KR920007304Y1 - 스크류 압축기용 리프트 밸브 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

스크류 압축기용 리프트 밸브

제1도는 스크류 압축기의 개략적 구조도.

제2도는 본 고안의 리프트 밸브가 적용설치되어 토출공을 폐쇄하고 있는 상태도.

제3도는 제2도의 상태에서 본 고안의 리프트밸브가 토출공을 개방하고 있는 상태도.

제4도는 본 고안 리프트 밸브의 분해사시도.

제5도는 본 고안 리프트 밸브의 작동 개념도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 로우터케이싱 11 : 메일로우터

12 : 피메일로우터 131 : 토출공

7 : 밸브로드 71 : 로드헤드

73,74 : 가이드홈

본 고안은 냉동 공조 설비를 구성하는 압축기 기종중의 하나인 스크류 압축기(screw compressor)에 부가적으로 장착하여 압축기의 효율을 높여줄 수 있도록한 리프트 밸브(lift valve)에 관한 것이며, 더욱 상세히는 스크류압축기에 있어서의 암수로우터(rotor)의 치형(齒形)공간의 비례값인 Vi값(built-in volum ratio)의 임의조설이 가능하도록 함으로써 고정된 Vi값을 가지게 되어 있는 스크류 압축기로하여금 2단계의 Vi값을 갖도록 부가 장착되는 Vi-리프트 밸브에 관한 것이다.

통상적으로 압축기는 냉동 공조설비에 있어서 저온저압의 개스를 흡입하여 고온 고압으로 만들어 주는 역할을 하는 주요 기기인 바, 스크류 압축기는 최근들어 그성능과 신뢰성이 입증되면서, 왕복동 압축기의 대체기종으로 냉동, 냉장, 공조를 비롯한 다양한 산업분야에서 대용량으로 부터 소용량에 이르기까지 사용범위가 확대되고 있다.

이와같은 종래 스크류 압축기 구조는 케이싱내에 한쌍의 암수로우터를 조합, 삽설하여 이들이 회전함에 따라 로우터의 치형공간과 케이싱과의 공간용적이 변화됨으로써 저온 저압의 개스를 압축하여 고온 고압으로 전환시켜주도록 구성되어 있는 것이다.

또한, 스크류식 압축기에 있어서, 축수방향 토출구(Axial port)와 원주방향 토출구(Radial discharge port)의 크기는 요구되는 최고 압력비 조건에 의해 결정되는바, Vi값은 결국 양자의 토출구의 크기에 따라 달라지게되며, 통상, 스크류 압축기에 있어서의 용량제어는 왕복동 피스턴 밸브를 이동시켜 메일로우터(Male Rotor)상부 케이싱에 위치한 다수개의슬로트(slot)를 순차적으로 개폐함으로써 흡입개스를 적량 바이페스(By-pass)시키는 방식에 의하여 용량제어가 이루어 지도록 구성되어 있다.

이러한 작동구조를 가지는 종래의 스크류 압축기를 사용함에 있어서는 다음과 같이 개선되어야할 문제점이 있다. 즉, 스크류 압축기에 있어서는 삽설된 로우터의 치형을 변화시켜주지 않는 한, 토출이 개시될때의 이론적인 암수 로우터 물림 치형공간과 흡입이 종료되었을 때의 치형 공간과의 비교값(Vi)이 단일의 고정값으로 될 수 밖에 없는 것이다.

따라서, 로우터 치형이 부하조건에 따라 변화하는 것이 불가능한 종래의 스크류 압축기에 있어서는 부하조건에 따라 미압축(under-compression) 또는 과압축(over-compression)과 같은 문제점이 발생되어 압축기 효율이 저하되는 주요인으로 작용하는 바, 이와같은 문제점은 스크류 압축기의 Vi값이 부하조건에 관계없이 항상 일정한 값으로 되어 있기 때문인 것이다.

본 고안은 상기한 종래의 문제점을 시정 보완하기 위해서 안출한 것이며, 본 고안의 구성을 설명하기 전에 먼저 공지된 스크류 압축기의 기술구성과 작동과정을 첨부도면 제1도에 의해서 상세히 설명한다.

제1도는 통상의 스크류식 압축기의 개략적인 구조를 도시하는 것으로 로우터 케이싱(1)의 좌측단에는 모터케이싱(2)이 플랜지접합방식에 의해 밀폐장착되어 그 내측에 전동모터(3)가 내설되는바, 모터 케이싱(2)의 좌측단부에는 냉매입구(21)가 공설되어 냉동, 공조 설비 시스템의 냉매 반환 배관(Return-Line)이 접속되도록되어 있다.

또한, 로우터 케이싱(1)의 우측단에는 냉매토출케이싱(4)이 역시 플랜지 접합에 의해 밀폐 착설되어 그 우측단에 냉매토출구(41)가 설치되어 있으며, 냉매출구 케이싱(4)의 외주연에는 오일 분리기(oil-separator)(5)가 동일한 접합수단에 의해 밀폐포설됨과 동시에 그 우측단부에 냉매송출구(51)가 설치되어 냉동, 공조 설비 시스템의 냉매송출배관이 접속되도록 되어 있다.

또한 이와같이 통상의 스크류압축기에 있어 냉매압축 구성은 다음과 같다.

즉, 로우터케이싱(1) 내에는 한쌍의 암수로우터가 내설되는바, 전동모터(3)의 샤프트(31)는 메일로우터(11)의 로우터 샤프트(111)가 직결되어 있어 전동모터(3)의 회전에 따라 메일로우터(11)가 회동하게되고, 제2도에 도시된 바와같이 이와 맞물린 피메일 로우터(12)가 연동함으로써 메일로우터(11) 및 피메일로우터(13)와 케이싱 내주면(13)사이의 저형공간과의 공간용적이 변화되어 이들 사이에는 로우터(11),(12)의 축방향 좌측단으로부터 흡입력이 야기되고, 측방향 우측단 및 우측단에 가까운 원주방향으로는 압축 및 토출력이 발생되게 된다.

따라서, 냉매입구(21)로부터 흡입된 냉매개스는 로우터(11),(12)를 통과하면서 고온, 고압으로 압축되어 냉매토출구(41)를 거쳐 오일분리기(5)내로 토출된후, 압축과 정에서 혼입된 윤활유가 제거된 순수한 냉매만이 냉매 송출구(51)를 통하여 송출되는 것이다.

한편, 메일로우터(11)와 인접한 로우터케이싱(1) 상부에는 피스턴 밸브(6)가 내삽되도록 실린더 호울(61)이 축방향으로 평행하게 설치되어 있는바, 이는 케이싱 내주면(13)과 실린더 호울(61) 사이에 수직으로 연통되게 설치한 다수개의 슬로트(62)들을 피스턴밸브(6)의 왕복동 운동에 의해 순차적으로 개폐함으로써 압축기의 용량을 제어키 위한 것으로 피스턴밸브(6)가 후진함에 따라 슬로트(62)가 순차적으로 개방되면 메일 로우터(11)의 원주방향으로 생성된 토출력에 의해 냉메가 개방된 슬로트(62)의 개구면적에 비례하여 로우터케이싱(1) 상부에 형성된 바이패스관로(63)를 통해서 바이패스되도록함으로써 냉매토출구(41)로 토출되는 냉매의 토출량을 조절하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 기술내용은 공지한 것이며, 본 고안은 이와같은 용량조절 시스템이 부설된 종래의 스크류식 압축기에 적용설치하여 서두에서 언급한 바와같은 Vi값의 2단계 조절이 가능토록하기 위한 것으로, 그 작동원리는 대체로 전술한 피스턴밸브에 의한 용량제어 수단과 유사하나, 전술한 용량제어 수단이 순차적 비례제어 방식임에 비하여 본 고안의 리프트밸브는 단동 피스턴밸브에 의해 별도의 토출구를 개폐하는 2단계 제어방식에 의하여 원주방향토출구의 크기를 변화시켜 줌으로써 압축기로 하여금 2단계의 Vi값을 가지도록하려는 것으로 그 구조는 제2도 내지 4도에 극명히 도시되어 있는바, 본 고안의 리프트 밸브는 케이싱 내주면(13)상의 토출구역 내에 위치하도록 일측 또는 양측의 로우터(11),(12)상의 로우터 케이싱(1) 상부로부터 삽설되나, 편의상 이하에서는 메일로우터(11)상에 설치한 경우를 예로들어 설명키로 한다.

본 고안 리프트 밸브의 밸브로드(7)는 폐쇄작동시 그 선단부가 메일로우터(11)측의 케이싱 내주면(13)상에 설치된 토출공(131)을 동일 평면상에서 폐쇄토록되어 있는바, 밸브로드(7)의 상단부에는 로드헤드(71)가 일체로 부설되어 있어 그 내측으로 스프링(72)이 탄지되며, 로우터케이싱(1)에는 로드헤드(71) 및 밸브로드(7)의 외경과 같은 크기의 내경을 가지는 가이드홈(73),(74)이 설치되어 그 내측에서 밸브로드(7)가 섭동하여 토출공(13)을 개폐토록함을 특징으로한 것이다.

이와같은 본 고안의 특징적 기술구성과 작동상태를 도시한 제2도는 토출공(131)이 폐쇄된 상태를 보인 것이고, 제3도는 토출공(131)이 개방된 상태를 나타낸 것으로서, 이들에 대한 작동상태를 제5도에 도시된 작동개념도에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 가이드홈(73)의 상부에는 유압쵸우크(choke)(75)을 가진 플러그(76)가 기밀하게 착설되어(제2도내지 제4도에 도시) 제5도에 도시된 바와같이 장치내의 유압파일럿(pilot)회로배관(P)이 공지의 접속수단에 의해 연결되어 슬레노이드 밸브 S₁, S₂의 선택적 개폐조작에 의해 가이드홀(73)내로 작동유체를 공급함으로써 로드헤드(71)를 하방으로 압지하여 밸브로드(7)의 선단부가 토출공(131)을 폐쇄토록하거나, 가이드홀(73)내의 작동유체를 환수하여 스프링(72)의 탄발력에 의해 로드헤드(71)가 상승토록하여 토출공(131)이 개방되도록하며, 이와같이 함으로써 냉매개스가 완전히 압축되어 메일로우터(11)의 우측단부에서 토출되도록하거나(제5도에 화살표 "A"로 도시) 완전히 압축되기 이전에 냉매 개스 일부를 토출공(131)을 통하여 장치내로 환류(제5도에 화살표 "B"로 도시)시킴으로써 전술한 바와같이 스크류 압축기로 하여금 2단계의 Vi값을 갖도록하는 것이다. 이렇게된 본 고안은 용량조절시스템이 부착된 공지의 스크류 압축기에 본 고안의 리프트밸브를 설치하므로서 원주방향 토출구의 크기를 2단계로 조절할 수 있게되어 하나의 압축기에 2단계의 Vi값을 가질 수 있게 한 것이고, 부분 부하시 또는 저압력비를 유지할 필요가 있는 경우 압축기의 실제 압축비 조절이 가능하게되며 단동피스턴 밸브와 같은 구조로된 Vi리프트 밸브에 의해 별도의 원주방향 토출구를 개폐토록함으로서 밸브의 개폐에 따라 Vi값이 전부하시의 압력비에 준한 값으로 유지되거나 Vi값이 상승하여 미압축을 보상해줄 수 있도록하여 압축기의 동특성인 단열효율을 증가시킬 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 공지의 스크류식 압축기에 설치된 메일로우터(11)의 토출구역내의 케이싱 내주면(13) 상부에 토출공(131)을 형성하고 토출공(131) 상부의 로우터케이싱(1)에 가이드홀(73)(74)을 형성하며, 가이드홀(73)(74)내에는 단부에 로드헤드(71)가 일체로 부설된 밸브로드(7)를 섭동가능하게 스프링(72)으로 탄설하여 토출공(131)을 밸브로드(7)의 하단부가 개폐토록함을 특징으로하는 스크류 압축기용 리프트 밸브.