle is 2.3, 1.8, 1.2 and 0.3. Particularly, when a rotary compressor having a ratio (a / b) of the height (a) of the oil recovering member to the height (b) of the coil end is 1 or more, the smooth rate of the refrigeration cycle falls sharply. That is, as the oil recovery member is installed higher than the coil end in the rotary compressor, the oil raised along the rotation shaft and the rotor is radially guided against the oil recovery member, so that the flow of oil is minimized And is guided to the third oil recovery port located at the outer diameter so as to be recovered through the first, second and third oil recovery ports. Of course, as the rotational speed of the rotor increases, the amount of oil pumped along the rotating shaft and the rotor also increases, and this oil is guided more quickly by the oil recovering member rotating together with the rotor, Get out of the sphere.
이상에서, 본 발명은 본 발명의 실시예 및 첨부도면에 기초하여 로터리 압축기 및 이에 적용된 전동기구부를 예로 들어 상세하게 설명하였으나, 다양한 형태의 전동기, 이러한 전동기가 적용되는 다양한 형태의 압축기, 이러한 압축기가 적용되는 다양한 형태의 냉동사이클에 모두 적용될 수 있다. 즉, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof and the accompanying drawings, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. It can be applied to various types of refrigeration cycles to be applied. That is, the scope of the present invention is not limited by the above embodiments and drawings, and the scope of the present invention will be limited only by the content of the following claims.
도 1은 종래의 일실시예인 로터리 압축기의 전체 구조가 도시된 종단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the entire structure of a rotary compressor according to one embodiment of the present invention. FIG.
도 2는 종래의 로터리 압축기의 오일 유동 경로를 분석한 그래프.2 is a graph showing an analysis of an oil flow path of a conventional rotary compressor.
도 3은 본 발명의 일실시예인 로터리 압축기의 전체 구조가 도시된 종단면도.3 is a longitudinal sectional view showing the entire structure of a rotary compressor according to one embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 로터리식 트윈 압축기의 제1 압축 어셈블리 일예가 하부에서 도시된 도면. 4 is a bottom view of an example of a first compression assembly of a rotary twin compressor according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 로터리식 트윈 압축기의 제2 압축 어셈블리 일예가 상부에서 도시된 도면.5 is a top view of an example of a second compression assembly of a rotary twin compressor according to the present invention.
도 6은 도 3의 오일 회수 구조가 보다 상세하게 도시된 종단면도.FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing the oil recovery structure of FIG. 3 in more detail; FIG.
도 7은 도 3의 오일 회수구가 보다 상세하게 도시된 횡단면도.Figure 7 is a cross-sectional view of the oil recovery port of Figure 3 in more detail.
도 8은 본 발명의 일실시예인 로터리 압축기가 적용된 냉동사이클의 유순환율이 도시된 그래프.FIG. 8 is a graph showing a flow rate of a refrigeration cycle to which a rotary compressor, which is an embodiment of the present invention, is applied.
Claims (10)
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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