KR20020091132A - 비궤도 스크롤에 대한 모터 보호장치 - Google Patents

Abstract

스크롤 압축기(20)는 궤도 스크롤(28), 비궤도 스크롤(30), 크랭크케이스(100) 및 회전방지 커플링(102)을 포함하는 펌프유닛과 함께 압축기 펌프 유닛에 장착된 보터보호회로(40)를 갖는다. 선호적으로 보호회로(40)는 비궤도 혹은 궤도 스크롤(30)에 장착된다. 보호회로(40)의 위치로 인해서, 궤도 스크롤(30)의 역회전 및 그로인해 상승된 온도는 빠르게 감지되어 압축기가 즉시 멈추도록 한다.

Description

비궤도 스크롤에 대한 모터 보호장치{MOTOR PROTECTOR ON NON-ORBITNG SCROLL}

스크롤 압축기는 현재 냉각제를 압축하는데 광범위 하게 사용된다. 스크롤 압축기에서, 한 쌍의 스크롤 부재는 베이스 및 베이스로부터 연장된 나선형 랩(spiral wrap)을 포함한다. 랩은 압축챔버를 형성하기 위해 꼭 맞는다. 두 개의 부재중 하나는 서로 대해서 궤도 운동을 하고 압축챔버의 크기는 줄어든다. 갇힌 냉각제는 압축되고, 스크롤부재 중 하나의 베이스를 통해 연장된 방출포트로 이동한다.

스크롤 압축기 형태에 대한 많은 난제가 있다. 특히 스크롤 압축기는 오직 한가지 방향으로만 궤도운동을 하도록 설계되었다. 만약 궤도 스크롤이 설계된 것과 반대방향으로 궤도운동을 하게 된다면, 냉각제는 방출포트로 가서 흡입포트 쪽으로 이동하게 된다. 이것은 바람직하지 않으며 스크롤부재 주위를 과도하게 가열할 수 있다.

스크롤 압축기는 역회전 및 다른 문제점을 언급하기 위해 보호요소와 함께제안되었다. 특히 전기모터는 보호회로가 구비된다. 보호회로는 과도한 전류 혹은 전압이가 열에 반응하기 위한 전기장치를 통합시킨다. 그동안 보호회로는 전기모터에 통합되었으며 회전자 권선에 인접해 있다.

보호회로는 방출포트에 인접한 냉각제 유동 내에 위치하도록 제안된다. 보호회로는 전기모터에 연결된다. 만약 방출 냉각제가 최대 온도를 넘으면, 보호회로는 모터의 작동을 멈춘다.

그러나 역회전은 방출 냉각제의 온도에 영향을 주지 않는다. 역회전에서, 전술된 바와 같이 냉각제는 방출포트로 빠진다. 방출챔버 냉각제는 과도하게 가열되지 않는다. 그러나 압축펌프는 과도하게 가열되며 바람직하지 않는다.

다른 종래의 시스템은 모터센터를 비궤도 스크롤에 위치시킨다. 이러한 센서는 모터 위의 모터보호회로와 직렬로 연결된다. 그러나 센서는 방출포트의 냉각제 온도를 감지한다. 또한 두 개의 분리된 보호회로는 바람직하지 않은데 복잡해지고 비용이 올라가기 때문이다.

역회전에 대한 한가지 주요한 원인에서 3상 전기모터의 권선은 위상이 반대가 되도록 적합하지 않게 연결된다. 이러한 위치에서 보호회로가 모터의 작동을 빠르게 멈추는 것이 바람직하다. 역회전에 대한 가장 초기의 신뢰성 있는 표시는 펌프유닛에서 과도한 열이다. 종래의 보호회로는 이러한 피드백에 응답하도록 설계되지 않는다.

본 발명은 좋지 않는 상태가 감시되어 모터작동을 멈추기 위해 전기모터 보호장치를 스크롤 압축기에 있는 비궤도 스크롤에 놓는데 관련된다.

도 1A는 본 발명을 도식적으로 통합시키는 스크롤 압축기의 횡단면.

도 1B는 모터보호유닛에 대한 또 다른 위치를 도시한 도면.

도 1C는 모터보호유닛에 대한 또 다른 위치를 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예를 통합시키는 스크롤의 횡단면도.

도 3은 제 2 실시예의 평면도.

도 4는 제 2 실시예를 나타내는 도면.

도 5는 도 4의 실시예에 대한 또 다른 도면.

도 6은 도 4의 실시예에 대한 또 다른 도면.

* 부호설명 *

20 : 스크롤 압축기22 : 전기모터 고정자

24 : 전기모터 회전자26 : 축

28,30 : 궤도형 스크롤29,32 : 랩

31 : 분리기 플레이트34 : 방출포트

36 : 방출튜브38 : 전력 공급기

40 : 보호회로

본 발명의 공지된 실시예에서, 모터보호회로는 스크롤 압축기에 대한 전기모터회로에 연결된다. 보호회로는 종래의 기술로 이용되지만 선호적으로 비궤도 스크롤의 베이스에 장착된다. 이러한 방식으로 보호회로는 압축기 펌프유닛의 온도를 감지할 수 있고, 역회전이 발생할 때 모터를 빨리 멈출수가 있다. 전류 및 전압은 모터 보호회로에 의해 감지된다. 그러므로 모터에 장착되었을 때 모터보호회로에 대한 전기적인 변칙성은 본 발명의 모터보호회로에 의해 감지되고, 모터는 과도한 양의 전기가 모토보호회로를 통과하면 멈추게 된다.

선호적으로 모터보호회로는 방출압력냉각제로부터 밀봉된다. 모터보호회로는 선호적으로 비궤도 스크롤의 베이스 외부표면에 있는 리세스 안에 장착된다. 제 1 실시예에서, 분리기 플레이트는 비궤도 스크롤과 함께 사용된다. 분리기 플레이트는 방출 및 흡입압력챔버로 하우징된 압축기를 분리시킨다. 상기 실시예에서, 플라스틱 코팅은 모터보호회로를 주변환경으로부터 절연시킨다.

제 2 실시예에서, 분리기 플레이트는 제거된다. 상기 실시예에서, 압축기의 쉘은 비궤도 스크롤에 고정되며, 그 사이는 밀봉된다. 상기 실시예에서, 플라스틱 커버는 비궤도 스크롤로부터 보호회로를 전기적으로 절연시키기 위해 장착된다. 또한 밀봉캡은 보호기가 비궤도 스크롤의 한 측면에 형성된 방출압력챔버로부터 밀봉되도록 보호기를 수용하는 리세스를 밀봉시킨다.

또 다른 방식으로 말하자면, 모터보호기는 압축기 펌프유닛의 축방향 길이 내에 있다. 선호되는 실시예에서, 모터보호기는 비궤도 스크롤의 베이스에 장착된다. 그러나 모터 보호기는 크랭크케이스(crankcase) 혹은 압축기에 대한 하우징의 내부둘레에 장착될 수 있다.

본 발명의 모든 특징은 다음 도면과 상세설명을 잘 명확해질 것이다.

스크롤 압축기(20)는 도 1A에 도시되었는데 전기모터 고정자(22) 및 전기모터 회전자(24)를 갖는다. 도시된 바와 같이 회전자(24)는 축(26)을 구동시킨다.축(26)은 궤도형 스크롤(28)이 회전방지 커플링(102)을 통해 궤도운동하도록 한다. 궤도형 스크롤(28)은 궤도형 스크롤(30) 위의 랩(32)과 꼭 맞는 랩(29)을 갖는다. 도시된 바와 같이 비궤도 스크롤(30)은 고정된 것으로 도시되었지만, 본 발명은 궤도형 스크롤이 제한된 축방향 거리로 이동하도록 하는 비궤도 스크롤에까지 연장된다. 분리기 플레이트(31)는 흡입 및 방출압력챔버 안으로 압축기(20)를 분리시킨다. 크랭크케이스(100)는 궤도형 스크롤(28)을 지지한다.

방출포트(34)는 비궤도 스크롤(30)을 통해 연장되며 방출튜브(36)와 연결된다. 과거에는 모터보호회로가 냉각제의 온도를 감지하는 것이 제안되었다. 그러나 이러한 위치는 역회전 표시를 정밀하게 하지 않는다. 이러한 종래의 시스템의 예는 미국 특허 5,118,260에 공지되었다. 상기 특허에 공지된 모터보호회로의 기본회로는 참고로 인용되었다. 이러한 모터보호회로가 본 발명에 이용되었지만 아래에 자세히 설명될 것이며, 위치는 선호적으로 변하게 된다. 전기모터의 작동을 멈추기 위한 과도한 열과 전기적 변칙성에 반응하는 다른 보호회로가 사용될 수 있다.

본 발명에서 전력 공급기(38)는 모터 고정자(22)에 대한 3상 전력을 포함한다. 도시된 바와 같이 전력 공급기는 모터가 바람직하지 않게 축(26)이 역회전 하도록 잘못 연결될 수 있다. 이것은 스크롤 압축기에 대해서 가장 바람직하지 않은 것이다.

궤도형 스크롤(28), 비궤도 스크롤(30), 크랭크케이스(100), 회전방지 커플링(102)의 조합은 압축기 펌프 유닛으로 불린다. 가장 선호적으로 본 발명의 모터보호유닛(40)은 압축기 펌프 유닛에 장착되고, 고정자(22)에 전기적으로 연결된다.위치는 도면에 도식적으로 도시되었다. 전기적 연결 및 제어는 미국 특허 5,118,260에 도시된 것 같이 되거나 다른 적합한 제어가 될 수 있다. 보호기의 위치가 본 발명에서 새로운 것이다. 가장 선호적으로 보호회로(40)는 비궤도 스크롤에 장착된다.

모터 고정자(22)에 공급되는 전력에 전기적인 변칙성이 있다면, 보호유닛(40)은 변칙성을 감지하고 모터(22)의 작동을 멈출 것이다. 만약 펌프유닛이 매우 뜨겁도록(역작동, 냉각제 손실, 외부팬고장 등등) 하는 조건이 존재한다면, 높은 온도는 보호회로(40)에 의해 감지될 것이며, 모터(22)의 작동을 정지시킬 것이다.

도 1A는 기본적인 본 발명을 계략적으로 도시한다.

도 1B는 크랭크케이스(100)에 장착된 모터보호기(140)를 도시한다. 압축기 작동 상태의 좋은 표식이 되는 압축기 펌프유닛의 온도를 표시한다. 보호기 유닛(140)은 보호기 유닛(40)과 비슷하게 작동한다. 도 1C는 중심부 하우징(144)의 내부 둘레에 장착된 또 다른 실시예의 모터 보호기(142)를 도시한다. 실시예(1A-C)는 전기적 변칙성에 대한 모터를 제어하는 모터 보호기를 갖는 것을 특징으로 하며, 모터 보호기는 압축기 펌프유닛의 축방향 길이 내에 장착된다. 압축기 펌프유닛은 비궤도 스크롤, 크랭크케이스, 회전방지 커플링, 궤도형 스크롤을 포함하도록 형성된다. 모터 보호기를 압축기 펌프 유닛의 축방향 길이 내에 위치시켜서, 온도 피드백에 민감하도록 압축기 펌프 유닛에 가까워지도록 한다.

도 2는 방출포트(52)를 통합시키는 비궤도 스크롤(51)을 갖는 스크롤(50)을도시한다. 상기 실시예(50)는 흡입 및 배출압력챔버로 분리시키는 도 1A 실시예에 도시된 플레이트 같은 분리기 플레이트를 갖는 스크롤에 통합되어야 한다. 상기 실시예에서, 리세스(54)는 비궤도 스크롤(51)의 베이스(53) 안에 형성된다. 리세스는 방사형 내부둘레(56)를 갖는다. 모터보호회로(58)는 리세스(54) 안에 있게 된다. 와이어(60)는 모터 고정자(22)에 안내된다. 모터보호기(58)의 전기적 세부사항은 알려진 바와 같이 플라스틱 커버는 선호적으로 모터보호회로(58)가 비궤도 스크롤(51)로부터 전기적으로 절연되도록 모터보호회로(58)를 덮는다.

도 3은 리세스(54) 내에 위치한 모터보호회로(58)를 포함하여 상세히 도시한다. 도시된 바와 같이 와이어(60)는 모터의 비궤도 스크롤의 방사형 외부표면을 따라 연장된다. 측면(62)은 단부면(56)을 리세스(54)의 오프닝(64)에 연결시킨다.

이러한 위치에서 모터보호회로(58)는 비궤도 스크롤의 온도를 감지한다.

또 다른 실시예(70)가 도 4에 도시되었다. 실시예(70)에서 외부하우징(72)은 비궤도 스크롤(74) 위의 영역이 포트(76)를 떠나는 압축기 냉각제로 인해서 방출압력에 있도록 비궤도 스크롤(74)에 밀봉된다. 방출튜브(104)는 하우징(72)을 통해 연장된다. 즉, 분리기 플레이트가 없는 것이다.

리세스(78)는 플라스틱 절연영역의 제 1 영역(79)을 수용하고 캡(80)은 영역(79) 위에 위치한다. 이 둘은 함께 모터보호회로(81)에 대한 전기적인 절연을 제공한다. 상단(80)으로부터 원주방향으로 연장된 리브 혹은 레그(82)는 보호회로(81)의 상단과 경계를 접한다. 전방커버(84)는 와이어(90)가 모터에 연장된 오프닝에 연장된다. 도시된 바와 같이 와이어(90)는 비궤도 스크롤(74)의 베이스를 통해 연장된 오프닝(88)을 통해 연장된다. 밀봉캡(86)은 비궤도 스크롤(74) 위의 방출압력챔버로부터 리세스(78)를 밀봉한다. 선호적으로 캡(86)은 인발강(drawn steel)으로 만들어진다. 도시된 바와 같이 캡(86)은 비궤도 스크롤(74)에 있는 리세스 외부둘레(87) 내에 꼭 맞게 수용된 외부표면(89)을 갖는다. 그러므로 모터보호회로(81)를 수용하는 챔버는 방출압력 냉각제로부터 밀봉된다.

도 5에 도시된 바와 같이 밀봉캡(86)은 제거되고 플라스틱 보호기(80)만 도시되었다.

도 6은 플라스틱 커버 캡(80)을 제거한 것을 도시한다. 와이어(90)는 오프닝(88)을 통해 연장된다. 이러한 위치에서 모터보호회로의 새로운 위치는 과도한 작동으로 인해 펌프유닛의 열이 발생할 경우 모터보호회로(78)로부터 즉각적인 반응을 얻도록 한다.

일반적으로 본 발명은 시스템이 역회전 같이 스크롤 압축기에서 발생하는 원치 않는 상태에 빠르게 반응하도록 모터보호회로에 대한 독특한 위치를 제공한다. 본 발명은 종래 기술의 반대조건 하에서 모터가 정지하도록 하며 매우 간단하고 효과적인 보호회로를 제공한다.

본 발명의 선호되는 실시예가 공지되었지만 본 발명의 범위 내에서 변형이 가능하다. 이러한 이유로 다음 청구항들이 그 범위를 정한다.

Claims (21)

1. 스크롤 압축기는,

   전력 공급기를 수용하는 전기모터,

   상기 전기모터로 인해 회전하도록 구동되는 축으로 구성되는데,

   상기 축은 압축기 펌프 유닛을 구동하도록 작동하며, 궤도 스크롤을 통합시키는 상기 압축기 펌프 유닛은 상기 축, 비궤도 스크롤, 회전방지 커플링, 크랭크케이스로 인해 궤도를 돌도록 구동되어야 하며, 각각의 강기 궤도 및 비궤도 스크롤은 베이스로부터 연장된 나선형 랩을 포함하고, 상기 랩은 압축챔버를 형성하도록 꼭 맞춰지고,

   모터보호회로는 상기 전기모터 및 상기 압축기 펌프 유닛의 작동 상태를 감지하도록 전기적으로 연결되며, 선택적으로 상기 전기모터 작동을 정지시키며, 상기 모터보호회로는 압축기펌프유닛에 장착되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 모터보호회로는 상기 비궤도 스크롤의 베이스에 장착되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 모터보호회로는 상기 비궤도 스크롤의 베이스에 있는 리세스에 위치하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 모터보호회로는 방출압력챔버로부터 밀봉된 챔버에 위치하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
5. 제 4 항에 있어서, 분리기 플레이트는 상기 방출압력챔버 및 상기 비궤도 스크롤 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
6. 제 4 항에 있어서, 밀봉캡은 상기 모터보호회로로부터 방출압력챔버를 밀봉하기 위해 비궤도 스크롤의 베이스에 위치하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
7. 제 6 항에 있어서, 와이어는 모터보호회로로부터 모터까지 비궤도 스크롤의 베이스의 경로를 통해 연장되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
8. 제 6 항에 있어서, 분리 플라스틱 커버는 상기 캡과 상기 모터보호회로 사이에 안착되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 분리 플라스틱 커버는 상기 모터보호회로를 고정시키는 레그를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
10. 제 1 항에 있어서, 와이어는 모터보호회로에서 상기 모터까지 연장되며, 상기 와이어는 비궤도 스크롤의 외부방사형표면의 바깥쪽으로 연장되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
11. 제 10 항에 있어서, 모터보호회로를 수용하기 위한 리세스는 방사형 내부면, 상기 방사형내부면으로부터 연장된 측면, 방사형 외부 오프닝, 상기 방사형 외부 오프닝을 통해 연장된 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
12. 스크롤 압축기는

    전력 공급기를 수용하는 전기모터로 구성되는데, 상기 축은 압축기 펌프유닛을 구동시키도록 작동하고, 궤도 스크롤을 통합시키는 상기 압축기 펌프유닛은 상기 축과 비궤도 스크롤에 의해 궤도 운동을 하도록 구동되어야 하며, 각각의 비궤도 및 궤도 스크롤은 베이스로부터 연장된 나선형 랩을 포함하고, 상기 랩은 압축챔버를 형성하기 위해 서로 꼭 맞고,

    상기 스크롤 압축기는 또한 상기 비궤도 스크롤을 통해 연장된 방출포트로 구성되는데, 상기 방출포트는 방출챔버와 통하고, 냉각제는 상기 압축챔버에서 압축되어 상기 방출포트를 통해 방출챔버로 통과하며,

    상기 스크롤 압축기는 또한 상기 모터 및 압축기 펌프 유닛의 작동을 감지해서 전기모터의 작동을 멈추도록 전기적으로 연결된 모터보호회로로 구성되는데, 상기 모터보호회로는 비궤도 스크롤의 베이스 온도를 감지하기 위해 비궤도 스크롤의 베이스에 장착되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 모터보호회로는 방출챔버로부터 밀봉되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
14. 스크롤 압축기는

    전력 공급기를 수용하는 전기모터,

    상기 전기모터로 회전하도록 구성되는 축으로 구성되는데, 상기 축은 축과 비궤도 스크롤에 의해 궤도운동 하도록 구동되는 비궤도 스크롤을 통합시키는 압축기 펌프 유닛을 구동시키도록 작동하며, 각각의 궤도 및 비궤도 스크롤은 베이스로부터 연장된 나선형 랩을 포함하고, 상기 랩은 압축기 챔버를 형성하기 위해 상호 꼭 맞으며,

    상기 스크롤 압축기는 또한 비궤도 스크롤의 베이스를 통해 연장된 방출포트와 연결된 방출압력챔버 및 흡입압력챔버로부터 방출압력챔버를 분리시키는 분리요소로 구성되는데, 상기 전기모터는 상기 흡입압력챔버에 수용되고, 상기 스크롤 압축기는 전기모터 및 상기 비궤도 스크롤의 상태를 감지하고 전기모터의 작동을 선택적으로 멈추는 모터보호회로로 구성되며, 상기 모터호보회로는 방출압축챔버로부터 밀봉된 비궤도 스크롤의 베이스에 장착되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 모터보호회로는 비궤도 스크롤의 베이스 외부표면에 있는 리세스에 위치하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
16. 제 14 항에 있어서, 상기 분리기 요소는 상기 비궤도 스크롤에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
17. 제 14 항에 있어서, 상기 분리기 요소는 비궤도 스크롤의 베이스 및 방출챔버 사이에 위치한 플레이트인 것을 특징으로 하는 압축기.
18. 스크롤 압축기는

    전력공급기를 수용하는 전기모터,

    전기모터로 회전하도록 구동되는 축으로 구성되는데, 상기 축은 압축기 펌프유닛을 구동시키도록 작동하며, 궤도 스크롤을 통합하는 상기 압축기 펌프유닛은 상기 축, 비궤도 스크롤, 회전방지 커플링 및 크랭크케이스에 의해 궤도 운동하도록 구동되어야 하며, 상기 궤도 및 비궤도 스크롤은 베이스로부터 연장된 나선형 랩을 포함하고, 상기 랩은 압축챔버를 형성하도록 상호 꼭 맞게 되며,

    상기 스크롤 압축기는 또한 상기 전기모터 및 압축기 펌프 유닛의 작동상태를 감지하고 전기모터의 작동을 선택적으로 멈추도록 전기적으로 연결된 모터보호회로로 구성되는데, 압축기 펌프 유닛의 축방향 길이는 궤도 스크롤, 비궤도 스크롤, 회전방지 커플링 및 크랭크케이스의 축방향 위치로 형성되고, 상기 모터보호회로는 압축기 펌프유닛의 축방향 길이 내에 장착되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 모터보호유닛은 상기 비궤도 스크롤에 장착되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
20. 제 18 항에 있어서, 상기 모터보호유닛은 상기 크랭크케이스에 장착되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.
21. 제 18 항에 있어서, 상기 모터보호기는 압축기 펌프유닛을 둘러쌓는 하우징의 내부표면에 장착도는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기.