KR100608705B1

KR100608705B1 - 스크롤 압축기의 진공 방지 장치

Info

Publication number: KR100608705B1
Application number: KR1020050032086A
Authority: KR
Inventors: 김동한
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-04-18
Filing date: 2005-04-18
Publication date: 2006-08-08

Abstract

본 발명은 스크롤 압축기의 진공 방지 장치에 관한 것으로, 케이싱의 내부를 고압부인 토출공간과 저압부인 흡입공간으로 구획하여 그 흡입공간에 구동모터를 설치하고, 구동모터에 전원을 공급하는 전원단자를 케이싱에 고정 설치하며, 구동모터에 전기적으로 연결 설치하여 그 구동모터에 과부하가 걸릴 때 전원을 차단하여 상기 구동모터를 정지시키는 과부하차단기를 상기한 케이싱의 내부에 설치하여서 되는 스크롤 압축기에 있어서, 전원단자와 구동모터 사이에 전기적으로 연결되도록 복수 개의 극판을 소정의 간격을 두고 설치하여 진공운전시 방전이 일어나도록 함과 아울러 그 진공방전시 발생하는 열을 이용하여 상기한 과부하차단기를 작동시키는 진공방전기를 포함함으로써, 진공운전시 진공방전기에서 발생하는 열에 의해 상기 과부하차단기가 곧바로 작동하도록 하여 압축기의 진공운전에 따른 각 부품들의 손상을 미연에 방지하고 이를 통해 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

스크롤 압축기의 진공 방지 장치{APPARATUS FOR PROTECTING VACUUM OF SCROLL COMPRESSOR}

도 1은 종래 스크롤 압축기의 일부를 보인 종단면도,

도 2는 종래 스크롤 압축기에서 진공 방지 장치의 일례를 보인 종단면도,

도 3은 본 발명 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도,

도 4 및 도 도 5는 본 발명 스크롤 압축기의 진공 방지 장치의 일례를 보인 개략도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1 : 케이싱 1a : 전원단자

20 : 과부하차단기 100 : 진공방전기

110 : 애노드 전극판 120 : 캐소드 전극판

130 : 지지부재 L1,L2,L3 : 전류선

본 발명은 스크롤 압축기의 진공 방지 장치에 관한 것으로, 특히 진공운전시 신속하게 과부하차단기를 구동시켜 전원단자의 손상을 방지할 수 있는 스크롤 압축 기의 진공 방지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 저압식 스크롤 압축기는 정상 운전중에는 저압부인 흡입공간과 고압부인 토출공간이 상호 구분되어야 하는 반면 펌프다운 운전이나 사이클 막힘 운전 등 흡입압이 매우 낮은 조건에서는 압축기를 보호할 수 있도록 흡입공간과 토출공간이 서로 연통되도록 하여 고압의 토출가스에 의해 흡입공간에 설치한 과부하차단기가 작동하면서 압축기의 고진공화를 방지하여 보호하도록 하고 있다.

도 1은 종래 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 2는 종래 진공 방지 장치의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 스크롤 압축기는, 가스흡입관(SP)과 가스토출관(DP)을 구비한 케이싱(1)과, 케이싱(1)의 내주면 상하 양측에 각각 고정하는 메인프레임(2) 및 서브프레임(미도시)과, 메인프레임(2)과 서브프레임(미도시) 사이에 장착하는 구동모터(3)와, 구동모터(3)의 중심에 압입하고 메인프레임(2)을 관통하여 구동모터(3)의 회전력을 전달하는 구동축(4)과, 구동축(4)에 결합하여 메인프레임(2)의 상면에 얹히는 선회스크롤(5)과, 선회스크롤(5)에 결합하여 두 개 한 쌍의 압축실을 형성하도록 메인프레임(2)의 상면에 고정하는 고정스크롤(6)과, 고정스크롤(6)의 배면에 결합하여 케이싱(1)의 내부를 흡입공간(S1)과 토출공간(S2)으로 구획하는 고저압분리판(7)과, 고정스크롤(6)의 경판부 배면에 결합하여 토출가스의 역류를 방지하는 역지밸브(8)와, 고정스크롤(6)의 경판부 안쪽에 설치하여 압축기의 정지시 토출공간(S2)으로 토출되었던 냉매가스를 흡입공간(S1)으로 우회시켜 압축실(P)의 고진공을 방지하는 고진공차단부(10)를 포함하고 있다. 또, 구동모 터(3)의 고정자(미부호) 상단에는 그 고정자 코일(3a)의 온도가 설정온도 이상으로 상승하는 경우 전원을 차단하여 압축기를 정지시키도록 과부하차단기(OLP)(20)를 설치하고 있다.

고진공차단부(10)는 도 2에서와 같이 고정스크롤(6)의 경판부 측면에서 반경방향으로 일정 깊이 만큼 음각지게 형성하는 진공실린더(11)와, 진공실린더(11)에 미끄러지게 삽입하여 압력차에 따라 미끄러지면서 토출측을 차단하거나 또는 토출측과 흡입측을 연통하는 진공피스톤(12)과, 진공피스톤(12)의 일측에 설치하여 압축실(P)이 고진공 상태일 때 그 진공피스톤(12)을 밀어 토출측과 흡입측이 연통하도록 하는 진공스프링(13)으로 이루어져 있다.

진공실린더(11)는 흡입측에 연통하도록 흡입압유로(9a)를 구비한 진공마개(14)로 입구를 막고, 주면 일측에는 압축실(P)에 연통하도록 중간압유로(9b)를 관통 형성하며, 주면 타측에는 경판부 배면으로 관통하여 토출압유로(9c)를 관통 형성하고 있다. 또, 진공실린더(11)는 정면투영시 통상 원형으로 형성하고 이에 삽입하는 진공피스톤(12) 역시 정면투영시 원형 단면 형상으로 형성하고, 진공실린더(11)의 내주면과 진공피스톤(12)의 외주면 사이에는 그 진공피스톤(12)이 원활하게 미끄러질 수 있도록 미세한 공극을 유지하고 있다.

도면중 미설명 부호인 1a는 전원단자, 5a 및 6a는 선회스크롤의 랩 및 고정스크롤의 랩, 6b는 흡입구, 6c는 토출구, 15는 진공마개 고정핀이다.

상기와 같은 종래의 스크롤 압축기는 다음과 같이 동작한다.

즉, 인가한 전원에 의해 구동축(4)이 구동모터(3)와 함께 회전을 하면서 선 회스크롤(5)이 편심거리 만큼 선회하고, 이와 함께 선회스크롤(5)은 고정스크롤(6)과의 랩(5a,6a) 사이에 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 형성하며, 이 압축실(P)은 선회스크롤(5)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매가스를 흡입 압축하여 토출한다.

이때, 압축기가 정상적으로 운전을 하는 중에는 압축실(P)의 압력이 흡입측의 압력과 진공스프링(13)의 탄성력을 합한 힘 보다 크게 되어 상기한 진공피스톤(12)이 흡입측으로 밀리면서 토출압유로(9c)와 흡입압유로(9a)를 차단함에 따라 압축가스가 흡입측으로 역류하는 것을 방지하면서 원활하게 토출되도록 한다.

반면, 압축기가 펌프다운이나 기타 비정상적인 고압축비 운전을 하는 중에는 냉매가스의 유입량이 현저하게 떨어져 압축실(P)의 압력이 흡입측의 압력과 거의 동일하게 됨에 따라 진공피스톤(12)이 진공스프링(13)의 복원력에 의해 반대쪽으로 밀리면서 토출압유로(9c)와 흡입압유로(9a)가 연통하고 이 유로(9c)(9a)를 통해 토출가스의 일부가 흡입측으로 역류하였다가 압축실(P)로 흡입되는 동시에 토출공간(S2)에서 역류하는 고온의 냉매가스가 상기한 과부하차단기(20)를 가열시켜 구동모터(3)로 전달되는 전원을 차단함으로써 압축실(P)의 고진공화를 방지하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 스크롤 압축기의 진공 방지 장치는, 진공운전시 토출공간(S2)에서 흡입공간(S1)으로 우회하는 냉매가스가 과부하차단기(20)로 곧바로 전달되지 않고 케이싱(1)의 흡입공간 전체를 채우면서 과부하차단기(20)를 가열하도록 구성하는 것이나, 이는 과부하차단기(20)가 구동모터(3)를 정지시키는데 소 요되는 시간이 지연되어 압축실(P)의 온도가 과도하게 상승하면서 전원단자(1a) 또는 각 랩(5a,6a)의 상단에 설치한 팁실(미부호)이 먼저 파손되는 등 압축기의 신뢰성이 저하될 우려가 있었다.

또, 고진공차단부(10)를 수 개의 부품을 조립하여 구현할 뿐만 아니라 특히 진공마개(14)를 고정하는 진공마개고정핀(15)의 조립이 난해하고 설사 조립한다 하더라도 불량발생시 완전조립상태에서의 해체가 난해하여 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 스크롤 압축기의 진공 방지 장치가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 진공운전시 신속하게 과부하차단기를 구동시켜 전원단자 또는 팁실 등이 파손되는 것을 방지할 수 있는 스크롤 압축기의 진공 방지 장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

또, 조립과 해체가 용이하여 생산성을 높일 수 있는 스크롤 압축기의 진공 방지 장치를 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱의 내부를 고압부인 토출공간과 저압부인 흡입공간으로 구획하여 그 흡입공간에 구동모터를 설치하고, 구동모터에 전원을 공급하는 전원단자를 케이싱에 고정 설치하며, 구동모터에 전기적으로 연결 설치하여 그 구동모터에 과부하가 걸릴 때 전원을 차단하여 상기 구동모터를 정지시키는 과부하차단기를 상기한 케이싱의 내부에 설치하여서 되는 스크롤 압축기에 있어서, 전원단자와 구동모터 사이에 전기적으로 연결되도록 복수 개의 극판을 소정의 간격을 두고 설치하여 진공운전시 방전이 일어나도록 함과 아울러 그 진공방전시 발생하는 열을 이용하여 상기한 과부하차단기를 작동시키는 진공방전기를 포함한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 진공 방지 장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 스크롤 압축기의 진공 방지 장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 스크롤 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명 스크롤 압축기의 진공 방지 장치의 일례를 보인 개략도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 스크롤 압축기는, 케이싱(1)의 내주면 상하 양측에 각각 메인프레임(2) 및 서브프레임(미도시)을 고정 설치하고, 메인프레임(2)과 서브프레임(미도시) 사이에 구동모터(3)를 설치하며, 구동모터(3)의 회전력을 전달하는 구동축(4)을 상기 구동모터(3)의 회전자 중심에 압입하여 결합하고, 구동축(4)에 결합하여 선회운동을 하는 선회스크롤(5)을 메인프레임(2)의 상면에 얹어 설치하며, 선회스크롤(5)에 결합하여 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 형성하는 고정스크롤(6)을 메인프레임(2)의 상면에 고정 설치하고, 케이싱(1)의 내부를 흡입공간(S1)과 토출공간(S2)으로 구획하는 고저압분리판(7)을 고정스크롤(6)의 배면에 고정 설치하며, 케이싱(1)의 토출공간(S2)으로 토출된 냉매가스가 역류하는 것을 차단하도록 상기 고정스크롤(6)의 경판부 배면에는 역지밸브(8)를 설치하고, 구동모터(3)의 고정자(미부호) 상단에는 그 고정자 코일(3a)의 온도가 설정온도 이상으로 상승하는 경우 전원을 차단하여 압축기를 정지시키도록 과부하차단기 (OLP)(20)를 설치하며, 과부하차단기(20)의 상면에는 케이싱(1)의 흡입공간(S1)이 고진공화될 경우 신속하게 방전하여 상기 과부하차단기(20)를 작동시키는 진공방전기(100)를 설치한다.

케이싱(1)의 흡입공간(S1)에 속하는 측면에는 외부전원을 구동모터(3)에 전달하도록 전원단자(1a)를 고정 설치하고, 그 전원단자(1a)에 연결되는 전류선 중에서 제1 전류선(L1)은 도 5에서와 같이 상기한 과부하차단기(20)를 거쳐 구동모터(3)에 연결하는 반면 나머지 제2 전류선(L2) 및 제3 전류선(L3)은 각각 후술할 진공방전기(100)를 이루는 애노드 전극판(110)과 캐소드 전극판(120)을 거쳐 상기 구동모터(3)에 연결한다.

진공방전기(100)는 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 과부하차단기(20)에 접촉하도록 고정하는 애노드 전극판(110)과, 애노드 전극판(110)에 소정의 간격을 두고 배치하는 캐소드 전극판(120)과, 애노드 전극판(110)과 캐소드 전극판(120) 사이를 일정 간격(h1)만큼 유지시키도록 애자(insulator)와 같은 절연재로 된 지지부재(130)로 이루어진다.

여기서, 각 전류선(L1,L2,L3) 사이의 간격(h)은 양쪽 전극판(110)(120) 사이의 간격(h1) 보다 넓게 형성하는 진공방전기(20)에 비해 전원단자(1a)의 방전속도를 늦게 할 수 있어 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명 스크롤 압축기의 진공 방지 장치는 다음과 같은 작용 효과를 갖는다.

즉, 인가한 전원에 의해 구동축(4)이 구동모터(3)와 함께 회전을 하면서 선회스크롤(5)이 편심거리 만큼 선회하고, 이와 함께 선회스크롤(5)은 고정스크롤(6)과의 랩(5a,6a) 사이에 두 개 한 쌍의 압축실(P)을 형성하며, 이 압축실(P)은 선회스크롤(5)의 지속적인 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소하여 냉매가스를 흡입 압축하여 토출한다.

이때, 압축기가 정상운전을 할 때는 케이싱(1)의 흡입공간(S1) 압력이 일정 압력을 유지함에 따라 진공방전기(100)에서의 방전이 미세하게 일어나면서 과부하차단기(20)가 설정온도 이상으로 가열되지 않아 구동모터(3)는 제어부의 명령에 따라 정해진 동작을 지속한다.

반면 압축기가 이상운전(고압축비 또는 펌프다운)을 할 때에는 흡입공간(S1)의 압력이 급격하게 저하되어 소위 진공압을 이룸에 따라 진공방전기(100)에서의 방전이 활발하게 일어나고 이 과정에서 발생하는 열에 의해 과부하차단기(20)가 작동하여 구동모터(3)로 전달되는 전원을 차단함으로써 구동모터(3)가 정지하도록 하는 것이다. 여기서, 진공상태에서의 방전은 진공도와 두 전극판(110)(120) 사이의 간격, 면적 등에 의해 방전이 발생되는 조건이 결정된다. 따라서 전원단자(1a)의 전류선 간격(h) 보다 양쪽 극판을 가까이 설치하고 방전면적을 넓게 형성하는 것이 전원단자 보다 진공방전기가 빨리 방전되도록 할 수 있다.

본 발명에 의한 스크롤 압축기의 진공 방지 장치는, 과부하차단기에 진공방전기를 접촉 설치함으로써, 진공운전시 진공방전기에서 발생하는 열에 의해 상기 과부하차단기가 곧바로 작동하도록 하여 압축기의 진공운전에 따른 각 부품들의 손상을 미연에 방지하고 이를 통해 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims

케이싱의 내부를 고압부인 토출공간과 저압부인 흡입공간으로 구획하여 그 흡입공간에 구동모터를 설치하고, 구동모터에 전원을 공급하는 전원단자를 케이싱에 고정 설치하며, 구동모터에 전기적으로 연결 설치하여 그 구동모터에 과부하가 걸릴 때 전원을 차단하여 상기 구동모터를 정지시키는 과부하차단기를 상기한 케이싱의 내부에 설치하여서 되는 스크롤 압축기에 있어서,

전원단자와 구동모터 사이에 전기적으로 연결되도록 복수 개의 극판을 소정의 간격을 두고 설치하여 진공운전시 방전이 일어나도록 함과 아울러 그 진공방전시 발생하는 열을 이용하여 상기한 과부하차단기를 작동시키는 진공방전기를 포함한 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 진공 방지 장치.
제1항에 있어서,

진공방전기는 과부하차단기에 접촉하도록 설치하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 진공 방지 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

진공방전기는 전원단자 보다 신속하게 방전하도록 두 전극간 간격이나 면적을 조절하는 것을 특징으로 하는 스크롤 압축기의 진공 방지 장치.