KR20110064281A

KR20110064281A - 복식 로터리 압축기

Info

Publication number: KR20110064281A
Application number: KR1020090120793A
Authority: KR
Inventors: 박준홍
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-12-07
Filing date: 2009-12-07
Publication date: 2011-06-15
Also published as: KR101558955B1

Abstract

본 발명에 의한 복식 로터리 압축기에 관한 것이다. 본 발명은 복수 개의 실린더 중에서 어느 한 쪽 실린더의 높이가 높게 형성되더라도 그 실린더들에 속하는 크랭크축의 편심부 높이는 거의 동일하게 형성함으로써 편심질량의 차이에 따른 크랭크축의 진동을 줄이고 이를 통해 복식 로터리 압축기의 압축기 진동을 줄일 수 있다.

복식, 로터리, 편심부, 편심질량, 거리, 진동

Description

복식 로터리 압축기{TWIN TYPE ROTARY COMPRESSOR}

본 발명은 압축공간이 복수 개인 복식 로터리 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 냉매 압축기는 냉장고나 에어콘과 같은 증기압축식 냉동사이클(이하, 냉동사이클로 약칭함)에 적용되고 있다. 상기 냉매 압축기는 일정한 속도로 구동되는 등속형 압축기 또는 회전 속도가 제어되는 인버터형 압축기가 소개되고 있다.

상기 냉매 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. 그리고 상기 냉매 압축기는 냉매를 압축하는 방식에 따라 왕복동식, 스크롤식, 로터리식 등으로 구분될 수 있다.

상기 로터리 압축기는 실린더의 압축공간에서 편심 회전운동을 하는 롤링피스톤과 그 롤링피스톤에 접하여 상기 실린더의 압축공간을 흡입실과 토출실로 구획하는 베인을 이용하여 냉매를 압축하는 방식이다.

근래에는 복수 개의 실린더를 구비하고 그 복수 개의 실린더에 각각 롤링피스톤과 베인을 독립적으로 구비하여 한 개의 구동모터를 이용하여 냉매를 압축하는 복식 로터리 압축기가 알려져 있다.

상기 복식 로터리 압축기는 복수 개의 실린더가 서로 독립되어 냉매를 독립적으로 압축하는 용량 가변식 로터리 압축기와, 복수 개의 실린더가 서로 연통되어 냉매를 순차적으로 압축하는 2단식 로터리 압축기로 구분될 수 있다.

상기와 같은 복식 로터리 압축기는 상부 실린더와 하부 실린더의 용량이 동일하게 구비될 수도 있고 서로 상이하게 형성될 수도 있다. 예를 들어, 양측 실린더의 내경이 동일하면서 용량이 동일한 경우에는 상기 상부 실린더와 하부 실린더의 높이가 서로 동일하게 형성되는 것이고, 양측 실린더의 내경이 동일하면서 용량이 상이한 경우에는 상기 상부 실린더와 하부 실린더의 높이가 서로 상이하게 형성되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래 복식 로터리 압축기는, 상기 상부 실린더와 하부 실린더의 내경과 높이가 서로 동일한 경우에는 양측 실린더에 각각 수용되는 크랭크축의 상부 편심부와 하부 편심부의 높이가 동일하게 형성되어 편심량이 서로 동일하게 되고 이로 인해 압축기의 진동이 서로 상쇄되면서 감쇄되는 것인데 반해, 상기 상부 실린더와 하부 실린더의 내경이 동일하고 높이가 서로 상이한 경우에는 상기 크랭크축의 상부 편심부와 하부 편심부의 높이가 상이하게 되어 편심량이 서로 상이하게 되어 압축기의 진동이 가중되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 상기 상부 실린더의 높이와 하부 실린더의 높이가 서로 상이한 경우에도 압축기 진동을 효과적으로 감쇄할 수 있는 복식 로터리 압축기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 밀폐용기; 상기 밀폐용기의 내부에 설치되는 구동모터; 상기 구동모터의 회전력을 전달하도록 제1 편심부와 제2 편심부가 구비되는 크랭크축; 상기 제1 편심부에 결합되는 제1 롤링피스톤을 구비하여 상기 밀폐용기 내에 설치되는 제1 실린더; 및 상기 제2 편심부에 결합되는 제2 롤링피스톤을 구비하여 상기 제1 실린더와 분리되도록 상기 밀폐용기 내에 설치되는 제2 실린더;를 포함하고, 상기 제1 편심부의 무게와 제1 롤링피스톤의 무게를 합한 제1 편심무게(M1)를 상기 크랭크축의 축중심에서 상기 편심무게의 중심까지 거리(R1)을 곱한 값을 제1 편심값이라고 하고, 상기 제2 편심부의 무게와 제2 롤링피스톤의 무게를 합한 제2 편심무게(M2)를 상기 크랭크축의 축중심에서 상기 제2 편심무게의 중심까지 거리(R2)을 곱한 값을 제2 편심값이라고 할 때, 상기 제1 편심값으로 제2 편심값을 나눈 값이 0.7 보다는 크고 0.95 보다는 같거나 작은 복식 로터리 압축기가 제공된다.

여기서, 상기 제1 실린더의 높이가 제2 실린더의 높이 보다 높게 형성되고, 상기 제1 편심부의 높이가 제2 편심부의 높이 보다 높지 않게 형성될 수 있다.

본 발명에 의한 복식 로터리 압축기는, 복수 개의 실린더 중에서 어느 한 쪽 실린더의 높이가 높게 형성되더라도 그 실린더들에 속하는 크랭크축의 편심부 높이는 거의 동일하게 형성함으로써 편심질량의 차이에 따른 크랭크축의 진동을 줄이고 이를 통해 복식 로터리 압축기의 압축기 진동을 줄일 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 복식 로터리 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 복식 로터리 압축기에서 냉매를 순차적으로 압축하는 2단 로터리 압축기가 포함된 냉동사이클을 보인 계통도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 복식 로터리 압축기 중에서 2단 로터리 압축기가 포함된 냉동 사이클은 압축기(1), 응축기(2), 팽창밸브(3), 증발기(4), 상분리기(5: phase seperator)와 같은 부품들을 포함한다. 상기 압축기(1) 에서 압축된 냉매는 응축기(2)로 유입되어 주위와 열교환하며 응축된다. 응축된 냉매는 팽창밸브(3)를 거치며 저압이 된다. 상기 팽창밸브(3)를 거친 냉매는 상분리기(5)에서 기체와 액체로 분리되어 액체는 증발기(4)로 유입되고, 액체는 증발기(4)에서 열교환을 하며 증발하여 기체 상태로 어큐뮬레이터(6)로 유입된다. 그리고 상기 어큐뮬레이터(6)에서 냉매흡입관(11)을 통해 압축기(1)의 제1 압축유닛(미도시)으로 유입된다. 또 상기 상분리기(5)에서 분리된 기체는 인젝션관(13)을 통해 압축기(1)로 유입된다. 상기 압축기(1)의 제1 압축유닛에서 압축된 중간압의 냉매와 상기 인젝션관(13)을 통해 유입된 냉매는 압축기(1)의 제2 압축유닛(미도시)으로 유입되어 고압으로 압축된 뒤 냉매토출관(12)을 통해 다시 응축기(2)로 토출된다. 도면중 미설명 부호인 7인 4방밸브이다.

도 2는 본 발명에 따른 2단 로터리 압축기의 일예가 도시된 종단면도이고, 도 3은 도 2에 따른 2단 로터리 압축기의 압축부를 보인 종단면도이며, 도 4는 도 2에 따른 2단 로터리 압축기의 크랭크축을 보인 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 로터리 압축기(1)는, 밀폐용기(101)의 내부공간에는 구동력을 발생하는 구동모터(102)가 설치되고, 상기 구동모터(102)의 하측에는 하부로부터 저압측을 이루는 제1 압축유닛(110)과 고압측을 이루는 제2 압축유닛(120)이 중간판(130)에 의해 분리되어 설치되고, 상기 제2 압축유닛(120)의 상측에는 된다. 그리고 상기 밀폐용기(101)의 측면에는 그 밀폐용기(101)를 관통하여 상기 제1 압축유닛(110)의 입구에 연결되는 냉매흡입관(11)이 설치되고, 상기 밀폐용기(101)의 상단에는 그 밀폐용기(101)의 내부공간 에 연결되어 냉매를 응축기(2)로 토출하기 위한 냉매토출관(12)이 설치된다.

상기 구동모터(102)는 밀폐용기(101)의 내주면에 고정 설치되는 스테이터(103)와, 상기 스테이터(103)의 안쪽에서 회전 가능하게 설치되는 로터(104)와, 상기 로터(104)의 중심에 결합되어 회전력을 각 압축유닛에 전달하는 크랭크축(105)으로 이루어진다.

상기 스테이터(103)는 링 형상의 강판을 적층한 라미네이션에 코일(C)이 권선되어 이루어진다.

상기 로터(104)는 링 형상의 강판을 적층한 라미네이션으로 이루어진다.

상기 크랭크축(105)은 도 4에서와 같이 소정의 길이를 갖는 봉 형상으로 형성되고 상기 로터(104)의 축중심을 관통하여 일체로 고정되는 축부(106)와, 상기 축부(106)의 하단부에 반경방향으로 편심지게 돌출되어 후술할 제1 롤링피스톤(112)과 제2 롤링피스톤(122)이 각각 회전 가능하게 결합되는 제1 편심부(107)와 제2 편심부(108)로 이루어진다.

상기 축부(106)는 그 하단에서 상단으로 오일유로(106a)가 관통 형성되고, 상기 오일유로(106a)의 하단에는 오일피더(109)가 결합된다.

상기 제1 편심부(107)와 제2 편심부(108)는 상기 제1 압축유닛(110)의 흡입행정과 토출행정이 상기 제2 압축유닛(120)의 흡입행정과 토출행정에 대해 대략 180°의 위상차를 가지도록 형성된다. 그리고 상기 제1 편심부(107)와 제2 편심부(108)는 후술할 제1 실린더(111)와 제2 실린더(121)에 수용될 수 있는 넓이와 높이로 형성된다.

상기 제1 압축유닛(110)과 제2 압축유닛(120)은 중간판(130)을 사이에 두고 하부로부터 제1 압축유닛(110)-중간판(130)-제2 압축유닛(120) 순으로 적층될 수도 있고, 반대로 제2 압축유닛(120)-중간판(130)-제1 압축유닛(110) 순으로 적층될 수도 있다.

상기 제1 압축유닛(110)은 제1 압축공간(V1)을 갖는 제1 실린더(111)와, 상기 제1 실린더(111)에 선회 가능하게 수납되고 상기 제1 편심부(107)에 회전 가능하게 결합되는 제1 롤링피스톤(112)과, 상기 제1 실린더(111)에 직선 운동 가능하게 결합되어 상기 제1 롤링피스톤(112)의 외주면에 압접되는 제1 베인(113)과, 상기 제1 베인(113)의 후방측에 탄력 지지되는 제1 베인스프링(114)을 포함한다.

상기 제1 실린더(111)는 그 제1 압축공간(V1)이 후술할 제2 압축공간(V2)과 동일하게 형성될 수도 있으나, 본 실시예와 같이 2단 로터리 압축기의 경우에는 상기 제1 압축유닛(110)이 제2 압축유닛(120)에 비해 상대적으로 저압을 이루게 상기 제1 압축공간(V1)이 제2 압축공간(V2)보다 넓게, 즉 상기 제1 실린더(111)가 제2 실린더(121)보다 두껍게 형성되는 것이 바람직하다. 뿐만 아니라 상기 냉매흡입관(11)이 상기 제1 실린더(111)에 연결되므로 상기 냉매흡입관(11)이 안전하게 연결될 수 있기 위해서는 상기 제1 실린더(111)의 제1 흡입구 양측에 소정의 살두께(t1)를 가져야 하므로 그만큼 제1 실린더(111)의 높이(H1)가 제2 실린더(121)의 높이(H2)보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 제1 실린더(111)는 그 일측에 상기 냉매흡입관(11)과 연결되는 제1 흡입구(115)가 형성되고, 상기 제1 흡입구(115)의 일측에는 상기 제1 베 인(113)이 미끄러지게 삽입되는 제1 베인슬롯(116)이 형성되며, 상기 제1 베인슬롯(116)의 타측에는 상기 제1 토출구(141)와 연결되도록 제1 토출안내홈(미도시)이 형성된다.

상기 제2 압축유닛(120)은 제2 압축공간(V2)을 갖는 제2 실린더(121)와, 상기 제2 실린더(121)에 선회 가능하게 수납되고 상기 제2 편심부(108)에 회전 가능하게 결합되는 제2 롤링피스톤(122)과, 상기 제2 실린더(121)에 직선 운동 가능하게 결합되어 상기 제2 롤링피스톤(122)의 외주면에 압접되는 제2 베인(123)과, 상기 제2 베인(123)의 후방측에 탄력 지지되는 제2 베인스프링(124)을 포함한다.

상기 제2 실린더(121)는 그 일측에 상기 연결관(14)을 통해 제1 실린더(111)와 연결되는 제2 흡입구(125)가 형성되고, 상기 제2 흡입구(125)의 일측에는 상기 제2 베인(123)이 미끄러지게 삽입되는 제2 베인슬롯(126)이 형성되며, 상기 제2 베인슬롯(126)의 타측에는 상기 제2 토출구(125)와 연결되도록 제2 토출안내홈(미도시)이 형성된다.

그리고, 상기 제1 압축유닛(110)과 제2 압축유닛(120)의 적층 순서와 관계없이 적층된 압축유닛의 하부와 상부에는 상기 크랭크축(105)을 축방향으로 지지하는 동시에 후술할 실린더(111)(121)들과 함께 각각 제1 압축공간(V1)과 제2 압축공간(V2)을 형성하도록 하부 베어링(140)과 상부 베어링(150)이 설치된다.

상기 하부 베어링(140)은 그 일측에 상기 제1 실린더(111)에서 1단 압축된 냉매가 토출되도록 제1 토출구(141)가 형성되고, 상기 제1 토출구(141)의 끝단에는 제1 토출밸브(142)가 설치된다. 그리고 상기 하부 베어링(140)의 일측면, 즉 베어 링면의 반대쪽 면에는 소정의 저장공간(143)이 형성되며, 상기 저장공간(143)은 상기 하부 베어링(140)에 결합되는 덮개판(144)에 의해 복개된다. 그리고 상기 저장공간(143)의 일측에는 그 저장공간(143)으로 토출되는 냉매를 연결관(14)을 통해 후술할 제2 실린더(121)로 배출하기 위한 연통구멍(145)이 형성된다.

상기 상부 베어링(150)은 그 일측에 상기 제2 실린더(121)에서 2단 압축된 냉매가 토출되도록 제2 토출구(151)가 형성되고, 상기 제2 토출구(151)의 끝단에는 제2 토출밸브(152)가 설치된다. 그리고 상기 상부 베어링(150)의 일측면, 즉 베어링면의 반대쪽 면에는 상기 제2 토출밸브(152)를 수용하도록 머플러(153)가 설치된다.

한편, 상기 제1 실린더(111)와 제2 실린더(121)는 전술한 바와 같이 별도의 연결관(14)을 통해 연결되고 그 연결관(14)이 상기 밀폐용기(101)의 외부를 거쳐 서로 연결될 수도 있으나, 경우에 따라서는 상기 하부베어링(140)과 제1 실린더(111) 그리고 중간판(130)와 제2 실린더(121)를 연이어 관통하여 상기 저장공간(143)으로 토출되는 냉매를 제2 압축공간(V2)으로 안내하는 내부유로(미도시)를 통해 서로 연통되도록 할 수도 있다. 그리고 이 경우들에서, 상기 인젝션관(13)은 상기 연결관(14)이나 내부유로(미도시) 어디에도 연결될 수 있고, 이를 통해 압축 효율을 높일 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 의한 복식 로터리 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 상기 구동모터(102)의 스테이터(103)에 전원을 인가하여 상기 로터(104)가 회전하면, 상기 크랭크축(105)이 상기 로터(104)와 함께 회전하면서 상기 구동 모터(102)의 회전력을 상기 제1 압축유닛(110)과 제2 압축유닛(120)에 전달하고, 상기 제1 압축유닛(110)과 제2 압축유닛(120)에서는 각각 제1 롤링피스톤(112)과 제1 베인(113) 그리고 상기 제2 롤링피스톤(122)과 제2 베인(123)이 제1 압축공간(V1)과 제2 압축공간(V2)에서 편심 회전운동을 하면서 180°의 위상차를 두고 냉매를 압축하게 된다.

예컨대, 상기 제1 압축공간(V1)이 흡입행정을 시작하면, 냉매가 어큐뮬레이터(6)와 냉매흡입관(11)을 통해 상기 제1 실린더(111)의 제1 압축공간(V1)로 흡입되어 1단 압축되고, 이 제1 압축공간(V1)에서 1단 압축된 냉매는 상기 제1 토출구(141)를 통해 상기 하부베어링(140)의 저장공간(143)으로 토출된다.

그리고 상기 제1 압축공간(V1)에서 압축행정을 진행되는 동안에 그 제1 압축공간(V1)과 180°의 위상차를 가지는 상기 제2 실린더(121)의 제2 압축공간(V2)은 흡입행정을 시작하게 된다. 그러면, 상기 제1 실린더(111)에서 1단 압축되어 상기 하부베어링(140)의 저장공간(143)으로 토출되는 냉매는 상기 연결관(14)을 통해 제2 실린더(121)의 제2 압축공간(V2)으로 흡입되고, 그 제2 압축공간(V2)으로 흡입되는 냉매는 상기 제2 실린더(121)의 제2 압축공간(V2)에서 2단 압축된 후 제2 토출구(151)와 머플러(153)를 통해 상기 밀폐용기(101)의 내부공간으로 유출되어 상기 냉매토출관(12)을 통해 냉동사이클로 토출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

여기서, 상기 제1 압축공간(V1)에서의 냉매 압력이 제2 압축공간(V2)에서 냉매 압력보다 더 낮은 것을 고려하여 상기 제1 압축공간(V1)이 제2 압축공간(V2)보다 더 넓게 형성되므로 상기 제1 편심부(107)와 제2 편심부(108)는 반경 방향으로 크기는 동일하게 형성되지만 상기 제1 편심부(107)가 제2 편심부(108)보다 축방향으로 길게, 즉 상기 제1 편심부(107)의 높이(h1)가 제2 편심부(108)의 높이(h2)보다 크게 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 편심부(107)가 제2 편심부(108)에 비해 크게 형성됨에 따라 동일한 재료로 제작되면 상기 제1 편심부(107)가 제2 편심부(108)보다 더 무거워지기 때문에 상기 크랭크축(105)의 회전 작동 시 제1 편심부(107)와 제2 편심부(108)의 질량 불균형으로 인한 압축기 진동이 발생될 수 있다.

이를 감안하여, 본 발명에서는 상기 제1 편심부(107)의 편심량이 제2 편심부(108)의 편심값에 비해 일정 범위 이상으로 크지 않게, 즉 상기 제1 편심부(107)의 높이(h1)가 제2 편심부(108)의 높이(h2)보다 크지 않게 형성하는 것이다.

이를 위해서는, 도 5 내지 도 7에서와 같이 상기 제1 편심부(107)와 제1 롤링피스톤(112)의 무게를 합한 무게를 제1 편심무게(M1)라고 하고 상기 제1 편심부(107)와 제1 롤링피스톤(112)의 전체 무게중심거리를 합한 거리를 제1 무게거리(R1)라고 하며 상기 제1 편심무게(M1)와 제1 무게거리(R1)를 곱한 값을 제1 편심값(M1×R1)이라고 하는 반면, 상기 제2 편심부(108)와 제2 롤링피스톤(122)의 무게를 합한 무게를 제2 편심무게(M2)라고 하고 상기 제2 편심부(108)와 제2 롤링피스톤(122)의 전체 무게중심거리를 합한 거리를 제2 무게거리(R2)라고 하며 상기 제2 편심무게와 제2 무게거리를 곱한 값을 제2 편심값(M2×R2)이라고 할 때, 상기 제2 편심값(M2×R2)을 제1 편심값(M1×R1)으로 나눈 균형값((M2×R2)/(M1×R1))이 0.7 보다는 크고 0.95보다는 작거나 같은 범위에 들도록 설계되어야 한다.

이 경우, 상기 제1 편심부(107)와 제2 편심부(108)에는 각각의 편심부 무게를 줄이기 위한 균형홀(107a)(108a)들이 복수 개씩(도면에는 3개씩) 형성될 수도 있다. 하지만, 상기 제2 롤링피스톤(122)의 높이가 제1 롤링피스톤(112)의 높이보다 높게 형성됨에 따라 그만큼 제2 롤링피스톤(122)의 무게가 제1 롤링피스톤(112)의 무게 보다 크게 되어 상기 제2 편심무게(M2)가 제1 편심무게(M1) 보다 커지게 되므로 이를 전술한 식, 즉 제2 편심값(M2×R2)이 제1 편심값(M1×R1) 보다 작게 형성되도록 하기 위해서는 상기 제2 롤링피스톤(122)의 높이가 제1 롤링피스톤(112)의 높이 보다 훨씬 작아져야 하나 각 롤링피스톤의 필요강도와 필요실링면적을 고려하면 상기 제2 롤링피스톤(122)의 높이를 일정 크기 이하로 줄일 수 없는 한계가 있다. 따라서, 상기 제2 롤링피스톤(122)의 높이를 줄이지 않으면서도 상기 제2 편심값(M2×R2)이 제1 편심값(M1×R1) 보다 작게 형성되도록 하기 위해서는 상기 제1 편심부(107)에는 균형홀(107a)을 형성하여 제1 편심부(107)의 무게를 줄이는 반면 제2 편심부(108)에는 균형홀(미도시)을 형성하거나 또는 적어도 제1 편심부(107)의 균형홀(107a) 면적보다는 작게(또는 개수를 적게) 균형홀을 형성하여 제2 편심값(M2×R2)을 최대한 줄일 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

물론, 상기 제2 롤링피스톤(122)에 균형홀(미도시)을 형성하여 그 제2 롤링피스톤(122)의 무게를 줄임으로써 제2 편심값(M2×R2)을 줄일 수도 있으나 상기 제2 롤링피스톤(122)이 제2 편심부(108)에 대해 상대 회전운동을 하므로 상기 제2 롤링피스톤(122)의 균형홀(미도시)의 위치가 항상 일정하게, 즉 제2 편심부(108) 쪽에만 위치하지 않아 제2 편심값(M2×R2)을 정확하게 산출할 수 없게 된다. 따라서, 상기 제2 편심값(M2×R2)을 정확하게 산출하기 위해서는 가급적 균형홀이 제2 편심부(108)에 형성되는 것이 바람직하다.

도 8은 본 발명에 의한 2단 로터리 압축기에서 제1 편심부의 편심값에 대한 제2 편심부의 편심값에 따른 진동이 도시된 그래프이다. 이에 도시된 바와 같이 제1 편심값(M1×R1)에 대한 제2 편심값(M2×R2), 즉 균형값((M2×R2)/(M1×R1))이 대략 0.7 미만인 경우에는 급격히 상승하는 것을 볼 수 있다. 예를 들어, 2단 로터리 압축기가 대략 30㎐로 회전할 때 상기 균형값((M2×R2)/(M1×R1))이 0.7 미만인 경우가 180.3㎛ 까지 상승하는 반면 상기 균형값((M2×R2)/(M1×R1))이 0.7 보다 큰 경우에는 69.3㎛로 크게 개선되고 이 진동폭은 대략 균형값((M2×R2)/(M1×R1))이 0.95일 경우까지 고르게 유지되는 것이다.

한편, 본 발명에 의한 복식 로터리 압축기는 용량 가변형인 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.

즉, 전술한 실시예에서는 상기 제1 압축유닛(110)과 제2 압축유닛(120)이 서로 연통되어 순차적으로 압축행정을 실시하게 되므로 저압측을 이루는 제1 압축유닛(110)의 압축공간(V1)이 고압측을 이루는 제2 압축유닛(120)의 압축공간(V2)에 비해 크게 형성되고 이에 따라 상기 제1 압축유닛(V1)과 제2 압축유닛(V2) 사이에 불균형이 발생될 수 있어 상기 제1 편심값(M1×R1)과 제2 편심값(M2×R2)이 전술한 균형값((M2×R2)/(M1×R1))에 포함되도록 설계함으로써 양쪽 압축유닛 사이에서 발생되는 불균형을 해소하고자 하는 것이다.

도 9에서와 같이 본 실시예에 따른 용량 가변형 복식 로터리 압축기는, 상기 제1 압축유닛(210)과 제2 압축유닛(220)이 각각 독립적으로 압축행정을 실시할 수 있도록 구성하되 상기 제1 압축유닛(210) 또는 제2 압축유닛(220) 중에서 어느 한 쪽 압축유닛의 일측에는 그 압축유닛을 선택적으로 공회전시킬 수 있는 모드전환유닛(500)을 설치하여 압축기의 운전용량을 가변시키도록 구성하는 것이다. 참고로, 도면에서는 제1 압축유닛(210)에 모드전환유닛(500)이 설치된 경우를 도시한 것이다. 이 경우, 세이빙운전시에는 운전하는 압축유닛에 따라 압축기의 용량을 다르게 할 수 있도록 상기 제1 압축유닛(210)의 압축공간(V1)과 제2 압축유닛(220)의 압축공간(V2) 크기를 다르게 할 수 있다. 이 경우에도 상기 제1 압축유닛(110)의 압축공간(V1)과 제2 압축유닛(120)의 압축공간(V2) 크기가 상이하므로 상기 제1 압축유닛(210)과 제2 압축유닛(220) 사이에 불균형이 발생될 수 있고 이를 해소하기 위해 상기 제1 편심부(107)와 제2 편심부(108)가 대략 동일한 높이를 가지도록 형성하여 상기 제1 편심값(M1×R1)과 제2 편심값(M2×R2)이 전술한 균형값에 포함되도록 설계함으로써 양쪽 압축유닛 사이에서 발생되는 불균형을 할 수 있는 것이다. 도면중 미설명 부호인 130은 중간판, 211은 제1 실린더, 212는 제1 롤링피스톤, 215는 베인을 지지하기 위한 베인챔버, 221은 제2 실린더, 222는 제2 롤링피스톤, 240은 하부베어링, 250은 상부베어링이다.

이에 대한 작용 효과에 대해서는 전술한 실시예와 대동소이하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 의한 복식 로터리 압축기에서 냉매를 순차적으로 압축하는 2단 로터리 압축기가 포함된 냉동사이클을 보인 계통도,

도 2는 본 발명에 따른 2단 로터리 압축기의 일예가 도시된 종단면도,

도 3은 도 2에 따른 2단 로터리 압축기의 압축부를 보인 종단면도,

도 4는 도 2에 따른 2단 로터리 압축기의 크랭크축을 보인 사시도,

도 5는 도 2에 따른 제1 편심부와 제2 편심부에 대한 편심값을 설명하기 위해 보인 개략도,

도 6 및 도 7은 도 5에서 "Ｉ-Ｉ" 및 "Ⅱ-Ⅱ"선단면도,

도 8은 본 발명에 의한 2단 로터리 압축기에서 제1 편심부의 편심값에 대한 제2 편심부의 편심값에 따른 진동이 도시된 그래프,

도 9는 본 발명에 따른 크랭크축이 용량 가변형 복식 로터리 압축기에 적용된 예를 보인 종단면도 .

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

105 : 크랭크축 107 : 제1 편심부

107a : 균형홀 108 : 제2 편심부

110 : 제1 압축유닛 111 : 제1 실린더

112 : 제1 롤링피스톤 120 : 제2 압축유닛

121 : 제2 실린더 122 : 제2 롤링피스톤

Claims

밀폐용기;

상기 밀폐용기의 내부에 설치되는 구동모터;

상기 구동모터의 회전력을 전달하도록 제1 편심부와 제2 편심부가 구비되는 크랭크축;

상기 제1 편심부에 결합되는 제1 롤링피스톤을 구비하여 상기 밀폐용기 내에 설치되는 제1 실린더; 및

상기 제2 편심부에 결합되는 제2 롤링피스톤을 구비하여 상기 제1 실린더와 분리되도록 상기 밀폐용기 내에 설치되는 제2 실린더;를 포함하고,

상기 제1 편심부의 무게와 제1 롤링피스톤의 무게를 합한 제1 편심무게(M1)를 상기 크랭크축의 축중심에서 상기 편심무게의 중심까지 거리(R1)을 곱한 값을 제1 편심값이라고 하고,

상기 제2 편심부의 무게와 제2 롤링피스톤의 무게를 합한 제2 편심무게(M2)를 상기 크랭크축의 축중심에서 상기 제2 편심무게의 중심까지 거리(R2)을 곱한 값을 제2 편심값이라고 할 때,

상기 제1 편심값으로 제2 편심값을 나눈 값이 0.7 보다는 크고 0.95 보다는 같거나 작은 복식 로터리 압축기.
제1항에 있어서,

상기 제1 실린더의 높이가 제2 실린더의 높이 보다 높게 형성되고, 상기 제1 편심부의 높이가 제2 편심부의 높이 보다 높지 않게 형성되는 복식 로터리 압축기.
제2항에 있어서,

상기 제1 롤링피스톤과 제2 롤링피스톤의 두께는 동일하게 형성되는 복식 로터리 압축기.
제1항에 있어서,

상기 제1 편심부에는 적어도 한 개 이상의 균형홀이 형성되는 복식 로터리 압축기.
제4항에 있어서,

상기 균형홀은 상기 제1 편심부의 편심된 부분에 형성되는 복식 로터리 압축기.
제4항에 있어서,

상기 균형홀은 축방향으로 관통되어 형성되는 복식 로터리 압축기.
제1항 내지 제6항의 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 편심부가 제2 편심부 보다 상기 구동모터로부터 멀리 위치하도록 형성되는 복식 로터리 압축기.
제1항 내지 제6항의 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 실린더의 흡입구는 흡입관과 연통되고, 상기 제1 실린더의 토출구는 상기 제2 실린더의 흡입구에 연통되며, 상기 제2 실린더의 토출구는 밀폐용기의 내부공간으로 연통되는 복식 로터리 압축기.
제1항 내지 제6항의 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 실린더의 흡입구와 제2 실린더의 흡입구는 각각 흡입관과 연통되고, 상기 제1 실린더의 토출구와 제2 실린더의 토출구는 각각 밀폐용기의 내부공간에 연통되는 복식 로터리 압축기.