KR20160068853A - 증기 주입 시스템을 가진 로터리 압축기 - Google Patents

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Abstract

압축기는 크랭크샤프트, 제1 실린더 하우징 및 제2 실린더 하우징, 제1 회전자 및 제2 회전자, 분리판, 그리고 제1 밸브 및 제2 밸브를 포함할 수 있다. 상기 크랭크샤프트는 제1 편심부 및 제2 편심부를 포함하고 있다. 상기 실린더 하우징에는 원통형 리세스가 형성되어 있다. 상기 회전자는 각각의 원통형 리세스 내에 배치되어 있으며 크랭크샤프트의 각각의 편심부와 결합된다. 제1 회전자와 제1 원통형 리세스는 그들 사이에 제1 압축 챔버를 형성한다. 제2 회전자와 제2 원통형 리세스는 그들 사이에 제2 압축 챔버를 형성한다. 상기 분리판은 실린더 하우징 내에 배치될 수 있고 제1 압축 챔버 및 제2 압축 챔버와 연통되어 있는 제1 유체 개구 및 제2 유체 개구를 포함할 수 있다. 상기 밸브는 유체 유동이 유체 개구를 통과하는 것을 허용하는 제1 위치와 유체 유동이 유체 개구를 통과하는 것을 제한하는 제2 위치 사이에서 상기 분리판에 대해서 이동가능하게 될 수 있다.

Description

증기 주입 시스템을 가진 로터리 압축기{ROTARY COMPRESSOR WITH VAPOR INJECTION SYSTEM}
본 발명은 유체 주입 시스템을 가진 로터리 압축기에 관한 것이다.
본 항목은 반드시 종래 기술이라고는 할 수 없는 본 발명에 관한 배경 정보를 제공한다.
예를 들어, 열 펌프 시스템, 냉동 시스템, 또는 공기 조절 시스템과 같은 공조 시스템은 실외 열교환기, 실내 열교환기, 실내 열교환기와 실외 열교환기의 사이에 배치된 팽창 장치, 그리고 작동 유체(예를 들면, 냉매 또는 이산화탄소)를 실내 열교환기와 실외 열교환기의 사이로 순환시키는 하나 이상의 압축기를 가진 유체 회로를 포함할 수 있다. 압축기가 설치되어 있는 공조 시스템이 요구에 따라 냉각 및/또는 가열 효과를 효과적이고 효율적으로 제공할 수 있도록 보장하기 위해 압축기의 효율적이고 안정적인 작동이 바람직하다.
본 항목은 본 발명의 개요를 제공하는 것이며, 본 발명의 전체 범위 또는 본 발명의 모든 특징을 포괄적으로 개시하는 것은 아니다.
한 가지 형태에서, 본 발명은 크랭크샤프트, 실린더 하우징, 회전자, 흡입 개구, 방출 개구, 그리고 유체 주입 개구를 포함할 수 있는 압축기를 제공한다. 상기 크랭크샤프트는 편심부를 포함할 수 있다. 상기 실린더 하우징에는 원통형 리세스가 형성될 수 있고, 상기 원통형 리세스를 통하여 상기 크랭크샤프트가 뻗어 있다. 상기 회전자는 상기 원통형 리세스 내에 배치될 수 있으며 상기 원통형 리세스에 대하여 상기 크랭크샤프트과 함께 운동하도록 상기 크랭크샤프트의 상기 편심부와 결합될 수 있다. 상기 회전자와 상기 원통형 리세스의 둘레면(circumferential surface)은 상기 회전자와 상기 원통형 리세스의 둘레면의 사이에 압축 챔버를 형성할 수 있다. 상기 흡입 개구는 제1 압력의 유체를 상기 원통형 리세스로 제공할 수 있다. 상기 방출 개구는 상기 압축 챔버로부터 압축된 유체를 수용할 수 있다. 상기 유체 주입 개구는 제2 압력의 유체를 상기 압축 챔버로 제공할 수 있다. 상기 제2 압력은 상기 제1 압력보다 높을 수 있다. 상기 유체 주입 개구와 상기 방출 개구는, 상기 유체 주입 개구와 상기 방출 개구가 상기 크랭크샤프트의 회전축을 통하여 뻗어 있는 평면을 따라서 적어도 부분적으로 배치되도록 상기 크랭크샤프트의 회전축과 평행한 방향으로 적어도 부분적으로 서로 정렬될 수 있다.
일부 실시례에서는, 상기 유체 주입 개구가 상기 실린더 하우징에 형성될 수 있다.
일부 실시례에서는, 상기 유체 주입 개구가 상기 실린더 하우징과 인접하여 축방향으로 배치되어 있으며 상기 압축 챔버를 부분적으로 형성하는 플레이트에 형성될 수 있다.
일부 실시례에서는, 상기 유체 주입 개구가 상기 원통형 리세스의 상기 둘레면과 적어도 부분적으로 축방향으로 정렬될 수 있다.
일부 실시례에서는, 상기 압축기가 상기 유체 주입 개구를 통하여 유체 유동을 허용하는 제1 위치와 상기 유체 주입 개구를 통하여 유체 유동을 제한하는 제2 위치 사이에서 상기 원통형 리세스에 대해 이동가능한 밸브를 포함할 수 있다.
일부 실시례에서는, 상기 밸브가 상기 압축 챔버와 유체 주입원 사이의 압력 차이의 변화에 대응하여 상기 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동가능하게 될 수 있다.
일부 실시례에서는, 상기 압축기가 상기 실린더 하우징에 대하여 왕복운동하며 상기 실린더 하우징과 상기 회전자의 사이에 뻗어 있는 베인 부재를 포함할 수 있다. 상기 베인 부재는 상기 흡입 개구와 상기 방출 개구의 사이에서 각을 이루게 배치될 수 있으며 상기 압축 챔버를 부분적으로 형성할 수 있다.
일부 실시례에서는, 상기 압축기가 상기 실린더 하우징, 상기 회전자 및 상기 크랭크샤프트가 배치되어 있는 셸을 포함할 수 있다.
일부 실시례에서는, 상기 압축기가 상기 셸 내에 배치되어 있으며 상기 크랭크샤프트와 구동가능하게 결합되는 모터 조립체를 포함할 수 있다.
다른 형태에서, 본 발명은 크랭크샤프트, 제1 실린더 하우징 및 제2 실린더 하우징, 제1 회전자 및 제2 회전자, 분리판, 그리고 제1 밸브 및 제2 밸브를 포함할 수 있는 압축기를 제공한다. 상기 크랭크샤프트는 제1 편심부 및 제2 편심부를 포함할 수 있다. 상기 제1 실린더 하우징 및 제2 실린더 하우징에는 제1 원통형 리세스 및 제2 원통형 리세스가 각각 형성될 수 있고, 상기 제1 원통형 리세스 및 제2 원통형 리세스를 통하여 상기 크랭크샤프트가 뻗어 있다. 상기 제1 회전자는 상기 제1 원통형 리세스 내에 배치될 수 있으며 상기 제1 원통형 리세스에 대하여 상기 크랭크샤프트와 함께 운동하도록 상기 크랭크샤프트의 상기 제1 편심부와 결합될 수 있다. 상기 제1 회전자와 상기 제1 원통형 리세스의 제1 둘레면은 상기 제1 회전자와 상기 제1 원통형 리세스의 제1 둘레면의 사이에 제1 압축 챔버를 형성할 수 있다. 상기 제2 회전자는 상기 제2 원통형 리세스 내에 배치될 수 있으며 상기 제2 원통형 리세스에 대하여 상기 크랭크샤프트와 함께 운동하도록 상기 크랭크샤프트의 상기 제2 편심부와 결합될 수 있다. 상기 제2 회전자와 상기 제2 원통형 리세스의 제2 둘레면은 상기 제2 회전자와 상기 제2 원통형 리세스의 제2 둘레면의 사이에 제2 압축 챔버를 형성할 수 있다. 상기 분리판은 상기 제1 실린더 하우징과 제2 실린더 하우징의 사이에 그리고 상기 제1 회전자와 제2 회전자의 사이에 배치될 수 있다. 상기 분리판은 상기 제1 압축 챔버 및 제2 압축 챔버와 각각 연통되어 있는 제1 유체 배출구 및 제2 유체 배출구를 포함할 수 있다. 상기 제1 밸브 및 제2 밸브는 상기 제1 유체 배출구 및 제2 유체 배출구를 통하여 유체 유동을 허용하는 제1 위치와 상기 제1 유체 배출구 및 제2 유체 배출구를 통하여 유체 유동을 제한하는 제2 위치 사이에서 상기 분리판에 대하여 이동가능하게 될 수 있다.
일부 실시례에서는, 상기 압축기가 제1 압력의 유체를 상기 제1 원통형 리세스로 제공하는 흡입 개구와 상기 제1 압축 챔버로부터 압축된 유체를 수용하는 방출 개구를 포함할 수 있다. 상기 제1 유체 배출구 및 제2 유체 배출구가 제2 압력의 유체를 상기 제1 압축 챔버 및 제2 압축 챔버로 각각 제공할 수 있다. 상기 제2 압력이 상기 제1 압력보다 더 높을 수 있다.
일부 실시례에서는, 상기 방출 개구와 상기 제1 유체 유출구 및 제2 유체 유출구가 적어도 부분적으로 상기 크랭크샤프트의 회전축을 통하여 뻗어 있는 평면을 따라서 배치되도록 상기 제1 유체 유출구 및 제2 유체 유출구와 상기 방출 개구가 상기 크랭크샤프트의 회전축과 평행한 방향으로 적어도 부분적으로 서로 정렬될 수 있다.
일부 실시례에서는, 상기 제1 유체 유출구 및 제2 유체 유출구가 상기 제1 둘레면 및 제2 둘레면과 적어도 부분적으로 축방향으로 정렬될 수 있다.
일부 실시례에서는, 상기 압축기가 상기 제1 실린더 하우징에 대하여 왕복운동하며 상기 제1 실린더 하우징과 상기 제1 회전자의 사이에 뻗어 있는 베인 부재를 포함할 수 있다. 상기 베인 부재는 상기 흡입 개구와 상기 방출 개구의 사이에서 각을 이루게 배치될 수 있으며 상기 제1 압축 챔버를 부분적으로 형성할 수 있다.
일부 실시례에서는, 상기 제1 유체 유출구 및 제2 유체 유출구가 상기 베인과 상기 방출 개구의 사이에서 적어도 부분적으로 각을 이루게 배치될 수 있다.
일부 실시례에서는, 상기 분리판이 상기 분리판을 통하여 반경방향으로 뻗어 있으며 상기 제1 유체 유출구 및 제2 유체 유출구와 연통되어 있는 유체 통로를 포함할 수 있다.
일부 실시례에서는, 상기 제1 실린더 하우징 및 제2 실린더 하우징이 상기 제1 실린더 하우징 및 제2 실린더 하우징을 통하여 반경방향으로 뻗어 있으며 상기 제1 유체 유출구 및 제2 유체 유출구와 각각 연통되어 있는 제1 유체 통로 및 제2 유체 통로를 각각 포함할 수 있다.
일부 실시례에서는, 상기 제1 밸브 부재 및 제2 밸브 부재가 상기 제1 유체 통로 및 제2 유체 통로에 각각 이동가능하게 수용될 수 있다.
일부 실시례에서는, 상기 압축기가 셸 및 모터 조립체를 포함할 수 있다. 상기 제1 실린더 하우징 및 제2 실린더 하우징, 상기 제1 회전자 및 제2 회전자, 그리고 상기 크랭크샤프트는 상기 셸 내에 배치될 수 있다. 상기 모터 조립체는 상기 크랭크샤프트와 구동가능하게 결합될 수 있다.
일부 실시례에서는, 상기 제1 밸브는 상기 제1 압축 챔버와 유체 주입원 사이의 압력 차이의 변화에 대응하여 상기 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동가능하게 될 수 있다. 상기 제2 밸브는 상기 제2 압축 챔버와 유체 주입원 사이의 압력 차이의 변화에 대응하여 상기 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동가능하게 될 수 있다.
적용가능한 추가적인 영역은 본 명세서에 제공된 설명으로부터 명확하게 될 것이다. 본 개요에 있어서의 설명과 특정 예는 단지 예시를 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
본 명세서에 첨부된 도면은 모든 가능한 실시형태에 대한 예시가 아니라 단지 선택된 실시례의 예시를 위한 것이며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 원리에 따른 압축기의 단면도이고;
도 2는 도 1의 압축기의 부분 단면도이고;
도 3은 상기 압축기의 압축 기구의 개략도이고; 그리고
도 4는 본 발명의 원리에 따른 다른 압축 기구의 개략적인 부분 단면도이다.
대응하는 참고 번호는 상기 도면들 중의 몇 개의 도면에 걸쳐서 대응하는 부분을 나타낸다.
이하에서는 예시적인 실시례를 첨부된 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.
예시된 실시예들은, 본 내용이 상세하게 개시되며, 당해 기술분야의 전문가에게 그 범위가 충분히 전달되도록 제공된다. 본 발명의 실시예의 충분한 이해를 돕기 위해서, 특정의 구성요소, 장치, 그리고 방법의 예와 같은 다수의 특정적인 상세한 내용을 개시한다. 특정적인 상세한 내용이 그대로 실시될 필요는 없으며, 예시된 실시예가 다양한 상이한 형태로 구현될 수 있고 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다는 것은 당해 기술분야의 전문가에게는 자명한 사실이다. 몇 가지 예시된 실시예에서, 잘 알려진 프로세스, 잘 알려진 장치 구조, 그리고 잘 알려진 기술은 상세하게 기술되어 있지 않다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 특정 실시예의 설명을 위한 것일 뿐으로, 한정을 위한 것이 아니다. 여기에 사용되는 것으로서, 단수형으로 표기된 것은 그 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수형도 포함할 수 있는 것을 의도한 것이다. "포함하다", "이루어지다", "구비하다", 및 "가지다" 에 준하는 용어들은 포함의 의미이며, 따라서 기재의 특징부, 통합체, 단계, 동작, 요소 및/또는 구성요소가 존재함을 나타내는 것으로, 하나 이상의 다른 특징부, 통합체, 단계, 동작, 요소, 구성요소 및/또는 그것들의 그룹의 존재나 추가를 배제하는 것은 아니다. 여기에 설명되는 방법 단계, 프로세스, 및 동작은 실행 순서가 특별히 지시되지 않는다면 반드시 예시되는 순서로 실행해야만 하는 것은 아니다. 또한, 추가의 또는 변경된 단계가 채용될 수 있다는 것도 이해하여야 한다.
어느 요소나 층이 다른 요소나 층에 "놓여 있는", "맞물려 있는", "연결되어 있는", 또는 "결합되어 있는" 것으로 언급되어 있는 경우에는, 어느 요소나 층이 다른 요소나 층에 직접 놓여 있거나, 맞물려 있거나, 연결되어 있거나, 결합되어 있을 수 있거나, 또는 사이에 개재하는 요소나 층이 존재할 수 있다. 이와 대조적으로, 어떤 요소가 다른 요소나 층에 "직접 놓여 있는", "직접 맞물려 있는", "직접 연결되어 있는", 또는 "직접 결합되어 있는" 것으로 언급되어 있는 경우에는, 사이에 개재하는 요소나 층이 존재하지 않는다. 어느 요소들 사이의 관계를 기술하기 위해서 사용된 다른 용어는 유사한 방식으로 해석되어야 한다(예를 들면, "사이에" 대 "직접 사이에", "인접한" 대 "직접 인접한," 등). 본 명세서에서 "및/또는" 이라는 표현은 관련된 열거 항목 중의 어느 하나 또는 관련된 열거 항목의 하나 이상의 조합을 포함한다.
제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 요소, 구성요소, 구역, 층 및/또는 섹션을 기술하기 위해서 본 명세서에 사용되어 있지만, 상기 요소, 구성요소, 구역, 층 및/또는 섹션이 이러한 용어에 의해 제한되는 것은 아니다. 이러한 용어는 단지 하나의 요소, 구성요소, 구역, 층 또는 섹션을 다른 요소, 구성요소, 구역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서 사용된다. 본 명세서에서 "제1", "제2" 와 같은 용어와 다른 숫자와 관련된 용어가 사용되는 경우에는 문맥상으로 명확하게 표현되어 있지 않는 경우에는 차례나 순서를 의미하는 것은 아니다. 따라서, 아래에 기술된 제1 요소, 제1 구성요소, 제1 구역, 제1 층 또는 제1 섹션은 예시된 실시예의 개시내용으로부터 벗어나지 않고서 제2 요소, 제2 구성요소, 제2 구역, 제2 층 또는 제2 섹션이라고 칭할 수 있다.
"내측", "외측", "바로 아래", "아래의" "하부의", "위의", "상부의" 등과 같은 공간상의 상대적인 용어들은 여기서 도면에 예시되는 하나의 요소 또는 특징부의 또 다른 요소 또는 특징부에 대한 관계를 설명을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 공간상의 상대적인 용어들은 도면에 도시된 배향뿐만 아니라 사용 또는 동작에 있어서의 다른 배향도 포함하는 것으로 의도된다. 예컨대, 도면 내의 장치가 위아래로 뒤집어진다면, 다른 요소나 특징부의 "아래" 또는 "바로 아래"로 설명된 요소는 다른 요소나 특징부의 "위"로 배향될 것이다. 따라서, 예컨대 용어 "아래" 는 위와 아래의 모든 배향을 포괄할 수 있다. 장치는 다르게 배향(90도 회전 배향 또는 다른 배향)될 수 있으며, 본 명세서에서 사용되는 공간상의 상대적인 용어는 이에 상응하게 해석된다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 외측 셸(12), 모터 조립체(14), 크랭크샤프트(16), 그리고 압축 기구(18)를 포함할 수 있는 압축기(10)가 제공되어 있다. 외측 셸(12)은 모터 조립체(14), 크랭크샤프트(16) 및 압축 기구(18)를 수용할 수 있고, 하나 이상의 흡입 연결관(도시되어 있지 않음), 방출 연결관(20) 및 유체 주입 연결관(22)을 포함할 수 있다. 상기 흡입 연결관은 압축기(10)가 포함될 수 있는 공조 시스템의 저압측 구성요소(low-side component)(예를 들면, 증발기)로부터 흡입 압력의 작동 유체를 수용할 수 있다. 상기 흡입 연결관은 이 흡입 압력의 작동 유체를 압축 기구(18)로 보낼 수 있다. 방출 연결관(20)은 상기 압축 기구로부터 압축된 작동 유체(예를 들면, 방출 압력하의 작동 유체)를 수용할 수 있고 이 압축된 작동 유체를 공조 시스템의 고압측 구성요소(high-side component)(예를 들면, 응축기 또는 가스 냉각기)로 보낼 수 있다. 아래에서 보다 상세하게 설명하겠지만, 유체 주입 연결관(22)은 유체 주입원(24)으로부터 중간 압력(다시 말해서, 흡입 압력보다는 높고 방출 압력보다는 낮은 압력)의 작동 유체를 수용할 수 있고 이 중간 압력의 작동 유체를 압축 기구(18)로 보낼 수 있다. 유체 주입원(24)은, 예를 들면, 이코노마이저(economizer), 플래시 탱크 또는 플레이트형 열교환기를 포함할 수 있다. 상기 중간 압력의 작동 유체는 증기, 액체 또는 증기와 액체의 혼합물이 될 수 있다.
모터 조립체(14)는 고정자(26)와 회전자(28)를 포함할 수 있다. 고정자(26)는 외측 셸(12)에 대해 고정될 수 있고 회전자(28)를 둘러쌀 수 있다. 회전자(28)는 크랭크샤프트(16)의 회전축(A)을 중심으로 고정자(26)에 대해서 회전하도록 크랭크샤프트(16)와 구동가능하게 결합될 수 있다. 상부 플랜지 및 하부 플랜지(30, 32)는 셸(12)에 대해 고정될 수 있고 크랭크샤프트(16)를 회전가능하게 지지하는 베어링(도시되어 있지 않음)을 수용할 수 있다.
압축 기구(18)는 제1 실린더 하우징 및 제2 실린더 하우징(34, 36), 제1 회전자 및 제2 회전자(38, 40), 그리고 분리판(42)을 포함할 수 있다. 제1 실린더 하우징 및 제2 실린더 하우징(34, 36)은 셸(12)에 대해 고정될 수 있고 제1 원통형 리세스 및 제2 원통형 리세스(44, 46)를 각각 포함할 수 있다. 제1 실린더 하우징(34)은 상부 플랜지(30)와 분리판(42)의 사이에 배치될 수 있다. 제2 실린더 하우징(36)은 분리판(42)과 하부 플랜지(32)의 사이에 배치될 수 있다. 제1 회전자 및 제2 회전자(38, 40)는 각각 제1 원통형 리세스 및 제2 원통형 리세스(44, 46) 내에 배치될 수 있고 크랭크샤프트(16)의 제1 편심부 및 제2 편심부(48, 50)와 각각 결합될 수 있다. 따라서, 회전축(A)을 중심으로 크랭크샤프트(16)가 회전하면 제1 회전자 및 제2 회전자(38, 40)가 제1 원통형 리세스 및 제2 원통형 리세스(44, 46) 내의 선회 경로로 회전하게 된다.
제1 실린더 하우징 및 제2 실린더 하우징(34, 36)의 각각은 베인(52)(도 3)을 왕복운동식으로 수용할 수 있다. 베인(52)은 제1 원통형 리세스 및 제2 원통형 리세스(44, 46)으로 반경방향으로 뻗을 수 있고, 회전자(38, 40)의 반경방향으로 외측 둘레면(54)과 접촉하도록 스프링에 의해 가압될 수 있다. 회전자(38, 40)가 원통형 리세스(44, 46) 내에서 회전할 때 베인(52)은 실린더 하우징(34, 36)에 대해서 왕복운동할 수 있다. 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 베인(52)은 각각의 회전자(38, 40)의 둘레면(54)과 각각의 원통형 리세스(44, 46)의 대향하는 둘레면(62)의 사이의 제1 원통형 리세스 및 제2 원통형 리세스(44, 46)의 각각의 내부에서 흡입 챔버(56)를 압축 챔버(58)로부터 분리시킬 수 있다. 각각의 흡입 챔버(56)는 베인(52)의 한 측면과 둘레면(54, 62) 사이의 밀봉 접촉 지점(또는 둘레면(54, 62) 사이의 간격이 최소인 지점)의 사이에 한정될 수 있다. 각각의 압축 챔버(58)는 베인(52)의 다른 측면과 둘레면(54, 62) 사이의 밀봉 접촉 지점(또는 둘레면(54, 62) 사이의 간격이 최소인 지점)의 사이에 한정될 수 있다.
흡입 개구(64)는 분리판(42) 및/또는 실린더 하우징(34, 36)에 형성될 수 있다. 각각의 흡입 개구(64)는 흡입 압력의 작동 유체를 대응하는 흡입 연결관으로부터 대응하는 흡입 챔버(56)로 제공할 수 있다. 작동 유체는 압축 챔버(58)에서 압축되어 방출 개구(70)를 통하여 대응하는 방출 머플러(66, 68)로 방출될 수 있다. 방출 개구(70)의 각각은 상부 플랜지와 하부 플랜지(30, 32) 중의 대응하는 플랜지에 형성될 수 있다. 각각의 실린더 하우징(34, 36)은 방출 개구(70) 중의 대응하는 방출 개구와 연통되어 있는 방출 리세스(72)를 포함할 수 있다. 방출 리세스(72)는 방출 개구(70)로의 유동 구역을 증가시킬 수 있다. 방출 밸브(74)(도 3에 개략적으로 도시되어 있음)는 방출 머플러(66, 68)에 있는 작동 유체가 압축 챔버(58)로 역류하는 것을 제한하거나 막을 수 있다. 방출 머플러(66, 68)로부터, 작동 유체가 방출 연결관(20)을 통하여 압축기(10)를 빠져나갈 수 있다.
분리판(42)은 분리판에 형성된 제1 유체 주입 개구 및 제2 유체 주입 개구(78, 80)와 연통되어 있는 유체 주입 통로(76)를 포함할 수 있다. 유체 주입 통로(76)는 유체 주입 연결관(22)과 유동적으로 결합(fluidly couple)될 수 있다. 유체 주입 개구(78, 80)는 방출 개구(70)와 반경방향, 각방향(angular direction) 및/또는 축방향으로 적어도 부분적으로 정렬될 수 있다. 예를 들면, 회전축(A)과 유체 주입 개구(78, 80)와 방출 개구(70)를 통하여 뻗어 있는 평면(예를 들면, 도 2의 단면을 한정하는 평면)이 한정될 수 있다. 일부 실시례에서는, 유체 주입 개구(78, 80)가, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 방출 개구(70)와 베인(52)의 사이에서 적어도 부분적으로 각을 이루게(angularly) 배치될 수 있다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 유체 주입 개구(78, 80)는 원통형 리세스(44, 46)의 둘레면(62)에 대하여 반경방향으로 안쪽으로 그리고 반경방향으로 바깥쪽으로 뻗을 수 있다. 일부 실시례에서는, 유체 주입 개구(78, 80)가 방출 개구(70)와 대체로 동심으로 배치될 수 있다.
제1 밸브 부재(82)는 유체 주입 통로(76)와 제1 유체 주입 개구(78)의 사이에 배치될 수 있다. 제2 밸브 부재(84)는 유체 주입 통로(76)와 제2 유체 주입 개구(80)의 사이에 배치될 수 있다. 제1 밸브 부재 및 제2 밸브 부재(82, 84)는 제1 실린더 하우징 및 제2 실린더 하우징(34, 36)에 각각 형성된 제1 리세스와 제2 리세스(86, 88)의 내에서 각각 이동가능하게 수용될 수 있다. 제1 밸브 부재와 제2 밸브 부재(82, 84)의 각각은 밸브 부재(82, 84)가 분리판(42)에 형성된 제1 밸브 시트 및 제2 밸브 시트(90, 92) 중의 대응하는 밸브 시트와 결합하는 제1 위치와 밸브 부재(82, 84)가 제1 밸브 시트 및 제2 밸브 시트(90, 92) 중의 대응하는 밸브 시트로부터 이격되어 있는 제2 위치 사이에서 독립적으로 이동할 수 있다. 스프링(94)은 제1 밸브 부재 및 제2 밸브 부재(82, 84)를 제1 위치쪽으로 가압할 수 있다.
제1 위치에서는, 밸브 부재(82, 84)가 유체 주입 통로(76)와 대응하는 유체 주입 개구(78, 80) 사이의 유체 유동을 제한하거나 막을 수 있다. 제2 위치에서는, 밸브 부재(82, 84)가 유체 주입 통로(76)와 대응하는 유체 주입 개구(78, 80) 사이의 유체 유동을 허용할 수 있다. 도 2는 제1 밸브 부재(82)가 제1 위치에 있고 제2 밸브 부재(84)가 제2 위치에 있는 것으로 도시하고 있다. 도면에 도시된 밸브 부재(82, 84)는 유체 주입 통로(76)와 대응하는 압축 챔버(58) 사이의 압력 차이의 변화에 대응하여 제1 위치와 제2 위치로 이동된다. 따라서, 유체 주입원(24)에서의 작동 유체의 압력이 대응하는 압축 챔버(58)에서의 작동 유체의 압력보다 소정의 값을 초과하는 한 밸브 부재(82, 84)는 제2 위치에 머무를 수 있다. 상기 소정의 값은 스프링(94)의 스프링 상수의 선택에 의해서 정해질 수 있다. 일부 실시례에서는, 밸브 부재(82, 84)가, 예를 들면, 솔레노이드 작동식 밸브, 또는 임의의 다른 적절한 종류의 밸브가 될 수 있다.
도 4를 참고하면, 실린더 하우징(134, 136), 분리판(142) 그리고 제1 회전자 및 제2 회전자(도시되어 있지 않음)를 가지고 있는 대체 실시형태의 압축 기구(118)가 제공되어 있다. 실린더 하우징(134, 136)과 분리판(142)의 구조와 기능은, 아래에 기술된 차이점 및/또는 도면에 도시된 차이점을 제외하는, 상기한 실린더 하우징(34, 36)과 분리판(42)의 구조와 기능과 유사하거나 동일할 수 있다. 따라서, 유사한 특징은 다시 상세하게 설명하지 않을 수 있다.
실린더 하우징(134, 136)은 각각 제1 유체 주입 통로 및 제2 유체 주입 통로(176, 177)를 포함할 수 있다. 유체 주입 통로(176, 177)는 상기한 유체 주입원(24)과 유동적으로 결합될 수 있다. 압력의 유체(142)은 제1 유체 주입 통로 및 제2 유체 주입 통로(176, 177)의 각각과 연통되어 있는 제1 유체 주입 개구 및 제2 유체 주입 개구(178, 180) 그리고 각각의 압축 챔버(158)를 포함할 수 있다. 제1 밸브 부재(182)는 제1 유체 주입 통로(176)와 제1 유체 주입 개구(178)의 사이에 배치될 수 있고, 제1 유체 주입 통로(176)와 제1 유체 주입 개구(178) 사이의 유체 유동을 제한하거나 막는 제1 위치와 제1 유체 주입 통로(176)와 제1 유체 주입 개구(178) 사이의 유체 유동을 허용하는 제2 위치로 이동가능하게 될 수 있다. 제2 밸브 부재(184)는 제2 유체 주입 통로(177)와 제2 유체 주입 개구(180)의 사이에 배치될 수 있고, 제2 유체 주입 통로(177)와 제2 유체 주입 개구(180) 사이의 유체 유동을 제한하거나 막는 제1 위치와 제2 유체 주입 통로(177)와 제2 유체 주입 개구(180) 사이의 유체 유동을 허용하는 제2 위치로 이동가능하게 될 수 있다. 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 밸브 부재(182, 184)가 제1 위치에 있을 때 밸브 부재(182, 184)는 실린더 하우징(134, 136)에 형성된 밸브 시트(190, 192)와 결합될 수 있다. 스프링(194)은 밸브 부재(182, 184)를 제1 위치쪽으로 가압할 수 있다.
도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 분리판(142)은 또한 제1 유체 주입 개구 및 제2 유체 주입 개구(178, 180)의 각각과 유체 연통되어 있는 제1 리세스 및 제2 리세스(143, 145) 그리고 실린더 하우징(134, 136)에 각각 형성된 제3 리세스 및 제4 리세스(147, 149)를 포함할 수 있다. 상기 리세스(143, 145, 147, 149)는, 액체의 비압축성으로 인해, 압축 챔버(158)에서 배출될 수 있는 액체를 수용할 수 있다. 상기 리세스(143, 145, 147, 149)는 비압축성 유체용 수용기로서 작용할 수 있고, 소음 및/또는 액체의 압축 챔버(158)로의 의도하지 않은 임의의 침투와 관련된 손상을 줄일 수 있다.
상기 실시례들에 대한 기술은 예시와 설명을 위해 제공되어 있다. 상기 실시례들은 본 발명의 모든 내용을 망라한 것이거나 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니다. 특정 실시례의 개별 요소나 특징은 대체로 이 특정 실시례에 국한되는 것이 아니라, 명확하게 도시되거나 설명되어 있지 않더라도, 해당되는 경우, 교체가능하며 선택된 실시례에 사용될 수 있다. 상기 실시례들은 다양한 방식으로 변형될 수도 있다. 이러한 변형은 본 발명으로부터 벗어나지 않은 것으로 간주되며, 이러한 모든 변형은 본 발명의 범위 내에 포함된다.

Claims (20)

  1. 압축기로서,
    편심부를 포함하는 크랭크샤프트를 포함하고 있고;
    원통형 리세스가 형성되어 있는 실린더 하우징을 포함하고 있고, 상기 원통형 리세스를 통하여 상기 크랭크샤프트가 뻗어 있고;
    상기 원통형 리세스 내에 배치되어 있으며 상기 원통형 리세스에 대하여 상기 크랭크샤프트과 함께 운동하도록 상기 크랭크샤프트의 상기 편심부와 결합되어 있는 회전자를 포함하고 있고, 상기 회전자와 상기 원통형 리세스의 둘레면은 상기 회전자와 상기 원통형 리세스의 둘레면의 사이에 압축 챔버를 형성하고;
    제1 압력의 유체를 상기 원통형 리세스로 제공하는 흡입 개구를 포함하고 있고;
    상기 압축 챔버로부터 압축된 유체를 수용하는 방출 개구를 포함하고 있고; 그리고
    제2 압력의 유체를 상기 압축 챔버로 제공하는 유체 주입 개구를 포함하고 있고, 상기 제2 압력은 상기 제1 압력보다 높고, 상기 유체 주입 개구와 상기 방출 개구는 상기 크랭크샤프트의 회전축과 평행한 방향으로 적어도 부분적으로 서로 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유체 주입 개구가 상기 실린더 하우징에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유체 주입 개구가 상기 실린더 하우징과 인접하여 축방향으로 배치되어 있으며 상기 압축 챔버를 부분적으로 형성하는 플레이트에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 유체 주입 개구가 상기 원통형 리세스의 상기 둘레면과 적어도 부분적으로 축방향으로 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유체 주입 개구를 통하여 유체 유동을 허용하는 제1 위치와 상기 유체 주입 개구를 통하여 유체 유동을 제한하는 제2 위치 사이에서 상기 원통형 리세스에 대해 이동가능한 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 밸브가 상기 압축 챔버와 유체 주입원 사이의 압력 차이의 변화에 대응하여 상기 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동가능한 것을 특징으로 하는 압축기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 실린더 하우징에 대하여 왕복운동하며 상기 실린더 하우징과 상기 회전자의 사이에 뻗어 있는 베인 부재를 더 포함하고 있고, 상기 베인 부재가 상기 흡입 개구와 상기 방출 개구의 사이에서 각을 이루게 배치되어 있으며 상기 압축 챔버를 부분적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 실린더 하우징, 상기 회전자 및 상기 크랭크샤프트가 배치되어 있는 셸을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 셸 내에 배치되어 있으며 상기 크랭크샤프트와 구동가능하게 결합되는 모터 조립체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  10. 압축기로서,
    제1 편심부 및 제2 편심부를 포함하는 크랭크샤프트를 포함하고 있고;
    제1 원통형 리세스 및 제2 원통형 리세스가 각각 형성되어 있는 제1 실린더 하우징 및 제2 실린더 하우징를 포함하고 있고, 상기 제1 원통형 리세스 및 제2 원통형 리세스를 통하여 상기 크랭크샤프트가 뻗어 있고;
    상기 제1 원통형 리세스 내에 배치되어 있으며 상기 제1 원통형 리세스에 대하여 상기 크랭크샤프트와 함께 운동하도록 상기 크랭크샤프트의 상기 제1 편심부와 결합되어 있는 제1 회전자를 포함하고 있고, 상기 제1 회전자와 상기 제1 원통형 리세스의 제1 둘레면은 상기 제1 회전자와 상기 제1 원통형 리세스의 제1 둘레면의 사이에 제1 압축 챔버를 형성하고;
    상기 제2 원통형 리세스 내에 배치되어 있으며 상기 제2 원통형 리세스에 대하여 상기 크랭크샤프트와 함께 운동하도록 상기 크랭크샤프트의 상기 제2 편심부와 결합되어 있는 제2 회전자를 포함하고 있고, 상기 제2 회전자와 상기 제2 원통형 리세스의 제2 둘레면은 상기 제2 회전자와 상기 제2 원통형 리세스의 제2 둘레면의 사이에 제2 압축 챔버를 형성하고;
    상기 제1 실린더 하우징와 제2 실린더 하우징의 사이에 그리고 상기 제1 회전자와 제2 회전자의 사이에 배치되어 있으며 상기 제1 압축 챔버 및 제2 압축 챔버와 각각 연통되어 있는 제1 유체 개구 및 제2 유체 개구를 포함하는 분리판을 포함하고 있고; 그리고
    상기 제1 유체 개구 및 제2 유체 개구를 통하여 유체 유동을 허용하는 제1 위치와 상기 제1 유체 개구 및 제2 유체 개구를 통하여 유체 유동을 제한하는 제2 위치 사이에서 상기 분리판에 대하여 이동가능한 제1 밸브 및 제2 밸브를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
  11. 제10항에 있어서,
    제1 압력의 유체를 상기 제1 원통형 리세스로 제공하는 흡입 개구; 그리고
    상기 제1 압축 챔버로부터 압축된 유체를 수용하는 방출 개구;
    를 더 포함하고 있고,
    상기 제1 유체 개구 및 제2 유체 개구가 제2 압력의 유체를 상기 제1 압축 챔버 및 제2 압축 챔버로 각각 제공하고, 상기 제2 압력이 상기 제1 압력보다 더 높은 것을 특징으로 하는 압축기.
  12. 제11항에 있어서, 상기 방출 개구와 상기 제1 유체 개구 및 제2 유체 개구가 적어도 부분적으로 상기 크랭크샤프트의 회전축을 통하여 뻗어 있는 평면을 따라서 배치되도록 상기 제1 유체 개구 및 제2 유체 개구와 상기 방출 개구가 상기 크랭크샤프트의 회전축과 평행한 방향으로 적어도 부분적으로 서로 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제1 유체 개구 및 제2 유체 개구가 상기 제1 둘레면 및 제2 둘레면과 적어도 부분적으로 축방향으로 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제1 실린더 하우징에 대하여 왕복운동하며 상기 제1 실린더 하우징과 상기 제1 회전자의 사이에 뻗어 있는 베인 부재를 더 포함하고 있고, 상기 베인 부재가 상기 흡입 개구와 상기 방출 개구의 사이에서 각을 이루게 배치되어 있으며 상기 제1 압축 챔버를 부분적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 유체 개구 및 제2 유체 개구가 상기 베인과 상기 방출 개구의 사이에서 적어도 부분적으로 각을 이루게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
  16. 제10항에 있어서, 상기 분리판이 상기 분리판을 통하여 반경방향으로 뻗어 있으며 상기 제1 유체 개구 및 제2 유체 개구와 연통되어 있는 유체 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  17. 제10항에 있어서, 상기 제1 실린더 하우징 및 제2 실린더 하우징이 상기 제1 실린더 하우징 및 제2 실린더 하우징을 통하여 반경방향으로 뻗어 있으며 상기 제1 유체 개구 및 제2 유체 개구와 각각 연통되어 있는 제1 유체 통로 및 제2 유체 통로를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1 밸브 부재 및 제2 밸브 부재가 상기 제1 유체 통로 및 제2 유체 통로에 각각 이동가능하게 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기.
  19. 제10항에 있어서, 상기 제1 실린더 하우징 및 제2 실린더 하우징, 상기 제1 회전자 및 제2 회전자, 그리고 상기 크랭크샤프트가 배치되어 있는 셸; 그리고 상기 크랭크샤프트와 구동가능하게 결합되어 있는 모터 조립체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  20. 제10항에 있어서, 상기 제1 밸브는 상기 제1 압축 챔버와 유체 주입원 사이의 압력 차이의 변화에 대응하여 상기 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동가능하고, 상기 제2 밸브는 상기 제2 압축 챔버와 상기 유체 주입원 사이의 압력 차이의 변화에 대응하여 상기 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동가능한 것을 특징으로 하는 압축기.
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