KR20100023039A

KR20100023039A - 밀폐형 전동 압축기

Info

Publication number: KR20100023039A
Application number: KR1020107001325A
Authority: KR
Inventors: 이사오 히가시카타
Original assignee: 가부시키가이샤 우부카타 세이사쿠쇼
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2008-02-25
Publication date: 2010-03-03
Also published as: BRPI0814964B1; JP2009036056A; MY148415A; WO2009016779A1; EP2175135A4; EP2175135A1; US8154237B2; US20100207563A1; CN101815867A; RU2426009C1; EP2175135B1; CN101815867B; BRPI0814964A2; KR101119742B1

Abstract

본 발명은, 밀폐 하우징(2) 내에 배치됨과 동시에 전동기(3)의 주 권선(3A)과 병렬로 접속되며, 밀폐 하우징(2) 내의 냉매 압력이 비정상적인 고압 상태로 될 때에 동작하여 주 권선(3A)을 단락 상태로 하는 통상시 오프형의 압력 스위치(7)와, 전동기(3)의 주 권선(3A) 및 보조 권선(3B)에 대하여 직렬로 접속되며, 압력 스위치(7)가 주 권선(3A)을 단락 상태로 하는 것에 따르는 과전류가 흐를 때에 전동기(3)로의 통전을 차단하는 휴즈 요소(6)를 구비하는 밀폐형 전동 압축기(1)이다.

Description

밀폐형 전동 압축기{SEALED ELECTRIC COMPRESSOR}

본 발명은 에어콘 등에 사용되는 냉매용의 밀폐형 전동 압축기에 관한 것이다.

예를 들면 일본 특허공보 제 3010141 호에 기재된 냉매용의 밀폐형 전동 압축기에 대하여 도 8를 참조하면서 설명한다. 이 밀폐형 전동 압축기(101)의 금속제의 하부 하우징(102A)의 내부에는, 압축기(103)와, 이 압축기(103)를 구동하는 전동기(104)가 수납되어 있다. 하부 하우징(102A)의 개구부에는, 상부 하우징(102B)이 전체 원주(全周)에 걸쳐서 기밀하게 용접되어 있다. 이것에 의해, 밀폐 하우징이 구성되어 있다.

하부 하우징(102A)에는, 냉매를 압축기(103)내에 도입하기 위한 흡입관(105)이 관통하여 설치되어 있다. 상부 하우징(102B)에는, 압축 후의 냉매를 외부의 열교환기(도시하지 않음)등에 보내기 위한 토출관(106)이 관통하여 고정되어 있다. 또한, 상부 하우징(102B)에는 밀폐 하우징내의 전동기(104)와 외부의 전원(도시하지 않음)을 접속하기 위한 기밀 단자(107)가 설치되어 있다. 이 기밀 단자(107)를 구성하는 금속판에는, 복수의 도전 단자 핀(107A)이 관통되어 있고, 이들 복수의 도전 단자 핀(107A)은 유리 등의 전기 절연성 씰링(sealing) 재료에 의해 기밀하게 절연 고정되어 있다. 이 도전 단자 핀(107A)의 밀폐 하우징 내부측의 부분에는 전동기(104)의 권선에 접속되는 리드 선(108)이나 영응동(

)보호 장치(109) 등이 접속되어 있다.

열응동 보호 장치(109)는, 예를 들면 바이메탈 등의 열응동체로 이루어진 열응동 접점 기구(열응동 개폐기)를 가지고 있다. 이 열응동 보호 장치(109)는 전동기(104)에 직렬로 접속되어 있고, 해당 전동기(104)에 운전 전류를 흐르게 한다. 또한, 열응동 보호 장치(109)는 밀폐 하우징 내의 냉매에 직접 접촉되어 있다. 그 때문에, 어떠한 원인에 의해 전동기(104)에 과전류가 흘렀을 경우나 주위의 온도가 상승했을 경우에는, 열응동 보호장치(109)가 동작하여 전동기(104)로의 통전을 차단한다. 이것에 의해, 과부하, 과전류 등에 의한 전동기(104)의 과열, 소실 등을 방지할 수 있다.

일본특허공보제3010141호

밀폐 하우징내의 냉매 압력의 상승시에는 전동기(104)가 과부하 상태가 된다. 그 때문에, 전동기(104)의 전류와 온도가 서서히 상승한다. 그리고, 이와 같은 과부하 상태로부터 전동기(104)를 보호하기 위해서, 열응동 보호 장치(109)가 동작하여 통전을 정지한다.

그러나, 보기 드물게 어떠한 원인(토출관(106)의 막힘 등)에 의해 냉매 압력이 급격하게 상승하는 경우가 있다. 이 경우, 압력 상승 속도가 급격해지는 것에 대해서, 냉매의 온도나 전류의 상승 속도는 비교적 늦다. 그 때문에, 종래의 열응동 보호 장치(109)가 통전을 정지하기 전에, 배관 등의 고압 부분이 손상해 버리는 경우가 있다. 또한, 냉매가 감소하는 것에 의해, 전동기(104)의 냉각이 불충분하게 되어 해당 전동기(104)가 소실해 버린다. 이와 같은 경우에는, 압축기(103) 뿐만 아니라 그 주변에도 중대한 손상을 받게 된다.

그 때문에, 밀폐형 전동 압축기에는 온도 상승시나 과전류 상태시 뿐만이 아니라 급격한 압력 상승시에도 확실히 통전을 정지시키는 보호 기능이 요구되고 있다. 또한, 고압력이 반복해서 주어지는 것에 의해서 압력 용기(밀폐 하우징)의 비교적 약한 부분의 열화가 진행되기 쉬워진다. 특히 고압 상태시에 고온이 되면, 도전 단자 핀(107A)을 삽입 통과시키고 있는 유리 단자(기밀 단자(107))의 파괴로 연결될 가능성이 높아진다. 이와 같은 사정으로부터, 밀폐형 전동 압축기를 반복하여 사용할 수 없도록 확실히 통전을 차단하는 보호 장치가 요구되고 있다.

본 발명의 목적은, 밀폐 하우징내의 압력 비정상(異常) 상태시에, 배관 등의 고압 부분이나 전동기를 보호할 수 있는 밀폐형 전동 압축기를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 내부에 전동기와 압축기를 수납한 금속제의 밀폐 하우징과, 상기 밀폐 하우징에 설치되어 해당 밀폐 하우징의 내외를 도통하는 복수 개의 도전 단자 핀을 가지는 기밀 단자와, 상기 도전 단자 핀에 접속된 상기 전동기의 주 권선 및 보조 권선을 구비하고, 상기 압축기가 상기 밀폐 하우징 내를 냉매 통로로서 냉매를 압축하도록 구성된 밀폐형 전동 압축기에 있어서, 상기 밀폐 하우징 내에 배치됨과 동시에 상기 주 권선과 병렬로 접속되어 상기 밀폐 하우징 내의 냉매 압력이 비정상적인 고압 상태가 되었을 때에 동작하여 상기 주 권선을 단락 상태로 하는 통상시 오프형의 압력 스위치와, 상기 주 권선 및 상기 보조 권선에 대해서 직렬로 접속되어 상기 압력 스위치가 상기 주 권선을 단락 상태로 하는 것에 따르는 과전류가 흘렀을 때에 상기 전동기로의 통전을 차단하는 퓨즈 요소를 갖춘 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 압력 스위치는, 종래의 구성에서는 검지할 수 없었던 밀폐 하우징 내의 냉매 압력의 비정상적인(異常) 상승을 확실히 검출하여 전동기의 주 권선을 단락시킨다. 그리고, 주 권선이 단락 상태가 되어 과전류가 흐르면, 퓨즈 요소가 전동기로의 통전을 차단한다. 이와 같이, 밀폐형 전동 압축기는 밀폐 하우징 내의 압력 비정상 상태시에 전동기로의 통전을 정지할 수 있다.

또한, 퓨즈 요소를 밀폐 하우징 내에 배치하면 좋다. 이 구성에 의하면, 퓨즈 요소가 교환 불능이 되므로, 비정상적인 압력 상승에 의해 통전이 정지된 전동기가 재기동해 버리는 것을 방지할 수 있다. 이것에 의해, 밀폐 하우징에 비정상적인 압력이 반복해 주어지는 것에 의한 파괴의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 밀폐형 전동 압축기의 전동기와 도전 단자 핀과의 사이에 열응동 보호장치를 직렬로 접속시킴과 동시에, 이 열응동 보호 장치에 설치된 회로의 적어도 일부를 퓨즈 요소로서 동작시키도록 하면 좋다. 이 구성에 의하면, 퓨즈 요소의 용단(溶斷)에 의해 확실히 통전을 차단할 수 있다. 또한, 부품수를 줄일 수 있어 밀폐형 전동 압축기의 제조나 취급이 용이하게 된다.

또한, 열응동 보호 장치를 구성하는 금속제의 기밀 용기 내에, 열응동 접점기구와 퓨즈 요소로서 동작하는 히터를 직렬로 접속하여 배치하면 좋다. 이 경우, 열응동 접점 기구의 전기적 단부를 전동기의 주 권선에 접속하여, 히터의 전기적 단부를 기밀 단자를 통하여 전원에 접속하면 좋다. 또한, 압력 스위치의 일단을 주 권선과 병렬로 접속하고, 압력 스위치의 타단을 열응동 접점 기구와 히터와의 전기적 중점(中点)에 접속하면 좋다.

본 발명의 밀폐형 전동 압축기에 의하면, 어떠한 원인에 의해 냉매 통로가 막혀 버리는 경우에도, 압축된 냉매의 비정상적인 압력 상승을 검지하여 전동기로의 통전을 차단할 수 있다. 그 때문에, 과전류 상태시나 과열 상태 시뿐만 아니라 밀폐 하우징내 압력의 비정상인 상태시에도, 확실히 전동기로의 통전을 차단할 수 있다. 이것에 의해, 배관 등의 고압 부분의 손상이나 전동기의 소실을 막을 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예와 관련되는 밀폐형 전동 압축기의 배선도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예와 관련되는 도 1 상당도이다.
도 3은 도 2의 밀폐형 전동 압축기에 사용하는 압력 보호 유니트의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예와 관련되는 도 1 상당도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예와 관련되는 도 1 상당도이다.
도 6은 본 발명의 제 6 실시예와 관련되는 도 1 상당도이다.
도 7a는 도 6의 밀폐형 전동 압축기에 사용되는 열응동 보호 장치의 단면도이다.
도 7b는 도 7a의 7B- 7B선에 따르는 열응동 보호 장치의 단면도이다.
도 8은 밀폐형 전동 압축기의 구조예를 나타내는 단면도이다.

(제1 실시예 )

본 발명의 제1 실시예에 대해 도 1를 참조하면서 설명한다. 도 1은 단상(單相)의 밀폐형 전동 압축기(1)의 회로 구성을 나타내는 배선도이다. 또한, 도시는 하지 않지만, 이 밀폐형 전동 압축기(1)에는, 도 8에 나타내는 밀폐형 전동 압축기(101)와 같이, 압축기, 기밀 단자, 도전 단자 핀, 흡입관, 토출관 등이 구비되어 있다. 밀폐형 전동 압축기(1)의 밀폐 하우징(2) 내에는, 전동기(3)와 이 전동기(3)에 의해서 구동되는 압축기가 설치되어 있다. 압축기는 밀폐 하우징(2)을 냉매 통로로 하여 냉매를 압축하여 토출관으로부터 토출한다.

전동기(3)의 주 권선(3A)의 일단(3A1)은, 밀폐 하우징(2)의 내외를 도통하는 기밀 단자의 도전 단자 핀을 통하여 해당 밀폐 하우징(2)외부의 단상 전원(4)의 한편의 극(極)에 접속되어 있다. 또한, 전동기(3)의 권선중 보조 권선(3B)의 일단(3B1)은 기밀 단자의 도전 단자 핀을 통하여 밀폐 하우징(2) 외부의 기동용 콘덴서(5)의 일단에 접속되어 있다. 또한, 기동용 콘덴서(5)의 타단은 주 권선(3A)의 일단(3A1)에 접속되어 있다.

전동기(3)의 주 권선(3A)의 타단(3A2)에는, 보조 권선(3B)의 타단(3B2)이 접속되어 있음과 동시에 퓨즈(6)의 일단이 접속되어 있다. 이 퓨즈(6)의 타단은 밀폐 하우징(2)을 관통하여 전원(4)에 접속되어 있다. 즉, 퓨즈(6)가 전동기(3)의 주 권선(3A) 및 보조 권선(3B)의 접속점과 전원(4)과의 사이에 직렬로 배치된 구성으로 되어 있다. 이와 같은 구성에 의해서, 퓨즈(6)는 전동기(3)의 주 권선(3A) 및 보조 권선(3B)에 대해서 직렬로 접속되어 있다.

또한, 주 권선(3A)의 양단(3A1,3A2)사이에는, 통상시 오프형의 압력 스위치(7)가 주 권선(3A)에 병렬로 접속되어 있다. 이 압력 스위치(7)는 밀폐 하우징(2)의 내부에 배치되어 밀폐 하우징(2)내의 냉매 압력이 비정상적으로 상승하여 소정의 압력을 넘었을 경우(밀폐 하우징(2)내의 냉매 압력이 비정상적인 고압 상태가 되었을 경우)에는, 접점 사이를 접속하여 전동기(3)의 주 권선(3A)을 단락한다.

이 밀폐형 전동 압축기(1)는 통상 운전시에는 전동기(3)의 운전 전류를 퓨즈(6)를 통하여 흘린다. 이때, 운전 전류가 퓨즈(6)의 용단 전류값보다 충분히 낮기 때문에, 전동기(3)는 연속 운전할 수 있다. 여기서, 어떠한 원인(예를 들면 토출관의 막힘 등)에 의해 압축기로부터 토출된 냉매가 앞으로 진행하지 않게 되었을 경우, 전동기(3)가 압축기를 구동하고 있는 동안에는 냉매 압력이 상승한다. 이 때, 압축기에 통상보다 높은 토출 압력이 가해지기 때문에, 그 구동원인 전동기(3)는 과부하 상태로 된다. 그러나, 그때의 전동기(3)의 전류값으로는 단시간내에 퓨즈(6)를 용단시킬 수 없다. 그 때문에, 더욱 전동기(3)의 동작이 계속된다. 이와 같은 과부하 상태로 전동기(3)의 동작이 계속되면, 배관 등이 압력에 의해 손상하거나 밀폐 단자(기밀 단자)의 씰링 부재(유리 씰링 부분)가 파손하거나 할 가능성이 있다.

그래서, 본 발명에 있어서는, 냉매 압력이 소정값을 넘었을 경우에, 전동기(3)의 주 권선(3A)과 전기적으로 병렬로 접속된 압력 스위치(7)가 주 권선(3A)의 양단을 단락한다. 이것에 의해, 회로상에 단락 전류(과전류)가 흐른다. 그리고, 전동기(3)와 직렬로 배치된 퓨즈(6)는 이 단락 전류에 의해 용단하여 전동기(3)로의 통전을 차단한다.

이 퓨즈(6)는 금속제의 기밀 용기 등에 봉입되고 있어, 용단시의 아크나 비산물이 주위에 영향을 미치지 않도록 되어 있다. 또한, 그 용단특성은 통상의 운전 전류에서는 용단하지 않게 선정되어 있다.

밀폐형 전동 압축기(1)의 토출 냉매의 압력이 비정상적인 상승을 일으켰을 경우에는, 압력 스위치(7)가 동작하는 것에 의해 단락 전류가 흐른다. 이것에 의해 퓨즈(6)가 용단되어 전동기(3)의 재기동을 불가능하게 한다. 냉매 압력이 압력 스위치(7)로 설정된 동작 압력까지 비정상적으로 상승했을 경우에는, 전동기(3)를 정지하여 냉매의 압축을 멈춘 시점에서, 이미 그 압력에 의해서 배관이나 밀폐 단자의 씰링 부재가 손상을 받고 있을 가능성이 높다. 이 상태에서 전동기(3)의 재기동이 반복되면 손상에 이를 가능성이 있다. 그 때문에, 밀폐형 전동 압축기(1)는 퓨즈(6)의 용단에 의해 전동기(3)의 재기동을 불가능하게 한다.

또한, 이 퓨즈(6)는 전류에 의해서 금속을 용단하는 이른바 전류 퓨즈이다. 그러나, 퓨즈 요소로서는 이 퓨즈(6)에 한정하는 것이 아니고, 전동기(3)의 권선(이 경우, 주 권선(3A))의 단락에 따른 전류값의 증대에 의해서 전로(電路)를 차단하는 것이면 다른 방법이어도 괜찮다. 또한, 압력 스위치(7)의 동작시에 있어서 배관 등에 가해지는 손상이 실질적으로 문제가 되지 않도록 압력 스위치(7)의 동작 압력을 설정 가능하게 구성하여도 괜찮다. 이 경우에는, 반드시 전동기(3)를 복귀 불가능하게 할 필요는 없고, 퓨즈(6)에 대신하여 반복 동작 가능한 개폐 기구를 가지는 보호 장치를 사용하여도 괜찮다.

(제2 실시예)

다음, 본 발명의 제2 실시예에 대해 도 2 및 도 3를 참조하면서 설명한다. 도 2는 본 실시예의 밀폐형 전동 압축기(11)의 회로 구성을 나타내는 배선도이며, 도 3은 본 실시예의 밀폐형 전동 압축기(11)에 사용하는 압력 보호 유니트(18)의 일례를 나타내는 단면도이다. 또한, 전술의 제1 실시예와 동일 구성요소에는 동일 번호를 붙혀서 설명을 생략한다.

이 밀폐형 전동 압축기(11)의 밀폐 하우징(2)내에도, 전동기(3)가 배치되어 있다. 또한, 주 권선(3A)의 일단은 전원(4)에 직접 접속되어 있고, 보조 권선(38)의 일단은 기동용 콘덴서(5)를 통하여 전원(4)에 접속되어 있다. 본 실시예에 있어서는, 열응동 보호 장치(12)가 배치되며, 그 일단은, 전동기(3)의 주 권선(3A) 및 보조 권선(3B)에 직렬로 접속되어 있다. 또한, 열응동 보호 장치(12)의 타단은 압력 보호 유니트(18)를 통하여 전원(4)에 접속되어 있다. 즉, 열응동 보호 장치(12)는 전동기(3)와 전원(4)과의 사이에 직렬로 접속되어 있다.

압력 보호 유니트(18)는 그 내부에 압력 스위치(17)와 퓨즈(16)를 일체화하여 구비하고 있고, 열응동 보호 장치(12)는 이 압력 스위치(17)와 퓨즈(16)와의 중간부에 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 전동기(3)의 주 권선(3A) 및 열응동 보호 장치(12)는 모두 압력 스위치(17)와 전기적으로 병렬이 되도록 접속되어 있다. 또한, 전동기(3) 및 압력 스위치(17)는 퓨즈(16)와 직렬로 접속되어 있다.

압력 보호 유니트(18)의 구조에 대하여 도 3를 참조하여 설명한다. 이 압력 보호 유니트(18)는 금속제의 용기(18A)와, 이 용기(18A)의 개구부의 전체 원주에 걸쳐서 용접에 의해 고정된 덮개판(18B)에 의해서 기밀 용기를 구성하고 있다. 덮개판(18B)에는 도전 단자(18C, 18D)가 각각 삽입 통과되며, 이들 도전 단자(18C, 18D)는 유리 등의 전기 절연성의 충전재에 의해서 기밀하게 절연 고정되어 있다. 한쪽의 도전 단자(18C)의 기밀 용기 내부측의 부분에는, 압력 스위치(17)의 고정 접점(17A)이 고정되어 후술하는 가동 접점(17C)과 함께 개폐 기구를 구성하고 있다. 또한, 다른 한쪽의 도전 단자(18D)에는, 퓨즈 요소로서의 기능을 가지는 퓨즈(16)의 일단(16A)이 접속되어 있다. 이 퓨즈(16)의 타단은 덮개판(18B)에 고정되어 있다.

용기(18A)에는 개구부(18E)가 설치되며, 이 개구부(18E)에는 금속제의 다이아프램(17B)이 전체 원주에 걸쳐서 고착되어 있다. 다이아프램(17B)은 접시 모양으로 드로잉(drawing) 성형되어 있다. 다이아프램(17B)의 기밀 용기 내부측의 부분에는, 가동 접점(17C)이 도전(導電)적으로 고착되어 있고, 이 가동 접점(17C)은 전술의 고정 접점(17A)과 접촉 가능하게 되어 있다. 이 다이아프램(17B)은, 통상은 가동 접점(17C)을 고정 접점(17A)과 접촉시키지 않는 상태로 유지하고 있다. 그리고, 외부로부터의 압력을 미리 결정된 소정의 값을 넘으면, 다이아프램(17B)은 기밀 용기의 안쪽에 밀어넣어지도록 반전하여 접점(17A, 17C)끼리를 접촉시킨다.

전동기(3)에 직렬로 접속된 열응동 보호 장치(12)는, 전동기(3)가 어떠한 원인에 의해 과부하 상태가 되었을 때 등에, 그 과부하 상태에 있어서의 과전류 또는 주위 온도의 상승에 응답하여 접점 기구를 개폐하도록 구성되어 있다. 즉, 열응동 보호 장치(12)는 바이메탈 등의 열응동체가 스냅 액션에 의해 동작하는 열응동 접점 기구(열응동 개폐 기구)를 가지고 있어, 과전류 상태와 과열 상태에 대해서는 확실히 전동기(3)로의 전로를 차단한다.

이 밀폐형 전동 압축기(11)는, 통상 운전시에는 전동기(3)의 운전 전류를 열응동 보호 장치(12)와 압력 보호 유니트(18)내의 퓨즈(16)를 통하여 흘린다. 이 때, 열응동 보호 장치(12)의 자기 발열과 주위를 흐르는 냉매에 빼앗기는 열량이 허용 범위에서 균형을 이루고 있기 때문에, 열응동 보호 장치(12)는 동작하지 않는다. 또한, 퓨즈(16)도 퓨즈 요소로서 용단하는 전류값에 이르지 않기 때문에, 밀폐형 전동 압축기(11)는 전로(電路)가 차단되지 않고 연속 운전할 수 있다.

여기서, 어떠한 원인 (예를 들면 압축기가 과부하 운전에 빠지는 것 등)에 의해 과전류가 흐르거나 냉매 온도가 상승하거나 했을 경우에는, 열응동 보호 장치(12)의 자기 발열과 냉매에 의한 냉각과의 균형이 무너져 온도가 상승하여 소정값을 넘는다. 이것에 의해, 열응동 보호 장치(12)내의 열응동 접점 기구가 동작하여 전동기(3)로의 통전이 차단된다. 퓨즈(16)는 이때에 일어나는 일시적인 온도의 상승 및 전류값의 상승에 의해서는 용단되지 않도록 선정되어 있다. 따라서, 열응동 접점 기구가 복귀했을 때에 과부하 등의 원인이 해소되어 있으며, 전류값 및 발열량은 정상으로 돌아와 밀폐형 전동 압축기(1)는 다시 운전을 계속할 수 있다.

여기서, 어떠한 원인에 의해서 토출관이 채워져 냉매 압력이 상승하면 토출 압력이 높아진다. 그 때문에, 압축기를 구동하는 전동기(3)의 부하는 상승한다. 그러나, 전동기(3)가 완전히 록크된 상태와 다르게, 전류값은 비교적 완만하게 상승한다. 따라서, 전류값은 단시간 내에 열응동 보호 장치(12)를 구동할 정도의 값으로는 상승하지 않는다. 그 때문에, 열응동 보호 장치(12)가 동작하는 것보다도 이전에, 밀폐 단자(기밀 단자)의 씰링 부재(유리 씰링 부분)나 배관이 비정상적인 압력에 의해서 손상될 가능성이 있다. 그래서, 본 실시예에서는, 밀폐 하우징(2)내의 냉매 압력이 비정상적인 압력까지 상승했을 경우에, 전동기(3)의 주 권선(3A)과 병렬로 접속된 압력 스위치(17)은 주 권선(3A)의 양단을 단락하여 단락 전류를 흘린다. 그리고, 이 단락 전류에 의해, 전동기(3)와 직렬로 배치된 퓨즈(16)가 동작(용단)하여 전동기(3)로의 통전을 차단한다.

본 실시예에서는, 압력 스위치(17)로서 전동기(3)의 주 권선(3A)을 완전하게 단락하는 것을 예시하였다. 이 경우, 단락 전류는 열응동 접점 기구가 동작할 것 같은 과부하 상태에 있어서의 전류값보다 분명하게 크다. 그 때문에, 퓨즈(16)의 동작전류를 충분히 크게 설정하는 것에 의해, 전동기(3)가 록크된 경우 등의 과부하 상태에서는 열응동 접점 기구는 확실히 퓨즈(16)보다 먼저 동작한다.

그러나, 이 경우 퓨즈(16)에는 대전류를 차단하는 성능이 요구된다. 그 때문에, 예를 들면 제한 저항을 압력 스위치(17)와 직렬로 접속하여 단락 전류값을 억제하도록 하여도 괜찮다. 또한, 전동기(3)의 주 권선(3A) 전체를 단락하는 것이 아니라, 주 권선(3A)의 도중으로부터 인출한 리드 선을 통하여 단락하는 것에 의해 단락 전류값을 억제하도록 하여도 괜찮다. 이 경우도, 단락 전류를 열응동 보호 장치(12)의 동작전류보다 충분히 크게 해 두는 것에 의해, 과부하 상태에 있어서의 보호 동작과 비정상적인 압력 상태에 있어서의 보호 동작을 확실히 나눌 수 있다.

(제3 실시예)

다음은, 본 발명의 제3 실시예에 대하여 도 4를 참조하면서 설명한다. 또한, 전술의 각 실시예와 동일한 구성요소에는 동일 번호를 붙혀서 상세한 설명을 생략한다. 전술의 제2 실시예의 밀폐형 전동 압축기(11)에서는, 압력 보호 유니트(18)의 압력 스위치(17)는 열응동 보호 장치(12)와 전기적으로 직렬로 되어 있지 않도록 접속되어 있다. 그 이유는, 열응동 보호 장치(12)에 그 동작전류를 크게 웃도는 단락 전류가 흐르는 경우에, 열응동 접점 기구가 전류 차단시의 아크 등에 의해 예상외의 파괴로 빠지는 것을 막기 때문이다.

그 때문에, 전술한 것처럼, 예를 들면 압력 스위치(17)에 제한 저항을 직렬로 배치하는 등으로 하여 단락 전류를 적절한 값으로 억제하는 경우에는, 반드시 이에 한정되는 것이 아니고, 압력 스위치(17)를 열응동 보호 장치(12)에 직렬로 접속하여도 괜찮다. 또한, 예를 들면, 도 4에 도시한 밀폐형 전동 압축기(21)와 같이, 전동기(3)의 주 권선(3A)의 도중으로부터 인출된 리드 선(3A3)을 압력 스위치(17)에 접속하고, 해당 압력 스위치(17)를 퓨즈(16)를 통하여 열응동 보호 장치(12)에 직렬로 접속하여도 괜찮다. 이 경우에는 열응동 보호 장치(12)의 배치의 자유도가 상승하여 그 취급이 용이하게 된다.

(제4 실시예)

다음은, 본 발명의 제4 실시예에 대해 도 5를 참조하면서 설명한다. 또한, 전술의 각 실시예와 동일 구성요소에는 동일 번호를 붙혀서 상세한 설명을 생략한다. 전술의 제3 실시예에서는, 퓨즈(16)와 압력 스위치(17)를 일체화한 압력 보호 유니트(18)를 도시하였다. 그러나, 이들 퓨즈(16) 및 압력 스위치(17)는 전술의 제1 실시예에서 도시한 밀폐형 전동 압축기(1)의 퓨즈(6) 및 압력 스위치(7)와 같이 개별의 부품이어도 괜찮다.

이 경우, 도 5에 도시된 밀폐형 전동 압축기(31)와 같이, 열응동 접점 기구를 가지는 열응동 보호 장치(12)를 퓨즈(6)와 압력 스위치(7)와의 사이에 배치할 수도 있다. 또한, 예를 들면, 개별의 부품인 퓨즈(6)나 압력 스위치(7)를 하나의 전기 절연성 케이스에 세트하여 보호 유니트를 구성하여도 괜찮다.

(제5 실시예)

다음은, 본 발명의 제5 실시예에 대하여 설명한다. 또한, 전술의 각 실시예와 동일한 구성요소에는 동일한 번호를 붙혀서 상세한 설명을 생략한다. 전술의 각 실시예에서는, 퓨즈 요소(퓨즈(6, 16))를 밀폐형 전동 압축기(1, 11, 21, 31)의 밀폐 하우징(2)내에 배치한 것을 설명하였다. 그러나, 퓨즈 요소는 반드시 밀폐형 전동 압축기(1,11,21,31)의 밀폐 하우징(2)내에 배치할 필요는 없고, 밀폐 하우징(2)의 외부에 부착할 수도 있다.

예를 들면, 퓨즈 요소를 밀폐 하우징(2)의 외부에 부착하는 것에 의해서, 전동기(3)의 정지 시에 퓨즈 요소의 동작의 유무가 확인하기 쉬워지게 되어 정지 원인의 파악이 용이하게 된다. 퓨즈 요소를 밀폐 하우징(2)의 외부에 부착하는 경우도, 해당 퓨즈 요소의 위치는 전동기(3)의 주 권선(3A) 및 보조 권선(3B)에 대해서 직렬로 접속되는 것이면 좋다. 예를 들면, 퓨즈(6)를 도 5에 도시한 전원선(4A)상 뿐만이 아니라, 전원(4)에 대해서 해당 전원선(4B)과는 반대 측에 맞닿는 전원선(48)상에 배치하여도 괜찮다.

또한, 전술의 각 실시예에 나타낸 것처럼 퓨즈 요소를 밀폐 하우징(2)내에 배치함으로써, 퓨즈 요소는 교환 불능으로 된다. 따라서, 압력상승을 원인으로 하는 보호 동작의 뒤에는, 밀폐형 전동 압축기(1,11,21,31)를 기동시키는 것을 확실하게 방지할 수 있어서, 유리 씰링 부분 등이 반복하여 큰 응력을 받는 것에 의한 파괴와, 그것에 따르는 사고를 방지할 수 있다.

(제6 실시예)

또한, 본 발명의 제6 실시예에 대하여 도 6 및 도 7a, 7b를 참조하면서 설명한다. 본 실시예에 있어서도 전술의 각 실시예와 동일한 구성요소에는 동일 번호를 붙혀 상세한 설명을 생략한다. 이 밀폐형 전동 압축기(41)의 밀폐 하우징(2) 내에는 압축기를 구동하는 전동기(3)가 수용되어 있다. 전동기(3)와 기밀 단자의 도전 단자 핀과의 사이에는 열응동 보호 장치(51)가 전기적으로 직렬로 접속 되어 있다. 이 열응동 보호 장치(51)는, 예를 들면 일본 공개특허공보 평 10년 제 144189 호에 기재된 열응동 스위치와 같이 바이메탈 등의 열응동체(57)로 구성된 열응동 접점 기구와, 이 열응동 접점 기구를 가열하기 위한 히터(56)를 금속제의 기밀 용기 내에 수납한 구조로 되어 있다.

도 7a는 열응동 보호 장치(51)의 종단면도이며, 도 7b는 도 7a에 도시하는 7b-7b선에 따른 열응동 보호 장치(51)의 횡단면도이다. 이 열응동 보호 장치(51)는 금속제의 용기(52)와, 이 용기(52)의 개구부의 전체 원주에 걸쳐서 용접에 의해 고정된 덮개판(53)에 의해서 충분한 내압력 성능을 가진 기밀 용기를 구성하고 있다. 덮개판(53)에는, 도전 단자(54A, 54B)가 각각 삽입 통과되며, 이들 도전 단자(54A, 54B)는 유리 등의 전기 절연성의 충전재에 의해서 기밀하게 절연 고정되어 있다. 한쪽의 도전 단자(54A)의 기밀 용기 내부 측의 부분에는 고정 접점(55)이 고정되어 이 고정 접점(55)은 후술하는 가동 접점(58)과 함께 개폐 기구를 구성하고 있다. 또한, 다른 한쪽의 도전 단자(54B)에는 히터(56)의 일단이 접속되어 있다. 이 히터(56)의 타단은 덮개판(53)에 고정되어 있다.

용기(52)의 안쪽에는 얕은 접시 모양으로 좁혀 성형된 바이메탈 등의 열응동체(57)의 일단이 고정되어 있으며, 이 열응동체(57)의 자유단에는 가동 접점(58)이 고착되어 있다. 이 가동 접점(58)은 전술의 고정 접점(55)과 개폐 가능하게 된 열응동 접점 기구를 구성하고 있다. 이와 같이, 열응동 접점 기구와 히터(56)는 직렬로 접속된 상태로 기밀 용기내에 배치되어 있다.

이 열응동 보호 장치(51)는 한쪽의 도전 단자(54A) (열응동 접점 기구의 전기적 단부)가 전동기(3)의 주 권선(3A)에 접속되고, 다른 쪽의 도전 단자(54B)(히터(56)의 전기적 단부)는 기밀 단자의 도전 단자 핀을 통하여 전원(4)에 접속되어 있다. 이것에 의해, 전동기(3)의 운전 전류는 열응동 보호 장치(51)내의 회로 상을 도전 단자(54A)-고정 접점(55)-가동 접점(58)-열응동체(57)-용기(52)-덮개판(53)-히터(56)-도전 단자(54B)의 경로로 흐른다.

통상 운전에 있어서의 운전 전류에 의해, 열응동체(57)는 자기 발열이나 히터(56)로부터의 열에 의해 가열된다. 그러나, 외부로의 방열과 균형을 이루는 것에 의해서, 열응동체(57)는 동작 온도에 이르는 일 없이 통전 상태를 유지한다. 여기서, 어떠한 원인에 의해 밀폐형 전동 압축기(41)가 과부하 상태가 되면, 전동기(3)의 전류가 증가하여 열응동 보호 장치(51) 내부의 발열량도 증가한다. 그리고, 열응동체(57)는 동작 온도에 이르면, 스냅 액션을 수반하여 그 만곡 방향을 반전시켜 가동 접점(58)을 고정 접점(55)으로부터 떨어뜨려 통전을 차단한다.

또한, 본 실시예에 있어서는 통상시 오프형의 압력 스위치(7)의 일단은 전동기(3)의 주 권선(3A)의 도중으로부터 인출된 리드 선(3A3)을 통하여 해당 주 권선(3A)과 병렬로 접속되어 있다. 또한, 압력 스위치(7)의 타단은 열응동 보호 장치(51)의 열응동 접점 기구와 히터(56)와의 전기적 중점이 되는 덮개판(53) 또는 용기(52)에 접속되어 있다. 통상의 운전 상태에 있어서는, 밀폐 하우징(2)의 압력은 압력 스위치(7)의 동작 압력 이하이며, 히터(56)에는 전동기(3)를 통한 전류 밖에 흐르지 않는다. 그리고, 과부하 상태가 되어 과전류가 흐르면, 열응동체(57)가 동작한다. 그러나, 해당 과전류가 흘러도 히터(56)가 용단하는 것은 아니다.

어떠한 원인(토출관이 막히는 등)에 의해 밀폐 하우징(2) 내의 냉매압력이 상승하여 압력 스위치(7)가 동작하면, 열응동 보호 장치(51)의 히터(56)부분에만 단락 전류가 흐른다. 이 단락 전류는 과부하 운전시에 있어서의 전동기(3)로의 통전 전류보다 충분히 크게 설정되어 있다. 그 때문에, 히터(56)는 단락 전류에 의해 퓨즈 요소로서 순간적으로 용단되어 전로를 차단한다. 이 열응동 보호 장치(51)는 전동기(3)와 전원(4)과의 사이에 직렬로 배치되어 있다. 그 때문에, 히터(56)의 용단에 의해 확실히 통전을 차단할 수 있다. 이와 같이, 열응동 보호 장치(51) 내의 회로의 적어도 일부를 구성하는 히터(56)를 퓨즈 요소로서 이용하였다. 이것에 의해, 부품수를 줄일 수 있어서 조립시의 작업 등도 용이하게 된다.

본 실시예에 있어서는, 히터(56)는 열응동 보호 장치(51)의 기밀 용기 내라고 하는 한정된 공간에 배치되어 있다. 그 때문에, 히터(56)를 용단할 때에 아크등이 다른 부품이나 기밀 용기의 파괴를 일으키지 않도록, 압력 스위치(7)를 주 권선(3A)의 도중 부분에 접속하고, 부분 단락에 의해 단락 시의 전류를 억제하고 있다. 이와 같은 접속을 하는 대신에, 전술한 것처럼 압력 스위치(7)에 제한 저항을 직렬로 접속하여도 괜찮다. 또한, 퓨즈 요소로서 문제없이 동작하게 되는 경우(예를 들면, 히터(56) 용단시의 아크로부터 다른 부분을 보호하는 구조를 열응동 보호 장치(51) 내부에 설치했을 경우 등)에는, 전동기(3)의 주 권선(3A)을 모두 단락시키는 전류를 흘릴 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 열응동 보호 장치(51)를 밀폐형 전동 압축기(41)의 밀폐 하우징(2)내에 배치한 것을 예시했지만, 열응동 보호 장치(51)는 밀폐 하우징(2)의 외측에 배치할 수도 있다. 이 경우, 열응동 보호 장치(51)는 밀폐 하우징(2)내의 전동기(3) 및 압력 스위치(7)와는 기밀 단자에 설치된 도전 단자 핀을 통하여 각각 접속된다. 또한, 밀폐 하우징(2)의 외부는 밀폐 하우징(2)내와 같은 고압 냉매에 노출되는 환경은 아니기 때문에, 열응동 보호 장치(51)의 용기에는 내열성이 있는 수지 케이스 등을 이용할 수도 있다.

(산업상 이용 가능성)

이상으로 설명한 바와 같이, 본 발명의 밀폐형 전동 압축기에 의하면, 종래의 밀폐형 전동 압축기와 달리, 냉매 압력의 비정상적인 상승을 확실히 검지하여 충분한 보호 동작을 실시할 수 있어 배관의 파괴나 거기에 따르는 손상 등을 방지할 수 있다. 또한, 열응동 보호 장치의 부품을 퓨즈 요소로서 이용하는 것에 의해, 부품수의 삭감을 도모함과 동시에 조립이나 취급 작업을 용이하게 할 수 있다.

1,11,21,31,41:밀폐형 전동 압축기 2: 밀폐 하우징
3: 전동기 3A: 주 권선
3B: 보조 권선 4: 전원
6,16,56: 퓨즈 요소 7,17: 압력 스위치
12, 51: 열응동 보호 장치 16, 56: 히터
18: 압력 보호 유니트

Claims

내부에 전동기(3)와 압축기를 수납한 금속제의 밀폐 하우징(2)과,
상기 밀폐 하우징(2)에 설치되어 해당 밀폐 하우징(2)의 내외를 도통하는 복수 개의 도전 단자 핀을 가지는 기밀 단자와,
상기 도전 단자 핀에 접속된 상기 전동기(3)의 주 권선(3A) 및 보조 권선(3B)을 구비하고,
상기 압축기가 상기 밀폐 하우징(2) 내를 냉매 통로로 하여 냉매를 압축하도록 구성된 밀폐형 전동 압축기(1,11,21,31,41)에 있어서,
상기 밀폐 하우징(2) 내에 배치됨과 동시에 상기 주 권선(3A)과 병렬로 접속되어, 상기 밀폐 하우징(2) 내의 냉매 압력이 비정상적인 고압 상태로 되었을 때에 동작하여 상기 주 권선(3A)을 단락 상태로 하는 통상시 오프형의 압력 스위치 (7, 17)와,
상기 주 권선(3A) 및 상기 보조 권선(3B)에 대해서 직렬로 접속되어, 상기 압력 스위치(7, 17)가 상기 주 권선(3A)을 단락 상태로 하는 것에 따르는 과전류가 흘렀을 때에 상기 전동기(3)로의 통전을 차단하는 퓨즈 요소(6,16,56)를 구비하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 전동 압축기.
청구항 1에 있어서,
상기 퓨즈 요소(6,16,56)는 상기 밀폐 하우징(2) 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 밀폐형 전동 압축기.
청구항 1에 있어서,
상기 전동기(3)에 직렬로 접속되어, 상기 전동기(3)를 보호하도록 운전 전류를 흐르게 하는 열응동 보호 장치(51)를 구비하고,
상기 열응동 보호 장치(51)에 설치된 회로의 적어도 일부는, 상기 퓨즈 요소(56)로서 동작하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 전동 압축기.
청구항 2에 있어서,
상기 전동기(3)와 상기 도전 단자 핀과의 사이에 직렬로 접속되어, 상기 전동기(3)를 보호하도록 운전 전류를 흐르게 하는 열응동 보호 장치 (51)를 구비하고,
상기 열응동 보호 장치(51)에 설치된 회로의 적어도 일부는, 상기 퓨즈 요소(56)로서 동작하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 전동 압축기.
청구항 3에 있어서,
상기 열응동 보호 장치(51)는, 용기와, 해당 용기 내부에 배치되어 직렬로 접속된 열응동 접점 기구와 히터(56)를 구비하고,
상기 열응동 접점 기구의 전기적 단부(54A)는 상기 주 권선(3A)에 접속되며,
상기 히터(56)의 전기적 단부(54B)는 전원(4)에 접속되고,
상기 압력 스위치(7)의 일단은 상기 주 권선(3A)과 병렬로 접속되며,
상기 압력 스위치(7)의 타단은 상기 열응동 접점 기구와 상기 히터 (56)와의 전기적 중점(中点)에 접속되어 있으며,
상기 히터(56)는 상기 퓨즈 요소로서 동작하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 전동 압축기.
청구항 4에 있어서,
상기 열응동 보호 장치(51)는, 금속제의 기밀 용기와, 해당 기밀 용기 내에 배치되어 직렬로 접속된 열응동 접점 기구와 히터(56)를 구비하고,
상기 열응동 접점 기구의 전기적 단부(54A)는 상기 주 권선(3A)에 접속되며,
상기 히터(56)의 전기적 단부(54B)는 상기 도전 단자 핀을 통하여 전원(4)에 접속되고,
상기 압력 스위치(7)의 일단은 상기 주 권선(3A)과 병렬로 접속되고,
상기 압력 스위치(7)의 타단은 상기 열응동 접점 기구와 상기 히터(56)와의 전기적 중점에 접속되어 있으며,
상기 히터(56)는 상기 퓨즈 요소로서 동작하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 전동 압축기.