KR20190072436A - 가변 체적비 압축기 - Google Patents

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에머슨 클리메이트 테크놀로지즈 인코퍼레이티드
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Abstract

압축기는 쉘 어셈블리, 비 선회 스크롤 및 선회 스크롤을 포함 할 수 있다. 쉘 어셈블리는 배출 챔버를 형성 할 수 있다. 비 선회 스크롤은 제 1 단부 플레이트 및 제 1 단부 플레이트로부터 연장되는 제 1 나선형 랩을 포함한다. 제 1 단부 플레이트는 가변 체적비 포트를 포함 할 수 있다. 선회 스크롤은 배출 챔버 내에 배치 될 수 있다. 선회 스크롤은 제 2 단부 플레이트 및 제 2 단부 플레이트로부터 연장되고 제 1 나선형 랩과 협력하여 그 사이에 복수의 유체 포켓을 형성하는 제 2 나선형 랩을 포함한다. 제 2 단부 플레이트는 반경 방향의 가장 안쪽의 유체 포켓 및 배출 챔버와 연통하는 배출 통로를 포함 할 수 있다. 가변 체적비 포트는 배출 통로에 대해 반경 방향 외측에 배치 될 수 있고, 유체 포켓 중 반경방향 최 내측의 유체 포켓과 선택적 연통을 형성할 수 있다.

Description

가변 체적비 압축기{Variable volume ratio compressor}
본 발명은 가변 체적비 압축기에 대한 것이다.
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017.12.15.자로 출원된 미국 가출원 62/599,182호를 우선권 주장하며, 상기 출원의 전체 개시 내용은 여기에 인용에 의해 포함된다.
본 섹션은 본 발명과 관련된 배경 정보를 제공할 뿐 반드시 선행 기술인 것은 아니다.
압축기는 다양한 산업, 상업 및 주거 어플리케이션(Residential application)에서 사용되어 온도 조절 시스템(climate control system)(예를 들어, 냉동 시스템(refrigeration system), 공기 조절 시스템(air conditioning system), 히트 펌프 시스템(heat pump system), 칠러 시스템(chiller system) 등) 내에서 원하는 냉각 및/또는 가열 효과를 제공하기 위해 작동 유체(working fluid)를 순환시킨다. 일반적인 온도 조절 시스템은 실외 열 교환기, 실내 열 교환기, 실내/외 열 교환기 사이에 배치된 팽창 장치, 그리고 작동 유체(예를 들어, 냉매 또는 이산화탄소)를 순환시키는 압축기를 갖는 유체 회로(fluid circuit)를 포함할 수 있다. 압축기가 효율적이고 신뢰성 있도록 작동하는 것은 압축기가 설치된 온도 조절 시스템이 요구에 따라 효율적으로, 그리고 능률적으로 냉각 및/또는 가열 효과를 제공할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시 예들은 가변 체적비 압축기를 제공한다.
본 섹션은 본 발명에 대한 전반적인 개요를 제공하며 본 발명의 전체 범위 또는 특징들 모두에 대한 포괄적인 개시를 제공하는 것은 아니다.
본 발명은 쉘 어셈블리, 비 선회 스크롤, 그리고 선회 스크롤을 포함할 수 있는 압축기를 제공한다. 쉘 어셈블리는 배출 챔버를 정의할 수 있다. 비 선회 스크롤은 제 1 단부 플레이트와 제 1 단부 플레이트로부터 연장되는 제 1 나선형 랩을 포함할 수 있다. 제 1 단부 플레이트는 가변 체적비 포트를 포함할 수 있다. 선회 스크롤은 배출 챔버 내에 배치될 수 있다. 선회 스크롤은 제 2 단부 플레이트와 제 2 단부 플레이트로부터 연장되고, 제 1 나선형 랩과 협력하여 그 사이에 복수의 유체 포켓을 정의하는 제 1 나선형 랩을 포함한다. 제 2 단부 플레이트는 반경 방향으로 최 내측의 유체 포켓 및 배출 챔버와 연통하는 배출 통로를 포함할 수 있다. 가변 체적비 포트는 배출 통로에 대해 반경 방향 외측에 배치될 수 있고, 유체 포켓 중 반경 방향으로 최 내측의 유체 포켓과 선택적으로 연통될 수 있다.
상기 단락의 압축기의 일부 구성에 있어서, 반경 방향으로 최 내측의 유체 포켓은 배출 통로를 통해서만 배출 챔버와 연통한다.
상기 단락의 압축기의 일부 구성에 있어서, 선회 스크롤은 제 2 단부 플레이트로부터 제 2 나선형 랩과 반대 방향으로 연장되는 환형 허브를 포함한다. 환형 허브는 구동축을 수용하는 캐비티를 정의할 수 있다. 배출 통로는 캐비티에 대해 개방될 수 있고 캐비티에 직접 인접할 수 있다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에서, 비 선회 스크롤은 쉘 어셈블리 내에 둘러싸이고 배출 챔버 내에 배치된다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 비 선회 스크롤은 쉘 어셈블리와 기밀하게 결합하여 배출 챔버를 밀봉한다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 비 선회 스크롤은 압축기의 외부 주위 환경에 노출된다. 즉, 비 선회 스크롤은 쉘 어셈블리의 단부 캡으로서 기능할 수 있다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 압축기는 쉘 어셈블리를 통과해 연장되고, 배출 챔버와 연통하는 배출 피팅을 포함할 수 있다. 배출 피팅은 비 선회 스크롤과 이격될 수 있다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 압축기는 가변 체적비 밸브 부재가 가변 체적비 포트와 배출 챔버 사이에 유체 흐름을 허용하는 개방 위치와 가변 체적비 밸브 부재가 가변 체적비 포트와 배출 챔버 사이에 유체 흐름을 제한하는 폐쇄 위치 사이에서 비 선회 스크롤에 대해 이동 가능한 가변 체적비 밸브 부재를 포함한다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 비 선회 스크롤의 제 1 단부 플레이트는 가변 체적비 밸브 부재가 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능한 밸브 리세스를 포함한다. 밸브 리세스는 가변 체적비 밸브 부재가 개방 위치에 있을 때 배출 챔버 및 가변 체적비 포트를 연통할 수 있다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 압축기는 밸브 지지체와 스프링을 포함한다. 밸브 지지체는 밸브 리세스의 단부를 폐쇄할 수 있다. 스프링은 밸브 지지체와 가변 체적비 밸브 부재 사이에 배치될 수 있고, 가변 체적비 밸브 부재를 폐쇄 위치로 편향 시킬 수 있다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 밸브 지지체는 밸브 리세스 내에 수용될 수 있다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 제 1 단부 플레이트는 배출 통로에 대해 반경 방향 외측에 배치된 다른 가변 체적비 포트를 포함한다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 압축기는 다른 가변 체적비 포트와 배출 챔버 사이에서 유체 흐름을 허용하는 개방 위치와 다른 가변 체적비 포트와 배출 챔버 사이의 유체 흐름을 제한하는 폐쇄 위치 사이에서 비 선회 스크롤에 대해 이동 할 수 있는 다른 가변 체적비 밸브 부재를 포함한다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 밸브 리세스는 환형 리세스이다. 가변 체적비 밸브 부재는 폐쇄 위치에서 가변 체적비 포트 모두를 폐쇄하고 개방 위치에서 가변 체적비 포트 모두를 개방하는 환형 부재일 수 있다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 제 1 단부 플레이트는 유체 포켓 중 반경 방향 중간의 하나와 연통하는 용량 조절 포트를 포함한다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 압축기는 용량 조절 포트와 흡입 압력 영역 사이의 연통을 제한하는 제 1 위치와 용량 조절 포트와 흡입 압력 영역 사이의 연통을 허용하는 제 2 위치 사이에서 이동 가능한 용량 조절 밸브 어셈블리를 포함한다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 용량 조절 밸브 어셈블리는 용량 조절 포트와 흡입 압력 영역 사이의 연통을 제한하고 유체 주입 통로와 용량 조절 포트 사이의 연통을 허용하는 제 3 위치로 이동 가능하다.
본 발명은 쉘 어셈블리, 비 선회 스크롤 및 선회 스크롤을 포함할 수 있는 압축기를 제공한다. 쉘 어셈블리는 배출 챔버를 정의할 수 있다. 비 선회 스크롤은 제 1 단부 플레이트와 제 1 단부 플레이트로부터 연장되는 제 1 나선형 랩을 포함할 수 있다. 제 1 단부 플레이트는 가변 체적비 포트와 제 1 배출 통로를 포함할 수 있다. 가변 체적비 포트는 제 1 배출 통로에 대해 반경 방향 외측에 배치될 수 있고 배출 챔버와 선택적으로 연통할 수 있다. 제 1 배출 통로는 배출 챔버와 연통할 수 있다. 선회 스크롤은 배출 챔버 내에 배치될 수 있고, 제 2 단부 플레이트와 제 2 단부 플레이트로부터 연장되고 제 1 나선형 랩과 협력하여 그 사이에 복수의 유체 포켓을 정의하는 제 2 나선형 랩을 포함한다. 제 2 단부 플레이트는 배출 챔버와 연통하는 제 2 배출 통로를 포함할 수 있다. 제 1 배출 통로와 제 2 배출 통로는 유체 포켓들 중 최 내측의 유체 포켓 및 배출 챔버와 연통할 수 있다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 제 2 배출 통로는 가변 체적비 포트와 선택적으로 유체 연통 한다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 제 1 배출 통로는 제 1 단부 플레이트를 완전히 통과해 연장된다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 제 2 배출 통로는 제 2 단부 플레이트를 완전히 통과해 연장된다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 선회 스크롤은 제 2 단부 플레이트로부터 제 2 나선형 랩과 반대 방향으로 연장되는 환형 허브를 포함한다. 환형 허브는 구동축이 수용되는 캐비티를 정의할 수 있다. 제 2 배출 통로는 캐비티에 대해 개방되고 캐비티에 직접 인접할 수 있다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 비 선회 스크롤은 쉘 어셈블리 내에 둘러싸이고 배출 챔버 내에 배치된다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 압축기는 가변 체적비 밸브 부재가 가변 체적비 포트와 배출 챔버 사이에 유체 흐름을 허용하는 개방 위치와 가변 체적비 밸브 부재가 가변 체적비 포트와 배출 챔버 사이의 유체 흐름을 제한하는 폐쇄 위치 사이에서 비 선회 스크롤에 대해 이동 가능한 가변 체적비 밸브 부재를 포함할 수 있다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 가변 체적비 포트가 개방 위치에 있을 때 가변 체적비 포트는 제 1 및 제 2 배출 통로 중 하나 또는 둘 모두를 통해 배출 챔버와 연통한다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 비 선회 스크롤의 제 1 단부 플레이트는 가변 체적비 밸브 부재가 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능한 밸브 리세스를 포함한다. 가변 체적비 밸브 부재가 개방 위치에 있을 때, 밸브 리세스는 제 1 및 제 2 배출 통로와 가변 체적비 포트와 연통할 수 있다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 압축기는 밸브 지지체와 스프링을 포함한다. 밸브 지지체는 밸브 리세스의 단부를 폐쇄할 수 있다. 스프링은 밸브 지지체와 가변 체적비 밸브 사이에 배치될 수 있고, 가변 체적비 밸브 부재를 폐쇄 위치를 향해 편향시킬 수 있다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 밸브 지지체는 밸브 리세스 내에 수용될 수 있다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 제 1 단부 플레이트는 제 1 배출 통로에 대해 반경 방향 외측에 배치되는 다른 가변 체적비 포트를 포함할 수 있다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 압축기는 다른 제 1 및 제 2 배출 통로의 하나 또는 모두를 통해 가변 체적비 포트와 배출 챔버 사이의 유체 흐름을 허용하는 개방 위치와 다른 가변 체적비 포트와 배출 챔버 사이의 유체 흐름을 제한하는 폐쇄 위치 사이에서 비 선회 스크롤에 대해 이동 가능한 다른 가변 체적비 밸브 부재를 포함할 수 있다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 제 1 단부 플레이트는 유체 포켓들 중 반경 방향으로 중간의 유체 포켓과 연통 하는 용량 조절 포트를 포함한다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 압축기는 용량 조절 포트와 흡입 압력 영역 사이의 연통을 제한하는 제 1 위치와 용량 조절 포트와 흡입 압력 영역 사이의 연통을 허용하는 제 2 위치 사이에서 이동 가능한 용량 조절 밸브 어셈블리를 포함할 수 있다.
상기 단락 중 어느 하나의 압축기의 일부 구성에 있어서, 용량 조절 밸브 어셈블리는 용량 조절 포트와 흡입 압력 영역 사이의 연통을 제한하고 유체 주입 통로와 용량 조절 포트 사이의 연통을 허용하는 제 3 위치로 이동 가능하다.
추가의 적용 분야는 여기에 제공된 설명으로부터 명확해질 것이다. 본 섹션의 서술 및 특정 실시 예들은 단지 설명의 목적일 뿐이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
여기서 서술된 도면들은 단지 선택된 실시 예들을 설명하기 위한 것이고 모든 가능한 구현들에 대한 것은 아니며, 본 발명의 범위를 제한하려고 한 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 원리에 따른 가변 체적비 밸브 어셈블리를 가지는 압축기의 단면도이다.
도 2는 도 1의 압축기의 스크롤의 평면도이다.
도 3은 도 1의 압축기에 결합될 수 있는 다른 스크롤의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 원리에 따른 다른 압축기의 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명의 원리에 따른 또 다른 압축기의 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 원리에 따른 또 다른 압축기의 부분 단면도이다.
도 7a는 본 발명의 원리에 따른 폐쇄 위치에서 용량 조절 밸브 부재를 가지는 또 다른 압축기의 부분 단면도이다.
도 7b는 본 발명의 원리에 따른 개방 위치에서 용량 조절 밸브 부재를 가지는 도 7a의 압축기의 부분 단면도이다.
도 8a는 본 발명의 원리에 따른 폐쇄 위치에서 용량 조절 밸브 부재를 가지는 또 다른 압축기의 부분 단면도이다.
도 8b는 본 발명의 원리에 따른 개방 위치에서 용량 조절 부재를 가지는 도 8a의 압축기의 부분 단면도이다.
도 9a는 본 발명의 원리에 따른 제 1 위치에서 용량 조절 부재를 가지는 또 다른 압축기의 부분 단면도이다.
도 9b는 본 발명의 원리에 따른 제 2 위치에서 용량 조절 부재를 가지는 도 9a의 압축기의 부분 단면도이다.
도 9c는 본 발명의 원리에 따른 제 3 위치에서 용량 조절 부재를 가지는 도 9a의 압축기의 부분 단면도이다.
대응하는 참조 번호들은 여러 도면에 걸쳐 대응하는 부분을 가리킨다.
실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 더 상세히 설명될 것이다.
실시 예들은 본 발명 개시가 완전해 지고 당 분야에 통상적 지식을 가진 자에게 그 범위를 전체적으로 전달하도록 제공된다. 특정한 세부 수치 정보는 본 발명 개시의 실시 예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 특정한 부품, 장치 및 방법의 예들로 주어진다. 당 분야에 통상적 지식을 가진 자는 특정한 세부 정보가 채택될 필요가 없고, 실시 예들이 다수의 서로 다른 형태로 실시될 수 있고 이는 본 발명 개시의 범위를 한정하는 것으로 해석될 수도 없음을 분명히 알 것이다. 어떤 실시 예들에서, 주지의 공정, 주지의 장치 구조 및 주지의 기술은 상세하게 설명되지 않는다.
본 출원 명세서에 사용된 용어는 특정한 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 사용될 뿐이며 한정적인 의도가 없다. 본 출원 명세서에 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 명확하게 달리 지칭하지 않는 한 복수 형태도 마찬가지로 포함하는 것으로 의도될 수 있다. 용어, "포함하다", "포함하는", "구비하는" 및 "가지는"은 포괄의 의미로서, 언급된 특징, 정수, 단계, 동작, 요소 그리고/또는 부품이 있다는 것을 나타내나, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 부품 그리고/또는 이들의 그룹이 존재하거나 추가되는 경우를 배제하지 않는다. 본 출원 명세서에 설명된 단계, 공정, 및 동작은 실행 순서가 구체적으로 식별되지 않는 한 논의되거나 도시된 특정한 순서로 반드시 실행할 필요가 있는 것으로 해석되지 않는다. 또한, 부가적이거나 대안적인 단계가 채택될 수 있음도 명확하다.
하나의 요소 또는 층이 다른 요소 또는 층 "위에", "체결된", "연결된" 또는 "결합된" 것으로 지칭된 경우, 이는 다른 요소 또는 층에 직접적으로 위에 있거나, 체결되거나, 연결되거나 결합된 것일 수 있거나 중간 요소 또는 층이 존재할 수 있다. 반면, 하나의 요소가 다른 요소 또는 층의 "직접적으로 위에", "직접적으로 체결된", "직접적으로 연결된" 또는 " 직접적으로 결합된" 것으로 지칭된 경우, 중간 요소 또는 층이 없을 수 있다. 요소들 간의 관계를 설명하기 위해 사용된 다른 단어들은 유사한 방식으로 해석되어야 한다(예들 들어, "사이에" vs."직접적으로 사이에", "인접하여" vs. "직접적으로 인접하여" 등). 본 출원 명세서에 사용된 바와 같이 용어 "그리고/또는"은 관련하여 열거된 항목들 중 하나 이상의 임의 조합 및 모든 조합을 포함한다.
본 출원 명세서에서, 제1, 제2, 제3 등의 용어는 다양한 요소, 부품, 영역, 층 그리고/또는 섹션을 설명하기 위해 사용될 수 있으나, 이러한 요소, 부품, 영역, 층 그리고/또는 섹션은 이러한 용어에 의해 한정되지 않아야 한다. 이러한 용어는 하나의 요소, 부품, 영역, 층 또는 섹션을 다른 요소, 부품, 영역, 층 또는 섹션으로부터 구별하기 위한 용도로만 사용될 수 있다. "제1", "제2" 및 다른 수치 용어와 같은 용어는 문맥으로 명백하게 지시되지 않는 한 서열 또는 순서를 암시하지 않는다. 그러므로 이하에 논의되는 제1 요소, 제1 부품, 제1영역, 제1층 또는 제1 섹션은 실시 예들의 교시를 벗어나지 않고 제2 요소, 제2 부품, 제2 영역, 제2 층 또는 제2 섹션을 지칭할 수 있다.
"내부", "외부", "아래쪽", "아래에", "하부", "위에", "상부" 등과 같은 공간 관련 용어는 하나의 요소 또는 특징이 도면에 도시된 다른 요소(들) 또는 특징(들)에 대하여 갖는 관계를 용이하게 설명하기 위해 본 출원 명세서에 사용 될 수 있다. 공간 관련 용어는 도면에 표시된 방향에 더하여, 사용 또는 동작 시 장치의 다른 방향을 포함하는 것으로 의도될 수 있다. 예를 들어, 도면에서 장치가 뒤집어 져 있는 경우, 다른 요소 또는 특징의 "아래에" 또는 "아래쪽에"로 설명된 요소는 다른 요소 또는 특징의 "위"로 된다. 그러므로 "아래에"라는 예시적 용어는 아래와 위, 양 방향을 모두 포함할 수 있다. 장치는 다른 방식으로 배치될 수 있고 (90도 회전 또는 다른 방향으로), 본 출원 명세서에 사용된 공간 관련 설명도 그에 따라 해석될 수 있다.
도 1과 도 2를 참조하면, 압축기(10)가 제공된다. 도 1을 참조하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 압축기(10)는 밀폐 쉘 어셈블리(12), 제 1 및 제 2 베어링 어셈블리(14, 16), 모터 어셈블리(18), 압축 기구(20), 그리고 하나 이상의 가변 체적비(variable-volume-ratio, VVR) 밸브 어셈블리(22)를 포함하는 하이 사이드 스크롤(high-side scroll) 압축기일 수 있다. 이하에서 상세히 설명하는 바와 같이, 가변 체적비 밸브 어셈블리(22)들은 압축 기구(20)가 작동 유체를 과압하는 것을 방지하도록 작동 가능하다.
쉘 어셈블리(12)는 배출 챔버(24)(압축된 작동 유체를 함유하는)를 정의할 수 있고, 원통 쉘(26), 그 일단에 제 1 단부 캡(28), 타단에 베이스 또는 제 2 단부 캡(30)을 포함할 수 있다. 배출 피팅(Discharge fitting)(32)은 쉘 어셈블리(12)에 부착될 수 있고, 쉘 어셈블리(12)의 제 1 개구를 통과해 연장되어 배출 챔버(24) 내의 작동 유체가 압축기(10)를 빠져 나갈 수 있게 한다. 예를 들어, 배출 피팅(Discharge fitting)(32)은 도 1에 도시된 바와 같이 제 2 단부 캡(30)을 통해 연장될 수 있다. 입구 피팅(inlet fitting)(34)은 쉘 어셈블리(12)에 부착될 수 있고(예를 들어, 제 1 단부 캡(28)), 쉘 어셈블리(12)의 제 2 개구를 통해 연장될 수 있다. 입구 피팅(inlet fitting)(34)은 배출 챔버(24)의 일부를 통해 연장될 수 있고, 압축 기구(20)의 흡입 입구에 유체적으로 연결된다. 이러한 방식으로 입구 피팅(inlet fitting)(34)은 배출 챔버(24) 내의 고압(토출 압력) 작동 유체로부터 입구 피팅(34) 내의 흡입 압력 작동 유체를 유체적으로 격리시키면서 저압(흡입 압력) 작동 유체를 압축 기구(20)에 공급한다.
제 1 및 제 2 베어링 어셈블리(14, 16)는 전체적으로 배출 챔버(24) 내에 배치될 수 있다. 제 1 베어링 어셈블리(14)는 제 1 베어링 하우징(36)과 제 1 베어링(38)을 포함할 수 있다. 제 1 베어링 하우징(36)은 쉘 어셈블리(12)에 고정될 수 있다. 제 1 베어링 하우징(36)은 제 1 베어링(38)을 수용하고 압축 기구(20)를 축 방향으로 지지한다. 제 2 베어링 어셈블리(16)는 제 2 베어링 하우징(40)과 제 2 베어링(42)을 포함할 수 있다. 제 2 베어링 하우징(40)은 쉘 어셈블리(12)에 고정되고, 제 2 베어링(42)을 지지한다.
모터 어셈블리(18)는 배출 챔버(24) 내에 배치될 수 있고, 모터 고정자(44), 회전자(46), 그리고 구동축(48)을 포함할 수 있다. 고정자(44)는 쉘(26)에 고정적으로 부착(예를 들어, 프레스 핏(Press fit)에 의해)될 수 있다. 회전자(46)는 구동축(48) 상에 프레스 핏(Press fit)될 수 있고 구동력을 구동축(48)에 전달할 수 있다. 구동축(48)은 메인 바디(50) 및 메인 바디(50)의 단부로부터 연장되는 편심 크랭크 핀(52)을 포함할 수 있다. 메인 바디(50)는 제 1 및 제 2 베어링(38, 42)에 수용되고, 제 1 및 제 2 베어링 어셈블리(14, 16)에 의해 회전 가능하게 지지 된다. 따라서, 제 1 및 제 2 베어링(38, 42)은 구동축(48)의 회전 축을 정의한다. 크랭크 핀(52)은 압축 기구(20)와 결합할 수 있다.
압축 기구(20)는 전체적으로 배출 챔버(24) 내에 배치될 수 있고, 선회 스크롤(54) 및 비 선회 스크롤(56)을 포함할 수 있다. 선회 스크롤(54)은 단부 플레이트(58)의 제 1 측면으로부터 연장되는 나선형 랩(60)을 갖는 단부 플레이트(58)를 포함할 수 있다. 환형 허브(62)는 단부 플레이트(58)의 제 2 측면으로부터 연장될 수 있고, 구동 베어링(64), 구동 부싱(Driving bushing)(66) 및 크랭크 핀(52)이 배치될 수 있는 캐비티(Cavity)(63)를 포함할 수 있다. 구동 부싱(Driving bushing)(66)은 구동 베어링(46) 내에 수용될 수 있다. 크랭크 핀(52)은 구동 부싱(Driving bushing)(66) 내에 수용될 수 있다.
선회 스크롤(54)의 단부 플레이트(58)는 또한 캐비티(Cavity)(63)에 개방되고, 그 바로 인접하여 배치되는 배출 통로(67)를 포함할 수 있다. 배출 통로(67)는 캐비티(63)를 통해 배출 챔버(24)와 연통한다. 캐비티(63)는 허브(62)와 구동 베어링(64) 사이, 구동 베어링(64)과 구동 부싱(66) 사이 및/또는 구동 부싱(66)과 크랭크 핀(52) 사이의 갭(Gap)을 통해 배출 챔버(24)와 연통한다. 일부 구성에서, 예를 들어 캐비티(63)는 허브(62), 구동 베어링(64) 또는 구동 부싱(66) 중 하나 이상에 형성된 유동 통로를 통해 배출 챔버(24)와 연통한다.
올드햄 커플링(Oldham coupling)(68)은 선회 스크롤(54)과 비 선회 스크롤(56) 사이의 상대 회전을 방지하기 위해 단부 플레이트(58), 비 선회 스크롤(56), 또는 제 1 베어링 하우징(36)과 결합될 수 있다. 환형 허브(62)는 제 1 베어링 하우징(36)의 스러스트 면(thrust surface)(70)에 의해 축 방향으로 지지 될 수 있다. 환형 허브(62)는 제 1 베어링 하우징(36)과 선회 스크롤(54) 사이에 중간 압력 캐비티(intermediate-pressure cavity)(73)를 정의하기 위하여 제 1 베어링 하우징(36)에 부착된 시일(Seal)(72)과 이동 가능하게 결합 할 수 있다.
비 선회 스크롤(56)은 단부 플레이트(78) 및 단부 플레이트(78)로부터 돌출하는 나선형 랩(80)을 포함할 수 있다. 나선형 랩(80)은 선회 스크롤(54)의 나선형 랩(60)과 맞물림 식으로 결합할 수 있고, 그 사이에 일련의 이동 유체 포켓을 정의한다. 나선형 랩(60, 80)에 의해 정의된 유체 포켓은 압축 기구(20)의 압축 사이클에 걸쳐 반경 방향 외측 위치(82)에서 반경 방향 중간 위치(84), 그리고 반경 방향 최 내측 위치(86)로 이동함에 따라 체적이 감소할 수 있다. 입구 피팅(inlet fitting)(34)는 단부 플레이트(78) 내의 흡입 입구(77)와 유체적으로 결합되고, 반경 방향 외측 위치(82)에서 유체 포켓에 흡입 압력 작동 유체를 공급한다.
비 선회 스크롤(56)의 단부 플레이트(78)는 배출 리세스(Discharge recess)(88), 하나 이상의 제 1 가변 체적비 포트(90), 그리고 하나 이상의 제 2 가변 체적비 포트(92)를 포함할 수 있다. 배출 리세스(Discharge recess)(88)는 반경 방향 최 내측 위치(86)에서 유체 포켓과 연통하고, 선회 스크롤(54)의 배출 통로(67)와 연통한다. 제 1 및 제 2 가변 체적비 포트(90, 92)들은 배출 통로(67)와 배출 리세스(88)에 대하여 상대적으로 반경 방향 외측에 배치되고, 반경 방향 중간 위치(84)에서 각각의 유체 포켓과 연통한다. 배출 리세스(88)는 반경 방향 최 내측 위치(86)에서 유체 포켓과 연통하고 선회 스크롤(54)의 배출 통로(67)와 연통한다. 제 1 및 제 2 가변 체적비 포트(90, 92)는 각각 제 1 및 제 2 반경 방향 통로(94, 96)를 통해 배출 리세스(88)와 선택적으로 연통될 수 있다. 도 1에 도시된 구성에서, 배출 리세스(88)는 단부 플레이트(78)를 부분적으로만 연장한다(즉, 배출 리세스(88)는 배출 챔버(24)와 직접 연통하지 않는다).
각각의 가변 체적비 밸브 어셈블리(22)들은 비 선회 스크롤(56)의 단부 플레이트(78)에 형성된 각각의 밸브 리세스(98) 내에 배치될 수 있다. 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 가변 체적비 밸브 어셈블리(22)는 제 1 및 제 2 가변 체적비 포트(90, 92)들과 배출 리세스(88) 사이의 연통을 선택적으로 허용하고 제한하도록 작동 가능하다. 따라서 가변 체적비 밸브 어셈블리(22)들은 제 1 및 제 2 가변 체적비 포트(90, 92)들과 배출 챔버(24) 사이의 연통을 선택적으로 허용하고 제한하도록 작동한다(즉, 배출 리세스(88)가 배출 통로(67)를 통해 배출 챔버와 연통되기 때문이다).
각각의 가변 체적비 밸브 어셈블리(22)들은 밸브 지지체(Valve backer)(100), 스프링(102), 그리고 가변 체적비 밸브 부재(104)를 포함할 수 있다. 밸브 지지체(100)들은 단부 플레이트(78)에 고정된 원통형 블록일 수 있고, 밸브 리세스(98)의 단부를 폐쇄하거나 막을 수 있다. 일부 구성에서, 하나 또는 둘 모두의 밸브 지지체(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 밸브 리세스(98) 내에 고정식으로 수용될 수 있다(예를 들어, 나사 결합, 프레스 핏(Press fit) 등을 통해). 다른 구성에서, 하나 또는 둘 모두의 밸브 지지체(100)는 단부 플레이트(78)의 단부에 부착될 수 있고(예를 들어, 패스너(fasteners) 또는 용접 등을 통해) 각각의 밸브 리세스(98)를 덮을 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 구성에서, 밸브 부재(104)는 일반적으로 디스크 형상의 몸체(예를 들어, 평면 또는 곡선 단면을 갖는)이다. 또 다른 구성에서, 밸브 부재(104)는 구형, 원뿔형, 절두 원뿔형, 원통형 및/또는 환형과 같은 다른 형상을 가지거나 포함할 수 있다. 밸브 부재(104)는 각각의 밸브 리세스(98) 내에 수용될 수 있고, 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 독립적으로 움직일 수 있다. 폐쇄 위치에서, 밸브 부재(104)는 밸브 리세스(98)의 단부에 의해 정의된 밸브 시트(Valve seats)와 접촉하여, 가변 체적비 포트(90, 92)와 반경 방향 통로(94, 96) 사이의 유체 유동을 제한한다. 개방 위치에서, 밸브 부재(104)는 밸브 시트로부터 이격되고, 유체는 가변 체적비 포트(90, 92)로부터 반경 방향 통로(94, 96)로 유동하고 배출 리세스(88)로 유동하고 배출 통로(67)를 통해 배출 챔버(24)로 유동한다. 도 1은 폐쇄 위치에 있는 제 1 가변 체적비 포트(90)에 대응하는 밸브 부재(104) 및 개방 위치에 있는 제 2 가변 체적비 포트(92)에 대응하는 밸브 부재(104)를 도시한다. 스프링(102)은 각각의 밸브 지지부(100)와 밸브 부재(104) 사이에 배치될 수 있고 밸브 부재(104)를 폐쇄 위치를 향해 편향 시킬 수 있다. 스프링(102)은 예를 들어 코일 스프링 또는 임의의 다른 탄성 압축 가능한 본체일 수 있다.
가변 체적비 포트(90, 92) 및 가변 체적비 밸브 어셈블리(22)들은 압축 기구(20)가 작동 유체를 과도하게 압축하는 것을 방지하도록 작동할 수 있다. 과 압축은 압축기의 내부 압축기 - 압축 비율(예를 들어, 반경 방향 최 내측 위치에서의 압축 기구 내의 유체 포켓의 압력과 반경 방향 최 외측 위치에서의 압축 기구 내의 유체 포켓의 압력의 비)이 압축기가 설치된 온도 조절 시스템의 압축 비율보다 높은 압축기 동작 상태이다(예를 들어, 온도 조절 시스템의 고압 측의 압력에 대한 온도 조절 시스템의 저압 측의 압력의 비). 과 압축 상태에서, 압축 기구는 배출 피팅의 유체 하류 압력 보다 높은 압력으로 유체를 압축한다. 따라서, 과 압축 상태에서 압축기는 불필요한 작업을 수행하고, 이는 압축기의 효율을 감소시킨다. 본 발명의 가변 체적비 밸브 어셈블리(22)는 그러한 유체 포켓의 압력이 배출 챔버(24) 내의 압력을 초과(또는 충분히 초과)할 때 반경 방향 중간 위치(84)에서의 유체 포켓을 배출 챔버(24)로 선택적으로 배출(가변 체적비 포트(90, 92), 반경 방향 통로(94, 96) 배출 리세스(88), 배출 통로(67), 그리고 캐비티(63)를 경유하여)시킴으로써 과 압축을 감소 시키거나 방지할 수 있다.
반경 방향 중간 위치(84)에서 유체 포켓 내의 유체 압력이 배출 챔버(24) 내의 유체 압력 보다 충분히 높을 때(즉, 스프링(102)의 스프링 레이트(Spring rate)에 기초하여 결정된 설정 값 보다 높을 때), 반경 방향 중간 위치(84)에서 유체 포켓 내의 유체 압력은 가변 체적비 포트(90, 92)를 개방하기 위하여 개방 위치로 개방 밸브 부재(104)를 밸브 지지체(100)를 향하여 이동시키고(스프링(102)을 가압), 가변 체적비 포트(90, 92)와 배출 챔버(24) 사이가 연통 되도록 한다. 즉 가변 체적비 포트(90, 92)가 개방되어 있는 동안(즉, 밸브 부재(104)가 개방 위치에 있는 동안), 반경 방향 중간 위치(84)에서 유체 포켓 내의 작동 유체는 배출 챔버(24)로 흐를 수 있다(가변 체적비 포트(90, 92), 반경 방향 통로(94, 96), 배출 리세스(88), 배출 통로(67), 그리고 캐비티(63)를 통해). 반경 방향 중간 위치(84)에서 작동 유체 내의 유체 압력이 배출 챔버(24) 내의 유체 압력보다 작거나, 같거나, 또는 충분히 크지 않을 때, 스프링(102)은 배출 챔버(24)와 가변 체적비 포트(90, 92) 사이의 연통을 제한하거나 막기 위하여 단부 플레이트(78)에 의해 정의된 밸브 시트에 대해 밀봉하여 밸브 부재(104)를 폐쇄 위치로 복귀 시킨다.
밸브 부재(104)는 각각의 가변 체적비 포트(90, 92)가 노출되는 각각의 유체 포켓 내의 유체 압력에 기초하여 함께 또는 독립적으로 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동할 수 있는 것을 알 수 있을 것이다. 다시 말하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 밸브 부재(104)들 중 어느 하나는 개방 위치에 있을 수 있는 반면, 밸브 부재(104)들 중 다른 하나는 폐쇄 위치에 있을 수 있다.
도 1에 도시된 밸브 부재(104)는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 병진 운동하며, 폐쇄 위치를 향해 편향되는 반면, 일부 구성들에서는, 밸브 부재(104)가 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 탄성적으로 편향되거나 구부러 지도록 구성될 수 있다. 예를들어 밸브 부재(104)는 리드 밸브(Reed valves)일 수 있다.
도 3을 참조하면, 또 다른 비 선회 스크롤(156)과 가변 체적비 밸브 어셈블리(122)는 비 선회 스크롤(56)과 가변 체적비 밸브 어셈블리(22) 대신 압축기(10)에 결합되도록 제공될 수 있다. 비 선회 스크롤(156)의 구조 및 기능은 후술하는 차이점을 제외하고는 상술한 비 선회 스크롤(56)과 동일 또는 유사할 수 있다. 따라서, 유사한 특징은 다시 자세하게 설명하지 않는다.
비 선회 스크롤(56)과 마찬가지로, 비 선회 스크롤(156)은 단부 플레이트(178)와 이로부터 연장되는 나선형 랩(미도시)을 포함한다. 단부 플레이트(178)는 단부 플레이트(178)에 형성되는 제 1 및 제 2 가변 체적비 포트(190, 192)(가변 체적비 포트(90, 92)와 동일 또는 유사한)와 각각 연통되는 환형 밸브 리세스(198)를 포함할 수 있다.
가변 체적비 밸브 어셈블리(122)는 환형 가변 체적비 밸브 부재(204)를 포함할 수 있다. 환형 밸브 부재(204)는 환형 밸브 리세스(198) 내에 수용될 수 있고, 가변 체적비 포트(190, 192)와 배출 챔버(24) 사이의 연통을 허용 또는 제한하기 위하여 개방 및 폐쇄 위치 사이에 이동할 수 있다. 일부 구성에서, 환형 밸브 리세스(198) 내에 밸브 부재(204)를 유지하기 위해 환형 밸브 리세스(198) 내에 고정식으로 배치되거나 환형 밸브 리세스(198)를 덮을 수 있다. 하나 이상의 스프링(미도시)이 밸브 지지체와 밸브 부재(204) 사이에 배치될 수 있고, 밸브 부재(204)를 폐쇄 위치를 향해 편향시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 또 다른 압축기(310)를 제공한다. 압축기(310)의 구조 및 기능은 아래에서 설명하는 차이점을 제외하고, 상술한 압축기(10)와 동일 또는 유사하며, 따라서 적어도 일부 유사하거나 동일한 특징들에 대한 설명은 생략된다.
압축기(310)는 압축 기구(32) 및 제1, 2 가변 체적비 밸브 어셈블리(322, 323)를 포함하는 하이 사이드 압축기(high-side compressor)일 수 있다. 상술한 압축 기구(20)와 같이, 압축 기구(320)는 배출 챔버(324)(배출 챔버(24)와 유사하고; 쉘 어셈블리(312)에 의해 형성된) 내에 배치될 수 있고, 선회 스크롤(354) 및 비 선회 스크롤(356)을 포함할 수 있다.
선회 스크롤(354)의 구조 및 기능은 선회 스크롤(54)의 구조 및 기능과 유사하거나 동일할 수 있다. 즉, 선회 스크롤(54)은 단부 플레이트(358)와 단부 플레이트(358)로부터 연장되는 나선형 랩(360)을 포함할 수 있다. 단부 플레이트(358)는 배출 챔버(324)와 연통되는 배출 통로(367)를 포함할 수 있다.
비 선회 스크롤(356)은 단부 플레이트(378) 및 단부 플레이트(378)로부터 돌출하는 나선형 랩(380)을 포함할 수 있다. 비 선회 스크롤(356)의 단부 플레이트(378)는 배출 통로(388), 하나 이상의 제 1 가변 체적비 포트(390), 그리고 하나 이상의 제 2 가변 체적비 포트(392)를 포함할 수 있다. 배출 통로(388)는 배출 챔버(324), 반경 방향 최 내측 위치(386)의 유체 포켓 및 선회 스크롤(354)의 배출 통로(367)와 연통할 수 있다. 제 1 및 제 2 가변 체적비 포트(390, 392)는 배출 통로(367, 388)에 대해 반경 방향 외측에 배치되고 반경 방향 중간 위치(384)에서 각각의 유체 포켓과 연통한다. 제 1 가변 체적비 포트(390)는 반경 방향 통로(394)를 통해 배출 통로(388)와 선택적으로 연통할 수 있다. 제 2 가변 체적비 포트(392)는 단부 플레이트(378)의 제 1 및 제 2 단부(377, 379)로부터 연장될 수 있다. 도 4에 도시된 구성에서, 배출 통로(388)는 단부 플레이트(378)의 제 1 및 제 2 단부(377, 379)를 통해 연장하고 배출 챔버(324)와 직접 연통할 수 있다.
상술한 바와 같이, 가변 체적비 포트(390, 392)들과 가변 체적비 밸브(322, 323)들은 압축 기구(20)가 작동 유체를 과도하게 압축하는 것을 방지하도록 작동할 수 있다. 가변 체적비 밸브 어셈블리(322, 323)들은 제 1 및 제 2 가변 체적비 밸브(390, 392)들과 배출 챔버(324) 사이의 연통을 선택적으로 허용 또는 제한하도록 작동할 수 있다. 제 1 가변 체적비 밸브 어셈블리(322)는 비 선회 스크롤(356)의 단부 플레이트(378)에 형성된 밸브 리세스(398) 내에 배치될 수 있다. 제 1 가변 체적비 밸브 어셈블리(322)의 구조 및 기능은 상술한 가변 체적비 밸브 어셈블리(22)와 유사 또는 동일하다. 간략하게, 제 1 가변 체적비 밸브 어셈블리(322)는 밸브 지지체(400), 스프링(402), 그리고 가변 체적비 밸브 부재(404)를 포함할 수 있다. 밸브 지지체(400)는 단부 플레이트(378)에 고정될 수 있고, 밸브 리세스(98)의 단부를 폐쇄하거나 막을 수 있다. 일부 구성에서, 밸브 지지체(400)는 도 4에 도시된 바와 같이 밸브 리세스(398) 내에 고정식으로 수용될 수 있다(예를 들어, 나사 결합, 프레스 핏(Press fit) 등에 의해).
제 2 가변 체적비 밸브 어셈블리(323)는 단부 플레이트(378)의 제 2 단부(379)에 장착될 수 있으며, 밸브 하우징 또는 지지체(401), 스프링(403), 그리고 가변 체적비 밸브 부재(405)를 포함할 수 있다. 제 2 가변 체적비 밸브 어셈블리(323)의 밸브 지지체(401)는 단부 플레이트(378)의 제 2 단부(379)에 고정적으로 장착될 수 있고, 스프링(403) 및 밸브 부재(405)가 이동 가능하게 배치되는 캐비티(406)를 정의할 수 있다. 밸브 지지체(401)는 배출 챔버(323) 및 캐비티(406)와 연통하는 하나 이상의 개구(408)를 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 구성에서, 밸브 부재(404, 405)는 일반적으로 디스크 형상의 몸체이다(예를들어, 편평한 또는 만곡된 단부면을 갖는). 다른 구성에서, 밸브 부재(404, 405)는 예를 들어, 구형, 원뿔형, 절두 원뿔형 및/또는 환형과 같은 다른 형상을 가질 수 있거나 포함할 수 있다. 스프링(402, 403)들은 예를 들어, 코일 스프링 또는 임의의 탄성적으로 압축 가능한 몸체일 수 있다.
밸브 부재(104)와 마찬가지로, 제 1 가변 체적비 밸브 어셈블리(322)의 밸브 부재(404)는 밸브 리세스(398) 내에 수용될 수 있으며, 제 1 가변 체적비 포트(390)와 반경 방향 통로(394) 사이의 유체 흐름을 제한하는 폐쇄 위치와 유체가 가변 체적비 포트(390)에서 반경 방향 통로(394)로 유동하여 배출 통로(388)로 흐르도록 허용하는 개방 위치 사이에서 이동 가능하고, 그후에 배출 통로(367, 388)를 통해 배출 챔버(324)로 유동한다.
제 2 가변 체적비 밸브 어셈블리(323)의 밸브 부재(405)는 폐쇄 위치 및 개방 위치 사이에서 캐비티(406) 내에 이동 가능하게 배치된다. 폐쇄 위치에서, 밸브 부재(405)는 단부 플레이트(378)의 제 2 단부(379)와 접하고, 제 2 가변 체적비 포트(392)와 캐비티(406) 사이에 유체 흐름을 제한한다. 개방 위치에서, 밸브 부재(405)는 단부 플레이트(378)와 이격되도록 위치되고, 제 2 가변 체적비 포트(392)에서 배출 챔버로 유체가 흐를 수 있도록 한다(캐비티(406)와 개구(408)를 통하여).
압축기(310)는 가변 체적비 포트(390, 392)들의 구조가 서로 상이하고, 가변 체적비 밸브 어셈블리(322, 323)의 구조가 서로 상이한 것으로 상술한 설명과 도 4에 도시되어 있지만, 일부 구성에서는, 가변 체적비 포트(390, 392)들은 유사 또는 동일한 구조를 가질 수 있고, 가변 체적비 밸브 어셈블리(322, 323)들은 서로 유사 또는 동일한 구조를 가질 수 있다.
이하에서 도 5를 참조하여, 다른 하이 사이드 압축기(high-side compressor)(510)가 제공된다. 압축기(510)의 구조 및 기능은 이하에서 설명되는 차이점을 제외하고 상술한 압축기(10 or 310)과 유사 또는 동일할 수 있다. 하나의 차이점은 압축기(510)의 쉘 어셈블리(512)가 상기 단부 캡(28)과 같은 단부 캡을 포함하지 않는다. 압축기(10)와 같이, 압축기(510)의 쉘 어셈블리(512)는 원통 쉘(526)(쉘(26)과 같이)을 포함할 수 있고, 단부 캡(30)과 같이 단부 캡 또는 베이스를 포함할 수 있다.
압축기(10)와 같이, 압축기(510)는 또한 압축 기구(520) 및 가변 체적비 밸브 어셈블리(522)들을 포함할 수 있다. 압축 기구(520)는 선회 스크롤(554) 및 비 선회 스크롤(556)을 포함할 수 있다. 선회 스크롤(554)의 구조 및 기능은 비 선회 스크롤(54)과 유사 또는 동일할 수 있다. 비 선회 스크롤(556)의 구조 및 기능은 비 선회 스크롤(56)과 유사하거나 동일할 수 있지만, 비 선회 스크롤(56)과 달리, 비 선회 스크롤(556)의 단부 플레이트(578)의 전체 주변은 반경 방향 외측으로 연장되어 쉘(526)에 고정적으로 맞물림 및 밀봉될 수 있다. 이러한 방식으로, 비 선회 스크롤(556)의 단부 플레이트(578)는 기밀하게 압축기(510)의 배출 챔버(524)를 밀봉한다(배출 챔버(24)와 같이). 단부 플레이트(578)는 압축기(510)의 외부 주위 환경에 노출된다. 가변 체적비 밸브 어셈블리(522)의 밸브 지지체(600)는 가변 체적비 어셈블리(522)가 수용되는 밸브 리세스(598)를 기밀하게 차단 또는 폐쇄할 것이다. 따라서, 쉘 어셈블리(512)는 단부 캡(28)과 같은 단부 캡이 필요하지 않다. 따라서, 압축기(510)의 전체 높이는 작아질 수 있고 압축기(510)는 작은 공간 내에 끼울 수 있게 된다.
도면에 구체적으로 도시되지는 않았지만, 압축기(10, 310, 510)들 중 임의의 것은 증기 주입(압축 기구의 중간 압력 압축 포켓으로 가압된 작동 유체의 선택적인 주입을 허용하는 스크롤 부재과 밸브 중 하나 또는 모두 내의 통로) 및/또는 기계적 조정(흡입 도관 또는 압축기의 다른 흡입 압력 영역에 중간 압력 압축 포켓을 선택적으로 누출시키기 위한 스크롤 부재 및 밸브 중 하나 또는 모두 내의 통로)을 위한 포트 및/또는 밸브를 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 또 다른 하이 사이드 압축기(high-side compressor) (710)가 제공된다. 압축기(710)의 구조 및 기능은, 아래에서 설명되는 차이점을 제외하고 상술한 압축기(510)와 유사 또는 동일하다. 압축기(10, 510)와 같이, 압축기(710)는 쉘 어셈블리(712)(쉘 어셈블리(512)와 유사 또는 동일한), 제 1 베어링 어셈블리(714)(제 1 베어링 어셈블리(14)와 유사 또는 동일한), 제 2 베어링 어셈블리(미도시)(제 2 베어링 어셈블리(16)와 유사 또는 동일한), 모터 어셈블리(미도시)(모터 어셈블리(18)와 유사 또는 동일한), 압축 기구(720)(압축 기구(520)와 유사 또는 동일한), 그리고 하나 이상의 가변 체적비 밸브 어셈블리(722)(가변 체적비 밸브 어셈블리(22, 522)와 유사 또는 동일한)를 포함할 수 있다.
압축 기구(520)와 같이, 압축 기구(720)는 선회 스크롤(754) 및 비 선회 스크롤(756)을 포함할 수 있다. 선회 스크롤(754)의 구조 및 기능은 선회 스크롤(54, 554)와 유사 또는 동일할 수 있다. 비 선회 스크롤(56, 556)과 같이, 비 선회 스크롤(756)의 단부 플레이트(778)는 배출 리세스(788), 하나 이상의 제 1 가변 체적비 포트(790), 그리고 하나 이상의 제 2 가변 체적비 포트(792)를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 가변 체적비 포트(792)는 반경 방향 중간 위치에서 배출 리세스(788) 및 각각의 유체 포켓과 연통될 수 있다. 배출 리세스(788)는 선회 스크롤(754)의 단부 플레이트(758) 내의 배출 통로(767)와 연통될 수 있다.
단부 플레이트(778)는 또한 반경 방향 중간 위치(들)에서 하나 이상의 다른 유체 포켓과 연통될 수 있는 하나 이상의 용량 조절 포트(793)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 피팅(795)(fitting)은 단부 플레이트(778)와 맞물릴 수 있고, 용량 조절 포트(들)(793)를 유체 - 주입 소스(예를 들어, 플래쉬 탱크(Flash tank), 이코노마이저(economizer), 또는 흡입 압력 유체보다 크고 배출 압력 유체보다 작은 압력인 중간 압력 유체의 다른 공급원)와 유체적으로 연결시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 유체 주입 소스로부터의 중간 압력 유체는 용량 조절 포트(793)를 통해 유체 포켓 내로 주입되어 압축기(710)의 용량을 조절할 수 있다. 밸브 어셈블리(미도시)(예를 들어, 솔레노이드 밸브)는 유체 주입 소스로부터 피팅(795) 및 용량 조절 포트(793)로의 유체 유동을 제어할 수 있다. 일부 구성에서, 유체가 용량 조절 포트(793)로부터 피팅(795)으로 유동하는 것을 제한 또는 방지하기 위해 체크 밸브(미도시)가 피팅(795)에 설치될 수 있다.
압축 기구(720)에 의해 가압된 작동 유체는 선회 스크롤(754)의 단부 플레이트(758) 내 배출 통로(767)를 통해 압축 기구(720)로부터 배출 챔버(724)로 토출될 수 있다. 배출 챔버(24, 524)와 마찬가지로, 배출 챔버(724)는 모터 어셈블리, 제 1 및 제 2 베어링 어셈블리, 선회 스크롤(754)의 적어도 일부분에 의해 정의된 챔버이다.
이제, 도 7a와 도 7b를 참조하면, 또 다른 하이 사이드 압축기(high-side compressor)(910)가 제공된다. 압축기(910)의 구조 및 기능은 이하에서 설명하는 차이점을 제외하고는 압축기(510, 710)과 유사 또는 동일할 수 있다. 압축기(710)와 마찬가지로, 압축기(910)는 쉘 어셈블리(912)(쉘 어셈블리(712)와 유사 또는 동일한), 제 1 베어링 어셈블리(914)(제 1 베어링 어셈블리(714)와 유사 또는 동일한), 제 2 베어링 어셈블리(미도시)(제 2 베어링 어셈블리(16)와 유사 또는 동일한), 모터 어셈블리(미도시)(모터 어셈블리(18)와 유사 또는 동일한), 압축 기구(920)(압축 기구(720)와 유사 또는 동일한), 하나 이상의 가변 체적비(VVR) 밸브 어셈블리(922)(가변 체적비 밸브 어셈블리(22, 522, 722)와 유사 또는 동일한). 또한, 압축기(910)는 하나 이상의 용량 조절 밸브 어셈블리(923)를 포함할 수 있다.
압축 기구(520)와 같이, 압축 기구(920)는 선회 스크롤(954)과 비 선회 스크롤(956)을 포함할 수 있다. 선회 스크롤(954)의 구조 및 기능은 상술한 선회 스크롤(54, 554)와 유사 또는 동일할 수 있다. 비 선회 스크롤(56, 556)과 같이, 비 선회 스크롤(956)의 단부 플레이트(978)는 배출 리세스(988), 하나 이상의 제 1 가변 체적비 포트(990), 하나 이상의 제 2 가변 체적비 포트(992)를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 가변 체적비 포트(992)들은 배출 리세스(988), 그리고 반경 방향 중간 위치의 각각의 유체 포켓과 연통할 수 있다. 배출 리세스(988)는 선회 스크롤(954)의 단부 플레이트(958)내 배출 통로(967)와 연통한다.
단부 플레이트(978)는 또한 반경 방향 중간 위치(들)에서 하나 이상의 다른 유체 포켓과 연통될 수 있는 하나 이상의 용량 조절 포트(993)를 포함할 수 있다. 리세스(995)는 단부 플레이트(978)에 형성되고, 용량 조절 포트(993)와 연통로(997) 사이의 연통을 제공할 수 있다. 연통로(997)는 단부 플레이트(978) 에 형성될 수 있고, 입구 피팅(34)과 유사하거나 동일할 수 있는 흡입 입구 피팅(934)처럼 흡입 압력 영역과 연통될 수 있다.
용량 조절 밸브 어셈블리(923)는 예를들어 솔레노이드 밸브(Solenoid valve)일 수 있고, 용량 조절 포트(933)와 연통로(997) 사이의 유체 연통을 제어할 수 있다. 용량 조절 밸브 어셈블리(923)는 밸브 하우징(1010) 및 용량 조절 밸브 부재(1012)를 포함할 수 있다. 밸브 하우징(1010)은 단부 플레이트(978)에 결합될 수 있고 용량 조절 밸브 부재(1012)가 폐쇄 위치(도 7a)와 개방 위치(도 7b) 사이를 이동할 수 있는 캐비티(Cavity)를 정의할 수 있다. 폐쇄 위치에서, 용량 조절 밸브 부재(1012)는 용량 조절 포트(993)와 연통로(997) 사이의 연통을 제한 또는 방지하기 위해 리세스(995)를 형성하는 표면(1014)에 접할 수 있다(이에 의하여 용량 조절 포트(993)와 연통하는 유체 포켓으로부터 흡입 압력 영역으로 유체가 유동하는 것을 제한 또는 방지한다). 개방 위치에서, 용량 조절 밸브 부재(1012)는 용량 조절 포트(993)와 연통로(997) 사이를 연통시키기 위해 표면(1014)으로부터 이격될 수 있다(이에 의하여 유체가 용량 조절 포트(993)와 연통하는 유체 포켓으로부터 흡입 압력으로 흐를 수 있게 한다). 이러한 방식으로, 용량 조절 밸브 부재(1012)를 개방 위치로 이동시킴으로써 압축기(910)의 용량이 감소될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 하나의 용량 조절 포트(993) 및 하나의 용량 조절 밸브 어셈블리(923)만을 도시하지만, 압축기(910)는 다수의 용량 조절 포트(993) 및 다수의 용량 조절 밸브 어셈블리(923)를 포함할 수 있다. 다수의 용량 조절 밸브 어셈블리(923)는 서로 독립적으로 작동하여 몇 가지(즉, 3 이상의) 용량 레벨(Cavity level) 중 하나에서 압축기(910)를 선택적으로 작동시킬 수 있다(예 : 100 % 용량, 75 % 용량, 50 % 용량, 25 % 용량 등).
압축 기구(920)에 의해 압축된 작동 유체(Working fluid)는 선회 스크롤(954)의 단부 플레이트(958)의 배출 통로(967)를 통해 압축 기구(920)로부터 배출 챔버(924)로 배출될 수 있다. 배출 챔버(24, 524)와 마찬가지로, 배출 챔버(924)는 모터 어셈블리, 제 1 및 제 2 베어링 어셈블리, 및 선회 스크롤(954)의 적어도 일부가 배치되는 쉘 어셈블리(912)에 의해 정의된 챔버이다.
이제, 도 8a와 도 8b를 참조하면, 또 다른 하이 사이드 압축기(high-side compressor)(1110)가 제공된다. 압축기(1110)의 구조 및 기능은 후술하는 차이점을 제외하고 상술한 압축기(910)와 유사 또는 동일하다. 압축기(910)와 마찬가지로, 압축기(1110)는 쉘 어셈블리(1112)(쉘 어셈블리(912)와 유사 또는 동일한), 제 1 베어링 어셈블리(1114)(제 1 베어링 어셈블리(914)와 유사 또는 동일한), 제 2 베어링 어셈블리(미도시)(제 2 베어링 어셈블리(16)와 유사 또는 동일한), 모터 어셈블리(미도시)(모터 어셈블리(18)와 유사 또는 동일한), 압축 기구(1120)(압축 기구(920)와 유사 또는 동일한), 하나 이상의 가변 체적비 밸브 어셈블리(1122)(가변 체적비 밸브 어셈블리(22, 522, 722, 922)와 유사 또는 동일한), 하나 이상의 용량 조절 밸브 어셈블리(1123)(용량 조절 밸브 어셈블리(923)와 유사 또는 동일한)를 포함할 수 있다.
압축 기구(920)와 마찬가지로, 압축 기구(1120)는 선회 스크롤(1154) 및 비 선회 스크롤(1156)을 포함할 수 있다. 선회 스크롤(1154)의 구조 및 기능은 선회 스크롤(54, 554)와 유사 또는 동일할 수 있다. 비 선회 스크롤(56, 556)과 마찬가지로, 비 선회 스크롤(1156)의 단부 플레이트(1178)는 배출 리세스(1188), 하나 이상의 제 1 가변 체적비 포트(1190), 그리고 하나 이상의 제 2 가변 체적비 포트(1192)를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 가변 체적비 포트(1192)는 배출 리세스(1188)와 반경 방향 중간 위치에 각각의 유체 포켓들과 연통될 수 있다. 배출 리세스(1188)는 선회 스크롤(1154)의 단부 플레이트(1158) 내 배출 통로(1167)와 연통된다.
단부 플레이트(1178)는 또한 반경 방향 중간 위치(들)에서 하나 이상의 다른 유체 포켓과 연통할 수 있는 하나 이상의 용량 조절 포트(1193)를 포함할 수 있다. 리세스(1195)는 단부 플레이트(1178)에 형성될 수 있으며, 용량 조절 포트(1193)와 연통로(1197) 사이의 연통을 제공할 수 있다. 연통로(1197)는 입구 피팅(34)과 유사 또는 동일할 수 있는 흡입 입구 피팅(1134)과 같은 흡입 압력 영역과 연통될 수 있다.
용량 조절 밸브 어셈블리(1123)는 예를 들어, 솔레노이드 밸브(solenoid valve)일 수 있고, 용량 조절 포트(1193)와 연통로(1197)사이의 유체 연통을 제어할 수 있다. 용량 조절 밸브 어셈블리(1123)는 밸브 하우징(1210) 및 용량 조절 밸브 부재(1212)를 포함할 수 있다. 밸브 하우징(1210)은 단부 플레이트(1178)에 결합될 수 있고, 용량 조절 밸브 부재(1212)가 폐쇄 위치(도 8a)와 개방 위치(도 8b) 사이에서 이동할 수 있는 캐비티(Cavity)(1213)를 정의할 수 있다. 폐쇄 위치에서, 용량 조절 밸브 부재(1212)는 용량 조절 포트(1193)와 연통로(1197) 사이의 연통을 제한 또는 방지하도록 리세스(1195)를 한정하는 표면(1214)에 접할 수 있다(이에 의해 유체가 용량 조절 포트(1193)와 연통하는 유체 포켓으로부터 흡입 압력 영역으로 유동하는 것을 제한 또는 방지한다). 개방 위치에서, 용량 조절 밸브 부재(1212)는 용량 조절 포트(1193)와 연통로(1197) 사이를 연통시키기 위해 표면(1214)으로부터 이격될 수 있다(이에 의해 유체가 용량 조절 포트(1193)와 연통하는 유체 포켓으로부터 흡입 압력 영역으로 흐를 수 있게 한다). 이러한 방식으로 용량 조절 밸브 부재(1212)를 개방 위치로 이동시킴으로써 압축기(1110)의 용량을 감소시킬 수 있다.
압축기(910)의 연통로(997)가 단부 플레이트(978)에 형성되어 있는 것으로 설명하였지만, 압축기(1110)의 연통로(1197)는 단부 플레이트(1178)로부터 분리되어 이격되어 있는 도관(예컨대, 튜브 또는 파이프)일 수 있다. 연통로(1197)는 흡입 입구 피팅(1134) 및 밸브 하우징(1210)의 캐비티(Cavity)(1213)와 연통할 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 하나의 용량 조절 포트(1193) 및 하나의 용량 조절 밸브 어셈블리(1123)만을 도시하였지만, 압축기(1110)는 다수의 용량 조절 포트(1193) 및 다수의 용량 조절 밸브 어셈블리(1123)를 포함할 수 있다. 다수의 용량 조절 밸브 어셈블리(1123)는 서로 독립적으로 작동하여 몇 가지(즉, 3 이상의) 용량 레벨(Cavity level) 중 하나에서 압축기(1110)를 선택적으로 작동시킬 수 있다(예 : 100 % 용량, 75 % 용량, 50 % 용량, 25 % 용량 등).
압축 기구(1120)에 의해 압축된 작동 유체는 선회 스크롤(1154)의 단부 플레이트(1158)의 배출 통로(1167)를 통해 압축 기구(1120)로부터 배출 챔버(1124)로 배출될 수 있다. 배출 챔버(24, 524)와 마찬가지로, 배출 챔버(1124)는 모터 어셈블리, 제 1 및 제 2 베어링 어셈블리, 그리고 선회 스크롤(1154)의 적어도 일부가 배치되는 쉘 어셈블리(1112)에 의해 한정된 챔버이다.
이제, 도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 또 다른 하이 사이드 압축기(high-side compressor)(1310)가 제공된다. 압축기(1310)의 구조 및 기능은 후술하는 차이점을 제외하고 상술한 압축기(1110)와 유사 또는 동일할 수 있다. 압축기(1110)와 마찬가지로 압축기(1310)는 쉘 어셈블리(1312)(쉘 어셈블리(1112)와 유사 또는 동일한), 제 1 베어링 어셈블리(1314)(제 1 베어링 어셈블리(1114)와 유사 또는 동일한), 제 2 베어링 어셈블리(미도시)(제 2 베어링 어셈블리(16)와 유사 또는 동일한), 모터 어셈블리(미도시)(모터 어셈블리(18)와 유사 또는 동일한), 압축 기구(1320)(압축 기구(1120)와 유사 또는 동일한), 하나 이상의 가변 체적비 밸브 어셈블리(1322)(가변 체적비 어셈블리(22, 522, 722, 922, 1122)와 유사 또는 동일한, 그리고 하나 이상의 용량 조절 밸브 어셈블리(1323)를 포함할 수 있다.
압축 기구(1120)와 마찬가지로, 압축 기구(1320)는 선회 스크롤(1354) 및 비 선회 스크롤(1356)을 포함할 수 있다. 선회 스크롤(1354)의 구조 및 기능은 선회 스크롤(54, 554)와 유사 또는 동일할 수 있다. 비 선회 스크롤(56, 556)과 마찬가지로, 비 선회 스크롤(1356)의 단부 플레이트(1378)는 배출 리세스(1388), 하나 이상의 제 1 가변 체적비 포트(1390), 그리고 하나 이상의 제 2 가변 체적비 포트(1392)를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이 가변 체적비 포트(1392)는 배출 리세스(1388)와 반경 방향 중간 위치에 각각의 유체 포켓들과 연통할 수 있다. 배출 리세스(1388)는 선회 스크롤(1354)의 단부 플레이트(1358) 내 배출 통로(1367)와 연통될 수 있다.
단부 플레이트(1378)는 반경 방향 중간 위치(들)에 하나 이상의 다른 유체 포켓들과 연통할 수 있는 하나 이상의 용량 조절 포트(1393)를 포함할 수 있다. 리세스(1395)는 단부 플레이트(1378)에 형성될 수 있으며, 용량 조절 포트(1393)와 제 1 연통로(1397)(연통로(1197)와 유사 또는 동일한)와 제 2 연통로(1399)(예컨대, 유체 분사 통로) 사이의 연통을 제공할 수 있다. 제 1 연통로(1397)는 입구 피팅(34)과 유사 또는 동일한 흡입 입구 피팅(1334)과 같은 흡입 압력 영역과 연통될 수 있다. 제 2 연통로(1399)는 유체 주입 소스(fluid-injection source)(예컨대, 플래쉬 탱크(flash tank), 이코노마이저(eoconomizer), 또는 압력이 흡입 압력 유체보다 크고 배출 압력 유체보다 작은 중간 압력 유체의 소스(Source))와 연통될 수 있다.
용량 조절 밸브 어셈블리(1323)는 예컨대, 솔레노이드 밸브(solenoid valve)일 수 있고, 용량 조절 포트(1393)와 제 1 및 제 2 연통로(1397, 1399) 사이의 유체 연통을 제어할 수 있다. 용량 조절 밸브 어셈블리(1323)는 밸브 하우징(1410) 및 용량 조절 밸브 부재(1412)를 포함할 수 있다. 밸브 하우징(1410)은 단부 플레이트(1378)에 결합될 수 있고, 용량 조절 밸브 부재(1412)가 제 1 위치(도 9a), 제 2 위치(도 9b), 제 3 위치(도 9c) 사이에서 이동 가능하도록 형성된 캐비티(Cavity)(1413)를 정의할 수 있다. 용량 조절 밸브 부재(1412)는 연장될 수 있고, 제 1 방사상 연장 돌출부(1416), 제 2 방사상 연장 돌출부(1418) 및 제 3 방사상 연장 돌출부(1420)를 가지는 대체로 원통형의 로드일 수 있다.
제 1 위치(도 9a)에서, 용량 조절 밸브 부재(1412)의 축 방향 단부(1422)는 용량 조절 포트(1393)와 연통로(1397, 1399) 사이의 연통을 제한 또는 방지하기 위해서 리세스(1395)를 형성하는 표면(1414)과 접할 수 있다(이에 따라, 용량 조절 포트(1393)와 연통하는 유체 포켓으로부터 흡입 압력 영역으로 유체가 유동하는 것을 제한 또는 방지하고 유체가 유체 주입 소스로부터 용량 조절 포트(1393)와 연통하는 유체 포켓으로 유동하는 것을 제한 또는 방지한다). 제 1 위치에서, 용량 조절 밸브 부재(1412)의 제 1 반경 방향 연장 돌출부(1416)는 캐비티(Cavity)(1413)와 제 1 연통로(1397) 사이의 연통을 제한 또는 방지하도록 제 1 연통로(1397)를 차단할 수 있다. 또한, 제 1 위치에서, 용량 조절 밸브 부재(1412)의 제 2 반경 방향 돌출부(1418)는 제 2 연통로(1399)를 차단하여 캐비티(Cavity)(1413)와 제 2 연통로(1399) 사이의 연통을 제한 또는 방지할 수 있다.
제 2 위치(도 9b)에서, 용량 조절 밸브 부재(1412)의 축 방향 단부(1422)는 표면(1414)으로부터 이격되어 용량 조절 포트(1393)와 캐비티(Cavity) 사이를 연통시킬 수 있다. 또한, 제 2 위치에서, 용량 조절 밸브 부재(1412)의 제 1 방사상 연장 돌출부(1416)는 여전히 제 1 연통로(1397)를 차단하여 캐비티(Cavity)(1413)와 제 1 연통로(1397) 사이의 연통을 제한 또는 방지할 수 있다(이에 의해, 유ㅜ체가 용량 조절 포트(1393)와 연통하는 유체 포켓으로부터 흡입 압력 영역으로 유동하는 것을 제한 또는 방지한다). 또한, 제 2 위치에서, 용량 조절 밸브 부재(1412)의 제 2 및 제 3 방사상 연장 돌출부(1418, 1420)는 제 2 연통로(1399)와 캐비티(Cavity)(1413) 사이의 연통을 허용하기 위하여 제 2 연통로(1399)와 축 방향으로 이격될 수 있다(이에 따라, 유체 주입 소스로부터의 중간 압력 유체가 용량 조절 포트(1393)와 연통하는 유체 포켓 내로 주입될 수 있게 한다). 이러한 방식으로, 용량 조절 밸브 부재(1412)를 제 2 위치로 이동시킴으로써 압축기(1310)의 용량이 증가될 수 있다.
제 3 위치(도 9c)에서, 용량 조절 밸브 부재(1412)의 축방향 단부(1422)는 표면(1414)과 더 멀리 이격되어 있고, 용량 조절 포트(1393)와 캐비티(Cavity)(1413)와의 연통을 허용한다. 또한, 제 3 위치에서, 용량 조절 밸브 부재(1412)의 제 1 방사상 연장 돌출부(1416)는 캐비티(Cavity)(1413)와 제 1 연통로(1397) 사이의 연통을 허용하도록 축 방향으로 제 1 연통로(1397)로부터 이격될 수 있다(이에 따라, 유체가 용량 조절 포트(1393)와 연통하는 유체 포켓으로부터 흡입 압력 영역으로 흐를 수 있게 된다). 또한, 제 3 위치에서, 용량 조절 밸브 부재(1412)의 제 3 방사상 연장 돌출부(1420)는 제 2 연통로(1399)와 캐비티(Cavity)(1413) 사이의 연통을 제한 또는 방지하도록 제 2 연통로(1399)를 차단할 수 있다(이에 의해, 유체 주입 소스와 용량 조절 포트(1393)와 연통하는 유체 포켓 사이의 연통을 제한 또는 방지한다). 이러한 방식으로 용량 조절 밸브 부재(1412)가 제 3 위치로 이동함으로써 압축기(1310)의 용량은 감소될 수 있다.
압축 기구(1320)에 의해 압축된 작동 유체는 선회 스크롤(1354)의 단부 플레이트(1358)의 배출 통로(1367)를 통해 압축 기구(1320)로부터 배출 챔버(1324)로 배출될 수 있다. 배출 챔버(24, 524)와 마찬가지로, 배출 챔버(1324)는 모터 어셈블리, 제 1 및 제 2 베어링 어셈블리, 및 선회 스크롤(1354)의 적어도 일부가 배치되는 쉘 어셈블리(1312)에 의해 정의된 챔버이다.
임의의 압축기(10, 310, 510, 710, 910, 1110, 1310)의 모터 어셈블리는 예를 들어 고정 속도, 다중 속도 또는 가변 속도 모터일 수 있다.
상기 실시예들에 대한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었으며, 모든 것을 총망라한 것은 아니며 개시를 제한하는 것도 아니다. 특정 실시예의 개개의 요소 또는 특징은 일반적으로 당해 특정 실시예로 제한되지 않으며, 적용 가능할 경우에는 상호교환 가능하며 특정하게 도시되거나 기술되지 않더라도 선택된 실시예에서 사용될 수 있다. 동일한 것이 또한 다양하게 변형될 수 있다. 그러한 변형은 개시로부터 벗어난 것으로 간주되어서는 안되며, 그러한 모든 변형은 본 개시의 범위 내에 포함되도록 의도된다.

Claims (24)

  1. 배출 챔버를 정의하는 쉘 어셈블리(Shell assembly);
    가변 체적비 포트(Variable-volume-ratio port)를 포함하는 제 1 단부 플레이트(first end plate)와 상기 제 1 단부 플레이트로부터 연장되는 제 1 나선형 랩(first spiral wrap)을 포함하는 비 선회 스크롤(non-orbiting scroll);
    배출 통로를 포함하는 제 2 단부 플레이트(second end plate)와 상기 제 2 단부 플레이트로부터 연장되고 상기 제 1 나선형 랩과 협력하여 그 사이에 복수의 유체 포켓(fluid pockets)을 정의하는 제 2 나선형 랩(second spiral wrap)을 가지고, 상기 배출 챔버 내에 배치되는 선회 스크롤(orbiting scroll)을 포함하되,
    상기 배출 통로는 상기 유체 포켓들 중 반경 방향으로 최 내측의 유체 포켓 및 상기 배출 챔버와 연통하고,
    상기 가변 체적비 포트는 상기 배출 통로에 대해 반경 방향으로 외측에 위치되고 상기 유체 포켓들 중 상기 반경 방향으로 최 내측의 유체 포켓과 선택적으로 연통하는 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유체 포켓들 중 상기 반경 방향으로 최 내측의 유체 포켓은 상기 배출 통로를 통해서만 상기 배출 챔버와 연통하는 압축기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 선회 스크롤은,
    상기 제 2 단부 플레이트로부터 상기 제 2 나선형 랩과 반대 방향으로 연장하는 환형 허브를 포함하고,
    상기 환형 허브는 구동축을 수용하는 캐비티(cavity)를 정의하고,
    상기 배출 통로는 상기 캐비티에 대해 개방되고 직접 인접하는 압축기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비 선회 스크롤은,
    상기 쉘 어셈블리 내에 둘러싸이고 상기 배출 챔버 내에 배치되는 압축기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 비선회 스크롤은 상기 쉘 어셈블리와 기밀하게 결합하여 상기 배출 챔버를 밀봉하는 압축기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 비 선회 스크롤은 상기 압축기의 외부 주위 환경에 노출되는 압축기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 쉘 어셈블리를 통과해 연장되고 상기 배출 챔버와 연통하는 배출 피팅(discharge fitting)을 더 포함하고,
    상기 배출 피팅은 상기 비 선회 스크롤과 이격되는 압축기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가변 체적비 포트와 상기 배출 챔버 사이에 유체 흐름을 허용하는 개방 위치와 상기 가변 체적비 포트와 상기 배출 챔버 사이에 유체 흐름을 제한하는 폐쇄 위치 간에 상기 비 선회 스크롤에 대해 이동 가능한 가변 체적비 밸브 부재(variable-volume ratio valve member)를 더 포함하는 압축기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 비 선회 스크롤의 상기 제 1 단부 플레이트는 상기 개방 위치와 상기 폐쇄 위치 간에 상기 가변 체적비 밸브 부재가 이동할 수 있는 밸브 리세스(valve recess)를 포함하고,
    상기 밸브 리세스(valve recess)는 상기 가변 체적비 밸브 부재가 상기 개방 위치에 있을 때 상기 배출 챔버 및 상기 가변 체적비 포트와 연통하는 압축기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 밸브 리세스의 단부를 폐쇄하는 밸브 지지체(valve backer)와; 그리고,
    상기 밸브 지지체와 상기 가변 체적비 밸브 부재 사이에 배치되고, 상기 가변 체적비 밸브 부재를 상기 폐쇄 위치로 편향 시키는 스프링을 더 포함하는 압축기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 단부 플레이트는 상기 유체 포켓들 중 반경 방향으로 중간의 유체 포켓과 연통하는 용량 조절 포트(capacity-modulation port)를 포함하는 압축기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 용량 조절 포트와 흡입 압력 영역 사이의 연통을 제한하는 제 1 위치와 상기 용량 조절 포트와 상기 흡입 압력 영역 사이의 연통을 허용하는 제 2 위치 사이에서 이동 할 수 있는 용량 조절 밸브 어셈블리(capacity-modulation valve assembly)를 포함하는 압축기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 용량 조절 밸브 어셈블리는,
    상기 용량 조절 포트와 상기 흡입 압력 영역 사이의 연통을 제한하고 유체 주입 통로와 상기 용량 조절 포트 사이의 연통을 허용하는 제 3 위치로 이동 가능한 압축기.
  14. 배출 챔버를 정의하는 쉘 어셈블리;
    상기 배출 챔버와 연통하는 제 1 배출 통로 및 상기 제 1 배출 통로에 대해 반경 방향 외측에 배치되고 상기 배출 챔버와 선택적으로 연통하는 가변 체적비 포트를 포함하는 제 1 단부 플레이트와, 상기 제 1 단부 플레이트로부터 연장되는 제 1 나선형 랩을 포함하는 비 선회 스크롤; 그리고,
    상기 배출 챔버와 연통하는 제 2 배출 통로를 포함하는 제 2 단부 플레이트와 상기 제 2 단부 플레이트로부터 연장되고 상기 제 1 나선형 랩과 협력하여 그 사이에 복수의 유체 포켓을 정의하는 제 2 나선형 랩을 가지고, 상기 배출 챔버 내에 배치되는 선회 스크롤을 포함하고,
    상기 제 1 배출 통로와 상기 제 2 배출 통로는 상기 유체 포켓들 중 최 내측의 유체 포켓 및 상기 배출 챔버와 연통하는 압축기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제 2 배출 통로는 상기 가변 체적비 포트와 선택적으로 유체 연통하는 압축기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제 1 배출 통로는 상기 제 1 단부 플레이트를 완전히 통과해 연장되고,
    상기 제 2 배출 통로는 상기 제 2 단부 플레이트를 완전히 통과해 연장되는 압축기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 선회 스크롤은,
    상기 제 2 단부 플레이트로부터 상기 제 2 나선형 랩과 반대 방향으로 연장되는 환형 허브를 포함하고,
    상기 환형 허브는 구동축이 수용되는 캐비티를 정의하고,
    상기 제 2 배출 통로는 상기 캐비티에 대해 개방되고 직접 인접하는 압축기.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 가변 체적비 포트와 상기 배출 챔버 사이에 유체 흐름을 허용하는 개방 위치와 상기 가변 체적비 포트와 상기 배출 챔버 사이에 유체 흐름을 제한하는 폐쇄 위치 사이에서 상기 비 선회 스크롤에 대해 이동할 수 있는 가변 체적비 밸브 부재를 더 포함하는 압축기.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 가변 체적비 밸브 부재가 상기 개방 위치에 있을 때 상기 가변 체적비 포트는 상기 제 1 배출 통로 및 상기 제 2 배출 통로 중 하나 또는 둘 모두를 통해 상기 배출 챔버와 연통하는 압축기.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 비 선회 스크롤의 상기 제 1 단부 플레이트는 상기 가변 체적비 밸브 부재가 상기 개방 위치와 상기 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능한 밸브 리세스를 포함하고,
    상기 밸브 리세스는,
    상기 가변 체적비 밸브 부재가 상기 개방 위치에 있을 때 상기 제 1 배출 통로와 상기 제 2 배출 통로와 연통하는 압축기.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 밸브 리세스의 단부를 폐쇄하는 밸브 지지체와; 그리고,
    상기 밸브 지지체와 상기 가변 체적비 밸브 부재 사이에 배치되고, 상기 가변 체적비 밸브 부재를 상기 폐쇄 위치를 향해 편향시키는 스프링을 포함하는 압축기.
  22. 제14항에 있어서,
    상기 제 1 단부 플레이트는 상기 유체 포켓들 중 반경 방향으로 중간의 유체 포켓과 연통하는 용량 조절 포트를 포함하는 압축기.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 용량 조절 포트와 흡입 압력 영역 사이의 연통을 제한하는 제 1 위치와 상기 용량 조절 포트와 상기 흡입 압력 영역 사이의 연통을 허용하는 제 2 위치 사이에서 이동 할 수 있는 용량 조절 밸브 어셈블리를 더 포함하는 압축기.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 용량 조절 밸브 어셈블리는,
    상기 용량 조절 포트와 상기 흡입 압력 영역 사이의 연통을 제한하고, 유체 주입 통로와 상기 용량 조절 포트 사이의 연통을 허용하는 제 3 위치로 이동 가능한 압축기.
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