KR100816655B1

KR100816655B1 - 용량 가변형 로터리 압축기

Info

Publication number: KR100816655B1
Application number: KR1020060081325A
Authority: KR
Inventors: 조승연; 변상명; 한정민
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-08-25
Filing date: 2006-08-25
Publication date: 2008-03-26

Abstract

본 발명에 의한 용량 가변형 로터리 압축기는, 케이싱의 내부공간과 분리되는 베인챔버가 형성되는 실린더와, 상기 실린더의 압축공간에서 선회운동을 하는 롤링피스톤과, 상기 베인챔버의 내부압력에 의해 지지되어 상기 실린더의 압축공간을 흡입실과 압축실로 구분하는 베인을 포함한 압축유닛; 상기 실린더의 베인챔버에 고압 또는 저압의 분위기가 선택적으로 형성되도록 하는 메인밸브부와, 상기 메인밸브부에 연결되어 그 메인밸브부가 상기 실린더의 베인챔버에 고압 또는 저압의 분위기가 선택적으로 형성되도록 제어하는 서브밸브부를 포함한 밸브유닛; 상기 밸브유닛이 압축유닛에 연결되어 그 밸브유닛에 따라 압축유닛이 제어되도록 하는 연결유닛; 및 상기 밸브유닛의 입구측에 설치되어 이물질이 상기 밸브유닛으로 유입되는 것을 차단하는 이물질차단유닛;을 구비함으로써, 상기 밸브유닛과 연결유닛 등을 연결할 때 발생되는 이물질이 상기 밸브유닛으로 유입되는 것을 막아 그 밸브유닛의 부품이 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

Description

용량 가변형 로터리 압축기{MODULATION TYPE ROTARY COMPRESSOR}

도 1은 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기의 일례를 보인 단면도,

도 2는 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기의 일례를 보인 사시도,

도 3은 본 발명 이물질차단부재를 분해하여 보인 사시도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100 : 케이싱 200 : 전동기구부

300 : 제1 압축기구부 400 : 제2 압축기구부

500 : 밸브유닛 510 : 메인밸브부

520 : 서브밸브부 600 : 연결유닛

610 : 저압측 연결관 620 : 고압측 연결관

630 : 공용측 연결관 640 : 이물질차단부재

본 발명은 로터리 압축기에 관한 것으로, 특히 고압과 저압을 교번되게 공급하면서 압축기 용량을 가변하는 용량 가변형 로터리 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 로터리 압축기는 주로 에어콘과 같은 공기조화기에 적용하는 것 으로, 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.

상기 배제용적기술이 구비된 용량 가변형 로터리 압축기는 베인의 후면에 구비되는 베인챔버의 압력을 가변하면서 상기 베인이 구속/해제되도록 하여 압축기의 용량이 가변되도록 하는 방식과, 상기 실린더의 흡입구에 공급되는 냉매의 압력이 가변되면서 상기 베인이 구속/해제되도록 하여 압축기의 용량이 가변되도록 하는 방식이 포함되어 있다.

상기 용량 가변형 로터리 압축기는, 상기 베인챔버 또는 실린더에 고압 또는 저압의 냉매나 오일을 공급하기 위하여는 그 압축기 케이싱의 일측에 밸브유닛이 연결유닛에 의해 상기 베인챔버나 실린더에 연결되도록 설치되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래 용량 가변형 로터리 압축기는, 상기 밸브유닛이 연결유닛에 용접되거나 또는 상기 연결유닛의 일부가 어큐뮬레이터에 용접되는 과정에서 용접똥과 같은 이물질이 발생되고, 이 이물질이 상기 밸브유닛으로 유입되어 그 밸브유닛의 작동에 악영향을 끼치거나 마모가 심해지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 용량 가변형 로터리 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 상기 연결유닛을 통해 밸브유닛으로 유입되는 이물질을 차단하여 상기 밸브유닛의 신뢰성을 유지할 수 있는 용량 가변형 로터리 압축기를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 케이싱의 내부공간과 분리되는 베인챔버가 형성되는 실린더와, 상기 실린더의 압축공간에서 선회운동을 하는 롤링피스톤과, 상기 베인챔버의 내부압력에 의해 지지되어 상기 실린더의 압축공간을 흡입실과 압축실로 구분하는 베인을 포함한 압축유닛; 상기 실린더의 베인챔버에 고압 또는 저압의 분위기가 선택적으로 형성되도록 하는 메인밸브부와, 상기 메인밸브부에 연결되어 그 메인밸브부가 상기 실린더의 베인챔버에 고압 또는 저압의 분위기가 선택적으로 형성되도록 제어하는 서브밸브부를 포함한 밸브유닛; 상기 밸브유닛이 압축유닛에 연결되어 그 밸브유닛에 따라 압축유닛이 제어되도록 하는 연결유닛; 및 상기 연결유닛에 각각 설치되어 이물질이 상기 압축유닛에서 밸브유닛으로 유입되는 것을 차단하는 이물질차단유닛;을 구비하는 용량 가변형 로터리 압축기가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 용량 가변형 로터리 압축기를 첨부도면에 도시한 일실 시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기의 일례를 보인 단면도이고, 도 2는 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기의 일례를 보인 사시도이며, 도 3은 본 발명 이물질차단부재를 분해하여 보인 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 용량 가변형 복식 로터리 압축기는, 복수 개의 가스흡입관(SP1)(SP2)과 한 개의 가스토출관(DP)이 연통 설치되는 케이싱(100)과, 상기 케이싱(100)의 상측에 설치하여 회전력을 발생하는 전동기구부(200)와, 상기 케이싱(100)의 하측에 설치되어 상기 전동기구부(200)에서 발생한 회전력으로 냉매를 압축하는 제1 압축기구부(300) 및 제2 압축기구부(400)와, 상기 제2 압축기구부의 제2 베인(440)의 배면을 고압분위기 또는 저압분위기로 전환하면서 상기한 제2 압축기구부(400)가 정상운전 또는 절약운전을 하도록 하는 밸브유닛(500)과, 상기 밸브유닛(500)에 의해 상기 제2 압축기구부(400)가 제어되도록 상기 밸브유닛(500)이 케이싱(100)과 제2 압축기구부(400)에 연결되는 연결유닛(600)으로 구성된다.

상기 전동기구부(200)는 정속 구동을 하거나 또는 인버터 구동을 하는 것으로 상기 케이싱(100)의 내부에 고정되어 외부에서 전원이 인가되는 고정자(210)와, 상기 고정자(210)의 내부에 일정 공극을 두고 배치되어 상기한 고정자(210)와 상호 작용하면서 회전하는 회전자(220)와, 상기 회전자(220)에 결합되어 회전력을 상기한 제1 압축기구부(300)와 제2 압축기구부(400)로 전달하는 회전축(230)으로 이루어진다.

상기 제1 압축기구부(300)는 환형으로 형성되어 상기 케이싱(100)의 내부에 설치되는 제1 실린더(310)와, 상기 제1 실린더(310)의 상하 양측이 복개되어 함께 제1 압축공간(S1)을 이루면서 상기한 회전축(230)을 반경방향으로 지지하는 상부베어링플레이트(이하,상부베어링)(320) 및 중간베어링플레이트(이하,중간베어링)(330)와, 상기 회전축(230)의 상측 편심부에 회전 가능하게 결합되어 상기 제1 실린더(310)의 제1 압축공간(S1)에서 선회하면서 냉매를 압축하는 제1 롤링피스톤(340)과, 상기 제1 롤링피스톤(340)의 외주면에 압접되도록 상기 제1 실린더(310)에 반경방향으로 이동 가능하게 결합되어 상기 제1 실린더(310)의 제1 압축공간(S1)이 제1 흡입실과 제1 압축실로 각각 구획되는 제1 베인(350)과, 상기 제1 베인(350)의 후방측이 탄력 지지되도록 압축스프링으로 된 베인지지스프링(360)과, 상기 상부베어링(320)의 중앙부근에 구비된 제1 토출구(321) 선단에 개폐 가능하게 결합되어 상기 제1 압축공간(S1)의 압축실에서 토출되는 냉매가스의 토출을 조절하는 제1 토출밸브(370)와, 상기 제1 토출밸브(370)가 수용되도록 내부체적이 구비되어 상기 상부베어링(320)에 결합되는 제1 머플러(380)로 이루어진다.

상기 제2 압축기구부(400)는 환형으로 형성되어 상기 케이싱(100) 내부의 제1 실린더(310) 하측에 설치되는 제2 실린더(410)와, 상기 제2 실린더(410)의 상하 양측을 복개하여 함께 제2 압축공간(S2)을 이루면서 상기한 회전축(230)을 반경방향 및 축방향으로 지지하는 중간베어링(330) 및 하부베어링(420)과, 상기 회전축(230)의 하측 편심부에 회전 가능하게 결합되어 상기 제2 실린더(410)의 제2 압축공간(S2)에서 선회하면서 냉매를 압축하는 제2 롤링피스톤(430)과, 상기 제2 롤 링피스톤(430)의 외주면에 압접하거나 이격되도록 상기 제2 실린더(410)에 반경방향으로 이동 가능하게 결합하여 상기 제2 실린더(410)의 제2 압축공간(S2)이 제2 흡입실과 제2 압축실로 각각 구획 또는 연통되도록 하는 제2 베인(440)과, 상기 하부베어링(420)의 중앙부근에 구비한 제2 토출구(421) 선단에 개폐 가능하게 결합되어 상기 제2 압축실에서 토출되는 냉매가스의 토출을 조절하는 제2 토출밸브(450)와, 상기 제2 토출밸브(450)가 수용되도록 소정의 내부체적이 구비되어 상기 하부베어링(420)에 결합하는 제2 머플러(460)로 이루어진다.

상기 제2 실린더(410)는 제2 압축공간(S2)을 이루는 내주면의 일측에 상기한 제2 베인(440)이 반경방향으로 왕복운동을 하도록 제2 베인슬롯(411)이 형성되고, 상기 제2 베인슬롯(411)의 일측에는 냉매가 제2 압축공간(S2)으로 유도되도록 하는 제2 흡입구(미도시)가 반경방향으로 형성되며, 상기 제2 베인슬롯(411)의 타측에는 냉매가 상기 케이싱(100)의 내부로 토출되도록 하는 제2 토출안내홈(미도시)이 축방향으로 경사지게 형성된다. 또, 상기 제2 베인슬롯(411)의 방사상 후방측에는 후술할 연결유닛(600)의 공용측 연결관(630)에 연통되어 상기 제2 베인(440)의 후방측이 흡입압 또는 토출압 분위기를 이루도록 상기 케이싱(100)의 내부와 분리되어 밀폐공간으로 된 베인챔버(412)가 형성된다.

상기 베인챔버(412)는 상기 공용측 연결관(630)과 연통되어 상기 제2 베인(440)이 완전히 후진하여 상기 제2 베인슬롯(411)의 안쪽에 수납되더라도 그 제2 베인(440)의 후면이 후술할 공용측 연결관(630)을 통해 공급되는 압력에 대해 압력면을 이루도록 소정의 내부체적을 갖게 형성된다.

상기 밸브유닛(500)은 상기 제2 실린더(410)의 베인챔버(412)에 연결되는 메인밸브부(510)와, 상기 메인밸브부(510)에 연결되어 그 메인밸브부(510)의 개폐동작을 제어하는 서브밸브부(520)로 이루어진다.

상기 연결유닛(600)은 상기 제2 가스흡입관(SP2)에서 분관되어 상기 메인밸브부(510)에 연결되는 저압측 연결관(610)과, 상기 케이싱(100)의 내부공간에 연결되어 상기 메인밸브부(510)에 연결되는 고압측 연결관(620)과, 상기 제2 실린더(410)의 베인챔버(412)에 연결되어 상기 저압측 연결관(610)과 고압측 연결관(620)에 교차 연통되도록 상기 메인밸브부(510)에 연결되는 공용측 연결관(630)으로 이루어진다.

여기서, 도 2 및 도 3에서와 같이 상기 저압측 연결관(610)과 고압측 연결관(620) 그리고 공용측 연결관(630)의 입구 또는 중간에 이물질차단부재(640)가 각각 설치된다.

상기 이물질차단부재(640)는 망체로 형성되어 상기 각 연결관(610)(620)(630)의 단부에 고정 결합되거나 또는 상기 각 연결관(610)(620)(630)의 중간에 삽입되어 고정 결합될 수 있다.

이를 위해, 상기 이물질차단부재(640)는 각 연결관(610)(620)(630)의 단부에 용접되어 결합되거나 또는 상기 이물질차단부재(640)를 각 연결관(610)(620)(630)에 압입되어 결합되거나 또는 별도의 클램프(미도시)를 이용하여 각 연결관(610)(620)(630)의 단부를 감싸 결합되도록 하거나 또는 상기 이물질차단부재(640)의 외주면을 탄성링 형태로 제작하여 각 연결관(610)(620)(630)의 단부에 삽입하여 탄력적으로 벌어지면서 결합되도록 할 수 있다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 110은 어큐뮬레이터이다.

상기와 같은 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기가 가지는 작용 효과는 다음과 같다.

즉, 상기 전동기구부(200)의 고정자(210)에 전원을 인가하여 상기 회전자(220)가 회전하면, 상기 회전축(230)이 상기 회전자(220)와 함께 회전하면서 상기 전동기구부(200)의 회전력을 상기 제1 압축기구부(300)와 제2 압축기구부(400)에 전달하고, 에어콘에서의 필요 용량에 따라 상기 제1 압축기구부(300)와 제2 압축기구부(400)가 함께 정상운전을 하여 대용량의 냉력을 발생하거나 상기 제1 압축기구부(300)만 정상운전을 하고 상기 제2 압축기구부(400)는 절약운전을 실시하여 소용량의 냉력을 발생한다.

여기서, 상기 압축기가 파워운전을 하는 경우에는, 상기 메인밸브부(510)와 서브밸브부(520)에 의해 상기 케이싱(100) 내부의 고압의 냉매가 고압측 연결관(620)을 통해 베인챔버로 유입되고, 상기 베인챔버(412)로 유입된 고압의 냉매가 제2 베인(440)을 지지하여 제1 압축기구부(300)는 물론 제2 압축기구부(400)도 정상적으로 작동하여 냉매를 압축하게 된다.

반면, 상기 압축기가 세이빙운전을 하는 경우에는, 상기 메인밸브부(510)와 서브밸브부(520)에 의해 상기 가스흡입관(SP2)을 거쳐 제2 실린더(410)로 흡입되던 저압의 냉매가 저압측 연결관(610)을 통해 베인챔버(412)로 유입되고, 상기 베인챔 버(412)로 유입된 저압의 냉매가 제2 베인(440)을 지지하게 되어 그 제2 베인(440)이 제2 롤링피스톤(430)에서 이격된 상태로 남게 된다. 이에 따라 압축기는 제1 압축기구부(300)에서만 정상적으로 압축이 일어나는 반면 제2 압축기구부(400)에서는 압축이 일어나지 않게 된다.

이때, 상기 연결유닛(600)의 저압측 연결관(610)은 가스흡입관(SP2)과 메인밸브부(510)에 각각 용접 결합되는 과정 또는, 상기 고압측 연결관(620)은 케이싱(100)과 메인밸브부(510)에 각각 용접 결합되는 과정, 상기 공용측 연결관(630)은 메인밸브부(510)와 베인챔버측 케이싱에 각각 용접 결합되는 과정에서 용접똥이 발생되거나 다른 부품을 용접 결합하는 과정에서도 용접똥과 같은 이물질이 발생하게 된다. 하지만, 상기 각 연결관(610)(620)(630)의 입구나 출구측에 각각 이물질차단부재(640)가 설치됨에 따라 상기 이물질이 메인밸브부(510)로 유입되는 것을 차단하여 상기 메인밸브부(510)의 부품들이 이물질에 의해 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 용량 가변형 로터리 압축기에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 일실시예에서는 상기 케이싱과 분리되는 베인챔버가 형성되고, 그 베인챔버의 압력이 가변되도록 하여 압축기의 운전모드가 가변되도록 하는 것이었으나, 본 실시예는 압축기의 운전모드에 따라 제2 실린더의 흡입구에 흡입압 또는 토출압의 냉매가 교번되게 공급되도록 하는 것이다.

이 경우에도 상기 밸브유닛이 연결유닛에 의해 압축기본체에 연결되고, 상기 연결유닛의 각 연결관 끝단이나 중간에 각각 이물질차단부재가 설치된다. 이에 따라 압축기 조립시 발생되는 이물질이 각 연결관을 통해 밸브유닛으로 유입되는 것을 차단할 수 있고 이를 통해 상기 밸브유닛의 손상을 미연에 방지할 수 있다.

이에 대한 보다 상세한 설명은 전술한 일실시예와 대동소이하므로 생략한다.

본 발명에 의한 용량 가변형 로터리 압축기는, 각 연결관에 이물질차단부재가 설치됨에 따라 상기 밸브유닛과 연결유닛 등을 연결할 때 발생되는 이물질이 상기 밸브유닛으로 유입되는 것을 막아 그 밸브유닛의 부품이 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

Claims

케이싱의 내부공간과 분리되는 베인챔버가 형성되는 실린더와, 상기 실린더의 압축공간에서 선회운동을 하는 롤링피스톤과, 상기 베인챔버의 내부압력에 의해 지지되어 상기 실린더의 압축공간을 흡입실과 압축실로 구분하는 베인을 포함하는 압축유닛;

상기 실린더의 베인챔버에 고압 또는 저압의 분위기가 선택적으로 형성되도록 하는 메인밸브부와, 상기 메인밸브부에 연결되어 그 메인밸브부가 상기 실린더의 베인챔버에 고압 또는 저압의 분위기가 선택적으로 형성되도록 제어하는 서브밸브부를 포함한 밸브유닛;

상기 밸브유닛이 압축유닛에 연결되어 그 밸브유닛에 따라 압축유닛이 제어되도록 하는 연결유닛; 및

상기 연결유닛에 설치되어 이물질이 상기 압축유닛에서 밸브유닛으로 유입되는 것을 차단하는 이물질차단유닛;을 포함하고,

상기 연결유닛은 가스흡입관에서 분관되어 상기 메인밸브부에 연결되는 저압측 연결관과, 상기 케이싱의 내부공간에 연결되어 상기 메인밸브부에 연결되는 고압측 연결관과, 상기 베인챔버에 연결되어 상기 저압측 연결관과 고압측 연결관에 번갈아 연통되도록 상기 메인밸브부에 연결되는 공용측 연결관으로 이루어지고,

상기 저압측 연결관과 고압측 연결관 그리고 공용측 연결관에 각각 상기 이물질차단유닛이 설치되어 그 각각의 연결관을 통해 이물질이 밸브유닛으로 유입되는 것을 차단하는 용량 가변형 로터리 압축기.
제1항에 있어서,

상기 이물질차단유닛은 망체로 형성되는 용량 가변형 로터리 압축기.
제1항에 있어서,

상기 이물질차단유닛은 각 연결관의 내부에 각각 설치되는 용량 가변형 로터리 압축기.