KR100543323B1

KR100543323B1 - 용량가변 회전압축기

Info

Publication number: KR100543323B1
Application number: KR1020040049631A
Authority: KR
Inventors: 이문주; 이승갑; 성춘모
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-06-29
Filing date: 2004-06-29
Publication date: 2006-05-08

Abstract

회전축에 배치되는 편심장치에 의해 내용적이 다른 두 개의 압축실 중의 어느 하나에서 선택적으로 압축동작이 이루어지도록 하여 용량을 가변시킬 수 있는 회전압축기가 개시된다. 이 회전압축기는 내용적이 다른 상하부 압축실, 체결홀이 마련된 회전축, 회전축에 편심 설치되는 상하부 편심캠, 상하부 편심캠의 외주면에 배치되며 그 사이에 슬롯이 형성된 상하부 편심부시, 체결홀에 결합되어 상하부 편심부시를 선택적으로 최대 편심회전 위치로 전환시키는 걸림핀을 구비한다. 체결홀의 주위에는 용접홈이 마련되어 걸림핀이 체결홀에 체결된 상태에서 간편하게 용접되어 회전축에 견고하게 고정되도록 한다.

Description

용량가변 회전압축기{Capacity-Variable Type Rotary Compressor}

도 1은 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기의 대략적인 내부구조를 보인 종단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 편심장치가 회전축에서 분리된 상태를 보인 분해 사시도이다.

도 3과 도 4는 도 2의 선 III-III을 따라 취해진 단면도로서 도 3은 체결홀 주위에 걸림핀을 용접하기 위한 용접홈이 형성된 것을 보인 것이고, 도 4는 걸림핀이 체결홀에 끼워져서 용접된 상태를 보인 것이다.

도 5는 회전축이 제 1 회전방향으로 회전하여 본 발명에 따른 편심장치에 의해 상부 압축실에서 압축작용이 이루어지는 것을 보인 도면이다.

도 6은 도 5에 대응하는 도면으로서, 회전축이 제 1 회전방향으로 회전하여 본 발명에 따른 편심장치에 의해 하부 압축실에서 압축작용이 이루어지지 않는 것을 보인 것이다.

도 7은 회전축이 제 2 회전방향으로 회전하여 본 발명에 따른 편심장치에 의해 하부 압축실에서 압축작용이 이루어지는 것을 보인 도면이다.

도 8은 도 7에 대응하는 도면으로서, 회전축이 제 2 회전방향으로 회전하여 본 발명에 따른 편심장치에 의해 상부 압축실에서 압축작용이 이루어지지 않는 것 을 보인 것이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

21: 회전축 31: 상부 압축실

32: 하부 압축실 40: 편심장치

41: 상부 편심캠 42: 하부 편심캠

51: 상부 편심부시 52: 하부 편심부시

53: 슬롯 80: 걸림핀

90: 체결홀 100: 용접홈

110: 용접 이음매

본 발명은 회전압축기에 관한 것으로, 더 상세하게는 회전축에 배치되는 편심장치에 의해 내용적이 다른 두 개의 압축실 중의 어느 하나에서 선택적으로 압축동작이 이루어지도록 구성하여 용량을 가변시킬 수 있도록 한 회전압축기에 관한 것이다.

공기조화기와 냉장고 등과 같이 냉동사이클을 이용하여 주위공간을 냉각시키는 냉각장치는 냉동사이클의 폐회로를 순환하는 냉매를 압축하기 위한 압축기를 구비한다. 이러한 냉각장치의 냉각능력은 통상적으로 압축기의 압축용량에 따라 정해지게 되며, 따라서 압축기의 압축용량을 가변시킬 수 있도록 구성하게 되면 주위의 온도와 설정온도 차이에 따라 냉각장치를 최적의 상태에서 운전되도록 하여 주위공간을 효율적으로 냉각시킬 수 있게 되며, 이에 따라 에너지를 절감할 수 있게 된다.

냉각장치에 사용되는 압축기에는 회전압축기와 왕복동 압축기 등이 있는데 본 발명에 적용되는 회전압축기에 대하여 설명하면 다음과 같다.

종래의 회전압축기는 밀폐용기의 내부에 설치된 고정자와 회전자, 회전자를 관통하여 설치된 회전축, 회전축과 일체로 형성된 편심캠, 압축실의 내부에서 편심캠의 외주면에 배치된 롤러를 구비하여서, 회전축이 회전함에 따라 압축실 내부에 배치된 편심캠과 롤러의 편심 회전운동에 의해 압축실 내부로 기체를 흡입하여 압축한 후에 밀폐용기 외부로 토출시키게 된다.

그러나 상기와 같은 구조를 가진 종래의 회전압축기는 일정한 압축용량만을 갖기 때문에 주위의 온도와 설정온도 차이에 따라 압축용량을 조절하지 못하는 단점이 있다.

즉, 주위의 온도가 설정온도보다 매우 높게 되면 주위공간을 신속하게 냉방시키기 위해 압축기가 큰 압축용량으로 작동하는 것이 필요하고, 주위의 온도와 설정온도의 차이가 크지 않으면 에너지 절감을 위해 작은 압축용량으로 운전하는 것이 필요하게 되지만, 종래의 회전압축기는 주위의 온도와 설정온도 차이와는 상관없이 동일한 압축용량으로만 운전되기 때문에 주위 공간의 온도변화에 따라 신속하고 적절하게 대응하지 못하게 됨과 동시에, 에너지를 낭비하게 되는 단점을 야기시키게 되는 것이다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 회전축에 배치되는 편심장치에 의해 내용적이 다른 두 개의 압축실 중의 어느 하나에서 선택적으로 압축동작이 이루어지도록 하여 용량을 가변시킬 수 있는 회전압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 작동 중에 발생하는 미세진동과 걸림핀이 슬롯의 양단에 부딪치는 걸림동작에 의해 걸림핀이 결합홀에서 풀려지지 않도록 한 용량가변 회전압축기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기는,

서로 다른 내용적으로 구획된 상부 및 하부 압축실, 상기 상부 및 하부 압축실을 관통하며 체결홀이 마련된 회전축, 상기 회전축에 마련된 상부 및 하부 편심캠, 각각 상기 상부 및 하부 편심캠의 외주면에 배치되는 상부 및 하부 편심부시, 상기 상부 편심부시와 하부 편심부시 사이에 마련된 슬롯, 상기 체결홀에 결합되어 상기 회전축에서 돌출하며 상기 슬롯과 작용하여 상기 상부 및 하부 편심부시를 선택적으로 최대 편심위치로 전환시키는 걸림핀, 상기 걸림핀이 상기 회전축에 간편하게 용접되도록 상기 체결홀 주위에 마련된 용접홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 용접홈은 상기 걸림핀이 상기 체결홀에 끼워진 상태에서 상기 걸림핀의 외주면과의 사이에 일정 갭이 형성되도록 마련된다.

바람직하게, 상기 걸림핀은 상기 용접홈과의 사이에서 레이저 용접에 의해 생성되는 용접 이음매에 의해 상기 회전축에 견고하게 고정되도록 한다.

상기 걸림핀은 나사산이 형성된 몸통부와, 상기 몸통부의 직경보다 더 큰 직경을 가진 머리부로 이루어지고, 상기 체결홀은 상기 머리부에 대응하는 직경을 가진 제 1 직경부와, 상기 몸통부에 대응하는 직경을 가지고 상기 몸통부에 대응하는 나사산이 형성된 제 2 직경부로 이루어지며, 상기 용접홈은 상기 제 2 직경부의 주위에서 상기 제 2 직경부보다 더 큰 크기로 형성된다.

상기 체결홀은 서로 동일한 방향으로 편심된 상기 상부 편심캠과 하부 편심캠 사이에서 상기 상부 및 하부 편심캠의 최대 편심부와 대략 90도의 각도를 이루는 위치에 마련된다.

상기 걸림핀은 서로 동일한 방향으로 편심된 상기 상부 편심캠과 상기 하부 편심캠 사이에서 상기 회전축으로부터 돌출하고, 상기 슬롯은 서로 반대방향으로 편심된 상기 상부 편심부시와 하부 편심부시를 일체로 연결하는 연결부에 원주방향으로 형성되어 상기 걸림핀이 수용되도록 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기의 대략적인 내부구조를 보인 종단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기는 밀폐용기(10)의 내부에 설치되어 회전력을 발생시키는 구동부(20)와, 상기 구동부(20)의 회전력에 의해 기체를 압축하는 압축부(30)를 구비한다. 구동부(20)는 밀폐용기(10)의 내부에 설치되는 원통형의 고정자(22)와, 상기 고정자(22)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전자(23)와, 상기 회전자(23)의 중심부로부터 연장하도록 설치되어 회전자(23)와 함께 정회전(제 1 회전방향) 또는 역회전(제 2 회전방향)하게 되는 회전축(21)으로 구성된다.

압축부(30)는 상부와 하부에 각각 내용적이 다른 원통형의 상부 압축실(31)과 하부 압축실(32)이 마련되어 있는 하우징(33)과, 상기 하우징(33)의 상단과 하단에 배치되어 회전축(21)을 회전 가능하게 지지하는 상부 플랜지(35) 및 하부 플랜지(36)와, 상기 상부 압축실(31)과 하부 압축실(32) 사이에 배치되어 상부 압축실(31)과 하부 압축실(32)이 서로 구획되도록 하는 중간판(34)을 포함한다.

상부 압축실(31)의 높이는 하부 압축실(32)의 높이보다 더 크게 형성되어서 상부 압축실(31)의 내용적이 하부 압축실(32)의 내용적보다 더 크게 되며, 이에 따라 상부 압축실(31)에서는 하부 압축실(32)에 비해 더 많은 유량의 기체를 압축할 수 있게 됨으로써 본 발명에 따른 회전 압축기가 가변용량을 갖게 되는 것이다.

물론, 하부 압축실(32)의 높이를 상부 압축실(31)의 높이보다 더 크게 하면 하부 압축실(32)에서 더 많은 유량의 기체를 압축할 수 있도록 하부 압축실(32)의 내용적이 상부 압축실(31)의 내용적보다 더 크게 된다.

상부 압축실(31)과 하부 압축실(32)의 내부에는 회전축(21)의 회전방향에 따라 상부 압축실(31)과 하부 압축실(32) 중에서 어느 하나에서만 선택적으로 압축동작이 이루어질 수 있도록 하는 편심장치(40)가 배치되는데, 이 편심장치(40)의 구조와 동작에 대해서는 도 2 내지 도 8을 참조하여 후술할 것이다.

상부 압축실(31)과 하부 압축실(32)에는 또한 각각 상기 편심장치(40)의 외주면에 회전 가능하게 배치되는 상부 롤러(37)와 하부 롤러(38)가 설치되고, 하우징(33)에는 각각 상부 압축실(31)과 하부 압축실(32)과 연통하도록 배치된 상하부 흡입구(63)(64)와 상하부 토출구(65)(66)(도 5 및 도 6 참조)가 형성되어 있다.

상부 흡입구(63)와 상부 토출구(65) 사이에는 상부 베인(61)이 지지스프링(61a)에 의해 상부 롤러(37)와 밀착된 상태로 반경방향으로 배치되어 있으며(도 5 참조), 하부 흡입구(64)와 하부 토출구(66) 사이에는 하부 베인(62)이 지지스프링(62a)에 의해 하부 롤러(38)와 밀착된 상태로 반경방향으로 배치되어 있다(도 6 참조).

또한, 액냉매를 분리하여 가스냉매만 압축기로 유입되도록 하는 어큐뮬레이터(69)의 출구관(69a)에는 하우징(33)에 형성된 상부 및 하부 흡입구(63)(64) 중에서 압축동작이 이루어지는 흡입구 측으로만 가스냉매가 공급되도록 각 흡입유로(67)(68)를 선택적으로 개폐시키는 유로 전환장치(70)가 설치된다. 상기 유로 전환장치(70)의 내부에는 상부 흡입구(63)와 연결된 흡입유로(67)와 하부 흡입구(64)와 연결된 흡입유로(68)의 압력차에 의해 이 흡입유로(67)(68)들 중에서 어느 하나만을 개방하여 냉매가스가 공급되도록 하는 밸브장치(71)가 좌우이동 가능하게 배치되어 있다.

다음에는 본 발명의 특징적인 구성을 이루는 회전축(21)과 편심장치(40)의 구조를 도 2를 참조하여 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명의 편심장치(40)가 회전축에서 분리된 상태를 보인 분해 사시 도이다. 이에 도시된 바와 같이, 편심장치(40)는 회전축(21)에서 각각 상부 압축실(31)과 하부 압축실(32)에 대응하는 위치에 마련된 상부 편심캠(41)과 하부 편심캠(42), 각각 상기 상부 편심캠(41)과 하부 편심캠(42)의 외주면에 배치되는 상부 편심부시(51)와 하부 편심부시(52), 상부 편심캠(41)과 하부 편심캠(42) 사이에 설치된 걸림핀(80), 상기 걸림핀(80)이 걸려지도록 상부 편심부시(51)와 하부 편심부시(52) 사이에 일정길이로 마련된 슬롯(53)을 구비하여 이루어진다.

상부 편심캠(41)과 하부 편심캠(42)은 회전축(21)의 외주면으로부터 횡방향으로 일체로 돌출하여 회전축(21)의 중심선(C1-C1)에 대해 편심된 상태로 수직하게 배치된다. 또한, 상부 및 하부 편심캠(41)(42)은 회전축(21)으로부터 최대로 돌출한 상부 및 하부 편심캠(41)(42)의 각 최대 편심부와 회전축(21)으로부터 최소로 돌출한 상부 및 하부 편심캠(41)(42)의 각 최소 편심부를 연결하는 상부 편심선(L1-L1)과 하부 편심선(L2-L2)이 서로 일치되도록 배치된다.

체결홀(90)의 주위에는 용접홈(100)이 형성되어 있고, 걸림핀(80)은 나사산이 형성된 몸통부(82)와, 이 몸통부(82)의 선단에서 몸통부(82)보다 약간 더 큰 직경으로 형성된 머리부(81)로 이루어져서, 상부 편심캠(41)과 하부 편심캠(42) 사이의 회전축(21)에서 상기 편심선(L1-L1)(L2-L2)들과 대략 90도 각도를 이루도록 하는 위치에 형성된 체결홀(90)에 상기 몸통부(82)가 나사 결합됨과 동시에 용접홈(100) 주위에 용접이 이루어지게 됨으로써 머리부(81)가 회전축(21)에서 돌출된 상태로 회전축(21)에 견고하게 고정되는데, 상기 체결홀(90)과 걸림핀(80)의 상세한 결합구조는 도 3과 도 4를 참조하여 후술할 것이다.

상부 편심부시(51)와 하부 편심부시(52)는 그들 사이를 연결하는 연결부(54)에 의해 일체로 형성되며, 걸림핀(80)의 머리부(81)의 직경보다 약간 큰 폭을 가진 슬롯(53)은 연결부(54)에 원주방향으로 형성된다.

따라서, 연결부(54)에 의해 일체로 연결되어 형성된 상부 편심부시(51)와 하부 편심부시(52)를 회전축(21)에 끼우고 슬롯(53)을 통해 걸림핀(80)을 회전축(21)의 체결홀(90)에 체결하면 걸림핀(80)이 슬롯(53)에 끼워진 상태로 회전축(21)에 설치되게 된다.

이러한 상태에서 회전축(21)이 정회전 또는 역회전하게 될 때 걸림핀(80)이 슬롯(53)의 제 1 단(53a)과 제 2 단(53b) 중의 어느 하나에 걸리기 전까지는 상부 및 하부 편심부시(51)(52)는 회전하지 않게 되며, 걸림핀(80)이 슬롯(53)의 제 1 단(53a) 또는 제 2 단(53b)에 걸리게 되면 상부 편심부시(51)와 하부 편심부시(52)가 회전축(21)과 함께 정회전 또는 역회전하게 된다.

한편, 상부 편심부시(51)의 최대 편심부와 최소 편심부를 연결하는 편심선(L3-L3)과 슬롯(53)의 제 1 단(53a)과 연결부(54)의 중심을 잇는 선 사이의 각도는 대략 90도를 이루도록 형성되고, 하부 편심부시(52)의 최대 편심부와 최소 편심부를 연결하는 편심선(L4-L4)과 슬롯(53)의 제 2 단(53b)과 연결부(54)의 중심을 잇는 선 사이의 각도도 마찬가지로 대략 90도를 이루도록 형성된다.

또한, 상부 편심부시(51)의 편심선(L3-L3)과 하부 편심부시(52)의 편심선(L4-L4)은 서로 동일 평면상에 위치하되 상부 편심부시(51)의 최대 편심부와 하부 편심부시(52)의 최대 편심부는 서로 반대측을 향하도록 편심 배치되며, 연결 부(54)에 원주방향을 따라 형성된 슬롯(53)의 제 1 단(53a)과 제 2 단(53b)을 연결하는 선도 180도의 각도를 이루도록 형성된다.

상기와 같은 배치구조에 의해 걸림핀(80)이 슬롯(53)의 제 1 단(53a)에 걸려져서 상부 편심부시(51)가 회전축(21)과 함께 제 1 회전방향으로 회전(물론, 하부 편심부시도 함께 회전하게 됨)하게 되는 각위치에서 상부 편심부시(51)는 상부 편심캠(41)의 최대 편심부와 상부 편심부시(51)의 최대 편심부가 서로 맞닿게 되어 회전축(21)과 최대로 편심된 상태로 정회전하게 되는 반면에(도 5 참조), 하부 편심부시(52)는 하부 편심캠(42)의 최대 편심부와 하부 편심부시(52)의 최소 편심부가 서로 맞닿게 되어 회전축(21)과 동심을 이룬 상태로 정회전하게 된다(도 6 참조).

상기와 반대로, 걸림핀(80)이 슬롯(53)의 제 2 단(53b)에 걸려져서 하부 편심부시(52)가 회전축(21)과 함께 제 2 회전방향으로 회전하게 되는 각위치에서 하부 편심부시(52)는 하부 편심캠(42)의 최대 편심부와 하부 편심부시(52)의 최대 편심부가 서로 맞닿게 되어 회전축(21)과 최대로 편심된 상태로 역회전하게 되는 반면에(도 7 참조), 상부 편심부시(51)는 상부 편심캠(41)의 최대 편심부와 상부 편심부시(51)의 최소 편심부가 서로 맞닿게 되어 회전축과 동심을 이룬 상태로 역회전하게 된다(도 8 참조).

도 3에 도시된 바와 같이, 체결홀(90)은 이 체결홀(90)의 바깥쪽 부분에 형성되어 걸림핀(80)의 머리부(81)가 끼워지도록 하는 제 1 직경부(91)와, 체결홀(90)의 안쪽 부분에 형성되며 걸림핀(80)의 몸통부(82)에 형성된 숫나사산에 대응하는 암나사산을 구비하여 걸림핀(80)의 몸통부(82)가 나사 결합되도록 하는 제 2 직경부(92)로 이루어진다.

따라서 제 1 직경부(91)는 걸림핀(80)의 머리부(81)에 대응하는 직경을 가지는 반면에, 제 2 직경부(92)는 걸림핀(80)의 몸통부(82)에 대응하는 직경을 가진다. 즉, 체결홀(90)의 바깥쪽 부분에 형성된 제 1 직경부(91)의 직경은 체결홀(90)의 안쪽 부분에 형성된 제 2 직경부(92)의 직경보다 더 큰 크기를 갖게 된다.

따라서 걸림핀(80)을 체결홀(90)에 끼우고 나사 렌치와 같은 도구로 걸림핀(80)을 회전시키게 되면 걸림핀(80)의 몸통부(82)가 체결홀(90)의 제 2 직경부(92)에 나사 결합되어 걸림핀(80)이 체결홀(90)에 고정되게 된다.

한편, 제 1 직경부(91)의 주위에는 이 제 1 직경부(91)의 직경보다 더 큰 크기를 가지는 환형의 용접홈(100)이 형성된다.

따라서 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 용접홈(100)에 의해 걸림핀(80)이 체결홀(90)에 체결된 상태에서 걸림핀(80)의 머리부(81)와 회전축(21) 사이에 일정한 갭이 형성되게 되어 걸림핀(80)의 머리부(81)가 회전축(21)에 간편하게 용접될 수 있도록 한다. 걸림핀(80)을 회전축(21)에 용접하는 방식에는 제한은 없지만, 바람직하게는 레이저 용접방식에 의해 걸림핀(80)이 회전축(21)에 용접되도록 한다.

걸림핀(80)이 체결홀(90)에 체결된 상태에서 용접홈(100)을 따라 용접작업을 수행하게 되면 용접홈(100)에 용접 이음매(110)가 형성되어서 걸림핀(80)이 회전축(21)에 견고하게 고정되게 된다.

이하에서는 도 5 내지 도 8을 참조하여 상기와 같이 구성된 편심장치에 의해 상부 압축실 또는 하부 압축실에서 선택적으로 냉매가스가 압축되는 동작에 대해 설명하고자 한다.

도 5와 도 6은 각각 회전축이 제 1 회전방향으로 회전하여 본 발명에 따른 편심장치에 의해 상부 압축실에서는 압축작용이 이루어지고 하부 압축실에서는 압축작용이 이루어지지 않는 것을 보인 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 회전축(21)이 제 1 회전방향(도 5에서는 반시계방향)으로 회전하여 회전축(21)에서 돌출한 걸림핀(80)이 상부 편심부시(51)와 하부 편심부시(52) 사이에 형성된 슬롯(53)에 끼워진 상태로 일정각도 회동하게 되면 걸림핀(80)이 슬롯(53)의 제 1 단(53a)에 걸려져서 상부 편심부시(51)가 회전축(21)과 함께 회전하게 된다.

걸림핀(80)이 슬롯(53)의 제 1 단(53a)에 걸려진 상태에서는 전술한 바와 같이, 상부 편심캠(41)의 최대 편심부가 상부 편심부시(51)의 최대 편심부와 맞닿게 되어 상부 편심부시(51)가 회전축(21)의 중심선(C1-C1)에 대해 최대 편심위치로 전환된 상태에서 회전하게 되며, 이에 따라 상부 롤러(37)가 상부 압축실(31)을 형성하는 하우징(33)의 내주면과 접촉한 상태로 회전하게 되면서 압축동작을 수행하게 된다.

이와 동시에, 도 6에 도시된 바와 같이 하부 편심캠(42)의 최대 편심부는 하 부 편심부시(52)의 최소 편심부에 맞닿게 되어 하부 편심부시(52)가 회전축(21)의 중심선(C1-C1)에 대해 동심을 이루는 위치로 전환된 상태에서 회전하게 되며, 이에 따라 하부 롤러(38)가 하부 압축실(32)을 형성하는 하우징(33)의 내주면과 일정간격으로 이격된 채로 회전하게 되면서 압축동작이 이루어지지 않게 된다.

따라서 회전축(21)이 제 1 회전방향으로 회전하게 되면 상대적으로 내용적이 큰 상부 압축실(31)에서는 상부 롤러(37)에 의해 상부 흡입구(63)로 유입된 냉매가스가 압축되어 상부 토출구(65)를 통해 배출되게 되고, 상대적으로 내용적이 작은 하부 압축실(32)에서는 압축동작이 이루어지지 않게 되어서, 회전 압축기는 압축용량이 큰 상태로 전환되어 작동하게 되는 것이다.

한편, 회전축(21)의 회전 동작에 의해 발생되는 진동과 체결홀(90)에 결합된 걸림핀(80)이 슬롯(53)의 제 1 단(53a)에 충돌하게 되면서 발생되는 충격에 의해 걸림핀(80)이 체결홀(90)로부터 풀리게 되는 힘을 받을 수 있지만 걸림핀(80)이 체결홀(90)에 나사 체결됨과 동시에 용접홈(100)에서의 용접에 의해 발생하는 용접 이음매(110)에 의해 회전축(21)에 견고하게 고정되는 구조를 갖기 때문에, 걸림핀(80)이 체결홀(90)에서 풀려서 빠져 나오는 현상이 발생하지 않게 된다.

도 7과 도 8은 각각 회전축이 제 2 회전방향으로 회전하여 본 발명에 따른 편심장치에 의해 하부 압축실에서는 압축작용이 이루어지고 상부 압축실에서는 압축작용이 이루어지지 않는 것을 보인 것이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 회전축(21)이 제 2 회전방향(도 7에서는 시계방향)으로 회전하게 되면 도 5와 도 6에서와 같이 상부 압축실(31)에서만 압축작용이 이루어지는 동작과 반대로 동작하게 되어 하부 압축실(32)에서만 압축작용이 이루어지게 된다.

즉, 회전축(21)의 제 2 회전방향으로의 회전에 의해 회전축(21)에서 돌출한 걸림핀(80)이 슬롯(53)의 제 2 단(53b)에 걸려지게 되어서 하부 편심부시(52)와 상부 편심부시(51)가 회전축(21)에 의해 제 2 회전방향으로 회전하게 된다.

이러한 전환동작에 의해 하부 편심캠(42)의 최대 편심부가 하부 편심부시(52)의 최대 편심부와 맞닿게 되어 하부 편심부시(52)가 회전축(21)의 중심선(C1-C1)에 대해 최대로 편심된 상태로 전환되어 회전하게 되고, 이에 따라 하부 롤러(38)가 하부 압축실(32)을 형성하는 하우징(33)의 내주면과 접촉한 상태로 회전하게 되면서 압축동작을 수행하게 된다.

이와 동시에, 도 8에 도시된 바와 같이 상부 편심캠(41)의 최대 편심부는 상부 편심부시(51)의 최소 편심부와 맞닿게 되어 상부 편심부시(51)는 회전축(21)의 중심선(C1-C1)에 대해 동심을 이루는 상태로 전환되어 회전하게 되며, 이에 따라 상부 롤러(37)가 상부 압축실(31)을 형성하는 하우징(33)의 내주면과 일정간격으로 이격된 채로 회전하게 되면서 압축동작이 이루어지지 않게 된다.

따라서 상대적으로 내용적이 작은 하부 압축실(32)에서는 하부 롤러(38)에 의해 하부 흡입구(64)로 유입된 냉매가스가 압축되어 하부 토출구(66)를 통해 배출되게 되고, 상대적으로 내용적이 큰 상부 압축실(31)에서는 압축동작이 이루어지지 않게 되어서, 회전 압축기는 압축용량이 작은 상태로 전환되어 작동하게 되는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기는 서로 다른 내용적을 가진 상부 압축실과 하부 압축실에서 정방향 또는 역방향으로 회전하는 편심장치에 의해 압축용량을 가변시킬 수 있는 구조로 이루어져서 주위공간을 신속하고 적절하게 냉각시킬 수 있음과 동시에, 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.

특히, 본 발명에 따른 용량가변 압축기는 체결홀의 주위에 용접홈을 마련하여 걸림핀이 회전축의 체결홀에 체결된 상태에서 간편하게 회전축에 용접되어 견고하게 고정되는 구조를 갖기 때문에, 편심장치가 정방향 또는 역방향으로 회전하는 과정에서 걸림핀이 슬롯의 제 1 단 또는 제 2 단에 충돌하는 동작에 의해 걸림핀에 충격이 가해지거나 작동 중의 미세한 진동이 회전축과 걸림핀에 작용하게 되어도 걸림핀이 체결홀에서 풀려지거나 유격에 따른 손상과 소음이 발생하지 않게 되며, 이에 따라 제품의 신뢰성이 증대되는 효과가 있는 것이다.

Claims

서로 다른 내용적으로 구획된 상부 및 하부 압축실, 상기 상부 및 하부 압축실을 관통하며 체결홀이 마련된 회전축, 상기 회전축에 마련된 상부 및 하부 편심캠, 각각 상기 상부 및 하부 편심캠의 외주면에 배치되는 상부 및 하부 편심부시, 상기 상부 편심부시와 하부 편심부시 사이에 마련된 슬롯, 상기 체결홀에 결합되어 상기 회전축에서 돌출하며 상기 슬롯과 작용하여 상기 상부 및 하부 편심부시를 선택적으로 최대 편심위치로 전환시키는 걸림핀, 상기 걸림핀이 상기 회전축에 간편하게 용접되도록 상기 체결홀 주위에 마련된 용접홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 용량가변 회전압축기.
제 1 항에 있어서, 상기 용접홈은 상기 걸림핀이 상기 체결홀에 끼워진 상태에서 상기 걸림핀의 외주면과의 사이에 일정 갭이 형성되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 용량가변 회전압축기.
제 1 항에 있어서, 상기 걸림핀은 상기 용접홈과의 사이에서 레이저 용접에 의해 생성되는 용접 이음매에 의해 상기 회전축에 견고하게 고정되는 것을 특징으로 하는 용량가변 회전압축기.
제 1 항에 있어서, 상기 걸림핀은 나사산이 형성된 몸통부와, 상기 몸통부의 직경보다 더 큰 직경을 가진 머리부로 이루어지고, 상기 체결홀은 상기 머리부에 대응하는 직경을 가진 제 1 직경부와, 상기 몸통부에 대응하는 직경을 가지고 상기 몸통부에 대응하는 나사산이 형성된 제 2 직경부로 이루어지며, 상기 용접홈은 상기 제 2 직경부의 주위에서 상기 제 2 직경부보다 더 큰 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 용량가변 회전압축기.
제 1 항에 있어서, 상기 체결홀은 서로 동일한 방향으로 편심된 상기 상부 편심캠과 하부 편심캠 사이에서 상기 상부 및 하부 편심캠의 최대 편심부와 대략 90도의 각도를 이루는 위치에 마련된 것을 특징으로 하는 용량가변 회전압축기.
제 1 항에 있어서, 상기 걸림핀은 서로 동일한 방향으로 편심된 상기 상부 편심캠과 상기 하부 편심캠 사이에서 상기 회전축으로부터 돌출하고, 상기 슬롯은 서로 반대방향으로 편심된 상기 상부 편심부시와 하부 편심부시를 일체로 연결하는 연결부에 원주방향으로 형성되어 상기 걸림핀이 수용되도록 한 것을 특징으로 하는 용량가변 회전압축기.