KR20010035692A - 스크롤 압축기의 과열 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 과열 방지장치에 과한 것으로, 구동축의 오일유로에 연통되어 선회스크롤의 내부를 통과한 다음에 다시 케이싱의 내부로 낙하하도록 오일통공이 선회스크롤의 내부에 횡방향으로 형성되고, 그 선회스크롤의 오일통공을 통해 낙하하는 오일의 온도를 감지하여 압축되는 가스의 온도를 예측함과 동시에 그 가스의 온도가 적정온도 이상으로 증가하면 압축기가 과열되었다고 판단하여 모터를 정지시키는 과부하 차단기가 상기한 오일통공으로부터 낙하하는 오일과 직접 접촉되도록 고정자 상면에 설치함으로써, 상기 토출가스 온도를 정확하게 감지하여 그 토출가스의 온도가 비정상적으로 상승하는 경우에는 곧바로 압축기의 작동을 정지시켜 압축기의 과열을 방지할 수 있다.

Description

스크롤 압축기의 과열 방지장치{APPARATUS FOR PREVENTING SUPERHEATING OF SCROLL COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기의 과열 방지장치에 관한 것으로, 특히 선회스크롤을 통과하는 오일의 온도를 감지하여 냉매가스의 과열을 방지하는 스크롤 압축기의 과열 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 것으로, 이러한 압축기는 크게 왕복동식 및 스크롤식 및 원심식(통상, 터보식이라고도 함) 그리고 베인식(통상, 회전식이라고도 함)으로 구분된다.

이 중에서 상기 스크롤식 압축기는 피스톤의 직선운동을 이용하는 왕복동식 과는 달리 원심식이나 베인식과 같이 회전체를 이용하여 가스를 흡입 압축시켜 토출시키게 된다. 상기 스크롤식 압축기는 그 케이싱의 내부에 흡입가스가 충진되는지 아니면 토출가스가 충진되는지에 따라 저압식 스크롤 압축기 또는 고압식 스크롤 압축기로 나뉘어 진다.

상기 저압식 스크롤 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 오일이 적정높이까지 채워진 케이싱(1)의 내주면 상하 양측에 상부프레임(2) 및 하부프레임(3)이 각각 고정되고, 그 상부프레임(2) 및 하부프레임(3)의 사이에는 고정자(4A) 및 회전자(4B)로 이루어진 구동모터(4)가 고정 설치되며, 그 구동모터(4)의 회전자(4B) 중심에는 구동축(5)이 상부프레임(2)을 관통하여 압입되고, 그 상부프레임(2)이 상면에는 인벌류트 곡선으로 랩(Wrap)(6a)이 형성되어 구동축(5)에 편심되게 결합되는 선회스크롤(6)이 회전가능하게 얹혀져 설치되며, 상기 선회스크롤(6)의 상면에는 그 선회스크롤(6)의 랩(6a)에 치합되어 복수개의 압축실을 이루도록 인벌류트 곡선의 랩(7a)이 형성되는 고정스크롤(7)이 상부프레임(2)의 가장자리에 고정 설치되고, 상기 고정스크롤(7)의 상측에는 케이싱(1) 내부를 고압부와 저압부로 구획하는 토출커버(8)가 케이싱(1)의 내주면에 고정되며, 그 토출커버(8)의 가스토출공(8a) 상면에는 토출가스의 역류를 방지하는 역지밸브 조립체(9)가 설치되어 이루어져 있다.

또한, 상기 고정자(4A)의 상단에는 흡입관(SP)을 통해 케이싱(1) 내부로 흡입되는 가스의 온도를 감지하여 그 가스의 온도가 적정온도 이상인 경우에는 냉동사이클 장치를 순환하는 냉매가 과열되었다고 판단하여 구동모터(4)를 정지시키는 과부하 차단기(OLP;Over Load Protector)(10)가 장착되어 있다.

도면중 미설명 부호인 5a는 오일유로, 7b는 토출포트, 9A는 밸브하우징, 9B는 역지밸브, DP는 토출관이다.

상기와 같이 구성된 종래의 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 인가된 전원에 의해 고정자(4A)의 내측에서 회전자(4B)가 구동축(5)과 함께 회전을 하면서 선회스크롤(6)을 편심거리만큼 편심회전을 시키게 되고, 이와 함께 상기 선회스크롤(6)은 올담링(미부호)에 의해 축중심을 원점으로 선회반경 만큼 떨어진 거리에서 선회운동을 하게 되어 고정스크롤(7)과의 두 랩(6a,7a) 사이에 복수개의 압축실이 형성된다. 이 압축실은 선회스크롤(6)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소되어 흡입된 냉매가스를 더욱 압축하게 되고, 이렇게 압축된 고압의 냉매가스는 상기 고정스크롤(7)의 토출포트(7b)를 통해 토출커버(8)의 내부로 토출되었다가 그 토출커버(8)의 가스토출공(8a) 및 토출관(DP)을 거쳐 압축기 외부로 토출된다.

이때, 상기 구동축(5)의 회전시 발생되는 원심력에 의해 케이싱(1)의 바닥면에 채워져 있던 오일이 그 구동축(5)의 오일유로(5a)를 따라 흡상되고, 이 오일유로(5a)를 따라 흡상된 오일은 상기 구동축(5)의 상단에서 비산되어 일부는 상부프레임(2)과 구동축(5)의 편심부(미부호) 사이로 흘러들어 윤활시키는 반면, 나머지는 상부프레임(2)과 선회스크롤(6)의 상면 사이로 흘러들어 윤활시키게 되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 스크롤 압축기에 있어서, 상기 토출포트(7b)를 통해 토출되는 토출가스에는 오일이 섞여 있어 이 오일이 토출가스의 온도가 비정상적으로 상승하게 되는 경우에 탄화되거나, 또는 압축실내의 가스가 과열되어 각 랩(Wrap)(6a,7a)의 선단면에 삽입되어 있는 팁실(Tip Seal) 등을 용해시키면서 압축기의 신뢰성이 저하되는 것은 물론, 더 나아가 이 압축기가 장착된 에어콘 시스템의 수명을 단축시키게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 스크롤 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 토출가스 온도를 정확하게 감지하여 그 토출가스의 온도가 비정상적으로 상승하는 경우에는 곧바로 압축기의 작동을 정지시켜 압축기의 과열을 방지할 수 있는 스크롤 압축기의 과열 방지장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2는 종래 스크롤 압축기의 선회스크롤을 보인 종단면도.

도 3은 본 발명 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 4는 본 발명 스크롤 압축기의 선회스크롤을 보인 종단면도.

도 5는 본 발명 스크롤 압축기의 선회스크롤을 보인 사시도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

5 : 구동축 5a : 오일유로

10 : 과부하 차단기 100 : 선회스크롤

120 : 오일통공 200 : 오일 안내관

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱에 설치되는 구동모터의 회전자에 구동축이 압입되고, 그 구동축의 상단에는 상기 케이싱에 고정된 고정스크롤과 함께 압축실을 형성하는 선회스크롤이 편심 결합되며, 상기 구동축의 내부에는 케이싱에 담긴 오일이 흡상되는 오일유로가 축방향으로 관통 형성되며,

상기 구동축의 오일유로를 통해 흡상된 오일의 일부가 선회스크롤의 내부를 통과하여 그대로 낙하되도록 상기한 오일유로에 대향되는 선회스크롤의 배면에서 외주면으로 오일통공이 형성되고, 그 오일통공을 통해 낙하되는 오일의 온도를 감지하여 일정온도 이상이 되면 토출가스가 과열되었다고 판단하여 구동모터를 정지시키는 모터 과부하 방지수단이 상기한 구동모터의 고정자 상면에 장착되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 과열 방지장치가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 과열 방지장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 4는 본 발명 스크롤 압축기의 선회스크롤을 보인 종단면도이며, 도 5는 본 발명 스크롤 압축기의 선회스크롤을 보인 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 과열 방지장치가 구비된 스크롤 압축기는 케이싱(1)의 내부에 상부프레임(2) 및 하부프레임(3)이 구동모터(4)의 상하 양측에 각각 고정 설치되고, 상기 구동모터(4)의 회전자(4B)에는 상부프레임(2)을 관통하는 구동축(5)이 압입되며, 그 구동축(5)의 상단에는 인벌류트 곡선으로 랩(Wrap)(110)이 형성되어 상기 상부프레임(2)의 상면에서 미끄러지도록 얹혀지는 선회스크롤(100)이 결합되고, 그 선회스크롤(100)의 상면에는 상기 선회스크롤(100)의 랩에 치합되어 복수개의 압축실을 이루도록 인벌류트 곡선의 랩(7a)이 형성되는 고정스크롤(7)이 상부프레임(2)의 가장자리에 체결되어 설치되며, 그 고정스크롤(7)의 상측에는 케이싱(1)의 내부를 고압부와 저압부로 구획하는 토출커버(8)가 설치되고, 상기 고정스크롤(7)의 배면에는 압축실로부터 토출된 가스가 압축기의 흡입행정시 다시 압축실로 역류하는 것을 방지하는 역지밸브 조립체(9)가 설치되는 것을 포함하여 구성된다.

상기 구동축(5)은 그 내부에 케이싱(1)에 채워진 오일을 흡상하여 상부프레임(2)과 선회스크롤(100) 사이 또는 상부프레임(100)과 구동축(5)의 편심부 사이 등 각 마찰부위에 공급하기 위한 오일유로(5a)가 축방향으로 종단하여 관통 형성된다.

상기 선회스크롤(100)은 그 배면 중앙에 전술한 구동축(5)의 오일유로(5a)를 통해 흡상된 오일의 일부가 선회스크롤(100)의 내부를 통과하여 그대로 낙하되도록 오일통공(120)이 외주면으로 연통 형성된다. 상기 오일통공(120)의 출구부인 외주면측에는 낙하되는 오일을 후술할 모터의 과부하 차단기(10)로 유도하는 오일 안내관(200)이 장착된다.

상기 구동모터(4)의 고정자(4A) 상면에는 오일통공(120)을 통해 낙하되는 오일의 온도를 감지하여 일정온도 이상이 되면 토출가스가 과열되었다고 판단하여 구동모터(4)를 정지시키는 과부하 차단기(10)가 장착된다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 7b는 토출포트, 9A는 밸브하우징, 9B는 역지밸브, SP는 흡입관, DP는 토출관이다.

상기와 같은 본 발명 스크롤 압축기의 일반적인 동작은 종래와 동일하다.

즉, 인가된 전원에 의해 회전하는 회전자(4B)와 함께 구동축(5)이 회전을 하면서 선회스크롤(100)을 편심거리만큼 편심회전을 시키나, 이 선회스크롤(100)은 올담링(미부호)에 의해 축중심을 원점으로 선회반경 만큼 떨어진 거리에서 선회운동을 하게 되어 고정스크롤(7)과의 두 랩 사이에 복수개의 압축실이 형성되면서 냉매가스를 흡입 압축시켜 고정스크롤(7)의 토출포트(7b)로 토출시키게 된다.

여기서, 상기 구동축(5)의 회전시 발생되는 원심력에 의해 케이싱(1)의 바닥면에 채워져 있던 오일이 그 구동축(5)의 오일유로(5a)를 따라 흡상되고, 이 오일유로(5a)를 따라 흡상된 오일은 상기 구동축(5)의 상단에서 비산되어 일부는 상부프레임(2)과 구동축(5)의 편심부 사이로 흘러들어 윤활시키는 반면, 다른 일부는 상부프레임(2)과 선회스크롤(100)의 상면 사이로 흘러들어 윤활시키게 된다.

이때, 상기 오일유로(5a)를 통해 흡상된 오일의 나머지는 선회스크롤(100)의 오일통공(120)으로 유입되고, 그 오일통공(120)으로 유입된 오일은 선회스크롤(100)의 내부를 통과하였다가 오일 안내관(200)에서 뿌려지면서 낙하하게 되며, 그 오일의 일부가 과부하 차단기(10)에 떨어져 오일의 온도가 감지되고, 그 감지된 오일의 온도에 따라 과부하 차단기(10)가 토출가스의 온도를 산출하여 그 온도가 일정치 이상이 되면 토출가스가 과열되었다고 판단하여 터미널을 통해 고정자(4A)의 권선코일에 연결되는 전원을 끊어 압축기의 운전을 정지시키게 되는 것이다.

이렇게, 상기 구동축의 오일유로에 대응되도록 선회스크롤에 오일통공을 형성하고, 그 오일통공에서 낙하되는 오일의 온도를 감지하여 모터를 단속하는 과부하 차단기를 고정자 상면에 배치시키게 되면, 상기 과부하 차단기가 토출가스의 과열여부를 감지하여 신속하게 압축기 운전을 단속하게 되므로 토출가스의 비정상적인 상승으로 인하여 오일이 탄화되거나 실링부재가 용해되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기의 과열 방지장치는, 상기 구동축의 오일유로에 연통되어 선회스크롤의 내부를 통과한 다음에 다시 케이싱의 내부로 낙하하도록 오일통공이 선회스크롤의 내부에 횡방향으로 형성되고, 그 선회스크롤의 오일통공을 통해 낙하하는 오일의 온도를 감지하여 압축되는 가스의 온도를 예측함과 동시에 그 가스의 온도가 적정온도 이상으로 증가하면 압축기가 과열되었다고 판단하여 모터를 정지시키는 과부하 차단기가 상기한 오일통공으로부터 낙하하는 오일과 직접 접촉되도록 고정자 상면에 설치함으로써, 상기 토출가스 온도를 정확하게 감지하여 그 토출가스의 온도가 비정상적으로 상승하는 경우에는 곧바로 압축기의 작동을 정지시켜 압축기의 과열을 방지할 수 있다.

Claims (1)

1. 케이싱에 설치되는 구동모터의 회전자에 구동축이 압입되고, 그 구동축의 상단에는 상기 케이싱에 고정된 고정스크롤과 함께 압축실을 형성하는 선회스크롤이 편심 결합되며, 상기 구동축의 내부에는 케이싱에 담긴 오일이 흡상되는 오일유로가 축방향으로 관통 형성되며,

   상기 구동축의 오일유로를 통해 흡상된 오일의 일부가 선회스크롤의 내부를 통과하여 그대로 낙하되도록 상기한 오일유로에 대향되는 선회스크롤의 배면에서 외주면으로 오일통공이 형성되고, 그 오일통공을 통해 낙하되는 오일의 온도를 감지하여 일정온도 이상이 되면 토출가스가 과열되었다고 판단하여 구동모터를 정지시키는 과부하 차단기가 상기한 구동모터의 고정자 상면에 장착되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 과열 방지장치.