KR20090012866A - 로터리식 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 로터리식 압축기에 관한 것으로서, 특히 하나의 공간을 구획하고, 그 내부에서 연속적인 다단 압축이 이루어지도록 하며, 추가로 외부에서 고압 상태의 냉매를 유입/혼합하여 압축 효율을 보다 높일 수 있는 로터리식 압축기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 로터리식 압축기는 밀폐 용기; 밀폐 용기 내에 구비되고, 회전력을 전달하는 회전축; 밀폐 용기 내에 고정되고, 냉매가 출입되는 실린더; 회전축과 편심 연결되고, 회전축의 회전에 따라 실린더 내경을 회전하면서 실린더와 사이에 압축공간을 형성하는 롤러; 실린더와 롤러 사이의 압축공간을 적어도 두 개 이상으로 분리하는 적어도 두 개 이상의 베인; 적어도 두 개 이상의 압축공간을 연통시키는 연결 유로; 그리고, 외부에서 팽창 직전에 고압 상태의 냉매를 유입시키는 인젝션 관;을 포함하기 때문에 마찰 손실을 줄이는 동시에 외부에서 고압 상태의 냉매 유입을 통하여 압축 효율을 보다 높일 수 있다.

Description

로터리식 압축기 {ROTARY COMPRESSOR}
도 1은 종래의 로터리식 트윈 압축기의 일예가 도시된 도면.
도 2는 종래의 로터리식 2단 압축기의 일예가 도시된 도면.
도 3은 본 발명에 따른 로터리식 압축기가 포함된 싸이클의 일예가 도시된 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 로터리식 압축기의 일예가 도시된 도면.
도 5는 본 발명에 따른 로터리식 압축기의 다른 일예가 도시된 도면.
도 6은 도 4 및 도 5에 도시된 압축 어셈블리의 일예가 도시된 도면.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
100 : 로터리식 압축기 110 : 전동기
120 : 압축 어셈블리 121 : 실린더
122 : 편심부 123 : 롤러
124a : 저압용 흡입구 124b : 저압용 토출구
124c : 고압용 흡입구 124d : 고압용 토출구
125 : 제1베인 126 : 제1탄성부재
127 : 제2베인 128 : 제2탄성부재
130 : 하부 베어링 140 : 상부 베어링
151 : 하부 커버 152 : 상부 커버
본 발명은 로터리식 압축기에 관한 것으로서, 특히 하나의 공간을 구획하고, 그 내부에서 연속적인 다단 압축이 이루어지도록 하며, 추가로 외부에서 고압 상태의 냉매를 유입/혼합하여 압축 효율을 보다 높일 수 있는 로터리식 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 압축기(Compressor)는 전기모터나 터빈 등의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 공기나 냉매 또는 그 밖의 다양한 작동가스를 압축시켜 압력을 높여주는 기계장치로써, 냉장고와 에어컨 등과 같은 가전기기 또는 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.
이러한 압축기를 크게 분류하면, 피스톤(Piston)과 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시키는 왕복동식 압축기(Reciprocating compressor)와, 편심 회전되는 롤러(Roller)와 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡,토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 롤러가 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축시키는 로터리식 압축기(Rotary compressor)와, 선회 스크롤(Orbiting scroll)과 고정 스크롤(Fixed scroll) 사이에 작동가스가 흡, 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 선회 스크롤이 고정 스크롤을 따라 회전되면서 냉 매를 압축시키는 스크롤식 압축기(Scroll compressor)로 나뉘어진다.
특히, 로터리식 압축기는, 상, 하부에 두 개의 롤러와 두 개의 실린더를 구비하고, 상, 하부의 롤러와 실린더 쌍이 전체 압축 용량을 일부와, 나머지를 압축하는 로터리식 트윈 압축기 및 상, 하부에 두 개의 롤러와 두 개의 실린더를 구비하고, 두 개의 실린더가 연통되어 한 쌍은 상대적으로 저압의 냉매를 압축하고, 다른 한 쌍은 저압 압축 단계를 지난 상대적으로 고압의 냉매를 압축하는 로터리식 2단 압축기 등으로 더 발전되었다.
대한민국 등록특허공보 특1994-0001355에 로터리식 압축기가 개시되어 있다. 쉘 내부에 전동기가 위치하고, 전동기를 관통하도록 회전축이 설치된다. 또한 전동기의 하부에는 실린더가 위치하고, 실린더의 내부에 회전축에 끼워진 편심부와, 편심부에 끼워진 롤러가 위치한다. 실린더에는 냉매 토출홀과 냉매 유입홀이 형성되고, 냉매 토출홀과 냉매 유입홀 사이에는 압축되지 않은 저압의 냉매가 압축된 고압의 냉매와 섞이지 않게 하는 베인이 설치된다. 또한 편심되어 회전하는 롤러와 베인이 접촉된 상태를 유지하기 위해, 베인의 일단에는 스프링이 설치된다. 전동기에 의해 회전축이 회전하면 편심부와 롤러가 실린더의 내주를 따라 회전하면서 냉매 가스를 압축하고, 압축된 냉매 가스는 냉매 토출홀을 통해 토출된다.
대한민국 공개특허공보 10-2005-0062995는 로터리식 트윈 압축기를 개시하고 있다. 도 1을 참조하면, 동일용량을 압축하는 2 개의 실린더(1035, 1045)와 중간판(1030)을 구비하여, 압축 용량을 1단 압축기에 비해 2배 향상시켰다.
대한민국 공개특허공보 10-2007-0009958은 로터리식 2단 압축기를 개시하고 있다. 도 2를 참조하면, 압축기(2001)는 밀폐 용기(2013) 내부의 상방에 고정자(2007)와 회전자(2008)를 갖는 전동기(2014)를 구비하고, 전동기에 연결된 회전축(2002)은 2개의 편심부를 구비한다. 회전축(2002)에 대해 전동기(2014)측으로부터 차례로 주베어링(2009), 고압용 압축 요소(2020b), 중간판(2015), 저압용 압축 요소(2020a) 및 부베어링(2019)이 적층되어 있다. 또한 저압용 압축 요소(2020a)에서 압축된 냉매를 고압용 압축 요소(2020b)로 유입하는 중간관(2040)이 개시되어 있다.
이와 같이, 종래 기술에 따른 로터리식 2단 압축기는 서로 다른 압축 공간을 형성하기 위하여 고압축 압축 요소, 저압용 압축 요소, 중간관 등이 구비되기 때문에 구성 부품이 복잡할 뿐 아니라 제품 크기도 늘어나고, 고압용 압축 요소 및 저압용 압축 요소 내에서 각각 실린더와 편심부 사이에 기계적인 마찰 손실이 발생되기 때문에 기계적인 마찰 손실로 인한 압축 효율이 저감되는 문제점이 있다.
또한, 종래 기술에 따른 로터리식 2단 압축기는 액냉매의 유입을 방지하기 위하여 선단에 어큐뮬레이터가 일체로 구성되고, 어큐뮬레이터와 일체로 구성된 압축기가 냉동사이클에 적용되면, 응축기를 통과한 냉매가 냉매관을 통하여 증발기, 어큐뮬레이터를 거쳐 압축기로 유입됨에 따라 유로가 길어질 뿐 아니라 증발기에서 압력이 손실되어 전체적으로 냉동사이클에서 압축기로 유입되는 냉매의 압력손실이 크게 발생되고, 그로 인하여 압축 효율이 저감되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 연속적인 압축이 이루어지더라도 구성 부품을 줄이는 동시에 기계적인 마찰 손실을 저감시킬 수 있는 로터리식 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 연속적인 압축이 이루어지는 동안 압력 손실을 보상하여 압축 효율을 높일 수 있는 로터리식 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 밀폐 용기; 밀폐 용기 내에 구비되고, 회전력을 전달하는 회전축; 밀폐 용기 내에 고정되고, 냉매가 출입되는 실린더; 회전축과 편심 연결되고, 회전축의 회전에 따라 실린더 내경을 회전하면서 실린더와 사이에 압축공간을 형성하는 롤러; 실린더와 롤러 사이의 압축공간을 적어도 두 개 이상으로 분리하는 적어도 두 개 이상의 베인; 적어도 두 개 이상의 압축공간을 연통시키는 연결 유로; 그리고, 외부에서 팽창 직전에 고압 상태의 냉매를 유입시키는 인젝션 관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리식 압축기를 제공한다.
또한, 실린더는 내경을 따라 형성된 저압용 흡입구, 저압용 토출구, 고압용 흡입구, 고압용 토출구를 포함하고, 베인들은 저압용 흡입구와 고압용 토출구 사이를 구획하도록 설치된 제1베인, 저압용 토출구와 고압용 흡입구 사이를 구획하도록 설치된 제2베인을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리식 압축기를 제공한다.
또한, 인젝션 관은 밀폐용기 측면에서 삽입/설치된 것을 특징으로 하는 로터리식 압축기를 제공한다.
또한, 인젝션 관은 내경이 고압용 흡입구 내경보다 작게 형성된 것을 특징으 로 하는 로터리식 압축기를 제공한다.
또한, 인젝션 관은 고압용 흡입구와 연통되도록 실린더에 삽입 설치된 것을 특징으로 하는 로터리식 압축기를 제공한다.
또한, 인젝션 관은 연결 유로와 연통되도록 설치된 것을 특징으로 하는 로터리식 압축기를 제공한다.
또한, 연결 유로는 저압용 토출구와 고압용 흡입구와 각각 연통된 두 개의 유로가 형성되고, 회전축이 삽입 설치되는 베어링; 그리고, 베어링과 결합되어 저압 토출공간을 형성하는 커버;를 포함하고, 인젝션 관은 저압 토출공간과 연통되도록 베어링에 삽입 설치된 것을 특징으로 하는 로터리식 압축기를 제공한다.
또한, 인젝션 관은 내경이 고압용 흡입구와 연결된 유로 내경보다 더 작게 형성된 것을 특징으로 하는 로터리식 압축기를 제공한다.
또한, 인젝션 관으로 유입되는 냉매의 압력이 실린더에서 일차 압축된 냉매의 압력보다 더 높은 것을 특징으로 하는 로터리식 압축기를 제공한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 로터리식 압축기가 포함된 싸이클의 일예가 도시된 개략도이다. 난방 사이클은 로터리식 압축기(100), 응축기(300), 증발기(400), 상분리기(500: phase seperator), 4방 밸브(600)와 같은 부품들을 포함한다. 이 중 응축기(300)는 실내 유닛을 구성하고, 압축기(100), 증발기(400), 상분리기(500)는 실외 유닛을 구성한다. 압축기(100)에서 압축된 냉매는 4방 밸브(600)를 거쳐 실내기의 응축기(300)로 유입되어, 압축된 냉매 기체가 주위와 열교환하며 응축된다. 응축된 냉매는 팽창밸브를 거치며 저압이 된다. 팽창밸브를 거친 냉매는 상분리기(500)에서 기체와 액체로 분리되어, 액체는 증발기(400)로 유입된다. 액체는 증발기(400)에서 열교환하며 증발하여, 기체 상태로 어큐뮬레이터(200)로 유입되고, 어큐뮬레이터(200)에서 압축기(100) 냉매 유입관(102)을 통해 저압 압축 어셈블리(미도시)로 유입된다. 또한 상분리기(500)에서 분리된 기체는 인젝션 관(104)을 통해 압축기(100)로 유입된다. 압축기(100)의 저압 압축 어셈블리에서 압축된 냉매의 냉매와, 인젝션 관(104)을 통해 유입된 냉매는 압축기(100)의 고압 압축 어셈블리(미도시)로 유입되어 고압으로 압축된 뒤, 냉매 토출관(103)을 통해 다시 압축기(100)의 외부로 토출된다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 로터리식 압축기의 다양한 실시예가 도시된 도면이고, 도 6은 도 4 및 도 5에 적용된 압축 어셈블리의 일예가 도시된 도면이다. 본 발명의 로터리식 압축기는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 밀폐용기(101) 내에 전동기(100), 압축 어셈블리(120)를 포함한다. 또한, 밀폐 용기(101)를 관통하도록 냉매 유입관(102) 및 냉매 토출관(103)이 설치되며, 냉매 유입관(102)은 어큐뮬레이터와 연결되고, 냉매 토출관(103)은 밀폐 용기(101) 내에서 압축된 냉매를 밀폐 용기(101) 외부로 토출시킨다. 이때, 인젝션 관(104)이 밀폐 용기(101) 측면에서 삽입 설치되고, 인젝션 관(104)을 통하여 응축기(300 : 도 3에 도시) 및 상분리기(500 : 도3에 도시)를 통과한 팽창 직전의 고압 상태의 냉매를 공급함으로 로터리 압축기의 압축 효율을 보다 높일 수 있도록 한다.
먼저, 전동기(110)는 스테이터(111), 로터(112) 및 회전축(113)을 포함한다. 스테이터(111)는 링 형상의 전자 강판을 적층한 라미네이션과 라미네이션에 권선된 코일을 구비한다. 로터(112)도 전자 강판을 적층한 라미네이션을 구비한다. 회전축(113)은 로터(112)의 중앙을 관통하며, 로터(112)에 고정된다. 전동기(110)에 전류가 인가되면, 스테이터(111)와 로터(112) 사이의 상호전자기력에 의해 로터(112)가 회전하며, 로터(112)에 고정된 회전축(113) 또한 로터(112)와 함께 회전한다. 회전축(113)은 로터(112)로부터 압축 어셈블리(120)까지 뻗어있다.
다음, 압축 어셈블리(120)는 저압 압축공간(P1)과 고압 압축공간(P2)으로 구획되되, 하부 및 상부에 각각 하부 베어링(130) 및 상부 베어링(140)이 설치되고, 이러한 하부 베어링(130) 및 상부 베어링(140)은 회전축(113)의 회전을 도울 뿐 아니라 압축 어셈블리(120)의 하중을 지지한다.
보다 상세하게, 압축 어셈블리(120)는 실린더(121), 편심부(122), 롤러(123), 복수개의 흡입구(124a,124c) 및 토출구(124b,124d), 제1베인(125) 및 제1탄성부재(126), 제2베인(127) 및 제2탄성부재(128)를 포함한다. 물론, 편심부(122)는 회전축(113)과 일체로 형성될 수도 있으며, 롤러(123)는 편심부(122)에 회전 가능하게 설치되어, 회전축(113)의 회전에 따라 롤러(123)가 실린더(121)의 내경을 따라 구르면서 회전한다.
이때, 실린더(121)와 롤러(123) 사이에 저압 압축공간(P1)과 고압 압축공간(P2)을 형성하기 위하여, 실린더(121) 내경에 형성된 저압용 흡입구(124a), 실린더(121) 내경 및 하단에 걸쳐 각각 형성된 저압용 토출구(124b) 및 고압용 흡입구(124c), 실린더(121) 내경 및 상단에 걸쳐 형성된 고압용 토출구(124d)가 형성되 고, 제1베인(125)의 양측에 저압용 흡입구(124a)와 고압용 토출구(124d)가 형성되는 동시에 제2베인(127)의 양측에 저압용 토출구(124b)와 고압용 흡입구(124c)가 형성된다. 즉, 실린더(121) 내의 공간은 롤러(123)와 제1,2베인(125,127) 사이에 의해 구획되어, 저압 압축공간(P1)에서 압축 전, 후의 냉매가 공존하거나, 고압 압축공간(P2)에서 압축 전,후의 냉매가 공존하도록 한다.
물론, 저압의 냉매가 저압 압축공간(P1)에서 압축된 다음, 고압 압축공간(P2)에서 더 압축되기 때문에 저압 압축공간(P1)은 고압 압축공간(P2)에 비해 더 넓게 구성해야 하며, 이를 위하여 저압용 흡입구(124a) 및 저압용 토출구(124b) 사이의 내각이 고압용 흡입구(124c) 및 고압용 토출구(124d) 사이의 내각보다 더 크게 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 저압 압축공간(P1) 및 고압 압축공간(P2)에서 사체적을 줄이기 위하여, 제1베인(125)에 의해 나눠지는 저압용 흡입구(124a)와 고압용 토출구(124d)가 서로 근접하게 설치되고, 제2베인(127)에 의해 나눠지는 저압용 토출구(124b)와 고압용 토출구(124d)도 서로 근접하게 설치되는 것이 바람직하다. 이때, 제1베인(125)은 저압용 흡입구(124a)와 고압용 토출구(124d) 사이에 형성된 슬릿 형상의 제1베인 장착구(125h)에 제1탄성부재(126)에 의해 탄성 지지되도록 설치되고, 제2베인(127) 역시 저압용 토출구(124b)와 고압용 토출구(124d) 사이에 형성된 슬릿 형상의 제2베인 장착구(127h)에 제2탄성부재(128)에 의해 탄성 지지되도록 설치되되, 제1,2탄성부재(126,128)는 제1,2베인(125,127)이 롤러(123)와 접촉을 유지하도록 제1,2베인(125,127)에 힘을 가해주는 수단으로서, 제1,2베인(125,127)을 각각 지지해주도록 설치되는 것이 바람직하다.
다음, 하부 베어링(130)은 하부에 하부 커버(151)가 결합되고, 하부 베어링(130)과 하부 커버(151) 사이에 저압용 토출구(124b)에서 토출된 냉매가 고압용 흡입구(124c)로 유입되기 전에 일시적으로 저장되는 공간으로, 일종의 연결 유로 또는 완충 공간의 역할을 하는 저압 토출공간(D1)이 구비된다. 또한, 하부 베어링(130)은 저압용 토출구(124b)와 저압 토출공간(D1)이 연통되는 흡입유로(131)가 형성되고, 흡입유로(131) 상에 압력차에 의해 개폐되는 저압용 토출밸브(132)가 구비되며, 고압용 흡입구(124c)와 저압 토출공간(D2)이 연통되는 토출유로(133)가 형성되고, 토출유로(133) 상에 역시 압력차에 의해 개폐되는 고압용 흡입밸브(134)가 구비된다.
이때, 저압용 흡입구(124a)로 유입되는 냉매는 비교적 압력이 작은 반면, 저압용 토출구(124b)를 통하여 저압용 토출공간(D1)으로 토출된 냉매는 일차적으로 압축되어 냉매의 압력이 상대적으로 높아진 것을 고려할 때, 저압 토출공간(D1)은 그 내경이 저압용 흡입구(124a)의 내경 또는 냉매 유입관(102)의 내경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
다음, 상부 베어링(140)은 상부에 상부 커버(152)가 결합되고, 상부 베어링(140)과 상부 커버(152) 사이에 고압용 토출구(124d)와 연통되는 고압 토출공간(D2)이 구비된다. 또한, 상부 베어링(140)은 고압용 토출구(124d)와 고압 토출공간(D2)이 연통되는 토출유로(141)가 형성되고, 상부 커버(152)는 상면에 고압 토출공간(D2)으로부터 밀폐 용기(101) 내측으로 토출되는 토출 포트(153)가 구비된다. 물론, 상부 커버(152)의 토출 포트(153)를 통과한 고압의 냉매는 밀폐 용기(101)의 상부에 위치한 냉매 토출관(103)을 통하여 외부로 토출된다.
물론, 하부 베어링(130) 측에 고압 토출공간(D2)이 구비되고, 상부 베어링(140) 측에 저압 토출공간(D1)이 구비되도록 다양하게 구성할 수 있다.
특히, 인젝션 관(104)은 팽창 직전의 고압 기액 냉매를 압축 어셈블리(120)로 안내하고, 압축 어셈블리(120)의 저압 압축공간(P1)에서 일차 압축된 냉매와 혼합되도록 하여 보다 높은 고압 상태의 냉매가 되도록 하여 압축 어셈블리(120)의 고압 압축공간(P2)으로 유입되도록 한다.
일예로 인젝션 관(104)은 도 4에 도시된 바와 같이 밀폐 용기(101)의 측면에서 고압용 흡입구(124c)와 연통되도록 실린더(121)에 수직하게 삽입 설치될 수 있되, 인젝션 관(104)을 통하여 유입된 냉매는 고압용 흡입구(124c)를 통하여 유입되는 냉매보다 압력을 더 높게 설계하여 압축 어셈블리(120)에서 압력 손실을 보상하여 압축 효율을 높일 수 있도록 하며, 상대적으로 고압 상태의 냉매가 유입되는 인젝션 관(104)의 내경은 상대적으로 저압 상태의 냉매가 유입되는 고압용 흡입구(124c) 내경보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.
다른 일예로 인젝션 관(104)은 도 5에 도시된 바와 같이 밀폐 용기(101)의 측면에서 압축 어셈블리(120)의 저압 압축공간(P1) 및 고압 압축공간(P2)을 연결하는 일종의 연결 유로인 저압 토출공간(D1)과 연통되도록 하부 베어링(130)에 수직하게 삽입 설치될 수 있되, 마찬가지로 인젝션 관(104)을 통하여 유입된 냉매는 고압용 흡입구(124c)와 연결되도록 하부 베어링(130)에 형성된 토출유로(133)를 통하 여 유입된 냉매보다 압력을 더 높게 설계하여 압축 어셈블리(120)에서 압력 손실을 보상하여 압축 효율을 높일 수 있도록 하며, 상대적으로 고압 상태의 냉매가 유입되는 인젝션 관(104)의 내경은 상대적으로 저압 상태의 냉매가 토출되는 토출유로(133) 내경보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같은 인젝션 관(104)은 밀폐 용기(101) 내측에서 실린더(121) 또는 하부 베어링(130)에 중심으로 갈수록 직경이 작아지도록 형성된 장착홈(미도시)에 압입되고, 밀폐 용기(101) 외측에서 브레이징 등과 같은 용접으로 고정된다. 이때, 인젝션 관(104)을 압입 및 용접 설치하기 위하여 인젝션 관(104)을 감싸는 별도의 외관(미도시)이 추가될 수 있다.
상기와 같이 구성된 로터리식 압축기의 작동을 살펴보면, 전동기(110)가 작동됨에 따라 회전축(113)의 회전에 의해 편심부(122)가 회전하고, 롤러(123)가 실린더(121) 내경을 따라 1회전 구르면서 저압 압축공간(P1)에서 냉매를 흡입하여 일차적으로 압축시킨 다음, 저압 토출공간(D1)으로 토출되고, 저압 토출공간(D1) 또는 고압 압축공간(P2) 측의 고압용 흡입구(124c)에서 인젝션 관(104)을 통하여 유입된 고압의 냉매와 혼합되어 더 압력이 높아지고, 이와 같이 압력이 높아진 냉매는 고압 압축공간(P2)로 흡입되어 추가로 압축된 다음, 고압 상태로 고압 토출공간(D2)을 통하여 외부로 토출된다.
먼저, 롤러(123)가 저압용 흡입구(124a) 및 저압용 토출구(124b) 사이의 실린더(121) 내경을 따라 구르면, 실린더(121)와 롤러(123) 및 제1베인(125) 사이에 형성된 저압 압축공간(P1)의 유입부 체적이 늘어나면서 저압이 되고, 저압용 흡입 구(124a)를 통하여 냉매가 유입된다. 반면, 실린더(121)와 롤러(123) 및 제2베인(127) 사이에 형성된 저압 압축공간(P1)의 토출부 체적이 줄어들면서 냉매가 압축되고, 압축된 냉매는 저압용 토출구(124b)를 통하여 저압 토출공간(D1)으로 토출된다. 물론, 저압용 토출밸브(132)는 저압 압축공간(P1)의 토출부 압력과 저압 토출공간(D1)의 압력 차에 의해 개폐가 조절된다.
한편, 롤러(123)가 고압용 흡입구(124c) 및 고압용 토출구(124d) 사이의 실린더(121) 내경을 따라 구르면, 실린더(121)와 롤러(123) 및 제2베인(127) 사이에 형성된 고압 압축공간(P2)의 유입부 체적이 늘어나면서 저압이 되고, 고압용 흡입구(124c)를 통하여 냉매가 유입된다. 물론, 고압용 흡입밸브(134)는 저압 토출공간(D1)의 압력과 고압 압축공간(P2)의 유입부 압력 차에 의해 개폐가 조절된다. 반면, 실린더(121)와 롤러(123) 및 제1베인(125) 사이에 형성된 고압 압축공간(P2)의 토출부 체적이 줄어들면서 냉매가 추가로 압축되고, 추가로 압축된 냉매는 고압용 토출구(124d)를 통하여 고압 토출공간(D2)으로 토출된다. 물론, 고압용 토출밸브(142)는 고압 압축공간(P2)의 토출부 압력과 고압 토출공간(D2)의 압력 차에 의해 개폐가 조절된다.
이상에서, 본 발명은 본 발명의 실시예 및 첨부도면에 기초하여 예로 들어 상세하게 설명하였다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 로터리식 압축기는 하나의 실린더 내부에 하나의 롤러만 1회전하더라도 복수개의 베인들에 의해 구획된 각각의 압축공간 및 이를 연결하는 연결유로를 따라 냉매의 다단 압축이 이루어지기 때문에 구성 부품을 줄이는동시에 제품의 크기를 줄일 수 있고, 기계적인 마찰 손실을 저감시켜 압축 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 로터리식 압축기는 선단에 어큐뮬레이터가 일체로 구성되더라도 응축기를 통과한 냉매의 일부가 압축기로 유입되도록 인젝션 관이 연결되기 때문에 냉동사이클에서 응축기, 증발기, 어큐뮬레이터를 거쳐 압축기로 대부분의 냉매가 유입되더라도 인젝션 관을 통하여 응축기를 거쳐 바로 압축기로 바이패스 유입된 일부 냉매와 혼합되어 냉매의 압력 손실을 보상해 주어 압축 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.

Claims (9)

  1. 밀폐 용기;
    밀폐 용기 내에 구비되고, 회전력을 전달하는 회전축;
    밀폐 용기 내에 고정되고, 냉매가 출입되는 실린더;
    회전축과 편심 연결되고, 회전축의 회전에 따라 실린더 내경을 회전하면서 실린더와 사이에 압축공간을 형성하는 롤러;
    실린더와 롤러 사이의 압축공간을 적어도 두 개 이상으로 분리하는 적어도 두 개 이상의 베인;
    적어도 두 개 이상의 압축공간을 연통시키는 연결 유로; 그리고,
    외부에서 팽창 직전에 고압 상태의 냉매를 유입시키는 인젝션 관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리식 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    실린더는 내경을 따라 형성된 저압용 흡입구, 저압용 토출구, 고압용 흡입구, 고압용 토출구를 포함하고,
    베인들은 저압용 흡입구와 고압용 토출구 사이를 구획하도록 설치된 제1베인, 저압용 토출구와 고압용 흡입구 사이를 구획하도록 설치된 제2베인을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리식 압축기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    인젝션 관은 밀폐용기 측면에서 삽입/설치된 것을 특징으로 하는 로터리식 압축기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    인젝션 관은 내경이 고압용 흡입구 내경보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 로터리식 압축기.
  5. 제 2 항에 있어서,
    인젝션 관은 고압용 흡입구와 연통되도록 실린더에 삽입 설치된 것을 특징으로 하는 로터리식 압축기.
  6. 제 2 항에 있어서,
    인젝션 관은 연결 유로와 연통되도록 설치된 것을 특징으로 하는 로터리식 압축기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    연결 유로는 저압용 토출구와 고압용 흡입구와 각각 연통된 두 개의 유로가 형성되고, 회전축이 삽입 설치되는 베어링; 그리고, 베어링과 결합되어 저압 토출공간을 형성하는 커버;를 포함하고,
    인젝션 관은 저압 토출공간과 연통되도록 베어링에 삽입 설치된 것을 특징으로 하는 로터리식 압축기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    인젝션 관은 내경이 고압용 흡입구와 연결된 유로 내경보다 더 작게 형성된 것을 특징으로 하는 로터리식 압축기.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    인젝션 관으로 유입되는 냉매의 압력이 실린더에서 일차 압축된 냉매의 압력보다 더 높은 것을 특징으로 하는 로터리식 압축기.
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