KR20090040149A - 압축기의 과열 방지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 압축기의 과열 방지 장치는, 케이싱의 내부공간에 과열방지기가 설치됨에 따라 압축기 외부의 온도변화에 영향을 받지 않으면서 냉매의 온도변화에 신속하게 대응할 수 있고, 상기 과열방지기가 터미널단자에 설치됨에 따라 상기 과열방지기를 고정하기 위한 별도의 부품을 구비할 필요가 없을 뿐만 아니라 조립공정이 용이하여 생산비용의 증가를 미연에 방지할 수 있다.

스크롤, 과열방지장치, 터미널단자

Description

압축기의 과열 방지 장치{OVERHEAT PREVENT DEVICE FOR COMPRESSOR}

본 발명은 스크롤 압축기의 과열 방지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 기계장치이다. 압축기는 유체에 대한 압축방식에 따라 왕복동식, 로터리식, 베인식, 스크롤식 등으로 구분될 수 있다.

상기 압축기 중에서 스크롤 압축기는 밀폐된 케이싱의 내부공간에 동력이 발생되는 구동모터와 그 구동모터의 동력을 전달받아 압축성 유체인 냉매를 압축하는 압축부가 함께 구비되어 있다. 상기 스크롤 압축기의 압축부는 고정스크롤과 선회스크롤이 서로 맞물려 상기 구동모터의 회전축에 결합된 선회스크롤이 상기 고정스크롤에 대해 선회운동을 하면서 두 개 한 쌍의 압축실을 형성하고, 상기 압축실이 안쪽으로 이동하면서 냉매를 연속으로 압축하여 토출하게 된다.

그리고 상기 스크롤 압축기는 압축실에서 압축되는 냉매가 적정온도 이상으로 과열되는 것을 방지하기 위하여 전자식 또는 기계식으로 된 과열방지기(Thermo-Protector)가 상기 케이싱의 외부에서 토출관에 설치되거나 또는 상기 케이싱의 내부에서 압축부에 설치된다.

예컨대, 상기 과열방지기가 토출관에 설치되는 경우에는 통상 그 과열방지기를 제어할 수 있는 제어판(PCB)에 별도의 연결선으로 연결하여 토출관의 온도변화에 따라 압축기의 운전을 제어하게 된다. 하지만, 이 경우에는 상기 과열방지기를 상기 토출관에 고정하기 위한 별도의 부품을 더 구비하여야 하므로 가공비용과 조립비용이 증가하게 되고, 상기 과열방지기가 외부의 온도변화에 영향을 받을 수 있어 상기 케이싱의 실제온도를 정확하게 검출하는데 한계가 있다.

반면, 상기 과열방지기가 압축부에 설치되는 경우에는 통상 토출실과 흡입실 사이에 바이패스통로를 형성하고 그 바이패스통로의 중간에 열반응판(Thermo Disk)을 설치하여 토출실의 온도변화에 따라 상기 열반응판이 변형되면서 상기 바이패스구멍이 개폐되어 상기 케이싱의 흡입실 온도가 가변되도록 한다. 그리고 상기 케이싱의 흡입실에는 구동모터의 동작을 제어할 수 있는 과부하차단기(Overload-Protector)가 설치되어 상기 케이싱의 흡입실 온도가 적정온도 이상으로 상승될 경우 상기 과부하차단기에 의해 구동모터가 정지된다. 하지만, 이 경우에는 상기 과열방지기가 압축부의 중간에 설치됨에 따라 압축되는 냉매의 누설을 방지할 수 있는 정밀한 실링구조가 필요하고, 상기 케이싱의 흡입실 온도가 과부하차단기를 작동시킬 수 있는 정도의 온도까지 상승하여야 함에 따라 압축실의 온도변화에 신속하게 대응하지 못하게 되는 한계가 있다.

본 발명은 종래 압축기의 과열 방지 장치가 가지는 문제점을 해결한 것으로, 압축기의 과열을 방지할 수 있는 과열방지기를 저렴하면서도 압축기의 과열여부를 정확하게 검출할 수 있고 설치가 용이하며 압축기의 과열시 신속하게 제어할 수 있는 압축기의 과열 방지 장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 구동모터와, 그 구동모터에 의해 구동되어 냉매를 압축하는 압축부를 함께 수용하는 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 설치되어 그 케이싱의 내부온도가 설정온도 이상으로 상승하면 상기 구동모터로 전달되는 전원을 오프시키는 과열방지기; 및 상기 과열방지기와 전기적으로 연결되어 상기 케이싱의 내부온도에 따라 상기 과열방지기의 작동여부를 제어하는 제어부:를 포함한 압축기의 과열 방지 장치가 제공된다.

본 발명에 의한 압축기의 과열 방지 장치는, 상기 케이싱의 내부공간에 과열방지기가 설치됨에 따라 압축기 외부의 온도변화에 영향을 받지 않으면서 냉매의 온도변화에 신속하게 대응할 수 있고, 상기 과열방지기가 터미널단자에 설치됨에 따라 상기 과열방지기를 고정하기 위한 별도의 부품을 구비할 필요가 없을 뿐만 아니라 조립공정이 용이하여 생산비용의 증가를 미연에 방지할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 압축기의 과열 방지 장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 과열 방지 장치를 갖는 스크롤 압축기는, 밀폐된 내부공간이 구비되는 케이싱(10)과, 상기 케이싱(10)의 내부공간에 설치되어 구동력을 발생하는 구동모터(20)와, 상기 구동모터(20)의 구동력을 전달받도록 그 구동모터(20)에 기구적으로 결합되고 상기 케이싱(10)의 내부공간에 설치되어 냉매를 압축하는 압축부(30)와, 상기 케이싱(10)의 내부공간에 설치되어 그 케이싱(10)의 내부온도에 따라 상기 구동모터(20)의 작동여부를 제어하는 과열방지기(40)와, 상기 과열방지기(40)에서 감지된 값에 따라 상기 구동모터(20)에 인가되는 전류를 온/오프할 수 있도록 상기 과열방지기(40)에 전기적으로 연결되는 제어부(50)를 포함한다. 상기 압축부(30)는 상기 케이싱(10)에 고정되는 고정스크롤(31)과, 그 고정스크롤(31)의 고정랩(31a)과 맞물려 복수 개의 압축실(P)을 형성하도록 선회랩(32a)이 구비되어 상기 고정스크롤(31)에 대해 선회운동을 하도록 선회스크롤(32)을 가지는 스크롤 압축기로 이루어진다. 그리고 상기 제어부(50)는 별도의 제어용 기판이 마련되거나 또는 상기 압축기를 채용한 기기, 즉 에어콘이나 냉장고의 운전제어용 기판일 수 있다.

상기 케이싱(10)은 그 내부공간이 저압부인 흡입공간(S1)과 고압부인 토출공간(S2)으로 구분되고, 상기 토출공간(S2)에 속하는 부위에 상기 과열방지기(40)가 결합되는 터미널단자(60)가 설치된다. 예컨대, 도 에서와 같이 상기 케이싱(10)은 원통형으로 형성되어 상기 구동모터(20)와 압축부(30)가 함께 설치되는 본체부(11) 와, 그 본체부(11)의 상하 양측에 각각 밀봉 결합되는 상부캡(12)과 하부캡(미도시)으로 이루어진다. 그리고 상기 케이싱(10)은 그 내부공간이 상기 압축부(30)의 흡입측과 토출측 사이에 설치되는 고저압분리판(13)에 의해 저압영역인 흡입실(S1)과 고압영역인 토출실(S2)로 구분된다.

상기 상부캡(12)이 중간에는 상기 터미널단자(60)를 상기 케이싱(10)의 토출실(S2)에 삽입하여 고정할 수 있도록 관통구멍(12a)이 형성되고, 상기 관통구멍(12a)에 터미널단자(60)의 외주면을 프로젝션 용접법 등을 이용하여 상기 터미널단자(60)가 용접 고정된다.

상기 터미널단자(60)는 도 4 및 도 5에서와 같이 원판모양으로 형성되어 상기 케이싱(10)에 삽입 고정되는 단자하우징(61)과, 그 단자하우징(61)에 관통 결합되어 양단에 각각 외부전원(미도시)과 구동모터(20)에 연결되도록 결합되는 복수 개의 단자핀(62)으로 이루어진다.

상기 단자핀(62)의 외부단에는 상기 압축기에 전원이 인가될 수 있도록 하는 전원용 연결선(63)과 상기 압축기의 운전을 제어할 수 있도록 제어부(50)에 연결되는 제어용 연결선(64)이 각각 독립적으로 결합되거나 또는 함께 결합될 수 있다. 그리고 상기 단자핀(62)의 내부단에는 상기 구동모터(20)에 전기적으로 연결되는 전원용 연결선(63)이 연결되고, 상기 단자핀(62)의 내부단 주변에는 상기 과열방지기(50)가 전기적으로 연결된다.

이를 위해, 상기 과열방지기(50)는 도 4에서와 같이 상기 단자핀(62)의 내부단에 스폿용접과 같은 용접방식으로 직접 연결하거나, 또는 도 5에서와 같이 상기 단자핀(62)의 내부단에 리드선(65)을 이용하여 연결할 수 있다. 여기서, 상기 과열방지기(50)가 상기 단자핀(62)에 용접 결합되는 경우에는 그 과열방지기(50)의 몸체부를 상기 터미널단자(60)의 단자하우징(61)에 용접 고정할 수도 있다. 그리고 상기 과열방지기(50)가 상기 단자핀(62)에 리드선(65)으로 연결되는 경우에는 상기 과열방지기(50)의 몸체부를 상기 케이싱(10)의 내주면에 용접이나 체결로 고정할 수 있다.

한편, 상기 과열방지기(40)는 열팽창계수가 서로 다른 복수의 금속재를 대향시킨 바이메탈 스위치(Bimetal Switch)로 이루어져 그 끝단이 상기 운전제어용 제어부(50)에 전기적으로 연결된다. 통상, 구동모터(20)에 인가되는 전압과 전류는 각각 120~230V, 5A 이상인데 반해 상기 과열방지기(40)에서 제어할 수 있는 전압과 전류는 각각 24V 미만, 1A 이하 정도가 될 수 있도록 하여 상기 구동모터(20)에 연결되는 전선보다는 얇은 전선으로 상기 과열방지기(40)가 연결되도록 할 수 있다.

도면부호인 SP는 흡입관, DP는 토출관이다.

상기와 같은 본 발명에 의한 압축기의 과열 방지 장치는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 상기 구동모터(20)에 전원이 인가되면, 상기 구동모터(20)의 구동력을 전달받은 상기 선회스크롤(32)이 고정스크롤(31)에 대해 선회운동을 하면서 압축실(30)을 형성하고, 상기 흡입관(SP)을 통해 상기 케이싱(10)의 흡입공간(S1)으로 유입된 냉매를 상기 고정스크롤(31)과 선회스크롤(32) 사이의 압축실(P)로 흡입하여 압축하게 된다. 이 압축된 냉매는 상기 케이싱(10)의 토출공간(S2)으로 토출하 였다가 토출관(DP)을 통해 냉동사이클시스템으로 이동하게 되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이때, 상기 토출공간(S2)으로 토출되는 냉매의 온도를 상기 과열방지기(40)가 감지하여 그 감지된 온도가 설정된 온도값 범위에 존재하게 되면 압축기의 운전상태를 그대로 유지하는 반면, 상기 과열방지기(40)에서 감지된 온도가 설정된 온도값 범위를 벗어나면 그 과열방지기(40)가 작동되어 상기 제어부(50)에 신호를 전달하게 된다. 이 신호를 받은 제어부(50)가 오프(off)되면서 상기 구동모터(20)에 전달되는 전원을 차단함으로써 압축기의 운전을 정지시키게 된다.

이렇게, 상기 압축부(30)에서 케이싱(10)의 토출공간(S2)으로 토출되는 냉매의 온도를 감지하는 과열방지기(40)가 상기 케이싱(10)의 토출공간(S2)에 설치됨에 따라 상기 케이싱(10)의 토출공간(S2)으로 토출되는 냉매의 온도를 보다 신속하고 정확하게 검출할 수 있다. 그리고 상기 과열방지기(40)가 상기 케이싱(10)의 설치되는 터미널단자(60)에 용접 또는 신호선으로 연결됨에 따라 별도의 고정용 부품을 추가하지 않고도 상기 과열방지기(40)를 용이하게 설치할 수 있고 상기 압축부(30)에 설치하는 것에 비해 냉매의 누설 등을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명 스크롤 압축기의 과열 방지 장치를 개략적으로 보인 분해 사시도,

도 2 및 도 3은 도 1에 따른 스크롤 압축기의 과열 방지 장치를 보인 종단면도,

도 4 및 도 5는 도 1에 따른 스크롤 압축기에서 과열 방지 장치에 대한 실시예를 보인 평면도.

Claims (6)

1. 구동모터와, 그 구동모터에 의해 구동되어 냉매를 압축하는 압축부를 함께 수용하는 케이싱;

   상기 케이싱의 내부에 설치되어 그 케이싱의 내부온도가 설정온도 이상으로 상승하면 상기 구동모터로 전달되는 전원을 오프시키는 과열방지기; 및

   상기 과열방지기와 전기적으로 연결되어 상기 케이싱의 내부온도에 따라 상기 과열방지기의 작동여부를 제어하는 제어부:를 포함한 압축기의 과열 방지 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 케이싱의 외부에 설치되는 압축기의 과열 방지 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 케이싱에는 외부로부터의 전원을 상기 구동모터로 공급하기 위한 터미널단자가 설치되고, 상기 터미널단자의 케이싱 내측에는 상기 과열방지기가 연결되는 반면 상기 터미널단자의 케이싱 외측에는 상기 제어부가 연결되는 압축기의 과열 방지 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 과열방지기가 터미널단자에 용접, 리드선 결합되는 압축기의 과열 방지 장치.
5. 제3항에 있어서,

   상기 터미널단자는 케이싱에 용접으로 고정되는 압축기의 과열 방지 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 케이싱은 그 내부공간이 흡입압 영역을 이루는 흡입실과 토출압 영역을 이루는 토출실로 구분되고, 상기 과열방지기가 토출실에 설치되는 압축기의 과열 방지 장치.

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