KR100557057B1 - Scroll compressor with volume regulating capability - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 용량 조절식 스크롤 압축기는 스크롤 압축기의 스크롤 부재 압축 공간의 벽이 뚫려 형성되는 바이패스 포트; 일단이 상기 바이패스 포트와 연결되고, 타단이 상기 스크롤 압축기 내에서 압축되기 전의 저압 상태인 유체가 저장되는 흡입 챔버와 연결되는 바이패스 관로; 상기 바이패스 포트와 상기 바이패스 관로의 연결 상태를 개방/폐쇄 상태로 조작하기 위한 막음 밸브; 상기 막음 밸브의 위치를 개방 또는 폐쇄 위치로 조정하기 위하여, 상기 스크롤 압축기 흡입구의 저압 상태 유체압과, 상기 스크롤 압축기 토출구의 고압 상태 유체압이, 소정의 관로를 통하여 선택적으로 상기 막음 밸브에 인가되도록 하기 위한 조정 밸브가 포함된다.The capacity adjustable scroll compressor according to the present invention includes a bypass port formed by opening a wall of the scroll member compression space of the scroll compressor; A bypass conduit having one end connected to the bypass port and the other end connected to a suction chamber in which a fluid in a low pressure state before being compressed in the scroll compressor is stored; A blocking valve for manipulating the connection state of the bypass port and the bypass conduit to an open / closed state; In order to adjust the position of the blocking valve to an open or closed position, a low pressure fluid pressure of the scroll compressor inlet and a high pressure fluid pressure of the scroll compressor discharge port may be selectively applied to the blocking valve through a predetermined conduit. An adjustment valve is included.
본 발명에 따른 용량 조절식 스크롤 압축기는, 압축 모터의 회전수가 동일한 상태에서 간단한 구성으로도 유체의 바이패스 기능을 이용하여 압축 용량을 가변할 수 있는 효과가 있다. The capacity-controlled scroll compressor according to the present invention has the effect of varying the compression capacity by using the bypass function of the fluid even in a simple configuration in the same rotation speed of the compression motor.
또한, 본 발명은 별도의 추가적인 구성없이, 스크롤 압축기에 의해서 압축되기 전과, 압축된 후의 유체 압력을 이용하여 밸브를 구동함으로써, 스크롤 압축기의 제작 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of reducing the manufacturing cost of the scroll compressor by driving the valve by using the fluid pressure before and after being compressed by the scroll compressor, without additional configuration.
용량 조절, 스크롤 압축기Capacity adjustable, scroll compressor
Description
도 1은 본 발명의 사상에 따른 스크롤 압축기의 구성을 설명하는 도면. 1 is a view for explaining the configuration of a scroll compressor according to the spirit of the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 비선회 스크롤 부재의 저면도. 2 is a bottom view of the non-orbiting scroll member according to the present invention.
도 3과 도 5는 도 1에서 "A"부분을 확대한 도면.3 and 5 are enlarged views of part “A” in FIG. 1.
도 4와 도 6은 바이패스 포트의 개폐 상태에 따른 스크롤 부재의 상태를 개념적으로 설명하는 도면. 4 and 6 conceptually illustrate the state of the scroll member according to the open / closed state of the bypass port.
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 설명하는 도면. 7 illustrates another embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
11 : 밀폐성 외각 12 : 밀폐 플레이트 13 : 흡입 챔버11 sealant
14 : 토출 챔버 15 : 비선회 스크롤 부재 14
16 : 선회 스크롤 부재 17 : 비선회 나선형 랩16: pivoting scroll member 17: non-orbiting spiral wrap
18 : 선회 나선형 랩 19 : 구동축18: turning spiral wrap 19: drive shaft
21 : 베어링 22 : 흡입구 23 : 토출구21: bearing 22: suction port 23: discharge port
24 : 바이패스 포트 25 : 막음 밸브 26 : 중앙 토출 관로24
31 : 바이패스 관로31: bypass pipeline
본 발명은 스크롤 압축기에 관한 것으로서, 상세하게는, 스크롤 압축기의 토출 용량을 편리하게 조절할 수 있는 용량 조절식 스크롤 압축기에 관한 것이다.The present invention relates to a scroll compressor, and more particularly, to a capacity-controlled scroll compressor that can conveniently adjust the discharge capacity of the scroll compressor.
냉동 시스템은 에어컨 또는 냉장고에 적용되는 시스템으로서, 냉동 사이클을 순환하는 냉매에 의한 열의 흡수 및 방출에 의해서 특정 부분의 온도를 냉각시키는 장치로서 사용된다. 상세하게 냉동 시스템은 계(boundary)의 내부에서 열을 흡수하고, 계의 외부로 흡수된 열을 방출하는 동작이 반복해서 수행됨으로써, 계의 내부를 냉각시키는 시스템이다. A refrigeration system is a system applied to an air conditioner or a refrigerator and is used as an apparatus for cooling a temperature of a specific portion by absorption and release of heat by a refrigerant circulating in a refrigeration cycle. In detail, the refrigeration system is a system for cooling the inside of the system by repeatedly performing an operation of absorbing heat inside the boundary and dissipating heat absorbed to the outside of the system.
이와 같은 냉동 시스템은 압축, 응축, 팽창, 증발로 이어지는 일련의 과정으로 이루어지고, 이러한 일련의 과정 중에서 스크롤 압축기는 냉매를 압축하는 기능을 수행하게 된다. Such a refrigeration system is composed of a series of processes leading to compression, condensation, expansion, and evaporation, and in such a series of processes, a scroll compressor performs a function of compressing a refrigerant.
한편, 스크롤 압축기는 본원 발명의 출원인이 대한민국 특허출원번호 "10-1999-0000607", 발명의 명칭, "스크롤 압축기"등과 같은 다수의 문헌에 의해서 이미 공지된 바가 있으므로, 이를 참조하고, 스크롤 압축기의 일반적이 구성 및 동작에 대한 설명은 생략하도록 한다.On the other hand, the scroll compressor is already known by a number of documents such as the applicant of the present invention, Korean Patent Application No. "10-1999-0000607", the name of the invention, "scroll compressor", etc. In general, description of the configuration and operation will be omitted.
본 발명은 스크롤 압축기의 작동에 의해서 압축되는 유체의 압축 용량을 가변할 수 있는 용량 조절식 스크롤 압축기에 관한 것이다. 이하에서는, 이와 같이 스크롤 압축기의 동작에서 압축기의 압축 용량의 가변이 필요한 이유를 설명한다. The present invention relates to a volume-controlled scroll compressor that can vary the compression capacity of the fluid being compressed by the operation of the scroll compressor. Hereinafter, the reason why the compression capacity of the compressor is required in the operation of the scroll compressor will be described.
특정 용도에 맞는 스크롤 압축기를 선택하는데 있어서는, 그 사용처를 예상 하여 가장 불리한 작동 조건, 예를 들면 가장 큰 압축 용량이 필요한 조건(예를 들면, 열 펌프에 의한 공조기의 난방 운전)과 작은 압축 용량이 필요한 조건(예를 들면, 공조기의 냉방 운전)을 예상하여 스크롤 압축기를 선택하는 것이 일반적이다. 그러나, 이러한 불리한 조건은 실제 작동시에는 거의 발생되지 아니하는 것이 일반적이다. 그러므로, 결국 압축기를 선택하는데 있어서 최악의 조건을 예상하여 용량이 큰 압축기를 선택하게 되면, 고 비율의 작동 시간 동안 저부하 조건하에서 압축기가 작동하게 된다. 이러한 작동은 결과적으로 시스템의 전체적인 작동효율을 떨어뜨리게 된다.In selecting a scroll compressor for a particular application, it is anticipated that it will be used in the most adverse operating conditions, for example, where the highest compression capacity is required (eg heating operation of an air conditioner with a heat pump) and small compression capacity. It is common to select a scroll compressor in anticipation of the necessary conditions (e.g., cooling operation of the air conditioner). However, it is common that such adverse conditions hardly occur in actual operation. Therefore, if one chooses a compressor with a large capacity in anticipation of the worst condition in selecting the compressor, the compressor operates under low load conditions for a high ratio of operating time. This operation, in turn, lowers the overall operating efficiency of the system.
그러므로, 보통의 작동 조건하에서 전체적인 작동 효율을 향상시키는 동시에, 압축기가 가장 불리한 조건 하에서도 작동 조건을 수용할 수 있도록, 압축 용량의 조절이 가능한 압축기가 요구된다. Therefore, there is a need for a compressor capable of adjusting the compression capacity so as to improve the overall operating efficiency under normal operating conditions, while allowing the compressor to accept operating conditions even under the most adverse conditions.
이와 같이 스크롤 압축기의 압축 용량을 가변하기 위하여 적용되는 방법은, 전기적인 방법으로 스크롤 압축기의 회전수를 제어하는 방법과, 누설을 이용하는 방법이 있다.As such, the method applied to vary the compression capacity of the scroll compressor includes an electric method of controlling the rotation speed of the scroll compressor and a method of using leakage.
그러나, 종래 스크롤 압축기의 압축 용량을 가변하는 방법은 다음과 같은 문제점이 있다. However, the method of varying the compression capacity of the conventional scroll compressor has the following problems.
먼저, 회전수를 제어하는 방법은 성능이 우수하지만, 모터를 정확한 회전수로 제어하기 위한 인버터등과 같은 추가적인 부품이 소요되고, 고속 회전시에 마찰부위의 신뢰성을 확보하기가 어려운 단점이 있다. 그리고, 누설을 이용하는 방법으로는, 대한민국 특허출원 10-2001-0062567(미국특허출원번호 09/686,561)등이 있는 데, 이러한 방법 또한 다수의 복잡한 부품이 적용되기 때문에, 제조 비용이 상승되는 등의 문제가 있다.First, the method of controlling the rotational speed is excellent in performance, but additional components such as an inverter for controlling the motor at the correct rotational speed are required, and it is difficult to secure reliability of the friction part at high speed. In addition, a method of using leakage includes Korean Patent Application No. 10-2001-0062567 (US Patent Application No. 09 / 686,561) and the like, and since such a method also applies a large number of complicated parts, manufacturing cost increases. there is a problem.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 압축 모터의 회전수가 동일한 상태에서, 바이패스(Bypass)기능을 이용하여 압축 용량을 가변할 수 있도록 하는 용량 조절식 스크롤 압축기를 제안하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve this problem, and an object of the present invention is to propose a capacity-controlled scroll compressor that can vary the compression capacity by using a bypass function while the rotation speed of the compression motor is the same. do.
또한, 본 발명은 별도의 추가적인 구성없이, 스크롤 압축기에 의해서 압축되기 전과, 압축된 후의 유체 압력을 각각 이용하여 소정의 밸브를 구동함으로써, 압축 용량을 가변할 수 있도록 하는 용량 조절식 스크롤 압축기를 제안하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention proposes a capacity-controlled scroll compressor that can vary the compression capacity by driving a predetermined valve by using the fluid pressure before and after being compressed by the scroll compressor, without additional configuration. It aims to do it.
상기된 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스크롤 압축기는 스크롤 압축기의 스크롤 부재 압축 공간의 벽이 뚫려 형성되는 바이패스 포트; 일단이 상기 바이패스 포트와 연결되고, 타단이 상기 스크롤 압축기 내에서 압축되기 전의 저압 상태인 유체가 저장되는 흡입 챔버와 연결되는 바이패스 관로; 상기 바이패스 포트와 상기 바이패스 관로의 연결 상태를 개방/폐쇄 상태로 조작하기 위한 막음 밸브; 상기 막음 밸브의 위치를 개방 또는 폐쇄 위치로 조정하기 위하여, 상기 스크롤 압축기 흡입구의 저압 상태 유체압과, 상기 스크롤 압축기 토출구의 고압 상태 유체압이, 소정의 관로를 통하여 선택적으로 상기 막음 밸브에 인가되도록 하기 위한 조정 밸브가 포함된다.According to another aspect of the present invention, a scroll compressor includes a bypass port formed by opening a wall of a scroll member compression space of a scroll compressor; A bypass conduit having one end connected to the bypass port and the other end connected to a suction chamber in which a fluid in a low pressure state before being compressed in the scroll compressor is stored; A blocking valve for manipulating the connection state of the bypass port and the bypass conduit to an open / closed state; In order to adjust the position of the blocking valve to an open or closed position, a low pressure fluid pressure of the scroll compressor inlet and a high pressure fluid pressure of the scroll compressor discharge port may be selectively applied to the blocking valve through a predetermined conduit. An adjustment valve is included.
또 다른 측면에 따르는 본 발명의 스크롤 압축기는 스크롤 부재의 압축 경로에 형성되는 바이패스 포트; 상기 바이패스 포트의 개방 상태 또는 패쇄 상태를 조작하는 막음 밸브; 상기 막음 밸브의 개방 상태 또는 패쇄 상태를, 상기 스크롤 압축기의 흡입구측의 압력 및/또는 상기 스크롤 압축기의 토출구측의 압력으로 조정하기 위한 바이패스 조정 구조가 포함된다.According to another aspect of the present invention, a scroll compressor includes a bypass port formed in a compression path of a scroll member; A blocking valve for manipulating the open state or closed state of the bypass port; A bypass adjustment structure for adjusting the open state or closed state of the blocking valve to the pressure at the suction port side of the scroll compressor and / or the pressure at the discharge port side of the scroll compressor is included.
제시되는 바와 같은 용량 조절식 스크롤 압축기에 의해서, 별도의 추가적인 구성없이 스크롤 압축기의 압축 용량을 가변하여 운전할 수 있게 된다. By the capacity-controlled scroll compressor as shown, it is possible to operate by varying the compression capacity of the scroll compressor without additional configuration.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수는 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제등에 의해서, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented, and other embodiments included within the scope of other inventive inventions or the scope of the present invention are easily facilitated by adding, changing, or deleting other elements. Can suggest.
도 1은 본 발명의 사상에 따른 스크롤 압축기의 구성을 설명하는 도면이다. 1 is a view for explaining the configuration of a scroll compressor according to the spirit of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 용량 조절식 스크롤 압축기는 스크롤 압축기의 일반적인 구성과, 압축 용량이 조정되기 위한 바이패스 구조와, 상기 바이패스 구조를 조정하기 위한 바이패스 조정 구조가 포함된다.Referring to FIG. 1, the capacity adjustable scroll compressor according to the present invention includes a general structure of a scroll compressor, a bypass structure for adjusting the compression capacity, and a bypass adjustment structure for adjusting the bypass structure.
먼저, 일반적인 스크롤 압축기의 구성으로는 계의 내부를 밀폐하여 외계와 분리하는 밀폐성 외각(11)과, 상기 밀폐성 외각(11)의 내부에 형성되어 압축기의 내부를 저압의 흡입 챔버(13)와 고압의 토출 챔버(14)로 분리하는 밀폐 플레이트(12)와, 상기 흡입 챔버(13)와 연결되어 압축되는 유체가 흡입되는 흡입구(22)와, 상기 토출 챔버(14)와 연결되어 압축된 유체가 토출되는 토출구(23) 와, 상기 밀폐성 외각(11)에 고정되는 비선회 스크롤 부재(15)와, 모터(미도시)로부터 연장되고 상단부가 편심되어 형성되는 구동축(19)과, 상기 구동축(19)과 연계되는 선회 스크롤 부재(16)와, 상기 비선회 스크롤 부재(15)에 형성되는 공기의 압축 경로로서 비선회 나선형 랩(17)과, 상기 비선회 나선형 랩(17)과 간헐적으로 면접되어 공기의 압축경로를 형성하는 선회 나선형 랩(18)과, 상기 구동축(19)을 안전하게 지지하기 위한 베어링(21)과, 상기 비선회 스크롤 부재(15)의 중심부가 관통되어 압축된 유체가 상기 토출 챔버(14)로 배출되기 위한 중앙 토출 관로(26)가 포함된다. First, a general scroll compressor includes a hermetic
그리고, 상기 바이패스 구조는 상기 비선회 스크롤 부재(15)의 중심이 아닌 다른 소정 부위가 개구되어 형성되는 바이패스 포트(24)와, 상기 바이패스 포트(24)의 후방에 형성되어 유체의 경로를 가이드하는 막음 밸브(25)와, 상기 막음 밸브(25)에서 분지되어 상기 바이패스 포트(24)를 통해서 유출된 유체가 상기 흡입 챔버(13)로 유출되도록 하는 관로인 바이패스 관로(31)가 포함된다. In addition, the bypass structure includes a
그리고, 바이패스 조정 구조로는 상기 막음 밸브(25)와 연결되어 상기 막음 밸브(25)를 조정하는 압력을 제공하는 조정 관로(30)와, 상기 조정 관로(30)에 가하여지는 압력이 저압관로(27) 또는 고압관로(28)로 부터 선택적으로 절환되어 공급되도록 하기 위한 조정 밸브(29)가 포함된다. In addition, the bypass adjustment structure includes an
특히, 상기 저압 관로(27)는 일단은 상기 조정 밸브(29)와 연결되고 타단은 흡입구(22)와 연결되어, 상기 흡입구(22)의 압력이 상기 저압관로(27)에 가하여 진다. 그리고, 상기 고압 관로(28)는 일단은 상기 조정 밸브(29)와 연결되고 타단은 토출구(23)와 연결되어, 상기 토출구(23)의 압력이 상기 고압관로(28)에 가하여 지도록 한다. In particular, the
상세하게, 상기 막음 밸브(25)는 플로우트 밸브(Float Valve)가 적용되어, 소정 하우징의 내부를 자유로이 움직이는 물체에 의해서, 압력이 가해지는 방향으로 자유로이 움직여서 관로의 연결 상태를 변경하도록 한다. In detail, the
예를 들면, 도면에 제시되는 바와 같은 원기둥 형상의 부재가 원형의 하우징 내부를 움직이도록 하여, 양측 중에서 저압이 가하여지는 방향으로 자유로이 움직이도록 하는 구조가 가능하다. 또 다른 예로서는 하우징의 내주에 놓여 하우징의 내부를 자유로이 움직일 수 있는 원형의 구슬이 형성되도록 하고, 유체가 흐르는 통기구를 개폐하는 일정의 밸브로 사용될 수 있다. For example, a structure in which the cylindrical member as shown in the figure moves inside the circular housing can be freely moved in a direction in which low pressure is applied from both sides. As another example, a circular bead may be formed on the inner circumference of the housing to freely move the inside of the housing, and may be used as a constant valve for opening and closing a vent through which a fluid flows.
또한, 상기 조정 밸브(29)는 소정의 콘트롤러에 의해서 움직이는 솔레노이드 밸브가 적용될 수 있다. In addition, the regulating
상기되는 바와 같은 압력 조절식 스크롤 압축기의 동작을 간단히 설명한다. 먼저, 일반적인 스크롤 압축기는 모터(미도시)와 연결되는 구동축(19)이 회전되면, 상기 구동축(19)과 접촉되는 선회 스크롤 부재(16)가 선회 운동하게 된다. 이때, 비선회 스크롤 부재(15)는 정지 상태로 놓여있다. The operation of the pressure-controlled scroll compressor as described above will be briefly described. First, in the general scroll compressor, when the
그리고, 선회 스크롤 부재(16)가 회전되면, 선회 스크롤 부재(16)에 형성되는 선회 나선형 랩(18)과, 비선회 스크롤 부재(15)에 형성되는 비선회 나선형 랩(17)의 사이에 형성되는 공간으로, 흡입 챔버(13)의 내부에 있는 저압의 피 압축 유체가 유입되어 압축된다. When the swinging
그리고, 압축된 유체는 비선회 스크롤 부재(15)의 중심부에 형성되는 중앙 토출 관로(26)를 통하여, 상기 토출 챔버(14)로 토출되고, 토출 챔버(14)의 고압 유체는 토출구(23)를 통해 배출된다. The compressed fluid is discharged to the
한편, 압축 중인 유체의 바이패스 구조로서, 상기 막음 밸브(25)가 형성되어 있어, 막음 밸브(25)가 닫혀있는 경우에는, 바이패스 포트(24)를 통해서 유체가 배출될 수 없다. 그러나, 막음 밸브(25)가 열려있는 경우에는, 바이패스 포트(24)를 경유한 유체가, 상기 바이패스 관로(31)를 통해서 상기 흡입 챔버(13)의 내부로 배출되어 바이패스 된다. 그러므로, 상기 막음 밸브(25)가 열려있는 경우에는, 압축 용량이 떨어지게 된다. On the other hand, as the bypass structure of the fluid under compression, the blocking
한편, 상기 바이패스 구조를 조정하는 상기 바이패스 조정 구조로서, 상기 막음 밸브(25)의 동작을 조정하기 위하여, 막음밸브(25)에 일단이 연결되어 일정의 조정 압력을 인가하는 조정 관로(30)가 포함된다. 상기 조정 관로(30)의 타단에는 조정 밸브(29)가 형성되고, 상기 조정 밸브(29)에 의해서, 상기 저압 관로(27) 및 고압 관로(28)로부터 공급되는 압력이 선택적으로 상기 조정 관로(30)로 가하여진다. On the other hand, as the bypass adjustment structure for adjusting the bypass structure, in order to adjust the operation of the blocking
특히, 상기 저압 관로(27) 및 고압 관로(28)는 상기 흡입구(22) 및 토출구(23)에 그 타단이 연결되어 있어, 상기 스크롤 압축기에서 압축되기 전의 저압의 유체압 또는 압축된 후의 고압의 유체압이 저압 관로(27) 및 고압 관로(28)에 가하여 지도록 한다.In particular, the
상세하게, 상기 조정 밸브(29)가 도 1을 기준으로 하여 상측으로 이동되어 고압 관로(28)와 조정 관로(30)가 연결되는 경우에는, 조정 관로(30)에는 고압이 인가되기 때문에, 상기 막음 밸브(25)는 도면을 기준으로 하측으로 이동된다. 그리고, 상기 막음 밸브(25)가 하측으로 이동되어 닫혀 있을 때는, 상기 바이패스 포트(24)가 막혀져 압축되는 중에 있는 유체가 바이패스 되지 아니한다. 그러므로, 압축 용량의 손실없이 많은 유체가 압축될 수 있다. In detail, when the adjusting
그러나, 도 1을 기준으로 하여 상기 조정 밸브(29)가 하측으로 이동되어 저압 관로(27)와 조정 관로(30)가 연결되는 경우에는, 조정 관로(30)에는 저압이 인가되기 때문에, 상기 막음 밸브(25)는 도 1을 기준으로 상측으로 이동되어 열리게 된다. 왜냐하면, 스크롤 부재(15)(16)의 상호 운동에 의해서 압축 중인 유체는 적어도 흡입구(22)내의 압력보다는 압력이 높기 때문에, 플로우팅 밸브인 상기 막음 밸브(25)는 열리게 되는 것이다. However, when the
또한, 상기 막음 밸브(25)가 상측으로 이동되어 열려 있을 때는, 상기 바이패스 포트(24)가 열려 있는 상태이기 때문에, 압축되는 도중에 있는 유체가 바이패스 관로(31)를 통해서 상기 흡입 챔버(13)의 내부로 바이패스 되어 토출된다. 그러므로, 압축 용량이 줄어들게 되고, 이러한 경우는 유체가 바이패스되는 양만큼 압축 용량이 줄어들게 되는 것이다. In addition, since the
도 2는 본 발명에 따른 비선회 스크롤 부재의 저면도이다. 2 is a bottom view of the non-orbiting scroll member according to the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 사상에 따른 비선회 스크롤 부재(15)는 나선형으로 꼬여있는 비선회 나선형 랩(17)과, 상기 비선회 나선형 랩(17)의 중앙부에 형성되어 압축된 유체가 토출되는 중앙 토출 관로(26)와, 상기 비선회 나선형 랩(17) 들이 이격되는 사이의 공간에 형성되는 소정의 홀로서 압축되는 도중에 있는 유체가 바이패스 되기 위한 바이패스 포트(24)가 형성된다. Referring to FIG. 2, the
이하에서는, 본 발명에 따르는 압력 조절식 스크롤 부재의 동작에 대해서 자세히 설명한다. Hereinafter, the operation of the pressure-controlled scroll member according to the present invention will be described in detail.
도 3과 도 5는 도 1에서 "A"부분을 확대한 도면이고, 도 4와 도 6은 바이패스 포트의 개폐 상태에 따른 스크롤 부재의 상태를 개념적으로 설명하는 도면이다. 그리고, 도 3과 도 4는 바이패스 포트가 막혀있는 상태를 보이고 있고, 도 5와 도 6은 바이패스 포트가 개방되어 있는 상태를 보이고 있는 도면이다. 3 and 5 are enlarged views of part “A” in FIG. 1, and FIGS. 4 and 6 are views for conceptually explaining the state of the scroll member according to the open / closed state of the bypass port. 3 and 4 show a state in which the bypass port is blocked, and FIGS. 5 and 6 show a state in which the bypass port is open.
도 3을 참조하면, 상기 바이패스 포트(24)가 폐쇄되어 있는 상태를 도시하고 있다. 상세히는, 대향되는 상기 비선회 나선형 랩(17)의 이격되는 공간의 사이에 바이패스 포트(24)가 형성되고, 상기 바이패스 포트(24)는 막음 밸브(25)에 의해서 막혀있다. 이때, 상기 조정관로(30)에는 고압이 인가되기 때문에, 상기 막음 밸브(25)는 강하게 상기 바이패스 포트(24)를 막고 있을 수 있다. Referring to FIG. 3, the
도 4를 참조하면, 바이패스 포트(24)가 막혀있는 상태에서는, 비선회 나선형 랩(17)과 선회 나선형 랩(18)과의 사이에 형성되는 공간인 제 1 흡입체적(41)이 비선회 나선형 랩(17)과 선회 나선형 랩(18)이 만나는 첫 위치부터 형성될 수 있다. Referring to FIG. 4, when the
상세하게 흡입 체적의 형성에 대하여 설명하면, 비선회 나선형 랩(17)과 선회 나선형 랩(18)이 접촉되어 형성되는 흡입 체적은 두개가 있을 수 있다. In detail, the formation of the suction volume may include two suction volumes formed by contacting the
하나는, 비선회 나선형 랩(17)의 내주면과 선회 나선형 랩(18)의 외주면이 만나서 형성되는 제 1 흡입 공간으로서, 도 4에 도시되는 바와 같은 제 1 흡입체적(41)으로 설명될 수 있다. One is a first suction space formed by the inner circumferential surface of the non-orbiting
다른 하나는, 비선회 나선형 랩(17)의 외주면과 선회 나선형 랩(18)의 내주면이 만나서 형성되는 제 2 흡입 공간으로서, 도면에 도시되지는 아니하지만, 선회 나선형 랩(18)이 선회되는 동작에 의해서 생성되는 흡입체적을 충분히 생각해 볼 수 있다. The other is a second suction space formed by the outer circumferential surface of the non-orbiting
상기 제 1 흡입공간이 처음으로 시작되는 지점은 CS1(Compress Start 1)로 표시되는 지점이고, 상기 제 2 흡입공간이 처음으로 시작되는 지점은 CS2(Compress Start 2)로 표시되는 지점이다. 한편, 제 1, 2 흡입 공간의 시작 지점이 대칭적이지 아니하므로, 이러한 동작 상태를 '비대칭 운전'이라고 말할 수 있다. 즉, 상기 제 1, 2 흡입 공간의 시작 지점이 중심부를 기준으로 볼 때, 한쪽에 같이 형성되는 경우를 '비대칭 운전'이라고 말할 수 있는 것이다.The first starting point of the suction space is a point indicated by CS1 (Compress Start 1), and the first starting point of the second suction space is a point indicated by CS2 (Compress Start 2). On the other hand, since the starting points of the first and second suction spaces are not symmetrical, this operating state may be referred to as 'asymmetrical driving'. That is, when the starting points of the first and second suction spaces are formed on one side with respect to the center, it may be referred to as 'asymmetric driving'.
도 5를 참조하면, 상기 바이패스 포트(24)가 개방되어 있는 상태를 도시하고 있다. 상세히는, 대향되는 상기 비선회 나선형 랩(17)의 이격되는 공간의 사이에 바이패스 포트(24)가 형성되고, 상기 바이패스 포트(24)는 막음 밸브(25)가 상측으로 이동되어 있으므로 개방되어 있다. 이때, 상기 조정관로(30)에는 기 설명된 바와 같이 저압이 인가되기 때문에, 상기 막음 밸브(25)가 개방되어 압축 중인 유체가 바이패스되어 바이패스 포트(24) 및 바이패스 관로(31)를 통하여 흡입 챔버(13)의 내부로 바이패스되어 토출된다. Referring to FIG. 5, the
도 6을 참조하면, 바이패스 포트(24)가 개방되어 있는 상태에서는, 비선회 나선형 랩(17)과 선회 나선형 랩(18)과의 사이에 형성되는 공간인 제 2 흡입 체적(42)이, 비선회 나선형 랩(17)과 선회 나선형 랩(18)이 만나는 첫 위치부터 형성되지 아니한다. 그 대신에 상기 바이패스 포트(24)가 형성되어 있는 위치를 지난 지점부터 제 2 흡입체적(42)이 형성되기 시작하는 것을 볼 수 있다.Referring to FIG. 6, in the state where the
상세하게 흡입 체적의 형성에 대하여 설명하면, 비선회 나선형 랩(17)과 선회 나선형 랩(18)이 접촉되어 형성되는 흡입 공간은 기 설명된 바와 같이 두개가 있을 수 있다. Referring to the formation of the suction volume in detail, there may be two suction spaces formed by contacting the
즉, 하나는, 비선회 나선형 랩(17)의 내주면과 선회 나선형 랩(18)의 외주면이 만나서 형성되는 제 1 흡입 공간으로서, 도 6에 도시되는 바와 같은 제 1 흡입체적(41)으로 설명될 수 있다. That is, one is a first suction space formed by the inner circumferential surface of the non-orbiting
다른 하나는 비선회 나선형 랩(17)의 외주면과 선회 나선형 랩(18)의 내주면이 만나서 형성되는 제 2 흡입 공간으로서, 도면에 도시되지는 아니하지만, 선회 나선형 랩(18)이 선회되는 동작에 의해서 생성되는 흡입공간을 충분히 생각해 볼 수 있다. The other is a second suction space formed by the outer circumferential surface of the non-orbiting
또한, 상기 바이패스 포트(24)는 비선회 나선형 랩(17)의 내주면에 가까이 형성되므로, 제 2 흡입 공간의 형성에는 방해가 없다. 즉, 제 2 흡입 공간이 형성될 때, 상기 바이패스 포트(24)는 선회 나선형 랩(18)에 의해서 막히게 되므로, 제 2 흡입 공간은 바이패스 포트(24)의 유무에 영향을 받지 아니하는 것이다.In addition, since the
압축 초기에 상기 제 1 흡입공간이 처음으로 시작되는 지점은 CS1로 표시되는 지점이고, 압축 초기에 상기 제 2 흡입공간이 처음으로 시작되는 지점은 CS2로 표시되는 지점이다. 즉, 상기 제 1, 2 흡입 공간의 시작 지점인 CS1 과 CS2가 스크 롤 부재(15)(16)의 중심을 기점으로 양자가 대칭적이므로, 이러한 동작 상태를 '대칭 운전'이라고 말할 수 있다. The first starting point of the first suction space at the beginning of compression is the point indicated by CS1, and the first starting point of the second suction space at the beginning of compression is the point indicated by CS2. That is, since CS1 and CS2, which are starting points of the first and second suction spaces, are symmetrical with respect to the center of the
한편, 상기된 바와 같은 '대칭 운전'이 완전하게 이루어지도록 하기 위하여, 바이패스 포트(24)의 형성 위치는 비선회 스크롤 부재(15)의 중심부를 기점으로 비선회 나선형 랩(17) 시작 부위의 반대쪽에 형성될 수 있다.On the other hand, in order to complete the 'symmetrical operation' as described above, the formation position of the
한편, 상기 도 4에 도시되어 있는 제 1 흡입체적(41)과 도 6에 도시되어 있는 제 2 흡입체적(42)을 비교하면, 흡입체적에 있어서 차이가 있는 것을 알 수 있다. On the other hand, when the
상세하게, 상기 제 1 흡입체적(41)은 제 2 흡입체적(42)에 비하여 크고, 이는 곧 비대칭 운전 상태에서는, 보다 많은 유체가 압축되는 것을 의미한다. 다만, 상기 제 2 흡입공간은 양자간에 동일할 수 있다. In detail, the
이와 같이 제 1 흡입체적(41)과 제 2 흡입체적(42)의 공간이, 바이패스 포트(24)의 개방상태 또는 폐쇄상태에 따라 양자 간에 차이가 남으로써 발생되는 흡입 공간의 체적 차이에 의해서, 압축 용량에 차이가 날 수 있게 된다.As such, the space between the
실험에 따르면, 바이패스 포트(24)가 폐쇄되어 압축이 가능한 전체의 용량(전 부하)으로 압축을 시행할 경우에는, 바이패스 포트(24)가 개방되어 일 부분의 용량(부분 부하)에 대해서만 압축을 시행할 경우에 비하여, 18%정도의 압축 용량의 증대가 있는 것을 볼 수 있다.According to the experiment, when the
결국, 바이패스 포트(24)의 개방/폐쇄 상태, 막음 밸브(25)의 개방/폐쇄 상태, 및 조정 밸브(29)의 조정 상태의 변경에 따라서, 스크롤 압축기는 비대칭/대칭 운전으로 운전 상태가 전환된다. 그리고, 운전 상태의 전환은 흡입체적의 증감으로 이어져 압축 용량의 가변을 가져올 수 있다. As a result, according to the change of the open / closed state of the
예를 들면, 조정 밸브(29)의 조정 상태가 고압 관로(28)와 조정 관로(30)를 연결하는 쪽으로 이동되는 경우에는, 막음 밸브(25)가 도면을 기준으로 하측으로 이동되고, 바이패스 포트(24)는 폐쇄된다. 그리고, 상기 제 1, 2 흡입공간의 시작 지점이 비대칭으로서 스크롤 압축기는 비대칭 운전상태가 된다. 또한, 이러한 경우에는 압축 용량이 증가되므로, 큰 압축 용량이 요구되는, 예를 들면 공조기의 난방 운전 상태에 적합할 수있다. For example, when the adjustment state of the
이와 반대되는 경우를 설명하면, 조정 밸브(29)의 조정 상태가 저압 관로(27)와 조정 관로(30)를 연결하는 쪽으로 이동되는 경우에는, 막음 밸브(25)가 도면을 기준으로 상측으로 이동되고, 바이패스 포트(24)는 개방된다. 그리고, 상기 제 1, 2 흡입공간의 시작 지점이 대칭으로서 스크롤 압축기는 대칭 운전상태가 된다. 또한, 이러한 경우에는 압축 용량이 감소되므로, 작은 압축 용량이 요구되는 공조기의 냉방 운전 상태에 적합할 수 있는 것이다. In the opposite case, when the adjustment state of the
다만, 공조기의 냉방/난방의 운전 상태를 예시적인 설명에 지나지 아니하며, 압축 용량의 차이가 필요한 그 어느 사용처라 하더라도 무관하게 적용될 수있다.However, the operation state of the air conditioner cooling / heating is only an exemplary description, and may be applied to any use where a difference in compression capacity is required.
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 설명하는 도면이다. 7 is a view for explaining another embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에서는 많은 부분에서 기 설명된 바가 있는 원 실시예와 동일하고, 다만, 조정 밸브를 기점으로 하는 연결 상태만이 변경된다. Referring to Fig. 7, another embodiment of the present invention is the same as the original embodiment, which has been described in many respects, except that only the connection state starting from the control valve is changed.
상세하게 설명하면, 조정 관로(52)와, 조정 밸브(53), 및 고압관로(51)가 형성되는 것은 원 실시예와 동일하다. 그러나, 본 실시예에서는 조정 밸브(53)의 또 다른 연결관로인 저압 관로(도 1의 27참조)가 형성되지 아니하는 점에 그 특징이 있다. In detail, it is the same as that of the original embodiment in which the adjusting
상기되는 본 발명의 다른 실시예와 같이 저압 관로(27)가 형성되지 아니하는 경우에는, 조정밸브(53)가 도 7을 기준으로 하측으로 이동되어 고압이 조정관로(52)에 가해지지 아니한다. When the
또한, 그 경우에는 조정 관로(52)의 내부 압력이, 바이패스 포트(24)가 형성된 지점의 압력으로서, 스크롤 압축기의 압축 중인 유체의 중간 압력보다 작으므로, 상기 막음 밸브(25)가 개방될 수있다.In this case, since the internal pressure of the adjusting
이를 위해서 상기 막음 밸브(25)는 소정의 하우징 내부에 자유로이 움직일 수 있는 플로우팅 밸브가 적용될 수 있다.To this end, the blocking
설명된 바와 같은 본 발명은, 조정 밸브의 조정 상태를 조정하기만 하면 편리하게 압축 중인 유체를 바이패스 시킬 수 있는 효과가 있다. 특히, 바이패스 포트를 조작할 수 있는 원동력은 스크롤 압축기로 흡입되기 전의 압력인, 저압의 압축전 압력과, 스크롤 압축기에 의해서 압축되어 토출된 후의 압력인 고압의 압축후 압력이 이용되는 점에 그 특징이 있다.The present invention as described has the effect that it is possible to bypass the fluid under compression simply by adjusting the adjustment state of the adjustment valve. In particular, the driving force for operating the bypass port is that the low pressure precompression pressure, which is the pressure before being sucked into the scroll compressor, and the high pressure postcompression pressure, which is the pressure after being compressed and discharged by the scroll compressor, are used. There is a characteristic.
그러므로, 스크롤 압축기의 구조를 한층 더 간단히 할 수 있고, 제조비용을 절감할 수 있게 된다. Therefore, the structure of the scroll compressor can be further simplified, and the manufacturing cost can be reduced.
본 발명에 따른 용량 조절식 스크롤 압축기는, 압축 모터의 회전수가 동일한 상태에서 간단한 구성으로도 유체의 바이패스 기능을 이용하여 압축 용량을 가변할 수 있는 효과가 있다. The capacity-controlled scroll compressor according to the present invention has the effect of varying the compression capacity by using the bypass function of the fluid even in a simple configuration in the same rotation speed of the compression motor.
또한, 본 발명은 별도의 추가적인 구성없이, 스크롤 압축기에 의해서 압축되기 전과, 압축된 후의 유체 압력을 이용하여 밸브를 구동함으로써, 스크롤 압축기의 제작 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of reducing the manufacturing cost of the scroll compressor by driving the valve by using the fluid pressure before and after being compressed by the scroll compressor, without additional configuration.
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