KR100811655B1 - 용량가변 회전압축기 - Google Patents

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Abstract

회전축에 끼워진 편심부시가 회전축보다 선행하여 회전하지 않게 하여 압축동작 중에 클러치핀이 슬롯의 양단과 충돌하는 현상이 발생하지 않게 한 용량가변 회전압축기를 제공한다. 본 발명의 용량가변 회전압축기는 서로 다른 내용적을 가진 제 1 및 제 2 압축실, 제 1 및 제 2 압축실을 관통하는 회전축, 회전축에 편심 설치되어 각각 제 1 및 제 2 압축실의 내부에 배치되는 제 1 및 제 2 편심부시, 각각 제 1 및 제 2 편심부시의 외주면에 배치되는 제 1 및 제 2 롤러, 각각 제 1 및 제 2 압축실에서 반경방향으로 배치되어 제 1 및 제 2 롤러의 외주면에 밀착되는 제 1 및 제 2 베인을 포함한다. 제 1 및 제 2 편심부시는 각각 외주면의 일정 각위치에서 평면을 이루어 형성된 제 1 및 제 2 평면부를 구비한다.

Description

용량가변 회전압축기{Capacity Variable Rotary Compressor}
도 1은 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기의 대략적인 내부구조를 보인 종단면도이다.
도 2는 도 1의 회전축과 편심장치를 분리하여 보인 분해 사시도이다.
도 3 내지 도 5는 회전축이 정회전하여 본 발명에 따른 제 1 편심부시에 의해 제 1 압축실에서 압축작용이 이루어지는 것을 보인 도면으로서, 도 3은 제 1 편심부시가 0도의 각위치에 위치해 있을 때를 보인 것이고, 도 4는 제 1 편심부시가 90도의 각위치에 위치해 있을 때를 보인 것이며, 도 5는 제 1 편심부시가 180도의 각위치에 위치해 있을 때를 보인 것이다.
도 6은 도 3에 대응하는 도면으로서 회전축이 정회전하여 본 발명에 따른 제 2 편심부시에 의해 제 2 압축실에서 압축작용이 이루어지지 않는 것을 보인 도면이다.
도 7 내지 도 9는 회전축이 역회전하여 본 발명에 따른 제 2 편심부시에 의해 제 2 압축실에서 압축작용이 이루어지는 것을 보인 도면으로서, 도 7은 제 2 편심부시가 0도의 각위치에 위치해 있을 때를 보인 것이고, 도 8은 제 2 편심부시가 90도의 각위치에 위치해 있을 때를 보인 것이며, 도 9는 제 2 편심부시가 180도의 각위치에 위치해 있을 때를 보인 것이다.
도 10은 도 7에 대응하는 도면으로서 회전축이 역회전하여 본 발명에 따른 제 1 편심부시에 의해 제 1 압축실에서 압축작용이 이루어지지 않는 것을 보인 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
21: 회전축 31: 제 1 압축실
32: 제 2 압축실 40: 편심장치
41: 제 1 편심캠 42: 제 2 편심캠
51: 제 1 편심부시 52: 제 2 편심부시
53: 슬롯 80: 클러치핀
91: 제 1 평면부 92: 제 2 평면부
본 발명은 용량가변 회전압축기에 관한 것으로, 더 상세하게는 회전축에 편심 설치되는 편심부시가 회전축보다 선행하여 회전하지 않게 하여 클러치핀이 편심부시와 충돌하게 되는 현상이 발생하지 않게 한 용량가변 회전압축기에 관한 것이다.
공기조화기와 냉장고 등과 같이 냉동사이클을 이용하여 특정공간을 냉각시키는 냉각장치는 압축기를 구비하여 냉매가스를 압축시키게 된다. 이러한 냉각장치의 냉각능력은 통상적으로 압축기의 압축용량에 의해 정해지게 되는데, 압축기의 압축 용량을 가변시킬 수 있도록 구성하게 되면 주위상황에 따라 냉각장치를 최적의 상태에서 운전되도록 제어할 수 있어서 에너지를 절감할 수 있게 된다.
본 출원인은 한국 공개특허공보 10-2005-0031797호로 공개된 용량가변 회전압축기를 출원한 바 있다. 상기 종래의 용량가변 회전압축기는 서로 다른 내용적을 가진 두 개의 압축실 중에서 어느 하나의 압축실에서만 선택적으로 압축동작이 이루어지도록 하여 용량을 가변시키게 되는 편심장치를 포함한다.
상기 편심장치는 각 압축실을 관통하는 회전축과, 회전축의 외면에서 돌출하여 형성된 두 개의 편심캠과, 각 편심캠의 외면에 회전 가능하게 배치되는 두 개의 편심부시와, 각 편심부시의 외면에 회전 가능하게 배치되어 압축실로 유입된 기체를 압축하는 두 개의 롤러와, 회전축의 회전방향에 따라 하나의 편심부시는 회전축의 중심선에 대해 편심위치로 전환되게 하고 다른 하나의 편심부시는 동심위치로 전환되게 하는 클러치핀을 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성된 종래의 용량가변 회전압축기는 회전축이 정방향 또는 역방향으로 회전하게 되면 편심장치에 의해 내용적이 다른 두 개의 압축실 중에서 어느 하나에서만 압축동작이 이루어지게 되어 압축용량을 가변시키게 된다.
한편, 이러한 용량가변 회전압축기는 압축동작을 수행하는 과정에서 편심부시의 각위치에 따라 베인에 의해 편심부시가 회전축보다 선행하여 회전하는 모멘트를 받게 되고, 이에 따라 회전축에서 돌출한 클러치핀이 편심부시에 반복적으로 충돌하는 동작을 하게 된다.
이러한 클러치핀의 반복적인 충돌동작에 따른 충격으로 클러치핀이 손상을 입게 되고 소음이 발생하게 되는데, 상기 종래의 용량가변 회전압축기에서는 이러한 반복적인 충격을 완화시키기 위해 슬롯의 양단에 클러치핀을 일정 탄성력으로 구속시키는 구속부재가 설치된다.
이 구속부재를 통해 클러치핀과 슬롯의 양단 사이의 충격이 완화되게 됨과 동시에 클러치핀이 구속부재에 일정 탄성력으로 결속됨에 따라 편심부시의 슬립동작이 방지되게 되어서 클러치핀의 손상을 방지하고 소음을 저감시킬 수 있게 된다.
그러나 종래의 용량가변 회전압축기는 이러한 구속부재를 추가적으로 만들어서 슬롯의 양단에 설치해야 하므로 설치비용과 시간이 증대되게 됨은 물론, 클러치핀이 구속부재에 끼워지거나 빠지는 동작을 반복하게 됨에 따라 구속부재의 탄성력이 떨어지게 되며, 이에 따라 장기간 사용하게 되면 구속부재의 충격완화 효과가 떨어지게 될 수 있다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 회전축에 끼워진 편심부시가 회전축보다 선행하여 회전하지 않게 하여 압축동작 중에 클러치핀이 슬롯의 양단에서 충돌하는 현상이 발생하지 않게 한 용량가변 회전압축기를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기는,
서로 다른 내용적을 가진 제 1 및 제 2 압축실, 상기 제 1 및 제 2 압축실을 관통하는 회전축, 상기 회전축에 편심 설치되어 각각 상기 제 1 및 제 2 압축실의 내부에 배치되는 제 1 및 제 2 편심부시, 각각 상기 제 1 및 제 2 편심부시의 외주면에 배치되는 제 1 및 제 2 롤러, 각각 상기 제 1 및 제 2 압축실에서 반경방향으로 배치되어 상기 제 1 및 제 2 롤러의 외주면에 밀착되는 제 1 및 제 2 베인을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 편심부시는 각각 외주면의 일정 각위치에서 평면을 이루어 형성된 제 1 및 제 2 평면부를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2 편심부시는 최대 두께부와 최소 두께부가 서로 180도의 각도로 대향 형성되어 상기 회전축에 대해 편심을 이루고, 상기 제 1 및 제 2 평면부는 상기 최대 두께부와 최소 두께부 사이의 각위치에 마련된다.
바람직하게, 상기 제 1 및 제 2 평면부는 각각 상기 제 1 및 제 2 편심부시가 압축동작을 할 때의 회전방향에 대해 상기 최대 두께부에서 90도의 각도로 후행하는 각위치에 형성된다.
상기 제 1 및 제 2 편심부시는 그 사이에 형성된 연결부에 의해 서로 연결되며, 상기 제 1 편심부시의 최대 두께부와 상기 제 2 편심부시의 최대 두께부는 서로 180도의 각도로 대향하여 배치된다.
또한, 상기 회전축에는 오일 공급유로와 오일 공급홀이 형성되어 있어서 상기 오일 공급유로와 오일 공급홀을 통해 유동하는 오일이 각각 상기 제 1 및 제 2 평면부를 통해 상기 제 1 편심부시와 제 1 롤러 사이와 상기 제 2 편심부시와 제 2 롤러 사이로 공급되게 한다.
본 발명의 용량가변 회전압축기는 상기 제 1 및 제 2 압축실을 형성하는 하우징을 더 구비하고, 상기 하우징에는 각각 상기 제 1 및 제 2 압축실과 연통되도 록 배치된 제 1 및 제 2 흡입구와 제 1 및 제 2 토출구가 형성되어 있으며, 상기 제 1 및 제 2 베인은 각각 상기 제 1 흡입구와 제 1 토출구 사이와 상기 제 2 흡입구와 제 2 토출구 사이에 배치된다.
본 발명의 용량가변 회전압축기는 상기 연결부에 일정길이로 마련된 슬롯과, 상기 회전축에 설치되고 상기 슬롯에 배치되어 상기 제 1 및 제 2 편심부시를 상기 회전축과 함께 회전되게 하는 클러치핀을 더 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 평면부는 상기 제 1 및 제 2 편심부시가 상기 제 1 및 제 2 베인의 작용에 의해 일정 각위치에서 상기 회전축보다 더 빠르게 회전하는 것을 방지하여 상기 클러치핀과 상기 슬롯의 양단부가 서로 충돌하지 않게 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기의 대략적인 내부구조를 보인 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기는 밀폐용기(10)의 내부에 설치되어 회전력을 발생시키는 구동부(20)와, 구동부(20)의 회전력을 전달받아 기체를 압축시키는 압축부(30)를 구비한다.
구동부(20)는 밀폐용기(10)의 내부에 설치되는 원통형의 고정자(22)와, 고정자(22)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전자(23)와, 회전자(23)의 중심부로부터 연장하여 회전자(23)와 함께 정회전(또는 반시계방향) 또는 역회전(또는 시계방향)하게 되는 회전축(21)을 포함한다.
압축부(30)는 상부와 하부에 각각 내용적이 다른 제 1 압축실(31)과 제 2 압 축실(32)이 마련되어 있는 원통형의 하우징(33)과, 하우징(33)의 상단과 하단에 배치되어 회전축(21)을 회전 가능하게 지지하는 제 1 플랜지(35) 및 제 2 플랜지(36)와, 제 1 압축실(31)과 제 2 압축실(32) 사이에 배치되어 제 1 및 제 2 압축실(31)(32)이 서로 구획되도록 하는 중간판(34)을 포함한다.
제 1 압축실(31)이 제 2 압축실(32)보다 내용적이 더 크게 되도록 제 1 압축실(31)의 높이는 제 2 압축실(32)의 높이보다 더 크게 형성되어서 본 발명의 회전압축기는 가변용량을 갖게 된다. 물론, 본 발명의 용량가변 회전압축기는 제 2 압축실(32)을 제 1 압축실(31)보다 더 크게 한 구조를 가질 수도 있다.
제 1 및 제 2 압축실(31)(32)의 내부에는 회전축(21)의 회전방향에 따라 제 1 및 제 2 압축실(31)(32) 중에서 어느 하나에서만 선택적으로 압축동작이 이루어질 수 있도록 하는 편심장치(40)가 배치되는데, 이 편심장치(40)의 구조와 동작에 대해서는 도 2 내지 도 10을 참조하여 후술할 것이다.
제 1 및 제 2 압축실(31)(32)에는 편심장치(40)의 외주면에 회전 가능하게 배치되는 제 1 롤러(37)와 제 2 롤러(38)가 각각 설치되고, 하우징(33)에는 각각 제 1 및 제 2 압축실(31)(32)과 연통되도록 배치된 제 1 및 제 2 흡입구(63)(64)와 제 1 및 제 2 토출구(65)(66)(도 3 및 도 7 참조)가 형성되어 있다.
제 1 흡입구(63)와 제 1 토출구(65) 사이에는 제 1 베인(61)이 지지스프링(61a)에 의해 제 1 롤러(37)와 밀착된 상태로 반경방향으로 배치되어 있으며(도 3 참조), 제 2 흡입구(64)와 제 2 토출구(66) 사이에는 제 2 베인(62)이 지지스프링(62a)에 의해 제 2 롤러(38)와 밀착된 상태로 반경방향으로 배치되어 있다(도 7 참 조).
액냉매를 분리하여 가스냉매만 압축기로 유입되도록 하는 어큐뮬레이터(69)의 출구관(69a)에는 하우징(33)에 형성된 제 1 및 제 2 흡입구(63)(64) 중에서 압축동작이 이루어지는 흡입구 측으로만 가스냉매가 공급되도록 각 흡입유로(67)(68)를 선택적으로 개폐시키는 유로 전환장치(70)가 설치된다. 유로 전환장치(70)의 내부에는 제 1 흡입구(63)와 연결된 흡입유로(67)와 제 2 흡입구(64)와 연결된 흡입유로(68)의 압력차에 의해 작동하는 밸브장치(71)가 좌우이동 가능하게 배치되어 있다.
밀폐용기(10)의 하부에는 회전축(21)과 편심장치(40)를 냉각 및 윤활시키기 위한 오일이 저장된 오일 저장부(72)가 마련되어 있으며, 회전축(21)에는 종방향으로 형성된 오일 공급유로(73)와 횡방향으로 형성된 복수의 오일 공급홀(74)이 형성되어 있다.
따라서 회전축(21)이 회전하게 되면 원심력에 의해 오일이 오일 공급유로(73)를 통해 상승하여 복수의 오일 공급홀(74)을 통해 유동하게 됨으로써 회전축(21)과 편심장치(40)를 냉각 및 윤활시키게 된다.
다음에는 본 발명의 특징적인 구성을 이루는 편심장치(40)의 구조를 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 회전축과 편심장치를 분리하여 보인 분해 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 편심장치(40)는 회전축(21)에서 각각 제 1 및 제 2 압축실(31)(32)에 대응하는 위치에 마련된 제 1 편심캠(41)과 제 2 편심캠(42), 각각 제 1 및 제 2 편심캠(41)(42)의 외주면에 배치되는 제 1 편심부시(51)와 제 2 편심부시(52), 제 1 및 제 2 편심캠(41)(42) 사이에 설치되는 클러치핀(80), 제 1 및 제 2 편심부시(51)(52) 사이에 일정길이로 형성되어 회전축(21)이 정방향 또는 역방향으로 회전함에 따라 클러치핀(80)이 걸려져서 클러칭 동작(또는 방향전환 동작)을 할 수 있게 하는 슬롯(53)을 구비한다.
클러치핀(80)은 제 1 및 제 2 편심캠(41)(42)의 사이에서 회전축(21)의 중심을 향해 반경방향으로 형성된 핀홀(85)에 결합되어 회전축(21)에서 돌출하게 배치된다. 클러치핀(80)은 슬롯(53)에 끼워져서 클러칭 동작을 하는 머리부(81)와, 이 머리부(81)로부터 연장하여 회전축(21)의 핀홀(85)에 끼워지는 몸체부(82)로 이루어지며, 몸체부(82)와 핀홀(85)에는 나사산이 형성되어 클러치핀(80)이 핀홀(85)에 견고하게 나사 결합되게 된다.
제 1 및 제 2 편심캠(41)(42)은 회전축(21)의 중심에 대해 편심을 이루도록 회전축(21)의 외주면으로부터 횡방향으로 일체로 돌출하여 형성되며, 제 1 및 제 2 편심캠(41)(42)의 외면을 둘러싸는 제 1 및 제 2 편심부시(51)(52)도 회전축(21)의 중심에 대해 편심을 이루어 형성된다.
제 1 및 제 2 편심캠(41)(42)은 원형의 단면을 가지며 회전축(21)에 대해 서로 동일한 방향으로 편심을 이루어 형성된다. 즉, 제 1 편심캠(41)의 최대 편심부와 최소 편심부를 가로지르는 선(L1-L1)과 제 2 편심캠(42)의 최대 편심부와 최소 편심부를 가로지르는 선(L2-L2)은 서로 일치되게 됨과 동시에 최대 편심부와 최소 편심부가 동일한 각위치에 위치하게 배치되는 것이다.
한편, 제 1 및 제 2 편심부시(51)(52)는 각각 제 1 및 제 2 편심캠(41)(42)이 끼워지게 중공 형상을 가지며, 제 1 편심부시(51)의 최대 편심부(51a)와 최소 편심부(51b)를 가로지르는 선(L3-L3)과 제 2 편심부시(52)의 최대 편심부(52a)와 최소 편심부(52b)를 가로지르는 선(L4-L4)는 서로 일치되게 되는 반면에, 제 1 편심부시(51)의 최대 편심부(51a)와 제 2 편심부시(52)의 최대 편심부(52a)는 서로 180도로 이격된 각위치에 위치하게 되어 서로 대향하여 배치되게 된다.
또한, 제 1 편심부시(51)의 최대 편심부(51a)에서 시계방향으로 대략 90도 이격된 제 1 각위치(51c)에는 제 1 편심부시(51)의 외주면이 평면을 이루도록 컷팅되어 형성된 제 1 평면부(91)가 마련되어 있으며, 제 2 편심부시(52)의 최대 편심부(52a)에서 반시계방향으로 대략 90도 이격된 제 2 각위치(52c)에는 제 2 편심부시(52)의 외주면이 평면을 이루도록 컷팅되어 형성된 제 2 평면부(92)가 마련되어 있다.
상기 제 1 및 제 2 평면부(91)(92)는 각각 제 1 및 제 2 베인(61)(62)이 제 1 및 제 2 롤러(37)(38)를 반경방향으로 힘을 가할 때 발생하는 회전 모멘트에 의해 제 1 및 제 2 편심부시(51)(52)가 일정 각위치에서 회전축(21)보다 선행하게 됨으로써 클러치핀(80)이 슬롯(53)의 양단(53a)(53b)에 충돌하게 되는 현상을 방지하게 되는데, 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
상기와 같은 구조를 가진 제 1 및 제 2 편심부시(51)(52)는 그들 사이를 연결하는 연결부(54)에 의해 일체로 형성되며, 클러치핀(80)이 끼워져서 회동하게 되는 슬롯(53)은 이 연결부(54)에 원주방향으로 형성된다. 따라서 제 1 및 제 2 편심 부시(51)(52)는 클러치핀(80)이 슬롯(53)을 따라 회동하면서 슬롯(53)의 제 1 단(53a) 또는 제 2 단(53b)에 걸려지게 되면 클러치핀(80)에 의해 함께 회전하게 되어서 회전축(21)에 대해 동심위치로 전환되거나 최대 편심위치로 전환되게 된다.
다음에는 도 3 내지 도 6을 참조하여 상기와 같이 구성된 편심장치에 의해 제 1 압축실에서는 냉매가스가 압축되고 제 2 압축실에서는 냉매가스가 압축되지 않게 되는 동작에 대해 설명하고자 한다.
도 3 내지 도 5는 회전축이 정회전하여 본 발명에 따른 제 1 편심부시에 의해 제 1 압축실에서 압축작용이 이루어지는 것을 보인 도면으로서, 도 3은 제 1 편심부시가 0도의 각위치에 위치해 있을 때를 보인 것이고, 도 4는 제 1 편심부시가 90도의 각위치에 위치해 있을 때를 보인 것이며, 도 5는 제 1 편심부시가 180도의 각위치에 위치해 있을 때를 보인 것이다. 또한, 도 6은 도 3에 대응하는 도면으로서 회전축이 정회전하여 본 발명에 따른 제 2 편심부시에 의해 제 2 압축실에서 압축작용이 이루어지지 않는 것을 보인 도면이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 회전축(21)이 정회전(도면에서는 반시계방향)하게 되면 회전축(21)에서 돌출한 클러치핀(80)이 슬롯(53)을 따라 회동하게 되면서 슬롯(53)의 제 1 단(53a)에 걸려져서 제 1 및 제 2 편심부시(51)(52)가 회전축(21)과 함께 회전하게 된다.
이렇게 클러치핀(80)이 슬롯(53)의 제 1 단(53a)에 걸려진 상태로 회전하게 되면 제 1 편심부시(51)는 회전축(21)의 중심에 대해 최대로 편심된 위치로 전환되어 제 1 롤러(37)가 제 1 압축실(31)에서 하우징(33)의 내주면과 접촉한 상태로 회 전하게 됨으로써 제 1 압축실(31)에서 압축동작이 이루어지게 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 두께가 최대로 되는 제 1 편심부시(51)의 최대 편심부(51a)가 0도의 각위치에 위치하게 되면 제 1 롤러(37)의 외주면이 제 1 흡입구(63)와 제 1 토출구(65) 사이에서 제 1 압축실(31)의 내주면과 접촉하게 되어서 제 1 흡입구(63)로부터 가스냉매를 흡입하기 시작하게 되고, 이러한 상태에서 제 1 베인(61)은 제 1 편심부시(51)와 함께 제 1 롤러(67)와 수직을 이루어 밀착하게 됨으로써 제 1 편심부시(51)를 선행하게 하는 회전 모멘트는 발생하지 않게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 편심부시(51)의 최대 편심부(51a)가 90도의 각위치에 대응하는 위치로 회전하게 되면 가스냉매가 압축되게 되며, 이러한 위치에서 제 1 베인(61)은 제 1 롤러(37)의 외주면과 수직으로 접촉하지 않게 되어 제 1 롤러(37)를 회전방향으로 미는 회전 모멘트가 작용하게 되며, 이에 따라 제 1 편심부시(51)도 회전축(21)에 대해 선행하는 회전 모멘트를 받게 된다.
이는 제 1 편심부시(51)가 각위치에 따라 두께가 변하는 구조를 갖게 되고, 최대 편심부(51a)에서 90도 이격된 각위치에서 제 1 편심부시(51)의 내경과 외경의 접선이 이루는 각도(θ1)(도 2 참조)가 최대가 되어 제 1 베인(61)에 의한 회전 모멘트가 최대가 된다.
그러나 제1 편심부시(51)의 최대 편심부(51a)에서 회전방향에 대해 90도 후행하는 각위치에 제 1 평면부(91)가 형성되고, 이에 따라 제 1 베인(61)에 의한 회전모멘트가 제 1 롤러(37)에 작용하게 되어도 상기 제 1 평면부(91)에 의해 제 1 편심부시(51)와 제 1 롤러(37)사이에서 가장 큰 회전모멘트가 작용할 수 있는 부분에서의 제 1편심부시(51)과 제 1 롤러(37)간의 접촉이 차단되므로 최종적으로 제 1편심부시(51)로 전달되는 회전모멘트는 크게 감소하게 된다.
따라서 제 1 편심부시(51)는 클러치핀(80)에 의해 회전축(21)과 동일한 속도로 회전하게 되어 클러치핀(80)과 슬롯(53)의 제 1 단(53a)과의 충돌현상이 발생하지 않게 되는 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 편심부시(51)의 최대 편심부(51a)가 180도의 각위치에 위치하고 두께가 최소로 되는 제 1 편심부시(51)의 최소 편심부(51b)가 0도의 각위치에 위치하게 되면 가스냉매가 더욱 압축되게 되며, 이러한 상태에서 제 1 베인(61)은 제 1 편심부시(51)와 함께 제 1 롤러(37)와 수직을 이루어 밀착되게 되어 제 1 편심부시(51)를 선행하게 하는 회전 모멘트는 발생하지 않게 된다.
제 1 롤러(37)가 도 5에 도시된 위치에서 더 회전하게 되면 다시 제 1 편심부시(51)가 제 1 베인(61)에 의해 회전축(21)에 대해 선행하는 회전력을 받게 되지만, 이 때에는 가스냉매의 압력이 높아지면서 제 1 베인(61)에 의한 회전력보다 더 크게 제 1 롤러(37)와 제 1 편심부시(51)를 후행시키게 하는 힘을 받게 되어서 제 1 편심부시(51)가 회전축(21)에 대해 선행하여 회전하지 않게 된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 이렇게 제 1 편심부시(51)에 의해 제 1 압축실(31)에서 가스냉매가 압축될 때 최대 편심부(52a)가 제 1 편심부시(51)의 최대 편심부(51a)와 반대측으로 편심되어 있는 제 2 편심부시(52)는 회전축(21)의 중심에 대해 동심을 이루는 위치로 전환되어 제 2 롤러(38)가 제 2 압축실(32)에서 하우징(33)의 내주면과 일정간격으로 이격되어 공회전하게 됨으로써 압축동작이 이루어지지 않게 된다.
또한, 제 1 및 제 2 편심부시(51)(52)가 정회전할 때 밀폐용기(10)의 저장부 (72)에 저장된 오일이 회전축(21)의 회전에 따른 원심력에 의해 상승하여 오일 공급유로(73)와 오일 공급홀(74)들을 통해 유동하게 되고, 계속해서 제 1 및 제 2 평면부(91)(92)를 통해 제 1 편심부시(51)와 제 1 롤러(37) 사이와 제 2 편심부시(52)와 제 2 롤러(38) 사이로 공급됨으로써 제 1 및 제 2 평면부(91)(92)는 냉각 및 윤활작용을 하는 기능도 하게 된다.
따라서 회전축(21)이 정회전하게 되면 상대적으로 내용적이 큰 제 1 압축실(31)에서는 제 1 롤러(37)에 의해 제 1 흡입구(63)로 유입된 냉매가스가 압축되어 제 1 토출구(65)를 통해 배출되게 되고, 상대적으로 내용적이 작은 제 2 압축실(32)에서는 압축동작이 이루어지지 않아서 회전압축기는 압축용량이 큰 상태로 가변되어 작동하게 된다.
다음에는 도 7 내지 도 10을 참조하여 편심장치에 의해 제 2 압축실에서는 냉매가스가 압축되고 제 1 압축실에서는 냉매가스가 압축되지 않게 되는 동작에 대해 설명하고자 한다.
도 7 내지 도 9는 회전축이 역회전하여 본 발명에 따른 제 2 편심부시에 의해 제 2 압축실에서 압축작용이 이루어지는 것을 보인 도면으로서, 도 7은 제 2 편심부시가 0도의 각위치에 위치해 있을 때를 보인 것이고, 도 8은 제 2 편심부시가 90도의 각위치에 위치해 있을 때를 보인 것이며, 도 9는 제 2 편심부시가 180도의 각위치에 위치해 있을 때를 보인 것이다. 또한, 도 10은 도 7에 대응하는 도면으로서 회전축이 역회전하여 본 발명에 따른 제 1 편심부시에 의해 제 1 압축실에서 압축작용이 이루어지지 않는 것을 보인 도면이다.
도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 회전축(21)이 역회전(도면에서는 시계방향)하게 되면 회전축(21)에서 돌출한 클러치핀(80)이 슬롯(53)을 따라 회동하게 되면서 슬롯(53)의 제 2 단(53b)에 걸려져서 제 1 및 제 2 편심부시(51)(52)가 회전축(21)과 함께 회전하게 된다.
이렇게 클러치핀(80)이 슬롯(53)의 제 1 단(53b)에 걸려진 상태로 회전하게 되면 제 2 편심부시(52)는 회전축(21)의 중심에 대해 최대로 편심된 위치로 전환되어 제 2 롤러(38)가 제 2 압축실(32)에서 하우징(33)의 내주면과 접촉한 상태로 회전하게 됨으로써 제 2 압축실(32)에서 압축동작이 이루어지게 된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 두께가 최대로 되는 제 2 편심부시(52)의 최대 편심부(51b)가 0도의 각위치에 위치하게 되면 제 2 롤러(38)의 외주면이 제 2 흡입구(64)와 제 2 토출구(66) 사이에서 제 2 압축실(32)의 내주면과 접촉하게 되어서 제 2 흡입구(64)로부터 가스냉매를 흡입하기 시작하게 되고, 이러한 상태에서 제 2 베인(62)은 제 2 편심부시(52)와 함께 제 2 롤러(68)와 수직을 이루어 밀착하게 됨으로써 제 2 편심부시(52)를 선행하게 하는 회전 모멘트는 발생하지 않게 된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제 2 편심부시(52)의 최대 편심부(52a)가 90도의 각위치에 대응하는 위치로 회전하게 되면 가스냉매가 압축되게 되며, 이러한 위치에서 제 2 베인(62)은 제 2 롤러(38)의 외주면과 수직으로 접촉하지 않게 되어 제 2 롤러(38)를 회전방향으로 미는 회전 모멘트가 작용하게 되며, 이에 따라 제 2 편심부시(52)도 회전축(21)에 대해 선행하는 회전 모멘트를 받게 된다.
그러나 제2 편심부시(52)의 최대 편심부(52a)에서 회전방향에 대해 90도 후행하는 각위치에 제 2 평면부(92)가 형성되고, 이에 따라 제 2 베인(62)에 의한 회전모멘트가 제 2 롤러(38)에 작용하게 되어도 상기 제 2 평면부(92)에 의해 제 2 편심부시(52)와 제 2 롤러(38)사이에서 가장 큰 회전모멘트가 작용할 수 있는 부분에서의 제 2편심부시(52)과 제 2 롤러(38)간의 접촉이 차단되므로 최종적으로 제 2편심부시(52)로 전달되는 회전모멘트는 크게 감소하게 된다.
따라서 제 2 편심부시(52)는 클러치핀(80)에 의해 회전축(21)과 동일한 속도로 회전하게 되어 클러치핀(80)과 슬롯(53)의 제 1 단(53b)과의 충돌현상이 발생하지 않게 되는 것이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제 2 편심부시(52)의 최대 편심부(52a)가 180도의 각위치에 위치하고 두께가 최소로 되는 제 2 편심부시(52)의 최소 편심부(52b)가 0도의 각위치에 위치하게 되면 가스냉매가 더욱 압축되게 되며, 이러한 상태에서 제 2 베인(62)은 제 2 편심부시(52)와 함께 제 2 롤러(38)와 수직을 이루어 밀착되게 되어 제 2 편심부시(52)를 선행하게 하는 회전 모멘트는 발생하지 않게 된다.
제 2 롤러(38)가 도 9에 도시된 위치에서 더 회전하게 되면 다시 제 2 편심부시(52)가 제 2 베인(62)에 의해 회전축(21)에 대해 선행하는 회전력을 받게 되지만, 이 때에도 가스냉매의 압력이 높아지면서 제 2 베인(62)에 의한 회전력보다 더 크게 제 2 롤러(38)와 제 2 편심부시(52)를 후행시키게 하는 힘을 받게 되어서 제 2 편심부시(52)가 회전축(21)에 대해 선행하여 회전하지 않게 된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 이렇게 제 2 편심부시(52)에 의해 제 2 압축실(32)에서 가스냉매가 압축될 때 제 1 편심부시(51)는 회전축(21)의 중심에 대해 동심을 이루는 위치로 전환되어 제 1 롤러(37)가 제 1 압축실(31)에서 하우징(33)의 내주면과 일정간격으로 이격되어 공회전하게 됨으로써 압축동작이 이루어지지 않게 된다.
따라서 회전축(21)이 정회전하게 되면 상대적으로 내용적이 작은 제 2 압축실(32)에서는 제 2 롤러(38)에 의해 제 2 흡입구(64)로 유입된 냉매가스가 압축되어 제 2 토출구(66)를 통해 배출되게 되고, 상대적으로 내용적이 큰 제 1 압축실(31)에서는 압축동작이 이루어지지 않아서 회전압축기는 압축용량이 작은 상태로 가변되어 작동하게 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기는 클러치핀을 구속하는 구속부재를 사용하지 않고서도 클러치핀이 슬롯의 양단에 충돌하는 현상을 방지할 수 있는 구조를 갖기 때문에 제작비용과 시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 간단한 구조로 클러치핀의 손상을 방지하고 소음을 줄일 수 있게 됨으로써 제품의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 서로 다른 내용적을 가진 제 1 및 제 2 압축실, 상기 제 1 및 제 2 압축실을 관통하는 회전축, 상기 회전축에 편심 설치되어 각각 상기 제 1 및 제 2 압축실의 내부에 배치되는 제 1 및 제 2 편심부시, 각각 상기 제 1 및 제 2 편심부시의 외주면에 배치되는 제 1 및 제 2 롤러, 각각 상기 제 1 및 제 2 압축실에서 반경방향으로 배치되어 상기 제 1 및 제 2 롤러의 외주면에 밀착되는 제 1 및 제 2 베인을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 편심부시는 각각의 외주면에 최대 두께부와 최소 두께부가 서로 180도의 각도로 대향 형성되어 상기 회전축에 대해 편심을 이루고 상기 최대 두께부와 최소 두께부사이에서 압축동작을 위한 회전방향에 대하여 상기 최대 두께부에서 90도의 각도로 후행하는 각위치에서 평면을 이루어 형성된 제 1 및 제 2 평면부를 구비한 것을 특징으로 하는 용량가변 회전압축기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 편심부시는 그 사이에 형성된 연결부에 의해 서로 연결되며, 상기 제 1 편심부시의 최대 두께부와 상기 제 2 편심부시의 최대 두께부는 서로 180도의 각도로 대향하여 배치된 것을 특징으로 하는 용량가변 회전압축기.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 회전축에는 오일 공급유로와 오일 공급홀이 형성되어 있어서 상기 오일 공급유로와 오일 공급홀을 통해 유동하는 오일이 각각 상기 제 1 및 제 2 평면부를 통해 상기 제 1 편심부시와 제 1 롤러 사이와 상기 제 2 편심부시와 제 2 롤러 사이로 공급되게 한 것을 특징으로 하는 용량가변 회전압축기.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 압축실을 형성하는 하우징을 더 구비하고, 상기 하우징에는 각각 상기 제 1 및 제 2 압축실과 연통되도록 배치된 제 1 및 제 2 흡입구와 제 1 및 제 2 토출구가 형성되어 있으며, 상기 제 1 및 제 2 베인은 각각 상기 제 1 흡입구와 제 1 토출구 사이와 상기 제 2 흡입구와 제 2 토출구 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 용량가변 회전압축기.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 연결부에 일정길이로 마련된 슬롯과, 상기 회전축에 설치되고 상기 슬롯에 배치되어 상기 제 1 및 제 2 편심부시를 상기 회전축과 함께 회전되게 하는 클러치핀을 더 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 평면부는 상기 제 1 및 제 2 편심부시가 상기 제 1 및 제 2 베인의 작용에 의해 일정 각위치에서 상기 회 전축보다 더 빠르게 회전하는 것을 방지하여 상기 클러치핀과 상기 슬롯의 양단부가 서로 충돌하지 않게 한 것을 특징으로 하는 용량가변 회전압축기.
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