KR0126547B1 - 2단 기체 압축기 - Google Patents

2단 기체 압축기

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KR0126547B1
KR0126547B1 KR1019930702090A KR930702090A KR0126547B1 KR 0126547 B1 KR0126547 B1 KR 0126547B1 KR 1019930702090 A KR1019930702090 A KR 1019930702090A KR 930702090 A KR930702090 A KR 930702090A KR 0126547 B1 KR0126547 B1 KR 0126547B1
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가쓰하루 후지오
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모리시다 요오이찌
마쓰시다 뎅끼 산교오 가부시기가이샤
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Abstract

밀폐용기의 내부에 전동기와 그 전동기로 구동되는 저단압축요소(7a)와 고단압축요소(9a)를 배치하였고, 저단압축요소(7a)의 배출측과 고단압축요소(9a)의 흡인측을 연통로를 개재하여 직렬 접속한 로울링 피스톤형 회전식 2단 압축기구를 형성하였으며, 고단압축요소(9a)로 압축한 냉매를 밀폐용기의 내부에 배출하여 전동기를 냉각하는 배출가스통로를 형성하였고, 고단압축요소의 실린더 용적을 저단압축요소의 실린더 용적의 45∼65%로 하여, 고단압축요소의 압축 타이밍을 저단압축요소의 압축타이밍에서 60∼80도 지연시키도록 양압축요소를 배치한 것으로 로울링 피스톤형 회전식 2단 냉매압축기의 저단압축요소와 고단압축요소 사이의 압축타이밍을 가장 적합하게 함에 따라 지나친 압축이나 압축부족을 적게하여 압축효율의 향상을 도모할 수 있다.

Description

2단 기체 압축기
근년에 와서 냉동기기 분야에서 저온열원 및 고온열원 확보의 일환으로서 고압축비 운전에 적합한 냉매압축기의 실용화 연구가 번성하고 있다.
특히, 압축실과 흡입실 사이의 압력차를 작게 하여 압축 도중 누설가스량을 저감하여 압축 효율을 향상시키기 위한 방책으로서 여러가지의 다단회전식 압축기가 제안되어 있다(일본국 특개소 50-72205호 공보).
구체적으로는 로울링 피스톤형 회전식 2단 압축기와 동압축기를 접속한 2단 압축 2단 팽창 냉동 사이클계통도가 제1도∼제3도의 구성으로 제안되어 있다(일본국 특개소50-72205호 공보).
동 도면은 밀폐용기(1003) 안의 상부에 구동전동기(1005)를, 돌출부에 구동전동기(1005) 의 회전축(1005c)을 각각 연결하고 또한 상하 2단으로 형성된 압축기구(상부는 저압압축기구(1007), 하부는 고압압축기구(1009))를, 저부에 유조(oil basin)를 배치하였고, 저압압축기구(1007), 고압압축기구(1009)의 각 실린더를 흡입실과 압축실로 구획하는 베인(vane) 1007c(1009c)의 배면이 밀폐용기(1003)의 내부공간으로 통하고 있으며, 베인(1007c)(1009c) 에의 배압가압력을 스프링장치의 반동력과 밀폐용기(1003) 내 압력등으로 형성하고 있다.
저압압축기구(1007)의 배출냉매가스는, 배출관(1007e)을 개재하여 외부의 기액(氣液)분리기(1017)에 접속되어 연통관(1009d')을 개재하여 재차 밀폐용기(1003)의 내부공간에 유입하여 구동전동기(1005)를 냉각한다.
밀폐용기(1003)에 재유입한 배출냉매가스는 흡유관(1023)을 구비한 흡입관(1009d)을 통과하는 경우에 밀폐용기(1003)의 저부의 윤활유를 흡입하여 고압압축기구(1009)에 도입되어, 윤활유가 슬라이딩면의 냉각과 압축실 극간의 밀봉에 제공된다.
고압압축기구(1009)에서 재압축된 배출냉매가스는 배출관(1009e)을 개재하여 외부의 응축기(1013)에 송출되고, 제1팽장밸브(1015) 기액분리기(1017), 증발기(1021)를 순차 경유하여 흡입관(1007d)을 통하여 다시 저압압축기구(1007)에 귀환한다.
또, 실시예의 도해는 없으나 설명문에 기재한 바와 같이 로울링 피스톤형 회전식 압축기의 결점인 압축시의 커다란 토오크 변동을 개선하기 위하여, 회전축(1005c)의 크랭크부 편심방향을 180도 차이지게 하고, 또한 양압축기구(저압압축요소기구(1007), 고압압축요소기구(1009))의 베인(1007c,1009c)의 부착방향을 고단측과 저단측 사이에서 75∼80도 차이지게 하고 있다. 그에 따라서 회전식 1단 압축기 보다도 토오크 변동을 줄이는 방책이 제안되고 있다.
이와 같은 부품 배치에 따라서 2단 압축 냉동사이클이 구성되어, 밀폐용기(1003)의 내부 공간이 냉매의 응축압력과 증발압력의 중간압력으로 유지되도록 연구되고 있다.
그러나, 상기 제1도∼제3도와 같은 구성에서는 고압압축요소기구(1009)의 흡입측에 유입하는 냉매가스가 구동전동기(1005)의 주위를 통과하는 경우에 가열되므로, 고압압축요소기구(1009)에 있어서의 냉매가스 흡입효율의 저하 및 압축도중 냉매가스의 이상압력 상승에 기인하여 압축효율의 현저한 저하를 초래한다고 하는 과제가 있었다.
또, 회전축(1005c)의 크랭크부 편심방향을 180도 차이지게 하고, 또한 양압축기구(저압압축요소기구(1007), 고압압축요소기구(1009))의 베인(1007c,1009c)의 부착방향을 고단측과 저단측 사이에서 75∼80도 차이지게 한다고 하는 구성의 제안내용은 제4도, 제5도에 나타낸 압축 요소 배치해설 모델도와 같이 2종류의 배치 구성으로 된다.
즉, 제4도는 상기 제1도에 있어서의 고압압축요소기구(1009)의 압축타이밍을 저압압축요소기구(1007)의 압축 타이밍보다 100∼105도 지연시키는 구성으로 되어 있다.
또, 제5도는 상기 제11도에 있어서의 고압압축요소기구(1009)의 압축 타이밍을 저압압축요소기구(1007)의 압축 타이밍보다 100∼150도 빠르게 하는 구성으로 되어 있다.
그러나, 이와같은 압축 타이밍의 구성은 압축입력의 저감 및 진동, 소음의 저감 등이 관점에서 다음에 설명하는 바와 같이 반드시 최적조건을 만족케하는 것은 아니다.
즉, 제6도는 예컨대 제1도에 있어서의 고압압축요소기구(1009)의 실린더 용적을 저압압축요소기구(1007)의 실린더 용적의 45∼65%로 설정(V2/V1=0.45∼0.65)하고, 또한 제14도의 압축 타이밍에 기초하여 저압압축기구(1007)로부터의 배출가스의 용적과 배출타이밍, 고압압축요소기구와 배출타이밍, 고압압축요소기구(1009)의 흡입용적과 흡입 타이밍 및 저압압축요소기구(1007)로부터의 배출 가스 용적의 과부족 상태를 나타낸 해설도이다.
또, 제7도는 예컨대 상기 제1도에 있어서의 고압압축요소기구(1009)의 실린더 용적을 저압압축요소기구(1007)의 실린더 용적의 45∼65%로 설정(V2/V1=0.45∼0.65)하고, 또한 제15도의 압축 타이밍에 기초한 저압압축요소기구(1007)로부터의 배출가스의 용적과 배출타이밍, 고압압축요소기구(1009)의 흡입용적과 흡입타이밍 및 저압압축요소기구(1007)로부터의 배출가스용적의 과부족 상태를 나타낸 해설도이다.
상기 양해설도에 있어서, 잉여 배출영역(V1,V2)은, 저압압축요소기구(1007)로부터의 단위시간당에 배출되는 냉매가스의 용적이 과압압축요소기구(1009)의 단위시간당의 흡입용적보다도 잉여 압축시기와 잉여가스용적을 뜻한다.
또, 부족 배출영역(V3,V4,V5,V6)은 저압압축요소기구(1007)로부터 단위 시간당에 배출되는 냉매가스의 용적이 과압압축요소기구(1009)의 단위시간당의 흡입용적보다도 부족 압축시기와 부족 가스용적을 뜻한다.
주지하는 바와 같이 2단 압축기에 있어서의 고압압축요소기구(1009)의 최종적인 흡입용적은 저압압축요소기구(1007)로부터 배출되는 냉매가스의 전체 용적과 같게 설정되어 있으나, 배출, 흡입 행정과도기에 있어서의 잉여배출영역(V1,V2)에 있어서는, 저압압축요소기구(1007)의 배출측과 고압압축요소기구(1009)의 흡입측 사이의 공간(중간통로)의 압력이 높아져서 저압압축요소기구(1007)의 입력증가를 초래한다. 또 부족배출영역(V3,V4,V5,V6)에 있어서는 잉여배출영역(V1,V2)에서 발생한 잉여배출가스가 보충되면서 고압압축요소기구(1009)에 흡입되지만 흡입가스에 추종지연이 발생하여, 순간적인 흡입압력저하로 된다.
그 결과, 중간통로의 냉매가스에 현저한 압력맥동이 발생하여 진동, 소음을 나타냄과 함께, 주로 중간통로의 주기적인 압력 상승, 저하에 기인하여 고압압축요소기구(1009)의 압축비가 높아져서 압축효율 저하를 초래한다고 하는 기본적인 과제가 있었다.
이와 같은 관점에서 제6도, 제7도의 잉여 배출 영역(V1,V2)의 넓이를 검토하여 보면 양자 모두 가장 적합한 압축타이밍이라고는 말하기 어렵다. 특히, 중간통로의 내용적을 작게한 냉동장치에 있어서는 중간통로의 압력맥동과 압력상승이 크므로, 진동, 소음 및 압축효율에의 영향이 크고도 중요한 과제이다.
이와 같은 양압축요소기구 사이의 압축 타이밍에 관한 과제를 보다 개선하는 수단이 제8도, 제9도에 나타낸 바와 같이 일본국 특개평 1-247785호 공보로 제안되어 있다.
제8도는 2단 압축기의 저단압축요소(2005)와 고단압축요소(2006) 사이의 압축타이밍의 설명도, 제9도는 동압축기의 부분 종단면도이고, 세로형 밀폐케이싱(2001)의 내부에 배치된 저단압축요소(2005)와 그 밸브커버(2027), 저단압축요소(2005)의 하부에 배치된 고단압축요소(2006)와 그 밸브 커버(2028), 양압축요소(2005,2006) 를 연결하는 중간 프레임(2020), 양압축요소(2005,2006)를 구동하는 크랭크측(2004), 저단압축요소(2005)의 배출측과 고단압축요소(2006)의 흡입측을 연통하는 통로(2023)(제8도에서 도해없음)등으로 되었고, 고단압축요소(2006)의 압축타이밍을 저단압축요소(2005)로부터 약 90도 간격을 둔 배치구성으로, 세로형 밀폐케이싱(1007)의 내부가 고단압축요소(2006)의 배출가스압력으로 충만시키고 있다.
고단압축요소의 압축타이밍을 저단압축요소로부터 약 90도 지연시킨 유사실험압축기에서의 운전효과를 저단압축요소로부터 배출된 냉매가스가 고단압축요소의 흡입측으로 유입하는 과정에서 진동기(도해없음)의 주위를 통과하는 일이 없고, 그에 따라서 전동기로부터 흡열하는 일도 없으므로 높은 압축기효율을 얻었다.
제10도는 동 실험 압축기의 고단압축요소의 실린더용적을 저단압축요소의 실린더 용적의 45∼65%로 설정(V2/V1=0.45∼0.65)하고, 또한 저단압축요소로부터의 배출가스의 용적과 배출타이밍, 고단압축요소의 흡입용적과 흡입타이밍 및 저단압축요소로부터 배출가스 용적의 과부족 상태를 나타낸 해설도이다.
동도면의 잉여배출영역(V2)은 제6도, 제7도에 있어서의 잉여배출영역(V1,V2)보다도 작게 되어 있다. 이러한 사실은 상기의 실험압축기의 효율이 높았던 사실과 일치하고 있다.
더우기, 2단 압축기의 압축효율을 한층 높이는 수단을 발견하기 위하여 동실험 압축기의 각부의 압력변동의 상태를 조사한 결과를 제11도∼제13도에 나타내었다.
즉, 제11도에 있어서, 가로축은 크랭크축 회전각도, 세로축은 각부의 압력을 나타낸 것이고, 냉매가스의 흐름에 잇따라서 하단으로부터 순차, 상방으로 각부의 압력상태를 배열하고 있다.
제12도는 제11도에 있어서의 각부의 압력을 순차 연결시킨 냉매가스압력의 변화과정을 나타내고 있다.
제13도는 제12도에 있어서의 저단압축실의 압력만을 추출하여 저단압축실에 있어서의 초과압축부분의 범위를 나타내고 있다.
다음에 2단 압축기의 중요과제에 대한 이해를 깊게 하기 위하여 제21도에 있어서의 각부의 압력변동에 대하여 설명한다.
즉, 어큐물레이터 하류통로(저단압축요소)의 압력변동은, 어큐물레이터(통상, 미증발액 냉매가 압축실에 유입함에 기인하여 액압축이 발생하는 것)을 방기하기 위하여 저단압축요소의 흡입측에 배관 접속하여 기액분리기능과 액저장기능을 겸하고 있다. 이 초과 흡입작용(압축기의 흡입 작용에 추종하여 흡입관내의 기체압력이 맥동현상을 발생하여, 주기적으로 압력이 상승한 시기의 기체가 흡입실로 유입하여 그 상태에서 압축됨에 따라 흡입효율이 높아지는 현상의 것)이 크다는 것을 뜻한다.
또, 중간통로의 압력변동은 영(zero)이여야 이상적이지만, 중간통로의 내용적이 무한정이 아닌한 불가능하다. 이 실험압축기는 소형이기 때문에 중간통로의 내용적이 작고, 압력변동이 이상하게 크다. 또, 그 변동주기의 가장 적합한 압력 강하의 시기를 주목하면 중간통로의 압력변동은 고단압축요소의 흡입행정에 추종하고있다.
또, 저단 배출실의 압력변동은 중간통로의 압력변동에 추종함과 항께, 저단압축실로부터의 냉매가스의 배출타이밍에도 연동하고 있다. 또, 저단압축실의 가장 초과 압축시기는, 저단 배출실이 가장 압력강하하는 10∼20도 전이다.
상기한 제11도∼제13도의 압축기내 압력변화 상황으로부터 명백한 바와 같이 고단압축요소의 압축타이밍을 저단압축요소로부터 약 90도 지연시키는 구성의 2단 압축기는 저단압축요소의 압축실 압력의 가장 적합한 압축시기가 저단배출실 압력맥동의 가장 적합한 압력강하시기와 일치하고 있지 않아서, 저단압축요소에서의 압축입력의 증가가 가장 큰 요인이며, 보다 적절한 압축타이밍 구성을 구비한 2단 압축기의 실현이 요망되어 왔다.
더우기, 일본국 특개평 1-247785호 공보의 종래예로서 기재되어 있는 바와 같이 저단압축요소와 고단압축요소의 압축타이밍을 180도 차이지게 하는 구성은 일본국 특개소 60-128900호 공보에서도 제안되어 있다.
그러나, 양압축요소의 압축타이밍을 180도 차이지게 하는 구성(제24도 참조)는 제6도, 제7도, 제10도와 마찬가지로, 저단압축요소로부터의 배출가스의 용적과 배출타이밍, 고단압축요소의 흡입용적과 흡입타이밍 및 저단압축요소로 부터의 배출가스용적의 과부족 상태를 나타낸 해설도를 나타낸 제15도에서도 명백한 바와 같이, 잉여배출영역의 범위가 많고, 상술한 설명으로부터 압축효율의 저하가 명백하다.
또, 일본국 특개평 1-277695호 공보에서 제안되어 있는 바와 같이 양압축요소의 압축타이밍을 동시에 하는 구성은 저단압축요소로부터의 배출가스의 용적과 배출 타이밍 및 고단압축요소의 흡입용적과 흡입타이밍및 저단압축요소로부터의 배출 가스용적의 과부족 상태를 나타낸 해설도를 나타낸 제16도에서도 명백한 바와 같이 부족 배출영역이 항상 존재하는 결과, 고단압축요소의 압축비가 높아져서, 압축효율이 낮은 것도 이해할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이 잉여 배출영역의 범위 설정에 따라서 압축효율이 영향을 받는 것은 명백하지만, 너무 지나치게 작게하면 부족 배출영역이 커지게 되고, 그결과 중간통로에서 발생하는 압력맥동이 커진다.
이 압력맥동은 고단압축요소의 압축비를 격심하게 변동시켜서, 베인의 점핑(jumping)현상을 유발시킨다. 그 결과, 베인의 선단과 로울러 사이에서 발생하는 격심한 충돌음과 그에 따른 진동이 커짐과 동시에 압축실과 흡입실사이의 가스 누설이 많고, 압축효율과 내구성이 현저하게 저하를 초래한다고 하는 과제가 있었다.
상술한 바와 같이 2단 압축기의 고효율화를 목표로 여러가지의 제안을 하고 있으나, 보다 한층의 효율향상에 의한 2단 압축기의 실현을 요망하여 왔다.
발명의 설명
본 발명은 상기 종래의 과제에 비추어 저단압축요소와 고단압축요소사이의 압축타이밍을 가장 적합하게 함에따라 지나친 압축이나, 압축부족을 적게하여 압축효율의 향상을 도모하는 것을 목적으로 한 것이다.
구체적으로는 밀폐용기의 내부에 전동기와 그 전동기로 구동되는 저단압축요소와 고단압축요소를 배치하여, 저단압축요소의 배출측과 고단압축요소의 흡입측을 연통로를 개재하여 직렬 접속한 2단 압축기구를 형성하여 고단압축요소로 압축한 냉매를 밀폐용기의 내부에 배출하여 전동기를 냉각하는 배출가스통로를 형성하고 고단압축요소의 실린더의 용적을 저단압축요소의 실린더의 용적의 45∼64%로 하여 고단압축요소의 압축타이밍을 저단압축요소의 압축타이밍으로부터 60∼80도 지연시키도록 양압축요소를 배치한 것이다.
발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태
이하, 본 발명에 의한 제1실시예의 로울링 피스톤형 회전식 2단 냉매압축기에 대하여 제17도∼제25도를 참조하면서 설명한다.
제17도는 어큐뮬레이터(2)를 구비한 로울링 피스톤형 회전식 2단 압축기(1), 응축기(13), 제1팽창 밸브(15), 기액분리(17), 제2팽창밸브(19), 증발기(21)를 순차 접속한 2단 압축 2단 팽창 냉동사이클의 배관계통을 나타내었고, 제18도는 로울링 피스톤형 회전식 2단 압축기(1)의 단면, 제19도는 2단 압축기구의 주요부분 상세를 뜻한다.
밀폐용기(3)내의 상부 공간의 전동기실(8)내에는 전동기(5), 그 하부에는 2단 압축기구(4)를 배치하였고, 그 외주부 및 저부가 유조(35)로서 구성되어 있다.
전동기(5)의 고정자(5a)는 밀폐용기(3)의 내벽에 수축되게 끼워 맞추어서 고정되어 있다.
2단 압축기구(4)는 상부의 고단압축요소(9)의 하부의 저단압축요소(7)와 양압축요소(7,9) 사이에 배치된 평판형상의 중간판(36)등으로 되었고, 저단압축요소(7)의 배출커버 A(37)와 중간판(36)의 외주부의 수개소(도면에 없음)에서 밀폐용기(3)의 내벽에 용접 고정되어 있다.
고단압축요소(9)의 실린더용적은 저단압축요소(7)의 실린더 용적의 45∼65%로 설정되어 있다.
고단압축요소(9)의 제2실린더블록(9a)의 상측면에 부착된 상부 베어링부재(11)와 저단압축요소(7)의 제1실린더 블록(7a)의 하측면에 부착된 하부베어링부재(12)에 지지된 구동축(6)은 전동기(5)의 회전자(5b)에 연결고정되어 있다.
구동축(6)의 제1크랭크축(6a)과 제2크랭크축(6b)은 그 편심방향이 서로 180도 차이져서 배치되어 있다. 제20도에 나타낸 바와 같이 고단압축요소(9)는 저단압축요소(7)의 흡입 압축타이밍에 대하여 75도의 위상지연으로 흡입, 압축 작용을 개시하여 저단배출실(45)내의 과잉한 압력상승을 억제함에 따라 저단압축요소(7)로의 압축 동력을 저감하도록 배치되어 있다.
(7b),(9b)는 구동축(6)의 제1크랭크축(6a), 제2크랭크축(6b)에 장착된 제1피스톤 및 제2피스톤, (38)(39)는 제1피스톤(7b) 및 제2피스톤(9b)은 각 피스톤의 외주변에 맞닿아서 저단압축요소(7) 및 고단압축요소(9)의 각 실린더내를 흡입실과 압축실로 구획하는 베인, (40),(41)은 베인(38),(39)의 배면을 가압하는 코일 스프링이다.
고단압축요소(9)의 코일 스프링(41)의 후단부는 밀폐용기(3)의 내벽에 지지되어 있으나, 저단압축요소(7)의 코일스프링(40)의 후단부는 제1실린더 블록(7a)에 밀봉장착된 캡(cap)(42)에 지지되어 있다.
고단압축요소(9)의 베인(39)의 배면실 B(43)은 유조(35)에 개통되고 있으나, 저단압축요소(7)의 베인(38)의 배면실 A(44)은 캡(42)에 의하여 그 단부가 밀봉되었고, 유조(35)와 차단되어 있다.
저단압축요소(7)의 배출커버 A(37)는 하부 베어링부재(12)에 부착되어서 저단배출실(45)을 형성하였고, 그 저부는 배출실 유조(46)이다.
배출실유조(46)는 배출커버 A(37)에 과정되었고 또한 여러개의 작은 구멍(47)을 구비한 분할판(48)에 따라서 저단배출실(35)의 상부 공간과 구획됨과 동시에 그 저부가 배출커버(A37)와 하부 베어링부재(12)에 설치된 기름 복귀구멍 A(49a), 기름복귀구멍 B(49b)으로 된 기름복귀통로(49)를 개재하여 베인(38)의 배면실(44)로 통하고 있다.
제진(制振) 강판을 성형한 배출커버 B(50)는 상부 베어링부재(11)의 외주를 둘러싸도록 배치되어서 고단배출실(51)을 형성하고 있다.
전동기(5)의 회전자(5b)의 단부에 요설된 소음실(消音室)(52)은, 상부 베어링부재(11)의 돌출부(11a)의 외주를 둘러싸는 커버 B(50)의 돌출부(50a) 사이의 환형통로(53)를 개재하여 고단배출실(51)과 연통함과 동시에 회전자(5b)의 엔드링(5c)의 내측면과 배출커버 B(50)의 돌출부(50a) 사이의 환형통로(54)를 개재하여 밀폐용기(3)의 내부공간으로 통하고 있다.
저단배출실(45)과 고단압축요소(9)의 흡입실(5b)은 하부 베어링부재(12)에 설치된 가스통로 A(55a), 제1실린더블록(7a)에 설치된 가스통로 B(55b), 중간판(36)에 설치된 통로 C(55c)로 된 연통로(55)를 개재하여 통하고 있다.
연통로(55)의 도중에서 분기한 바이패스통로(57)는 고단압축요소(9)의 제2실린더 블록(9a)과 상부 베어링 부재(11)에 설치된 바이패스통로 A(57a), 바이패스통로 B(57b)로 형성되었고, 그 하류측이 고단배출실(51)로 개통하고 있다.
바이패스통로 A(57a)에는 그 외주부에 노치부를 구비한 엷은 강판제의 밸브(58a)(제21도에 그 외관형상을 나타내었음)와 코일스프링(58b)으로 된 바이패스 밸브장치(58)가 장착되었고, 바이패스 밸브장치(58)는 연통로(55)에서 고단배출실(51)로만의 유체흐름을 허용한다. 코일스프링(58b)은 그 자체가 온도상승하면 그스프링 정수가 증가하는 형상 기억 합금 특성을 구비하여, 밸브(58a)에의 가압력이 커진다.
연통로(55)의 일부를 구성하는 가스통로 B(55b)는 연통관(59)을 개재하여 기액분리기(17)의 하류측으로 통하였고, 냉매주입통로(72)를 형성하고 있다.
연통관(59)은 제1실린더블록(7a)에 삽입되어, 그 접속부의 외주는 0링(66)으로 밀봉되었고, 그 단부와 가스통로 B(55b)의 사이에 제21도와 유사형상의 밸브(60)가 배치되어서 방향제어밸브장치(71)를 구성하고있다.
방향제어밸브장치(71)는 기액분리기(17)로부터 가스통로 B(55b)로만의 유체유입을 허용하도록 구성되어있다.
중간판(36)에는 그 통로도중에 제한부를 구비한 기름주입통로(61)가 설치되어 있고, 그 상류측은 유조(35)에 하류측은 베인(38)의 배면실 A(44)과 고단압축요소(9)의 압축실로 각기 간헐적으로 연통하도록 설치되어 있다.
기름주입통로(61)의 하류측통로 A(61a)와 배면실 A(44)은 베인(38)이 대략반분 이상의 행정을 피스톤(7b)측으로 전진하고 있을때에 개통하고, 그 이외의 때에 차단하도록 베인(38)의 슬라이딩 단면(端面)에 개구하고 있다.
기름주입통로(61)의 하류측 통로 B(61b)와 고단압축요소(9)의 압축실은 베인(39)이 대략 3분의 1의 행정까지 피스톤(9b)측으로 전진하였을때에 개통이 개시하여 대략 3분의 1의 행정을 후퇴하였을때에 피스톤(9b)의 슬라이딩 단면에 따라서 차단이 개시되도록 하는 위치에 개구하고 있다(제21도 참조).
구동축(6)의 축 중심부에는 그 구동축(6)을 관통하는 축구멍(62)이 설치되었고, 그 하부에 펌프장치(63)가 장착되어 있다.
상부 베어링부재(11)와 하부 베어링부재(12)로 지지된 구동축(5)의 외주면에 나선형의 기름홈(64,64a)이 설치되었고, 나선형의 기름홈(64)의 상류측은 축구멍(62)으로부터 분기한 반지름 방향의 기름 구멍을 개재하여 펌프장치(63)의 하류측으로 통하고, 나선형의 기름홈(64)의 하류측은 소음실(52)로 개통하고 있지 않다.
어큐뮬레이터(2)의 하류측은 저단압축요소(7)의 흡입실(도면에 없음)로 연통하였고, 밀폐용기(3)의 상부에 배출관(7e)이 설치되어 있다.
기액분리기(17)의 저부에는 제2팽창밸브(19)에 통하는 액관(65)이 접속되어 기액 분리기(l7)의 동체외표면에는 폴리에틸렌막을 피복한 다음, 가열하여 5mm 정도까지 발포시킨 폴리에틸렌 발포재(67)로 보온처리가 되어 있다.
제23도는 압축기가 냉각되어 있을때 기동직후의 바이패스통로(57)의 개통상태와 연통관(59)의 단부를 밸브(60)가 폐쇄한 상태 및 기름주입통로(61)의 하류측통로(61a)와 배면실 A(44)의 사이를 베인(38)에 의해서의 차단한 상태를 나타내었다.
제24도는 상기 압축기에 있어서의 압축타이밍과 실린더 용적비에 기초하는 저단압축요소(7)로부터의 배출가스의 용적과 배출타이밍, 고단압축요소(9)의 흡입용적과 흡입타이밍 및 저단압축요소(7)로부터의 배출가스용적의 과부족 상태를 나타낸 해설도이다.
제25도는 상기 압축기의 내부(저단압축실, 저단배출실, 중간통로, 고단압축실) 압력의 변동을 크랭크축 회전각도(가로축)와 압력(세로축)의 상관관계로 나타낸 특성도이다.
다음에 본 발명의 제2실시예의 로울링피스톤형 회전식 2단 냉매압축기에 대하여 제26도를 참조하면서 설명한다.
종래의 1단 압축기에 사용되는 어큐뮬레이터의 흡입관보다도, 그 관의 안지름을 1.5배정도 크게하여 어큐뮬레이터 과흡작용(압축기의 흡입작용에 추종하여 흡입관내의 기체압력이 맥동현상을 발생하여, 주기적으로 압력이 상승한 기체의 흡입실로 흘러들어가, 그 상태에서 압축됨에 따라 흡입효율이 높아지는 현상)을 억제한 흡입관(202a)을 구비한 제1어큐뮬레이터(202)의 하류측은 제1실시예의 경우와 마찬가지로 저단압축요소(207)의 흡입측에 접속되어 있다.
저단압축요소(207)의 저단배출실(245)은 구동축(6)을 지지하는 하부베어링부재(212)를 둘러싸도록 제1실린더 블록(207a)에 부착된 배출커버 A(237)와 제1실린더블록(207a) 등으로 형성되었고, 또한 그 내용적이 제1실시예의 구성보다도 소형화 되어 있다.
배면실 A(244)로 연통하고 있는 저단배출실(245)은, 그 상부가 고단압축요소(209)의 흡입측과 연통로(255)를 개재하여 접속되었고, 그 도중에서 연통로(255)에 접속된 제2어큐뮬레이터(202b)는 그 하류측을 제1실시예의 경우와 마찬가지의 기액분리기(도면에 없음)에 접속되었고, 그 하류측의 접속부단에는 제1실시예와 마찬가지 밸브(206)가 장착되어 있다.
밸브(206)에는 기액분리기(17)로부터의 접속부 개구단을 막기 위한 코일스프링(270)이 가압되었고, 코일스프링(270)은 그 자체가 온도가 상승하면 스프링 정수가 감소하여 밸브(206)에의 가압력을 작게하는 형상기억특성을 구비하고 있다. 그리고, 연통관(59)의 단면과 밸브(206)와 코일스프링(270)등으로 방향제어 밸브장치(271)를 구성하고 있다.
그밖의 구성은 제1실시예와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
이상과 같이 구성된 2단 압축기와 그 냉동사이클에 대하여 그 동작을 설명한다.
제17도∼제25도에 있어서, 모우터(5)에 의하여 구동축(6)이 회전구동하면, 제6도에 나타낸 바와 같이, 반드시 저단압축요소(7)가 흡입을 개시하여 어큐뮬레이터(2)로부터 저단압축요소(7)의 흡입실로 흘러들어간다. 크랭크 각도의 진행에 따라서 저단 흡입실 용적이 증가하여 가는 한편, 저단압축실에서의 압축작용도 동시에 진행하여, 압축냉매 가스압이 점차로 승압한다.
압축냉매가스는 흡입작용개시후, 저단측 크랭크각도가 약 170도 진행하였을 무렵에 하부 베어링부재(12)에 설치된 배출포오트(도면에 없음)에서 저단배출실(45)로 배출된다.
저단배출실(45)에 배출된 냉매가스는 기름복귀구멍 A(49a)과 기름복귀구멍 B(49b) 등으로 된 기름복귀통로(49)를 개재하여 배출실유조(46)의 저부에 저장하는 윤활유와 함께 배면실 A(44)에 반대로 유입하여, 베인(38)의 배면을 제1피스톤(7b)측으로 배압가압한다.
기동직후, 저단배출실(45)로 배출된 냉매가스는 가스통로 A(55a), 가스통로 B(55b), 가스통로 C(55c)로 된 연통로(55)를 경유하여 고단압축요소(9)의 흡입실(56)로 송출된다.
저단압축요소(7)의 흡입개시로부터 75도 지연하여 고단압축요소(9)도 흡입압축작용을 개시한다.
기동직후의 저단 배출실(45) 및 연통로(55)의 냉매가스는 밀폐용기(3)의 내부공간이나 로울링 피스톤형 회전식 2단 압축기(1)에 배관접속하는 응축기(13), 기액분리기(17)보다도 높다.
따라서, 제23도에 나타낸 바와 같이 연통로(55)를 통과하는 배출 냉매가스와 기액분리기(17) 사이의 압력차에 따라서 밸브(60)가 이동하여 기액분리기(17)의 접속판(59)의 단부를 막아서 냉매주입통로(72)가 폐로(閉路)하여 연통로(55)의 냉매가스가 기액분리기(17)에 역류하는 것이 저지된다.
또 연통로(55)의 냉매가스압력은 밀폐용기(3)의 내부공간으로 통하는 고단배출실(51)의 압력보다도 높고, 바이패스 밸브장치(58)의 밸브(58a)가 코일스프링(58b)의 가압력에 저항하여 코일스프링(58b)의 편으로 이동하여 바이패스통로(57)를 개통하여 연통로(55)를 통과하는 냉매가스의 일부가 고단배출실(51)로 유출하여 흡입실(56)의 냉매가스압력이 강하한다. 그 결과, 코일스프링(41)만의 가압력에 의존하는 고단압축요소(9)의 베인(39)은 압력이 상승한 냉매가스가 급격히 흡입실(56)로 흘러들어감에 따라 급격한 후퇴의 경우에 발생하는 점핑현상을 일으키는 일이 없이 제2피스톤(9b)의 외주면의 운동에 추종하여 후퇴하고, 베인(39)과 제2피스톤(9b)의 충돌음이나 압축가스 누설을 발생시키지 않고, 원활한 경부하 압축작용을 개시한다.
더우기, 저단압축요소(7)의 흡입, 압축작용 개시에서 75도 지연하여 고단압축요소(9)의 흡입, 압축작용이 개시하기 때문에 저단압축요소(7)로부터 저단배출실(45)로 배출되는 냉매가스 용적과 고단압축요소(9)의 흡입실 용적과의 사이에 과부족이 발생하였고, 그 과부족량은 구동축(6)의 크랭크 각도의 진행과 함께 변화한다.
그결과, 저단배출실(45)에 배출되는 냉매가스량이 부족한 크랭크각도의 범위와 잉여 크랭크각도의 범위가 존재한다는 것으로부터 저단배출실(45) 및 연통로(55)의 냉매가스에 압력맥동이 발생한다. 이 압력맥동은 구동축(6)의 회전속도가 빠를수록 급격하게 발생하는 경향을 나타내고 있다.
그 압력맥동의 형성상태는 저단배출실(45)의 압축냉매가스 압력이 최대로 되는 M점(배출밸브가 열려서 배출이 개시된다)의 전후의 크랭크각도와 저단배출실(45)의 압력맥동의 저압영역의 크랭크각도가 일치한다. 그 결과, 배출개시시에 저단배출실(45)의 압력이 낮게 되어 있으므로, 저단압축실에서의 압축냉매가스의 지나친 압축이 적어진다.
더우기, 저단배출실(45)의 저압영역의 압력맥동은, 고단압축요소(9)의 흡입작용에 기인하여 발생하는 연통로(55)의 저압맥동영역(N점)에 의하여 순차, 유발되고, 그 유발타이밍은 저단압축요소(7)와 고단압축요소(9) 사이의 압축 위장차(60∼80도)의 영향을 받는다(제25도 참조).
고단배출실(51)로 배출된 배출냉매가스는 환형통로(53)를 거쳐 소음실(52)로 흘러들어가고 환형통로(54)를 개재하여 밀폐용기(3)의 내부공간으로 송출된다.
한편, 연통로(55)를 통과하는 배출냉매가스와 기액분리기(17) 사이의 압력차에 따라서 방향제어밸브(60)가 연통관(59)쪽으로 이동하여 연통관(59)의 단부를 막아서, 연통로(55)의 배출냉매가스가 분리기(17)에 역류하는 것을 방지하게 된다.
압축기의 냉각시 시동한 다음의 시간경과와 함께 전동기실(8) 및 이에 통하는 응축기(13)와 기액분리기(17)의 압력이 상승하여 바이패스통로(57)안의 방향제어밸브장치(58)의 밸브(58a), 고단배출실(51)의 가스압과 코일스프링(58b)에 따라 가압되어서 바이패스통로(57)를 폐쇄함과, 동시에 연통관(59)의 단부를 폐쇄하였던 밸브(60)가 연통로(55)쪽으로 이동하여 기액분리기(17)와 연통로(55) 사이가 개통한다.
또, 배출압력이 작용하는 유조(35)의 윤활유는 고단압축요소(9)의 코일스프링(41)과 함께 베인(39)의 배면을 배압가압함과 동시에 베인(39)의 슬라이딩면을 윤활하면서 슬라이딩면 극간을 개재하여 흡입실(56)과 압축실로 미소량 흘러들어간다.
또 윤활유는 제한통로부를 구비한 기름주입통로(61)의 하류측 통로 B(61b)를 통하여 감압되어서 압축실에 간헐적으로 급유되어, 압축실 극간의 유막(油膜)밀봉과 제2피스톤(9b)의 슬라이딩면의 윤활에 제공된다.
또 유조(35)의 윤활유는 제한통로부를 구비한 기름주입통로(61)의 하류측 통로 A(61a)를 개재하여 저단압축요소(7)의 배출압력이 해당될때까지 감압된 다음, 저단압축요소(7)의 베인(38)이 제1피스톤(7b)측으로 약 3분의 1정도까지 전진한 시점에서 재차 3분의 1정도로까지 후퇴하는 동안에 하류측 통로 A(61a)의 배면실 A(44)에의 개구부가 개통하여 배면실 A(44)에 흘러들어간다.
배면실 A(44)에 흘러들어간 윤활유는 베인(38)의 슬라이딩면을 윤활함과 동시에 기름복귀구멍 B(49b), 기름복귀구멍 A(49a)을 개재하여 저단배출실(45)로 유입하여, 배출냉매가스와 섞어서 고단압축요소(9)의 흡입실(56)로 흘러 들어간다. 고단압축요소(9)의 흡입실(56)로 흘러들어간 윤활유는 배면실 B(43)과 하류측통로(61b)를 개재하여 유입한 윤활유와 합류하여 압축실극간의 밀봉과 슬라이딩면의 윤활과 냉각에 제공된다.
또 유조(35)의 윤활유는 구동축(6)의 표면에 설치된 나선형의 기름홈(64)에 의한 점성 펌프작용과 구동축(6)의 하단에 설치된 펌프장치(62)에 의하여 축구멍(62)이나 반지름 방향 구멍(69)을 개재하여 구동축(6)을 지지하는 하부 베어링부재(12), 상부 베어링부재(11)의 축받침면과 제1피스톤(7b), 제2피스톤(9b)의 내측면으로 급유된다.
나선형의 기름홈(64a)에 공급된 윤활유는 점성펌프작용에 따라서 상부 베어링부재(11)의 축받침 상단으로부터 소음실(55)로 배출되어, 고단배출실(51)에서 배출원 2단 압축의 고압배출가스와 혼합한 다음, 환형통로(54)를 거쳐 전동기실(8)로 배출된다.
전동기실(8)에서 윤활유를 분리한 배출냉매가스는 배출관(7e)을 거쳐 압축기 외부의 냉동사이클에 송출된다.
응축기(13), 제1팽창밸브(15)를 경유하여 액화한 다음, 저단압축요소(7)의 배출압력 상당으로까지 팽창한 미증발냉매는 기액분리기(17)에 유입한 다음 기체와 액체로 분리하여, 액화냉매가 기액분리기(17)의 저부에 수집한다.
기액분리기(17)안 상부공간의 미증발냉매가스는 기액분리기(17)안의 상부공간으로 개구하는 연통관(59)을 개재하여 로울링피스톤형 회전식 2단 압축기(1)안의 연통로(55)에 유입하여 저단압축요소(7)의 배출냉매가스와 합류하여 저단배출 냉매가스온도를 저하시킨 다음, 고단압축요소(9)의 흡입실(56)로 유입한다.
고단압축요소(9)의 2단 압축 배출냉매가스는 기액분리기(17)의 미증발 냉매가스를 흡입함에 따라서 이상온도상승을 억제하고, 그 결과 전동기(5)의 이상온도상승도 방지된다.
한편, 기액분리기(17)의 저부에 수집한 액화냉매는 액관(65)을 개재하여 제2팽창밸브(19), 증발기(21)를 순차 경로(經路)하여 제2회째의 팽창과 흡열한 다음, 재차 축열기(2)에 귀환한다.
더우기, 기액분리기(17)안의 냉매는 기액분리기(17)의 동체외주부를 둘러싼 폴리에틸렌발포재로 단열을 방음이 되어 있으므로, 기액분리기(17)에 냉매가 유입하는 경우의 냉매와 기액분리기 내벽과의 충돌음이 외부에 전파하는 것을 방지함과 동시에 냉매가 흡열하는 것도 적지 않다.
다음에 제2실시예의 동작을 제26도를 참조하면서 설명한다.
2단 압축기의 운전에 따라서 제1어큐뮬레이터(202)에 유입한 냉매가스는 주기적인 압력맥동을 억제하여 흡입관(202a)을 개재하여 저단압축요소(207)의 흡입실로 유입하여 압축된 다음, 고단압축요소(209)의 흡입측으로 순차 송출된다. 제1어큐뮬레이터(202)의 과급작용이 억제되어 있으므로 구동축(6)의 1회전당의 저단압축요소(207)에의 흡입기체용적은 압축기 운전속도가 변동하여도 그다지 변화하지 않고, 저단배출가스가 고단압축요소(209)의 실린더 용적에 대하여 대략 일정비율로 송출된다. 그 결과 저단 배출 가스압력은 압축기 운전속도가 변동하였을 경우라도 이상 압력 상승함이 없이 대략 일정하게 유지되어, 저단압축요소(207)의 압축실에서의 고압축을 적게한다.
기액분리기(도면에 없음)에서 제2어큐뮬레이터(202b)에 유입한 미증발냉매는 밸브(206)를 경유하여 고단압축요소(209)의 흡입측으로 저단배출가스와 함께 유입한다.
한편, 작은 내용적을 구비한 저단배출실(245)로 배출된 저단 배출냉매가스는 윤활유를 분리하지 않고 확산하여 인접하는 배면실 A(244)로 유조(35)에서 기름주입통로(261)를 거쳐 유입한 윤활유를 끌어 넣어서 배면실 A(244)의 슬라이딩면을 윤활한 다음, 고단압축요소(209)에 송출된다.
압축기 정지후는 코일스프링(270)의 온도가 저하하여 그 스프링 정수가 증가하고, 밸브(206)를 제2어큐뮬레이터(202b)측으로 이동시켜서 그 유입로를 폐쇄하며, 압축기 정지중에 제2어큐뮬레이터(202b)를 경유하여 액냉매가 연통로(255)에 유입하는 것을 방지한다. 그밖의 동작에 대하여는 제1실시예의 경우와 유사하므로 그 설명을 생략한다.
이상과 같이 상기 실시예에 의하면 밀폐용기(3)의 내부에 전동기(5)와 전동기(5)에 의하여 구동되는 저단압축요소(7)와 고단압축요소(9)를 배치하였고, 저단압축요소(7)의 배출측과 고단압축요소(9)의 흡입측을 연통로(55)를 개재하여 직렬 접속한 로울링 피스톤형 회전식 2단 압축기구를 형성하였으며, 고단압축요소(9)에서 압축한 기체를 밀폐용기(3)의 내부에 배출하여 전동기(5)를 냉각하는 배출가스통로를 형성하여 고단압측요소(9)의 실린더용적을 저단압축요소(7)의 실린더 용적의 45∼65%으로 하여 전동기(5)에 연결하는 구동축(6)의 양압축요소에 결합하는 각각의 크랭크부의 편심방향을 180도 차이지게 하여 고단압축요소(9)의 압축타이밍을 저단압축요소(7)를 배치하였음에 따라 전동기(5)의 회전에 따라서 저단압축요소(7)의 실린더에 흡입된 냉매가스는 실린더내에서 그 용적을 45∼65%로 압축된 시점에서 배출밸브가 열려 시작하여 점차 저단압축요소(7)의 저단배출실(45)에 배출되어 연통로(55)를 개재하여 저단압축요소(7)에서의 실린더의 45∼65%의 실린더 용적을 구비한 고단압축요소(9)의 실린더내에 흡입된 다음, 고단압축요소(9)에서 재차 압축개시되어, 소정압력으로까지 승압되어서 전동기실(8)로 배출되는 행정을 거쳐 압축기밖으로 유출하여 가지만 저단압축요소(7)에서의 압축냉매가스 승압냉매가스 승압속도와 고단압축요소(9)에서의 흡입속도가 다름에 기인하여 저단압축요소(9)의 흡입실 용적의 사이에 과부족이 발생하고, 그 과부족량은 구동축(6)의 크랭크 각도의 진행과 함께 변화하여 저단배출실(45)에 배출되는 냉매가스량이 부족한 크랭크각도의 범위와 잉여하는 크랭크각도의 범위가 존재하는 것으로부터 저단배출실(45) 및 연통로(55)의 냉매가스에 압력맥동이 발생하는 경우에 저단압축요소(7)의 압축개시로부터 75도의 압축위상지연을 이루어서 고단압축요소(9)의 흡입을 개시시키므로, 저단배출실(45)의 압력맥동중의 저압영역의 시기를 저단압축요소(7)의 실린더로부터의 압축냉매가스 배출시기와 대략 일치시킬 수 있으므로 압축실에서의 압축냉매가스의 지나친 압축이 적어져서, 압축입력을 저감할 수 있다.
더우기, 상기 실시예에서는 고단압축요소(9)의 압축개시시기를 저단압축요소(7)의 압축개시시기로부터 75도 지연시켰으나, 고단압축개시시기를 60∼80도 지연시켜도 마찬가지 작용효과를 얻는다.
또 상기 실시예에서는 고단압축요소(9)로 압축한 냉매가스를 전동기실(8)에 직접 배출하였다. 고단압축요소(9)로 압축한 냉매가스를 밀폐용기(3)의 외부에 직접 배관우회시켜, 냉매가스를 냉각한 다음, 밀폐용기(3)의 내부에 안내하여 전동기(5)를 냉각한 다음, 재차 밀폐용기(3)의 외부에 배출하는 배관경로를 구성하여도 좋다.
본 발명은 2단 압축기능을 구비한 냉매 압축기에 있어서, 저단압축요소와 고단압축요소사이의 압축 타이밍의 개량에 의한 압축 효율의 향상에 관한 것이다.
제1도는 종래의 2단 냉매 압축기를 사용한 2단 압축 2단 팽창 냉동사이클의 배관계통도.
제2도는 동압축기에 있어서의 압축기구의 평면도.
제3도는 동압축기에 있어서의 윤활장치의 상세 단면도.
제4도는 동압축기에 있어서의 저단압축요소와 고단압축요소 사이의 압축개시 타이밍의 설명도.
제5도는 동압축기에 있어서의 저단압축요소와 고단압축요소 사이의 다른 압축개시 타이밍의 설명도.
제6도는 제4도의 압축개시 타이밍에 있어서의 용적의 과부족 상태를 나타낸 설명도.
제7도는 제5도의 압축 개시 타이밍에 있어서의 가스 용적의 과부족 상태를 나타낸 설명도.
제8도는 종래의 다른 제1의 2단 냉매압축기에 있어서의 저단압축요소와 고단압축요소 사이의 압축타이밍의 설명도.
제9도는 동압축기의 부분 단면도.
제10도는 동압축기의 압축 개시 타이밍에 있어서의 가스 용적의 과부족 상태를 나타낸 설명도.
제11도는 동압축기에 있어서의 내부압력의 변동을 구동축회전 각도(가로축)와 압력(세로축)을 냉매가스의 흐름에 잇따라서 순차 배열한 특성도.
제12도는 제11도에 있어서의 각부의 압력을 순차 연결시킨 압력변화 특성도.
제13도는 제12도에 있어서의 저단압축실의 압력만을 추출한 압력변화 특성도.
제14도는 종래의 다른 제2의 2단 냉매압축기에 있어서의 저단압축요소와 고단압축요소 사이의 압축 타이밍의 설명도.
제15도는 동압축기의 압축개시 타이밍에 있어서의 가스용적의 과부족 상태를 나타낸 설명도.
제16도는 종래의 다른 제3의 2단 냉매 압축기에 있어서의 저단압축요소와 고단압축요소 사이의 압축 타이밍에 있어서의 가스용적의 과부족 상태를 나타낸 설명도.
제17도는 본 발명의 제1실시예에 있어서의 2단 냉매 압축기를 사용한 2단 압축 2단 팽창 냉동사이클의 배관 계통도.
제18도는 동압축기의 종단면도.
제19도는 동압축기에 있어서의 압축 주요부분 단면도.
제20(a)도는 동압축기에 있어서의 고단압축요소의 부품배치를 나타낸 단면도.
제20(b)도는 동압축기에 있어서의 저단압축요소의 부품배치를 나타낸 단면도.
제21도는 동압축기에 사용하는 바이패스 밸브의 사시도.
제22도는 제19도에 있어서의 A-A선에 잇따른 부분 평면도.
제23도는 동압축기에 었어서의 바이패스밸브 장치와 방향제어장치의 작동상태를 나타낸 압축주요부분 단면도.
제24도는 동압축기에 있어서의, 저단압축요소와 고단압축요소 사이의 압축 개시 타이밍과 실린더 용적비에 기초한 가스 용적의 과부족 상태를 나타낸 사시도.
제25도는 동압축기에 있어서의 내부압력의 변동을 구동축 회전속도(가로축)와 압력(세로축)의 상관관계로 나타낸 특성도.
제26도는 본 발명의 제2실시예의 방향제어밸브 장치를 구비한 2단 냉매압축기의 압축 주요부분 단면도이다.
상기 실시예로부터 명백한 바와 같이 본 발명은 밀폐용기의 내부에 전동기와 전동기로 구동되는 저단압축요소와 고단압축요소를 배치하였으며, 저단압축요소의 배출측과 고단압축요소의 흡입측을 연통로를 개재하여 직렬 접속한 로울링 피스톤형 회전식 2단 압축기구를 형성하였고, 고단압축요소로 압축한 기체를 밀폐용기의 내부에 배출하여 전동기를 냉각하는 배출가스통로를 형성하여 고단압축요소의 실린더용적을 저단압축요소의 실린더용적의 45∼65%로 하여, 고단압축요소의 압축타이밍을 저단압축요소의 압축타이밍에서 60∼80도 지연시키도록 양압축요소를 배치하였음에 따라 저단압축요소로서의 압축기체 승압속도와 고단압축요소로서의 흡입속도가 상이함에 기인하여 저단압축요소로부터 연통로에 향하여 배출되는 기체의 용적과 고단압축요소의 흡입실용적사이에 과부족이 발생하였고, 그 과부족량은 전동기에 연접(連接)하는 구동축의 크랭크각도의 진행과 함께 변화하여 변통로로 향하여 배출되는 기체량이 부족한 크랭크각도의 범위와 잉여 크랭크각도 범위가 존재하기 때문에, 연통로의 기체에 압력맥동이 발생하지만, 그 기체의 압력맥동중의 저압영역의 시기를 저단압축요소의 압축실로부터의 압축기체 배출시기와 대략 일치시킬 수 있으므로 압축실에서의 압축기체의 지나친 압축이 적어져서 압축입력을 저감할 수 있다.

Claims (1)

  1. 밀폐용기의 내부에 전동기와 전동기로 구동되는 저단압축요소와 고단압축요소를 배치하였고, 저단압축요소의 배출측과 고단압축요소의 흡입측을 연통로를 개재하여 직렬 접속한 2단 압축기구를 형성하였고, 고단압축요소로 압축한 냉매를 밀폐용기의 내부에 배출하여 전동기를 냉각하는 배출가스통로를 형성하여 고단압축요소의 실린더용적을 저단압축요소의 실린더용적의 45∼65%로 하고, 고단압축요소의 압축타이밍을 저단압축요소의 압축타이밍에서 60∼80도 지연시키도록 양압축요소를 배치한 것을 특징으로 하는 로울링 피스톤형 회전식의 2단 냉매 압축기.
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Families Citing this family (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3594981B2 (ja) * 1993-12-24 2004-12-02 松下電器産業株式会社 ２気筒回転式密閉型圧縮機
EP0730093B1 (en) 1995-02-28 2002-09-11 Anest Iwata Corporation Control of a two-stage vacuum pump
US5713732A (en) * 1995-03-31 1998-02-03 Riney; Ross W. Rotary compressor
JPH08338356A (ja) * 1995-06-13 1996-12-24 Toshiba Corp ローリングピストン式膨張機
TW336270B (en) * 1997-01-17 1998-07-11 Sanyo Electric Ltd Compressor and air conditioner
US6171076B1 (en) 1998-06-10 2001-01-09 Tecumseh Products Company Hermetic compressor assembly having a suction chamber and twin axially disposed discharge chambers
JP2000337261A (ja) * 1999-05-26 2000-12-05 Funai Electric Co Ltd 圧縮機
JP3389539B2 (ja) * 1999-08-31 2003-03-24 三洋電機株式会社 内部中間圧型２段圧縮式ロータリコンプレッサ
JP3872249B2 (ja) * 2000-03-10 2007-01-24 松下冷機株式会社 密閉型圧縮機
JP3370046B2 (ja) 2000-03-30 2003-01-27 三洋電機株式会社 多段圧縮機
KR100324771B1 (ko) * 2000-04-25 2002-02-20 구자홍 2단 압축용 밀폐형 압축기
US7128540B2 (en) * 2001-09-27 2006-10-31 Sanyo Electric Co., Ltd. Refrigeration system having a rotary compressor
CN1423055A (zh) * 2001-11-30 2003-06-11 三洋电机株式会社 回转压缩机、其制造方法、及使用该压缩机的除霜装置
JP3895976B2 (ja) * 2001-11-30 2007-03-22 三洋電機株式会社 多段圧縮式ロータリーコンプレッサ
CN1318760C (zh) * 2002-03-13 2007-05-30 三洋电机株式会社 多级压缩型旋转式压缩机和采用它的制冷剂回路装置
TW200406547A (en) * 2002-06-05 2004-05-01 Sanyo Electric Co Internal intermediate pressure multistage compression type rotary compressor, manufacturing method thereof and displacement ratio setting method
US6631617B1 (en) 2002-06-27 2003-10-14 Tecumseh Products Company Two stage hermetic carbon dioxide compressor
TWI263762B (en) * 2002-08-27 2006-10-11 Sanyo Electric Co Multi-stage compression type rotary compressor and a setting method of displacement volume ratio for the same
US6929455B2 (en) 2002-10-15 2005-08-16 Tecumseh Products Company Horizontal two stage rotary compressor
US20040241010A1 (en) * 2003-03-27 2004-12-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Variable capacity rotary compressor
US6799956B1 (en) 2003-04-15 2004-10-05 Tecumseh Products Company Rotary compressor having two-piece separator plate
JP4591350B2 (ja) * 2003-07-28 2010-12-01 ダイキン工業株式会社 冷凍装置
JP3674625B2 (ja) * 2003-09-08 2005-07-20 ダイキン工業株式会社 ロータリ式膨張機及び流体機械
CN100545423C (zh) * 2003-09-08 2009-09-30 大金工业株式会社 旋转式膨胀机及流体机械
US7984617B2 (en) * 2003-10-29 2011-07-26 Lg Electronics Inc. Method of controlling compressor for refrigerator and apparatus thereof
TWI344512B (en) * 2004-02-27 2011-07-01 Sanyo Electric Co Two-stage rotary compressor
KR100765162B1 (ko) * 2004-11-15 2007-10-15 삼성전자주식회사 능력가변 회전압축기
ES2549673T3 (es) * 2005-02-23 2015-10-30 Lg Electronics, Inc. Compresor rotativo de tipo de capacidad variable y sistema de refrigeración que tiene el mismo
US20070071628A1 (en) * 2005-09-29 2007-03-29 Tecumseh Products Company Compressor
US7491042B2 (en) * 2005-12-16 2009-02-17 Sanyo Electric Co., Ltd. Multistage compression type rotary compressor
JP2007232263A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
JP5014346B2 (ja) * 2006-08-22 2012-08-29 パナソニック株式会社 膨張機一体型圧縮機およびそれを備えた冷凍サイクル装置
CN101506470B (zh) * 2006-08-29 2011-08-17 松下电器产业株式会社 多级旋转型流体机械以及制冷循环装置
KR100781635B1 (ko) * 2007-01-30 2007-12-05 삼성전자주식회사 냉매압축장치
KR101340164B1 (ko) * 2007-07-31 2013-12-10 엘지전자 주식회사 로터리식 2단 압축기
KR101328229B1 (ko) * 2007-07-31 2013-11-14 엘지전자 주식회사 로터리식 압축기
KR101328198B1 (ko) * 2007-07-31 2013-11-13 엘지전자 주식회사 로터리식 2단 압축기
KR101316247B1 (ko) * 2007-07-31 2013-10-08 엘지전자 주식회사 로터리 식 2단 압축기
KR101337106B1 (ko) * 2007-07-31 2013-12-05 엘지전자 주식회사 로터리식 2단 압축기
US8177536B2 (en) * 2007-09-26 2012-05-15 Kemp Gregory T Rotary compressor having gate axially movable with respect to rotor
JP2009097485A (ja) * 2007-10-19 2009-05-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 圧縮機
KR20090047874A (ko) * 2007-11-08 2009-05-13 엘지전자 주식회사 로터리식 2단 압축기
KR101299370B1 (ko) * 2007-11-09 2013-08-22 엘지전자 주식회사 로터리식 2단 압축기
KR101381085B1 (ko) * 2007-11-13 2014-04-10 엘지전자 주식회사 로터리식 2단 압축기
US9267504B2 (en) 2010-08-30 2016-02-23 Hicor Technologies, Inc. Compressor with liquid injection cooling
US8794941B2 (en) 2010-08-30 2014-08-05 Oscomp Systems Inc. Compressor with liquid injection cooling
CN102062094B (zh) * 2010-12-20 2012-07-11 天津商业大学 具有防液击功能的滚动转子制冷压缩机
JP5218596B2 (ja) * 2011-05-12 2013-06-26 三菱電機株式会社 ロータリ圧縮機
FR2979287B1 (fr) * 2011-08-29 2013-08-30 Valeo Systemes Thermiques Circuit de fluide refrigerant a deux etages de compression et bouteille a pression intermediaire
WO2013073183A1 (ja) 2011-11-16 2013-05-23 パナソニック株式会社 ロータリ圧縮機
WO2013073182A1 (ja) 2011-11-16 2013-05-23 パナソニック株式会社 ロータリ圧縮機
CN103133349B (zh) * 2011-11-23 2016-03-02 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 双转子压缩机及具有其的空调器和热泵热水器
US9695819B2 (en) * 2011-12-22 2017-07-04 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Rotary compressor with cylinder immersed in oil
KR101870179B1 (ko) * 2012-01-04 2018-06-22 엘지전자 주식회사 두 개의 편심부를 갖는 로터리 압축기
CN103362807B (zh) * 2012-04-10 2016-06-08 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 压缩机、具有该压缩机的空调系统以及热泵热水器系统
CN103375405A (zh) * 2012-04-26 2013-10-30 珠海格力电器股份有限公司 压缩机及具有其的空调系统和热泵热水器
JP6077352B2 (ja) * 2013-03-26 2017-02-08 東芝キヤリア株式会社 多気筒回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置
CN104153975B (zh) * 2014-09-03 2017-05-10 珠海凌达压缩机有限公司 压缩机和空调器
AU2016225795B2 (en) * 2015-09-11 2020-03-05 Fujitsu General Limited Rotary compressor
EP3350447B1 (en) 2015-09-14 2020-03-25 Torad Engineering, LLC Multi-vane impeller device
US11592024B2 (en) * 2015-10-02 2023-02-28 Leybold Gmbh Multi-stage rotary vane pump
CN108825502B (zh) * 2018-08-13 2024-06-04 珠海凌达压缩机有限公司 一种双缸双级压缩机及制冷系统
CN111828323B (zh) * 2019-04-17 2022-11-04 上海海立电器有限公司 变容压缩机

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS539410B2 (ko) * 1973-10-27 1978-04-05
JPS60128990A (ja) * 1983-12-16 1985-07-10 Hitachi Ltd ロ−タリ式２段圧縮機
JPS6270686A (ja) * 1985-09-20 1987-04-01 Sanyo Electric Co Ltd 多気筒回転圧縮機
JPS62218680A (ja) * 1986-03-18 1987-09-26 Nippon Denso Co Ltd 圧縮機
JPS6383483A (ja) * 1986-09-25 1988-04-14 株式会社　栗本鉄工所 既設の本管を新しい本管と取り替える方法
JPS6383483U (ko) * 1986-11-21 1988-06-01
JPH01247785A (ja) * 1988-03-29 1989-10-03 Toshiba Corp ２シリンダコンプレッサ
JP2768004B2 (ja) * 1990-11-21 1998-06-25 松下電器産業株式会社 ロータリ式多段気体圧縮機

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