KR100585807B1

KR100585807B1 - 용량 가변형 복식 로터리 압축기 및 그 운전 방법

Info

Publication number: KR100585807B1
Application number: KR1020040109741A
Authority: KR
Inventors: 이장우; 배영주; 김성돈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2006-06-07

Abstract

용량 가변형 복식 로터리 압축기 및 그 운전 방법에 관한 것으로, 밀폐공간을 내부에 형성하고 그 밀폐공간에 냉매토출관을 연통 설치하는 케이싱과, 케이싱의 내부에 장착하여 구동력을 발생시키는 구동유닛과, 케이싱의 내부에 설치하여 구동유닛으로부터 구동력을 전달받아 냉매를 압축하는 제1 압축유닛 및 제2 압축유닛과, 냉동사이클의 증발기 출구와 냉매토출관을 제1 압축유닛의 입구에 선택적 연통시키는 제1 연결유닛과, 냉동사이클의 증발기 출구와 냉매토출관을 제2 압축유닛의 입구에 선택적으로 연통시키는 제2 연결유닛을 포함함으로써, 냉매의 유동을 조절하는 밸브의 사용개수를 줄여 생산비용을 낮출 수 있을 뿐만 아니라 밸브의 과다 사용시 발생할 수 있는 오작동을 최소화하여 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

용량 가변형 복식 로터리 압축기 및 그 운전 방법{MODULATION TYPE TWIN ROTARY COMPRESSOR AND OPERATION METHOD}

도 1은 본 발명 복식 로터리 압축기의 일례를 보인 종단면도,

도 2는 본 발명 복식 로터리 압축기에서 압축기구부의 일례를 보인 횡단면도,

도 3은 도 2의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도,

도 4a 내지 도 4c는 본 발명 복식 로터리 압축기의 운전상태를 보인 각각의 계통도,

도 5는 본 발명 복식 로터리 압축기의 다른 실시예를 보인 종단면도,

도 6a 및 도 6b는 본 발명 복식 로터리 압축기의 운전상태를 보인 각각의 계통도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

10,110: 케이싱 11,111: 제1 냉매흡입관

12,112: 제2 냉매흡입관 13,113: 냉매토출관

20,120: 구동유닛 30,130: 제1 압축유닛

31,131: 제1 실린더 32,132: 상부베어링

33,133: 제1 롤링피스톤 34: 제1 베인

35,135: 중간베어링 36,136: 제1 토출밸브

37,137: 제1 머플러 39: 제1 영구자석

40,140: 제2 압축유닛 41,141: 제2 실린더

42,142: 하부베어링 43,143: 제2 롤링피스톤

44: 제2 베인 45,145: 제2 토출밸브

46,146: 제2 머플러 48: 제2 영구자석

50,60,150: 연결유닛 51,52,151: 제1 연결관

61,62,152,153: 제2 연결관 53,63,154: 냉매절환밸브

54,64,155 : 바이패스관

본 발명은 복식 로터리 압축기에 관한 것으로서, 특히 밸브의 개수를 줄이고도 용량 가변을 원활하게 실현할 수 있는 복식 로터리 압축기의 용량 가변 장치에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 전기 모터 등의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 공기나 냉매 또는 그 밖의 특수가스에 압축일을 가함으로써 작동가스를 압축시켜 압력을 높여 주는 장치로서 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다. 압축기는 압축을 이루는 방식에 따라서 용적형과 터보형으로 분류할 수 있다. 용적형 압축기(positive displacement compressor)는 체적의 감소를 통해 압력을 증가시키는 방 식이고, 터보형 압축기(turbo compressor)는 가스의 운동에너지를 압력에너지로 변환시켜 압축을 이루는 방식이다. 용적형 압축기 중 로터리 압축기는 주로 에어컨과 같은 공기조화기에 적용하는 것으로 최근 들어 에어컨의 기능이 다양해지는 추세에 부응하여 로터리 압축기도 용량을 가변할 수 있는 제품을 요구하고 있는 실정이다.

로터리 압축기에서 용량을 가변하는 기술로는 주로 인버터 모터를 채용하여 압축기의 회전수를 제어하는 소위 인버터 방식이 알려져 있으나, 이 기술은 인버터 모터 자체가 고가여서 원가 부담이 클 뿐만 아니라 통계상 대부분의 에어콘은 냉방기로 사용하는 점을 감안할 때 에어콘용 압축기에서 더욱 중요한 냉방조건에서의 냉동능력을 높이는 것이 오히려 난방조건에서의 냉동능력을 높이는 것에 비해 어렵다는 한계가 있다.

이에 따라 최근에는 인버터 방식을 대신하여 실린더에서 압축되는 냉매가스의 일부를 실린더의 외부로 바이패스 시켜 압축실의 용적을 가변하는 소위 "배제용적절환에 의한 냉동능력가변기술"(이하, 배제용적절환기술로 약칭함)이 널리 알려지고 있다.

이러한 배제용적가변기술의 일례로 내부용적이 동일하거나 상이한 복수 개의 압축유닛을 구비하여 그 복수 개의 압축유닛을 상호 배관 연결하고 그 배관의 적당 위치에 밸브를 설치하여 냉매의 유로를 가변하면서 압축기의 용량을 가변하고 있으나, 이 경우 밸브의 개수를 적절하게 조절하지 못하면 과도한 비용이 발생하는 것은 물론 작동이 복잡하고 어느 한 개의 밸브가 오작동하는 경우 압축기의 용량 가변이 원활하게 이루어지지 못할 우려가 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 배관의 중간에 설치하는 밸브의 개수를 가급적 최소화하여 비용을 줄이고 작동을 간소화하면서 압축기의 용량 가변을 원활하게 할 수 있는 용량 가변형 복식 로터리 압축기 및 그 운전 방법을 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 밀폐공간을 내부에 형성하고 그 밀폐공간에 냉매토출관을 연통 설치하는 케이싱과, 케이싱의 내부에 장착하여 구동력을 발생시키는 구동유닛과, 케이싱의 내부에 설치하여 구동유닛으로부터 구동력을 전달받아 냉매를 압축하는 제1 압축유닛 및 제2 압축유닛과, 냉동사이클의 증발기 출구와 냉매토출관을 제1 압축유닛의 입구에 선택적 연통시키는 제1 연결유닛과, 냉동사이클의 증발기 출구와 냉매토출관을 제2 압축유닛의 입구에 선택적으로 연통시키는 제2 연결유닛을 포함한 용량 가변형 복식 로터리 압축기를 제공한다.

또, 앞에서 파워모드인 경우에는 각 압축유닛의 입구로 흡입압의 냉매가 공급되어 양쪽 압축유닛에서 정상적으로 압축되도록 하고, 세이빙모드인 경우에는 어느 한 쪽 압축유닛의 입구로는 흡입압의 냉매가 공급되어 정상적으로 압축되도록 하는 반면 다른 한 쪽 압축유닛의 입구로는 토출압의 냉매가 공급되어 공회전되도록 하는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 복식 로터리 압축기의 운전 방법을 제공한다.

또, 밀폐공간을 내부에 형성하고 그 밀폐공간에 냉매토출관을 연통 설치하는 케이싱과, 케이싱의 내부에 장착하여 구동력을 발생시키는 구동유닛과, 내부공간이 서로 다른 용적을 가지도록 형성하여 상기 케이싱의 내부에 설치하고 구동유닛으로부터 구동력을 전달받아 냉매를 압축하는 제1 압축유닛 및 제2 압축유닛과, 냉동사이클의 증발기 출구와 냉매토출관을 제1 압축유닛의 입구와 제2 압축유닛의 입구에 교차 연통시키는 한 개의 연결유닛을 포함한 용량 가변형 복식 로터리 압축기를 제공한다.

또, 앞에서 파워모드인 경우에는 용적이 큰 압축유닛의 입구로 흡입압의 냉매가 공급되어 정상적으로 압축되도록 하는 반면 용적이 작은 압축유닛의 입구로는 토출압의 냉매가 공급되어 공회전되도록 하고, 세이빙모드인 경우에는 용적이 작은 압축유닛의 입구로 흡입압의 냉매가 공급되어 정상적으로 압축되도록 하는 반면 용적이 큰 압축유닛의 입구로는 토출압의 냉매가 공급되어 공회전되도록 하는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 복식 로터리 압축기의 운전 방법을 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 용량 가변형 복식 로터리 압축기 및 그 운전 방법을 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명 복식 로터리 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 2는 본 발명 복식 로터리 압축기에서 압축기구부의 일례를 보인 횡단면도이며, 도 3은 도 2의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도이고, 도 4a 내지 도 4c는 본 발명 복식 로터리 압축기의 운전상태를 보인 각각의 계통도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 용량 가변형 복식 로터리 압축기는, 밀폐공간을 내부에 형성하는 케이싱(10)과, 케이싱(10)의 내부에 설치하여 구동력 을 발생하는 구동유닛(20)과, 구동유닛(20)에 연결하여 냉매를 압축하는 제1 압축유닛(30) 및 제2 압축유닛(40)과, 복수 개의 압축유닛(30)(40)을 냉동사이클에 연결하여 압축기의 운전모드에 따라 냉매를 선택적으로 공급하는 제1 연결유닛(50) 및 제2 연결유닛(60)으로 구성한다.

케이싱(10)은 냉동사이클의 증발기 출구에 각각의 압축유닛(30)(40)을 연통하도록 복수 개의 냉매흡입관(11)(12)을 연결 설치하고, 냉동사이클의 응축기 입구에 케이싱(10)의 밀폐공간을 연통하도록 한 개의 냉매토출관(13)을 관통 설치한다.

구동유닛(20)은 케이싱(10)의 내부에 고정하여 외부에서 전원을 인가하는 고정자(21)와, 고정자(21)의 내부에 일정 공극을 두고 배치하여 상기 고정자(21)와 상호 작용하면서 회전하는 회전자(22)와, 회전자(22)와 일체로 결합하여 구동력을 압축유닛(30)(40)으로 전달하는 회전축(23)으로 이루어진다. 여기서, 구동유닛(200)은 정속 모터로 구성하는 것이 제어 드라이브를 구비하는 인버터 모터보다 가격이 저렴하여 바람직하나, 경우에 따라서는 인버터 모터로 구성할 수도 있다.

제1 압축유닛(30)은 환형으로 형성하여 케이싱(10)의 내부에 설치하는 제1 실린더(31)와, 제1 실린더(31)의 상하 양측을 복개하여 함께 제1 내부공간(V1)을 이루면서 회전축(23)을 반경방향으로 지지하는 상부베어링(32) 및 중간베어링(35)과, 회전축(23)의 상측 편심부에 삽입하여 제1 실린더(31)의 제1 내부공간(V1)에서 선회하면서 냉매를 압축하는 제1 롤링피스톤(33)과, 제1 롤링피스톤(33)의 외주면에 압접하도록 제1 실린더(31)에 반경 방향으로 이동 가능하게 결합하여 상기 제1 실린더(31)의 제1 내부공간(V1)을 제1 흡입실과 제1 압축실로 각각 구획하는 제1 베인(34)과, 상부베어링(32)에 제1 압축실과 연통되도록 형성하는 제1 토출구멍(32a)을 개폐 가능하게 결합하여 제1 압축실에서 토출되는 냉매의 토출을 조절하는 제1 토출밸브(36)와, 제1 토출밸브(36)를 수용하여 상부베어링(32)에 설치하는 제1 머플러(37)로 이루어진다.

제2 압축유닛(40)은 환형으로 형성하여 상기 제1 실린더(31) 하측에 위치하며 상기 중간베어링(35)에 접촉하는 제2 실린더(41)와, 제2 실린더(41)의 상면에 결합하여 함께 제2 내부공간(V2)을 이루면서 상기 회전축(23)을 반경방향 및 축방향으로 지지하는 하부베어링(42)과, 회전축(23)의 하측 편심부에 회전 가능하게 결합하여 상기 제2 실린더(41)의 제2 내부공간(V2)에 위치하는 압축하는 제2 롤링피스톤(43)과, 제2 롤링피스톤(43)의 외주면에 압접하도록 제2 실린더(41)에 반경방향으로 이동 가능하게 결합하여 상기 제2 실린더(41)의 제2 내부공간(V2)을 제2 흡입실과 제2 압축실로 구획하는 제2 베인(44)과, 하부베어링(42)의 일측에 제2 압축실과 연통되도록 형성하는 제2 토출구멍(42a)을 개폐 가능하게 결합하여 제2 압축실에서 토출되는 냉매의 토출을 조절하는 제2 토출밸브(45)와, 제2 토출밸브(45)를 수용하여 하부베어링(42)에 설치하는 제2 머플러(46)로 이루어진다.

여기서, 도 2에서와 같이 제1 실린더(31)와 제2 실린더(41)는 각각의 일측에 제1 베인슬릿(31a)과 제2 베인슬릿(41a)을 형성하고, 제1 베인슬릿(31a)과 제2 베인슬릿(41a)의 일측에는 후술할 제1 연결유닛(50)의 제1 연결관(51)과 제2 연결유닛(60)의 제2 연결관(61)을 연결할 수 있도록 제1 흡입구(31b)와 제2 흡입구(41b)를 형성하며, 제1 베인슬릿(31a)과 제2 베인슬릿(41a)의 타측에는 상기한 제1 토출 구멍(32a)과 제2 토출구멍(42a)에 연통하도록 제1 가스안내홈(31c)과 제2 가스안내홈(41c)을 형성한다. 제1 베인슬릿(31a)과 제2 베인슬릿(41a)은 케이싱(10)의 밀폐공간과 연통하도록 형성하여 그 외곽측 내주면, 즉 제1 베인(34)과 제2 베인(44)의 후방측에는 상기한 제1 베인(34)과 제2 베인(44)의 전후 압력이 동일한 경우 각각의 베인(34)(44)을 당겨 후퇴시키도록 제1 영구자석(38)과 제2 영구자석(47)을 설치한다.

또, 제1 실린더(31)의 제1 내부공간(V1) 체적과 제2 실린더(41)의 제2 내부공간(V2) 체적은 동일하게 형성할 수도 있으나 보다 세심한 용량가변을 위해서는 서로 상이하게, 예컨대 제1 압축유닛(30)과 제2 압축유닛(40)의 내부공간 용적비를 6 : 4 정도로 형성하는 것이 바람직하다.

제1 연결유닛(50)은 어큐뮬레이터(A)의 출구측에서 분관되는 제1 출구측 연결관(51)과, 제1 실린더(31)의 흡입구(31b)에 결합한 제1 냉매흡입관(11)에 연결하는 제1 입구측 연결관(52)과, 제1 출구측 연결관(51)과 제2 입구측 연결관(52) 사이에 결합하는 제1 냉매절환밸브(53)와, 냉매토출관(13)에서 분관하여 상기한 제1 냉매절환밸브(53)에 연결하는 제1 바이패스관(54)으로 이루어진다.

제1 냉매절환밸브(53)는 압축기의 운전모드에 따라 상기한 제1 출구측 연결관(51)과 제1 입구측 연결관(52)을 연통하거나 제1 바이패스관(54)을 상기한 제1 입구측 연결관(52)에 연통할 수 있도록 4방밸브로 형성하되, 한 개의 통구는 차폐 설치한다.

제2 연결유닛(60)은 어큐뮬레이터(A)의 출구측에서 분관되는 제2 출구측 연 결관(61)과, 제2 실린더(41)의 흡입구(41b)에 결합한 제2 냉매흡입관(12)에 연결하는 제2 입구측 연결관(62)과, 제2 출구측 연결관(61)과 제2 입구측 연결관(62) 사이에 결합하는 제2 냉매절환밸브(63)와, 냉매토출관(13)에서 분관하여 상기한 제2 냉매절환밸브(63)에 연결하는 제2 바이패스관(64)으로 이루어진다.

제2 냉매절환밸브(63)는 압축기의 운전모드에 따라 상기한 제2 출구측 연결관(61)과 제2 입구측 연결관(62)을 연통하거나 제2 바이패스관(64)을 상기한 제2 입구측 연결관(62)에 연통할 수 있도록 4방밸브로 형성하되, 한 개의 통구는 차폐 설치한다.

도면중 미설명 부호인 39 및 48은 베인스프링이다.

상기와 같은 본 발명 용량 가변형 복식 로터리 압축기는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 구동유닛(20)의 고정자(21)에 전원을 인가하여 회전자(22)가 회전하면, 회전축(23)이 회전자(22)와 함께 회전하면서 구동유닛(20)의 회전력을 제1 압축유닛(30)과 제2 압축유닛(40)에 전달하고, 에어콘에서의 필요 용량에 따라 제1 냉매절환밸브(53)와 제2 냉매절환밸브(63)를 적절하게 조절하여 파워모드로 운전하면서 대용량의 냉력을 발생하거나 세이빙운전을 실시하면서 소용량의 냉력을 발생한다.

예컨대, 파워모드로 운전하는 경우에는 도 4a에서와 같이 제1 냉매절환밸브(53)와 제2 냉매절환밸브(63) 모두 온(ON)상태로 전환하여 증발기를 통과한 저압의 냉매(점선으로 표시)가 제1 압축유닛(30)의 제1 실린더(31)와 제2 압축유닛(40)의 제2 실린더(41)로 모두 흡입되도록 하여 양쪽 압축유닛(30)(40)에서 냉매를 압축되 도록 한다. 이때 제1 바이패스관(54)과 제2 바이패스관(64)은 제1 냉매절환밸브(53)와 제2 냉매절환밸브(63)에서 막힌 통구에 연결됨에 따라 냉매토출관(13)을 통해 토출되는 냉매는 모두 응축기로 안내되어 100%의 냉력을 발생하는 것이다.

반면, 세이빙모드로 운전하는 경우에는 각각 실린더(31)(41)의 체적비에 따라 40%, 60% 운전을 하게 된다.

먼저, 40%운전의 경우는 도 4b에서와 같이 제1 냉매절환밸브(53)는 오프 상태를, 제2 냉매절환밸브(63)는 온 상태로 전환하여 제1 압축유닛(30)으로는 냉매가 흡입되는 것을 차단하는 반면 제2 압축유닛(40)으로는 저압의 냉매(점선으로 표시)가 흡입되도록 하여 결국 제2 압축유닛(40)에서만 압축이 이루어지도록 한다. 이때, 제1 바이패스관(54)이 제1 입구측 연결관(51)에 연결됨에 따라 고압의 냉매(실선으로 표시)가 상기한 제1 입구측 연결관(51)을 통해 제1 실린더(31)로 흡입되고, 제1 실린더(31)의 압력이 케이싱(10)의 밀폐공간 압력과 동일하게 됨에 따라 제1 베인(34)의 전방측과 후방측의 압력이 동일하게 되어 제1 베인(34)이 제1 영구자석(38)의 자력에 끌려 구속되면서 제1 압축유닛(30)은 공회전(idling)을 함으로써 결국 제2 압축유닛(40)의 용량인 40%의 냉력을 발생하는 것이다.

다음, 60%운전의 경우는 도 4c에서와 같이 제1 냉매절환밸브(30)는 온(ON) 상태를, 제2 냉매절환밸브(40)는 오프(OFF) 상태로 전환하여 제1 압축유닛(30)에서만 압축이 진행되면서 그 제1 압축유닛(30)의 용적, 즉 60%의 냉력을 발생하는 것이다.

한편, 본 발명에 의한 용량 가변형 복식 로터리 압축기에 대한 다른 실시예 가 있는 경우는 다음과 같다.

도 5는 본 발명 복식 로터리 압축기의 다른 실시예를 보인 종단면도이고, 도 6a 및 도 6b는 본 발명 복식 로터리 압축기의 운전상태를 보인 각각의 계통도이다.

즉, 전술한 일실시예에서는 체적이 다르거나 같은 복수 개의 압축유닛을 각각 온/오프 할 수 있도록 복수 개의 냉매절환밸브를 설치하여 운전모드에 따라 각각의 압축유닛에 냉매를 선택적으로 공급함으로써 압축기의 용량을 가변하는 것이었으나, 본 실시예는 체적이 다른 복수 개의 압축유닛에 냉매를 독립적으로 교차 공급함으로써 압축기의 용량을 가변하는 것이다.

이를 위해, 본 발명에 의한 용량 가변형 복식 로터리 압축기는 도 5에서와 같이 밀폐공간을 내부에 형성하고 그 밀폐공간에 냉매토출관(113)을 연통 설치하는 케이싱(110)과, 케이싱(110)의 내부에 장착하여 구동력을 발생시키는 구동유닛(120)과, 내부공간이 서로 다른 용적을 가지도록 형성하여 상기 케이싱(110)의 내부에 설치하고 구동유닛(120)으로부터 구동력을 전달받아 냉매를 압축하는 제1 압축유닛(130) 및 제2 압축유닛(140)과, 냉동사이클의 증발기 출구와 냉매토출관(113)을 제1 압축유닛(130)의 입구와 제2 압축유닛(140)의 입구에 교차 연통시키는 한 개의 연결유닛(150)으로 구성한다.

여기서, 케이싱(110)과 구동유닛(120) 그리고 각각의 압축유닛(130)(140)은 전술한 일실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 다만, 연결유닛(150)은 냉동사이클의 증발기 출구에서 연결하는 한 개의 제1 연결관(151)과, 제1 압축유닛(130)의 제1 실린더(131)와 제2 압축유닛(140)의 제2 실린더(141)에 각각 연결하는 복수 개의 제2 연결관(152)(153)과, 제1 연결관(151)과 제2 연결관(152)(153)의 사이에 설치하여 냉매를 제1 압축유닛(130) 또는 제2 압축유닛(140)을 향해 선택적으로 통과시키는 한 개의 냉매절환밸브(154)와, 냉매토출관(113)의 중간에서 상기 냉매절환밸브(154)로 연결하는 바이패스관(155)으로 이루어진다.

냉매절환밸브(154)는 각각 제1 연결관(151)의 출구와 제2 연결관(152)(153)의 각 입구 그리고 바이패스관(155)의 출구에 연결하는 4방밸브로 이루어진다.

도면중 전술한 일실시예와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 111은 제1 냉매흡입관, 112는 제2 냉매흡입관, 121은 고정자, 122는 회전자, 123은 회전축, 132 및 232는 상부 및 하부베어링, 132a 및 232a는 제1 및 제2 토출구멍, 133 및 233은 제1 및 제2 롤링피스톤, 135는 중간베어링, 136 및 235는 제1 및 제2 토출밸브, 137 및 236은 제1 및 제2 머플러이다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 용량 가변형 복식 로터리 압축기에서 파워운전모드인 경우에는 상대적으로 내부공간의 체적이 넓은 제1 압축유닛(130)으로 냉매를 공급할 수 있도록 냉매절환밸브(150)를 조절하여 제1 연결관(151)과 제1 압축유닛측 제2 연결관(152)을 연통시키는 반면 바이패스관(155)과 제2 압축유닛측 제2 연결관(153)을 연통시킨다. 이렇게 하여 제1 압축유닛(130)의 제1 내부공간(V1)으로는 증발기를 통과한 저압의 냉매(점선으로 표시)가 흡입되도록 하여 정상적으로 압축되도록 함으로써 제1 압축유닛(130)의 용량인 100%의 일을 하도록 한다. 이때 바이패스관(155)을 통해 고압의 냉매(실선으로 표시)가 제2 압축유닛(140)의 제2 내부공간(V2)으로 흡입되도록 하여 제2 베인(미도시)이 영구자석(미도시)에 의해 구속되면서 제2 압축유닛(140)은 공회전을 하도록 한다.

다음, 압축기가 세이빙모드로 운전하는 경우에는 전술한 파워모드 운전과는 반대로 냉매절환밸브(154)를 조절하여 제1 압축유닛(130)으로는 고압의 냉매(실선으로 표시)가 흡입되도록 함으로써 제1 베인이 후퇴한 상태에서 구속되어 제1 압축유닛(130)은 공회전을 하도록 하는 반면 제2 압축유닛(140)으로는 저압의 냉매(점선으로 표시)가 흡입되도록 하여 정상적으로 압축되도록 함으로써 제2 압축유닛(140)의 용량인 50% 정도의 일을 하도록 하는 것이다.

본 발명에 의한 용량 가변형 복식 로터리 압축기 및 그 운전 방법은, 압축유닛의 개수만큼 또는 한 개의 냉매절환밸브를 설치하여 운전모드에 따라 압축기의 용량을 가변할 수 있도록 구성함으로써, 냉매의 유동을 조절하는 밸브의 사용개수를 줄여 생산비용을 낮출 수 있을 뿐만 아니라 밸브의 과다 사용시 발생할 수 있는 오작동을 최소화하여 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims

밀폐공간을 내부에 형성하고 그 밀폐공간에 냉매토출관을 연통 설치하는 케이싱과,

케이싱의 내부에 장착하여 구동력을 발생시키는 구동유닛과,

케이싱의 내부에 설치하여 구동유닛으로부터 구동력을 전달받아 냉매를 압축하는 제1 압축유닛 및 제2 압축유닛과,

냉동사이클의 증발기 출구와 냉매토출관을 제1 압축유닛의 입구에 선택적 연통시키는 제1 연결유닛과,

냉동사이클의 증발기 출구와 냉매토출관을 제2 압축유닛의 입구에 선택적으로 연통시키는 제2 연결유닛을 포함한 용량 가변형 복식 로터리 압축기.
제1항에 있어서,

제1 연결유닛은 냉동사이클의 증발기 출구와 제1 압축유닛의 입구를 연결하는 제1 연결관과, 제1 연결관의 중간에 설치하여 냉매를 선택적으로 통과시키는 제1 냉매절환밸브와, 냉매토출관의 중간에서 상기 제1 냉매절환밸브로 연결하는 제1 바이패스관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 용량 가변형 복식 로터리 압축기.
제1항에 있어서,

제2 연결유닛은 냉동사이클의 증발기 출구와 제2 압축유닛의 입구를 연결하 는 제2 연결관과, 제2 연결관의 중간에 설치하여 냉매를 선택적으로 통과시키는 제2 냉매절환밸브와, 냉매토출관의 중간에서 상기 제2 냉매절환밸브로 연결하는 제2 바이패스관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 용량 가변형 복식 로터리 압축기.
제2항 또는 제3항에 있어서,

제1 냉매절환밸브와 제2 냉매절환밸브는 각각 제1 연결관 및 제2 연결관의 입구와 출구 그리고 제1 바이패스관 및 제2 바이패스관의 출구에 연결함과 아울러 나머지 한 개는 폐쇄구멍으로 된 4방밸브인 것을 특징으로 하는 용량 가변형 복식 로터리 압축기.
제1항에 있어서,

제1 압축유닛과 제2 압축유닛은 압축 냉매를 흡입하여 압축하는 내부 공간의 용적이 서로 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 복식 로터리 압축기.
밀폐공간을 내부에 형성하고 그 밀폐공간에 냉매토출관을 연통 설치하는 케이싱과,

케이싱의 내부에 장착하여 구동력을 발생시키는 구동유닛과,

내부공간이 서로 다른 용적을 가지도록 형성하여 상기 케이싱의 내부에 설치하고 구동유닛으로부터 구동력을 전달받아 냉매를 압축하는 제1 압축유닛 및 제2 압축유닛과,

냉동사이클의 증발기 출구와 냉매토출관을 제1 압축유닛의 입구와 제2 압축유닛의 입구에 교차 연통시키는 한 개의 연결유닛을 포함한 용량 가변형 복식 로터리 압축기.
제6항에 있어서,

연결유닛은 냉동사이클의 증발기 출구에서 연결하는 한 개의 제1 연결관과, 제1 압축유닛과 제2 압축유닛의 입구에 각각 연결하는 복수 개의 제2 연결관과, 제1 연결관과 제2 연결관의 사이에 설치하여 냉매를 제1 압축유닛 또는 제2 압축유닛을 향해 선택적으로 통과시키는 한 개의 냉매절환밸브와, 냉매토출관의 중간에서 상기 냉매절환밸브로 연결하는 바이패스관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 용량 가변형 복식 로터리 압축기.
제7항에 있어서,

냉매절환밸브는 각각 제1 연결관의 출구와 제2 연결관의 각 입구 그리고 바이패스관의 출구에 연결하는 4방밸브인 것을 특징으로 하는 용량 가변형 복식 로터리 압축기.
제1항 또는 제6항에 있어서,

제1 압축유닛과 제2 압축유닛은 베인의 후방측이 케이싱의 내부에 연통되도 록 구비하고, 그 베인의 후방측에는 전후 양측의 압력이 동일할 때 상기한 베인을 구속하여 해당 압축유닛이 공회전(idling)되도록 하는 베인구속유닛을 더 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 용량 가변형 복식 로터리 압축기.
제9항에 있어서,

베인구속유닛은 자석인 것을 특징으로 하는 용량 가변형 복식 로터리 압축기.
제1항 또는 제6항에 있어서,

구동유닛은 정속 모터로 구성하는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 복식 로터리 압축기.
제1항 또는 제6항에 있어서,

구동유닛은 인버터 모터로 구성하는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 복식 로터리 압축기.
제1항에서 파워모드인 경우에는 각 압축유닛의 입구로 흡입압의 냉매가 공급되어 양쪽 압축유닛에서 정상적으로 압축되도록 하고,

세이빙모드인 경우에는 어느 한 쪽 압축유닛의 입구로는 흡입압의 냉매가 공급되어 정상적으로 압축되도록 하는 반면 다른 한 쪽 압축유닛의 입구로는 토출압 의 냉매가 공급되어 공회전되도록 하는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 복식 로터리 압축기의 운전 방법.
제6항에서 파워모드인 경우에는 용적이 큰 압축유닛의 입구로 흡입압의 냉매가 공급되어 정상적으로 압축되도록 하는 반면 용적이 작은 압축유닛의 입구로는 토출압의 냉매가 공급되어 공회전되도록 하고,

세이빙모드인 경우에는 용적이 작은 압축유닛의 입구로 흡입압의 냉매가 공급되어 정상적으로 압축되도록 하는 반면 용적이 큰 압축유닛의 입구로는 토출압의 냉매가 공급되어 공회전되도록 하는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 복식 로터리 압축기의 운전 방법.