KR20130050350A - 밀폐형 압축기 - Google Patents

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Abstract

모터의 리드선과 외부 단자와의 접속 부분에서 발열이나 절연 파괴가 발생하기 어려운 밀폐형 압축기는, 압축기 본체와 모터가 일체로 구성되고, 압축해야 할 유체의 유로와 모터의 내부 공간이 연통하고, 모터의 고정자(10)는, 각각, 복수의 독립된 권선(A1, A2, B1, B2, C1, C2)을 다중으로 권회해서 형성되고, 권선(A1, A2, B1, B2, C1, C2)의 각각에 대해서 개별의 외부 단자(18)가 설치되어 있다.

Description

밀폐형 압축기{HERMETICALLY SEALED COMPRESSOR}
본 발명은 밀폐형 압축기, 특히 부식성 가스를 압축하기 위한 밀폐형 압축기에 관한 것이다.
암수 한쌍의 스크류 로터에 의해 가스를 압축하는 스크류 압축기에서는, 모터 등으로 구동되는 로터축이 로터를 수용하는 로터 케이싱을 관통하지만, 로터축과 로터 케이싱 사이를 완전하게 밀봉하는 것은 매우 어렵다. 냉매를 압축하는 스크류 압축기는, 냉매의 누출을 방지하기 위해서, 압축기 본체와 모터를 일체로 접속, 즉 스크류 로터를 수용하는 로터 케이싱과 모터의 고정자 및 회전자를 수용하는 모터 케이싱을 일체로 접속하고, 로터축과 로터 케이싱과의 간극으로부터 누출하는 냉매를 모터 케이싱내에 밀봉하는 밀폐 구조를 취하는 것이 많다.
이와 같은 밀폐형 압축기에서는, 압축하는 가스가 모터 케이싱의 내부에 진입하기 때문에, 부식성 가스를 압축할 경우에는, 모터의 권선에 내식성이 요구된다. 이로 인해, 예를 들어, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 암모니아를 냉매로 하는 냉동 장치용의 스크류 압축기용 모터의 권선으로서, 알루미늄선을 불소 수지로 피복한 것을 사용하는 것이 알려져 있다. 알루미늄선은, 통상의 구리선에 비해 저항률이 높기 때문에, 권선 저항을 낮게 하기 위해서 권선의 직경을 굵게 해야한다.
고정자의 권선은, 특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같이, 외부로부터 전력을 공급 가능하게 하기 위해, 그 단부(리드선)가 모터 케이싱의 개구를 밀봉하는 단자대를 관통하는 외부 단자(외부 단자)에 각각 접속된다. 통상, 외부 단자는 권선의 단부를 삽입해서 코킹하는 압착 단자의 구조로 되어 있다.
모터 케이싱에는 내압성이 요구되기 때문에, 단자대는 그다지 크게 할 수 없다. 또한, 일반적으로, 부품의 표준화를 위해, 단자대는, 다른 제품 사이에서 동일한 것을 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 통상의 모터와 같은 피치로 배열된 외부 단자에, 구리선에 비해 직경이 굵은 알루미늄선을 접속하면, 외부 단자의 압착부 사이의 거리가 짧아져 버린다. 암모니아는, 공기와 비교해서 절연성이 낮기 때문에, 외부 단자의 압착부 사이의 거리가 짧아지면, 모터 내부에서 절연 파괴가 발생해서 단락되어 버린다는 문제가 있다.
또한, 알루미늄선이 굵어지면, 복수의 알루미늄선이나 알루미늄 연선을 외부 단자에 압착할 때, 선의 다발이나 연선의 중심부까지 강한 압축 응력을 발생시키는 것이 어렵기 때문에, 복수의 알루미늄선의 대략 중심부나 알루미늄 연선의 중앙에 간극이 생긴다. 그러면, 중앙의 소선과 외측의 소선 사이의 도전 접촉이 불충분해져, 전류가 외측으로 치우쳐서 흐르기 때문에, 국소적으로 큰 주울손을 발생시켜 리드선을 소손시킬 위험성이 있다. 이러한 발열은, 리드선의 직경이나 외부 단자의 치수를 보다 크게 함으로써 방지할 수 있지만, 그렇게 하면 또한 절연 거리가 짧아져, 단락의 위험성이 높아져 버린다.
일본 특허 출원 공개 제2005-171943호 공보 일본 특허 출원 공개 제2001-95195호 공보
상기 문제점을 감안하여, 본 발명은 모터의 리드선과 외부 단자와의 접속 부분에서 발열이나 절연 파괴가 발생하기 어려운 밀폐형 압축기를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 의한 밀폐형 압축기는, 스크류 로터를 수용하는 로터실을 형성하는 로터 케이싱과, 모터의 고정자 및 회전자를 수용하는 모터실을 형성하는 모터 케이싱이 일체로 구성되고, 압축해야 할 유체의 유로와 상기 모터실이 연통하는 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 모터의 고정자는, 각각, 복수의 독립된 권선을 다중으로 권회해서 형성되고, 상기 권선의 각각에 대해서 개별의 외부 단자가 설치되어 있는 것으로 한다.
이 구성에 따르면, 권선을 다중으로 함으로써 각 권선의 전류가 작아지므로, 권선의 선 직경을 가늘게 할 수 있다. 이에 의해, 권선과 외부 단자와의 양호한 압착을 행해서 국소적인 저항손이 발생하지 않도록 할 수 있고, 또한 외부 단자의 접속부가 대형화되지 않고, 모터 내부에서 절연 파괴가 발생하지 않는다.
또한, 본 발명의 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 권선은 알루미늄선, 바람직하게는 불소 수지로 피복한 알루미늄선으로 되어도 좋다.
이 구성에 따르면, 내식성이 높은 압축기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 외부 단자를 복수의 단자대에 나누어서 배치해도 좋다.
이 구성에 따르면, 모터 케이싱의 단자대를 위한 개구가 작아지므로, 내압성을 확보하는 것이 용이해서, 단자대를 통상의 모터와 공용화해서 비용을 내릴 수도 있다.
또한, 본 발명의 밀폐형 압축기에 있어서, 상기 외부 단자는 상기 권선의 단부를 삽입해서 코킹하는 압착 단자이여도 좋다.
이 구성에 따르면, 권선의 외부 단자로의 접속이 용이하다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태의 밀폐형 압축기의 단면도이다.
도 2는 도 1의 밀폐형 압축기의 모터 고정자의 회로도이다.
도 3은 도 2의 하나의 극의 개략 단면도이다.
도 4는 도 3의 대안의 극의 개략 단면도이다.
도 5는 도 3의 새로운 대안의 극의 개략 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1에, 본 발명의 하나의 실시형태의 밀폐형 스크류 압축기(1)를 도시한다. 스크류 압축기(1)는 암모니아 가스를 압축하기 위해 설계되어 있고, 압축기 본체(2)와 모터(3)를 일체로 접속해서 이루어진다.
압축기 본체(2)는, 로터 케이싱(4)에 형성된 로터실(5) 내에, 서로 맞물리는 스크류 로터[수형 로터(6) 및 암형 로터(7)]가 수용되어 있다. 스크류 로터(6, 7)는, 모터 회전자(11)의 회전력에 의해 회전되어, 흡입 유로(12)로부터 암모니아 가스를 흡입해서 압축하고, 토출 유로(13)로부터 압축된 냉매를 토출한다.
모터(3)는 3상 유도 모터이며, 로터 케이싱(4)에 기밀하게 접속된 모터 케이싱(8)이 형성하는 모터실(9) 내에, 모터 고정자(10)와 수형 로터(6) 축을 공유하는 모터 회전자(11)가 수용되어 있다. 모터실(9)과 흡입 유로(12)는, 모터 고정자(10) 및 수형 로터(6)가 공용하는 축이 관통하는 개구를 통해서 연통되어 있고, 모터실(9)의 내부에는, 흡입 유로(12)로부터 암모니아 가스가 유입할 수 있다.
모터 케이싱(8)에는, 로터실(5)과 반대측의 단부 및 상부에, 각각, 개구(14)가 형성된다. 개구(14)는, 각각, 스페이서(15)를 통해서 단자대(16)가 기밀하게 설치됨으로써 밀봉되어 있다. 2개의 단자대(16)에는, 각각, 모터 고정자(10)의 권선의 단부를 연신한 리드선(17)의 선단에 접속한 막대 형상의 외부 단자(18)가 고정되어 있다. 모터 고정자(10)의 권선[리드선(17)]은 불소 수지제의 피복을 갖는 알루미늄 연선으로 이루어진다.
외부 단자(18)는 단자대(16)에 설치한 관통 구멍(16a)을 관통하고, 모터실(9)측에 설치한 플랜지(18a)가 단자대(16)의 내측의 오목부(16b)에 끼워 맞추어져, 단자대(16)의 관통 구멍을 밀봉한다. 또한, 외부 단자(18)는, 내측의 단부에, 피복을 벗겨낸 리드선(17)의 단부를 덮도록 끼움 장착되고, 코킹함으로써 리드선(17)에 압착되는 압착 구조를 갖고, 외측의 단부에 설치한 외부 나사에 나사 결합하는 복수의 너트(19)로 단자대(16)에 고정되어 있다. 외부 단자(18)에 나사 결합하는 너트(19)의 사이에 전원으로부터 전력을 공급하는 배선의 접속 단자를 끼워 넣어서 고정함으로써, 모터 고정자(10)에 전력을 공급할 수 있게 되어 있다.
또한, 단자대(16)는 외부 단자(18)의 외측의 단부를 덮는 외부 상자(20)와, 스페이서(15)와 함께 장착 볼트(21)에 의해 모터 케이싱(8)에 장착되어 있다.
계속해서, 도 2에 모터(9)의 고정자(10)의 회로도를 도시한다. 모터(9)는 각 상의 권선이 2중으로 권회되어 있다. 각 권선(A1, A2, B1, B2, C1, C2)은 각각이 독립된 알루미늄 연선으로 이루어진다. 도 2에 있어서, 각 권선(A1, A2, B1, B2, C1, C2)은 1개의 코일로서 도시되어 있지만, 실제로는 각각이 복수의 극을 형성하도록 권회될 수 있다.
도 3 내지 도 5에, 고정자(10)의 하나의 극의 권선(A1, A2)의 감는 방법의 예를 간략화해서 도시한다. 권선(A1과 A2)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 철심(22)의 주위에 2개의 층을 형성하도록 권회되어도 좋고, 도 4에 도시한 바와 같이, 철심(22)을 2분하도록 권회되어도 좋고, 또한 도 5에 도시한 바와 같이, 예를 들어 2개를 동시에 감음으로써, 서로 혼재해서 권회되어도 좋다. 이와 같이, 각층의 권선(A1과 A2, B1과 B2 또는 C1과 C2)은 서로 다른 극을 형성하는 것이 아니고, 당해 위상의 모든 극의 자계를 절반씩 분담해서 형성한다.
각 권선(A1, A2, B1, B2, C1, C2)은 종래와 등가인 모터의 각 상의 알루미늄 권선과 비교해서, 약 2배의 임피던스를 갖고, 전류값이 종래의 권선의 약 절반으로 되도록 구성된다. 따라서, 각 권선(A1, A2, B1, B2, C1, C2)에 있어서의 구리손을 종래와 같은 정도로 설정하면, 그것들의 단면적은 종래의 권선의 약 2분의 1이면 된다. 그러나, 각 극에 있어서 종래와 동수의 자속을 발생시키기 위해서, 권선(A1, A2, B1, B2, C1, C2)의 합계 길이는 종래의 약 2배가 된다.
이와 같이 권회된 각 권선(A1, A2, B1, B2, C1, C2)의 양단부의 리드선(17)의 단부에는, 각각, 개별의 외부 단자(18)가 접속되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 각각의 외부 단자(18)에 접속된 배선은, 모터(9)의 외부에 있어서, 예를 들어 가변 주파수 전원(인버터)의 출력 단자(U, V, W)에 대하여 접속된다. 이 때, 권선(A1과 A2), 권선(B1과 B2), 및 권선(C1과 C2)을 각각 병렬로 접속하고, 또한 권선(A1, A2)과, 권선(B1, B2)과, 권선(C1, C2)을 델타형으로 접속하도록 결선된다. 또한, 단자대(16)의 외측의 분위기는 절연성이 높고, 부식성이 없는 공기이기 때문에, 구리선이나 다른 도체를 사용해서 배선할 수 있고, 그것들의 도체 사이의 절연 거리를 짧게 할 수도 있다.
모터(9)에 상용 주파수 전원을 직접 인가하는 경우에는, 시동 전류를 억제하기 위해서, 시동시에는, 권선(A1, A2)과, 권선(B1, B2)과, 권선(C1, C2)을 스타형으로 접속하도록 해도 좋고, 권선(A1과 A2), 권선(B1과 B2), 및, 권선(C1과 C2)을 각각 직렬로 접속하도록 해도 좋다.
이와 같이, 2중으로 권회된 고정자의 권선(A1, A2, B1, B2, C1, C2)은 직경이 가늘기 때문에, 단자대(16)에 있어서의 외부 단자(18)의 피치를 구리선을 사용한 다른 모터와 같이 해도, 리드선(17)과 외부 단자(18)와의 접속 부분(압착부)의 간격을 크게 유지하고, 절연성이 낮은 암모니아 분위기 중에 있어서도 절연 파괴(방전)에 의한 단락을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 고정자(11)의 권선을 3중, 또는 4중 이상으로 권회해도 좋고, 그 경우 단자대(16)를 3개 이상 설치해도 좋다.
또한, 권선(A1, A2, B1, B2, C1, C2)은, 각각 1개의 알루미늄 연선으로 대체하고, 개개의 알루미늄 소선을 불소 수지로 피복한 복수개의 알루미늄선을 권회해서 형성되어도 좋다.
또한, 본 발명의 로터 케이싱(4)과 모터 케이싱(8)은 구조적 일체성에 의해 구분해야 하는 것이 아니고, 로터실(5)을 형성하는 부분이 로터 케이싱(4)이며, 모터실(9)을 형성하는 부분이 모터 케이싱(8)이라고 이해해야 한다.
1 : 스크류 압축기
2 : 압축기 본체
3 : 모터
4 : 로터 케이싱
5 : 로터실
6, 7 : 스크류 로터
8 : 모터 케이싱
9 : 모터실
10 : 모터 고정자
11 : 모터 회전자
14 : 개구
15 : 스페이서
16 : 단자대
17 : 리드선
18 : 외부 단자
22 : 철심
A1, A2, B1, B2, C1, C2 : 권선

Claims (5)

  1. 스크류 로터를 수용하는 로터실을 형성하는 로터 케이싱과, 모터의 고정자 및 회전자를 수용하는 모터실을 형성하는 모터 케이싱이 일체로 구성되고, 압축해야 할 유체의 유로와 상기 모터실이 연통하는 밀폐형 압축기에 있어서,
    상기 모터의 고정자는, 각각, 복수의 독립된 권선을 다중으로 권회해서 형성되고,
    상기 권선의 각각에 대해서 개별의 외부 단자가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 밀폐형 압축기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 권선은 알루미늄선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 밀폐형 압축기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 권선은 불소 수지로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는, 밀폐형 압축기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 외부 단자를 복수의 단자대에 나누어 배치한 것을 특징으로 하는, 밀폐형 압축기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 외부 단자는 상기 권선의 단부를 삽입해서 코킹하는 압착 단자인 것을 특징으로 하는, 밀폐형 압축기.
KR1020137002841A 2010-08-03 2011-05-30 밀폐형 압축기 KR101442436B1 (ko)

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