KR20100099379A - 밀폐형 압축기 - Google Patents

Abstract

모터의 회전자가 고정자 외측에 배치되도록 하면서도 고정자와 회전자를 간편하게 설치할 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기가 개시된다.

즉, 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 냉매를 압축하기 위한 압축유닛과, 냉매의 압축구동력을 제공하는 모터와, 상기 모터의 구동력을 압축유닛으로 전달하는 회전축과, 상기 회전축이 관통되도록 마련되어 상기 회전축을 회전가능하게 지지하는 저널베어링을 구비하되, 상기 모터는 상기 저널베어링 외측에 고정되는 고정자와, 상기 고정자 외측에 마련된 몸체부를 포함하여 회전 가능하게 설치된 회전자를 포함하고, 상기 고정자와 상기 저널베어링 사이에는 상기 고정자의 고정을 위한 고정핀이 체결된다.

Description

밀폐형 압축기{A HERMETIC TYPE COMPRESSOR}

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터의 회전자를 고정자 외측에 배치하여 압축효율을 향상시키고 재료소모량을 줄일 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐형 압축기는 냉장고나 공기조화기의 냉동사이클에 채용되어 냉매를 압축하도록 마련된 것으로, 냉매의 압축작용을 수행하는 압축유닛과, 냉매의 압축구동력을 제공하는 모터를 구비하며, 압축유닛과 모터를 포함하는 밀폐형 압축기의 구성은 모두 밀폐용기 내부에 수용된다.

이중 압축유닛은 직선왕복운동을 통해 냉매를 압축하는 피스톤을 포함하도록 구성될 수 있다. 그리고 모터는 고정자와, 고정자에 전류가 인가될 경우 고정자와의 전자기적인 상호작용에 의해 회전하도록 마련된 회전자를 포함하여 구성되는 것이 일반적이다.

밀폐용기 내부에는 모터의 설치를 위한 프레임이 설치되는데, 통상 회전자는 안쪽에 설치되는 저널베어링에 회전가능하게 지지되도록 설치되고, 고정자는 회전 자를 감싸도록 프레임 외곽 쪽에 고정된다.

이러한 모터의 구동력은 회전축을 통해 압축유닛으로 전달된다. 회전자의 회전시 회전축이 함께 회전하도록 회전축의 일단부는 회전자에 결합되고, 회전축의 타단부는 저널베어링을 회전 가능한 상태로 관통하게 된다.

또 회전축의 끝단에는 회전축의 회전시 편심하도록 편심축이 마련되고, 편심축과 피스톤 사이에는 편심축의 편심회전운동을 피스톤의 직선왕복운동을 전환시키는 커넥팅로드가 설치되며, 이에 따라 모터의 구동력은 회전축을 통해 압축유닛으로 전달된다.

그러나 이러한 종래 밀폐형 압축기는 다음과 같은 문제점을 가지고 있었다.

즉, 회전자가 고정자 내부에 마련되는 종래 밀폐형 압축기는 회전축과 함께 회전하는 회전자 직경이 고정자에 비해 상대적으로 작게 형성되는 만큼 회전자가 큰 토크를 발휘하는데 한계가 있었다.

또 회전자 외측에 마련되는 고정자가 회전자에 비해 상대적으로 크게 마련되는 종래 밀폐형 압축기는 고정자에 권선되는 코일의 사용량도 증대되면서 재료사용량 측면에서도 경제적이지 못했다.

따라서 근래에는 회전자의 직경을 크게하고 고정자에 권선되는 코일의 사용량을 줄이기 위해 회전자를 고정자 외측에 설치한 타입의 모터를 밀폐형 압축기의 모터로서 채용하고자 하는 노력이 이루어지고 있다.

그러나 이와 같이 회전자를 고정자 외측에 배치시키기 위해서는 고정자와 회전자의 새로운 설치구조가 마련되어야 하는데, 아직까지 종래에는 회전자가 고정자 외측에 배치되도록 하면서도 회전자와 고정자를 간편하게 설치할 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기가 개발되지 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 모터의 회전자가 고정자 외측에 배치되도록 하면서도 고정자와 회전자를 간편하게 설치할 수 있도록 마련된 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.

이를 해결하기 위해 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 냉매를 압축하기 위한 압축유닛과, 냉매의 압축구동력을 제공하는 모터와, 상기 모터의 구동력을 압축유닛으로 전달하는 회전축과, 상기 회전축이 관통되도록 마련되어 상기 회전축을 회전가능하게 지지하는 저널베어링을 구비하되, 상기 모터는 상기 저널베어링 외측에 고정되는 고정자와, 상기 고정자 외측에 마련된 몸체부를 포함하여 회전 가능하게 설치된 회전자를 포함하고, 상기 고정자와 상기 저널베어링 사이에는 상기 고정자의 고정을 위한 고정핀이 체결된 것을 특징으로 한다.

상기 고정핀은 상기 저널베어링의 원주방향을 따라 180도 간격으로 상호 이격 배치된 한 쌍으로 마련된 것을 특징으로 한다.

상기 저널베어링은 상기 고정자 내부로 삽입되도록 마련된 원통형상의 삽입 부를 포함하고, 상기 고정자 중앙에는 상기 삽입부의 삽입을 위해 상기 삽입부 외경과 슬라이딩공차를 갖도록 마련된 관통공이 형성되며, 상기 관통공 쪽 고정자와 상기 삽입부 외경에는 각각 고정핀의 체결을 위해 상기 회전축의 길이방향으로 형성된 제1 및 제2체결홈이 형성되고, 상기 고정핀은 제1 및 제2체결홈 사이에 압입된 것을 특징으로 한다.

상기 저널베어링은 상기 삽입부가 상기 관통공에 삽입된 상태에서 상기 고정자의 하단을 지지하도록 마련된 지지턱을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 회전자는 상기 고정자 외측에 위치되는 몸체부와, 상기 회전자와 회전축이 함께 회전하도록 상기 저널베어링 상부 쪽 상기 회전축 외면에 결합되는 축결합부와, 상기 몸체부와 축결합부 사이를 연결하는 연결부를 포함하되, 상기 회전축과 회전자의 하중은 상기 축결합부를 통해 상기 저널베어링으로 전달되도록 마련되고, 상기 축결합부와 상기 저널베어링 사이의 회전축 둘레에는 볼베어링이 설치된 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 회전자의 몸체부 내측에 마련되는 고정자를 고정핀을 이용하여 저널베어링에 간단히 고정시킬 수 있도록 마련됨에 따라 회전자의 토크를 증대시키고 코일의 사용량을 줄일 수 있게 됨은 물론 종래에 비해 구조가 변경된 모터를 프레임 상에 간단히 설치할 수 있게 된다.

다음은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기의 구조를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

본 실시예에 따른 밀폐형 압축기는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 냉매의 압축작용을 수행하는 압축유닛(1)과, 냉매의 압축구동력을 제공하는 모터(2)와, 모터(2)의 구동력을 압축유닛(1)으로 전달하도록 마련된 회전축(3)을 구비한다.

압축유닛(1)과 모터(2)는 프레임(4)을 통해 설치되는데, 압축유닛(1)과 모터(2) 등 밀폐형 압축기의 모든 구성은 외관을 이루는 밀폐용기(5) 내부에 밀폐된 상태로 수용된다. 밀폐용기(1)에는 냉동사이클의 증발기를 거친 냉매를 밀폐용기 내부로 안내하는 흡입안내관(5a)과, 밀폐용기(5) 내부에서 압축된 냉매를 냉동사이클의 응축기로 안내하는 토출안내관(5b)이 연결되며, 프레임(4)은 밀폐용기(5)와 프레임(4) 바닥 사이에 설치되는 완충장치(6)를 통해 밀폐용기(5) 상에 탄정지지된 상태로 고정된다.

이중 먼저 압축유닛(1)은 프레임(4)의 하부 일측에 프레임(4)과 일체로 형성되어 내부공간이 압축실(11a)을 형성하는 실린더(11)와, 압축실(11a) 내부에 직선왕복운동 가능하도록 설치된 피스톤(12)과, 압축실(11a)을 밀폐시키도록 실린더(11) 일단에 결합되는 실린더헤드(13)를 구비한다. 실린더헤드(13)는 상호 구획되도록 마련된 냉매흡입실(13a)과 냉매토출실(13b)을 구비하는데, 이중 냉매흡입실(13a)은 상기 흡입안내관(5a)과 연계되어 압축실(11a)로 냉매를 안내하고, 상기 냉매토출실(13b)은 토출안내관(5b)과 연계되어 압축실(11a)에서 압축된 냉매를 토출안내관(5b)으로 안내하게 되며, 상기 실린더헤드(13)와 실린더(11) 사이에는 냉매흡입실(13a)로부터 압축실(11a)로 흡입되거나 압출실(11a)로부터 냉매토출실(13b)로 토출되는 냉매의 흐름을 단속하기 위한 밸브장치(14)가 마련된다.

그리고 모터(2)는 고정자(20)와, 고정자(20)와의 전자기적인 상호작용에 의해 회전하도록 마련된 회전자(30)를 포함하여 구성된다. 고정자(20)에는 코일(21)이 권선되고 이 코일(21)에 전원인 인가될 경우 고정자(20)와 회전자(30) 간의 전자기적인 상호작용으로 회전자(30)가 회전하게 된다.

회전축(3)의 회전운동이 압축유닛(1)으로 전달되도록 프레임(4) 하부 똑 회전축(3)의 하단은 회전축(3)의 회전시 편심회전하는 편심축(3a)을 형성하고, 편심축(3a)과 피스톤(12) 사이에는 편심축(3a)의 편심회전운동을 피스톤(12)의 직선왕복운도응로 전환시키기 위한 커넥팅로드(15)가 연결된다.

따라서 본 실시예에 따른 밀페형 압축기는 모터(2)의 구동에 따른 회전축(3)의 회전시 상기 피스톤(12)이 압축실(11a) 내부에서 직선왕복운동을 수행하면서 냉매의 압축작용을 수행하게 된다.

한편, 본 실시예에 따른 밀폐형 압축기에 있어서 이러한 모터(2)의 회전자(30)는 고정자(20) 외측에 고정자(20)를 감싸도록 배치되는 몸체부(31)를 구비하도록 마련된다.

이와 같이 몸체부(31)를 통해 회전자(30)의 직경을 고정자(20)보다 상대적으 로 크게 형성하게 되면, 회전자(30)가 큰 토크를 발휘하는데 효과적이며 고정자(20)에 권선되는 코일(21)의 사용량을 줄일 수 있게 된다.

또한 모터(2) 회전자(30)의 몸체부(31)가 고정자(20) 외측에 배치되도록 마련되는 본 실시예에 따른 밀폐형 압축기는 종래에 비해 모터(2)의 구조가 달라짐에도 불구하고 고정자(20)와 회전자(30)를 프레임(4) 상에 간단하게 설치할 수 있도록 마련되는데, 이에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기 회전축(3)은 프레임(4) 중앙을 관통하게 되는데, 프레임(4) 상부 쪽 회전축(3)의 저부는 프레임(4) 중앙에 고정되도록 설치되는 저널베어링(40)을 통해 회전가능하게 지지된다.

저널베어링(40)은 중공의 원통형상으로 마련되어 길이방향을 따라 고정자(20) 내부로 삽입되게 마련된 상부 쪽 삽입부(41)와, 고정자(20)를 지지하도록 삽입부(41) 하부에 마련된 지지부(42)로 구분된다. 지지부(42)는 삽입부(41)보다 외경이 확장되도록 마련되어 지지부(42) 상단은 삽입부(41)가 후술하게 될 고정자(20)의 관통공(22)에 삽입된 상태에서 고정자(20)를 지지하는 지지턱(43)을 형성하게 된다. 이러한 저널베어링(40)은 지지부(42) 하부 둘레에 반경방향으로 연장된 연장부(44)에 체결되는 볼트(4a)를 통해 프레임(4)에 고정되게 된다. 미설명 부호 44a는 볼트(4a)의 체결을 위한 체결홀이다.

그리고 고정자(20)는 복수개의 전기강판(20a)이 적층되어 형성되는 것으로, 저널베어링(40)의 삽입부(41)에 끼워질 수 있도록 중앙에 관통공(22)을 구비하며, 이러한 관통공(22)은 상기 삽입부(41) 외경과 슬라이딩공차를 갖도록 마련된다. 관통공(22) 둘레에는 코일(21)의 권선을 위해 복수개의 슬롯(23)이 방사상으로 형성되며, 각 슬롯(23)은 코일(21)의 권선작업이 용이하도록 고정자(20)의 외경 쪽으로 개방된다.

따라서 고정자(20)는 관통공(22)을 통해 저널베어링(40)의 삽입부(41) 외측에 끼워지게 되며, 이때 관통공(22)과 삽입부(41) 외경 사이에 형성되는 슬라이딩공차를 통해 고정자(20)는 삽입부(41)에 쉽게 끼워지게 되고, 삽입부(41)에 끼워진 상태의 고정자(20) 하단은 상기 저널베어링(40)의 지지턱(43)에 지지된다. 삽입부(41)의 길이는 대략 고정자(20) 길이의 반정도가 된다.

그리고 이 상태의 고정자(20)를 고정시키기 위해 고정자(20)의 관통공(22)과 삽입부(41) 사이에는 고정핀(50)이 체결된다. 고정자(20)와 저널베어링(40)의 축심이 일치될 수 있도록 고정핀(50)은 저널베어링(40)의 원주방향을 따라 180도 간격으로 상호 이격 배치된 한 쌍으로 마련되는데, 고정핀(50)의 체결을 위해 고정자(20) 내부 관통공(22) 쪽에는 고정자(20)의 길이방향을 따라 제1체결홈(24)이 형성되고, 상기 삽입부(41) 외경에는 삽입부(41)의 길이방향을 따라 제2체결홈(41a)이 마련된다.

따라서 제1체결홈(24)과 제2체결홈(41a)은 상호 일치된 상태에서 고정핀(50)의 삽입을 위한 삽입공(51)을 형성하게 되는데, 고정핀(20)이 삽입공(51)에 압입될 수 있도록 삽입공(51)의 내경은 고정핀(50)의 외경보다 다소 작게 형성되는 것이 바람직하며, 고정핀(50)의 길이는 대략 삽입부(41)의 길이정도가 된다.

고정핀(50)의 압입동작은 고정핀(50) 하단이 저널베어링(40)의 지지턱(43)에 지지된 상태에서 완료되며, 고정자(20)는 이로써 저널베어링(40) 외측에 고정되도록 조립된 상태가 된다.

그리고 고정자(20)가 저널베어링(40)에 고정된 상태에서는 회전자(30)가 설치된다. 회전자(30)는 고정자(20) 외측에 위치되는 상기 몸체부(31)와, 회전자(30)와 회전축(3)이 함께 회전하도록 상기 저널베어링(40) 상부 쪽 회전축(3) 외면에 결합되는 축결합부(32)와, 몸체부(31)와 축결합부(32) 사이를 연결하는 연결부(33)를 포함하여 구성된다.

몸체부(31)는 고정자(20) 외경보다 큰 내경을 구비하는 원통형상으로 마련되어 고정자(20) 외측에 위치되며, 몸체부(31) 내경에는 고정자(20)로부터의 유도전류가 원활히 흐를 수 있도록 하는 알루미늄바(31a)가 설치된다. 알루미늄바(31a)와 고정자(20) 외경 사이에는 소정공극이 유지된다.

그리고 축결합부(32)는 내경이 저널베어링(40) 상부 쪽 회전축(3) 외경에 압입되고 외경이 고정자(20)의 관통공(22)과 소정공극을 유지하도록 마련된 원통형상으로 마련되며, 연결부(33)는 회전자(30)의 회전동작시 고정자(20)와의 간섭이 생기지 않도록 몸체부(31) 상단과 축결합부(32) 상단을 연결하게 된다.

이러한 구조를 통해 회전자(30)는 축결합부(32)를 회전축(2)에 압입시킴에 따라 상기 몸체부(31)가 고정자(20) 외측에 위치된 상태가 되도록 회전축(3)에 고정되는데, 이 상태에서는 회전자(30)와 회전축(3)의 하중이 축결합부(32)를 통해 저널베어링(40)으로 전달되므로, 회전축(3)과 함께 회전자(30)가 회전될 경우 축결 합부(32)와 저널베어링(40)의 삽입부(41) 상단 사이가 과도하게 마찰하게 될 우려가 생긴다.

이를 해결하기 위해 상기 축결합부(32)와 저널베어링(40)의 삽입부(41) 사이의 회전축(3) 둘레에는 볼베어링(60)이 설치되며, 볼베어링(60)과 축결합부(32) 사이 및 볼베어링(60)과 삽입부(41) 상단 사이에는 각각 와셔(61,62)가 개재된다.

따라서 본 실시예에 따른 밀폐형 압축기는 회전자(30)의 토크를 증대시키고 코일(21)의 사용량을 줄일 수 있도록 모터(2)의 고정자(20)와 회전자(30)의 위치가 종래와 다르게 변경됨에도 불구하고 모터(2)를 프레임(4) 상에 간단히 설치할 수 있게 되고, 회전자(30)의 회전동작이 원활하게 이루어지게 된다.

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

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기에 있어서, 저널베어링과 고정자를 분리도시한 사시도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기에 있어서, 저널베어링에 설치된 상태의 고정자의 구조를 도시한 평면도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기에 있어서, 볼베어링 쪽 구조를 확대 도시한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

2: 모터 20: 고정자

22: 관통공 30: 회전자

31: 몸체부 32: 축결합부

33: 연결부 40: 저널베어링

41: 삽입부 43: 지지턱

50: 고정핀 60: 볼베어링

Claims (5)

1. 냉매를 압축하기 위한 압축유닛과, 냉매의 압축구동력을 제공하는 모터와, 상기 모터의 구동력을 압축유닛으로 전달하는 회전축과, 상기 회전축이 관통되도록 마련되어 상기 회전축을 회전가능하게 지지하는 저널베어링을 구비하는 밀폐형 압축기에 있어서,

   상기 모터는 상기 저널베어링 외측에 고정되는 고정자와, 상기 고정자 외측에 마련된 몸체부를 포함하여 회전 가능하게 설치된 회전자를 포함하고,

   상기 고정자와 상기 저널베어링 사이에는 상기 고정자의 고정을 위한 고정핀이 체결된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 고정핀은 상기 저널베어링의 원주방향을 따라 180도 간격으로 상호 이격 배치된 한 쌍으로 마련된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 저널베어링은 상기 고정자 내부로 삽입되도록 마련된 원통형상의 삽입부를 포함하고,

   상기 고정자 중앙에는 상기 삽입부의 삽입을 위해 상기 삽입부 외경과 슬라이딩공차를 갖도록 마련된 관통공이 형성되며,

   상기 관통공 쪽 고정자와 상기 삽입부 외경에는 각각 고정핀의 체결을 위해 상기 회전축의 길이방향으로 형성된 제1 및 제2체결홈이 형성되고,

   상기 고정핀은 제1 및 제2체결홈 사이에 압입된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 저널베어링은 상기 삽입부가 상기 관통공에 삽입된 상태에서 상기 고정자의 하단을 지지하도록 마련된 지지턱을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 회전자는 상기 고정자 외측에 위치되는 몸체부와, 상기 회전자와 회전축이 함께 회전하도록 상기 저널베어링 상부 쪽 상기 회전축 외면에 결합되는 축결합부와, 상기 몸체부와 축결합부 사이를 연결하는 연결부를 포함하되,

   상기 회전축과 회전자의 하중은 상기 축결합부를 통해 상기 저널베어링으로 전달되도록 마련되고,

   상기 축결합부와 상기 저널베어링 사이의 회전축 둘레에는 볼베어링이 설치된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.

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