KR20000044713A - Heat compressor of multi-stage type - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 에어컨의 압축기에 관한 것으로서, 구체적으로는 압축기의 내부에 열공급장치를 설치하고 흡입측으로는 일방향 밸브를 설치한 열펌프를 다단으로 구성하여 열공급장치에 순차적으로 열원을 공급하여 최종으로 원하는 압력으로 압축을 실현할 수 있도록 하는 다단식 열 압축기에 관한 것이다.The present invention relates to a compressor of an air conditioner. Specifically, a heat pump is installed in the compressor and a suction pump has a one-way valve configured in multiple stages to sequentially supply a heat source to the heat supply device. The present invention relates to a multi-stage thermal compressor capable of realizing compression.
압축기라함은 실린더와 피스톤의 왕복운동을 이용하거나 터보기계처럼 회전축에 수 많은 작은 날개를 달고 있는 형태나 비대칭 모양의 회전판을 회전시켜, 매질이 들어오는 입구에서의 압력보다 빠져나가는 출구에서의 압력을 높이는 기계를 통칭한다.Compressors use a reciprocating motion of cylinders and pistons or rotate asymmetric rotors with many small blades on a rotating shaft like a turbomachine, increasing the pressure at the outlet through which the medium escapes. Collectively, the machine.
이와 같은 압축기는 산업현장 뿐만 아니라 일상생활에서 많이 사용되는 가전제품 중 에어컨이나 냉장고 등의 냉장-냉동을 위해서는 반드시 필요한 장치이다.Such a compressor is an essential device for refrigeration-refrigeration such as an air conditioner or a refrigerator among household appliances that are used not only in the industrial field but also in daily life.
예를들어 냉장고의 경우 피스톤의 왕복운동으로 냉매기체를 압축한 다음 이를 응축시키고 팽창시켜 냉매가 기화됨으로서 주위의 열을 빼앗는 원리를 이용하여 냉장고 내부의 온도를 낮추는 것이며, 에어컨 역시 이와 동일한 원리를 이용하여 실내의 온도를 외부보다 낮게 낮출 수 있는 것이다.For example, in the case of the refrigerator, the refrigerant gas is compressed by reciprocating the piston, and then condensed and expanded so that the refrigerant is vaporized to lower the temperature inside the refrigerator by using the principle of taking away the heat of the surroundings, and the air conditioner uses the same principle. By lowering the temperature of the room lower than the outside.
이러한 압축기는 일반적으로 압축하는 방식에 따라 왕복형, 로터리형, 스크롤형 등의 기계식에 의한 방식에 상용화되고 있다.Such compressors are generally commercialized in mechanical systems such as reciprocating, rotary, scrolling, etc. according to the compression method.
상기와 같은 압축기중 근래 에어컨에 보편적으로 장착되어지는 로타리 압축기를 도 3에 도시하였으며, 그 구성은 도시된 바와 같이 몸체(50)의 외측으로 증발기에서 증발된 저온·저압의 냉매가스를 흡입하는 흡입관(41)이 어큐뮤레이터(40)와 같이 설치되고 몸체(50)의 내부에는 상부로 내주연에 편심부(61)를 갖는 회전축(62)과 회전자(63)가 내장된 전동기(60)가 설치되며 하부에는 상측으로 모터베어링(64)이, 하측으로 펌프베어링(65)이 설치되어 내주연에 상기 회전축(62)의 편심부(61)와 로울러(82)가 일체로 설치되는 실린더(80)가 형성된다.Among the compressors as described above, a rotary compressor that is commonly mounted in an air conditioner is illustrated in FIG. 3, and a configuration thereof includes a suction pipe for sucking refrigerant gas of low temperature and low pressure evaporated from an evaporator to the outside of the body 50. An electric motor 60 in which a 41 is installed together with the accumulator 40 and a rotating shaft 62 having an eccentric portion 61 at an inner circumference of the upper portion of the body 50 and a rotor 63 are embedded therein. Is installed in the lower motor bearing 64 is installed on the upper side, the pump bearing 65 is installed on the lower side of the inner cylinder eccentric portion 61 and the roller 82 of the rotary shaft 62 is integrally installed ( 80) is formed.
상기 몸체(50)는 외부단자(52)와 토출관(51)이 형성된 상부커버(53)와 체결공이 형성된 베이스 플레이트가 설치되는 하부커버(54) 및 몸통(55)으로 구분된다.The body 50 is divided into an upper cover 53 on which an external terminal 52 and a discharge tube 51 are formed, and a lower cover 54 and a body 55 on which a base plate on which a fastening hole is formed is installed.
상기 실린더(80)에는 일측으로 어큐뮤레이터(40)를 거친 냉매가스가 흡입되게 흡입구(81)가 형성되고 타측에는 압축된 냉매가스가 토출밸브(도시 없음)에 의해 개폐되어 토출되도록 토출구(도시 없음)가 형성되며 상기 로울러(82)의 작동시 고압측과 저압측을 나누기 위해 베인(도시 없음)이 설치되는 구성으로 되어 있다.The cylinder 80 has a suction port 81 formed to suck the refrigerant gas passing through the accumulator 40 to one side, and the discharge port (not shown) to open and discharge the compressed refrigerant gas through a discharge valve (not shown) on the other side. None) is formed and a vane (not shown) is installed to divide the high pressure side and the low pressure side when the roller 82 is operated.
이와 같이 구성되어진 압축기(100)의 작동은 증발기에서 증발된 저온·저압의 냉매가스가 흡입관(41)을 통해 냉매가스에 함유된 액상의 냉매와 이물질등을 제거하기 위해 설치된 어큐뮤레이터(40)를 거쳐 흡입구(81)를 통하여 실린더(80) 내로 흡입된다.The operation of the compressor 100 configured as described above includes the accumulator 40 installed to remove the refrigerant and foreign substances in the liquid phase contained in the refrigerant gas through the suction pipe 41 by the refrigerant gas evaporated from the evaporator. Through the suction port 81 is sucked into the cylinder (80).
이렇게 흡입된 냉매가스는 전동기(60)의 모터 회전력이 회전축(62)에 직접 전달되어 회전하면서 흡입구(81)를 통해 유입된 냉매가스를 편심부(61)와 로울러(82)의 유막접촉에 의한 회전으로 인해 압축식에서 압축되어지고, 이 압축된 냉매가스는 토출밸브의 작용에 의해 토출구로 토출하게 되는 것이다.The refrigerant gas sucked in this way is the motor rotational force of the electric motor 60 is transmitted directly to the rotating shaft 62 to rotate the refrigerant gas introduced through the suction port 81 by oil film contact between the eccentric portion 61 and the roller 82. Due to the rotation, it is compressed in a compression type, and the compressed refrigerant gas is discharged to the discharge port by the action of the discharge valve.
상기 토출구를 거쳐 토출되는 고온·고압의 냉매가스는 몸통(55)내를 거쳐 상부커버(53)에 형성된 토출관(51)을 통해 응축기로 토출되는 것이다.The high temperature and high pressure refrigerant gas discharged through the discharge port is discharged to the condenser through the discharge tube 51 formed in the upper cover 53 through the body 55.
그러나 상기와 같은 기계식 압축방식은 마찰이 필연적으로 수반되어 마찰을 방지하기 위한 윤활작용이 별도로 필요로하며 수명을 단축시키는 등의 문제점이 있다.However, the mechanical compression method as described above inevitably involves friction, and thus requires a lubrication action to prevent friction and shortens the life.
상기와 같은 기계식 압축기의 단점을 보완하기 위한 시도로서 근래에는 음파를 이용하여 닫힌 공명기 내부에 공명현상이 일어나면 높은 압력을 얻을 수 있는 원리를 응용한 음향 압축기가 제시되고 있으나, 고에너지 파동을 냉매에 전달하는 것에 어려움이 있어 상용화 되어지지는 못하고 있다.As an attempt to compensate for the drawbacks of the mechanical compressor as described above, an acoustic compressor using the principle of obtaining high pressure when a resonance occurs inside a closed resonator using sound waves has been proposed. Difficult to deliver, it is not commercialized.
한편, 다단식 압축기로서 기 제시되어진 국내 특허공고 제81-173호(2단계 압축식 가열장치)에 의하면, 도 4에 도시한 바와 같이 2개의 압축기(19)(20)를 가진 열펌프, 가열 및 냉각을 하여 실내의 공기조절을 하기 위한 내부 열교환기(15), 외부 열교환기(12)로부터 성애를 제거하기 위한 성애 제거장치(40), 공기 조절되는 부분의 온도의 상승 및 하강에 응답하여 압축기(19)(20)들을 순차적으로 동작시키기 위한 온도조정장치, 온도조정장치의 무능화에 의하여 성애 제거주기를 유도하는 동시에 제2압축기(20)를 작동시켜서 성애 제거장치(40)가 작동되도록 하는 회로장치, 닫혀졌을 때 회로가 동작되는 성애 제거회로 내의 제1, 제2스위치, 제1압축기(19)가 가동될 때 제1스위치를 닫히게하는 장치와 외부 열교환기(12)에 성애가 끼었을 때 제2스위치를 닫히게하는 열 감지장치가 있어 성애 제거주기의 시작으로 두 압축기(19)(20)가 동작되도록 구성하는 것으로, 장치의 손상을 방지하며 에너지 효율을 도모할 수는 있으나, 단지 장치에 성애가 생기는 것을 방지하는 것으며 기계적인 장치의 마찰에 의한 수명의 단축 문제를 해결하지 못하고 있는 것이다.On the other hand, according to the domestic patent publication No. 81-173 (two-stage compression type heating apparatus), which is already presented as a multi-stage compressor, as shown in FIG. 4, a heat pump having two compressors 19 and 20, heating and An internal heat exchanger 15 for cooling the indoor air by cooling, a defroster 40 for removing the defrost from the external heat exchanger 12, and a compressor in response to the rise and fall of the temperature of the air-conditioned part. (19) (20) Induces the defrosting cycle by disabling the temperature adjusting device and the temperature adjusting device in order to operate the second compressor 20 and the defrosting device 40 to operate. When the first, second switch in the defrost circuit, the first compressor 19 in the defrost circuit, which is operated when closed, and the external heat exchanger 12, when the first switch is closed, the first switch is closed. Thermal sense to close the second switch There is a branch device so that the two compressors 19 and 20 are operated at the start of the defrost cycle, which prevents damage to the device and promotes energy efficiency, but merely prevents defrost on the device. And it does not solve the problem of shortening of life due to friction of mechanical devices.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 압축기에 있어서의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 전기적 에너지를 열원으로 냉매를 직접 가열하여 압축하므로서 윤활이 필요없는 비 기계적인 압축방식에 의하여 반 영구적인 수명을 가지며 압축효율을 향상하도록 하는 다단식 열 압축기를 제공하는 것에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is to solve the problems of the conventional compressor as described above, and has a semi-permanent life by a non-mechanical compression method without the need for lubrication by compressing the electrical energy by heating the refrigerant directly as a heat source and compression efficiency It is an object of the present invention to provide a multi-stage heat compressor to improve the efficiency.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 증발기에서 증발된 저온·저압의 냉매를 고온·고압으로 압축하기 위한 압축기에 있어서, 일방향 역지밸브가 장착되며 냉매를 흡입하는 흡입구와 압축된 냉매를 토출하는 토출구를 구비한 압축실내에 설치되는 열공급장치, 상기 열공급장치에 순차적으로 열원이 공급되도록 제어하는 열제어장치로 구성되는 열펌프를 다단으로 연결하여 구성하는 것을 특징으로 하는 것이다.In order to achieve the above object, the present invention is a compressor for compressing a low-temperature, low-pressure refrigerant evaporated in an evaporator to a high temperature, high pressure, is equipped with a one-way check valve and discharges the inlet and suction of the refrigerant It is characterized in that the heat pump is installed in a compression chamber having a discharge port, the heat pump is composed of a multi-stage connection of the heat control device is configured to control the heat source to be sequentially supplied to the heat supply device.
본 발명의 다른 특징은 상기 열공급장치는 전원으로 접지되는 스위치와 압축실내에 열원을 공급하는 히터로 구성되는 것이다.Another feature of the present invention is that the heat supply device is composed of a switch that is grounded by a power source and a heater for supplying a heat source in the compression chamber.
본 발명의 또 다른 특징은 상기 열제어장치는 열공급장치의 각 스위치에 연결되어 순차적으로 스위치를 제어하며 열펌프의 흡입구에 설치되는 역지밸브를 제어하는 것이다.Another feature of the present invention is that the heat control device is connected to each switch of the heat supply device to sequentially control the switch and to control the check valve installed in the inlet of the heat pump.
도 1은 본 발명의 열펌프 유니트의 구성도1 is a configuration diagram of a heat pump unit of the present invention
도 2는 본 발명의 다단식 열 압축기의 구성도2 is a block diagram of a multi-stage thermal compressor of the present invention.
도 3은 종래 에어컨 압축기의 단면도3 is a cross-sectional view of a conventional air conditioner compressor
도 4는 종래의 다수의 압축기를 사용하는 열펌프 장치의 개략도4 is a schematic diagram of a heat pump apparatus using a plurality of conventional compressors
도면의 주요부분에 대한 부호 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10 : 열펌프 11 : 압축실10 heat pump 11 compression chamber
12 : 흡입구 13 : 토출구12: suction port 13: discharge port
20 : 열공급장치 21 : 히터20: heat supply device 21: heater
22 : 전원 23 : 스위치22: power 23: switch
30 : 열제어장치 31 : 스캐너30: heat control device 31: scanner
32 : 일방향 역지밸브32: one-way check valve
이하 본 발명인 다단식 열 압축기를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명 압축기의 열펌프에 대한 구성도로서, 도시한 바와 같이 열펌프(10)는 일측으로 냉매를 흡입하는 흡입구(12)와 타측으로 압축된 냉매를 토출하는 토출구(13)를 형성한 압축실(11)을 구비하고, 상기 압축실(11)의 내부에는 외부에서 제어되어 열원을 공급하는 히터(21)가 설치되고, 흡입구(12)측으로는 냉매의 유입을 단속하기 위한 일방향 역지밸브(32)가 설치되어 지는 것이다.1 is a configuration diagram of a heat pump of the compressor of the present invention, as shown, the heat pump 10 has an inlet 12 for sucking refrigerant to one side and a discharge port 13 for discharging the compressed refrigerant to the other side. A compression chamber 11 is provided, and a heater 21 for controlling a heat source is provided inside the compression chamber 11, and a one-way check for controlling the inflow of the refrigerant to the inlet 12 is provided. The valve 32 is to be installed.
도 2는 본 발명 다단식 열 압축기의 구성도로서, 도시한 바와 같이 각각의 열펌프(10)는 하나의 열펌프(10)의 토출구(13)를 통하여 토출되어지는 냉매는 다른 열펌프(10)의 흡입구(12)로 흡입되어지도록 다단으로 연결되도록 조립되어지며, 상기 열펌프(10)의 압축실(11)에 설치된 히터(21)는 전원(22)에 연결되는 스위치(23)가 부착되어 있다. 그리고 상기 스위치(23)는 열제어장치(30)의 스캐너(31)로 각각 연결되어 스캐너(31)에 의하여 시간간격을 두고 순차적으로 작동되도록 구성되는 것이다.2 is a configuration diagram of the multi-stage heat compressor according to the present invention, and as shown, each heat pump 10 has a refrigerant discharged through the discharge port 13 of one heat pump 10 and the other heat pump 10. It is assembled to be connected in multiple stages to be sucked into the inlet 12 of the, the heater 21 installed in the compression chamber 11 of the heat pump 10 is attached to the switch 23 is connected to the power supply 22 have. In addition, the switches 23 are connected to the scanners 31 of the thermal control device 30, respectively, and are configured to be sequentially operated by the scanner 31 at a time interval.
이와 같이 구성되는 본 발명 다단식 열 압축기는 압축실 내부의 온도가 내려가면 기체 상태 방정식 PV = nRT에서 알 수 있듯이 압력이 떨어져 냉매가 흡입되고 온도가 올라가면 팽창에 의해 압력이 올라가 토출되어지는 원리를 이용하는 것으로서, 이하 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.The multi-stage thermal compressor of the present invention configured as described above uses the principle that when the temperature inside the compression chamber decreases, the pressure drops and the refrigerant rises and the pressure rises when the temperature rises, as shown by the gas state equation PV = nRT. As described below, the operation of the present invention will be described.
1차로 증발기를 거쳐 열펌프(10)의 흡입구(12)로 냉매가 흡입되면 히터(21)에 전원(22)을 인가하여 가열한다. 따라서 히터(21)의 열원에 의하여 압축실(11) 내부의 냉매는 가열에 의하여 밀도가 작아지며 팽창하나 압축실(11)의 크기가 제한되어 있어 압축실(11) 내부의 압력은 점차 상승하게 된다.When the refrigerant is sucked into the inlet 12 of the heat pump 10 through the evaporator, the power 22 is applied to the heater 21 and heated. Therefore, due to the heat source of the heater 21, the refrigerant in the compression chamber 11 decreases in density due to heating and expands, but the size of the compression chamber 11 is limited so that the pressure in the compression chamber 11 gradually increases. do.
상기 압력실(11) 내부의 압력상승으로 2번째 압축실(11)의 역지밸브(32)가 열리면서 1번 압축실(11)의 역지밸브(32)는 닫히게 되며 전원(22)에 연결된 스위치(23)가 단락되어진다. 따라서 1번 압축실(11)의 토출구(13)를 통하여 토출되어지는 냉매는 2번째 열펌프의 압축실(11)로 이동하게 되는 것이다.As the check valve 32 of the second compression chamber 11 is opened due to the pressure increase inside the pressure chamber 11, the check valve 32 of the first compression chamber 11 is closed and the switch connected to the power source 22 ( 23) is short-circuited. Therefore, the refrigerant discharged through the discharge port 13 of the first compression chamber 11 is moved to the compression chamber 11 of the second heat pump.
상기와 같이 2번째 압축실(11)로 냉매가 이송되면 이 압축실(11) 내부로 설치된 히터(21)로 전원(22)의 스위치(23)가 접지되어 압축실(11) 내부에 열원을 공급하는 것이다.As described above, when the refrigerant is transferred to the second compression chamber 11, the switch 23 of the power supply 22 is grounded to the heater 21 installed in the compression chamber 11 to provide a heat source inside the compression chamber 11. To supply.
상기와 같이 2번째 압축실(11)에서 압축된 냉매는 3번째 압축실(11)로 이동되는 동작을 순차적으로 반복하면서 최종출구에서는 원하는 압력으로 냉매의 압축이 실현되는 것이다.As described above, the refrigerant compressed in the second compression chamber 11 is repeatedly moved to the third compression chamber 11 while the refrigerant is compressed at a desired pressure at the final exit.
이와 같은 본 발명의 다단식 열 압축기는 열펌프 유니트를 조합하는 모든 형태의 압축기에 그 사용이 가능한 것이다.The multi-stage heat compressor of the present invention can be used for all types of compressors combining heat pump units.
상술한 바와 같이 본 발명의 다단식 열 압축기는 기계적인 마찰부위가 없어 별도의 윤활유를 구비할 필요가 없으며 반 영구적인 수명과 간단한 구조로 제조가 용이함은 물론 냉매의 종류에 무관하게 사용할 수 있는 효과가 있는 것이다.As described above, the multi-stage thermal compressor of the present invention does not need to have a separate lubricating oil because there is no mechanical frictional part, and it is easy to manufacture with a semi-permanent life and a simple structure, and it can be used regardless of the type of refrigerant. It is.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980061213A KR20000044713A (en) | 1998-12-30 | 1998-12-30 | Heat compressor of multi-stage type |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019980061213A KR20000044713A (en) | 1998-12-30 | 1998-12-30 | Heat compressor of multi-stage type |
Publications (1)
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| KR20000044713A true KR20000044713A (en) | 2000-07-15 |
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Family Applications (1)
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| KR1019980061213A KR20000044713A (en) | 1998-12-30 | 1998-12-30 | Heat compressor of multi-stage type |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05280500A (en) * | 1992-03-30 | 1993-10-26 | Ricoh Co Ltd | Fluid control mechanism and driving mechanism using fluid |
-
1998
- 1998-12-30 KR KR1019980061213A patent/KR20000044713A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH05280500A (en) * | 1992-03-30 | 1993-10-26 | Ricoh Co Ltd | Fluid control mechanism and driving mechanism using fluid |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |