KR100747496B1

KR100747496B1 - 로터리 압축기 및 그 제어방법 그리고 이를 이용한공기조화기

Info

Publication number: KR100747496B1
Application number: KR1020060117738A
Authority: KR
Inventors: 이정배; 한경준
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-11-27
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2007-08-08
Also published as: CN101191486A; US20080120985A1; CN101191486B; JP2008133820A

Abstract

본 발명은 로터리 압축기 및 그 제어방법 그리고 이를 이용한 공기조화기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 로터리 압축기는, 상호 구획된 제1압축실 및 제2압축실을 형성하며 상기 제1압축실 및 제2압축실에 형성된 제1베인슬롯 및 제2베인슬롯을 갖는 실린더와, 상기 제1압축실 및 제2압축실 내에서 각각 회전하며 피압축매체를 압축하는 제1롤러 및 제2롤러를 가지며; 상기 제1압축실과 제2압축실이 동시에 부하운전되는 전부하운전모드와 상기 제2압축실만 부하운전되는 부분부하운전모드로 운전되는 로터리 압축기에 있어서, 상기 제1베인슬롯 내에 출입가능하게 수용되는 제1베인과; 상기 제1베인을 상기 제1롤러의 외표면에 접촉 및 이격시켜, 상기 제1압축실을 부하 및 무부하운전하는 베인구동부와; 상기 부분부하운전모드에서 상기 제1압축실을 간헐적으로 부하운전하도록 상기 베인구동부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 압축기의 부분부하운전에 따른 실린더의 온도상승을 억제하고 압축기의 부분부하 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

로터리 압축기 및 그 제어방법 그리고 이를 이용한 공기조화기{ROTARY COMPRESSOR AND CONTROL METHOD THEREOF AND AIR CONDITIONER USING THE SAME}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 압축기의 제1압축실에서 압축동작이 이루어지는 상태를 도시한 수직단면도,

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 수평단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 압축기의 제1압축실에서 공회전이 이루어지는 상태를 도시한 수직단면도,

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 수평단면도,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 압축기의 제어상태도,

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 압축기의 부분부하운전시 시간에 대한 실린더의 온도 변화 선도,

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로터리 압축기의 제1압축실에서 압축동작이 이루어지는 상태를 도시한 수직단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

3 : 응축기 5 : 팽창부

7 : 증발기 8,8' : 압축기

9 : 케이싱 10 : 전동요소

11 : 회전축 12 : 고정자

13 : 회전자 20 : 압축요소

30 : 실린더 31 : 제1압축실

32 : 제2압축실 40 : 제1압축유닛

42 : 제1롤러 43 : 제1베인

44 : 제1베인슬롯 50 : 제2압축유닛

52 : 제2롤러 53 : 제2베인

54 : 제2베인슬롯 60 : 베인구동부

61 : 연결관 62 : 고압관

63 : 저압관 64 : 유로전환밸브

71,72 : 흡입배관 77 : 토출배관

78 : 어큐뮬레이터 80 : 제어부

83 : 온도감지부

본 발명은 로터리 압축기 및 그 제어방법 그리고 이를 이용한 공기조화기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부분부하운전시 간헐적으로 부하운전을 하여 압축기의 효율을 향상시키는 로터리 압축기 및 그 제어방법 그리고 이를 이용한 공기조화기에 관한 것이다.

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

종래의 용량 가변형 로터리 압축기가 한국등록특허 제10-0620044호에 개시되어 있다.

종래의 용량 가변형 로터리 압축기는 피압축매체를 압축하는 제1압축공간과 제2압축공간을 형성하고 내벽면에 제1베인슬롯과 제2베인슬롯이 각각 형성된 제1실린더 및 제2실린더와, 각 실린더의 압축공간에서 회전축에 편심 결합되어 선회운동을 하는 제1롤링피스톤 및 제2롤링피스톤과, 각 베인슬롯에 마련되어 롤링피스톤에 압접하여 롤링피스톤과 함께 냉매를 흡입 압축하는 제1베인 및 제2베인을 가진다.

한편, 종래의 용량 가변형 로터리 압축기는 제1압축공간과 제2압축공간에서 동시에 피압축매체가 압축되는 전부하운전과, 제2압축공간을 무부하운전하도록 제2압축공간에서 제2베인에 제2압축공간에 작용하는 압력보다 상대적으로 낮은 흡입압을 인가하여 제1압축공간에서만 피압축매체가 압축되는 부분부하운전을 한다.

그리고, 로터리 압축기가 가동될 때 밀폐된 케이싱 내부는 토출구들을 통해 배출되는 압축가스에 의해 고압으로 유지되고, 케이싱 내부의 압축가스는 케이싱 상부에 마련된 가스토출관을 통해 외부로 안내된다.

그런데, 이러한 종래의 로터리 압축기에 있어서는 압축기의 운전시 케이싱의 내부가 고압으로 유지되므로, 압축기의 부분부하운전이 지속되는 경우, 케이싱 내부의 고압가스가 회전축과 제2롤링피스톤 사이로부터 상대적으로 저압을 유지하고 있는 제2압축공간으로 누설되어 제2실린더의 제2흡입구를 통해 역류하므로, 어큐뮬레이터의 온도가 상승하게 되고, 결과적으로 압축기의 효율이 저하될 뿐만 아니라 부분부하운전 중에 실린더의 온도가 상승되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 부분부하운전을 개선함으로써, 부분부하운전에 따른 실린더의 온도상승을 억제하고 압축기의 부분부하 효율을 향상시킬 수 있는 로터리 압축기 및 그 제어방법 그리고 이를 이용한 공기조화기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 상호 구획된 제1압축실 및 제2압축실을 형성하며 상기 제1압축실 및 제2압축실에 형성된 제1베인슬롯 및 제2베인슬롯을 갖는 실린더와, 상기 제1압축실 및 제2압축실 내에서 각각 회전하며 피압축매체를 압축하는 제1롤러 및 제2롤러를 가지며; 상기 제1압축실과 제2압축실이 동시에 부하운전되는 전부하운전모드와 상기 제2압축실만 부하운전되는 부분부하운전모드로 운전되는 로터리 압축기에 있어서, 상기 제1베인슬롯 내에 출입가능하게 수용되는 제1베인과; 상기 제1베인을 상기 제1롤러의 외표면에 접촉 및 이격시켜, 상기 제1압축실을 부하 및 무부하운전하는 베인구동부와; 상기 부분부하운전모드에서 상기 제1압축실을 간헐적으로 부하운전하도록 상기 베인구동부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기를 제공한다.

여기서, 일 실시예로서, 상기 제어부는 상기 제1베인이 일정 주기에 따라 상기 제1롤러의 외표면에 접촉 및 이격하도록 상기 베인구동부의 구동을 제어할 수 있다.

또한, 다른 실시예로서, 상기 실린더로부터 토출되는 피압축매체의 온도를 측정하는 온도감지부를 추가로 포함하며, 상기 제어부는 상기 온도감지부의 신호에 의거하여 상기 베인구동부의 구동을 제어할 수 있다.

한편, 상기 베인구동부는, 상기 제1베인슬롯과 연통하는 연결관과, 상기 연결관과 연통하며 상기 실린더로부터 토출되는 피압축매체의 일부가 유동하는 고압관과, 상기 연결관과 연통하며 상기 각 압축실로 유입되는 피압축매체의 일부가 유동하는 저압관과, 상기 연결관에 마련되어 상기 고압관과 상기 저압관을 상기 연결관에 선택적으로 연통시키는 유로전환밸브를 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제어부는 상기 제1압축실의 부하운전에서 상기 고압관과 상기 연결관이 연통하도록 상기 유로전환밸브를 제어하고, 상기 제1압축실의 무부하운전에서 상기 저압관과 상기 연결관이 연통하도록 상기 유로전환밸브를 제어하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 목적은, 상기와 같은 로터리 압축기와; 상기 로터리 압축기로부터 압축된 피압축매체를 실외공기와 열교환하는 응축기와; 상기 응축기로부터 응축된 피압축매체를 감압시키는 팽창부와; 상기 팽창부로부터 팽창된 피압축매체를 실내공기와 열교환하는 증발기와; 상기 증발기로부터 증발된 피압축매체의 기액을 분리하여, 기체상태의 상기 피압축매체를 상기 로터리 압축기에 제공하는 어큐뮬레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기에 의해서도 달성된다.

또한, 상기 목적은, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 상호 구획된 제1압축실 및 제2압축실을 형성하는 실린더를 가지며, 상기 제1압축실과 제2압축실이 동시에 부하운전되는 전부하운전모드와 상기 제2압축실만 부하운전되는 부분부하운전모드로 운전되는 로터리 압축기의 제어방법에 있어서, 상기 제2압축실을 부하운전하는 단계와; 상기 부분부하운전모드에서 상기 제1압축실을 간헐적으로 부하운전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 제어방법에 의해서도 달성된다.

여기서, 일 실시예로서, 상기 부분부하운전모드에서 상기 제1압축실은 일정 주기에 따라 부하운전될 수 있다.

또한, 다른 실시예로서, 상기 부분부하운전모드에서 상기 실린더로부터 토출되는 피압축냉매의 온도를 측정하는 단계를 더 포함하며, 상기 피압축냉매의 온도가 소정의 온도이상이면, 상기 제1압축실을 간헐적으로 부하운전할 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명한다.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 사용하여 대표적으로 일 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 일 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 압축기는 도 1에 도시한 바와 같이, 밀폐된 케이싱(9)의 내측 상부에 설치된 전동요소(10)와, 케이싱(9)의 내측 하부에 설치되며 후술할 전동요소(10)의 회전축(11)과 연결된 압축요소(20)를 구비한다.

전동요소(10)는 회전축(11)과, 케이싱(9)의 내면에 고정된 원통형 고정 자(12)와, 고정자(12)의 내부에 회전 가능하게 설치되고 중심부가 회전축(11)에 결합된 회전자(13)를 포함한다. 전동요소(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, 제1압축실(31) 및 제2압축실(32) 내에 각각 마련되며 회전축(11)에 의해 동작하는 제1압축유닛(40) 및 제2압축유닛(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 제1바디(33) 및 제2바디(34) 사이에 설치된 중간판(35)과, 제1압축실(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 제1플랜지(36) 및 제2플랜지(37)를 포함한다. 회전축(11)은 제1압축실(31) 및 제2압축실(32)의 중심을 관통하며 제1압축실(31) 및 제2압축실(32) 내부의 압축유닛들(40, 50)에 연결된다.

제1압축유닛(40) 및 제2압축유닛(50)은 제1압축실(31) 및 제2압축실(32)의 회전축(11)에 각각 마련된 제1편심부(41) 및 제2편심부(51)와, 제1압축실(31) 및 제2압축실(32)의 내벽면과 접하여 회전하도록 제1편심부(41) 및 제2편심부(51)의 외면에 각각 회전 가능하게 결합된 제1롤러(42) 및 제2롤러(52)를 포함한다. 제1편심부(41)와 제2편심부(51)는 균형을 유지하도록 편심방향이 상호 반대로 배치된다. 여기서, 제1롤러(42) 및 제2롤러(52)는 제1압축실(31) 및 제2압축실(32) 내부에서 편심 회전하며 피압축매체를 압축한다.

또한, 제1압축유닛(40) 및 제2압축유닛(50)은 제1롤러(42) 및 제2롤러(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 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 각 압축실(31, 32)의 내벽면에 반경방향으로 함몰 형성된 제1베인슬롯(44) 및 제2베인슬롯(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, 제1바디(33) 및 제2바디(34)에는 제1베인(43) 및 제2베인(53)을 수용하며, 제1베인(43) 및 제2베인(53)이 출입 가능하도록 안내하는 제1베인슬롯(44) 및 제2베인슬롯(54)이 형성되어 있다.

제1베인슬롯(44)은 제1압축실(31)의 내벽면에서 제1베인(43)의 두께와 비슷한 두께를 가지고 외측을 향해 함몰 형성된다. 또한, 제1베인(43)의 후단과 접하는 제1베인슬롯(44)의 후방에는 제1베인(43)이 완전히 후퇴할 때 제1베인(43)을 부착시켜 고정함으로써, 제1베인(43)의 흔들림을 방지하는 자석(47)이 설치되어 있다. 여기서, 제1베인(43)의 후단을 곡면단면형상으로 형성하는 것이 바람직하며, 이에 제1베인(43)이 후퇴할 때 제1베인(43)의 후단이 자석(47)에 용이하게 밀착할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 제1베인(43)의 후방에 흡입압력을 인가함으로써 제1베인(43)을 후퇴시킨 상태로 구속하거나, 제1베인(43)의 후방에 토출압력을 인가함으 로써 제1베인(43)의 진퇴가 이루어지도록 하는 베인구동부(60)를 포함한다. 베인구동부(60)는 이러한 방식으로 제1베인(43)을 구속하거나 구속을 해제함으로써, 제1압축실(31)에서 압축 또는 공회전이 이루어지도록 하여, 즉 제1압축실(31)에서 부하 또는 무부하운전이 이루어지도록 하여, 압축용량을 가변시킬 수 있도록 한다. 이러한 베인구동부(60)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 후술하기로 한다.

제2베인슬롯(54)은 제2압축실(32)의 내벽면에서 외측을 향해 함몰 형성되어 제2베인(53)을 안내하는 제2베인가이드(56)와, 제2베인(53)이 제2압축실(32)을 구획할 수 있도록 제2베인(53)을 제2롤러(52)로 가압하는 베인스프링(55)이 설치되는 베인스프링수용부(57)로 이루어진다.

한편, 제1바디(33)와 제2바디(34)에는 제1압축실(31)과 제2압축실(32) 내부로 저압의 피압축매체가 유입될 수 있도록 흡입관들(71, 72)과 연결되는 흡입구(73)와, 각 압축실(31, 32) 내부에서 압축된 고압의 피압축매체가 케이싱(9) 내부로 토출되도록 하는 토출구들(75, 76)이 형성된다. 따라서, 로터리 압축기(8)가 구동될 때 케이싱(9) 내부는 토출구들(75, 76)을 통해 배출되는 피압축매체에 의해 고압으로 유지되고, 케이싱(9) 내부의 피압축매체는 케이싱(9) 상부에 마련된 토출배관(77)을 통해 외부로 안내된다.

흡입되는 피압축매체는 어큐뮬레이터(78)를 거친 후, 흡입관들(71, 72)을 통해 각 압축실(31, 32)의 흡입구(73)로 안내된다.

베인구동부(60)는 도 1에 도시한 바와 같이, 제1베인슬롯(44)과 연통하는 연결관(61)과, 연결관(61)과 연통하며 케이싱(9)으로부터 토출되는 피압축매체의 일 부가 유동하는 고압관(62)과, 연결관(61) 및 흡입배관(70)과 연통하며 각 압축실(31,32)로 유입되는 피압축매체의 일부가 유동하는 저압관(63)과, 연결관(61)에 마련되어 고압관(62)과 저압관(63)을 연결관(61)에 선택적으로 연통시키는 유로전환밸브(64)를 가진다.

유로전환밸브(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 제1베인슬롯(44)을 연통시키는 연통유로(36a)가 형성되어 있다.

한편, 본 발명에 따른 로터리 압축기(8)는 부분부하운전모드에서 제1압축실(31)을 주기적으로 부하운전하도록 베인구동부(60)의 구동을 제어하는 제어부(80)를 가진다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(80)는 제1베인(43)이 일정 주기에 따라 제1롤러(42)의 외표면에 접촉 및 이격하도록 베인구동부(60)의 구동을 제어한다. 제어부(80)는 부분부하운전 중, 고압관(62)과 연결관(61)이 연통하도록 유로전환밸브(64)를 일정 주기(Tb)에 따라 소정의 시간(Ta) 동안 개방시켜 제1베인(43)의 후방에 피압축매체의 토출압력을 인가하여, 제1압축실(31)과 제2압축실(32)에서 100％ 압축작용이 발생하는 전부하운전을 시행한다. 즉, 본 발명에 따른 로터리 압축기(8)의 제어부(80)는 부분부하운전 중, 베인구동부(60)에서 제1베인(43)의 후방에 피압축매체의 토출압력과 흡입압력을 교호적으로 인가하여 제1베인(43)을 제1롤러(42)의 외표면에 접촉 및 이격시킴으로써, 제1압축실(31)을 주기적으로 부하 및 무부하운전시킨다.

그리고, 본 발명에 따른 로터리 압축기(8)는 공기조화기의 회로를 구성하며, 즉, 공기조화기는 본 발명에 따른 로터리 압축기(8)와, 압축기(8)에서 토출된 피압축매체를 실외측 공기와 열교환하는 응축기(3)와, 응축된 피압축매체를 감압시키는 팽창부(5)와, 팽창된 피압축매체와 실내공기를 열교환하는 증발기(7)와, 증발된 피압축매체의 기액을 분리하여 기체상태의 피압축매체를 압축기(8)로 공급하는 어큐뮬레이터(78)로 이루어진다.

이하에서는 본 발명에 따른 로터리 압축기(8)의 작동과정을 도면을 참조하여 설명한다.

우선, 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 고압관(62)이 연결관(61)과 연통하도록 유로전환밸브(64)를 개방할 때는 제1베인(43)의 후방에 토출압력이 가해진다. 이 때, 제1베인(43)이 토출압력에 의해 제1압축실(31) 쪽으로 밀리므로, 제1베인(43)이 제1롤러(42)의 외표면에 접촉하며 제1롤러(42)의 편심 회전에 따라 진퇴한다. 반면, 도 3과 도 4에 도시한 바와 같이, 저압관(63)이 연결관(61)과 연통하도록 유로전환밸브(64)가 개방될 때는 제1베인(43)의 후방에 흡입압력이 가해진다. 이 때, 제1베인(43)이 후퇴한 상태에서 정지되므로 제1압축실(31)에서 공회전이 이루어진다. 제1베인(43)이 후퇴하여 정지(구속)될 때는 제1베인(43)의 후단이 자석(47)에 부착되므로, 제1베인(43)의 흔들림이 방지된다. 즉, 제1압축실(31) 내에서 공회전을 하는 제1롤러(42)의 동작에 의해 제1압축실(31)에서 압력변화가 생기는 경우에도 제1베인(43)의 유동이 생기지 않아 정숙한 동작이 이루어질 수 있다.

이처럼 본 발명은 베인구동부(60)를 통하여 제1베인(43)의 구속을 제어함으 로써 제1압축실(31) 쪽에서 압축 또는 공회전이 이루어지도록 할 수 있고, 이를 통해 압축용량을 가변시킬 수 있다. 즉, 제1베인(43)의 후방에 토출압력을 인가하여 제1베인(43)을 제1롤러(42)의 외표면에 접촉시켜 진퇴가 이루어지도록 하면, 제1압축실(31)과 제2압축실(32) 모두에서 압축동작이 이루어지므로 대용량의 압축이 이루어져, 본 발명에 따른 압축기(8)는 전부하운전모드로 운전된다. 반면, 제1베인(43)의 후방에 흡입압력을 인가하여 제1베인(43)을 구속하면, 즉 제1베인(43)을 제1롤러(42)의 외표면으로부터 이격시키면, 제1압축실(31)에서 공회전이 이루어지고, 이에 제2압축실(32)에서만 압축동작이 이루어지므로 압축용량은 감소하게 되고, 본 발명에 따른 압축기(8)는 부분부하운전모드로 운전된다.

특히, 압축기(8)의 부분부하운전 중, 제어부(80)는 제1베인(43)의 후방에 토출압력과 흡입압력을 일정 주기로 교호적으로 인가하여 제1베인(43)을 제1롤러(42)의 외표면에 접촉 및 이격시킴으로써, 제1압축실(31)을 주기적으로 부하 및 무부하운전한다.

이에, 압축기(8)의 부분부하운전시 회전축(11)과 제1롤러(42) 사이로부터 제1압축실(31)로 누설된 피압축매체는 흡입구(73)를 통해 역류하지 않으며, 제1롤러(42)와 제1베인(43)의 작동에 의해 압축되어 토출구(75)를 통해 주기적으로 토출된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 압축기(8)는 도 6에 도시된 바와 같이, 압축기(8)의 부분부하운전시 부분부하운전 시간이 경과함에 따라 종래와 같이 실린더(30)의 온도가 상승하지 않고, 일정 주기를 따라 실린더(30)의 온도가 하강하고, 이에 어큐뮬레이터(78)의 온도 상승을 억제하고, 압축기(8)의 효율이 향 상될 뿐만 아니라 부분부하 효율 또한 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 도 7에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로터리 압축기가 도시되어 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 로터리 압축기(8')는, 전술한 실시예와는 달리, 케이싱(9)으로부터 토출되는 피압축냉매의 온도를 측정하는 온도감지부(83)를 더 포함하며, 제어부(80)는 온도감지부(83)의 신호에 의거하여 베인구동부(60)의 구동을 제어한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 로터리 압축기(8')의 제어부(80)는 부분부하운전 중 케이싱(9)으로부터 토출되는 피압축매체의 온도에 따라 베인구동부(60)에서 제1베인(43)의 후방에 피압축매체의 토출압력과 흡입압력을 교호적으로 인가하여 제1베인(43)을 제1롤러(42)의 외표면에 접촉 및 이격시킴으로써, 제1압축실(31)을 부하 및 무부하운전시킨다.

즉, 케이싱(9)으로부터 토출배관(77)을 통해 토출되는 피압축냉매의 온도가 소정의 온도 이상이면, 제어부(80)는 부분부하운전 중 고압관(62)과 연결관(61)이 연통하도록 유로전환밸브(64)를 소정의 시간 동안 개방시켜, 제1베인(43)의 후방에 피압축매체의 토출압력을 인가하여, 제1압축실(31)과 제2압축실(32)에서 100％ 압축작용이 발생하는 전부하운전을 시행한다.

이에, 부분부하운전 중 압축기(8')의 온도가 상승하지 않고 어큐뮬레이터(78)의 온도가 하강하게 되어, 압축기(8')의 효율이 향상될 뿐만 아니라 부하운전효율 또한 향상시킬 수 있게 된다.

이와 같이, 압축기의 부분부하운전 중에 간헐적으로 부하운전을 함으로써, 부분부하운전에 따른 실린더의 온도상승을 억제하고 압축기의 부분부하 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 전술한 일 실시예에서는 압축기가 부분부하운전 중, 일정 주기에 따라 제1압축실이 부하 및 무부하운전되는 것으로 설명하고 있지만, 제1압축실은 비주기적으로 부하 및 무부하운전될 수도 있다.

또한, 전술한 실시예들에서는 압축기가 부분부하운전 중, 일정 주기에 따라 제1압축실이 부하 및 무부하운전되거나, 또는 압축기로부터 토출되는 피압축매체의 온도에 따라 제1압축실이 부하 및 무부하운전되는 것으로 설명하고 있지만, 제1압축실은 부분부하운전 중 주기적으로, 그리고 압축기로부터 토출되는 피압축매체의 온도에 따라 부하 및 무부하운전될 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 부분부하운전을 개선함으로써, 부분부하운전에 따른 실린더의 온도상승을 억제하고 압축기의 부분부하 효율을 향상시킬 수 있는 로터리 압축기 및 그 제어방법 그리고 이를 이용한 공기조화기가 제공된다.

Claims

상호 구획된 제1압축실 및 제2압축실을 형성하며 상기 제1압축실 및 제2압축실에 형성된 제1베인슬롯 및 제2베인슬롯을 갖는 실린더와, 상기 제1압축실 및 제2압축실 내에서 각각 회전하며 피압축매체를 압축하는 제1롤러 및 제2롤러를 가지며; 상기 제1압축실과 제2압축실이 동시에 부하운전되는 전부하운전모드와 상기 제2압축실만 부하운전되는 부분부하운전모드로 운전되는 로터리 압축기에 있어서,

상기 제1베인슬롯 내에 제어가능하게 수용되는 제1베인과;

상기 제1베인을 상기 제1롤러의 외표면에 접촉 및 이격시켜, 상기 제1압축실을 부하 및 무부하운전하는 베인구동부와;

상기 부분부하운전모드에서 상기 제1압축실을 간헐적으로 부하운전하도록 상기 베인구동부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제1항에 있어서,

상기 제어부는 상기 제1베인이 일정 주기에 따라 상기 제1롤러의 외표면에 접촉 및 이격하도록 상기 베인구동부의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제2항에 있어서,

상기 실린더로부터 토출되는 피압축매체의 온도를 측정하는 온도감지부를 추가로 포함하며,

상기 제어부는 상기 온도감지부의 신호에 의거하여 상기 베인구동부의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제1항에 있어서,

상기 실린더로부터 토출되는 피압축매체의 온도를 측정하는 온도감지부를 추가로 포함하며,

상기 제어부는 상기 온도감지부의 신호에 의거하여 상기 베인구동부의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제1항에 있어서,

상기 베인구동부는,

상기 제1베인슬롯과 연통하는 연결관과,

상기 연결관과 연통하며 상기 실린더로부터 토출되는 피압축매체의 일부가 유동하는 고압관과,

상기 연결관과 연통하며 상기 각 압축실로 유입되는 피압축매체의 일부가 유동하는 저압관과,

상기 연결관에 마련되어 상기 고압관과 상기 저압관을 상기 연결관에 선택적으로 연통시키는 유로전환밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제5항에 있어서,

상기 제어부는 상기 제1압축실의 부하운전에서 상기 고압관과 상기 연결관이 연통하도록 상기 유로전환밸브를 제어하고, 상기 제1압축실의 무부하운전에서 상기 저압관과 상기 연결관이 연통하도록 상기 유로전환밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 로터리 압축기와;

상기 로터리 압축기로부터 압축된 피압축매체를 실외공기와 열교환하는 응축기와;

상기 응축기로부터 응축된 피압축매체를 감압시키는 팽창부와;

상기 팽창부로부터 팽창된 피압축매체를 실내공기와 열교환하는 증발기와;

상기 증발기로부터 증발된 피압축매체의 기액을 분리하여, 기체상태의 상기 피압축매체를 상기 로터리 압축기에 제공하는 어큐뮬레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
상호 구획된 제1압축실 및 제2압축실을 형성하는 실린더를 가지며, 상기 제1압축실과 제2압축실이 동시에 부하운전되는 전부하운전모드와 상기 제2압축실만 부하운전되는 부분부하운전모드로 운전되는 로터리 압축기의 제어방법에 있어서,

상기 제2압축실을 부하운전하는 단계와;

상기 부분부하운전모드에서 상기 제1압축실을 간헐적으로 부하운전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 제어방법.
제8항에 있어서,

상기 부분부하운전모드에서 상기 제1압축실은 일정 주기에 따라 부하운전되는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 제어방법.
제8항 또는 제9항에 있어서,

상기 부분부하운전모드에서 상기 실린더로부터 토출되는 피압축냉매의 온도를 측정하는 단계를 더 포함하며,

상기 피압축냉매의 온도가 소정의 온도이상이면, 상기 제1압축실을 간헐적으로 부하운전하는 것을 특징으로 하는 로터리 압축기의 제어방법.