KR100677513B1 - 냉동시스템 및 그 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉동시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉동시스템의 압축기에 관한 것으로서, 일정한 압력에서 주위로부터 유체로 열을 흡수하는 열흡수부와, 상기 열흡수부에서 토출되는 유체를 흡입하여 압축하는 제 1압축부와, 상기 제 1압축부에서 압축된 유체를 냉각시키기 위한 중간냉각부와, 상기 중간냉각부에서 토출된 유체를 다시 압축하는 제 2압축부와, 상기 제 2압축부에서 압축되어 토출된 유체로부터 일정한 압력에서 주위로 열을 방출하는 열방출부와, 상기 열방출부를 통과한 유체를 단열팽창에 의하여 압력을 강하시킴과 동시에 팽창에 의하여 발생하는 일을 상기 제 1압축부 및/또는 제 2압축부를 구동시키도록 하는 팽창부와, 상기 팽창부에서 토출된 유체가 상기 중간냉각부를 통과하도록 설치된 냉각유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동시스템을 제공한다.

Description

냉동시스템 및 그 압축기{REFRIGERATION SYSTEM AND COMPRESSOR THEREOF}
본 발명은 냉장고 또는 공조기 등과 같은 냉동시스템 및 그 압축기에 관한 것이다.
냉동사이클이란 열역학적 사이클 (thermodynamic cycle)로서 일(work)을 가하여 저온부(cold reservoir)에 열을 추출하는 데 목적이 있을 때에는 냉동사이클 (Refrigeration cycle)이라 하고, 고온부(hot reservoir)에 열을 공급하는 데 목적이 있을 때에는 열펌프 사이클(heat pump cycle)이라고 하나, 통상 이를 모두 냉동사이클이라 한다.
그리고 상기와 같은 냉동사이클을 이루는 시스템을 냉동시스템이라 하며, 냉장고, 공기조화기, 열펌프 등에 사용된다.
도 1은 일반적인 냉동시스템의 구성을 보여주는 개념도이고, 도 2는 도 1의 냉동시스템의 P-h선도를 나타낸 그래프이다.
상기와 같은 냉동시스템은 도 1과 2에 도시된 바와 같이, 일정한 압력에서 냉매로부터 외부로 열을 방출하는 응축기(10)와, 상기 응축기(10)로부터 유입된 냉매를 단열 팽창시키는 모세관 또는 팽창밸브와 같은 팽창장치(20)와, 일정한 압력에서 외부로부터 상기 팽창장치(20)를 거친 냉매로부터 열을 흡수하는 증발기(30) 와, 상기 증발기(30)를 거친 냉매를 압축시키는 압축기(40)로 구성된다.
상기와 같은 구성을 가지는 냉동시스템은 외부로부터 일(Wc)을 전달받아 압축기(40)에서 냉매를 압축하게 되며(1->4), 압축기(40)에서 압축된 냉매는 응축기(10)를 거쳐 외부로 냉매의 열을 방출하게 된다(2->3). 상기 응축기(10)를 통과한 냉매는 팽창장치(20)를 통과하면서 단열팽창하게 되고(3->4), 상기 팽창장치(20)를 통과한 냉매는 증발기(30)를 통과하면서 외부의 열을 냉매로 흡수하게 되며(4->1) 다시 압축기(40)로 흘러 냉동사이클을 이루게 된다.
한편, 상기와 같은 냉동시스템의 성능은 성능계수(coefficient of performance; COP)로서 나타내며, 성능계수는 다음과 같은 수식 1에 의하여 정의된다.
수식 1
Figure 112005005477002-pct00001
여기서 COPR은 냉동시스템의 성능계수, COPH는 열펌프의 성능계수, QL은 저온부, 즉 증발기에서 흡수된 열량, QH는 고온부, 즉 응축기에서 방출된 열량, 압축기 등을 사용하여 W는 외부에서 냉동시스템에 가해진 일(Work)이다.
그리고 냉동시스템의 성능계수는 냉동시스템의 구성, 압축기의 성능, 냉매의 종류 등에 따라서 달라지게 되는데, 보다 효율적인 냉동시스템을 구성하기 위해서는 적절한 냉매의 선택과 함께 효율적인 냉동시스템을 구성할 필요가 있다.
그리고 냉동시스템에 널리 사용되는 냉매인 프레온 가스가 오존층을 파괴하는 문제점이 나타나면서 대체 냉매를 개발해야 할 필요성이 제기되었다.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 필요성들을 인식하여, 냉동시스템의 성능계수를 높일 수 있는 구조를 가지는 냉동시스템 및 그 압축기를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 일정한 압력에서 주위로부터 유체로 열을 흡수하는 열흡수부와, 상기 열흡수부에서 토출되는 유체를 흡입하여 압축하는 제 1압축부와, 상기 제 1압축부에서 압축된 유체를 냉각시키기 위한 중간냉각부와, 상기 중간냉각부에서 토출된 유체를 다시 압축하는 제 2압축부와, 상기 제 2압축부에서 압축되어 토출된 유체로부터 일정한 압력에서 주위로 열을 방출하는 열방출부와, 상기 열방출부를 통과한 유체를 단열팽창에 의하여 압력을 강하시킴과 동시에 팽창에 의하여 발생하는 일을 상기 제 1압축부 및/또는 제 2압축부를 구동시키도록 하는 팽창부와, 상기 팽창부에서 토출된 유체가 상기 중간냉각부를 통과하도록 설치된 냉각유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 일정한 압력에서 주위로부터 유체로 열을 흡수하는 열흡수부와, 상기 열흡수부에서 토출되는 유체를 흡입하여 압축하는 압축부와, 상기 압축부에서 압축되어 토출된 유체로부터 일정한 압력에서 주위로 열을 방출하는 열방출부와, 상기 열방출부를 통과한 유체를 단열팽창에 의하여 압력을 강하시킴과 동시 에 팽창에 의하여 발생하는 일을 상기 제 1압축부 또는 제 2압축부를 구동시키도록 하는 팽창부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각시스템을 제공한다.
또한 본 발명은 구동부와, 상기 구동부의 구동에 의하여 유체를 압축하여 열방출부로 토출시키는 압축부와, 상기 열방출부를 통과한 유체를 단열팽창에 의하여 압력을 강하시킴과 동시에 팽창에 의하여 발생하는 일을 상기 압축부를 구동시키도록 하는 팽창부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동시스템의 압축기를 제공한다.
도 1은 일반적인 냉동시스템의 구성을 보여주는 개념도이다.
도 2는 도 1의 냉동시스템의 P-h선도를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 냉동시스템의 구성을 보여주는 개념도이다.
도 4는 도 3의 냉동시스템의 P-h선도를 나타낸 그래프이다.
도 5는 도 3의 냉동시스템의 압축부의 구성을 보여주는 구성도이다.
도 6은 도 5의 압축부의 단면도이다.
도 7은 도 5의 압축부의 일부를 보여주는 사시도이다.
도 8은 도 7의 내부기어 및 외부기어를 기하학적인 개념도이다.
도 9는 도 5의 압축부에서 발생하는 토크변화를 종래의 압축장치에서 발생하는 토크를 비교한 그래프이다.
***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *****
100 : 열방출부 200 : 팽창부
300 : 열흡수부 400 : 압축부
410 : 제 1압축부 420 : 제 2압축부
500 : 중간냉각부 510 : 냉각유로
600 : 구동부 610 : 구동축
711, 712 : 격벽부 721, 722 : 외벽부
810 : 내부기어 811 : 티스
820 : 외부기어 821 : 삽입티스
발명의 실시를 위한 최선의 형태
이하, 본 발명에 따른 냉동시스템 및 그 압축기에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 냉동시스템의 구성을 보여주는 개념도이고, 도 4는 도 3의 냉동시스템의 P-h선도를 나타낸 그래프이다.
본 발명에 따른 냉동시스템은 도 3과 4에 도시된 바와 같이, 일정한 압력에서 주위로부터 유체로 열을 흡수하는 열흡수부(300)와, 상기 열흡수부(300)에서 토출되는 유체를 흡입하여 압축하는 압축부(400)와, 상기 압축부(400)에서 압축되어 토출된 유체로부터 일정한 압력에서 주위로 열을 방출하는 열방출부(100)와, 상기 열방출부(100)를 통과한 유체를 단열팽창에 의하여 압력을 강하시킴과 동시에 팽창에 의하여 발생하는 일을 상기 압축부(400)를 구동시키도록 하는 팽창부(200)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 특히 본 발명에 따른 냉동시스템의 압축부(400)는 냉동시스템의 팽창부(200)와 하나로 구성되는 데 그 특징이 있다.
상기 열방출부(100)는 고온측 열교환기로서, 통상 응축기이고, 상기 열흡수 부(300)는 저온측 열교환기로서, 통상 증발기이다.
본 발명에 따른 냉동시스템에 사용되는 유체, 즉 냉매는 여러가지가 사용될 수 있으며, 이산화탄소도 냉매로서 사용이 가능하다.
이산화탄소는 냉매로서의 사용시간이 길며, 독성이 없을 뿐만 아니라 비가연성이다. 또한 그 가격이 싸며 원천이 풍부하고 회수할 필요가 없으며, 윤활유와도 잘 용해될 수 있고 단위 용적당 냉각량이 CFC계열 R-22에 비하여 5배나 되어 동일한 냉방용량을 발생시키기 위한 용적이 작아지고 압축비율도 작아지는 장점이 있다.
그러나 이산화탄소는 비열비(ratio of heat capacities) k가 1.0 내지 1.1의 값을 가지는 CFC계열의 R-22 또는 R-134a에 비하여 비교적 큰 값인 1.4이다. 상기 비열비는 냉동사이클 중 단열압축과정(adiabatic compression process)에서 그 값이 클수록 냉매의 온도를 상승시키게 되는데 이는 단열압축을 행하기 위한 압축장치 내부의 오일, 재질 및 그 구동을 위한 모터권선(motor winding) 등에 영향을 미치게 된다.
특히 이산화탄소는 흡입압력이 30kgf/cm2이고 토출압력이 150 kgf/cm2로 압축되는 경우에 온도가 30℃에서 200℃이상으로 상승하게 되어, 열화온도(deterioration temperature)가 200~230℃인 망유 또는 190~230℃정도인 오일을 열화시키게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명에 따른 냉동시스템은 후술할 압축부(400)와 같이 다수개의 단위압축부에 의하여 여러 번 압축시키는 구조를 가짐으로써 냉매가 이산화탄소(CO2)가 사용되어도 높은 성능계수를 가진다.
도 5는 본 발명에 따른 냉동시스템의 압축부의 구성을 보여주는 개략도이다.
상기 압축부(400)는 도 5에 도시된 바와 같이, 순차적으로 설치되어 유체를 여러 번 압축하는 하나 이상의 단위압축부들로 구성된다. 상기 단위압축부의 수는 하나 또는 다수 개로 구성되며, 본 발명의 실시예에서는 제 1압축부(410) 및 제 2압축부(420)로 구성된 2개의 단위압축부로 구성하였다.
그리고 본 발명에 따른 냉동시스템은 상기 다수개의 단위압축부들 사이에 각각 설치되어 각 단위압축부에서 압축된 유체를 냉각시키기 위한 중간냉각부(500)를 추가적으로 포함한다.
그리고 상기 팽창부(200)와 상기 열흡수부(300)를 연결하는 유로(미도시)는 상기 팽창부(200)에서 토출된 유체가 상기 중간냉각부(500)를 통과하도록 설치된 냉각유로(510)를 포함하여 구성된다.
상기 중간냉각부(500)는 통상 상기 단위압축부들 사이를 연결하는 유로(미도시)와 상기 냉각유로(510)가 서로 열교환을 하도록 상호 접촉된 상태로 구성하거나 별도의 열교환장치(미도시)로서 구성될 수 있다.
단위압축부인 제 1압축부(410)와 제 2압축부(410)는 도 5와 6에 도시된 바와 같이, 구동부(600)의 구동축(610)에 구동축에 순차적으로 연결 설치된다. 그리고 상기 팽창부(200)는 유체가 팽창하면서 상기 구동축(610)이 압축하는 방향으로 회 전하도록 상기 구동축(610)에 연결 설치된다. 특히 상기 팽창부(200)와는 그 구동축(610)을 함께 사용함으로써 상기 팽창부(200)에서 발생되는 일을 전달 받을 수 있으며, 상기 압축부(400)의 단위압축부들은 그 구동축(610)에 함께 연결되거나 별도로 연결될 수 있다.
상기 구동부(600)는 통상 전기에너지에 의하여 회전력을 발생시키는 전기모터가 사용되나, 그 이외에 구동력을 발생시키는 장치라면 어느 것이라도 가능하다.
상기 제 1압축부(410), 제 2압축부(420) 및 팽창부(200) 사이에는 격벽부(711, 712)들이 설치되고, 상기 제 1압축부(410)의 전단부와 상기 팽창부(200)의 후단부에는 각각 압축실 및 팽창실을 형성하도록 설치된 외벽부(721, 722)들이 설치된다.
상기 제 1압축부(410)의 전단부에 설치된 외벽부(721)에는 상기 구동축(610)이 회전가능하도록 삽입되는 베어링부(611)가 설치되고, 상기 열흡수부(200)로부터 상기 제 1압축부(410)의 압축실로 유체가 유입되는 제 1흡입구(411)와 상기 제 1압축부(410)로부터 토출되는 제 1토출구(412)가 형성된다.
상기 1압축부(410)와 상기 제 2압축부(420)의 사이에 설치된 격벽부(711)에는 상기 중간냉각부(500)로부터 상기 제 2압축부(420)의 압축실로 유체가 유입되는 제2흡입구(421)가 형성된다.
상기 제 2압축부(420)와 상기 팽창부(300)의 사이에 설치된 격벽부(712)에는 상기 제 2압축부(420)로부터 유체가 토출되는 제 2토출구(422)와 상기 열방출부(100)로부터 상기 팽창부(200)로 유체가 유입되는 제 3흡입구(210)가 형성된다.
상기 팽창부(200)를 사이에 두고 상기 제 2격벽부(712)의 반대쪽에 설치되는 외벽부(722)에는 상기 팽창부(200)로부터 유체가 토출되는 제 3토출구(220)가 형성된다.
여기서 상기 제 1압축부(410), 제 2 압축부(420)의 흡입구 및 토출구는 여러방향에서 형성되는 것이 가능하나, 상기 구동축(610)을 중심으로 같은 쪽에 형성하는 것이 바람직하며, 상기 제 1압축부(410), 제 2압축부(420)의 흡입구 및 토출구는 상기 구동축(610)을 중심으로 서로 마주보도록 형성된다.
그리고 상기 팽창부(200)의 흡입부 및 토출구는 상기 상기 제 1압축부(410), 제 2압축부(420)의 흡입구 및 토출구의 방향과 반대로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 압축부(400)의 단위압축부인 제 1압축부(410), 제 2압축부(420) 및 팽창부(200)는 각각 상기 외벽부(711, 712)들 또는 격벽부(721, 722)들에 의하여 압축실 및 팽창실이 형성된다.
도 7은 도 5의 압축부의 일부를 보여주는 사시도이고, 도 8은 도 7의 내부기어 및 외부기어를 기하학적인(geometrical) 개념도이다.
그리고 상기 압축부(400)의 단위압축부인 제 1압축부(410), 제 2압축부(420) 및 팽창부(200)는 도 7과 8에 도시된 바와 같이, 각각 외주면에 다수개의 티스(811)가 형성되고 상기 구동축(610)에 결합되어 회전하는 내부기어(810)와, 상기 다수개의 티스(811)가 삽입되도록 내주면에 상기 내부기어(810)의 티스(811)의 수보다 많게 형성된 삽입티스(821)를 가지며 중심(O2)이 상기 내부기어(810)의 회전 축, 즉 중심(O1)과 편심되게 설치된 외부기어(820)를 포함하여 구성된다.
상기 내부기어(810)는 상기 구동축(610)에 결합되어 회전하게 되며, 그 외주면에는 도 7과 8에 도시된 바와 같이, 5개의 티스(811)를 가진다. 그리고 상기 티스(811)의 형상은 여러가지 형상이 가능하나, 치형곡선, 즉 사이클로이드 곡선(cycloid curve)을 이루는 것이 바람직하다.
상기 외부기어(820)는 도 7과 8에 도시된 바와 같이, 상기 내부기어(810)의 티스(811)가 삽입되도록 형성된 삽입티스(821)가 내주면에 형성되며, 상기 삽입티스(821)의 수는 내부기어(810)의 티스(811)보다 많은 7개로 구성된다. 이때 상기 외부기어(820)는 고정될 수 있으나 바람직하게는 회전하는 것이 좋다.
상기 삽입티스(821)의 형상은 여러 형상이 가능하며, 바람직하게는 서로 다른 곡률을 가지는 3개의 원호의 조합으로 이루어진다.
특히 상기와 같은 구조에 의하여 단위압축부가 압축할 때 발생하는 토크의 변화량이 다른 구조를 가지는 압축장치에 비하여 현저히 작아지며, 이를 도 9에 도시하였다.
도 9에서 세로축은 회전시 발생하는 토크의 평균치로 각 값을 나눈 토크비(torque ratio)이고, 가로축은 회전각도(rotation angle)를 나타낸다.
또한 상기 내부기어(810)와 함께 상기 외부기어(820)가 회전하는 경우에는 힘 및 토크의 균형을 유지함으로써 진동 및 소음이 작아지게 된다. 특히, 다수개의 티스(811) 및 삽입티스(821)가 접촉되어 내부에 발생되는 힘이 집중되지 아니하고 분산되는 효과가 있으며, 그 구조가 간단하다는데 큰 이점이 있다.
또한 상기 티스(811)와 삽입티스(821)가 상호 맞물릴 때(맞물리는 지점(meshing point)에서의)의 속도차 즉, 상대속도가 적은 이점이 있다.
상기 제 1압축부(410), 제 2압축부(420) 및 팽창부(200)의 외북기어(820)들과 내부기어(810)들은 요구되는 압축실 또는 팽창실의 부피에 따라서 그 두께를 달리하며, 그 반경은 동일하게 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 팽창부(200)는 상기 제 1압축부(410) 또는 제 2압축부(420)의 흡입 및 토출방향과 반대방향으로 흡입 및 토출하도록 구성됨으로써, 상기 열방출부(100)를 거친 유체를 팽창실로 유입시켜 단열 팽창을 시켜 상기 냉각유로(510)로 토출하게 된다. 이때 단열팽창의 과정에서 일이 발생하게 되는데 이때 발생된 일은 팽창부(200)에 결합된 구동축(610)을 통하여 전달되며, 결과적으로 구동부(600)에 소요되는 구동에너지를 감소시키게 됨으로써 전체적인 냉동시스템의 성능계수를 높이게 된다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 냉동시스템 및 그 압축기의 작동에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 냉동시스템은 도 3과 4에 도시된 바와 같이, 구동부(600)의 작동에 따라서 압축부(400)가 유체의 압축을 시작하게 된다(1->4). 상기 압축부(400)에서 압축된 유체는 유로(미도시)를 따라서 응축기와 같은 열방출부(100)로 흐르게 되고, 상기 열방출부(100)를 통과하면서 유체의 열을 외부로 방출하게 된다(4->5).
상기 열방출부(100)를 통과한 유체는 유로(미도시)를 통하여 팽창부(200)를 거치게 되는데 이때 상기 유체가 팽창하면서 발생시키는 일은 상기 팽창부(200)가 구동부(600)의 구동축(610)에 함께 연결됨으로써 압축부(400)에 전달하게 된다(5->6).
상기 팽창부(200)를 통과한 유체는 유로(미도시)를 통하여 열흡수부(300)로 흐르게 되며, 유체는 열흡수부(300)를 통과하면서 외부로부터 열을 흡수하게 된다(7->1).
상기 열흡수부(300)를 통과한 유체는 다시 압축부(400)로 흘러 냉동사이클을 이루게 된다.
한편, 상기 압축부(400)가 다수개의 단위압축부, 예를 들면, 제 1압축부(410) 및 제 2압축부(420)로 구성된 경우에는 상기 열흡수부(300)를 통과한 유체는 상기 제 1압축부(410)에 유입되어 압축되어 토출된다(1->2). 토출된 유체는 다시 제 2압축부(420)로 유입되어 압축되게 되는데 상기 냉각유로(510)가 설치된 중간냉각부(500)를 통과하면서 냉각되어 상기 제 2압축부(420)로 유입되게 된다(2->3). 그리고 상기 제 2압축부(420)에서 압축된 유체는 상기 열방출부(100)로 토출된다(3->4).
한편 본 발명에 따른 냉동시스템과 종래의 냉동시스템의 성능계수를 표1에 나타내었으며, 표 1에서와 같이, 종래의 구조를 가지는 냉동시스템이 이산화탄소를 냉매로서 사용할 때와 비교하여 볼 때 성능계수가 크게 향상될 수 있음을 알 수 있으며, R-22 냉매의 경우에 비해서도 성능계수가 향상됨을 알 수 있다.
구분 성능계수(COP) ε(t0=7℃)
본 발명 3.97 0.32
비교예 1 2.89 0.23
비교예 2 3.88 0.31
여기서 본 발명의 경우에는 이산화탄소를 냉매로 사용하였으며 압축부는 2개의 단위압축부를 가지는 기어압축기를 사용하였고, 비교예 1의 경우에는 이산화탄소를 냉매로 사용하였으며 2번의 압축과정을 가지며 스로틀을 가지도록 구성하였으며, 비교예 2의 경우에는 냉매를 R-22를 사용하였다.
본 발명에 따른 냉동시스템은 그 구조가 간단하여 제작이 용이할 뿐만 아니라, 비열비가 상대적으로 높은 이산화탄소를 냉매로서 사용하여도 높은 성능계수를 가지는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 냉동시스템의 압축기는 높은 압력을 견딜 수 있을 뿐만 아니라 내부기어와 외부기어가 함께 회전함으로써 그 진동과 소음이 적은 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 냉동시스템의 압축기는 그 작동시에 토크의 변화폭이 다른 압축기에 비하여 적을 뿐만 아니라 발생되는 토크는 내부기어 및 외부기어에 형성된 다수개의 티스와 삽입티스에 분산되어 토크가 집중되지 않는 이점이 있다.

Claims (27)

  1. 일정한 압력에서 주위로부터 유체로 열을 흡수하는 열흡수부와;
    상기 열흡수부에서 토출되는 유체를 흡입하여 압축하는 제 1압축부와;
    상기 제 1압축부에서 압축된 유체를 냉각시키기 위한 중간냉각부와;
    상기 중간냉각부에서 토출된 유체를 다시 압축하는 제 2압축부와;
    상기 제 2압축부에서 압축되어 토출된 유체로부터 일정한 압력에서 주위로 열을 방출하는 열방출부와;
    상기 열방출부를 통과한 유체를 단열팽창에 의하여 압력을 강하시킴과 동시에 팽창에 의하여 발생하는 일을 상기 제 1압축부 및/또는 제 2압축부를 구동시키도록 하는 팽창부와;
    상기 팽창부에서 토출된 유체가 상기 중간냉각부를 통과하도록 설치된 냉각유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1압축부와 제 2압축부를 구동하기 위한 구동부를 포함하며, 상기 제 1압축부와 제2압축부는 상기 구동부의 구동축에 순차적으로 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 팽창부는 유체가 팽창하면서 상기 구동축이 압축하는 방향으로 회전하도록 상기 구동축에 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1압축부와 제 2압축부는 각각 외주면에 다수개의 티스가 형성되고 상기 구동축에 결합되어 회전하는 내부기어와;
    상기 다수개의 티스가 삽입되도록 내주면에 상기 내부기어의 티스의 수보다 많게 형성된 삽입티스를 가지며 중심이 상기 내부기어의 회전축과 편심되게 설치된 외부기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 팽창부는 외주면에 다수개의 티스가 형성되고 상기 구동축에 결합되어 회전하는 내부기어와;
    상기 다수개의 티스가 삽입되도록 내주면에 상기 내부기어의 티스의 수보다 많게 형성된 삽입티스를 가지며 중심이 상기 내부기어의 회전축과 편심되게 설치된 외부기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1압축부, 제 2압축부 및 팽창부의 외부기어들의 반경이 동일하며, 상기 제 1압축부, 제 2압축부 및 팽창부의 내부기어들의 반경이 동일한 것을 특징 으로 하는 냉동시스템.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1압축부의 일측에 설치되며, 상기 구동축이 회전가능하도록 삽입되는 베어링부와 상기 열흡수부로부터 상기 제 1압축부의 압축실로 유체가 유입되는 제 1흡입구와 상기 제 1압축부로부터 토출되는 제 1토출구를 가지는 제 1격벽부와;
    상기 제 1압축부와 상기 제 2압축부의 사이에 설치되며, 상기 중간냉각부로부터 상기 제 2압축부의 압축실로 유체가 유입되는 제2흡입구를 가지는 제 2격벽부와;
    상기 제 2압축부와 상기 팽창부의 사이에 설치되며, 상기 제 2압축부로부터 유체가 토출되는 제 2토출구와 상기 열방출부로부터 상기 팽창부로 유체가 유입되는 제 3흡입구를 가지는 제 3격벽부와;
    상기 팽창부를 사이에 두고 상기 제 2격벽부의 반대쪽에 설치되며, 상기 팽창부로부터 유체가 토출되는 제 3토출구를 가지는 제 4격벽부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1압축부, 제 2압축부 및 팽창부 사이에 설치된 격벽부들과, 상기 제 1압축부의 전단부와 상기 팽창부의 후단부에는 각각 압축실 및 팽창실을 형성하도록 상기 설치된 외벽부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 유체는 이산화탄소(CO2)인 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 열방출부는 응축기인 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 열흡수부는 증발기인 것을 특징으로 하는 냉동시스템.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 구동부와;
    순차적으로 설치되어 유체를 여러 번 압축하는 다수개의 단위 압축부들로 구성되며 상기 구동부의 구동에 의하여 유체를 압축하여 열방출부로 토출시키는 압축부와;
    상기 다수개의 단위 압축부들 사이에 각각 설치되어 각 단위 압축부에서 압축된 유체를 냉각시키기 위한 중간냉각부와;
    상기 열방출부를 통과한 유체를 단열팽창에 의하여 압력을 강하시킴과 동시에 팽창에 의하여 발생하는 일을 상기 압축부를 구동시키도록 하는 팽창부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동시스템의 압축기.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 팽창부에서 토출된 유체가 상기 중간냉각부를 통과하도록 설치된 냉각유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동시스템의 압축기.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 팽창부는 유체가 팽창하면서 상기 구동축이 압축하는 방향으로 회전하도록 상기 구동축에 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  21. 제 16항에 있어서,
    상기 압축부는 외주면에 다수개의 티스가 형성되고 상기 구동축에 결합되어 회전하는 내부기어와;
    상기 다수개의 티스가 삽입되도록 내주면에 상기 내부기어의 티스의 수보다 많게 형성된 삽입티스를 가지며 중심이 상기 내부기어의 회전축과 편심되게 설치된 외부기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  22. 제 16항에 있어서,
    상기 팽창부는 외주면에 다수개의 티스가 형성되고 상기 구동축에 결합되어 회전하는 내부기어와;
    상기 다수개의 티스가 삽입되도록 내주면에 상기 내부기어의 티스의 수보다 많게 형성된 삽입티스를 가지며 중심이 상기 내부기어의 회전축과 편심되게 설치된 외부기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  23. 삭제
  24. 제 16항에 있어서,
    상기 순차적으로 설치된 다수개의 단위 압축부들 및 팽창부 사이에 상기 구동축과 결합된 격벽부들과, 상기 압축부의 전단부와 상기 팽창부의 후단부에는 각각 압축실 및 팽창실을 형성하도록 상기 구동축에 결합된 외벽부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  25. 제 16항에 있어서,
    상기 유체는 이산화탄소(CO2)인 것을 특징으로 하는 압축기.
  26. 일정한 압력에서 주위로부터 유체로 열을 흡수하는 열흡수부와;
    상기 열흡수부에서 토출되는 유체를 흡입하여 압축하는 제 1압축부와;
    상기 제 1압축부에서 압축된 유체를 냉각시키기 위한 중간냉각부와;
    상기 중간냉각부에서 토출된 유체를 다시 압축하는 제 2압축부와;
    상기 제 2압축부에서 압축되어 토출된 유체로부터 일정한 압력에서 주위로 열을 방출하는 열방출부와;
    상기 열방출부를 통과한 유체를 단열팽창에 의하여 압력을 강하시킴과 동시에 팽창에 의하여 발생하는 일을 상기 제 1압축부 및/또는 제 2압축부를 구동시키도록 하는 팽창부와;
    상기 팽창부에서 토출된 유체가 상기 중간냉각부를 통과하도록 설치된 냉각유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  27. 일정한 압력에서 주위로부터 유체로 열을 흡수하는 열흡수부와;
    상기 열흡수부에서 토출되는 유체를 흡입하여 압축하는 제 1압축부와;
    상기 제 1압축부에서 압축된 유체를 냉각시키기 위한 중간냉각부와;
    상기 중간냉각부에서 토출된 유체를 다시 압축하는 제 2압축부와;
    상기 제 2압축부에서 압축되어 토출된 유체로부터 일정한 압력에서 주위로 열을 방출하는 열방출부와;
    상기 열방출부를 통과한 유체를 단열팽창에 의하여 압력을 강하시킴과 동시에 팽창에 의하여 발생하는 일을 상기 제 1압축부 및/또는 제 2압축부를 구동시키도록 하는 팽창부와;
    상기 팽창부에서 토출된 유체가 상기 중간냉각부를 통과하도록 설치된 냉각유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 공조기.
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