KR100780785B1 - Variable capacity rotary compressor - Google Patents
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Abstract
공회전이 이루질 때 압축실 내부의 압력과 밀폐용기 내부의 압력이 같아지도록 함으로써 압축실로 오일이 유입되는 현상을 방지하여 회전저항을 최소화할 수 있도록 한 용량가변 회전압축기를 개시한다. 이 용량가변 회전압축기는 밀폐용기와, 밀폐용기 내에 설치되는 구동모터 및 압축기구를 포함하고, 압축기구는 압축실을 갖춘 하우징과, 압축실 내에서 회전하는 롤러와, 롤러의 반경방향으로 진퇴하면서 압축실을 구획하며 상호 슬라이딩 가능하게 지지된 제1베인 및 제2베인과, 압축용량 제어를 위해 제1베인을 구속하거나 구속 해제하는 베인제어장치를 포함하며, 제1베인이 후퇴하여 구속될 때 밀폐용기 내부와 압축실이 연통하도록 제1베인의 운동경로에 마련된 연통공을 포함한다.The present invention discloses a capacity-variable rotary compressor that minimizes the rolling resistance by preventing oil from flowing into the compression chamber by making the pressure inside the compression chamber equal to the pressure inside the sealed container when the idling is performed. The variable displacement rotary compressor includes a hermetically sealed container, a drive motor and a compression mechanism installed in the hermetically sealed container. The compression mechanism includes a housing having a compression chamber, a roller that rotates in the compression chamber, and a roller retracting in the radial direction. A first vane and a second vane partitioning the compression chamber and slidably supported therebetween; and a vane control device for restraining or releasing the first vane to control the compression capacity, and when the first vane is retracted and restrained, It includes a communication hole provided in the motion path of the first vane so that the interior of the sealed container and the compression chamber communicates.
Description
도 1은 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기의 구성을 나타낸 단면도로, 압축동작이 이루어지는 상태를 도시한 것이다.1 is a cross-sectional view showing a configuration of a capacity variable rotary compressor according to the present invention, showing a state in which a compression operation is performed.
도 2는 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기의 구성을 나타낸 단면도로, 공회전동작이 이루어지는 상태를 도시한 것이다.Figure 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the variable displacement rotary compressor according to the present invention, showing a state in which the idle operation is performed.
도 3은 도 3의 Ⅲ-Ⅲ'선에 따른 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along line III-III ′ of FIG. 3.
도 4는 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기의 상부플랜지 구성을 나타낸 사시도이다.Figure 4 is a perspective view showing the configuration of the upper flange of the variable displacement rotary compressor according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10: 밀폐용기, 20: 구동모터,10: sealed container, 20: drive motor,
21: 회전축, 30: 압축기구,21: rotating shaft, 30: compression mechanism,
32: 압축실, 40: 압축장치,32: compression chamber, 40: compression device,
41: 편심부, 42: 롤러,41: eccentric, 42: roller,
43: 제1베인, 44: 제2베인,43: first vane, 44: second vane,
45: 베인스프링, 51: 흡입구,45: vanes spring, 51: inlet,
52: 토출구, 54: 연통공,52: discharge port, 54: communication hole,
60: 베인제어장치, 61: 실린더,60: vane control, 61: cylinder,
62: 피스톤, 63: 스프링,62: piston, 63: spring,
67: 유로가변밸브.67: flow path variable valve.
본 발명은 용량가변 회전압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 베인의 진퇴동작 제어를 통해 압축용량을 가변시킬 수 있는 용량가변 회전압축기에 관한 것이다.The present invention relates to a variable displacement rotary compressor, and more particularly to a variable displacement rotary compressor that can vary the compression capacity through the control of the vane forward and backward movement.
대한민국 공개특허공보 10-2004-0021140호에는 베인의 진퇴동작 제어에 의해 압축용량을 가변시키는 용량가변 회전압축기가 개시되어 있다. 이 회전압축기는 원통형의 압축실이 형성된 하우징, 하우징의 압축실 내에서 편심 회전하는 롤러, 롤러의 반경방향으로 진퇴하는 베인을 구비한다. 베인은 상호 분리된 상부의 제1베인과 하부의 제2베인으로 이루어져 있고, 제1베인 쪽에는 필요에 따라 제1베인을 롤러의 외면으로 이격시킬 수 있도록 제1베인을 구속하는 구속수단이 설치되어 있다. Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2004-0021140 discloses a variable displacement rotary compressor for varying the compression capacity by controlling the vane movement. The rotary compressor has a housing in which a cylindrical compression chamber is formed, a roller which eccentrically rotates in the compression chamber of the housing, and vanes which retract in the radial direction of the roller. The vane is composed of a first vane of the upper and second vanes separated from each other, the first vane side is provided with a restraining means for restraining the first vane so as to space the first vane to the outer surface of the roller, if necessary It is.
이 회전압축기는 구속수단에 의해 제1베인이 구속될 때 공회전을 하고 구속수단에 의해 제1베인이 구속되지 않을 때 압축동작을 수행한다. 따라서 필요에 따라 제1베인을 구속하거나 구속 해제하는 것을 통해 압축용량을 가변시킬 수 있다.The rotary compressor performs idling when the first vane is restrained by the restraining means and performs a compression operation when the first vane is not restrained by the restraining means. Therefore, the compression capacity can be varied by restraining or releasing the first vane as necessary.
그러나 이 회전압축기는 제1베인의 구속에 의해 압축실에서 공회전이 이루어질 때 밀폐용기 내부의 압력보다 압축실 내부의 압력이 낮아지기 때문에 밀폐용기의 하부에 채워진 오일이 압축실 내부로 유입되는 현상이 있었다. 그리고 압축실에 오일이 유입될 경우에는 롤러의 회전저항이 커지기 때문에 압축기의 효율이 낮아질 수 있었다.However, when the rotary compressor is idling in the compression chamber due to the restriction of the first vane, the pressure inside the compression chamber is lower than the pressure inside the sealed container, so that the oil filled in the lower part of the sealed container flows into the compression chamber. . In addition, when oil is introduced into the compression chamber, the rotational resistance of the roller may be increased, thereby reducing the efficiency of the compressor.
본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 공회전이 이루질 때 압축실 내부의 압력과 밀폐용기 내부의 압력이 같아지도록 함으로써 압축실로 오일이 유입되는 현상을 방지하고 베인의 전단과 후단에 작용하는 압력이 같아지도록 하여 회전저항을 최소화할 수 있도록 하는 용량가변 회전압축기를 제공하는 것이다.The present invention is to solve these problems, an object of the present invention is to prevent the flow of oil into the compression chamber by the pressure inside the compression chamber and the pressure inside the sealed container when the idling is made, and the front end of the vane and It is to provide a variable displacement rotary compressor to minimize the rolling resistance by the same pressure applied to the rear end.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기는 밀폐용기와, 상기 밀폐용기 내에 설치되는 구동모터 및 압축기구를 포함하고, 상기 압축기구는 압축실을 갖춘 하우징과, 상기 압축실 내에서 회전하는 롤러와, 상기 롤러의 반경방향으로 진퇴하면서 상기 압축실을 구획하며 상호 슬라이딩 가능하게 지지된 제1베인 및 제2베인과, 압축용량 제어를 위해 상기 제1베인을 구속하거나 구속 해제하는 베인제어장치를 포함하며, 상기 제1베인이 후퇴하여 구속될 때 상기 밀폐용기 내부와 상기 압축실이 연통하도록 상기 제1베인의 운동경로에 마련된 연통공을 포함하는 것을 특징으로 한다.A variable capacity rotary compressor according to the present invention for achieving this object includes a hermetically sealed container, a drive motor and a compression mechanism installed in the hermetically sealed container, the compression mechanism includes a housing having a compression chamber, and within the compression chamber. A rotating roller, a first vane and a second vane which are slidably supported while partitioning the compression chamber while advancing in the radial direction of the roller, and a vane that restrains or releases the first vane for compression capacity control; It includes a control device, characterized in that it comprises a communication hole provided in the movement path of the first vane so that the inside of the sealed container and the compression chamber communicates when the first vane is retracted and restrained.
또한 상기 하우징은 중앙에 상기 압축실이 형성된 바디와, 상기 압축실의 상부 및 하부를 폐쇄하도록 상기 바디의 상부와 하부에 각각 결합된 상부 및 하부플랜지를 포함하며, 상기 연통공은 상기 제1베인의 운동경로 쪽 상기 상부플랜지에 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the housing includes a body having the compression chamber formed in the center, and an upper and a lower flange coupled to the upper and lower portions of the body so as to close the upper and lower portions of the compression chamber, and the communication hole is the first vane. The movement path of the side is characterized in that formed on the upper flange.
또한 상기 베인제어장치는 상기 제1베인 쪽의 상기 하우징에 설치된 실린더와, 상기 실린더 내에 진퇴 가능하게 설치되며 상기 제1베인과 연결된 피스톤과, 상기 실린더 내부와 연통된 제1유로와, 상기 압축기의 토출측과 상기 제1유로를 연결하는 제2유로와, 상기 압축기의 흡입측과 상기 제1유로를 연결하는 제3유로와, 상기 제1, 제2, 제3유로가 상호 연결되는 지점에 설치된 유로가변밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.The vane control device may further include a cylinder installed in the housing on the first vane side, a piston installed in the cylinder to be retractable and connected to the first vane, a first flow path communicating with the inside of the cylinder, and A second passage connecting the discharge side and the first passage, a third passage connecting the suction side of the compressor and the first passage, and a passage provided at a point where the first, second, and third passages are interconnected. It characterized in that it comprises a variable valve.
또한 상기 베인제어장치는 상기 피스톤을 상기 롤러 쪽으로 가압하도록 상기 실린더 내에 설치된 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the vane control device is characterized in that it comprises a spring installed in the cylinder to press the piston towards the roller.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail.
본 발명에 따른 용량가변 회전압축기는 도 1에 도시한 바와 같이, 밀폐용기(10)의 내측 상부에 설치된 구동모터(20)와, 밀폐용기(10)의 내측 하부에 설치되며 구동모터(20)와 회전축(21)을 통해 연결된 압축기구(30)를 구비한다. The variable displacement rotary compressor according to the present invention, as shown in Figure 1, the
구동모터(20)는 밀폐용기(10)의 내면에 고정되는 원통형의 고정자(22), 고정자(22)의 내부에 회전 가능하게 설치되며 중심부가 회전축(21)과 결합된 회전자(23)를 포함한다. 이러한 구동모터(20)는 회전축(21)을 회전시킴으로써 압축기구(30)를 구동시킨다.The
압축기구(30)는 도 1과 도 3에 도시한 바와 같이, 압축실(32)을 형성하는 하우징과, 압축실(32) 내에 마련된 압축장치(40)을 구비한다.The
하우징은 원통형의 압축실(32)이 형성된 바디(31), 압축실(32)의 상측 개구와 하측 개구를 폐쇄함과 동시에 회전축(21)을 지지하도록 바디(31)의 상부와 하부에 각각 장착된 제1 및 제2플랜지(33,34)를 포함한다. 회전축(21)은 압축실(32) 내부의 압축장치(40)를 동작시킬 수 있도록 압축실(32)의 중심을 관통한다.The housing is mounted on the upper and lower portions of the
압축장치(40)는 압축실(32)의 회전축(21) 외면에 마련된 편심부(41)와, 압축실(32)의 내면과 접하여 회전하도록 편심부(41)의 외면에 회전 가능하게 결합된 롤러(42)를 포함한다. 또 압축장치(40)는 롤러(42)의 회전에 따라 압축실(32)의 반경방향으로 진퇴하면서 압축실(32)을 구획하며 상호 접하는 면이 슬라이딩 가능하게 지지된 제1베인(43) 및 제2베인(44)을 포함한다. 따라서 압축실(32)은 상대적으로 폭이 큰 작은 상부의 제1베인(43)과 상대적으로 폭이 큰 하부의 제2베인(44)에 의하여 구획된다. 또한 제2베인(44)은 롤러(42)가 회전할 때 진퇴할 수 있도록 후단이 베인스프링(45)에 의해 지지된다. 그리고 제1베인(43)은 제1베인(43)을 구속하거나 구속 해제함으로써 압축용량을 가변시킬 수 있도록 베인제어장치(60)와 연결된다.The
베인제어장치(60)는 도 1과 도 3에 도시한 바와 같이, 제1베인(43)의 후단 쪽에 설치된 실린더(61)와, 제1베인(43)의 진퇴방향으로 진퇴하도록 실린더(61)의 내에 설치되며 제1베인(43)의 후단과 연결된 피스톤(62), 평소 피스톤(62)을 롤러(42) 쪽으로 가압하도록 실린더(61) 내에 설치된 스프링(63)을 포함한다. 스프링(63)은 피스톤(62)을 가압함으로써 제1베인(43) 선단이 롤러(42)의 외면에 접촉할 수 있도록 한 것으로 베인스프링(45)보다는 약한 탄성을 구비한다.As shown in FIGS. 1 and 3, the
또 베인제어장치(60)는 실린더(61)의 내부와 연통하는 제1유로(64)를 형성하도록 실린더(61)의 후단에 연결된 제1압력조절관(64a)과, 압축기의 토출측과 제1유로(64)를 연통시키는 제2유로(65)를 형성하도록 토출배관(12)으로부터 분기되며 제1압력조절관(64a)에 연결되는 제2압력조절관(65a)과, 압축기의 흡입측과 제1유로(64)를 연통시키는 제3유로(66)를 형성하도록 냉매흡입배관(14)으로부터 연장되며 제1압력조절관(64a)에 연결되는 제3압력조절관(66a)과, 제1, 제2, 제3압력조절관(64a,65a,66a)이 연결되는 지점에 설치된 유로가변밸브(67)를 포함한다. 유로가변밸브(67)는 전기적인 제어신호에 의해 동작하는 통상의 삼방밸브로 이루어질 수 있다.The
이러한 베인제어장치(60)는 도 1에 도시한 바와 같이, 유로가변밸브(67)의 동작에 의해 실린더(61) 내부가 압축기의 토출측과 연통될 때 피스톤(62)이 토출압력에 의해 가압됨으로써 제1베인(43)이 롤러(42)의 외면과 접한 상태에서 진퇴할 수 있도록 한 것이다. 따라서 이때는 압축동작이 이루어진다. 그리고 도 2에 도시한 바와 같이, 유로가변밸브(67)의 동작에 의해 실린더(61) 내부가 압축기의 흡입측과 연통될 때 피스톤(62)이 흡입압력에 의해 후퇴함으로써 제1베인(43)이 롤러(42)의 외면과 이격된 상태에서 구속될 수 있도록 한 것이다. 따라서 이때는 공회전을 한다.As shown in FIG. 1, the
또 바디(31)에는 도 3에 도시한 바와 같이, 압축실(32) 내부로 가스가 유입되는 흡입구(51)가 형성되고, 이 흡입구(51)에는 어큐뮬레이터(13)로부터 연장된 냉매흡입배관(14)이 연결된다. 그리고 상부의 제1플랜지(33)에는 압축실(32)에서 가압된 가스의 토출을 위해 토출구(52)가 형성되고, 토출구(52) 상측에는 리드형 토출밸브(53)가 설치된다(도 4참조). 따라서 압축기가 가동될 때 밀폐용기(10) 내부는 토출구(52)를 통해 배출되는 압축가스에 의해 고압으로 유지되고, 밀폐용기(10) 내부의 압축가스는 밀폐용기(10) 상부에 마련된 토출배관(12)을 통해 외부로 안내된다.In addition, as shown in FIG. 3, a
또한 본 발명은 도 2에 도시한 바와 같이, 베인제어장치(60)의 동작에 의해 제1베인(43)이 후퇴한 상태에서 구속될 때 압축기구(30) 외측의 밀폐용기(10) 내부 압력과 압축실(32)의 압력이 같아질 수 있도록 하는 연통공(54)을 구비한다. 이 연통공(54)은 도 2와 도 4에 도시한 바와 같이, 제1베인(43)의 운동경로 상의 상부플랜지(33)에 형성되며 제1베인(43)이 후퇴할 때 밀폐용기(10) 내부와 압축실(32)이 연통하도록 한다. 즉 도 1에 도시한 바와 같이 제1베인(43)의 구속이 해제될 때는 연통공(54)이 제1베인(43)에 의해 폐쇄되고, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1베인(43)이 구속될 때는 제1베인(43)의 선단이 연통공(54)의 위치보다 후방으로 후퇴하므로 연통공(54)이 개방된다.In addition, the present invention, as shown in Figure 2, when the
이는 제1베인(43)의 구속에 의해 공회전이 이루어질 때 압축실(32) 내부와 압축기구(30) 외측의 밀폐용기(10) 내부가 연통공(54)을 통해 연통됨으로써 압축실(32)과 밀폐용기(10)의 압력이 같아지도록 한 것이다. 따라서 본 발명은 공회전을 하는 동안 압축실(32) 내부와 밀폐용기(10)의 내부압력이 같기 때문에 압축실(32) 내부로 오일이 유입되지 않고 베인들(43,44)의 선단과 후단에 작용하는 압력도 같아지게 된다. 따라서 공회전을 할 때 회전저항이 작아진다.This is because the
다음은 이러한 용량가변 회전압축기의 전체적인 동작에 관하여 설명한다.The following describes the overall operation of this variable displacement rotary compressor.
도 1에 도시한 바와 같이, 유로가변밸브(67)의 동작에 의해 제2유로(65)가 제1유로(64)와 연통된 상태에서 압축기의 동작이 이루어지면, 베인제어장치(60)의 실린더(61) 내에 토출 측의 압력이 작용하므로 피스톤(62)이 제1베인(43)을 가압한다. 따라서 제1베인(43)은 롤러(42)의 회전에 따라 롤러(42)의 외면과 접한 상태로 진퇴한다. 또 제2베인(44)은 베인스프링(45)에 의해 가압되므로 제1베인(43)과 함께 진퇴하면서 압축실(32)을 구획한다. 따라서 이때는 압축동작이 이루어진다.As shown in FIG. 1, when the operation of the compressor is performed while the
이러한 압축동작의 초기에는 토출압력이 생기지 않은 상태이므로 피스톤(62)이 실린더(61) 내부의 스프링(63)에 의해 가압됨으로써 제1베인(43)이 롤러(42) 외면에 접한다. 그리고 수회 동작하여 토출압력이 생긴 후에는 피스톤(62)이 토출압력에 의해 가압된다. In the initial stage of the compression operation, since the discharge pressure is not generated, the
도 2에 도시한 바와 같이, 유로가변밸브(67)의 동작에 의해 제3유로(66)가 제1유로(64)와 연통된 상태에서 압축기의 동작이 이루어지면, 베인제어장치(60)의 실린더(61) 내에 흡입측의 압력이 작용하므로 피스톤(62)이 스프링(63)의 탄성력을 이기고 후퇴하고, 피스톤(62)의 후퇴에 의해 제1베인(43)의 선단이 롤러(42)의 외면으로부터 이격된 상태를 유지한다. 따라서 이때는 공회전이 이루어진다. As shown in FIG. 2, when the operation of the compressor is performed while the
또 공회전이 이루어질 때는 도 2에 도시한 바와 같이, 연통공(54)을 통해 밀폐용기(10)의 내부와 압축실(32)이 연통되므로 압축실(32) 내부의 압력과 밀폐용기(10) 내부의 압력이 같아진다. 따라서 압축실(32) 내부로 오일이 유입되지 않을 뿐 아니라 베인들(43,44)의 선단과 후단에 작용하는 압력이 같으므로 회전축(21)은 회 전저항 없이 쉽게 회전한다. 이는 압축기의 효율향상에 기여한다.In addition, when idling is performed, as shown in FIG. 2, since the inside of the sealed
또 본 발명은 베인제어장치(60)의 동작사이클을 제어함으로써 압축용량을 다양하게 가변시킬 수 있다. 즉 베인제어장치(60)의 동작에 의해 압축동작과 공회전동작이 반복되도록 함으로써 압축용량을 가변시킬 수 있다. In addition, the present invention can vary the compression capacity by controlling the operation cycle of the vane control device (60). That is, the compression capacity can be varied by repeating the compression operation and the idling operation by the operation of the
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기는 제1베인이 후퇴하여 공회전이 이루질 때 압축실 내부와 밀폐용기 내부가 연통공을 통해 연통되기 때문에 압축실 내부의 압력과 밀폐용기 내부의 압력이 같아지고, 베인들의 선단과 후단에 작용하는 압력이 같아진다. 따라서 본 발명은 공회전이 이루어질 때 압축실로 오일이 유입되는 현상을 방지할 수 있고 회전저항을 최소화할 수 있는 효과가 있다.As described above in detail, the capacity-variable rotary compressor according to the present invention has a pressure and a sealed container inside the compression chamber because the interior of the compression chamber and the sealed container communicate through the communication hole when the first vane is retracted to achieve idle rotation. The internal pressure is the same, and the pressures acting on the front and rear of the vanes are equal. Therefore, the present invention can prevent the flow of oil into the compression chamber when the idling is made and there is an effect that can minimize the rotational resistance.
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