KR20060056801A - 회전압축기 및 이를 갖춘 냉동사이클 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선택적으로 그 용량을 가변할 수 있는 회전압축기와 이러한 회전압축기를 구비한 냉동사이클에 관한 것이다.
본 발명에 따른 회전압축기는 서로 다른 용적을 갖는 제 1 압축실 및 제 2 압축실과, 제 1 압축실과 제 2 압축실 중 어느 하나로 냉매를 안내하는 유로전환장치를 구비한 것으로, 유로전환장치로는 제 1 압축실과 제 2 압축실 중 어느 하나로 압축된 고압의 냉매를 안내하며 다른 하나로 저압의 냉매를 안내하는 사방밸브가 구비되어 있으므로, 사방밸브에 의해 냉매가 압축되지 않는 압축실에도 냉매의 공급이 이루어질 수 있게 되어 냉매가 압축되지 않는 압축실에서의 부압 발생을 방지할 수 있으며 그에 따라 부압 발생에 따른 동력손실을 방지할 수 있게 되는 작용효과가 있다.

Description

회전압축기 및 이를 갖춘 냉동사이클{ROTARY COMPRESSOR AND REFRIGERATING CYCLE HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명에 따른 회전압축기가 적용된 냉동사이클의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 회전압축기의 개략적인 구성을 보인 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 회전압축기에 적용된 사방밸브의 개략도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 회전압축기 20: 응축기
30: 팽창장치 40: 증발기
50: 어큐뮬레이터 60: 사방밸브
61: 하우징 62: 솔레노이드
63: 플런저 64: 유로전환부재
70: 전달관 71: 토출관
72a: 제 1 흡입관 72b: 제 2 흡입관
73: 바이패스관 100: 밀폐용기
110: 밀폐용기 120: 구동장치
130: 압축장치 131a: 제 1 압축실
132a: 제 2 압축실
본 발명은 회전압축기 및 이러한 회전압축기를 갖춘 냉동사이클에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 그 용량을 가변할 수 있는 회전압축기와 이러한 회전압축기를 갖춘 냉동사이클에 관한 것이다.
일반적으로 회전압축기는 냉매를 매개체로 하여 압축, 응축, 팽창, 증발과정이 연속적으로 수행되는 냉동사이클을 포함한 공기조화기나 냉장고 등에 사용되어 냉매를 고압으로 압축하여 토출하는 장치로써, 근래에는 공기조화기나 냉장고의 냉동부하에 탄력적으로 대응할 수 있도록 필요에 따라 용량을 가변할 수 있는 회전압축기가 사용되어 지고 있다.
이러한 회전압축기 중에는 일본 특허공개 소63-212797호와 같이 용적이 서로 다른 두 압축실 중 어느 하나에만 선택적으로 냉매를 공급하여 어느 하나의 압축실에서만 선택적으로 압축동작이 수행되도록 함으로써 용량을 가변할 수 있는 회전압축기가 개시되어 있다.
이러한 종래의 회전압축기는 각 압축실 내에서 편심회전하는 한 쌍의 회전축과, 각 회전축 외측에 회전가능하게 설치된 한 쌍의 롤러를 포함하며, 각 압축실로의 냉매유입을 조절할 수 있도록 한 쌍의 밸브가 구비되어 밸브를 통해 회전압축기의 용량을 가변시킬 수 있게 된다.
그런데 이러한 종래의 회전압축기는, 냉매의 공급이 차단된 압축실 내에서도 롤러가 회전축과 함께 지속적으로 회전하므로 냉매의 공급이 차단된 압축실 내부에 부압이 걸리게 되며, 이러한 부압이 회전축의 회전을 저해하는 요소로 작용하게 되므로 이에 의해 동력손실이 발생하여 회전압축기의 효율이 저하되게 된다는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 냉매가 공급되지 않는 압축실에서의 부압 발생에 따른 동력손실을 방지할 수 있는 회전압축기를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 서로 다른 용적을 갖는 제 1 압축실 및 제 2 압축실과, 상기 제 1 압축실과 상기 제 2 압축실 중 어느 하나로 냉매를 안내하는 유로전환장치를 구비한 회전압축기에 있어서, 상기 유로전환장치는 상기 제 1 압축실과 상기 제 2 압축실 중 어느 하나로 압축된 고압의 냉매를 안내하며 다른 하나로 저압의 냉매를 안내하는 사방밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 사방밸브는 압축된 고압의 냉매의 토출을 안내하는 토출관으로부터 분기된 바이패스관과, 저압의 냉매가 전달되는 전달관과, 상기 제 1 압축실로 흡입되는 냉매를 안내하는 제 1 흡입관과, 상기 제 2 압축실로 흡입되는 냉매를 안내하는 제 2 흡입관과 각각 연결되어, 상기 제 1 흡입관 및 상기 제 2 흡입관 중 어느 하나를 선택적으로 상기 바이패스관과 연통시키며 다른 하나를 상기 전달관과 연통시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 사방밸브는 상기 바이패스관이 연결되는 우회포트와 상기 전달관이 연결되는 전달포트와 상기 제 1 흡입관이 연결되는 제 1 흡입포트와 상기 제 2 흡입관이 연결되는 제 2 흡입포트가 각각 마련된 하우징과, 전원을 인가받아 자장을 발생시키는 솔레노이드와, 상기 솔레노이드에 의해 발생한 자장에 따라 진퇴이동하는 플런저와, 상기 플런저와 함께 진퇴이동하며 상기 우회포트와 상기 전달포트 중 어느 하나를 상기 제 1 흡입포트와 연통시키며 다른 하나를 상기 제 2 흡입포트와 연통시키는 유로전환부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 회전압축기는, 외관을 이루며 내부에 서로 다른 용적을 갖는 제 1 압축실과 제 2 압축실이 마련된 밀폐용기와, 상기 제 1 압축실과 상기 제 2 압축실 중 어느 하나에서 압축된 냉매를 외부로 안내하는 토출관과, 외부로부터 상기 밀폐용기로 전달되는 냉매를 안내하는 전달관과, 상기 제 1 압축실로 흡입되는 냉매를 안내하는 제 1 흡입관과 상기 제 2 압축실로 흡입되는 냉매를 안내하는 제 2 흡입관과, 상기 토출관으로부터 분기되는 바이패스관과, 상기 제 1 흡입관 및 상기 제 2 흡입관 중 어느 하나를 선택적으로 상기 바이패스관과 연통시키며 다른 하나를 상기 전달관과 연통시키는 사방밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 사방밸브는 상기 바이패스관이 연결되는 우회포트와 상기 전달관이 연결되는 전달포트와 상기 제 1 흡입관이 연결되는 제 1 흡입포트와 상기 제 2 흡입관이 연결되는 제 2 흡입포트가 각각 마련된 하우징과, 전원을 인가받아 자장을 발생시키는 솔레노이드와, 상기 솔레노이드에 의해 발생한 자장에 따라 진퇴이 동하는 플런저와, 상기 플런저와 함께 진퇴이동하며 상기 우회포트와 상기 전달포트 중 어느 하나를 상기 제 1 흡입포트와 연통시키며 다른 하나를 상기 제 2 흡입포트와 연통시키는 유로전환부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 서로 용적이 다른 제 1 압축실 및 제 2 압축실을 구비한 회전압축기와, 응축기와, 팽창장치와, 증발기와, 상기 제 1 압축실과 상기 제 2 압축실 중 어느 하나로 선택적으로 냉매를 안내하는 유로전환장치를 포함한 냉동사이클에 있어서, 상기 유로전환장치는 상기 제 1 압축실과 상기 제 2 압축실 중 어느 하나로 상기 회전압축기에서 토출된 고압의 냉매를 안내하며 다른 하나로 상기 증발기에서 전달된 냉매를 안내하는 사방밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 사방밸브는 상기 회전압축기에서 압축된 냉매가 상기 응축기측으로 토출되도록 안내하는 토출관으로부터 분기된 바이패스관과, 상기 증발기로부터 냉매가 전달되는 전달관과, 상기 제 1 압축실로 흡입되는 냉매를 안내하는 제 1 흡입관과, 상기 제 2 압축실로 흡입되는 냉매를 안내하는 제 2 흡입관과 각각 연결되어, 상기 제 1 흡입관 및 상기 제 2 흡입관 중 어느 하나를 선택적으로 상기 바이패스관과 연통시키며 다른 하나를 상기 전달관과 연통시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 사방밸브는 상기 바이패스관이 연결되는 우회포트와 상기 전달관이 연결되는 전달포트와 상기 제 1 흡입관이 연결되는 제 1 흡입포트와 상기 제 2 흡입관이 연결되는 제 2 흡입포트가 각각 마련된 하우징과, 전원을 인가받아 자장을 발생시키는 솔레노이드와, 상기 솔레노이드에 의해 발생한 자장에 따라 진퇴이동하는 플런저와, 상기 플런저와 함께 진퇴이동하며 상기 우회포트와 상기 전달포 트 중 어느 하나를 상기 제 1 흡입포트와 연통시키며 다른 하나를 상기 제 2 흡입포트와 연통시키는 유로전환부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 회전압축기가 적용되는 냉동사이클은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 회전압축기(10)와, 회전압축기(10)에서 압축된 고온 고압의 냉매가 냉각되게 하는 응축기(20)와, 응축기(20)로부터 냉매를 전달받아 감압팽창시키는 팽창장치(30)와, 냉매가 열을 흡수하며 증발되게 하는 증발기(40)를 포함한다.
회전압축기(10)는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 밀폐 구성되어 외관을 이루는 밀폐용기(110)의 내부에 회전력을 발생시키는 상측의 구동장치(120)와, 구동장치(120)로부터 동력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축장치(130)를 포함한다.
밀폐용기(110) 원통형상으로 형성되며 그 일측에는 증발기(40)로부터 전달관(70)의 중도에 설치되어 전달관(70)을 통해 전달되는 냉매 속에 잔류하는 액냉매를 증발시키기 위한 어큐뮬레이터(50)가 설치되며 그 상단에는 압축된 냉매를 응축기(20)측으로 토출할 수 있도록 토출관(71)이 설치되어 있다.
구동장치(120)는 밀폐용기(110) 내면에 고정되는 원통형상의 고정자(121)와, 고정자(121)의 내부에 회전 가능하게 설치되며 그 중앙에 압축장치(130)로 동력을 전달하기 위한 회전축(123)이 결합되어 고정자(121)와의 상호작용을 통해 회전하며 압축장치(130)에 동력을 전달하는 회전자(122)를 포함한다.
압축장치(130)는 상부와 하부에 서로 다른 용적을 갖는 제 1 압축실(131a) 및 제 2 압축실(132a)이 각각 형성되며 축방향으로 나란히 배치된 제 1 실린더(131) 및 제 2 실린더(132)와, 제 1 압축실(131a)의 상측과 제 2 압축실(132a)의 하측을 각각 폐쇄하는 상부 플랜지(133) 및 하부 플랜지(134)와, 제 1 압축실(131a)과 제 2 압축실(132a) 사이에 배치되어 제 1 압축실(131a)과 제 2 압축실(132a)을 구획하는 중간판(135)을 포함한다. 이 때, 제 1 실린더(131)와 제 2 실린더(132)에는 증발기(40)에서 전달된 저압의 냉매가 제 1 압축실(131a)과 제 2 압축실(132a)로 각각 전달될 수 있도록 그 일측에 제 1 흡입관(72a)과 제 2 흡입관(72b)이 각각 설치된다.
제 1 압축실(131a)과 제 2 압축실(132a) 내측에 배치된 회전축(123)에는 제 1 압축실(131a)에 편심되게 설치되는 제 1 편심부(123a)와 제 2 압축실(132a)에 편심되게 설치되는 제 2 편심부(123b)가 마련되며, 각 편심부(123a, 123b)의 외면에는 제 1 롤러(136a) 및 제 2 롤러(136b)가 각각 회전가능하게 설치된다. 또한, 도시되어 있지는 않으나 각 압축실(131a, 132a)에는 선단이 롤러(136a, 136b)의 외주면에 탄성지지되어 압축실(131a, 132a) 내부를 냉매가 흡입되는 흡입부와 타측이 냉매를 압축하는 압축부로 구획하는 베인이 구비되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 회전압축기(10)는 제 1 압축실(131a)과 제 2 압축실(132a) 중 어느 하나에서만 냉매의 압축이 이루어지도록 함으로써 회전압축기의 용량을 가변할 수 있도록 되어 있는데, 이를 위해 본 발명에 따른 회전압축기에는 제 1 흡입관(72a)과 제 2 흡입관(72b) 중 어느 하나와 증발기(40)로부터의 냉매가 전달되는 전달관(70)을 선택적으로 연통시키는 유로전환장치가 구비되어 있다.
이 때, 본 발명에 따른 유로전환장치는 냉매의 압축이 이루어지지 않는 압축실(131a, 132a)에서 부압이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 하기 위하여 토출관(71)으로 토출된 냉매의 일부를 냉매의 압축이 이루어지지 않는 압축실(131a, 132a)로 안내할 수 있도록 되어 있다.
이를 위해 유로전환장치는 솔레노이드 방식으로 동작하는 사방밸브(60)로 이루어지며, 토출관(71)의 중도에는 토출관(71)으로 토출된 고압의 냉매 일부가 사방밸브(60)로 안내되게 하는 바이패스관(73)이 분기되어 있다.
본 실시예에서 사방밸브(60)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 그 외관을 이루며 전달관(70)이 연결되는 전달포트(61a)와 제 1 흡입관(72a)이 연결되는 제 1 흡입포트(61b)와 제 2 흡입관(72b)이 연결되는 제 2 흡입포트(61c)와 바이패스관(73)이 연결되는 우회포트(61d)가 각각 마련된 하우징(61)과, 하우징(61) 일측에 설치되며 전원을 인가받아 자장을 발생시키는 솔레노이드(62)와, 솔레노이드(62)에서 발생한 자장에 따라 진퇴이동하는 플런저(63)와, 플런저(63)에 연결되어 플런저(63)와 함께 진퇴이동하여 바이패스관(73)과 전달관(70) 중 어느 하나가 선택적으로 제 1 흡입관(72a)과 연통되게 하고 다른 하나가 제 2 흡입관(72b)과 연통되게 하는 유로전환부재(64)를 포함한다.
따라서, 솔레노이드(62)에 전원이 인가되지 않은 상태에서는 유로전환부재(64)에 의해 전달관(70)과 제 1 흡입관(72a)이 서로 연통되며, 바이패스관(73)과 제 2 흡입관(72b)이 서로 연통된다. 따라서 증발기(40)에서 전달된 저압의 냉매는 제 1 압축실(131a)로 유입되어 압축되므로 본 발명에 따른 회전압축기(10)가 제 1 압축실(131a)의 용적에 대응하는 용량으로 동작하게 되며, 토출관(71)에서 토출된 고압의 냉매 일부는 제 2 압축실(132a)로 유입되어 제 2 압축실(132a)에서의 부압 발생을 막게 된다.
또한, 솔레노이드(62)에 전원이 인가되어 유로전환부재(64)가 이동하면 전달관(70)과 제 2 흡입관(72b)이 서로 연통되며 바이패스관(73)과 제 1 흡입관(72a)이 서로 연통된다. 따라서 증발기(40)에서 전달된 저압의 냉매는 제 2 압축실(132a)로 유입되어 압축되므로 본 발명에 따른 회전압축기(10)가 제 2 압축실(132a)의 용적에 대응하는 용량으로 동작하게 되며, 토출관(71)에서 토출된 고압의 냉매 일부는 제 1 압축실(131a)로 유입되어 제 1 압축실(131a)에서의 부압 발생을 막게 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 회전압축기에는 제 1 압축실과 제 2 압축실 중 어느 하나에 증발기로부터 전달된 냉매를 선택적으로 전달하며 다른 하나에 토출관을 통해 토출된 고압의 냉매 일부를 전달하는 사방밸브가 구비되어 있으므로, 냉매가 압축되지 않는 압축실에 냉매의 공급이 이루어질 수 있게 되어 냉매가 압축되지 않는 압축실에서의 부압 발생을 방지할 수 있게 되고 그에 따라 부압 발생에 따른 동력손실을 방지할 수 있게 되는 작용효과가 있다.

Claims (8)

  1. 서로 다른 용적을 갖는 제 1 압축실 및 제 2 압축실과, 상기 제 1 압축실과 상기 제 2 압축실 중 어느 하나로 냉매를 안내하는 유로전환장치를 구비한 회전압축기에 있어서,
    상기 유로전환장치는 상기 제 1 압축실과 상기 제 2 압축실 중 어느 하나로 압축된 고압의 냉매를 안내하며 다른 하나로 저압의 냉매를 안내하는 사방밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전압축기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 사방밸브는 압축된 고압의 냉매의 토출을 안내하는 토출관으로부터 분기된 바이패스관과, 저압의 냉매가 전달되는 전달관과, 상기 제 1 압축실로 흡입되는 냉매를 안내하는 제 1 흡입관과, 상기 제 2 압축실로 흡입되는 냉매를 안내하는 제 2 흡입관과 각각 연결되어, 상기 제 1 흡입관 및 상기 제 2 흡입관 중 어느 하나를 선택적으로 상기 바이패스관과 연통시키며 다른 하나를 상기 전달관과 연통시키는 것을 특징으로 하는 회전압축기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 사방밸브는 상기 바이패스관이 연결되는 우회포트와 상기 전달관이 연결되는 전달포트와 상기 제 1 흡입관이 연결되는 제 1 흡입포트와 상기 제 2 흡입 관이 연결되는 제 2 흡입포트가 각각 마련된 하우징과, 전원을 인가받아 자장을 발생시키는 솔레노이드와, 상기 솔레노이드에 의해 발생한 자장에 따라 진퇴이동하는 플런저와, 상기 플런저와 함께 진퇴이동하며 상기 우회포트와 상기 전달포트 중 어느 하나를 상기 제 1 흡입포트와 연통시키며 다른 하나를 상기 제 2 흡입포트와 연통시키는 유로전환부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전압축기.
  4. 외관을 이루며 내부에 서로 다른 용적을 갖는 제 1 압축실과 제 2 압축실이 마련된 밀폐용기와, 상기 제 1 압축실과 상기 제 2 압축실 중 어느 하나에서 압축된 냉매를 외부로 안내하는 토출관과, 외부로부터 상기 밀폐용기로 전달되는 냉매를 안내하는 전달관과, 상기 제 1 압축실로 흡입되는 냉매를 안내하는 제 1 흡입관과 상기 제 2 압축실로 흡입되는 냉매를 안내하는 제 2 흡입관과, 상기 토출관으로부터 분기되는 바이패스관과, 상기 제 1 흡입관 및 상기 제 2 흡입관 중 어느 하나를 선택적으로 상기 바이패스관과 연통시키며 다른 하나를 상기 전달관과 연통시키는 사방밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전압축기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 사방밸브는 상기 바이패스관이 연결되는 우회포트와 상기 전달관이 연결되는 전달포트와 상기 제 1 흡입관이 연결되는 제 1 흡입포트와 상기 제 2 흡입관이 연결되는 제 2 흡입포트가 각각 마련된 하우징과, 전원을 인가받아 자장을 발생시키는 솔레노이드와, 상기 솔레노이드에 의해 발생한 자장에 따라 진퇴이동하는 플런저와, 상기 플런저와 함께 진퇴이동하며 상기 우회포트와 상기 전달포트 중 어느 하나를 상기 제 1 흡입포트와 연통시키며 다른 하나를 상기 제 2 흡입포트와 연통시키는 유로전환부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전압축기.
  6. 서로 용적이 다른 제 1 압축실 및 제 2 압축실을 구비한 회전압축기와, 응축기와, 팽창장치와, 증발기와, 상기 제 1 압축실과 상기 제 2 압축실 중 어느 하나로 선택적으로 냉매를 안내하는 유로전환장치를 포함한 냉동사이클에 있어서,
    상기 유로전환장치는 상기 제 1 압축실과 상기 제 2 압축실 중 어느 하나로 상기 회전압축기에서 토출된 고압의 냉매를 안내하며 다른 하나로 상기 증발기에서 전달된 냉매를 안내하는 사방밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 사방밸브는 상기 회전압축기에서 압축된 냉매가 상기 응축기측으로 토출되도록 안내하는 토출관으로부터 분기된 바이패스관과, 상기 증발기로부터 냉매가 전달되는 전달관과, 상기 제 1 압축실로 흡입되는 냉매를 안내하는 제 1 흡입관과, 상기 제 2 압축실로 흡입되는 냉매를 안내하는 제 2 흡입관과 각각 연결되어, 상기 제 1 흡입관 및 상기 제 2 흡입관 중 어느 하나를 선택적으로 상기 바이패스관과 연통시키며 다른 하나를 상기 전달관과 연통시키는 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 사방밸브는 상기 바이패스관이 연결되는 우회포트와 상기 전달관이 연결되는 전달포트와 상기 제 1 흡입관이 연결되는 제 1 흡입포트와 상기 제 2 흡입관이 연결되는 제 2 흡입포트가 각각 마련된 하우징과, 전원을 인가받아 자장을 발생시키는 솔레노이드와, 상기 솔레노이드에 의해 발생한 자장에 따라 진퇴이동하는 플런저와, 상기 플런저와 함께 진퇴이동하며 상기 우회포트와 상기 전달포트 중 어느 하나를 상기 제 1 흡입포트와 연통시키며 다른 하나를 상기 제 2 흡입포트와 연통시키는 유로전환부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동사이클.
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