KR20030053199A - 스크롤 압축기의 과부하 방지장치 - Google Patents

스크롤 압축기의 과부하 방지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 과부하방지장치에 관한 것으로서, 케이싱의 내부에 고정스크롤 및 그 고정스크롤과 함께 복수개의 압축실을 형성하는 회전스크롤이 구비되어 상기 선회스크롤의 선회 시, 각 압축실이 서로 다른 압력을 갖으면서 연속적으로 위치를 이동하여 흡입된 냉매를 압축하는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 고정스크롤의 상측부에 형성된 고압부에 장착되어 상기 고정스크롤 및 선회스크롤에 의해 압축되어 토출된 냉매의 온도를 측정하고, 그 측정된 온도에 의해 전원을 제어하여 과부하를 방지하는 과부하방지수단(OLP: Over Load Protector)이 형성되어 구성됨으로써, 압축된 냉매의 과열에 신속하게 대처하여 전원을 차단하여 압축기의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

스크롤 압축기의 과부하 방지장치{OVER LOAD PROTECTOR OF SCROLL COMPRESSOR}
본 발명은 스크롤 압축기의 과부하방지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고정스크롤 및 선회스크롤에 의하여 압축된 냉매가 토출되는 케이싱 내부의 고압측에 과부하방지수단을 장착하고 압축된 냉매의 온도를 감지하여 전원공급을 제어할 수 있도록 한 스크롤 압축기의 과부하방지장치에 관한 것이다.
일반적으로 스크롤 압축기는 로터리 압축기의 일종으로 인벌루트 치형의 두 개의 맞물린 스크롤 부품이 선회 운동을 하면서 압축하는 용적형 압축기이다. 냉동능력은 2500~4300Kcal/h 범위이고, 효율적인 작동을 위하여 스크롤 압축기는 스크롤 부품의 정밀한 공차 가공이 요구되며, 최근 제조 기술의 발전으로 고정도의 가공이 가능하게 되어 공조용 및 저온용으로 널리 사용된다. 이러한 스크롤 압축기는 왕복동식이나 로타리식에 비해 토오크 변동이 적고, 흡입밸브나 토출밸브가 없으며, 압축요소의 미끄럼 속도가 늦다. 또한 압축실간의 작동가스의 누설이 적으며, 부품수가 적은, 등의 원리적으로 우수한 장점이 많기 때문에 고효율, 저소음, 저진동, 등 고신뢰성을 갖는다.
도 1은 종래의 스크롤 압축기의 종단면도이고, 도시한 바와 같이 종래의 스크롤 압축기는 내부에 밀폐된 공간을 형성하는 케이싱(10)과, 케이싱의 내부에 장착되어 냉매를 압축하는 압축부(20)와, 압축부(20)에 구동력을 제공하는 동력발생부(50)와, 상기 케이싱(10) 내부의 윤활을 도모하는 윤활부(60)가 구비되어 구성된다.
상기 케이싱(10)의 일 측에는 외부로부터 냉매를 흡입하는 흡입관(11)과, 압축된 냉매를 토출하는 토출관(12)이 형성되어 있다.
상기 압축부(20)는, 인벌루트형상의 고정스크롤랩(22)을 가지고 중앙부에 압축된 냉매가 토출될 수 있도록 토출구(23)가 형성되어 케이싱(10)의 내부에 고정 장착되는 고정스크롤(21)과, 상기 고정스크롤랩(22)에 대응되게 형성된 동일한 인벌루트형상의 선회스크롤랩(26)을 형성하고 고정스크롤랩(22)과 상기 선회스크롤랩(26)이 서로 180도 위상차로 맞물려서 초생달 모양의 공간이 동시에 4개의 압축공간(P2)을 형성하도록 장착되는 선회스크롤(25)이 구비되어 구성된다.
또한, 상기 고정스크롤(21)의 상측에는 상기 케이싱(10)의 내부공간을 고압측(P3)과, 저압측(P1)으로 구획하는 고저압 분리판(24)이 장착되고, 상기 토출구(23)상측에는 고압측(P3)의 압축된 냉매가 역류하여 압축공간(P2)의 내부로 유입되는 것을 차단하는 체크밸브(40)가 장착되어 진다.
상기 동력발생부(50)는 상기 케이싱(10)내부에 고정되는 고정자(51)와, 상기 고정자(51)의 내부에서 전기력을 회전력으로 변환시키는 회전자(52)와, 상기 회전자(52)의 회전력을 선회스크롤(25)에 전달시키는 회전축(53)과, 회전축(53)의 회전운동을 선회운동으로 변환시키도록 회전축(53)과 선회스크롤(25) 사이에 장착되는 올답링(56)과, 상기 회전축(53)이 고정되는 상기 케이싱(10)의 내부에 고정 장착된 메인프레임(54) 및 로우프레임(55)이 구비되어 구성되며, 상기 고정자(51)의 상부엔 상기 고정자(51) 및 회전자(52)에 의해 발생된 열을 측정하여 과열 발생 시, 공급되는 전원을 제어하는 과부하방지수단(OLP:Over Load Protector)(57)이 장착되어 구성된다.
상기 윤활부(60)는 상기 회전축(53)의 내부에 형성되어 상기 케이싱(10)의 하부에 채워진 오일(61)을 상기 케이싱(10) 내부의 마찰부에 공급되도록 장착된다.
상기와 같이 구성된 종래의 스크롤 압축기는 인벌루트 형상의 상기 고정스크롤랩(22) 및 선회스크롤랩(26)이 형성된 상기 고정스크롤(22) 및 선회스크롤(25)에 의하여 압축공간(P2)이 형성되며, 상기 고정스크롤(21)은 고정되어 있고, 상기 선회스크롤(25)은 자전하지 못하도록 고정된 상태에서 일정 반경을 갖는 원을 따라 선회운동을 하도록 구동되어 냉매를 연속적으로 압축할 수 있게된다.
압축이 진행되면서 상기 체크밸브(40)는 압력차에 의해 상기 토출구(23)를 개방하게 되고, 압축된 냉매는 토출구(23)를 통해 고압측(P3)으로 유동되며, 고압측(P3)의 압축된 냉매는 고저압분리판(24)에 의해 저압측(P1)과 분리되며, 토출관(12)을 통해 케이싱(10) 외부로 토출된다.
상기와 같이 이루어진 스크롤 압축기는 상기 고정자(51)에 감겨진 권선코일(도시되지 않음)에 연결되고, 상기 고정자(51)의 상부에 장착되어 상기 고정자(51) 및 회전자(52)에 의해 발생되는 열을 감지하여, 과열이 발생하였을 시, 상기 권선코일(도시되지 않음)을 단란 시킴으로써, 과부하를 방지하는 구조로 이루어진다.
그러나, 상기와 같은 종래 구조의 스크롤 압축기는 상기 과부하방지수단(57)이 상기 고정자(51) 및 회전자(52)에 의해 발생되는 과열을 감지하여 전원을 차단하는 구조로 이루어짐으로써, 이상운전에 의해 압축되어 토출되는 냉매가 과열되었을 시, 이를 감지하고 전원을 차단하여 과부하를 방지하는데 한계가 있고, 또한 그로 인해 스크롤 압축기의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.
상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 회전스크롤 및 고정스크롤의 상호작용으로 압축되어 토출되는 냉매의 온도를 감지하고, 전원을 제어하여 과부하를 방지하는 스크롤 압축기의 과부하방지장치를 제공함에 있다.
도 1은 일반적인 스크롤 압축기의 내부 구조를 도시한 종단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예인 과부하방지수단가 장착된 스크롤 압축기의 내부 구조를 도시한 종단면도,
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
P3 : 고압측 24 : 고저압 분리판
71 : 결합홈 72 : 과부하방지수단
73 : 절연튜브
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 스크롤 압축기의 과부하방지장치는 케이싱의 내부에 고정스크롤 및 그 고정스크롤과 함께 복수개의 압축실을 형성하는 회전스크롤이 구비되어 상기 선회스크롤의 선회 시, 각 압축실이 서로 다른 압력을 갖으면서 연속적으로 위치를 이동하여 흡입된 냉매를 압축하는 스크롤 압축기에 있어서, 상기 고정스크롤의 상측부에 형성된 고압부에 장착되어 상기 고정스크롤 및 선회스크롤에 의해 압축되어 토출된 냉매의 온도를 측정하고, 그 측정된 온도에 의해 전원을 제어하여 과부하를 방지하는 과부하방지수단(OLP: Over Load Protector)이 형성되어 구성된다.
이하 본 발명의 일 실시예인 스크롤 압축기의 과부하방지장치를 첨부된 도면을 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같고, 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예인 과부방지장치가 장착된 스크롤 압축기의 내부구조를 도시한 종단면도로써, 도 2에 도시한 바와 같이
내부에 밀폐된 공간을 형성하는 케이싱(10)과, 케이싱의 내부에 장착되어 냉매를 압축하는 압축부(20)와, 압축부(20)에 구동력을 제공하는 동력발생부(50)와, 상기 케이싱(10) 내부의 윤활을 도모하는 윤활부(60)가 구비되어 구성된다.
상기 케이싱(10)의 일 측에는 외부로부터 냉매를 흡입하는 흡입관(11)과, 압축된 냉매를 토출하는 토출관(12)이 형성되어 있다.
상기 압축부(20)는, 인벌루트형상의 고정스크롤랩(22)을 가지고 중앙부에 압축된 냉매가 토출될 수 있도록 토출구(23)가 형성되어 케이싱(10)의 내부에 고정 장착되는 고정스크롤(21)과, 상기 고정스크롤랩(22)에 대응되게 형성된 동일한 인벌루트형상의 선회스크롤랩(26)을 형성하고 고정스크롤랩(22)과 상기 선회스크롤랩(26)이 서로 180도 위상차로 맞물려서 초생달 모양의 공간이 동시에 4개의 압축공간(P2)을 형성하도록 장착되는 선회스크롤(25)이 구비되어 구성된다.
또한, 상기 고정스크롤(21)의 상측에는 상기 케이싱(10)의 내부공간을 고압측(P3)과, 저압측(P1)으로 구획하는 고저압 분리판(24)이 장착되고, 상기 고압측(P3)에 접하도록 고저압 분리판(24)에 형성된 결합홈(71)에 상기 고정자(51)에 감겨진 권선코일(51a)에 연결된 과부하방지수단(72)이 절연튜브(73)가 씌워진 상태로 장착되고, 상기 토출구(23)상측에는 고압측(P3)의 압축된 냉매가 역류하여 압축공간(P2)의 내부로 유입되는 것을 차단하는 체크밸브(40)가 장착되어 구성된다.
상기 동력발생부(50)는 상기 케이싱(10)내부에 고정되는 고정자(51)와, 상기 고정자(51)의 내부에서 전기력을 회전력으로 변환시키는 회전자(52)와, 상기 회전자(52)의 회전력을 선회스크롤(25)에 전달시키는 회전축(53)과, 회전축(53)의 회전운동을 선회운동으로 변환시키도록 회전축(53)과 선회스크롤(25) 사이에 장착되는 올답링(56)과, 상기 회전축(53)이 고정되는 상기 케이싱(10)의 내부에 고정 장착된 메인프레임(54) 및 로우프레임(55)이 구비되어 구성되며, 상기 고정자(51)의 상부엔 상기 고정자(51) 및 회전자(52)에 의해 발생된 열을 측정하여 과열 발생 시, 공급되는 전원을 제어하는 과부하방지수단(OLP: Over Load Protector)(57)이 장착되어 구성된다.
상기 윤활부(60)는 상기 회전축(53)의 내부에 형성되어 상기 케이싱(10)의 하부에 채워진 오일(61)을 상기 케이싱(10) 내부의 마찰부에 공급되도록 장착된다.
상기와 같이 구성된 종래의 스크롤 압축기는 인벌루트 형상의 상기 고정스크롤랩(22) 및 선회스크롤랩(26)이 형성된 상기 고정스크롤(22) 및 선회스크롤(25)에 의하여 압축공간(P2)이 형성되며, 상기 고정스크롤(21)은 고정되어 있고, 상기 선회스크롤(25)은 자전하지 못하도록 고정된 상태에서 일정 반경을 갖는 원을 따라 선회운동을 하도록 구동되어 냉매를 연속적으로 압축할 수 있게된다.
압축이 진행되면서 상기 체크밸브(40)는 압력차에 의해 상기 토출구(23)를 개방하게 되고, 압축된 냉매는 토출구(23)를 통해 고압측(P3)으로 유동되며, 고압측(P3)의 압축된 냉매는 고저압분리판(24)에 의해 저압측(P1)과 분리되며, 토출관(12)을 통해 케이싱(10) 외부로 토출된다.
상기와 같이 구성된 종래의 스크롤 압축기는 인벌루트 형상의 상기 고정스크롤랩(22) 및 선회스크롤랩(26)이 형성된 상기 고정스크롤(22) 및 선회스크롤(25)에의하여 압축공간(P2)이 형성되며, 상기 고정스크롤(21)은 고정되어 있고, 상기 선회스크롤(25)은 자전하지 못하도록 고정된 상태에서 일정 반경을 갖는 원을 따라 선회운동을 하도록 구동되어 냉매를 연속적으로 압축할 수 있게된다.
압축이 진행되면서 상기 체크밸브(40)는 압력차에 의해 상기 토출구(23)를 개방하게 되고, 압축된 냉매는 토출구(23)를 통해 고압측(P3)으로 유동되며, 고압측(P3)의 압축된 냉매는 고저압분리판(24)에 의해 저압측(P1)과 분리되며, 토출관(12)을 통해 케이싱(10) 외부로 토출된다.
상기와 같이 이루어진 스크롤 압축기는 상기 고정자(51)에 감겨진 권선코일(51a)에 연결되고, 상기 고저압 분리판(24)의 결합홈(71)에 장착된 과부하방지수단(72)이 상기 고압측(P3)의 압축된 냉매의 온도를 감지하여, 압축된 냉매에 과열이 발생하였을 시, 상기 권선코일(51a)을 단락 시킴으로써, 과부하를 방지하는 구조로 이루어진다.
이와 같이 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 과부하방지장치는 선회스크롤(25) 및 고정스크롤(21)에 의해 압축된 냉매가 토출된 고압측(P3)에 상기 과부하방지수단(72)을 장착하여 압축된 냉매의 온도를 감지하여 과부하를 방지하는 구조로 이루어짐으로써, 이상운전에 의한 압축기의 과열에 신속하게 대처할 수 있게된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 과부하방지장치는 선회스크롤 및 고정스크롤에 의해 압축된 냉매에 온도를 감지할 수 있도록 고압측에 과부하방지수단이 장착됨으로써, 상기 압축기의 운전 중에 고정자 및 회전자에 의해 흡입되는 가스가 과열될 시에는 압축되어 토출되는 냉매의 온도가 급격히 상승되고, 상기 과부하방지수단은 그 온도를 감지하여 전원을 차단하여 압축기를 보호할 수 있으며, 또한 오일의 탄화 및 부자재의 용융을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 케이싱 내부의 과열이나 과압축에 신속하게 대처함으로써, 냉매의 누설이 방지되어 압축기의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 케이싱의 내부에 고정스크롤 및 그 고정스크롤과 함께 복수개의 압축실을 형성하는 회전스크롤이 구비되어 상기 선회스크롤의 선회 시, 각 압축실이 서로 다른 압력을 갖으면서 연속적으로 위치를 이동하여 흡입된 냉매를 압축하는 스크롤 압축기에 있어서,
    상기 고정스크롤의 상측부에 형성된 고압부에 장착되어 상기 고정스크롤 및 선회스크롤에 의해 압축되어 토출된 냉매의 온도를 측정하고, 그 측정된 온도에 의해 전원을 제어하여 과부하를 방지하는 과부하방지수단(OLP: Over Load Protector)이 형성되어 구성되는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 과부하 방지장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 과부하방지수단은 상기 고정스크롤의 상측에 장착되어 상기 케이싱의 내부공간을 고압측과 저압측으로 구획하는 고저압분리판에 형성된 결합홈에 장착되어 상기 고압측과 접하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 과부하 방지장치.
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