KR100520847B1 - 압력 균등화 장치 및 방법 - Google Patents

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KR100520847B1 KR10-2003-7013068A KR20037013068A KR100520847B1 KR 100520847 B1 KR100520847 B1 KR 100520847B1 KR 20037013068 A KR20037013068 A KR 20037013068A KR 100520847 B1 KR100520847 B1 KR 100520847B1
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Abstract

밸브와 블리드 포트(bleed port)를 포함하며, 압축기를 고압으로 유지시키면서 압축기를 시동하기 위한 압력 균등화 장치 및 방법이 개시된다. 압축기는 제 1 압력의 유체를 수용하기 위한 압축기 유입구 및 제 2 압력의 유체를 배출시키기 위한 압축기 배출구를 구비하며, 유체를 제 1 압력으로부터 제 2 압력으로 압축시키도록 작동할 수 있다. 밸브는 압축기 배출구에 인접하게 위치하여 압축기 배출구와 연통하며, 압축기가 작동하는 경우에 제 2 압력의 유체가 밸브를 통해서 유동할 수 있도록 개방 위치로 이동할 수 있고, 압축기가 작동을 멈추는 경우에 제 2 압력의 유체가 밸브를 통해서 압축기 유입구 쪽으로 역류하는 것을 방지하도록 폐쇄 위치로 이동할 수 있다. 블리드 포트는 밸브의 상류에 위치하고, 압축기가 작동을 멈추는 경우에 압축기에 있는 유체의 압력을 균등화하도록 압축기 유입구와 유체 연결된다.

Description

압력 균등화 장치 및 방법{Pressure equalization system and method}
본 발명은 냉각장치 및 HAVC 장치들에 사용되는 것들을 포함하는 압축기들에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 응축기를 고압하에서 유지하면서 스크롤, 로터리 또는 왕복 압축기와 같은 압축기를 시동하기 위한 압력 균등화 장치 및 방법에 관한 것이다.
표준 냉각장치 및 HAVC 장치는 유체, 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창 밸브를 포함한다. 통상적인 냉각 사이클에 있어서, 유체는 저압의 액상으로 시작한다. 증발기는 저압의 액체를 증발시키면서 주위온도를 낮추며, 이때 액체는 저압의 증기가 된다. 압축기는 증기를 추출하고 압축하여 고압의 증기를 만들어 낸다. 그러면, 압축기는 고압의 증기를 응축기로 보낸다. 응축기는 고압의 증기를 응축하여 고압의 액체를 만든다. 이러한 냉각 사이클은 팽창 밸브가 고압 액체를 팽창시켜서 저압의 액체를 만들어 내는 것으로 완성된다. 예를 들어 유체는 암모니아, 염화 에틸, 프레온 또는 다른 공지된 냉매가 될 수 있다.
통상적으로, 압축기가 작동을 개시하면, 압축기의 흡입구와 배출구에서의 압력이 낮다. 압축기가 작동하는 동안, 압축기는 배출구 측에서 유체가 고압이 되도록 일을 한다. 그런데, 압축기가 더 이상 유체를 압축시키지 못하는 경우, 압축기의 고압측(응축기쪽) 유체는 압축기의 고압측과 압축기의 저압측 간에 압력 균등 상태에 도달할 때까지 압축기의 저압측(증발기쪽)을 향하여 역류하게 된다. 그러므로, 압축기가 작동을 멈추는 경우에 고압측은 저압측과 평형을 이루게 된다. 그런데, 이러한 장치는 응축기에서 유체를 응축하는데 필요한 고압을 조성하기 위하여 냉각사이클을 시동하는데 있어서 상당한 에너지를 필요로하기 때문에 비효율적이다.
또 다른 문제는, 특히 HVAC장치에 있어서, 계절성 에너지 효율 조건들(Seasonal Energy Efficiency Requirements; SEER)과 HVAC 장치를 평가하는데 사용되는 장치에 의해서 요구되는 고압력 시동을 효과적으로 달성하기 어렵다는 것이다. 압축기가 장치내에서 비형형 압력으로 시동하여야 하는 경우에 압력차를 극복하기 위하여 스타트 캐패시터(start capacitor) 및 스타트 릴레이(start relay)와 같은 시동 부품들이 사용된다. 이들 부품은 장치가 시동될 때 고압력차 시동을 달성한다. 그런데, 이들 부품은 값이 비싸고 압축기 모터를 시동할 때 높은 전압과 전류를 발생시키는 문제점이 있다.
그러므로, 전술한 바와 같이 압축기를 고압 부하 조건하에서 시동하기 위해 압력을 균등화하기 위한 개선된 장치 및 방법이 필요하다.
도 1은 본 발명에 따른 압력 균등화 장치 및 방법을 개략적으로 설명하는 환경 제어 장치의 블록 다이어그램,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 내부 압력 균등화 장치를 포함하는 압축기의 횡단면도,
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따라서 압축기에 외부적으로 부착된 압력 균등화 장치의 횡단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라서 하우징, 2개의 밸브 및 블리드 포트(bleed port)를 포함하는 압력 균등화 장치의 횡단면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따라서 하우징, 2개의 밸브 및 블리드 포트를 포함하는 압력 균등화 장치의 횡단면도로서, 도 5a는 블리드 포트가 폐쇄 위치에 놓인 상태를 나타낸 도면이고, 도 5b는 블리드 포트가 개방 위치에 놓인 상태를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 또다른 실시 예에 따라서, 하우징, 2개의 밸브, 및 블리드 포트를 갖는 내부 부하우징을 포함하는 압력 균등화 장치의 횡단면도,
도 7은 본 발명의 또다른 실시 예에 따라서, 하우징, 2개의 밸브, 및 블리드 포트를 갖는 외부 부하우징을 포함하는 압력 균등화 장치의 횡단면도,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 실린더 밸브의 사시도,
도 9는 도 8에 도시된 실린더 밸브가 개방 위치에 놓인 상태를 나타낸 실린더 밸브의 단면도,
도 10은 도 8에 도시된 실린더 밸브가 폐쇄 위치에 놓인 상태를 나타낸 실린더 밸브의 단면도,
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 자기 체크 밸브의 횡단면도,
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 볼 체크 밸브의 횡단면도, 그리고
도 13은 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 플래퍼(flapper) 체크 밸브의 횡단면도이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 압축기를 고압력으로 유지하는 동안에 압축기를 시동하기 위한 개선된 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
하기에서 보다 상세하게 설명하는 바와 같이, 본 발명에 따른 장치 및 방법은 밸브로부터 응축기 쪽으로 고압을 유지하는 반면에, 밸브 아래의 압력이 압축기의 저압측과 균등화될 때까지 밸브 아래의 압력이 압축기 흡입측을 향하여 역방향으로 누설될 수 있게 한다. 밸브 위쪽의 압력에 높은 부하를 가하고 밸브 아래에서 압력을 균등화함으로써, 고비용의 시동부품들을 사용하지 않아도 되며, 부품시동시의 잠재적인 위험성이 제거된다. HVAC 장치들에 대한 특별한 잇점은 장치의 SEER 비율이 희생되지 않는다는 점이다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 다음의 명세서에서 부분적으로 밝혀질 것이며, 일부분은 명세서를 통해서 명백해질 것이며, 본 발명의 실행을 통해서 알 수 있을 것이다. 본 발명의 장점 및 목적들은 첨부된 특허청구범위에 특별히 지적된 부품들 및 이들의 조합을 통해서 실현되고 달성될 것이다.
여기에서 구체화되고 폭넓게 기재된 본 발명의 장점 및 목적들을 달성하기 위해서, 본 발명은 압축기의 압력 균등화 장치를 제공한다. 압축기는 증발기로부터 제 1 압력의 유체를 수용하기 위한 압축기 유입구, 및 응축기로 제 2 압력의 유체를 배출시키기 위한 압축기 배출구를 구비한다. 압축기는 유체를 제 1 압력으로부터 제 2 압력으로 압축시키도록 작동할 수 있다. 본 발명의 장치는, 상기 압축기 배출구에 인접하게 위치하여 상기 압축기 배출구와 유체 연결되는 밸브, 및 상기 밸브의 상류에 위치하고 상기 압축기 유입구와 비교적 적은 유량으로 유체 연결되는 블리드 포트(bleed port)를 포함한다. 밸브는 개방위치와 폐쇄위치를 갖는다. 밸브는 상기 압축기가 작동하는 경우에 상기 제 2 압력의 유체가 상기 밸브를 통해서 유동할 수 있도록 상기 개방 위치로 이동할 수 있다. 밸브는 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 상기 제 2 압력의 유체가 상기 밸브를 통해서 상기 압축기 유입구 쪽으로 역류하는 것을 방지하도록 상기 폐쇄 위치로 이동할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 양태에 있어서, 본 발명은, 고압력측 및 저압력측을 가지며 제 1 압력의 유체를 수용하기 위한 압축기 유입구 및 제 2 압력의 유체를 배출시키기 위한 압축기 배출구를 구비하는 압축기용 압력 균등화 장치에 관한 것이다. 압축기는 유체를 상기 제 1 압력으로부터 상기 제 2 압력으로 압축시키도록 작동할 수 있다. 이러한 실시 예의 장치는 상기 압축기와 유체 연결된 콘테이너, 상기 콘테이너 내에서 작동 가능하게 배치된 적어도 하나의 밸브 및 블리드 포트를 구비한다. 콘테이너는 유입구 및 배출구를 가지며, 콘테이너의 유입구나 배출구는 압축기의 배출구와 연결된다. 콘테이너는 콘테이너 유입구로부터 적어도 하나의 밸브까지 연장된 제 1 부분 및 상기 적어도 하나의 밸브로부터 배출구까지 연장된 제 2 부분으로 분할된다. 밸브는, 압축기가 작동하는 경우에 압축된 유체가 상기 콘테이너의 상기 제 2 부분을 통해서 유동하게 하고, 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 상기 콘테이너의 상기 제 2 부분에 있는 상기 압축된 유체가 상기 밸브를 통해서 상기 콘테이너의 상기 제 1 부분으로 역류하는 것을 방지하도록 작동 가능하게 구성된다. 블리드 포트는 콘테이너의 제 1 부분과 압축기의 저압측을 연결하며, 압축기가 작동을 멈추는 경우에 압축된 유체를 상기 콘테이너의 상기 제 1 부분으로부터 상기 압축기의 저압측으로 유출하도록 작동 가능하게 배치된다. 또한, 블리드 포트는 압축기가 작동하는 경우에 블리드 포트를 통과하는 유동이 비교적 적게 구성된다. 그 결과, 압축기가 작동하는 경우에 무시할만한 양의 유체가 압축기 쪽으로 역류한다.
상기한 설명 및 하기의 상세한 설명은 단지 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 제한하지 않음을 이해할 수 있을 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조로 하여 본 발명에 따른 압력 균등화 장치 및 방법에 대하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도면 전체를 통해서 동일하거나 유사한 부분들을 언급하기 위하여 동일한 참조 부호들이 사용될 것이다.
본 발명에 따르면, 압축기 내의 압력을 균등화하기 위한 방법 및 장치는 압축기를 고압 하에서 유지시키는 동안에 압축기를 움직이게 하기 위하여 제공된다. 압축기는 냉각장치, 냉동장치 또는 HVAC 장치를 포함하는 환경 제어 시스템의 부품이 될 수 있다. 그러나, 압력 균등화 장치는 압축기를 이용하는 모든 장치에서 사용될 수 있기 때문에, 압축기의 용도가 그러한 장치들로서 제한되지 않는다.
도 1에는 본 발명에 따른 압력 균등화 장치를 구비한 압축기를 포함하는 냉각장치(74)의 바람직한 실시 예가 도시되어 있다.
냉각장치 또는 HAVC 장치에 있어서, 유체 또는 냉매는 장치를 통해서 유동하고, 열은 유체 내외로 전달된다. 냉각장치(74)가 작동을 개시하는 경우, 저압의 액상 유체는 증발기(4)에서 증발되는데, 이 증발기(4)는 주위 온도를 낮추어 유체를 저압의 증기상태로 변환시킨다. 압축기(2)는 유체를 저압의 증기상태로 도입하여 압축시킨다. 그러면, 고압의 증기 상태 유체가 응축기(8)쪽으로 유동한다. 응축기(8)는 유체를 고압의 증기상태로부터 고압의 액상으로 응축시킨다. 팽창 밸브(6)가 유체를 고압의 액상으로부터 저압의 액상으로 팽창시킴으로써 냉각 사이클이 완성된다. 유체는 예를 들어 암모니아, 염화에틸, 프레온, 클로로플루오카본(chlorofluocarbons), 하이드로플로로카본(hydrofluorocarbon), 및 천연 냉매와 같은 모든 유용한 냉매가 될 수 있다.
통상적인 장치에 있어서, 냉각 장치(74)가 작동을 멈추는 경우에, 압축기(2)의 고압측에서 고압의 증기상태로 있는 유체는 증발기(4) 쪽으로 역방향 누설될 수 있으며, 그 결과 압축기 내의 유체 압력이 평형 상태에 도달하게 된다. 냉각 장치가 작동상태로 전환되면, 응축기에서의 압력은 냉각 장치(74)가 멈추기 전에 다시 일정압력에 도달하여야 한다. 고 효율의 장치에 있어서, 압축기를 재시동하는데 스타트 캐패시터와 스타트 릴레이가 사용되며, 압력이 균등하지 않은 경우에 이러한 결과를 달성한다. 이들 부품들은 값이 비싸며, 압축기를 시동하는데 있어서 고전압과 고전류를 야기한다. 이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 통해서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 압력 균등화 장치(10)는 고효율 장치에 있어서 그와 같은 부품들의 필요성을 제거하며, 종래의 장치들과 연관된 결점들 및 비용문제를 해소시킨다.
왕복 압축기(2)의 일반적인 부품들이 도 2 및 3에 도시되어 있다. 먼저, 왕복 압축기(2)는 축(82)을 에워싸는 하우징(38)을 포함한다. 축(82)은 회전하며, 하나 또는 그이상의 압축 챔버(80) 내에서 하나 또는 그이상의 피스톤(78)이 운동하게 한다. 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 유체는 저압의 상태로 압축기 유입구(16)(또는 흡입 라인) 내로 유입되어 압축 챔버(80)내로 들어간다. 본 발명의 목적을 위해서, 압축기 유입구(16)는 증발기(4)로부터 압축 챔버(80)로 연장된 유체 유동 채널에서 임의의 지점에 설치될 수 있다. 피스톤(78)은 압축 챔버(80) 내에서 유체를 압축시키도록 운동할 수 있으며, 이러한 피스톤(78)의 운동에 의하여 유체는 고압의 상태로 압축기 배출구(20)를 통해서 압축기(2)를 빠져나간다. 본 발명의 목적을 위해서, 압축기 배출구는 압축 챔버(80)의 위쪽 위치로부터 응축기(8) 까지의 유체 유동 채널에서 임의의 지점에 설치될 수 있다.
도 3에 예시적으로 도시한 장치에서와 같이, 압축기는 압축기가 작동하는 경우에 유체가 압축기 유입구(16) 쪽으로 역류하는 것을 방지하기 위한 밸브 장치(84)를 통상적으로 포함한다. 그와 같은 장치들은 해당 기술분야의 숙련된 당업자들에게 공지되어 있고, 도 3에 도시한 장치는 본 발명의 특허청구범위를 제한하지 않으며 단지 설명을 목적으로 제시된 것이다. 도시된 밸브장치는 압축기 하우징(38) 내에 배치된 밸브판(86), 압축기 배출구(20)에 작동 가능하게 배치된 밸브(92), 및 틈새(94)를 한정하면서 홀더(90) 상에 활주 가능하게 배치된 링 밸브(88)를 포함한다. 피스톤(78)이 수축되면 간격(96)으로부터 링 밸브(88)를 잡아당기는 진공이 조성되고, 그 결과 유체가 압축기 유입구(16)를 통해서 압축 챔버(80) 내로 유입된다. 압축기 배출구(20)에 배치된 밸브(92)는 유체가 밸브(92)를 지나갈 수 있는 압력에 도달할 때까지 압축기(2)를 빠져나가지 못하도록 한다. 피스톤(78)이 운동하여 유체를 이러한 압력으로 압축하는 경우, 유체의 힘은 밸브(90)를 열게 되고, 그 결과 고압의 유체가 압축기 배출구(20)를 통해서 배출된다. 압축행정동안에, 유체의 힘은 링 밸브(88)를 밸브판(86) 쪽으로 이동시켜서 간격(96)을 봉쇄하여 유체가 압축기 유입구(16)를 통해서 빠져나가는 것을 방지한다.
본 발명에 따르면, 압력 균등화장치 및 방법은 냉각장치와 같은 장치에서 압축기가 고압 부하조건 하에서도 기동할 수 있게 압력을 균등화하기 위하여 제공된다. 본 발명의 일 실시 예에서, 압력 균등화 장치는 압축기에 연결되며, 밸브나 일련의 밸브들 및 블리드 포트(bleed port)를 구비한다. 밸브나 밸브들은 냉각장치의 작동이 멈추는 경우에 압축기의 고압측에서(밸브로부터 응축기를 거쳐 팽창밸브로) 고압을 유지시킨다. 반면에, 블리드 포트들은 냉각장치가 정지하는 경우에 압축기의 저압측에서(팽창밸브로부터 증발기를 거쳐 밸브로) 압축기의 압력이 평형상태에 도달하게 한다. 블리드 포트는 냉각장치가 작동하는 경우에는 유체가 조금도 흘러가지 않게 하지만, 냉각장치의 작동이 멈추는 경우에는 유체의 누설을 허용한다. 압력 균등화 장치는 고압측(배출)에서 유체를 고압 증기 상태로 유지하는 반면에, 저압측(흡입)에서 유체를 저압 증기 상태의 유체와 평형상태에 이르게 한다. 압축기가 작동을 멈추는 경우에 증발기가 체크 밸브로서 기능함에 따라, 압축기의 고압측은 고압으로 유지되는 반면에 밸브 아래의 압력은 균등화된다. 냉각장치가 재시동함에 따라, 장치에서 고압 상태가 보다 용이하고 효율적으로 이루어진다.
본 발명에 따른 압력 균등화 장치를 구비한 압축기의 바람직한 실시 예들이 도 2 및 3에 도시되어 있다. 압축 균등화 장치(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 압축기(2) 내에 위치하거나, 또는 도 1 및 3에 도시된 바와 같이 압축기(20)의 외부에 위치한다. 비록 압축 균등화 장치는 예를 들어 로터리, 스크루 또는 스콜 압축기와 같은 모든 압축기와 함께 사용될 수 있지만, 도 2에 도시된 압축기는 왕복 압축기이다.
도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 압축기 배출구(20)는 압력 균등화 장치(10)의 하우징(24)과 연통한다. 이때, 하우징(24)은 하우징 유입구(34)와 하우징 배출구(36)를 구비한다. 도 2에 있어서, 하우징(24)은 압축기(2) 내에 위치하고, 하우징 배출구(36)는 압축기 배출구(20)에 연결된다. 그런데, 본 발명은 하우징 유입구(34)가 하우징 배출구(20)에 연결되도록 도 3에 도시된 하우징(24)이 압축기(2)의 외부에 위치하는 것을 특징으로 한다. 다른 변형 예들에 있어서, 하우징 유입구(34)는 실린더 헤드에 연결될 수 있고 하우징 배출구(36)는 압축기 배출구(20)에 연결될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 2 및 3에 도시된 실시 예들에 있어서, 하우징(24)은 콘테이너 또는 머플러이다. 또한, 하우징(24)은 하기에서 도 8 내지 도 10을 참조로 하여 보다 상세하게 설명하는 바와 같이 실린더 또는 다른 폐쇄 챔버가 될 수 있다. 하우징(24)이 압축기(2)의 내부에 위치하거나 또는 외부에 위치하거나 간에, 압력 균등화 장치(10)는, 고압 측에서 고압 증기상태의 유체가 하우징 배출구(36)를 향하도록 유지시키고, 압축기 유입구(16)를 향하는 유체가 저압 증기 상태의 유체와 평형을 이루게 한다.
압력 균등화 장치(10)의 다양한 실시 예들이 도 4 내지 도 10에 도시되어 있다. 이러한 실시 예들 각각에 있어서, 하우징(24)은 전술한 바와 같이 압축기(2)와 연통한다.
압력 균등화 장치(10)의 기본적인 실시 예에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(24)은 블리드 포트(26) 및 적어도 하나의 밸브(28)를 포함한다. 밸브(28)는 하우징(24)을 제 1 부분(30)과 제 2 부분(32)으로 분할한다. 하우징(24)의 제 1 부분(30)은 하우징 유입구(34)와 밸브(28) 사이의 공간을 차지하는 반면에, 하우징(24)의 제 2 부분(32)은 밸브(28)와 하우징 배출구(36) 사이의 공간을 차지한다. 밸브(28)는 하우징(24) 내에 작동 가능하게 배치되고, 개방되거나 폐쇄된다. 압축기(2)가 작동하는 경우, 밸브(28)는 개방되고, 그에 따라 고압 증기상태로 압축된 유체가 하우징(24)의 제 1 부분(30)으로부터 하우징(24)의 제 2 부분(32)으로 유동할 수 있게 된다. 압축기(2)가 작동을 멈추는 경우, 밸브(28)는 폐쇄되고, 그에 따라 고압 증기상태로 압축된 유체가 하우징(24)의 제 1 부분(30) 내로 역류하는 것이 방지된다. 하우징(24)의 제 1 부분(30)에 위치된 블리드 포트(26)는 하우징(24)의 제 1 부분(30)을 압축기 유입구(16)와 같은 압축기(2)의 저압측(72)에 연결하며, 압축기가 초기에 동작하고 있지 않을 때 고압 증기 상태의 유체 압력이 압축기(2)의 저압측에서 저압 증기상태로 있는 유체와 평형을 이루게 한다. 블리드 포트(26)는 예를 들어 파이프, 튜브 또는 다른 유동 채널과 같은 밀봉된 방식으로 압축기(2)의 저압측(72)에 연결된다. 따라서, 유체는 장치 내에 머물고 주위로 누설되지 않는다.
압력 균등화 장치(10)의 밸브(28)는 하나 또는 그이상의 다양한 타입의 밸브가 될 수 있다. 몇몇 통상적인 밸브들이 도 11 내지 도 13에 도시되어 있다. 도 11에 도시된 일 실시 예는 자기 체크 밸브(48)이다. 도 12에 도시된 다른 실시 예는 볼 체크 밸브(52)이다. 도 13에 도시된 또다른 실시 예는 플래퍼(flapper) 체크 밸브(50)이다. 이들 밸브로서 한정되지 않는 다양한 일방향 밸브가 본 발명에 적용될 수 있다.
도 8 내지 도 10에 도시된 실시 예에 있어서, 압력 균등화 장치(10)는 실린더 체크 밸브(54) 및 틈새(64) 타입으로 이루어진 블리드 포트(26)를 구비하는 하우징(24)을 포함한다. 그러한 실시 예에 있어서, 하우징(24)은 유체를 안내하기 위한 다수의 채널(56)을 포함하는 실린더를 한정한다. 그런데, 실린더 하우징(24)은 적어도 하나의 채널(56)을 구비한다. 원통형 하우징(24)의 제 1 부분(30)은 채널(56)로부터 별도로 분리되어 있는 반면에, 원통형 하우징(24)의 제 2 부분(32)은 개방된다. 원통형 하우징(24) 내에 배치된 밸브(28)는 포핏(poppet)(58)과 같은 단부에 부착된 밸브 스템(60)을 구비한다.
포핏(58)은 하우징(24)의 제 2 부분(32)에 위치한다. 유체가 하우징(24)의 제 1 부분(30)으로부터 밸브(28)를 통해 하우징 배출구(36)로 누설되는 것을 방지하기 위한 하우징(24) 및 포핏(58)의 임의의 구성이 수용 가능할지라도, 포핏(58)은 원통형 하우징(24)의 내부 영역과 동등한 영역을 갖는다.
한편, 밸브 스템(60)은 포핏(58)으로부터 하우징(24)의 제 1 부분(30)을 통해서 하우징(24)의 유입구(34) 쪽으로 연장된다. 밸브 스템(60)은 하우징(24)의 유입구(34)를 지나서 과이동 방지 스토퍼(overtravel stopper)(62)를 구비하는데, 이 스토퍼(62)는 압축기(2)가 작동하는 경우에 하우징(24)의 제 1 부분(30)과 접촉한다. 비록 과이동 방지 스토퍼(62)가 도 8 내지 도 10에 도시된 실시 예로서 개시되어 있지만, 포핏(58)과 밸브 스템(60)이 유체에 의해서 하우징(24)을 통해 밀리는 것을 방지하기 위한 모든 장치가 수용 가능하다.
압축기(2)가 작동하는 경우에, 고압 증기상태의 유체는 하우징(24)의 유입구(34) 내로 도입된 후 채널(56) 내로 이동하면서 실린더 밸브(54)를 강제로 개방시킨다. 도 9에 도시된 바와 같이, 유체가 포핏(58)을 하우징(24)의 제 2 부분(32) 내로 밀기 때문에, 포핏(58)이 하우징 배출구(38) 쪽으로 강제로 개방되면서 만들어진 개구부를 통해서 유체가 유동하게 된다. 이때, 과이동 방지 스토퍼(62)는 포핏(58)과 밸브 스템(60)이 하우징(24)의 제 2 부분(36) 내로 또는 이를 지나쳐서 과도하게 밀리는 것을 방지한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 압축기(2)가 작동을 멈추는 경우에, 유체는 하우징 유입구(34)를 통해서 채널(56) 내로 유동하지 않게 되고, 그 결과 포핏(58)은 유체에 의해 더 이상 강제로 개방되지 않는다. 그러므로 포핏(58)은 폐쇄되고, 이에 의해 하우징(24)의 제 2 부분(32)에 포함된 유체가 하우징 유입구(34) 쪽으로 역류하는 것이 방지된다. 그러므로, 압축기(2)의 고압측(70)에 있는 유체는 고압의 증기상태로 유지되고, 이에 의해 압축기(2)의 고압측(70)이 높은 압력상태로 유지된다.
본 발명에 따르면, 블리드 포트는 압축기의 시동 압력을 균등화하도록 제공된다. 도 8 내지 도 10에 도시된 실시 예에 있어서, 압축기(2)가 작동을 멈추는 경우에, 하우징(24)의 제 1 부분(31)에서 채널(56)내의 고압 증기상태 유체는 저압 증기상태의 유체와 평형을 이루게 되고, 그리하여 압축기(2)의 저압측(70) 압력이 낮게 유지되어 압축기(2)의 재시동시 위에서 언급한 바와 같은 잇점이 얻어진다. 이러한 바람직한 실시 예에 있어서 압력 균등화는 도 8 내지 도 10에 도시되고 하기에서 보다 완전하게 설명될 블리드 포트(26)에 의해서 달성된다.
압력 균등화 장치(10)의 블리드 포트(26)는 하우징(24)의 제 1 부분(31)에 포함된 고압 증기상태의 유체가 압축기(2)의 저압측(72)에 있는 저압 증기상태의 유체와 평형을 이루게 할 수 있는 다양한 형태로 제공될 수 있다. 추가적으로, 블리드 포트(26)는 냉각장치(74)가 작동하는 경우에는 압축기(2)의 저압측(72)을 통해서 유체가 조금도 흘러가지 않게 하지만 냉각장치(74)의 작동이 멈추는 경우에는 압축기(2)의 저압측(72)을 통해서 유체의 누설을 허용하도록 구성된다.
예를 들면, 블리드 포트(26)는 하우징(24)의 제 1 부분에 간단한 틈새나 구멍의 형태로 제공될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(24)이 압축기(2) 내에 위치하는 경우, 블리드 포트(26)는 하우징(24)과 압축기 유입구(16) 사이의 구멍이나 틈새(64)가 될 수 있다. 이러한 실시 예에 있어서, 블리드 포트(26)는 압축기가 작동하는 경우에 상당한 양의 유체가 압축기 유입구(16) 쪽으로 역류하는 것을 방지할 수 있도록 충분히 작게 형성되는 반면에, 압축기가 작동을 멈추는 경우에 일정시간에 걸쳐서 유체의 압력이 압축기(2)의 저압측(72)과 평형한 상태에 도달할 수 있도록 충분히 크게 형성된다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(24)이 압축기(2)의 외부에 놓이는 경우, 유체 압력을 균등화하기 위하여, 캐필러리(capillary) 또는 다른 튜브 또는 피하 주사기 바늘과 같은 커넥터(42)가 하우징(24)의 제 1 부분(30)을 압축기 유입구(16)와 같은 압축기(2)의 저압측(72)에 연결시킨다. 다시, 커넥터(42)에 이르는 틈새(64)를 포함하는 블리드 포트(26)는, 압축기가 작동하는 경우에 상당한 양의 유체가 압축기 유입구(16) 쪽으로 역류하는 것을 방지할 수 있도록 충분히 작게 형성되는 반면, 압축기가 작동을 멈추는 경우에 일정시간에 걸쳐서 유체의 압력이 압축기(2)의 저압측(72)과 평형한 상태에 도달할 수 있도록 충분히 크게 형성된다.
추가적으로, 도 4, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 블리드 포트(26)는 밸브(28)에 대하여 전술한 바와 같은 타입의 밸브(98)가 될 수 있다. 블리드 포트(26)는 자기 체크 밸브(48), 플래퍼 체크 밸브(50), 볼 체크 밸브(52) 또는 그러한 밸브와 커넥터(42)간의 조합이 될 수 있으며, 이들로 제한되지는 않는다. 밸브(98)의 허용오차로 인하여, 압축기(2)가 작동을 멈추는 경우에 압축기(2)의 저압측(72)과 평형한 상태에 도달하기 위하여 밸브(98)를 통해 유체가 누설되도록 밸브(98)가 저압 유체압력 하에서 개방될 수 있으며, 밸브(98)의 허용오차로 인하여, 압축기(2)가 작동하는 경우에 밸브(98)를 통해 유체가 누설되는 것을 방지하기 위하여 고압 유체압력 하에서 밸브(98)가 폐쇄시킬 수 있다. 그러므로, 밸브(98)는 특정 냉각장치 도는 HVAC 장치(74)에 대한 필요조건을 만족시키는 ￡/inch2 범위의 허용오차를 갖는다.
압력 균등화 장치(10)의 바람직한 실시 예에 있어서, 블리드 포트(26)는 압축기(2)가 작동하지 않는 경우에 유체가 고압측(70)으로부터 저압측(72)으로 유출될 수 있도록 설계된다. 그러한 장치의 일 실시 예가 도 8 내지 도 10에 도시되어 있다. 이러한 실시 예에 있어서, 실린더 밸브(54)는 하우징(24), 포핏(58), 및 밸브 스템(60)에 의해서 형성된다. 실린더 밸브(54)를 묘사하고 있는 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 밸브 스템(60)은 틈새(64)를 구비한다. 채널(56)로부터 별도로 구분되는 하우징(24)의 제 1 부분(30)은 모든 채널들(56)을 연결하는 블리드 포트(26)를 구비한다. 거기에는 하나 또는 그 이상의 채널들(56)이 존재한다. 블리드 포트(26)는 도 2 및 3에 도시된 실시예들에서 틈새들 및 튜브들과 같은 커넥터들에 대하여 설명한 바와 같이 압축기(2)의 저압측(72)과 연통한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서, 압력 균등화 장치(10)는, 압축기(2)가 작동을 멈추는 경우에 블리드 포트(26)의 작용을 통해서 유체가 하우징(24)의 제 1 부분(30)과 평형한 상태에 도달하게 하고 압축기(2)가 작동하는 경우에는 유체의 일부가 하우징(24)의 제 1 부분(30)으로부터 압축기(2)의 저압측(72)으로 누설되는 것을 방지하므로, 매우 효율적이다. 압축기(2)가 작동하는 경우에, 유체는 밸브 스템(60)에 연결된 포핏(58)을 개방시킨다. 그러므로, 밸브 스템(60)에 형성된 틈새(64)는 블리드 포트(26)와 정렬되지 않고, 이에 의해 고압 증기상태의 유체중 일부가 블리드 포트(26)의 외부로 채널(56)을 통해서 누설되는 것이 방지된다. 이러한 “개방”위치가 도 9에 도시되어 있다. 압축기(2)가 작동을 멈추는 경우에 포핏(58)은 폐쇄되고 포핏(58)에 연결된 밸브 스템(60)은 운동한다. 그 결과, 틈새(64)와 블리드 포트(26)가 도 10에 도시된 바와 같이 정렬된다. 포핏(58)이 폐쇄되기 때문에, 하우징(24)의 제 2 부분(32)에 있는 고압 증기 상태의 유체는 앞서 설명한 바와 같이 고압으로 유지된다. 한편, 도 8 내지 도 10에 도시된 밸브 스템/틈새/블리드 포트 배치구성으로 인하여, 고압 증기상태의 유체는 하우징(24)의 제 1 부분(30)에 있는 채널(56)로부터 틈새(64)를 통하여 블리드 포트(26) 내로 누설된다. 그러므로, 하우징(24)의 제 1 부분(30)에서의 유체 균등화는 도 2 및 3을 참조로 하여 앞서 설명한 바와 같은 압력 균등화 장치(10)의 블리드 포트(26)를 통해서 달성된다.
도 1 내지 도 10에 도시된 실시 예들은 단지 압력 균등화 장치들(10)의 잠재적인 배치구성들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 본 발명을 제한하지는 않는다.
도 5a 및 도 5b는 압축기(2)의 내부 또는 외부에 위치하는 압력 균등화 장치(10)의 실시 예를 나타낸다. 하우징(24)은 하우징(24)의 제 1 부분(30)과 제 2 부분(32)을 서로 분리시키는 자기 체크 밸브(48)와 같은 밸브를 포함한다. 제 1 부분(30)은 체크 밸브 가이드(68) 내에 작동 가능하게 배치된 실린더 타입의 체크 밸브(54)와 같은 제 2 밸브를 포함한다. 실린더 체크 밸브 가이드(68)는 양측에 저압 챔버(76)를 한정한다. 실린더 체크 밸브(54)는 압축기(2)가 작동하는 경우에 실린더 체크 밸브(54)가 체크 밸브 가이드(54)를 통과하는 것을 방지하기 위하여 하우징(24)의 단부방향 유입구(34) 상에 배치된 립(66)을 구비한다. 또한, 실린더 체크 밸브(54)는 압축기(2)가 작동하는 경우에 유체가 하우징(24)의 배출구(36) 쪽으로 유동할 수 있게 하는 채널(56)을 구비한다. 블리드 포트(26)는 저압 챔버(76)에 의해서 둘러싸이는 영역에서 하우징(24) 내에 위치된 틈새이다. 도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이, 압력 균등화 장치(10)는 하우징(24)의 제 2 부분(32)에서 유체를 고압 증기 상태로 유지시키는 반면에, 하우징(24)의 제 1 부분(30)에 있는 유체로 하여금 저압 증기 상태의 유체와 평형을 이룰 수 있게 한다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 압축기(2)가 작동하는 경우에, 유체는 고압 상태로 하우징(24)의 제 1 부분(30) 내로 유동하여 실린더 체크 밸브(54)의 제 1 채널(56)을 통과하고 계속해서 자기 체크 밸브(48)를 통과한 후 하우징(24)의 제 2 부분(32) 내로 유동한다. 유체의 압력으로 인하여, 실린더 체크 밸브(54)는 실린더 체크 밸브 가이드(68)와 접하여 블리드 포트(26)를 폐쇄시키게 된다. 도 5b에 도시된 바와 같이 압축기(2)가 작동하는 경우에, 자기 체크 밸브(48)는 폐쇄되고, 그에 따라 유체는 하우징(24)의 제 2 부분(32)에서 고압 증기의 상태로 유지된다. 하우징(24)의 제 1 부분(30)에 있는 유체는 고압의 증기 상태로 있지만 저압 챔버(76) 및 블리드 포트(26)를 통해서 누설되기 시작한다. 압축기(2)가 작동을 멈추는 경우에, 실린더 체크 밸브(54)의 바닥에 대한 유체 압력은 감소하고, 실린더 체크 밸브(54)는 실린더 체크 밸브 가이드(68)에 대하여 더 이상 접하지 않게 된다.
도 6 및 7에는 블리드 포트(26)가 밸브(98)를 에워싸는 부하우징(subhousing)(46)으로 이루어진 것을 보여주는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 도시되어 있다. 도 6에 있어서, 밸브(98)에 대한 부하우징(46)은 하우징(24)의 제 1 부분(30) 내부에 위치하는 반면, 도 7에 도시된 밸브(98)에 대한 부하우징(46)은 하우징(24)의 제 1 부분(30) 외부에 위치하여 하우징(24)의 제 1 부분(30)과 연통한다. 도 6 및 7에 도시된 압력 균등화 장치는 전술한 바와 동일한 방식으로 작동한다.
압력 균등화 장치를 사용하여 고압의 부하조건 하에서 압축기(2)를 기동시키도록 압력을 균등화하기 위한 방법이 첨부도면 도 3을 참조로 하여 상세하게 설명될 것이다. 압축기(2)가 작동 개시하는 경우, 유체는 저압의 증기 상태로 압축기 유입구(16)를 통해서 압축 챔버(80) 내로 들어간다. 피스톤(78)이 유체를 가압함에 따라서, 밸브장치(84)는 앞서 설명한 바와 같이 유체가 압축기 유입구(16)를 통해서 압축기(2)로부터 빠져나가는 것을 방지한다. 밸브(92)는 압력이 증가하는 상태하에서 개방되어 유체로 하여금 고압 증기 상태로 압축기 배출구(20)를 통해서 하우징(24)의 유입구(34) 내로 배출되게 한다. 그러면, 유체는 하우징(24)의 제 1 부분(30)으로부터 밸브(28)를 통해서 하우징(24)의 제 2 부분(32) 내로 들어간다. 밸브(28)는 피스톤(78)에 의해서 조성된 유체의 가압 유동으로 인하여 개방된다. 그러면, 유체는 하우징 배출구(36)를 통해서 하우징(24)을 빠져나가서 도 1에 개략적으로 도시한 바와 같이 응축기(8) 쪽으로 유동한다.
압축기(2)가 멈추는 경우, 밸브(28) 및 (92)가 폐쇄되고, 그에 따라 피스톤(78)은 더 이상 가압되지 않으므로 압축기 배출구(20)를 통해서 유체를 강제로 밀지 않게 된다. 낮은 유체 압력으로 인하여 팽창 밸브(6) 또한 폐쇄된다. 그러므로, 하우징(24)의 제 2 부분(32)에서 밸브(28) 위로 위치된 유체는 고압의 증기상태로 유지되고, 도 1에 도시된 바와 같이 고압측(70)을 유지한다. 한편, 하우징(24)의 제 1 부분(30)에 있는 고압의 증기상태 유체는 블리드 포트(26)를 통해서 압축기 유입구(16)를 향하여 역방향으로 유출되고, 압축기 유입구(16)에서 저압의 증기상태 유체와 평형을 이루게 된다.
압축기(2)가 다시 작동하는 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 고압측(72)은 밸브(28) 위의 유체의 고압력 상태로 인하여 높게 유지되어 고압력 부하를 조성하게 된다. 한편, 밸브(28) 아래의 유체는 저압 상태에 놓여서 압력 균등화 과정을 거치게 된다. 그 결과, 압축기(2)가 다시 작동하여 피스톤(78)이 유체를 가압하는 경우에, 밸브(28) 아래의 유체는 저압상태에 놓여서 피스톤(78)으로 하여금 보다 용이하게 압축을 수행하게 한다. 이와 동시에, 고압 상태는 밸브(28) 위쪽에서 유지되고, 그로 인하여 압축 사이클은 제로 베이스에서 다시 시작하지 않으며, 따라서 압축기의 작동이 중단되기 전의 압력을 달성하도록 소정이 일을 수행하지 않아도 된다. 그러므로, 압력 균등화 방법 및 장치는 압축기의 효율을 증가시키며, 더 나아가 압축기를 부품으로서 채용하고 있는 환경 제어시스템의 효율을 또한 증가시킨다.
해당 기술분야의 숙련된 당업자들은 본 발명의 영역 및 사상의 범위 내에서 고압 부하 조건하에서 압축기를 시동하기 위한 압력 균등화 방법 및 장치를 다양하게 수정 및 변경될 수 있음을 명백하게 이해하게 될 것이다. 본 발명의 다른 실시 예들은 본 명세서를 통해서 해당 기술분야의 숙련된 당업자들에게 명백하게 밝혀질 것이며, 여기에 기재된 것은 본 발명을 실행하기 위한 예이다. 명세서 및 그에 기재된 바람직한 실시 예들은 단지 예시적인 것으로서, 하기의 특허 청구범위 및 그와 동등한 권리범위에 의해서 나타나는 본 발명의 진실한 영역 및 사상으로부터 벗어나지 않는다.

Claims (69)

  1. 제 1 압력의 유체를 수용하기 위한 압축기 유입구 및 제 2 압력의 유체를 배출시키기 위한 압축기 배출구를 구비하며, 유체를 상기 제 1 압력으로부터 상기 제 2 압력으로 압축시키도록 작동할 수 있는 압축기의 압력 균등화 장치에 있어서,
    상기 압축기 배출구에 인접하게 위치하여 상기 압축기 배출구와 연통하며, 개방위치와 폐쇄위치를 갖는 밸브로, 상기 압축기가 작동하는 경우에 상기 제 2 압력의 유체가 상기 밸브를 통해서 유동할 수 있도록 상기 개방 위치로 이동할 수 있고, 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 상기 제 2 압력의 유체가 상기 밸브를 통해서 상기 압축기 유입구 쪽으로 역류하는 것을 방지하도록 상기 폐쇄 위치로 이동할 수 있는, 밸브; 및
    상기 밸브의 상류에 위치하고, 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 상기 압축기에 있는 유체의 압력을 균등화하도록 상기 압축기 유입구와 유체 연결되는 블리드 포트(bleed port);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 블리드 포트는 상기 압축기가 작동하는 경우에 폐쇄되고 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 개방되는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 압축기 배출구와 연통하며 상기 블리드 포트와 상기 밸브를 에워싸는 하우징을 더 포함하며, 상기 밸브는 상기 하우징을 적어도 제 1 부분과 제 2 부분으로 분할하며, 상기 하우징의 상기 제 1 부분은 하우징 유입구와 상기 밸브 사이의 공간을 차지하고, 상기 하우징의 상기 제 2 부분은 하우징 배출구와 상기 밸브 사이의 공간을 차지하는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 압축기는 외부 셸을 포함하고, 상기 압축 균등화 장치의 상기 하우징은 상기 셸 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 압축기는 압축 챔버를 포함하고, 상기 하우징 유입구는 상기 압축 챔버와 연결되고, 상기 하우징 배출구는 상기 압축기 배출구와 연결되는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 압축기는 외부 셸을 포함하고, 상기 하우징은 상기 외부 셸의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 압축기 유입구는 상기 압축기 배출구와 연통하고, 상기 하우징 배출구는 응축기와 연통하는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 하우징은 실린더인 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  9. 제 4 항에 있어서, 상기 하우징은 머플러인 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 블리드 포트는 상기 하우징의 상기 제 1 부분과 상기 압축기 유입구를 연결하는 밀봉된 유동 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 유동 채널은 캐필러리 튜브와 피하주사기 튜브로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  12. 제 3 항에 있어서, 상기 블리드 포트는 틈새인 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  13. 제 3 항에 있어서, 상기 블리드 포트는, 상기 압축기가 작동하는 경우에 선택적으로 폐쇄되고 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 선택적으로 개방되도록 작동할 수 있는 체크 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 체크 밸브의 허용오차로 인하여, 상기 압축기가 작동하는 경우에 상기 체크 밸브가 제 1 유체 압력하에서 폐쇄되고, 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 상기 체크 밸브가 제 2 유체 압력하에서 개방되는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 블리드 포트는 상기 하우징 내에 위치된 상기 체크 밸브의 부하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 블리드 포트는 상기 하우징의 외부에 위치된 상기 체크 밸브의 부하우징을 포함하고, 상기 블리드 포트는 상기 하우징의 상기 제 1 부분과 연통하는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 체크 밸브는 자기 체크 밸브, 플래퍼(flapper) 체크 밸브, 볼 체크 밸브 및 실린더 체크 밸브로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브는 체크 밸브인 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 체크 밸브는 자기 체크 밸브, 플래퍼 체크 밸브, 볼 체크 밸브 및 실린더 체크 밸브로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  20. 제 3 항에 있어서, 상기 밸브는 상기 하우징의 상기 제 1 부분 내로 연장되는 일부분을 갖는 체크 밸브인 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 블리드 포트는 상기 하우징의 상기 제 1 부분에 형성된 제 1 포트 및 상기 하우징의 상기 제 1 부분 내로 연장된 상기 체크 밸브의 상기 일부분에 형성된 제 2 포트를 포함하며, 상기 제 1 포트와 상기 제 2 포트는 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 정렬되고 상기 압축기가 작동하는 경우에는 정렬되지 않으며, 이에 의해서 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에만 유체가 상기 블리드 포트를 통해서 유동하는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  22. 제 3 항에 있어서, 상기 밸브는 자기 체크 밸브이고, 상기 하우징의 상기 제 1 부분은 체크 밸브 가이드 내에 작동 가능하게 배치된 제 2 밸브를 구비하고, 상기 제 2 밸브는, 상기 압축기가 작동하는 경우에 상기 제 2 밸브가 상기 체크 밸브 가이드를 통과하는 것을 방지하도록 상기 압축기 유입구를 향하는 상기 제 2 밸브의 단부 상에 놓인 립, 및 상기 압축기가 작동하는 경우에 유체가 상기 하우징 배출구를 통과하고 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 유체가 상기 하우징 쪽으로 누설되게 하는 채널을 구비하는 실린더 체크 밸브인 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  23. 고압력측 및 저압력측을 가지며, 제 1 압력의 유체를 수용하기 위한 압축기 유입구 및 제 2 압력의 유체를 배출시키기 위한 압축기 배출구를 구비하며, 유체를 상기 제 1 압력으로부터 상기 제 2 압력으로 압축시키도록 작동할 수 있는 압축기의 압력 균등화 장치에 있어서,
    상기 압축기와 유체 연결된 콘테이너로서, 상기 콘테이너 내에서 작동 가능하게 배치된 적어도 하나의 밸브 및 블리드 포트를 구비하고, 상기 콘테이너는 유입구로부터 상기 적어도 하나의 밸브까지 연장된 제 1 부분 및 상기 적어도 하나의 밸브로부터 배출구까지 연장된 제 2 부분으로 분할되는, 콘테이너를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 밸브는, 상기 압축기가 작동하는 경우에 압축된 유체가 상기 적어도 하나의 밸브를 통해서 상기 콘테이너의 상기 제 2 부분으로 유동하게 하고, 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 상기 콘테이너의 상기 제 2 부분에 있는 상기 압축된 유체가 상기 적어도 하나의 밸브를 통해서 상기 콘테이너의 상기 제 1 부분으로 역류하는 것을 방지하도록 작동 가능하게 구성되며,
    상기 블리드 포트는 상기 콘테이너의 상기 제 1 부분과 상기 압축기의 상기 저압측을 연결하며, 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 압축된 유체를 상기 콘테이너의 상기 제 1 부분으로부터 상기 압축기의 저압측으로 유출하도록 작동 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 블리드 포트는 상기 압축기가 작동하는 경우에 폐쇄되고 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 개방되는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 압축기는 외부 셸을 포함하고, 상기 콘테이너는 상기 셸 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 압축기는 압축 챔버를 포함하고, 상기 콘테이너 유입구는 상기 압축 챔버와 연결되고, 상기 콘테이너 배출구는 상기 압축기 배출구와 연결되는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  27. 제 23 항에 있어서, 상기 압축기는 외부 셸을 포함하고, 상기 콘테이너는 상기 외부 셸의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 콘테이너 유입구는 상기 압축기의 상기 고압측과 연통하고, 상기 콘테이너 배출구는 응축기와 연통하는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  29. 제 23 항에 있어서, 상기 하우징은 머플러인 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  30. 제 23 항에 있어서, 상기 하우징은 실린더인 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  31. 제 27 항에 있어서, 상기 블리드 포트는 상기 콘테이너의 상기 제 1 부분과 상기 압축기 유입구를 연결하는 밀봉된 유동 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 유동 채널은 캐필러리 튜브와 피하주사기 튜브로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  33. 제 23 항에 있어서, 상기 블리드 포트는 틈새인 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  34. 제 23 항에 있어서, 상기 블리드 포트는, 상기 압축기가 작동하는 경우에 선택적으로 폐쇄되고 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 선택적으로 개방되도록 작동할 수 있는 체크 밸브를 구비한 부콘테이너를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 체크 밸브의 허용오차로 인하여, 상기 압축기가 작동하는 경우에 상기 체크 밸브가 제 1 유체 압력하에서 폐쇄되고 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 상기 체크 밸브가 제 2 유체 압력하에서 개방되는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  36. 제 33 항에 있어서, 상기 부콘테이너는 상기 콘테이너 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  37. 제 34 항에 있어서, 상기 부콘테이너는 상기 콘테이너의 외부에 위치하고 상기 콘테이너의 상기 제 1 부분과 연통하는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  38. 제 34 항에 있어서, 상기 체크 밸브는 자기 체크 밸브, 플래퍼 체크 밸브, 볼 체크 밸브 및 실린더 체크 밸브로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  39. 제 23 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 밸브는 체크 밸브인 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  40. 제 39 항에 있어서, 상기 체크 밸브는 자기 체크 밸브, 플래퍼 체크 밸브, 볼 체크 밸브 및 실린더 체크 밸브로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  41. 제 23 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 밸브는 상기 콘테이너의 상기 제 1 부분 내로 연장되는 일부분을 갖는 체크 밸브인 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  42. 제 41 항에 있어서, 상기 블리드 포트는 상기 하우징의 상기 제 1 부분에 형성된 제 1 포트 및 상기 하우징의 상기 제 1 부분 내로 연장된 상기 체크 밸브의 상기 일부분에 형성된 제 2 포트를 포함하며, 상기 제 1 포트와 상기 제 2 포트는 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 정렬되고 상기 압축기가 작동하는 경우에는 정렬되지 않으며, 이에 의해서 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에만 유체가 상기 블리드 포트를 통해서 유동하는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  43. 제 23 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 밸브들중 하나는 자기 체크 밸브이고, 상기 콘테이너의 상기 제 1 부분은 체크 밸브 가이드 내에 작동 가능하게 배치된 제 2 밸브를 구비하고, 상기 제 2 밸브는, 상기 압축기가 작동하는 경우에 상기 제 2 밸브가 상기 체크 밸브 가이드를 통과하는 것을 방지하도록 상기 압축기 저압측을 향하는 상기 제 2 밸브의 단부 상에 놓인 립, 및 상기 압축기가 작동하는 경우에 유체가 상기 하우징 배출구를 통과하고 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 유체가 상기 하우징을 쪽으로 누설되게 하는 채널을 구비하는 실린더 체크 밸브인 것을 특징으로 하는 압력 균등화 장치.
  44. 유입구에서 제 1 압력의 유체를 수용하고 배출구에서 제 2 압력의 유체를 배출시키도록 작동할 수 있는 압축기의 압력을 균등화하기 위한 방법에 있어서,
    상기 압축기가 작동하는 경우에 제 2 압력의 유체가 상기 유입구로부터 상기 밸브를 통해서 유동할 수 있게 유지하기 위하여 상기 압축기와 연통하는 밸브를 개방시키는 단계;
    상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 제 2 압력의 유체가 상기 밸브를 지나서 상기 압축기 유입구 쪽으로 역류하는 것을 방지하도록 상기 밸브를 폐쇄시키는 단계; 그리고
    상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 상기 블리드 포트를 통해서 압축기의 상기 유입구를 향하여 상기 밸브 전에 제 2 압력의 유체를 유출시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 방법.
  45. 고압측과 저압측을 갖는 압축기의 압력을 균등화하기 위한 방법에 있어서,
    상기 압축기가 작동하는 경우에 압축된 유체가 밸브를 통해서 유동하게 하기 위하여 밸브를 개방시키는 단계;
    상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 상기 밸브를 지나서 고압이 유지되도록 상기 밸브를 폐쇄시키는 단계; 그리고
    상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 상기 블리드 포트를 통해서 상기 압축기의 유입구를 향하여 상기 밸브 전에 가압된 유체를 유출시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 균등화 방법.
  46. 저압과 고압의 액상 및 증기상의 유체를 이용한 환경 제어 장치에 있어서,
    저압측과 고압측을 가지며, 압축기 유입구에서 저압측으로부터 저압 증기상의 유체를 추출하여 증기 상태를 압축하고, 압축기 배출구에서 고압측으로 유체를 고압 증기상으로 배출시키기 위한 압축기;
    상기 압축기 배출구에 인접하게 위치하여 상기 압축기 배출구와 연통하며, 개방위치와 폐쇄위치를 갖는 밸브로, 상기 압축기가 작동하는 경우에 상기 제 2 압력의 유체가 상기 밸브를 통해서 유동할 수 있도록 상기 개방 위치로 이동할 수 있고, 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 상기 제 2 압력의 유체가 상기 밸브를 통해서 상기 압축기 유입구 쪽으로 역류하는 것을 방지하도록 상기 폐쇄 위치로 이동할 수 있는, 밸브;
    상기 밸브의 상류에 위치하고, 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 상기 압축기에 있는 유체의 압력을 균등화하도록 상기 압축기 유입구와 유체 연결되는 블리드 포트(bleed port); 및
    상기 압축기와 연통하고, 고압 증기상으로부터 고압 액상으로 유체를 변환시키기 위하여 유체로부터 열을 추출하도록 작동할 수 있는 응축기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 제어 장치.
  47. 제 46 항에 있어서, 상기 블리드 포트는 상기 압축기가 작동하는 경우에 폐쇄되고 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 개방되는 것을 특징으로 하는 환경 제어 장치.
  48. 제 46 항에 있어서, 상기 압축기 배출구와 연통하며 상기 블리드 포트와 상기 밸브를 에워싸는 하우징을 더 포함하며, 상기 밸브는 상기 하우징을 적어도 제 1 부분과 제 2 부분으로 분할하며, 상기 하우징의 상기 제 1 부분은 하우징 유입구와 상기 밸브 사이의 공간을 차지하고, 상기 하우징의 상기 제 2 부분은 하우징 배출구와 상기 밸브 사이의 공간을 차지하는 것을 특징으로 하는 환경 제어 장치.
  49. 제 46 항에 있어서, 상기 압축기 유입구와 연결된 증발기를 더 포함하며, 상기 증발기는 유체를 도입한후 저압의 증기상을 형성하도록 저압의 액상에서 유체를 가열하는 것을 특징으로 하는 환경 제어 장치.
  50. 제 49 항에 있어서, 상기 응축기와 상기 증발기 사이에 배치된 팽창 밸브를 더 포함하며, 상기 팽창 밸브는 고압의 액상을 저압의 증기상으로 팽창시키도록 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 환경 제어 장치.
  51. 제 49 항에 있어서, 상기 압축기는 외부 셸을 포함하고, 상기 압력 균등화 장치의 하우징은 상기 외부 셸의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 환경 제어 장치.
  52. 제 51 항에 있어서, 상기 압축기는 압축 챔버를 포함하고, 상기 하우징 유입구는 상기 압축 챔버와 연결되고, 상기 하우징 배출구는 상기 압축기 배출구와 연결되는 것을 특징으로 하는 환경 제어 장치.
  53. 제 49 항에 있어서, 상기 압축기는 외부 셸을 포함하고, 상기 하우징은 상기 외부 셸의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 환경 제어 장치.
  54. 제 53 항에 있어서, 상기 하우징 유입구는 상기 압축기 배출구에 부착되고, 상기 하우징 배출구는 응축기에 부착되는 것을 특징으로 하는 환경 제어 장치.
  55. 제 49 항에 있어서, 상기 하우징은 머플러인 것을 특징으로 하는 환경 제어 장치.
  56. 제 49 항에 있어서, 상기 하우징은 실린더인 것을 특징으로 하는 환경 제어 장치.
  57. 제 53 항에 있어서, 상기 블리드 포트는 상기 하우징의 상기 제 1 부분과 상기 압축기의 제 1 부분을 연결하는 밀봉된 유동 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 제어 장치.
  58. 제 57 항에 있어서, 상기 유동 채널은 캐필러리 튜브와 피하주사기 튜브로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 환경 제어 장치.
  59. 제 48 항에 있어서, 상기 블리드 포트는 틈새인 것을 특징으로 하는 환경 제어 장치.
  60. 제 48 항에 있어서, 상기 블리드 포트는, 상기 압축기가 작동하는 경우에 선택적으로 폐쇄되고 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 선택적으로 개방되도록 작동할 수 있는 체크 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 제어 장치.
  61. 제 60 항에 있어서, 상기 체크 밸브의 허용오차로 인하여, 상기 압축기가 작동하는 경우에 제 1 유체 압력하에서 상기 체크 밸브가 폐쇄되고 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 제 2 유체 압력하에서 상기 체크 밸브가 개방되는 것을 특징으로 하는 환경 제어 장치.
  62. 제 60 항에 있어서, 상기 블리드 포트는 상기 하우징 내에 위치된 상기 체크 밸브의 부하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 제어 장치.
  63. 제 60 항에 있어서, 상기 블리드 포트는 상기 하우징에 대하여 외부에 위치된 상기 체크 밸브의 부하우징을 포함하고, 상기 블리드 포트는 상기 하우징의 상기 제 1 부분과 연통하는 것을 특징으로 하는 환경 제어 장치.
  64. 제 60 항에 있어서, 상기 체크 밸브는 자기 체크 밸브, 플래퍼 체크 밸브, 볼 체크 밸브 및 실린더 체크 밸브로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 환경 제어 장치.
  65. 제 46 항에 있어서, 상기 밸브는 체크 밸브인 것을 특징으로 하는 환경 제어 장치.
  66. 제 65 항에 있어서, 상기 체크 밸브는 자기 체크 밸브, 플래퍼 체크 밸브, 볼 체크 밸브 및 실린더 체크 밸브로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 환경 제어 장치.
  67. 제 48 항에 있어서, 상기 밸브는 상기 하우징의 상기 제 1 부분 내로 연장되는 부분을 갖는 체크 밸브인 것을 특징으로 하는 환경 제어 장치.
  68. 제 67 항에 있어서, 상기 블리드 포트는 상기 하우징의 상기 제 1 부분에 형성된 제 1 포트 및 상기 하우징의 상기 제 1 부분 내로 연장된 상기 체크 밸브의 상기 일부분에 형성된 제 2 포트를 포함하며, 상기 제 1 포트와 상기 제 2 포트는 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 정렬되고 상기 압축기가 작동하는 경우에는 정렬되지 않으며, 이에 의해서 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에만 유체가 상기 블리드 포트를 통해서 유동하는 것을 특징으로 하는 환경 제어 장치.
  69. 제 46 항에 있어서, 상기 밸브는 자기 체크 밸브이고, 상기 하우징의 상기 제 1 부분은 체크 밸브 가이드 내에 작동 가능하게 배치된 제 2 밸브를 구비하고, 상기 제 2 밸브는, 상기 압축기가 작동하는 경우에 상기 제 2 밸브가 상기 체크 밸브 가이드를 통과하는 것을 방지하도록 상기 압축기 유입구를 향하는 상기 제 2 밸브의 단부 상에 놓인 립, 및 상기 압축기가 작동하는 경우에 유체가 상기 하우징 배출구를 통과하고 상기 압축기가 작동을 멈추는 경우에 유체가 상기 하우징 쪽으로 누설되게 하는 채널을 구비하는 실린더 체크 밸브인 것을 특징으로 하는 환경 제어 장치.
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