KR101974854B1 - 용량 변조 시스템을 포함하는 압축기 - Google Patents

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데니스 디 팩스
스티븐 배리 터미노
트로이 알 브라스톰
앤서니 조셉 달링하스
브라이언 알 버틀러
후아 쉬
민디 랜저
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Abstract

압축기(10)는 제1 및 제2 스크롤(68, 70), 밀봉 조립체(20) 및 밸브 링(126)을 포함할 수 있다. 제1 스크롤(70)은 토출 통로(92)를 갖는 제1 단부판(84), 변조 포트(112) 및 우회 통로(110)를 포함할 수 있다. 변조 포트(112)는 제1 및 제2 스크롤(68, 70)의 나선 랩들(74, 86) 사이에 형성되는 제1 포켓(94)과 연통할 수 있다. 우회 통로(110)는 제1 및 제2 스크롤(68, 70)의 나선 랩들(74, 86) 사이에 형성되는 제2 포켓(96)과 연통할 수 있다. 변조 밸브 링(126)은 제1 위치와 제2 위치 사이에서 밀봉 조립체(20) 및 제1 스크롤(70)에 대하여 축 방향으로 변위 가능하다. 밸브 링(126)은 제1 위치에 있을 때 제1 스크롤(70)의 단부판(84)에 인접하고 변조 포트(112)를 닫을 수 있다. 밸브 링(126)은 제2 위치에 있을 때 밀봉 조립체(20)의 축방향 지향 표면에 인접할 수 있고 단부판(84)으로부터 이격되어 변조 포트(112)를 열 수 있다.

Description

용량 변조 시스템을 포함하는 압축기
본 출원은 2015년 10월 29일자로 출원된 미국 가출원 No. 62/247,967 및 2015년 10월 29일자로 출원된 미국 가출원 No. 62/247,957의 우선권을 주장한다. 전술한 가출원 문헌 각각의 전체 개시 내용은 본원에 참조로 통합된다.
본 개시는 용량 변조 시스템을 포함하는 압축기에 관한 것이다.
여기서는 본 개시에 관련한 배경 정보를 제공하며 이는 반드시 선행 기술을 지칭하지 않는다.
예를 들어 열 펌프 시스템, 냉동 시스템 또는 에어 컨디셔닝 시스템과 같은 공기 조화 시스템은 외부 열 교환기, 내부 열 교환기, 내부와 외부의 열 교환기 사이에 배치되는 팽창 장치, 및 내부와 외부의 열 교환기 사이에서 작동유(예: 냉매 또는 이산화탄소)를 순환시키는 하나 이상의 압축기를 구비하는 유체 회로를 포함할 수 있다. 하나 이상의 압축기가 설치된 공기 조화 시스템이 필요 시 냉각 및/또는 가열 효과를 효과적 및 효율적으로 제공할 수 있도록 보장하기 위해 하나 이상의 압축기가 효율적이면서 신뢰할만하게 구동하는 것이 바람직하다.
본 발명은 압축기를 제공한다.
여기서는 본 개시를 개괄적으로 요약한 것으로 개시의 전체 범위 또는 전체 특징 모두를 종합적으로 개시하고 있지 않다.
일 형태에서, 본 개시는 쉘 조립체(shell assembly), 제1 및 제2 스크롤 부재, 플로팅 밀봉 조립체(floating seal assembly) 및 변조 밸브 링을 포함할 수 있는 압축기를 제공한다. 쉘 조립체는 흡입 압력 영역 및 토출 압력 영역을 정의(define)할 수 있다. 쉘 조립체는 토출 압력 영역으로부터 흡입 압력 영역을 분리하는 칸막이를 포함할 수 있다. 제1 스크롤 부재는 쉘 조립체 내에 배치될 수 있고, 토출 통로를 갖는 제1 단부판, 변조 포트, 우회 통로 및 제1 단부판으로부터 연장되는 제1 나선 랩(spiral wrap)을 포함할 수 있다. 제2 스크롤 부재는 쉘 조립체 내에 배치될 수 있고 제2 단부판을 포함할 수 있으며, 제2 단부판은 이로부터 연장되는 제2 나선 랩을 가진다. 제1 및 제2 나선 랩은 서로 메시 방식으로 체결되어, 제1 스크롤 부재에 대해 상대적인 제2 스크롤 부재의 선회 변위 중에 일련의 포켓들을 형성한다. 변조 포트는 포켓들 중 제1 포켓과 연통할 수 있다. 우회 통로는 포켓들 중 제2 포켓과 연통할 수 있다. 플로팅 밀봉 조립체는 칸막이 및 제1 스크롤 부재와 체결될 수 있고, 흡입 압력 영역으로부터 토출 압력 영역을 격리할 수 있다. 변조 밸브 링은 축 방향으로 플로팅 밀봉 조립체와 제1 단부판 사이에 위치할 수 있고, 제1 단부판으로부터 연장되는 허브의 외반경 표면 및 플로팅 밀봉 조립체의 외반경 표면과 밀봉 체결되어 우회 통로와 유체 연통하는 축방향 우회 챔버를 정의할 수 있다. 변조 밸브 링은 제1 위치와 제2 위치 사이에서 축 방향으로 변위 가능할 수 있다. 변조 밸브 링은 제1 위치에 있을 때 제1 단부판에 인접할 수 있고 변조 포트를 닫을 수 있다. 변조 밸브 링은 제2 위치에 있을 때 플로팅 밀봉 조립체의 축방향 지향 표면(axially-facing)에 인접할 수 있고, 제1 단부판으로부터 이격되어 변조 포트를 개방할 수 있다.
포트는 흡입 밀폐(seal-off) 위치로부터의 제1 랩 각도에 위치할 수 있고, 우회 통로는 흡입 밀폐 위치로부터의 제2 랩 각도에 위치한다. 일부 구성에서, 제2 각도에 대한 제1 각도의 비율은 0.65와 0.75 사이일 수 있다.
일부 구성에서, 변조 밸브 링이 제2 위치에 있을 때 변조 밸브 링은 플로팅 밀봉 조립체가 축 방향으로 칸막이에 가까워지도록 강제한다.
일부 구성에서, 압축기는 변조 리프트 링을 포함하고, 변조 리프트 링은 축 방향으로 변조 밸브 링과 제1 단부판 사이에 위치하며 변조 밸브 링과 밀봉 체결되어 변조 밸브 링과 변조 리프트 링 사이에서 변조 제어 챔버를 정의한다.
일부 구성에서, 압축기는 제1 및 제2 모드에서 작동 가능하고 변조 제어 챔버와 유체 연통하는 변조 제어 밸브 조립체를 포함할 수 있다. 변조 제어 밸브 조립체는 변조 제어 챔버 내에서 구동 압력을 제어할 수 있고, 제1 모드에서 작동할 때 변조 제어 챔버 내에 제1 압력을 제공하여 변조 밸브 링이 제1 위치로 변위하고, 압축기가 완전 용량 모드로 작동하게 할 수 있다. 변조 제어 밸브 조립체는 제2 모드에서 작동할 때 제1 압력보다 큰 제2 압력을 변조 제어 챔버 내에 제공하여 변조 밸브 링이 제2 위치로 변위하고, 압축기는 부분 용량 모드로 작동하게 할 수 있다.
일부 구성에서, 변조 밸브 링이 제2 위치에 있을 때, 축 방향에서 변조 밸브 링과 제1 단부판 사이에 반경 방향 연장 통로가 형성된다. 반경 방향 연장 통로는 변조 포트와 연통할 수 있다.
일부 구성에서, 반경 방향 연장 통로는 변조 리프트 링과 제1 단부판 사이에서 연장된다.
일부 구성에서, 변조 리프트 링은 변조 밸브 링의 제1 및 제2 환형 벽들을 체결시키는 U형 밀봉부(seal)를 포함한다.
일부 구성에서, U형 밀봉부는 고분자 재료로 형성된 단일의 통합체이다.
일부 구성에서, 변조 리프트 링은 축 방향으로 U형 밀봉부와 제1 단부판 사이에 배치된 기초 링을 포함한다. 기초 링은 제1 단부판에 접하는 복수의 축 방향 연장 보스들(bosses)을 포함할 수 있다.
일부 구성에서, U형 밀봉부는 기저부 및 이러한 기저부와 일체형으로 형성된 한 쌍의 립(lips)을 포함한다. 기저부는 구동 샤프트 회전 축에 대하여 수직으로 연장될 수 있다. 립들 중 하나는 기저부의 반경 방향 외부 에지로부터 연장되고, 립들 중 다른 하나는 기저부의 반경 방향 내부 에지로부터 연장된다.
다른 형태에서, 본 개시는 제1 및 제2 스크롤 부재, 밀봉 조립체 및 밸브 링을 포함할 수 있는 압축기를 제공한다. 제1 스크롤 부재는 토출 통로를 갖는 제1 단부판, 포트, 우회 통로 및 제1 단부판으로부터 연장되는 제1 나선 랩을 포함한다. 제2 스크롤 부재는 제2 단부판을 포함하고, 제2 단부판은 이로부터 연장되는 제2 나선 랩을 포함한다. 제1 및 제2 나선 랩은 메시 방식으로 서로 체결되며 이들 사이에 일련의 포켓들을 형성한다. 포트는 포켓들 중 하나와 선택적으로 연통할 수 있다. 우회 통로는 포켓들 중 하나와 연통할 수 있다. 밀봉 조립체는 제1 스크롤 부재, 및 압축기의 토출 챔버를 정의하는 칸막이와 체결될 수 있다. 밸브 링은 축 방향으로 밀봉 조립체와 제1 단부판 사이에 위치할 수 있고 밀봉 조립체와 연동하여 우회 통로와 유체 연통하는 축 방향 우회 챔버를 정의할 수 있다. 밸브 링은 이러한 밸브 링이 제1 단부판에 인접하고 포트를 닫는 제1 위치와 밸브 링이 제1 단부판으로부터 이격되어 포트를 개방하는 제2 위치 사이에서 이동 가능할 수 있다.
포트는 흡입 밀폐 위치로부터의 제1 랩 각도에 위치할 수 있고, 우회 통로는 흡입 밀폐 위치로부터의 제2 랩 각도에 위치한다. 일부 구성에서, 제2 각도에 대한 제1 각도의 비율은 0.65와 0.75 사이일 수 있다.
다른 형태에서, 본 개시는 쉘 조립체, 제1 및 제2 스크롤 부재, 플로팅 밀봉 조립체 및 변조 밸브 링을 포함할 수 있는 압축기를 제공한다. 쉘 조립체는 흡입 압력 영역 및 토출 압력 영역을 정의할 수 있다. 쉘 조립체는 토출 압력 영역으로부터 흡입 압력 영역을 분리하는 칸막이를 포함할 수 있다. 제1 스크롤 부재는 쉘 조립체 내에 배치될 수 있고, 토출 통로를 갖는 제1 단부판, 변조 포트, 우회 통로 및 제1 단부판으로부터 연장되는 제1 나선 랩을 포함할 수 있다. 제2 스크롤 부재는 쉘 조립체 내에 배치될 수 있고, 제2 단부판을 포함할 수 있으며, 제2 단부판은 이로부터 연장되는 제2 나선 랩을 포함한다. 제1 및 제2 나선 랩은 메시 방식으로 서로 체결되고 제1 스크를 부재에 대해 상대적인 제2 스크롤 부재의 선회 변위 중에 일련의 포켓들을 형성한다. 변조 포트는 포켓들 중 제1 포켓과 연통할 수 있다. 우회 통로는 포켓들 중 제2 포켓과 연통할 수 있다. 플로팅 밀봉 조립체는 칸막이 및 제1 스크롤 부재와 체결될 수 있고, 흡입 압력 영역으로부터 토출 압력 영역을 격리할 수 있다. 변조 밸브 링은 축 방향으로 플로팅 밀봉 조립체와 제1 단부판 사이에 위치할 수 있고 제1 단부판으로부터 연장되는 허브의 외반경 표면 및 플로팅 밀봉 조립체의 외반경 표면과 밀봉 체결되어 우회 통로와 유체 연통하는 축방향 우회 챔버를 정의할 수 있다. 변조 밸브 링은 제1 위치와 제2 위치 사이에서 축 방향으로 변위 가능할 수 있다. 제1 위치에서, 변조 밸브 링은 제1 단부판에 인접할 수 있고 변조 포트를 닫을 수 있다. 제2 위치에서, 변조 밸브 링은 제1 단부판으로부터 이격되어 변조 포트를 개방할 수 있다. 변조 리프트 링은 축 방향으로 변조 밸브 링과 제1 단부판 사이에 위치할 수 있고, 변조 밸브 링과 밀봉 체결되어 변조 밸브 링과 변조 리프트 링 사이에서 변조 제어 챔버를 정의할 수 있다. 변조 리프트 링은 U형의 횡단면을 가진 밀봉부를 포함할 수 있으며, 이러한 밀봉부는 고분자 재료로 형성되고 변조 밸브 링의 제1 및 제2 환형 벽들을 체결시킨다.
일부 구성에서, U형의 횡단면은 기저부 및 기저부와 일체형으로 형성되는 한 쌍의 립을 포함한다. 기저부는 구동샤프트 회전 축에 대하여 수직으로 연장될 수 있다. 립들 중 하나는 기저부의 반경 방향 외부 에지로부터 연장되고, 립들 중 다른 하나는 기저부의 반경 방향 내부 에지로부터 연장된다.
일부 구성에서, 립들 중 기저부의 반경 방향 내부 에지로부터 연장되는 립은 립들 중 기저부의 반경 방향 외부 에지로부터 연장되는 다른 립에 비해 기저부로부터 축 방향으로 더 멀리 연장된다.
일부 구성에서, 변조 리프트 링은 축 방향으로 U형 횡단면과 제1 단부판 사이에 배치되는 기초 링을 포함한다. 기초 링은 제1 단부판에 접촉하는 복수의 축 방향 연장 보스들을 포함할 수 있다.
일부 구성에서, 제1 단부판은 제1 단부판과 일체형으로 형성되며 변조 리프트 링과 접촉하는 복수의 축방향 연장 보스들을 포함하여 변조 포트와 연통하는 반경 방향 연장 통로를 정의한다.
다른 형태에서, 본 개시는 제1 및 제2 스크롤 부재, 밀봉 조립체, 밸브 링 및 리프트 링을 포함할 수 있는 압축기를 제공한다. 제1 스크롤 부재는 토출 통로를 갖는 제1 단부판, 포트, 우회 통로 및 제1 단부판으로부터 연장되는 제1 나선 랩을 포함할 수 있다. 제2 스크롤 부재는 제2 단부판을 포함할 수 있고, 제2 단부판은 이로부터 연장되는 제2 나선 랩을 포함한다. 제1 및 제2 나선 랩은 서로 메시 방식으로 체결될 수 있고, 이들 사이에 일련의 포켓을 형성한다. 포트는 포켓들 중 하나와 선택적으로 연통할 수 있다. 우회 통로는 포켓들 중 하나와 연통할 수 있다. 밀봉 조립체는 제1 스크롤 부재, 및 압축기의 토출 챔버를 정의하는 칸막이와 체결될 수 있다. 밸브 링은 축 방향으로 밀봉 조립체와 제1 단부판 사이에 위치할 수 있고, 밀봉 조립체와 연동하여 우회 통로와 유체 연통하는 축 방향 우회 챔버를 정의할 수 있다. 밸브 링은 이러한 밸브 링이 제1 단부판에 인접하고 포트를 닫는 제1 위치와 밸브 링이 제1 단부판으로부터 이격 배치되고 포트를 여는 제2 위치 사이에서 이동 가능할 수 있다. 리프트 링은 밸브 링의 환형 리세스 내에 적어도 부분적으로 배치될 수 있고, 밸브 링과 밀봉 체결되어 밸브 링과 리프트 링 사이의 제어 챔버를 정의할 수 있다. 리프트 링은 제1 단부판에 접촉하는 복수의 보스들을 갖는 기초 링을 포함할 수 있다. 기초 링은 환형의 주요 몸체를 포함할 수 있고, 이 몸체로부터 보스들이 연장된다. 주요 몸체는 환형 리세스 내에 적어도 부분적으로 수용될 수 있다. 보스들 중 적어도 2개의 보스 각각은 주요 몸체의 외경 표면(outer diametrical surface)에 대하여 반경 방향으로 바깥쪽으로 연장되고, 환형 리세스에 대하여 반경 방향으로 바깥쪽으로 연장된 플랜지 부분을 포함할 수 있다.
일부 구성에서, 제1 단부판은 제1 환형 표면, 제2 환형 표면 및 제1 및 제2 환형 표면 사이에 배치되는 환형 단차부(step)를 포함한다. 밸브 링이 제1 위치에 있을 때 밸브 링은 제1 환형 표면에 접촉할 수 있다. 보스들은 제2 환형 표면에 접촉할 수 있다.
일부 구성에서, 플랜지 부분의 축방향 두께는 환형 단차부의 축 방향 두께보다 얇다. 주요 몸체의 내경은 환형 단차부의 직경보다 작을 수 있다.
일부 구성에서, 리프트 링은 고분자 재료로 형성되며 밸브 링의 제1 및 제2 환형 벽들을 체결시키며 U형의 횡단면을 갖는 밀봉부를 포함한다.
다른 형태에서, 본 개시는 쉘 조립체, 제1 및 제2 스크롤 부재, 플로팅 밀봉 조립체 및 변조 밸브 링을 포함할 수 있는 압축기를 제공한다. 쉘 조립체는 흡입 압력 영역 및 토출 압력 영역을 정의할 수 있다. 쉘 조립체는 토출 압력 영역으로부터 흡입 압력 영역을 분리하는 칸막이를 포함할 수 있다. 제1 스크롤 부재는 쉘 조립체 내에 배치될 수 있고, 토출 통로를 갖는 제1 단부판, 변조 포트, 우회 통로, 및 제1 단부판으로부터 연장되는 제1 나선 랩을 포함할 수 있다. 제2 스크롤 부재는 쉘 조립체 내에 배치될 수 있고 제2 단부판을 포함할 수 있으며, 제2 단부판은 이로부터 연장되는 제2 나선 랩을 포함한다. 제1 및 제2 나선 랩은 서로 메시 방식으로 체결되며 제1 스크롤 부재에 대해 상대적인 제2 스크롤 부재의 선회 변위 중에 일련의 포켓들을 형성한다. 변조 포트는 포켓들 중 제1 포켓과 연통할 수 있다. 우회 통로는 포켓들 중 제2 포켓과 연통할 수 있다. 플로팅 밀봉 조립체는 칸막이 및 제1 스크롤 부재와 체결될 수 있고, 흡입 압력 영역으로부터 토출 압력 영역을 격리할 수 있다. 변조 밸브 링은 축 방향으로 플로팅 밀봉 조립체와 제1 단부판 사이에 위치할 수 있고, 제1 단부판으로부터 연장되는 허브의 외반경 표면 및 플로팅 밀봉 조립체의 외반경과 밀봉 체결되어 우회 통로와 유체 연통하는 축방향 우회 챔버를 정의할 수 있다. 변조 밸브 링은 제1 및 제2 위치 사이에서 축 방향으로 변위 가능할 수 있다. 변조 밸브 링은 제1 위치일 때 제1 단부판에 인접하고 변조 포트를 닫을 수 있다. 변조 밸브 링은 제2 위치일 때 플로팅 밀봉 조립체의 축방향 지향 표면에 인접할 수 있고 제1 단부판과 이격되어 변조 포트를 열 수 있다. 변조 포트는 흡입 밀폐 위치로부터의 제1 랩 각도에 위치할 수 있다. 우회 통로는 흡입 밀폐 위치로부터의 제2 랩 각도에 위치할 수 있다. 제2 각도에 대한 제1 각도의 비율은 0.65와 0.75 사이일 수 있다.
다른 형태에서, 본 개시는 제1 및 제2 스크롤 부재, 밀봉 조립체 및 밸브 링을 포함할 수 있는 압축기를 제공한다. 제1 스크롤 부재는 토출 통로를 갖는 제1 단부판, 포트, 우회 통로 및 제1 단부판으로부터 연장되는 제1 나선 랩을 포함할 수 있다. 제2 스크롤 부재는 제2 단부판을 포함할 수 있고, 제2 단부판은 이로부터 연장되는 제2 나선 랩을 포함한다. 제1 및 제2 나선 랩은 서로 메시 방식으로 체결되며 이들 사이에 일련의 포켓들을 형성한다. 포트는 포켓들 중 하나와 선택적으로 연통할 수 있다. 우회 통로는 포켓들 중 하나와 연통할 수 있다. 밀봉 조립체는 압축기의 토출 챔버를 정의하는 칸막이 및 제1 스크롤 부재와 체결될 수 있다. 밸브 링은 제1 단부판과 밀봉 조립체 사이에 축 방향으로 위치할 수 있고, 밀봉 조립체와 연동하여 우회 통로와 유체 연통하는 축방향 우회 챔버를 정의할 수 있다. 밸브 링은 이러한 밸브 링이 제1 단부판에 인접하고 포트를 닫는 제1 위치와 밸브 링이 제1 단부판으로부터 이격되어 포트를 여는 제2 위치 사이에서 이동 가능할 수 있다. 포트는 흡입 밀폐 위치로부터의 제1 랩 각도에 위치할 수 있다. 우회 통로는 흡입 밀폐 위치로부터의 제2 랩 각도에 위치할 수 있다. 제2 각도에 대한 제1 각도의 비율은 0.65와 0.75 사이일 수 있다.
다른 적용 가능한 범위는 본원에 제공된 설명으로부터 명확해질 것이다. 이 요약본의 설명 및 특정한 예시는 오로지 예를 들어 설명하기 위한 목적이며 본 개시의 범위를 한정하는 것을 의도하지 않는다.
본원에 설명된 도면은 선택된 실시예들을 예증하기 위한 목적으로만 사용되며 모든 가능한 구현예를 나타내지 않으며 본 개시의 범위를 한정하는 것을 의도하지 않는다.
도 1은 본 개시의 원칙에 따르는 용량 변조 시스템을 포함하는 압축기의 횡단면도이다.
도 2는 용량 변조 시스템이 완전 용량 모드일 때 도 1의 용량 변조 시스템 및 압축 장치의 횡단면도이다.
도 3은 용량 변조 시스템이 감소 용량 모드일 때 용량 변조 시스템 및 압축 장치의 횡단면도이다.
도 4는 압축 장치 및 용량 변조 시스템의 분해도이다.
도 5는 용량 변조 시스템이 완전 용량 모드일 때 대안적 리프트 링을 갖는 용량 변조 시스템 및 압축 장치의 횡단면도이다.
도 6은 감소 용량 모드일 때 도 5의 용량 변조 시스템 및 압축 장치의 횡단면도이다.
도 7은 압축기에서 일 군의 예시적인 스크롤 부재의 횡단면도이다.
도 8은 압축기에서 다른 예시적인 비-선회 스크롤 부재의 횡단면도이다.
도 9는 압축기에서 또 다른 예시적인 비-선회 스크롤 부재의 횡단면도이다.
도 10은 본 개시의 원칙에 따르는 압축기 내에 기초 링이 올바르게 설치되었을 때 다른 용량 변조 시스템을 포함하는 다른 압축기의 부분 횡단면도이다.
도 11은 도 10의 기초 링의 사시도이다.
도 12는 기초 링이 잘못 설치되었을 때 도 10의 압축기의 부분 횡단면도이다.
해당 참조 번호는 도면의 일부 도시된 부분에 걸쳐 해당 부분을 나타낸다.
이제, 실시예들은 동봉된 도면을 참조로 하여 보다 완전하게 설명될 것이다.
실시예들은 본 개시를 완전하게 당 분야에 통상적 지식을 가진 자에게 그 범위를 전체적으로 전달할 수 있는 방식으로 제공된다. 특정한 세부 수치 정보는 본 개시의 실시예들을 완전하게 제공하기 위해 특정한 컴포넌트, 장치 및 방법의 일 예로 설명될 것이다. 당 분야에 통상적 지식을 가진 자에게는 특정한 세부 정보가 채택될 필요가 없고, 실시예들이 다수의 서로 다른 형태로 실시될 수 있고, 개시의 범위를 한정해서도, 한정하는 것으로 해석될 수도 없음이 분명할 것이다. 일부 실시예들에서, 주지의 공정, 주지의 장치 구조 및 주지의 기술은 상세하게 설명되어 있지 않다.
본원에 사용된 용어는 특정한 실시예를 설명하기 위한 목적으로 사용될 뿐이며 한정적인 의도가 없다. 본원에 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 명확하게 다른 방식으로 지칭하지 않는 한 복수 형태도 마찬가지로 포함하는 것으로 의도할 수 있다. "포함하다", "포함하는", "구비하는" 및 "가지는" 용어는 포괄적인 의미로서 설명된 특성, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 컴포넌트가 있다는 것을 나타내나, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 컴포넌트 및/또는 이들의 그룹이 존재하거나 추가되는 경우를 배제하지 않는다. 본원에 설명된 방법 단계, 공정 및 동작은 실행 순서로 특정하게 식별되지 않는 한 논의되거나 도시된 특정한 순서로 반드시 실행할 필요가 있는 것으로 해석되지 않는다. 또한, 부가적이거나 대안적인 단계가 채택될 수 있음도 명확하다.
하나의 요소 또는 층이 다른 요소 또는 층의 "위에", "~에 체결된", "~에 연결된" 또는 "~에 결합된" 것으로 지칭된 경우, 이는 직접적으로 다른 요소 또는 층의 위에 있거나, 체결되거나, 연결되거나 결합된 것일 수 있거나 개재된 요소 또는 층이 있을 수 있다. 반면, 하나의 요소가 다른 요소 또는 층의 "직접적으로 위에", "~에 직접적으로 체결된", "~에 직접적으로 연결된" 또는 "~에 직접적으로 결합된" 것으로 지칭된 경우, 개재된 요소 또는 층이 없을 수 있다. 요소들 간의 관계를 설명하기 위해 사용된 다른 단어들은 유사한 방식으로 해석되어야 한다(예, "~사이에" vs. "직접적으로 ~사이에", "인접하여" vs. "직접적으로 인접하여" 등). 본원에 사용된 바와 같이 "및/또는" 용어는 열거된 관련 항목들 중 하나 이상의 임의 조합 및 모든 조합을 포함한다.
제1, 제2, 제3 등의 용어는 다양한 요소, 컴포넌트, 영역, 층 및/또는 섹션을 설명하기 위해 본원에 사용될 수 있으나, 이러한 요소, 컴포넌트, 영역, 층 및/또는 섹션은 이러한 용어에 의해 한정되지 않아야 한다. 이러한 용어는 하나의 요소, 컴포넌트, 영역, 층 또는 섹션을 다른 영역, 층 또는 섹션으로부터 구별하기 위한 용도로만 사용될 수 있다. "제1", "제2" 및 다른 수치 용어와 같은 용어는 문맥으로 명백하게 지시되지 않는 한 서열 또는 순서를 암시하지 않는다. 그러므로 이하에 논의되는 제1 요소, 컴포넌트, 영역, 층 또는 섹션은 실시예들의 교시를 벗어나지 않고 제2 요소, 컴포넌트, 영역, 층 또는 섹션을 지칭할 수 있다.
"내부", "외부", "아래에", "하부", "아래쪽", "상부", "위쪽" 등과 같은 공간 관련 용어는 하나의 요소 또는 특징이 도면에 도시된 다른 요소(들) 또는 특징(들)에 대하여 갖는 관계를 용이하게 설명하기 위해 본원에 사용될 수 있다. 공간 관련 용어는 도면에 표시된 배향에 더하여, 사용 또는 동작 시 장치의 다른 배향을 포괄하는 것으로 의도될 수 있다. 예를 들어, 도면에서 장치가 뒤집어져 있는 경우, 다른 요소 또는 특징의 "하부에" 또는 "아래에"로 설명된 요소는 다른 요소 또는 특징의 "상부"로 배향된다. 그러므로 "하부에"라는 예시적 용어는 상부와 하부 양쪽 배향을 모두 포함할 수 있다. 장치는 다른 방식으로 배향될 수 있고(90도 회전 또는 다른 배향으로), 본원에 사용된 공간 관련 설명도 그와 같이 해석될 수 있다.
도 1을 참조하면, 밀봉적 쉘 조립체(hermetic shell assembly)(12), 베어링 하우징 조립체(bearing housing assembly)(14), 모터 조립체(motor assembly)(16), 압축 장치(compression mechanism)(18), 밀봉 조립체(seal assembly)(20), 및 용량 변조 조립체(capacity modulation assembly)(28)를 포함할 수 있는 압축기(compressor)(10)가 제공된다. 쉘 조립체(12)는 베어링 하우징 조립체(14), 모터 조립체(16), 압축 장치(18), 밀봉 조립체 및 용량 변조 조립체(28)를 수용할 수 있다.
쉘 조립체(12)는 대략적으로 압축기 하우징을 형성할 수 있고, 원통형 쉘(29), 쉘 상단의 단부 캡(end cap)(32), 가로방향으로 연장되는 칸막이(34), 쉘 하단의 기저부(base)(36)를 포함할 수 있다. 단부 캡(32) 및 칸막이(34)는 대략적으로 토출 챔버(38)를 정의할 수 있다. 토출 챔버(38)는 대략적으로 압축기(10)를 위한 토출 머플러를 형성할 수 있다. 압축기(10)가 토출 챔버(38)를 포함하는 것으로 도시된 반면, 본 개시는 직접 토출 구성에도 균등하게 적용한다. 토출 피팅(discharge fitting)은 단부 캡(32) 내의 개구부에서 쉘 조립체(12)에 부착될 수 있다. 흡입 가스 유입구 피팅(suction gas inlet fitting)은 다른 개구부에서 쉘 조립체(12)에 부착될 수 있다. 칸막이(34)는 토출 통로(44)를 포함할 수 있고, 이를 통해 압축 장치(18)와 토출 챔버(38) 간의 연통이 이루어진다.
베어링 하우징 조립체(14)는 쉘(29)에 고정될 수 있고, 주요 베어링 하우징(46) 및 그 내부에 배치된 베어링(48)을 포함할 수 있다. 주요 베어링 하우징(46)은 그 내부에 베어링(48)을 수용할 수 있고, 축방향 단부 표면에서 환형의 평편한 스러스트(thrust) 베어링 표면(54)을 정의할 수 있다.
모터 조립체(16)는 대략적으로 모터 고정자(58), 회전자(60), 및 구동 샤프트(62)를 포함할 수 있다. 모터 고정자(58)는 쉘(29) 안에 강제 압입될(press fit) 수 있다. 구동 샤프트(62)는 회전자(60)에 의해 회전 가능하게 구동될 수 있고, 베어링(48) 내에서 회전 가능하게 지지될 수 있다. 회전자(60)는 구동 샤프트(62) 상에 강제 압입될 수 있다. 구동 샤프트(62)는 편심 크랭크 핀(64)을 포함할 수 있다.
압축 장치(18)는 대략적으로 선회 스크롤(orbiting scroll))(68) 및 비-선회 스크롤(non-orbiting scroll)(70)을 포함할 수 있다. 선회 스크롤(68)은 그 상부 표면에 나선 랩(spiral wrap)(74)을 가지고 하부 표면에 환형의 평편한 스러스트 표면(annular flat thrust)(76)을 갖는 단부판(end plate)(72)을 포함할 수 있다. 스러스트 표면(76)은 주요 베어링 하우징(46) 상의 환형의 평편한 스러스트 베어링 표면(54)과 접할 수 있다. 원통형 허브(78)는 스러스트 표면(76)으로부터 아래쪽으로 돌출할 수 있고, 허브 내에 회전 가능하게 배치된 구동 부싱(driving bushing)(80)을 포함할 수 있다. 구동 부싱(80)은 크랭크 핀(64)이 구동적으로 배치되어 있는 내부 보어를 포함할 수 있다. 크랭크 핀(64)의 평편한 표면은 구동 부싱(80)의 내부 보어의 일부분의 평편한 표면에 구동적으로 체결될 수 있어서 반경 방향으로 순응적인(compliant) 구동 배열을 제공한다. 올담 커플링(oldham coupling)(82)은 선회 및 비-선회스크롤(68, 70)과 체결될 수 있거나 선회 스크롤(68) 및 주요 베어링 하우징(46)과 체결될 수 있어서 이들 사이의 상대적인 회전을 방지한다.
도 2 내지 도 4를 추가로 참조하면, 비-선회 스크롤(70)은 토출 통로(92)를 정의하는 단부판(84)을 포함할 수 있고, 단부판은 이러한 단부판의 제1 측(87)으로부터 연장되는 나선 랩(86) 및 제1 측에 반대되는 단부판의 제2 측(89)으로부터 연장되는 환형 허브(88)를 포함한다. 나선 랩(74, 86)은 메시 방식으로 서로 체결될 수 있어 포켓들(pockets)(94, 96, 98, 100, 102, 104)을 정의한다(도 1). 포켓들(94, 96, 98, 100, 102, 104)은 압축기 동작 중에 내내 변경된다는 점은 명확하다.
제1 포켓(도 1의 포켓(94))은 흡입 압력(Ps)에서 동작하는 압축기(10)의 흡입 압력 영역(106)과 연통하는 흡입 포켓을 정의할 수 있고, 제2 포켓(도 1의 포켓(104))은 토출 통로(92)를 통해 토출 압력(Pd)으로 동작하는 압축기(10)의 토출 압력 영역(예: 토출 챔버(38))과 연통하는 토출 포켓을 정의할 수 있다. 토출 밸브 조립체(93)는 토출 통로(92) 내에 또는 그에 인접하여 배치될 수 있어서 토출 포켓으로부터 토출 챔버(38)로의 유체 유동을 허용하고 반대 방향으로 유체 유동을 제한하거나 방지한다. 제1 및 제2 포켓(도 1의 포켓(96, 98, 100, 102)의 중간 포켓은 흡입 압력(Ps)과 토출 압력(Pd) 사이의 중간 압력으로 동작하는 중간 압축 포켓을 형성할 수 있다.
도 2 내지 도 4를 다시 참조하면, 비-선회 스크롤(70)의 단부판(84)은 우회 통로(biasing passage)(110) 및 하나 이상의 변조 포트(112)를 추가로 포함할 수 있다. 우회 통로(110) 및 변조 포트(112)는 단부판(84)을 관통하여 연장될 수 있고, 각각은 중간의 압축 포켓(예: 포켓(96, 98, 100, 102))과 유체 연통할 수 있다. 우회 통로(110)는 변조 포트(112)와 유체 연통하는 중간의 압축 포켓들 중 하나보다 더 높은 압력으로 동작하는 중간 압축 포켓들 중 하나와 유체 연통할 수 있다. 우회 통로(110)는 변조 포트(112)에 대하여 반경 방향으로 바깥쪽으로 배치될 수 있다.
환형 허브(88)는 제1 및 제2 부분(116, 118)을 포함할 수 있고, 제1 및 제2 부분은 이들 사이에 단차 영역(120)을 형성한다. 제1 부분(116)은 축 방향으로 제2 부분(118)과 단부판(84) 사이에 위치할 수 있고, 제2 부분(118)의 외반경 표면(124)의 직경보다 큰 직경을 갖는 외반경 표면(122)을 포함할 수 있다. 우회 통로(110)는 환형 허브(88)를 관통하여 연장될 수 있다.
용량 변조 조립체(28)는 변조 밸브 링(126), 변조 리프트 링(128) 및 변조 제어 밸브 조립체(132)(도 2 및 도 3)를 포함할 수 있다. 변조 밸브 링(126)은 내반경 표면(134), 외반경 표면(136), 상부 림(137) 및 환형 리세스(annular recess)(140)를 정의하는 하부 축방향 단부 표면(138), 및 제1 및 제2 통로(144, 146)를 포함할 수 있다. 내반경 표면(inner radical surface)(134)은 제1 및 제2 부분(148, 150)을 포함할 수 있다. 축 방향으로 위쪽을 지향하는 표면(152)(즉 구동 샤프트(62)의 회전 축에 대해 평행한 축 방향을 지향하는 표면)은 제1 및 제2 부분(148, 150) 사이에 배치될 수 있다. 제1 부분(148)은 제2 부분(150)의 직경보다 작은 직경을 가질 수 있다. 변조 밸브 링(126)은 허브(88) 상에 수용될 수 있어서, 허브(88)의 제1 부분(116)이 변조 밸브 링(126)의 내반경 표면(134)의 제1 부분(148)과 밀봉적으로 체결된다(밀봉부(154)를 통해).
변조 리프트 링(modulation fit ring)(128)은 환형 리세스(140) 내에 위치할 수 있고 환형 밀봉체(158) 및 기초 링(160)을 포함할 수 있다. 변조 밸브 링(126) 및 변조 리프트 링(128)은 리세스(140) 내에 배치된 변조 제어 챔버(174)를 정의하기 위해 연동할 수 있다. 제1 통로(144)는 변조 제어 챔버(174)와 유체 연통할 수 있다. 기초 링(base ring)(160)은 밀봉체(158)를 지지할 수 있고, 일련의 보스들 또는 돌출부들(177)을 포함할 수 있으며, 이러한 보스들 또는 돌출부들은 단부판(84)에 접촉하고 단부판(84)과 기초 링(160) 사이의 반경 유로(radial flow passage)(178)를 정의한다. 기초 링(160)은 예컨대 주철과 같은 금속 재료로 형성될 수 있다.
밀봉체(158)는 예컨대 Teflon®과 같은 고분자 재료로부터 형성된 단일의 통합체일 수 있다. 밀봉체(158)는 기저부(162), 내부 립(inner lip)(163) 및 외부 립(outer lip)(164)을 갖는 대략적인 U형의 횡단면을 포함할 수 있다. 립들(163, 164)은 기저부(162)와 일체형으로 형성될 수 있다. 기저부(162)는 대략적으로 평편한 환형 부재일 수 있으며, 이 부재는 반경 방향으로(즉 구동 샤프트(62)의 회전 축에 대해 수직인 방향으로) 연장된다. 내부 립(163)은 기저부(162)의 반경 방향 내부 에지로부터 연장될 수 있고, 외부 립(164)은 기저부(162)의 반경 방향 외부 에지로부터 연장될 수 있다. 내부 립(163)은 기저부(162)로부터 축 방향으로 위로(즉 밀봉 조립체(20)를 향하여) 반경 방향으로 안쪽으로(즉 허브(88)를 향하여) 연장될 수 있다. 외부 립(164)은 기저부(162)로부터 축 방향으로 위로(즉 밀봉 조립체(20)를 향하여) 반경 방향으로 바깥쪽으로(즉 허브(88)로부터 멀어지면서) 연장될 수 있다. 립들(163, 164)은 환형 리세스(140)의 각각의 측벽(166, 168)과 밀봉적으로 체결될 수 있다. 변조 밸브 링(126)이 도 2 및 도 3에 도시된 위치들 사이에서 이동하는 동안, 변조 제어 챔버(174) 내의 유체 압력은 립들(163, 164)이 측벽(166, 168)과 밀봉 접촉하도록 강제할 수 있고, 밀봉체(158)를 움직이지 않게 유지할 수 있다.
전술한 구성에 따른 변조 리프트 링(128)을 통해 용량 변조 조립체(28)의 구성 요소 개수가 절감되고, 용량 변조 조립체(28)의 설치 및 조립이 간단해지며, 냉매 및/또는 오일이 압축기(10) 내에 들어올 때 O링 밀봉부에서 발생할 수 있는 물질 팽창을 감소한다. 또한, 전술한 변조 리프트 링(128)은 용량 변조 조립체(28)의 견고성 및 신뢰성을 개선한다. 더욱이, 립들(163, 164)이 위쪽으로(축 방향으로) 리세스(140) 안으로 연장되는 정도는, 측벽들(166, 168)과의 밀봉 접촉이 비교적 멀리 위쪽으로 리세스(140) 안에서 이루어지게 하여, 변조 리프트 링(128)에 대해 상대적인 변조 밸브 링(126)의 축방향 이동이 더 크다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 다른 변조 리프트 링(228)이 제공되고, 이러한 리프트 링도 전술한 리프트 링(128)과 적어도 동일한 이점 및 이득을 제공하다. 리프트 링(228)은 고분자 재료로 형성된 단일의 통합체일 수 있다. 보스들 또는 돌출부들(227)(돌출부들(117)과 유사)은 단부판(84) 상에 일체형으로 형성될 수 있고 단부판(84)과 리프트 링(228) 사이에서 반경 유로(178)(도 6)를 제공할 수 있다. 바꾸어 말하면, 기초 링(160)은 단부판(84)과 일체형으로 형성될 수 있다. 일부 구성에서, 반경 유로(178)를 정의하는 복수의 돌출부들(227) 대신, 복수의 구경들(apertures)이 단부판(84) 상에 일체형으로 형성되는 단일의 융기된 링으로서 크로스 드릴링되어(cross-drilled) 반경 유로(178)를 형성할 수 있다.
다른 구성에서, 전술한 기초 링(160) 및 밀봉체(158)는, 단부판(84)과 접촉하며 단부판(84)과 리프트 링(228) 사이의 반경 유로(178)(도 3)를 정의하는 복수의 돌출부들을 포함하며 U형의 횡단면을 갖는 단일의 고분자 통합체로서 일체형으로 형성될 수 있다. 일부 구성에서, 파스너들(fasteners)은 단부판(84) 및/또는 기초 링(160)에 리프트 링(128, 228)을 고정적으로 부착시킬 수 있다. 일부 구성에서, 별도의 링 형상의 판 또는 복수의 와셔는 U형 밀봉체(158)의 기저부(162) 상에 배치될 수 있고, 파스너들은 링 형상의 판(또는 와셔들)을 관통하여, 밀봉체(158)를 관통하여 기초 링(160) 또는 단부판(84) 안으로 연장될 수 있어서 밀봉체(158)가 링 형상의 판(또는 와셔들)과 기초 링(160) 또는 단부판(84) 사이에 개재된다.
변조 밸브 링(126)은 전술한 리프트 링(128)과 상이한 구성을 갖는 리프트 링과 함께 사용될 수 있음이 명확할 것이다. 예를 들어, 변조 밸브 링(126)은 O링 밀봉부를 갖는 환형 몸체 및 환형 몸체로부터 연장되는 일체형 형성된 보스들을 포함하는 리프트 링과 함께 사용될 수 있다(예: 양수인의 공동 소유 미국 특허 No.8,585,382에 개시된 리프트 링과 유사, 이 특허의 개시 내용은 참조로 통합됨). 유사한 방식으로, 리프트 링(128)은 전술한 밸브 링(126)과 상이한 구성을 갖는 밸브 링과 함께 사용될 수 있다.
밀봉 조립체(20)는 플로팅 밀봉 조립체를 형성할 수 있고 비-선회 스크롤(70) 및 변조 밸브 링(126)과 밀봉적으로 체결될 수 있어서 축 방향 우회 챔버(biasing chamber)(180)를 정의하고, 이러한 챔버는 우회 통로(110)와 연통한다. 더욱 상세하게는, 밀봉 조립체(20)는 환형 허브(88)의 외반경 표면(124) 및 변조 밸브 링(126)의 제2 부분(150)과 밀봉적으로 체결될 수 있다. 축 방향 우회 챔버(180)는 축 방향으로 밀봉 조립체(20)의 하부 축 방향 단부 표면(182)과 변조 밸브 링(20)의 축방향 상향 지향 표면(152) 및 환형 허브(88)의 단차 영역(120) 사이에 정의될 수 있다. 제2 통로(146)는 축 방향 우회 챔버(180)와 유체 연통할 수 있다.
변조 제어 밸브 조립체(132)는 솔레노이드 구동형 밸브를 포함할 수 있고 흡입 압력 영역(106) 및 변조 밸브 링(126) 내의 제1 및 제2 통로(144, 146)와 유체 연통할 수 있다. 압축기(10)의 구동 중에, 변조 제어 밸브 조립체(132)는 제1 및 제2 모드로 구동할 수 있다. 도 2 및 도 3은 변조 제어 밸브 조립체(132)의 동작을 개략적으로 도시한다. 도 2에 도시된 제1 모드에서, 변조 제어 밸브 조립체(132)는 변조 제어 챔버(174)와 흡입 압력 영역(106) 사이에서 제1 통로(144)를 통해 유체 연통을 제공할 수 있어서, 변조 제어 챔버(174) 내에서 유체 압력을 흡입 압력까지 낮춘다. 변조 제어 챔버(174) 내에서 유체 압력이 흡입 압력이거나 흡입 압력에 근접할 때, 축 방향 우회 챔버(180) 내에서 비교적 높은 유체 압력은 변조 밸브 링(126)이 축 방향으로 아래쪽으로 단부판(84)과 접촉하도록 강제할 것이어서, 변조 밸브 링(126)의 하부 축방향 단부 표면(138)은 도 2에 도시된 바와 같이 변조 포트(112)를 닫는다.
도 3에 도시된 제2 모드에서, 변조 제어 밸브 조립체(132)는 변조 제어 챔버(174)와 축 방향 우회 챔버(180) 사이에서 제2 통로(146)를 통하여 유체 연통을 제공할 수 있어서, 변조 제어 챔버(174) 내의 유체 압력을 축 방향 우회 챔버(180), 및 우회 통로(110)를 통해 축 방향 우회 챔버(180)와 연통하는 중간 포켓과 동일하거나 유사한 중간 압력까지 올린다. 변조 제어 챔버(174) 내의 유체 압력이 축 방향 우회 챔버(180)와 동일한 중간 압력일 때, 변조 제어 챔버(174) 내의 유체 압력은 변조 밸브 링(126)을 단부판(84)에 대하여 상대적으로 축 방향으로 위쪽으로 강제할 것이어서, 변조 밸브 링(126)의 하부 축 방향 단부 표면(138)은 단부판(84)으로부터 이격되어 도 3에 도시된 바와 같이 변조 포트(112)를 연다. 더욱이, 변조 제어 챔버(174) 내의 중간 압력 유체는 변조 밸브 링(126)을 위쪽으로 강제할 것이어서, 변조 밸브 링(126)의 축 방향 상향 지향 표면(152)은 밀봉 조립체(20)의 하부 축 방향 단부 표면(182)과 접촉할 것이고 밀봉 조립체(20)를 축 방향으로 위쪽으로 칸막이(34)에 가까워지도록 강제할 것이다.
변조 밸브 링(126)의 축 방향 상향 지향 표면(152)이 밀봉 조립체(20)와 접촉하여 밀봉 조립체(20)를 위쪽으로 강제하는 능력은 밀봉 조립체(20)에 인가되는 전체의 축방향 상향 힘을 증가시킨다. 즉, 전술한 구성은 중간 압력 유체가 밀봉 조립체(20)를 축 방향으로 위쪽으로 밀어낼 수 있는 영역에 근접한 표면적을 늘린다. 더욱 상세하게는, 중간 압력 유체가 밀봉 조립체(20)를 밀어낼 수 있는 영역에 근접한 표면적은 밀봉 조립체(20)의 하부 축 방향 단부 표면(182)을 포함하고, 리세스(140)의 축 방향 하향 지향 표면(190)의 일부분을 포함하며, 이러한 일부분의 표면은 축 방향 우회 챔버(180)의 외주변에 대해 반경방향으로 바깥쪽으로 배치되어 있다. 또한, 중간 압력 유체는 비-선회 스크롤(70)을 축 방향으로 선회 스크롤(68) 쪽으로 우회시킨다.
중간 압력 유체가 밀봉 조립체(20)를 위쪽으로 밀어낼 수 있는 영역에 근접한 표면적이 증가하면, 우회 통로(110)는 이러한 통로와 연통하는 유체 포켓이 낮은 압력 상태일 수 있도록 배치된다(즉 우회 통로(110)는 반경 방향으로 더 바깥쪽 위치에 있을 수 있다). 축 방향 우회 챔버(180) 및 변조 제어 챔버(174) 내에서 중간 압력이 낮을 때에도, 낮은 중간 압력 유체가 밀어낼 수 있는 영역 아래의 표면적 증가는 밀봉 조립체(20)에 가까워지는 전체 상향 힘을 충분하게 만든다.
압력이 낮은 위치로 우회 통로(110)를 배치하는 대신 또는 이에 대해 부가적으로, 변조 포트(112)는 높은 압력 위치에 배치될 수 있다(즉 변조 포트는 토출 통로(92)에 보다 가까이 배치될 수 있음). 이를 통해 부하 정합 및 시스템 효율이 개선된다(즉, 부분 부하 용량과 완전 부하 용량 사이의 큰 용량 단계). 더욱이, 축 방향 우회 챔버(180) 내의 압력 감소는 스크롤들(68, 70) 사이의 마찰 부하를 줄임으로써(즉 비-선회 스크롤(70)을 축 방향으로 선회 스크롤(68) 쪽으로 우회시키는 하향 힘으로 인함), 스크롤들(68, 70)에서의 마모를 줄이는 한편, 스크롤들(68, 70) 사이, 및 밀봉 조립체(20)와 칸막이(34) 사이에서 여전히 충분한 밀봉을 제공한다. 이를 통해 전력 소모가 감소하고 효율이 개선된다. 더욱이, 본 개시의 용량 변조 조립체(28)의 구성은 완전 용량과 감소된 용량 사이의 용량 단계를 증가시킬 수 있고, 밸런싱된 압력으로 안전성을 개선할 수 있으며 부분 부하 작동 중에 제상 조건을 개선할 수 있다.
도 7 내지 도 9는 다른 압축기에 비해 우회 통로(110)의 위치가 낮은 압력 위치로 이동하였고 및/또는 변조 포트(112)가 높은 압력 위치로 이동한 구성예를 도시한다(즉 전술한 용량 변조 조립체(28)와 상이한 용량 변조 조립체를 포함하는 압축기). 도 6 내지 도 8에 도시된 구성예에서, 각도 A2에 대한 각도 A1의 비율(A1/A2)은 0.65와 0.75 사이일 수 있다. 각도 A1은 흡입 밀폐 위치(192)(즉 비-선회 스크롤(70)의 랩(wrap)(86) 및 선회 스크롤(68)의 랩(74)이 서로 접촉하여 랩들(74, 86) 사이에서 포켓을 처음으로 밀폐하는 반경 방향 최외부 위치)와 변조 포트들(112) 중 선택된 포트 사이의 랩 각도일 수 있다. 각도 A2는 흡입 밀폐 위치(192)와 우회 통로(110) 사이의 랩 각도일 수 있다.
일부 구성에서, 각도 A2에 대한 각도 A1의 비율은 0.66과 0.73 사이일 수 있다. 일부 구성에서, 각도 A2에 대한 각도 A1의 비율은 0.71과 0.73 사이일 수 있다. 일부 구성에서, 각도 A2에 대한 각도 A1의 비율은 0.66과 0.69 사이일 수 있다.
이제, 도 10 내지 도 12를 참조하면, 쉘 조립체(312), 베어링 하우징 조립체(미도시), 모터 조립체(미도시), 압축 장치(318), 밀봉 조립체(320), 및 용량 변조 조립체(328)를 포함할 수 있는 다른 압축기(300)(도 10 및 도 12에 일부 도시됨)가 제공된다. 쉘 조립체(312), 베어링 하우징 조립체, 모터 조립체 및 밀봉 조립체(320)의 구조 및 기능은 전술한 쉘 조립체(12), 베어링 하우징 조립체(14), 모터 조립체(16) 및 밀봉 조립체(20)의 구조 및 기능과 유사하거나 동일할 수 있고, 따라서 다시 상세하게 설명하지 않는다.
압축 장치(18)와 유사하게, 압축 장치(318)는 선회 스크롤(368) 및 비-선회 스크롤(370)을 포함한다. 선회 스크롤(368)의 구조 및 기능은 전술한 선회 스크롤(68)의 구조 및 기능과 유사하거나 동일할 수 있고, 따라서 다시 상세하게 설명하지 않는다. 비-선회 스크롤(370)의 구조 및 기능은 이하에 설명되는 임의의 예외 사항을 제외하고, 전술한 비-선회 스크롤(70)의 구조 및 기능과 유사하거나 동일할 수 있다. 그러므로 유사한 특성은 다시 상세하게 설명하지 않는다.
도 10에 도시된 바와 같이, 비-선회 스크롤(370)의 단부판(384)의 제2 측(389)은 제1 환형 표면(390) 및 제1 환형 표면(390)을 둘러싸는 제2 환형 표면(391)을 포함할 수 있다. 단부판(384)은 반경 방향으로 제1 및 제2 환형 표면(390, 391) 사이에서 그리고 직접적으로 이에 인접하여 배치된 환형 단차부(392)를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 및 제2 환형 표면(390, 391)은 서로 평행하고 축 방향으로 오프셋된(즉 압축기(300)의 구동 샤프트의 회전 축에 대해 평행한 방향에서 오프셋) 제1 및 제2 평면을 정의한다. 제2 환형 표면(391)은 축 방향으로 제1 환형 표면(390)과 선회 스크롤(368) 사이에 배치될 수 있다. 하나 이상의 변조 포트(412)(변조 포트(들)(112)와 유사하거나 동일함)는 제1 환형 표면(390)을 관통하여 연장될 수 있다.
용량 변조 조립체(328)의 구조 및 기능은 이하에 설명되는 임의의 예외 사항을 제외하고 전술한 용량 변조 조립체(28)의 구조 및 기능과 유사하거나 동일할 수 있다. 그러므로 유사한 특성은 다시 상세하게 설명되지 않는다. 용량 변조 조립체(28)와 유사하게, 용량 변조 조립체(328)는 변조 밸브 링(426)(변조 밸브 링(126)과 유사하거나 동일함), 변조 리프트 링(428) 및 변조 제어 밸브 조립체(432)(변조 제어 밸브 조립체(132)와 유사하거나 동일함)를 포함할 수 있다. 변조 밸브 링(426)은 일 위치에서(도 10에 도시됨) 비-선회 스크롤(370)의 제1 환형 표면(390)으로부터 이격될 수 있어서 유체가 변조 포트(412)를 관통하여 유동한다. 변조 밸브 링(426)은 다른 위치(미도시; 도 2에 도시된 위치와 유사함)에서 제1 환형 표면(390)에 접촉할 수 있어서 유체가 변조 포트(412)를 관통하여 유동하는 것을 제한하거나 방지한다.
변조 리프트 링(428)은 환형 밀봉체(458)(환형 밀봉체(158)와 유사하거나 동일함) 및 기초 링(460)을 포함할 수 있다. 변조 리프트 링(428)은 적어도 전술한 리프트 링(128)과 동일한 이점 및 이득을 제공한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 기초 링(460)은 주요 몸체(461), 복수의 제1 돌출부들 또는 보스들(477), 및 복수의 제2 돌출부들 또는 보스들(478)을 포함할 수 있다. 변조 밸브 링(426)이 도 10에 도시된 위치에서 변조 포트(412)를 관통하는 유체 유동을 허용할 때, 변조 포트(412)로부터의 유체는 주요 몸체(461)와 단부판(384)사이에 (인접한 보스들(477, 478) 사이의 공간을 관통하여) 유동할 수 있다. 주요 몸체(461)는 주요 몸체(461)가 변조 밸브 링(426) 내의 환형 리세스(440) 내에 맞춰질 수 있는 크기로 결정된 내부 및 외부 직경 표면(463, 465)을 가지는 환형 디스크일 수 있다. 내부 직경 표면(463)은 비-선회 스크롤(370)의 환형 단차부(392)에 의해 정의된 직경보다 더 작은 주요 몸체(461)의 내부 직경을 정의한다.
기초 링(460)이 압축기(300) 내에 올바르게 설치되면(도 10에 도시된 바와 같음), 제1 및 제2 보스들(477, 478)은 비-선회 스크롤(370)의 제2 환형 표면(391)에 접촉할 수 있다. 제1 보스들(477)은 주요 몸체(461)의 내부 및 외부 직경 표면(463, 465) 사이에 전체적으로 반경 방향으로 배치될 수 있다. 제2 보스들(478) 각각은 주요 몸체(461)의 외부 직경 표면(465)을 넘어서 반경 방향으로 바깥쪽으로 연장된 플랜지 부분(479)을 포함한다. 일부 구성에서, 제1 보스들(477)은 제2 보스들(478)과 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있다.
도 11에 도시된 구성에서, 2개의 제2 보스들(478)은 서로 180도 이격되어 배치된다. 2개의 제2 보스들(478)의 반경 방향 외부 에지들(480) 사이의 거리(즉 주요 몸체(461)의 회전 대칭의 각도 축(A)에 대해 직교하며 이와 교차하는 선분(L)을 따르는 거리)는 변조 밸브 링(426)의 환형 리세스(440)의 외부 직경보다 더 크다. 도 10에 도시된 바와 같이, 플랜지 부분(479)의 축 방향 두께(T1)(즉 구동 샤프트의 회전 축 및 축(A)에 대해 평행한 방향에서의 두께)는 환형 단차부(392)의 축방향 두께(T2)보다 더 얇다. 이러한 방식으로, 변조 밸브 링(426)의 축 방향 위치와 상관없이, 비-선회 스크롤(370)의 제1 환형 표면(390)과 변조 밸브 링(426)의 하부 축 방향 단부 표면(438) 사이의 축 방향 거리는 플랜지 부분(479)과 하부 축 방향 단부 표면(438) 사이의 축 방향 거리보다 더 짧다. 바꾸어 말하면, 플랜지 부분(479)의 축 방향 두께(T1)는, 기초 링(460)이 올바르게 설치되는 한(도 10에 도시된 바와 같음), 플랜지 부분(479)을 통해 변조 밸브 링(426)이 전체 동작 범위를 따라 이동하는 것이 방해받지 않을 만한 크기로 결정된다.
도 12에 도시된 바와 같이, 기초 링(460)이 부주의로 인하여 비-선회 스크롤(370) 상에 거꾸로 설치되면, 제2 보스들(478)의 플랜지 부분들(479)은 변조 밸브 링(426)의 하부 축 방향 단부 표면(438)과 접촉할 것이고, 주요 몸체(461)는 비-선회 스크롤(370)의 제1 환형 표면(390)에 접촉할 것이다. 플랜지 부분들(479)과 변조 밸브 링(426) 사이의 그러한 접촉은 변조 밸브 링(426)이 제1 환형 표면(390)에 충분히 가깝게 배치되는 것을 방지하여 쉘 조립체(312)의 칸막이(334)의 마운팅 탭 또는 리브(333)가 쉘 조립체(312)의 원통형 쉘(329)의 축 방향 단부(330)에 안착할 때 간극이 발생하게 만든다. 바꾸어 말하면, 기초 링(460)이 압축기(300) 내에 부정확하게 설치되면(즉 거꾸로), 기초 링(460), 변조 밸브 링(426) 및 플로팅 밀봉 조립체(320)의 적층은 쉘 조립체(312)의 단부 캡(332) 및 칸막이(334)가 원통형 쉘(329) 상에서 하향하는 것을 방지함으로써, 칸막이(334) 및 단부 캡(332)이 원통형 쉘(329) 상에 용접되는 것을 방지하고 쉘 조립체(312)가 밀봉적으로 닫히는 것을 방지한다.
이러한 방식으로, 기초 링(460)의 구조는 포카요케(poka-yoke) 구조로서, 기초 링(460)이 부정확하게 설치된 동안 쉘 조립체(312)가 용접되어 닫히는 것을 방지한다. 그러므로 기초 링(460)이 부주의로 인하여 거꾸로 설치되면, 제조사는 쉘 조립체(312)가 밀봉되어 닫힐 수 있기 전에 조립 에러가 있다는 것을 인식할 것이다. 다른 용량 변조 조립체의 경우, 기초 링이 거꾸로 설치되어 있음을 제조사가 인식하지 않은 상태에서 쉘 조립체가 완전히 조립 및 용접되어 닫힐 수 있다. 그와 같이 기초 링이 거꾸로 설치되면 용량 변조 조립체가 적절하게 기능하지 못할 수 있다(예: 변조 밸브 링이 비-선회 스크롤 내의 변조 포트를 닫는 완전 용량 위치로 변조 밸브 링이 이동하는 것이 방지됨).
실시예들에 대한 전술한 설명은 예증 및 설명 목적으로 제공된다. 이는 개시 내용을 한정하거나 개시를 전부 나타내는 것을 의도하지 않는다. 특정한 실시예의 개별 요소 또는 특성은 전반적으로 해당 특정한 실시예에 한정되지 않으나, 적용 가능한 경우 상호 변경 가능하고 선택된 실시예에 사용될 수 있으며, 특정하게 도시 또는 설명되지 않는 경우에도 마찬가지이다. 또한, 마찬가지로 다수의 방식으로 변경될 수 있다. 그러한 변경은 개시를 벗어나는 것으로 간주되지 않으며 모든 그러한 수정은 개시의 범위 내에 포함된 것으로 의도한다.

Claims (51)

  1. 흡입 압력 영역 및 토출 압력 영역을 정의하고, 상기 토출 압력 영역으로부터 상기 흡입 압력 영역을 분리하는 칸막이를 포함하는 쉘 조립체;
    상기 쉘 조립체 내에 배치되며, 토출 통로를 갖는 제1 단부판, 변조 포트, 우회 통로 및 상기 제1 단부판으로부터 연장되는 제1 나선 랩을 포함하는 제1 스크롤 부재;
    상기 쉘 조립체 내에 배치되며 제2 단부판을 포함하는 제2 스크롤 부재로서, 상기 제2 단부판에서 제2 나선 랩이 연장하고, 상기 제1 및 제2 나선 랩은 메시 방식으로 서로 체결되고 상기 제1 스크롤 부재에 대하여 상대적인 상기 제2 스크롤 부재의 선회 변위 중에 일련의 포켓을 형성하고, 상기 변조 포트는 상기 포켓들 중 제1 포켓과 연통하고, 상기 우회 통로는 상기 포켓들 중 제2 포켓과 연통하는 것인, 제2 스크롤 부재;
    상기 칸막이 및 상기 제1 스크롤 부재와 체결되며 상기 흡입 압력 영역으로부터 상기 토출 압력 영역을 격리하는 플로팅 밀봉 조립체;
    축 방향으로 상기 플로팅 밀봉 조립체와 상기 제1 단부판 사이에 위치하며, 상기 제1 단부판으로부터 연장되는 허브의 외반경 표면 및 상기 플로팅 밀봉 조립체의 외반경 표면과 밀봉 체결되어 상기 우회 통로와 유체 연통하는 축 방향 우회 챔버를 정의하는 변조 밸브 링으로서, 상기 변조 밸브 링은 제1 및 제2 위치 사이에서 축 방향으로 변위 가능하고, 상기 변조 밸브 링은 상기 제1 위치일 때 상기 제1 단부판에 인접하고 상기 변조 포트를 닫으며, 상기 변조 밸브 링은 상기 제2 위치일 때 상기 제1 단부판으로부터 이격되어 변조 포트를 여는 것인, 변조 밸브 링; 및
    축 방향으로 상기 변조 밸브 링과 제1 단부판 사이에 위치하는 변조 리프트 링으로서, 상기 변조 밸브 링과 밀봉 체결되어 상기 변조 밸브 링과 상기 변조 리프트 링 사이에서 변조 제어 챔버를 정의하며, 상기 변조 리프트 링은 고분자 재료로 형성된 U형의 횡단면을 가지며 상기 변조 밸브 링의 제1 및 제2 환형 벽들을 체결시키는 밀봉부를 포함하는 것인, 변조 리프트 링을 포함하는 압축기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 U형의 횡단면은 기저부 및 상기 기저부와 일체형으로 형성되는 한 쌍의 립을 포함하고, 상기 립들 중 하나는 상기 기저부의 반경 방향 외부 에지로부터 연장되고, 상기 립들 중 다른 하나는 상기 기저부의 반경 방향 내부 에지로부터 연장되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    변조 리프트 링은 축 방향으로 상기 U형 횡단면과 제1 단부판 사이에 배치되는 기초 링을 포함하고, 상기 기초 링은 상기 제1 단부판에 접촉하며 상기 변조 리프트 링과 상기 제1 단부판 사이의 반경 방향 연장 통로를 정의하는 복수의 축방향 연장 보스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 기초 링은 상기 보스들이 연장되어 나오는 환형 주요 몸체를 포함하고, 상기 주요 몸체는 적어도 부분적으로 상기 변조 밸브 링 내의 환형 리세스 내에 수용되며, 상기 보스들 중 적어도 2개의 보스 각각은, 상기 주요 몸체의 외부 직경 표면에 대하여 반경 방향으로 바깥쪽으로 연장되고 상기 환형 리세스에 대하여 반경 방향으로 바깥쪽으로 연장되는 플랜지 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 단부판은 제1 환형 표면, 제2 환형 표면, 및 상기 제1 및 제2 환형 표면 사이에 배치되는 환형 단차부를 포함하고, 상기 변조 밸브 링이 제1 위치에 있을 때 상기 변조 밸브 링은 상기 제1 환형 표면과 접촉하고, 상기 보스들은 상기 제2 환형 표면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 플랜지 부분의 축방향 두께는 상기 환형 단차부의 축방향 두께보다 얇고, 상기 주요 몸체의 내부 직경은 상기 환형 단차부의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 압축기.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 변조 밸브 링은 제2 위치에 있을 때 플로팅 밀봉 조립체의 축방향 지향 표면에 인접하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 변조 밸브 링이 제2 위치에 있을 때 상기 변조 밸브 링은 상기 플로팅 밀봉 조립체를 축 방향으로 상기 칸막이에 가까워지도록 강제하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  10. 청구항 1에 있어서,
    제1 및 제2 모드에서 구동 가능하고 변조 제어 챔버와 유체 연통하는 변조 제어 밸브 조립체를 더 포함하고, 상기 변조 제어 밸브 조립체는 변조 제어 챔버 내의 구동 압력을 제어하고, 제1 모드에서 작동할 때 변조 제어 챔버 내에 제1 압력을 제공하여 변조 밸브 링이 제1 위치로 변위하고 상기 압축기가 완전 용량 모드로 작동하게 하며, 제2 모드에서 작동할 때 변조 제어 챔버 내에 상기 제1 압력보다 큰 제2 압력을 제공하여 상기 변조 밸브 링이 제2 위치로 변위하고 상기 압축기가 부분 용량 모드로 작동하게 하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 변조 밸브 링이 제2 위치에 있을 때 축 방향으로 상기 변조 밸브 링과 상기 제1 단부판 사이에 반경 방향 연장 통로가 형성되고, 상기 반경 방향 연장 통로는 상기 변조 포트와 연통하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 반경 방향 연장 통로는 상기 변조 리프트 링과 상기 제1 단부판 사이에 연장되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 변조 포트는 흡입 밀폐 위치로부터의 제1 랩 각도에 위치하고, 우회 통로는 흡입 밀폐 위치로부터의 제2 랩 각도에 위치하고, 상기 제2 랩 각도에 대한 상기 제1 랩 각도의 비율은 0.65와 0.75 사이인 것을 특징으로 하는 압축기.
  14. 압축기에 있어서,
    토출 통로를 갖는 제1 단부판, 포트, 우회 통로 및 상기 제1 단부판으로부터 연장되는 제1 나선 랩을 포함하는 제1 스크롤 부재;
    제2 단부판을 포함하는 제2 스크롤 부재로서, 제2 단부판은 상기 제2 단부판으로부터 연장되는 제2 나선 랩을 포함하고, 상기 제1 및 제2 나선 랩은 메시 방식으로 서로 체결되고 이들 사이에 일련의 포켓을 형성하고, 상기 포트는 상기 포켓들 중 하나와 선택적으로 연통하고, 상기 우회 통로는 상기 포켓들 중 하나와 연통하는 것인, 제2 스크롤 부재;
    상기 제1 스크롤 부재, 및 상기 압축기의 토출 챔버를 정의하는 칸막이와 체결되는 밀봉 조립체; 및
    축 방향으로 상기 밀봉 조립체와 상기 제1 단부판 사이에 위치하며, 상기 밀봉 조립체와 연동하여 상기 우회 통로와 유체 연통하는 축 방향 우회 챔버를 정의하는 밸브 링으로서, 상기 밸브 링은 상기 밸브 링이 상기 제1 단부판에 인접하고 상기 포트를 닫는 제1 위치와 상기 밸브 링이 상기 제1 단부판으로부터 이격되어 상기 포트를 여는 제2 위치 사이에서 이동 가능한 것인, 밸브 링;
    축 방향으로 상기 밸브 링과 상기 제1 단부판 사이에 위치하는 리프트 링으로서, 상기 밸브 링과 밀봉 체결되어 상기 밸브 링과 리프트 링 사이에서 제어 챔버를 정의하며, 상기 리프트 링은 고분자 재료로 형성된 U형의 횡단면을 가지며 상기 밸브 링의 제1 및 제2 환형 벽들을 체결시키는 밀봉부를 포함하는 것인, 리프트 링을 포함하는 압축기.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 U형의 횡단면은 기저부 및 상기 기저부와 일체형으로 형성된 한 쌍의 립을 포함하고, 상기 립들 중 하나는 상기 기저부의 반경 방향 외부 에지로부터 연장되고, 상기 립들 중 다른 하나는 상기 기저부의 반경 방향 내부 에지로부터 연장되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  16. 삭제
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 제1 단부판은 상기 제1 단부판과 일체형으로 형성되며 상기 리프트 링과 접촉하는 복수의 축 방향 연장 보스들을 포함하여 상기 포트와 연통하는 반경 방향 연장 통로를 정의하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 밸브 링은 제2 위치일 때 상기 밀봉 조립체의 축 방향 지향 표면에 인접하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 밸브 링이 제2 위치에 있을 때 상기 밸브 링은 상기 밀봉 조립체를 축 방향으로 상기 칸막이에 가까워지도록 강제하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  20. 청구항 19에 있어서,
    제1 및 제2 모드에서 구동 가능하고 상기 제어 챔버와 유체 연통하는 제어 밸브 조립체를 더 포함하고, 상기 제어 밸브 조립체는 상기 제어 챔버 내의 구동 압력을 제어하고, 제1 모드에서 작동할 때 상기 제어 챔버 내에 제1 압력을 제공하여 상기 밸브 링이 제1 위치로 변위하고 상기 압축기가 완전 용량 모드로 작동하게 하며, 제2 모드에서 작동할 때 상기 제어 챔버 내에 상기 제1 압력보다 더 큰 제2 압력을 제공하여 상기 밸브 링이 제2 위치로 변위하고 상기 압축기가 부분 용량 모드로 작동하게 하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 밸브 링이 제2 위치에 있을 때 축 방향으로 상기 밸브 링과 상기 제1 단부판 사이에 반경 방향 연장 통로가 형성되고, 상기 반경 방향 연장 통로는 상기 포트와 연통하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 반경 방향 연장 통로는 상기 리프트 링과 제1 단부판 사이에 연장되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 포트는 흡입 밀폐 위치로부터의 제1 랩 각도에 위치하고, 상기 우회 통로는 흡입 밀폐 위치로부터의 제2 랩 각도에 위치하고, 상기 제2 랩 각도에 대한 제1 랩 각도의 비율은 0.65와 0.75 사이인 것을 특징으로 하는 압축기.
  24. 청구항 14에 있어서,
    상기 리프트 링은 상기 제1 단부판에 접촉하는 복수의 축 방향 연장 보스들을 포함하는 기초 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 기초 링은 상기 보스들이 연장되어 나오는 환형 주요 몸체를 포함하고, 상기 주요 몸체는 상기 밸브 링 내의 환형 리세스 내에 적어도 부분적으로 수용되고, 상기 보스들 중 적어도 2개의 보스 각각은, 상기 주요 몸체의 외부 직경 표면에 대하여 반경 방향으로 바깥쪽으로 연장되고 상기 환형 리세스에 대하여 반경 방향으로 바깥쪽으로 연장되는 플랜지 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 제1 단부판은 제1 환형 표면, 제2 환형 표면, 및 상기 제1 및 제2 환형 표면 사이에 배치되는 환형 단차부를 포함하고, 상기 밸브 링이 제1 위치일 때 상기 밸브 링은 상기 제1 환형 표면에 접촉하고, 상기 보스들은 제2 환형 표면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 플랜지 부분의 축방향 두께는 상기 환형 단차부의 축방향 두께보다 얇으며, 상기 주요 몸체의 내부 직경은 상기 단차부의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 압축기.
  28. 압축기에 있어서,
    토출 통로를 갖는 제1 단부판, 포트, 우회 통로 및 상기 제1 단부판으로부터 연장되는 제1 나선 랩을 포함하는 제1 스크롤 부재;
    제2 단부판을 포함하는 제2 스크롤 부재로서, 제2 단부판은 이로부터 연장되는 제2 나선 랩을 포함하고, 상기 제1 및 제2 나선 랩은 메시 방식으로 서로 체결되고 이들 사이에 일련의 포켓을 형성하고, 상기 포트는 상기 포켓들 중 하나와 선택적으로 연통하고, 상기 우회 통로는 상기 포켓들 중 하나와 연통하는 것인, 제2 스크롤 부재;
    상기 제1 스크롤 부재, 및 상기 압축기의 토출 챔버를 정의하는 칸막이와 체결되는 밀봉 조립체; 및
    축 방향으로 상기 밀봉 조립체와 상기 제1 단부판 사이에 위치하며, 상기 밀봉 조립체와 연동하여 상기 우회 통로와 유체 연통하는 축 방향 우회 챔버를 정의하는 밸브 링으로서, 상기 밸브 링은 상기 밸브 링이 상기 제1 단부판에 인접하고 상기 포트를 닫는 제1 위치와 상기 밸브 링이 상기 제1 단부판으로부터 이격되어 상기 포트를 여는 제2 위치 사이에서 이동 가능한 것인, 밸브 링;
    적어도 부분적으로 상기 밸브 링의 환형 리세스 내에 배치되는 리프트 링으로서, 상기 리프트 링은 상기 밸브 링과 밀봉 체결되어 상기 밸브 링과 상기 리프트 링 사이의 제어 챔버를 정의하고, 상기 제1 단부판에 접촉하는 복수의 보스들을 갖는 기초 링을 포함하고, 상기 기초 링은 상기 보스들이 연장되어 나오는 환형 주요 몸체를 포함하는 것인, 리프트 링을 포함하고, 상기 주요 몸체는 적어도 부분적으로 상기 환형 리세스 내에 수용되며, 상기 보스들 중 적어도 2개의 보스 각각은, 상기 주요 몸체의 외부 직경 표면에 대하여 반경 방향으로 바깥쪽으로 연장되고 상기 환형 리세스에 대하여 반경 방향으로 바깥쪽으로 연장되는 플랜지 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  29. 청구항 28에 있어서,
    상기 제1 단부판은 제1 환형 표면, 제2 환형 표면 및 상기 제1 및 제2 환형 표면 사이에 배치되는 환형 단차부를 포함하고, 상기 밸브 링이 제1 위치일 때 상기 밸브 링은 상기 제1 환형 표면과 접촉하고, 상기 보스들은 상기 제2 환형 표면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  30. 청구항 29에 있어서,
    상기 플랜지 부분의 축방향 두께는 상기 환형 단차부의 축 방향 두께보다 얇고, 상기 주요 몸체의 내부 직경은 상기 환형 단차부의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 압축기.
  31. 청구항 30에 있어서,
    상기 리프트 링은 고분자 재료로 형성된 U형의 횡단면을 가지며 상기 밸브 링의 제1 및 제2 환형 벽들을 체결시키는 밀봉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  32. 흡입 압력 영역 및 토출 압력 영역을 정의하고, 상기 토출 압력 영역으로부터 흡입 압력 영역을 분리하는 칸막이를 포함하는 쉘 조립체;
    상기 쉘 조립체 내에 배치되며, 토출 통로를 갖는 제1 단부판, 변조 포트, 우회 통로 및 상기 제1 단부판으로부터 연장되는 제1 나선 랩을 포함하는 제1 스크롤 부재;
    상기 쉘 조립체 내에 배치되며 제2 단부판을 포함하는 제2 스크롤 부재로서, 상기 제2 단부판은 이로부터 연장되는 제2 나선 랩을 포함하고, 상기 제1 및 제2 나선 랩은 메시 방식으로 서로 체결되고 상기 제1 스크롤 부재에 대하여 상대적인 상기 제2 스크롤 부재의 선회 변위 중에 일련의 포켓을 형성하고, 상기 변조 포트는 상기 포켓들 중 제1 포켓과 연통하고, 상기 우회 통로는 상기 포켓들 중 제2 포켓과 연통하는 것인, 제2 스크롤 부재;
    상기 칸막이 및 상기 제1 스크롤 부재와 체결되며 상기 흡입 압력 영역으로부터 상기 토출 압력 영역을 격리하는 플로팅 밀봉 조립체; 및
    축 방향으로 상기 플로팅 밀봉 조립체와 상기 제1 단부판 사이에 위치하며, 상기 제1 단부판으로부터 연장되는 허브의 외반경 표면 및 상기 플로팅 밀봉 조립체의 외반경 표면과 밀봉 체결되어 상기 우회 통로와 유체 연통하는 축 방향 우회 챔버를 정의하는 변조 밸브 링으로서, 상기 변조 밸브 링은 제1 및 제2 위치 사이에서 축 방향으로 변위 가능하고, 상기 변조 밸브 링은 제1 위치에서 상기 제1 단부판에 인접하고 상기 변조 포트를 닫으며, 상기 변조 밸브 링은 제2 위치에서 상기 플로팅 밀봉 조립체의 축방향 지향 표면에 인접하고 상기 제1 단부판으로부터 이격되어 변조 포트를 여는 것인, 변조 밸브 링을 포함하고,
    상기 변조 포트는 흡입 밀폐 위치로부터의 제1 랩 각도에 위치하고, 상기 우회 통로는 상기 흡입 밀폐 위치로부터의 제2 랩 각도에 위치하며, 상기 제2 랩 각도에 대한 상기 제1 랩 각도의 비율은 0.65와 0.75 사이인 것을 특징으로 하는 압축기.
  33. 청구항 32에 있어서,
    상기 변조 밸브 링이 제2 위치에 있을 때 상기 변조 밸브 링은 상기 플로팅 밀봉 조립체를 축 방향으로 상기 칸막이에 가까워지도록 강제하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  34. 청구항 33에 있어서,
    축 방향으로 상기 변조 밸브 링과 상기 제1 단부판 사이에 위치하는 변조 리프트 링을 더 포함하고, 상기 변조 리프트 링은 상기 변조 밸브 링과 밀봉 체결되어 상기 변조 밸브 링과 상기 변조 리프트 링 사이에서 변조 제어 챔버를 정의하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  35. 청구항 34에 있어서,
    제1 및 제2 모드에서 구동 가능하며 상기 변조 제어 챔버와 유체 연통하는 변조 제어 밸브 조립체를 더 포함하고, 상기 변조 제어 밸브 조립체는 상기 변조 제어 챔버 내의 구동 압력을 제어하고, 제1 모드에서 작동할 때 상기 변조 제어 챔버 내에 제1 압력을 제공하여 상기 변조 밸브 링을 제1 위치로 변위하고 상기 압축기가 완전 용량 모드로 작동하게 하고, 제2 모드에서 작동할 때 상기 변조 제어 챔버 내에 상기 제1 압력보다 더 큰 제2 압력을 제공하여 상기 변조 밸브 링을 제2 위치로 변위하고 상기 압축기가 부분 용량 모드로 작동하게 하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  36. 청구항 35에 있어서,
    상기 변조 밸브 링이 제2 위치에 있을 때 축 방향으로 상기 변조 밸브 링과 상기 제1 단부판 사이에 반경 방향 연장 통로가 형성되고, 상기 반경 방향 연장 통로는 상기 변조 포트와 연통하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  37. 청구항 36에 있어서,
    상기 반경 방향 연장 통로는 상기 변조 리프트 링과 상기 제1 단부판 사이에 연장되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  38. 청구항 37에 있어서,
    상기 변조 리프트 링은 상기 변조 밸브 링의 제1 및 제2 환형 벽들을 체결시키는 U형의 밀봉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  39. 청구항 38에 있어서,
    상기 U형 밀봉부는 고분자 재료로 형성된 통합체인 것을 특징으로 하는 압축기.
  40. 청구항 39에 있어서,
    상기 제1 단부판은 상기 제1 단부판과 일체형으로 형성되며 변조 리프트 링과 접촉하는 복수의 축방향 연장 보스들을 포함하여 반경 방향 연장 통로를 정의하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  41. 청구항 40에 있어서,
    상기 U형 밀봉부는 기저부 및 상기 기저부와 일체형으로 형성된 한 쌍의 립들을 포함하고, 상기 기저부는 구동 샤프트 회전 축에 대해 수직으로 연장되며, 립들 중 하나는 상기 기저부의 반경 방향 외부 에지로부터 연장되고, 립들 중 다른 하나는 상기 기저부의 반경 방향 내부 에지로부터 연장되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  42. 압축기에 있어서,
    토출 통로를 갖는 제1 단부판, 포트, 우회 통로 및 상기 제1 단부판으로부터 연장되는 제1 나선 랩을 포함하는 제1 스크롤 부재;
    제2 단부판을 포함하는 제2 스크롤 부재로서, 상기 제2 단부판은 이로부터 연장되는 제2 나선 랩을 포함하고, 상기 제1 및 제2 나선 랩은 메시 방식으로 서로 체결되고 이들 사이에 일련의 포켓을 형성하고, 상기 포트는 상기 포켓들 중 하나와 선택적으로 연통하고, 상기 우회 통로는 상기 포켓들 중 하나와 연통하는 것인, 제2 스크롤 부재;
    상기 제1 스크롤 부재, 및 상기 압축기의 토출 챔버를 정의하는 칸막이와 체결되는 밀봉 조립체; 및
    축 방향으로 상기 밀봉 조립체와 상기 제1 단부판 사이에 위치하며, 상기 밀봉 조립체와 연동하여 상기 우회 통로와 유체 연통하는 축 방향 우회 챔버를 정의하는 밸브 링으로서, 상기 밸브 링은 상기 밸브 링이 상기 제1 단부판에 인접하고 상기 포트를 닫는 제1 위치와 상기 밸브 링이 상기 제1 단부판으로부터 이격되어 상기 포트를 여는 제2 위치 사이에서 이동 가능한 것인, 밸브 링을 포함하고,
    상기 포트는 흡입 밀폐 위치로부터의 제1 랩 각도에 위치하고, 상기 우회 통로는 상기 흡입 밀폐 위치로부터의 제2 랩 각도에 위치하고, 상기 제2 랩 각도에 대한 상기 제1 랩 각도의 비율은 0.65와 0.75 사이인 것을 특징으로 하는 압축기.
  43. 청구항 42에 있어서,
    상기 밸브 링은 제2 위치에 있을 때 상기 밀봉 조립체의 축방향 지향 표면에 인접하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  44. 청구항 43에 있어서,
    상기 밸브 링이 제2 위치에 있을 때 상기 밸브 링은 상기 밀봉 조립체를 축 방향으로 상기 칸막이에 가까워지도록 강제하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  45. 청구항 44에 있어서,
    축 방향으로 상기 밸브 링과 상기 제1 단부판 사이에 위치하는 리프트 링을 더 포함하고, 상기 리프트 링은 상기 밸브 링과 밀봉 체결되어 상기 밸브 링과 상기 리프트 링 사이에 제어 챔버를 정의하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  46. 청구항 45에 있어서,
    제1 및 제2 모드에서 구동 가능하고 상기 제어 챔버와 유체 연통하는 제어 밸브 조립체를 더 포함하고, 상기 제어 밸브 조립체는 상기 제어 챔버 내의 구동 압력을 제어하고, 제1 모드에서 작동할 때 상기 제어 챔버 내에 제1 압력을 제공하여 상기 밸브 링을 제1 위치로 변위하고 상기 압축기가 완전 용량 모드로 작동하게 하고, 제2 모드에서 작동할 때 상기 제어 챔버 내에 상기 제1 압력보다 더 큰 제2 압력을 제공하여 상기 밸브 링을 제2 위치로 변위하고 상기 압축기가 부분 용량 모드로 작동하게 하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  47. 청구항 46에 있어서,
    상기 밸브 링이 제2 위치에 있을 때 축 방향으로 상기 밸브 링과 상기 제1 단부판 사이에 반경 방향 연장 통로가 형성되고, 상기 반경 방향 연장 통로는 상기 포트와 연통하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  48. 청구항 47에 있어서,
    상기 반경 방향 연장 통로는 상기 리프트 링과 상기 제1 단부판 사이에 연장되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  49. 청구항 48에 있어서,
    상기 리프트 링은 상기 밸브 링의 제1 및 제2 환형 벽들을 체결시키는 U형 밀봉부를 포함하고, 상기 U형 밀봉부는 고분자 재료로 형성된 통합체인 것을 특징으로 하는 압축기.
  50. 청구항 49에 있어서,
    상기 리프트 링은 축 방향으로 상기 U형 밀봉부와 상기 제1 단부판 사이에 배치되는 기초 링을 포함하고, 상기 기초 링은 상기 제1 단부판과 접촉하는 복수의 축방향 연장 보스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  51. 청구항 50에 있어서,
    상기 U형 밀봉부는 기저부 및 상기 기저부와 일체형으로 형성된 한 쌍의 립을 포함하고, 상기 기저부는 구동샤프트 회전 축에 대해 수직으로 연장되고, 상기 립들 중 하나는 상기 기저부의 반경 방향 외부 에지로부터 연장되고, 상기 립들 중 다른 하나는 상기 기저부의 반경 방향 내부 에지로부터 연장되는 것을 특징으로 하는 압축기.
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