KR20200107205A - 로터리 압축기 - Google Patents

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KR20200107205A
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이태근
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명을 따르는 로터리 압축기는, 외부로부터 전원을 공급하는 전원선과 결합되는 전원 단자부를 구비하는 케이싱, 상기 케이싱의 수용공간에 구비되어 공급되는 냉매를 압축시켜 토출하도록 구성되는 압축부 및 상기 압축부에 연결되어 상기 압축부을 구동하며, 전원을 공급하도록 상기 전원 단자부와 전기적으로 연결되는 전원부를 구비하는 구동모터를 포함하며, 상기 전원부는 상기 구동모터의 권선을 절환하도록 구성되는 제1 전원부와 제2 전원부을 포함하며, 상기 전원 단자부는 상기 제1 전원부과 상기 제2 전원부가 결합되도록 형성될 수 있다.

Description

로터리 압축기{ROTARY COMPRESSOR}
본 발명은 로터리 압축기에 관한 것으로서, 특히 권선 절환 모터를 구비하는 로터리 압축기의 케이싱에 관한 것이다.
일반적으로 로터리 압축기는 실린더의 압축공간에서 롤러가 선회운동을 하거나 또는 회전운동을 하며, 실린더 또는 롤러에 미끄러지게 구비되는 베인이 롤러 또는 실린더에 접촉되어 압축공간을 흡입실과 압축실(또는 토출실)로 구분하게 된다. 압축공간은 롤러의 선회운동 또는 회전운동으로 인해 체적(용적)이 좁아지면서 냉매를 압축하게 되고, 압축된 냉매는 케이싱의 내부공간을 향해 토출된다.
한편, 롤러는 회전축에 결합되어 케이싱 내부에 구비된 구동모터에 의해 회전축과 함께 회전하게 되므로, 압축기의 효율은 구동모터의 효율과 밀접한 관련을 갖게 된다. 따라서, 압축기의 효율을 증가시키기는 방안의 일환으로서, 구동모터의 효율을 증가시키도록 노력해왔다.
중국 공개특허공보 CN 108288939 A(2011.00.00 공개)를 참고하면, 고정자에 권선된 코일이 Y-결선과 델타-결선을 동시에 구비하여, 구동 속도에 따라 다른 결선을 사용함에 따라 구동모터의 효율을 증가시킬 수 있는 기술이 개시되어 있다.
보다 구체적으로, Y-결선으로 연결되는 경우, 저속에서의 구동모터의 효율이 고속에서의 구동모터의 효율보다 높으며, 델타-결선으로 연결되는 경우, 고속에서의 구동모터의 효율이 저속에서의 효율보다 높은 점을 활용하여, 구동모터의 구동 속도에 따라 고정자에 권선되는 코일의 결선을 Y결선과 델타 결선으로 상호 절환하여 구동모터의 효율을 증가시킬 수 있다.
이와 같이 권선 절환 모터에는 코일에 전원을 공급하는 하니스와 같은 도선이 복수개로 구비된다. 중국 공개특허공보 CN 108092436 A(2011.00.00 공개)를 참고하면, 2개의 하니스를 구비하는 권선 절환 모터를 포함하는 압축기가 개시된다. 각각의 하니스와 연결되는 2개의 전원선을 위하여, 케이싱에는 2개의 전원 단자부가 구비되어 있다.
이 경우, 압축기 제작시 케이싱에 복수개의 전원 단자부를 설치하기 위하여, 조립 공정상 작업 공수가 증가하게 된다. 이로 인해 압축기의 제조비용이 증가하게 되는 문제가 발생하게 된다.
본 발명의 목적은 권선을 절환하도록 복수의 하니스를 구비하는 구동모터를 포함하는 로터리 압축기에 있어서, 복수의 전원부에 의해 케이싱에 추가되는 전원 자부 형성을 제한하여 제조비용을 저감할 수 있는 로터리 압축기의 구조를 제공하는 것에 있다.
나아가, 본 발명의 목적은 권선을 절환하도록 복수의 전원부를 구비하는 구동모터를 포함하는 로터리 압축기에 있어서, 복수의 전원부를 하나의 전원 단자부에 연결하는 구조를 제공하는 것에 있다.
나아가, 본 발명의 목적은 하나의 단자부에 복수의 전원부가 연결되는 로터리 압축기의 구조에 있어서, 외부 전원을 공급하는 복수의 전원선을 전원 단자부에 결합시 혼동을 방지하는 구조를 제공하는 것에 있다.
나아가, 본 발명의 목적은 압축된 냉매를 케이싱 외부로 토출하는 토출관과 전원 단자부의 구조적 간섭을 회피하면서 토출구가 케이싱의 축 방향 중심에 위치할 수 있는 구조를 제공하는 것에 있다.
본 발명을 따르는 로터리 압축기는 외부로부터 전원을 공급하는 전원선과 결합되는 전원 단자부를 구비하는 케이싱, 상기 케이싱의 수용공간에 구비되어 공급되는 냉매를 압축시켜 토출하도록 구성되는 압축부 및 상기 압축부에 연결되어 상기 압축부을 구동하며, 전원을 공급하도록 상기 전원 단자부와 전기적으로 연결되는 전원부를 구비하는 구동모터를 포함한다.
여기서, 상기 전원부는 상기 구동모터의 권선을 절환하도록 구성되는 제1 전원부와 제2 전원부을 포함하며, 상기 전원 단자부는 상기 제1 전원부과 상기 제2 전원부가 결합되도록 형성될 수 있다. 이와 같은 구조에 따라, 압축기 제작시 전원 단자부를 복수개 형성하는 것을 방지하여 압축기 제조비용을 저감할 수 있다.
여기서, 상기 전원 단자부는 상기 케이싱을 관통하도록 구비되는 바디부 및 상기 바디부에 구비되며, 각각 상기 제1 전원부와 제2 전원부에 연결되는 제1 핀부와 제2 핀부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 핀부와 상기 제2 핀부는 각각 복수의 핀으로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 복수의 핀은 상기 바디부의 일면에서 가상의 원의 원주 상에 위치할 수 있다. 다시 말해, 상기 제1 핀부와 상기 제2 핀부는 상기 바디부의 일면에서 가상의 원을 이루도록 배치될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 복수의 핀은 원주 방향으로 이격되어 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 핀부와 상기 제2 핀부는 각각 상기 케이싱의 외부에 노출되어 상기 전원선과 결합되는 노출부를 포함하며, 상기 제1 핀부의 노출부와 상기 제2 핀부의 노출부는 다른 형상으로 형성될 수 있다. 이로 인해, 외부 전원을 공급하는 복수의 전원선을 전원 단자부에 결합시 혼동을 방지할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 핀부와 상기 제2 핀부 사이의 원주 방향의 이격 거리는 상기 제1 및 제2 핀부를 이루는 복수의 핀 사이의 원주 방향의 이격 거리보다 클 수 있다. 즉, 복수의 전원선을 전원 단자부에 결합시 혼동을 방지할 수 있도록 제1 핀부와 상기 제2 핀부는 서로 이격되게 구비될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 케이싱은 상기 압축부에 의해 압축된 냉매가 상기 케이싱 외부로 토출되는 토출관을 포함하며, 상기 바디부는 상기 토출관의 적어도 일부를 감싸도록 상기 케이싱의 일면에서 원주 방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 다시 말해, 바디부는 원호 형상을 이루도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 전원부는, 상기 제1 전원부의 단부에 장착되어 상기 제1 핀부와 결합되도록 형성되는 제1 체결부 및 상기 제2 전원부의 단부에 장착되어 상기 제2 핀부와 결합되도록 형성되는 제2 체결부를 포함하며, 상기 제1 체결부와 제2 체결부는 각각 복수의 핀이 삽입되도록 상기 복수의 핀에 대응되는 위치에 형성되는 복수개의 홈을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부는 각각 상기 제1 핀부와 상기 제2 핀부에 결합된 상태에서 나란하게 배치될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 케이싱은, 일측이 개구되며, 상기 압축부와 상기 구동모터를 수용하도록 형성되는 메인 하우징 및 상기 메인 하우징의 개구된 영역을 덮도록 형성되는 커버를 포함하며, 상기 전원 단자부는 상기 커버에 구비될 수 있다.
본 발명에 따르면, 하나의 전원 단자부에 구동모터의 권선을 절환하도록 이루어지는 제1 전원부와 제2 전원부가 결합되므로, 전원 단자부를 추가하는 것을 방지할 수 있다. 이로 인하여, 압축기의 제작시 전원 단자부를 추가하는 공정이 생략되어 조립공수가 증가하지 않게 되므로, 압축기의 제조비용이 저감될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 제1 전원부와 제2 전원부가 서로 다른 형상으로 형성되거나, 제1 전원부와 제2 전원부가 서로 이격되어 구비됨에 따라, 외부 전원을 공급하는 복수의 전원선을 전원 단자부에 결합시 혼동을 방지할 수 있게 된다. 이로 인하여, 압축기 및 이를 구비하는 전자제품의 조립시 제대로 결합되었는지 일일이 확인하지 않아도 되므로, 작업 생산성이 향상될 수 있다.
또한, 전원 단자부가 상기 토출관의 적어도 일부를 감싸도록 형성되므로, 압축된 냉매가 토출되는 토출관과 전원 단자부의 구조적 간섭을 회피할 수 있게 된다. 이로 인하여, 상기 토출관을 케이싱의 축 방향 중심에 형성할 수 있게 되어, 상기 토출관을 설치하는 제작 공정이 용이해질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 압축기의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 로터리 압축기의 단면을 보인 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 구동모터를 모식화하여 보인 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 커버의 상측을 보인 사시도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 커버를 위에서 바라본 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커버의 상측을 보인 사시도이다.
도 6는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 커버를 위에서 바라본 도면이다.
도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 커버의 상측을 보인 사시도이다.
도 7b는 도 7a에 도시된 커버를 위에서 바라본 도면이다.
이하, 본 발명에 의한 로터리 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 압축기의 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 로터리 압축기의 단면을 보인 도면이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 로터리 압축기는, 케이싱(110)의 내부공간(S1)에 구동모터(120)가 설치되고, 구동모터(120)의 하측에는 냉매를 흡입하여 압축한 후 케이싱(110)의 내부공간(10)으로 토출하는 압축부(130)가 설치된다. 구동모터(120)와 압축부(130)는 회전축(140)에 의해 기구적으로 연결된다.
케이싱(110)은 설치형태에 따라 종방향으로 설치될 수도 있고, 횡방향으로 설치될 수도 있다. 설치방향은 회전축(140)을 기준으로 정의된다. 예를 들어, 종방향은 회전축(140)이 지면에 대해 수직인 방향이고, 횡방향은 회전축(140)이 지면에 대해 평행하거나 경사지게 설치된 방향이다. 이하에서는, 케이싱이 종방향으로 구비된 경우를 예로 들어 설명한다.
케이싱(110)은 전체적으로 원기둥 형상의 외형을 이루도록 형성될 수 있다. 케이싱(110)은 일 단부가 개구된 형상으로 형성되는 메인 하우징(111)과 메인 하우징(111)의 일 단부를 덮도록 형성되는 커버(112)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 케이싱(110)이 종방향으로 구비되는 경우, 메인 하우징(111)은 상측을 향하여 개구되도록 형성될 수 있다. 커버(112)는 메인 하우징(111)의 상측에 형성되는 개구부를 덮도록 형성되어, 내부공간(S1)을 밀폐할 수 있다.
후술할 바와 같이, 커버(112)는 전원 단자부(112a)를 구비할 수 있다. 전원 단자부(112a)는 케이싱(110)의 외부에서 전원을 공급하는 전원선과 케이싱(110)의 내부에서 구동모터(120)와 연결되는 전원부(123, 124를 연결하는 커넥터 역할을 수행한다. 이하, 전원 단자부(112a)에 대한 구체적인 내용은 후술한다.
구동모터(120)는 케이싱(110)의 내부에 고정자(121)가 압입되어 고정되고, 고정자(121)의 내부에는 회전자(122)가 회전 가능하게 삽입된다. 회전자(122)의 중심에는 회전축(140)이 압입되어 결합된다.
압축부(130)는 회전축(140)을 지지하는 메인 베어링(131)이 케이싱(110)의 내주면에 고정 결합되고, 메인 베어링(131)의 하측에는 그 메인 베어링(131)과 함께 회전축(140)을 지지하는 서브 베어링(132)이 구비된다. 종방향의 경우 메인 베어링(131)은 상부베어링, 서브 베어링(132)은 하부베어링이라고 할 수 있다.
메인 베어링(131)과 서브 베어링(132)의 사이에는 그 메인 베어링(131) 및 서브 베어링(132)과 함께 압축공간(V)을 형성하는 실린더(133)가 구비된다. 실린더(133)는 서브 베어링(132)과 함께 메인 베어링(131)에 볼트로 체결되어 고정된다.
그리고 실린더(133)의 압축공간(V)에는 회전축(140)의 편심부(141)에 결합되어 선회운동을 하면서 냉매를 압축하는 롤링피스톤(134)이 구비되고, 실린더(133)의 내벽에는 롤링피스톤(134)에 접하여 그 롤링피스톤(134)과 함께 압축공간(V)을 흡입실과 압축실로 구획하는 베인(미도시)이 미끄러지게 삽입된다.
메인 베어링(131)은 회전축(140)을 지지하는 제1 축수부(131a)와, 제1 축수부(131a)에서 반경방향으로 연장되어 실린더(133)와 함께 압축공간(V)을 형성하는 제1 플레이트부(131b)로 이루어진다. 제1 축수부(131a)에는 회전축(140)이 관통되어 지지되는 제1 축수구멍(131a1)이 형성되고, 제1 플레이트부(131b)에는 압축공간(V)에서 압축된 냉매를 토출하는 제1 토출구(131b1)가 형성된다. 제1 토출구(131b1)의 단부에는 그 제1 토출구(131b1)를 개폐하는 제1 토출밸브(135a)가 설치된다. 메인 베어링(131)의 상면에는 제1 소음공간(136a)을 가지는 제1 토출커버(136)가 설치되어, 압축되어 토출되며 발생하는 소음을 저감시킬 수 있다.
서브 베어링(132)은 회전축(140)을 지지하는 제2 축수부(132a)와, 제2 축수부(132a)에서 반경방향으로 연장되어 실린더(133)와 함께 압축공간(V)을 형성하는 제2 플레이트부(132b)로 이루어진다. 제2 축수부(132a)에는 회전축(140)이 관통되어 지지되는 제2 축수구멍(132a1)이 형성되고, 제2 플레이트부(132b)에는 압축공간(V)에서 압축된 냉매를 토출하는 제2 토출구(122b)가 형성된다. 제2 토출구(132b1)의 단부에는 그 제2 토출구(132b1)를 개폐하는 제2 토출밸브(135b)가 설치된다. 서브 베어링(132)의 상면에는 제2 소음공간(137a)을 가지는 제2 토출커버(137)가 설치되어, 압축되어 토출되는 냉매에 의해 발생하는 소음을 저감시킬 수 있다.
그리고, 압축부(130)에는 제2 소음공간(137a)으로 토출되는 냉매를 제1 소음공간(136a)으로 이동시키거나 또는 압축부(130)와 구동모터(120) 사이의 공간으로 안내하기 위한 적어도 한 개 이상 냉매통로(138)가 형성된다. 냉매통로(138)는 제2 소음공간(137a)으로 토출된 냉매가 토출관(150)을 향해 신속하게 이동할 수 있도록 가능하면 많을수록 좋을 수 있다. 도면에서는 한 개의 냉매통로(138)로 이루어진 예를 도시하였다.
냉매통로(138)는 서브 베어링(132)과 실린더(133) 그리고 메인 베어링(131)을 축방향으로 관통하여 형성된다. 냉매통로(138)는 제2 소음공간(137a)에 일단이, 제1 소음공간(136a)에 타단이 각각 연통된다. 도면에서는 제1 토출커버(136)가 한 개인 예를 도시하였으나, 제1 토출커버(136)가 복수 개인 경우에는 냉매통로(138)의 타단은 제1 소음공간(136a) 중에서 외부측 제1 소음공간에 연통될 수 있다. 냉매통로(138)의 타단은 케이싱(110)의 내부공간(S1)에 직접 연통되도록 형성될 수도 있다.
제1 토출밸브(135a)와 제2 토출밸브(135b)는 압축공간(V)의 내부압력(이하, 흡입압)(Ps)과 케이싱(110)의 내부공간(S1)의 내부압력(이하, 토출압)(Pd)의 차이에 따라 개폐될 수 있다. 따라서, 흡입압(Ps)이 너무 낮으면 그 흡입압(Ps)과 토출압(Pd) 사이의 압력차가 너무 커지게 되고, 이로 인해 흡입압(Ps)이 토출가능압력(토출밸브가 열릴 수 있는 압력)에 도달하지 못하면서 압축공간(V)의 냉매를 토출시키지 못하게 된다. 그러면 전동부(이하, 모터와 혼용함)(120)에 과부하가 걸리면서 구동모터(120)에 구비되는 과부하방지장치(미도시)가 작동하여 구동모터(120)를 정지시켜 압축부(130)에서의 압축부하를 제거하게 된다.
한편, 케이싱(110)의 하반부에는 어큐뮬레이터(160)의 출구측에 연결되는 흡입관(161)이 결합되고, 케이싱(110)의 상부에는 응축기에 연결되는 토출관(150)이 결합된다. 흡입관(161)은 케이싱(110)을 관통하여 실린더(133)의 흡입구(139)에 직접 연결되고, 토출관(150)은 케이싱(110)을 관통하여 내부공간(S1)에 연통된다.
도면중 미설명 부호인 142는 오일유로이다.
상기와 같은 본 발명에 의한 로터리 압축기는 다음과 같이 동작된다.
즉, 고정자(121)에 전원이 인가되면, 회전자(122)와 회전축(140)이 고정자(121)의 내부에서 회전을 하면서 롤링피스톤(134)이 선회운동을 하고, 이 롤링피스톤(134)의 선회운동에 따라 흡입실의 체적이 가변되어 냉매를 실린더(133)로 흡입하게 된다.
이 냉매는 롤링피스톤(134)과 베인(미도시)에 의해 압축공간(V)에서의 압축되면서 메인 베어링(131)에 구비된 제1 토출구(131b1)와 서브 베어링(132)의 제2 토출구(122b)를 통해 각각 제1 토출커버(136)와 제2 토출커버(137)로 토출된다.
그러면, 제1 토출커버(136)로 토출되는 냉매는 곧바로 케이싱(110)의 내부공간(S1)로 토출되는 반면, 제2 토출커버(137)로 토출되는 냉매 중에서 일부는 냉매통로(138)를 통과한 후 제1 토출커버(136)의 소음공간(161a)로 이동하거나 또는 케이싱(110)의 내부공간(S1)로 이동하게 된다. 이 냉매는 토출관(150)을 통해 냉동사이클 장치로 배출된다.
냉동사이클 장치로 배출되는 냉매는 응축기와 팽창변 그리고 증발기를 거쳐 어큐뮬레이터(160)로 유입되고, 이 냉매는 실린더(133)의 압축공간(V)로 흡입되기 전에 어큐뮬레이터(160)를 거치면서 액냉매나 오일이 가스냉매와 분리되어, 가스냉매는 실린더(133)의 압축공간(V)으로 흡입되는 반면 액냉매는 어큐뮬레이터(160)의 내부공간에서 증발된 후에 실린더(133)의 압축공간(V)으로 흡입되는 일련의 과정을 반복하게 된다.
한편, 도 3은 도 2에 도시된 구동모터를 모식화하여 보인 도면이다.
도 2와 함께 본 도면을 참고하면, 전술한 바와 같이, 구동모터(120)는 고정자(121), 회전자(122) 및 전원부(123, 124를 포함할 수 있다. 고정자(121)는 고정자 코어(121a)와 코일(121b)을 포함한다. 고정자 코어(121a)는 대략 원통 형상으로 형성 될 수 있다. 고정자 코어(121a)는 환형 형상으로 이루어지는 얇은 철판을 축 방향으로 복수개를 적층함으로써 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 고정자 코어(121a)는 메인 하우징(111)에 고정 결합될 수 있다. 예를 들어, 고정자 코어(121a)의 외주면은 메인 하우징(111)의 내주면에 열박음(또는 열간 압입)되어 고정될 수 있다.
한편, 고정자 코어(121a)는 요크부와 티스부를 포함할 수 있다. 요크부는 전체적으로 속이 빈 원통형 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 소정의 공간을 형성할 수 있다. 상기 소정의 공간에는 회전자(122)가 수용될 수 있다.
요크부의 외주면은 고정자 코어의 외주면에 해당할 수 있다. 요크부의 내주면에는 회전자(122)가 수용되는 소정의 공간의 중심을 향하여 돌출 형성되는 티스부가 형성될 수 있다. 티스부는 복수개로 이루어지며, 원주 방향으로 이격되는 티스들로 이루어질 수 있다.
티스부는 회전자(122)의 적어도 일부를 감싸도록 형성될 수 있다. 상기 티스부에는 코일(121b)이 권선될 수 있다. 코일(121b)은 복수개의 티스 에 감기게 된다. 본 발명에 따르면, 코일(122b)은 하나의 티스에 집중적으로 감기게 되는 집중권 방식으로 권선될 수 있으나, 이에 한하지 않으며, 복수의 티스에 동시에 감기게 되는 분포권 방식으로도 권선될 수 있다.
코일(121b)은 공급되는 전기 에너지에 의해 자기력선을 생성하게 되며, 회전자(122)의 자기장과 쇄교함에 따라, 회전자(122)를 회전시키게 된다.
한편, 회전자(122)는 회전자 코어(122a)와 자성부재(122b)를 포함할 수 있다. 회전자 코어(122a)는 회전축(140)에 결합되며, 회전에 따라, 압축부(130)를 구동시키게 된다. 회전자 코어(122a)는 전반적으로 원기둥 형상으로 형성되어, 고정자(121)의 내부에 수용될 수 있다. 회전자 코어(122a)는 고정자 코어(121a)와 마찬가지로 원형의 얇은 철판을 축 방향으로 복수개 적층하여 형성될 수 있다. 이 경우, 회전자 코어(122a)의 축 방향 길이는 고정자 코어(121a)의 축 방향 길이와 실질적으로 동일하게 형성될 수 있다.
한편, 자성부재(122b)는 네오디움 자석(Nd magnet), 페라이트 자석(Ferrite Magnet) 등과 같은 영구자석으로 이루어질 수 있다. 자성부재(122b)는 회전자 코어(122a)의 내부에 매입되거나, 회전자 코어(122a)의 외주면에 부착될 수 있다.
한편, 본 발명에 따르는 로터리 압축기는 저속 운전과 고속 운전이 가능하도록 구성된다. 각각 저속 운전과 고속 운전시 구동모터의 효율은 고정자에 권선된 코일에 결선 방법에 달라질 수 있다.
예를 들어, 상대적으로 저속 운전에서는 고정자 코어(121a)에 권선된 코일(121b)이 3상의 Y결선을 이루는 경우, 델타 결선을 이루는 경우보다 효율이 더 높을 수 있다. 이에 반해, 상대적으로 고속 운전에서는 고정자코어(121a)에 권선된 코일(121b)이 3상의 델타 결선을 이루는 경우, Y 결선을 이루는 경우보다 효율이 더 높을 수 있다.
즉, 구동모터(120)의 효율을 고려하였을 때, 저속 운전에서는 코일(121b)이 Y결선을 이루며, 고속 운전에서는 델타 결선을 이루는 것이 바람직하다. 이와 같이, 고속 운전 및 저속 운전시 코일(121b)의 결선을 절환하는 모터를 권선 절환 모터라 할 수 있다.
권선 절환 모터를 구현하는 경우, 고정자에 전원을 공급하는 전원부(123, 124)는 코일(121b)의 3상 Y 결선과 연결되는 제1 전원부(123)와 코일(121b)의 3상 델타 결선과 연결되는 제2 전원부(124)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 전원부(123)와 제2 전원부(124)는 하니스(harness)에 해당할 수 있다. 여기서, 하니스(harness)란, 여러 가지 길이를 가진 절연 전선의 다발로, 특정한 장치에 바로 배선할 수 있도록 각 소선(素線)을 형성하고, 단자를 붙여서 적당히 다듬은 것을 의미할 수 있다. 즉, 본 발명을 따르는 구동모터(120)는 전원이 공급되는 하니스가 복수개로 구비될 수 있다.
한편, 본 발명과 같은 3상 모터의 경우, 제1 전원부(123)와 제2 전원부(124)는 각각 U상 V상 및 W상과 각각 연결되도록 3개의 도선으로 이루어지는 제1 도선(123a)과 제2 도선(124a)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 도선(123a)과 제2 도선(124a)의 단부에는 각각 전원 단자부(113)와 연결되도록 형성되는 제1 체결부(123b)와 제2 체결부(124b)가 구비될 수 있다.
제1 및 제2 체결부(123b2)는 각각 단자부의 핀이 삽입되는 제1 및 제2 홈부(123b1, 124b1)을 구비할 수 있으며, 제1 홈부와 제2 홈부(123b1, 124b1)은 각각 권선된 코일(121b) 상에 대응되는 개수로 구비될 수 있다. 예를 들어, 본 발명을 따르는 구동모터(120)가 3상 모터인 경우, 제1 홈부와 제2 홈부(123b1, 124b1)은 각각 3개씩 형성될 수 있다.
한편, 제1 체결부(123b)와 제2 체결부(124b)는 각각 케이싱 외부에서 전원을 공급하는 전원선과 연결되는 전원 단자부와 연결될 수 있다. 이와 같이, 하니스, 즉 구동모터(120)에 전원을 공급하는 전원부이 복수개로 이루어지는 경우, 전원부에 각각에 외부로부터 전원을 공급하는 전원선과 연결되기 위하여 복수개의 전원 단자부가 필요하게 된다.
그러나, 케이싱에 복수개의 전원 단자부를 형성하는 경우, 커버를 포함하는 케이싱의 제작 공정 및 조립 공수가 증가하게 된다. 이로 인해, 압축기의 제조비용이 증가하게 될 수 있다. 본 발명을 따르는 로터리 압축기에서는 복수개로 이루어지는 전원부가 하나의 전원 단자부에 결합되도록 구성될 수 있다. 이하, 도면을 참고하여 구체적으로 설명한다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 커버의 상측을 보인 사시도이며, 도 4b는 도 4a에 도시된 커버를 위에서 바라본 도면이다.
도면을 참고하면, 전원 단자부(113)는 제1 전원부(123)와 제2 전원부(124)가 모두 결합되도록 형성될 수 있다.
전원 단자부(113)는 도시된 바에 따르면, 본 발명을 따르는 전원 단자부는 커버(112)에 형성되어 있으나, 이에 한하지 않으며, 메인 하우징(111)에 구비될 수 있다. 즉, 전원 단자부(113)는 압축기의 외형을 형성하는 케이싱(110)에 형성될 수 있다.
전원 단자부(113)는 케이싱(110)을 관통하도록 구비되는 바디부(113a), 바디부(113a)에 구비되며, 각각 제1 전원부(123)와 제2 전원부(124)에 연결되는 제1 핀부(113b)와 제2 핀부(113c)를 포함할 수 있다.
바디부(113a)는 케이싱(110)에 끼워져 결합될 수 있다. 바디부(113a)는 상대적으로 직경이 길이보다 길게 형성되는 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 바디부(113a)는 케이싱(110)을 관통하도록 구비될 수 있다. 즉, 바디부(113a)의 일측은 내부공간(S1)에 위치하며, 타측은 케이싱(110)의 외부에 위치하도록 구비될 수 있다. 다시 말해, 바디부(113a)의 일측면은 내부공간(S1)에 노출되며, 타측면은 케이싱(110)의 외부에 노출될 수 있다.
제1 핀부(113b)와 제2 핀부(113c)는 외부로부터 전원을 공급하는 전원선과 구동모터(120)에 상기 전원을 전달하는 전원부(123, 124)를 전기적으로 연결시키도록 결합시킬 수 있다.
제1 핀부(113b)와 제2 핀부(113c)는 각각 복수의 핀으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 본 발명과 같이 제1 전원부(123)와 제2 전원부(124)가 각각 3개의 도선으로 이루어지는 3상 모터인 경우, 3개의 도선에 대응되도록 3개의 핀으로 이루어질 수 있다.
여기서, 제1 핀부(113b)와 제2 핀부(113c)를 이루는 상기 복수의 핀은 바디부(113a)의 일면에서 가상의 원(I.O)의 원주 상에 위치하도록 구비될 수 있다. 다시 말해, 제1 핀부(113b)와 제2 핀부(113c)는 바디부(113a)의 일면에서 가상의 원(I.O)을 이루도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 복수의 핀은 원주 방향으로 이격되어 배치될 수 있다.
한편, 제1 핀부(113b)와 제2 핀부(113c)가 각각 삽입되어 결합되는 제1 체결부(123b)의 제1 홈부(123b1)와 제2 체결부(124b)의 제2 홈부(124b1)는 각각 상기 복수의 핀과 대응되는 개수로 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이 제1 핀부(113b)와 제2 전원부(124b)가 각각 3개로 이루어지는 경우, 제1 홈부(123b1)와 제2 홈부(124b1) 역시 각각 3개의 홈으로 이루어질 수 있다.
한편, 제1 홈부(123b1)와 제2 홈부(124b1)는 상기 복수의 핀에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 즉, 제1 홈부(123b1)와 제2 홈부(124b1)는 체1 및 제2 체결부(123b, 124b)가 체결된 상태에서 가상의 원(I.O)을 이루도록 구비될 수 있다. 이 경우, 제1 체결부(123b)와 제2 체결부(124b)는 각각 제1 핀부(112b)와 제2 핀부(113c)에 결합된 상태에서 나란하게 배치될 수 있다.
한편, 제1 핀부(113b)와 제2 핀부(113c)는 바디부(113a)를 관통하여 구비된다. 따라서, 제1 핀부(113b)와 제2 핀부(113c)의 일측은 바디부(113a)와 같이 내부공간(s1)에 위치하며, 타측은 케이싱(110)의 외부에 노출된다.
여기서, 제1 핀부(113b)와 제2 핀부(113c)의 일측을 제1 부분, 타측을 제2 부분이라 칭할 수 있다. 제1 핀부(113b)와 제2 핀부(113c)의 제1 부분은 각각 제1 체결부(123b)와 제1 홈(123b1)과 제2 체결부(124b)의 제2 홈(124b1)에 삽입되어 결합된다. 따라서, 제1 부분은 일 방향으로 연장된 원기둥 형상으로 형성될 수 있다.
한편, 제1 핀부(113b)와 제2 핀부(113c)의 제2 부분은 각각 케이싱(110)의 외부에 노출되며, 외부로부터 전원을 공급하는 복수의 전원선에 결합될 수 있다. 제1 핀부(113b)와 제2 핀부(113c)의 제2 부분을 각각 제1 노출부(113b1) 및 제2 노출부(113c1)라 할 수 있다.
이와 같은 제1 노출부(113b1) 및 제2 노출부(113c1)는 전원선의 커넥터와 연결되도록 형성될 수 있다. 제2 부분은 전원선의 커넥터와의 결합이 용이하며, 체결이 탈락되지 않도록 기학적인 형상을 이루도록 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 적은 아니며, 제1 부분과 같이 원기둥 형상으로 형성될 수 있다.
한편, 전원 단자부(113)는 제1 핀부(113b)와 제2 핀부(113c)와 바디부(113a)를 실링하는 실링부재(113d)가 구비될 수 있다. 실링부재(113d)는 제1 및 제2 핀부(113b, 113c)와 바디부(113a) 사이의 틈을 통해 내부공간(s1)에 머무르는 냉매가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커버의 상측을 보인 사시도이다.
한편, 제1 노출부(213b1) 및 제2 노출부(213c1)는 서로 인접하게 배치되므로, 각각 전원선을 연결할 때, 혼동이 발생하여 제1 핀부(213b)와 제2 핀부(213c)가 교차되도록 결합될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에서는 제1 노출부(213b1)와 제2 노출부(213c1)는 서로 다른 형상으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 제1 노출부(213b1)는 전반적으로 원형으로 형성되는 금속 조각이 원기둥 형상으로 형성되는 핀에 부착된 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 제2 노출부(213c1)는 전반적으로 삼각형 형상으로 형성되는 금속 조각이 원기둥 형상으로 형성되는 핀에 부착된 형상으로 형성될 수 있다.
다만, 이는 예시적인 것으로서, 도면에 나타난 형상에 한정되지 않으며, 압축기의 제작시 혼동을 방지하기 위하여 제1 노출부(213b1)와 제2 노출부(213c1)가 다른 형상으로 형성되는 경우, 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.
도 6는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 커버를 위에서 바라본 도면이다.
본 실시예에서는 제1 핀부(313b)와 제2 핀부(313c)가 서로 이격되어 구비될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 핀부(313b)와 제2 핀부(313c)를 이루는 복수의 핀들은 바디부(313a)의 중심을 기준으로 원주 방향을 따라 이격되어 구비된다.
여기서, 제1 핀부(313b)와 제2 핀부(313c) 사이의 원주 방향으로 이격된 제1 거리(t1)는 제1 핀부(313b) 및 제2 핀부(313c)를 이루는 복수의 핀들 사이의 원주 방향으로 이격된 제2 거리(t2) 보다 크게 형성될 수 있다.
즉, 제1 핀부(313b)와 제2 핀부(313c)를 이루는 복수의 핀들은 서로 인접하게 구비되며, 제1 핀부(313b)와 제2 핀부(313c)는 상대적으로 이격되게 구비될 수 있다. 이 경우, 제1 체결부(323b)와 제2 체결부(324b)에 형성되는 제1 홈(323b1)과 제2 홈(324b1)의 위치 역시 제1 핀부(313b)와 제2 핀부(313c)에 대응되게 달라질 수 있다.
본 실시예에 따르면, 외부로부터 전원을 공급하는 전원선을 제1 핀부(313b)와 제2 핀부(313c)에 체결시 혼동을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 제1 체결부(323b)와 제2 체결부(324b)를 제1 핀부(313b)와 제2 핀부(313c)에 체결시에도 혼동이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
다만, 전술한 실시예들에 따르면, 하나의 전원 단자부(113)에 복수의 전원선을 연결하기 위하여 바디부(113a)의 직경이 커지는 것이 필수불가결하다. 이 경우, 전원 단자부(113)와 토출관(150)의 구조적 간섭 및 제조 공정상 토출관(150)이 커버(112)의 중심에 구비되는 것이 어려워질 수 있다. 이에 따라, 토출관(150)을 커버(112)의 중심에 형성함에 따라 발생할 수 있는 압축기 제조 공정상의 이익들을 포기할 수밖에 없게 된다.
한편, 도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 커버의 상측을 보인 사시도이며, 도 7b는 도 7a에 도시된 커버를 위에서 바라본 도면이다.
본 실시예에서는 전술한 실시예와 다르게, 전원 단자부(413)의 바디부(413a)는 원기둥 형상이 아닌 기하학적인 형상으로 형성되어, 토출관(150)을 감싸도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 토출관(150)은 커버(112)의 중심에 구비될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 실시예에서는 바디부(413a)는 커버(112)의 중심을 기준으로 원주 방향으로 연장되게 형성되는 원호 형상을 이루도록 형성될 수 있다. 다시 말해, 바디부(413a)는 토출관(150)의 적어도 일부를 감싸도록 케이싱(110)의 일면에서 원주 방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 예를 들어, 바디부(413a)는 속이 빈 원통 형상에서 원통의 길이 방향으로 절개되어 형성되는 조각 형상을 이룰 수 있다.
이 경우, 제1 핀부(413b)와 제2 핀부(413c)를 이루는 각각의 복수의 핀들은 원주 방향을 따라 연속적으로 배치될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 토출관(150)을 커버(112)의 중심에 구비할 수 있게 되므로, 압축기의 제조 공정에서 커버(112)와 토출관(150) 사이를 용접하는 장치들이 고정된 상태에서 커버(112)를 회전시키면서 용접할 수 있게 되므로, 용접 장치들을 회전시키기 위하여 공정 라인의 설계를 변경할 필요가 없게 된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 로터리 압축기를 실시하기 위한 실시예들에 불과한 것으로서, 본 발명은 이상의 실시예들에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.
압축기(100) 케이싱(110)
메인 하우징(111) 커버(112)
전원 단자부(113) 바디부(113a)
제1 핀부(113b) 제2 핀부(113c)
제1 노출부(113b1) 제2 노출부(113c1)
실링부재(113d) 가상의 원(I.O)
내부공간(S1) 구동모터(120)
고정자(121) 회전자(122)
전원부(123, 124) 제1 전원부(123)
제1 도선(123a) 제1 체결부(123b)
제1 홈(123b1) 제2 전원부(124)
제2 도선(124a) 제2 체결부(124b)
제2 홈(124b1) 압축부(130)
메인 베어링(131) 제1 축수부(131a)
제1 축수구멍(131a1) 제1 플레이트부(131b)
제1 토출구(131b1) 제1 토출밸브(135a)
서브 베어링(132) 제2 축수부(132a)
제2 축수구멍(132a1) 제2 플레이트부(132b)
제2 토출구(132b1) 제2 토출밸브(135b)
냉매통로(138) 실린더(133)
롤링피스톤(134) 회전축(140)
편심부(141) 오일유로(142)
토출관(150) 어큐뮬레이터(160)

Claims (10)

  1. 외부로부터 전원을 공급하는 전원선과 결합되는 전원 단자부를 구비하는 케이싱;
    상기 케이싱의 내부공간에 구비되어 공급되는 냉매를 압축시켜 토출하도록 구성되는 압축부; 및
    상기 압축부에 연결되어 상기 압축부을 구동하며, 전원을 공급하도록 상기 전원 단자부와 전기적으로 연결되는 전원부를 구비하는 구동모터를 포함하며,
    상기 전원부는 상기 구동모터의 권선을 절환하도록 구성되는 제1 전원부와 제2 전원부을 포함하며,
    상기 전원 단자부는 상기 제1 전원부과 상기 제2 전원부가 결합되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원 단자부는,
    상기 케이싱을 관통하도록 구비되는 바디부; 및
    상기 바디부에 구비되며, 각각 상기 제1 전원부와 제2 전원부에 연결되는 제1 핀부와 제2 핀부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 핀부와 상기 제2 핀부는 각각 복수의 핀으로 이루어지며,
    상기 복수의 핀은 상기 바디부의 일면에서 가상의 원의 원주 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 핀은 원주 방향으로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 핀부와 상기 제2 핀부는 각각 상기 케이싱의 외부에 노출되어 상기 전원선과 결합되는 제1 및 제2 노출부를 포함하며,
    상기 제1 핀부의 제1 노출부와 상기 제2 핀부의 제2 노출부는 다른 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 핀부와 상기 제2 핀부 사이의 원주 방향의 이격 거리는 상기 제1 및 제2 핀부를 이루는 복수의 핀 사이의 원주 방향의 이격 거리보다 큰 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 케이싱은 상기 압축부에 의해 압축된 냉매가 상기 케이싱의 외부로 토출되는 토출관을 포함하며,
    상기 바디부는 상기 토출관의 적어도 일부를 감싸도록 상기 케이싱의 일면에서 원주 방향으로 연장되게 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 전원부는,
    상기 제1 전원부의 단부에 장착되어 상기 제1 핀부와 결합되도록 형성되는 제1 체결부; 및
    상기 제2 전원부의 단부에 장착되어 상기 제2 핀부와 결합되도록 형성되는 제2 체결부를 포함하며,
    상기 제1 체결부와 제2 체결부는 각각 복수의 핀이 삽입되도록 상기 복수의 핀에 대응되는 위치에 형성되는 복수개의 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부는 각각 상기 제1 핀부와 상기 제2 핀부에 결합된 상태에서 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 케이싱은,
    일측이 개구되며, 상기 압축부와 상기 구동모터를 수용하도록 형성되는 메인 하우징; 및
    상기 메인 하우징의 개구된 영역을 덮도록 형성되는 커버를 포함하며,
    상기 전원 단자부는 상기 커버에 구비되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
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