KR100747495B1

KR100747495B1 - 용량가변 로터리 압축기

Info

Publication number: KR100747495B1
Application number: KR1020060111173A
Authority: KR
Inventors: 정재효; 서형준; 이정배; 한경준
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-11-10
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2007-08-08

Abstract

본 발명에 따른 로터리 압축기는 상호 구획된 제1압축실 및 제2압축실 내에서 각각 편심 회전하며 피압축매체를 압축하는 제1롤러 및 제2롤러와, 상기 제1롤러 및 제2롤러를 구동하는 전동기와, 상기 전동기에 선택적으로 전원을 공급하는 제1릴레이와, 상기 제1릴레이에 상호 병렬로 연결된 제1커패시터 및 제2커패시터와, 상기 제2커패시터를 상기 제1커패시터에 전기적으로 접속 및 접속해제하는 제2릴레이를 가지며; 상기 제1압축실과 제2압축실이 동시에 운전되는 전부하운전모드와, 상기 제2압축실만 운전되는 부분부하운전모드와, 상기 제2압축실의 운전 중에 상기 제1압축실이 간헐적으로 운전되는 PWM(Pulse Width Modulation)운전모드 중 어느 하나로 운전되는 용량가변 로터리 압축기에 있어서, 상기 전동기에 인가되는 소스 전압을 검지하는 전압검지부와; 상기 PWM운전모드 및 전부하운전모드로 운전시 상기 전압검지부에서 검지된 소스 전압이 설정된 임계전압 미만이면, 상기 제2릴레이를 접속시키는 제어부를 포함한다. 이에 의하여, 압축기의 운전효율을 향상시킬 수 있다.

Description

용량가변 로터리 압축기{VARIABLE CAPACITY ROTARY COMPRESSOR}

도 1은 종래 용량가변 로터리 압축기가 적용된 시스템을 도시한 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 용량가변 로터리 압축기가 적용된 시스템을 도시한 개략도,

도 3은 PWM운전모드에서의 제1베인조절부의 제어에 따른 운전효율을 도시한 도면,

도 4는 종래 용량가변 로터리 압축기와 본 발명에 따른 용량가변 로터리 압축기의 시스템효율을 비교한 도면,

도 5는 본 발명에 따른 용량가변 로터리 압축기의 제어흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 밀폐용기 10 : 전동기

12 : 고정자 13 : 회전자

20 : 압축요소 30 : 실린더

31 : 제1압축실 32 : 제2압축실

35 : 중간판 40 : 제1압축유닛

42 : 제1롤러 43 : 제1베인

44 : 제1베인슬롯 45 : 제1베인가이드부

46 : 확장부 47 : 자석

48 : 트림부 50 : 제2압축유닛

52 : 제2롤러 53 : 제2베인

54 : 제2베인슬롯 56 : 제2베인가이드부

60 : 제1베인조절부 61 : 연결배관

62 : 고압배관 63 : 저압배관

64 : 개폐밸브 80 : 전압검지부

81 : 제1릴레이 83 : 제2릴레이

85 : 제1커패시터 87 : 제2커패시터

89 : 방전저항

본 발명은 용량가변 로터리 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용량 가변 용량가변 로터리 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기나 냉장고에 적용되는 냉각장치는 냉각능력이 가변되도록 요구조건에 부합하는 최적의 냉각을 수행함과 동시에 에너지 절감을 목적으로 냉매의 압축능력이 가변되도록 한 용량 가변형 로터리 압축기를 채용하고 있다.

이러한 용량 가변형 용량가변 로터리 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 상호 구획된 제1압축실(111) 및 제2압축실(115)이 형성된 실린더(110)와, 제1압축 실(111) 및 제2압축실(115) 내에서 각각 편심회전하며 피압축매체를 압축하는 제1롤러(121) 및 제2롤러(123)와, 제1압축실(111)의 베인(113)의 후방에 피압축매체의 토출압력과 흡입압력을 교호적으로 인가하여 베인(113)의 작동을 조절하는 베인조절부(130)와, 제1롤러(121) 및 제2롤러(123)를 구동하는 전동기(140)와, 전동기(140)에 선택적으로 전원을 공급하는 제1릴레이(150)와, 제1릴레이(150)에 상호 병렬로 연결된 제1커패시터(170) 및 제2커패시터(180)와, 제2커패시터(180)를 제1커패시터(170)에 전기적으로 접속 및 접속해제하는 제2릴레이(160)를 갖는다.

도 1에 도시된 바와 같이, 용량가변 로터리 압축기에서 토출된 냉매는 실외측 공기와 열교환하는 응축기(102), 응축된 냉매를 감압시키기 위한 팽창기구(103)를 거친 냉매는 증발기(104)로 유입되고 실내공기와 열교환하여 기체상태로 변한 후 기액분리기(105)로 다시 유입된다. 그리고, 용량가변 로터리 압축기는 베인조절부(130)에서 베인(113)의 후방에 피압축매체의 토출압력을 인가하여 제1압축실(111)과 제2압축실(115)에서 100% 압축작용이 발생하는 전부하운전모드와, 베인조절부(130)에서 베인(113)의 후방에 피압축매체의 흡입압력을 인가하여 제2압축실(115)만 압축작용이 발생하여 용량이 50%가 되는 부분부하운전모드와, 베인조절부(130)에서 베인(113)의 후방에 피압축매체의 흡입압력과 토출압력을 교호적으로 인가하여 50%~100%사이에서 용량 가변이 가능한 PWM(Pulse Width Modulation)운전모드 중 어느 하나로 운전된다. 여기서, 전부하운전모드로 운전시에는 운전커패시터로 제1커패시터(170) 및 제2커패시터(180)를 부분부하운전모드에서는 운전커패시터로 제1커패시터(170)를 사용한다.

그러나, 전부하운전모드와 부분부하운전모드 사이의 선형능력가변을 위한 PWM운전모드에서는 전부하운전과 부분부하운전을 반복하기 때문에 커패시터를 절환할 시간적 여유가 짧고, 또한 저전압인 경우, 전부하운전모드로 바뀔때 기동토크가 많이 필요로 하기 때문에 부분부하운전모드 커패시터인 제1커패시터(170)만으로 운전할 때 전동기(140)가 멈추는 현상이 발생할 수 있다.

한편, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 PWM운전모드에서는 제2릴레이(180)를 접속시켜 전부하운전모드 커패시터인 제1커패시터(170)와 제2커패시터(180)로 운전하게 되는 경우, 기동신뢰성은 좋지만 이 구간에서 압축기의 효율(도 4의 'A' 참조)이 저하되는 문제가 발생하게 된다.

따라서 본 발명의 목적은, 압축기의 운전효율을 향상시킬 수 있는 용량가변 로터리 압축기를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 상호 구획된 제1압축실 및 제2압축실 내에서 각각 편심 회전하며 피압축매체를 압축하는 제1롤러 및 제2롤러와, 상기 제1롤러 및 제2롤러를 구동하는 전동기와, 상기 전동기에 선택적으로 전원을 공급하는 제1릴레이와, 상기 제1릴레이에 상호 병렬로 연결된 제1커패시터 및 제2커패시터와, 상기 제2커패시터를 상기 제1커패시터에 전기적으로 접속 및 접속해제하는 제2릴레이를 가지며; 상기 제1압축실과 제2압축실이 동시에 운전되는 전부하운전모드와, 상기 제2압축실만 운전되는 부분부하운전모드와, 상기 제2압축실의 운전 중에 상기 제1압축실이 간헐적으로 운전되는 PWM(Pulse Width Modulation)운전모드 중 어느 하나로 운전되는 용량가변 로터리 압축기에 있어서, 상기 전동기에 인가되는 소스 전압을 검지하는 전압검지부와; 상기 PWM운전모드 및 전부하운전모드로 운전시 상기 전압검지부에서 검지된 소스 전압이 설정된 임계전압 미만이면, 상기 제2릴레이를 접속시키는 제어부를 포함하는 것에 의하여 달성된다.

상기 전압검지부에서 검지된 소스 전압이 상기 입계전압 이상이면, 상기 제어부는 상기 PWM운전모드 중 상기 제1압축실의 운전율이 설정된 한계운전율 미만일 경우 상기 제2릴레이를 접속해제하며, 상기 PWM운전모드 중 상기 제1압축실의 운전율이 설정된 한계운전율 이상일 경우 상기 제2릴레이를 접속시키는 것이 바람직하다.

상기 전부하운전모드로 운전시 상기 전압검지부에서 검지된 소스 전압이 상기 임계전압 이상이면, 상기 제어부는 상기 제2릴레이를 접속시키는 것이 바람직하다.

상기 부분부하운전모드로 운전시 상기 제어부는 상기 제2릴레이를 접속해제하는 것이 바람직하다.

상기 제2릴레이의 차단시 제2커패시터의 방전을 위한 방전저항을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 PWM운전모드에서 상기 제2압축기의 운전주기는 상기 제2커패시터의 방전시간보다 크게 설정되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 다른 목적은 본 발명에 따라, 상호 구획된 제1압축실 및 제2압축 실 내에서 각각 편심 회전하며 피압축매체를 압축하는 제1롤러 및 제2롤러와, 상기 제1롤러 및 제2롤러를 구동하는 전동기와, 상기 전동기에 선택적으로 전원을 공급하는 제1릴레이와, 상기 제1릴레이에 상호 병렬로 연결된 제1커패시터 및 제2커패시터와, 상기 제2커패시터를 상기 제1커패시터에 전기적으로 접속 및 접속해제하는 제2릴레이를 가지며; 상기 제1압축실과 제2압축실이 동시에 운전되는 전부하운전모드와, 상기 제2압축실만 운전되는 부분부하운전모드와, 상기 제2압축실의 운전 중에 상기 제1압축실이 간헐적으로 운전되는 PWM(Pulse Width Modulation)운전모드 중 어느 하나로 운전되는 용량가변 로터리 압축기의 제어방법에 있어서, 상기 전동기에 인가되는 소스 전압을 검지하는 단계와; 상기 PWM운전모드 및 전부하운전모드로 운전시 상기 전압검지부에서 검지된 소스 전압이 설정된 임계전압 미만이면, 상기 제2릴레이를 접속시키는 단계를 포함하는 것에 의하여 달성된다.

상기 전압검지부에서 검지된 소스 전압이 상기 입계전압 이상이면, 상기 PWM운전모드 중 상기 제1압축실의 운전율이 설정된 한계운전율 미만일 경우 상기 제2릴레이를 접속해제하며, 상기 PWM운전모드 중 상기 제1압축실의 운전율이 설정된 한계운전율 이상일 경우 상기 제2릴레이를 접속시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 전부하운전모드로 운전시 상기 전압검지부에서 검지된 소스 전압이 상기 임계전압 이상이면, 상기 제2릴레이를 접속시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 부분부하운전모드로 운전시 상기 제2릴레이를 접속해제하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명한다.

본 발명에 따른 용량가변 로터리 압축기는 도 2에 도시한 바와 같이, 밀폐용기(1)의 내측 상부에 설치된 전동기(10)와, 밀폐용기(1)의 내측 하부에 설치되며 전동기(10)와 회전축(11)을 통해 연결된 압축요소(20)를 구비한다.

전동기(10)는 밀폐용기(1)의 내면에 고정된 원통형 고정자(12)와, 고정자(12)의 내부에 회전 가능하게 설치되고 중심부가 회전축(11)에 결합된 회전자(13)를 포함한다. 전동기(10)는 전원을 인가할 때 회전자(13)가 회전함으로써 회전축(11)에 의해 연결된 압축요소(20)를 구동시킨다.

압축요소(20)는 상호 구획된 상부의 제1압축실(31)과 하부의 제2압축실(32)을 갖춘 실린더(30)와, 제1 및 제2압축실(31, 32) 내에 각각 마련되며 회전축(11)에 의해 동작하는 제1 및 제2압축유닛(40, 50)을 포함한다.

실린더(30)는 제1압축실(31)이 형성된 상부의 제1바디(33)와, 제2압축실(32)이 형성되며 제1바디(33)의 하부에 설치된 제2바디(34)와, 제1압축실(31)과 제2압축실(32)의 구획을 위해 제1 및 제2바디(33, 34) 사이에 설치된 중간판(35)과, 제1 압축실(31)의 상측 개구와 제2압축실(32)의 하측 개구를 폐쇄함과 동시에 회전축(11)을 지지하도록 제1바디(33)의 상부와 제2바디(34)의 하부에 각각 장착된 제1 및 제2플랜지(36, 37)를 포함한다. 회전축(11)은 제1 및 제2압축실(31, 32)의 중심을 관통하며 제1 및 제2압축실(31, 32) 내부의 압축유닛들(40, 50)에 연결된다.

제1 및 제2압축유닛(40, 50)은 제1 및 제2압축실(31, 32)의 회전축(11)에 각각 마련된 제1 및 제2편심부(41, 51)와, 제1 및 제2압축실(31, 32)의 내벽면과 접하여 회전하도록 제1 및 제2편심부(41, 51)의 외면에 각각 회전 가능하게 결합된 제1 및 제2롤러(42, 52)를 포함한다. 제1편심부(41)와 제2편심부(51)는 균형을 유지하도록 편심방향이 상호 반대로 배치된다. 여기서, 제1 및 제2롤러(42, 52)는 제1 및 제2압축실(31, 32) 내부에서 편심회전하며 피압축매체를 압축한다.

또한, 제1 및 제2압축유닛(40, 50)은 제1 및 제2롤러(42, 52)의 회전에 따라 각 압축실(31, 32)의 반경방향으로 진퇴하면서 각 압축실(31, 32)을 구획하는 제1베인(43)과 제2베인(53)을 포함한다. 제1베인(43)과 제2베인(53)은 각 압축실(31, 32)의 반경방향으로 길게 형성된 제1 및 제2베인슬롯(44, 54)에 수용되어 진퇴가 안내된다. 제1베인(43)과 제2베인(53)은 제1롤러(42) 및 제2롤러(52)의 외표면에 각각 접촉하여 제1압축실(31) 및 제2압축실(32)을 구획한다.

한편, 제1 및 제2바디(33, 34)에는 제1 및 제2베인(43, 53)을 수용하며, 제1 및 제2베인(43, 53)이 출입 가능하도록 안내하는 제1 및 제2베인슬롯(44, 54)이 형성되어 있다.

제1베인슬롯(44)은 제1압축실(31)의 내벽면에서 제1베인(43)을 안내하는 제1 베인가이드부(45)와, 제1베인가이드부(45)의 외측단부 영역에서 제1베인가이드부(45)의 두께에 비해 더 큰 두께를 갖는 확장부(46)로 이루어져 있다.

제1베인가이드부(45)는 제1압축실(31)의 내벽면에서 제1베인(43)의 두께와 비슷한 두께를 가지고 외측을 향해 함몰 형성된다. 제1베인가이드부(45)는 제1베인(43)을 수용하며, 제1베인(43)이 출입 가능하도록 안내하는 역할을 한다.

확장부(46)는 제1베인가이드부(45)의 외측단부 영역에서 제1베인가이드부(45)의 두께에 비하여 소정의 확장두께만큼 더 큰 두께를 갖는다. 여기서, 확장부(46)와 제1베인가이드부(45)의 경계 영역에는 모따기 가공이 되어 있는 트림부(48)가 형성되어 있다. 이러한 트림부(48)를 형성함으로써, 제1베인(43)의 작동에 신뢰성을 줄 수 있게 된다. 확장부(46)는 제1베인슬롯(44)의 트림부(48)를 가공하는 과정에서 형성된다.

확장부(46)는 중간판(35) 및 제1플랜지(36)에 의하여 밀폐용기(1) 내부공간과 구획된다. 여기서, 제1베인(43)의 후단은 이러한 확장부(46)의 내면형상에 대응하는 곡면으로 이루어질 수 있다. 또 제1베인(43)의 후단과 접하는 확장부(46) 후방에는 제1베인(43)이 완전히 후퇴할 때 제1베인(43)을 부착시켜 고정함으로써 제1베인(43)의 흔들림을 방지하는 자석(47)이 설치된다. 제1베인(43)의 후단을 곡면으로 한 것은 제1베인(43)이 후퇴할 때 제1베인(43)의 후단이 자석(47)에 밀착되기 용이하도록 한 것이다.

또 본 발명은 확장부(46)에 흡입압력을 인가함으로써 제1베인(43)을 후퇴시킨 상태로 구속하거나, 확장부(46)에 토출압력을 인가함으로써 제1베인(43)의 진퇴 가 이루어지도록 하는 제1베인조절부(60)를 구비한다. 제1베인조절부(60)는 이러한 방식으로 제1베인(43)을 구속하거나 구속을 해제함으로써 제1압축실(31) 쪽에서 압축 또는 공회전이 이루어지도록 하여 압축용량을 가변시킬 수 있도록 한다. 이러한 제1베인조절부(60)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 후술하기로 한다.

제2베인슬롯(54)은 제2압축실(32)의 내벽면에서 외측을 향해 함몰 형성되어 제2베인(53)을 안내하는 제2베인가이드부(56)와, 제2베인(53)이 제2압축실(32)을 구획할 수 있도록 제2베인(53)을 제2롤러(52) 쪽으로 가압하는 베인스프링(55)이 설치되는 베인스프링수용부(57)로 이루어진다.

한편, 제1바디(33)와 제2바디(34)에는 제1압축실(31)과 제2압축실(32) 내부로 가스가 유입될 수 있도록 흡입관들(71, 72)과 연결되는 흡입구(73)와, 각 압축실(31, 32) 내부에서 압축된 가스가 밀폐용기(1) 내부로 토출되도록 하는 토출구들(75, 76)이 형성된다. 따라서 로터리 압축기가 가동될 때 밀폐용기(1) 내부는 토출구들(75, 76)을 통해 배출되는 압축가스에 의해 고압으로 유지되고, 밀폐용기(1) 내부의 압축가스는 밀폐용기(1) 상부에 마련된 토출배관(77)을 통해 외부로 안내된다.

흡입되는 가스는 어큐뮬레이터(78)를 거친 후 흡입관들(71, 72)을 통해 각 압축실(31, 32)의 흡입구로 안내된다.

제1베인조절부(60)는 제1베인슬롯(44) 후방의 확장부(46)와 직접 연통하도록 연결된 연결관(61), 연결관(61)과 토출배관(77)을 연결하는 고압관(62), 연결관(61)과 흡입배관(70)을 연결하는 저압관(63), 고압관(62)과 저압관(63)이 연결 관(61)에 선택적으로 연통되도록 하는 개폐밸브(64)를 포함한다. 개폐밸브(64)는 연결관(61), 고압관(62), 저압관(63)이 연결되는 지점에 설치되는 전동식 삼방밸브로 이루어진다. 연결관(61)의 출구는 제1플랜지(36)에 연결되고, 제1플랜지(36)에는 연결관(61)과 확장부(46)를 직접 연통시키는 연통유로(36a)가 형성된다. 즉, 확장부(46)는 제1베인슬롯(44)의 후방 영역에 마련되고, 연결관(61)은 제1플랜지(36) 쪽에 연결되어 확장부(46)와 직접 연통되도록 한다.

본 발명에 따른 용량가변 로터리 압축기는 전동기(10)에 선택적으로 전원을 공급하는 제1릴레이(81)와, 제1릴레이(81)에 상호 병렬로 연결된 제1커패시터(85) 및 제2커패시터(87)와, 제2커패시터(87)를 제1커패시터(85)에 전기적으로 접속 및 접속해제하는 제2릴레이(83)와, 전동기(10)에 인가되는 전압을 검지하는 전압검지부(80)를 포함한다.

제1릴레이(81)는 외부의 전원이 전동기에 공급되는 것을 단속한다. 제1릴레이(81)가 접속되면 전동기(10)에 전원이 공급되며, 제1릴레이(81)의 접속이 차단되면 전동기(10)에 전원이 공급되지 않는다. 한편, 제1릴레이(81)에는 제1커패시터(85)와 제2커패시터(87)가 상호 병렬로 연결되어 있다.

제2커패시터(87)는 제2릴레이(83)의 접속 및 접속해제에 의하여 제1커패시터(85)와 병렬로 연결 및 차단된다. 자세히 설명하면, 제2릴레이(83)가 접속되면 제1커패시터(85)와 제2커패시터(87)는 병렬로 연결되며, 제2릴레이(83)의 접속이 차단되면 제2커패시터(87)는 제1커패시터(85)와 연결되지 않는다.

전압검지부(80)는 외부의 전원이 입력되는 전원입력단에 배치되어 전동 기(10)에 인가되는 소스 전압을 검지한다. 전압검지부(80)는 소스 전압을 검지하여 후술하는 제어부(미도시)로 송출한다.

한편, 본 발명에 따른 용량가변 로터리 압축기는 도 2에 도시된 바와 같이, 제2릴레이(83)의 차단시 제2커패시터(87)의 방전을 위한 방전저항(89)을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 용량가변 로터리 압축기는 제2압축실(32)만 운전되는 부분부하운전모드와, 제1압축실(31)과 제2압축실(32)이 동시에 운전되는 전부하운전모드와, 제2압축실(32)의 운전 중에 제1압축실(31)이 간헐적으로 운전되는 PWM운전모드 중 어느 하나로 운전된다. 여기서, 제1압축실(31)과 제2압축실(32)의 체적이 동일하게 형성되는 경우를 예로 각 운전모드에 대하여 자세히 설명한다.

부분부하운전모드는 제1압축실(31)이 운전되지 않으며, 제2압축실(32)만 운전되는 운전모드이다. 부분부하운전모드에서 1베인조절부(60)는 확장부(46)에 흡입압력을 인가한다. 자세히 설명하면, 개폐밸브(64)에서 저압관(63)을 연결관(61)과 연통시키면 확장부(46)에 흡입압력이 가해진다. 따라서, 제1베인(43)이 후퇴한 상태에서 정지되므로 전동기(10)가 회전하며 제2압축실(32)이 운전되더라도 제1압축실(31)에서는 공회전이 이루어진다. 여기서, 부분부하운전모드에서의 압축기 운전율은 50%이다.

전부하운전모드는 제1압축실(31)과 제2압축실(32)이 동시에 운전되는 운전모드이다. 즉, 전부하운전모드에서 제1베인조절부(60)는 확장부(46)에 토출압력을 인가한다. 자세히 설명하면, 개폐밸브(64)에서 고압관(62)이 연결관(61)을 연통시키 면 확장부(46)에 토출압력이 가해진다. 따라서, 제1베인(43)이 토출압력에 의해 제1압축실(31) 쪽으로 밀리므로 제1베인(43)이 제1롤러(42)의 편심 회전에 따라 진퇴한다. 그러므로, 전동기(10)가 회전하며 제1압축실(31)과 제2압축실(32)을 동시에 운전하게 된다. 여기서, 전부하운전모드에서의 압축기의 운전율은 100%이다.

PWM운전모드는 제2압축실(32)의 운전 중에 제1압축실(31)이 간헐적으로 운전되는 운전모드이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, PWM운전모드에서 제1베인조절부(60)는 확장부(46)에 토출압력과 흡입압력을 교호적으로 인가한다. 여기서, PWM운전모드에서의 압축기의 운전율은 50% 내지 100% 사이에서 가변된다.

한편, 제1압축실(31)과 제2압축실(32)의 체적을 동일하게 형성한다고 전술하였으나, 이에 한정되지 않고 제1압축실(31)과 제2압축실(32)의 체적을 상이하게 형성하여 압축기의 운전율을 가변할 수도 있음은 물론이다.

본 발명에 따른 용량가변 로터리 압축기는 전압검지부(80)에서 검지된 소스 전압에 따라 제2릴레이(83)의 작동을 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다.

PWM운전모드 및 전부하운전모드로 운전시 전압검지부(80)에서 검지된 소스 전압이 설정된 임계전압 미만이면, 제어부는 제1커패시터(85)와 제2커패시터(87)를 병렬로 연결시키기 위하여 제2릴레이(83)를 접속시키다. 즉, 전동기(10)로 인가되는 전압의 용량을 증가시킨다.

그리고, 전부하운전모드로 운전시 전압검지부(80)에서 검지된 소스 전압이 설정된 임계전압 이상이면, 제어부는 제1커패시터(85)와 제2커패시터(87)를 병렬로 연결시키기 위하여 제2릴레이(83)를 접속시키다. 즉, 전동기(10)로 인가되는 전압 의 용량을 증가시킨다.

한편, 전압검지부(80)에서 검지된 소스 전압이 설정된 임계전압 이상이고 PWM운전모드로 운전 중 제1압축실(31)의 운전율이 설정된 한계운전율 미만이면 제2릴레이(83)를 접속해제하며, 전압검지부(80)에서 검지된 소스 전압이 설정된 임계전압 이상이고 PWM운전모드로 운전 중 제1압축실(31)의 운전율이 설정된 한계운전율 이상이면 제2릴레이(83)를 접속시킨다.

한편, 부분부하운전모드로 운전시 제어부는 검지부에서 검지된 소스 전압에 관계없이, 제2커패시터(87)를 제1커패시터(85)로부터 차단하도록 제2릴레이(83)를 접속해제시킨다.

이하에서는 본 발명에 따른 용량가변 로터리 압축기의 제어방법을 도 2 내지 도 5를 참고하여 자세히 설명한다.

용량가변 로터리 압축기에서 토출된 냉매는 실외측 공기와 열교환하는 응축기(3), 응축된 냉매를 감압시키기 위한 팽창기구(5)를 거친 냉매는 증발기(7)로 유입되고 실내공기와 열교환하여 기체상태로 변한 후 어큐뮬레이터(78)로 다시 유입된다.

전동기(10)에 인가되는 소스 전압을 전압검지부(80)에서 검지한다. 전압검지부(80)에서 검지된 소스 전압을 설정된 임계전압과 비교한다(S1). 여기서, 전압검지부(80)에서 검지된 소스 전압이 설정된 임계전압 이상인 것으로 판단되면, 압축기의 운전모드가 전부하운전모드인가 판단한다(S3).

S3단계에서 압축기의 운전모드가 전부하운전모드라고 판단되면, 제2릴레 이(83)를 접속시킨다(S9). 한편, 압축기의 운전모드가 전부하운전모드가 아니라고 판단되면, 부분부하운전모드인가를 판단한다(S5).

S5단계에서 압축기의 운전모드가 부분부하운전모드라고 판단되면 제2릴레이(83)의 접속을 해제시킨다(S11). 한편, 압축기의 운전모드가 부분부하운전모드가 아니라고 판단되면 PWM운전모드인 것으로 판단하고, 제1압축실(31)의 운전율을 설정된 한계운전율과 비교한다(S7).

S7단계에서 제1압축실(31)의 운전율이 설정된 한계운전율(D) 이상인 것으로 판단되면, 제2릴레이(83)를 접속시킨다(S9). 한편, 도 4 및 도 5를 참조하면, 제1압축실(31)의 운전율이 설정된 한계운전율(D) 미만인 것으로 판단되면 제2릴레이(83)의 접속을 해제한다(S11). 즉, 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 용량가변 압축기의 효율(B)은 종래의 용량가변 압축기의 시스템 효율(A)에 비하여 향상된 것을 확인할 수 있다. 미설명부호 C는 용량가변 압축기의 이상적인 효율선도이다.

여기서, S3단계 및 S5단계는 압축기의 운전모드를 확인하기 위한 단계로서, 그 순서가 바뀌어도 무관하다.

한편, S1단계에서 전압검지부(80)에서 검지된 소스 전압이 설정된 임계전압 미만인 것으로 판단되면, 운전모드가 부분부하운전모드인가 판단한다(S13). 여기서, 운전모드가 부분부하운전모드인 것으로 판단되면, 제2릴레이(83)의 접속을 해제시킨다(S11). 그리고, 운전모드가 부분부하운전모드가 아닌 것으로 판단되면, 전부하운전모드 또는 PWM운전모드인 것으로 판단하고 제2릴레이(83)를 접속시킨다(S9).

이상에서 설명한 바와 같이, 전동기(10)에 인가되는 소스 전압을 검지하는 전압검지부(80)와, 전압검지부(80)에서 검지된 결과에 따라 제2릴레이(83)를 선택적으로 접속 및 접속해제시키는 제어부를 포함함으로써, 압축기의 운전효율을 향상시킬 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 압축기의 운전효율을 향상시킬 수 있는 용량가변 로터리 압축기를 제공할 수 있다.

Claims

상호 구획된 제1압축실 및 제2압축실 내에서 각각 편심 회전하며 피압축매체를 압축하는 제1롤러 및 제2롤러와, 상기 제1롤러 및 제2롤러를 구동하는 전동기와, 상기 전동기에 선택적으로 전원을 공급하는 제1릴레이와, 상기 제1릴레이에 상호 병렬로 연결된 제1커패시터 및 제2커패시터와, 상기 제2커패시터를 상기 제1커패시터에 전기적으로 접속 및 접속해제하는 제2릴레이를 가지며; 상기 제1압축실과 제2압축실이 동시에 운전되는 전부하운전모드와, 상기 제2압축실만 운전되는 부분부하운전모드와, 상기 제2압축실의 운전 중에 상기 제1압축실이 간헐적으로 운전되는 PWM(Pulse Width Modulation)운전모드 중 어느 하나로 운전되는 용량가변 로터리 압축기에 있어서,

상기 전동기에 인가되는 소스 전압을 검지하는 전압검지부와;

상기 PWM운전모드 및 전부하운전모드로 운전시 상기 전압검지부에서 검지된 소스 전압이 설정된 임계전압 미만이면, 상기 제2릴레이를 접속시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 용량가변 로터리 압축기.
제1항에 있어서,

상기 전압검지부에서 검지된 소스 전압이 상기 입계전압 이상이면, 상기 제어부는 상기 PWM운전모드 중 상기 제1압축실의 운전율이 설정된 한계운전율 미만일 경우 상기 제2릴레이를 접속해제하며, 상기 PWM운전모드 중 상기 제1압축실의 운전 율이 설정된 한계운전율 이상일 경우 상기 제2릴레이를 접속시키는 것을 특징으로 하는 용량가변 로터리 압축기.
제2항에 있어서,

상기 전부하운전모드로 운전시 상기 전압검지부에서 검지된 소스 전압이 상기 임계전압 이상이면, 상기 제어부는 상기 제2릴레이를 접속시키는 것을 특징으로 하는 용량가변 로터리 압축기.
제1항에 있어서,

상기 부분부하운전모드로 운전시 상기 제어부는 상기 제2릴레이를 접속해제하는 것을 특징으로 하는 용량가변 로터리 압축기.
제2항에 있어서,

상기 부분부하운전모드로 운전시 상기 제어부는 상기 제2릴레이를 접속해제하는 것을 특징으로 하는 용량가변 로터리 압축기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2릴레이의 차단시 제2커패시터의 방전을 위한 방전저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용량가변 로터리 압축기.
제6항에 있어서,

상기 PWM운전모드에서 상기 제2압축기의 운전주기는 상기 제2커패시터의 방전시간보다 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 용량가변 로터리 압축기.
상호 구획된 제1압축실 및 제2압축실 내에서 각각 편심 회전하며 피압축매체를 압축하는 제1롤러 및 제2롤러와, 상기 제1롤러 및 제2롤러를 구동하는 전동기와, 상기 전동기에 선택적으로 전원을 공급하는 제1릴레이와, 상기 제1릴레이에 상호 병렬로 연결된 제1커패시터 및 제2커패시터와, 상기 제2커패시터를 상기 제1커패시터에 전기적으로 접속 및 접속해제하는 제2릴레이를 가지며; 상기 제1압축실과 제2압축실이 동시에 운전되는 전부하운전모드와, 상기 제2압축실만 운전되는 부분부하운전모드와, 상기 제2압축실의 운전 중에 상기 제1압축실이 간헐적으로 운전되는 PWM(Pulse Width Modulation)운전모드 중 어느 하나로 운전되는 용량가변 로터리 압축기의 제어방법에 있어서,

상기 전동기에 인가되는 소스 전압을 검지하는 단계와;

상기 PWM운전모드 및 전부하운전모드로 운전시 상기 전압검지부에서 검지된 소스 전압이 설정된 임계전압 미만이면, 상기 제2릴레이를 접속시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용량가변 로터리 압축기의 제어방법.
제8항에 있어서,

상기 전압검지부에서 검지된 소스 전압이 상기 입계전압 이상이면, 상기 PWM 운전모드 중 상기 제1압축실의 운전율이 설정된 한계운전율 미만일 경우 상기 제2릴레이를 접속해제하며, 상기 PWM운전모드 중 상기 제1압축실의 운전율이 설정된 한계운전율 이상일 경우 상기 제2릴레이를 접속시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용량가변 로터리 압축기의 제어방법.
제9항에 있어서,

상기 전부하운전모드로 운전시 상기 전압검지부에서 검지된 소스 전압이 상기 임계전압 이상이면, 상기 제2릴레이를 접속시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용량가변 로터리 압축기의 제어방법.
제8항에 있어서,

상기 부분부하운전모드로 운전시 상기 제2릴레이를 접속해제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용량가변 로터리 압축기의 제어방법.
제9항에 있어서,

상기 부분부하운전모드로 운전시 상기 제2릴레이를 접속해제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용량가변 로터리 압축기의 제어방법.
제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2릴레이의 차단시 제2커패시터의 방전을 위한 방전저항을 더 포함하 는 것을 특징으로 하는 용량가변 로터리 압축기의 제어방법.
제13항에 있어서,

상기 PWM운전모드에서 상기 제2압축기의 운전주기는 상기 제2커패시터의 방전시간보다 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 용량가변 로터리 압축기의 제어방법.