KR100758403B1

KR100758403B1 - 밀폐형 회전식 압축기

Info

Publication number: KR100758403B1
Application number: KR1020067022447A
Authority: KR
Inventors: 이즈미 오노다
Original assignee: 도시바 캐리어 가부시키 가이샤
Priority date: 2004-06-11
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2007-09-14
Also published as: CN100396935C; JP4594301B2; JPWO2005121558A1; WO2005121558A1; KR20070032944A; CN1950612A

Abstract

본 발명의 밀폐형 회전식 압축기는 밀폐 케이스(1) 내에 회전축(4)을 통해 전동기부(3)와 제 1, 제 2 압축 기구부(2A, 2B)를 연결하여 수용하고, 제 2 압축 기구부(2B)는 블레이드(15b)를 밀폐 케이스내 압력과 블레이드 선단부에 작용하는 실린더실(14b) 내의 압력의 압력차에 의해 억압 부세하고, 실린더실(14b) 내에 흡입구멍(d)을 통해 저압 냉매를 도입하여 압축 운전을 실시하는 통상 운전과, 실린더실(14b) 내에 고압 냉매를 도입하여 블레이드(15b)를 편심 롤러(13b)로부터 분리시켜 압축 운전을 실시하지 않는 비압축 운전을 전환 가능하게 하고, 실린더실(14b)에 일단이 직접 개구하는 개구부(e)를 구비하고, 타단부가 밀폐 케이스(1) 내에 연통하는 고압 도입 통로(P)를 설치하고, 고압 도입 통로(P)의 중도부에 전자 개폐 밸브(28)를 설치하는 것을 특징으로 한다.

Description

밀폐형 회전식 압축기{HERMETIC ROTARY COMPRESSOR}

본 발명은 예를 들어 공기조화기의 냉동 사이클을 구성하는 밀폐형 회전식 압축기에 관한 것이다.

일반적인 밀폐형 회전식 압축기의 구성은 밀폐 케이스 내에 전동기부 및 상기 전동기부와 연결되는 압축기구부를 수용하고 있고, 압축기구부에서 압축한 가스를 일단 밀폐 케이스 내에 토출하는, 케이스내 고압형으로 되어 있다.

상기 압축기구부는 실린더에 설치되는 실린더실에 편심롤러가 수용된다. 또한, 실린더에는 블레이드실이 설치되어 있고, 여기에 블레이드가 슬라이딩 자유롭게 수납된다. 상기 블레이드의 선단 가장자리는 항상 실린더실측으로 돌출하여 편심 롤러의 둘레면에 탄성적으로 접촉되도록 압축 스프링에 의해 억압 부세된다. 따라서, 실린더실은 블레이드에 의해 편심 롤러의 회전 방향을 따라 흡입실과 압축실로 구획된다.

그런데, 최근, 상기 압축기구부를 상하로 2세트 구비한, 2실린더 타입의 밀폐형 회전식 압축기가 표준화되고 있다. 그리고, 이와 같은 압축기에서, 상시 압축작용을 이루는 압축기구부와, 필요에 따라서 압축-정지의 전환을 가능하도록 한 압축기구부를 구비하게 되면 사양이 확대되어 유리해진다.

예를 들어, 일본 공개특허공보 평1-247786호에는 실린더실을 2실 구비하고 필요에 따라서 어느 한쪽의 블레이드의 배면측을 중간압으로 하고 또한, 실린더실에 고압을 도입하는 고압 도입 수단을 구비하고, 블레이드 선단측과 배면측의 압력차에 의해 블레이드를 편심 롤러로부터 강제적으로 이간 유지하여 압축 작용을 중단시키는 기술이 개시되어 있다.

이러한 종류의 압축기는 기능적으로 매우 우수하지만, 고압 도입 수단을 구성하기 위해 한쪽의 실린더실과 밀폐 케이스 내를 연통하는 고압 도입 구멍을 설치하고, 또한 블레이드의 배면측을 중간압으로 하기 위해 밀폐함과 동시에, 냉동 사이클에 2단 스로틀 기구를 설치하고 상기 스로틀 기구의 중간부로부터 분기하여 한쪽의 블레이드실에 연통하고, 중도부에 전자 개폐 밸브를 구비한 바이패스 냉매관을 설치하여 이루어진다.

즉, 압축기에 대해 고압 도입 수단을 이루기 위한 펀칭 가공이 필요하고 또한 냉동 사이클 상의 스로틀 장치를 2단 스로틀 기구로 하지 않으면 안되고, 또한 상기 2단 스로틀 기구와 실린더실의 사이에 바이패스 냉매관을 접속하는 등, 배관길이가 길어진다. 그 때문에, 구성이 복잡화되어 비용에 악영향이 있을 뿐만 아니라, 통상 운전시의 흡입 저항이 커져 효율이 저하될 우려가 있다.

본 발명은 상기 사정에 기초하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는 복수의 압축 기구부를 구비하는 것을 전제로 하고, 적어도 하나의 압축 기구부는 압축 운전을 실시하는 통상 운전과 압축 운전을 실시하지 않는 비압축 운전을 전환 가능하게 하고 또한 배관 길이를 단축하고, 배관의 간략화에 의한 비용의 억제를 도모하고, 소형이고 고성능의 밀폐형 회전식 압축기를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 만족시키기 위해, 본 발명의 밀폐형 회전식 압축기는 밀폐 케이스 내에 회전축을 통해 전동기부와 복수의 압축 기구부를 연결하여 수용하고, 적어도 하나의 압축 기구부는 블레이드를 블레이드 배면부에 작용하는 밀폐 케이스내 압력과 블레이드 선단부에 작용하는 실린더실 내의 압력의 압력차에 의해 억압 부세하고, 실린더실 내에 흡입 구멍을 통해 저압 냉매를 도입하여 압축 운전을 실시하는 통상 운전과, 실린더실 내에 고압 냉매를 도입하여 블레이드를 편심 롤러로부터 분리시켜 압축 운전을 실시하지 않는 비압축 운전을 전환 가능하게 하고, 운전 전환을 가능하게 하는 압축 기구부의 실린더실에 일단이 직접 개구하는 개구부를 구비함과 동시에, 타단이 밀폐 케이스 내에 연통하는 고압 도입 통로를 설치하고, 상기 고압 도입 통로의 중도부에 고압 도입 통로를 개폐하는 개폐 수단을 설치한다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한, 밀폐형 회전식 압축기의 종단면도와, 냉동 사이클 구성도,

도 2는 동 실시형태에 관한, 제 1 압축 기구부와 제 2 압축 기구부의 각각 일부를 분해한 사시도,

도 3은 동 실시형태에 관한, 통상 운전시의 작용을 설명하기 위한 도면,

도 4는 동 실시형태에 관한, 특별 운전시의 작용을 설명하기 위한 도면,

도 5는 동 실시형태에 관한, 고압 도입 통로의 접속 위치를 설명하기 위한 도면, 및

도 6은 다른 실시형태에 관한, 고압 도입 통로의 접속 위치를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 일실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은 밀폐형 회전식 압축기(R)의 단면 구조와, 상기 밀폐형 회전식 압축기(R)를 구비한 냉동 장치의 냉동 사이클 구성도이다.

처음에 밀폐형 회전식 압축기(R)부터 설명하면, "1"은 밀폐 케이스로, 상기 밀폐 케이스(1) 내의 하부에는 후술하는 제 1 압축 기구부(2A)와 제 2 압축기구부(2B)가 설치되고, 상부에는 전동기부(3)가 설치된다. 이들 전동기부(3)와 제 1, 제 2 압축기구부(2A, 2B)는 회전축(4)를 통해 연결된다.

상기 전동기부(3)는 예를 들어 브러시리스 DC 동기 모터(AC 모터 또는 상용 모터이어도 좋음)가 사용되고 있고, 밀폐 케이스(1)의 내면에 고정되는 스테이터(5)와, 상기 스테이터(5)의 내측에 소정의 간극을 두고 배치되고, 상기 회전축(4)에 끼워진 로터(6)로 구성된다. 그리고 전동기부(3)는 운전 주파수를 가변하는 인버터(30)에 접속됨과 동시에, 상기 인버터를 통해 인버터 제어하는 제어부(40)에 전기적으로 접속된다.

상기 제 1, 제 2 압축기구부(2A, 2B)는 각각이 회전축(4)의 하부에 중간 간막이판(7)를 통해 상하로 설치되는 제 1 실린더(8A)와, 제 2 실린더(8B)를 구비하 고 있다. 이들 제 1, 제 2 실린더(8A, 8B)는 서로 외형 형상 크기가 상위하고, 또한 내부 직경 크기가 동일해지도록 설정되어 있다. 제 1 실린더(8A)의 외부직경크기는 밀폐 케이스(1)의 내부 직경 크기 보다도 약간 크게 형성되고, 밀폐 케이스(1) 내주면에 압입된 상태에서, 밀폐 케이스(1) 외부로부터의 용접 가공에 의해 위치 결정 고정된다.

제 1 실린더(8A)의 상면부에는 주베어링(9)이 중첩되고, 밸브 커버(a)와 함께 부착 볼트(10)를 통해 실린더(8A)에 부착 고정된다. 제 2 실린더(8B)의 하면부에는 부베어링(11)이 중첩되고, 밸브 커버(b)와 함께 부착 볼트(12)를 통해 제 2 실린더(8B)에 부착 고정된다.

상기 중간 간막이판(7) 및 부베어링(11)의 외부 직경 크기는 제 2 실린더(8B)의 내부 직경 크기 보다도 어느 정도 크고, 또한 상기 실린더(8B)의 내부 직경 위치가 실린더 중심으로부터 어긋나 있다. 그 때문에, 제 2 실린더(8B)의 외주 일부는 중간 간막이판(7) 및 부베어링(11)의 외부 직경보다도 직경 방향으로 돌출되어 있다.

한편, 상기 회전축(4)은 중도부와 하단부가 주베어링(9)과 부베어링(11)에 회전 자유롭게 피봇된다. 또한, 회전축(4)은 각 실린더(8A, 8B) 내부를 관통함과 동시에, 거의 180°의 위상차를 갖고 형성되는 2개의 편심부(4a, 4b)를 일체로 구비하고 있다. 각 편심부(4a, 4b)는 서로 동일한 직경을 이루고, 각 실린더(8A, 8B) 내부 직경부에 위치하도록 조립된다. 각 편심부(4a, 4b)의 둘레면에는 서로 동일 직경을 이루는 편심 롤러(13a, 13b)가 끼워 맞추어진다.

상기 제 1 실린더(8A)와 제 2 실린더(8B)는 상기 중간 간막이판(7)과 주베어링(9) 및 부베어링(11)으로 상하면이 구획되고, 각각의 내부에 실린더실(14a, 14b)이 형성된다. 각 실린더실(14a, 14b)은 서로 동일 직경 및 높이로 형성되고, 각 실린더실(14a, 14b)에 상기 편심롤러(13a, 13b)가 각각 편심 회전 자유롭게 수용된다.

각 편심롤러(13a, 13b)의 높이는 각 실린더실(14a, 14b)의 높이와 거의 동일하게 형성된다. 따라서, 편심 롤러(13a, 13b)는 서로 180°의 위상차가 있지만, 실린더실(14a, 14b)에서 편심 회전함으로써, 실린더실에서 동일한 배제 용적으로 설정된다. 각 실린더(8A, 8B)에는 실린더실(14a, 14b)과 연통하는 블레이드실(22a, 22b)이 설치되어 있다. 각 블레이드실(22a, 22b)에는 블레이드(15a, 15b)가 실린더실(14a, 14b)에 대해 돌몰(突沒) 자유롭게 수용된다.

도 2는 제 1 압축기구부(2A)와 제 2 압축기구부(2B)의 각각 일부를 분해하여 도시하는 사시도이다.

상기 블레이드실(22a, 22b)은 블레이드(15a, 15b)의 양측면이 슬라이딩 자유롭게 이동할 수 있는 블레이드 수납홈(23a, 23b)과, 각 블레이드 수납홈(23a, 23b) 단부에 일체로 연이어 설치되고, 블레이드(15a, 15b)의 후단부가 수용되는 세로 구멍부(24a, 24b)로 이루어진다. 특히, 상기 제 1 실린더(8A)에는 외주면과 블레이드실(22a)을 연통하는 가로구멍(25)이 설치되어, 스프링 부재(26)가 수용된다. 스프링 부재(26)는 블레이드(15a)의 배면측 단면과 밀폐 케이스(1) 내주면 사이에 개재되고, 블레이드(15a)에 탄성력(배압)을 부여하여, 그 선단 가장자리를 편심 롤러 (13a)에 접촉시키는 압축 스프링이다.

상기 제 2 실린더(8B)측의 블레이드실(22b)에는 블레이드(15b) 이외에 어떤 부재도 수용되어 있지 않지만, 후술한 바와 같이 블레이드실(22b)의 설정 환경과, 후술하는 압력 전환 기구(수단)(K)의 작용에 따라, 블레이드(15b)의 선단 가장자리를 상기 편심롤러(13b)에 접촉시키도록 이루어져 있다.

각 블레이드(15a, 15b)의 선단 가장자리는 평면에서 보아 반원 형상으로 형성되어 있고, 평면에서 보아 원 형상의 편심 롤러(13a, 13b) 둘레벽에, 편심 롤러의 회전 각도에 관계없이 선 접촉할 수 있다. 그리고, 상기 편심 롤러(13a, 13b)가 실린더실(14a, 14b)의 내주벽을 따라 편심 회전되었을 때, 블레이드(15a, 15b)는 블레이드 수납홈(23a, 23b)을 따라 왕복 운동하고, 실린더실(14a, 14b)을 흡입실과 압축실로 간막이한다. 그리고, 블레이드(15a, 15b)의 후단부는 세로 구멍부(24a, 24b)로부터 진퇴 자유로워진다.

상술한 바와 같이, 상기 제 2 실린더(8B)의 외형 형상 크기와, 상기 중간 간막이판(7) 및 부베어링(11)의 외형 크기의 관계로부터, 제 2 실린더(8B)의 외형 일부는 밀폐 케이스(1) 내에 노출된다. 상기 밀폐 케이스(1)로의 노출 부분이 상기 블레이드실(22b)에 상당하도록 설계되어 있고, 따라서 블레이드실(22b) 및 블레이드(15b) 후단부는 케이스내 압력을 직접적으로 받게 된다.

특히, 제 2 실린더(8B) 및 블레이드실(22b)은 구조물이므로 케이스내 압력을 받아도 어떤 영향도 없지만, 블레이드(15b)는 블레이드실(22b)에 슬라이딩 자유롭게 수용되고, 또한 후단부가 블레이드실(22b)의 세로 구멍부(24b)에 위치하므로, 케이스내 압력을 직접적으로 받는다.

또한, 블레이드(15b)의 선단부가 제 2 실린더실(14b)에 대향하고 있고, 블레이드 선단부는 실린더실(14b) 내의 압력을 받는다. 결국, 블레이드(15b)는 선단부와 후단부가 받는 서로의 압력의 대소에 따라, 압력이 큰 쪽으로부터 압력이 작은 방향으로 이동하도록 구성되어 있다.

제 2 실린더(8B)에 설치되는 블레이드실(22b)의 세로 구멍부(24b)와 인접하여 설치되고, 통상 운전시에 실린더실(14b)로 인도되는 흡입 압력과, 블레이드실(22b)에 인도되는 밀폐 케이스(1) 내 압력의 차압보다도 작은 힘으로, 블레이드(15b)를 편심 롤러(13a)로부터 분리시키는 방향으로 부세하는 유지 기구(35)가 설치된다. 상기 유지 기구(35)는 영구 자석, 전자석 또는 탄성체 중 어느 하나를 사용하면 좋다.

더욱 설명하면, 유지기구(35)는 제 2 실린더실(14b)에 걸리는 흡입 압력과 블레이드홈(22)에 걸리는 밀폐 케이스(1) 내 압력의 차압보다도 작은 힘으로, 상기 블레이드(15)를 편심 롤러(13)로부터 분리시키는 방향으로 부세 유지한다. 유지기구(35)로서 영구자석을 구비함으로써, 항상 소정의 힘으로 블레이드(15)를 자기 흡인한다.

또는, 영구자석을 대신하여 전자석을 구비하고, 필요에 따라 자기 흡인하도록 해도 좋다. 또는, 유지기구(35)는 탄성체인 인장 스프링으로 한다. 상기 인장 스프링의 일단부를 블레이드(15)의 배면 단부에 걸어 고정시키고 항상 소정의 탄성력으로 인장 부세하도록 해도 좋다.

각 실린더(8A, 8B)에는 부착 볼트(10, 12)가 삽입 통과하는 또는 나사 결합되는 부착용 구멍 또는 나사 구멍이 설치되고, 제 1 실린더(8A)에만 원호형상의 가스 통과용 구멍부(27)가 설치되어 있다.

다시 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 밀폐형 회전식 압축기(R)에서는 파이프로 이루어진 고압 도입 통로(고압 도입 수단)(P)를 구비하고 있고, 상기 고압 도입 통로의 중도부에는 전자 개폐 밸브(개폐 수단)(28)가 설치되고, 고압 도입 통로(P)를 개폐 자유롭게 한다.

상기 고압 도입 통로(P)에 대해 더 설명하면, 일단부는 밀폐 케이스(1)를 관통하여 내부에 면한다. 그리고, 고압 도입 통로(P)는 밀폐 케이스(1)의 외주면과 병행하여 축방향을 따라 하부측으로 연장되고, 중도부에는 상기 전자 개폐 밸브(28)가 설치된다.

고압 도입 통로(P)의 타단부는 밀폐 케이스(1)의 하부에서, 다시 밀폐 케이스(1)를 관통하여 내부로 연장되고, 또한 제 2 압축 기구부(2B)를 구성하는 제 2 실린더(8B)에 형성되는 개구부인 구멍부(e)에 접속되고, 제 2 실린더실(14b) 내에 직접 개구하고 있다.

도 5는 흡입관(16b)이 접속되는 흡입 구멍(d)과 고압 도입 통로(P)의 개구부를 구성하는 상기 구멍부(e)의 제 2 실린더(8B)에 대한 접속 위치의 설정조건을 도시한 도면이다. 즉, 고압 도입 통로(P)의 개구부를 구성하는 구멍부(e)는 편심롤러(13b)가 상기 흡입구멍(d)을 폐쇄하는 위치(압축 개시 위치)로부터, 또한 90° 회전하는 범위에서 편심 롤러(13b)에 의해 폐쇄되는 위치(구멍부(e)가 압축실과 분 단되는 위치)에 설치된다.

다시 도 1에 도시한 바와 같이, 이와 같이 하여 구성되는 밀폐형 회전식 압축기(R)는 냉동 사이클 장치의 냉동 사이클 회로에 편입되어 있다. 즉, 밀폐 케이스(1)의 상단부에는 토출관(18)이 접속된다. 상기 토출관(18)은 응축기(19)와, 팽창 기구(20) 및 증발기(21)를 통해 어큐뮬레이터(17)에 접속된다.

상기 어큐뮬레이터(17) 저부에는 압축기(R)에 대한 흡입관(16a, 16b)이 접속된다. 한쪽의 흡입관(16a)은 밀폐 케이스(1)를 관통하고, 제 1 실린더(8A)에 형성된 흡입구멍을 통해 제 1 실린더실(14a)내에 직접 연통한다. 다른쪽의 흡입관(16b)은 중도부에 역류 방지 밸브(29)를 구비하고 밀폐형 회전식 압축기(R)에 접속된다. 즉, 흡입관(16b)은 밀폐 케이스(1)를 관통하고 제 2 실린더(8B)에 형성된 상기 흡입구멍(d)을 통해 제 2 실린더실(14b) 내에 직접 연통한다. 도 5에만 도시한 바와 같이, 상기 고압 도입 통로(P)의 제 2 실린더실(14b)에 개구하는 구멍부(e)는 상기 흡입관(16b)의 근방 위치에 접속되어 있다.

상기 전자 개폐 밸브(28)를 중도부에 구비한 고압 도입 통로(P)와, 제 2 실린더실(14b)에 접속되고 중도부에 역류 방지 밸브(29)를 구비한 흡입관(16b)으로 압력 전환 기구(K)가 구성된다. 상기 압력 전환 기구(K)의 전환 작동인 전자 개폐 밸브(28)의 개폐 조작에 따라 후술한 바와 같이 제 2 실린더실(14b)에 밀폐 케이스(1) 내에 토출되는 고압 가스가 도입되고, 또는 어큐뮬레이터(17)를 통과한 저압 가스가 인도되도록 이루어져 있다.

다음에, 상술한 밀폐형 회전식 압축기(R)를 구비한 냉동 사이클 장치의 작용 에 대해 설명한다.

(1) 통상 운전(전능력 운전)을 선택한 경우:

도 3은 이 때의 작용을 설명하는 도면으로, 동 도면의 상단은 밀폐형 회전식 압축기(R)와 어큐뮬레이터(17)에서의 작용과 냉매의 흐름을 개략적으로 나타내고, 동 도면의 하단은 제 2 압축 기구부(2B)에서의 작용을 개략적으로 나타내고 있다.

통상 운전(전능력 운전)을 선택하면, 상기 제어부(40)는 고압 도입 통로(P)에 설치되는 전자 개폐 밸브(28)를 폐쇄하도록 제어하고, 또한 제어부(40)는 인버터(30)를 통해 전동기부(3)의 인버터 회로에 운전 신호를 전송한다. 회전축(4)이 회전 구동되고, 제 1 압축 기구부(2A)와 제 2 압축기구부(2B)가 동시에 작용한다.

즉, 편심 롤러(13a, 13b)는 각 실린더실(14a, 14b) 내에서 편심 회전을 실시한다. 제 1 압축 기구부(2A)에서는 블레이드(15a)가 스프링 부재(26)에 의해 항상 탄성적으로 억압 부세되는 점에서, 블레이드(15a)의 선단 가장자리가 편심 롤러(13a) 둘레벽에 미끄럼 접촉하여 제 1 실린더실(14a) 내를 흡입실과 압축실로 2분한다. 편심 롤러(13a)의 실린더실(14a) 내주면 전접(轉接) 위치와 블레이드 수납홈(23a)이 일치하고, 블레이드(15a)가 가장 후퇴한 상태에서, 상기 실린더실(14a)의 공간 용량이 최대가 된다. 냉매 가스는 어큐뮬레이터(17)로부터 제 1 흡입관(16a)을 통해 제 1 실린더실(14a)로 흡입되어 가득찬다.

편심 롤러(13a)의 편심 회전에 수반하여, 편심 롤러의 제 1 실린더실(14a) 내주면에 대한 전접 위치가 이동하고, 실린더실(14a)의 구획된 압축실의 용적이 감소한다. 즉, 먼저 실린더실(14a)에 인도된 가스가 서서히 압축된다. 회전축(4)이 계속하여 회전되고, 제 1 실린더실(14a)에서의 압축실의 용량이 더욱 감소하여 가스가 압축되고, 소정압까지 상승한 곳에서 도시하지 않은 토출밸브가 개방된다. 고압 가스는 밸브 커버(a)를 통해 밀폐 케이스(1) 내에 토출되어 가득찬다. 그리고, 밀폐 케이스 상부의 토출관(18)으로부터 토출된다.

또한, 고압 도입 통로(P)에 설치되는 전자 개폐 밸브(28)가 폐쇄되어 있으므로, 밀폐 케이스(1) 내에 가득찬 고압 가스가 고압 도입 통로(P)의 일단부로부터 침입해도, 중도부에서 차단되어 타단부인 제 2 실린더실(14b)로 토출압(고압)이 인도되지 않는다.

한편, 증발기(21)에서 증발하여 어큐뮬레이터(17)에서 기액 분리된 저압의 증발 냉매는 제 2 흡입관(16b)으로부터 역류 방지 밸브(29)를 통해 제 2 압축 기구부(2B)인 제 2 실린더실(14b)에 인도된다. 제 2 실린더실(14b)은 흡입압(저압) 분위기가 되는 한편, 상기 블레이드실(22b)이 밀폐 케이스(1) 내에 노출되어 토출압(고압)하에 있다. 상기 블레이드(15b)에서는 선단부가 저압 조건이 되고, 또한 후단부가 고압 조건이 되어 전후단부에서 차압이 존재한다.

상기 차압의 영향으로 블레이드(15b)의 선단부가 편심 롤러(13b)에 미끄럼 접촉하도록 억압 부세된다. 즉, 제 1 실린더실(14a)측의 블레이드(15a)가 스프링 부재(26)에 의해 억압 부세되고 압축 작용이 실시되는 것과 완전히 동일한 압축 작용이, 제 2 실린더실(14b)에서도 실시된다. 결국, 밀폐형 회전식 압축기(R)에서는 제 1 압축기구부(2A)와, 제 2 압축기구부(2B)의 양쪽에서 압축 작용이 이루어지는, 전능력 운전이 실시된다.

밀폐 케이스(1)로부터 토출관(18)을 통해 토출되는 고압 가스는 응축기(19)로 인도되어 응축 액화하고 팽창 기구(20)에서 단열 팽창하여, 증발기(21)에서 열교환 공기로부터 증발 잠열을 빼앗아 냉방 작용을 한다. 그리고, 증발한 후의 냉매는 어큐뮬레이터(17)로 인도되어 기액 분리되고, 다시 각 흡입관(16a, 16b)으로부터 압축기(R)의 제 1, 제 2 압축기구부(2A, 2B)에 흡입되어 상술한 경로를 순환한다.

(2) 특별 운전(능력 반감 운전)을 선택한 경우:

도 4는 이 때의 작용을 설명하는 도면으로, 동 도면의 상단은 밀폐형 회전식 압축기(R)와 어큐뮬레이터(17)에서의 작용과 냉매의 흐름을 개략적으로 나타내고, 동 도면의 하단은 제 2 압축 기구부(2B)에서의 작용을 개략적으로 나타내고 있다.

특별 운전(능력 반감 운전)을 선택하면, 제어부(40)는 고압 도입 통로(P)에 설치된 개폐 밸브(28)를 개방하도록 전환 설정한다. 제 1 압축 기구부(2A)에서는 상술한 바와 같이 통상의 압축 작용이 이루어지고, 밀폐 케이스(1) 내에 토출된 고압 가스가 가득 채워져 케이스내 고압이 된다.

밀폐 케이스(1) 내에 가득 찬 고압 가스는 토출관(18)으로부터 토출되지만, 일부의 고압 가스는 밀폐 케이스(1)로부터 직접, 고압 도입 통로(P)로 인도되고, 개방되는 전자 개폐 밸브(28)를 통해 제 2 실린더실(14b) 내에 도입된다. 제 2 실린더실(14b)이 토출압(고압) 분위기에 있는 한편, 블레이드실(22b)은 케이스내 고압과 동일한 상황하에 있는 것에는 변함이 없다.

그 때문에, 블레이드(15b)는 전후 단부 모두 고압의 영향을 받고 있고, 전후 단부에서 차압이 존재하지 않는다. 블레이드(15b)는 편심 롤러(13b) 외주면으로부터 이간한 위치에서 이동하지 않고 정지 상태를 유지하고, 제 2 실린더실(14b)에서의 압축 작용은 실시되지 않고 제 2 압축 기구부(2B)는 정지 상태에 있다. 결국, 제 1 압축 기구부(2A)에서의 압축 작용만이 유효하고, 능력을 반감시킨 운전이 행해지게 된다.

또한, 제 2 실린더실(14b)에 가득찬 고압 가스의 일부는 제 2 흡입관(16b)으로 역류하여 어큐뮬레이터(17)로 되돌아가려고 한다. 그러나, 상기 흡입관(16b)에는 역류 방지 밸브(29)가 설치되어 있으므로, 어큐뮬레이터로의 역류가 저지된다. 또한, 제 2 실린더실(14b)의 내부는 고압으로 되어 있으므로, 밀폐 케이스(1) 내로부터 제 2 실린더실(14b) 내로의 압축 가스의 누출은 발생하지 않고, 그에 의한 손실도 발생하지 않는다. 따라서, 압축 효율의 저하없이 능력을 반감시킨 운전이 가능해진다.

종래의 압축기와 같이, 한쪽의 압축 기구부에 블레이드를 상사점(上死點)에서 고정하는 복잡한 기구가 불필요해지고, 블레이드를 부세하는 스프링 부재를 생략할 수 있다. 또한, 중도부에 전자 개폐 밸브(28)를 설치한 고압 도입 통로(P)를 밀폐 케이스(1)와 제 2 실린더실(14b) 사이에 연통시키고, 흡입관(16b)에 역류 방지 밸브(29)를 설치함으로써 압력 전환 기구(K)를 구성할 수 있고, 단순한 구조로 용량 가변이 가능해지고, 비용적으로 유리하고, 제조성이 우수하며, 또한 고효율의 밀폐형 회전식 압축기를 제공할 수 있다.

또한, 상기 고압 도입 통로(P)의 일단 개구부인 구멍부(e)를 제 2 실린더 (8B)에 설치하도록 했지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 6은 본 발명에서의 다른 실시형태를 도시한 압축 기구부의 측면도이다. 예를 들어 도 6에 도시한 바와 같이, 제 1 압축 기구부(2A)와 제 2 압축 기구부(2B) 사이에 개재되는 중간 간막이판(7)에 구멍부(50)를 설치하고, 이에 고압 도입 통로(P)의 단부를 접속하여도 좋다.

중간 간막이판(7)에 설치되는 구멍부(50)는 이 둘레면에 일단부가 개구하여 고압 도입 통로(P)가 접속되고, 제 2 실린더실(14b)에 타단부가 개구한다. 중간 간막이판(7) 둘레면에 개구하는 구멍부(50)의 위치는 상기와 동일하게, 편심 롤러(13b)가 제 2 실린더실(14b)에 개구하는 흡입 구멍을 폐쇄하는 위치(압축 개시 위치)로부터 90° 더 회전하는 범위에서 편심 롤러(13b)에 의해 폐쇄되도록, 제 1 압축 기구부(2A)에 연통하는 흡입관(16a)과 제 2 압축 기구부(2B)에 접속되는 흡입관(16b)의 접속 위치로부터 소정 각도 θ의 범위 내인 것은 물론이다.

또한, 고압 도입 통로(P)의 일단부가 접속되는 구멍부로서, 예를 들어 부베어링(11)에 설치하여도 좋다. 상기 구멍부의 위치 선택 조건은 제 2 실린더(8B)에 설치하는 경우나, 중간 간막이판(7)에 설치하는 경우와 완전히 동일하므로, 여기에서는 새로운 설명을 생략한다.

어떻게 해도, 상술한 밀폐형 회전식 압축기(R)를 구비함으로써, 복수의 압축기구부(2A, 2B) 중 적어도 하나의 압축 기구부(2B)를 공운전(비압축 운전)시키기 위한 고압 도입 통로(P)를 소정의 실린더(8B)에 직접 개구하여 설치하므로, 복잡한 배관 구조로 하지 않고 통상 운전과 압축 운전을 실시하지 않는 비압축 운전을 전 환할 수 있다.

또한, 고압 도입 통로(P)는 통상 운전시에 재팽창 손실을 발생시키는 데드 클리어런스 볼륨이 되지만, 편심 롤러(13b)가 상기 흡입 구멍(d)을 폐쇄하는 위치로부터 90° 더 회전하는 범위에서 편심 롤러(13b)에 의해 폐쇄되는 위치에 개구부인 구멍부(e)를 설치함으로써, 상기 손실을 매우 작게 할 수 있다. 그리고, 고압 도입 통로를 단축화할 수 있으므로, 밀폐 케이스(1)에 막 토출된 가스를 압력 손실을 발생시키지 않고 실린더실로 인도할 수 있고, 블레이드 선단부와 배면부에 작용하는 압력차를 거의 없앨 수 있다.

또한, 제 2 압축기구부(2B)를 공운전(비압축 운전) 상태로 하는 특별 운전(능력 반감 운전)시에, 제 2 압축 기구부(2B)의 블레이드(15b)를 유지하는 유지 기구(35)의 유지력이 작아도 된다. 즉, 유지 기구(35)로서 자석을 사용한 경우에는 자기 흡착력이 작아도 되고, 자석의 소형화를 도모할 수 있다. 자기 흡착력을 작게 할 수 있으므로, 자력과 역방향으로 걸리는 압력이 작아도 되고, 통상 운전(전능력 운전)으로부터 특별 운전(능력 반감 운전)으로의 전환성이 향상된다.

또한, 냉동 사이클을 구성하는 어큐뮬레이터(17)와 압축기(R)를 연통하는 제 2 흡입관(16b)의 중도부에 분기관을 접속할 필요가 없다. 즉, 제 2 실린더실(14b)에 직접 고압 가스를 도입하는 수단으로서, 밀폐 케이스(1)에 접속되는 토출관(18)에 고압 도입 통로의 일단부를 분기 접속하고, 타단부를 제 2 흡입관(16b)에 분기 접속하여 냉동 사이클의 고압 압력을 제 2 흡입관에 인도하는 것이 고려된다.

이 경우에는, 특히 제 2 압축 기구부(2B)에서의 흡입 통로가 길어지고, 통상 운전시의 흡입 저항이 커져 효율이 저하되는 것을 고려할 수 있다. 그 때문에, 흡입관(16b)을 필요 최소한의 길이로 설치하면 좋고, 흡입 손실이 적고 압축기(R) 높이의 축소를 도모할 수 있다.

상기 구성을 채용한 경우, 고압 도입 통로도 길어지고, 압력 손실에 의해 실린더실 내의 압력이 블레이드의 배면에 작용하는 밀폐 케이스내 압력보다도 작아진다. 따라서, 비압축 운전시에 블레이드가 흔들리기 쉬워지지만, 그 대책으로서 블레이드를 유지하는 유지 기구(35)의 유지력을 보다 크게 하면, 특별 운전으로부터 통상 운전으로의 전환이 원활하게 실시되지 않게 된다. 그리고, 배관 상호간의 접속 부분이 많아지므로 제조성이 나쁜 등의 불합리함이 발생하게 된다.

본 발명에 의하면 복잡한 배관 구조로 하지 않고, 통상 운전과 압축 운전을 실시하지 않는 비압축 운전을 전환할 수 있음과 동시에 흡입 통로 저항을 증대시키지 않고, 통상 운전시에서의 압축 작용에 영향을 미치지 않는 등의 효과를 갖는다.

Claims

밀폐 케이스 내에, 회전축을 통해 전동기부와 복수의 압축 기구부를 연결하여 수용하고, 적어도 하나의 압축 기구부는,

블레이드를 블레이드 배면부에 작용하는 밀폐 케이스내 압력과 블레이드 선단부에 작용하는 실린더실 내의 압력과의 압력차에 의해 억압 부세하고,

상기 실린더실 내에 흡입구멍을 통해 저압 냉매를 도입하여 압축 운전을 실시하는 통상 운전과, 상기 실린더실 내에 고압 냉매를 도입하여 블레이드를 편심 롤러로부터 분리시켜 압축 운전을 실시하지 않는 비압축 운전을 전환 가능하게 한 밀폐형 회전식 압축기에 있어서,

상기 운전 전환을 가능하게 하는 압축 기구부의 실린더실에 일단이 직접 개구하는 개구부를 구비하고, 또한 타단이 밀폐 케이스내에 연통하는 고압 도입 통로와,

상기 고압 도입 통로의 중도부에 설치되고, 상기 고압 도입 통로를 개폐하는 개폐 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전식 압축기.
제 1 항에 있어서,

상기 고압 도입 통로의 일단 개구부는 상기 압축 기구부를 구성하는 실린더, 또는 상기 복수의 압축 기구부 사이에 개재되는 중간 간막이판, 또는 상기 회전축을 축 지지하는 베어링에 형성되고, 또한 편심 롤러가 상기 흡입구멍을 폐쇄하는 위치로부터 90° 더 회전하는 범위에서 편심 롤러에 의해 폐쇄되는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 회전식 압축기.