KR20080067038A

KR20080067038A - 밀폐형 압축기

Info

Publication number: KR20080067038A
Application number: KR1020070004082A
Authority: KR
Inventors: 정시환; 홍명중
Original assignee: 삼성광주전자 주식회사
Priority date: 2007-01-15
Filing date: 2007-01-15
Publication date: 2008-07-18
Also published as: CN101225811A; BRPI0705605A; US20080170952A1; JP2008173001A

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 본 발명의 목적은 냉매의 압축구동력을 제공하는 구동모터의 효율저하를 방지하면서도 구동모터의 제조원가를 큰 폭으로 낮출 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.

이를 위해 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 냉매의 압축구동력을 제공하는 구동모터가 코어에 고정자코일이 권취되어 마련된 고정자 및 상기 고정자와의 전자기전인 상호작용으로 회전하도록 마련된 회전자를 통해 구성되며, 상기 고정자코일은 알루미늄선을 통해 마련되고, 상기 알루미늄선은 0.4-1.2mm 범위 내의 직경을 갖도록 마련된 것을 특징으로 한다.

Description

밀폐형 압축기{Hermetic Compressor}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기의 전체적인 구조를 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기에 있어서, 구동모터의 고정자의 구조를 발췌하여 도시한 사시도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기에 있어서, 고정자에 채용되는 고장자코일의 단면 구조를 도시하여 나타낸 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

31: 고정자 31a: 코어

50: 고정자코일 51: 알루미늄선

52: 절연층 52a: 제1절연층

52b: 제2절연층 53: 자기윤활층

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉매의 압축구동력을 제공하는 구동모터의 효율저하를 방지하면서도 구동모터의 제조원가를 큰 폭 으로 낮출 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐형 압축기는 밀폐공간을 형성하는 밀폐용기를 통해 외관을 이루며, 밀폐용기 내부에는 냉매의 압축작용을 수행하는 압축장치와, 압축장치를 구동하기 위한 구동모터가 설치된다.

이 중 구동모터는 상기 압축장치에 구동력을 제공하는 것으로, 밀폐용기 내부에 고정되는 고정자와 고정자의 내측에서 이격 설치되어 고정자와 전자기적으로 상호 작용하여 회전하도록 마련된 회전자를 구비하며, 상기 압축장치는 이러한 회전자의 회전운동을 이용하여 냉매의 압축작용을 수행하게 된다.

구동모터를 이루는 고정자는 코어에 다수개의 고정자코일이 권취되어 형성되는데, 고정자코일은 터미널블럭으로부터 연장된 전원선과 결선되고, 터미널블럭은 밀폐용기에 마련된 터미널과 결합됨으로써 전원을 인가받게 된다. 이와 같은 고정자코일은 통상 구리선으로 마련되고, 이러한 고정자코일의 외면에는 다른 고정자코일과 단락되지 않도록 절연층이 코팅된다.

한편, 상기 냉매의 압축을 위한 구동모터의 구동시에는 고정자 철손 및 동손과, 와류손, 회전자의 풍손 등의 모터 손실이 발생하게 되는데, 이러한 여러 가지 손실을 감한하여 상기 구동모터가 적정효율을 낼 수 있도록 상기 고정자의 코어는 저철손 재질로 마련되며, 상기 고정자코일로는 순도 99.90% 이상의 구리선이 채용되고 있는데, 이러한 구리선의 경우 구리 자체의 가격이 고가일 뿐만 아니라 국제 시세에 따른 원자재값 변동 폭이 커서 수급이 어렵기 때문에 구동모터의 제조원가를 큰 폭으로 상승시키는 요인이 되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 냉매의 압축구동력을 제공하는 구동모터의 효율저하를 방지하면서도 구동모터의 제조원가를 큰 폭으로 낮출 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 냉매의 압축구동력을 제공하는 구동모터가 코어에 고정자코일이 권취되어 마련된 고정자 및 상기 고정자와의 전자기전인 상호작용으로 회전하도록 마련된 회전자를 통해 구성되며, 상기 고정자코일은 알루미늄선을 통해 마련되고, 상기 알루미늄선은 0.4-1.2mm 범위 내의 직경을 갖도록 마련된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 알루미늄선을 이루는 알루미늄은 순도가 99.7%보다 큰 것을 특징으로 한다.

또한 상기 알루미늄선 외면에는 합성수지로 마련된 절연층과 자기윤활층이 차례로 코팅된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 절연층은 내측의 제1절연층과, 상기 제1절연층 외측의 제2절연층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1절연층은 폴리에스테르이미드(POLYESTER IMIDE)로 형성되고, 상기 제2절연층은 폴리아미드이미드(POLY AMIDEIMIDE)로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 자기윤활층은 폴리아미드이미드(POLY AMIDEIMIDE)에 윤활제를 첨 가하여 형성된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 일실시예에 따른 밀폐형 압축기는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 밀폐공간을 형성하는 밀폐용기(10) 내부에 냉매를 압축하도록 마련된 압축장치(20)와, 압축장치(20)를 구동하기 위한 구동모터(30)를 포함하며, 밀폐용기(10)의 일측과 타측에는 냉동사이클의 증발기 측 냉매를 밀폐용기(10) 내부로 안내하는 흡입관(11) 및 상기 압축장치(20)를 통해 밀폐용기(10) 내부에서 압축된 냉매를 냉동사이클의 응축기 측으로 전달하는 토출관(12)이 설치된다.

압축장치(20)는 프레임(21)에 일체로 형성되며 압축실(22a)을 형성하는 실린더(22)와, 압축실(22a) 내를 진퇴하며 냉매를 압축하는 피스톤(23)을 구비하고, 피스톤(23)의 전진방향 쪽 실린더(22) 일단에는 상호 구획된 냉매흡입실(24a)과 냉매토출실(24b)을 구비하여 압축실(22a)을 밀폐시키는 실린더헤드(24)가 결합되며, 실린더(22)와 실린더헤드(24) 사이에는 냉매흡입실(24a)로부터 압축실(22a)로 흡입되거나 압축실(22a)로부터 냉매토출실(24b)로 토출되는 냉매의 흐름을 단속하기 위한 밸브장치(25)가 개재된다.

여기서 냉매흡입실(24a)은 상기 흡입관(11)을 따라 밀폐용기(10) 내부로 전달된 냉매를 상기 압축실(22a)로 안내하며, 상기 냉매토출실(24b)은 압축실(22a)로부터 토출된 냉매를 전달받아 상기 토출관(12)으로 안내하게 된다.

구동모터(30)는 압축장치(20)에서 냉매의 압축이 이루어지도록 피스톤(23)을 진퇴시키는 것으로, 프레임(21)의 하부 외곽 쪽에 고정되어 자장을 형성하는 고정자(31)와, 고정자(31)의 내부에 이격 설치되어 고정자(31)와 전자기적으로 상호 작용하는 회전자(32)를 구비하며, 이러한 구동모터(30)의 구동력은 회전축(33)을 통해 압축장치(20)로 전달된다.

즉, 회전축(33)은 프레임(21)의 중앙에 형성된 중공부(21a)에 회전가능게 지지되도록 삽입되고, 프레임(21) 하부 회전축(33)은 회전축(33)이 회전자(32)와 함께 회전될 수 있도록 회전자(32)의 중심에 압입된다. 또 프레임(21) 상부 회전축(33)의 상단은 편심회전하는 편심축부(33a)를 형성하게 되며, 이러한 편심축부(33a)와 피스톤(23)은 커넥팅로드(26)를 통해 연결되어 편심축부(33a)의 편심회전운동이 피스톤(23)의 직선왕복운동으로 전환되도록 한다.

이와 같은 구조를 통해 밀폐형 압축기에 전류가 인가되어 고정자(31)에 자장이 형성되고, 고정자(31)와 전자기적으로 상호 작용하는 회전자(32)가 회전하게 되면, 상기 회전축(33)의 편심축부(33a)가 편심회전하게 되면서 편심축부(33a)와 커넥팅로드(26)를 통해 연결된 피스톤(23)이 압축실(22a) 내부에서 직선왕복운동하게 되고, 이에 따라 압축실(22a) 내부와 외부 사이에 압력차가 형성된다. 따라서 이러한 압력차를 통해 흡입관(11)을 따라 밀폐용기(10) 내부로 안내된 냉매는 상기 냉매흡입실(24a)을 거쳐 압축실(22a)로 흡입되어 압축되고, 압축실(22a)로부터 압축되어 토출된 냉매는 상기 냉매토출실(24b)과 토출관(12)을 경유하여 냉동사이클의 응축기 쪽으로 전달된다.

또한 이러한 냉매의 압축작용시 상기 회전축(33)과 프레임(21) 사이나 커넥팅로드(26)와 편심축부(33a) 사이 등 에는 과도한 마찰에 따른 마모현상이 발생하게 되는데, 이러한 압축장치(20)와 구동모터(30)의 마찰습동부를 오일을 통해 윤활 및 냉각시키도록 밀폐용기(10)의 저부에는 소정량의 오일이 저장된 오일저장공간(13)이 형성되고, 상기 회전축(33)에는 오일저장공간(13)의 오일을 회전축(33)의 회전에 따른 원심력을 이용하여 상기 프레임(21)과 회전축(33) 사이나 편심축부(33a)와 커넥팅로드(23) 사이와 같은 마찰습동부로 안내하기 위한 오일유로(33b)가 형성되고, 상기 회전축(33)의 하단에는 상기 오일유로(33b)와 오일저장공간(13)을 연통시키면서 오일저장공간(13)의 오일을 오일유로(33b) 쪽으로 픽업시키는 오일픽업부재(33c)가 설치된다.

따라서 이러한 구조를 통해 냉매의 압축작용이 수행되는 과정에서 상기 오일저장공간(13)의 오일은 회전축(33)의 원심력을 통해 오일유로(33b)를 따라 압축장치(20)와 구동모터(30)의 마찰습동부로 공급되어 냉각 및 윤활작용을 수행하게 되는 것이다.

한편, 상기 고정자(31)에 전류를 공급하기 위해 밀폐용기(10)에는 외부전원과 연결되는 터미널(40)이 설치되고, 터미널(40)에는 밀폐용기(10)의 내측에서 터미널블럭(41)이 결합된다.

그리고 구동모터(30)를 형성하는 고정자(31)는 코어(31a)에 다수개의 고정자코일(50)이 권취되어 형성되고, 상기 터미널(40)에 결합되는 터미널블럭(41)에는 그 일단으로부터 다수개의 전원선(60)이 연장되어 있다. 고정자(31)에 전류를 인가 하기 위해 고정자(31)를 형성하는 상기 다수개의 고정자코일(50)의 단부와 터미널블럭(41)으로부터 연장되는 다수개의 전원선(60)의 단부는 상호 접속된다.

한편, 본 실시예에 있어서 상기 고정자코일(50)은 도 3에 도시된 바와 같이, 알루미늄선(51)을 통해 마련되는데, 이와 같이 고정자코일(50)을 알루미늄선으로 형성한 것은 통상 구리 가격의 1/3 수준이며 구리에 비해 국제 시세에 따른 원자재값 변동 폭이 작아서 수급이 용이한 알루미늄으로 고정자코일(50)을 형성함으로써 구동모터(30)의 제조원가를 큰 폭으로 낮추기 위한 것이다.

그리고 이와 같이 알루미늄선(51)으로 마련되는 고정자코일(50)의 경우 종래 구리선으로 마련될 때에 비해 상대적으로 도전율이 저하되어 구동모터(30)의 효율을 저하시킬 우려가 있다.

이를 방지하기 위한 상기 알루미늄선(51)의 경우 종래 구리선에 비해 충분한 도전율을 갖도록 그 직경이 0.4-1.2mm 범위 내로 두껍게 형성되며, 상기 알루미늄선(51)은 순도가 99.7%보다 큰 CCR(Continuous Casting and Rolling) 1350 및 1370 Grade의 알루미늄을 모재로 하여 형성되는 것이 바람직하다. 이를 통해 상기 구동모터(30)의 효율은 종래에 비해 손색이 없게 된다.

또한 상기 고정자코일(50)을 이루는 상기 알루미늄선 외면에는 다른 고정자코일(50)과 단락되지 않도록 절연층(52)이 코칭되는데, 본 실시예에 있어서 이러한 절연층(52)은 내측의 제1절연층(52a)과 외측의 제2절연층(52b)을 포함하여 두 겹으로 형성되어 절연작용을 수행함과 동시에 고정자코일(50)의 인장강도 및 굽힝강도가 저하되는 것을 방지하게 된다.

즉, 종래 고정자코일을 형성하는 구리의 경우 인장강도가 22kg/mm²인 반면 알루미늄의 인장강도는 10kg/mm²에 불과하므로, 알루미늄선(51)으로 마련되는 고정자코일(50)의 경우 인장력이 가해졌을 때 인장강도가 약하여 끊어질 우려가 있는데, 본 실시예와 같이 알루미늄선(51)에 두 겹의 합성수지로 마련된 절연층(52)을 형성하게 되면, 고정자코일(50)이 알루미늄선(51)으로 마련되면서도 인장강도 및 굽힝강도가 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1절연층(52a)은 폴리에스테르이미드(POLYESTER IMIDE)로 형성되고, 상기 제2절연층(52b)은 폴리아미드이미드(POLY AMIDEIMIDE)로 형성된다.

또한 상기 고정자코일(50)의 경우 상기 코어(31a)의 내부에 형성된 슬롯에 절연지(31b)를 끼운 상태에서 권취기(미도시)를 통해 상기 절연지(31b)에 귄취되는데, 고정자코일(50)은 이와 같이 코어(31a)에 귄취되는 과정에서 상기 절연지(31b)나 코어(31a)에 긁힐 우려가 있으며, 이때는 상기 절연층(52)이 손상되어 고정자코일(50) 상호 간에 단락이 일어날 수 있다.

따라서 상기 고정자코일(50)에 있어서, 상기 제2절연층(52b) 외면에는 합성수지로 마련된 자기윤활층(53)이 코팅되고, 이러한 자기윤활층(53)은 상기 제2절연층(52b)을 형성하는 폴리아미드이미드(POLY AMIDEIMIDE)에 윤활제를 첨가여 제2절연층(52b) 외면에 코팅될 수 있다.

따라서 상기 고정자코일(50)의 표면이 이와 같이 윤활제를 포함하는 자기윤 활층(53)으로 형성된 상태에서는 상기 고정자코일(50)이 코어(31a)에 권취되는 과정에서 상기 코어(31a)나 절연지(31b)에 긁히게 되더라도 상기 자기윤활층(53)이 윤활작용을 수행하여 고정자코일(50)의 마모가 방지됨으로써 상기 절연층(52)이 파괴되는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 또 이러한 자기윤활층(53)의 경우에도 상기 절연층(52)과 함께 고정자코일(50)의 강성이 증대되도록 하는 효과를 발휘한다.

또한 이와 같이 폴리에스테르이미드(POLYESTER IMIDE)나 폴리아미드이미드(POLY AMIDEIMIDE)를 통해 형성되는 상기 절연층(52)과 자기윤활층(53)의 경우 상기 오일저장공간(13)의 오일이나 밀폐용기(10) 내부의 냉매와 화학작용을 일으켜 부식될 우려가 없으므로, 고정자코일(50)의 품질을 한층 더 향상시킬 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 이의 균등범위에 미치는 것을 자명하다.

이상에서 상세히 설명한 바와, 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 구동모터의 고정자에 채용되는 고장자코일이 직경이 두꺼운 알루미늄선으로 마련되어 구동모터의 효율저하를 방지하면서도 구동모터의 제조원가를 큰 폭으로 낮출 수 있게 된다.

또한 본 발명에 따른 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 고정자코일은 상기 알루미늄선 외면에 합성수지로 마련된 두 겹의 절연층과 자기윤활층이 차례로 코팅되어 알루미늄선으로 마련되면서도 충분한 인장강도와 굽힘강도를 갖게 되며, 절연층이 파괴되는 것도 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

Claims

냉매의 압축구동력을 제공하는 구동모터가 코어에 고정자코일이 권취되어 마련된 고정자와, 상기 고정자와의 전자기전인 상호작용으로 회전하도록 마련된 회전자를 통해 구성되는 밀폐형 압축기에 있어서,

상기 고정자코일은 알루미늄선을 통해 마련되고, 상기 알루미늄선은 0.4-1.2mm 범위 내의 직경을 갖도록 마련된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
제 1항에 있어서,

상기 알루미늄선을 이루는 알루미늄은 순도가 99.7%보다 큰 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
제 1항에 있어서,

상기 알루미늄선 외면에는 합성수지로 마련된 절연층과 자기윤활층이 차례로 코팅된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
제 3항에 있어서,

상기 절연층은 내측의 제1절연층과, 상기 제1절연층 외측의 제2절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
제 4항에 있어서,

상기 제1절연층은 폴리에스테르이미드(POLYESTER IMIDE)로 형성되고, 상기 제2절연층은 폴리아미드이미드(POLY AMIDEIMIDE)로 형성된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
제 3항에 있어서,

상기 자기윤활층은 폴리아미드이미드(POLY AMIDEIMIDE)에 윤활제를 첨가하여 형성된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.