KR100816358B1 - Combined compressing apparatus - Google Patents
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Abstract
스크롤 압축기에서, 고정 단부판의 고정 랩은 궤도 선회 단부판의 궤도 선회 랩과 맞물려 압축실을 형성한다. 가스는 외주로부터 압축실로 도입되고 궤도 선회 단부판이 고정 단부판에 대해 구동 샤프트로 회전함에 따라 중심을 향해 압축된다. 가스는 피스톤이 실린더에서 상하 이동하는 왕복 운동 압축기로 보내져 거기서 더 압축된다.
스크롤 압축기, 왕복 운동 압축기, 압축실
In a scroll compressor, the stationary wrap of the stationary end plate is engaged with the orbiting wrap of the orbiting end plate to form a compression chamber. The gas is introduced into the compression chamber from the outer circumference and compressed toward the center as the orbiting end plate rotates to the drive shaft relative to the fixed end plate. The gas is sent to a reciprocating compressor where the piston moves up and down in the cylinder, where it is further compressed.
Scroll compressor, reciprocating compressor, compression chamber
Description
도 1은 본 발명에 따른 결합된 압축 장치의 개략도이며;1 is a schematic view of a combined compression device according to the invention;
도 2는 본 발명에 따른 결합된 압축 장치의 제 1 실시예의 수직 단면도이고; 2 is a vertical sectional view of a first embodiment of a combined compression device according to the invention;
도 3은 본 발명에 따른 결합된 압축 장치의 제 2 실시예의 수직 단면도이다.3 is a vertical sectional view of a second embodiment of a combined compression device according to the invention.
본 발명은 업스트림 압축기로부터 방출된 압축 가스를 다운스트림 압축기에서 압축하는 결합된 압축 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a combined compression device for compressing compressed gas discharged from an upstream compressor in a downstream compressor.
일본 특허 제2703319B2호는 터보형 압축기가 업스트림 압축기로 사용되고 왕복 운동 압축기 또는 스크롤 압축기와 같은 볼륨형 압축기가 다운스트림 압축기로 사용되는 결합된 압축 장치를 개시한다. 터보형 압축기에서의 제 1 압축 가스는 볼륨형 압축기로 보내지고, 여기서 제 1 압축 가스가 더 압축되어 제 2 고압 압축 가스로서 방출된다.Japanese patent 2703319B2 discloses a combined compression device in which a turbo compressor is used as an upstream compressor and a volume compressor such as a reciprocating compressor or a scroll compressor is used as a downstream compressor. The first compressed gas in the turbo compressor is sent to a volume compressor, where the first compressed gas is further compressed and released as a second high pressure compressed gas.
그러나, 공지의 결합된 압축 장치에서는, 대량의 저압 압축 가스가 업스트림 압축기인 터보형 압축기로부터 방출되어서, 터보형 압축기로부터 대량의 제1 압축 가스를 흡입하도록 대형의 볼륨형 압축기가 사용되므로 그 크기가 더 커지고 동력 부하가 증가한다.However, in the known combined compression apparatus, a large amount of low pressure compressed gas is discharged from a turbo compressor which is an upstream compressor, so that a large volume compressor is used to suck a large amount of the first compressed gas from the turbo compressor, so that the size becomes larger. Power load increases.
본 발명의 목적은 선행 기술의 단점을 고려하여, 크기를 더 작게 하고 동력 부하를 감소시켜 고압 압축 가스를 효과적으로 생산하는 결합된 압축 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention, in view of the disadvantages of the prior art, to provide a combined compression apparatus that produces smaller pressures and reduces power loads to produce high pressure compressed gas effectively.
본 발명의 특징과 장점은 첨부된 도면에 도시된 바와 같이 실시예에 관한 다음의 설명으로부터 더 구체화될 것이다:The features and advantages of the invention will be further embodied from the following description of the embodiments as shown in the accompanying drawings:
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 결합된 압축기에서, 소음과 에너지 절약에 뛰어난 스크롤 압축기(1)는 업스트림 압축기로 사용되고, 구조가 간단하고 고압을 공급할 수 있는 왕복 운동 압축기(2)는 다운스트림 압축기로 사용된다. 스크롤 압축기(1)에 의해 압축된 제 1 압축 가스(A)는 왕복 운동 압축기(2)로 보내지고, 이것에 의해 제 1 압축 가스(A)는 탱크(3)로 보내지는 고압 제 2 압축 가스(B)로 더 압축된다.As shown in Fig. 1, in the combined compressor according to the present invention, the scroll compressor 1, which is excellent in noise and energy saving, is used as an upstream compressor, and the
도 2에는 스크롤 압축기(1)의 원통형 하우징(11)의 배면이 왕복 운동 압축기(2)의 크랭크 케이스(22)의 정면에 고정되는 결합된 압축 장치의 제 1 실시예가 도시되어 있다. 단일 모터(4)는 크랭크 케이스(22)의 배면에 설치된다. 모터(4)는 스크롤 압축기(1)와 왕복 운동 압축기(2)를 구동하기 위한 동력원으로 기능한다.2 shows a first embodiment of a combined compression device in which the back of the
스크롤 압축기(1)는 밀봉된 하우징(11) 내의 나선형 고정 랩(13)과 상기 나선형 고정 랩(13)과 맞물려 압축실(16)을 형성하는 궤도 선회 랩(15)을 포함한다.The scroll compressor 1 comprises a helical
상기 고정 랩(13)은 고정 단부판(12)의 배면에 설치되는 반면, 궤도 선회 랩(15)은 하우징(11)에서 회전가능하게 설치된 궤도 선회 단부판(14)에 설치된다.The
궤도 선회 단부판(14)은 하우징(11)의 배면을 폐쇄하는 커버(24)의 중심을 통과하는 구동 샤프트(41)의 편심 축부(42)에 회전가능하게 설치되고 모터(4)에 의해 회전된다. 커버(24)는 또한 왕복 운동 압축기(2)의 크랭크 케이스(22)의 일부분이다. 궤도 선회 단부판(14)은 구동 샤프트(41)의 회전으로 편심 회전되고 원주에 위치된 세개의 핀 크랭크형 자기 회전 방지 장치(17)로 커버(24)에 연결되어 있다.The orbital
하우징(11)의 고정 단부판(12)의 외주와 중심에는 각각 외부 가스를 압축실(16)로 흡입하기 위한 스크롤 입구(111) 및 압축실(16)에서 압축된 제 1 압축 가스(A)를 방출하기 위한 스크롤 출구(112)가 있다.At the outer circumference and the center of the fixed
궤도 선회 단부판(14)이 모터(4)에 의해 편심 회전될 때, 고정 랩(13)과 궤도 선회 랩(15)에 의해 규정된 압축실(16)은 점차 외주에서 중심으로 부피가 감소한다. 따라서, 스크롤 입구(111)로부터 흡입된 외부 가스는 점차 센터를 향해서 압축되고 제 1 압축 가스(A)는 스크롤 출구(112)로부터 방출된다. 스크롤 출구(112)로부터의 제 1 압축 가스(A)는 왕복 운동 압축기(2)로 보내져서 왕복 운동 압축기(2)의 크랭크 케이스(22)로 부분 도입된다.When the orbiting
왕복 운동 압축기(2)에서, 피스톤(23)은 실린더(21)에서 왕복 운동하여 가스를 반복해서 흡입하고 방출시킨다. 실린더(23)에는 스크롤 출구(112)에서 실린더(21)로 방출된 제 1 압축 가스(A)를 도입하는 실린더 입구(25) 및 실린더(21)에서 압축된 제 2 압축 가스(B)를 방출하는 실린더 출구(26)가 있다.In the reciprocating
피스톤(23)은 피스톤 로드(27)를 통해 모터(4)에 의해 구동된 구동 샤프트(41)의 크랭크 샤프트(43)로 실린더(21)에서 왕복 운동된다.The
크랭크 케이스(22)의 상부 부분에는 스크롤 출구(112)에서 크랭크 케이스(22)로 방출된 제 1 압축 가스(A)를 부분 흡입하는 크랭크 케이스 입구(221)가 있다.In the upper part of the
피스톤(23)은 실린더(21)에서 왕복 운동해서, 제 1 압축 가스(A)는 실린더 입구(25)로부터 흡입 밸브(28)를 통해 실린더(21)의 피스톤(23) 상측에 도입되고 더 압축된다. 그 다음, 고압 제 2 압축 가스(B)는 방출 밸브(29)를 통해 실린더 출구(26)로 방출되고 탱크(3)로 보내진다.The
피스톤(23)의 왕복 운동 동안, 스크롤 압축기(1)의 스크롤 출구(112)로부터 방출된 제 1 압축 가스(A)는 크랭크 케이스(22)로 부분 도입되어 크랭크 케이스(22)의 내부가 대기압 이상으로 가압되게 한다. 따라서, 피스톤(23) 상측의 압축실 내의 압축 가스와 크랭크 케이스(22) 내의 압축 가스 사이의 압력 차이는 크랭크 케이스(22)의 대기압에 대한 것보다 더 작다. 그러므로, 피스톤(23)의 상부면과 하부면 사이의 압력 차이가 크면, 신속하고 강한 하방으로의 힘이 피스톤(23)상으로 작용하여, 과도하고 불균일한 힘이 피스톤(23)의 외주면, 피스톤 링, 베어링, 및 실링 부분에 가해짐으로써 조기 기능 불량을 일으킨다. 본 발명의 실시예에서는 압력 차이가 더 작아져 조기 기능 불량의 원인을 회피함으로써 더 적은 고압 압축 가스를 효과적으로 방출한다.During the reciprocating motion of the
제 1 실시예에서, 소음과 에너지 절약에 뛰어난 스크롤 압축기(1)에서 압축된 제 1 압축 가스(A)는, 구조가 간단하고 고압을 얻을 수 있는 왕복 운동 압축기(2)에서 더 압축되어 제 2 고압 압축 가스(B)를 방출시킨다. 스크롤 압축기(1)는 단일 모터(4)에 의해 왕복 운동 압축기(2)와 함께 구동되어, 크기를 줄이고 비용을 절약한다. 게다가, 상술한 바와 같이, 스크롤 압축기(1)의 스크롤 출구(112)로부터 방출된 제 1 압축 가스(1)는 크랭크 케이스(2)로 부분 도입되어 왕복 운동 압축기(2)의 크기를 줄이고 소음을 개선한다.In the first embodiment, the first compressed gas A compressed in the scroll compressor 1, which is excellent in noise and energy saving, is further compressed in the reciprocating
도 3의 결합된 압축 장치의 제 2 실시예에서, 스크롤 압축기(1)와 왕복 운동 압축기(3)는 동력원으로서 모터(4, 5)를 각각 포함한다. 스크롤 압축기(1)에서 압축된 제 1 압축 가스(A)가 왕복 운동 압축기(2)의 실린더 입구(25)로 보내지는 유체 경로의 도중에 선택 밸브(6)가 설치된다. 그것을 제외하고는 제 1 실시예와 유사하다. 동일한 숫자가 제 1 실시예에서와 동일한 부재에 할당되고 그 설명은 생략된다. In the second embodiment of the combined compression device of FIG. 3, the scroll compressor 1 and the reciprocating
스크롤 압축기(1)를 구동하는 모터(5)는 밀봉된 원통형 하우징(11)의 정면에 설치된다. 궤도 선회 랩(15)을 갖는 궤도 선회 단부판(14)은 모터(5)에 의해 구동되고 하우징(11)의 커버(18)의 센터를 관통하는 구동 샤프트(51)의 편심 축부(52)에 회전가능하게 설치되고, 핀 크랭크형 자기 회전 방지 장치(17)를 통해 커버(18)에 연결되어 구동 샤프트(51)의 회전으로 편심 회전한다.The motor 5 driving the scroll compressor 1 is installed in front of the sealed
하우징(11)의 상부 및 고정 단부판(12)의 중심에는, 압축실(16)로 외부 가스를 흡입하는 스크롤 입구(111A)와 압축실(16)에 의해 압축된 제 1 압축 가스를 방출시켜 왕복 운동 압축기(2)의 크랭크 케이스(22)로 그것을 도입하는 스크롤 출구(112A)가 있다.In the center of the upper part of the
스크롤 출구(112A)로부터 방출된 제 1 압축 가스(A)는, 모터(4)의 구동 샤프트(41)의 단부를 향해 축 방향으로 연장하는 관통 구멍(44)을 통해, 크랭크 케이스(22)로 도입된다.The first compressed gas A discharged from the
크랭크 케이스(22)의 상부에는 크랭크 케이스(22)로 도입된 제 1 압축 가스(A)를 방출하고 실린더 입구(25)로 그것을 보내는 크랭크 케이스 출구(222)가 형성되어 있다. The
선택 밸브(6)는 크랭크 케이스 출구(222)와 실린더 입구(25) 사이의 유체 경로의 도중에 설치되어, 선택 밸브(6)가 크랭크 케이스 출구(222)에서 실린더 입구(25)로 방출되는 제 1 압축 가스(A)를 보내기 위한 제 1 유체 경로(9) 또는 왕복 운동 압축기(2)를 우회하여 실린더 출구(26)의 다운스트림측으로 그것을 보내기 위한 제 2 유체 경로(10)로 스위치되게 할 수 있다.The selector valve 6 is installed in the middle of the fluid path between the
선택 밸브(6)는 전기 회로를 갖는 컨트롤 장치(7)에 의해 스위치되고, 모터(4, 5)는 컨트롤 장치(7)에 의해 구동, 정지, 및 조절된다. 탱크(3)에서 압력을 측정하기 위한 압력 센서(8)는 실린더 출구(26)의 다운스트림측에 설치된다. 압력 센서(8)에 의해 측정된 값과 같은 정보는, 탱크(3) 내의 압축 가스가 소비량이 감소하여 탱크(3)로 보내진 압축 가스가 증가할 때 정지하는 컨트롤 장치(7)로 보내진다. The selector valve 6 is switched by a control device 7 having an electrical circuit, and the motors 4, 5 are driven, stopped and regulated by the control device 7. A pressure sensor 8 for measuring pressure in the
제 2 고압 압축 가스(B)를 필요로 하는 경우, 컨트롤 장치(7)의 스위치(도시되지 않음)는 고압측으로 스위치된다. 따라서, 선택 밸브(6)의 제 1 유체 경로(9)가 개방되는 반면, 제 2 유체 경로(10)가 폐쇄되어 모터(4, 5)가 함께 구동되게 된다.When the second high pressure compressed gas B is required, the switch (not shown) of the control device 7 is switched to the high pressure side. Thus, the
그 결과, 스크롤 압축기(1)와 왕복 운동 압축기(2)가 작동되어, 스크롤 압축기(1)에서 압축된 제 1 압축 가스(A)는 스크롤 출구(112A)와 관통 구멍(44)을 통해서 크랭크 케이스(22)로 도입되고 크랭크 케이스 출구(222)로부터 방출된다.As a result, the scroll compressor 1 and the
크랭크 케이스 출구(222)로부터의 제 1 압축 가스(A)는 선택 밸브(6)와 제 1 유체 경로(9)를 통해서 실린더 입구(25)로 보내지고 실린더(21)로 도입된다. 따라서, 제 2 고압 압축 가스(B)는 실린더 출구(26)로부터 방출된다.The first compressed gas A from the
제 1 저압 압축 가스(A)를 필요로 하는 경우, 컨트롤 장치(7)의 스위치는 저압측으로 스위치된다. 따라서, 선택 밸브(6)의 솔레노이드(61)는 선택 밸브(6)의 제 1 유체 경로(9)를 폐쇄하고 제 2 유체 경로(10)를 개방하기 위해서 자화되고 모터(5)만을 구동한다. 그 결과, 스크롤 압축기(1)만이 작동되어, 스크롤 압축기(1)에서 압축된 제 1 압축 가스(A)는 스크롤 출구(112A)와 관통 구멍(44)을 통해서 크랭크 케이스(22)로 도입되고 크랭크 케이스 출구(222)로부터 방출된다. 그리고, 크랭크 케이스 출구(222)로부터 방출된 제 1 압축 가스(A)는 실린더 입구(25)로 보내지는 것이 아니라, 선택 밸브(6)와 제 2 유체 경로(10)를 통해서 실린더 출구(26)의 다운스트림측으로 보내진다.When the first low pressure compressed gas A is required, the switch of the control device 7 is switched to the low pressure side. Thus, the
제 2 실시예에서, 제 2 고압 압축 가스는 효과적으로 제 1 실시예와 유사하게 얻어질 수 있다. 스크롤 압축기(1)에 압축된 제 1 압축 가스(A)는 크랭크 케이스(22)로 도입되어 왕복 운동 압축기(2)가 더 작아지도록 하고 소음을 개선한다. 또한, 선택 밸브(6)를 스위치함으로써, 제 1 저압 압축 가스(A)와 제 2 압축 가스(B)는 필요하다면 선택적으로 얻어질 수 있다. 특히, 제 1 저압 압축 가스(A)를 필요로 하는 경우, 왕복 운동 압축기(2)가 정지하고 스크롤 압축기(1)만이 구동되게 하므로, 이로써 소음을 개선하고 에너지를 절약한다.In the second embodiment, the second high pressure compressed gas can be effectively obtained similarly to the first embodiment. The first compressed gas A compressed in the scroll compressor 1 is introduced into the
본 발명의 실시예가 설명되고 다음의 변화와 수정은 이하의 청구범위로부터 벗어나지 않고 이루어질 것이다.Embodiments of the invention have been described and the following changes and modifications will be made without departing from the scope of the following claims.
(i) 제 1 실시예에서 스크롤 압축기(1)에서 압축되고 방출되는 제 1 압축 가스(A)는 제 2 실시예에서 설명된 바와 같이 왕복 운동 압축기(2)의 크랭크 케이스(22)로 직접 도입된다. 그리고, 크랭크 케이스(22)로 도입된 제 1 압축 가스(A)는 크랭크 케이스(22)로부터 방출되고 실린더 입구(25)로 보내진다.(i) The first compressed gas A compressed and discharged in the scroll compressor 1 in the first embodiment is introduced directly into the
(ii) 제 2 실시예에서 스크롤 압축기(1)에서 압축되고 방출된 제 1 압축 가스(A)는 제 1 실시예에서 설명된 바와 같이 왕복 운동 압축기의 크랭크 케이스(22)로 부분 도입된다.(ii) The first compressed gas A compressed and discharged in the scroll compressor 1 in the second embodiment is partially introduced into the
(iii) 제 2 실시예에서, 선택 밸브(6)는 왕복 운동 압축기(2)의 실린더 출구(26)로부터 방출된 제 2 압축 가스(B)를 저장하는 탱크(6)에서 압력을 측정하는 압력 센서(8)에 의한 소정의 값보다 더 높은 측정 값에 기초하여 제 1 유체 경로(9)가 폐쇄되고 제 2 유체 경로가 개방되도록 하는 반면, 선택 밸브(6)는 압력 센서(8)에 의한 소정의 값보다 더 낮은 측정 값에 기초하여 제 1 유체 경로(9)가 개방되고 제 2 유체 경로(10)가 폐쇄되도록 한다.(iii) In the second embodiment, the selector valve 6 measures the pressure in the tank 6 storing the second compressed gas B discharged from the
본 발명은 크기를 더 작게 하고 동력 부하를 감소시켜 고압 압축 가스를 효과적으로 생산하는 효과가 있다.The present invention has the effect of effectively producing high pressure compressed gas by making the size smaller and reducing the power load.
Claims (13)
Applications Claiming Priority (2)
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