KR20200018614A - 압축기 - Google Patents

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카스라 다네쉬카흐
마크 앤드류 존슨
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다이슨 테크놀러지 리미티드
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Abstract

압축기는 복수의 고정자 요소를 포함하는 고정자 어셈블리; 적어도 하나의 베어링이 장착되는 축, 영구 자석 및 임펠러를 포함하는 회전자 어셈블리; 지지체; 및 공기 입구를 포함하는 외측 캔을 포함한다. 지지체는 적어도 하나의 베어링이 장착되는 중공의 기다란 중심 부분을 포함하고, 이 중심 부분 내에는 자석이 위치되며, 기다란 중심 부분은 복수의 개구를 포함하고, 외측 캔의 공기 입구는 기다란 중심 부분에 있는 복수의 개구와 적어도 부분적으로 축방향으로 정렬된다.

Description

압축기
본 발명은 압축기에 관한 것이다.
전기 모터에서 직면한 가장 큰 난제 중의 하나는, 전기 모터의 구성품을 사용 중에 저온으로 유지시키는 것이다. 압축기의 경우, 압축기에 의해 발생되는 공기 흐름을 이용하여, 모터의 일부 구성품을 냉각할 수 있다. 그러나, 종종, 압축기를 통과하는 공기 흐름은 제한되고 모든 구성품을 효과적으로 지나갈 수 없다. 그러므로, 압축기의 효율과 성능은 소수의 구성품에 이용 가능한 한정된 냉각에 의해 제한될 수 있다.
진공 청소기에 있는 모터와 같은 압축기를 여러 방식으로 개선하고자 하는 일반적인 바램이 있다. 특히, 크기, 중량, 제조 비용, 효율, 신뢰성 및 소음 면에서 개선이 요망될 수 있다.
본 발명은 압축기를 제공하고, 이 압축기는, 복수의 고정자 요소를 포함하는 고정자 어셈블리; 적어도 하나의 베어링이 장착되는 축, 영구 자석 및 임펠러를 포함하는 회전자 어셈블리; 지지체; 및 공기 입구를 포함하는 외측 캔을 포함한다. 지지체는 상기 적어도 하나의 베어링이 장착되는 중공의 기다란 중심 부분을 포함하고, 이 중심 부분 내에는 상기 자석이 위치되며, 상기 기다란 중심 부분은 복수의 개구를 포함하고, 상기 외측 캔의 공기 입구는 상기 기다란 중심 부분에 있는 복수의 개구와 적어도 부분적으로 축방향으로 정렬된다.
결과적으로, 사용 중에 압축기에 의해 발생되는 공기 흐름은 외측 캔의 공기 입구 및 지지체의 기다란 중심 부분의 개구를 통해 압축기 안으로 유입하여 사용 중에 자석을 냉각할 수 있다. 따라서, 압축기의 더 많은 구성품이 효과적으로 냉각될 수 있고, 압축기의 성능과 효율이 개선될 수 있다.
공기 입구는, 축방향 성분과 반경 방향 성분 둘다를 갖는 방향으로 공기가 상기 압축기에 들어가도록 하는 적어도 하나의 큰 개구를 포함한다. 따라서, 냉각 공기 흐름은, 지지체의 기다란 중심 부분의 내부와 외부 모두에서 압축기의 모든 내부 구성품에 냉각을 제공하는 방식으로 압축기에 더 잘 들어갈 수 있다.
외측 캔은 상기 지지체로부터 반경 방향으로 이격되어 환형 공기 흐름 경로를 형성할 수 있다. 결과적으로, 지지체의 기다란 중심 부분을 통해 흐르는 공기 흐름에 추가로, 냉각 공기 흐름이 환형 경로를 통과하여, 환형 공기 흐름 경로 내에 위치하는 구성품을 냉각할 수 있다.
고정자 요소는 상기 복수의 개구를 통해 부분적으로 연장되어 있고, 상기 환형 공기 흐름 경로 안으로 연장되도록 상기 지지체에 고정될 수 있다. 결과적으로, 고정자 요소는 지지체의 기다란 중심 부분 및 지지체와 외측 캔 사이의 환형 공기 흐름 경로 내에 있는 두 공기 흐름에 의해 냉각될 수 있다. 이리하여, 고정자 요소 주위에 감겨 있는 권선에 대한 전적인 냉각이 제공된다. 결과적으로, 권선은 더 저온으로 유지될 수 있고, 압축기의 성능과 효율이 개선된다.
인쇄 회로 기판이 상기 공기 입구 가까이에 있는 외측 캔의 단부에 장착될 수 있다. 인쇄 회로 기판(PCB)에 장착되어 있는 더 큰 전자 부품이 PCB로부터, 상기 공기 입구를 통해 압축기에 들어가는 공기를 위한 공기 경로 안으로 연장되어 있다. 결과적으로, PCB 상에 있는 전기 부품, 특히, 더 큰 부품이 사용 중에 압축기 안으로 들어가는 공기 흐름에 의해 냉각된다. 그리하여, 압축기의 성능과 효율이 더 개선될 수 있다.
사용시, 공기가 상기 지지체의 내부 및 지지체의 외부 모두에서 상기 압축기를 축방향으로 통과해 흐른다.
본 발명을 더 쉽게 이해할 수 있도록, 이제 본 발명의 실시 형태를 다음과 같은 첨부 도면을 참조하여 예시적으로 설명한다.
도 1은 압축기의 부품의 분해 사시도를 나타낸다.
도 2는 압축기의 단면도를 나타낸다.
도 3은 도 1에 나타나 있는 부품을 포함하는 조립된 압축기를 나타낸다.
도 1은 압축기(10)의 분해 사시도를 나타낸다. 어떤 구성품, 예컨대, 제어 전자 장치 및 외부 하우징은 명료성을 위해 나타나 있지 않다. 압축기(10)는 회전자 어셈블리(12), 지지체(14) 및 4개의 고정자 요소(16, 18, 20, 22)를 포함하는 고정자 어셈블리를 포함한다. 압축기(10)가 조립될 때, 회전자 어셈블리(12)는 지지체(14) 내부에 위치 및 장착되고, 고정자 요소는 지지체(14)에 있는 각각의 개구 또는 슬롯에 위치된다. 예컨대, 고정자 요소(20)는 지지체에 있는 개구(24) 안에 위치된다. 지지체(14)는 일체형 구성인데, 예컨대, 단일체로 몰딩되고, 임펠러를 덮는 임펠러 쉬라우드(26)를 포함한다. 압축기(10)는 또한 확산기(28)를 포함한다.
회전자 어셈블리(12)는 자석(32)이 장착되는 축(30), 제 1 평형 링(34) 및 제 2 평형 링(36)을 포함한다. 회전자 어셈블리(12)가 조립될 때, 한쌍의 베어링이 코어(32)와 평형 링(34, 36)의 각 측에서 축(30)에 장착된다. 도 1에서, 한쌍의 베어링 중의 하나, 즉 베어링(38)만 볼 수 있다. 임펠러(42)가 축(30)의 한 단부에 장착된다.
고정자 요소(16, 18, 20, 22)가 지지체(14)에 있는 각각의 개구에 위치될 때, 그 개구의 적어도 일부분은 여전히 개방되어 있고, 고정자 요소에 의해 제한되지 않는다. 이리하여, 공기 흐름이 고정자 요소를 지나 개구를 통과해 지지체 안으로 들어갈 수 있다. 압축기가 사용 중일 때, 이 공기 흐름을 사용하여, 지지체(14) 내부에 위치되어 있는 회전자 어셈블리(12), 특히 자석(32)을 냉각할 수 있다.
도 2는 압축기(100)의 단면도를 나타낸다. 압축기(100)는 복수의 고정자 요소(102, 104)를 갖는 고정자 어셈블리를 포함한다. 회전자 어셈블리가 또한 제공되며, 이 회전자 어셈블리는, 자석(108)이 장착되는 축(106), 자석(108)의 각 단부에서 축(106)에 장착되는 제 1 및 제 2 베어링(110, 112), 및 임펠러(114)를 포함한다. 중공의 기다란 중심 부분을 포함하는 지지체(116)가 제공된다. 복수의 개구(118)가 기다란 중공체에 제공되어 있고, 이 중공체를 통해 고정자 요소(102, 104)가 부분적으로 연장된다. 회전자 어셈블리는 지지체(116) 내부에 수용되고, 베어링(110, 112)은 개구(118)의 각 단부에서 지지체(116)의 일부분으로 헝성되어 있는 베어링 시트(120, 122)에 장착된다. 그러므로 베어링 사이에 있는 자석(108)은 지지체(116)의 기다란 중심 부분 내에 위치되고, 고정자 요소(102, 104)와 정렬된다.
외측 캔(130)이 압축기(100)의 외측면 주위에 위치된다. 외측 캔은 허브(132)를 통해 베어링 시트(120)의 외부 표면에 장착되어 지지체(116)에 의해 지지된다. 공기 입구(134)가 외측 캔(130)에 제공되어 있어, 사용 중에 공기가 압축기(100)에 의해 흡인될 수 있다. 다른 베어링 시트(122)의 외측 표면에는 쉬라우드(136)가 장착되어 있는데, 이 쉬라우드는 임펠러(114)를 둘러싼다. 외측 케이싱(130)은 쉬라우드(136)에도 장착된다. 공기 통로(138)가 쉬라우드(136) 주위에 또는 그를 통해 제공되어 있어, 공기가 임펠러(114)에 의해 압축기(100)를 통해 흡인될 수 있다. 허브(132)는 또한 권선 종결 블럭으로서 작용하고, 고정자 요소(102, 104)의 권선이 전류를 받기 위해 그 종결 블럭에 연결될 수 있다.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 외측 캔(130)의 공기 입구(134)는 지지체(116)에 있는 개구(118)와 축방향으로 정렬된다. 이리하여, 압축기(100) 안으로 유입하는 공기가 지지체(116) 안으로 들어가, 사용 중에 그 안에 있는 자석(108)을 냉각시키는데 도움을 줄 수 있다. 사실, 입구(134)는 비교적 크고, 그래서, 반경 방향 성분과 축방향 성분 모두를 갖는 방향으로 압축기 안으로 유입하는 공기가 조장될 수 있다. 이리하여, 화살표 A 및 B로 나타나 있는 바와 같이 압축기(100)를 통과하는 냉각 공기 흐름이 얻어질 수 있다. 냉각 공기 흐름(A)은 지지체(116)와 외측 캔(130) 사이의 환형 채널을 통과한다. 냉각 공기 흐름(B)은 지지체 안으로 들어가, 자석(108)과 지지체(116) 사이를 지나간다. 고정자 요소(102, 104)는 개구(118)를 통해 부분적으로 연장되므로, 고정자 요소 상의 권선은 지지체(116)의 내면과 외면 모두에 있는 양 공기 흐름에 의해 냉각된다.
고정자 요소(102, 104)를 지난 후에, 공기 흐름(B)은 다시 지지체(116) 밖으로 나가 공기 흐름(A)과 다시 합쳐진다. 조합된 공기 흐름은 임펠러(114)에 의해 쉬라우드(136)를 지나 공기 흐름(C)으로서 압축기(100) 박으로 나가게 된다.
도 3은 도 1에 나타나 있는 부품을 포함하는 조립된 압축기(200)를 나타낸다. 이 압축기(200)는 복수의 큰 공기 입구(204)를 갖는 외측 캔(202)을 포함하고, 압축기(200)는 사용 중에 그 공기 입구를 통해 공기를 흡인하게 된다. 인쇄 회로 기판(PCB)(210)이 공기 입구(204) 가까이에 있는 외측 캔(202)의 단부에 장착된다. 압축기(200) 안으로 흡인되는 냉각 공기 흐름에 PCB(210)가 이렇게 가까이 있음으로해써, PCB(210) 및 이에 장착되어 있는 전자 부품을 저온으로 유지시키는데 도움이 된다.
도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 복수의 더 큰 전자 부품(예컨대, 참조 번호 "212, 214"로 표시되어 있는 것)은, 실제로 PCB로부터, 입구(204)를 통해 압축기(200) 안으로 들어가는 공기를 위한 공기 경로 안으로 연장되기에 충분히 커서, 그에 훨씬더 양호한 냉각이 제공된다. 이들 더 큰 구성품은 개선된 냉각이 특히 유리할 수 있는 구성품, 예컨대, 큰 캐패시터 또는 전자 스위치를 위한 열 싱크일 수 있다.
지금까지 특정한 실시 형태를 설명했지만, 청구 범위에 규정되어 있는 바와 같은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다양한 변형이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (7)

  1. 압축기로서,
    복수의 고정자 요소를 포함하는 고정자 어셈블리;
    적어도 하나의 베어링이 장착되는 축, 영구 자석 및 임펠러를 포함하는 회전자 어셈블리;
    지지체; 및
    공기 입구를 포함하는 외측 캔을 포함하고,
    상기 지지체는 상기 적어도 하나의 베어링이 장착되는 중공의 기다란 중심 부분을 포함하고, 이 중심 부분 내에는 상기 자석이 위치되며, 상기 기다란 중심 부분은 복수의 개구를 포함하고, 상기 외측 캔의 공기 입구는 기다란 중심 부분에 있는 복수의 개구와 적어도 부분적으로 축방향으로 정렬되는, 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 입구는, 축방향 성분과 반경 방향 성분 둘다를 갖는 방향으로 공기가 상기 압축기에 들어가도록 하는 적어도 하나의 큰 개구를 포함하는, 압축기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 외측 캔은 상기 지지체로부터 반경 방향으로 이격되어 환형 공기 흐름 경로를 형성하는, 압축기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 고정자 요소는 상기 복수의 개구를 통해 부분적으로 연장되어 있고, 또한 상기 환형 공기 흐름 경로 안으로 연장되도록 상기 지지체에 고정되는, 압축기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    인쇄 회로 기판이 상기 공기 입구 가까이에 있는 외측 캔의 단부에 장착되는, 압축기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판(PCB)에 장착되어 있는 더 큰 전자 부품이 PCB로부터, 상기 공기 입구를 통해 압축기에 들어가는 공기를 위한 공기 경로 안으로 연장되어 있는, 압축기.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    사용시, 공기가 상기 지지체의 내부 및 지지체의 외부 모두에서 상기 압축기를 축방향으로 통과해 흐르는, 압축기.
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