KR20010112088A

KR20010112088A - 기밀 밀봉형 컴프레서용 보호 장치 및 그것을 이용한 기밀밀봉된 컴프레서

Info

Publication number: KR20010112088A
Application number: KR1020010031396A
Authority: KR
Inventors: 후루카와히데하루; 이시카와요시히코; 시마다도시오; 스가와라와타루
Original assignee: 윌리엄 비. 켐플러; 텍사스 인스트루먼츠 인코포레이티드; 가나이 쓰도무; 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2001-12-20
Also published as: US6548924B2; JP2001352716A; US20010048285A1; KR100732427B1; JP3600781B2; CN1328213A; CN100396925C

Abstract

본 발명에 따른 기밀형 전동 컴프레서(1a)용 보호 장치(3)는 예정된 과전류를 검출하는 전류 퓨즈(34)를 구비한 하우징(32)을 갖는 보호구 조립체(30)를 포함한다. 상기 하우징(32)은 외부 연결 단자와 마주하는 측부 상의 도전부를 차단하도록 형성된 전기 절연 스커트 부재(31)를 포함한다. 기밀형 전동 컴프레서용 하우징(32)의 전기 절연 스커트 부재(31)를 형성함으로써, 전류 퓨즈(34)와 같은 도전부와 금속벽부(21)와 같은 외부 도전부 사이의 절연 거리가 9.5 mm 이상으로 설정된다.

Description

기밀 밀봉형 컴프레서용 보호 장치 및 그것을 이용한 기밀 밀봉된 컴프레서{A PROTECTIVE DEVICE FOR A HERMETICALLY SEALED TYPE COMPRESSOR AND A HERMETICALLY SEALED COMPRESSOR USING SAME}

본 발명은 일반적으로 공조 및 냉장 등의 용도로 사용되는 기밀 밀봉된 전동 컴프레서에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 그러한 컴프레서에 사용되는 보호 장치에 관한 것이다.

기밀 밀봉된 전동 컴프레서에서, 밀봉된 케이싱 내부의 밀봉된 단자 조립체에 장착되어 모터의 고장 등으로 발생하는 과전류를 검출함으로써 컴프레서의 작동을 중지시키는 퓨즈 기능을 갖는 보호 장치는 알려져 있다.

도 14는 기밀 밀봉형 전동 컴프레서용 선행 기술 보호 장치(101)의 배면의 사시도이다. 보호 장치(101)의 하우징(102)의 표면(103)에는 컴프레서 케이싱(도시하지 않았음)의 밀봉된 단자 조립체의 도전성 핀과 상응하는 구멍(104)이 형성되어 있다. 보호 장치는 노출된 도전부나, 도전부를 노출시키는 개구를 갖는다. 예를 들면, 보호구(106)의 도전부는 하우징(102)과 함께 형성된 개구(105)에서 노출된다. 또한, 전류 퓨즈(107)와 같은 도전부와, 전류 퓨즈가 용접되는 도전부도 노출된다.

기밀 밀봉된 케이싱 내의 밀봉된 단자의 도전부나 다른 도전부에 대해 공식 표준에 규정된 바와 같이, 전술한 노출된 부분들에 대해 절연 거리를 유지시키는 것은 알려져 있다.

그러나, 전기 모터의 고장 시에 발생한 다량의 전류가 검출되어 전류 퓨즈가녹으면, 그 순간 매우 큰 역기전력이 발생한다. 이 역기전력은 방전 현상을 발생시킨다. 도전부가 케이싱 내의 밀봉된 단자와 마주하는 표면(103) 상에 노출되었을 때 충분한 절연 거리가 제공되지 않으면, 전기 퓨즈 사이의 방전 현상이 밀봉된 케이싱 내의 밀봉된 단자나 도전부로 이월될 수 있어, 내부 단락으로 인한 누전 또는 밀봉된 단자로의 이월과 같은 문제로 발전할 수 있는 전기 회로가 형성될 수 있다.

통상적인 기밀 밀봉된 전동 컴프레서용 보호 장치의 경우, 도전부 또는 보호구 조립체의 준비를 위해 사용되는 기법 상의 제약으로 인해서 도전부가 노출되는 것을 피하기가 어려웠다. 전기 모터의 고장 시에 발생한 다량의 전류를 검출함으로써 작동되는 퓨즈 기능은 비교적 새로운 기술이며, 현존하는 공식 규정에 기초한 절연 거리에 대한 표준을 사용하는 것은 이 새로운 기술과 함께 적절하게 사용할 수 없다. 이러한 표준을 준수했음에도 불구하고, 누전 또는 내부 단락으로 인한 밀봉된 단자로의 이월이 발생한다는 것이 과거에 보고되었다.

기밀 밀봉된 전동 컴프레서와, 그것이 마련된 장치 내에서 냉각 가스가 누설되는 것은 그러한 컴프레서가 처할 수 있는 비정상적인 상태의 예이며, 룸 에어콘은 그러한 기밀 밀봉된 전동 컴프레서를 사용하는 대표적인 장치이다. 통상적인 룸 에어콘의 경우, 응축기는 실외 장치, 증발기는 실내 장치라고 부르는 것이 보통이며, 이들 장치는 서로로부터 일정 거리를 두고 위치한다. 장치의 설치 작업 중에 하자가 있는 경우, 기밀 상태로 유지되어야 하는 냉각 시스템에 크레비스 또는 크래킹이 발생할 수 있으며, 그 결과 냉각 가스가 누설되기 시작하고 시스템 내로공기가 들어가기 시작하게 된다. 배관 설치 작업이 필요없는 냉장고 등의 경우에도, 운송 또는 사용 중에 손상이 있거나 제조 중에 결함이 있으면 그러한 크레비스 또는 크랙이 발생할 수 있고, 그러면 마찬가지로 냉각 가스가 누설되어 공기가 냉각 시스템 내로 들어가게 된다.

냉각 가스의 누설은 그러한 시스템의 전기 모터가 타게되는 주요 원인 중의 하나이다. 냉각 가스가 기밀 밀봉된 전동 컴프레서 내부에서 순환할 때 모터가 발생시키는 열을 제거함으로써 모터를 냉각하는 역할도 한다라는 사실을 고려하면, 냉각 가스의 누설은 모터의 온도 상승을 야기한다. 그러한 경우, 모터의 온도는 증가하지만 작동 전류는 감소한다. 따라서, 전류를 차단하기 위해 과전류를 검출하는 형태의 보호구로는 보호할 수 없다. 그 결과, 전기 모터는 쉽게 손상된다. 기밀 밀봉된 전동 컴프레서 내의 전기 모터가 손상되면, 권선 상의 절연막이 파괴되어 단락이 발생하고, 그 결과 극히 다량의 전류가 발생한다. 그러한 다량의 전류가 계속 흐르게 되면, 기밀 밀봉된 전동 컴프레서의 밀봉된 단자 핀이 단자 조립체로부터 이탈하거나 전류로 인한 과열 때문에 화재가 발생할 수도 있다. 이 문제를 해결하기 위해, 그러한 다량의 전류를 차단할 목적의 전류 퓨즈를 갖는 보호구 장치가 제공되었다. 그러나, 한편으로는 기밀 밀봉형 전동 컴프레서에서 전류 퓨즈를 사용함으로써 밀봉된 단자로의 이월 또는 누전이 발생하는 경우가 있다. 다시 말하면, 전술한 바와 같이 전기 모터가 타서 발생한 다량의 전류가 차단되면 모터에 매우 큰 역기전력이 생긴다.

기밀 밀봉 전동 컴프레서가 마련된 장치에서 정상적으로 작동하는 전기 회로의 개략도가 도 15에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 주 코일(118a), 시동 코일(118b) 및 캐패시터(118c)를 갖는 전기 모터의 전원 회로와 직렬로 전류 퓨즈(118d)가 연결되어 있다. 전원으로부터의 전압으로 인해 전류가 흘러 모터가 구동되고 기밀 밀봉된 컴프레서가 정상적으로 동작하며, 이 상태에서 전류 퓨즈(118d)에는 아무 영향이 없다.

도 16은 기밀 밀봉된 전동 컴프레서가 마련된 장치에 고장이 생겨 다량의 전류가 발생함으로써 전류 퓨즈가 작동한 순간을 보여주는 전기 회로도이다. 이 상태에서는 도시된 바와 같이 퓨즈(118d)가 용융되었고 전원 회로는 열려 있다. 이 때, 렌츠의 법칙에 따라 전류가 계속 흐르는 방향으로 역기전력(119a)이 발생한다. 모터의 크기와 기전 시스템의 종류에 의존하는 이 역기전력(119a)은 종종 대략 6000 내지 9000 볼트의 범위에 도달하기도 하는데, 왜냐하면 전기 퓨즈가 매우 짧은 기간에 전류를 차단시키기 때문이다. 이는 전자기 유도 작용으로부터 명백하게 관찰된다.

기전력 e = M(di/dt)

(M = 상호 인덕턴스, di = 전류의 변화량, dt = 변화한 시간)

시판 중인 전원의 경우, 상 하나가 접지되는 것이 보통이다. 접지를 포함하는 기밀 밀봉된 전동 컴프레서가 마련된 장치에서의 전기 회로의 개략도가 도 17 및 도 18에 도시되어 있다. 도 17에서, 시판 전원은 전류 퓨즈(118d)가 연결된 쪽의 도면 부호 120a 지점에서 접지되어 있다. 또한, 쇄선은 도면 부호 120c 지점에서 밀봉된 케이싱(120b)을 지시한다. 도 18에서, 시판 전원은 전류 퓨즈(118d)와반대쪽의 도면 부호 121a 지점에서 접지되어 있다. 마찬가지로, 쇄선은 도면 부호 121c 지점에서 접지된 밀봉된 케이싱(121b)을 지시한다.

기밀 밀봉 전동 컴프레서가 마련된 장치의 결함으로 발생한 과전류로 인해 퓨즈(118d)가 용융된 순간의 회로의 상태가 도 19에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 퓨즈(118d)의 작동과 함께 회로가 열리고 모터에 역기전력(119a)이 발생한다. 이 경우, 밀봉 케이싱(120a) 내부의 금속부 또는 밀봉된 단자에서의 금속부와 보호구 조립체의 도전부 사이의 절연 거리(122a)는 단지 공식 표준에 따른 거리일 뿐이며, 전기 모터에 의해 발생한 역기전력을 견디기에는 불가능하므로 방전이 이월된다. 밀봉된 케이싱(120b)이 보통 120c에서 접지된다는 사실을 고려하면, 방전으로 인한 인한 전류는 더 이상 접지를 통해 전원으로 흐르지 않게 된다. 이 상태가 도 20에 도시되어 있다. 역기전력(123a)은 전류를 발생시키고. 이 전류는 정상적인 회로(123b)를 통해 흘러 대체로 전류 퓨즈(118d) 부근에서 절연 거리가 불충분한 부분으로부터 밀봉된 케이싱(120b)으로 이월되며, 그 결과 방전(123c)이 생긴다. 다시 말하면, 밀봉된 케이싱(120b) 내에서 흐른 전류(123d)는 접지(120c)를 통해 접지(123e)로 흐르고, 도면 부호 123f로 지시된 접지로부터 시판 전원의 접지(120a)로 들어가며, 그 결과 완전한 전기 회로가 형성된다. 방전에 의해 일단 전기 회로가 형성되면 주위 대기가 이온화되며, 경우에 따라서는 시판 전원의 전압이 낮음에도 불구하고 방전이 계속된다. 그 결과, 도 21에 도시된 경로를 따라 전원 전압에 연속적인 전기 컨덕턴스가 발생한다.

이외에도, 냉각 가스가 누설되면 공기가 외부로부터 들어가고, 기밀 밀봉형전동 컴프레서 내부의 압력이 대기압과 대략 동일하게 된다. 그 결과, 절연 저항이 갑자기 감소하며, 따라서 전술한 방전 현상이 더욱 쉽게 발생한다. 예를 들면, 일본 기계학회가 1982년 3월 20일에 개정한 "Mechanical Engineering Handbook", 제3쇄, 제6판 중의 "Electricity and Magnetism" 개정 제6판에서 전기를 다루고 있는 Chapter 1의 1.1.11에 기재되어 있는 바와 같이, 파헨의 법칙에 따르면 보통의 공기에서 평면 전극과 엣지 전극 사이에서 방전이 발생하기 위한 최소 전압은 1 mm의 절연 거리에 대해 1000 볼트이다.

IEC Standard 60730-2-4와 같은 공식 표준에는, 등급이 2 kw 미만이고 300 V 미만인 컴프레서 내부의 모터 보호구에 대한 공간 간격이 1.6 mm를 초과해야 한다고 규정되어 있다. 이와 관련하여 생각할 때, 냉각 가스가 누설되고 공기가 들어오기 시작하는 때의 절연 압력 저항은 1600 V 부근까지 감소한다고 할 수 있다.

1000 (V/mm) x 1.6 (mm) = 1600 V

그러한 공식 표준에 규정된 절연 거리는 전류 퓨즈가 동작하는 경우와 같이 비정상적인 환경에 적용되기에 충분하다고 할 수 없다.

본 발명의 목적은 전술한 종래 기술의 문제에 대한 해결책을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 가스의 누출과 같은 비정상적인 상황에서 발생한 과전류로 퓨즈가 끊어지는 때에도 핀이 파손되거나 누전이 발행하지 않도록 하는 기밀형 전동 컴프레서용 보호 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 보호 장치를 갖는 기밀 밀봉형 전동 컴프레서를 사용하는 냉각 시스템의 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 보호 장치를 갖는 기밀 밀봉된 전동 컴프레서의 내부 구조를 보여주는 횡단면도.

도 3은 바람직한 실시 형태의 기밀 밀봉형 전동 컴프레서용 보호 장치의 전체 구성과, 컴프레서 하우징을 파단한 부분을 보여주는 사시도.

도 4(a)는 도 3의 보호 장치의 반대 측부를 보여주는 사시도.

도 4(b)는 도 4(a)의 A-A선을 따라 취한 횡단면도.

도 5는 도 3의 보호 장치를 분해해서 보여주는 사시도.

도 6은 밀봉된 단자 조립체에 설치된 도 3의 보호 장치를 보여주는 횡단면도.

도 7은 밀봉된 단자 조립체에 설치된 도 3의 보호 장치를 도 6과는 반대 방향으로부터 취한 약간 큰 배율의 또 다른 횡단면도.

도 8은 모터 도선이 설치된 상태의 도 3의 보호 장치를 보여주는 횡단면도.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기밀 밀봉형 전동 컴프레서용 보호 장치의 전체 구조를 보여주는 사시도.

도 10은 도 9의 보호 장치의 반대 측부를 보여주는 사시도.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예의 기밀 밀봉형 전동 컴프레서의 보호 장치의 전체 구조를 보여주는 사시도.

도 12는 도 11의 보호 장치의 반대 측부를 보여주는 사시도.

도 13은 본 발명의 기밀 밀봉형 전동 컴프레서용 보호 장치의 또 다른 실시예를 보여주는 반대 측부의 사시도.

도 14는 선행 기술에 따른 기밀 밀봉형 전동 컴프레서용 보호 장치의 반대 측부의 사시도.

도 15는 기밀 밀봉형 전동 컴프레서가 마련된 장치가 정상적으로 동작 중인 전기 회로의 개략도.

도 16은 기밀 밀봉형 전동 컴프레서가 마련된 장치에 문제가 발생해서 다량의 전류가 흐르기 시작한 결과 전류 퓨즈가 작동한 순간을 보여주는 도 15의 전기 회로의 개략도.

도 17은 하나의 접지를 갖는 기밀 밀봉형 전동 컴프레서용 전기 회로의 개략도.

도 18은 또 다른 접지를 갖는 기밀 밀봉형 전동 컴프레서용 전기 회로의 개략도.

도 19는 기밀 밀봉형 전동 컴프레서가 마련된 장치에 문제가 발생해서 다량의 전류가 흐르기 시작한 결과 전류 퓨즈가 작동한 순간을 보여주는 도 17의 전기 회로의 개략도.

도 20은 방전으로 인한 전류가 접지로 흐른 순간을 보여주는 도 17의 전기 회로의 개략도.

도 21은 전류가 접지로 흐른 결과 발생한 소스 전압으로 인한 연속적인 전기 컨덕턴스가 발생한 때를 보여주는 도 17의 전기 회로의 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1a: 기밀 밀봉형 전동 컴프레서

2: 전기 모터

2c: 케이싱

2d: 컴프레서

3: 보호 장치

6b: 단자 조립체

21: 금속벽

30: 보호구 조립체

31: 스커트 부재

32: 하우징

33: 보호구

34: 퓨즈

d1: 절연 거리

본 발명에 따라 구성된 보호 장치는 특히 기밀 밀봉형 전동 컴프레서에 사용되도록 구성된 것이다. 본 발명의 보호 장치는 예정된 과전류의 발생을 검출하면 작동하는 전류 퓨즈를 구비하며, 또한 퓨즈를 포함해서 보호 장치 내의 임의의 도전부의 절연 거리가 표면을 따라 측정했을 때 9.5 mm의 예정치 이상이 되도록 하는 절연 부재를 포함한다. 절연 거리를 9.5 mm 이상으로 유지함으로써, 하기 식에 따라 9500 V의 절연 압력 저항을 달성할 수 있다.

1000 (V/mm) x 9.5 (mm) = 9500 V

따라서, 냉각 가스가 누출되어 공기가 냉각 시스템 내로 유입되고, 그 결과 절연 압력 저항이 저하하는 경우에도, 본 발명에 의하면 전류 퓨즈의 작동 시에 발생하는 고전압에 대해 적절한 절연 압력 저항을 확보할 수 있게 된다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 컴프레서의 케이싱 내의 외부 연결 단자 조립체와 마주하는 보호 장치 측의 도전부를 덮거나 차단하도록 절연 부재가 형성된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 절연 부재는 연결용 도선을 로킹(locking)함으로써 보호 장치 하우징의 높이 방향 치수를 감소시키는 로킹 수단의 역할도 한다. 이는 관련 부품수를 증가시킬 필요가 없기 때문에 더욱 경제적이다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 절연 부재는 보호 장치 하우징의 측부로부터 돌출하는 돌출부를 포함하며, 그에 따라 충분한 절연 거리를 제공함으로써 하우징의 길이 방향 치수가 감소되어 보다 강한 전기 절연 부재를 얻을 수 있게 한다. 본 발명의 일 특징에 따르면, 보호 장치의 하우징은 수지 재료로 이루어지고, 상기 돌출부는 상기 하우징과 일체로 형성되어, 부품수와 필요한 조립 공정수를 줄임과 동시에 특정 요구 조건에 따라 절연 재료를 선택할 수 있게 한다.

본 발명에 따른 새롭고 개선된 기밀 밀봉된 컴프레서용 보호 장치와, 본 발명의 장치를 사용한 기밀 밀봉된 컴프레서의 다른 목적, 잇점 및 세부사항이 첨부 도면을 참고로 한 이하의 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명에 나타나 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 기밀 밀봉형 전동 컴프레서(1a)는 배관(1f)에 의해 응축기(1b) 및 증발기(1c)와 연결되어 있으며, 따라서 단일의 기밀 밀봉된 냉각 시스템을 포함한다. 도시된 바와 같이, 냉각 시스템 내의 냉각제의 흐름은 화살표(1g)로 지시되어 있다. 기밀 밀봉형 전동 컴프레서(1a) 내부에서 압축된 냉각제는 화살표(1g)로 지시된 방향으로 배관(1f) 내부에서 흐르며, 응축기(1b) 내부에 배치된 냉각 팬(1e)에 의해 냉각된 후에 냉각제는 팽창 기구(1d)를 통과해서 증발기(1c)에서 증발되어 냉각 목적으로 열을 흡수한다.

현재, R22, R410a 등이 냉각제로 사용되고 있다. 그러나, 자연 환경의 파괴와 관련된 문제를 고려해서, 자연계 냉각제(HC 냉각제라고 부름)가 현재 검토되고 있다. 고려되고 있는 그러한 가스 중에는 프로판 가스 및 이소부탄 가스가 있다. 이들 가스는 가연성이므로, 공기가 기밀 밀봉된 하우징으로 유입할 경우에 발생할 수 있는 화재의 가능성을 방지할 필요가 있다. 본 발명에서는 이 문제를 또한 해결하였다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 기밀 밀봉형 전동 컴프레서(1a)는 긴밀하게 밀봉된 케이싱(2c)을 갖는다. 이 케이싱(2c)에는 코일(2e), 고정된 요소(2f) 및 회전자(2g)를 포함하는 전기 모터(2)와, 컴프레서(2d)가 수용되어 있으며, 이 컴프레서(2d)는 전기 모터(2)에 의해 구동된다.

밀봉된 케이싱(2c)의 상부에는 밀봉된 단자 조립체(6b)가 금속벽(21)에 설치되어 있다. 본 발명에 따라 만들어진 기밀 밀봉형 전동 컴프레서용 보호 장치가 단자 조립체에서 밀봉된 케이싱 내부에 장착되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 컴프레서용 보호 장치(3)는 후술하는 보호구 조립체(30)를 갖는다. 이 보호구 조립체(30)는 공통 도선, 주도선 및 시작 도선과 같은 연결 도선(2h)을 통해 기밀 밀봉형 전동 컴프레서(1a)의 모터 코일에 연결되어 있다.

도 3은 바람직한 실시예에 따른 기밀 밀봉형 전동 컴프레서용 보호 장치의 사시도로서, 그 전체 구조를 보여주고 있다. 이 도면은 도 2의 도면이 뒤집힌 상태이다. 이와 관련하여, 비록 기밀 밀봉형 전동 컴프레서용 보호 장치(3)의 보호구 조립체(30)가 기밀 밀봉형 전동 컴프레서(1a)의 밀봉된 단자 조립체(6b)에 설치되어 사용되지만, 도면에서는 설명을 용이하게 하기 위해 서로로부터 분리되어 있다는 것을 언급해 둔다.

도 3에 도시된 바와 같이, 보호 장치(3)의 보호구 조립체(30)는 보호구(33)와, 도전성 단자 커넥터 핀(도 3에는 도시하지 않았음)과, 전류 퓨즈(34)와, 도전성 공통 연결 단자(35) 등을 포함하며, 이들은 모두 바람직하게는 수지 재료로 이루어지는 하우징(32) 내에 수용되어 있다. 예를 들면 수지와 같은 적절한 절연 재료로 이루어진 전기 절연 스커트 부재(31)가 보호구 조립체(30)의 밀봉된 단자 조립체(6b) 측에 위치한다. 본 실시예에 따르면, 전기 절연 스커트 부재(31)는 하우징(32)과 분리되어 형성되고, 또한 도선(2h)을 로킹하는 도선 로킹 부재의 역할도 한다. 후술하겠지만, 스커트 부재(31)는 그것에 마련된 맞물림부(31e)에 의해 하우징(32)과 맞물린다. 스커트 부재(31)는 하우징의 밀봉된 단자 조립체(6b)와 마주하는 모든 표면이 덮이도록 형성된다.

상기 전기 모터(2)의 도선(2h)의 공통 도선은 보호구 조립체(30)의 도전성 공통 연결 단자(35)와 연결된다. 한편, 도선(2h)의 주도선 및 시작 도선은 개별적으로 예정된 슬롯(36) 내로 삽입되어 도선 로킹 부재에 의해 고정된다. 이 로킹 기능은 도 8과 관련하여 별도로 설명할 것이다. 또한, 주도선 및 시작 도선은 밀봉된 단자 조립체(6b)의 도전성 핀(6c)과 각각 연결되도록 설계된다.

도 4(a)에 도시된 바와 같이, 밀봉된 단자 조립체(6b)의 각각의 도전성 핀과 대응하는 구멍(31a)이 전기 절연 스커트 부재(31)에 마련되어 있다. 밀봉된 단자 조립체(6b)의 도전성 핀(6c)과, 각각의 도전성 핀 단자 커넥터(6d)(도 6)가 각각의 구멍(31a)을 통해 서로 연결되는 방식으로 보호구 조립체(30)는 밀봉된 단자 조립체(6b)에 설치된다. 본 실시예에서, 밀봉된 단자 조립체(6b)와 마주하는 표면에 위치하는 노출된 도전부(도시하지 않았음)와 하우징(32)의 개구는 전기 절연 스커트 부재(31)로 덮여 있고, 후술하는 바와 같이 밀봉된 케이싱(2c)의 금속벽(21)으로부터 충분한 절연 거리가 확보되어 있다. 본 실시예의 전기 절연 스커트 부재(31)는 도선을 로킹하는 도선 로킹 부재의 역할도 하는데, 스커트 부재(31)의 대략 중앙에 형성된 한 쌍의 외팔보부(31b)가 이 기능을 한다. 본 실시예의 경우,도 4(a) 및 도 4(b)에 도시된 바와 같이 스커트 부재(31)에 U자형 슬롯(31c)을 형성함으로써 외팔보부(31b)가 형성된다. 도 4(b) 및 도 5에 도시된 바와 같이 외팔보부(31b)에는 웨지형부(31d)가 형성되어 있으며, 이 웨지형부(31d)는 하우징(32)의 저부에 형성되어 있는 개구에 들어가도록 설계된다. 또한, 스커트 부재(31)의 슬롯(31c)은 하우징(32)의 저부로 덮여 있어서 도전부가 노출되지 않게 된다. 래치형 맞물림부(31e)가 스커트 부재(31)에 형성되어 있으며, 맞물림부(31e)가 하우징(32)의 개구(32d)를 수용하는 래치 내로 삽입되면 스커트 부재(31)는 하우징(32)에 부착된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 밀봉된 단자 조립체(6b)는 3개의 도전성 핀(6c)(2개만 도시하였음)이 마련된 밀봉된 케이싱의 금속벽(21)에 고정되어 있으며, 상기 도전성 핀은 절연체(6g)에 의해 고정 및 밀봉되어 있다. 전술한 도전성 핀 단자 커넥터(6d)와, 하우징(32)과, 전류 퓨즈(34)와, 도전성 공통 연결 단자(35)와, 보호구(33) 등을 포함하는 보호구 조립체(30)는 밀봉된 단자 조립체(6b)의 도전성 핀(6c)에 설치된다.

통상 기술에 따르면, 전류 퓨즈(34)는 밀봉된 케이싱의 금속벽(21)에 노출되어 있고 절연 거리는 대략 7 mm이며, 이 거리는 전류 퓨즈의 급격한 용융 시에 발생하는 고전압에 충분하지 않다. 한편, 본 실시예에서는 전류 퓨즈(34)가 밀봉된 케이싱(2c)의 금속벽(21)에 노출되는 것을 방지하기 위해 전기 절연 스커트 부재(31)가 마련된다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이 도전부인 전류 퓨즈(34)의 금속벽(21)으로부터의 절연 거리(d1)는 9.5 mm 이상이다. 다시 말하면, 전기 절연스커트 부재(31)는 상기 절연 거리(d1)가 적어도 9.5 mm로 확보되기에 충분한 크기로 설정되도록 마련된다.

기밀 밀봉된 전동 컴프레서용 보호 장치(3)에서는 모든 도전부로부터 충분한 절연 거리를 유지할 필요가 있다. 그러나, 본 실시예의 전기 절연 스커트 부재(31)를 사용하면 전기 절연 스커트 부재(31)(그 일부가 31f에 도시되어 있음)의 크기를 적절하게 설정함으로써 다양한 도전부를 덮을 수 있고, 또한 절연 거리(d)를 충분히 확보할 수 있게 된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 있어서 전류 퓨즈의 용접부(34a)와 보호구(33)의 케이싱(33a)이 덮여 있다.

도 8은 모터 도선이 장착된 상태에 있는 기밀 밀봉형 전동 컴프레서용 보호 장치를 보여주는 횡단면도이다. 이 실시예에서, 전기 절연 스커트 부재(31)는 전술한 바와 같이 도선 로킹 부재의 역할도 하며, 도 4(a) 및 도 4(b)에 도시된 외팔보(31b)의 내측부에는 웨지형부(31d)가 마련되어 있다. 모터(2)로부터의 주도선 및 시작 도선(2h)의 팁에 설치된 연결 단자(80)가 하우징(32)의 도선 안내로의 각각의 슬롯(36) 내로 삽입되면, 웨지형부(31d)의 경사면의 작용으로 인해서 외팔보(31b)가 구부러진다. 그 결과, 주도선 및 시작 도선(2h)용 연결 단자(80)를 삽입할 수 있게 된다. 연결 단자(80)가 각각의 안내로에서 예정된 길이 방향의 위치로 오게되면 외팔보(31b)의 위치가 회복되며, 또한 도 8에 도시된 바와 같이 연결 단자(80)의 죠오부(80a)가 웨지형부(31d)의 수직 로킹면과 맞물림에 따라 주도선 및 시작 도선(2h)의 가능한 후퇴가 방지된다.

전술한 본 실시예에 따르면, 도전부의 절연 거리를 충분하게 확보할 수 있는동시에, 필요 부품수를 늘리지 않고 제조 비용을 절감할 수 있게 된다. 전술한 바와 같이, 웨지형부(31d)가 들어가는 하우징(32)의 개구(32a)가 외팔보(31b)로 차단되어 있다는 사실을 감안하면, 도전부는 노출되지 않는다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 완전한 기밀 밀봉형 전동 컴프레서용 보호 장치를 보여주는 사시도이고, 도 10은 도 9의 반대측을 보여주는 사시도이다. 이 실시예에 따르면, 하우징(32)의 측부로부터 돌출해서 충분한 절연 거리를 제공하도록 돌출 스커트 부재(31f)가 하우징(32)의 저부에 위치한다. 돌출 스커트 부재(31f)는 하우징(32)과 별도로 형성해서 하우징(32)에 설치하거나, 하우징(32)과 일체로 형성할 수도 있다.

도 8의 실시예에서, 전기 절연 스커트 부재(31)는 도선 로킹 부재의 역할을 한다. 그러나, 본 실시예에서는 전용의 도선 로킹 부재(10)가 사용된다. 도 10에 도시된 바와 같이, 도시하지 않은 래치형 맞물림부가 도선 고정 부재(10)에 마련되며, 상기 맞물림부는 하우징(32)과 맞물리고, 도선 고정 부재(10)는 하우징(32)에 고정된다.

또한, 주도선 및 시작 도선(2h) 고정용 웨지형부(31d)는 하우징(32)에 형성된 개구(도시하지 않았음)에 수용된다. 그러나, 이 개구부는 도 8의 실시예와 마찬가지로 도선 고정 부재(10)로 덮여 있다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기밀 밀봉형 전동 컴프레서용 보호 장치의 전체 구조를 보여주는 사시도이고, 도 12는 도 11의 반대측을 보여주는 사시도이다. 이 실시예에서, 돌출 스커트 부재(31f)는 하우징(32)의 측부로부터하우징(32)의 측부(32b) 상에서 돌출하며, 이 돌출 스커트 부재(31f)에 의해서 전술한 절연 거리가 충분히 확보된다. 돌출 스커트 부재(31f)는 하우징(32)과 별도로 형성되거나 하우징(32)과 일체로 형성될 수 있다.

도 8에 도시된 실시예에서, 전기 절연 스커트 부재(31)는 도선 로킹 부재의 역할을 한다. 이 예에서, 전용의 도선 고정 부재(10)가 사용된다. 도 12에 도시된 바와 같이, 도시하지 않은 래치형의 맞물림부가 도선 로킹 부재(10)에 마련되며, 이 맞물림부가 하우징(32)과 맞물리면, 도선 로킹 부재(10)는 하우징(32)에 고정된다.

이 실시예의 경우, 시작 도선(2h)을 로킹하기 위한 웨지형부(31d)가 하우징(32)에 형성되어 있는 개구(도시하지 않았음) 내에 수용된다. 이 개구부는 도 8의 실시예와 마찬가지로 도선 로킹 부재로 덮여 있다.

전술한 실시예에서, 보호구 조립체(30)에 전기 절연 스커트 부재(31)가 마련되며, 밀봉된 케이싱(2c)의 금속벽(21)과 도전부 사이의 절연 거리는 9.5 mm보다 크게 설정된다. 기밀 밀봉형 전동 컴프레서(1a)가 가스 누설 등의 비정상적인 상태가 됨으로써 다량의 전류가 발생하고 퓨즈가 급격하게 용융되는 경우에도, 핀이 파손되거나 누전이 발생하는 등의 문제가 생기지 않는다.

도 13은 본 발명에 따른 보호 장치의 또 다른 실시예를 보여주는 반대측의 사시도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 전기 절연 스커트 부재(31A)에는 도전성 핀(6c)과 대응하는 개구(31a) 외에는 개구가 전혀 없다. 이 경우, 도시하지 않은 웨지형부가 하우징(32) 측의 전기 절연 스커트 부재(31A)의 표면에 형성되며, 이웨지형부는 하우징(32)의 저부에 형성된 개구부에 들어가도록 설계된다. 나머지 구조와 작용 효과는 전술한 실시예와 동일하다. 따라서, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

전술한 실시에의 형태에 제한되지 않고 본 발명을 다양하게 변형할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

전기 절연 스커트 부재(31)를 사용하지 않고 표면을 따른 공간 거리로서 9.5 mm 이상의 절연 거리를 확보할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면, 전체 보호구 조립체를 밀봉된 단자와 분리해서 설치하거나, 보호구 조립체 자체의 두께를 감소시켜 밀봉된 단자 조립체로부터 추가의 거리를 얻는 것을 생각할 수 있다. 또한, 도전부의 노출부를 밀봉재 등으로 덮을 수도 있다.

전술한 내용과 관련하여, 하기 사항이 추가로 개시된다.

(1) 기밀 밀봉된 전동 컴프레서 및 그와 함께 사용되는 장치로서, 밀봉된 케이싱에 수용되는 전기 모터와, 상기 밀봉된 케이싱에 수용되고 상기 전기 모터에 의해 구동되는 컴프레서와, 절연체에 의해 고정 및 밀봉되어 상기 밀봉된 케이싱의 내외부로 돌출하는 도전성 핀을 포함하며 상기 밀봉된 케이싱에 마련되는 밀봉된 단자 조립체와, 내장되는 상기 전기 모터를 보호하는 보호구와 상기 밀봉된 케이싱 내의 밀봉된 단자 조립체 상에 장착되고 상기 전기 모터의 고장 시에 발생하는 다량의 전류를 검출하기 위한 퓨즈를 갖는 보호구 조립체를 포함하고, 상기 도전부는 상기 밀봉된 단자 조립체와 마주하는 상기 보호구 조립체의 표면 상에 노출되지 않고, 상기 밀봉된 케이싱의 도전부나 상기 밀봉된 케이싱 내의 다른 도전부와 상기보호구 조립체의 도전부 사이에 충분한 절연 거리가 확보되는 것을 특징으로 한다.

(2) 기밀 밀봉형 전동 컴프레서와, 기밀 밀봉형 전동 컴프레서가 마련된 장치로서, 상기 단락 (1)에서 "충분한 절연 거리"라는 용어는 표면을 따라 측정했을 때 9.5 mm 이상의 공간 거리를 의미하는 것을 특징으로 한다.

(3) 기밀 밀봉형 전동 컴프레서와, 기밀 밀봉형 전동 컴프레서가 마련된 장치로서, 상기 단락 (1)에서 상기 보호구 조립체의 도전부가 상기 밀봉된 단자 조립체와 마주하는 표면 상에 노출되지 않도록 할 목적으로 도선 로킹 부재가 사용되고, 도전부와 상기 단자 조립체의 도전부와의 사이에 충분한 절연 거리가 확보되는 것을 특징으로 한다.

(4) 기밀 밀봉형 전동 컴프레서와, 기밀 밀봉형 전동 컴프레서가 마련된 장치로서, 상기 단락 (1)에서 상기 도선 로킹 부재는 맞물림부에 의해 상기 하우징 상에 설치되어 도선의 가능한 후퇴를 방지하는 것을 특징으로 한다.

(5) 기밀 밀봉형 전동 컴프레서와, 기밀 밀봉형 전동 컴프레서가 마련된 장치로서, 상기 단락 (1)에서 상기 하우징의 외주부 또는 상기 밀봉된 단자 조립체와 마주하는 측부에 설치된 돌출부를 사용함으로써 충분한 절연 거리가 확보되는 것을 특징으로 한다.

(6) 기밀 밀봉형 전동 컴프레서와, 기밀 밀봉형 전동 컴프레서가 마련된 장치로서, 상기 단락 (1)에서 상기 하우징은 수지 재료로 만들어지며 충분한 절연 거리를 확보하기 위한 돌출부가 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

(7) 기밀 밀봉형 전동 컴프레서와, 기밀 밀봉형 전동 컴프레서가 마련된 장치로서, 상기 단락 (1)에서 상기 긴밀하게 밀봉된 용기 내로 충전되는 냉각제는 자연계 냉각제(HC 냉각제)인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 현재의 기밀 밀봉형 전동 컴프레서를 변경하지 않고 단지 기밀 밀봉형 전동 컴프레서용 보호구의 일부를 변경함으로써 실현할 수 있다.

본 발명은 첨부된 청구범위의 범위 내에 있는 전술한 실시예의 모든 수정과 균등물을 포함한다.

본 발명에 따르면, 기밀 밀봉형 전동 컴프레서에 비정상 상태가 발생한 결과 절연 저항이 강하한 경우에도 충분한 절연 거리를 확보할 수 있다. 충분한 절연 압력 저항을 확보함으로써 선행 기술의 경우 발생하는 누전과 밀봉된 단자로의 이월과 같은 매우 위험한 사고의 가능성을 감소시킬 수 있게 되므로, 밀봉된 단자 조립체의 핀의 파손으로 인한 감전사 또는 화재의 발생 및 사람과 건물에 대한 위험이 증대되는 것을 감소시킬 수 있고, 따라서 보다 신뢰성있는 기밀 밀봉형 전동 컴프레서 및 그것이 마련된 장치를 제공할 수 있다.

Claims

전기 모터로 구동되는 기밀 밀봉된 컴프레서용 보호 장치로서, 상기 컴프레서의 밀봉된 케이싱 내에는 단자 조립체가 장착되고, 이 단자 조립체는 전기 절연 재료를 통해 연장되는 단자 핀을 포함하며, 이 단자 핀은 상기 밀봉된 케이싱의 내외부에서 상기 단자 조립체를 지나 연장되고, 전기 절연 재료로 형성된 보호 장치 하우징을 포함하며, 이 보호 장치 하우징은 저벽에 상기 보호 장치를 상기 단자 조립체의 단자 핀에 장착하기 위한 단자 핀 수용구가 형성되고 측벽이 상기 저벽으로부터 상향 연장되어 모터 보호구 시트 및 모터 안내로를 형성하며, 상기 모터 보호구 시트 내에는 모터 보호구가 위치하고, 상기 보호 장치 하우징 내에는 전도성 단자 핀 커넥터가 장착되며 퓨즈 요소가 상기 모터 보호구와 상호 연결되고, 상기 보호 장치가 상기 단자 조립체의 단자 핀 상에 장착되었을 때 상기 컴프레서의 밀봉된 케이싱과 마주하게 되는 보호 장치 하우징 측의 측벽으로부터 전기 절연 재료로 형성된 스커트 부재가 외향 연장되며, 이 스커트 부재는 상기 보호 장치 하우징의 측벽을 지나 선택된 거리만큼 연장되어 상기 보호 장치의 도전부와 상기 컴프레서의 밀봉된 케이싱의 도전부 사이에 적어도 예정된 절연 거리를 제공하는 것인 보호 장치.
제1항에 있어서, 상기 스커트 부재는 적어도 9.5 mm의 절연 거리를 제공하는 것인 보호 장치.
제1항에 있어서, 상기 스커트 부재는 수지 재료로 형성되는 것인 보호 장치.
제1항에 있어서, 모터 도선을 각각의 안내로에서 로킹하기 위한 모터 도선 로킹 기구를 추가로 포함하는 것인 보호 장치.
제4항에 있어서, 상기 스커트 부재는 상기 보호 장치 하우징의 저벽 상에 수용되고 또한 상기 모터 도선 안내로를 지나 상기 보호 장치 하우징 상에 형성된 상부벽을 추가로 포함하며, 상기 보호 장치 하우징의 저벽은 각각의 모터 도선 안내로와 연통하는 관통구를 각각 갖고, 상기 모터 도선 로킹 기구는 슬롯에 의해 상기 스커트 부재에 형성된 외팔보 부재를 포함하며, 각각의 외팔보는 각각의 안내로와 정렬되고 또한 가동 자유단을 구비하며, 각각의 외팔보의 자유단에는 웨지형부가 형성되고, 각각의 외팔보의 웨지형부는 상기 외팔보가 정지 위치에 있는 상태로 각각의 안내로의 구멍에 수용되어 있으며, 상기 웨지형부에 정지면이 형성됨으로써 상기 안내로 안으로 삽입된 모터 도선과 연결된 모터 도선 커넥터가 상기 웨지형부를 하방으로 편항시키고 상기 모터 도선 커넥터가 상기 안내로 내의 상기 웨지형부를 지나가면 상기 정지면이 상기 안내로 내의 상기 모터 도선 커넥터를 로킹한 상태로 상기 외팔보가 정지 위치로 복귀하게 되는 것인 보호 장치.
제5항에 있어서, 상기 스커트 부재로부터 연장되는 래치를 추가로 포함하고,상기 보호 장치 하우징의 저벽에는 래치 수용구가 형성되며, 이 래치 수용구에 상기 래치가 수용되어 상기 스커트 부재가 상기 보호 장치 하우징에 부착되는 것인 보호 장치.
제1항에 있어서, 상기 스커트 부재로부터 연장되는 래치를 추가로 포함하고, 상기 보호 장치 하우징의 저벽에는 래치 수용구가 형성되며, 이 래치 수용구에 상기 래치가 수용되어 상기 스커트 부재가 상기 보호 장치 하우징에 부착되는 것인 보호 장치.
제1항에 있어서, 상기 스커트 부재는 상기 보호 장치 하우징과 일체로 형성되는 것인 보호 장치.
벽에 단자 조립체가 장착된 밀봉된 케이싱을 포함하는 전동 컴프레서 장치로서, 상기 밀봉된 케이싱으로부터, 그리고 서로로부터 전기적으로 절연된 상기 단자 조립체에 단자 핀이 장착되고, 이 단자 핀은 상기 밀봉된 케이싱의 내외부에서 상기 단자 조립체를 지나 연장되며, 상기 밀봉된 케이싱에는 전기 모터와 컴프레서가 장착되고 상기 컴프레서는 상기 전기 모터로 구동되며, 상기 밀봉된 케이싱 내의 단자 조립체의 단자 핀 상에는 보호 장치가 장착되고, 이 보호 장치는 전기 절연 재료로 형성된 보호 장치 하우징을 구비하며, 이 보호 장치 하우징은 상기 보호 장치를 상기 단자 조립체의 단자 핀 상에 장착하기 위한 단자 핀 수용구가 형성된 저벽을 갖고, 이 보호 장치 하우징의 저벽으로부터 측벽이 상향 연장되어 모터 보호구 시트를 형성하며, 이 모터 보호구 시트 내에는 모터 보호구가 위치하고, 상기 보호 장치 하우징 내에는 전도성 단자 핀 커넥터가 장착되며, 퓨즈 요소가 상기 모터 보호구와 상호 연결되고, 상기 보호 장치가 상기 단자 조립체의 단자 핀 상에 장착되었을 때 상기 컴프레서의 밀봉된 하우징과 마주하게 되는 보호 장치 하우징 측의 측벽으로부터 전기 절연 재료로 형성된 스커트 부재가 외향 연장되며, 이 스커트 부재는 상기 보호 장치 하우징의 측벽을 지나 선택된 거리만큼 연장되어 상기 보호 장치의 도전부와 상기 컴프레서의 밀봉된 케이싱의 도전부 사이에 적어도 예정된 절연 거리를 제공하는 것인 전동 컴프레서 장치.
제9항에 있어서, 상기 스커트 부재는 적어도 9.5 mm의 절연 거리를 제공하는 것인 전동 컴프레서 장치.
제9항에 있어서, 상기 밀봉된 케이싱 내에 위치하는 압축 자연계 냉각제를 추가로 포함하는 것인 전동 컴프레서 장치.
제9항에 있어서, 상기 컴프레서에 대해, 그리고 서로에 대해 연결된 증발기, 팽창 기구 및 응축기를 추가로 포함하는 것인 전동 컴프레서 장치.
전기 모터로 구동되는 기밀 밀봉된 컴프레서용 보호 장치로서, 상기 컴프레서의 밀봉된 케이싱 내에는 단자 조립체가 장착되고, 이 단자 조립체는 그것을 관통해서 상기 밀봉된 케이싱으로부터, 그리고 서로로부터 전기적으로 절연되어 연장되는 단자 핀을 포함하며, 이 단자 핀은 상기 밀봉된 케이싱의 내외부에서 상기 단자 조립체를 지나 연장되고, 전기 절연 재료로 형성된 보호 장치 하우징을 포함하며, 이 보호 장치 하우징은 저벽에 상기 보호 장치를 상기 단자 조립체의 단자 핀에 장착하기 위한 단자 핀 수용구가 형성되고 측벽이 상기 보호 장치 하우징의 저벽으로부터 상향 연장되며, 상기 보호 장치는 퓨즈 요소를 포함하는 도전부를 장착시키고, 상기 보호 장치가 상기 단자 조립체의 단자 핀 상에 장착되었을 때 상기 컴프레서의 밀봉된 하우징과 마주하게 되는 보호 장치 하우징 측의 측벽으로부터 전기 절연 재료로 형성된 스커트 부재가 외향 연장되며, 이 스커트 부재는 상기 보호 장치 하우징의 측벽을 지나 선택된 거리만큼 연장되어 상기 보호 장치의 도전부와 상기 컴프레서의 밀봉된 케이싱의 도전부 사이에 적어도 9.5 mm의 절연 거리를 제공하는 것인 보호 장치.
제13항에 있어서, 상기 스커트 부재는 수지 재료로 형성되는 것인 보호 장치.
제13항에 있어서, 상기 보호 장치 하우징에 형성된 모터 도선 안내로를 추가로 포함하고, 상기 모터 도선 안내로 내의 도선 커넥터를 로킹하기 위한 로킹 기구가 상기 스커트 부재 상에 형성되는 것인 보호 장치.
제13항에 있어서, 상기 스커트 부재는 상기 보호 장치 하우징 부재와 일체로 형성되는 것인 보호 장치.
제13항에 있어서, 상기 스커트 부재로부터 연장되는 래치를 추가로 포함하고, 상기 보호 장치 하우징의 저벽에는 래치 수용구가 형성되며, 이 래치 수용구에 상기 래치가 수용되어 상기 스커트 부재를 상기 보호 장치 하우징에 부착시키는 것인 보호 장치.