WO2024080466A1 - 전동 압축기 - Google Patents

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김상호
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문치명
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유준하
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Definitions

  • the present invention relates to an electric compressor, and more specifically, to an electric compressor capable of compressing refrigerant with the driving force of a motor controlled by an inverter.
  • a compressor is a device that compresses fluid such as refrigerant gas, and is applied to building air conditioning systems, vehicle air conditioning systems, etc.
  • the compressor is classified into a reciprocating compressor that compresses the refrigerant through the reciprocating motion of the piston and a rotary compressor that performs compression while rotating.
  • the reciprocating compressor uses a crank depending on the power transmission method to provide multiple compressors. It is classified into a crank-type compressor that transmits power through two pistons, a swash plate-type compressor that transmits power to a rotating shaft on which a swash plate is installed, and the rotary compressor is a vane rotary compressor that uses a rotating rotary shaft and vanes, and a rotating scroll and fixed compressor. It can be classified as a scroll compressor that uses scrolls.
  • the compressor may be classified into a mechanical compressor using an engine and an electric compressor using a motor (hereinafter referred to as electric compressor) depending on the driving method.
  • an inverter that controls the motor to control compression capacity is applied to the electric compressor, and a structure is applied to cool the heating element of the inverter.
  • Figure 1 is a cross-sectional view showing a conventional electric compressor
  • Figure 2 is a perspective view showing the front housing of the electric compressor of Figure 1 cut away
  • Figure 3 shows a state in which some parts of the motor are accommodated in the front housing of Figure 2.
  • Figure 4 is a front view showing a communication hole that guides the refrigerant in the motor accommodation space of Figure 3 to the compression mechanism
  • Figure 5 is a temperature distribution diagram showing the temperature distribution of the inverter element in the electric compressor of Figure 1. .
  • Figure 5 the higher the temperature, the darker the shading.
  • a conventional electric compressor includes a motor 6 that generates power, a compression mechanism 4 that receives power from the motor 6 and compresses the refrigerant, and the motor 6.
  • a compression mechanism 4 that receives power from the motor 6 and compresses the refrigerant, and the motor 6.
  • the motor 6. includes an inverter (8) that controls.
  • the housing 2 accommodating the motor 6 and the inverter 8 includes a motor accommodating space S1 in which the motor 6 is accommodated and an inverter accommodating space S2 in which the inverter 8 is accommodated.
  • a suction port 2442 passing through (244) and a plurality of internal flow paths 2444 that are engraved on the inner peripheral surface of the annular wall 244 and are spaced apart from the outer peripheral surface of the motor 6 and extend toward the compression mechanism 4. '), and the plurality of internal flow paths 2444' are arranged to be spaced apart from each other along the circumferential direction of the annular wall 244.
  • the housing 2 passes through the main frame 222 and the main frame 222 that divides the compression mechanism accommodation space S3 in which the compression mechanism 4 is accommodated from the motor accommodation space S1. It further includes a plurality of communication holes 2224' for communicating the motor accommodation space S1 and the compression mechanism accommodation space S3, and the plurality of communication holes 2224' are located along the circumference of the main frame 222. They are arranged spaced apart from each other along the direction.
  • the inverter 8 includes a plurality of elements 84, and at least some of the plurality of elements 84 contact the partition wall 242 in the inverter accommodation space S2.
  • the motor 6 is controlled by the inverter 8, so that the cooling efficiency is variably controlled, and the heat generated from the element 84 of the inverter 8 is transferred to the partition wall 242. Heat is dissipated into the refrigerant in the motor accommodation space (S1) through.
  • the plurality of elements 84 of the inverter 8 are not sufficiently cooled as a whole, and a temperature difference occurs between the plurality of elements 84 as shown in FIG. 5, causing the inverter ( There was a problem in that the element 84 of 8) was damaged, the operation of the electric compressor was stopped, and maintenance costs increased.
  • the purpose of the present invention is to provide an electric compressor that can sufficiently cool a plurality of elements of an inverter as a whole, suppress temperature differences between the plurality of elements, and suppress burnout, operational interruption, and increased maintenance costs.
  • the present invention in order to achieve the above-described object, includes a motor that generates power; A compression mechanism that receives power from the motor and compresses the refrigerant; and an inverter for controlling the motor, wherein the housing accommodating the motor and the inverter includes a partition wall dividing a motor accommodating space in which the motor is accommodated and an inverter accommodating space in which the inverter is accommodated, and a refrigerant is supplied from the outside to the motor. It includes a suction port that introduces water into the receiving space, and at least one internal flow path is formed between the inner peripheral surface of the housing and the outer peripheral surface of the motor, and a first plane that includes a central axis of the housing and is an imaginary plane perpendicular to the ground.
  • an electric compressor is provided in which the internal flow path and the suction port are formed on opposite sides.
  • the housing is divided into a first portion of the housing disposed on one side with respect to the first plane and a second portion of the housing disposed on an opposite side of the first portion of the housing, and the suction port supports the outer peripheral surface of the motor.
  • the suction port supports the outer peripheral surface of the motor.
  • the inner peripheral surface of the first portion of the annular wall may be formed to entirely contact the outer peripheral surface of the motor.
  • the housing further includes a main frame dividing a compression mechanism accommodating space in which the compression mechanism is accommodated from the motor accommodating space, and a communication hole penetrating the main frame to communicate the motor accommodating space with the compression mechanism accommodating space,
  • the communication hole may be formed in a second portion of the main frame included in the second portion of the housing.
  • the first portion of the housing includes a housing portion 1-1 disposed on one side with respect to the second plane, and the housing portion 1-1. It is divided into a housing 1-2 portion disposed on the opposite side of the 1-1 portion, and the housing second portion is disposed on one side with respect to the virtual second plane and a housing 2-1 portion disposed on the other side.
  • a main frame 2- includes a first internal flow path formed in a portion 2-1 of an annular wall included in a portion 2-1 of the housing, and the communication hole is included in a portion 2-1 of the housing of the main frames. It can be formed in 1 area.
  • the suction port may be formed to open toward a 1-2 portion of the annular wall included in the 1-2 portion of the housing.
  • the internal flow path may further include a second internal flow path formed in a portion 2-2 of the annular wall included in a portion 2-2 of the housing.
  • the communication hole may be formed to communicate with a space between the first internal flow path and the second internal flow path in the circumferential direction.
  • the partition wall may include ribs protruding from a surface opposite to the motor accommodation space.
  • the rib may include a first rib extending in a circumferential direction of the motor accommodation space.
  • the first rib may extend from a first portion of the partition included in the first portion of the housing among the partition walls to a second portion of the partition included in the second portion of the housing among the partition walls.
  • the first ribs may be formed in plural numbers, and the plurality of first ribs may be formed to be spaced apart from each other in the radial direction of the motor accommodating space.
  • At least one of the plurality of first ribs may be formed to have a radius of curvature that decreases as the distance from the suction port increases in the circumferential direction of the motor accommodation space.
  • the separation distance between the plurality of first ribs at a position adjacent to the suction port in the circumferential direction of the motor accommodation space may be formed to be greater than the separation distance between the plurality of first ribs at a position remote from the suction port.
  • the rib may include a second rib extending in a radial direction of the motor accommodation space.
  • the inverter may include a switching element, and at least a portion of the switching element may be formed to contact the partition wall in the inverter accommodation space.
  • the electric compressor according to the present invention includes a motor that generates power; A compression mechanism that receives power from the motor and compresses the refrigerant; and an inverter for controlling the motor, wherein the housing accommodating the motor and the inverter includes a partition wall dividing a motor accommodating space in which the motor is accommodated and an inverter accommodating space in which the inverter is accommodated, and a refrigerant is supplied from the outside to the motor. It includes a suction port that introduces water into the receiving space, and at least one internal flow path is formed between the inner peripheral surface of the housing and the outer peripheral surface of the motor, and a first plane that includes a central axis of the housing and is an imaginary plane perpendicular to the ground.
  • the internal flow path and the suction port are formed on opposite sides of each other, so that the plurality of elements of the inverter are sufficiently cooled as a whole, the temperature difference between the plurality of elements is suppressed, and burnout, operation interruption, and increase in maintenance costs are suppressed. You can.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a conventional electric compressor
  • Figure 2 is a perspective view showing the front housing of the electric compressor of Figure 1 cut away;
  • Figure 3 is a front view showing some parts of the motor accommodated in the front housing of Figure 2;
  • Figure 4 is a front view showing a communication hole that guides the refrigerant in the motor accommodation space of Figure 3 to the compression mechanism;
  • Figure 5 is a temperature distribution diagram showing the temperature distribution of the inverter element in the electric compressor of Figure 1;
  • Figure 6 is a perspective view showing the front housing partially cut away in an electric compressor according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a front view of Figure 6;
  • Figure 8 is a front view showing some parts of the motor accommodated in the front housing of Figure 7;
  • Figure 9 is a front view showing a communication hole that guides the refrigerant in the motor accommodation space of Figure 8 to the compression mechanism;
  • Figure 10 is a temperature distribution diagram showing the temperature distribution of the inverter element in the electric compressor of Figure 5;
  • FIG. 11 is a perspective view showing the front housing partially cut away in an electric compressor according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 12 is a front view of Figure 11.
  • Figure 6 is a perspective view showing the front housing of the electric compressor according to an embodiment of the present invention partially cut away
  • Figure 7 is a front view of Figure 6
  • Figure 8 is a state in which some parts of the motor are accommodated in the front housing of Figure 7.
  • Figure 9 is a front view showing a communication hole that guides the refrigerant in the motor accommodation space of Figure 8 to the compression mechanism
  • Figure 10 is a temperature distribution chart showing the temperature distribution of the inverter element in the electric compressor of Figure 5. am.
  • Figure 10 the higher the temperature, the darker the shade.
  • FIGS. 6 to 10 are components not shown in FIGS. 6 to 10 for convenience of explanation.
  • the electric compressor includes a housing (2), a compression mechanism (4) for compressing the refrigerant inside the housing (2), and It may include a motor 6 that provides power to the compression mechanism 4 and an inverter 8 that controls the motor 6.
  • the housing 2 includes a center housing 22, a front housing 24 that is coupled to the center housing 22 and forms a motor accommodation space (S1) in which the motor 6 is accommodated, and the front housing 24.
  • the inverter housing 26 and the center housing 22 are coupled to the front housing 24 on the opposite side of the center housing 22 and form an inverter accommodating space S2 in which the inverter 8 is accommodated.
  • It is coupled to the center housing 22 on the opposite side of the front housing 24 and accommodates the compression mechanism accommodation space S3 in which the compression mechanism 4 is accommodated and the refrigerant discharged from the compression mechanism 4.
  • It may include a rear housing 28 forming a discharge chamber D.
  • the center housing 22 may include a main frame 222 that partitions the motor accommodation space S1 and the compression mechanism accommodation space S3.
  • the main frame 222 compresses the refrigerant in the axial hole 2222 and the motor accommodation space (S1) into which the rotating shaft 5 for transmitting power from the motor 6 to the compression mechanism 4 is inserted. It may include a communication hole 2224 leading to the instrument accommodation space (S3).
  • the axial hole 2222 may be formed at the center of the main frame 222 to penetrate the main frame 222.
  • the communication hole 2224 may be formed at the outer periphery of the main frame 222 to penetrate the main frame 222.
  • the communication hole 2224 is formed at a predetermined location on the outer periphery of the main frame 222, which will be described later.
  • the front housing 24 extends from a partition wall 242 dividing the motor accommodation space S1 and the inverter accommodation space S2 and an outer peripheral portion of the partition wall 242, and supports the outer peripheral surface of the motor 6. It may include an annular wall 244 coupled to the center housing 22.
  • the partition wall 242 may include a first side facing the motor accommodating space S1 and a second side forming a back side of the first side and facing the inverter accommodating space S2.
  • the first surface includes an annular bearing groove 2426 protruding from the center of the first surface toward the motor receiving space (S1), and the bearing groove 2426 has a bearing supporting the rotating shaft 5. can be inserted.
  • the first surface may further include a rib protruding from the first surface toward the motor receiving space (S1).
  • the rib may include a first rib 2422 extending in the circumferential direction of the motor accommodation space (S1).
  • the first ribs 2422 may be formed in plural numbers, and the plurality of first ribs 2422 may be formed to be spaced apart from each other in the radial direction of the motor accommodation space S1.
  • the first rib 2422 is not formed in a continuous annular shape, but is formed in an arc shape extending from a predetermined position to another predetermined position, which will be described later.
  • the second surface may be formed as a flat surface so as to contact the element 84 of the inverter 8, which will be described later.
  • the annular wall 244 may include a suction port 2442 penetrating the annular wall 244 to guide low-temperature refrigerant to the motor accommodation space (S1).
  • annular wall 244 further includes an internal flow path 2444 that is engraved on the inner peripheral surface of the annular wall 244, is spaced apart from the outer peripheral surface of the motor 6, and extends toward the compression mechanism 4. can do.
  • suction port 2442 and the internal flow path 2444 are formed at predetermined positions, which will be described later.
  • the motor 6 includes a stator 62 supported on the annular wall 244 and a rotor 64 located inside the stator 62 and rotated by interaction with the stator 62. , the rotor 64 may be coupled to the rotation shaft 5.
  • the compression mechanism 4 includes a fixed scroll 42 that is fixedly installed and meshes with the fixed scroll 42 to form a compression chamber together with the fixed scroll 42, and a rotating scroll that rotates by the rotating shaft 5. (44) may be included.
  • the compression mechanism 4 is formed in a so-called scroll type, but is not limited to this and may be formed in other forms such as a reciprocating type or a vane rotary type.
  • the inverter 8 may include a board 82 on which a plurality of elements 84 necessary for control are mounted.
  • the plurality of elements 84 include a heat-generating element such as a switching element such as an insulated gate bipolar transistor (IGBT) or an intelligent power module (IPM), and the heat generating element At least a portion of the device may be in contact with the second surface of the partition 242 to dissipate heat.
  • a heat-generating element such as a switching element such as an insulated gate bipolar transistor (IGBT) or an intelligent power module (IPM)
  • IPM intelligent power module
  • the motor 6 is controlled by the inverter 8, so that the cooling efficiency is variably controlled, and the heat generated from the plurality of elements 84 is transmitted through the partition wall 242. Heat may be dissipated by the refrigerant in the motor accommodation space (S1).
  • the refrigerant flowing into the motor accommodation space (S1) from the suction port 2442 flows in the circumferential direction of the motor accommodation space (S1) and the plurality of elements 84
  • the suction port 2442, the internal passage 2444, and the communication hole 2224 may each be formed at predetermined positions so that it can be sufficiently cooled and then introduced into the compression mechanism 4.
  • an imaginary plane that includes the central axis A of the housing 2 and extends in the radial direction of the housing 2 (more precisely, in the direction of gravity and in the direction opposite to gravity) is referred to as the first plane P1.
  • an imaginary plane that includes the central axis (A) of the housing (2) and is perpendicular to the first plane (P1) is called a second plane (P2)
  • the housing (2) is located on the first plane (P2).
  • a first portion of the housing (2a) disposed on one side (left in FIG. 7) based on P1) and a second portion of the housing (2b) disposed on the opposite side (right in Fig. 7) of the first portion (2a) of the housing. can be distinguished.
  • the housing first portion 2a includes a housing 1-1 portion 2aa disposed on one side (upper side in FIG. 7) with respect to the second plane P2 and a housing 1-1 portion 2aa. ) can be divided into a 1-2 housing portion 2ab disposed on the opposite side (lower side in FIG. 7).
  • the second housing portion 2b includes a housing 2-1 portion 2ba disposed on one side (upper side in FIG. 7) with respect to the second plane P2 and a housing 2-1 portion 2ba. ) can be divided into a housing 2-2 portion 2bb disposed on the opposite side (lower side in FIG. 7).
  • the housing 1-1 portion 2aa and the housing 2-2 portion 2bb are disposed on opposite sides, and the housing 1- Part 2 (2ab) and the housing part 2-1 (2ba) may be disposed on opposite sides.
  • the partition 242 is divided into a first partition 242a included in the first part 2a of the housing and a second partition 242b included in the second part 2b of the housing. are distinguished, and the first partition 242a is a partition 1-1 part 242aa included in the housing 1-1 part 2aa and a partition 242aa included in the housing 1-2 part 2ab. It is divided into a 1-2 part 242ab, and the second partition 242b is a partition wall 2-1 part 242ba included in the housing 2-1 part 2ba and the housing 2-2 part. It can be divided into the partition 2-2 part 242bb included in (2bb).
  • the annular wall 244 includes an annular wall first portion 244a included in the first portion 2a of the housing and a second annular wall portion 244b included in the second portion 2b of the housing. and the annular wall first portion 244a is included in the annular wall first portion 244aa included in the housing 1-1 portion 2aa and the housing 1-2 portion 2ab. It is divided into an annular wall 1-2 portion 244ab, wherein the annular wall 2 portion 244b includes an annular wall 2-1 portion 244ba included in the housing 2-1 portion 2ba, and the annular wall 244b. It may be divided into an annular wall portion 2-2 244bb included in the housing 2-2 portion 2bb.
  • the main frame 222 is divided into a main frame first part 222a included in the first part 2a of the housing and a second main frame part 222b included in the second part 2b of the housing.
  • the main frame first part 222a includes the main frame 1-1 part 222aa included in the housing 1-1 part 2aa and the main frame included in the housing 1-2 part 2ab. It is divided into a frame 1-2 portion 222ab, and the main frame second portion 222b includes a main frame 2-1 portion 222ba included in the housing 2-1 portion 2ba and the housing 2nd portion. It can be divided into a main frame 2-2 region 222bb included in the 2-2 region 2bb.
  • the suction port 2442 is formed in the first part 244a of the annular wall, and the internal flow path 2444 is formed in the first part 244a of the annular wall and the second part of the annular wall 244a. It is formed in the portion 244b, and when the communication hole 2224 is formed in the first portion 222a of the main frame and the second portion 222b of the main frame, the motor is received through the suction port 2442.
  • the refrigerant flowing into the space S1 mainly passes through the internal flow path 2444 formed in the first part 244a of the annular wall and the communication hole 2224 formed in the first part 222a of the main frame to the compression mechanism.
  • the internal flow path 2444 is formed in the annular shape. It may be formed in the second wall portion 244b and not in the annular wall first portion 244a. That is, the inner peripheral surface of the first portion of the annular wall 244a is entirely in contact with the outer peripheral surface of the motor 6, and the inner circumferential surface of the first portion of the annular wall 244a and the outer peripheral surface of the motor 6 are provided with the internal flow path. (2444) may not exist. And, as shown in FIG.
  • the communication hole 2224 may be formed in the second part 222b of the main frame and not in the first part 222a of the main frame.
  • the refrigerant flowing into the motor accommodation space (S1) through the suction port 2442 flows sufficiently in the circumferential direction mainly from the first part of the annular wall (244a) to the second part of the annular wall (244b). Afterwards, it can be guided to the compression mechanism 4 through an internal flow path 2444 formed in the second part of the annular wall 244b and a communication hole 2224 formed in the second part 222b of the main frame.
  • the flow distance and residence time of the refrigerant in the motor accommodation space (S1) increase, and the heat exchange time between the partition wall 242 and the refrigerant in the motor accommodation space (S1) increases, as shown in FIG. 10
  • the plurality of elements 84 of the inverter 8 are sufficiently cooled as a whole, and the temperature difference between the plurality of elements 84 is suppressed, so that burnout, operation interruption, and increase in maintenance costs can be suppressed.
  • the suction port 2442 is formed in the annular wall first-1 portion 244aa, and the internal flow path 2444 It may be preferable that the annular wall is formed in the 2-1 part 244ba, and the communication hole 2224 is formed in the main frame 2-1 part 222ba.
  • the suction port 2442 may be preferably formed to open toward the first-second portion 244ab of the annular wall to guide the refrigerant to flow into a relatively long passage.
  • the internal flow path (2444) is formed in plurality within the range of the second portion (244b) of the annular wall. It is formed, that is, it includes a first internal flow path 2444a formed in the annular wall 2-1 part 244ba and a second internal flow path 2444b formed in the annular wall 2-2 part 244bb.
  • the flow rate of the refrigerant passing through the second internal flow path (2444b) is greater than the flow rate of the refrigerant passing through the first internal flow path (2444a), so the temperature difference between the plurality of elements 84 may slightly increase. there is.
  • the cross-sectional flow area of the first internal flow path (2444a) is formed to be larger than the cross-sectional flow area of the second internal flow path (2444b)
  • the flow rate of the refrigerant passing through the first internal flow path (2444a) increases and the flow cross-sectional area of the second internal flow path (2444b) increases.
  • the flow rate of the refrigerant passing through the internal flow path 2444b is reduced, an increase in temperature difference between the plurality of elements 84 can be suppressed.
  • the communication hole 2224 is formed at a position opposite the space between the first internal flow path 2444a and the second internal flow path 2444b in the circumferential direction among the main frame 2-1 portion 222ba, , the flow rate of the refrigerant passing through the first internal flow path (2444a) increases and the flow rate of the refrigerant passing through the second internal flow path (2444b) decreases, as well as the flow distance and residence time of the refrigerant within the motor receiving space (S1) increase. It can be helpful.
  • the partition 242 includes the first rib 2422 protruding toward the motor accommodation space (S1), the refrigerant in the partition 242 and the motor accommodation space (S1) The heat exchange area between them is increased, heat dissipation performance is improved, and the plurality of elements 84 can be sufficiently cooled as a whole.
  • the heat exchange area can be further increased.
  • each of the plurality of first ribs 2422 extends from the first portion of the partition 242a to the second portion of the partition 242b of the motor receiving space (S1). As it is formed in an arc shape extending in the circumferential direction, the refrigerant flowing into the motor accommodation space (S1) through the suction port 2442 is moved into the motor accommodation space (S1) by the plurality of first ribs 2422. It can be smoothly guided to the internal flow path 2444 along the circumferential direction.
  • the plurality of first ribs 2422 each move farther away from the suction port 2442 in the circumferential direction of the motor receiving space (S1). It may be desirable to form the radius of curvature to be reduced. However, it is not limited to this, and at least one of the plurality of first ribs 2422 may be formed so that the radius of curvature decreases as it moves away from the suction port 2442 in the circumferential direction of the motor receiving space (S1). there is.
  • the plurality of first ribs 2422 are formed to be spaced apart from each other in the radial direction of the motor accommodating space (S1), and accommodate the motor so that refrigerant flows well into the space between the plurality of first ribs 2422.
  • the separation distance between the plurality of first ribs 2422 at a position adjacent to the suction port 2442 in the circumferential direction of the space S1 is such that the plurality of first ribs at a position remote from the suction port 2442 (2422) It may be desirable to make it larger than the separation distance between them.
  • the plurality of first ribs 2422 are a centripetal side first rib 2422a and a centrifugal side formed on the radial outer side of the motor receiving space (S1) based on the centripetal side first rib 2422a.
  • It includes 1 rib (2422b), wherein the leading edge of the centripetal first rib (2422a) overlaps the leading edge of the centrifugal first rib (2422b) in the radial direction of the motor receiving space (S1), , the trailing edge of the centripetal first rib 2422a is formed to overlap the trailing edge of the centrifugal first rib 2422b in the radial direction of the motor receiving space (S1), and the centrifugal side first rib 2422a It may be desirable for the circumferential length of the rib 2422b to be longer than the circumferential length of the centripetal first rib 2422a.
  • the rib includes the first rib 2422 extending in the circumferential direction of the motor accommodation space S1, but is not limited thereto.
  • the rib may include a second rib 2424 extending in the radial direction of the motor accommodation space S1.
  • the second ribs 2424 are formed in plural numbers, and the plurality of second ribs 2424 are arranged along the circumferential direction of the motor receiving space (S1), and the plurality of second ribs 2424 are formed in the bearing groove. It can be extended from (2426).
  • some of the plurality of second ribs 2424 may extend from the bearing groove 2426 to the annular wall 244.
  • At least some of the plurality of second ribs 2424 may be formed to have different lengths.
  • the plurality of second ribs 2424 are formed at the partition wall 1-1 portion 242aa, the partition wall 1-2 region 242ab, the partition wall 2-1 region 242ba, and the partition wall 2-
  • the partition 1-2 portion 242ab is formed in both portions 242bb and is located on the gravity direction side (lower side in FIG. 12) with respect to the central axis A of the motor receiving space S1, and the The average length of the second ribs 2424 formed in the partition 2-2 portion 242bb is located on the side opposite to gravity (upper side in FIG. 12) with respect to the central axis A of the motor accommodation space S1. It may be formed to be larger than the average length of the second ribs 2424 formed on the 1-1 portion 242aa of the partition and the 2-1 portion 242ba of the partition.
  • the heat exchange area is further increased, As the flow resistance is further increased, heat dissipation performance can be further improved.
  • the rib may include both the first rib 2422 and the second rib 2424.
  • the refrigerant in the motor accommodation space (S1) is guided in the circumferential direction of the motor accommodation space (S1) by the first rib 2422 while receiving flow resistance by the second rib 2424.

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Abstract

본 발명은 전동 압축기에 관한 것으로서, 모터로부터 동력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축 기구 및 상기 모터를 제어하는 인버터를 포함하고, 상기 모터와 상기 인버터를 수용하는 하우징은 모터 수용 공간과 인버터 수용 공간을 구획하는 격벽 및 외부로부터 냉매를 상기 모터 수용 공간에 유입시키는 흡입 포트를 포함하고, 상기 하우징의 내주면과 상기 모터의 외주면 사이에는 적어도 하나의 내부 유로가 형성되고, 상기 하우징의 중심축을 포함하며 지면에 수직된 가상의 평면인 제1 평면을 기준으로 상기 내부 유로와 상기 흡입 포트는 서로 반대 측에 형성됨에 따라, 인버터의 복수의 소자가 전체적으로 충분히 냉각되고, 복수의 소자 간 온도 편차가 억제되어, 소손, 작동 중단 및 정비 비용 증가가 억제될 수 있다. * 대표도 : 도 7

Description

전동 압축기
본 발명은, 전동 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 인버터에 의해 제어되는 모터의 구동력으로 냉매를 압축할 수 있도록 한 전동 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 압축기는 냉매 가스 등의 유체를 압축하는 기기로서, 건물의 공조 시스템, 차량용 공조 시스템 등에 적용된다.
상기 압축기는 압축 방식에 따라 피스톤의 왕복운동을 통해 냉매를 압축하는 왕복식 압축기와 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식 압축기로 분류되고, 상기 왕복식 압축기는 동력 전달방식에 따라 크랭크를 사용하여 복수개의 피스톤으로 동력을 전달하는 크랭크식 압축기, 사판이 설치된 회전축으로 동력을 전달하는 사판식 압축기 등으로 분류되고, 상기 회전식 압축기는 회전하는 로터리축과 베인을 사용하는 베인 로터리식 압축기, 선회 스크롤과 고정 스크롤을 사용하는 스크롤식 압축기로 분류될 수 있다.
또한, 상기 압축기는 구동 방식에 따라 엔진을 사용하는 기계식 압축기 및 모터를 사용하는 전동식 압축기(이하, 전동 압축기)로 분류될 수도 있다.
여기서, 전동 압축기에는 압축 용량 조절을 위해 모터를 제어하는 인버터가 적용되고, 상기 인버터의 발열 소자를 냉각시키는 구조가 적용된다.
도 1은 종래의 전동 압축기를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 전동 압축기에서 프런트 하우징을 일부 절개하여 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 프런트 하우징에 모터의 일부 부품이 수용된 상태를 도시한 정면도이고, 도 4는 도 3의 모터 수용 공간 내 냉매를 압축 기구로 안내하는 연통홀을 도시한 정면도이며, 도 5는 도 1의 전동 압축기에서 인버터 소자의 온도 분포를 도시한 온도 분포도이다. 참조로, 도 5에서 온도가 높을수록 음영이 진하게 도시되었다.
첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하면, 종래의 전동 압축기는, 동력을 발생시키는 모터(6), 상기 모터(6)로부터 동력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축 기구(4) 및 상기 모터(6)를 제어하는 인버터(8)를 포함한다.
여기서, 상기 모터(6)와 상기 인버터(8)를 수용하는 하우징(2)은 상기 모터(6)가 수용되는 모터 수용 공간(S1)과 상기 인버터(8)가 수용되는 인버터 수용 공간(S2)을 구획하는 격벽(242), 상기 격벽(242)의 외주부로부터 연장되고 상기 모터(6)의 외주면을 지지하는 환형벽(244), 냉매를 상기 모터 수용 공간(S1)에 유입시키도록 상기 환형벽(244)을 관통하는 흡입 포트(2442) 및 상기 환형벽(244)의 내주면에 음각지게 형성되어 상기 모터(6)의 외주면으로부터 이격되고 상기 압축 기구(4) 측으로 연장되는 복수의 내부 유로(2444’)를 포함하고, 상기 복수의 내부 유로(2444’)는 상기 환형벽(244)의 원주 방향을 따라 서로 이격되게 배열된다.
그리고, 상기 하우징(2)은 상기 압축 기구(4)가 수용되는 압축 기구 수용 공간(S3)을 상기 모터 수용 공간(S1)과 구획하는 메인 프레임(222) 및 상기 메인 프레임(222)을 관통하여 상기 모터 수용 공간(S1)과 상기 압축 기구 수용 공간(S3)을 연통시키는 복수의 연통홀(2224’)을 더 포함하고, 상기 복수의 연통홀(2224’)은 상기 메인 프레임(222)의 원주 방향을 따라 서로 이격되게 배열된다.
그리고, 상기 인버터(8)는 복수의 소자(84)를 포함하고, 상기 복수의 소자(84) 중 적어도 일부는 상기 인버터 수용 공간(S2)에서 상기 격벽(242)에 접촉된다.
이러한 구성에 따른 종래의 전동 압축기는, 상기 모터(6)에 전원이 인가되면, 상기 흡입 포트(2442)를 통해 상기 모터 수용 공간(S1)으로 냉매가 유입되고, 상기 모터 수용 공간(S1)의 냉매는 상기 복수의 내부 유로(2444’) 및 상기 복수의 연통홀(2224’)을 통해 상기 압축 기구(4)로 유입되어 압축된 후 상기 하우징(2)의 외부로 배출된다.
그리고, 이 과정에서, 상기 모터(6)가 상기 인버터(8)에 의해 제어됨으로써, 냉방 효율이 가변적으로 제어되는데, 상기 인버터(8)의 소자(84)에서 발생되는 열은 상기 격벽(242)을 통해 상기 모터 수용 공간(S1)의 냉매로 방열된다.
그러나, 이러한 종래의 전동 압축기에 있어서는, 인버터(8)의 복수의 소자(84)가 전체적으로 충분히 냉각되지 못하고, 도 5에 도시된 바와 같이 복수의 소자(84) 간 온도 편차가 발생하여, 인버터(8)의 소자(84)의 소손이 발생되고, 전동 압축기의 작동이 중단되며, 이로 인한 정비 비용이 증가되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은, 인버터의 복수의 소자를 전체적으로 충분히 냉각시키고, 복수의 소자 간 온도 편차를 억제하여, 소손, 작동 중단 및 정비 비용 증가를 억제할 수 있는 전동 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 동력을 발생시키는 모터; 상기 모터로부터 동력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축 기구; 및 상기 모터를 제어하는 인버터;를 포함하고, 상기 모터와 상기 인버터를 수용하는 하우징은 상기 모터가 수용되는 모터 수용 공간과 상기 인버터가 수용되는 인버터 수용 공간을 구획하는 격벽 및 외부로부터 냉매를 상기 모터 수용 공간에 유입시키는 흡입 포트를 포함하고, 상기 하우징의 내주면과 상기 모터의 외주면 사이에는 적어도 하나의 내부 유로가 형성되고, 상기 하우징의 중심축을 포함하며 지면에 수직된 가상의 평면인 제1 평면을 기준으로 상기 내부 유로와 상기 흡입 포트는 서로 반대 측에 형성되는 전동 압축기를 제공한다.
상기 하우징은 상기 제1 평면을 기준으로 일측에 배치되는 하우징 제1 부위 및 상기 하우징 제1 부위의 반대측에 배치되는 하우징 제2 부위로 구분되고, 상기 흡입 포트는 상기 모터의 외주면을 지지하는 상기 하우징의 환형벽 중 상기 하우징 제1 부위에 포함되는 환형벽 제1 부위에 형성되고, 상기 내부 유로는 상기 환형벽 중 상기 하우징 제2 부위에 포함되는 환형벽 제2 부위에 형성될 수 있다.
상기 환형벽 제1 부위의 내주면은 전체적으로 상기 모터의 외주면에 접촉되게 형성될 수 있다.
상기 하우징은 상기 압축 기구가 수용되는 압축 기구 수용 공간을 상기 모터 수용 공간과 구획하는 메인 프레임 및 상기 메인 프레임을 관통하여 상기 모터 수용 공간과 상기 압축 기구 수용 공간을 연통시키는 연통홀을 더 포함하고, 상기 연통홀은 상기 메인 프레임 중 상기 하우징 제2 부위에 포함되는 메인 프레임 제2 부위에 형성될 수 있다.
상기 하우징의 중심축을 포함하며 상기 제1 평면에 수직한 가상의 평면을 제2 평면이라 하면, 상기 하우징 제1 부위는 상기 제2 평면을 기준으로 일측에 배치되는 하우징 제1-1 부위 및 상기 하우징 제1-1 부위의 반대측에 배치되는 하우징 제1-2 부위로 구분되고, 상기 하우징 제2 부위는 상기 가상의 제2 평면을 기준으로 일측에 배치되는 하우징 제2-1 부위 및 타측에 배치되는 하우징 제2-2 부위로 구분되고, 상기 하우징의 중심축을 기준으로, 상기 하우징 제1-1 부위와 상기 하우징 제2-2 부위가 서로 반대측에 배치되고, 상기 하우징 제1-2 부위와 상기 하우징 제2-1 부위가 서로 반대측에 배치되며, 상기 흡입 포트는 상기 환형벽 중 상기 하우징 제1-1 부위에 포함되는 환형벽 제1-1 부위에 형성되고, 상기 내부 유로는 상기 환형벽 중 상기 하우징 제2-1 부위에 포함되는 환형벽 제2-1 부위에 형성되는 제1 내부 유로를 포함하고, 상기 연통홀은 상기 메인 프레임 중 상기 하우징 제2-1 부위에 포함되는 메인 프레임 제2-1 부위에 형성될 수 있다.
상기 흡입 포트는 상기 환형벽 중 상기 하우징 제1-2 부위에 포함되는 환형벽 제1-2 부위를 향해 개구되게 형성될 수 있다.
상기 내부 유로는 상기 환형벽 중 상기 하우징 제2-2 부위에 포함되는 환형벽 제2-2 부위에 형성되는 제2 내부 유로를 더 포함할 수 있다.
상기 연통홀은 원주 방향 상 상기 제1 내부 유로와 상기 제2 내부 유로 사이 공간과 연통되게 형성될 수 있다.
상기 격벽은 상기 모터 수용 공간에 대향되는 면으로부터 돌출된 리브를 포함할 수 있다.
상기 리브는 상기 모터 수용 공간의 원주 방향으로 연장되는 제1 리브를 포함할 수 있다.
상기 제1 리브는 상기 격벽 중 상기 하우징 제1 부위에 포함되는 격벽 제1 부위로부터 상기 격벽 중 상기 하우징 제2 부위에 포함되는 격벽 제2 부위까지 연장될 수 있다.
상기 제1 리브는 복수로 형성되고, 복수의 제1 리브는 상기 모터 수용 공간의 반경 방향으로 서로 이격되게 형성될 수 있다.
상기 복수의 제1 리브 중 적어도 하나는 상기 모터 수용 공간의 원주 방향 상 상기 흡입 포트로부터 멀어질수록 곡률 반경이 감소되게 형성될 수 있다.
상기 모터 수용 공간의 원주 방향 상 상기 흡입 포트에 인접한 위치에서의 상기 복수의 제1 리브 사이 이격 거리가 상기 흡입 포트에 원격한 위치에서의 상기 복수의 제1 리브 사이 이격 거리보다 크게 형성될 수 있다.
상기 리브는 상기 모터 수용 공간의 반경 방향으로 연장되는 제2 리브를 포함할 수 있다.
상기 인버터는 스위칭 소자를 포함하고, 상기 상기 스위칭 소자의 적어도 일부는 상기 인버터 수용 공간에서 상기 격벽에 접촉되게 형성될 수 있다.
본 발명에 의한 전동 압축기는, 동력을 발생시키는 모터; 상기 모터로부터 동력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축 기구; 및 상기 모터를 제어하는 인버터;를 포함하고, 상기 모터와 상기 인버터를 수용하는 하우징은 상기 모터가 수용되는 모터 수용 공간과 상기 인버터가 수용되는 인버터 수용 공간을 구획하는 격벽 및 외부로부터 냉매를 상기 모터 수용 공간에 유입시키는 흡입 포트를 포함하고, 상기 하우징의 내주면과 상기 모터의 외주면 사이에는 적어도 하나의 내부 유로가 형성되고, 상기 하우징의 중심축을 포함하며 지면에 수직된 가상의 평면인 제1 평면을 기준으로 상기 내부 유로와 상기 흡입 포트는 서로 반대 측에 형성됨에 따라, 인버터의 복수의 소자가 전체적으로 충분히 냉각되고, 복수의 소자 간 온도 편차가 억제되어, 소손, 작동 중단 및 정비 비용 증가가 억제될 수 있다.
도 1은 종래의 전동 압축기를 도시한 단면도,
도 2는 도 1의 전동 압축기에서 프런트 하우징을 일부 절개하여 도시한 사시도,
도 3은 도 2의 프런트 하우징에 모터의 일부 부품이 수용된 상태를 도시한 정면도,
도 4는 도 3의 모터 수용 공간 내 냉매를 압축 기구로 안내하는 연통홀을 도시한 정면도,
도 5는 도 1의 전동 압축기에서 인버터 소자의 온도 분포를 도시한 온도 분포도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 압축기에서 프런트 하우징을 일부 절개하여 도시한 사시도,
도 7은 도 6의 정면도,
도 8은 도 7의 프런트 하우징에 모터의 일부 부품이 수용된 상태를 도시한 정면도,
도 9는 도 8의 모터 수용 공간 내 냉매를 압축 기구로 안내하는 연통홀을 도시한 정면도,
도 10은 도 5의 전동 압축기에서 인버터 소자의 온도 분포를 도시한 온도 분포도,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동 압축기에서 프런트 하우징을 일부 절개하여 도시한 사시도,
도 12는 도 11의 정면도이다.
이하, 본 발명에 의한 전동 압축기를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 압축기에서 프런트 하우징을 일부 절개하여 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 정면도이고, 도 8은 도 7의 프런트 하우징에 모터의 일부 부품이 수용된 상태를 도시한 정면도이고, 도 9는 도 8의 모터 수용 공간 내 냉매를 압축 기구로 안내하는 연통홀을 도시한 정면도이며, 도 10은 도 5의 전동 압축기에서 인버터 소자의 온도 분포를 도시한 온도 분포도이다. 참조로, 도 10에서 온도가 높을수록 음영이 진하게 도시되었다.
한편, 도 6 내지 도 10에서 미도시된 구성요소들은 설명의 편의상 도 1을 참조한다.
첨부된 도 5 내지 도 10 및 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 압축기는, 하우징(2), 상기 하우징(2)의 내부에서 냉매를 압축하는 압축 기구(4), 상기 압축 기구(4)에 동력을 제공하는 모터(6) 및 상기 모터(6)를 제어하는 인버터(8)를 포함할 수 있다.
상기 하우징(2)은 센터 하우징(22), 상기 센터 하우징(22)에 결합되며 상기 모터(6)가 수용되는 모터 수용 공간(S1)을 형성하는 프런트 하우징(24), 상기 프런트 하우징(24)을 기준으로 상기 센터 하우징(22)의 반대측에서 상기 프런트 하우징(24)에 결합되며 상기 인버터(8)가 수용되는 인버터 수용 공간(S2)을 형성하는 인버터 하우징(26) 및 상기 센터 하우징(22)을 기준으로 상기 프런트 하우징(24)의 반대측에서 상기 센터 하우징(22)에 결합되며 상기 압축 기구(4)가 수용되는 압축 기구 수용 공간(S3) 및 상기 압축 기구(4)로부터 토출되는 냉매를 수용하는 토출실(D)을 형성하는 리어 하우징(28)을 포함할 수 있다.
상기 센터 하우징(22)은 상기 모터 수용 공간(S1)과 상기 압축 기구 수용 공간(S3)을 구획하는 메인 프레임(222)을 포함할 수 있다.
상기 메인 프레임(222)은 상기 모터(6)로부터 상기 압축 기구(4)로 동력을 전달하기 위한 회전축(5)이 삽입되는 축수공(2222) 및 상기 모터 수용 공간(S1)의 냉매를 상기 압축 기구 수용 공간(S3)으로 안내하는 연통홀(2224)을 포함할 수 있다.
상기 축수공(2222)은 상기 메인 프레임(222)의 중심부에서 상기 메인 프레임(222)을 관통하도록 형성될 수 있다.
상기 연통홀(2224)은 상기 메인 프레임(222)의 외주부에서 상기 메인 프레임(222)을 관통하도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 연통홀(2224)은 상기 메인 프레임(222)의 외주부 중에서도 소정의 위치에 형성되는데, 이에 대해서는 후술한다.
상기 프런트 하우징(24)은 상기 모터 수용 공간(S1)과 상기 인버터 수용 공간(S2)을 구획하는 격벽(242) 및 상기 격벽(242)의 외주부로부터 연장되고 상기 모터(6)의 외주면을 지지하며 상기 센터 하우징(22)에 결합되는 환형벽(244)을 포함할 수 있다.
상기 격벽(242)은 상기 모터 수용 공간(S1)에 대향되는 제1 면 및 상기 제1 면의 배면을 이루며 상기 인버터 수용 공간(S2)에 대향되는 제2 면을 포함할 수 있다.
상기 제1 면은 상기 제1 면의 중심부로부터 상기 모터 수용 공간(S1) 측으로 돌출된 환형의 축수홈(2426)를 포함하고, 상기 축수홈(2426)에는 상기 회전축(5)을 지지하는 베어링이 삽입될 수 있다.
그리고, 상기 제1 면은 상기 제1 면으로부터 상기 모터 수용 공간(S1) 측으로 돌출된 리브를 더 포함할 수 있다.
상기 리브는 상기 모터 수용 공간(S1)의 원주 방향으로 연장되는 제1 리브(2422)를 포함할 수 있다.
상기 제1 리브(2422)는 복수로 형성되고, 복수의 제1 리브(2422)는 상기 모터 수용 공간(S1)의 반경 방향으로 서로 이격되게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제1 리브(2422)는 연속된 환형으로 형성되는 것이 아니라, 소정의 위치로부터 다른 소정의 위치까지 연장된 아크형으로 형성되는데, 이에 대해서는 후술한다.
상기 제2 면은 상기 인버터(8)의 후술할 소자(84)와 접촉되도록 평면으로 형성될 수 있다.
상기 환형벽(244)은, 저온의 냉매를 상기 모터 수용 공간(S1)으로 안내하도록 상기 환형벽(244)을 관통하는 흡입 포트(2442)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 환형벽(244)은, 상기 환형벽(244)의 내주면에 음각지게 형성되어 상기 모터(6)의 외주면으로부터 이격되고 상기 압축 기구(4) 측으로 연장되는 내부 유로(2444)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 흡입 포트(2442) 및 상기 내부 유로(2444)는 소정의 위치에 형성되는데, 이에 대해서는 후술한다.
상기 모터(6)는 상기 환형벽(244)에 지지되는 고정자(62) 및 상기 고정자(62)의 내부에 위치되고 상기 고정자(62)와의 상호 작용에 의해 회전되는 회전자(64)를 포함하고, 상기 회전자(64)는 상기 회전축(5)과 결합될 수 있다.
상기 압축 기구(4)는 고정 설치되는 고정 스크롤(42) 및 상기 고정 스크롤(42)에 치합되어 상기 고정 스크롤(42)과 함께 압축실을 형성하고 상기 회전축(5)에 의해 선회 운동되는 선회 스크롤(44)을 포함할 수 있다.
여기서, 본 실시예의 경우 상기 압축 기구(4)는 소위 스크롤 방식으로 형성되나, 이에 한정되는 것은 아니고, 왕복동 방식, 베인 로터리 방식 등 다른 형태로 형성될 수 있다.
상기 인버터(8)는 제어에 필요한 복수의 소자(84)가 실장되는 기판(82)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 복수의 소자(84)는 예를 들어 절연 게이트 양극성 트랜지스터(insulated gate bipolar transistor: IGBT), 지능형 전력 모듈(intelligent power module: IPM) 등의 스위칭 소자와 같은 발열 소자를 포함하고, 상기 발열 소자의 적어도 일부는 방열을 위해 상기 격벽(242)의 제2 면에 접촉될 수 있다.
이러한 구성에 따른 본 실시예의 전동 압축기는, 상기 모터(6)에 전원이 인가되면, 상기 흡입 포트(2442)를 통해 상기 모터 수용 공간(S1)으로 저온 저압의 냉매가 유입되고, 상기 모터 수용 공간(S1)의 냉매는 상기 내부 유로(2444) 및 상기 연통홀(2224)을 통해 상기 압축 기구(4)로 유입되어 고온 고압으로 압축된 후 상기 토출실(D)을 거쳐 상기 하우징(2)의 외부로 배출될 수 있다.
그리고, 이 과정에서, 상기 모터(6)가 상기 인버터(8)에 의해 제어됨으로써, 냉방 효율이 가변적으로 제어되는데, 상기 복수의 소자(84)에서 발생되는 열은 상기 격벽(242)을 통해 상기 모터 수용 공간(S1)의 냉매로 방열될 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 전동 압축기는, 상기 흡입 포트(2442)로부터 상기 모터 수용 공간(S1)으로 유입된 냉매가 상기 모터 수용 공간(S1)의 원주 방향으로 유동되며 상기 복수의 소자(84)를 충분히 냉각시킨 후 상기 압축 기구(4)로 도입되도록, 상기 흡입 포트(2442), 상기 내부 유로(2444) 및 상기 연통홀(2224)이 각각 소정의 위치에 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 하우징(2)의 중심축(A)을 포함하며 상기 하우징(2)의 직경 방향(더욱 정확히는, 중력 방향 및 중력 반대 방향)으로 연장되는 가상의 평면을 제1 평면(P1)이라하고, 상기 하우징(2)의 중심축(A)을 포함하며 상기 제1 평면(P1)에 수직한 가상의 평면을 제2 평면(P2)이라 하면, 상기 하우징(2)은 상기 제1 평면(P1)을 기준으로 일측(도 7에서 좌측)에 배치되는 하우징 제1 부위(2a) 및 상기 하우징 제1 부위(2a)의 반대측(도 7에서 우측)에 배치되는 하우징 제2 부위(2b)로 구분될 수 있다.
그리고, 상기 하우징 제1 부위(2a)는 상기 제2 평면(P2)을 기준으로 일측(도 7에서 상측)에 배치되는 하우징 제1-1 부위(2aa) 및 상기 하우징 제1-1 부위(2aa)의 반대측(도 7에서 하측)에 배치되는 하우징 제1-2 부위(2ab)로 구분될 수 있다.
그리고, 상기 하우징 제2 부위(2b)는 상기 제2 평면(P2)을 기준으로 일측(도 7에서 상측)에 배치되는 하우징 제2-1 부위(2ba) 및 상기 하우징 제2-1 부위(2ba)의 반대측(도 7에서 하측)에 배치되는 하우징 제2-2 부위(2bb)로 구분될 수 있다.
여기서, 상기 하우징(2)의 중심축(A)을 기준으로, 상기 하우징 제1-1 부위(2aa)와 상기 하우징 제2-2 부위(2bb)가 서로 반대측에 배치되고, 상기 하우징 제1-2 부위(2ab)와 상기 하우징 제2-1 부위(2ba)가 서로 반대측에 배치될 수 있다.
이와 같은 구분에 따라, 상기 격벽(242)은 상기 하우징 제1 부위(2a)에 포함되는 격벽 제1 부위(242a) 및 상기 하우징 제2 부위(2b)에 포함되는 격벽 제2 부위(242b)로 구분되고, 상기 격벽 제1 부위(242a)는 상기 하우징 제1-1 부위(2aa)에 포함되는 격벽 제1-1 부위(242aa) 및 상기 하우징 제1-2 부위(2ab)에 포함되는 격벽 제1-2 부위(242ab)로 구분되며, 상기 격벽 제2 부위(242b)는 상기 하우징 제2-1 부위(2ba)에 포함되는 격벽 제2-1 부위(242ba) 및 상기 하우징 제2-2 부위(2bb)에 포함되는 격벽 제2-2 부위(242bb)로 구분될 수 있다.
이와 유사하게, 상기 환형벽(244)은 상기 하우징 제1 부위(2a)에 포함되는 환형벽 제1 부위(244a) 및 상기 하우징 제2 부위(2b)에 포함되는 환형벽 제2 부위(244b)로 구분되고, 상기 환형벽 제1 부위(244a)는 상기 하우징 제1-1 부위(2aa)에 포함되는 환형벽 제1-1 부위(244aa) 및 상기 하우징 제1-2 부위(2ab)에 포함되는 환형벽 제1-2 부위(244ab)로 구분되며, 상기 환형벽 제2 부위(244b)는 상기 하우징 제2-1 부위(2ba)에 포함되는 환형벽 제2-1 부위(244ba) 및 상기 하우징 제2-2 부위(2bb)에 포함되는 환형벽 제2-2 부위(244bb)로 구분될 수 있다.
또한, 상기 메인 프레임(222)은 상기 하우징 제1 부위(2a)에 포함되는 메인 프레임 제1 부위(222a) 및 상기 하우징 제2 부위(2b)에 포함되는 메인 프레임 제2 부위(222b)로 구분되고, 상기 메인 프레임 제1 부위(222a)는 상기 하우징 제1-1 부위(2aa)에 포함되는 메인 프레임 제1-1 부위(222aa) 및 상기 하우징 제1-2 부위(2ab)에 포함되는 메인 프레임 제1-2 부위(222ab)로 구분되며, 상기 메인 프레임 제2 부위(222b)는 상기 하우징 제2-1 부위(2ba)에 포함되는 메인 프레임 제2-1 부위(222ba) 및 상기 하우징 제2-2 부위(2bb)에 포함되는 메인 프레임 제2-2 부위(222bb)로 구분될 수 있다.
이때, 본 실시예와 달리, 상기 흡입 포트(2442)가 상기 환형벽 제1 부위(244a)에 형성되고, 상기 내부 유로(2444)가 상기 환형벽 제1 부위(244a) 및 상기 환형벽 제2 부위(244b)에 형성되며, 상기 연통홀(2224)이 상기 메인 프레임 제1 부위(222a) 및 상기 메인 프레임 제2 부위(222b)에 형성될 경우, 상기 흡입 포트(2442)를 통해 상기 모터 수용 공간(S1)으로 유입된 냉매는 주로 상기 환형벽 제1 부위(244a)에 형성되는 내부 유로(2444) 및 상기 메인 프레임 제1 부위(222a)에 형성되는 연통홀(2224)을 통해 상기 압축 기구(4)로 안내되고, 상기 환형벽 제2 부위(244b)에 형성되는 내부 유로(2444) 및 상기 메인 프레임 제2 부위(222b)에 형성되는 연통홀(2224)을 통해서는 상기 압축 기구(4)로 거의 안내되지 못하여, 종래와 같이 상기 인버터(8)의 소자(84)가 충분히 냉각되지 못하는 문제점이 발생될 수 있다.
이를 고려하여, 본 실시예의 경우, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 흡입 포트(2442)가 상기 환형벽 제1 부위(244a)에 형성될 때, 상기 내부 유로(2444)는 상기 환형벽 제2 부위(244b)에 형성되고 상기 환형벽 제1 부위(244a)에는 형성되지 않을 수 있다. 즉, 상기 환형벽 제1 부위(244a)의 내주면은 전체적으로 상기 모터(6)의 외주면에 접촉되어, 상기 환형벽 제1 부위(244a)의 내주면과 상기 모터(6)의 외주면 사이에는 상기 내부 유로(2444)가 존재하지 않을 수 있다. 그리고, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 연통홀(2224)은 상기 메인 프레임 제2 부위(222b)에 형성되고 상기 메인 프레임 제1 부위(222a)에는 형성되지 않을 수 있다. 이에 의하여, 상기 흡입 포트(2442)를 통해 상기 모터 수용 공간(S1)으로 유입된 냉매는 주로 상기 환형벽 제1 부위(244a)로부터 상기 환형벽 제2 부위(244b)까지 원주 방향으로 충분히 유동된 후 상기 환형벽 제2 부위(244b)에 형성되는 내부 유로(2444) 및 상기 메인 프레임 제2 부위(222b)에 형성되는 연통홀(2224)을 통해 상기 압축 기구(4)로 안내될 수 있다. 이에 따라, 냉매의 상기 모터 수용 공간(S1) 내 유동 거리 및 체류 시간이 증가되어, 상기 격벽(242)과 상기 모터 수용 공간(S1)의 냉매 사이 열 교환 시간이 증가됨에 따라, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 인버터(8)의 복수의 소자(84)가 전체적으로 충분히 냉각되고, 복수의 소자(84) 간 온도 편차가 억제되어, 소손, 작동 중단 및 정비 비용 증가가 억제될 수 있다.
여기서, 냉매의 상기 모터 수용 공간(S1) 내 유동 거리 및 체류 시간이 더욱 증가되도록, 상기 흡입 포트(2442)는 상기 환형벽 제1-1 부위(244aa)에 형성되고, 상기 내부 유로(2444)는 상기 환형벽 제2-1 부위(244ba)에 형성되며, 상기 연통홀(2224)은 상기 메인 프레임 제2-1 부위(222ba)에 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
이때, 상기 흡입 포트(2442)는 냉매가 상대적으로 긴 유로로 유동되게 유도하도록 상기 환형벽 제1-2 부위(244ab)를 향해 개구되게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
한편, 본 실시예의 경우, 상기 모터 수용 공간(S1)의 냉매가 상기 압축 기구(4)로 원활히 공급되도록, 상기 내부 유로(2444)는 상기 환형벽 제2 부위(244b)의 범위 내에서 복수로 형성되는데, 즉 상기 환형벽 제2-1 부위(244ba)에 형성되는 제1 내부 유로(2444a) 및 상기 환형벽 제2-2 부위(244bb)에 형성되는 제2 내부 유로(2444b)를 포함하는데, 이 경우 상기 제1 내부 유로(2444a)를 통과하는 냉매의 유량보다 상기 제2 내부 유로(2444b)를 통과하는 냉매의 유량이 커져, 상기 복수의 소자(84) 간 온도 편차가 다소 증가될 수 있다. 하지만, 상기 제1 내부 유로(2444a)의 유동 단면적이 상기 제2 내부 유로(2444b)의 유동 단면적보다 크게 형성되면, 상기 제1 내부 유로(2444a)를 통과하는 냉매의 유량이 증가되고 상기 제2 내부 유로(2444b)를 통과하는 냉매의 유량이 감소되어, 상기 복수의 소자(84) 간 온도 편차의 증가가 억제될 수 있다. 또한, 상기 연통홀(2224)이 상기 메인 프레임 제2-1 부위(222ba) 중에서도 원주 방향 상 상기 제1 내부 유로(2444a)와 상기 제2 내부 유로(2444b) 사이 공간에 대향되는 위치에 형성되면, 상기 제1 내부 유로(2444a)를 통과하는 냉매의 유량 증가 및 상기 제2 내부 유로(2444b)를 통과하는 냉매의 유량 감소 뿐만 아니라 냉매의 상기 모터 수용 공간(S1) 내 유동 거리 및 체류 시간 증가에 도움이 될 수 있다.
그리고, 본 실시예의 경우, 상기 격벽(242)이 상기 모터 수용 공간(S1) 측으로 돌출된 상기 제1 리브(2422)를 포함함에 따라, 상기 격벽(242)과 상기 모터 수용 공간(S1)의 냉매 사이 열 교환 면적이 증가되어, 방열 성능이 향상되고, 상기 복수의 소자(84)가 전체적으로 충분히 냉각될 수 있다.
그리고, 상기 제1 리브(2422)는 복수로 형성됨에 따라, 열 교환 면적이 더 증가될 수 있다.
그리고, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 제1 리브(2422) 각각은 상기 격벽 제1 부위(242a)로부터 상기 격벽 제2 부위(242b)까지 상기 모터 수용 공간(S1)의 원주 방향으로 연장되는 아크형으로 형성됨에 따라, 상기 흡입 포트(2442)를 통해 상기 모터 수용 공간(S1)으로 유입되는 냉매가 상기 복수의 제1 리브(2422)에 의해 상기 모터 수용 공간(S1)의 원주 방향을 따라 상기 내부 유로(2444)로 원활히 안내될 수 있다.
여기서, 냉매가 상기 제1 내부 유로(2444a)로 더욱 원활히 안내되도록, 상기 복수의 제1 리브(2422)는 각각 상기 모터 수용 공간(S1)의 원주 방향 상 상기 흡입 포트(2442)로부터 멀어질수록 곡률 반경이 감소되게 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 복수의 제1 리브(2422) 중 적어도 하나가 상기 모터 수용 공간(S1)의 원주 방향 상 상기 흡입 포트(2442)로부터 멀어질수록 곡률 반경이 감소되게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 복수의 제1 리브(2422)는 상기 모터 수용 공간(S1)의 반경 방향으로 서로 이격되게 형성되고, 상기 복수의 제1 리브(2422) 사이 공간으로 냉매가 잘 유입되도록, 상기 모터 수용 공간(S1)의 원주 방향 상 상기 흡입 포트(2442)에 인접한 위치에서의 상기 복수의 제1 리브(2422) 사이 이격 거리가 상기 흡입 포트(2442)에 원격한 위치에서의 상기 복수의 제1 리브(2422) 사이 이격 거리보다 크게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
그리고, 상기 복수의 제1 리브(2422)는 구심 측 제1 리브(2422a) 및 상기 구심 측 제1 리브(2422a)를 기준으로 상기 모터 수용 공간(S1)의 반경 방향 외측에 형성되는 원심 측 제1 리브(2422b)를 포함하는데, 상기 구심 측 제1 리브(2422a)의 리딩 에지는 상기 원심 측 제1 리브(2422b)의 리딩 에지와 상기 모터 수용 공간(S1)의 반경 방향으로 중첩되게 형성되고, 상기 구심 측 제1 리브(2422a)의 트레일링 에지는 상기 원심 측 제1 리브(2422b)의 트레일링 에지와 상기 모터 수용 공간(S1)의 반경 방향으로 중첩되게 형성되어, 상기 원심 측 제1 리브(2422b)의 원주 방향 길이가 상기 상기 구심 측 제1 리브(2422a)의 원주 방향 길이보다 길게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
한편, 본 실시예의 경우 상기 리브가 상기 모터 수용 공간(S1)의 원주 방향으로 연장되는 상기 제1 리브(2422)를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 예를 들어, 도 11 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 리브는 상기 모터 수용 공간(S1)의 반경 방향으로 연장되는 제2 리브(2424)를 포함할 수 있다.
상기 제2 리브(2424)는 복수로 형성되고, 복수의 제2 리브(2424)는 상기 모터 수용 공간(S1)의 원주 방향을 따라 배열되며, 상기 복수의 제2 리브(2424)는 상기 축수홈(2426)로부터 연장될 수 있다.
여기서, 상기 복수의 제2 리브(2424) 중 일부는 상기 축수홈(2426)로부터 상기 환형벽(244)까지 연장될 수 있다.
그리고, 상기 복수의 제2 리브(2424) 중 적어도 일부는 길이가 상이하게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 복수의 제2 리브(2424)는 상기 격벽 제1-1 부위(242aa), 상기 격벽 제1-2 부위(242ab), 상기 격벽 제2-1 부위(242ba) 및 상기 격벽 제2-2 부위(242bb)에 모두 형성되고, 상기 모터 수용 공간(S1)의 중심축(A)을 기준으로 중력 방향 측(도 12에서 하측)에 위치되는 상기 격벽 제1-2 부위(242ab) 및 상기 격벽 제2-2 부위(242bb)에 형성되는 제2 리브(2424)들의 평균 길이가 상기 모터 수용 공간(S1)의 중심축(A)을 기준으로 중력 반대 방향 측(도 12에서 상측)에 위치되는 상기 격벽 제1-1 부위(242aa) 및 상기 격벽 제2-1 부위(242ba)에 형성되는 제2 리브(2424)들의 평균 길이보다 크게 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 제2 리브(2424)가 상기 모터 수용 공간(S1)의 반경 방향으로 연장됨에 따라, 상기 모터 수용 공간(S1)의 냉매에 대한 유동 저항이 증가되어, 상기 모터 수용 공간(S1)의 냉매의 유동 속도가 감소될 수 있다. 이에 의하여, 상기 격벽(242)과 상기 모터 수용 공간(S1)의 냉매 사이 열 교환 시간이 증가되어, 방열 성능이 향상될 수 있다.
그리고, 상기 제2 리브(2424)가 복수로 형성되고, 상기 복수의 제2 리브(2424)가 상기 모터 수용 공간(S1)의 원주 방향을 따라 배열됨에 따라, 상기 열 교환 면적이 더 증가되고, 상기 유동 저항이 더 증가되어, 방열 성능이 더 향상될 수 있다.
또한, 별도로 도시하지는 않았으나, 상기 리브는 상기 제1 리브(2422) 및 상기 제2 리브(2424)를 모두 포함할 수 있다. 여기서, 이 경우, 상기 모터 수용 공간(S1)의 냉매가 상기 제2 리브(2424)에 의한 유동 저항을 받으면서 상기 제1 리브(2422)에 의해 상기 모터 수용 공간(S1)의 원주 방향으로 안내되도록, 그리고 열 교환 면적이 더 증가되도록, 상기 제1 리브(2422)의 돌출 높이는 상기 제2 리브(2424)의 돌출 높이보다 높게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

Claims (16)

  1. 동력을 발생시키는 모터;
    상기 모터로부터 동력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축 기구; 및
    상기 모터를 제어하는 인버터;를 포함하고,
    상기 모터와 상기 인버터를 수용하는 하우징은 상기 모터가 수용되는 모터 수용 공간과 상기 인버터가 수용되는 인버터 수용 공간을 구획하는 격벽 및 외부로부터 냉매를 상기 모터 수용 공간에 유입시키는 흡입 포트를 포함하고, 상기 하우징의 내주면과 상기 모터의 외주면 사이에는 적어도 하나의 내부 유로가 형성되고,
    상기 하우징의 중심축을 포함하며 지면에 수직된 가상의 평면인 제1 평면을 기준으로 상기 내부 유로와 상기 흡입 포트는 서로 반대 측에 형성되는 전동 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 제1 평면을 기준으로 일측에 배치되는 하우징 제1 부위 및 상기 하우징 제1 부위의 반대측에 배치되는 하우징 제2 부위로 구분되고,
    상기 흡입 포트는 상기 모터의 외주면을 지지하는 상기 하우징의 환형벽 중 상기 하우징 제1 부위에 포함되는 환형벽 제1 부위에 형성되고, 상기 내부 유로는 상기 환형벽 중 상기 하우징 제2 부위에 포함되는 환형벽 제2 부위에 형성되는 전동 압축기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 환형벽 제1 부위의 내주면은 전체적으로 상기 모터의 외주면에 접촉되는 전동 압축기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 압축 기구가 수용되는 압축 기구 수용 공간을 상기 모터 수용 공간과 구획하는 메인 프레임 및 상기 메인 프레임을 관통하여 상기 모터 수용 공간과 상기 압축 기구 수용 공간을 연통시키는 연통홀을 더 포함하고,
    상기 연통홀은 상기 메인 프레임 중 상기 하우징 제2 부위에 포함되는 메인 프레임 제2 부위에 형성되는 전동 압축기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하우징의 중심축을 포함하며 상기 제1 평면에 수직한 가상의 평면을 제2 평면이라 하면,
    상기 하우징 제1 부위는 상기 제2 평면을 기준으로 일측에 배치되는 하우징 제1-1 부위 및 상기 하우징 제1-1 부위의 반대측에 배치되는 하우징 제1-2 부위로 구분되고,
    상기 하우징 제2 부위는 상기 가상의 제2 평면을 기준으로 일측에 배치되는 하우징 제2-1 부위 및 타측에 배치되는 하우징 제2-2 부위로 구분되고,
    상기 하우징의 중심축을 기준으로, 상기 하우징 제1-1 부위와 상기 하우징 제2-2 부위가 서로 반대측에 배치되고, 상기 하우징 제1-2 부위와 상기 하우징 제2-1 부위가 서로 반대측에 배치되며,
    상기 흡입 포트는 상기 환형벽 중 상기 하우징 제1-1 부위에 포함되는 환형벽 제1-1 부위에 형성되고,
    상기 내부 유로는 상기 환형벽 중 상기 하우징 제2-1 부위에 포함되는 환형벽 제2-1 부위에 형성되는 제1 내부 유로를 포함하고,
    상기 연통홀은 상기 메인 프레임 중 상기 하우징 제2-1 부위에 포함되는 메인 프레임 제2-1 부위에 형성되는 전동 압축기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 흡입 포트는 상기 환형벽 중 상기 하우징 제1-2 부위에 포함되는 환형벽 제1-2 부위를 향해 개구되게 형성되는 전동 압축기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 내부 유로는 상기 환형벽 중 상기 하우징 제2-2 부위에 포함되는 환형벽 제2-2 부위에 형성되는 제2 내부 유로를 더 포함하는 전동 압축기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연통홀은 원주 방향 상 상기 제1 내부 유로와 상기 제2 내부 유로 사이 공간과 연통되게 형성되는 전동 압축기.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 모터 수용 공간에 대향되는 면으로부터 돌출된 리브를 포함하는 전동 압축기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 리브는 상기 모터 수용 공간의 원주 방향으로 연장되는 제1 리브를 포함하는 전동 압축기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 리브는 상기 격벽 중 상기 하우징 제1 부위에 포함되는 격벽 제1 부위로부터 상기 격벽 중 상기 하우징 제2 부위에 포함되는 격벽 제2 부위까지 연장되는 전동 압축기.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 리브는 복수로 형성되고, 복수의 제1 리브는 상기 모터 수용 공간의 반경 방향으로 서로 이격되게 형성되는 전동 압축기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 제1 리브 중 적어도 하나는 상기 모터 수용 공간의 원주 방향 상 상기 흡입 포트로부터 멀어질수록 곡률 반경이 감소되게 형성되는 전동 압축기.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 모터 수용 공간의 원주 방향 상 상기 흡입 포트에 인접한 위치에서의 상기 복수의 제1 리브 사이 이격 거리가 상기 흡입 포트에 원격한 위치에서의 상기 복수의 제1 리브 사이 이격 거리보다 크게 형성되는 전동 압축기.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 리브는 상기 모터 수용 공간의 반경 방향으로 연장되는 제2 리브를 포함하는 전동 압축기.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 인버터는 스위칭 소자를 포함하고, 상기 스위칭 소자의 적어도 일부는 상기 인버터 수용 공간에서 상기 격벽에 접촉되는 전동 압축기.
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