KR101381085B1 - 2 stage rotary compressor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 밀폐 용기, 밀폐 용기 내부에 구비되며, 저압 압축 어셈블리, 중간판 및 고압 압축 어셈블리를 포함하는 2단 압축 어셈블리, 저압 압축 어셈블리가 구비하며, 저압의 냉매가 유입되는 저압 냉매 유입부 및 고압 압축 어셈블리가 구비하며, 저압 압축 어셈블리에서 압축된 중간압의 냉매가 유입되는 중간압 냉매 유입부를 포함하며, 중간압 냉매 유입부의 직경은 저압 냉매 유입부 직경의 0.5배 초과, 1.1배 미만의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 로터리식 2단 압축기를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 중간압 냉매 유입부를 통해 고압 압축 어셈블리로 유입되는 냉매의 체적 유량을 적절하게 조절되어, 중간압 냉매가 고압 압축 어셈블리로 흡입되는 압력이 과다하게 상승하거나, 과다하게 저하되는 것을 방지할 수 있다. The present invention is provided in a sealed container, a sealed container, a two-stage compression assembly including a low pressure compression assembly, an intermediate plate and a high pressure compression assembly, a low pressure compression assembly, and a low pressure refrigerant inlet and a high pressure to which a low pressure refrigerant flows. A compression assembly includes a medium pressure refrigerant inlet through which the medium pressure refrigerant compressed in the low pressure compression assembly is introduced, and the diameter of the medium pressure refrigerant inlet is in the range of more than 0.5 times and less than 1.1 times the diameter of the low pressure refrigerant inlet. Provided is a rotary two stage compressor. Through this configuration, the volume flow rate of the refrigerant flowing into the high pressure compression assembly through the medium pressure refrigerant inlet is appropriately adjusted to prevent excessive pressure or excessive decrease in pressure at which the medium pressure refrigerant is sucked into the high pressure compression assembly. can do.
흡입경, 냉매 유입부, 직경 비, 로터리식 2단 압축기 Suction diameter, refrigerant inlet, diameter ratio, rotary two stage compressor
Description
도 1은 종래의 로터리식 2단 압축기의 일 예를 도시한 도면;1 is a view showing an example of a conventional rotary two-stage compressor;
도 2는 종래의 로터리식 트윈 압축기의 일 예를 도시한 도면;2 is a view showing an example of a conventional rotary twin compressor;
도 3은 로터리식 2단 압축기가 포함되는 싸이클의 일 예를 도시한 개략도;3 is a schematic diagram showing an example of a cycle including a rotary two-stage compressor;
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리식 2단 압축기를 도시한 도면;4 illustrates a rotary two stage compressor according to one embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리식 2단 압축기의 저압 압축 어셈블리를 도시한 도면;5 shows a low pressure compression assembly of a rotary two stage compressor according to one embodiment of the invention;
도 6 및 도 7은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리식 2단 압축기의 일부를 상방 및 하방에서 도시한 도면;6 and 7 respectively show a part of a rotary two stage compressor according to an embodiment of the present invention from above and below;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리식 2단 압축기의 일부를 절개한 도면;8 is a view of a portion of the rotary two-stage compressor according to an embodiment of the present invention;
도 9는 본 발명의 로터리식 2단 압축기가 구비하는 회전축의 일 예를 도시한 도면;9 is a view showing an example of a rotary shaft provided in the rotary two-stage compressor of the present invention;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 인젝션 관이 설치된 로터리식 2단 압축기를 도시한 도면;10 is a view showing a rotary two-stage compressor equipped with an injection tube according to an embodiment of the present invention;
도 11 및 도 12는 각각 U 자형 관 및 내부 유로를 중간압 유로로 하는 본 발명의 로터리식 2단 압축기의 흡입경을 도시한 개략도;11 and 12 are schematic diagrams showing suction diameters of the rotary two-stage compressor of the present invention, in which the U-shaped pipe and the inner flow path are intermediate pressure flow paths, respectively;
도 13 및 도 14는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리식 2단 압축기가 포함하는 저압 냉매 유입부의 예를 도시한 도면;13 and 14 illustrate examples of low pressure refrigerant inlets included in a rotary two-stage compressor according to one embodiment of the present invention;
도 15는 다양한 크기의 중간압 냉매 유입부의 직경을 비교하기 위한 고압 실린더의 일 예를 도시한 도면;15 illustrates an example of a high pressure cylinder for comparing diameters of medium pressure refrigerant inlets of various sizes;
도 16은 저압 냉매 유입부(126)의 직경(d1)에 대한 중간압 냉매 유입부(136)의 직경(d2)의 비(d2/d1)에 따른 에너지 효율비(EER)을 도시한 그래프.FIG. 16 is a graph showing the energy efficiency ratio EER according to the ratio d2 / d1 of the diameter d2 of the medium pressure refrigerant inlet 136 to the diameter d1 of the low
본 발명은 로터리식 2단 압축기에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 저압 압축 어셈블리와 고압 압축 어셈블리 각각의 압축 능력에 적합하게 설계된 냉매 유입부를 구비하는 로터리식 2단 압축기에 관한 것이다. The present invention relates to a rotary two stage compressor. More particularly, the present invention relates to a rotary two stage compressor having a refrigerant inlet designed for compression capacity of each of the low pressure compression assembly and the high pressure compression assembly.
일반적으로 압축기(Compressor)는 전기모터나 터빈 등의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 공기나 냉매 또는 그 밖의 다양한 작동가스를 압축시켜 압력을 높여주는 기계장치로써, 냉장고와 에어컨 등과 같은 가전기기 또는 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.Generally, a compressor is a mechanical device that receives power from an electric motor or turbine, and compresses air, refrigerant or various other operating gases to increase the pressure. The compressor is used in a household appliance such as a refrigerator and an air conditioner, It is widely used throughout.
이러한 압축기를 크게 분류하면, 피스톤(Piston)과 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시키는 왕복동식 압축기(Reciprocating compressor)와, 편심 회전되는 롤러(Roller)와 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스 가 흡,토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 롤러가 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축시키는 로터리식 압축기(Rotary compressor)와, 선회 스크롤(Orbiting scroll)과 고정 스크롤(Fixed scroll) 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 선회 스크롤이 고정 스크롤을 따라 회전되면서 냉매를 압축시키는 스크롤식 압축기(Scroll compressor)로 나뉘어진다.These compressors can be classified into reciprocating compressors for compressing refrigerant while linearly reciprocating inside the cylinders by forming a compression space in which the working gas is absorbed and discharged between the piston and the cylinder. Rotary compressor that compresses the refrigerant while the roller is eccentrically rotated along the inner wall of the cylinder so that a compression space for absorbing and discharging the working gas is formed between the roller and the eccentric rotating roller and the cylinder. And a scroll compressor for compressing the refrigerant while the turning scroll is rotated along the fixed scroll to form a compressed space in which the working gas is sucked and discharged between the orbiting scroll and the fixed scroll. Divided into
특히 로터리식 압축기는, 상, 하부에 두 개의 롤러와 두 개의 실린더를 구비하고, 상, 하부의 롤러와 실린더 쌍이 전체 압축 용량을 일부와, 나머지를 압축하는 로터리식 트윈 압축기 및 상, 하부에 두 개의 롤러와 두 개의 실린더를 구비하고, 두 개의 실린더가 연통되어 한 쌍은 상대적으로 저압의 냉매를 압축하고, 다른 한 쌍은 저압 압축 단계를 지난 상대적으로 고압의 냉매를 압축하는 로터리식 2단 압축기 등으로 더 발전되었다.In particular, the rotary compressor has two rollers and two cylinders at the top and the bottom, and a pair of roller and cylinders at the top and the bottom, and a rotary twin compressor for compressing the part and the rest at the top and the bottom. Two-stage compressor with two rollers and two cylinders in communication, one pair compresses relatively low pressure refrigerant and the other compresses relatively high pressure refrigerant after low pressure compression stage Further development.
대한민국 등록특허공보 특1994-0001355에 로터리식 압축기가 개시되어 있다. 쉘 내부에 전동기가 위치하고, 전동기를 관통하도록 회전축이 설치된다. 또한 전동기의 하부에는 실린더가 위치하고, 실린더의 내부에 회전축에 끼워진 편심부와, 편심부에 끼워진 롤러가 위치한다. 실린더에는 냉매 토출홀과 냉매 유입홀이 형성되고, 냉매 토출홀과 냉매 유입홀 사이에는 압축되지 않은 저압의 냉매가 압축된 고압의 냉매와 섞이지 않게 하는 베인이 설치된다. 또한 편심되어 회전하는 롤러와 베인이 접촉된 상태를 유지하기 위해, 베인의 일단에는 스프링이 설치된다. 전동기에 의해 회전축이 회전하면 편심부와 롤러가 실린더의 내주를 따라 회전하면서 냉매 가스를 압축하고, 압축된 냉매 가스는 냉매 토출홀을 통해 토출된다. Korean Patent Publication No. 1994-0001355 discloses a rotary compressor. An electric motor is located inside the shell, and a rotating shaft is installed so as to pass through the electric motor. Further, a cylinder is located in the lower portion of the electric motor, and an eccentric portion fitted in the rotary shaft and a roller fitted in the eccentric portion are located inside the cylinder. The cylinder is provided with a coolant discharge hole and a coolant inflow hole, and a vane is provided between the coolant discharge hole and the coolant inflow hole so as not to mix with the high-pressure coolant compressed by the low-pressure coolant. Also, a spring is provided at one end of the vane in order to maintain the eccentrically rotating roller and the vane in contact with each other. When the rotary shaft is rotated by the electric motor, the eccentric portion and the roller rotate along the inner periphery of the cylinder to compress the refrigerant gas, and the compressed refrigerant gas is discharged through the refrigerant discharge hole.
대한민국 공개특허공보 10-2005-0062995는 로터리식 트윈 압축기를 개시하고 있다. 도 1을 참조하면, 동일용량을 압축하는 2 개의 실린더(1035, 1045)와 중간판(1030)을 구비하여, 압축 용량을 1단 압축기에 비해 2배 향상시켰다. Korean Patent Publication No. 10-2005-0062995 discloses a rotary twin compressor. Referring to FIG. 1, two
대한민국 공개특허공보 10-2007-0009958은 로터리식 2단 압축기를 개시하고 있다. 도 2를 참조하면, 압축기(2001)는 밀폐 용기(2013) 내부의 상방에 고정자(2007)와 회전자(2008)를 갖는 전동기(2014)를 구비하고, 전동기에 연결된 회전축(2002)은 2개의 편심부를 구비한다. 회전축(2002)에 대해 전동기(2014)측으로부터 차례로 주베어링(2009), 고압용 압축 요소(2020b), 중간판(2015), 저압용 압축 요소(2020a) 및 부베어링(2019)이 적층되어 있다. 또한 저압용 압축 요소(2020a)에서 압축된 냉매를 고압용 압축 요소(2020b)로 유입하는 중간관(2040)이 개시되어 있다. Republic of Korea Patent Publication No. 10-2007-0009958 discloses a rotary two-stage compressor. Referring to FIG. 2, the
본 발명은 저압의 냉매를 저압 압축 어셈블리로 유입하는 저압 냉매 유입부 및 저압 압축 어셈블리에서 압축된 중간압의 냉매를 고압 압축 어셈블리로 유입하는 중간압 냉매 유입부의 직경 비를 소정 범위 내에 있도록 조절하여, 압축 효율이 향상된 로터리식 2단 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention adjusts the diameter ratio of the low pressure refrigerant inlet for introducing the low pressure refrigerant into the low pressure compression assembly and the medium pressure refrigerant inlet for introducing the medium pressure refrigerant compressed in the low pressure compression assembly into the high pressure compression assembly to be within a predetermined range. An object of the present invention is to provide a rotary two-stage compressor with improved compression efficiency.
또한 본 발명은 저압 냉매 유입부와 중간압 냉매 유입부를 연결하는 연결 유로를 포함하는 로터리식 2단 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a rotary two-stage compressor including a connection flow path connecting the low pressure refrigerant inlet and the medium pressure refrigerant inlet.
또한 본 발명은 연결 유로에 인젝션 관이 연결되는 로터리식 2단 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a rotary two-stage compressor in which an injection tube is connected to a connection passage.
본 발명은 밀폐 용기, 밀폐 용기 내부에 구비되며, 저압 압축 어셈블리, 중간판 및 고압 압축 어셈블리를 포함하는 2단 압축 어셈블리, 저압 압축 어셈블리가 구비하며, 저압의 냉매가 유입되는 저압 냉매 유입부 및 고압 압축 어셈블리가 구비하며, 저압 압축 어셈블리에서 압축된 중간압의 냉매가 유입되는 중간압 냉매 유입부를 포함하며, 중간압 냉매 유입부의 직경은 저압 냉매 유입부 직경의 0.5배 초과, 1.1배 미만의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 로터리식 2단 압축기를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 중간압 냉매 유입부를 통해 고압 압축 어셈블리로 유입되는 냉매의 체적 유량을 적절하게 조절되어, 중간압 냉매가 고압 압축 어셈블리로 흡입되는 압력이 과다하게 상승하거나, 과다하게 저하되는 것을 방지할 수 있다. The present invention is provided in a sealed container, a sealed container, a two-stage compression assembly including a low pressure compression assembly, an intermediate plate and a high pressure compression assembly, a low pressure compression assembly, and a low pressure refrigerant inlet and a high pressure to which a low pressure refrigerant flows. A compression assembly includes a medium pressure refrigerant inlet through which the medium pressure refrigerant compressed in the low pressure compression assembly is introduced, and the diameter of the medium pressure refrigerant inlet is in the range of more than 0.5 times and less than 1.1 times the diameter of the low pressure refrigerant inlet. Provided is a rotary two stage compressor. Through this configuration, the volume flow rate of the refrigerant flowing into the high pressure compression assembly through the medium pressure refrigerant inlet is appropriately adjusted to prevent excessive pressure or excessive decrease in pressure at which the medium pressure refrigerant is sucked into the high pressure compression assembly. can do.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 중간압 냉매 유입부의 직경은 저압 냉매 유입부 직경의 0.6배 내지 1.0배 인 것을 특징으로 하는 로터리식 2단 압축기를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 에너지 효율비(EER)를 9.8 이상으로 향상시킬 수 있다. In another aspect of the present invention, there is provided a rotary two-stage compressor, characterized in that the diameter of the medium pressure refrigerant inlet is 0.6 to 1.0 times the diameter of the low pressure refrigerant inlet. Through such a configuration, the energy efficiency ratio (EER) can be improved to 9.8 or more.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 중간압 냉매 유입부의 직경은 저압 냉매 유입부의 직경의 0.9배 내지 1.0배 인 것을 특징으로 하는 로터리식 2단 압축기를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 에너지 효율비(EER)를 10.0 이상으로 향상시킬 수 있다.In another aspect of the present invention, there is provided a rotary two-stage compressor, characterized in that the diameter of the medium pressure refrigerant inlet is 0.9 to 1.0 times the diameter of the low pressure refrigerant inlet. Through such a configuration, the energy efficiency ratio (EER) can be improved to 10.0 or more.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 저압 압축 어셈블리는 냉매가 압축되는 공간을 제공하는 저압 실린더를 구비하고, 저압 냉매 유입부는 저압 실린더의 냉매 압축 공간까지 삽입된 관인 것을 특징으로 하는 로터리식 2단 압축기를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 저압 실린더 내부의 압축 공간으로 저압의 냉매를 안정적으로 공급할 수 있다. 이때, 관의 내경이 저압 냉매 유입부의 직경이 된다.In another aspect of the present invention, the low pressure compression assembly includes a low pressure cylinder for providing a space in which the refrigerant is compressed, and the low pressure refrigerant inlet is a tube inserted into the refrigerant compression space of the low pressure cylinder. To provide. Through this configuration, the low pressure refrigerant can be stably supplied to the compression space inside the low pressure cylinder. At this time, the inner diameter of the tube is the diameter of the low pressure refrigerant inlet.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 저압 압축 어셈블리는 냉매가 압축되는 공간을 제공하는 저압 실린더를 구비하고, 저압 냉매 유입부는 저압 실린더에 형성된 홀 및 홀에 삽입되는 관을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리식 2단 압축기를 제공한다. 이때, 홀이 실린더 외측의 내경이 큰 부분과 실린더 내측의 내경이 작은 부분으로 단차를 가지도록 가공되면, 냉매를 유입하는 관이 단차가 형성된 부분까지만 삽입되도록 할 수 있다. 따라서, 냉매를 유입하는 관의 설치가 편리해진다. In still another aspect of the present invention, a low pressure compression assembly includes a low pressure cylinder providing a space in which a refrigerant is compressed, and the low pressure refrigerant inlet includes a hole formed in the low pressure cylinder and a tube inserted into the hole. It provides a two-stage compressor. In this case, when the hole is processed to have a step with a portion having a large inner diameter outside the cylinder and a portion having a small inner diameter inside the cylinder, the pipe for introducing the refrigerant may be inserted only to a portion where the step is formed. Therefore, the installation of the pipe into which the refrigerant is introduced becomes convenient.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 저압 냉매 유입부와 고압 냉매 유입부를 잇는 중간압 유로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리식 2단 압축기를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 저압 압축 어셈블리에서 압축된 냉매를 고압 압축 어셈블리로 유입할 수 있다. In another aspect of the present invention, there is provided a rotary two-stage compressor further comprising an intermediate pressure passage connecting the low pressure refrigerant inlet and the high pressure refrigerant inlet. Through this configuration, the refrigerant compressed in the low pressure compression assembly can be introduced into the high pressure compression assembly.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 중간압 유로는 밀폐 용기를 관통하는 U자형 관인 것을 특징으로 하는 로터리식 2단 압축기를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 중간압 유로를 제공하는 관의 설치를 용이하게 할 수 있다. In another aspect of the present invention, there is provided a rotary two-stage compressor, characterized in that the intermediate pressure flow path is a U-shaped tube passing through the hermetically sealed container. Through such a configuration, it is possible to facilitate installation of a pipe that provides an intermediate pressure flow path.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 중간압 유로는 2단 압축 어셈블리의 내부에 형성되는 내부 유로인 것을 특징으로 하는 로터리식 2단 압축기를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 중간압의 냉매가 밀폐 용기 내부에서만 유동하므로 압축기 전체의 진동 및 소음을 저감할 수 있다. 또한, 중간압의 냉매가 유동하는 중간압 유로 의 길이가 단축되어 압력 손실을 줄일 수 있다.In another aspect of the present invention, there is provided a rotary two-stage compressor, characterized in that the intermediate pressure passage is an inner passage formed inside the two stage compression assembly. Through this configuration, since the medium pressure refrigerant flows only inside the sealed container, vibration and noise of the entire compressor can be reduced. In addition, the length of the intermediate pressure passage through which the medium pressure refrigerant flows may be shortened to reduce the pressure loss.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 중간압 유로에 연결되는 인젝션 관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리식 2단 압축기를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 응축기를 지난 냉매가 상분리기에서 가스 상태의 냉매가 분리되어 로터리식 2단 압축기 내로 분사(injection)시킬 수 있어, 압축기의 압축 효율을 향상시킬 수 있다. In another aspect, the present invention provides a rotary two-stage compressor, further comprising an injection tube connected to the intermediate pressure flow path. Through this configuration, the refrigerant passing through the condenser can be injected into the rotary two stage compressor by separating the gaseous refrigerant from the phase separator, thereby improving the compression efficiency of the compressor.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 중간압 유로 상에 위치하는 중간압실을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리식 2단 압축기를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 저압 압축 어셈블리와 고압 압축 어셈블리의 토출 행정 및 흡입 행정의 위상 차를 완충하여, 고압 압축 어셈블리로 중간압의 냉매를 안정적으로 공급할 수 있다. In another aspect of the present invention, there is provided a rotary two-stage compressor, characterized in that it further comprises an intermediate pressure chamber located on the intermediate pressure passage. Through such a configuration, the phase difference between the discharge stroke and the suction stroke of the low pressure compression assembly and the high pressure compression assembly can be buffered, so that the medium pressure refrigerant can be stably supplied to the high pressure compression assembly.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 중간압실은 베어링 및 베어링 커버에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리식 2단 압축기를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 별도의 부재를 더하지 않고도 중간압실을 용이하게 형성할 수 있다.In another aspect of the present invention, the intermediate pressure chamber provides a rotary two-stage compressor, characterized in that formed by a bearing and a bearing cover. Through this configuration, the intermediate pressure chamber can be easily formed without adding a separate member.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 중간압실은 2단 압축 어셈블리의 상부 및 하부 중 어느 하나에 위치하는 것을 특징으로 하는 로터리식 2단 압축기를 제공한다. In another aspect of the present invention, the intermediate pressure chamber provides a rotary two-stage compressor, characterized in that located in any one of the top and bottom of the two-stage compression assembly.
도 3은 로터리식 2단 압축기가 구성하는 냉동 사이클의 일 예를 도시한 개략도이다. 난방 사이클은 로터리식 2단 압축기(100), 응축기(300), 증발기(400), 상분리기(500: phase seperator), 4방 밸브(600)와 같은 부품들을 포함한다. 이 중 응축기(300)는 실내 유닛을 구성하고, 압축기(100), 증발기(400), 상분리기(500)는 실외 유닛을 구성한다. 압축기(100)에서 압축된 냉매는 4방 밸브(600)를 거쳐 실내기의 응축기(300)로 유입되어, 압축된 냉매 기체가 주위와 열교환하며 응축된다. 응축된 냉매는 팽창밸브를 거치며 저압이 된다. 팽창밸브를 거친 냉매는 상분리기(500)에서 기체와 액체로 분리되어, 액체는 증발기(400)로 유입된다. 액체는 증발기(400)에서 열교환을 하며 증발하여, 기체 상태로 어큐뮬레이터(200)로 유입되고, 어큐뮬레이터(200)에서 압축기(100) 냉매유입관(151)을 통해 저압 압축 어셈블리(미도시)로 유입된다. 또한 상분리기(500)에서 분리된 기체는 인젝션 관(153)을 통해 압축기(100)로 유입된다. 압축기(100)의 저압 압축 어셈블리에서 압축된 중간압의 냉매와, 인젝션 관(153)을 통해 유입된 냉매는 압축기(100)의 고압 압축 어셈블리(미도시)로 유입되어 고압으로 압축된 뒤, 냉매토출관(152)을 통해 다시 압축기(100)의 외부로 토출된다. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a refrigeration cycle configured by a rotary two-stage compressor. The heating cycle includes components such as a rotary two-
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리식 2단 압축기를 도시한 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리식 2단 압축기(100)는 밀폐 용기(101) 내에 하부로부터, 저압 압축 어셈블리(120), 중간판(140), 고압 압축 어셈블리(130) 및 전동기(110)를 포함한다. 또한 밀폐 용기(101)를 관통하며, 어큐뮬레이터(200)와 연결된 냉매 유입관(151) 및 압축된 냉매를 밀폐 용기의 외부로 토출하는 냉매 토출관(152)을 포함한다. 4 is a view showing a rotary two-stage compressor according to an embodiment of the present invention. The rotary two-
전동기(110)는 스테이터(111), 로터(112) 및 회전축(113)을 포함한다. 스테이터(111)는 링 형상의 전자 강판을 적층한 라미네이션과 라미네이션에 권선된 코 일을 구비한다. 로터(112)도 전자 강판을 적층한 라미네이션을 구비한다. 회전축(113)은 로터(112)의 중앙을 관통하며, 로터(112)에 고정된다. 전동기(110)에 전류가 인가되면, 스테이터(111)와 로터(112) 사이의 상호전자기력에 의해 로터(112)가 회전하며, 로터(112)에 고정된 회전축(113) 또한 로터(112)와 함께 회전한다. 회전축(113)은 저압 압축 어셈블리(120), 중간판(140), 고압 압축 어셈블리(130)의 중앙부를 관통하도록 로터(112)로부터 저압 압축 어셈블리(120)까지 뻗어있다.The
저압 압축 어셈블리(120) 및 고압 압축 어셈블리(130)는, 중간판(140)을 사이에 두고, 하부로부터 저압 압축 어셈블리(120)-중간판(140)-고압 압축 어셈블리(130) 순으로 적층될 수 있다. 또한 반대로 하부로부터 고압 압축 어셈블리(120)-중간판(140)-고압 압축 어셈블리(130) 순으로 적층될 수도 있다. 또한 저압 압축 어셈블리(120), 중간판(140) 및 고압 압축 어셈블리(130)의 적층 순서와 관계없어, 적층된 어셈블리의 하부 및 상부에는 각각 하부 베어링(161) 및 상부 베어링(162)이 설치되어 회전축(113)의 회전을 도우며, 수직으로 적층된 2단 압축 어셈블리의 각 부품의 하중을 지지한다. 상부 베어링(162)은 밀폐 용기(101)에 3점 용접되어, 2단 압축 어셈블리의 하중을 지지하고, 밀폐 용기(101)에 고정한다. The low
저압 압축 어셈블리(120)는 외부로부터 밀폐용기(101)를 관통하여 들어온 냉매유입관(151)이 연결된다. 또한, 저압 압축 어셈블리(120)의 하부에는 하부 베어링(161) 및 하부 커버(171)가 위치한다. 하부 베어링(161)과 하부 커버(171) 사이에 중간압실(Pm)이 형성된다. 중간압실(Pm)은 저압 압축 어셈블리(120)에서 압축된 냉매가 토출되는 공간이며, 고압 압축 어셈블리(130)로 냉매가 유입되기 전에 냉매 가 일시적으로 저장되는 공간으로, 저압 압축 어셈블리(120)로부터 고압 압축 어셈블리(130)로 냉매가 흐르는 유로 상에서 완충 공간의 역할을 한다. The low-
고압 압축 어셈블리(130)의 상부에 위치하는 상부 베어링(162)의 상부에는 토출 포트(미도시)가 설치된다. 상부 베어링(162)의 토출 포트를 통해 고압 압축 어셈블리(130)로부터 토출된 고압의 냉매는 밀폐용기(101)의 상부에 위치한 냉매토출관(152)을 통해 외부로 토출된다.A discharge port (not shown) is provided at an upper portion of the
하부 베어링(161), 저압 압축 어셈블리(120), 중간판(140) 및 고압 압축 어셈블리(130)에는 저압 압축 어셈블리(120)로부터 고압 압축 어셈블리(130)로 냉매가 흐르도록 연결하는 내부유로(180)가 형성된다. 내부유로(180)는 압축기의 축방향과 대략 평행하도록, 수직으로 형성된다. The
도 5는 저압 압축 어셈블리(120)의 단면을 도시한 도면이다. 저압 압축 어셈블리(120)는 저압 실린더(121), 저압 편심부(122), 저압 롤러(123), 저압 베인(124), 저압 탄성부재(125), 저압 냉매 유입홀(126) 및 중간압 토출홀(127)을 포함한다. 회전축(113)이 저압 실린더(121)의 중앙부를 지나며, 회전축(113)에 저압 편심부(122)가 고정된다. 이때, 저압 편심부(122)는 회전축(113)과 일체로 형성될 수도 있다. 또한 저압 편심부(122)에는 저압 롤러(123)가 회전 가능하게 설치되어, 회전축(113)의 회전에 따라 저압 롤러(123)가 저압 실린더(121)의 내경을 따라 구르면서 회전한다. 저압 베인(124)의 양측에 저압 유입홀(126)과 중간압 토출홀(127)이 형성된다. 또한 저압 실린더(121) 내의 공간은 저압 베인(124)과 저압 롤러(123)에 의해 구획되어, 압축 전, 후의 냉매가 저압 실린더(121) 내에 공존한 다. 저압 베인(124)과 저압 롤러(123)에 의해 구획되며, 저압 냉매 유입홀(126)이 포함되는 부분을 저압 냉매 유입부(Sl), 중간압 토출홀(127)이 포함되는 부분을 중간압 냉매 토출부(Dm)라 한다. 여기서 저압 탄성부재(125)는 저압 베인(124)이 저압 롤러(123)와 접촉을 유지하도록, 저압 베인(124)에 힘을 가해주는 수단이다. 저압 베인(124)이 위치할 수 있도록 저압 실린더(121)에 형성된 베인 홀(124h)은 저압 실린더(121)를 횡방향으로 관통하도록 형성된다. 베인 홀(124)을 통해, 저압 베인(124)이 안내되며, 저압 베인(124)에 힘을 가해주는 저압 탄성부재(125)가 저압 실린더(121)를 관통하여 밀폐 용기(101)까지 연장된다. 저압 탄성부재(125)의 일단은 저압 베인(124)과 접촉하고, 타단은 밀폐 용기(101)와 접촉하여, 저압 베인(124)이 저압 롤러(123)와 접촉을 유지하도록 저압 베인(124)을 밀어준다. 5 is a cross-sectional view of the low
또한 저압 실린더(121)에는 저압 압축 어셈블리(120)에서 압축된 냉매가 하부 베어링(161)이 형성하는 중간압실(Pm)을 거쳐 고압 압축 어셈블리(130)로 유입될 수 있도록 중간압 연통홀(120a)이 형성된다. 중간압 연통홀(120a)은 저압 유입홀(126)에 삽입되는 냉매 유입관(151)과 겹치지 않도록, 즉, 내부유로(180)와 냉매 유입관(151)이 겹치지 않도록, 냉매 유입관(151)을 피해 형성된다. 냉매 유입관(151)과 일부 겹치더라도 중간압의 냉매가 중간압실(Pm)로부터 고압 압축 어셈블리(130)로 유입되도록 형성한다. 그러나, 이 경우 내부유로(180)가 냉매 유입관(151)에 겹쳐지는 단면적만큼 손실을 볼 수 있으므로 바람직한 것은 아니다. 또한 냉매가 냉매 유입관(151) 주변을 우회하면서, 압력이 저하될 수 있다.In addition, the
도 5에 도시된 바와 같이 회전축(113)의 회전에 의해 저압 편심부(122)가 회전하고, 저압 롤러(123)가 저압 실린더(121)를 따라 구르면, 저압 유입부(Sl)의 체적이 늘어나면서 저압 유입부(Sl)가 저압이 되므로, 저압 유입홀(126)을 통해 냉매가 유입된다. 반면, 중간압 토출부(Dm)의 체적은 줄어들면서, 중간압 토출부(Dm)에 채워진 냉매가 압축되어, 중간압 토출홀(127)을 통해 토출된다. 저압 편심부(122)와 저압 롤러(123)의 회전에 따라 저압 유입부(Sl)와 중간압 토출부(Dm)의 부피는 계속 변하며, 1회전 시마다 압축 냉매를 토출하게 된다. As shown in FIG. 5, when the low pressure
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리식 2단 압축기의 일부이다. 하부로부터 순차로, 하부 베어링(161), 저압 압축 어셈블리(120), 중간판(140), 고압 압축 어셈블리(130)가 적층되어 있다. 전술한 바와 같이, 저압의 냉매가 냉매 유입관(151) 및 저압 유입홀(126)을 통해 저압 실린더(121)로 유입되어 압축된 뒤, 중간압 토출홀(127)을 통해 저압 압축 어셈블리(120)의 하면과 하부 베어링(161) 및 하부 커버(171)에 의해 제한되는 공간인 중간압실(Pm)으로 토출된다. 중간압 토출홀(127)과 하부 베어링(161)의 중간압 토출홀(161h)이 서로 겹쳐질 수 있도록 하부 베어링(161)에 중간압 토출홀(161h)이 형성되고, 하부 베어링(161)의 중간압 토출홀(161h) 하부에는 밸브(미도시)가 설치되어 저압 압축 어셈블리(120)의 중간압 토출부(Dm)에서 압축된 냉매가 소정의 압력까지 압축되면, 중간압실(Pm)로 토출되도록 한다. 중간압실(Pm)로 토출된 냉매는 다시 하부 베어링(161)에 형성된 중간압 연통홀(161a)을 통해, 저압 실린더(121)에 형성된 중간압 연통홀(120a) 및 중간판(140)에 형성된 중간압 연통홀(140a)를 지나 고압 실린더(131)의 중간압 유입홈(130a)를 통해 고압 압축 어셈블리(130)로 유입된다. 하부 베어링(161)의 중간압 연통홀(161a), 저압 압축 어셈블리의 중간압 연통홀(120a), 중간판(140)의 중간압 연통홀(140a) 및 고압 압축 어셈블리(130)의 중간압 유입홈(130a)은 저압 압축 어셈블리(120)에서 압축된 중간압의 냉매가 지나가는 내부유로(180)를 형성한다. 이때, 고압 압축 어셈블리(130)의 중간압 유입홈(130a)은 고압 실린더(131)의 내부 공간과 연통할 수 있도록, 경사진 홈의 형태로 형성된다. 중간압 유입홈(130a)의 하부 일부는 중간판(140)의 중간압 연통홀(140a)와 맞닿도록 형성되어, 내부유로(180)의 일부를 이루며, 압축된 중간압의 냉매는 중간압 유입홈(130a)을 통해 고압 실린더(131) 내부로 유입된다. 내부유로(180)를 통해, 중간압의 냉매가 고압 압축 어셈블리(130)로 유입되면, 고압 압축 어셈블리(130)에서는 저압 압축 어셈블리(120)에서와 같은 작동원리로 중간압의 냉매를 고압으로 압축한다. 6 to 8 are a part of a rotary two-stage compressor according to an embodiment of the present invention. A
상기한 바와 같이 중간압의 냉매가 지나가는 내부유로(180)가 별도의 관에 의해 형성되지 않고, 밀폐 용기(101)의 내부에 형성하면, 소음을 저감할 수 있고, 내부유로(180)의 길이를 단축할 수 있어, 저항에 의한 냉매압의 손실을 줄일 수 있다. 또한 상기에서는 중간압실(Pm)이 하부 베어링(161)에 형성되는 일 예를 설명하고 있으나, 중간압실(Pm)은 상부 베어링(162) 및 중간판(140) 중 어느 하나에 형성될 수도 있다. 이에 따라, 구체적인 구조가 조금씩 달라질 수 있으나, 어느 경우에도 2단 압축 어셈블리 내부에 내부 유로(180)를 형성하여, 내부 유로(180)를 통해 저압 압축 어셈블리(120)에서 압축된 중간압의 냉매가 고압 압축 어셈블리(130)로 안내된다. 이러한 구성을 통해, 중간압의 냉매가 안내되는 유로의 길이를 단축하여, 유동 손실을 최소화할 수 있고, 밀폐 용기(101)를 관통하는 연결 관을 지나지 않아 소음 및 진동을 저감할 수 있다. As described above, when the
이때, 냉매 유입관(151)에 의해 내부유로(180)가 가로막히지 않도록, 내부유로(180)를 이루는 저압 압축 어셈블리(120)의 중간압 연통홀(120a), 중간판(140)의 중간압 연통홀(140a) 및 고압 압축 어셈블리(130)의 중간압 유입홈(130a)는, 압축기(100)의 축방향에서 보았을 때, 냉매 유입관(151)과 이격되어 형성된다. At this time, the intermediate
하부 베어링(161)의 중간압 연통홀(161a)은 저압 실린더(121)에 연결된 냉매 유입관(151)과 겹쳐져서 막히지 않도록 냉매 유입관(151)이 삽입되는 위치를 피해서 형성된다. 냉매 유입관(151)은 저압 실린더(121)에 형성된 저압 유입홀(126)에 삽입된다. 저압 유입홀(126)은 저압 베인(124: 도 5에 도시)이 삽입되는 저압 베인 삽입홀(124h)에 가깝게 형성된다. 저압 베인(124: 도 5에 도시)에서 저압 유입홀(126)이 멀어질수록, 저압 실린더(121)의 내부 공간 중에서 냉매의 압축에 기여하지 못하는 사체적이 커지기 때문이다. The intermediate
또한 고압 실린더(131)의 중간압 유입홈(130a)은 고압 실린더(131)의 하부로부터 상부까지 관통하도록 형성되지 않고, 고압 실린더(131)의 하부로부터 고압 실린더(131)의 내부 공간으로 연통하도록 비스듬하게 형성된다. 이때, 중간압 유입홈(130a)은 고압 베인(미도시)이 삽입되는 고압 베인홀(134h)에 가깝게 형성된다. 저압 압축 어셈블리에서와 마찬가지로, 중간압 유입홈(130a)이 고압 베인(미도시)에 가깝게 형성되어야 고압 실린더(131) 내부 공간에서 사체적을 줄일 수 있기 때 문이다. In addition, the intermediate
저압 베인(124)과 고압 베인(미도시)은 동일 축 상에 위치한다. 따라서, 하부 베어링(161)에 형성된 중간압 연통홀(161a)과 고압 실린더(131)에 형성된 중간압 유입홈(130a)이 동일 축 상에 형성되지 못하고, 수평방향 위치가 서로 이격되어 형성된다. 본 발명의 제3 실시예에서는 하부 베어링(161)의 중간압 연통홀(161a)과 고압 실린더(131)의 중간압 연통홀(130a)을 연결하기 위해, 저압 실린더(121)의 중간압 연통홀(120a) 및 중간판(140)의 중간압 연통홀(140a)가 대략 나선형으로 형성된다. 저압 실린더(121)의 중간압 연통홀(120a) 및 중간판(140)의 중간압 연통홀(140a)는 나선형으로 서로 겹치도록 형성된다. 즉, 저압 실린더(121)의 중간압 연통홀(120a)과 중간판(140)의 중간압 연통홀(140a)이 겹쳐서 나선형의 연통홀을 형성한다. 이때, 나선형의 연통홀의 일단은 하부 베어링(161)의 중간압 연통홀(161a)과 겹치고, 타단은 고압 실린더(131)의 중간압 유입홈(130a)과 겹친다. 여기서 저압 실린더(121)의 중간압 연통홀(120a)의 일단은 하부 베어링(161)의 중간압 연통홀(161a)과 연결되도록 관통된다. 즉, 저압 실린더(121)의 중간압 연통홀(120a)은 하부 베어링(161)의 중간압 연통홀(161a)과 맞닿는 일단이 저압 실린더(121)의 수직 방향으로 관통되도록 형성되고, 중간압 연통홀(120a)의 나머지 부분은, 관통된 일단으로부터 타단으로 갈수록 중간압 연통홀(120a)의 하단 부분이 점차 높아지면서, 전체적으로 나선형으로 형성된다. 또한, 중간판(140)의 중간압 연통홀(140a)은 이와 반대로, 나선형의 연통홀의 타단, 즉 상부 실린더(130)의 중간압 유입홈(130a)과 겹치는 타단이 중간판(140)의 수직 방향으로 관통되도록 형성 된다. 또한, 하부 베어링(161)의 중간압 연통홀(161a)과 겹치는 일단으로부터 타단으로 갈수록 중간압 연통홀(120a)의 상단 부분이 점차 높아지면서, 전체적으로 나선형으로 형성된다. The low-
저압 실린더(121)의 중간압 연통홀(120a) 및 중간판(140)의 중간압 연통홀(140a)이 나선형으로 형성되면, 냉매가 저압 실린더(121)의 중간압 연통홀(120a) 및 중간판(140)의 중간압 연통홀(140a)을 따라서 받게 되는 저항이 감소된다는 장점이 있다. 물론 저압 실린더(121)의 중간압 연통홀(120a) 및 중간판(140)의 중간압 연통홀(140a)은 나선형뿐만 아니라, 상단 또는 하단의 높이가 변함이 없는 원호(弧)형과 같은 형상으로 형성될 수도 있다. When the intermediate
또한, 저압 실린더(121)의 중간압 연통홀(120a) 및 중간판(140)의 중간압 연통홀(140a)이 나선형 또는 호형으로 형성되면, 나선형 또는 호형의 중간압 연통홀(120a, 140a)의 중심 부분에 체결 홀(120b, 140b)을 형성할 수 있다. 하부 베어링(161), 저압 실린더(121), 중간판(140), 고압 실린더(131), 상부 베어링(162)는 일반적으로 볼트를 통해 체결된다. 이때, 볼트가 체결되는 체결 홀(161b, 120b, 130b, 140b, 162b)은 냉매 유입관(151), 중간압 연통홀(161a, 120a, 130a, 162a), 중간압 유입홈(140a) 및 중간압 토출홀(127)과 같은 다양한 부재 및 내부 유로를 피해서 형성되어야 한다. 또한 체결 홀(161b, 120b, 130b, 140b, 162b)은 적어도 세 곳 이상에 형성되어야 하며, 체결력을 전체 압축기 어셈블리(105)에 고르게 분산할 수 있어야 한다. 이때, 저압 실린더(121)의 중간압 연통홀(120a) 및 중간판(140)의 중간압 연통홀(140a)은 하부 베어링(161)의 중간압 연통홀(161a) 및 고 압 실린더(131)의 중간압 유입홈(130a)에 비해 길이가 길어, 체결 홀(161b, 120b, 130b, 140b, 162b)을 다수 개 형성하는 데 방해가 된다. 따라서, 저압 실린더의 중간압 연통홀(120a) 및 중간판(140)의 중간압 연통홀(140a)이 나선형 또는 원호형과 같은 형태로 형성되면, 나선형 또는 원호형의 중심에 체결 홀(161b, 120b, 130b, 140b, 162b)을 형성할 수 있어, 다수 개의 체결 홀(161b, 120b, 130b, 140b, 162b)을 전체 압축기 어셈블리(105)에 분산 배치하는데 유리하다. When the intermediate
도 9는 본 발명에 따른 로터리식 2단 압축기가 구비하는 회전축의 일 예이다. 회전축(113)에는 저압 편심부(122)와 고압 편심부(132)가 결합되어 있다. 저압 편심부(122)와 고압 편심부(132)는 진동을 저감하기 위해, 일반적으로 180°의 위상차를 가지며 회전축(113)에 결합된다. 또한 회전축(113)은 내부가 비어있는 중공축이며, 저압 편심부(122)의 하부와 고압 편심부(132)의 상부에 오일 연통홀(103a)을 구비한다. 또한, 회전축(113)의 내부에는 나선형으로 휘어진 박판의 스터러(103b)가 삽입된다. 스터러(103b)는 회전축(113) 내부에 끼워지며, 회전축(113)이 회전할 때, 회전축(130)과 함께 회전한다. 회전축(113)의 회전에 의해 스터러(103b)가 함께 회전하면서, 밀폐 용기(101: 도 4에 도시) 하부에 충진되어 있던 오일이 스터러(103b)를 따라 회전축(113) 내부를 따라 올라가게 되며, 회전축(113)에 형성된 오일 연통홀(103a)을 통해 일부가 저압 실린더(121), 중간판(140) 및 고압 실린더(131)으로 빠져나와, 저압 롤러(123: 도 5에 도시) 및 고압 롤러(미도시) 등을 윤활하게 된다. 9 is an example of a rotary shaft provided in the rotary two-stage compressor according to the present invention. The low pressure
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 인젝션 관이 삽입된 압축기를 도시한 도면이다. 본 발명에 따른 2단 압축기는 내부유로(180)가 별도의 관이 아니므로, 상술한 상분리기(500)에서 분리된 냉매 기체가 유입되는 인젝션 관(153)은 내부유로(180)의 어느 곳에 설치되어도 무방하다. 예를 들어, 중간압실(Pm)을 형성하는 하부 베어링(161), 중간판(140), 고압 실린더(131) 중 어느 하나에 관통홀(153h)을 형성하고, 관통홀(153h)에 인젝션 관(153)을 삽입하여, 냉매 기체가 유입되도록 할 수 있다. 도 8에서와 같이, 저압 실린더(121)의 중간압 토출홀(127)을 관통하도록 관통홀(153h)을 형성하거나, 하부 베어링(161)에 관통홀(153h)을 형성하고, 이 관통홀(153h)에 인젝션 관(153)을 삽입하면, 중간압실(Pm)과 내부유로(180)를 지나면서 압력 로스가 생긴다는 단점이 있다. 그러나 인젝션 관(153)을 통해 액상의 냉매가 유입되더라도 중간압실(Pm)의 하부로 흘러서 고이게 되므로, 압축기(100)의 거동이 안정하다는 장점이 있다. 10 is a view illustrating a compressor in which an injection tube is inserted according to an embodiment of the present invention. In the two-stage compressor according to the present invention, since the
도 11 및 도 12는 각각 U 자형 관 및 내부 유로를 중간압 유로로 하는 본 발명의 로터리식 2단 압축기의 흡입경을 도시한 개략도이다.11 and 12 are schematic diagrams showing the suction diameters of the rotary two-stage compressor of the present invention in which the U-shaped pipe and the inner flow path are used as intermediate pressure flow paths, respectively.
도 11을 참조하면, U 자형 관을 중간압 유로로 하는 본 발명의 일 실시예는 냉매 유입관(151)이 저압 압축 어셈블리(120)에 삽입된다. 냉매 유입관(151)을 통해 유입된 저압의 냉매가 저압 압축 어셈블리(120)에서 압축되어 중간압실(Pm)으로 토출된다. 이후, 중간압실(Pm)과 고압 압축 어셈블리(130)에 양단이 각각 연결된 U자형 관(182)에 의해 고압 압축 어셈블리(130)로 유입된 뒤, 고압으로 압축되어 밀폐 용기(101) 내부로 토출된다. 이때, 냉매 유입관(151)이 삽입되어, 저압 압축 어셈블리(120)로 유입되는 냉매 유입홀(126: 도 4에 도시)의 직경이 저압 냉매 유입 부의 직경(d1)이 된다. 또한, U자형 관(182)은 중간압실(Pm)에 연결된 일단과, 고압 압축 어셈블리(130)에 연결된 일단의 직경이 같으며, U자형 관(182)의 직경이 중간압 냉매 유입부의 직경(d2)이다. Referring to FIG. 11, in an embodiment of the present invention in which the U-shaped tube is an intermediate pressure flow path, the
도 12를 참조하면, 내부 유로를 중간압 유로로 하는 본 발명의 다른 일 실시예는 냉매 유입관(151)이 저압 압축 어셈블리(120)에 삽입되고, 2단 압축 어셈블리(105) 내부에 형성된 내부 유로(180)를 통해, 저압 압축 어셈블리(120)에서 압축된 중간압의 냉매가 고압 압축 어셈블리(130)로 유입된다. U 자형 관을 중간압 유로로 하는 본 발명의 일 실시예와 마찬가지로, 냉매 유입관(151)이 삽입되어, 저압 압축 어셈블리(120)로 유입되는 냉매 유입홀(126: 도 4에 도시)의 직경이 저압 냉매 유입부의 직경(d1)이 된다. 중간압 냉매 유입부의 직경(d2)은 내부 유로(180)의 직경이 된다. Referring to FIG. 12, in another embodiment of the present invention using an inner flow path as a medium pressure flow path, a
도 13 및 도 14는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리식 2단 압축기가 포함하는 저압 냉매 유입부의 예를 도시한 도면이다. 도 13은 제1 예를 도시한 것으로, 저압 실린더(121)에 형성되는 저압 냉매 유입홀(126)의 직경이 저압 실린더(121)의 외경으로부터 내경까지 일정하게 형성된 경우, 일정한 저압 냉매 유입홀(126)의 직경이 저압 냉매 유입부의 직경(d1)이다. 13 and 14 are views illustrating examples of the low pressure refrigerant inlet included in the rotary two-stage compressor according to the embodiment of the present invention. FIG. 13 illustrates a first example. When the diameter of the low pressure
도 14는 제2 예를 도시한 것으로, 저압 냉매 유입홀(126)의 직경은 저압 실린더(121)의 내경 측이 외경 측보다 작게 형성되어, 저압 냉매 유입홀(126)은 단차지게 형성된다. 이때, 저압 냉매 유입홀(126)의 직경이 작은 내경 측의 직경이 저압 냉매 유입부의 직경(d1)이다. 저압 냉매 유입홀(126)이 단차지게 형성된 경우, 저압 냉매 유입홀(126)에 삽입되는 냉매 유입관(151: 도 4에 도시)의 삽입 위치를 제한할 수 있어, 냉매 유입관(151: 도 4에 도시)의 설치가 용이하다.FIG. 14 illustrates a second example, wherein the diameter of the low pressure
도 15는 다양한 크기의 중간압 냉매 유입부의 직경을 비교하기 위한 고압 실린더의 일 예를 도시한 도면이고, 도 16은 저압 냉매 유입부(126)의 직경(d1)에 대한 중간압 냉매 유입부(136)의 직경(d2)의 비(d2/d1)에 따른 에너지 효율비(EER)을 도시한 그래프이다. 도 15 및 도 16을 참조하면, 고압 실린더(131)에는 U자형 관(182: 도 11에 도시)이 삽입되는 중간압 냉매 유입부(136)가 형성된다. 중간압 냉매 유입부(136)의 직경(d2)은 저압 냉매 유입부의 직경(d1: 도 11에 도시)보다 작은 직경(A), 같은 직경(B) 및 더 큰 직경(C)이 될 수 있다. 이때, 중간압 냉매 유입부(136)의 직경(d2)이 지나치게 큰 경우, 실질적으로 압축에 이용될 수 있는 고압 실린더(131) 내부의 체적이 줄어들고, 흡입압도 떨어지게 된다. 즉, 실 압축 거리가 줄어들고, 흡입압이 떨어져서 손실이 증가하게 된다. 따라서 저압 냉매 유입부(126)의 직경(d1)에 대한 중간압 냉매 유입부(136)의 직경(d2)의 비(d2/d1)는 1.1 미만인 것이 바람직하다. FIG. 15 is a view illustrating an example of a high pressure cylinder for comparing the diameters of the medium pressure refrigerant inlets of various sizes, and FIG. 16 is a medium pressure refrigerant inlet unit (D1) for the diameter d1 of the low pressure
또한 중간압 냉매 유입부(136)의 직경(d2)이 지나치게 작은 경우, 실 압축 길이가 길어져 고압 실린더(131)의 내부 체적은 늘어난다. 그러나 중간압 냉매의 유동 시 마찰 등으로 인해 유동 손실로 작용하므로, 손실이 증가한다. 따라서 저압 냉매 유입부(126)의 직경(d1)에 대한 중간압 냉매 유입부(136)의 직경(d2)의 비(d2/d1)는 0.5를 초과하는 것이 바람직하다. In addition, when the diameter d2 of the intermediate pressure
즉, 저압 냉매 유입부(126)의 직경(d1)에 대한 중간압 냉매 유입부(136)의 직경(d2)의 비(d2/d1)는 다음과 같은 식,That is, the ratio d2 / d1 of the diameter d2 of the medium pressure
을 만족하는 것이 바람직하다. 이 경우, 에너지 효율비(EER)를 9.6 이상으로 향상시킬 수 있다는 것이 실험을 통해 확인됐다. 특히, 저압 냉매 유입부(126)의 직경(d1)에 대한 중간압 냉매 유입부(136)의 직경(d2)의 비(d2/d1)가 0.6 내지 1.0 사이인 경우, 에너지 효율비(EER)를 9.8 이상으로 향상시킬 수 있다.Is satisfied. In this case, it was confirmed through experiments that the energy efficiency ratio (EER) can be improved to 9.6 or more. In particular, when the ratio d2 / d1 of the diameter d2 of the medium pressure
가장 바람직하게는, 저압 냉매 유입부(126)의 직경(d1)에 대한 중간압 냉매 유입부(136)의 직경(d2)의 비(d2/d1)를 0.9 내지 1.0 사이의 값으로 한 경우, 에너지 효율비를 10.0 이상으로 향상시킬 수 있었다. Most preferably, when the ratio d2 / d1 of the diameter d2 of the medium pressure
도 15는 U자형 관을 중간압 유로로 하는 일 실시예에 따른 2단 압축기가 구비하는 고압 실린더를 도시한 것이나, 내부 유로를 중간압 유로로 하는 다른 일 실시예에 따른 고압 실린더의 경우에, 내부 유로의 직경을 중간압 냉매 유입부의 직경(d2)으로 하여, 동일한 조건을 적용한다. FIG. 15 illustrates a high pressure cylinder included in a two-stage compressor according to an embodiment in which a U-shaped tube is an intermediate pressure flow path, but in the case of a high pressure cylinder according to another embodiment in which the internal flow path is an intermediate pressure flow path. The same condition applies, with the diameter of the internal flow path being the diameter d2 of the medium pressure refrigerant inlet.
이하 도 3 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리식 2단 압축기의 개략적인 작동 원리를 설명한다. 3 to 10, a schematic operation principle of a rotary two-stage compressor according to an embodiment of the present invention will be described.
냉동 사이클을 순환하는 냉매는 압축기(100)로 유입되기 전, 어큐뮬레이터(200)에 일시적으로 저장된다. 어큐뮬레이터(200)는 냉매의 일시적인 저장공간 역할을 하며, 압축기(100)로 기체만이 유입되도록 기액분리기의 기능도 한다. 어큐뮬레이터(200)에서 기체의 냉매가 냉매유입관(151)을 통해 저압 압축 어셈블 리(120)의 저압 실린더(121) 내부로 유입된다. 냉매유입관(151)은 밀폐용기(101)를 관통하며, 밀폐용기(101)에 용접에 의해 고정된다. 또한 저압 실린더(121)에 형성된 냉매 유입홀(126)에 삽입된다. 냉매 유입홀(126)은 저압 실린더(121)의 내경까지 관통되어 있다. 냉매 유입홀(126)을 통해 저압 실린더(121)의 내부 공간으로 유입된 냉매는 저압 실린더(121)와 저압 롤러(123)의 상대운동에 의해, 저압 실린더(121), 저압 롤러(123) 및 저압 베인(124)에 의해 정의된 공간의 체적 변화에 의해 압축된다. 압축된 냉매는 저압 실린더(121)로부터 내부유로(180)을 통해 고압 실린더(131)로 유입된 뒤, 고압 압축 어셈블리(130)에 의해 압축된다. The refrigerant circulating in the refrigeration cycle is temporarily stored in the
내부유로(180)는 저압 실린더(121)의 중간압 토출홀(127), 중간압실(Pm), 하부 베어링(161)의 중간압 연통홀(161a), 저압 실린더의 중간압 연통홀(120a), 중간판(140)의 중간압 연통홀(140a) 및 고압 실린더(131)의 중간압 유입홈(130a)에 의해 중간압의 냉매가 저압 실린더(121)로부터 고압 실린더(131)로 유입될 수 있도록 연결하는 유로이다. 여기서 중간압실(Pm)은 파이프로 치환하거나 삭제할 수도 있다. The
즉, 저압 압축 어셈블리(120)에 의해 압축된 냉매는 저압 실린더(121)에 형성된 중간압 토출홀(127)에 의해 저압 실린더(121) 하부에 형성된 중간압실(Pm)으로 토출된다. 중간압실(Pm)은 하부 베어링(161)과 하부 커버(171)에 의해 정의된다. 또한 하부 베어링(161)에는 저압 실린더(121)의 중간압 토출홀(127)과 겹치도록 중간압 토출홀(161h)이 형성된다. 또한 하부 베어링(161)에는 중간압 토출홀(161)을 개폐하는 밸브(191)가 설치되어 있다. 밸브(191)는 설정된 압력 이상에 서 저압 실린더(121)의 중간압 토출홀(127) 및 하부 베어링(161)의 중간압 토출홀(161h)을 개방한다. 밸브(191)의 개방에 의해 중간압실(Pm)로 토출된 중간압의 냉매는 하부 베어링(161)의 중간압 연통홀(161a), 저압 실린더(121)의 중간압 연통홀(120a), 중간판(140)의 중간압 연통홀(140a) 및 고압 실린더(131)의 중간압 유입홈(131a)을 통해 고압 실린더(131)의 내부 공간으로 유입된다. 이때, 저압 실린더(121)의 중간압 연통홀(120a)에는 인젝션 관(153)이 연결되며, 인젝션 관(153)을 통해 상분리기(500)에서 분리된 기체의 냉매가 내부 유로(180)로 분사된다. 상분리기(500)에서 분리된 냉매는 증발기(400)를 거친 냉매보다 고압이므로, 상분리기(500)에서 분리된 냉매를 저압 압축 어셈블리(120)에서 압축된 냉매와 함께 고압 압축 어셈블리(130)로 유입하여 압축한 뒤 토출하면, 압축기(100)의 입력 전력을 저감할 수 있다.That is, the refrigerant compressed by the low
상분리기(500)에서 분리된 냉매와, 저압 압축 어셈블리(120)에서 압축된 냉매는 고압 실린더(131)의 중간압 유입홈(130a)를 통해 고압 실린더(131)의 내부로 유입되고, 고압 압축 어셈블리(130)에 의해 저압 압축 어셈블리(120)와 같은 작동 원리로 고압으로 압축된다. 고압 압축 어셈블리(130)에서 고압으로 압축된 냉매는 고압 실린더(131)의 고압 토출홀(137)과, 상부 베어링(162)에 형성된 고압 토출홀(162h)을 통해 상부 베어링(162)과 상부 커버(172) 사이에 마련된 토출 공간(D)으로 토출된다. 이때 상부 베어링(162)의 상부에는 밸브(192)가 설치되어, 고압 실린더(131)의 고압 토출홀(137)과 상부 베어링(162)의 고압 토출홀(162h)를 개폐한다. 따라서 고압 압축 어셈블리(130)에서 소정 압력 이상으로 냉매가 압축된 경우 에만 고압 실린더(131)의 고압 토출홀(137) 및 상부 베어링(162)의 고압 토출홀(162h)을 개방하여 냉매가 토출공간(D)으로 토출되도록 한다. 고압의 냉매는 토출공간(D)에 일시적으로 저장되며, 이후 상부 커버(172)의 토출 포트(172p)를 통해 밀폐 용기(101)의 상부로 토출된다. 밀폐 용기(101)의 내부는 고압의 냉매로 충진된다. 밀폐 용기(101)에 충진된 고압의 냉매는 밀폐 용기(101)의 상부를 관통하는 토출관(152)를 통해 외부로 토출되어, 냉동 사이클을 순환한 뒤, 다시 어큐뮬레이터(200) 및 상분리기(500)를 통해 압축기(100)로 유입되어 압축 과정을 거친다. The refrigerant separated from the
또한 밀폐 용기(101)의 하부에는 압축기 어셈블리(105)를 윤활하기 위한 윤활 오일이 충진되어 있다. 윤활 오일은 회전축(113)에 삽입된 스터러(103b)의 회전에 의해 회전축(113)의 내부를 따라 올라가다, 회전축(113)에 형성된 오일 연통홀(103)을 통해 저압 압축 어셈블리(120) 및 고압 압축 어셈블리(130)로 유입되어 압축기 어셈블리(105)를 윤활한다. 또한, 저압 실린더(121) 및 고압 실린더(131)에 형성된 베인 홀(124h, 134h)을 통해 저압 압축 어셈블리(120) 및 고압 압축 어셈블리(130)로 유입되어 압축기 어셈블리(105)를 윤활하기도 한다.In addition, the lower portion of the sealed
본 발명이 제공하는 로터리식 2단 압축기는, 저압 압축 어셈블리로 냉매가 유입되는 저압 냉매 유입부과, 저압 압축 어셈블리에서 압축된 중간압의 냉매가 고압 압축 어셈블리로 유입되는 중간압 냉매 유입부의 크기를, 각 압축 어셈블리의 압축 능력 및 체적 유량에 따라 조절되어, 압축기의 압축 효율을 향상시킬 수 있 다.The rotary two-stage compressor provided by the present invention includes a low pressure refrigerant inlet for introducing refrigerant into the low pressure compression assembly, and an intermediate pressure refrigerant inlet for introducing medium pressure refrigerant compressed in the low pressure compression assembly into the high pressure compression assembly. The compression capacity and volumetric flow rate of each compression assembly can be adjusted to improve the compression efficiency of the compressor.
또한 본 발명이 제공하는 로터리식 2단 압축기는, 냉매 유입부의 구조에 따라, 각 냉매 유입부의 크기를 조절하여, 압축기의 압축 효율을 향상시킬 수 있다. In addition, the rotary two-stage compressor provided by the present invention can improve the compression efficiency of the compressor by adjusting the size of each refrigerant inlet according to the structure of the refrigerant inlet.
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