KR20040063502A - 용량가변형 로터리압축기의 용량가변장치 및 용량가변형로터리압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용량가변형 로터리압축기의 용량가변장치 및 용량가변형 로터리압축기에 관한 것으로, 실린더 내부와 흡입구 측을 연통시키는 귀환로를 개폐하기 위한 용량가변장치에 솔레노이드 코일을 적용시키고, 이러한 솔레노이드 코일의 소용량 및 전력 절감을 실현시키는 구성을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르는 용량가변형 로터리압축기의 용량가변장치는, 전후진에 의해 실린더 내부와 흡입구 측을 연통하는 귀환로를 개폐하는 피스톤; 소정 방향으로 이동함으로써 상기 피스톤의 전후진을 안내하는 안내부재; 상기 안내부재에 이동력을 제공하는 솔레노이드 코일 및 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구성에 의해 솔레노이드 코일의 소용량을 실현시키고 전력의 절감을 가져올 수 있으며, 귀환로 개폐작동 및 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

용량가변형 로터리압축기의 용량가변장치 및 용량가변형 로터리압축기{A variavle unit of a variable Rotary comprissor and A variable Rotary compressor}

본 발명은 용량가변형 로터리압축기의 용량가변장치 및 용량가변형 로터리압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용량가변을 위해 실린더 내부와 흡입구 측을 연통하도록 형성된 귀환로를 개폐하기 위한 용량가변장치에 솔레노이드 코일을 적용시키고, 이러한 솔레노이드 코일의 소용량 및 전력의 절감을 실현시킬 수 있는 구성을 제공하는 것이다.

용량가변형 로터리압축기는 실린더 내부와 흡입구 측을 연통하는 귀환로를 개폐하기 위한 용량가변장치를 가진다. 일반적으로 이러한 용량가변장치는 전후진에 의해 상기 귀환로를 직접 개폐하는 피스톤과, 상기 피스톤에 고압의 냉매압을 가하기 위하여 상기 실린더의 토출구 측에 연결되는 고압배관과, 상기 피스톤에 저압의 냉매압을 가하기 위하여 상기 실린더의 흡입구 측에 연결되는 저압배관 및 상기 고압배관 및 저압배관을 상기 피스톤에 선택적으로 개방시킴으로서 상기 실린더내부와의 압력 차에 따른 피스톤의 전후진을 조절하는 삼방밸브로 구성된다.

즉, 상기와 같은 구성에 따라 삼방밸브가 상기 고압배관을 개방시켜 피스톤이 고압 측과 연결되면 상기 실린더 내부의 냉매압이 상기 고압배관을 따라 가해지는 고압의 냉매압보다 작아 피스톤이 상기 귀환로를 닫게 되고, 상기 삼방밸브가 상기 저압배관을 개방시켜 피스톤이 저압 측과 연결되면 상기 실린더 내부의 냉매압이 상기 저압배관을 따라 가해지는 저압의 냉매압보다 커 피스톤이 상기 귀환로를 개방시키게 되는 것이다.

그런데, 상기와 같은 용량가변장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 피스톤에 전후진력을 가하기 위하여 고압배관과 저압배관을 설치하여야 하기 때문에 배관구조가 복잡해진다.

둘째, 상기 고압배관과 저압배관의 냉매압을 선택적으로 피스톤에 전달시키기 위하여 고가의 삼방밸브를 사용하므로 전체 시스템의 가격이 상승한다.

셋째, 귀환로를 개폐시키기 위해 삼방밸브를 조절하여 피스톤을 상기 고압배관 및 저압배관에 선택적으로 연결시킬 때 발생하는 압력변동에 따라 피스톤과 실린더 사이에 발생하는 개폐충격에 의해 피스톤 및 실린더의 손상과, 이에 따른 개폐동작의 신뢰성 및 전체적인 제품의 신뢰성이 떨어진다.

따라서 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 귀환로를 개폐시키는 피스톤에 전후진력을 제공하기 위하여 소용량의 솔레노이드 코일을 적용하고, 이러한 솔레노이드 코일을 동작시키는데 최소의 전력을 사용하며, 또한 개폐동작의 신뢰성 및 제품의 신뢰도를 향상시키는데 있다.

도1은 본 발명의 실시례에 따르는 로터리압축기의 주요도로서, 본 발명의 실시례에 따른 용량가변장치의 작동에 의해 귀환로가 개방된 상태를 도시하고 있다.

도2는 본 발명의 실시례에 따르는 로터리압축기의 주요도로서, 본 발명의 실시례에 따른 용량가변장치의 작동에 의해 귀환로가 개방되는 과도기를 보여주는 작동상태를 도시하고 있다.

도3은 본 발명의 실시례에 따르는 로터리압축기의 주요도로서, 본 발명의 실시례에 따른 용량가변장치의 작동에 의해 귀환로가 폐쇄된 상태를 도시하고 있다. *도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100: 로터리압축기 101: 실린더

101a: 흡입구 101b: 토출구

101c: 귀환로 102: 롤러 피스톤

103: 베인 11: 고압부

12: 저압부 200: 용량가변장치

21: 피스톤 21a: 돌출부

22: 안내부재 22a: 전면부

23: 솔레노이드 코일 24: 스프링

25: 안내홈 25a: 바닥부

25b: 경사부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 용량가변형 압축기의 용량가변장치는, 전후진에 의해 실린더 내부와 흡입구 측을 연통하는 귀환로를 개폐하는 피스톤; 소정 방향으로 이동함으로써 상기 피스톤의 전후진을 안내하는 안내부재; 상기 안내부재에 이동력을 제공하는 솔레노이드 코일 및 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 피스톤의 전후진 방향과 상기 안내부재의 이동 방향은 수직한 것을 또 하나의 특징으로 하며, 이러한 경우, 상기 피스톤은 상기 안내부재 측으로 연장되어 상기 안내부재에 의해 전후진 안내를 받는 돌출부가 형성되어 있고 상기 안내부재는 상기 돌출부의 끝단을 지지하며 상기 피스톤의 전후진을 안내하기 위한 안내홈이 형성되는 것을 또 다른 특징으로 한다. 이 때, 상기 안내홈은 일 측으로 경사진 경사부를 가지는 것을 보다 구체적인 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 용량가변형 로터리압축기는, 저압의 냉매가 흡입되는 흡입구 및 고압의 냉매가 토출되는 토출구가 형성된 실린더로서, 상기 실린더 내부와 상기 흡입구 측을 연통하는 귀환로가 형성된 실린더; 상기 실린더 내부에서 회전하면서 냉매를 압축하는 롤러피스톤; 상기 실린더 내부에서 고압부와 저압부를 구획하는 베인; 전후진에 의해 상기 귀환로를 개폐하는 피스톤, 소정방향으로 이동함으로써 상기 피스톤의 전후진을 안내하는 안내부재, 상기 안내부재에 이동력을 제공하는 솔레노이드 코일 및 탄성부재를 가지는 용량가변장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 피스톤의 전후진 방향과 상기 안내부재의 이동 방향은 수직한 것을 또 하나의 특징으로 하며, 이러한 경우, 상기 피스톤은 상기 안내부재 측으로 연장되어 상기 안내부재에 의해 전후진 안내를 받는 돌출부가 형성되어 있고 상기 안내부재는 상기 돌출부의 끝단을 지지하며 상기 피스톤의 전후진을 안내하기 위한 안내홈이 형성되는 것을 또 다른 특징으로 한다. 이 때, 상기 안내홈은 일 측으로 경사진 경사부를 가지는 것을 보다 구체적인 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시례를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도1 내지 도3은 각각 본 발명에 따른 용량가변형 로터리압축기(100)의 실시례에 대한 주요부를 도시한 것으로, 도1은 귀환로가 개방되어진 상태를, 도2는 귀환로를 폐쇄하기 위해 피스톤이 이동하는 상태를, 도3은 귀환로가 폐쇄되어진 상태를 각각 표현하고 있다.

먼저 본 실시례에 따른 로터리압축기의 실린더(101)에는 저압의 냉매가 흡입되는 흡입구(101a), 고압의 냉매가 토출되는 토출구(101b) 및 용량가변을 위해 실린더(101)의 내부와 상기 흡입구(101a) 측을 연통하는 귀환로(101c)가 형성되어 있다. 따라서 본 발명에 따른 로터리압축기(100)의 주요 구성을 살펴보면, 냉매의 압축작용이 이루어지는 실린더(101)와, 상기 실린더(101) 내에서 회전하면서 냉매를압축하는 롤러피스톤(102)과, 상기 실린더(101) 내에서 고압부(11)와 저압부(12)를 구획하는 베인(103)과, 상기 귀환로(101c)를 개폐하기 위한 용량가변장치(200)를 포함하고 있다. 또한, 상기 용량가변장치(200)는 전후진에 의해 상기 귀환로(101c)를 개폐하기 위한 피스톤(21)과, 상기 피스톤(21)의 전후진을 안내하기 위해 상기 피스톤(21)의 전후진 방향과 직교하는 이동 방향을 가지는 안내부재(22)와, 상기 안내부재(22)에 전후진력을 제공하는 솔레노이드 코일(23) 및 탄성부재인 용수철(24)을 포함한다. 이 때, 상기 피스톤(21)에는 상기 안내부재(22) 측으로 돌출 연장된 돌출부(21a)가 형성되어 있고, 상기 안내부재(22)에는 상기 돌출부(21a)의 끝단을 지지하며, 상기 피스톤(21)의 전후진을 안내하기 위해 일 측이 경사진 안내홈(25)이 형성되어 있다. 물론 응용 예에 따라서 상기 안내홈의 형상은 다양한 변형이 가능할 것이다.

다음은 상기와 같은 구성에 의한 용량가변형 로터리압축기의 용량가변장치(200) 및 용량가변형 로터리압축기(100)에 있어서, 귀환로의 개폐동작을 살펴본다.

먼저 도1은 피스톤(21)의 돌출부(21a)가 안내부재(22)의 안내홈(25) 바닥면(25a)에 지지 안착되어 있기 때문에 귀환로(101c)가 개방됨으로 하여 로터리압축기(100)가 소용량의 압축작용을 행하고 있는 상태를 보이고 있다. 만일 로터리압축기(100)가 대용량의 압축작용을 행하도록 할 필요성이 있는 경우에는 솔레노이드 코일(23)에 전류가 인가되어 전자기력이 발생하게 되고, 이에 따라 상기 안내부재(22)에 이동력이 가해지면, 상기 안내부재(22)는 용수철(24)의 탄성력을 극복하고 이동을 하게 된다(도1 내지 도3에 도시되어진 바로는 아랫방향으로 이동하게 된다). 따라서 상기 피스톤(21)의 돌출부(21a)는 상기 안내홈(25)의 바닥부(25a)에 지지 안착되어 있다가, 안내부재(22)의 이동에 의해 상대적으로 도2에서와 같이 안내홈(25)의 경사부(25b)를 타고 실린더(101) 측으로 전진하게 된다. 이러한 과도기 적인 상태를 지나 도3에서 보여지는 바와 같이 돌출부(25a)가 상기 안내부재(101)의 전면부(22a)에 지지되게 되면, 피스톤(21)은 귀환로(101c)를 폐쇄시킴으로서 로터리압축기(100)의 대용량 압축작용이 실행되게 할 수 있는 것이다. 물론, 상기와 같은 작동 과정은 경우에 따라서 거꾸로 진행될 수도 있으며, 이러한 경우 피스톤(21)의 전진에 따른 귀환로(101c)의 폐쇄된 도3과 같은 상태에서, 솔레노이드 코일(23)에 전류의 인가가 멈춤으로써 전자기력을 소멸시키고 이에 따라 스프링(24)의 복원력에 의해 안내부재(22)는 도1과 같이 귀환로(101c)가 개방된 상태가 되도록 이동하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 것 외에도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 본 발명의 설명만으로도 쉽게 상기와 동일 범주내의 다른 형태의 본 발명을 실시할 수 있을 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 첫째, 피스톤의 개폐를 위해 저가의 솔레노이드 코일을 사용함으로써 생산단가를 낮출 수 있고, 둘째, 안내부재가 항상 피스톤의 돌출부를 지지하고 있을뿐더러 압축용량 변동 시에도 피스톤이 경사면을 따라 부드러운 이동을 행하기 때문에 피스톤과 실린더의 개폐충격이 발생하지 않아 피스톤 및 실린더의 손상이 발생하지 않는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 전후진에 의해 실린더 내부와 흡입구 측을 연통하는 귀환로를 개폐하는 피스톤;

   소정 방향으로 이동함으로써 상기 피스톤의 전후진을 안내하는 안내부재;

   상기 안내부재에 이동력을 제공하는 솔레노이드 코일 및 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 용량가변형 로터리압축기의 용량가변장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 피스톤의 전후진 방향과 상기 안내부재의 이동 방향은 수직한 것을 특징으로 하는 용량가변형 로터리압축기의 용량가변장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 피스톤은 상기 안내부재 측으로 연장되어 상기 안내부재에 의해 전후진 안내를 받는 돌출부가 형성되어 있고,

   상기 안내부재는 상기 돌출부의 끝단을 지지하며, 상기 피스톤의 전후진을 안내하기 위한 안내홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 용량가변형 로터리압축기의 용량가변장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 안내홈은 일 측으로 경사진 경사부를 가지는 것을 특징으로 하는 용량가변형 로터리압축기의 용량가변장치.
5. 저압의 냉매가 흡입되는 흡입구 및 고압의 냉매가 토출되는 토출구가 형성된 실린더로서, 상기 실린더 내부와 상기 흡입구 측을 연통하는 귀환로가 형성된 실린더;

   상기 실린더 내부에서 회전하면서 냉매를 압축하는 롤러피스톤;

   상기 실린더 내부에서 고압부와 저압부를 구획하는 베인;

   전후진에 의해 상기 귀환로를 개폐하는 피스톤, 소정 방향으로 이동함으로써 상기 피스톤의 전후진을 안내하는 안내부재, 상기 안내부재에 이동력을 제공하는 솔레노이드 코일 및 탄성부재를 가지는 용량가변장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 용량가변형 로터리압축기.
6. 제5항에 있어서,

   상기 피스톤의 전후진 방향과 상기 안내부재의 이동 방향은 수직한 것을 특징으로 하는 용량가변형 로터리압축기.
7. 제6항에 있어서,

   상기 피스톤은 상기 안내부재 측으로 연장되어 상기 안내부재에 의해 전후진 안내를 받는 돌출부가 형성되어 있고,

   상기 안내부재는 상기 돌출부의 끝단을 지지하며, 상기 피스톤의 전후진을 안내하기 위한 안내홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 용량가변형 로터리압축기.
8. 제7항에 있어서,

   상기 안내홈은 일 측으로 경사진 경사부를 가지는 것을 특징으로 하는 용량가변형 로터리압축기.