KR101270542B1 - 용량가변 회전압축기 및 이를 갖춘 공조사이클 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉매의 압축과 공회전이 선택적으로 수행되는 제 1 압축실과, 냉매의 압축이 수행되는 제 2 압축실을 포함한 용량가변 회전압축기 및 이를 갖춘 공조사이클에 관한 것으로, 제 1 압축실에 대하여 진퇴이동 가능하게 설치되며 전진 시에는 제 1 압축실에서 냉매의 압축이 수행되게 하고 후진 시에는 제 1 압축실에서 공회전이 수행되게 하는 제 1 베인과, 제 1 베인의 후방을 공조사이클의 고압측과 저압측 중 어느 하나와 선택적으로 연통시켜 제 1 베인을 진퇴이동시키는 베인제어유닛과, 냉매를 제 1 압축실로 안내하는 유로 상에 설치되어 제 1 압축실에서 공회전이 수행되고 있는 상태에서 제 2 압축실의 냉매가 제 1 압축실을 통해 공조사이클의 흡입측으로 역류하는 것을 방지하는 역류방지유닛을 포함하여, 제 1 압축실에서 공회전이 수행될 경우에도 냉매가 제 1 압축실에서 어큐뮬레이터로 역류하는 것은 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

용량가변 회전압축기 및 이를 갖춘 공조사이클{VARIABLE CAPACITY ROTARY COMPRESSOR AND AIR CONDITIONING CYCLE HAVING THE SAME}
본 발명은 용량가변 회전압축기 및 이를 갖춘 공조사이클에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한 쌍의 압축실 중 어느 하나의 압축실에서 냉매의 압축과 공회전이 선택적으로 수행되도록 함으로써 용량을 가변시킬 수 있는 용량가변 회전압축기와 이를 갖춘 공조사이클에 관한 것이다.
일반적으로 회전압축기는 공조사이클에 적용되어 냉매의 압축을 위하여 사용되는 장치로써, 근래에는 다양한 냉동 부하에 효율적으로 대응할 수 있도록 용량을 변경시킬 수 있도록 되어 있는 용량가변 회전압축기가 있다.
한국공개특허 10-2008-0016349호에는 종래의 용량가변 회전압축기가 개시되어 있다. 이러한 종래의 용량가변 회전압축기는 도 1에 도시한 바와 같이 밀폐용기(10) 내에 회전력을 발생시키는 구동장치(20)와, 구동장치로부터 회전력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축장치(30)가 설치되어 있다.
구동장치(20)는 밀폐용기(10)의 내면에 고정 설치되는 고정자(21)와, 고정자(21)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전자(22)와, 일단은 회전자(22)에 고정 되고 타단은 압축장치(30)에 설치되어 구동장치(20)에서 발생한 회전력을 압축장치(30)에 전달하는 회전축(23)을 포함하며, 압축장치(30)는 냉매의 압축이 수행되고 있는 상태에서 냉매의 압축과 공회전이 선택적으로 수행되는 제 1 압축실(31a)이 마련된 제 1 실린더(31)와, 냉매의 압축이 지속적으로 수행하는 제 2 압축실(32a)이 마련된 제 2 실린더(32)와, 제 1 압축실(31a)의 상부와 제 2 압축실(32a)의 하부를 각각 폐쇄함과 동시에 회전축(23)을 회전가능하게 지지하는 제 1 플랜지(33) 및 제 2 플랜지(34)와, 제 1 실린더(31) 및 제 2 실린더(32) 사이에 배치되어 제 1 압축실(31a)과 제 2 압축실(32a)을 구획하는 중간 플레이트(35)를 포함한다. 또한, 제 1 압축실(31a)과 제 2 압축실(32a)에는 편심회전하는 제 1 롤러(36) 및 제 2 롤러(37)와, 제 1 압축실(31a) 및 제 2 압축실(32a)을 각각 냉매가 흡입되는 흡입부와 냉매가 압축되는 압축부로 구획하는 제 1 베인(38) 및 제 2 베인(39)이 설치된다.
또한, 이러한 종래의 용량가변 회전압축기는 제 1 베인(38)의 진퇴이동을 제어할 수 있도록 제 1 베인(38)의 후방에 걸리는 압력을 변경하여 제 1 베인(38)을 진퇴이동시킴으로써 냉매의 압축과 공회전이 선택적으로 수행되도록 함으로써 용량가변 회전압축기의 용량이 가변되도록 하는 베인제어장치(50)가 구비되어 있다. 즉, 제 1 베인(38)의 후방에 고압이 걸리도록 함으로써 제 1 베인(38)이 제 1 압축실(31a) 내로 전진하여 제 1 압축실(31a)에서 냉매의 압축이 수행되도록 하거나, 제 1 베인(38)의 후방에 저압이 걸리도록 함으로써 제 1 베인(38)이 제 1 압축실(31a)로부터 후진하여 제 1 압축실(31a)에서 공회전이 수행되도록 하는 것이다.
그런데 이러한 종래의 용량가변 회전압축기에 있어서, 회전축과 제 1 롤러 및 제 2 롤러가 회전할 수 있도록 압축장치의 각 부품들 사이는 미세하게 이격되어 있으므로, 제 1 압축실에서 공회전이 수행되어 저압 상태일 경우, 이와 같이 이격되어 있는 부위들 사이를 통해 제 2 압축실에서 압축된 고온 고압의 냉매 일부는 저압인 제 1 압축실을 통해 어큐뮬레어터로 역류하게 되어 이에 의한 용량가변 회전압축기의 성능 저하가 발생할 뿐만 아니라, 제 2 압축실에서 역류한 고온 고압의 냉매에 의해 어큐뮬레이터 내부의 냉매는 가열되어 밀도는 낮아지고 부피는 증가하므로 제 2 압축실로 흡입되는 냉매의 양이 줄어들어 이에 의한 용량가변 회전압축기의 성능 저하가 발생한다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 제 2 압축실에서 압축된 고압의 냉매가 공회전으로 인해 저압인 제 1 압축실을 통해 공조사이클의 흡입측으로 역류하는 것은 방지할 수 있는 용량가변 회전압축기와 이를 갖춘 공조사이클을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉매의 압축과 공회전이 선택적으로 수행되는 제 1 압축실과, 냉매의 압축이 수행되는 제 2 압축실을 포함한 용량가변 회전압축기에 있어서, 상기 제 1 압축실에 대하여 진퇴이동 가능하게 설치되며 전진 시에는 상기 제 1 압축실에서 냉매의 압축이 수행되게 하고 후진 시에는 상기 제 1 압축실에서 공회전이 수행되게 하는 제 1 베인과, 상기 제 1 베인의 후방을 공조사이클의 고압측과 저압측 중 어느 하나와 선택적으로 연통시켜 상기 제 1 베인을 진퇴이동시키는 베인제어유닛과, 냉매를 상기 제 1 압축실로 안내하는 유로 상에 설치되어 상기 제 1 압축실에서 공회전이 수행되고 있는 상태에서 상기 제 2 압축실의 냉매가 상기 제 1 압축실을 통해 공조사이클의 흡입측으로 역류하는 것을 방지하는 역류방지유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 베인제어유닛은 공조사이클의 고압측과 연통되는 제 1 냉매관과, 공조사이클의 저압측과 연통되는 제 2 냉매관과, 일단은 상기 제 1 베인의 후방에 연결되고 타단은 상기 제 1 냉매관과 상기 제 2 냉매관 중 어느 하나와 선택적으로 연결되는 제 3 냉매관과, 상기 제 3 냉매관이 상기 제 1 냉매관과 상기 제 2 냉매관 중 어느 하나와 선택적으로 연결되게 하는 유로전환밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 압축된 고압의 냉매 토출을 안내하는 토출관을 더 포함하며, 상기 제 1 냉매관의 일단은 상기 토출관에 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 액체 상태의 냉매가 기화된 후 상기 제 1 압축실 및 상기 제 2 압축실로 유입되도록 하는 어큐뮬레이터를 더 포함하며, 상기 제 2 냉매관의 일단은 상기 어큐뮬레이터의 흡입측에 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 압축실로 흡입되는 냉매를 안내하는 제 1 흡입관을 더 포함하며, 상기 역류방지유닛은 상기 제 1 흡입관에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 흡입관의 중간은 역 U자 형상으로 밴딩되며, 상기 역류방지 유닛은 상기 제 1 흡입관의 역 U자 형상으로 밴딩되어 있는 부위에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 액체 상태의 냉매가 기화된 후 상기 제 1 압축실 및 상기 제 2 압축실로 유입되도록 하는 어큐뮬레이터와, 그 일단이 상기 어큐뮬레어터의 내부로 돌출되도록 설치되어 상기 제 1 압축실로 흡입되는 냉매를 안내하는 제 1 흡입관을 더 포함하며, 상기 역류방지유닛은 상기 어큐뮬레이터 내부로 돌출된 상기 제 1 흡입관의 일단에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 압축실이 형성되며 일측에 상기 제 1 압축실로 냉매가 흡입될 수 있도록 제 1 흡입구가 형성되어 있는 제 1 실린더를 더 포함하며, 상기 역류방지유닛은 상기 제 1 흡입구에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 역류방지유닛은 냉매가 관통하여 흐를 수 있도록 중앙측에 연통공이 마련된 밸브시트와, 판 형상으로 형성되어 상기 밸브시트를 향하여 진퇴이동 가능하게 설치되는 밸브플레이트와, 핀 형상으로 형성되어 상기 밸브플레이트의 진퇴이동 거리를 제한하는 스토퍼를 포함하며, 상기 밸브플레이트의 외곽측에는 상기 유로의 내면에 지지되는 지지부와, 냉매과 관통하여 흐를 수 있도록 상기 유로의 내면과 이격된 관통부가 마련되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 공조사이클은 냉매의 압축과 공회전이 선택적으로 수행되는 제 1 압축실과, 냉매의 압축이 수행되는 제 2 압축실과, 상기 제 1 압축실에 대하여 진퇴이동 가능하게 설치되며 전진 시에는 상기 제 1 압축실에서 냉매의 압축이 수행되게 하고 후진 시에는 상기 제 1 압축실에서 공회전이 수행되게 하는 제 1 베인과, 상기 제 1 베인의 후방을 공조사이클의 고압측과 저압측 중 어느 하나와 선택적으로 연통시켜 상기 제 1 베인을 진퇴이동시키는 베인제어유닛과, 냉매를 상기 제 1 압축실로 안내하는 유로 상에 설치되어 상기 제 1 압축실에서 공회전이 수행되고 있는 상태에서 상기 제 2 압축실의 냉매가 상기 제 1 압축실을 통해 공조사이클의 흡입측으로 역류하는 것을 방지하는 역류방지유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기는 제 1 베인의 후방이 공조사이클의 고압측과 저압측 중 어느 하나와 연통되어 제 1 압력실과 제 1 베인의 후방측 사이의 압력차에 의해 제 1 베인이 진퇴이동하므로 제 1 압축실에서는 저압인 상태로 공회전이 수행되며, 제 1 압축실과 어큐뮬레이터를 연결하는 유로 상에는 역류방지유닛이 배치되어 있으므로 제 1 압축실에서 공회전이 진행될 경우에도 제 2 압축실의 냉매가 제 1 압축실을 통해 어큐뮬레이터로 역류하는 것은 방지되는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 용량가변 회전압축기는 공조사이클에 적용되어 냉매를 압축하기 위하여 사용되는 장치로써 도 2에 도시한 바와 같이, 외관을 형성하는 밀폐용기(10)의 내부에 회전력을 발생시키는 구동장치(20)와, 구동장치(20)로부터 동력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축장치(30)를 포함하며, 밀폐용기(10)의 일측에는 공조사이클의 구성요소인 증발기(미도시)에서 미처 증발되지 못하고 액체 상태로 전달된 냉매가 기화된 후 압축장치(30) 내로 유입될 수 있도록 하는 어큐뮬레이터(40)가 설치되어 있다.
구동장치(20)는 밀폐용기(10)의 내면에 고정 설치되는 원통형상의 고정자(21)와, 고정자(21)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전자(22)와, 일단은 회전자(22)에 고정되고 타단은 압축장치(30)에 설치되어 구동장치(20)에서 발생한 회전력을 압축장치(30)에 전달하는 회전축(23)을 포함한다.
압축장치(30)는 도 3과 도 4에 도시한 바와 같이 압축이 이루어지는 제 1 압축실(31a) 및 제 2 압축실(32a)이 각각 마련되어 있는 제 1 실린더(31) 및 제 2 실린더(32)와, 제 1 압축실(31a)의 상부와 제 2 압축실(32a)의 하부를 폐쇄함과 동시에 회전축(23)을 회전가능하게 지지하는 제 1 플랜지(33) 및 제 2 플랜지(34)와, 제 1 실린더(31) 및 제 2 실린더(32) 사이에 배치되어 제 1 압축실(31a)과 제 2 압축실(32a)을 구획하는 중간 플레이트(35)를 포함한다. 본 실시예에서 제 1 압축실(31a) 및 제 2 압축실(32a)은 동일한 용적을 갖도록 형성되어, 제 1 압축실(31a)에서 냉매의 압축이 수행될 경우 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기는 100% 용량으로 동작하며, 제 1 압축실(31a)에서 공회전이 수행될 경우 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기는 50% 용량으로 동작한다.
제 1 압축실(31a) 및 제 2 압축실(32a) 내에는 회전축(23)으로부터 회전력을 전달받아 편심회전하며 냉매를 압축하는 제 1 롤러(36) 및 제 2 롤러(37)가 배치되 어 있으며, 제 1 롤러(36) 및 제 2 롤러(37)가 제 1 압축실(31a) 및 제 2 압축실(32a) 내에서 편심회전할 수 있도록 회전축(23)에는 회전축(23)의 회전중심에 대하여 편심되도록 형성된 제 1 편심부(23a)와 제 2 편심부(23b)가 마련되어 제 1 편심부(23a)의 외측에 제 1 롤러(36)가 회전가능하게 설치되고 제 2 편심부(23b)의 외측에 제 2 롤러(37)가 회전가능하게 설치되어 있다.
밀폐용기(10)의 상측에는 내부에서 압축된 냉매가 토출될 수 있도록 하는 토출관(11)이 설치되어 있으며, 밀폐용기의 하부 일측에는 제 1 압축실(31a) 및 제 2 압축실(32a)에서 압축될 냉매가 각각 흡입되는 제 1 흡입관(12) 및 제 2 흡입관(13)이 설치되어 있다. 이때, 제 1 실린더(31) 및 제 2 실린더(32)에는 제 1 흡입관(12) 및 제 2 흡입관(13)이 각각 연결되어 제 1 흡입관(12) 및 제 2 흡입관(13)을 통해 전달된 냉매가 제 1 압축실(31a) 및 제 2 압축실(32a)로 흡입될 수 있도록 하는 제 1 흡입구(31b) 및 제 2 흡입구(32b)가 각각 마련되어 있으며, 제 1 플랜지(33) 및 제 2 플랜지(34)에는 제 1 압축실(31a)과 제 2 압축실(32a)에서 압축된 냉매가 밀폐용기(10)의 내부 공간으로 각각 토출될 수 있도록 하는 제 1 토출구(33a) 및 제 2 토출구(34a)가 마련되어 있다.
또한, 제 1 압축실(31a) 및 제 2 압축실(32a)에는 제 1 압축실(31a) 및 제 2 압축실(32a)의 내부가 냉매의 압축이 이루어지는 부위와 냉매의 흡입이 이루어지는 부위로 각각 구획될 수 있도록 하기 위하여 선단이 제 1 롤러(36)에 지지되며 제 1 롤러(36)의 반경방향으로 진퇴이동하며 제 1 압축실(31a)을 구획하는 제 1 베인(38)과, 선단이 제 2 롤러(37)에 지지되도록 탄성부재(39a)에 의해 탄성지지되어 제 2 롤러(37)의 반경방향으로 진퇴이동하며 제 2 압축실(32a)을 구획하는 제 2 베인(39)이 설치되며, 제 1 실린더(31) 및 제 2 실린더(32)에는 제 1 베인(38) 및 제 2 베인(39)이 진퇴이동 가능하게 설치되는 제 1 가이드홈(31c)과 제 2 가이드홈(32c)이 각각 마련되어 있다.
다시 도 2를 참조하면 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기는 그 용량을 변경할 수 있도록 제 1 베인(38)의 진퇴이동을 제어하여 제 1 압축실(31a)에서 냉매의 압축과 공회전이 선택적으로 이루어질 수 있도록 하는 베인제어유닛(50)이 구비되어 있다.
베인제어유닛(50)은 공조사이클의 고압측과 저압측 중 어느 하나가 제 1 베인(38)의 후방에 선택적으로 연통되도록 함으로써 제 1 베인(38) 후방측과 제 1 압축실(31a) 사이의 압력 차이에 의해 제 1 베인(38)이 제 1 압축실(31a) 내로 전진하거나 제 1 압축실(31a)로부터 후진하도록 하는 것으로, 제 1 베인(38)이 제 1 압축실(31a)로 전진한 상태에서는 제 1 베인(38)의 선단이 제 1 롤러(36)에 지지되어 제 1 압축실(31a) 내부가 제 1 베인(38)에 의해 냉매가 흡입되는 부위와 냉매가 압축되는 부위로 구획되므로 제 1 압축실(31a)에서는 냉매의 압축이 수행되며, 제 1 베인(38)이 제 1 압축실(31a)로부터 후진한 상태에서는 제 2 베인(39)의 선단이 제 1 롤러(36)와 이격되어 제 1 압축실(31a) 내부가 구획되지 못하므로 제 1 압축실(31a)에서는 공회전이 수행된다.
이를 위해 베인제어유닛(50)은 공조사이클의 고압측과 연결되는 제 1 냉매관(51)과, 공조사이클의 저압측과 연결되는 제 2 냉매관(52)과, 일단이 제 1 베 인(38)의 후방에 연결되는 제 3 냉매관(53)과, 제 3 냉매관(53)이 제 1 냉매관(51)과 제 2 냉매관(52) 중 어느 하나와 선택적으로 연결되도록 하는 유로전환밸브(54)를 포함한다. 본 실시예에서 제 1 냉매관(51)은 그 일단이 토출관(11)과 연결되며, 제 2 냉매관(52)은 그 일단이 어큐뮬레이터(40)의 흡입측 유로에 연결되며, 제 1 냉매관(51), 제 2 냉매관(52) 및 제 3 냉매관(53)의 각 타단은 유로전환밸브(54)에 각각 연결되어 있다.
따라서, 유로전환밸브(54)에 의해 제 3 냉매관(53)이 제 1 냉매관(51)과 연결되어 제 1 베인(38)의 후방이 공조사이클의 고압측과 연통될 경우, 제 1 베인(38)의 후방에는 제 1 압축실(31a)에 비하여 상대적으로 큰 압력이 작용하므로 압력차에 의해 제 1 베인(38)은 제 1 가이드홈(31c)을 따라 제 1 압축실(31a)로 전진하며 선단이 제 1 롤러(36)에 지지되어 제 1 압축실(31a)을 구획하고, 그에 따라 제 1 압축실(31a)에서는 냉매의 압축이 수행된다. 또한, 유로전환밸브(54)에 의해 제 3 냉매관(53)이 제 2 냉매관(52)과 연결되어 제 1 베인(38)의 후방이 공조사이클의 저압측과 연통될 경우, 제 1 베인(38)의 후방에는 제 1 압축실(31a)에 비하여 상대적으로 작은 압력이 작용하므로 압력차에 의해 제 1 베인(38)은 제 1 가이드홈(31c)을 따라 제 1 압축실(31a)로부터 후진하여 제 1 롤러(36)로부터 이격되고, 그에 따라 제 2 압축실(32a)에서는 공회전이 수행된다.
또한, 본 발명에 따른 용량가변 회전압축기에는 냉매를 제 1 압축실(31a)로 안내하는 유로 상에 설치되어 제 1 압축실(31a)에서 공회전이 수행되는 과정에서 밀폐용기(10) 내부 및 제 2 압축실(32a) 내부의 고압 냉매가 제 1 압축실(31a)과 제 1 냉매관(51)을 통해 어큐뮬레이터(40)로 역류하는 것을 방지할 수 있도록 역류방지유닛(60)이 설치되어 있다.
역류방지유닛(60)은 도 5에 도시한 바와 같이 중앙에 냉매가 관통하여 흐를 수 있도록 연통공(61a)이 마련되어 있는 밸브시트(61)와, 판 형상으로 형성되며 밸브시트(61)를 향하여 진퇴이동 가능하게 설치되어 냉매의 유동방향에 따라 진퇴이동하며 그 중앙측 부위가 연통공(61a)을 개폐하는 밸브플레이트(62)와, 밸브플레이트(62)의 진퇴이동 거리를 제한하기 위하여 핀 형상의 스토퍼(63)가 밸브플레이트(62)가 설치된 유로 상에 설치되어 있다. 이때, 밸브플레이트(62)의 외곽측에는 역류방지유닛(60)이 설치되는 유로의 내면에 진퇴이동 가능하게 지지되어 밸브플레이트(62)가 유로 상에 진퇴이동 가능하게 설치될 수 있도록 하는 지지부(62a)와, 유로의 내면과 이격되어 유로 내면과의 사이를 통해 냉매가 관통하여 흐를 수 있도록 하는 관통부(62b)가 마련되어 있다. 본 실시예에서 밸브플레이트(62)는 대략 삼각형 판 형상으로 형성되어 그 모서리 부위가 유로의 내면에 지지되는 지지부(62a)를 형성하며, 그 면 부위가 관통부(62b)를 형성한다.
또한, 본 실시예에서 제 1 흡입관(12)은 그 중간이 역 U자 형상으로 밴딩되어 있으며, 역류방지유닛(60)은 이와 같이 역 U자 형상으로 밴딩되어 있는 부위에 설치되도록 되어 있는데, 이와 같이 제 1 흡입관(12)의 역 U자 형상으로 밴딩되어 있는 부위에 역류방지유닛(60)을 설치하면 밸브플레이트(62)가 중력방향으로 진퇴이동, 즉 상하방향으로 진퇴이동하게 되므로, 밸브플레이트(62)가 진퇴이동하는 과정에서 발생하는 소음은 최소화된다.
이와 같이 역류방지유닛(60)을 설치하지 않은 용량가변 회전압축기와, 역류방지유닛(60)을 설치한 용량가변 회전압축기를 실험을 통해 비교하여 본 결과, 역류방지유닛(60)을 설치하지 않은 용량가변 회전압축기의 냉력과 EER을 각각 100%로 가정할 경우, 역류방지유닛을 설치한 용량가변 회전압축기의 냉력은 104.7%, EER은 104.5%로, 각각 4.7%와 4.5%의 성능향상이 있음을 확인할 수 있었다.
본 실시예에서 역류방지유닛(60)은 제 1 흡입관(12)의 중도에 역 U자 형상으로 밴딩되어 있는 부위에 설치되도록 되어 있으나 이에 한정하지 않고 어큐뮬레이터(40)와 제 2 압축실(32a)을 연결하는 유로 어디에나 설치되어 냉매의 역류를 방지할 수 있다. 즉, 도 6에 도시한 바와 같이 역류방지유닛(60)이 제 1 실린더(31)에 마련되어 있는 제 1 흡입구(31b)에 설치되도록 하거나, 도 7에 도시한 바와 같이 역류방지유닛(60)이 어큐뮬레이터(40) 내부로 돌출되어 있는 제 1 흡입관(12)의 일단에 설치되도록 하는 것도 가능하다.
상기의 실시예들에서 제 1 압축실(31a)과 제 2 압축실(32a)은 서로 동일한 용적을 갖도록 형성되어 용량가변 회전압축기의 용량을 50% 또는 100%로 조정할 수 있도록 되어 있으나 이에 한정하지 않고, 제 1 압축실(31a)과 제 2 압축실(32a)의 용적을 서로 다르게 형성하여 용량가변 회전압축기의 용량을 보다 다양하게 조정할 수 있도록 하는 것도 가능하다.
또한, 상기의 실시예에서 용량가변 회전압축기는 용량을 50% 또는 100%로 조정할 수 있도록 되어 있으나 이에 한정하지 않고 PWM 제어를 통해 용량가변 회전압축기의 용량을 50%-100% 사이에서 자유롭게 조정할 수 있도록 하는 것도 가능하다.
도 1은 종래 용량가변 회전압축기의 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 용량가변 회전압축기의 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 용량가변 회전압축기의 제 1 압축실을 보인 평단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 용량가변 회전압축기의 제 2 압축실을 보인 평단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 용량가변 회전압축기에 적용된 역류방지유닛을 보인 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 용량가변 회전압축기에 적용된 역류방지유닛의 설치구조를 보인 평단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 용량가변 회전압축기에 적용된 역류방지유닛의 설치구조를 보인 종단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 밀폐용기 11: 토출관
12: 제 1 흡입관 13: 제 2 흡입관
30: 압축장치 31: 제 1 실린더
31a: 제 1 압축실 31b: 제 1 흡입구
32: 제 2 실린더 32a: 제 2 압축실
32b: 제 2 흡입구 36: 제 1 롤러
37: 제 2 롤러 38: 제 1 베인
39: 제 2 베인 40: 어큐뮬레이터
50: 베인제어유닛 51: 제 1 냉매관
52: 제 2 냉매관 53: 제 3 냉매관
54: 유로전환밸브 60: 역류방지유닛
61: 밸브시트 62: 밸브플레이트
63: 스토퍼

Claims (18)

  1. 냉매의 압축과 공회전이 선택적으로 수행되는 제 1 압축실과, 냉매의 압축이 수행되는 제 2 압축실을 포함한 용량가변 회전압축기에 있어서,
    상기 제 1 압축실에 대하여 진퇴이동 가능하게 설치되며 전진 시에는 상기 제 1 압축실에서 냉매의 압축이 수행되게 하고 후진 시에는 상기 제 1 압축실에서 공회전이 수행되게 하는 제 1 베인과, 상기 제 1 베인의 후방을 공조사이클의 고압측과 저압측 중 어느 하나와 선택적으로 연통시켜 상기 제 1 베인을 진퇴이동시키는 베인제어유닛과,
    냉매를 상기 제 1 압축실로 안내하는 유로 상에 설치되어 상기 제 1 압축실에서 공회전이 수행되고 있는 상태에서 상기 제 2 압축실의 냉매가 상기 제 1 압축실을 통해 공조사이클의 흡입측으로 역류하는 것을 방지하는 역류방지유닛을 포함하고,
    상기 역류방지유닛은 냉매가 관통하여 흐를 수 있도록 중앙측에 연통공이 마련된 밸브시트와, 판 형상으로 형성되어 상기 밸브시트를 향하여 진퇴이동 가능하게 설치되는 밸브플레이트와, 핀 형상으로 형성되어 상기 밸브플레이트의 진퇴이동 거리를 제한하는 스토퍼를 포함하며,
    상기 밸브플레이트의 외곽측에는 상기 유로의 내면에 지지되는 지지부와, 냉매가 관통하여 흐를 수 있도록 상기 유로의 내면과 이격된 관통부가 마련되는 것을 특징으로 하는 용량가변 회전압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베인제어유닛은 공조사이클의 고압측과 연통되는 제 1 냉매관과, 공조사이클의 저압측과 연통되는 제 2 냉매관과, 일단은 상기 제 1 베인의 후방에 연결되고 타단은 상기 제 1 냉매관과 상기 제 2 냉매관 중 어느 하나와 선택적으로 연결되는 제 3 냉매관과, 상기 제 3 냉매관이 상기 제 1 냉매관과 상기 제 2 냉매관 중 어느 하나와 선택적으로 연결되게 하는 유로전환밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 용량가변 회전압축기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    압축된 고압의 냉매 토출을 안내하는 토출관을 더 포함하며,
    상기 제 1 냉매관의 일단은 상기 토출관에 연결되는 것을 특징으로 하는 용량가변 회전압축기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    액체 상태의 냉매가 기화된 후 상기 제 1 압축실 및 상기 제 2 압축실로 유입되도록 하는 어큐뮬레이터를 더 포함하며,
    상기 제 2 냉매관의 일단은 상기 어큐뮬레이터의 흡입측에 연결되는 것을 특징으로 하는 용량가변 회전압축기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 압축실로 흡입되는 냉매를 안내하는 제 1 흡입관을 더 포함하며,
    상기 역류방지유닛은 상기 제 1 흡입관에 설치되는 것을 특징으로 하는 용량가변 회전압축기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 흡입관의 중간은 역 U자 형상으로 밴딩되며, 상기 역류방지유닛은 상기 제 1 흡입관의 역 U자 형상으로 밴딩되어 있는 부위에 설치되는 것을 특징으로 하는 용량가변 회전압축기.
  7. 제 2 항에 있어서,
    액체 상태의 냉매가 기화된 후 상기 제 1 압축실 및 상기 제 2 압축실로 유입되도록 하는 어큐뮬레이터와, 그 일단이 상기 어큐뮬레어터의 내부로 돌출되도록 설치되어 상기 제 1 압축실로 흡입되는 냉매를 안내하는 제 1 흡입관을 더 포함하며,
    상기 역류방지유닛은 상기 어큐뮬레이터 내부로 돌출된 상기 제 1 흡입관의 일단에 설치되는 것을 특징으로 하는 용량가변 회전압축기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 압축실이 형성되며 일측에 상기 제 1 압축실로 냉매가 흡입될 수 있도록 제 1 흡입구가 형성되어 있는 제 1 실린더를 더 포함하며,
    상기 역류방지유닛은 상기 제 1 흡입구에 설치되는 것을 특징으로 하는 용량가변 회전압축기.
  9. 삭제
  10. 냉매의 압축과 공회전이 선택적으로 수행되는 제 1 압축실과, 냉매의 압축이 수행되는 제 2 압축실과, 상기 제 1 압축실에 대하여 진퇴이동 가능하게 설치되며 전진 시에는 상기 제 1 압축실에서 냉매의 압축이 수행되게 하고 후진 시에는 상기 제 1 압축실에서 공회전이 수행되게 하는 제 1 베인과, 상기 제 1 베인의 후방을 공조사이클의 고압측과 저압측 중 어느 하나와 선택적으로 연통시켜 상기 제 1 베인을 진퇴이동시키는 베인제어유닛과, 냉매를 상기 제 1 압축실로 안내하는 유로 상에 설치되어 상기 제 1 압축실에서 공회전이 수행되고 있는 상태에서 상기 제 2 압축실의 냉매가 상기 제 1 압축실을 통해 공조사이클의 흡입측으로 역류하는 것을 방지하는 역류방지유닛을 포함하고,
    상기 역류방지유닛은 냉매가 관통하여 흐를 수 있도록 중앙측에 연통공이 마련된 밸브시트와, 판 형상으로 형성되어 상기 밸브시트를 향하여 진퇴이동 가능하게 설치되는 밸브플레이트와, 핀 형상으로 형성되어 상기 밸브플레이트의 진퇴이동 거리를 제한하는 스토퍼를 포함하며,
    상기 밸브플레이트의 외곽측에는 상기 유로의 내면에 지지되는 지지부와, 냉매가 관통하여 흐를 수 있도록 상기 유로의 내면과 이격된 관통부가 마련되는 것을 특징으로 하는 공조사이클.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 베인제어유닛은 공조사이클의 고압측과 연통되는 제 1 냉매관과, 공조사이클의 저압측과 연통되는 제 2 냉매관과, 일단은 상기 제 1 베인의 후방에 연결되고 타단은 상기 제 1 냉매관과 상기 제 2 냉매관 중 어느 하나와 선택적으로 연결되는 제 3 냉매관과, 상기 제 3 냉매관이 상기 제 1 냉매관과 상기 제 2 냉매관 중 어느 하나와 선택적으로 연결되게 하는 유로전환밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 공조사이클.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 공조사이클에서 토출된 고압의 냉매를 안내하는 토출관을 더 포함하며,
    상기 제 1 냉매관의 일단은 상기 토출관에 연결되는 것을 특징으로 하는 공조사이클.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 공조사이클의 흡입측에 배치되어 냉매가 상기 제 1 압축실 및 상기 제 2 압축실로 유입되기 이전에 감압 팽창되도록 하는 어큐뮬레이터를 더 포함하며,
    상기 제 2 냉매관의 일단은 상기 어큐뮬레이터의 흡입측 유로에 연결되는 것을 특징으로 하는 공조사이클.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 압축실로 흡입되는 냉매를 안내하는 제 1 흡입관을 더 포함하며,
    상기 역류방지유닛은 상기 제 1 흡입관에 설치되는 것을 특징으로 하는 공조 사이클.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 흡입관의 중간은 역 U자 형상으로 밴딩되며, 상기 역류방지유닛은 상기 제 1 흡입관의 역 U자 형상으로 밴딩되어 있는 부위에 설치되는 것을 특징으로 하는 공조사이클.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 공조사이클의 흡입측에 배치되어 냉매가 상기 제 1 압축실 및 상기 제 2 압축실로 유입되기 이전에 감압 팽창되도록 하는 어큐뮬레이터와, 그 일단이 상기 어큐뮬레어터의 내부로 돌출되도록 설치되어 상기 제 1 압축실로 흡입되는 냉매를 안내하는 제 1 흡입관을 더 포함하며,
    상기 역류방지유닛은 상기 어큐뮬레이터 내부로 돌출된 상기 제 1 흡입관의 일단에 설치되는 것을 특징으로 하는 공조사이클.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 공조사이클은 상기 제 1 압축실이 형성되며 일측에 상기 제 1 압축실로 냉매가 흡입될 수 있도록 제 1 흡입구가 형성되어 있는 제 1 실린더를 더 포함하며,
    상기 역류방지유닛은 상기 제 1 흡입구에 설치되는 것을 특징으로 하는 공조사이클.
  18. 삭제
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