KR101002472B1 - Multi-stage rotary compressor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다단 로터리 압축기에 관한 것이다. 본 발명의 다단 로터리 압축기는 한 개의 케이싱의 내부공간에 복수 개의 압축유닛을 가지는 다단 로터리 압축기에 있어서, 파워운전모드의 경우에는 복수 개의 압축유닛이 각각 독립적으로 냉매를 흡입 압축하여 상기 케이싱의 내부공간으로 토출하는 반면, 세이빙운전모드의 경우에는 제2 압축유닛에서 1단 압축된 냉매를 제1 압축유닛에서 2단 압축하여 상기 케이싱의 내부공간으로 토출함으로써, 용량을 가변시킬 수 있도록 할 뿐만 아니라 냉매의 토출량을 줄이기 위한 세이빙 모드시 복수의 압축 유닛을 모두 사용하면서도 절전 효과를 가질 수 있으며 제작 공정을 단순화하여 단가를 최소화 한 것이다.The present invention relates to a multistage rotary compressor. In the multi-stage rotary compressor of the present invention, the multi-stage rotary compressor having a plurality of compression units in the inner space of one casing, in the case of the power operation mode, the plurality of compression units independently suck and compress the refrigerant to the inner space of the casing On the other hand, in the saving operation mode, the refrigerant compressed in one stage by the second compression unit is compressed in two stages by the first compression unit and discharged into the inner space of the casing, thereby allowing the capacity to be varied and the refrigerant. In the saving mode to reduce the amount of discharge, it is possible to have a power saving effect while using all the plurality of compression units, and to minimize the unit cost by simplifying the manufacturing process.
Description
도 1은 본 발명의 제1 실시예를 도시한 종단면도,1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 제1 실시예의 요부를 도시한 확대단면도,2 is an enlarged cross-sectional view showing the main part of a first embodiment of the present invention;
도 3는 본 발명의 제1 실시예에 따른 파워모드시 작동을 나타낸 단면도,3 is a cross-sectional view showing operation in a power mode according to the first embodiment of the present invention;
도 4은 본 발명의 제 1실시예에 따른 세이빙모드시 작동을 나타낸 단면도,4 is a cross-sectional view showing the operation in the saving mode according to the first embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 제2 실시예의 요부를 도시한 확대단면도,5 is an enlarged cross-sectional view showing the main part of a second embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 파워모드시 작동을 나타낸 단면도,6 is a cross-sectional view showing operation in power mode according to a second embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 세이빙모드시 작동을 나타낸 단면도,7 is a cross-sectional view showing operation in a saving mode according to a second embodiment of the present invention;
도 8은 본 발명의 제3 실시예의 요부를 도시한 확대단면도,8 is an enlarged cross-sectional view showing the main part of a third embodiment of the present invention;
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 파워모드시 작동을 나타낸 단면도,9 is a cross-sectional view showing operation in a power mode according to a third embodiment of the present invention;
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 세이빙모드시 작동을 나타낸 단면도,10 is a cross-sectional view showing operation in a saving mode according to a third embodiment of the present invention;
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **
100: 케이싱 110: 토출관100: casing 110: discharge tube
130: 어큐뮬레이터 200: 구동유닛130: accumulator 200: drive unit
210: 고정자 220: 회전자210: stator 220: rotor
230: 회전축 300: 제1 압축유닛230: rotating shaft 300: the first compression unit
310: 제1 실린더 320: 상부베어링 310: first cylinder 320: upper bearing
330: 제1 압축공간 340: 제1 롤링피스톤330: first compression space 340: first rolling piston
350: 중간베어링 351: 엑츄에이터 삽입홈350: intermediate bearing 351: actuator insertion groove
352: 여유공간 360: 제1 토출구멍352: free space 360: first discharge hole
370: 제1 토출밸브 400: 제2 압축유닛370: first discharge valve 400: second compression unit
410: 제2 실린더 430: 제2 압축공간410: second cylinder 430: second compression space
440: 제2 롤링피스톤 450: 하부베어링440: second rolling piston 450: lower bearing
460: 제2 토출구멍 470: 제2 토출밸브460: second discharge hole 470: second discharge valve
500: 냉매유로 510: 제1 유로500: refrigerant flow path 510: first flow path
520: 제2 유로 600, 800, 900: 엑츄에이터(제2 밸브)520:
610, 810, 910: 밸브몸체 611, 911: 관통유로610, 810, 910:
612, 912: 단차부 620, 820, 920: 스프링612, 912: stepped
630, 830, 930: 전자석 710: 제1 흡입관630, 830, and 930: electromagnet 710: first suction pipe
715: 제어밸브(제1 밸브) 730: 제2 흡입관715: control valve (first valve) 730: second suction pipe
740: 챔버 811: 냉매유로740: chamber 811: refrigerant flow path
812: 몸체부 813: 상측단차부812: body portion 813: upper stepped portion
814:하측단차부 815: 연결구멍814: lower stepped portion 815: connection hole
본 발명은 로터리 압축기에 관한 것으로, 특히 복수 개의 압축유닛을 구비하 여 저렴하면서도 압축기 용량을 용이하게 가변할 수 있는 다단 로터리 압축기에 관한 것이다.The present invention relates to a rotary compressor, and more particularly, to a multi-stage rotary compressor having a plurality of compression units, which is inexpensive and can easily vary the compressor capacity.
일반적으로 압축기는 전기 모터 등의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 공기나 냉매 또는 그 밖의 특수가스에 압축일을 가함으로써 작동가스를 압축시켜 압력을 높여 주는 장치로서 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다. 압축기는 압축을 이루는 방식에 따라서 용적형과 터어보형으로 분류할 수 있다. 용적형압축기(positive displacement compressor)는 체적의 감소를 통해 압력을 증가시키는 압축방식을 지니며, 터어보형 압축기(turbo compressor)는 가스의 운동에너지를 압력에너지로 변환시켜 압축을 이룬다. 용적형 압축기 중 로터리 압축기는 주로 에어컨과 같은 공기조화기에 적용하는 것으로 최근 들어 에어컨의 기능이 다양해지는 추세에 부응하여 로터리 압축기도 용량을 가변할 수 있는 제품을 요구하고 있는 실정이다.In general, a compressor receives power from a power generating device such as an electric motor and compresses working gas to increase pressure by applying compression work to air, refrigerant, or other special gases, and is widely used throughout the industry. Compressors can be classified into volumetric and turbo type, depending on how the compression is achieved. Positive displacement compressors have a compression method that increases pressure through volume reduction, and a turbo compressor converts gas kinetic energy into pressure energy to achieve compression. Rotary compressors among volumetric compressors are mainly applied to air conditioners such as air conditioners, and in recent years, rotary compressors also require products that can vary in capacity in response to a trend of varying functions of air conditioners.
로터리 압축기는 냉매로서 지금까지 CFC계의 염소를 포함하는 냉매를 이용하고 있었다. 그러나 이러한 냉매는 오존층을 파괴하여 지구 온난화의 원인이 되므로 규제되고 있으며 기존의 냉매를 대신하는 대체 냉매의 연구 개발이 왕성하게 행해지고 있다. 대체 냉매로는 이산화탄소가 기대되고 있다. 더구나 지구온난화 문제는 냉매를 대체하는 문제에서 그치는 것이 아니고 기기의 에너지효율을 높여 주어야만 하는 과제로 연결된다. 이는 전기에너지의 많은 부분이 아직 화석연료를 사용하여 얻어지고 있는 바, 화석연료를 연소할 때 발생하는 이산화탄소는 지구온난화의 주범이기 때문이다. Rotary compressors have used CFC-based refrigerants until now. However, these refrigerants are regulated because they destroy the ozone layer and cause global warming, and research and development of alternative refrigerants instead of the existing refrigerants are actively performed. Carbon dioxide is expected as an alternative refrigerant. Moreover, the problem of global warming is not just a replacement for refrigerants, but also leads to a task of increasing the energy efficiency of equipment. This is because much of the electrical energy is still obtained using fossil fuels, because the carbon dioxide produced when burning fossil fuels is a major culprit of global warming.
냉동 시스템의 심장이라고 할 수 있는 압축기에서도 자연히 초미의 관심사는 어떻게 지구환경에 무해한 대체 냉매들을 기존의 압축기에 성능상의 손실이 없이 적용할 수 있는가에 있다. 이를 감안하여 최근에는 용량을 가변할 수 있으며, 대체 냉매를 이용할 수 있는 압축기로서 복수의 압축유닛을 구비한 다단 로터리 압축기가 널리 소개되고 있다.In the compressor, which is the heart of the refrigeration system, a natural concern is how to apply alternative refrigerants harmless to the global environment to the existing compressors without any loss of performance. In view of this, in recent years, a multi-stage rotary compressor having a plurality of compression units has been widely introduced as a compressor having a variable capacity and using a replacement refrigerant.
이러한 다단 로터리 압축기는 회전축에 편심 결합되는 롤링 피스톤이 실린더에서 선회운동을 하면서 냉매를 흡입 압축하여 토출하는 것으로, 부하가 많이 발생하여 큰 용량을 내고 싶으면(이하, 파워모드) 복수 개의 압축유닛을 각각 구동시고, 부하가 줄어 적은 용량을 내면서 절전의 효과를 얻고 싶으면(이하, 세이빙모드) 일부의 압축유닛으로 흡입되는 냉매를 차단하던지 아니면 베인을 후퇴 후 피스(piece) 등으로 고정시켜 흡입실과 토출실의 구획을 없애서 롤링피스톤이 냉매를 압축하지 못하고 공회전(idling)을 하도록 하거나 또는 구동유닛으로 제어 드라이브가 구비된 인버터 모터를 사용하여 속도 가변을 통해 냉매의 용량 가변을 구현하는 방안이 알려져 있다.In this multi-stage rotary compressor, a rolling piston which is eccentrically coupled to the rotating shaft sucks and compresses the refrigerant while discharging the cylinder while pivoting in a cylinder. If you want to achieve the effect of power saving while reducing the load and reducing the capacity (hereinafter, save mode), you can shut off the refrigerant sucked into some compression units or fix the vane with a piece after retreating. It is known to implement a variable capacity of the refrigerant through a variable speed by eliminating the partition of the rolling piston so that the idling does not compress the refrigerant or by using an inverter motor equipped with a control drive as a driving unit.
그러나, 상기와 같은 종래 로터리 압축기의 구조 및 운전 방법은 압축유닛으로 흡기되는 냉매를 차단하는 경우에 다양한 용량 변화를 구현할 수 없고, 세이빙 모드시에 베인을 후퇴 고정시키는 방식은 피스 등의 별도 부품과 부품을 장착할 공간이 필요하고 제작 공정수가 증가할 뿐만 아니라 피스가 반복적으로 베인에 대해 충격이 가해짐으로써 시간이 지날수록 표면을 상할 우려가 있으며, 마모 혹은 이물질 발생등의 신뢰성 문제가 유발될 우려가 있었다. However, the structure and operation method of the conventional rotary compressor as described above can not implement various changes in capacity when blocking the refrigerant intake by the compression unit, and the method of fixing the vane retreat in the saving mode is a separate part such as a piece and the like. In addition to the need for space for mounting parts and the increase in the number of manufacturing processes, the impact of the pieces on the vanes repeatedly may damage the surface over time, and may cause reliability problems such as wear or foreign matter. There was.
또, 공회전하는 경우나 냉매의 흡입을 차단하는 경우나 일부의 압축유닛을 사용하지 않으므로 압축기의 효율을 떨어뜨리는 문제점도 있었다.In addition, there is also a problem in that the efficiency of the compressor is lowered when idling or blocking the intake of the refrigerant or because some compression units are not used.
또, 구동유닛으로 인버터 모터를 사용할 경우에는 정속 모터에 비해 고가여서 제작 단가의 상승을 야기하는 문제점도 있었다.In addition, when an inverter motor is used as the drive unit, there is a problem that the manufacturing cost is higher than that of the constant speed motor.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 실내 온도의 변화에 따라 용량을 가변시킬 수 있도록 할 뿐만 아니라 부품의 파손을 바이하고 제작 단가를 최소화할 수 있도록 한 다단 로터리 압축기를 제공함에 있다.The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is not only to change the capacity according to the change of the room temperature, but also to prevent damage to parts and minimize manufacturing costs. In providing a multi-stage rotary compressor.
또한, 냉매의 토출량을 줄이기 위한 세이빙 모드시 복수의 압축 유닛을 모두 사용하면서도 절전 효과를 가질 수 있는 다단 로터리 압축기를 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a multi-stage rotary compressor that can have a power saving effect while using all of a plurality of compression units in a saving mode for reducing a discharge amount of a refrigerant.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 한 개의 케이싱의 내부공간에 서로 다른 압축공간을 갖는 제1 압축유닛과 제2 압축유닛이 구비되고, 상기 제1 압축유닛과 제2 압축유닛은 운전모드에 따라 각각 독립적으로 냉매를 흡입 압축하여 상기 케이싱의 내부공간으로 토출하거나 또는 상기 제2 압축유닛에서 1단 압축된 냉매를 제1 압축유닛에서 2단 압축하여 상기 케이싱의 내부공간으로 토출하는 다단 로터리 압축기를 제공한다.
또, 밀폐된 내부공간을 가지는 한 개의 케이싱; 상기 케이싱의 내부공간에 설치되어 제1 압축공간을 형성하는 제1 압축유닛; 및 상기 제1 압축유닛과 분리되어 상기 케이싱의 내부공간에 설치되고 제2 압축공간을 형성하는 제2 압축유닛;을 포함하고, 상기 제1 압축유닛의 흡입측에는 파워운전시 개방하는 반면 세이빙운전시 폐쇄되는 제1 밸브가 설치되고, 상기 제2 압축유닛의 토출측에는 파워운전시에는 그 제2 압축유닛의 토출측과 케이싱의 내부공간을 연통시키는 반면 세이빙운전시에는 그 제2 압축유닛의 토출측과 제1 압축유닛의 흡입측을 연통시키는 제2 밸브가 설치되는 다단 로터리 압축기가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, there is provided a first compression unit and a second compression unit having a different compression space in the inner space of one casing, the first compression unit and the second compression unit according to the operation mode A multi-stage rotary compressor that independently sucks and compresses refrigerant to be discharged into the inner space of the casing, or compresses the refrigerant compressed by the first stage in the second compression unit to the stage of the second compression by compressing the refrigerant in the first compression unit in two stages. to provide.
In addition, one casing having a closed inner space; A first compression unit installed in the inner space of the casing to form a first compression space; And a second compression unit which is separated from the first compression unit and installed in the inner space of the casing and forms a second compression space. The second compression unit is opened on the suction side of the first compression unit during power operation, A closed first valve is provided, and the discharge side of the second compression unit communicates with the discharge side of the second compression unit and the inner space of the casing during power operation, while the discharge side and the second compression unit of the second compression unit during the saving operation. A multistage rotary compressor provided with a second valve communicating with the suction side of a first compression unit is provided.
이하, 본 발명에 의한 다단 로터리 압축기를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the multi-stage rotary compressor according to the present invention will be described in detail with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시예를 보인 종단면도이고 도 2는 본 발명의 제1 실시예의 요부를 도시한 확대단면도이다.1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the main part of a first embodiment of the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다단 로터리 압축기는 밀폐 공간을 내부에 형성한 케이싱(100)과; 상기 케이싱(100)에 장착되어 구동력을 발생시키는 구동 유닛(200)과; 상기 구동 유닛(200)으로부터 구동력을 전달받아 냉매를 압축하는 제1 압축 유닛(300) 및 제2 압축유닛(400)과; 냉매를 제1 압축유닛(300)으로 안내하는 제1 흡입관(710)과; 상기 제1 흡입관(710)에 장착되어 흡입냉매를 단속하는 제어밸브(715)와; 냉매를 제2 압축유닛(400)으로 안내하는 제2 흡입관(730)과; 상기 제2 압축유닛(400)의 토출냉매를 단속하는 제2 토출밸브(470)를 복개하여 제2 압축유닛(400)에서 토출된 냉매를 일시 저장하는 챔버(740)와; 상기 제1 압축유닛(300) 및 제2 압축유닛(400)을 관통하여 상기 챔버(740)와 케이싱(100) 내부를 연통하며, 또한 상기 챔버(740)와 상기 제1 압축유닛(300)의 압축공간(330)과 연통되는 냉매유로(500)와; 상기 냉매유로(500)상에 설치되어 상기 챔버(740)내의 냉매를 케이싱(100) 내부로 안내하거나 상기 챔버(740)내의 냉매를 제1 압축유닛(300)의 압축공간(330)으로 선택적으로 안내하는 엑츄에이터(600)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.As shown therein, the multi-stage rotary compressor of the present invention includes a
상기 케이싱(100)은 토출관(110), 제1 흡입관(710) 및 제2 흡입관(730)을 관통하여 설치한다.The
상기 구동유닛(200)은 케이싱(100)의 내부에 고정하여 외부에서 전원을 인가하는 고정자(210)와, 상기 고정자(210)의 내부에 일정 공극을 두고 배치하여 상기 고정자와 상호 작용하면서 회전하는 회전자(220)와, 상기 회전자(220)와 일체로 형성되어 구동력을 각 압축유닛(300, 400)으로 전달하며 2개의 편심부를 구비한 회전축(230)으로 구성한다. 이러한 구동유닛(200)은 정속 모터로 구성되는 것이 바람직하다. 정속 모터는 일반적으로 제어 드라이브가 구비된 인버터 모터보다 가격이 저렴한 장점이 있다. The
상기 압축 유닛은 제1 압축유닛(300)과 제2 압축유닛(400)으로 구성되는데, 상기 제1 압축유닛(300)은 환형으로 형성하여 케이싱(100)의 내부에 설치하는 제1 실린더(310)와, 상기 제1 실린더(310)의 상하 양측을 복개하여 함께 제1 압축공간(330)을 이루면서 회전축(230)을 반경방향으로 지지하는 상부베어링(320) 및 중간베어링(350)과, 상기 회전축(230)의 상측 편심부에 삽입되어 제1 실린더(310)의 제1 압축공간(330)에서 선회하면서 냉매를 압축하는 제1 롤링피스톤(340)과, 상기 제1 롤링피스톤(340)의 외주면에 압접하도록 제1 실린더(310)에 반경 방향으로 이동 가능하게 결합하여 상기 제1 실린더(310)의 제1 압축공간(330)을 제1 흡입실과 제1 토출실로 각각 구획하는 제1 베인(미도시)과, 상기 상부베어링(320)에 제1 토출실과 연통되도록 형성된 제1 토출 구멍(360) 선단에 개폐 가능하게 결합하여 제1 토출실에서 토출되는 냉매의 토출을 조절하는 제1 토출밸브(370)로 이루어진다.The compression unit is composed of a
상기 제2 압축 유닛(400)은 환형으로 형성하여 상기 제1 실린더(310) 하측에 위치하며 상기 중간베어링(350)에 접촉하는 제2 실린더(410)와, 상기 제2 실린더(410)의 상면에 결합하여 함께 제2 내부 공간(430)을 이루면서 상기 회전축(230)을 반경방향 및 축방향으로 지지하는 하부베어링(450)과, 상기 회전축(230)의 하측 편심부에 회전 가능하게 결합되어 상기 제2 실린더(410)의 제2 압축공간(430)에 위치하는 압축하는 제2 롤링피스톤(440)과, 상기 제2 롤링피스톤(440)의 외주면에 압접하도록 제2 실린더(410)에 반경방향으로 이동 가능하게 결합하여 상기 제2 실린더(410)의 제2 압축공간(430)을 제2 흡입실과 제2 토출실로 각각 구획하는 제2 베인(미도시)과, 상기 하부베어링(450)의 일측에 제2 토출실과 연통되도록 형성된 제2 토출 구멍(460) 선단에 개폐 가능하게 결합되는 제2 토출밸브(470)로 이루어진다.The
상기 제1 실린더(310)의 제1 압축공간(330)의 체적과 제2 실린더(410)의 제2 압축공간(430)의 체적은 동일하게 형성할 수도 있으나 보다 세심한 용량가변을 위해서는 서로 상이하게 형성하는 것이 바람직하다.The volume of the
상기 제1 흡입관(710) 및 제2 흡입관(730)은 그 흡입측이 냉매의 기액을 분리하는 어큐뮬레이터(130)와 연결된다. 상기 어큐뮬레이터(130)는 외부에서 냉매를 받는 하나의 어큐뮬레이터관(135)로부터 기액 분리후 기체 성분만을 제1 흡입관(710)및 제2 흡입관(730)으로 내보내게 된다. 상기 제1 또는 제2 흡입관 중 하나는 어큐뮬레이터(130)를 거치지 않고 바로 압축 유닛으로 연결될 수도 있다.The
상기 제어밸브(715)은 이방밸브(2 way valve)로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 제어밸브(715)에는 본 밸브의 제어를 위하여 마이크로 프로세서와 연결되어 구성할 수도 있다.The
상기 챔버(740)는 제2 압축유닛(400)의 하부에(보다 정확히는 하부베어링(450) 하부에) 냉매가 누설되지 않도록 기밀을 유지한 체 설치된다. 또, 상기 챔버(740)는 압축기의 운전시 저소음을 실현할 수 있도록 머플러(muffler)의 역할도 동시에 수행할 수 있게 설계하는 것이 바람직하다.The
상기 냉매유로(500)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 압축유닛(300) 및 제2 압축유닛(400)을 관통형성하여 상기 챔버(740)와 상기 케이싱(100)의 밀폐공간을 연통시키는 제1 유로와(510); 상기 제1 유로(510)와 연결되고 상기 제1 압축유닛(300)과 제2 압축유닛(400)의 사이에 위치한 중간베어링(350)에 형성되어 상기 챔버(740)와 상기 제1 압축유닛(300)의 압축공간(330)을 연통시키는 제2 유로(520)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 2, the
상기 제1 유로(510)는, 보다 자세하게는, 상부베어링(320), 제1 실린더(310), 중간베어링(350), 제2 실린더(410) 및 하부베어링(450)의 일측을 수직관통하여 형성된다.More specifically, the
상기 제2 유로(520)는 제1 유로(510) 중 중간베어링(350)에 형성된 부분과 연통되어 제1 압축유닛(300)의 냉매가 흡입되는 제1 토출실(미도시)과 연통된다.The
상기 엑츄에이터(600)는 상기 제1 유로(510)상의 냉매를 소통시킬수 있는 관 통유로(611)가 제1 유로와 동일한 방향으로 형성되고 일단에 단차부(612)를 가지며 상기 중간베어링(350)에 형성된 엑츄에이터 삽입홈(351)에 삽입된 밸브몸체(610)와; 상기 밸브몸체(610)의 타단에 결합된 스프링(620)과; 상기 밸브몸체(610)와 연결되어 제어신호에 따라 밸브몸체(610)를 움직이는 전자석(630)을 포함하여 구성된다.The
상기 관통유로(611)는 밸브몸체(610)가 전진시 제1 유로(510)와 겹쳐져서 냉매의 소통을 가능하며, 또한 밸브몸체(610)의 후진시 제1 유로(510)와 어긋나게 배치되어 밸브몸체(610)에 의하여 제1 유로를 폐쇄하도록 적당한 위치에 형성한다.The through
상기 단차부(612)는 밸브몸체(610)의 전진시 중간베어링(350)과 접촉되어 스토퍼역할을 수행하며, 밸브몸체(610)의 후진시 제2 유로(520)로 냉매의 소통이 가능하도록 형성된다.The
상기와 같은 본 발명 다단 로터리 압축기의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effects of the present invention the multi-stage rotary compressor as described above are as follows.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 파워모드시 작동을 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing the operation in the power mode according to an embodiment of the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 먼저 냉매의 요구량이 많은 파워모드일 경우를 설명하면, 제어밸브(715)를 개방하여 제1 압축유닛(300)으로 냉매가 유입되게 한다. 또한, 제2 흡입관(730)을 통하여 제2 압축유닛(400)으로 냉매가 유입되게 한다.As shown in the drawing, first, in the case of a power mode in which a required amount of refrigerant is large, the
구동 유닛(200)에 전원을 인가하면, 회전축(230)이 회전을 하고 제1 롤링피스톤(340)과 제2 롤링피스톤(440)이 각 실린더의 압축공간(330, 430)에서 선회운동을 하면서 제1 베인(미도시) 및 제2 베인(미도시)과의 사이에 용적을 형성하여 냉매를 흡입한다. 어큐뮬레이터(130)를 경유한 냉매중 일부는 제1 흡입관(710)을 통해 제1 압축유닛(300)으로 흡입되고 압축되어 제1 토출구멍(360)를 통해 케이싱(100)의 내부로 토출된다. 어큐뮬레이터(130)를 경유한 나머지 냉매는 제2 흡입관(730)을 통해 제2 압축유닛(400)으로 흡입되고 압축되어 상기 제2 토출구멍(460)를 통해 챔버(740)내로 토출된다. When the power is applied to the
이때, 엑츄에이터(600)의 전자석(630)을 오프(OFF)하여 스프링(620)의 탄성력으로 밸브몸체(610)가 전진시켜 관통유로(611)와 제1 유로(510)가 겹쳐지게 배치한다. 이와 같이 배치하면 제2 압축유닛(400)에서 압축후 토출되어 상기 챔버(740)에 저장된 냉매가 제1 유로(510)를 통하여 케이싱(100)의 내부로 토출된다. 제1 압축유닛(300)과 제2 압축유닛(400)에서 각각 토출된 냉매는 케이싱(100)의 내부를 포화시키게 되고 토출관을 통해 케이싱(100) 외부로 토출되는 과정을 반복하게 된다.At this time, the
이와 같이, 파워 모드일 경우에는 상기 제1 및 제2 압축유닛이 병렬로 연결되어 각각 압축되고 토출되며 케이싱(100)의 내부에서 합쳐진 후 토출관을 통해 압축기의 외부로 이동하게 되므로 후술하는 세이빙 모드에 비해 냉매의 토출량이 많다.As described above, in the power mode, the first and second compression units are connected in parallel, respectively, are compressed and discharged, are combined in the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 세이빙모드시 작동을 나타낸 단면도이다.Figure 4 is a cross-sectional view showing the operation in the saving mode according to an embodiment of the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 제어밸브(715)를 조작하여 어큐뮬레이터(130)를 경유한 흡입냉매가 제1 압축유닛(300)으로 유입되지 못하게 한다. 어큐뮬레이터(130)를 경유한 냉매는 제2 흡입관(730)을 통해 전량 제2 압축유닛(400)으로 흡입되어 압축되었다가 제2 토출구멍(460)를 통해 챔버(740)내로 토출된다. As shown in the drawing, the
이 때, 상기 엑츄에이터(600)의 전자석(630)을 온(ON)시켜 상기 밸브몸체(610)를 후진시킨다. 이와 같은 위치에서는 상기 밸브몸체(610)는 제1 유로(510)를 차단함과 동시에 제2 유로(520)를 개방함으로서, 제2 압축유닛(400)에서 압축후 토출되어 챔버(740)내에 저장된 냉매가 제2 유로(520)를 통하여 제1 압축유닛(300)의 압축공간(330)으로 유입되어 재압축되게 된다. 재압축된 냉매는 제1 토출구멍(360)를 통해 케이싱(100)의 내부로 토출되고 토출관을 통해 외부의 냉동시스템으로 안내된다.At this time, the
이와 같이, 세이빙 모드일 경우에는 상기 제2 압축유닛(400)에서 일단 압축된 냉매가 다시 제1 압축유닛(300)으로 이동하여 재압축된다. 즉, 압축유닛이 직렬로 연결되어 냉매가 제2 압축유닛(400)과 제1 압축유닛(300)을 순차적으로 거치면서 토출되므로 상대적으로 냉매의 토출량은 작게되나 고압축비를 얻을 수 있다. 뿐만 아니라 적정 수준의 토출 압력을 얻기 위하여 2단계의 압축 과정을 거치며, 특히 제1 압축유닛(300)의 경우에는 제2 압축유닛(400)에 의해 어느정도 압축된 냉매가 흡입되므로 특히 소요 동력이 적게 든다. 따라서, 세이빙 모드시, 제1 및 제2 압축유닛의 소요동력의 합은 파워 모드일 경우보다 적으므로 절전 효과를 얻을 수 있다.As such, in the saving mode, the refrigerant once compressed in the
또한, 본 발명은 제어 유닛이 구비되어 고가인 인버터모터를 사용하지 않고 비교적 저가인 정속모터를 사용하여 파워 모드와 세이빙 모드를 구현하여 용량 가변을 실현할 수 있으므로 제작 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention has the effect of lowering the manufacturing cost because it is possible to realize the variable capacity by implementing the power mode and the saving mode by using a relatively low-cost constant speed motor without using an expensive inverter motor with a control unit.
이하, 본 발명의 제2 실시예를 설명하면 다음과 같다. 제1 실시예와 동일한 사항에 대하여는 설명을 생략한다. Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. Descriptions on the same items as in the first embodiment will be omitted.
도 5는 본 발명의 제2 실시예를 도시한 확대단면도이다.5 is an enlarged cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 상기 엑츄에이터(800)는 상기 제2 유로(520)와 수평인 방향으로 소정깊이로 형성된 냉매유로(811)를 구비하며 중간베어링(350)에 형성된 엑츄에이터 삽입홈(351)에 삽입된 밸브몸체(810)와; 상기 밸브몸체(810)의 타단에 결합된 스프링(820)과; 상기 밸브몸체(810)와 연결되어 제어신호에 따라 밸브몸체(810)를 움직이는 전자석(830)을 포함하여 구성된다.As shown therein, the
상기 밸브몸체(810)는 상기 중간베어링(350)에 형성된 엑츄에이터 삽입홈(351)보다 직경이 작게 형성된 몸체부(812)와; 상기 몸체부(812)에 연결되어 후진시 제1 유로(510)를 폐쇄할 수 있도록 단차지게 형성된 상측단차부(813)와; 상기 몸체부(812)에 연결되어 전진시 제2 유로(520)를 폐쇄하며 상기 상측단차부(813)보다 짧게 단차지게 형성된 하측단차부(814)와; 상기 몸체부(812)에 하측단차부(814)가 위치한 방향으로 형성되어 상기 관통유로(811)와 연결된 연결구멍(815);을 포함하여 구성된다.The
이하, 본 발명의 제2 실시예의 작동을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the second embodiment of the present invention will be described.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 파워모드시 작동을 나타낸 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing the operation in the power mode according to an embodiment of the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 제1 실시예와 마찬가지로 제어밸브(715)를 개방하여 제1 압축유닛(300)으로 냉매가 유입되게 한다. 또한, 제2 흡입관(730)을 통하여 제2 압축유닛(400)으로 냉매가 유입되게 한다. 이 때, 엑츄에이터(800)의 전자석 (830)을 오프(OFF)하여 스프링(820)의 탄성력으로 밸브몸체(810)를 전진시킨다. 이와 같이 배치하면 제2 압축유닛(400)에서 압축후 토출되어 상기 챔버(740)에 저장된 냉매가 제1 유로(510)를 통하여 케이싱(100)의 내부로 토출된다. 이 때 상기 밸브몸체(810)의 몸체부(812)는 상기 엑츄에이터 삽입홈(351)보다 직경이 작게 형성되어 있으므로 제1 유로(510)를 통하여 냉매가 유동할 수 있게 된다. 또한, 전진시에는 상기 하측단차부(814)가 제2 유로(520)를 막게 되므로 챔버(740)에 저장된 냉매는 모두 제1 유로(510)를 통해서만 이동하게 된다. 제1 압축유닛(300)과 제2 압축유닛(400)에서 각각 토출된 냉매는 케이싱(100)의 내부를 포화시키게 되고 토출관을 통해 케이싱(100) 외부로 토출되는 과정을 반복하게 된다.As shown in the drawing, the
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 세이빙 모드시 작동을 나타낸 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing the operation in the saving mode according to an embodiment of the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 제1 실시예와 마찬가지로 제어밸브(715)를 조작하여 어큐뮬레이터(130)를 경유한 흡입냉매가 제1 압축유닛(300)으로 유입되지 못하게 한다. 어큐뮬레이터(130)를 경유한 냉매는 제2 흡입관(730)을 통해 전량 제2 압축유닛(400)으로 흡입되어 압축되었다가 제2 토출구멍(460)를 통해 챔버(740)내로 토출된다.As shown in the drawing, as in the first embodiment, the
이 때, 상기 엑츄에이터(800)의 전자석(830)을 온(ON)시켜 상기 밸브몸체(810)를 후진시킨다. 이와 같은 위치에서는 상측단차부(813)가 제1 유로(510)를 폐쇄함과 동시에 제2 유로(520)는 개방되게 된다. 즉, 챔버(740)에 저장되어 있던 냉매는 연결구멍(815)과 관통유로(811)를 통하여 제2 유로(520)를 따라 제1 압축유닛(300)의 압축공간(330)으로 유입되어 재압축되게 된다. 재압축된 냉매는 제1 토출구멍을 통해 케이싱(100)의 내부로 토출되고 토출관을 통해 외부의 냉동시스템으로 안내된다.At this time, the
이하, 본 발명의 제3 실시예를 설명하면 다음과 같다. 제1 실시예와 동일한 사항에 대하여는 설명을 생략한다. Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described. Descriptions on the same items as in the first embodiment will be omitted.
도 8는 본 발명의 제3 실시예를 도시한 확대단면도이다.8 is an enlarged cross-sectional view showing a third embodiment of the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 상기 엑츄에이터(900)는 상기 제2 유로(520)와 수평인 방향으로 관통형성된 관통유로(911)를 구비하고 일단에 단차부(912)를 가지며 제1 유로(510)상에 삽입된 밸브몸체(910)와; 상기 밸브몸체(910)의 타단에 결합된 스프링(920)과; 상기 밸브몸체(910)와 연결되어 제어신호에 따라 밸브몸체(910)를 움직이는 전자석(930)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the
상기 관통유로(911)는 밸브몸체(910)가 전진시 제2 유로(520)와 겹쳐져서 냉매의 소통을 가능하며, 또한 밸브몸체(910)의 후진시 제2 유로(520)와 어긋나게 배치되어 밸브몸체(910)에 의하여 제2 유로를 폐쇄하도록 적당한 위치에 형성한다.The through
상기 단차부(912)는 밸브몸체(910)의 전진시 제1 유로(510)를 폐쇄하며 상기 단차부(912)가 중간베어링(350)에 형성된 여유공간(352)에 머물도록 적당한 위치에 형성한다.The stepped
이하, 본 발명의 제3 실시예의 작동을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the third embodiment of the present invention will be described.
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 파워모드시 작동을 나타낸 단면도이다.9 is a cross-sectional view showing the operation in the power mode according to an embodiment of the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 제1 실시예와 마찬가지로 제어밸브(715)를 개방하여 제1 압축유닛(300)으로 냉매가 유입되게 한다. 또한, 제2 흡입관(730)을 통하여 제 2 압축유닛(400)으로 냉매가 유입되게 한다. 이 때, 엑츄에이터(900)의 전자석(930)을 온(ON)시켜 밸브몸체(910)를 후진시킨다. 이와 같이 배치하면 제2 압축유닛(400)에서 압축후 토출되어 상기 챔버(740)에 저장된 냉매가 제1 유로(510)를 따라 케이싱(100)의 내부로 토출된다. 즉, 냉매는 중간베어링(350)에 형성된 여유공간(352)을 통하여 제1 유로(510)를 통해 이동하게 되나, 상기 밸브몸체(910)가 제2 유로(520)를 폐쇄하게 되어 냉매가 제2 유로(520)로는 이동하지 못하게 된다. 제1 압축유닛(300)과 제2 압축유닛(400)에서 각각 토출된 냉매는 케이싱(100)의 내부를 포화시키게 되고 토출관을 통해 케이싱(100) 외부로 토출되는 과정을 반복하게 된다.As shown in the drawing, the
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 세이빙 모드시 작동을 나타낸 단면도이다.10 is a cross-sectional view showing the operation in the saving mode according to an embodiment of the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 제1 실시예와 마찬가지로 제어밸브(715)를 조작하여 어큐뮬레이터(130)를 경유한 흡입냉매가 제1 압축유닛(300)으로 유입되지 못하게 한다. 어큐뮬레이터(130)를 경유한 냉매는 제2 흡입관(730)을 통해 전량 제2 압축유닛(400)으로 흡입되어 압축되었다가 제2 토출구멍(460)를 통해 챔버(740)내로 토출된다. As shown in the drawing, as in the first embodiment, the
이 때, 상기 엑츄에이터(700)의 전자석(730)을 오프(OFF)시켜 상기 밸브몸체(910)를 전진시킨다. 이와 같은 위치에서는 단차부(912)가 제1 유로(510)를 폐쇄함과 동시에 제2 유로(520)는 관통유로(911)와 일치하게 되어 개방된다. 즉, 챔버(740)에 저장되어 있던 냉매는 관통유로(911)를 통하여 제2 유로(520)를 따라 제1 압축유닛(300)의 압축공간(330)으로 유입되어 재압축되게 된다. 재압축된 냉매는 제1 토출구멍을 통해 케이싱(100)의 내부로 토출되고 토출관을 통해 외부의 냉동시스템으로 안내된다.At this time, the
본 발명의 다단 로터리 압축기는 세이빙 모드시 모든 압축유닛을 사용함으로서 압축기의 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 일단 압축된 냉매를 다시 재압축시키므로 높은 토출압력을 달성할 수 있어서 체적 효율이 향상된다. The multi-stage rotary compressor of the present invention not only improves the efficiency of the compressor by using all the compression units in the saving mode, but also recompresses the refrigerant once compressed, thereby achieving a high discharge pressure, thereby improving volumetric efficiency.
또한, 엑츄에이터를 사용하여 비교적 간단한 구성에 의하여 파워모드와 세이빙 모드를 실현함으로써 베인을 후퇴고정시키기 위한 피스가 필요없으므로 마모 및 이물질 발생등의 문제가 생기지 않아 신뢰성이 향상된다.In addition, by using the actuator, the power mode and the saving mode are realized by a relatively simple configuration, which eliminates the need for a piece for retracting and fixing the vanes, thereby eliminating problems such as wear and foreign matters, thereby improving reliability.
또한, 가격이 저가인 정속 모터를 사용하면서 용량을 가변시키게 되어 제작 단가를 감소시킬 수 있다.In addition, it is possible to reduce the manufacturing cost by varying the capacity while using a low-cost constant speed motor.
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JP2003148366A (en) | 2001-11-08 | 2003-05-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Multiple stage gas compressor |
JP2003148365A (en) | 2001-11-09 | 2003-05-21 | Sanyo Electric Co Ltd | Two-stage compression type compressor |
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2004
- 2004-12-30 KR KR1020040117453A patent/KR101002472B1/en active IP Right Grant
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