KR100629873B1

KR100629873B1 - 용적 가변형 로터리 압축기 및 이의 운전 방법 및 이를적용한 에어콘의 운전 방법

Info

Publication number: KR100629873B1
Application number: KR1020040062096A
Authority: KR
Inventors: 마사오오즈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-08-06
Filing date: 2004-08-06
Publication date: 2006-09-29
Also published as: KR20060013223A; WO2006014083A9; JP4516122B2; WO2006014083A1; CN1993554A; CN1993554B; US20080314053A1; JP2008508473A

Abstract

본 발명은 용적 가변형 로터리 압축기 및 이의 운전 방법 및 이를 적용한 에어컨의 운전 방법에 관한 것으로, 본 발명은 복수 개의 토출구를 형성하고, 그 중 한 개의 토출구는 흡입구에 선택적으로 연결하도록 압차에 따라 슬라이딩밸브에 의해 개폐되는 바이패스구멍에 연결함으로써, 압축기의 용적가변운전시 냉동능력저하율을 높여 에어콘의 다양한 조절이 가능하도록 하고, 압축기와 이를 채용한 에어콘의 불필요한 전력낭비를 줄일 수 있다.

또, 저렴하고 신뢰성 높은 파일로트밸브를 이용하여 슬라이딩밸브의 배면압력을 신속하면서도 정확하게 절환되도록 구성함으로써, 잦은 냉동능력조절기능을 갖는 압축기 또는 에어콘에 널리 적용할 수 있을 뿐만 아니라 이를 채용한 압축기 또는 에어콘 전체의 효율 저하를 미연에 방지할 수 있다.

Description

용적 가변형 로터리 압축기 및 이의 운전 방법 및 이를 적용한 에어콘의 운전 방법{CAPACITY VARIABLE TYPE ROTARY COMPRESSOR AND DRIVING METHOD THEREOF AND DRIVING METHOD FOR AIRCONDITIONER WITH THIS}

도 1은 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기를 구비한 에어콘의 계통도,

도 2는 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기의 일례를 보인 도 3의 "Ⅱ-Ⅱ"단면도,

도 3은 도 2의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도,

도 4a는 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기에서 파워운전 과정을 보인 동작도,

도 4b는 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기에서 세이빙운전 과정을 보인 동작도,

도 5 및 도 6은 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기를 채용한 에어콘의 운전 양태를 보인 개략도 및 순서도,

도 7은 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기의 다른 실시예를 보인 도 2의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도,

도 8a는 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기의 다른 실시예에서 파워운전 과정을 보인 동작도,

도 8b는 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기의 다른 실시예에서 미들운전 과정을 보인 동작도,

도 9 및 도 10은 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기를 채용한 에어콘의 운전 양태를 보인 개략도 및 순서도,

도 11은 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기에서 바이패스구멍에 대한 변형예를 보인 부분 단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1 : 케이싱 2 : 응축기

3 : 팽창기구 4 : 증발기

5 : 어큐뮬레이터 10 : 실린더

11 : 베인슬릿 12 : 흡입구

13 : 가스안내홈 14 : 연통구멍

20 : 메인베어링 21 : 베어링구멍

22 : 제1 토출구 23 : 제1 머플러

30 : 서브베어링 31 : 베어링구멍

32 : 제2 토출구 33 : 제2 머플러

34 : 바이패스구멍 35 : 밸브구멍

35a : 배압통공 40 : 회전축

41 : 편심부 50 : 롤링피스톤

60 : 베인 71,72 : 제1,제2 토출밸브

80 : 용적가변유닛 81 : 슬라이딩밸브

81a : 제1 압축부 81b : 제2 압축부

81c : 연통부 82 : 밸브스프링

90 : 배압절환유닛 91 : 압력절환밸브조립체

92 : 제1 연결관 93 : 제2 연결관

94 : 절환밸브하우징 94a : 고압측 입구

94b : 저압측 입구 94c : 제1 출구

94d : 제2 출구 95 : 절환밸브

96 : 전자석 97 : 절환밸브스프링

SP : 가스흡입관 DP : 가스토출관

본 발명은 용량 가변형 로터리 압축기에 관한 것으로, 특히 압축실의 냉매가스를 필요에 따라 배기하여 냉력을 조절할 수 있도록 하는 용량 가변형 로터리 압축기 및 이의 운전 방법 및 이를 적용한 에어콘의 운전 방법에 관한 것이다.

일반적으로 로터리 압축기는 주로 에어콘과 같은 공기조화기에 적용하는 것으로, 최근 들어 에어콘의 기능이 다양해지면서 로터리 압축기 역시 용량을 가변할 수 있는 제품을 요구하는 추세이다.

로터리 압축기에서 용량을 가변하는 기술로는 주로 인버터 모터를 채용하여 압축기의 회전수를 제어하는 소위 인버터 방식이 알려져 있으나, 이 기술은 인버터 모터 자체가 고가여서 원가 부담이 클 뿐만 아니라 통계상 대부분의 에어콘은 냉방기로 사용하는 점을 감안할 때 에어콘용 압축기에서 더욱 중요한 냉방조건에서의 냉동능력을 높이는 것이 오히려 난방조건에서의 냉동능력을 높이는 것에 비해 어렵다는 한계가 있다.

이에 따라 최근에는 인버터 방식을 대신하여 실린더에서 압축되는 냉매가스의 일부를 실린더의 외부로 바이패스 시켜 압축실의 용적을 가변하는 소위 "배제용적절환에 의한 냉동능력가변기술"(이하, 배제용적절환기술로 약칭함)이 널리 알려지고 있다.

그러나, 지금까지 알려진 대부분의 배제용적절환기술에 의한 용량가변형 압축기는, 냉매가스가 밸브를 통과하여 바이패스 되도록 하여 바이패스회로의 저항이 커지면서 용적배제운전시 냉동능력저하율이 용적충만운전시 대비 80~85%에 그치는 문제점이 있었다.

또, 운전모드를 신속하게 절환하지 못하여 잦은 냉동능력조절기능이 필요한 압축기 또는 에어콘에는 적용하는데 한계가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 로터리 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 용적배제운전시 냉동능력저하율을 증가시켜 에어콘의 다양한 조절이 가능하도록 하는 것은 물론 불필요한 전력낭비를 미연에 방지할 수 있는 용량 가변형 로터리 압축기 및 이의 운전 방법 및 이를 적용한 에어콘의 운전 방법을 제공하 려는데 본 발명의 목적이 있다.

또, 운전모드를 신속하게 절환할 수 있도록 하여 잦은 냉동능력조절기능을 갖는 압축기 또는 에어콘에 적용할 수 있는 용량 가변형 로터리 압축기 및 이의 운전 방법 및 이를 적용한 에어콘의 운전 방법을 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 증발기에서 연통하는 가스흡입관과 응축기에 연통하는 가스토출관을 구비하는 케이싱과; 롤링피스톤이 선회운동을 하면서 냉매를 압축하도록 그 중앙에 내부공간을 형성하고, 내부공간에 가스흡입관이 연통하도록 반경방향으로 관통하는 흡입구를 형성하며, 롤링피스톤에 반경방향으로 접하여 상기한 내부공간을 압축실과 흡입실로 구획하는 베인을 지지하도록 반경방향으로 베인슬릿을 형성하여 케이싱의 내부에 고정 설치하는 실린더와; 실린더의 상하 양측을 복개하여 함께 내부공간을 형성하고, 실린더의 내부공간에 연통하여 압축냉매를 토출하는 토출구를 서로 동일한 축 선상에 형성하며, 한 쪽 토출구에 연통하여 상기 실린더의 흡입구에 연통하도록 바이패스구멍을 형성하는 복수 개의 베어링플레이트와; 각 베어링플레이트의 토출구를 개폐하도록 각 토출구의 선단면에 설치하는 복수 개의 토출밸브와; 베어링플레이트의 바이패스구멍을 선택적으로 개폐하여 압축냉매의 일부를 흡입구로 배제하도록 그 베어링플레이트에 결합하는 용적가변유닛과; 용적가변유닛이 압축기의 운전모드에 따라 바이패스구멍을 개폐하도록 상기한 용적가변유닛에 배압을 차별적으로 공급하는 배압절환유닛;을 포함한 것 을 특징으로 하는 용량 가변형 로터리 압축기를 제공한다.

또, 증발기에서 연통하는 가스흡입관과 응축기에 연통하는 가스토출관을 구비하는 케이싱과; 롤링피스톤이 선회운동을 하면서 냉매를 압축하도록 그 중앙에 내부공간을 형성하고, 내부공간에 가스흡입관이 연통하도록 반경방향으로 관통하는 흡입구를 형성하며, 롤링피스톤에 반경방향으로 접하여 상기한 내부공간을 압축실과 흡입실로 구획하는 베인을 지지하도록 반경방향으로 베인슬릿을 형성하여 케이싱의 내부에 고정 설치하는 실린더와; 실린더의 상하 양측을 복개하여 함께 내부공간을 형성하고, 실린더의 내부공간에 연통하여 압축냉매를 토출하는 토출구를 서로 상이한 축 선상에 형성하며, 한 쪽 토출구에 연통하여 상기 실린더의 흡입구에 연통하도록 바이패스구멍을 형성하는 복수 개의 베어링플레이트와; 각 베어링플레이트의 토출구를 개폐하도록 각 토출구의 선단면에 설치하는 복수 개의 토출밸브와; 베어링플레이트의 바이패스구멍을 선택적으로 개폐하여 압축냉매의 일부를 흡입구로 배제하도록 그 베어링플레이트에 결합하는 용적가변유닛과; 용적가변유닛이 압축기의 운전모드에 따라 바이패스구멍을 개폐하도록 상기한 용적가변유닛에 배압을 차별적으로 공급하는 배압절환유닛;을 포함한 것을 특징으로 하는 용량 가변형 로터리 압축기를 제공한다.

이러한 압축기는, 압축기의 기동시 상기 용적가변유닛이 바이패스구멍을 차단한 상태에서 운전을 하여 최대능력을 내는 파워운전 모드와; 파워운전 모드를 진행하면서 제어부에서 압축기의 적정 냉동능력을 산출하여 냉동능력을 낮출 필요가 있을 때 상기 배압절환유닛을 작동시켜 용적가변유닛이 바이패스구멍을 개방하여 실린더의 압축냉매 전체가 흡입구로 배제되도록 하는 세이빙운전 모드를; 교차 수행하는 것을 특징으로 하는 제1항 또는 제3항의 용량 가변형 로터리 압축기의 운전 방법을 제공한다.

또는, 압축기의 기동시 상기 용적가변유닛에 의해 바이패스구멍이 개방되어 실린더의 압축냉매 일부가 흡입구로 배제되도록 하는 미들운전 모드와; 미들운전 모드를 일정 시간 동안 수행한 후에 상기 배압절환유닛을 작동시켜 용적가변유닛이 바이패스구멍을 차단한 상태에서 운전을 하여 최대능력을 내는 파워운전 모드와; 파워운전 모드를 진행하면서 제어부에서 압축기의 적정 냉동능력을 산출하여 냉동능력을 낮출 필요가 있을 때 상기 배압절환유닛을 반대로 작동시켜 용적가변유닛이 바이패스구멍을 개방하여 실린더의 압축냉매 일부가 흡입구로 배제되도록 하는 미들운전 모드를; 교차 수행하는 것을 특징으로 하는 제2항 또는 제4항의 용량 가변형 로터리 압축기의 운전 방법을 제공한다.

이러한 로터리 압축기를 구비한 에어콘은, 전원인가와 함께 실내온도와 설정온도(A)를 비교하여 그 실내온도가 설정온도(A) 보다 높은 경우에는 압축기의 용적가변유닛이 실린더의 내부공간과 연통된 바이패스구멍을 차단한 상태에서 운전을 하여 최대능력을 내는 최대냉력모드와; 최대냉력모드를 진행하면서 실내온도와 설정온도(A)를 비교하여 실내온도가 설정온도(A) 보다 높은 경우에는 계속 최대냉력모드를 수행하는 반면 설정온도(A) 보다 낮은 경우에는 상기 용적가변유닛이 바이패스구멍을 개방하여 실린더 내부공간의 압축냉매 전체가 흡입구로 배제되도록 하는 최소냉력모드와; 최소냉력모드를 진행하면서 실내온도와 설정온도(B)를 비교하 여 그 실내온도가 설정온도(B) 보다 낮은 경우에는 전원을 오프(OFF) 시켜 압축기를 정지시키는 정지 모드;로 수행하는 것을 특징으로 하는 제1항 및 제3항의 용량 가변형 로터리 압축기를 구비한 에어콘의 운전 방법을 제공한다.

또는, 전원인가와 함께 실내온도와 설정온도(A)를 비교하여 그 실내온도가 설정온도(A) 보다 높은 경우에는 압축기의 용적가변유닛이 실린더의 내부공간과 연통된 바이패스구멍을 개방하여 실린더 내부의 압축냉매 일부를 흡입구로 배제되도록 하는 중간냉력모드와; 중간냉력모드로 운전을 하면서 실내온도와 설정온도(A)를 비교하여 그 실내온도가 설정온도(A) 보다 높은 경우에는 상기 용적가변유닛이 실린더의 내부공간과 연통된 바이패스구멍을 차단한 상태에서 운전을 하여 최대능력을 내는 최대냉력모드와; 최대냉력모드를 진행하면서 실내온도와 설정온도(A)를 비교하여 실내온도가 설정온도(A) 보다 낮은 경우에는 바이패스구멍을 개방시켜 압축가스의 일부를 배제시키면서 운전을 하는 중간냉력모드와; 중간냉력모드를 진행하면서 실내온도와 설정온도(B)를 비교하여 그 실내온도가 설정온도(B) 보다 낮은 경우에는 전원을 오프(OFF) 시켜 압축기를 정지시키는 정지 모드;로 수행하는 것을 특징으로 하는 제1항과 제3항 또는 제2항 및 제4항의 용량 가변형 로터리 압축기를 구비한 에어콘의 운전 방법을 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 용량 가변형 로터리 압축기 및 이의 운전 방법 및 이를 적용한 에어콘의 운전 방법을 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기를 구비한 에어콘의 계통도이고, 도 2는 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기의 일례를 보인 도 3의 Ⅱ-Ⅱ"선단면도이며, 도 3은 도 2의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기에서 파워운전과 세이빙운전 과정을 보인 동작도이며, 도 5 및 도 6은 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기를 채용한 에어콘의 운전 양태를 보인 개략도 및 순서도이고, 도 7은 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기의 다른 실시예를 보인 도 2의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도이며, 도 8a 및 도 8b는 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기의 다른 실시예에서 파워운전과 미들운전 과정을 보인 동작도이고, 도 9 및 도 10은 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기를 채용한 에어콘의 운전 양태를 보인 개략도 및 순서도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 로터리 압축기는, 가스흡입관(SP)과 가스토출관(DP)을 연통 설치하는 케이싱(1)과, 케이싱(1)의 상측에 설치하여 회전력을 발생하는 전동기구부와, 케이싱(1)의 하측에 설치하여 상기 전동기구부에서 발생한 회전력으로 냉매를 압축하는 압축기구부로 구성한다.

전동구동부는 케이싱(1)의 내부에 고정하여 외부에서 전원을 인가하는 고정자(Ms)와, 고정자(Ms)의 내부에 일정 공극을 두고 배치하여 상기한 고정자(Ms)와 상호 작용하면서 회전하는 회전자(Mr)로 이루어진다.

압축기구부는 환형으로 형성하여 케이싱(1)의 내부에 설치하는 실린더(10)와, 실린더(10)의 상하 양측을 복개하여 함께 내부공간(V)을 이루는 메인베어링(20) 및 서브베어링(30)과, 회전자(Mr)에 압입하고 메인베어링(20)와 서브베어링(30)에 지지되어 회전력을 전달하는 회전축(40)과, 회전축(40)의 편심부(41)에 회전 가능하게 결합하여 실린더(10)의 내부공간에서 선회하면서 냉매를 압축하는 롤링피스톤(50)과, 롤링피스톤(50)의 외주면에 압접하도록 실린더(10)에 반경방향으로 이동 가능하게 결합하여 상기 실린더(10)의 내부공간(V)을 흡입실과 압축실로 구획하는 베인(60)과, 메인베어링(20) 및 서브베어링에 각각 구비한 제1 토출구(22) 및 제2 토출구(32)의 선단에 개폐 가능하게 결합하는 제1 토출밸브(71) 및 제2 토출밸브(72)를 포함한다.

또, 압축기구부는 서브베어링(10)의 일측에 구비하여 압축실 용량을 가변하는 용적가변유닛(80)과, 용적가변유닛(80)에 연결하여 압축기의 운전모드에 따른 압력차에 의해 상기한 용적가변유닛(80)을 동작시키는 배압절환유닛(90)을 더 포함하여 이루어진다.

실린더(10)는 도 1 내지 도 3에서와 같이 상기한 롤링피스톤(50)이 상대운동을 할 수 있도록 환형으로 형성하고, 그 일측에는 상기한 베인(60)이 반경방향으로 직선운동을 할 수 있도록 베인슬릿(11)을 선형으로 형성하며, 베인슬릿(11)의 일측에는 가스흡입관(SP)을 연통하는 흡입구(12)를 반경방향으로 관통 형성하는 반면 베인슬릿(11)의 타측에는 상기한 메인베어링(20)과 서브베어링(30)의 제1 토출구(22)와 제2 토출구(32)에 연통하여 냉매가스의 토출을 유도하도록 제1 가스안내홈(13) 및 제2 가스안내홈(13b)을 형성하고, 흡입구(12)의 축방향 하방으로는 그 흡입구(12)에 연통하여 후술할 바이패스구멍(34)을 통과하는 냉매를 실린더(10)의 내부공간(V)으로 유도하도록 관통 형성하는 연통구멍(14)을 형성한다.

메인베어링(20)은 그 중앙에 회전축(40)을 반경방향으로 지지하는 베어링구멍(32)을 구비하는 원판모양으로 형성하고, 실린더(10)의 베인슬릿(11) 일측, 즉 최대압력각도인 베인슬릿(11)을 기준으로 롤링피스톤(50)의 회전방향으로 대략 345°되는 지점에 제1 토출구(22)를 형성하며, 제1 토출구(22)를 수용하도록 공명실을 구비하는 제1 머플러(23)를 상기한 메인베어링(20)의 상면에 고정 설치한다.

서브베어링(30)은 그 중앙에 회전축(40)을 반경방향으로 지지하는 베어링구멍(32)을 구비하는 원판모양으로 형성하고, 실린더(10)의 베인슬릿(11) 일측, 즉 최대압력각도인 베인슬릿(11)을 기준으로 롤링피스톤(50)의 회전방향으로 대략 345°되는 지점에 제2 토출구(32)를 형성하며, 제2 토출구(32)와 실린더(10)의 연통구멍(14)을 수용하도록 공명실을 구비하는 제2 머플러(33)를 상기한 서브베어링(30)의 저면에 고정 설치한다. 여기서, 서브베어링(30)의 저면에는 상기한 제2 토출구(32)와 실린더(10)의 연통구멍(14)을 연결하고 제2 머플러(33)와 함께 바이패스구멍(34)을 이루도록 소정의 깊이로 가스유로(바이패스구멍과 혼용함)를 형성하는 것이 바람직하다.

제2 토출구(32)는 도 3에서와 같이 제1 토출구(22)와 축방향으로 일치하도록 일직선상에 형성할 수도 있으나, 경우에 따라서는 도 4에서와 같이 그 입구단의 실린더 압력이 케이싱(1) 내부의 압력 보다 낮게 되는 위치, 즉 베인슬릿(11)을 기준으로 흡입구(12) 방향(즉, 롤링피스톤의 회전방향)으로 대략 170 ~200°(보다 정확하게는, 180 ~ 190°)범위 내에 형성하는 것이 세이빙운전시 냉동능력을 50% 정도까지 가변시킬 수 있어 바람직하다.

제2 토출구(32)는 제1 토출구(22)와 동일한 직경으로 형성할 수도 있으나, 경우에 따라서는 제1 토출구(22) 보다 넓게 형성하는 것이 제2 토출밸브(72)가 쉽게 열리도록 하는데 바람직하다.

또, 서브베어링(30)의 일측, 즉 실린더(10)의 흡입구(12)에 수직한 위치에는 후술할 용적가변유닛(80)의 슬라이딩밸브(81)를 미끄러지게 삽입하도록 밸브구멍(35)을 평면투영시 상기한 흡입구(12)와 직교하는 방향으로 형성한다.

밸브구멍(35)은 서브베어링(30)의 일측 외주면에서 소정의 깊이로 홈파기 형성하여 그 측면에는 후술할 밸브스프링(82)의 일단을 지지하거나 슬라이딩밸브(81)의 제1 압력부(81a) 배면을 지지하도록 벽면으로 형성하고, 타단은 개구하되 후술할 슬라이딩밸브(81)의 제2 압력부(81b) 배면을 지지하도록 밸브스토퍼(83)를 압입 고정한다.

여기서, 밸브구멍(35)의 벽면 중앙과 밸브스토퍼(83)의 중앙에는 후술할 배압절환유닛(90)의 제1 연결관(92)과 제2 연결관(93)을 각각 연결하여 상기한 슬라이딩밸브(81)에 고압 또는 저압분위기를 공급하기 위한 제1 배압통공(35a)과 제2 배압통공(83a)을 각각 형성한다.

제1 토출밸브(71)와 제2 토출밸브(72)는 동일한 탄성계수로 형성할 수도 있으나, 경우에 따라서는 제2 토출밸브(72)의 탄성계수를 제1 토출밸브(71)의 탄성계수 보다 작게 형성하는 것이 제2 토출밸브(72)가 쉽게 열리게 하여 압축냉매를 신속하게 바이패스시키는데 바람직하다.

용적가변유닛(80)은 도 3 내지 도 4b에서와 같이 상기 밸브구멍(35)에 미끄 러지게 삽입하여 상기 배압절환유닛(90)에 의한 압력차에 따라 밸브구멍(35)에서 이동하면서 상기한 바이패스구멍(34)을 개폐하는 슬라이딩밸브(81)와, 슬라이딩밸브(81)의 이동방향을 탄력 지지하여 양단의 압력차가 동일할 때 상기한 슬라이딩밸브(81)가 닫는 위치로 이동하도록 하는 적어도 한 개의 밸브스프링(82)과, 슬라이딩밸브(82)의 이탈을 방지하도록 상기한 밸브구멍(35)을 차폐하는 밸브스토퍼(83)로 이루어진다.

슬라이딩밸브(81)는 밸브구멍(35)의 내주면에 미끄럼 접촉하도록 형성하고 밸브구멍(35)의 벽면측에 위치하여 상기한 배압절환유닛(90)으로부터 압력을 전달받아 바이패스구멍(35)을 개폐하는 제1 압력부(81a)와, 밸브구멍(35)의 내주면에 미끄럼 접촉하도록 형성하여 밸브스토퍼(83)측에 위치하고 상기한 배압절환유닛(90)으로부터 압력을 전달받는 제2 압력부(81b)와, 두 압력부(81a)(81b) 사이를 연결하고 그 외주면과 밸브구멍(35) 사이에 바이패스구멍(34)에 연통하도록 가스통로가 형성되는 연통부(81c)로 이루어진다.

제1 압력부(81a)는 바이패스구멍(34)의 직경 보다 길게 형성하고 그 후방단에서 안쪽으로는 상기한 밸브스프링(82)을 삽입하여 고정하도록 스프링고정홈(81d)을 형성하는 것이 밸브의 길이를 최소화하는데 바람직하다.

배압절환유닛(90)은 가스흡입관(SP)과 가스토출관(DP)에 각각 연통하고 그 가스흡입관(SP)과 가스토출관(DP)을 용적가변유닛(80)의 양측에 교차하여 연결하도록 압력절환밸브조립체(91)와, 압력절환밸브조립체(91)의 제1 출구(94c)를 용적가변유닛(80)의 제1 압력부(81a) 쪽에 연결하는 제1 연결관(92)과, 압력절환밸브조립 체(91)의 제2 출구(94d)를 용적가변유닛(80)의 제2 압력부(81b) 쪽에 연결하는 제2 연결관(93)으로 이루어진다.

압력절환밸브조립체(91)는 가스흡입관(SP)을 연결하는 저압측 입구(94a)와 가스토출관(DP)을 연결하는 고압측 입구(94b) 그리고 제1 연결관(92)을 연결하는 제1 출구(94c)와 제2 연결관(93)을 연결하는 제2 출구(94d)를 형성하는 절환밸브하우징(94)과, 절환밸브하우징(94)의 내부에 미끄러지게 결합하여 상기한 저압측 입구(94a)와 제1 출구(94c) 그리고 고압측 입구(94b)와 제2 출구(94d) 또는 저압측 입구(94a)와 제2 출구(94d) 그리고 고압측 입구(94b)와 제1 출구(94c)를 선택적으로 연결하는 절환밸브(95)와, 절환밸브하우징(94)의 일측에 설치하여 인가된 전원에 의해 상기한 절환밸브(95)를 이동시키는 전자석(96)과, 전자석(96)에 인가되던 전원을 차단할 때 상기한 절환밸브(95)를 복원시키도록 압축스프링으로 된 절환밸브스프링(97)으로 이루어진다.

전자석(96)은 가급적이면 소형으로서 소비전력이 대략 15Watt/Hour 이하의 적은 사양을 선택하는 것이 신뢰성을 높이고 원가를 낮추며 전기소비를 줄일 수 있어 바람직하다.

도면중 미설명 부호인 2는 응축기, 3은 팽창기구, 4는 증발기, 5는 어큐뮬레이터, 6은 응축기송풍팬, 7은 증발기송풍팬, 113은 밸브스토퍼, 114는 플러그이다.

상기와 같은 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기는 다음과 같은 작용 효과를 갖는다.

즉, 전동기구부에 전원을 인가하면 회전축(40)이 회전을 하고, 롤링피스톤 (50)이 실린더(10)의 내부공간(V)에서 선회운동을 하면서 베인(60)과의 사이에 용적을 형성하여 냉매를 흡입 압축한 후 케이싱(1)의 내부로 토출하며, 이 냉매가스는 가스토출관(DP)을 냉동사이클장치의 응축기(2)로 분출되었다가 팽창기구(3)와 증발기(4)를 차례로 거친후 다시 가스흡입관(SP)을 통해 실린더(10)의 내부공간(V)으로 흡입되는 일련의 과정을 반복한다.

여기서, 용적가변형 압축기는 이를 채용한 에어콘의 운전 상태에 따라 세이빙운전을 하거나 또는 파워운전을 하게 되는데, 이를 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 파워운전은 도 4a에서와 같이 파일로트밸브인 배압절환유닛(90)의 전자석(96)에 전원을 온(ON)시켜 절환밸브(95)가 절환밸브스프링(97)의 탄성력을 이기고 이동하여 고압측 입구(94a)와 제1 연결관(93)이 연통되는 반면 저압측 입구(94b)와 제2 연결관(93)이 연통되도록 한다. 그리하여 가스토출관(DP)에서 토출되는 고압의 냉매가스가 제1 연결관(92)을 통해 슬라이딩밸브(81)의 제1 압력부(81a) 쪽으로 유입되도록 하는 반면 가스흡입관(SP)으로 흡입되는 저압의 냉매가스는 제2 연결관(93)을 통해 슬라이딩밸브(81)의 제2 압력부(81b) 쪽으로 유입되도록 하여 슬라이딩밸브(81)가 제2 압력부(81b) 쪽으로 이동을 하면서 제1 압력부(81a)가 바이패스구멍(34)을 차단하도록 한다.

이때, 실린더(10)의 내부공간(V)에서 압축되던 압축가스는 제1 토출밸브(71)와 제2 토출밸브(72)를 이기고 각각 제1 토출구(22)와 제2 토출구(32)를 통과하여 제1 머플러(23)와 제2 머플러(33)로 배출되나, 그 중 제2 머플러(33)로 배출되는 압축가스는 바이패스구멍(34)을 상기한 슬라이딩밸브(81)가 차단함에 따라 운전 초기에만 잠시 배출될 뿐 더 이상 배출되지 않아 결국 모든 압축가스는 상기한 제1 토출구(22)를 통해 케이싱(1)의 내부로 토출되어 응축기(2)로 이동하게 된다.

이러한 운전은 운전 기동시 제1 연결관(92)과 제2 연결관(93) 내부의 압력이 평형압을 이루고 있음을 감안할 때 별도의 배압절환유닛(90)을 작동시키지 않더라도 밸브스프링(82)의 탄성력만으로도 슬라이딩밸브(81)의 제1 압력부(81a)가 상기한 바이패스구멍(34)을 차단하여 전술한 파워운전 모드가 이루어지도록 할 수 있다.

다음, 세이빙운전은 도 4b에서와 같이 파일로트밸브인 배압절환유닛(90)의 전자석(96)에 전원을 오프(OFF)시켜 절환밸브(95)가 절환밸브스프링(97)의 복원력에 의해 이동하여 고압측 입구(94a)와 제2 연결관(93)이 연통되는 반면 저압측 입구(94b)와 제1 연결관(92)이 연통되도록 한다. 그리하여 가스토출관(DP)에서 토출되는 고압의 냉매가스가 제2 연결관(93)을 통해 슬라이딩밸브(81)의 제2 압력부(81b) 쪽으로 유입되도록 하는 반면 가스흡입관(SP)으로 흡입되는 저압의 냉매가스는 제1 연결관(92)을 통해 슬라이딩밸브(81)의 제1 압력부(81a) 쪽으로 유입되도록 하여 슬라이딩밸브(81)가 밸브스프링(82)의 탄성력을 이기고 제1 압력부(81a) 쪽으로 이동을 하면서 바이패스구멍(34)이 슬라이딩밸브(81)의 연통부(81c)와 만나 열리게 된다.

이때, 제2 머플러(33)로 배출되는 압축가스는 바이패스구멍(34)을 통과하여 흡입구(12)와 연통되어 제2 머플러(33)가 제1 머플러(23)에 비해 상대적으로 저압 을 이루고, 이로 인해 실린더(10)에서 토출되는 냉매가스는 상대적으로 저압을 이루는 제2 토출구(32)쪽으로만 토출됨에 따라 압축기는 거의 압축을 하지 않게 된다.

상기와 같은 본 발명의 용적 가변 장치를 구비한 로터리 압축기는 도 6에 도시한 같이 운전한다.

즉, 압축기의 기동시 용적가변유닛(80)의 슬라이딩밸브(81)가 밸브스프링(82)에 의해 서브베어링(30)의 바이패스구멍(34)을 차단한 상태에서 운전을 하여 최대능력을 내는 파워운전 모드를 실시한다.

다음, 파워운전 모드를 진행하면서 제어부에서 압축기의 적정 냉동능력을 산출하여 냉동능력을 낮출 필요가 있을 때에는 상기 배압절환유닛(90)을 작동시켜 고압측 입구(94a)와 제1 연결관(92)으로는 고압의 냉매가스를, 저압측 입구(94b)와 제2 연결관(93)으로는 저압의 냉매가스를 각각 공급하여 상기 용적가변유닛(80)의 슬라이딩밸브(81)가 상기한 바이패스구멍(34)을 개방하여 실린더(10)의 압축냉매 전체가 흡입구(12)로 배제되도록 하는 세이빙운전 모드를 실시한다.

여기서, 세이빙운전을 길게(통상 1분 이상) 계속하면 시스템의 고저압력차가 없게 되어 슬라이딩밸브(81)를 절환하여 의도적으로 파워운전을 할 수 없게 된다. 즉, 고압측과 저압측 사이에 필요 최저압력차가 없어져 세이빙운전에서 파워운전으로의 절환이 이루어지지 않게 되므로 세이빙운전은 운전조건에 맞춰서 최장시간을 결정하거나, 응축기(2)와 증발기(4)의 온도 또는 온도차로 결정하거나, 고저압력을 검출하는 방법 등을 이용하여 결정하는 것이 바람직하나 통상 응축기(2)와 증발기 (4)의 온도와 온도차를 이용하여 결정하는 것이 가장 경제적이다.

본 발명에 의한 용적 가변형 로터리 압축기를 적용한 에어콘은 도 7에서와 같이 운전할 수 있다.

먼저, 전원인가와 함께 실내온도와 설정온도(A)를 비교하여 압축기가 최대능력을 내는 최대냉력운전(파워운전)을 실시한다. 즉, 실내온도를 검출하여 설정온도(A)와 비교하고 이 실내온도가 설정온도(A) 보다 높은 경우에는 상기 배압절환유닛(90)을 조절하여 용적가변유닛(80)이 바이패스구멍(34)을 차단한 상태에서 압축기가 운전을 하도록 한다.

이때, 최대냉력운전으로 기동하기 전에 실내온도와 설정온도(A)를 비교한 후 그 온도차에 따라 필요한 압축기의 합계냉동능력을 결정하여 그에 맞게 운전함으로써, 에어콘의 냉방능력을 다양하게 조절하여 에어콘 효율을 높이고 불필요한 전력낭비를 미연에 방지할 수 있다.

다음, 최대냉력운전을 진행하면서 실내온도와 설정온도(A)를 비교하여 실내온도가 설정온도(A) 보다 높은 경우에는 계속 최대냉력운전을 수행하는 반면 설정온도(A) 보다 낮은 경우에는 상기 배압절환유닛(90)을 조절하여 용적가변유닛(80)이 바이패스구멍(34)을 개방하도록 하고 이를 통해 실린더(10)에서 압축되던 냉매가스 전체가 흡입구(12)로 배제되도록 함으로써 압축기의 냉동능력을 제로(zero) 상태로 하는 최소냉력운전(세이빙운전)을 수행하도록 한다.

여기서, 에어콘의 경우 비교적 짧은 시간, 예컨대 3분 범위에서 실내온도를 피드백 하여 냉동능력을 제어하는데, 최소냉력운전은 대체로 1분 이상 운전을 하면 시스템의 고저압차가 없어지면서 압축기의 슬라이딩밸브(81)를 절환하여 의도적으로 최대냉력운전으로 전환할 수 없다. 따라서 압축기의 운전 방법에서와 같이 최소냉력운전 시간은 운전조건에 맞춰서 최장시간을 결정하거나 응축기와 증발기의 온도 또는 온도차로 결정하거나 또는 고저압력을 검출하는 방법 등의 수단으로 적정시간을 결정하여 운전하는 것이 바람직하나, 대략 최소냉력운전을 하는 압축기의 세이빙운전은 고압측과 저압측 사이에 필요 최저압력차가 존재하도록 운전시간을 파워운전 시간의 30 ~ 40% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

예컨대, 본 실시예의 용량 가변 장치를 구비한 로터리 압축기에서 세이빙운전의 경우 냉동능력은 제로(zero)이므로 압축기의 합계냉동능력을 40%로 하고 싶다면 3분 동안 파워운전을 0.4×시간(t)만큼 운전을 하고 세이빙운전을 0.6×시간(t)만큼 운전을 하면 된다. 이때, 세이빙운전은 1분이상 할 수 없으므로 파워운전을 0.4분 운전하고 세이빙운전을 1분간 실시하여 압축기의 능력을 제어하는 일련의 운전을 빈번하게 바꿔가면서 에어콘의 운전을 최적화하는 것이다. 이러한 세이빙운전 중에 압축기를 정지시켜 소비전력을 최소화할 수도 있다.

한편, 본 발명에 의한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 일실시예에서는 복수 개의 토출구(22)(32)를 동일한 축 선상에 배치하여 압축기의 운전을 파워운전 모드(냉력; 100%운전)와 세이빙운전 모드(냉력; 0%운전)의 2단계로 구분하여 운전을 하는 것이고, 이를 적용한 에어콘 역시 최대냉력운전(압축기의 파워운전)과 최소냉력운전(압축기의 세이빙운전)으로 구분하되 실내온도와 설정온도를 비교하여 최대냉력운전과 최소냉력운전의 운전시간을 조 절하면서 최적의 공조효과를 얻고자 하는 것이나, 본 실시예는 도 7에서와 같이 제1 토출구(22)와 제2 토출구(32)를 상이한 축 선상에 소정의 간격을 두고 형성하는 것이다.

이 경우 바이패스구멍(34)이 폐쇄되어 운전하는 파워운전 모드는 대체로 동일한 축 선상일 경우와 비슷하다. 다만, 바이패스구멍(34)이 개방될 경우에는 제2 토출구(32)를 통해 일부의 냉매가스가 배제되고 남은 냉매가스가 여전히 롤링피스톤(50)에 의해 제1 토출구(22)쪽으로 이동을 하면서 더 압축되어 토출되므로 압축기는 대략 최대운전(즉, 파워운전 모드) 대비 50% 정도의 용량으로 운전을 하게 된다. 이를 통해 동일한 구성에서 압축기 구조를 간소화하면서도 압축기의 용량을 대략 50% 정도 낮출 수 있어 다양한 운전 모드를 수행할 수 있을 뿐만 아니라 압축기 효율을 높일 수 있다.

상기와 같이 복수 개의 토출구를 상이한 축 선상에 배치하는 경우에는 압축기의 운전을 기동부하를 낮출 수 있는 미들운전 모드로 기동할 수 있다.

예컨대, 도 8a에서와 같이 슬라이딩밸브(81)를 지지하는 밸브스프링(82)을 제2 압축부(81b) 배면에 배치하여 압축기의 정지시 고압측과 저압측이 평형을 이룰 때 상기한 슬라이딩밸브(81)가 밸브스프링(82)의 탄성력에 의해 도면의 우측으로 이동한 상태가 되도록 함으로써, 슬라이딩밸브(81)의 연통부(81c)가 바이패스구멍(34)에 중첩하는 위치에 놓이도록 하는 것이다. 이 상태에서 압축기가 기동하면 압축냉매의 일부가 상기한 제2 토출구(32)를 통해 바이패스구멍(34)으로 누설되고 나머지는 그대로 압축되어 제1 토출구(22)를 통해 케이싱(1)으로 토출되면서 압축기 는 미들운전 모드로 기동하게 된다.

다음, 도 8b에서와 같이 배압절환유닛(90)을 반대로 작동하여 고압의 냉매가스가 제1 연결관(92)을 통해 슬라이딩밸브(81)의 제1 압축부(81a) 배면으로 공급되도록 함으로써, 슬라이딩밸브(81)가 도면의 좌측으로 이동하면서 제1 압축부(81a)가 바이패스구멍(34)을 폐쇄하도록 하여 실린더(10)의 모든 압축냉매가 제1 토출구(22)를 통해 케이싱(1)으로 토출되어 파워운전 모드로 운전을 하게 된다.

다음, 다시 전술한 바와 같이 미들운전 모드로 전환되었다가 일정 시간(1분 이내) 이후에 파워운전 모드로 전환되는 과정을 반복하면서 도 9에서와 같은 압축기 운전을 지속한다.

상기와 같이 복수 개의 토출구를 상이한 위치에 배치하는 용적 가변형 로터리 압축기를 적용한 에어콘은 다음과 같이 운전한다.

즉, 전원을 인가함과 함께 일정 시간 동안 상기 실린더 내부의 압축가스 일부를 바이패스구멍(34)으로 배제시키면서 운전을 하는 미들운전 모드를 수행한다.

다음, 실내온도와 설정온도(A)를 비교하여 그 실내온도가 설정온도(A) 보다 높은 경우에는 상기 용적가변유닛(80)의 슬라이딩밸브(81)가 바이패스구멍(34)을 차단한 상태에서 운전을 하여 최대능력을 내는 최대냉력운전(파워운전)을 실시한다.

다음, 최대운전 모드를 진행하면서 실내온도와 설정온도(A)를 비교하여 실내온도가 설정온도(A) 보다 낮은 경우에는 바이패스구멍(34)을 개방시켜 압축가스의 일부를 배제시키면서 운전을 하는 미들냉력운전을 실시한다. 이때, 미들운전 중에 실내온도가 설정온도(A) 보다 낮은 경우에는 그 실내온도가 설정온도(B) 보다 높은지를 비교하여 설정온도(B) 이상이면 계속 미들냉력운전을 진행하는 반면 설정온도(B) 이하이면 압축기를 정지시킨다.

다음, 미들운전 모드를 진행하면서 실내온도와 설정온도(B)를 비교하여 그 실내온도가 설정온도(B) 보다 낮은 경우에는 전원을 오프(OFF) 시켜 압축기를 정지시킨다.

여기서, 파워운전을 수행하거나 미들운전을 수행하기 전에 실내온도와 설정온도(A)를 비교한 후 그 온도차에 따라 필요한 압축기의 합계냉동능력을 결정하여 그에 맞게 운전함으로써, 에어콘의 냉방능력을 다양하게 조절하여 에어콘 효율을 높이고 불필요한 전력낭비를 미연에 방지할 수 있다. 예컨대, 압축기의 합계냉동능력을 20%로 하고 싶다면 시간(t) 3분 동안에 파워운전을 0.2×시간(t), 미들운전을 0.8×시간(t)만큼 운전을 하면 된다.

또, 기동과 함께 미들냉력운전을 함에 따라 압력부하를 낮춰 압축기를 용이하게 기동할 수 있을 뿐만 아니라 고압측과 저압측의 압력평형이 덜 이루어진 상태에서도 압축기를 가동할 수 있어 재기동시 소요시간을 단축할 수 있다.

또, 기동시 발생하는 압축기 진동을 낮출 수 있을 뿐만 아니라 압축가스의 역류로 인해 발생하는 회전축의 역회전을 방지하여 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

또, 본 실시예에서도 미들운전에서 압축기의 냉동능력이 과도하게 큰 경우는 압축기를 정지시켜 정지와 미들운전을 빈번하게 절환하면서 공조를 최적화 할 수도 있다.

한편, 본 발명에 의한 용적 가변형 로터리 압축기는 제2 토출구(32)를 제2 서브베어링(30)에 형성할 수도 있으나, 경우에 따라서는 실린더(110)의 내주면에서 외주면으로 관통 형성할 수도 있다.

즉, 도 11에서와 같이 실린더(110)의 일측 주면에 냉매가스의 일부를 바이패스 시키도록 제2 토출구(111)를 형성하고, 실린더(110)의 상면을 복개하는 메인베어링(120)에는 제1 토출구(미도시)를 형성하며, 실린더(110)의 저면을 복개하는 서브베어링(130)에는 상기한 제2 토출구(111)에 연통하여 그 제2 토출구(111)가 실린더(110)의 흡입구(미도시)에 연통하도록 바이패스구멍(132)을 형성하는 것이다.

이 경우 제2 토출구(111)의 직경이나 제2 토출밸브(112)의 탄성계수는 전술한 일실시예를 준용하는 것이 바람직하다.

또, 제1 토출구를 개폐하는 토출밸브(미도시)는 일단이 고정된 리드형 밸브인 반면 제2 토출밸브(112)는 미끄러지면서 개폐될 수 있도록 판형 밸브로 형성하되 이를 위해 실린더(110)에 별도의 밸브구멍(110a)을 제2 토출구(111)에 연통하도록 반경방향으로 관통 형성하여 이루어진다.

이렇게, 복수 개의 토출구와 토출밸브를 구비하되 그 중 한 개는 위치각도를 자유로이 변경할 수 있도록 구성함으로써, 능력저하모드에서의 냉동능력을 0%에서 100%의 사이에서 임의로 설정함에 따라 다양한 조건에 맞게 공조를 수행할 수 있다.

또, 소형이며 소비전력이 작고 신뢰성이 높은 파일로트밸브를 설치하여 압축 기 내의 능력가변장치를 조작하면서 능동적으로 운전모드를 절환함으로써, 공종기의 쾌적성을 높이고 계절의 부하에 따라 최적한 공조를 하므로 연간의 전기소비량을 개선할 수 있다.

또, 인버터 능력제어방식에 비해 원가를 크게 낮출 수 있고 시스템이 간소하게 되어 신뢰도를 높일 수 있다.

본 발명에 의한 용적 가변형 로터리 압축기 및 이의 운전 방법 및 이를 적용한 에어컨의 운전 방법은, 복수 개의 토출구를 형성하고, 그 중 한 개의 토출구는 흡입구에 선택적으로 연결하도록 압차에 따라 슬라이딩밸브에 의해 개폐되는 바이패스구멍에 연결함으로써, 압축기의 용적가변운전시 냉동능력저하율을 높여 에어콘의 다양한 조절이 가능하도록 하고, 압축기와 이를 채용한 에어콘의 불필요한 전력낭비를 줄일 수 있다.

Claims

증발기에서 연통하는 가스흡입관과 응축기에 연통하는 가스토출관을 구비하는 케이싱과;

롤링피스톤이 선회운동을 하면서 냉매를 압축하도록 그 중앙에 내부공간을 형성하고, 내부공간에 가스흡입관이 연통하도록 반경방향으로 관통하는 흡입구를 형성하며, 롤링피스톤에 반경방향으로 접하여 상기한 내부공간을 압축실과 흡입실로 구획하는 베인을 지지하도록 반경방향으로 베인슬릿을 형성하여 케이싱의 내부에 고정 설치하는 실린더와;

실린더의 상하 양측을 복개하여 함께 내부공간을 형성하고, 실린더의 내부공간에 연통하여 압축냉매를 토출하는 토출구를 서로 동일한 축 선상에 형성하며, 한 쪽 토출구에 연통하여 상기 실린더의 흡입구에 연통하도록 바이패스구멍을 형성하는 복수 개의 베어링플레이트와;

각 베어링플레이트의 토출구를 개폐하도록 각 토출구의 선단면에 설치하는 복수 개의 토출밸브와;

베어링플레이트의 바이패스구멍을 선택적으로 개폐하여 압축냉매의 일부를 흡입구로 배제하도록 그 베어링플레이트에 결합하는 용적가변유닛과;

용적가변유닛이 압축기의 운전모드에 따라 바이패스구멍을 개폐하도록 상기한 용적가변유닛에 배압을 차별적으로 공급하는 배압절환유닛;을 포함한 것을 특징으로 하는 용량 가변형 로터리 압축기.
증발기에서 연통하는 가스흡입관과 응축기에 연통하는 가스토출관을 구비하는 케이싱과;

롤링피스톤이 선회운동을 하면서 냉매를 압축하도록 그 중앙에 내부공간을 형성하고, 내부공간에 가스흡입관이 연통하도록 반경방향으로 관통하는 흡입구를 형성하며, 롤링피스톤에 반경방향으로 접하여 상기한 내부공간을 압축실과 흡입실로 구획하는 베인을 지지하도록 반경방향으로 베인슬릿을 형성하여 케이싱의 내부에 고정 설치하는 실린더와;

실린더의 상하 양측을 복개하여 함께 내부공간을 형성하고, 실린더의 내부공간에 연통하여 압축냉매를 토출하는 토출구를 서로 상이한 축 선상에 형성하며, 한 쪽 토출구에 연통하여 상기 실린더의 흡입구에 연통하도록 바이패스구멍을 형성하는 복수 개의 베어링플레이트와;

각 베어링플레이트의 토출구를 개폐하도록 각 토출구의 선단면에 설치하는 복수 개의 토출밸브와;

베어링플레이트의 바이패스구멍을 선택적으로 개폐하여 압축냉매의 일부를 흡입구로 배제하도록 그 베어링플레이트에 결합하는 용적가변유닛과;

용적가변유닛이 압축기의 운전모드에 따라 바이패스구멍을 개폐하도록 상기한 용적가변유닛에 배압을 차별적으로 공급하는 배압절환유닛;을 포함한 것을 특징으로 하는 용량 가변형 로터리 압축기.
증발기에서 연통하는 가스흡입관과 응축기에 연통하는 가스토출관을 구비하는 케이싱과;

롤링피스톤이 선회운동을 하면서 냉매를 압축하도록 그 중앙에 내부공간을 형성하고, 내부공간에 가스흡입관이 연통하도록 반경방향으로 관통하는 흡입구를 형성하며, 롤링피스톤에 반경방향으로 접하여 상기한 내부공간을 압축실과 흡입실로 구획하는 베인을 지지하도록 반경방향으로 베인슬릿을 형성하며, 주면에는 냉매가스의 일부를 바이패스 시키도록 토출구를 형성하여 케이싱의 내부에 고정 설치하는 실린더와;

실린더의 상하 양측을 복개하여 함께 내부공간을 형성하고, 한 쪽 베어링플레이트에는 실린더의 내부공간에 연통하여 압축가스를 케이싱의 내부로 토출하는 다른 토출구를 상기한 실린더의 토출구와 축중심이 직교하도록 형성하며, 다른 한 쪽 베어링플레이트에는 상기 실린더의 토출구가 흡입구에 연통하도록 바이패스구멍을 형성하는 복수 개의 베어링플레이트와;

각 베어링플레이트의 토출구를 개폐하도록 그 토출구의 선단면에 설치하는 복수 개의 토출밸브와;

베어링플레이트의 바이패스구멍을 선택적으로 개폐하여 압축냉매의 일부를 흡입구로 배제하도록 그 베어링플레이트에 결합하는 용적가변유닛과;

용적가변유닛이 압축기의 운전모드에 따라 바이패스구멍을 개폐하도록 상기한 용적가변유닛에 배압을 차별적으로 공급하는 배압절환유닛;을 포함한 것을 특징으로 하는 용량 가변형 로터리 압축기.
증발기에서 연통하는 가스흡입관과 응축기에 연통하는 가스토출관을 구비하는 케이싱과;

롤링피스톤이 선회운동을 하면서 냉매를 압축하도록 그 중앙에 내부공간을 형성하고, 내부공간에 가스흡입관이 연통하도록 반경방향으로 관통하는 흡입구를 형성하며, 롤링피스톤에 반경방향으로 접하여 상기한 내부공간을 압축실과 흡입실로 구획하는 베인을 지지하도록 반경방향으로 베인슬릿을 형성하며, 주면에는 냉매가스의 일부를 바이패스 시키도록 토출구를 형성하여 케이싱의 내부에 고정 설치하는 실린더와;

실린더의 상하 양측을 복개하여 함께 내부공간을 형성하고, 한 쪽 베어링플레이트에는 실린더의 내부공간에 연통하여 압축가스를 케이싱의 내부로 토출하는 다른 토출구를 상기한 실린더의 토출구와 축중심이 불일치하도록 형성하며, 다른 한 쪽 베어링플레이트에는 상기 실린더의 토출구가 흡입구에 연통하도록 바이패스구멍을 형성하는 복수 개의 베어링플레이트와;

각 베어링플레이트의 토출구를 개폐하도록 그 토출구의 선단면에 설치하는 복수 개의 토출밸브와;

베어링플레이트의 바이패스구멍을 선택적으로 개폐하여 압축냉매의 일부를 흡입구로 배제하도록 그 베어링플레이트에 결합하는 용적가변유닛과;

용적가변유닛이 압축기의 운전모드에 따라 바이패스구멍을 개폐하도록 상기한 용적가변유닛에 배압을 차별적으로 공급하는 배압절환유닛;을 포함한 것을 특징 으로 하는 용량 가변형 로터리 압축기.
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제1항 내지 제4항의 어느 한 항에 있어서,

베어링플레이트는 그 내부에 상기한 바이패스구멍에 직교하도록 밸브구멍을 형성하고, 그 밸브구멍에 상기한 용적가변유닛을 설치하는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 로터리 압축기.
제11항에 있어서,

용적가변유닛은 밸브구멍에 미끄러지게 삽입하여 상기 배압절환유닛에 의한 압력차에 따라 밸브구멍에서 이동하면서 상기한 바이패스구멍을 개폐하는 슬라이딩밸브와, 슬라이딩밸브의 이동방향을 탄력 지지하여 양단의 압력차가 동일할 때 상기한 슬라이딩밸브가 닫는 위치로 이동하도록 하는 적어도 한 개의 밸브스프링과, 슬라이딩밸브의 이탈을 방지하도록 상기한 밸브구멍을 차폐하는 밸브스토퍼로 이루 어지는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 로터리 압축기.
제12항에 있어서,

슬라이딩밸브는 바이패스구멍의 양측에 위치하여 밸브구멍의 내주면에 미끄럼 접촉하도록 형성하고 배압절환유닛을 통해 압력을 전달받아 이동하면서 적어도 한 개가 바이패스구멍을 개폐할 수 있도록 형성하는 복수 개의 압력부와, 복수 개의 압력부 사이를 연결하고 그 외주면과 밸브구멍 사이에 가스통로가 형성되는 연통부로 이루어진 것을 특징으로 하는 용량 가변형 로터리 압축기.
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제1항 내지 제4항의 어느 한 항에 있어서,

배압절환유닛은 가스흡입관과 가스토출관에 각각 연통하고 그 가스흡입관과 가스토출관을 용적가변유닛의 양측에 교차하여 연결하도록 압력절환밸브조립체와, 압력절환밸브조립체의 제1 출구를 용적가변유닛의 일측에 연결하는 제1 연결관과, 압력절환밸브조립체의 제2 출구를 용적가변유닛의 타측에 연결하는 제2 연결관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 용량 가변형 로터리 압축기.
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압축기의 기동시 상기 용적가변유닛이 바이패스구멍을 차단한 상태에서 운전을 하여 최대능력을 내는 파워운전 모드와;

파워운전 모드를 진행하면서 제어부에서 압축기의 적정 냉동능력을 산출하여 냉동능력을 낮출 필요가 있을 때 상기 배압절환유닛을 작동시켜 용적가변유닛이 바이패스구멍을 개방하여 실린더의 압축냉매 전체가 흡입구로 배제되도록 하는 세이빙운전 모드를;

교차 수행하는 것을 특징으로 하는 제1항 또는 제3항의 용량 가변형 로터리 압축기의 운전 방법.
제20항에 있어서,

세이빙운전 모드는 고압측과 저압측 사이의 압력차가 있느냐를 검출하여 지속 여부를 결정하는 것을 특징으로 용량 가변형 로터리 압축기의 운전 방법.
제21항에 있어서,

고압측과 저압측 사이의 압력차는 응축기와 증발기의 온도를 검출하여 규정의 온도범위이면 유효한 고저압력차가 있다고 판단하여 세이빙운전을 연장하는 반면 온도범위를 벗어나면 배압절환유닛을 작동시켜 바로 파워운전 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 로터리 압축기의 운전 방법.
압축기의 기동시 용적가변유닛에 의해 바이패스구멍이 개방되어 실린더의 압축냉매 일부가 흡입구로 배제되도록 하는 미들운전 모드와;

미들운전 모드를 일정 시간 동안 수행한 후에 상기 배압절환유닛을 작동시켜 용적가변유닛이 바이패스구멍을 차단한 상태에서 운전을 하여 최대능력을 내는 파워운전 모드와;

파워운전 모드를 진행하면서 제어부에서 압축기의 적정 냉동능력을 산출하여 냉동능력을 낮출 필요가 있을 때 상기 배압절환유닛을 반대로 작동시켜 용적가변유닛이 바이패스구멍을 개방하여 실린더의 압축냉매 일부가 흡입구로 배제되도록 하는 미들운전 모드를;

교차 수행하는 것을 특징으로 하는 제2항 또는 제4항의 용량 가변형 로터리 압축기의 운전 방법.
제23항에 있어서,

미들운전 모드는 고압측과 저압측 사이의 압력차가 있느냐를 검출하여 지속 여부를 결정하는 것을 특징으로 용량 가변형 로터리 압축기의 운전 방법.
제24항에 있어서,

고압측과 저압측 사이의 압력차는 응축기와 증발기의 온도를 검출하여 규정의 온도범위이면 유효한 고저압력차가 있다고 판단하여 미들운전 모드를 연장하고 온도범위를 벗어나면 상기 배압절환유닛을 작동시켜 바로 파워운전 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 로터리 압축기의 운전 방법.
제23항에 있어서,

미들운전 모드를 진행하면서 제어부에서 압축기의 적정 냉동능력을 산출하여 냉동능력을 제로(zero)로 낮출 필요가 있을 때 전원을 오프(OFF) 시켜 압축기를 정지시키는 정지 모드를 추가 수행하는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 로터리 압축기의 운전 방법.
전원인가와 함께 실내온도와 설정온도(A)를 비교하여 그 실내온도가 설정온도(A) 보다 높은 경우에는 압축기의 용적가변유닛이 실린더의 내부공간과 연통된 바이패스구멍을 차단한 상태에서 운전을 하여 최대능력을 내는 최대냉력모드와;

최대냉력모드를 진행하면서 실내온도와 설정온도(A)를 비교하여 실내온도가 설정온도(A) 보다 높은 경우에는 계속 최대냉력모드를 수행하는 반면 설정온도(A) 보다 낮은 경우에는 상기 용적가변유닛이 바이패스구멍을 개방하여 실린더 내부공간의 압축냉매 전체가 흡입구로 배제되도록 하는 최소냉력모드와;

최소냉력모드를 진행하면서 실내온도와 설정온도(B)를 비교하여 그 실내온도가 설정온도(B) 보다 낮은 경우에는 전원을 오프(OFF) 시켜 압축기를 정지시키는 정지 모드;로 수행하는 것을 특징으로 하는 제1항 및 제3항의 용량 가변형 로터리 압축기를 구비한 에어콘의 운전 방법.
전원인가와 함께 실내온도와 설정온도(A)를 비교하여 그 실내온도가 설정온도(A) 보다 높은 경우에는 압축기의 용적가변유닛이 실린더의 내부공간과 연통된 바이패스구멍을 개방하여 실린더 내부의 압축냉매 일부를 흡입구로 배제되도록 하는 중간냉력모드와;

중간냉력모드로 운전을 하면서 실내온도와 설정온도(A)를 비교하여 그 실내온도가 설정온도(A) 보다 높은 경우에는 상기 용적가변유닛이 실린더의 내부공간과 연통된 바이패스구멍을 차단한 상태에서 운전을 하여 최대능력을 내는 최대냉력모드와;

최대냉력모드를 진행하면서 실내온도와 설정온도(A)를 비교하여 실내온도가 설정온도(A) 보다 낮은 경우에는 바이패스구멍을 개방시켜 압축가스의 일부를 배제시키면서 운전을 하는 중간냉력모드와;

중간냉력모드를 진행하면서 실내온도와 설정온도(B)를 비교하여 그 실내온도가 설정온도(B) 보다 낮은 경우에는 전원을 오프(OFF) 시켜 압축기를 정지시키는 정지 모드;로 수행하는 것을 특징으로 하는 제1항과 제3항 또는 제2항 및 제4항의 용량 가변형 로터리 압축기를 구비한 에어콘의 운전 방법.
제27항 또는 제28항에 있어서,

모드 전환시 필요한 압축기의 합계냉동능력과 그에 따른 각 모드간 운전시간을 결정하는 합계냉동능력결정 단계를 먼저 수행하는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 로터리 압축기를 구비한 에어콘의 운전 방법.