KR20230098887A - 압축기 및 이를 포함하는 냉동 사이클 장치 - Google Patents

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박수돌
유시현
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박태준
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삼성전자주식회사
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Abstract

냉동 사이클 장치는 압축기를 포함한다. 압축기는 케이싱과, 상기 케이싱 내에 배치되는 구동유닛과, 상기 구동유닛과 결합되어 냉매를 압축하도록 구성되는 압축유닛 및 상기 케이싱 내의 상기 냉매의 흐름을 제어하도록 구성되는 밸브를 포함하고, 상기 밸브는, 상기 냉매가 흐르는 메인 유로로서, 상기 메인 유로는 냉매 유입구 및 냉매 유출구를 포함하는 메인 유로를 포함하는 밸브 챔버와, 상기 메인 유로를 개폐하도록 상기 밸브 챔버 내에 배치되는 플로팅 바디 및 상기 밸브 챔버 내에 형성되어 상기 플로팅 바디에 의해 개폐되는 바이패스 유로로서, 상기 구동유닛이 정지되고 상기 바이패스 유로가 상기 플로팅 바디에 의해 개방되면 상기 냉매가 우회되도록 하는 바이패스 유로를 포함할 수 있다.

Description

압축기 및 이를 포함하는 냉동 사이클 장치
본 개시는 압축기에 관한 것으로, 예를 들어, 더욱 쉽게 냉매의 역류를 차단하고 평압에 도달하는 구조를 갖는 압축기에 관한 것이다. 본 개시는 또한 상기 압축기를 갖는 냉동 사이클 장치에 관한 것이다.
압축기는 냉동 사이클 장치를 구성하는 요소 중 하나로, 전기모터에서 전달 받은 회전축 동력을 이용하여 저온저압의 냉매가스를 고온고압의 가스로 변환하는 장치이다. 구동유닛과 압축유닛이 케이싱 내에 밀폐된 구조에서 외부의 전기적 충격, 내부의 과도한 냉매 흡입유량, 밸브의 이상거동, 사이클상의 압력 맥동 등 다양한 원인으로 인해 압축기가 순간적으로 정지하는 현상이 발생 할 수 있다.
이렇게 압축기 운전이 정지된 경우 압축실의 냉매가스를 압축기 내부공간으로 토출 시키는 토출유로가 토출밸브에 의해 폐쇄되어 있으므로, 상대적으로 고압인 압축기 내부공간과 상대적으로 저압인 압축실 간에 압력차이가 발생할 수 있다.
이러한 압력차이를 해소하지 못할 경우 냉매 역류 및 오일의 누설 등이 발생할 수 있다. 또한, 압축기 정지 후에 내부공간의 압력과 압축실의 압력이 압력 평형(평압)에 이르지 못한 채로 재운전이 이루어질 경우, 내부공간의 압력과 압축실의 압력의 차이가 압축기가 운전 가능한 압력 차이 보다 크므로 압축기 재운전에 실패할 수도 있다. 뿐만 아니라, 압축기의 재운전시 냉동 사이클이 안정된 상태로 되돌아가려면 많은 시간과 에너지가 소비될 수 있다. 따라서, 압축기 정지시에 증발압과 응축압이 빠르게 평압을 이루도록 하는 장치가 필요할 수 있다.
다시 말하면, 압축기 및 이를 포함하는 냉동 사이클 장치에서 냉매 역류 및 오일 누설을 방지하고, 빠르게 압축기를 재운전 시키기 위해 압축기 내부의 빠른 평압을 유도하는 장치가 요구되고 있다.
추가적인 측면은 아래의 개시의 내용에서 설명될 것이고, 명세서 기재를 통해 명백할 것이며, 또는 실시예들에 실시에 의해 학습될 수 있다.
본 개시의 일 측면은 신속하게 압축기를 재운전 시킬 수 있도록 압축기의 평압을 신속하게 확보하여 냉매 역류 및 오일 누출을 방지하고 압축기를 신속하게 재운전할 수 있는 압축기 및 냉동 사이클 장치를 제공한다.
본 개시의 일 측면에 따르면, 압축기는, 케이싱과, 상기 케이싱 내에 배치되는 구동유닛과, 상기 구동유닛과 결합되어 냉매를 압축하도록 구성되는 압축유닛 및 상기 케이싱 내의 상기 냉매의 흐름을 제어하도록 구성되는 밸브를 포함하고, 상기 밸브는, 상기 냉매가 흐르는 메인 유로로서, 상기 메인 유로는 냉매 유입구 및 냉매 유출구를 포함하는 메인 유로를 포함하는 밸브 챔버와, 상기 메인 유로를 개폐하도록 상기 밸브 챔버 내에 배치되는 플로팅 바디 및 상기 밸브 챔버 내에 형성되어 상기 플로팅 바디에 의해 개폐되는 바이패스 유로로서, 상기 구동유닛이 정지되고 상기 바이패스 유로가 상기 플로팅 바디에 의해 개방되면 상기 냉매가 우회되도록 하는 바이패스 유로를 포함할 수 있다.
상기 플로팅 바디는, 상기 구동유닛의 운전시 상기 메인 유로를 개방하도록 구성되고, 상기 구동유닛의 정지시 상기 플로팅 바디가 상기 메인 유로를 폐쇄하도록 구성되고 상기 바이패스 유로를 개방하도록 구성될 수 있다.
상기 바이패스 유로는 바이패스 유입구 및 바이패스 유출구를 포함하고, 상기 구동유닛의 운전시, 상기 플로팅 바디는 상기 바이패스 유입구 및 상기 바이패스 유출구 중 적어도 하나를 폐쇄하도록 구성되고, 상기 구동유닛의 정지시, 상기 플로팅 바디는 상기 냉매 유입구 및 상기 냉매 유출구 중 적어도 하나를 폐쇄하도록 구성될 수 있다.
상기 밸브는, 상기 구동유닛의 정지시 상기 플로팅 바디가 상기 냉매 유입구를 폐쇄하도록 상기 플로팅 바디를 탄성 가압하도록 구성되는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.
상기 구동유닛의 운전 동안 상기 바이패스 유로로 상기 냉매가 누설되지 않도록 상기 밸브 챔버 및 상기 플로팅 바디의 사이에 배치되는 실링부재를 더 포함할 수 있다.
상기 냉매 유입구는 상기 밸브 챔버의 하부에, 상기 냉매 유출구는 상기 밸브 챔버의 상부에 형성되며, 상기 탄성부재는 상기 밸브 챔버의 상부와 상기 플로팅 바디의 사이에 배치되고, 상기 바이패스 유로는 상기 플로팅 바디의 외주면을 따라 배치될 수 있다.
상기 플로팅 바디는 복수의 플로팅 바디를 포함하고,, 상기 복수의 플로팅 바디는 상기 밸브 챔버 내 상부에 배치되는 제1플로팅 바디와, 상기 제1플로팅 바디의 아래에 배치되는 제2플로팅 바디를 포함할 수 있다.
상기 밸브는, 상기 밸브 챔버 내에 배치되고, 상기 냉매가 상기 메인 유로 또는 상기 바이패스 유로를 따라 흐르도록 하는 고정바디를 더 포함하고, 상기 제1플로팅 바디는 상기 메인 유로를 개폐하도록 상기 고정바디의 위에 배치되고, 상기 제2플로팅 바디는 상기 바이패스 유로를 개폐하도록 상기 고정바디의 내부 공간 속에 배치될 수 있다.
상기 복수의 플로팅 바디는 각각 중공부를 포함하고, 상기 제1플로팅 바디는 상기 냉매 유출구 보다 작게 형성되는 상기 제1플로팅 바디 중공부를 포함하고, 상기 제2플로팅 바디는 상기 고정바디의 유입구 보다 작게 형성되는 제2플로팅 바디의 중공부를 포함할 수 있다.
상기 플로팅 바디는, 상기 밸브 챔버 내의 제1측에 배치되는 제1플로팅 바디와, 상기 밸브 챔버 내의 제2측에 배치되는 제2플로팅 바디를 포함하고, 상기 바이패스 유로는 상기 밸브 챔버와 상기 제1플로팅 바디 및 제2플로팅 바디 중 적어도 하나의 사이에 형성되고, 상기 구동유닛의 정지시 상기 바이패스 유로에서 상기 냉매가 누설되지 않도록 상기 바이패스 유로가 형성되는 영역에 배치되는 실링부재를 더 포함할 수 있다.
상기 압축기는 상기 냉매를 압축하도록 구성되는 압축실과, 상기 압축실로 상기 냉매를 흡입하도록 구성되는 냉매흡입관을 포함하고, 상기 밸브는 상기 바이패스 유로가 상기 케이싱의 내부공간에서 상기 냉매흡입관으로 상기 냉매를 배출하도록, 상기 케이싱의 내부공간과 상기 냉매흡입관의 사이에 배치될 수 있다.
상기 실링부재는 테프론을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 측면에 따르면, 냉동 사이클 장치는, 응축기와, 상기 응축기와 연결되는 팽창기와, 상기 팽창기와 연결되는 증발기와, 상기 증발기와 연결되며 냉매를 압축시키도록 구성되는 압축기 및 상기 압축기에서의 상기 냉매 흐름을 제어하도록 구성되며, 상기 압축기의 외부 또는 내부 중 적어도 하나에 배치되는 밸브를 포함하고, 상기 밸브는, 냉매 유입구 및 냉매 유출구를 포함하는 밸브 챔버와, 상기 밸브 챔버 내에 배치되고, 상기 밸브 챔버로의 냉매 흐름 및 상기 밸브 챔버 외부로의 냉매 흐름을 제어하도록 구성되는 플로팅 바디; 및 상기 밸브 챔버 내에 형성되고, 상기 플로팅 바디의 이동에 기초하여 개방되거나 폐쇄되는 바이패스 유로로서, 상기 압축기의 정지시 상기 바이패스 유로는 상기 플로팅 바디의 이동에 기초하여 개방되는 바이패스 유로와, 를 포함할 수 있다.
상기 플로팅 바디는, 상기 압축기의 운전시 상기 바이패스 유로를 폐쇄하도록 구성되고, 상기 압축기의 정지시 상기 바이패스 유로를 개방하도록 구성될 수 있다.
상기 밸브는, 상기 냉매 유입구로부터 상기 냉매 유출구로 상기 냉매가 흐르도록 상기 밸브 챔버 내에 형성되는 메인 유로 및 상기 플로팅 바디를 탄성 가압하도록 구성되는 탄성부재를 더 포함하고, 상기 탄성부재는 상기 압축기의 정지시 상기 플로팅 바디가 상기 메인 유로를 폐쇄하도록 상기 밸브 챔버와 플로팅 바디의 사이에 배치될 수 있다.
본 개시의 일 측면에 따르면, 냉동 사이클 장치는, 응축기와, 상기 응축기와 연결되는 팽창기와, 상기 팽창기와 연결되는 증발기와, 상기 증발기와 연결되는 압축기 및 상기 압축기의 외부 또는 내부 중 적어도 하나에 배치되는 밸브를 포함하고, 상기 밸브는, 밸브 케이스와, 상기 밸브 케이스 내에 배치되는 플로팅 바디와, 상기 밸브 케이스 내에 형성되며, 냉매가 흐르도록 냉매 유입구 및 냉매 유출구를 포함하는 메인 유로 및 상기 메인 유로의 폐쇄시 상기 냉매가 바이패스되도록 바이패스 유입구 및 바이패스 유출구를 포함하는 바이패스 유로를 포함하고, 상기 플로팅 바디는 상기 압축기의 운전동안 상기 메인 유로를 개방하고 상기 바이패스 유로는 폐쇄하며, 상기 압축기의 정지시 상기 메인 유로를 폐쇄하고 상기 바이패스 유로는 개방할 수 있다.
상기 바이패스 유로는 상기 밸브 케이스와 플로팅 바디의 사이에 형성될 수 있다.
상기 플로팅 바디는, 상기 압축기의 운전 또는 구동유닛의 운전시 상기 바이패스 유입구 또는 바이패스 유출구 중 적어도 하나를 폐쇄하고, 상기 압축기(또는 구동유닛)의 정지시 상기 플로팅 바디는 상기 냉매 유입구 또는 냉매 유출구 중 적어도 하나를 폐쇄할 수 있다.
상기 압축기의 정지 또는 구동유닛의 정지시 상기 플로팅 바디가 상기 냉매 유입구를 폐쇄하도록 상기 밸브 케이스와 상기 플로팅 바디의 사이에 배치되어 상기 플로팅 바디를 탄성 가압하도록 구성되는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.
상기 밸브는, 상기 압축기의 운전시 상기 바이패스 유로로 상기 냉매가 누설되는 것을 방지하도록 상기 밸브 케이스와 상기 플로팅 바디의 사이에 배치되는 실링부재를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일 측면에 따르면, 압축기 케이싱에서 효율적으로 압축 부하를 제거할 수 있는 압축기 및 이를 포함하는 냉동 사이클 장치를 제공한다.
본 개시의 다른 측면에 따르면, 정지상태에서 재운전을 위해 압축기 케이싱 내 빠른 압력 평형에 도달할 수 있는 압축기를 제공한다.
본 개시의 또 다른 측면에 따르면, 재료비와 제조비를 줄일 수 있는 압축기 및 냉동 사이클 장치를 제공한다.
본 개시의 상기 및 다른 측면, 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 실시형태인 다음의 설명으로부터 더욱 명백해질 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 압축기 및 이를 포함하는 냉동 사이클 장치를 도시한 도면이다.
도 2는　도 1에 따른 압축기를 도시한 도면이다.
도 3은　도 1에 따른 압축기의 단면을 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 따른 압축기의 작동시에 밸브를 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 따른 밸브를 분해하여 도시한 도면이다.
도 6은 도 1에 따른 압축기의 작동시에 밸브의 단면을 도시한 도면이다.
도 7은 도 1에 따른 압축기의 정지시에 밸브를 도시한 도면이다.
도 8은 도 1에 따른 압축기의 정지시에 밸브의 단면을 도시한 도면이다.
도 9은 본 개시의 일 실시예에 따른 압축기의 정지시에 밸브의 단면을 도시한 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 압축기의 작동시에 밸브의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 도 10에 따른 압축기의 정지시에 밸브의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 압축기의 작동시에 밸브의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13은 도 12에 따른 압축기의 정지시에 밸브의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 압축기의 작동시에 밸브의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 15는 도 14에 따른 압축기의 정지시에 밸브의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 압축기의 단면을 도시한 도면이다.
도 17은 도 16에 따른 압축기의 작동시에 밸브의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 18은 도 16에 따른 압축기의 정지시에 밸브의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 개시의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 개시의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다"등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 즉,"및/또는"이라는 표현의 범위는 관련된 아이템의 복수의 조합 또는 복수의 아이템 사이의 어느 하나를 포함한다. 예를 들어, "A 및/또는 B"라는 표현의 범위는 (1) 아이템 A, (2) 아이템 B, 및 (3) 아이템 A와 B의 조합을 포함한다.
또한, "A 및 B 중 적어도 하나"라는 표현의 범위는 다음 모두를 포함하도록 의도된다: (1) A 중 적어도 하나, (2) B 중 적어도 하나, (3) A 및 B 중 적어도 하나. 마찬가지로, "A, B 및 C 중 적어도 하나"라는 표현의 범위는 다음 모두를 포함하도록 의도된다: (1) A 중 적어도 하나, (2) B 중 적어도 하나, (3) C 중 적어도 하나, (4) A 중 적어도 하나 및 B 중 적어도 하나, (5) A 중 적어도 하나 및 C 중 적어도 하나, (6) B 중 적어도 하나 및 C 중 적어도 하나, (7) A 중 적어도 하나, B 중 적어도 하나 및 C 중 적어도 하나.
본 개시에서 하나의 구성요소가 나른 구성요소가 "연결되는" 또는 "결합되는"으로 기재되는 경우, 상기 표현은 직접적인 연결 또는 직접적인 결합의 일 예일 뿐만 아니라 다른 구성요소를 사이에 두고 연결 또는 결합되는 예를 포함한다.
한편, 하기의 설명에서 사용된 용어 "전방", "후방", "좌측" 및 "우측"등은 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의하여 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.
이하에서는 본 개시에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 개시에 따르면, 정지상태에서 압축기 내의 압축 부하를 제거함으로써 빠르게 평압에 도달할 수 있도록 간단한 구조를 사용하는 압축기와 상기 압축기를 포함하는 냉동 사이클 장치가 제공될 수 있다.
본 개시에 따르면, 재료비 및 제조비가 절감된 압축기 및 냉동 사이클 장치가 제공될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 냉동 사이클 장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 냉동 사이클 장치(1)는 압축기(10), 응축기(20), 팽창기(30), 증발기(40)로 구성된다. 냉동 사이클 장치(1)는 냉매가 압축-응축-팽창-증발로 이루어지는 일련의 과정을 순환하고, 냉매와 피냉각물체가 열교환하여 피냉각물체를 냉각시킬 수 있다.
압축기(10)는 냉매가스를 고온고압의 상태로 압축하여 배출하며, 배출된 냉매가스는 응축기(20)로 유입된다. 응축기(20)는 압축된 냉매를 액상으로 응 축하고, 응축과정을 통해 주위로 열을 방출하게 된다.
팽창기(30)는 응축기(20)에서 응축된 고온고압 상태의 액상 냉매를 저압상태의 액상냉매로 팽창시킨다. 증발기(40)는 팽창기(30)에서 팽창된 냉매를 증발시킨다. 증발기(40)는 냉매의 증발 잠열을 이용하여 피냉각물체와 열교환에 의하여 냉동효과를 달성하고, 저온저압상의 냉매가스를 압축기(10)로 복귀시킨다. 이러한 사이클을 통해 피냉각물체를 냉각시키는 냉동 사이클 장치를 마련할 수 있다.
압축기(10), 응축기(20), 팽창기(30), 증발기(40)는 냉매가 통과할 수 있도록, 배관을 통해 각각 연결된다. 압축기(10)를 통과하는 냉매는 가스상태이고, 팽창기(30)를 통과하는 냉매는 액체상태이다. 따라서, 압축기(10)와 연결되는 배관을 가스측 배관(15, 25)이라하고, 팽창기(30)와 연결되는 배관을 액측 배관(35, 45)이라한다.
가스측 배관(15, 25)은 응축기(20)와 압축기(10)를 연결하는 제 1가스측 배관(15)과 증발기(40)와 압축기(10)를 연결하는 제 2가스측 배관(25)을 포함한다. 제1가스측 배관(15)은 연결배관(15)으로 지칭할 수 있다. 액측 배관(35, 45)은 응축기(20)와 팽창기(30)를 연결하는 제 1액측 배관(45)과 증발기(40)와 팽창기(30)를 연결하는 제 2액측 배관(35)을 포함한다.
도 2는　본 개시의 일 실시 예에 따른 압축기를 도시한 도면이고, 도 3은　도 2에 따른 압축기의 단면을 도시한 도면이다.
본 명세서에서 압축기는 설명의 편의를 위해 로터리 압축기를 기준으로 설명하나, 본 실시는 로터리 압축기에 한정되는 것은 아니며 다양한 다른 타입의 압축기에 적용될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 증발기(40)에서 토출된 냉매는 어큐뮬레이터(50)를 통과하여 압축기(10)로 유입될 수 있다. 어큐뮬레이터(50)는 압축기(10)에 접하여 배치되고, 어큐뮬레이터(50)와 압축기(10)는 흡입관(54)을 통해 연결될 수 있다. 또한, 압축기(10)의 일 측에는 압축된 냉매가 토출되어 응축기(20)로 연결되는 토출관(12)이 마련될 수 있다. 흡입관(54)은 압축실(72, 74)로 냉매를 흡입하는 냉매흡입관(54)이 될 수 있다.
어큐뮬레이터(50)는 증발기(40)에서 토출된 저온저압의 냉매 중 가스에 이르지 못하고 액상으로 존재하는 냉매가 압축기(10)로 유입되는 것을 방지하고자 설치될 수 있다. 증발기(40)에서 토출된 냉매는 연결관(52)을 통해 어큐뮬레이터(50)로 유입된다. 압축기(10)는 액상냉매의 압축이 어렵기 때문에 가스상태의 냉매만이 유입될 수 있도록, 어큐뮬레이터(50)에서 가스상태의 냉매만을 압축기(10)로 유입시킨다. 즉, 어큐뮬레이터(50)에는 액상냉매가 남게 되고, 가스상태의 냉매는 압축기(10)로 유입된다.
압축기(10)로 유입되는 저온 저압의 냉매 가스는 압축기(10) 내부에서 압축 후 연결배관(15)으로 유출될 수 있다. 압축기(10)에서 유출된 고온 고압의 냉매 가스는 연결배관(15)을 통해 응축기(20)로 유입될 수 있다. 압축 전 냉매가스의 압력은 증발압이고, 압축되어 응축기(20)로 유입되는 냉매가스의 압력은 응축압이라고 지칭할 수 있다. 응축압은 증발압 보다 더 크다.
압축기(10)는 케이싱(11), 케이싱(11) 내부에 배치되는 압축유닛(70)과 구동유닛(60)을 포함한다. 구동유닛(60)은 케이싱(11)의 내측상부에 설치되고, 압축유닛(70)은 케이싱(11)의 내측 하부에 설치될 수 있다.
구동유닛(60)은 케이싱(11)의 내면에 고정된 원통형 고정자(61)와, 고정자(61)의 내부에 회전 가능하게 설치된 회전자(62)를 포함할 수 있다. 회전자의 중심부에는 회전축(63)이 압입되어 결합할 수 있다. 전원이 인가될 때 회전자(62)와 회전자(62)에 결합된 회전축(63)이 회전하고, 그에 따라 압축유닛(70)을 구동시킬 수 있다.　이때, 구동유닛(60)은 다양한 속도로 작동할 수 있다. 즉, 회전자(62)는 다양한 속도로 회전하고, 그에 따라 압축유닛(70)이 회전력을 전달받을 수 있다.
압축유닛(70)은 압축실(72, 74)을 형성하는 실린더(76, 78)와, 구동유닛(60)으로부터 동력을 전달받아 압축실(72, 74)을 선회하는 롤링피스톤(80, 82)을 포함할 수 있다. 실린더(76, 78)는 복수 개가 마련될 수 있으며, 그에 따라 상호 구획된 복수의 압축실(72, 74)이 마련될 수 있다. 또한, 압축유닛(70)은 복수의 실린더(76, 78)의 상하를 각각 복개하여 함께 압축실(72, 74)을 형성하는 복수의 플레이트(84, 86, 88)를 포함할 수 있다.
복수의 플레이트(84, 86, 88)는 가장 상부에 마련되는 제1플레이트(84)와, 제1플레이트(84)의 하부에 마련되는 제2플레이트(86)와, 제1플레이트(84)와 제2플레이트(86)의 하부에 마련되는 제3플레이트(88)를 포함할 수 있다. 제2플레이트(86)는 제1플레이트(84)와 제3플레이트(88)의 사이에 배치될 수 있다.
도 3에서는 제 1실린더(76)와, 제 1실린더(76)와 케이싱(11)의 저면 사이에 위치하는 제 2실린더(78)를 도시하였다. 그에 따라 제 1실린더(76)는 제 1압축실(72)을 형성하고, 제 2실린더(78)는 제 2압축실(74)을 형성할 수 있다. 제 1압축실(72)과 제 2압축실(74)에는 제 1롤링피스톤(80)과 제 2롤링피스톤(82)이 각각 위치할 수 있다. 또한, 플레이트(84, 86, 88)는 제 1실린더(76)의 상부에 배치되는 상부플레이트(84)와, 제 2실린더(78)의 하부에 배치되는 하부플레이트(88), 제 1실린더(76)와 제 2실린더(78)의 사이에 위치하는 중앙플레이트(86)를 포함할 수 있다. 다만, 복수의 실린더(76, 78), 복수의 압축실(72, 74), 복수의 플레이트(84, 86, 88)의 개수 및 형상은 도면에 도시된 바에 제한되지 않는다.
구동유닛(60)에서 연장된 회전축(63)은 제 1압축실(72) 및 제 2압축실(74)의 중심을 관통하여 설치될 수 있다. 회전축(63)은 제 1압축실(72)과 제 2압축실(74)의 내부에 마련되는 제 1롤링피스톤(80)과 제 2롤링피스톤(82)에 연결될 수 있다.
제 1롤링피스톤(80)과 제 2롤링피스톤(82)은 회전축(63)과 결합하며, 압축실(72, 74) 내부를 편심을 가지고 선회운동할 수 있다. 이러한 구성을 통해 제1롤링피스톤(80)과 제2롤링피스톤(82)은 압축실(72, 74)상에서 편심회전하며 피압축유체를 압축할 수 있다. 또한, 제 1롤링피스톤(80)과 제 2롤링피스톤(82)은 상호 방향이 다른 편심을 가지고 결합이 될 수 있다. 예를 들어, 제 1롤링피스톤(80)과 제 2롤링피스톤(82)은 180도의 위상차를 가지고 냉매를 압축할 수 있다.
이러한 편심회전하는 롤링피스톤(80, 82)을 포함하는 압축기(10)를 로터리 압축기라 한다.
케이싱(11)의 내부 저면에는 회전축(63)의 일단과 접하도록 소정의 오일이 저장되는 오일저장공간(90)이 마련될 수 있다. 오일은 회전축을 타고 이동하여 다시 흘러내리며 압축유닛(70) 등의 마찰을 줄일 수 있다.
압축기(10)가 작동하기 위해서는 내부공간(14)의 압력(P2)과 압축실(72, 74)의 압력(P1) 간의 차이가 과도하게 크지 않아야 한다. 즉, 압축기 내부공간(14)과 압축실(72, 74)의 압력 차이(P2-P1)가 압축기가 운전 가능한 압력 차이(P2'-P1') 보다 큰 경우 압축이 이루어지지 못할 수 있다. 압축기 내부공간(14)과 압축실(72, 74)의 압력 차이(P2-P1)가 압축기가 운전 가능한 압력 차이(P2'-P1') 보다 큰 경우 후술하는 토출밸브(16)가 개방되지 못하므로 구동유닛(60)에는 과부하가 걸릴 수 있다. 즉, (P2-P1) > (P2'-P1')인 경우 토출밸브(16)가 개방되지 못해 구동유닛(60)에 과부하가 걸릴 수 있다.
압축기(10)는 구동유닛(60)의 과부하로 인한 고장을 방지하도록 구동유닛(60)과 연결되는 과부하 방지장치(13)를 포함할 수 있다.
과부하 방지장치(13)가 작동하면 냉동 사이클 장치(1)의 운전이 정지될 수 있다. 즉, 과부하 방지장치(13)는 압축기(10)의 회전축(63) 및 이를 작동시키는 모터(미도시)를 정지시킬 수 있다. 과부하 방지장치(13)는 케이싱(11)의 상부에 배치될 수 있다.
압축기(10) 운전이 정지된 경우, 압축기(10)의 조속한 재운전을 위해 압축실(72, 74)과 압축기의 내부공간(14)이 빠르게 압력 평형이 이루어져야 할 필요가 있다. 즉, 압축기(10)의 정지상태가 지속되는 경우 오일 누설 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 상대적으로 저압인 압축실(72, 74)과 상대적으로 고압인 내부공간(14)이 평압을 이루도록 하여 조속히 압축기(10)의 재운전이 이루어지도록 해야한다.
예를 들어, 압축기(10)는 압축실(72, 74)에서 압축된 냉매를 토출하는 토출밸브(16)와 토출유로(17)를 포함할 수 있다. 토출밸브(16)는 제1플레이트(84)의 상부에 배치될 수 있다. 다만, 토출밸브(16)의 위치는 이에 제한되는 것은 아니다.
구동유닛(60)이 작동하면 롤링피스톤(80, 82)이 선회 운동하면서 압축실(72, 84) 내의 냉매가스를 압축할 수 있다. 압축기(10)의 운전시에는 토출밸브(16)가 닫혀있고, 압축실(72, 74) 내의 압력(P1) 보다 내부공간(14)의 압력(P2)이 더 클 수 있다. 압축실(72, 74) 내의 냉매가스가 일정한 압력(P1≒P2)에 도달하면 토출유로(17)를 닫고 있던 토출밸브(16)가 개방될 수 있다. 이를 통해, 냉매가스는 토출유로(17)를 통해 압축기 내부공간(14)으로 토출될 수 있다. 즉, 압축실(72, 74)의 냉매가스가 내부공간(14)으로 흐르도록 토출밸브(16)가 토출유로(17)를 개방시킬 수 있다.
이와 반대로, 다양한 원인에 의해 구동유닛(60)이 갑작스럽게 정지되면 냉매가스의 역류를 방지하도록 토출밸브(16)가 토출유로(17)를 폐쇄시킬 수 있다. 토출유로(17)가 폐쇄되면 연통되어 있던 내부공간(14)과 압축실(72, 74)이 분리되므로 각 공간 간에 압력차가 발생할 수 있다. 즉, 내부공간(14)은 상대적으로 고압이고, 압축실(72, 74)의 압력은 상대적으로 저압이 될 수 있다.
다양한 원인 중 하나의 예로서, 압축실의 압력(P1)과 내부공간의 압력(P2) 간의 압력차가 과도하게 커지게 되면 구동유닛(60)에 과부하가 걸리면서 과부하방지장치(13)가 작동할 수 있다. 과부하방지장치(13)는 구동유닛(60)을 정지시켜 압축유닛(70)에서의 압축부하를 제거하게 된다. 이 때, 토출밸브(16)는 토출유로(17)를 폐쇄시킬 수 있고, 내부공간(14)과 압축실(72, 74) 간에 압력차가 발생할 수 있다.
이 경우 구동유닛(60)에 걸리는 압축부하가 빠르게 제거되지 못하면 압축기(10)의 재운전이 불가능할 수 있다. 예를 들어, 만약 압축실의 압력(P1)과 내부공간의 압력(P2)이 압축기의 재운전에 필요한 압력 평형에 도달하지 못한 상태일 수 있으므로 냉동사이클 장치(1)를 재운전 시키지 못할 수 있다.
하지만 평압 소요 시간이 길어질 경우에, 압축기(10) 및/또는 이를 포함하는 냉동 사이클 장치(1)는 냉매의 역류, 오일 누설 및 냉동 사이클 장치의 효율 저하 등의 문제가 발생될 수 있다. 따라서, 냉매의 역류, 오일 누설 및 냉동 사이클 장치의 효율 저하 등의 문제를 피할 수 있도록 평압에 요구되는 시간은 감소되거나 짧아져야 한다.
냉동 사이클 장치(1)는 빠른 평압 도달을 위해 밸브(100)를 더 포함할 수 있다. 밸브(100)는 압축기(10)의 정지로 인해 압축실(72, 74)의 압력과 비교하여 고압인 내부공간(14)의 압력(P2)을 압축실(72, 74)의 압력(P1)에 가깝도록 만들 수 있다. 밸브(100)는 평압 소요 시간을 줄일 수 있다.
구체적으로는, 도 3에 도시된 바와 같이, 내부공간(14)은 고압이고, 냉매가스 압축 전의 압축실(72, 74)은 저압상태일 때, 토출밸브(16)는 폐쇄된 상태일 수 있다. 또한, 밸브(100)는 압축기의 내부공간(14) 및 압축기(10)의 외부공간과 각각 연결될 수 있다. 내부공간(14)은 압축된 냉매가스가 존재하는 상대적으로 고압인 공간이고, 압축기(10)의 외부공간은 압축 전 냉매가스가 존재하는 상대적으로 저압인 공간이 될 수 있다. 즉, 밸브(100)는 고압측인 압축기의 내부공간(14)과 저압측인 압축기의 외부공간을 연결시킬 수 있다. 이에 따라, 냉매가스는 밸브(100)를 통해 내부공간(14)에서 압축기의 외부공간으로 토출될 수 있다. 밸브(100)와 외부공간은 바이패스 유출관(101b)을 통해 연결될 수 있다. 바이패스 유출관(101b)은 연결관(52)과 연결될 수 있다. 바이패스 유출관(101b)을 통해 연결관(52)으로 흐른 냉매는 어큐뮬레이터(50)를 통해 다시 압축기(10)로 흐를 수 있다.
압축기 외부공간의 압력은 냉매가스 압축 전 압축실(72, 74)의 압력과 동일하거나 비슷할 수 있다. 즉, 내부공간(14) 보다 저압인 공간이 될 수 있다. 예를 들어, 압축기의 외부공간은 연결관(52)이 될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고 압축기 외부공간은 제 2 가스측 배관(25), 어큐뮬레이터(50) 또는 흡입관(54)이 될 수 있다. 즉, 바이패스 유출관(101b)은 제 2 가스측 배관(25), 어큐뮬레이터(50) 또는 흡입관(54)에 연결되는 것도 가능하다.
도면에서 밸브(100)는 바이패스 유출관(101b)을 통해 외부공간과 연결되는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되는 것은 아니고 밸브(100)의 위치에 따라 직접적으로 외부공간과 연결될 수 있으며, 밸브(100) 자체가 케이싱(11) 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 내부공간(14)의 고압의 냉매가스가 밸브(100) 내로 유입되기 위해 후술할 바이패스 유입구(161)가 내부공간(14)과 직접적으로 연결되거나, 별도의 파이프 등을 통해 연결되는 것도 가능하다.
또한, 밸브(100)는 압축기(10)의 정지시 압축기(10) 외부에서 내부공간(14) 방향으로 냉매가 역류하지 못하도록 할 수 있다. 즉, 응축기(20) 측에서 압축기(10) 측으로 냉매가 역류하는 것을 방지할 수 있다. 본 개시의 실시예에 따른 밸브(100)는 별도의 체크밸브 및 솔레노이드 밸브 없이 단독으로 역류하는 냉매를 차단하고 압축실(72, 74)의 압력(P1)과 내부공간(14)의 압력(P2)이 빠르게 평압을 이루도록 하므로 압축기 생산비 및 재료비를 절감할 수 있다. 밸브(100)의 움직임에 관한 자세한 내용은 후술한다.
도면에서 밸브(100)는 케이싱(11)의 내부에 도시되었으나 이에 제한되는 것은 아니며 빠른 평압 도달 및 냉매의 역류를 방지할 수 있다면 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 밸브(100)는 케이싱(11)의 외부에 배치되는 것도 가능하다. 즉, 밸브(100)는 연결배관(15)에 배치될 수도 있다.
도 4는 도 1에 따른 압축기(10)의 작동시에 밸브를 도시한 도면이다. 도 5는 도 4에 따른 밸브를 분해하여 도시한 도면이다. 도 6은 도 1에 따른 압축기(10)의 작동시에 밸브의 단면을 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 밸브(100)는 외관을 형성하는 복수의 밸브 케이스(101, 102, 103)를 포함할 수 있다. 밸브 케이스(101, 102 103)는 제1케이스(101), 제2케이스(102), 제3케이스(103)를 포함할 수 있다. 제1케이스(101)는 상부케이스(101)이고, 제2케이스(102)는 중간케이스(102)이고, 제3케이스(103)는 하부케이스(103)가 될 수 있다. 즉, 제1케이스(101)는 밸브(100) 상부의 외관을 형성할 수 있고, 제2케이스(102)는 밸브(100) 중간의 외관을 형성할 수 있으며, 제3케이스(103)는 밸브(100) 하부의 외관을 형성할 수 있다. 도면에서 복수의 밸브 케이스(101, 102, 103)는 각각 별도로 형성되었으나, 이에 제한되는 것은 아니며 일체로 형성될 수 있다.
복수의 밸브 케이스(101, 102, 103)는 원기둥 형상을 가질 수 있다. 하지만, 복수의 밸브 케이스(101, 102, 103)의 형상은 이에 제한되는 것은 아니고 다양한 형상을 포함할 수 있다.
제1케이스(101)에는 냉매유출구(152), 냉매유출관(101a), 바이패스 유출관(101b)이 형성될 수 있다. 냉매유출관(101a)과 바이패스 유출관(101b)은 상하방향으로 연장될 수 있다. 또한, 냉매유출관(101a)과 바이패스 유출관(101b)은 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니고 냉매가 흐를 수 있다면 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 냉매유출구(152)는 압축기의 내부공간(14) 측에서 응축기(20) 측으로 냉매가스가 유출되도록 할 수 있다.
제2케이스(102)에는 실링부재(140) 및 플로팅 바디(120)가 수용될 수 있다. 제2케이스(102)는 제1케이스(101)와 제3케이스(103)의 사이에 상하방향을 따라 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고 제1케이스(101) 또는 제3케이스(103) 중 적어도 하나가 생략될 수 있으며, 제1케이스(101)와 제3케이스(103)의 사이에 좌우방향을 따라 배치될 수도 있다.
제2케이스(102)는 복수의 부분을 포함할 수 있다. 복수의 부분은 제1부분(102a), 제2부분(102b), 제3부분(102c), 제4부분(102d)을 포함할 수 있다. 제1부분(102a)은 제1케이스(101)와 결합하는 부분이 될 수 있다. 제2부분(102b)은 제1부분(102a)과 제3부분(102c)을 연결시킬 수 있다. 제2부분(102b)은 경사부(102b)가 될 수 있다. 제3부분(102c)은 제2부분(102b)과 제4부분(102d)을 연결시킬 수 있다. 제4부분(102d)은 플로팅 바디(120), 실링부재(140) 및 후술하는 탄성부재(130) 등의 구성이 배치될 수 있다. 제4부분(102d)은 복수의 부분 중 가장 넓은 넓이를 가질 수 있다.
경사부(102b)는 냉매가 냉매유입구(151)에서 냉매유출구(152)로 흐르는 것을 가이드하도록 제1케이스(101)로 갈수록 상향 경사지도록 할 수 있다. 즉, 경사부(102b)는 제3부분(102c)에 제1부분(102a)으로 갈수록 단면적의 넓이가 작아지도록 할 수 있다.
제2케이스(102)에는 바이패스 유입구(161), 연결유로(180)가 형성될 수 있다.
제3케이스(103)는 바닥벽(103a), 연장벽(103b), 베이스(103c)를 포함할 수 있다. 바닥벽(103a)에는 냉매유입구(151)가 형성될 수 있다. 냉매유입구(151)는 바닥벽(103a)과 연장벽(103b)의 사이에 형성될 수 있다. 냉매유입구(151)는 서로 이격되어 복수로 마련될 수 있으며, 예를 들어, 바닥벽(103a)은 인접한 냉매 유입구들(151) 사이에 배치될 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니며 복수의 냉매유입구(151)가 연결되어 단일한 냉매유입구(151)로 형성될 수 있다. 연장벽(103b)은 베이스(103c)로부터 상측 방향으로 돌출될 수 있다. 베이스(103c)는 제3케이스(103)의 가장 하부에 마련될 수 있다. 베이스(103c)는 제1케이스(101) 및 제2케이스(102)를 지지할 수 있다. 냉매유입구(151)는 압축기의 내부공간(14)이나 어큐뮬레이터(50) 측에서 냉매가스가 유입되도록 할 수 있다.
밸브 케이스(101, 102 103)는 밸브 챔버(110)를 형성할 수 있다. 밸브 챔버(110)에는 메인 유로(150)가 형성될 수 있다. 다만, 밸브 챔버(110)는 밸브 케이스(101, 102 103)에 의해서만 형성되는 것은 아니고 압축기(10) 내의 구성들에 의해 밸브 챔버(110)가 형성될 수 있다. 아래에서는 설명의 편의를 위해 밸브 케이스(101, 102 103)가 있는 것으로 설명한다.
밸브(100)는 냉매가 흐르는 메인 유로(150)를 포함할 수 있다. 메인 유로(150)는 밸브 케이스(101, 102 103)의 내부에 형성될 수 있다. 즉, 메인 유로(150)는 밸브 챔버(110)에 형성될 수 있다. 메인 유로(150)는 냉매유입구(151) 및 냉매유출구(152)를 포함할 수 있다. 압축기(10)의 운전시 냉매유입구(151)에서 유입된 냉매는 밸브 챔버(110)를 거쳐 냉매유출구(152)로 유출될 수 있다. 밸브(100)는 고압인 내부공간(14)에서 저압인 압축기(10) 외부공간으로 냉매를 유출시키도록 냉매유입구(151)는 내부공간(14)에 연결되고, 냉매유출구(152)는 냉매유출관(101a)을 통해 케이싱(11)의 외부와 연결될 수 있다. 구체적으로는, 냉매유출구(152)는 연결관(52) 또는 흡입관(54)에 연결될 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니고 냉매유출구(152)는 저압인 영역 또는 공간 어디든 연결될 수 있다.
메인 유로(150)는 제1메인유로(153), 제2메인유로(154)를 포함할 수 있다. 제1메인유로(153)는 제1부분(102a), 제2부분(102b), 제3부분(102c)에 대응되는 영역에 형성될 수 있다. 제2메인유로(154)는 제4부분(102d)이 대응되는 영역에 형성될 수 있다. 제1메인유로(153)와 제2메인유로(154)는 밸브 챔버(110)에 형성되는 내부유로(156)가 될 수 있다.
밸브(100)는 플로팅 바디(120) 및 실링부재(140)를 포함할 수 있다.
플로팅 바디(120)는 밸브 챔버(110) 내에 배치될 수 있다. 구체적으로는, 플로팅 바디(120)는 제2케이스(102) 내에 배치될 수 있다. 즉, 플로팅 바디(120)는 제4부분(102d)에 배치되어 상하 방향으로 이동할 수 있다. 압축기(10) 운전시 냉매가 냉매유입구(151)가 형성된 제3케이스(103)에서 냉매유출구(152)가 형성되는 제1케이스(101) 방향으로 흐르므로 플로팅 바디(120)는 제4부분(102d)에서 상부에 배치될 수 있다. 이 때, 플로팅 바디(120)는 바이패스 유로(160)를 폐쇄할 수 있다. 따라서, 바이패스 유로(160)를 통해 흐르는 냉매 가스는 존재하지 않을 수 있다.
플로팅 바디(120)는 바이패스 홈(123), 실링부재 홈(124)을 포함할 수 있다.
바이패스 홈(123)은 바이패스 유로(160)가 형성될 수 있도록 플로팅 바디(120)의 외주면을 따라 함몰되어 형성될 수 있다. 다만, 바이패스 홈(123)의 형상은 이에 제한되는 것은 아니며 다양한 형상을 포함할 수 있다. 바이패스 홈(123)은 복수의 실링부재 홈(124)의 사이에 마련될 수 있다. 다만, 바이패스 홈(123)의 위치는 이에 한정되지 않는다.
실링부재 홈(124)은 실링부재(140)가 삽입되도록 플로팅 바디(120)의 외주면을 따라 함몰되어 형성될 수 있다. 다만, 바이패스 홈(123)의 형상은 이에 제한되는 것은 아니며 다양한 형상을 포함할 수 있다. 실링부재 홈(124)은 바이패스 홈(123)의 상하 방향에 각각 마련될 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니며, 바이패스 홈(123)의 상측에만 마련되거나 하측에만 마련될 수 있다.
플로팅 바디(120)의 형상은 원통형으로 도시되었으나 이에 제한되는 것은 아니며 다양한 형상을 포함할 수 있다.
실링부재(140)는 압축기(10)의 운전시에 바이패스 유로(160)로 냉매가 흐르지 않도록 할 수 있다. 즉, 메인 유로(150)로 냉매가 흐를 경우에 바이패스 유로(160)로 냉매가 새어 나가지 않도록 밸브 케이스(101, 102 103) 내에는 실링부재(140)가 마련될 수 있다. 냉매가 메인 유로(150)로부터 새어 나가지 않으므로 압축력을 증대시킬 수 있고, 압축기 케이싱(11) 내로 유입되는 냉매의 양을 최소화할 수 있다.
실링부재(140)는 복수의 실링부재(140)로서 마련될 수 있다. 실링부재(140)의 위치는 실링부재 홈(124)의 위치에 대응하여 배치될 수 있다. 따라서, 실링부재(140)는 바이패스 유입구(161) 및 바이패스 유출구(162)의 상하부에 각각 마련되는 것으로 도시되었으나 이에 제한되는 것은 아니고 냉매가 누설되는 것을 방지할 수 있다면 밸브 챔버(110) 내의 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 실링부재(140)는 테프론 재질로 형성될 수 있다.
밸브(100)는 냉매가 우회 또는 방향전환되는 바이패스 유로(160)를 포함할 수 있다. 바이패스 유로(160)는 밸브 케이스(101, 102 103)와 플로팅 바디(120)의 사이에 형성될 수 있다. 즉, 바이패스 유로(160)는 밸브 챔버(110)와 플로팅 바디(120)의 사이에 형성될 수 있다.
밸브(100)는 연결유로(180)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로는, 바이패스 유로(160)는 연결유로(180)를 포함할 수 있다. 연결유로(180)는 바이패스 유출구(162)와 바이패스 유출관(101b)의 사이에 마련될 수 있다. 즉, 바이패스 유로(160)에서 연결유로(180)는 바이패스 유출구(162)의 하류 측에 배치될 수 있다.
도 6을 참조하여 압축기(10) 운전시의 밸브(100)의 기능에 대해 설명한다.
압축기(10)가 운전시에 토출밸브(16)를 통해 냉매가스가 압축실(72, 74)에서 내부공간(14)으로 토출된 후, 압축기(10)에서 응축기(20)로 흐를 수 있다. 밸브(100)는 압축기(10)와 응축기(20) 사이에 배치될 수 있다. 따라서, 냉매는 밸브(100)의 냉매유입구(151)를 통해 밸브 챔버(110) 내로 유입되고 냉매유출구(152)를 통해 밸브(100)의 외부로 토출될 수 있다.
이 때, 밸브 챔버(110)를 지나 응축기(20)측으로 흐르는 냉매가스가 플로팅 바디(120)를 상측으로 가압할 수 있고, 플로팅 바디(120)가 상측으로 이동할 수 있다. 플로팅 바디(120)는 제4부분(102d)의 상부와 접촉할 수 있다. 플로팅 바디(120)가 상측으로 이동함에 따라 메인 유로(150)를 개방시킬 수 있다. 또한, 플로팅 바디(120)가 상측으로 이동하면 바이패스 유입구(161) 및 바이패스 유출구(162)와 바이패스 홈(123)이 연결되지 않을 수 있다. 즉, 바이패스 유로(160)가 폐쇄될 수 있다.
도 7은 도 1에 따른 압축기의 정지시에 밸브를 도시한 도면이다. 도 8은 도 1에 따른 압축기의 정지시에 밸브의 단면을 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 압축기(10)가 정지된 경우 응축기(20) 측이 압축기(10) 측 보다 고압이므로 플로팅 바디(120)는 하부로 이동할 수 있다. 구체적으로는, 압축기(10)가 정지되면 냉매가스의 압축이 이루어지지 못하게 되고, 응축기(20) 측이 압축기(10) 측 보다 고압이므로 냉매가스가 역류할 수 있다. 이에 따라 냉매가스는 플로팅 바디(120)를 하측으로 가압할 수 있다. 즉, 플로팅 바디(120)는 밸브 챔버(110) 내에서 하측으로 이동할 수 있고, 바닥벽(103a)과 접촉할 수 있다. 플로팅 바디(120)는 하측으로 이동하면서 냉매유입구(151)를 폐쇄할 수 있다. 이는 압축기(10)의 운전시에는 고압측인 응축기(20)로 냉매가스를 흐르게 하도록 구동유닛(60)과 압축유닛(70)이 작동할 수 있으나, 압축기(10)가 정지시 구동유닛(60)과 압축유닛(70)이 정지하므로 압축기(10)는 응축기(20)로 냉매를 흐르게 할 수 없기 때문이다.
다시 말하면, 압축기(10)의 정지시에 응축기(20) 측이 압축기(10) 측 보다 상대적으로 압력이 크고 압축기(10)에서 응축기(20)로 보낼 수 있는 동력이 부재하므로 냉매가 응축기(20)에서 압축기(10)로 흐를 수 있다. 즉, 압력이 큰 응축기(20) 측에서 압력이 낮은 압축기(10) 측으로 냉매가 역류 할 수 있다. 냉매는 냉매유출구(152) 측에서 냉매유입구(151) 측으로 역류할 수 있다.
이에 따라, 역류하는 냉매는 플로팅 바디(120)가 응축기(20) 측에서 압축기(10) 측을 향해 이동하도록 플로팅 바디(120)를 가압할 수 있다. 역류하는 냉매에 의해 가압된 플로팅 바디(120)는 냉매유입구(151) 측으로 이동하여 냉매유입구(151)를 폐쇄시킬 수 있다. 예를 들어, 플로팅 바디(120)는 하부케이스 바닥벽(103a)과 접촉할 수 있다. 결국 압축기(10)의 정지시 플로팅 바디(120)는 메인 유로(150)를 폐쇄할 수 있고, 이에 따라 압축기(10) 내부로 냉매가 역류해 들어가지 않을 수 있다. 플로팅 바디(120)는 밸브 챔버(110) 내의 상부에서 하부 측으로 이동할 수 있다.
상기한 바와 같이, 압축기(10)가 갑작스럽게 정지되는 경우 냉매 역류, 오일 누설 및 냉동 사이클 장치의 효율 저하 등의 문제가 발생될 수 있다. 따라서, 압축기가 재운전될 수 있도록 압축기 내부공간(14)과 압축실(72, 74)이 빠르게 압력 평형에 도달한다.
플로팅 바디(120)는 메인 유로(150)를 폐쇄하면서, 바이패스 유로(160)를 개방시킬 수 있다.
바이패스 유로(160)는 바이패스 유입구(161), 바이패스 유출구(162), 중간 바이패스유로(163)를 포함할 수 있다.
압축기(10)의 정지시 플로팅 바디(120)는 하측으로 이동하여 냉매유입구(151)를 폐쇄하므로, 플로팅 바디(120)는 메인 유로(150)를 폐쇄시킬 수 있다. 또한, 바이패스 홈(123)과 바이패스 유입구(161) 및 바이패스 유출구(162)가 연결되므로 중간 바이패스유로(163)가 바이패스 유입구(161) 및 바이패스 유출구(162)와 연결될 수 있다. 즉, 플로팅 바디(120)는 냉매가 역류함에 따라 하측으로 이동하면서 바이패스 유입구(161) 및 바이패스 유출구(162)를 개방할 수 있다.
이 때, 압축기 내부공간(14)의 냉매 압력(P2)이 압축실의 냉매 압력(P1) 보다 높으므로 토출밸브(16)는 닫힌 상태 일 수 있다. 따라서, 압축기 내부공간(14)과 압축실(72, 74)이 압력 평형에 도달하기 위해 상대적으로 고압인 내부공간(14)의 냉매가스는 바이패스 유입구(161)를 통해 밸브 챔버(110) 내로 유입된 후, 중간 바이패스유로(163)를 거쳐 바이패스 유출구(162)로 흐를 수 있다. 바이패스 유출구(162)에서 유출된 냉매는 연결유로(180)를 거쳐 바이패스 유출관(101b)에서 상대적으로 저압인 압축기의 외부공간으로 유출될 수 있다.
압축기 외부공간은 압력이 냉매가스 압축 전 압축실(72, 74)의 압력과 동일하거나 비슷한 공간일 수 있다. 즉, 내부공간(14) 보다 저압인 공간이 될 수 있다. 예를 들어, 압축기의 외부공간은 연결관(52)이 될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고 압축기 외부공간은 제 2 가스측 배관(25), 어큐뮬레이터(50) 또는 흡입관(54)이 될 수 있다. 즉, 바이패스 유출구(162)는 제 2 가스측 배관(25), 어큐뮬레이터(50) 또는 흡입관(54)과 연결되는 것도 가능하다.
다만, 연결유로(180)는 생략될 수 있다. 예를 들어, 냉매가스는 바이패스 유입구(161), 중간 바이패스유로(163), 바이패스 유출구(162)를 차례로 거쳐 연결유로(180) 없이 직접적으로 외부로 토출될 수도 있다.
바이패스 유입구(161)는 케이싱(11)의 내부공간(14)과 연결될 수 있다. 즉, 바이패스 유입구(161)는 내부공간(14)의 고압을 빠르게 평압으로 만들도록 내부공간(14)과 연결될 수 있다. 다만, 밸브(100)가 케이싱(11) 내에 배치되어야 하는 것은 아니며 밸브(100)가 외부에 배치되더라도 내부공간(14)과 바이패스 유입구(161)를 연결하는 별도의 파이프(미도시)를 통해 연결될 수도 있다.
밸브(100)가 위치의 제한 없이 다양한 위치에 배치될 수 있으므로 압축기(10) 및 냉동 사이클 장치의 공간 활용도를 증대시킬 수 있다.
바이패스 유입구(161)가 상대적으로 고압인 내부공간(14)과 연결되고, 바이패스 유출구(162)가 상대적으로 저압인 압축기(10)의 외부공간과 연결될 수 있다.
다시 말하면, 플로팅 바디(120)의 이동에 의해 메인유로(150)가 폐쇄되면 내부공간(14)의 냉매는 바이패스 유입구(161)를 통해 밸브 챔버(110) 내로 유입될 수 있다. 밸브 챔버(110) 내의 냉매는 바이패스 유출구(162) 및 바이패스 유출관(101b)을 통해 외부공간으로 연결될 수 있다. 즉, 냉매는 바이패스 유출구(162) 및 바이패스 유출관(101b)을 통해 연결관(52)으로 흐를 수 있다(도 3 참조). 이에 따라 연결관(52)으로 흐른 냉매는 어큐뮬레이터(50)로 다시 흐를 수 있다. 어큐뮬레이터(50)를 지나는 냉매 중 액체 상태의 냉매는 어큐뮬레이터(50)에 남게 되고, 가스상태의 냉매만 다시 압축기(10)로 유입되도록 할 수 있다. 어큐뮬레이터(50)는 압축기(10)에 접하여 배치되고, 어큐뮬레이터(50)와 압축기(10)는 흡입관(54)을 통해 연결될 수 있다. 이에 따라, 냉매가스는 흡입관(54)을 통해 압축기(10)로 다시 유입될 수 있다. 흡입관(54)은 압축실(72, 74)로 냉매가 흡입되도록 압축실(72, 74)과 연결될 수 있다.
예를 들어, 메인유로(150)가 폐쇄되고 바이패스 유로(160)가 개방될 때, 토출밸브(16)가 토출유로(17)를 폐쇄하였음에도 불구하고, 내부공간(14)과 압축실(72, 74)은 바이패스 유로(160), 연결관(52), 어큐뮬레이터(50) 및 흡입관(54)을 통해 연결될 수 있다.
따라서, 내부공간(14)에 존재하던 냉매는 연결관(52)으로 흐르게 되고, 다시 어큐뮬레이터(50)를 지나 흡입관(54)으로 흐를 수 있다. 흡입관(54)으로 흐른 냉매가스는 압축실(72, 74)로 흐르므로 내부공간(14)과 압축실(72, 74)은 토출밸브(16)의 개방 없이도 평압에 도달할 수 있다. 즉, 내부공간(14)의 압력(P2)이 압축실(72, 74)의 압력(P1)에 가깝도록 떨어지게 할 수 있다.
상기한 과정을 통해, 압축기 압축실(72, 74)과 내부공간(14)의 압력 차이(P2-P1)가 운전 가능한 압력(P2'-P1')보다 작아지도록 할 수 있다. 즉, (P2'-P1') > (P2-P1)이 될 수 있다. 결국, 압축기(10)는 재운전될 수 있다.
평압은 압축실(72, 74)의 압력(P1)에 가까운 압력일 수 있다. 다만 평압의 크기는 이에 제한되지 않는다.
이에 따라 본 개시의 일 실시예에 따른 밸브(100)는 별도의 체크밸브 및 솔레노이드 밸브 없이 압축기 내부공간(14)의 압력이 압축실(72, 74) 및 어큐뮬레이터(50) 등의 압력과 빠르게 평압을 이루도록 하여 압축기가 조속히 재운전할 수 있도록 할 수 있다. 따라서, 냉동 사이클 장치의 생산비 및 재료비를 절감할 수 있다.
다시 말하면, 외부의 전기적 충격, 내부의 과도한 냉매 흡입 유량, 사이클상의 압력 맥동 등 다양한 원인에 의해 압축기가 갑작스럽게 정지될 수 있다. 일 예로, 압축실 압력(P1)이 너무 낮거나 내부공간의 압력(P2)이 너무 높아 압력차이(P2-P1)가 사이클이 압축기 운전이 가능한 압력차이(P2'-P1') 보다 클 경우 토출밸브(16)가 토출유로(17)를 개방시키지 못하고, 과부하방지장치(13)가 작동하여 구동유닛(60)을 정지시킬 수 있다.
압축기(10)가 정지됨에 따라 응축기(20)에서 압축기(10) 내로 냉매가 역류할 수 있는데, 밸브(100)의 플로팅 바디(120)가 냉매 역류에 의한 가압으로 하측으로 이동하면서 냉매유입구(151)를 폐쇄하여 냉매의 역류를 이를 방지할 수 있다.
이 때, 플로팅 바디(120)는 바이패스 유로(160)를 개방시킬 수 있다. 바이패스 유입구(161)는 압축기의 내부공간(14)과 직접적으로 연결되거나 별도의 파이프(미도시)를 통해 연결될 수 있다. 바이패스 유출구(162)는 압축기의 외부공간과 직접적으로 연결되거나 연결유로(180) 및 바이패스 유출관(101b)을 통해 압축기의 외부공간과 연결될 수 있다.
압축기 외부공간은 압력이 냉매가스 압축 전 압축실(72, 74)의 압력과 동일하거나 비슷한 공간일 수 있다. 즉, 내부공간(14) 보다 저압인 공간이 될 수 있다. 예를 들어, 압축기의 외부공간은 연결관(52)이 될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고 압축기 외부공간은 제 2 가스측 배관(25), 어큐뮬레이터(50) 또는 흡입관(54)이 될 수 있다. 즉, 바이패스 유출구(162)는 제 2 가스측 배관(25), 어큐뮬레이터(50) 또는 흡입관(54)과 연결되는 것도 가능하다.
그에 따라, 압력차에 의해 상대적으로 고압측인 내부공간(14)에서 냉매가스는 상대적으로 저압측인 외부공간으로 흐를 수 있다. 이를 통해, 내부공간의 압력(P2)과 압축실의 압력(P1)은 빠른 시간 내에 서로 평압을 이룰 수 있고, 내부공간의 압력과 압축실의 압력차이(P2-P1)가 압축기가 운전 가능한 압력 차이(P2'-P1') 보다 작아져 압축기(10) 및 냉동 사이클 장치(1)를 재운전시킬 수 있다.
도 9은 본 개시의 일 실시예에 따른 압축기의 정지시에 밸브의 단면을 도시한 도면이다.
전술한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고, 설명을 생략할 수 있다.
도 9 를 참조하면, 밸브(100)는 탄성부재(130)를 더 포함할 수 있다. 탄성부재(130)는 압축기(10)의 정지시 플로팅 바디(120)가 냉매유입구(151)를 빠르게 폐쇄할 수 있도록 플로팅 바디(120)를 가압할 수 있다. 예를 들어, 탄성부재(130)를 통해 빠르게 메인 유로(150)를 폐쇄하고 바이패스 유로(160)를 개방할 수 있다.
탄성부재(130)는 냉매유출구(152)와 플로팅 바디(120)의 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로는 제2케이스(102)의 제4부분(102d)에 배치될 수 있다. 다만, 탄성부재(130)의 위치는 이에 제한되는 것은 아니며 압축기(10)의 정지시 플로팅 바디(120)가 냉매유입구(151)를 빠르게 폐쇄할 수 있다면 다양한 위치에 배치될 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 압축기의 작동시에 밸브의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 11은 도 10에 따른 압축기의 정지시에 밸브의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
전술한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고, 설명을 생략할 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 밸브(100)는 고정 바디(170)를 더 포함할 수 있다. 고정 바디(170)는 밸브케이스(200)의 내부에 고정되어 마련될 수 있다.
고정 바디(170)는 복수의 고정바디 유입구(171)와 복수의 고정바디 유출구(172)를 포함할 수 있다. 복수의 고정바디 유입구(171)는 제1고정바디 유입구(171a)와 제2고정바디 유입구(171b)를 포함할 수 있다. 고정바디 유입구(171)는 냉매유입구(151)가 될 수 있다. 복수의 고정바디 유출구(172)는 제1고정바디 유출구(172a)와 제2고정바디 유출구(172b)를 포함할 수 있다. 복수의 고정바디 유입구(171)로 유입된 냉매가 복수의 고정바디 유출구(172)를 거쳐 냉매유출구(152)로 유출될 수 있다.
도면 10에서 제1고정바디 유입구(171a) 및 유출구(172a)가 제2고정바디 유입구(171b) 및 유출구(172b) 보다 크게 도시되었다. 예를 들어, 제2고정바디 유입구(171b)의 폭은 도 10에서 거리 "b"에 대응되고, 제2고정바디 유출구(172b)의 폭은 도 10 에서 거리 "B"에 대응될 수 있다. 따라서, 제2고정바디 유입구(171b)와 제2고정바디 유출구(172b)는 서로 다른 폭을 가질 수 있으며, "B"는 "b" 보다 크다. 예를 들어, 제1고정바디 유입구(171a)와 제1고정바디 유출구(172a)는 서로 같을 수 있고, 각각은 거리 "B" 보다 클 수 있다. 그러나, 본 개시는 상기한 폭의 예에 제한되는 것이 아니다. 또한, 고정바디 유입구(171)와 고정바디 유출구(172)는 각각 복수의 유입구/유출구가 아닌 하나의 유입구/유출구로 형성될 수 있다.
플로팅 바디(120)는 복수의 플로팅 바디로 마련될 수 있다. 예를 들어, 복수의 플로팅 바디(120)는 제1플로팅 바디(121)와 제2플로팅 바디(122)를 포함할 수 있다.
제1플로팅 바디(121)는 고정 바디(170)의 상부(위)에 배치될 수 있다. 즉, 제1플로팅 바디(121)는 복수의 고정바디 유입구(171)의 상부(위)에 배치될 수 있다. 따라서, 일 예에서, 제1플로팅 바디(121)도 복수의 제1플로팅 바디(121)로 마련될 수 있다. 제1플로팅 바디(121)는 고정바디 유입구(171)의 상부(위)에 위치하여 메인 유로(150)를 개폐할 수 있다. 따라서, 압축기(10)의 운전시 제1플로팅 바디(121)는 고정바디 유출구(172)를 개방할 수 있고, 압축기(10)의 정지시 냉매 역류를 방지하도록 제1플로팅 바디(121)는 고정바디 유출구(172)를 폐쇄할 수 있다. 예를 들어, 역류하는 냉매는 제1플로팅 바디(121)가 응축기(20) 측에서 압축기(10) 측을 향해 이동하도록 제1플로팅 바디(121)를 가압할 수 있다. 역류하는 냉매에 의해 가압된 제1플로팅 바디(121)는 고정바디 유출구(172) 측을 향해 이동하여 고정바디 유출구(172)를 폐쇄시킬 수 있다. 예를 들어, 제1플로팅 바디(121)는 고정바디 유출구(172)를 폐쇄시키도록 고정 바디(170)의 상부에 접촉될 수 있다.
제2플로팅 바디(122)는 고정 바디(170)의 내 공간에 배치될 수 있다. 제2플로팅 바디(122)는 고정 바디(170) 내에 배치되어 바이패스 유로(160)를 개폐할 수 있다. 따라서, 제2플로팅 바디(122)는 바이패스 유로(160)를 개폐할 수 있다. 예를 들어, 제2플로팅 바디(122)는 압축기(10) 운전시 바이패스 유출구(162)를 폐쇄하고, 압축기(10)의 정지시 바이패스 유출구(162)를 개방할 수 있다. 예를 들어, 제2플로팅 바디는 바이패스 유출구(162)를 개방시키도록 고정 바디(170)의 바닥부에 접촉될 수 있다. 이에 따라, 내부공간(14)은 빠르게 평압에 도달할 수 있다.
복수의 플로팅 바디(120)는 각각 중공부를 포함할 수 있다. 즉, 제1플로팅 바디(121)는 제1플로팅 바디 중공부(121a)를, 제2플로팅 바디(122)는 제2플로팅 바디 중공부(122a)를 포함할 수 있다.
제1플로팅 바디 중공부(121a)는 냉매유출구(152) 보다 작게 형성될 수 있고, 제2플로팅 바디 중공부(122a)는 냉매유입구(151)보다 작게 형성될 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 냉매유출구(152)는 거리 "A"에 대응하는 폭을 가질 수 있다. 제1플로팅 바디(121)에 마련되는 개구 또는 제1플로팅 바디의 중공부(121a)는 거리 "a"에 대응하는 폭(예를 들어, 직경)을 가질 수 있다. 예를 들어, 거리 "A"는 거리 "a"보다 클 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 플로팅 바디(122)에 마련되는 개구 또는 제2플로팅 바디 중공부(122a)는 거리 "b"에 대응하는 폭(예를 들어, 직경)을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2고정바디 유출구(172b)의 폭은 도 10에서 거리 "B"로 표시되고, 거리 "B"는 거리 "b"보다 크다.
본 개시의 일 실시예에서 고정바디 유입구(171)는 냉매유입구(151)가 될 수 있다. 예를 들어, 제1고정바디 유입구(171a)와 제2고정바디 유입구(171b)는 냉매유입구(151)가 될 수 있다.본 개시의 일 실시예에서 메인유로(150)는 고정바디 유입구(171)와, 고정바디 유출구(172)와, 제1분기유로(154a)와, 제2분기유로(154b)와, 합류유로(155)와, 냉매유출구(152)를 포함할 수 있다. 도 10을 참조하면, 고정바디 유입구(171)로 유입되는 냉매는 제1분기유로(154a) 또는 제2분기유로(154b)를 지나 합류유로(155)에서 합쳐질 수 있다. 합류유로(155)를 지난 냉매는 냉매유출구(152)를 통해 밸브 챔버(110)의 외부로 흐를 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서 바이패스 유로(160)는 제2고정바디 유입구(171b)와, 제2분기유로(154b)와, 바이패스 유출구(162)를 포함할 수 있다. 제2고정바디 유입구(171b)는 바이패스 유입구(161)가 될 수 있다. 도 11을 참조하면, 제2고정바디 유입구(171b)로 유입되는 냉매는 제2분기유로(154b)를 지나 바이패스 유출구(162)를 통해 밸브 챔버(110)의 외부로 흐를 수 있다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 압축기의 작동시에 밸브의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 13은 도 12에 따른 압축기의 정지시에 밸브의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
전술한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고, 설명을 생략할 수 있다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 플로팅 바디(120)는 복수의 바디부(120a, 120b)를 포함할 수 있다. 복수의 바디부(120a, 120b)는 제1바디부(120a)와 제2바디부(120b)를 포함할 수 있다. 복수의 바디부(120a, 120b)는 일체로 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고 별도로 형성되는 것도 가능하다.
제1바디부(120a)는 밸브 챔버(110) 내에서 일측에 마련될 수 있고, 제2바디부(120b)는 밸브 챔버(110) 내에서 타측에 마련될 수 있다. 예를 들어, 밸브 챔버(110)가 원통형인 경우, 제1바디부(120a)는 밸브 챔버(110)의 반경 방향 일측에 배치되고, 제2바디부(120b)는 밸브 챔버(110)의 반경 방향 타측에 배치될 수 있다. 바이패스 유로(160)는 제1바디부(120a)와 밸브 챔버(110) 벽 사이에 형성될 수 있다. 즉, 바이패스 유로(160)는 제1바디부(120a)와 밸브케이스(200) 사이에 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고 제2바디부(120b)와 밸브케이스(200)의 사이에 형성될 수도 있다. 제1바디부(120a)는 냉매유입구(151)를 개폐할 수 있다. 따라서, 제1바디부(120a)는 압축기(10) 운전시 냉매유입구(151)를 개방하고 압축기(10) 정지시 냉매유입구(151)를 폐쇄하여 밸브 챔버(110) 내의 냉매 흐름을 조절할 수 있다. 예를 들어, 역류하는 냉매는 제1바디부(120a)가 응축기(20) 측에서 압축기(10) 측을 향해 이동하도록 제1바디부(120a)를 가압할 수 있다. 역류하는 냉매에 의해 가압된 제1바디부(120a)는 냉매유입구(151) 측을 향해 이동하여 냉매유입구(151)를 폐쇄시킬 수 있다.
밸브 챔버(110) 내에서 제1바디부(120a)가 하부로 이동함에 따라 제1바디부(120a)는 바이패스 유로(160)를 개방시킬 수 있다. 제1바디부(120a)는 바이패스 유입구(161) 및 바이패스 유출구(162)를 개방시켜 중간 바이패스유로(163)를 통해 압축기 케이싱(11) 내의 냉매가 케이싱(11)의 외부로 흐르도록 할 수 있다. 이 때, 바이패스 유입구(161)는 케이싱(11) 내부와 연결되고, 바이패스 유출구(162)는 케이싱(11) 외부와 연결될 수 있다. 다만, 직접적으로 연결되는 것만은 아니고 별도의 연결관 등을 통해 연결될 수도 있다.
밸브(100)는 실링부재(140)를 더 포함할 수 있다. 실링부재(140)는 복수의 실링부(140a, 140b, 140c)를 포함할 수 있다. 복수의 실링부(140a, 140b, 140c)는 제1실링부(140a), 제2실링부(140b), 제3실링부(140c)를 포함할 수 있다. 제1실링부(140a)는 복수의 실링부(140a, 140b, 140c) 중 밸브 챔버(110) 내에서 가장 상부에 배치될 수 있다. 제2실링부(140b)는 제1실링부(140a)와 연결되어 상하방향으로 연장될 수 있다(예를 들어, 밸브 챔버(110)의 축 방향으로). 제3실링부(140c)는 제2실링부(140b)와 연결될 수 있다. 제3실링부(140c)는 복수의 실링부(140a, 140b, 140c) 중 밸브 챔버(110) 내에서 가장 하부에 배치될 수 있다. 실링부재(140)는 밸브케이스(200)와 제1바디부(120a) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 실링부재(140)는 바이패스 유로(160)가 형성되는 영역에 배치될 수 있다. 이를 통해, 실링부재(140)는 압축기(10) 정지시 바이패스 유로(160)에서 냉매가 새어 나가는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 실링부재(140)는 압축기(10) 정지시 중간 바이패스유로(163)에서 메인 유로(150)로 냉매가 새어 나가는 것을 방지할 수 있다
바이패스 유입구(161)는 하부에 배치되고, 바이패스 유출구(162)는 상부에 배치될 수 있다. 다만, 바이패스 유입구(161) 및 바이패스 유출구(162)의 위치는 이에 제한되는 것은 아니다.
도 12를 참조하면, 냉매유입구(151)를 통해 밸브 챔버(110) 내로 유입된 냉매는 밸브 챔버(110) 내부에 형성되는 내부유로(156)를 지나 냉매유출구(152)를 통해 밸브 챔버(110)의 외부로 흐를 수 있다.
도 13을 참조하면, 바이패스 유입구(161)를 통해 밸브 챔버(110) 내로 유입된 냉매는 중간 바이패스유로(163)를 지나 바이패스 유출구(162)를 통해 밸브 챔버(110)의 외부로 흐를 수 있다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 압축기의 작동시에 밸브의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 15는 도 14에 따른 압축기의 정지시에 밸브의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
전술한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고, 설명을 생략할 수 있다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 밸브(100)는 상부 가드벽(201), 하부 가드벽(202), 가이드벽(203)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 밸브케이스(200)는 상부 가드벽(201), 하부 가드벽(202), 가이드벽(203)을 더 포함할 수 있다.
상부 가드벽(201)은 제1플로팅 바디(121)가 밸브케이스(200) 외부로 이탈되지 않도록 제1플로팅 바디(121)의 상부(위)에 형성될 수 있다. 상부 가드벽(201)은 냉매유출구(152)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 압축기(10)의 정지시에 역류하는 냉매는 제1플로팅 바디(121)가 응축기(20) 측에서 압축기(10) 측을 향해 이동하도록 제1플로팅 바디(121)를 가압할 수 있다. 역류하는 냉매에 의해 가압된 제1플로팅 바디(121)는 밸브 챔버(110) 내의 상부에서 하부로 이동(냉매유입구(151)를 향해)하여 메인 유로(150)를 폐쇄할 수 있다. 예를 들어, 제1플로팅 바디(121)는 메인 유로(150)를 폐쇄시키도록 제1플로팅 바디(121)가 고정바디(170)의 상부에 접촉할 때까지 아래로 이동할 수 있다.
하부 가드벽(202)은 제2플로팅 바디(122)가 밸브케이스(200) 외부로 이탈되지 않도록 제2플로팅 바디(122)의 하부(아래)에 형성될 수 있다. 하부 가드벽(202)은 냉매유입구(151)를 형성할 수 있다.
가이드벽(203)은 제2플로팅 바디(122) 및 냉매의 흐름을 가이드하도록 상향 경사지게 형성될 수 있다. 가이드벽(203)에는 바이패스 유입구(161) 및 바이패스 유출구(162)가 형성될 수 있다.
제2플로팅 바디(122)는 가이드벽(203)에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 제2플로팅 바디(122)는 상향 경사지게 형성될 수 있다. 제2플로팅 바디(122)는 바이패스 유로(160)를 개폐할 수 있다. 제2플로팅 바디(122)는 바이패스 유입구(161) 및 바이패스 유출구(162)를 모두 개폐할 수 있다. 예를 들어, 밸브 챔버(110) 내에서 제2플로팅 바디(122)가 하부로 이동함에 따라 제2플로팅 바디(122)는 바이패스 유로(160)를 개방시킬 수 있다. 제2플로팅 바디(122)는 바이패스 유입구(161) 및 바이패스 유출구(162)를 개방시켜 중간 바이패스유로(163)를 통해 압축기 케이싱(11) 내의 냉매가 케이싱(11)의 외부로 흐르도록 할 수 있다. 이 때, 바이패스 유입구(161)는 케이싱(11) 내부와 연결되고, 바이패스 유출구(162)는 케이싱(11) 외부와 연결될 수 있다. 다만, 직접적으로 연결되는 것만은 아니고 별도의 연결관 등을 통해 연결되는 것 또한 가능하다.
도 14를 참조하면, 냉매유입구(151)를 통해 유입된 냉매는 제1메인유로(153)와 제2메인유로(154)를 지나 냉매유출구(152)를 통해 밸브 챔버(110)의 외부로 흐를 수 있다.
도 15를 참조하면, 바이패스 유입구(161)를 통해 밸브 챔버(110) 내로 유입된 냉매는 중간 바이패스유로(163)를 지나 바이패스 유출구(162)를 통해 밸브 챔버(110)의 외부로 흐를 수 있다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 압축기의 단면을 도시한 도면이다. 도 17은 도 16에 따른 압축기의 작동시에 밸브의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 18은 도 16에 따른 압축기의 정지시에 밸브의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
전술한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고, 설명을 생략할 수 있다.
도 16 내지 도 18을 참조하면, 토출관(12)은 복수의 토출관으로서 마련될 수 있다. 복수의 토출관은 제1토출관(12a)과 제2토출관(12b)을 포함할 수 있다.
압축기 내부공간(14)에 존재하는 고압의 냉매는 제1토출관(12a)과 제2토출관(12b)을 통해 응축기로 흐를 수 있다.
밸브(100)는 플레이트 내에 형성될 수 있다. 예를 들어, 밸브(100)의 밸브 챔버(110)는 별도의 케이스가 없이 형성될 수 있다. 따라서, 재료비 및 생산비를 절감할 수 있다.
압축기(10)는 냉매를 압축하는 압축실(72, 74)과, 압축실(72, 74)로 냉매를 흡입하는 냉매흡입관(54)을 포함할 수 있다.
밸브(100)는 바이패스 유로(160)가 내부공간(14)에서 냉매흡입관(54)으로 냉매를 유출하도록, 내부공간(14)과 냉매흡입관(54)의 사이에 배치될 수 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, 압축기(10)의 운전시 플로팅 바디(120)는 메인 유로(150)를 개방시킬 수 있다. 즉, 플로팅 바디(120)는 냉매유입구(151) 및 냉매유출구(152)를 개방시킬 수 있다. 다시 말하면, 압축기(10)의 운전시 압축기(10)의 내부공간(14)과 연결된 냉매유입구(151)를 통해 밸브 내로 냉매가 유입될 수 있다. 냉매유입구(151)로 유입된 냉매는 밸브 챔버(110)와 냉매유출구(152)를 거쳐 제2토출관(12b)으로 흐를 수 있다. 이 때, 바이패스 유입구(161)와 바이패스 유출구(162)는 플로팅 바디(120)에 의해 폐쇄될 수 있다.
도 18에 도시된 바와 같이, 압축기(10)의 정지시 플로팅 바디(120)는 메인 유로(150)를 폐쇄시킬 수 있다. 플로팅 바디(120)는 냉매유입구(151) 및 냉매유출구(152)를 폐쇄시킬 수 있다. 이 때, 플로팅 바디(120)는 바이패스 유로(160)를 개방시킬 수 있다. 예를 들어, 플로팅 바디(120)는 바이패스 유입구(161)와 바이패스 유출구(162)를 개방시킬 수 있다. 다시 말하면, 압축기(10)의 정지시 내부공간(14)과 연결된 바이패스 유입구(161)로 유입된 냉매는 밸브 챔버(110) 내를 거쳐 바이패스 유출구(162)와 연결유로(180)를 통해 흡입구(92)와 연결된 공간으로 흐를 수 있다. 이에 따라, 내부공간(14)과 압축실(72, 74)은 도 8 등에서 상기한 바와 동일하게 평압에 도달할 수 있다.
이상에서는 특정의 예시적인 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 한정되지 않으며, 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 개시의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 케이싱;
    상기 케이싱 내에 배치되는 구동유닛;
    상기 구동유닛과 결합되어 냉매를 압축하도록 구성되는 압축유닛; 및
    상기 케이싱 내의 상기 냉매의 흐름을 제어하도록 구성되는 밸브를 포함하고,
    상기 밸브는,
    상기 냉매가 흐르는 메인 유로로서, 상기 메인 유로는 냉매 유입구 및 냉매 유출구를 포함하는 메인 유로를 포함하는 밸브 챔버;
    상기 메인 유로를 개폐하도록 상기 밸브 챔버 내에 배치되는 플로팅 바디; 및
    상기 밸브 챔버 내에 형성되어 상기 플로팅 바디에 의해 개폐되는 바이패스 유로로서, 상기 구동유닛이 정지되고 상기 바이패스 유로가 상기 플로팅 바디에 의해 개방되면 상기 냉매가 우회되도록 하는 바이패스 유로;를 포함하는 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플로팅 바디는,
    상기 구동유닛의 운전시 상기 메인 유로를 개방하도록 구성되고,
    상기 구동유닛의 정지시 상기 플로팅 바디가 상기 메인 유로를 폐쇄하도록 구성되고 상기 바이패스 유로를 개방하도록 구성되는 압축기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 바이패스 유로는 바이패스 유입구 및 바이패스 유출구를 포함하고,
    상기 구동유닛의 운전시, 상기 플로팅 바디는 상기 바이패스 유입구 및 상기 바이패스 유출구 중 적어도 하나를 폐쇄하도록 구성되고,
    상기 구동유닛의 정지시, 상기 플로팅 바디는 상기 냉매 유입구 및 상기 냉매 유출구 중 적어도 하나를 폐쇄하도록 구성되는 압축기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 밸브는,
    상기 구동유닛의 정지시 상기 플로팅 바디가 상기 냉매 유입구를 폐쇄하도록 상기 플로팅 바디를 탄성 가압하도록 구성되는 탄성부재를 더 포함하는 압축기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 구동유닛의 운전 동안 상기 바이패스 유로로 상기 냉매가 누설되지 않도록 상기 밸브 챔버 및 상기 플로팅 바디의 사이에 배치되는 실링부재를 더 포함하는 압축기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 냉매 유입구는 상기 밸브 챔버의 하부에, 상기 냉매 유출구는 상기 밸브 챔버의 상부에 형성되며,
    상기 탄성부재는 상기 밸브 챔버의 상부와 상기 플로팅 바디의 사이에 배치되고,
    상기 바이패스 유로는 상기 플로팅 바디의 외주면을 따라 배치되는 압축기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 플로팅 바디는 복수의 플로팅 바디를 포함하고,,
    상기 복수의 플로팅 바디는 상기 밸브 챔버 내 상부에 배치되는 제1플로팅 바디와, 상기 제1플로팅 바디의 아래에 배치되는 제2플로팅 바디를 포함하는 압축기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 밸브는, 상기 밸브 챔버 내에 배치되고, 상기 냉매가 상기 메인 유로 또는 상기 바이패스 유로를 따라 흐르도록 하는 고정바디를 더 포함하고,
    상기 제1플로팅 바디는 상기 메인 유로를 개폐하도록 상기 고정바디의 위에 배치되고,
    상기 제2플로팅 바디는 상기 바이패스 유로를 개폐하도록 상기 고정바디의 내부 공간 속에 배치되는 압축기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 플로팅 바디는 각각 중공부를 포함하고,
    상기 제1플로팅 바디는 상기 냉매 유출구 보다 작게 형성되는 상기 제1플로팅 바디 중공부를 포함하고,
    상기 제2플로팅 바디는 상기 고정바디의 유입구 보다 작게 형성되는 제2플로팅 바디의 중공부를 포함하는 압축기.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 플로팅 바디는, 상기 밸브 챔버 내의 제1측에 배치되는 제1플로팅 바디와, 상기 밸브 챔버 내의 제2측에 배치되는 제2플로팅 바디를 포함하고,
    상기 바이패스 유로는 상기 밸브 챔버와 상기 제1플로팅 바디 및 제2플로팅 바디 중 적어도 하나의 사이에 형성되고,
    상기 구동유닛의 정지시 상기 바이패스 유로에서 상기 냉매가 누설되지 않도록 상기 바이패스 유로가 형성되는 영역에 배치되는 실링부재를 더 포함하는 압축기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 압축기는 상기 냉매를 압축하도록 구성되는 압축실과, 상기 압축실로 상기 냉매를 흡입하도록 구성되는 냉매흡입관을 포함하고,
    상기 밸브는 상기 바이패스 유로가 상기 케이싱의 내부공간에서 상기 냉매흡입관으로 상기 냉매를 배출하도록, 상기 케이싱의 내부공간과 상기 냉매흡입관의 사이에 배치되는 압축기.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 실링부재는 테프론을 포함하는 압축기.
  13. 응축기;
    상기 응축기와 연결되는 팽창기;
    상기 팽창기와 연결되는 증발기;
    상기 증발기와 연결되며 냉매를 압축시키도록 구성되는 압축기; 및
    상기 압축기에서의 상기 냉매 흐름을 제어하도록 구성되며, 상기 압축기의 외부 또는 내부 중 적어도 하나에 배치되는 밸브를 포함하고,
    상기 밸브는,
    냉매 유입구 및 냉매 유출구를 포함하는 밸브 챔버;
    상기 밸브 챔버 내에 배치되고, 상기 밸브 챔버로의 냉매 흐름 및 상기 밸브 챔버 외부로의 냉매 흐름을 제어하도록 구성되는 플로팅 바디; 및
    상기 밸브 챔버 내에 형성되고, 상기 플로팅 바디의 이동에 기초하여 개방되거나 폐쇄되는 바이패스 유로로서, 상기 압축기의 정지시 상기 바이패스 유로는 상기 플로팅 바디의 이동에 기초하여 개방되는 바이패스 유로;를 포함하는 냉동 사이클 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 플로팅 바디는,
    상기 압축기의 운전시 상기 바이패스 유로를 폐쇄하도록 구성되고,
    상기 압축기의 정지시 상기 바이패스 유로를 개방하도록 구성되는 냉동 사이클 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 밸브는,
    상기 냉매 유입구로부터 상기 냉매 유출구로 상기 냉매가 흐르도록 상기 밸브 챔버 내에 형성되는 메인 유로; 및
    상기 플로팅 바디를 탄성 가압하도록 구성되는 탄성부재를 더 포함하고,
    상기 탄성부재는 상기 압축기의 정지시 상기 플로팅 바디가 상기 메인 유로를 폐쇄하도록 상기 밸브 챔버와 플로팅 바디의 사이에 배치되는 냉동 사이클 장치.
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