KR100585808B1 - Multi-stage rotary compressor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다단 로터리 압축기에 관한 것으로, 본 발명의 다단 로터리 압축기는 밀폐 공간을 내부에 형성한 케이싱과; 상기 케이싱에 장착되어 구동력을 발생시키는 구동 유닛과; 상기 구동 유닛으로부터 구동력을 전달받아 냉매를 압축하는 제1 압축 유닛 및 제2 압축유닛과; 냉매를 제1 압축유닛으로 안내하는 제1 흡입관과; 상기 제1 흡입관에 장착되어 흡입냉매를 단속하는 제1 제어밸브와; 냉매를 제2 압축유닛으로 안내하는 제2 흡입관과; 상기 제2 압축유닛의 토출냉매를 단속하는 제2 토출밸브를 복개하여 제2 압축유닛에서 토출된 냉매를 일시 저장하는 챔버와; 상기 챔버상에 설치된 제2 제어밸브와; 상기 챔버와 상기 제1 제어밸브를 연결하는 연결관;을 포함하여 구성되어 제2 압축유닛에서 토출된 냉매가 제1 압축유닛으로 바로 흡기되어 압축되거나 각각의 압축유닛에서 1회 압축된 후 토출되도록 냉매를 선택적으로 안내하는 것을 특징으로 함으로써, 실내 온도의 변화에 따라 용량을 가변시킬 수 있도록 할 뿐만 아니라 냉매의 토출량을 줄이기 위한 세이빙 모드시 복수의 압축 유닛을 모두 사용하면서도 절전 효과를 가질 수 있으며 제작 공정을 단순화하여 제작단가를 최소화할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a multistage rotary compressor, the multistage rotary compressor of the present invention comprises: a casing having a sealed space therein; A driving unit mounted to the casing to generate a driving force; A first compression unit and a second compression unit receiving a driving force from the drive unit to compress the refrigerant; A first suction pipe guiding the refrigerant to the first compression unit; A first control valve mounted to the first suction pipe to control the suction refrigerant; A second suction pipe for guiding the refrigerant to the second compression unit; A chamber for temporarily storing the refrigerant discharged from the second compression unit by covering a second discharge valve that regulates the discharge refrigerant of the second compression unit; A second control valve installed on the chamber; And a connecting pipe connecting the chamber and the first control valve, such that the refrigerant discharged from the second compression unit is directly sucked into the first compression unit and compressed or discharged once in each compression unit. By selectively guiding the refrigerant, it is possible not only to change the capacity according to the change of the room temperature, but also to save power while using all the plurality of compression units in the saving mode for reducing the discharge amount of the refrigerant. The process was simplified to minimize manufacturing costs.
로터리 압축기, 다단, 삼방밸브, 용량가변, 엑츄에이터Rotary compressor, multi-stage, three-way valve, variable capacity, actuator
Description
도 1은 본 발명의 제1 실시예를 도시한 종단면도,1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 파워모드시 작동을 나타낸 단면도,2 is a cross-sectional view showing operation in power mode according to a first embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 세이빙모드시 작동을 나타낸 단면도,3 is a cross-sectional view showing the operation in the saving mode according to the first embodiment of the present invention,
도 4는 본 발명의 제2 실시예를 도시한 종단면도,4 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 파워모드시 작동을 나타낸 단면도,5 is a cross-sectional view showing operation in power mode according to a second embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 세이빙모드시 작동을 나타낸 단면도,6 is a cross-sectional view showing operation in a saving mode according to a second embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 제3 실시예를 도시한 종단면도이다.Fig. 7 is a longitudinal sectional view showing the third embodiment of the present invention.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **
100: 케이싱 110: 토출관100: casing 110: discharge tube
130: 어큐뮬레이터 200: 구동유닛130: accumulator 200: drive unit
210: 고정자 220: 회전자210: stator 220: rotor
230: 회전축 300: 제1 압축유닛230: rotating shaft 300: the first compression unit
310: 제1 실린더 320: 상부베어링310: first cylinder 320: upper bearing
330: 제1 내부공간 340: 제1 롤링피스톤330: first internal space 340: first rolling piston
350: 중간베어링 360: 제1 토출구멍350: intermediate bearing 360: first discharge hole
370: 제1 토출밸브 400: 제2 압축유닛370: first discharge valve 400: second compression unit
410: 제2 실린더 430: 제2 내부공간410: second cylinder 430: second internal space
440: 제2 롤링피스톤 450: 하부베어링440: second rolling piston 450: lower bearing
460: 제2 토출구멍 470: 제2 토출밸브460: second discharge hole 470: second discharge valve
500: 제1 제어밸브 510: 제4 제어밸브500: first control valve 510: fourth control valve
520: 제3 제어밸브 600: 제2 제어밸브520: third control valve 600: second control valve
610: 개폐밸브 620: 스프링610: on-off valve 620: spring
630: 제1 연통구멍 640: 제2 연통구멍630: first communication hole 640: second communication hole
650: 하우징 710: 제1 흡입관650: housing 710: first suction pipe
720: 연결관 730: 제2 흡입관720: connector 730: second suction pipe
740: 챔버 800: 엑츄에이터740: chamber 800: actuator
공기 조화기(air-conditioner)는 실내의 온도를 설정된 상태로 유지시켜 실내를 쾌적한 상태로 유지시킨다.An air-conditioner keeps the room in a comfortable state by keeping the room temperature at a set state.
일반적으로 공기 조화기는 냉동사이클 시스템을 포함하여 구성된다. 상기 냉동사이클 시스템은 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매가 응축되면서 외부에 열을 방출시키는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 냉매의 압력을 저하시키는 팽창 밸브와, 상기 팽창 밸브를 거친 냉매가 증발되면서 외부의 열 을 흡수시키는 증발기를 포함하여 구성된다.Air conditioners generally comprise a refrigeration cycle system. The refrigeration cycle system includes a compressor for compressing a refrigerant, a condenser for releasing heat to the outside while the refrigerant compressed in the compressor is condensed, an expansion valve for reducing the pressure of the refrigerant condensed in the condenser, and the expansion valve. It is configured to include an evaporator that absorbs external heat as the refrigerant evaporates.
상기 압축기, 응축기, 팽창 밸브 그리고 증발기는 연결관에 의해 연결되어 하나의 사이클을 형성하게 된다. The compressor, condenser, expansion valve and evaporator are connected by a connecting tube to form a cycle.
상기 냉동사이클 시스템은 전원이 인가되어 압축기가 작동함에 따라 그 압축기에서 토출된 고온 고압의 냉매가 응축기, 팽창 밸브, 증발기를 순차적으로 거친 후 압축기로 흡입되며, 이와 같은 과정이 반복된다. 상기 과정에서 응축기에서 열을 발생시키고 증발기에서 외부의 열을 흡수하여 냉기를 형성하게 되며 그 응축기에서 발생되는 열과 증발기에서 형성되는 냉기를 선택적으로 실내에 순환 유동시켜 실내를 쾌적한 상태로 유지시키게 된다.As the refrigeration cycle system is powered and the compressor is operated, the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor is sequentially passed through the condenser, the expansion valve, and the evaporator, and then sucked into the compressor, and the same process is repeated. In the process, heat is generated in the condenser and absorbs external heat from the evaporator to form cold air. The heat generated from the condenser and the cold air formed in the evaporator are selectively circulated and flowed into the room to keep the room in a comfortable state.
일반적으로 압축기는 전기 에너지를 운동 에너지로 변환시키고 그 운동 에너지에 의해 냉매를 압축하게 된다. 상기 압축기는 구동력을 발생시키는 모터와 상기 모터의 구동력을 전달받아 냉매를 압축시키는 압축 기구를 포함하여 구성된다. 그리고 상기 냉매를 압축하는 압축 매카니즘에 따라 회전식 압축기(rotary compressor), 스크롤 압축기(scroll compressor), 왕복동식 압축기(reciprocal compressor) 등 다양한 종류가 있다. Generally, a compressor converts electrical energy into kinetic energy and compresses the refrigerant by the kinetic energy. The compressor includes a motor generating a driving force and a compression mechanism receiving the driving force of the motor to compress the refrigerant. In addition, there are various types of rotary compressors, scroll compressors, reciprocal compressors, etc. according to the compression mechanism for compressing the refrigerant.
이와 같은 압축기들 중에서 회전식 압축기와 스크롤 압축기 등이 주로 공기 조화기에 사용된다.Among these compressors, rotary compressors and scroll compressors are mainly used in air conditioners.
한편, 상기한 바와 같은 공기 조화기를 연구하고 제작하는 과정에서 가장 중요한 요소는 제품의 경쟁력을 높이기 위하여 제작 단가를 최소화하는 것과 공기 조화기의 작동시 에너지 소모를 최소화하는 것이다.On the other hand, the most important factor in the process of researching and manufacturing the air conditioner as described above is to minimize the manufacturing cost and to minimize the energy consumption during operation of the air conditioner in order to increase the competitiveness of the product.
특히, 최근 전세계적인 오일 사용량의 증가로 인하여 오일의 가격이 증가하게 됨에 따라 소모 전력을 최소화할 수 있는 공기 조화기의 연구 개발이 매우 중요한 과제로 부각되고 있다. 그리고 공기 조화기의 소모 전력을 최소화하게 되면 환경 문제를 유발시키는 것을 최소화하게 된다. In particular, as the price of oil increases due to the recent increase in the amount of oil used worldwide, research and development of an air conditioner capable of minimizing power consumption has emerged as a very important task. And minimizing the power consumption of the air conditioner to minimize the cause of environmental problems.
한편, 공기 조화기의 소모 전력이 최소화되도록 공기 조화기를 운전시키는 조건은 그 공기 조화기가 설치되는 실내 공간의 부하, 즉 온도 조건에 따라 그 공기 조화기를 운전시키는 것이다. 즉, 실내의 온도가 급격히 올라가게 되면 공기 조화기는 설정된 실내 온도를 유지하기 위하여 그 과도한 온도 변화(과도한 부하)에 따라 냉기가 많이 발생되도록 운전되고, 그 실내 온도가 설정된 온도에서 변화의 폭이 작을 경우 공기 조화기는 설정된 실내 온도를 유지하기 위하여 적은 냉기가 발생되도록 운전되는 것이다.On the other hand, the condition for operating the air conditioner so as to minimize the power consumption of the air conditioner is to operate the air conditioner according to the load of the indoor space where the air conditioner is installed, that is, the temperature condition. That is, when the temperature of the room rises sharply, the air conditioner is operated to generate a lot of cool air according to the excessive temperature change (excessive load) in order to maintain the set room temperature. In this case, the air conditioner is operated so that little cold air is generated to maintain the set room temperature.
이와 같은 조건을 만족시키기 위한 요소 중의 하나로 냉동사이클 시스템을 운전시키는 주요 부품인 압축기에서 토출시키는 냉매의 양을 조절하는 것이다.이러한 통상의 다단 로터리 압축기는 롤링 피스톤이 실린더의 내경과 일점 접촉하면서 냉매를 흡입, 압축, 토출이 연속하여 행해지게 되는데, 부하가 많이 발생하여 큰 용량을 내고 싶으면(이하, 파워모드) 압축 유닛을 각각 구동시키면 된다. 이때, 압축기의 용량은 각각의 압축 유닛이 토출하는 냉매의 합이 될 것이다. 만약 부하가 줄어 적은 용량을 내면서 절전의 효과를 얻고 싶으면(이하, 세이빙 모드) 일부의 압축 유닛으로 흡기되는 냉매를 차단하던지, 아니면 베인(vane)을 후퇴 후 피스(piece) 등으로 고정시켜 흡기실과 압축실의 구획을 없애서 롤링피스톤이 냉매를 압축하지 못하고 공회전(idling)하게 한다.One of the factors for satisfying such a condition is to control the amount of refrigerant discharged from the compressor, which is a main component for operating a refrigeration cycle system. Suction, compression, and discharge are performed continuously. If a lot of load is generated and a large capacity is desired (hereinafter, a power mode), each of the compression units may be driven. At this time, the capacity of the compressor will be the sum of the refrigerant discharged by each compression unit. If the load is reduced and you want to achieve the power saving effect (hereinafter, save mode), some of the compression units block the refrigerant intake or fix the vane with a piece after retreating. Eliminating the compartment of the compression chamber causes the rolling piston to idling the refrigerant without compressing it.
세이빙 모드시에 베인을 후퇴 고정시키는 방식은 피스 등의 별도 부품과 부품을 장착할 공간이 필요하고 제작 공정수가 증가하는 등의 문제점이 있다. 또한, 피스가 반복적으로 베인에 대해 충격이 가해짐으로써 시간이 지날수록 표면을 상할 우려가 있으며, 마모 혹은 이물질 발생등의 신뢰성 문제가 유발될 수 있다.The method of fixing the vane back in the saving mode requires a separate component such as a piece and a space for mounting the component, and increases the number of manufacturing processes. In addition, since the pieces are repeatedly impacted on the vanes, the surface may be damaged as time passes, and reliability problems such as wear or foreign matters may be caused.
또 다른 방법으로는 상기 압축기에서 토출시키는 냉매의 토출 용량을 조절하는 방법 중의 하나로 압축기를 구성하는 구동 모터의 회전 수를 가변시킬 수 있는 인버터 모터를 적용하는 것이다. 공기 조화기가 설치되는 실내의 조건 변화에 따라 압축기의 구동 모터의 회전수를 조절하여 압축기에서 토출되는 냉매의 토출 유량을 조절하게 된다. 상기 압축기에서 토출되는 토출 유량의 변화에 따라 응축기와 증발기에서 발생되는 열과 냉기의 양이 조절된다.As another method, one of the methods of controlling the discharge capacity of the refrigerant discharged from the compressor is to apply an inverter motor capable of varying the number of rotations of the drive motor constituting the compressor. The discharge flow rate of the refrigerant discharged from the compressor is controlled by adjusting the rotation speed of the driving motor of the compressor according to the change of the condition of the room where the air conditioner is installed. The amount of heat and cold air generated in the condenser and the evaporator is adjusted according to the change in the discharge flow rate discharged from the compressor.
그러나 상기 압축기의 구동 모터를 인버터 모터로 적용할 경우 그 인버터 모터의 가격이 매우 비싸게 되어 제품의 단가를 높이게 되므로 가격 경쟁력이 떨어지게 되는 단점이 있다.However, when the drive motor of the compressor is applied as an inverter motor, the price of the inverter motor becomes very expensive, thereby increasing the unit price of the product, which has a disadvantage in that the price competitiveness is lowered.
따라서, 제어 드라이브가 구비되지 않은 일반적인 정속 모터를 압축기에 적용하면서 그 압축기에서 압축되는 냉매의 토출 유량을 조절하여 공기 조화기가 설치된 실내 온도 조건에 따라 그 공기 조화기의 용량을 가변시키는 것이 요구된다.Therefore, it is required to adjust the discharge flow rate of the refrigerant compressed by the compressor while applying a general constant speed motor without a control drive to the compressor to vary the capacity of the air conditioner according to the room temperature condition in which the air conditioner is installed.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 실내 온도의 변화에 따라 용량을 가변시킬 수 있도록 할 뿐만 아니라 제작 단가를 최소화할 수 있도록 한 다단 로터리 압축기를 제공함에 있다.The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a multi-stage rotary compressor that can not only vary the capacity according to the change of room temperature, but also minimize the manufacturing cost. have.
또한, 냉매의 토출량을 줄이기 위한 세이빙 모드시 복수의 압축 유닛을 모두 사용하면서도 절전 효과를 가질 수 있는 다단 로터리 압축기를 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a multi-stage rotary compressor that can have a power saving effect while using all of a plurality of compression units in a saving mode for reducing a discharge amount of a refrigerant.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 밀폐 공간을 내부에 형성한 케이싱과; 상기 케이싱에 장착되어 구동력을 발생시키는 구동 유닛과; 상기 구동 유닛으로부터 구동력을 전달받아 냉매를 압축하는 제1 압축 유닛 및 제2 압축유닛과; 냉매를 제1 압축유닛으로 안내하는 제1 흡입관과; 상기 제1 흡입관에 장착되어 흡입냉매를 단속하는 제1 제어밸브와; 냉매를 제2 압축유닛으로 안내하는 제2 흡입관과; 상기 제2 압축유닛의 토출냉매를 단속하는 제2 토출밸브를 복개하여 제2 압축유닛에서 토출된 냉매를 일시 저장하는 챔버와; 상기 챔버상에 설치된 제2 제어밸브와; 상기 챔버와 상기 제1 제어밸브를 연결하는 연결관;을 포함하여 구성되어 제2 압축유닛에서 토출된 냉매가 제1 압축유닛으로 바로 흡기되어 압축되거나 각각의 압축유닛에서 1회 압축된 후 토출되도록 냉매를 선택적으로 안내하는 것을 특징으로 하는 다단 로터리 압축기를 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, a casing having a sealed space formed therein; A driving unit mounted to the casing to generate a driving force; A first compression unit and a second compression unit receiving a driving force from the drive unit to compress the refrigerant; A first suction pipe guiding the refrigerant to the first compression unit; A first control valve mounted to the first suction pipe to control the suction refrigerant; A second suction pipe for guiding the refrigerant to the second compression unit; A chamber for temporarily storing the refrigerant discharged from the second compression unit by covering a second discharge valve that regulates the discharge refrigerant of the second compression unit; A second control valve installed on the chamber; And a connecting pipe connecting the chamber and the first control valve, such that the refrigerant discharged from the second compression unit is directly sucked into the first compression unit and compressed or discharged once in each compression unit. Provided is a multi-stage rotary compressor, wherein the refrigerant is selectively guided.
이하, 본 발명에 의한 다단 로터리 압축기를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the multi-stage rotary compressor according to the present invention will be described in detail with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시예를 보인 종단면도이다.1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다단 로터리 압축기는 밀폐 공간을 내부 에 형성한 케이싱(100)과; 상기 케이싱(100)에 장착되어 구동력을 발생시키는 구동 유닛(200)과; 상기 구동 유닛(200)으로부터 구동력을 전달받아 냉매를 압축하는 제1 압축 유닛(300) 및 제2 압축유닛(400)과; 냉매를 상기 제1 압축유닛(300)으로 안내하는 제1 흡입관(710)과; 상기 제1 흡입관(710)에 장착되어 흡입냉매를 단속하는 제1 제어밸브(500)와; 냉매를 제2 압축유닛(400)으로 안내하는 제2 흡입관(730)과; 상기 제2 압축유닛(400)의 토출냉매를 단속하는 제2 토출밸브(470)를 복개하여 제2 압축유닛(400)에서 토출된 냉매를 일시 저장하는 챔버(740)와; 상기 챔버(740)상에 설치된 제2 제어밸브(600)와; 상기 챔버(740)와 상기 제1 제어밸브(500)를 연결하는 연결관(720);을 포함하여 구성되어 제2 압축유닛(400)에서 토출된 냉매가 제1 압축유닛(300)으로 바로 흡기되어 압축되거나 각각의 압축유닛(300, 400)에서 1회 압축된 후 토출되도록 냉매를 선택적으로 안내하는 것을 특징으로 한다.As shown here, the multi-stage rotary compressor of the present invention includes a
상기 케이싱(100)은 토출관(110), 제1 흡입관(710) 및 제2 흡입관(730)을 관통하여 설치한다.The
상기 구동유닛(200)은 케이싱(100)의 내부에 고정하여 외부에서 전원을 인가하는 고정자(210)와, 상기 고정자(210)의 내부에 일정 공극을 두고 배치하여 상기 고정자와 상호 작용하면서 회전하는 회전자(220)와, 상기 회전자(220)와 일체로 형성되어 구동력을 각 압축유닛(300, 400)으로 전달하며 2개의 편심부를 구비한 회전축(230)으로 구성한다.The
상기 구동유닛(200)은 정속 모터로 구성되는 것이 바람직하다. 정속 모터는 일반적으로 제어 드라이브가 구비된 인버터 모터보다 가격이 저렴한 장점이 있다. The
상기 압축 유닛은 제1 압축유닛(300)과 제2 압축유닛(400)으로 구성되는데, 상기 제1 압축유닛(300)은 환형으로 형성하여 케이싱(100)의 내부에 설치하는 제1 실린더(310)와, 상기 제1 실린더(310)의 상하 양측을 복개하여 함께 제1 내부공간(330)을 이루면서 회전축(230)을 반경방향으로 지지하는 상부베어링(320) 및 중간베어링(350)과, 상기 회전축(230)의 상측 편심부에 삽입되어 제1 실린더(310)의 제1 내부공간(330)에서 선회하면서 냉매를 압축하는 제1 롤링피스톤(340)과, 상기 제1 롤링피스톤(340)의 외주면에 압접하도록 제1 실린더(310)에 반경 방향으로 이동 가능하게 결합하여 상기 제1 실린더(310)의 제1 내부공간(330)을 제1 흡입실과 제1 압축실로 각각 구획하는 제1 베인(미도시)과, 상기 상부베어링(320)에 제1 압축실과 연통되도록 형성된 제1 토출 구멍(360) 선단에 개폐 가능하게 결합하여 제1 압축실에서 토출되는 냉매의 토출을 조절하는 제1 토출밸브(370)로 이루어진다.The compression unit is composed of a
상기 제2 압축 유닛(400)은 환형으로 형성하여 상기 제1 실린더(310) 하측에 위치하며 상기 중간베어링(350)에 접촉하는 제2 실린더(410)와, 상기 제2 실린더(410)의 상면에 결합하여 함께 제2 내부 공간(430)을 이루면서 상기 회전축(230)을 반경방향 및 축방향으로 지지하는 하부베어링(450)과, 상기 회전축(230)의 하측 편심부에 회전 가능하게 결합되어 상기 제2 실린더(410)의 제2 내부공간(430)에 위치하는 압축하는 제2 롤링피스톤(440)과, 상기 제2 롤링피스톤(440)의 외주면에 압접하도록 제2 실린더(410)에 반경방향으로 이동 가능하게 결합하여 상기 제2 실린더(410)의 제2 내부공간(430)을 제2 흡입실과 제2 압축실로 각각 구획하는 제2 베인(미도시)과, 상기 하부베어링(450)의 일측에 제2 압축실과 연통되도록 형성된 제2 토출 구멍(460) 선단에 개폐 가능하게 결합되는 제2 토출밸브(470)로 이루어진다.The
상기 제1 실린더(310)의 제1 내부공간(330)의 체적과 제2 실린더(410)의 제2 내부공간(430)의 체적은 동일하게 형성할 수도 있으나 보다 세심한 용량가변을 위해서는 서로 상이하게 형성하는 것이 바람직하다.The volume of the first
상기 제1 흡입관(710) 및 제2 흡입관(730)은 그 흡입측이 냉매의 기액을 분리하는 어큐뮬레이터(130)와 연결된다. 상기 어큐뮬레이터(130)는 외부에서 냉매를 받는 하나의 어큐뮬레이터(135)로부터 기액 분리후 기체 성분만을 제1 흡입관(710)및 제2 흡입관(730)으로 내보내게 된다. 상기 제1 또는 제2 흡입관 중 하나는 어큐뮬레이터(130)를 거치지 않고 바로 압축 유닛으로 연결될 수도 있다.The
상기 제1 제어밸브(500)은 삼방밸브(3 way valve)로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 제1 제어밸브(500)에는 본 밸브의 제어를 위하여 마이크로 프로세서와 연결되어 구성할 수도 있다.The
상기 챔버(740)는 제2 압축유닛(400)의 하부에(보다 정확히는 하부베어링(450) 하부에) 냉매가 누설되지 않도록 기밀을 유지한 체 설치된다.The
상기 챔버(740)는 압축기의 운전시 저소음을 실현할 수 있도록 머플러(muffler)의 역할도 동시에 수행할 수 있게 설계하는 것이 바람직하다.The
상기 제2 제어밸브(600)는, 체크밸브(check valve)의 일종으로서, 상기 챔버(740)와 연통되는 제1 연통구멍(630)과; 상기 제1 연통구멍(630)을 복개하는 하우징(650)과; 상기 하우징(650) 내부에 위치하며 상기 제1 연통구멍(630)을 개폐하는 개폐밸브(610)와; 상기 개폐밸브(610)의 일측면에 연결된 스프링(620)과; 상 기 하우징(650)의 일측에 관통형성되어 상기 케이스(100)와 연통되는 제2 연통구멍(640)을 포함하여 구성된다. The
이하, 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation and effects of the present invention will be described.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 파워모드시 작동을 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing the operation in the power mode according to the first embodiment of the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 먼저 냉매의 요구량이 많은 파워모드일 경우를 설명하면, 제1 제어밸브(500)를 조작하여 연결관(720)으로는 냉매가 유동하지 않고 제1 압축유닛(300)으로 냉매가 유입되게 한다. 또한, 제2 흡입관(730)을 통하여 제2 압축유닛(400)으로 냉매가 유입되게 한다.As shown in the drawing, first, in the case of a power mode in which a required amount of refrigerant is large, the
구동 유닛(200)에 전원을 인가하면, 회전축(230)이 회전을 하고 제1 롤링피스톤(340)과 제2 롤링피스톤(440)이 각 실린더의 내부공간(330, 430)에서 선회운동을 하면서 제1 베인(미도시) 및 제2 베인(미도시)과의 사이에 용적을 형성하여 냉매를 흡입한다. 어큐뮬레이터(130)를 경유한 냉매중 일부는 제1 흡입관(710)을 통해 제1 압축유닛(300)으로 흡입되고 압축되어 제1 토출구멍(360)를 통해 케이싱(100)의 내부로 토출된다. 어큐뮬레이터(130)를 경유한 나머지 냉매는 제2 흡입관(730)을 통해 제2 압축유닛(400)으로 흡입되고 압축되어 상기 제2 토출구멍(460)를 통해 챔버(740)내로 토출된다. 챔버(740)에 토출되었던 냉매는 일정압력 이상이 되면 제2 제어밸브(600)의 스프링(620)보다 가압력이 커지게 되어 개폐밸브(610)를 밀치고 제1 연통구멍(630)과 제2 연통구멍(640)을 통해 케이싱(100)의 내부로 토출된다. 제1 압축유닛(300)과 제2 압축유닛(400)에서 각각 토출된 냉매는 케이싱(100)의 내부를 포화시키게 되고 토출관을 통해 케이싱(100) 외부로 토출되는 과정 을 반복하게 된다.When the power is applied to the
이와 같이, 파워 모드일 경우에는 상기 제1 및 제2 압축유닛이 병렬로 연결되어 각각 압축되고 토출되며 케이싱(100)의 내부에서 합쳐진 후 토출관을 통해 압축기의 외부로 이동하게 되므로 후술하는 세이빙 모드에 비해 냉매의 토출량이 많다.As described above, in the power mode, the first and second compression units are connected in parallel, respectively, are compressed and discharged, are combined in the
도 3는 본 발명의 제1 실시예에 따른 세이빙모드시 작동을 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing an operation in a saving mode according to a first embodiment of the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 제1 제어밸브(500)를 조작하여 어큐뮬레이터(130)를 경유한 흡입냉매가 제1 압축유닛(300)으로 유입되지 못하게 함과 아울러 연결관(720)을 경유한 냉매만이 제1 압축유닛(300)으로 유입되도록 한다. 어큐뮬레이터(130)를 경유한 냉매는 제2 흡입관(730)을 통해 전량 제2 압축유닛(400)으로 흡입되어 압축되었다가 제2 토출구멍(460)를 통해 챔버(740)내로 토출된다. 챔버(740)에 일시 저장되었던 냉매는 연결관(720)을 통해 제1 압축유닛(300)으로 흡입되어 재압축된다. 재압축된 냉매는 제1 토출구멍(360)를 통해 케이싱(100)의 내부로 토출되고 토출관을 통해 외부의 냉동시스템으로 안내된다. 이 때, 케이싱(100) 내부의 압력은 토출압으로 챔버(740)내의 압력보다 높으므로 제2 제어밸브(600)의 개폐밸브(610)가 개방되지 않고 챔버(740)내부의 냉매는 전량 연결관(720)을 통하여 제1 압축유닛(300)으로 유입된다.As shown in the drawing, by operating the
이와 같이, 세이빙 모드일 경우에는 상기 제2 압축유닛(400)에서 일단 압축된 냉매가 다시 제1 압축유닛(300)으로 이동하여 재압축된다. 즉, 압축유닛이 직렬 로 연결되어 냉매가 제2 압축유닛(400)과 제1 압축유닛(300)을 순차적으로 거치면서 토출되므로 상대적으로 냉매의 토출량은 작게되나 고압축비를 얻을 수 있다. 뿐만 아니라 적정 수준의 토출 압력을 얻기 위하여 2단계의 압축 과정을 거치며, 특히 제1 압축유닛(300)의 경우에는 제2 압축유닛(400)에 의해 어느정도 압축된 냉매가 흡입되므로 특히 소요 동력이 적게 든다. 따라서, 세이빙 모드시, 제1 및 제2 압축유닛의 소요동력의 합은 파워 모드일 경우보다 적으므로 절전 효과를 얻을 수 있다.As such, in the saving mode, the refrigerant once compressed in the
또한, 본 발명은 제어 유닛이 구비되어 고가인 인버터모터를 사용하지 않고 비교적 저가인 정속모터를 사용하여 파워 모드와 세이빙 모드를 구현하여 용량 가변을 실현할 수 있으므로 제작 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of lowering the manufacturing cost because it is possible to realize the variable capacity by implementing the power mode and the saving mode by using a relatively low-cost constant speed motor without using an expensive inverter motor with a control unit.
이하, 본 발명의 제2 실시예를 설명하면 다음과 같다. 도 4은 본 발명의 제2 실시예를 보인 종단면도이다. 제1 실시예와 동일한 구성에 대하여는 동일한 부호를 부여하였으며, 이에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. 4 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same configuration as in the first embodiment, and description thereof will be omitted.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다단 로터리 압축기는 밀폐 공간을 내부에 형성한 케이싱(100)과; 상기 케이싱(100)에 장착되어 구동력을 발생시키는 구동 유닛(200)과; 상기 구동 유닛(200)으로부터 구동력을 전달받아 냉매를 압축하는 제1 압축 유닛(300) 및 제2 압축유닛(400)과; 냉매를 상기 제1 압축유닛(300)으로 안내하는 제1 흡입관(710)과; 상기 제1 흡입관(710)에 장착되어 흡입냉매를 단속하는 제3 제어밸브(520)와; 냉매를 제2 압축유닛(400)으로 안내하는 제2 흡입관(730)과; 상기 제2 압축유닛(400)의 토출냉매를 단속하는 제2 토출밸브(470)를 복개하여 제2 압축유닛(400)에서 토출된 냉매를 일시 저장하는 챔버(740)와; 상기 챔버(740)상에 설치된 제2 제어밸브(600)와; 상기 챔버(740)와 상기 제1 흡입관(710)를 연결하는 연결관(720)과; 상기 연결관(720)상에 장착되어 냉매를 단속하는 제4 제어밸브(510);를 포함하여 구성되어 제2 압축유닛(400)에서 토출된 냉매가 제1 압축유닛(300)으로 바로 흡기되어 압축되거나 각각의 압축유닛(300, 400)에서 1회 압축된 후 토출되도록 냉매를 선택적으로 안내하는 것을 특징으로 한다.As shown therein, the multi-stage rotary compressor of the present invention includes a
상기 제3 제어밸브(520)와 상기 제4 제어밸브(510)는 각각 이방밸브(2 way valve)로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 제3 제어밸브(520)와 상기 제4 제어밸브(510)는 각각 제어를 위하여 마이크로 프로세서와 연결되어 구성할 수도 있다.Preferably, the
도 7은 본 발명의 제3 실시예를 도시한 종단면도인데, 이에 도시된 바와 같이 상기 제4 제어밸브(510) 대신에 엑츄에이터(actuator, 800)를 상기 연결관(720)상에 배치하여 냉매의 유동을 제어하도록 구성할 수도 있다.FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a third embodiment of the present invention. As shown therein, an
이하, 본 발명의 제2 실시예의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation and effect of the second embodiment of the present invention will be described.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 파워모드시 작동을 나타낸 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing operation in a power mode according to a second embodiment of the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 먼저 냉매의 요구량이 많은 파워모드일 경우를 설명하면, 제3 제어밸브(520)를 개방하고 제4 제어밸브(510)를 폐쇄하여 제1 흡입관(710)을 통하여 제1 압축유닛(300)으로 냉매가 유입되고, 제2 흡입관(730)을 통하여 제2 압축유닛(400)으로 냉매가 유입되게 한다. 제1 압축유닛(300)으로 유입된 냉매는 압축후 제1 토출구멍(360)을 통해 케이싱(100)의 내부로 토출된다. 제2 압축유닛(400)으로 유입된 냉매는 압축후 제2 토출구멍(460)을 통해 챔버(740)내로 토출된다. 챔버(740)에 토출되었던 냉매는 일정압력 이상이 되면 제2 제어밸브(600)의 스프링(620)보다 가압력이 커지게 되어 개폐밸브(610)를 밀치고 제1 연통구멍(630)과 제2 연통구멍(640)을 통해 케이싱(100)의 내부로 토출된다. 제1 압축유닛(300)과 제2 압축유닛(400)에서 각각 토출된 냉매는 케이싱(100)의 내부를 포화시키게 되고 토출관을 통해 케이싱(100) 외부로 토출되는 과정을 반복하게 된다.As shown in the drawing, first, in the case of a power mode in which a required amount of refrigerant is large, the
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 세이빙 모드시 작동을 나타낸 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing operation in a saving mode according to a second embodiment of the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 제3 제어밸브(520)을 폐쇄하고 제4 제어밸브(510)를 개방하여 어큐뮬레이터(130)를 경유한 흡입냉매가 제1 압축유닛(300)으로 유입되지 못하게 함과 연결관(720)을 경유한 냉매만이 제1 압축유닛(300)으로 유입되도록 한다. 어큐뮬레이터(130)를 경유한 냉매는 제2 흡입관(730)을 통해 전량 제2 압축유닛(400)으로 흡입되어 압축되었다가 제2 토출구멍(460)를 통해 챔버(740)내로 토출된다. 챔버(740)에 일시 저장되었던 냉매는 연결관(720)을 통해 제1 압축유닛(300)으로 흡입되어 재압축된다. 재압축된 냉매는 제1 토출구멍(360)를 통해 케이싱(100)의 내부로 토출되고 토출관을 통해 외부의 냉동시스템으로 안내된다. 이 때, 케이싱(100) 내부의 압력은 토출압으로 챔버(740)내의 압력보다 높으므로 제2 제어밸브(600)의 개폐밸브(610)가 개방되지 않고 챔버(740)내부의 냉매는 전량 연결관(720)을 통하여 제1 압축유닛(300)으로 유입된다.As shown in the drawing, the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 다단 로터리 압축기는 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the multistage rotary compressor of the present invention has the following effects.
첫째, 본 발명에서는 일단 압축된 냉매를 다시 재압축시키므로 높은 토출압력을 달성할 수 있으며, 체적 효율이 향상된다. 또한, 재압축시 일단 압축된 냉매를 이용하게 되므로 토출압력인 케이싱 내부로의 누설이 줄어들 뿐만 아니라 흡입측의 저온 냉매로 전달되는 열량도 대폭 감소시킬 수 있다.First, in the present invention, since the refrigerant once compressed is recompressed again, a high discharge pressure can be achieved, and volumetric efficiency is improved. In addition, since the refrigerant once compressed is used during recompression, leakage into the casing, which is the discharge pressure, may be reduced, and the amount of heat transferred to the low temperature refrigerant at the suction side may be greatly reduced.
둘째, 본 발명은 세이빙 모드시 베인을 후퇴 고정시키는 방식에 비하여 별도 부품과 장착 공간이 필요없으며, 제작 공정이 단순하다. 또한, 베인을 후퇴고정시키기 위한 피스가 필요없으므로 마모 및 이물질 발생등의 문제가 생기지 않아 신뢰성이 향상된다.Second, the present invention does not require separate parts and mounting space, compared to the method of retracting the vane in the saving mode, the manufacturing process is simple. In addition, since a piece for retreating and fixing the vane is not necessary, wear and foreign matters are not generated, thereby improving reliability.
셋째, 세이빙 모드시에도 복수의 압축 유닛을 모두 사용하므로 모터 및 압축기의 효율이 향상된다. 또한 파워모드에 비하여 일단 압축된 냉매를 재압축하게 되므로 소요동력이 적게 들어 절전 효과가 있다.Third, the efficiency of the motor and the compressor is improved because all of the plurality of compression units are used even in the saving mode. In addition, since the refrigerant is compressed once again compared to the power mode, the required power is reduced, thereby saving power.
넷째, 가격이 저가인 정속 모터를 사용하면서 용량을 가변시키게 되어 제작 단가를 감소시킬 수 있다.Fourth, it is possible to reduce the manufacturing cost by varying the capacity while using a low-speed constant speed motor.
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KR1020040112289A KR100585808B1 (en) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | Multi-stage rotary compressor |
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KR1020040112289A KR100585808B1 (en) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | Multi-stage rotary compressor |
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KR1020040112289A KR100585808B1 (en) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | Multi-stage rotary compressor |
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KR20040005336A (en) * | 2002-07-09 | 2004-01-16 | 삼성전자주식회사 | Variable capacity rotary compressor |
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2004
- 2004-12-24 KR KR1020040112289A patent/KR100585808B1/en not_active IP Right Cessation
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