KR102284366B1 - Compressor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저 부하조건에서도 일정한 회전 주파수가 유지되도록 하여 효율이 높고 진동이 저감되는 압축기에 관한 것으로서, 내부공간을 제공하며 냉매가 내부공간으로 흡입되는 흡입부와 흡입된 냉매가 배출되는 배출부가 구비되는 실린더, 내부공간에서 편심 회전하면서 냉매를 압축하는 롤러, 흡입부와 배출부 사이에 구비되며 내부공간을 구획하도록 롤러에 접하는 제1베인, 제1베인으로부터 이격되어 구비되며 제1베인에 의해 구획된 공간 중 어느 하나의 공간을 제1영역과 제2영역으로 구획하도록 상기 롤러에 접하는 제2베인, 제1영역을 제2영역과 실린더 외부 중 어느 하나에 선택적으로 연통시키는 밸브 어셈블리를 포함하는 압축기를 제공한다.The present invention relates to a compressor with high efficiency and reduced vibration by maintaining a constant rotational frequency even under a low load condition, which provides an internal space and has a suction part through which refrigerant is sucked into the internal space and a discharge unit through which the sucked refrigerant is discharged a cylinder to be used, a roller for compressing the refrigerant while rotating eccentrically in the inner space, a first vane provided between the suction part and the discharge part and contacting the roller to partition the inner space, spaced apart from the first vane and divided by the first vane A compressor comprising: a second vane in contact with the roller to divide any one of the spaced spaces into a first area and a second area; and a valve assembly for selectively communicating the first area with any one of the second area and the outside of the cylinder provides
Description
본 발명은 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저 부하 조건에서 효율이 높고 진동이 저감하는 압축기에 관한 것이다.The present invention relates to a compressor, and more particularly, to a compressor having high efficiency and reduced vibration under a low load condition.
일반적으로 압축기는 냉장고나 에어콘과 같은 증기압축식 냉동사이클(이하, 냉동사이클로 약칭함)에 적용되고 있다. 압축기는 일정한 속도로 구동되는 등속형 압축기 또는 회전 속도가 제어되는 인버터형 압축기가 소개되고 있다In general, a compressor is applied to a vapor compression type refrigeration cycle (hereinafter, abbreviated as a refrigeration cycle) such as a refrigerator or an air conditioner. As the compressor, a constant-speed compressor driven at a constant speed or an inverter-type compressor whose rotational speed is controlled has been introduced.
압축기는 통상 전동기인 구동모터와 그 구동모터에 의해 작동되는 압축부가 밀폐된 케이싱의 내부공간에 함께 설치되는 경우를 밀폐형 압축기라고 하고, 상기 구동모터가 케이싱의 외부에 별도로 설치되는 경우를 개방형 압축기라고 할 수 있다. 가정용 또는 업소용 냉동기기는 대부분 밀폐형 압축기가 사용되고 있다. In the case of a compressor, a case in which a drive motor, which is a normal electric motor, and a compression part operated by the drive motor are installed together in the inner space of a sealed casing is called a closed compressor, and a case in which the drive motor is separately installed outside the casing is called an open compressor. can do. Most refrigeration appliances for home or business use a hermetic compressor.
그리고 압축기는 냉매를 압축하는 방식에 따라 왕복동식, 스크롤식, 로터리식 등으로 구분될 수 있다. 여기서, 로터리 압축기는 실린더의 압축공간에서 편심 회전운동을 하는 롤러와 그 롤러에 접하여 실린더의 압축공간을 흡입실과 토출실로 구획하는 베인을 이용하여 냉매를 압축하는 방식이다. In addition, the compressor may be classified into a reciprocating type, a scroll type, a rotary type, etc. according to a method of compressing the refrigerant. Here, the rotary compressor is a method of compressing the refrigerant using a roller performing eccentric rotation in the compression space of the cylinder and a vane that divides the compression space of the cylinder into a suction chamber and a discharge chamber in contact with the roller.
근래에는 부하의 변화에 따라 압축기의 냉동용량을 가변할 수 있는 용량 가변형 로터리 압축기가 소개되고 있다. 이는 저 부하 조건하에서 압축기를 저속으로 작동시키면 효율이 감소될 뿐만 아니라, 저속 운전에 따른 진동이 증가하기 때문이다.Recently, a variable capacity rotary compressor capable of varying the refrigeration capacity of the compressor according to a change in load has been introduced. This is because, when the compressor is operated at a low speed under a low load condition, not only the efficiency is reduced, but also the vibration caused by the low speed operation is increased.
압축기의 냉동용량을 가변하기 위한 기술로는 인버터 모터를 적용하는 기술과, 압축되는 냉매의 일부를 실린더의 외부로 바이패스시켜 압축실의 용적을 가변시키는 소위 배제용적절환에 의한 냉동능력가변기술이 알려져 있다. As a technology for changing the refrigeration capacity of a compressor, there are a technology of applying an inverter motor and a technology of changing the refrigeration capacity by so-called exclusion volume switching, which changes the volume of the compression chamber by bypassing a part of the compressed refrigerant to the outside of the cylinder. is known
하지만, 인버터 모터를 적용하는 경우에는 그 인버터 모터를 구동하기 위한 드라이버의 가격이 통상 정속 모터의 드라이버에 비해 매우 비싸며 압축기의 생산원가를 높이게 되는 문제점이 있다.However, when an inverter motor is applied, the price of a driver for driving the inverter motor is usually very expensive compared to a driver of a constant speed motor, and there is a problem in that the production cost of the compressor is increased.
또한, 냉매를 바이패스시키는 경우 배관시스템이 복잡하게 되어 냉매의 유동 저항이 증가됨에 따라 압축기의 효율이 저하되는 문제점이 있다.In addition, when the refrigerant is bypassed, the piping system becomes complicated, and as the flow resistance of the refrigerant increases, the efficiency of the compressor decreases.
또한, 원하는 바이패스되는 냉매의 유량을 얻기 위해서는 냉매의 유동 저항을 인하여 배관시스템의 전체적인 부피가 커져야 하는 문제점이 있다. In addition, in order to obtain a desired flow rate of the bypassed refrigerant, there is a problem in that the overall volume of the piping system must be increased due to the flow resistance of the refrigerant.
나아가 바이패스되는 냉매의 유량제어가 불가능하여 항시 바이패스되는 구조이므로 압축실의 용적이 작은 압축기를 작동하는 것과 다를 것이 없는 문제점이 있다.Furthermore, since it is impossible to control the flow rate of the bypassed refrigerant, it is always bypassed, so there is a problem that is no different from operating a compressor with a small volume of the compression chamber.
본 발명은 저 부하조건에서도 일정한 회전 주파수가 유지되도록 하여 효율이 높고 진동이 저감되는 압축기를 제공하는 것을 과제로 한다.An object of the present invention is to provide a compressor with high efficiency and reduced vibration by maintaining a constant rotation frequency even under a low load condition.
본 발명은 제1베인과 제2베인 간의 간격을 조절함에 따라 배제체적이 조절되는 압축기를 제공하는 것을 과제로 한다.An object of the present invention is to provide a compressor in which the exclusion volume is adjusted by adjusting the distance between the first vane and the second vane.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여, 내부공간을 제공하며, 냉매가 상기 내부공간으로 흡입되는 흡입부와 흡입된 냉매가 배출되는 배출부가 구비되는 실린더; 상기 내부공간에서 편심 회전하면서 냉매를 압축하는 롤러; 상기 흡입부와 상기 배출부 사이에 구비되며, 상기 내부공간을 구획하도록 상기 롤러에 접하는 제1베인; 상기 제1베인으로부터 이격되어 구비되며, 상기 제1베인에 의해 구획된 공간 중 어느 하나의 공간을 제1영역과 제2영역으로 구획하도록 상기 롤러에 접하는 제2베인; 상기 제1영역을 상기 제2영역과 상기 실린더 외부 중 어느 하나에 선택적으로 연통시키는 밸브 어셈블리;를 포함하는 압축기를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides an internal space, the cylinder having a suction part through which the refrigerant is sucked into the inner space and a discharge part through which the sucked refrigerant is discharged; a roller for compressing the refrigerant while rotating eccentrically in the inner space; a first vane provided between the suction unit and the discharge unit and in contact with the roller to partition the inner space; a second vane provided spaced apart from the first vane and contacting the roller to divide any one of the spaces partitioned by the first vane into a first area and a second area; and a valve assembly selectively communicating the first region with any one of the second region and the outside of the cylinder.
상기 롤러는 상기 제1영역와 상기 제2영역을 순차적으로 거쳐 편심 회전할 수 있다.The roller may rotate eccentrically through the first region and the second region sequentially.
상기 롤러의 편심 회전에 의해 상기 제1영역의 압축과 상기 제2영역의 팽창이 순차적으로 수행될 수 있다.Compression of the first region and expansion of the second region may be sequentially performed by eccentric rotation of the roller.
상기 흡입부는 상기 제1영역에 선택적으로 배치될 수 있다.The suction part may be selectively disposed in the first area.
상기 배출부는 상기 제2영역에 선택적으로 배치될 수 있다.The discharge part may be selectively disposed in the second area.
상기 흡입부는 상기 제1베인의 상기 롤러가 회전하는 방향 측에 구비되고, 상기 배출부는 상기 제1베인의 상기 롤러가 회전하는 방향과 반대방향 측에 구비될 수 있다.The suction unit may be provided on a side in a direction in which the roller rotates of the first vane, and the discharge unit may be provided on a side opposite to a direction in which the roller rotates of the first vane.
상기 제1영역은 상기 롤러의 편심 회전에 의해 냉매의 흡입과 배출이 수행될 수 있다. In the first region, suction and discharge of refrigerant may be performed by eccentric rotation of the roller.
상기 제2영역은 상기 롤러의 편심 회전에 의해 냉매의 흡입이 선택적으로 수행될 수 있다.In the second region, suction of the refrigerant may be selectively performed by eccentric rotation of the roller.
상기 밸브 어셈블리는 3방(3-way)밸브; 상기 3방밸브와 상기 제1영역을 연통시키는 제1연결관; 상기 3방밸브와 상기 제2영역을 연통시키는 제2연결관; 상기 3방밸브와 상기 실린더의 외부를 연통시키는 제3연결관;을 포함할 수 있다.The valve assembly includes a three-way valve; a first connection pipe connecting the three-way valve and the first region; a second connection pipe connecting the three-way valve and the second region; It may include; a third connection pipe for communicating the three-way valve and the outside of the cylinder.
상기 실린더는 외부와 상기 제1영역을 연통시키는 제1관통부; 및 외부와 상기 제2영역을 연통시키는 제2관통부;를 포함하며, 상기 제1연결관은 상기 제1관통부와 연결되고 상기 제2연결관은 상기 제2관통부와 연결될 수 있다.The cylinder may include: a first through part communicating the outside with the first area; and a second through-portion communicating the outside with the second region, wherein the first connector may be connected to the first through-port, and the second connecting pipe may be connected to the second through.
상기 3방밸브는 상기 제1연결관을 상기 제3연결관 또는 상기 제2연결관에 선택적으로 연결시킬 수 있다.The three-way valve may selectively connect the first connection pipe to the third connection pipe or the second connection pipe.
상기 제1관통부 및 상기 제2관통부는 상기 제2베인에 인접하여 구비될 수 있다.The first through portion and the second through portion may be provided adjacent to the second vane.
상기 배출부는 상기 제1베인에 인접하여 구비될 수 있다.The discharge part may be provided adjacent to the first vane.
상기 제2베인은 상기 롤러의 회전에 의해 압축되는 공간의 부피가 미리 설정한 부피에 대응하도록 상기 제1베인으로부터 상기 롤러의 회전방향을 따라 미리 설정된 회전각도만큼 이격되어 구비될 수 있다.The second vane may be provided to be spaced apart from the first vane by a preset rotational angle along the rotational direction of the roller so that the volume of the space compressed by the rotation of the roller corresponds to a preset volume.
본 발명은 저 부하조건에서도 일정한 회전 주파수가 유지되도록 하여 효율이 높고 진동이 저감되는 압축기를 제공하는 효과가 있다.The present invention has the effect of providing a compressor with high efficiency and reduced vibration by maintaining a constant rotation frequency even under a low load condition.
본 발명은 제1베인과 제2베인 간의 간격을 조절함에 따라 배제체적이 조절되는 압축기를 제공하는 효과가 있다.The present invention has the effect of providing a compressor in which the exclusion volume is controlled by adjusting the distance between the first vane and the second vane.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기를 나타내는 부분 종단면이다.
도 2는 도 1에서 도시된 압축기를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3 내지 5는 본 발명에 일 실시예에 따른 압축기의 롤러가 공전함에 따른 냉매의 압축과 배출을 순차적으로 설명하는 횡 단면도들이다.1 is a partial longitudinal cross-sectional view showing a compressor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating the compressor shown in FIG. 1 .
3 to 5 are transverse cross-sectional views sequentially illustrating compression and discharge of a refrigerant as the rollers of the compressor revolve according to an embodiment of the present invention.
이하에서 설명되는 실시 예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.It should be understood that the embodiments described below are illustratively shown to help understanding of the invention, and that the present invention may be implemented with various modifications different from the embodiments described herein. However, in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or component may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description and detailed illustration thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are not drawn to scale in order to help understanding of the invention, but dimensions of some components may be exaggerated.
본 출원에서 사용되는 제1, 제2 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성용소를 다른 구성용소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The first and second terms used in the present application may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one constituent from another.
또한, 본 출원에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 권리범위를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다", "이루어진다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성용소, 부품 또는 이들의 일부 또는 전부의 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In addition, the terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the scope of rights. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as "comprises", "consisting of" or "consisting It is to be understood that this does not preclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기(1)를 나타내는 부분 종단면이다.1 is a partial longitudinal cross-sectional view showing a
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기(1)는 케이스, 케이스의 내부에 위치하는 동력발생부, 압축부로 이루어진다. Referring to FIG. 1 , a
동력발생부(300)는 압축기(1)의 상부에 배치되고 압축부(100)는 압축기(1)의 하부에 배치되는 것으로 도 1에서 도시되지만 이는 일 실시예에 불과하고 필요에 따라 이들의 위치들은 서로 바뀔 수 있다. Although the
케이스(11)는 대략 상부와 하부가 개방된 원통의 형상으로 형성되며, 개방된 상부와 하부에 각각 상부캡(12)과 하부캡(13)이 설치됨에 따라 밀폐된 내부공간이 형성된다. The
케이스(11)는 일측에 작업 유체 즉 냉매를 흡입하는 흡입관(16)이 설치되다. 흡입관(16)은 냉매로부터 윤활유를 분리하는 어큐물레이터(15)에 연결되어 냉매를 케이스로 공급한다.The
상부캡(12)은 케이스(11)의 개방된 상부룰 밀폐하도록 형성된다. 상부캡(12)은 압축된 유체가 토출되는 토출관이 상부캡(12)의 중심을 관통하여 설치되며, 외부로부터 전력을 공급받기 위한 터미널(17)이 설치된다. The
하부캡(13) 역시 케이스(11)의 개방된 하부룰 밀폐하도록 형성되며, 구동축(330)과 같은 마찰 운동하는 부재의 윤활 및 냉각을 위해 일정량의 윤활유(O)가 채워진다. 여기서 구동축(330)은 단부가 윤활유(O)에 잠긴다.The
동력발생부(300)는 케이스(11)에 고정되는 스테이터(310), 스테이터(310)의 내부에 회전 가능하게 지지되는 로터(350), 로터(350)에 압입되는 구동축(330)을 포함한다. The
스테이터(310)는 상부캡(12)에 설치된 터미널(17)을 통해 외부로부터 전력이 공급된다. 스테이터(310)에 전력이 공급되면 로터(350)는 전자기력에 의해 회전한다. The
구동축(330)은 로터(350)를 관통 고정되며 로터(350)의 회전력을 압축부(100)에 전달한다. 한편 구동축(330)은 후술하게 될 롤러(130)를 편심회전시키기 위해 외주면이 돌출 형성되는 편심부(331)가 구비된다.The
압축부(100)는 케이스(11)에 고정되는 실린더(110), 실린더(110)내부에 위치되는 롤러(130), 실린더(110)의 내부공간을 구획하는 제1베인(121)과 제2베인(124), 실린더(110)의 상부에 설치되는 상부 베어링(150), 실린더(110)의 하부에 설치되는 하부 베어링(170) 및 제2베인(124)에 의해 구획된 공간을 선택적으로 연통시키는 밸브어셈블리(500)를 포함한다. The
이러한 압축부(100)를 도 2 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 도 2는 도 1에서 도시된 압축기(1)를 나타내는 분해 사시도이다.This
도 2를 참조하면, 실린더(110)는 중앙부분에 소정 크기의 내부공간이 형성된 원통형의 형상으로 형성되며, 압축되는 유체의 압력을 견딜 수 있도록 충분한 강도의 재질로 이루어진다. Referring to FIG. 2 , the
실린더(110)의 내부공간에는 구동축(330)에 형성되는 편심부(331)가 수용된다. 여기서 편심부(331)는 구동축(330)의 회전 중심으로부터 일정거리만큼 이격된 중심을 가지도록 형성되는 일종의 편심된 캠이다. The
실린더(110)의 내주면에는 실린더(110)의 중심으부터 멀어지는 방향으로 일정 깊이만큼 연장되는 제1베인슬릿(123)과 제2베인슬릿(126)이 형성된다. 제1베인슬릿(123)과 제2베인슬릿(126)은 제1베인(121)과 제2베인(124)이 각각 수용된다. 이러한 제1베인슬릿(123)과 제2베인슬릿(126)은 제1베인(121)과 제2베인(124) 수용 시 제1베인(121)과 제2베인(124)의 말단이 실린더(110)의 내주면 상으로 돌출되지 않도록 충분한 깊이를 가지도록 형성된다.A first vane slit 123 and a second vane slit 126 extending by a predetermined depth in a direction away from the center of the
실린더(110)에는 냉매를 흡입하는 흡입부(113)와 냉매를 배출하는 배출부(115)가 구비된다. The
흡입부(113)는 제1베인슬릿(123)의 일측에 인접하며, 배출부(115)는 제1베인슬릿(123)의 일측과 반대방향에 위치하는 타측에 인접하여 구비된다. 즉, 흡입부(113)와 배출부(115)는 제1베인(121)을 사이에 두고 인접하게 구비된다. 흡입부(113)와 배출부(115)는 롤러(130)가 회전하면서 배출부(115), 제1베인슬릿(123) 및 흡입부(113)를 순차적으로 거치도록 배치된다.The
이러한 흡입부(113)는 실린더(110)의 외주면과 내주면을 관통하도록 형성되며, 어큐물레이터(15)에 연결된 흡입관(16)으로부터 전달된 냉매가 실린더(110)의 내부공간으로 흡입되도록 한다.The
배출부(115)는 실린더(110)의 내주면에 형성된 홈으로 이루어지며 후술하는 배출관(153)과 연결 되어 냉매가 배출되도록 한다.The
또한, 실린더(110)에는 냉매를 배출하는 제1관통부(117)와 제1관통부(117)를 통해 배출된 냉매가 다시 흡입되도록 하는 제2관통부(118)가 구비된다. In addition, the
제1관통부(117)는 제2베인슬릿(126)의 일측에 인접하며, 실린더(110)의 외주면과 내주면을 관통하도록 형성된다. 제1관통부(117)는 후술하게 될 제1연결관(510)에 연결된다.The first through
제2관통부(118)는 제2베인슬릿(126)의 일측과 반대방향에 위치하는 타측에 인접며, 실린더(110)의 외주면과 내주면을 관통하도록 형성된다. 제2관통부(118)는 후술하게 될 제2연결관(520)에 연결된다.The second through
여기서 제2베인슬릿(126)의 일측은 롤러(130)의 회전방향과 반대방향으로 향하도록 형성되며, 제2베인슬릿(126)의 타측은 롤러(130)의 회전방향으로 향하도록 형성된다.Here, one side of the second vane slit 126 is formed to face in a direction opposite to the direction of rotation of the
한편, 실린더(110)의 내주면에는 도 3에서 도시된 바와 같이 제1베인슬릿(123)을 시작으로 도면 상 반 시계방향을 따라 흡입부(113), 제1관통부(117), 제2베인슬릿(126), 제2관통부(118) 및 배출부(115)가 구비된다.On the other hand, on the inner peripheral surface of the
롤러(130)는 실린더(110)의 내경보다 작은 외경을 갖는 링 부재이다. 롤러(130)는 실린더(110)의 내주면에 접하되, 실린더(110)의 내부공간에서 구동축(330)을 중심으로 편심회전 가능하도록 편심부(331)에 회전 가능하게 결합된다. The
따라서 롤러(130)는 구동축(330)이 회전할 때 롤러(130)의 내주면이 편심부(331)의 외주면상에서 미끄러지면서 회전하는 자전을 한다. 이와 동시에 롤러(130)는 롤러(130)의 중심이 구동축(330)의 회전중심(C)으로부터 소정거리로 이격되어 회전하는 공전을 한다. 이때 롤러(130)는 공전 시 자전으로 인하여 실린더(110)의 내주면 상에서 구름 운동한다. Therefore, the
이와 같은 롤러(130)가 실린더(110)의 내부공간에 배치됨에 따라 롤러(130)가 차지하는 부피만큼 제외한 내부공간은 냉매의 흡입 및 압축에 이용된다. 이하 내부공간은 별다른 언급이 없는 한 실린더(110)의 내부공간 중 롤러(130)가 차지하는 부피만큼 제외한 공간을 지칭한다.As the
제1베인(121)은 제1베인슬릿(123)에 수용되며 제1베인슬릿(123)에 수용된 제1탄성부재(122)에 의해 탄력적으로 지지된다. 제1베인(121)은 이러한 제1탄성부재(122)에 의해 롤러(130) 측으로 밀리게 되므로 롤러(130)의 편심회전에도 불구하고 롤러(130)의 외주면과의 접촉을 유지한다. The
이에 따라 제1베인(121)이 단독으로 설치되면 실린더(110)의 내부공간은 제1베인(121)에 의해 2개의 독립적인 공간으로 구획된다. 구동축(330)의 회전 즉, 롤러(130)의 공전 동안 제1베인(121)에 의해 구획된 각각의 공간의 크기는 변화하나 상보적(complementary)이다. 즉, 상기 롤러(130)의 회전 시, 어느 하나의 공간은 점점 축소하는 반면 다른 하나의 공간은 상대적으로 점점 증가된다. 그러나 각각의 공간의 합은 항상 일정하다.Accordingly, when the
제2베인(124)은 제1베인(121)과 마찬가지로 제2베인슬릿(126)에 수용되며 제2베인슬릿(126)에 수용된 제2탄성부재(125)에 의해 탄력적으로 지지된다. 제2베인(124)은 이러한 제2탄성부재(125)에 의해 롤러(130) 측으로 밀리게 되므로 롤러(130)의 편심회전에도 불구하고 롤러(130)의 외주면과의 접촉을 유지한다. 제2베인(124)이 제1베인(121)에 이어 추가로 설치되면, 제1베인(121)에 의해 구획된 실린더(110)의 내부공간 중 어느 하나는 제2베인(124)에 의해 제1영역(A)과 제2영역(B)으로 구획된다. The
제1영역(A)과 제2영역(B)이 나타내는 각각의 공간의 크기는 롤러(130)의 회전에 따라 변화하며 상보적이 아니다. 또한 제1영역(A)과 제2영역(B)이 나타내는 각각의 공간의 합은 롤러(130)의 회전에 따라 변화한다. The size of each space represented by the first area (A) and the second area (B) changes according to the rotation of the
이러한 제1영역(A)과 제2영역(B)은 롤러(130)가 회전하는 방향을 따라 순차적으로 배치된다. 다시 말하면, 제1영역(A)은 제2베인(124)으로부터 롤러(130)의 회전방향과 반대방향 측에 위치하며 제2영역(B)은 제2베인(124)으로부터 롤러(130)의 회전방향 측에 위치한다. 따라서, 롤러(130)가 제1영역(A)과 제2영역(B)을 순차적으로 통과하는 동안, 제1영역(A)의 압축과 제2영역(B)의 팽창이 순차적으로 수행된다.The first area (A) and the second area (B) are sequentially arranged along the direction in which the
제1영역(A)의 압축이 수행되면, 냉매가 제1영역(A)으로부터 배출된다. 한편, 압축되어 배출된 냉매는 후술하는 3방밸브(550)의 조절에 따라 실린더(110) 외부로 배출되거나 이후 팽창하는 제2영역(B)으로 흡입된다. When the first region (A) is compressed, the refrigerant is discharged from the first region (A). On the other hand, the compressed and discharged refrigerant is discharged to the outside of the
상부 베어링(150)과 하부 베어링(170)은 도 2에 도시된 바와 같이 실린더(110)의 상부 및 하부에 각각 설치되며 각각의 슬리브(sleeve) 및 그 내부에 각각 형성된 상부축공(155)과 하부축공(175)을 이용하여 구동축(330)을 회전 가능하게 지지한다. The
상부 베어링(150) 및 하부 베어링(170)과 실린더(110)는 서로 대응되도록 형성된 다수개의 체결공들(151, 111, 171)을 포함한다. 그리고 볼트와 너트와 같은 체결부재를 사용하여 실린더(110) 및 상부 및 하부베어링(150, 170)은 실린더(110) 내부공간이 밀폐되도록 서로 견고하게 체결된다.The
상부 베어링(150)에는 배출관(153)과 배출관(153)을 개폐하는 배출밸브(152)가 구비된다. 배출관(153)은 냉매가 이동할 수 있도록 상부 베어링(150)의 내부에 형성된 유로로 이루어지며, 배출부(115)과 연결된다. The
배출밸브(152)는 실린더(110) 내부공간의 압력이 일정 압력 이상일 경우에만 배출관(153)을 선택적으로 개방한다. 이를 위해, 배출밸브(152)는 일단부가 배출관(153)에 인접한 부분에 고정되며 타단부가 자유롭게 변형 가능한 판 스프링으로 이루어질 수 있다. 다만 이는 일예에 불과하며, 다양한 작동방법을 가지는 밸브가 적용될 수 있다. The
한편, 도시되지는 않았으나 배출밸브(152)의 상부에 밸브들이 안정적으로 작동하도록 그 변형되는 양을 제한하는 리테이너가 설치될 수도 있다. 또한, 상부 베어링(150)의 상부에는 압축된 유체의 토출시 발생하는 소음을 감소시키는 머플러(미도시)가 설치될 수 있다Meanwhile, although not shown, a retainer may be installed on the
밸브어셈블리(500)는 실린더(110)의 외부에 위치하며, 제1영역(A)을 제2영역(B)과 실린더(110) 외부 중 어느 하나에 선택적으로 연통시키는 역할을 수행한다. 이러한 밸브어셈블리(500)는 3방(3-way)밸브(550), 3방밸브(550)와 제1영역(A)을 연통시키는 제1연결관(510), 3방밸브(550)와 제2영역(B)을 연통시키는 제2연결관(520) 및 3방밸브(550)와 실린더(110)의 외부를 연통시키는 제3연결관(530)을 포함한다.The
제1연결관(510)은 일단이 제1관통부(117)에 연결되고 타단이 3방밸브(550)에 연결되며, 제2연결관(520)은 일단이 제2관통부(118)에 연결되고 타단이 3방밸브(550)에 연결되고, 제3연결관(530)은 일단이 3방밸브(550)에 연결되고 타단이 실린더(110)의 외부와 연통된다.The first connecting
이러한 3방밸브(550)는 제1영역(A)과 제2영역(B)을 연통시키기 위해 제1연결관(510)과 제2연결관(520)을 연통시키고, 제1영역(A)과 실린더(110)의 외부를 연통시키기 위해 제1연결관(510)과 제3연결관(530)을 연통시킨다.This three-
이하 본 발명의 일 실시예에 따는 압축기(1)의 동작에 대해 도 3 내지 6을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the
도 3 내지 6에서는 롤러(130)가 반 시계 방향으로 회전하는 것으로 도시되지만 이에 한정되지 않으며, 롤러(130)는 시계 방향으로 회전할 수도 있다. 3 to 6 , the
이러한 롤러(130)의 회전방향을 따라 배출부(115), 제1베인(121), 흡입부(113), 제1관통부(117), 제2베인(124) 및 제2관통부(118)가 순차적으로 구비된다. 도 3 내지 6에서는 위 구성들이 반 시계방향으로 순차적으로 배열되는 것으로 도시되지만 이는 롤러(130)의 회전방향을 따른 결과이다. 만약 롤러(130)가 시계 방향으로 회전하면, 위 구성들은 롤러(130)의 회전방향인 시계방향으로 순차적으로 배열되는 것으로 도시될 것이다.The
회전중심을 기준으로 제1베인(121)이 0도에 위치하고 제2베인(124)은 제1베인(121)으로부터 반 시계 방향으로 180도만큼 회전한 지점에 위치한다. 롤러(130)는 0도 지점에서 출발하여 반 시계방향으로 회전하는 것을 전제로 설명한다. 이와 더불어 제1연결관(510)과 제2연결관(520)이 상술한 바와 같이 제2베인(124)에 인접하여 구비되는 것을 전제로 설명한다.The
한편 제1영역(A)과 제2영역(B)은 상술한 바와 같이 제1베인(121)에 의해 구획된 내부공간 중 어느 하나가 둘로 구획된 각각의 공간으로 정의된바 있다. 롤러(130)는 0도와 180도에 위치하면 오로지 제1베인(121)에만 접한다. 이 경우 제1베인(121)은 내부공간을 두 공간으로 구획하지 못한다. 다만, 이러한 경우는 매우 짧은 순간에 발생하므로 무시할 수 있다. 따라서 롤러(130)가 0도와 180도에 위치하는 경우에는 제2베인(124)의 좌측에 위치한 공간을 제1영역(A)으로 지칭하고 제2베인(124)의 우측에 위치한 공간을 제2영역(B)으로 지칭하기로 한다. 한편, 롤러(130)가 반 시계방향으로 회전하면서 0도와 180도의 위치로부터 벗어나면, 위 정의를 만족하는 제1영역(A)과 제2영역(B)이 나타나게 된다. 이러한 정의를 만족하는 제1영역(A)과 제2영역(B)은 롤러(130)가 0도와 180도의 위치에 있을 때의 제1영역(A)과 제2영역(B)과 연속성이 인정됨은 자명하다.Meanwhile, the first area (A) and the second area (B) have been defined as respective spaces in which any one of the internal spaces partitioned by the
도 3을 참조하면, 롤러(130)가 회전함과 동시에 제2베인(124)의 좌측에 위치한 공간인 제1영역(A)은 수축하기 시작하며, 제2베인(124)의 우측에 위치한 공간인 제2영역(B)은 팽창하기 시작한다. 제1영역(A)은 냉매가 흡입되어 채워진 상태에 있으므로 제1영역(A)에 있는 냉매가 압축된다. 밸브어셈블리(500)는 제1영역(A)에서 냉매가 충분히 압축되도록 제1연결관(510)을 폐쇄한다. 이때 흡입부(113)는 제1영역(A)에 위치하며 배출부(115)는 제2영역(B)에 위치한다.Referring to FIG. 3 , as the
도 4를 참조하면, 롤러(130)는 90도 지점까지 회전한 상태가 도시된다. 이 때는 롤러(130)가 실린더(110)의 내주면 중 제1베인(121)이 아닌 지점에 접촉하고 있으며 제2베인(124)은 제1베인(121)이 구획하는 두 공간 중 우측공간을 제1영역(A)과 제2영역(B)으로 구획한다. Referring to FIG. 4 , the
이러한 제1영역(A)은 도 3에서의 제1영역(A)으로 지칭한 공간과 연속성이 있다. 즉, 제1영역(A)은 도 3에서의 제1영역(A)으로 지칭한 공간이 수축한 공간이다. 마찬가지로 제2영역(B)은 도 3에서의 제2영역(B)으로 지칭한 공간이 팽창한 공간이다.This first area (A) has continuity with the space referred to as the first area (A) in FIG. 3 . That is, the first area (A) is a space in which the space referred to as the first area (A) in FIG. 3 is contracted. Similarly, the second region (B) is a space in which the space referred to as the second region (B) in FIG. 3 is expanded.
제1영역(A)이 수축함에 따라 제1영역(A)에 수용된 냉매가 압축된다. 밸브어셈블리(500)는 냉매가 충분히 압축될 때까지 제1연결관(510)을 폐쇄한다.As the first region (A) contracts, the refrigerant accommodated in the first region (A) is compressed. The
롤러(130)가 회전함에 따라 제1베인(121)의 좌측에는 흡입부(113)가 연결된 새로운 공간이 발생하여 팽창하게 된다. 이에 따라 흡입부(113)를 통해 냉매가 새로 발생한 공간에 흡입된다. 이때 흡입부(113)는 제1영역(A)에 위치하지 않으며 배출부(115)는 여전히 제2영역(B)에 위치한다. 배출부(115)는 도 5에서도 제2영역(B)에 위치하지만, 롤러(130)가 회전하면 정의에 따라 제1영역(A)과 제2영역(B)에 다시 설정되어 제2영역(B)에 위치하지 않는 경우가 발생한다. As the
도 5를 참조하면, 롤러(130)는 거의 180도 지점에 위치하며, 제1영역(A)에 수용된 냉매는 충분히 압축된 상태이다.Referring to FIG. 5 , the
이때 밸브어셈블리(500)는 저 부하 조건이라면 3방밸브(550)를 통해 제1영역(A)과 실린더(110)의 외부를 상호 연통시키고 저 부하 조건이 아니라면 3방밸브(550)를 통해 제1영역(A)과 제2영역(B)을 연통시킨다.At this time, the
저 부하 조건에서 제1영역(A)과 실린더(110)의 외부를 상호 연통시키는 경우 롤러(130)에 의한 배제체적 (Displacement)은 제2베인(124)이 설치되지 않은 경우의 배제체적보다 약 50%가 감소한다. 제1관통부(117)가 제2베인(124)에 가까울수록 배제체적의 감소량은 50%에 근접한다. When the first region (A) and the outside of the
여기서 배제체적은 압축기(1)의 실린더(110) 내에서 롤러(130)가 1회전할 때 배제되는 체적으로서 냉매가 실제로 압축되는 유효체적을 의미한다. 행정(Stroke)과 유사한 개념으로, 베인이 단일하게 구비되는 경우 압축기(1)에서는 압축실의 체적에서 롤러(130)의 체적을 뺀 값 즉 내부공간의 체적이다.Here, the excluded volume is a volume that is excluded when the
상술한 바와 같이 저 부하 조건에서는 일반적으로 압축기(1)의 회전수를 줄이게 되며 이에 따라 압축기(1)의 효율이 감소하고 진동이 증가하는 문제점이 있다. 하지만 배제체적을 감소시켜 압축기(1)의 회전수 감소를 최소화 하면 압축기(1)의 효율이 감소하고 진동이 증가하는 문제점이 개선된다.As described above, under a low load condition, the number of rotations of the
저 부하 조건에서 배제체적의 감소량이 50%인 경우, 압축기(1) 저속 운전 조건에서의 모터 효율이 압축기(1) 저속 운전 조건이 아닌 경우에서의 모터효율보다 약 3~4% 정도 상승할 수 있다. If the reduction of the exclusion volume is 50% under the low load condition, the motor efficiency under the low speed operation condition of the compressor (1) may increase by about 3 to 4% compared to the motor efficiency under the compressor (1) low speed operation condition. there is.
한편, 저 부하가 아닌 조건에서 제1영역(A)과 제2영역(B)을 상호 연통시키는 경우 배제체적 은 제2베인(124)이 설치되지 않은 경우의 배제체적과 동일하다. 이 경우 제1영역(A)에서 제2영역(B)으로 이동한 냉매는 롤러(130)의 이동에 의해 압축된 후 배출부(115)를 통해 배출된다.On the other hand, when the first region (A) and the second region (B) are interconnected under a non-low load condition, the exclusion volume is the same as the exclusion volume when the
이상의 설명에서는 제1베인(121)이 0도 지점에 구비되고 제2베인(124)이 180도 지점에 구비되는 경우에 대해 설명하였다. 이렇게 제1베인(121)과 제2베인(124)이 구비되는 지점이 180도 차이가 발생하는 경우, 배제체적의 감소량은 상술한 바와 같이 약 50%에 이른다. In the above description, a case has been described in which the
이러한 배제체적의 감소량은 제1베인(121)과 제2베인(124)이 구비되는 지점의 각도 차이에 따라 조절될 수 있다. This amount of reduction in the exclusion volume may be adjusted according to a difference in angle between the points at which the
예를 들면 제1베인(121)과 제2베인(124)이 구비되는 지점의 각도 차이를 90도로 설정할 경우, 전체 배제체적의 ¼ 지점에서 냉매가 배출되므로 배제체적은 원래 값의 25%에 이른다. For example, if the angle difference between the point where the
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical spirit of the present invention and the following by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.
1: 압축기 100: 압축부
110: 실린더 113: 흡입부
115: 배출부 121: 제1베인
124: 제2베인 130: 롤러
300: 동력발생부 310: 스테이터
330: 구동축 350: 로터
500: 밸브어셈블리1: compressor 100: compression unit
110: cylinder 113: suction unit
115: discharge unit 121: first vane
124: second vane 130: roller
300: power generation unit 310: stator
330: drive shaft 350: rotor
500: valve assembly
Claims (14)
상기 내부공간에서 편심 회전하면서 냉매를 압축하는 롤러;
상기 흡입부와 상기 배출부 사이에 구비되며, 상기 내부공간을 구획하도록 상기 롤러에 접하는 제1베인;
상기 제1베인으로부터 이격되어 구비되며, 상기 제1베인에 의해 구획된 공간 중 어느 하나의 공간을 제1영역과 제2영역으로 구획하도록 상기 롤러에 접하는 제2베인;
상기 제1영역을 상기 제2영역과 상기 실린더 외부 중 어느 하나에 선택적으로 연통시켜 상기 제1영역에서 압축된 냉매를 상기 제2영역과 상기 실린더 외부 중 연통된 어느 하나에 공급하는 밸브 어셈블리;를 포함하는 압축기.a cylinder providing an inner space and having a suction unit through which the refrigerant is sucked into the inner space and a discharge unit through which the suctioned refrigerant is discharged;
a roller for compressing the refrigerant while rotating eccentrically in the inner space;
a first vane provided between the suction unit and the discharge unit and in contact with the roller to partition the inner space;
a second vane provided spaced apart from the first vane and contacting the roller to divide any one of the spaces partitioned by the first vane into a first area and a second area;
a valve assembly for selectively communicating the first region with any one of the second region and the outside of the cylinder to supply the refrigerant compressed in the first region to any one of the second region and the outside of the cylinder communicating with each other; Compressor included.
상기 롤러는 상기 제1영역와 상기 제2영역을 순차적으로 거쳐 편심 회전하는 것을 특징으로 하는 압축기.According to claim 1,
The roller rotates eccentrically through the first region and the second region sequentially.
상기 롤러의 편심 회전에 의해 상기 제1영역의 압축과 상기 제2영역의 팽창이 순차적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 압축기.According to claim 1,
Compression of the first region and expansion of the second region are sequentially performed by eccentric rotation of the roller.
상기 흡입부는 상기 제1영역에 선택적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 압축기. According to claim 1,
The compressor according to claim 1, wherein the suction part is selectively disposed in the first area.
상기 배출부는 상기 제2영역에 선택적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 압축기.5. The method of claim 4,
The compressor, characterized in that the discharge part is selectively disposed in the second area.
상기 흡입부는 상기 제1베인의 상기 롤러가 회전하는 방향 측에 구비되고,
상기 배출부는 상기 제1베인의 상기 롤러가 회전하는 방향과 반대방향 측에 구비되는 것을 특징으로 하는 압축기.According to claim 1,
The suction part is provided on the side in which the roller rotates of the first vane,
The discharge unit is a compressor, characterized in that provided on the side opposite to the direction in which the roller rotates of the first vane.
상기 제1영역은 상기 롤러의 편심 회전에 의해 냉매의 흡입과 배출이 수행되는 것을 특징으로 하는 압축기. According to claim 1,
The first region is a compressor, characterized in that suction and discharge of the refrigerant is performed by the eccentric rotation of the roller.
상기 제2영역은 상기 롤러의 편심 회전에 의해 냉매의 흡입이 선택적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 압축기.8. The method of claim 7,
The second region is a compressor, characterized in that the suction of the refrigerant is selectively performed by the eccentric rotation of the roller.
상기 밸브 어셈블리는
3방(3-way)밸브;
상기 3방밸브와 상기 제1영역을 연통시키는 제1연결관;
상기 3방밸브와 상기 제2영역을 연통시키는 제2연결관; 및
상기 3방밸브와 상기 실린더의 외부를 연통시키는 제3연결관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.According to claim 1,
The valve assembly is
3-way valve;
a first connection pipe connecting the three-way valve and the first region;
a second connection pipe connecting the three-way valve and the second region; and
and a third connection pipe connecting the three-way valve and the outside of the cylinder.
상기 실린더는 외부와 상기 제1영역을 연통시키는 제1관통부; 및 외부와 상기 제2영역을 연통시키는 제2관통부;를 포함하며,
상기 제1연결관은 상기 제1관통부와 연결되고 상기 제2연결관은 상기 제2관통부와 연결되는 것을 특징으로 하는 압축기.10. The method of claim 9,
The cylinder may include: a first through part communicating the outside with the first area; and a second penetrating portion for communicating the second region with the outside;
The first connection pipe is connected to the first through-portion and the second connection pipe is connected to the second through-portion.
상기 3방밸브는
상기 제1연결관을 상기 제3연결관 또는 상기 제2연결관에 선택적으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 압축기.11. The method of claim 10,
The three-way valve is
The compressor, characterized in that selectively connecting the first connector to the third connector or the second connector.
상기 제1관통부 및 상기 제2관통부는 상기 제2베인에 인접하여 구비되는 것을 특징으로 하는 압축기.11. The method of claim 10,
The first through-portion and the second through-portion are provided adjacent to the second vane.
상기 배출부는 상기 제1베인에 인접하여 구비되는 것을 특징으로 하는 압축기.According to claim 1,
The compressor, characterized in that the discharge unit is provided adjacent to the first vane.
상기 제2베인은 상기 롤러의 회전에 의해 압축되는 공간의 부피가 미리 설정한 부피에 대응하도록 상기 제1베인으로부터 상기 롤러의 회전방향을 따라 미리 설정된 회전각도만큼 이격되어 구비되는 것을 특징으로 하는 압축기.According to claim 1,
The second vane is spaced apart from the first vane by a preset rotation angle along the rotational direction of the roller so that the volume of the space compressed by the rotation of the roller corresponds to a preset volume. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170030163A KR102284366B1 (en) | 2017-03-09 | 2017-03-09 | Compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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-
2017
- 2017-03-09 KR KR1020170030163A patent/KR102284366B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004211681A (en) * | 2003-01-08 | 2004-07-29 | Samsung Electronics Co Ltd | Rotary compressor and refrigerant circulating system |
JP2016513766A (en) * | 2013-12-05 | 2016-05-16 | グアンドン メイジ コムプレッサ カンパニー リミテッド | Rotary compressor, compressor for the same, air conditioner |
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