KR20190131839A - 냉매 인젝션 기능을 포함하는 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉매 인젝션 기능을 포함하여 압축기의 냉매 순환량을 확보하고 외기 온도 변화에 더욱 능동적으로 대응하여 한랭지 성능을 강화할 수 있는 압축기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 압축기는 냉매의 흡입이 완료된 이후, 압축실로 냉매를 인젝션하기 위한 복수의 유입부를 포함하되, 서로 다른 압력의 압력의 냉매가 압축실로 인젝션 될 수 있는 구조를 제공한다. 유입부는 2개 이상으로 분기되어 압축실의 다른 위치에 형성된 2개 이상의 인젝션홀로 연결될 수 있다.

Description

냉매 인젝션 기능을 포함하는 압축기{Compressor with refrigerant injection function}

본 발명은 냉매 인젝션 기능을 포함하여 압축기의 냉매 순환량을 충분히 확할 수 있도록 한 압축기에 관한 것이다.

공기 조화기는 실내의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 가전기기이다. 공기 조화기는 냉매가 순환하며 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 수행한다.

공기 조화기는 실내기와 실외기의 분리 여부에 따라, 실내기와 실외기를 각각 분리된 분리형 공기조화기와, 실내기와 실외기를 하나의 장치로 결합된 일체형 공기조화기로 구분될 수 있다.

실외기는 외기와 열교환하는 실외 열교환기를 포함하고, 실내기는 실내 공기와 열교환하는 실내 열교환기를 포함한다. 공기 조화기는 냉방 모드 또는 난방 모드로 전환 가능한 구조를 가질 수도 있다.

외기 조건이 좋지 않을 경우, 공기 조화기의 냉방 또는 난방 성능이 제한될 수 있다. 예를 들어 공기 조화기가 설치된 지역의 외기온도가 매우 높거나 매우 낮은 경우에도 원하는 충분한 냉난방 성능을 확보하기 위해서는 충분한 냉매 순환량이 확보되어야 한다.

냉매 순환량을 확보하기 위한 방법으로는 압축기의 용량을 크게 하는 방법이 있다. 그런데 용량이 큰 압축기를 적용하면, 공기 조화기의 제조 비용이 증가되는 문제점이 있다.

압축기는 냉매를 압축하는 방식에 따라 왕복동 압축기, 로터리 압축기, 스크롤 압축기 등으로 구분될 수 있다.

이 중 스크롤 압축기는 밀폐용기의 내부공간에 고정된 고정 스크롤에 선회 스크롤이 맞물려 선회운동을 하는 구조를 갖는다. 스크롤 압축기는 고정 스크롤의 고정랩과 선회 스크롤의 선회랩 사이에 압축실이 형성된다.

스크롤 압축기는 다른 종류의 압축기에 비하여 상대적으로 높은 압축비를 얻을 수 있는 장점이 있다. 또한 스크롤 압축기는 냉매의 흡입, 압축, 토출 행정이 부드럽게 이어져 안정적인 토크를 얻을 수 있는 장점이 있다. 이러한 장점으로 인하여 스크롤 압축기는 공조장치 등에서 냉매압축용으로 널리 사용된다.

대한민국 공개특허 10-2016-0086639호 (공개일자 2016년 7월 20일)

본 발명의 목적은 외기의 온도가 낮을 경우 공기 조화기의 난방 능력이 저하되는 것을 감소시킬 수 있는 압축기를 제공하기 위한 것이다.

공기조화기의 실외기가 설치된 외기의 온도가 과도하게 낮을 경우 증발 온도 저하에 의하여 흡입되는 냉매의 밀도가 저하된다. 냉매의 밀도가 저하되면 냉매 순환량이 감소한다. 본 발명은 외기 온도가 저하되더라도 냉매의 충분한 순환 유량을 확보하기 위한 냉매 인젝션 기능을 포함하는 압축기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 압축기의 내부에서 4단 또는 그 이상으로 인젝션을 수행하도록 함으로써, 외기 온도 변화에 더욱 능동적으로 대응하여 한랭지 성능을 강화하고 효율을 향상할 수 있는 압축기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 4단 또는 5단으로 인젝션 되는 압축기의 인젝션 위치를 최적화하여 냉매 순환량 조절의 자유도를 증가시킨 압축기를 제공함에 있다.

본 발명은 외기 온도가 저하되더라도 냉매의 충분한 순환 유량을 확보하기 위한 냉매 인젝션 기능을 포함하는 압축기를 제공한다. 본 발명에 따른 압축기는 냉매의 흡입이 완료된 이후, 압축실로 냉매를 인젝션하기 위한 복수의 유입부를 포함하되, 서로 다른 압력의 압력의 냉매가 압축실로 인젝션 될 수 있는 구조를 제공한다. 유입부는 2개 이상으로 분기되어 압축실의 다른 위치에 형성된 2개 이상의 인젝션홀로 연결될 수 있다.

이 때, 본 발명에 따른 압축기는 복수의 유입부에 연결되어 유입되는 냉매의 역류를 방지하기 위한 개폐 수단을 구비할 수 있다.

본 발명은 압축기의 내부에서 4단 또는 그 이상으로 인젝션을 수행하도록 함으로써, 외기 온도 변화에 더욱 능동적으로 대응하여 한랭지 성능을 강화하고 효율을 향상할 수 있는 압축기를 제공한다. 이를 위하여 본 발명은 인젝션 기능을 구비하는 압축기가 4단계의 인젝션을 수행하기 위한 인젝션홀의 최적 위치를 제공한다.

본 발명에 따른 압축기의 제1인젝션홀은 고정스크롤의 중심부와 상기 흡입부의 중심부를 연결하는 기준선을 압축실의 회전 방향과 반대방향으로 61~101만큼 회전시킨 위치에 배치되고, 제2인젝션홀은 제1인젝션홀의 위치에서 상기 압축실의 회전방향으로 75~115만큼 회전시킨 위치에 배치되고, 제3인젝션홀은 제2인젝션홀의 위치에서 압축실의 회전방향으로 60~90만큼 회전시킨 위치에 배치되고, 제4인젝션홀은 제3인젝션홀의 위치에서 상기 압축실의 회전방향으로 60~100만큼 회전시킨 위치에 배치될 수 있다.

그리고 본 발명은 인젝션 기능을 구비하는 압축기가 5단계의 인젝션을 수행하기 위한 인젝션홀의 최적 위치를 제공한다. 본 발명에 따른 압축기의 제1인젝션홀은 고정스크롤의 중심부와 흡입부의 중심부를 연결하는 기준선을 압축실의 회전 방향과 반대방향으로 61~101만큼 회전시킨 위치에 배치되고, 제2인젝션홀은 제1인젝션홀의 위치에서 압축실의 회전방향으로 50~80만큼 회전시킨 위치에 배치되고, 제3인젝션홀은 제2인젝션홀의 위치에서 압축실의 회전방향으로 60~80만큼 회전시킨 위치에 배치되고, 제4인젝션홀은 제3인젝션홀의 위치에서 압축실의 회전방향으로 60~80만큼 회전시킨 위치에 배치되고, 제5인젝션홀은 제4인젝션홀의 위치에서 상기 압축실의 회전방향으로 55~75만큼 회전시킨 위치에 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 압축기는 압축실의 서로 다른 위치로 냉매가 인젝션 되도록 함으로써 시스템의 냉매 순환량을 증가시킬 수 있다. 또한 본 발명에 따른 압축기는 냉매 순환량을 증가시킴으로써 냉난방 성능을 향상할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 압축기는 4개 이상의 인젝션유입부를 구비한다. 본 발명에 따른 압축기는 냉매가 흡입완료 된 후 토출될 때까지 4회 이상의 냉매 인젝션이 수행되는 구조를 통하여 냉매 순환량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 압축기는 중간압력을 형성하는 냉매가 압축기로 인젝션 될 수 있으므로, 압축기에서 냉매를 압축하는 데 소요되는 동력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 압축기는 인젝션유입부를 통한 냉매의 주입 시점을 개폐 밸브에 의하여 조절 함으로써, 인젝션 시점을 최적화할 수 있어 압축기 내부의 냉매가 인젝션유입부로 역류하는 것을 방지할 수 있고, 압축기 동작의 신뢰성을 개선할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 압축기는 하나의 인젝션유입부가 복수개의 인젝션홀에 연결되는 구조를 제공함으로써, 공기 조화기의 구성을 간소화하며 인젝션 유량을 확보할 수 있는 효과를 가져온다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 압축기가 적용된 공기 조화기의 구성을 보여주는 시스템 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 압축기가 적용된 공기 조화기의 운전에 따른 냉매 물성치 변화를 보여주는 P-H 선도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 압축기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 압축기의 인젝션유입부의 배치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 압축기가 적용된 공기 조화기의 구성을 보여주는 시스템 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 압축기가 적용된 공기 조화기의 운전에 따른 냉매 물성치 변화를 보여주는 P-H 선도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 압축기의 인젝션홀의 배치를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 압축기의 인젝션홀의 배치를 나타낸 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 압축기가 적용된 공기 조화기의 구성을 보여주는 시스템 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 압축기가 적용된 공기 조화기의 운전에 따른 냉매 물성치 변화를 보여주는 P-H 선도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기(1)는 압축기(10)와, 응축기(20)와, 제1팽창장치(30)와, 제2팽창장치(35)와, 증발기(25)와, 냉매관(15)을 포함한다.

압축기(10)는 냉매를 압축시키는 기능을 수행한다. 응축기(20)는 상기 압축기(10)에서 압축된 냉매를 응축시키는 기능을 수행한다. 제1팽창장치(30)와 제2팽창장치(35)는 상기 응축기(20)에서 응축된 냉매를 선택적으로 팽창시키는 역할을 수행한다. 냉매관(15)은 냉매의 유동을 안내하는 기능을 수행한다.

본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기(10)는 냉매의 순환 방향에 따라 냉방 또는 난방운전이 수행될 수 있다

상기 압축기(10)는 다단 압축 가능하도록 구성될 수 있다. 상기 압축기(10)는 고정 스크롤과 선회 스크롤의 상대적인 위상차에 의하여 냉매가 압축되도록 하는 스크롤 압축기일 수 있다.

상기 공기 조화기(1)는 상기 응축기(20)를 통과한 냉매가 과냉각 되도록 하는 복수의 과냉각 장치(40,50,60,70)를 포함한다.

상기 복수의 과냉각장치(40,50,60,70)는 제1과냉각장치(70)와, 제2과냉각장치(60)와, 제3과냉각장치(50)와, 제4과냉각장치(40)로 구성된다.

제1과냉각장치(70)는 상기 제1팽창장치(30)를 통과한 냉매를 과냉각 시키는 기능을 수행한다. 제2과냉각장치(60)는 상기 제1과냉각장치(70)를 거친 냉매를 과냉각 시키는 기능을 수행한다. 제3과냉각장치(50)는 상기 제2과냉각장치(60)를 거친 냉매를 과냉각 시키는 기능을 수행한다. 제4과냉각장치(40)는 상기 제3과냉각장치(50)를 거친 냉매를 과냉각 시키는 기능을 수행한다.

상기 공기 조화기(1)는 제1인젝션유로(72)와 제1인젝션팽창부(75)를 포함한다. 제1인젝션유로(72)는 상기 제1팽창장치(30)를 통과한 냉매 중 적어도 일부의 냉매가 바이패스 되도록 하는 역할을 수행한다. 제1인젝션팽창부(75)는 제1인젝션유로(72)를 통해 바이패스 되는 냉매의 양을 조절하는 역할을 수행한다. 제1인젝션팽창부(75)는 상기 제1인젝션유로(72)의 유동 경로에 배치된다. 냉매는 상기 제1인젝션팽창부(75)를 통과하는 과정에서 팽창될 수 있다

상기 제1팽창장치(30)를 통과한 냉매 중 바이패스 된 냉매를 "제1분지 냉매"라 하고, 분지냉매를 제외한 나머지 냉매를 "메인 냉매"라 칭한다.

상기 제1과냉각장치(70)는 상기 메인 냉매와 제1분지 냉매를 열교환시키는 역할을 수행한다.

상기 제1분지 냉매는 상기 제1인젝션팽창부(75)를 통과하면서 저온 저압으로 변한다. 상기 제1분지 냉매는 상기 메인 냉매와 열교환을 통해 흡열하게 된다. 상기 메인 냉매는 상기 제1분지 냉매와 열교환을 통해 방열하게 된다. 따라서, 상기 메인 냉매는 과냉각 될 수 있다. 제1분지 냉매는 상기 제1과냉각장치(70)를 통과한 후 제1인젝션유로(72)를 통하여 상기 압축기(10)로 인젝션 된다.

상기 제1인젝션유로(72)는 제1인젝션유입부(71)를 포함한다. 제1인젝션유입부(71)는 상기 압축기(10)의 제1위치에 연결된다. 제1위치에 관한 보다 상세한 설명은 후술한다.

상기 공기 조화기(1)는 제2인젝션유로(62)와 제2인젝션팽창부(65)를 포함한다. 제2인젝션유로(62)는 상기 제1과냉각장치(70)를 통과한 메인 냉매 중 적어도 일부의 냉매가 바이패스 되도록 하는 역할을 수행한다. 제2인젝션팽창부(65)는 상기 제2인젝션유로(62)를 통해 바이패스 되는 냉매의 양을 조절하는 역할을 수행한다. 제2인젝션팽창부(65)는 제2인젝션유로(62)의 유동 경로에 배치된다. 냉매는 상기 제2인젝션팽창부(65)를 통과하는 과정에서 팽창될 수 있다

상기 제2인젝션유로(62)로 바이패스 되는 냉매를 "제2분지 냉매"라 칭한다. 상기 제2과냉각장치(60)는 상기 메인 냉매와 제2분지 냉매를 열교환시키는 역할을 수행한다.

상기 제2분지 냉매는 상기 제2인젝션팽창부(65)를 통과하면서 저온 저압으로 변한다. 상기 제2분지 냉매는 상기 메인 냉매와 열교환 되는 과정에서 흡열하게 된다. 상기 메인 냉매는 상기 제2분지 냉매와 열교환 되는 과정에서 방열하게 된다. 따라서, 상기 메인 냉매는 과냉각 될 수 있다. 제2분지 냉매는 상기 제2과냉각장치(60)를 통과한 후 상기 제2인젝션유로(62)를 통하여 상기 압축기(10)로 인젝션 된다.

상기 제2인젝션유로(62)는 제2인젝션유입부(61)를 포함한다. 제2인젝션유입부(61)는 상기 압축기(10)의 제2위치에 연결된다. 여기서 제2위치는 상술한 제2위치와 다른 위치를 의미한다. 상기 제2인젝션유입부(61)와 제1인젝션유입부(71)는 상기 압축기(10)의 서로 다른 위치에 연결된다.

상기 공기 조화기(1)는 제3인젝션유로(52)와 제3인젝션팽창부(55)를 포함한다. 제3인젝션유로(52)는 상기 제2과냉각장치(60)를 통과한 메인 냉매 중 적어도 일부의 냉매가 바이패스 되도록 하는 역할을 수행한다. 제3인젝션팽창부(55)는 상기 제3인젝션유로(52)를 통해 바이패스 되는 냉매의 양을 조절하는 역할을 수행한다. 제3인젝션팽창부(55)는 상기 제3인젝션유로(52)의 유동 경로에 배치된다. 냉매는 상기 제3인젝션팽창부(55)를 통과하는 과정에서 팽창될 수 있다.

상기 제3인젝션유로(52)로 바이패스 되는 냉매를 "제3분지 냉매"라 칭한다. 상기 제3과냉각장치(50)는 상기 메인 냉매와 제3분지 냉매간를 열교환시키는 역할을 수행한다. 상기 제3분지 냉매는 상기 제3인젝션팽창부(55)를 통과하면서 저온 저압으로 변한다. 상기 제3분지 냉매는 상기 메인 냉매와 열교환 되는 과정에서 흡열하게 된다. 상기 메인 냉매는 상기 제3분지 냉매와 열교환 되는 과정에서 방열하게 된다. 따라서, 상기 메인 냉매는 과냉각 될 수 있다, 제3분지 냉매는 상기 제3과냉각장치(50)를 통과한 후 상기 제3인젝션유로(52)를 통하여 상기 압축기(10)로 인젝션 된다.

상기 제3인젝션유로(52)는 제3인젝션유입부(51)를 포함한다.

상기 제3인젝션유입부(51)는 상기 압축기(10)의 제3위치에 연결된다. 상기 제3위치는 상술한 제1위치 및 제2위치와 다른 위치를 의미한다.

상기 공기 조화기(1)는 제4인젝션유로(42)와 제4인젝션팽창부(45)를 포함한다. 제4인젝션유로(42)는 상기 제3과냉각장치(50)를 통과한 메인 냉매 중 적어도 일부의 냉매가 바이패스 되도록 하는 역할을 수행한다. 제4인젝션팽창부(45)는 상기 제4인젝션유로(42)로 바이패스 되는 냉매의 양을 조절하는 역할을 수행한다. 제4인젝션팽창부(45)는 상기 제4인젝션유로(42)의 유동 경로에 배치된다. 냉매는 상기 제4인젝션팽창부(45)를 통과하는 과정에서 팽창될 수 있다.

상기 제4인젝션유로(42)로 바이패스 되는 냉매를 "제4분지 냉매"라 칭한다. 상기 제4과냉각장치(40)는 상기 메인 냉매와 제4분지 냉매간를 열교환시키는 역할을 수행한다. 상기 제4분지 냉매는 상기 제4인젝션팽창부(45)를 통과하면서 저온 저압으로 변한다. 상기 제4분지 냉매는 상기 메인 냉매와 열교환 되는 과정에서 흡열하게 된다. 상기 메인 냉매는 상기 제4분지 냉매와 교환되는 과정에서 방열하게 된다. 따라서, 상기 메인 냉매는 과냉각 될 수 있다, 제4분지 냉매는 상기 제4과냉각장치(40)를 통과한 후 상기 제4인젝션유로(42)를 통하여 상기 압축기(10)로 인젝션 된다.

상기 제4인젝션유로(42)는 제4인젝션유입부(41)를 포함한다. 상기 제4인젝션유입부(41)는 상기 압축기(10)의 제4위치에 연결된다. 상기 제4위치는 앞서 설명한 제1위치, 제2위치 및 제3위치와 다른 위치를 의미한다.

상기 제4과냉각장치(40)를 통과한 냉매는 상기 제2팽창장치(35)를 통과하면서 팽창된 후, 상기 증발기(25)로 유입된다. 증발기(25)로 유입된 냉매는 상기 증발기(25)에서 증발된 후 상기 압축기(10)의 흡입부를 통해 압축기의 내부로 흡입된다.

도 1과 도 2를 함께 참조하여, 공기 조화기를 순환하는 냉매 시스템의 P-H(압력-엔탈피) 선도를 설명한다.

상기 압축기(10)에 흡입되는 냉매(A 상태)는 상기 압축기(10)에서 압축되며 상기 제4인젝션유로(42)에 연결된 제4인젝션유입부(41)를 통하여 상기 압축기(10)로 인젝션 된 냉매와 혼합된다. 혼합된 냉매는 B의 상태를 나타낸다.

냉매가 A 상태로부터 B상태에 이르기까지 압축되는 과정을 "1단 압축"이라 칭한다.

B 상태의 냉매는 다시 압축되며, 압축되는 냉매는 상기 제3인젝션유로(52)에 연결된 제3인젝션유입부(51)를 통하여 상기 압축기(10)로 인젝션 된 냉매와 혼합된다. 혼합된 냉매는 C의 상태를 나타낸다.

냉매가 B 상태로부터 C 상태에 이르기까지 압축되는 과정을 "2단 압축"이라 칭한다.

C 상태의 냉매는 다시 압축되며, 압축되는 냉매는 상기 제2인젝션유로(62)에 연결된 제2인젝션유입부(61)를 통하여 상기 압축기(10)로 인젝션 된 냉매와 혼합된다 혼합된 냉매는 D의 상태가 된다.

냉매가 C 상태로부터 D 상태에 이르기까지 압축되는 과정을 "3단 압축"이라 칭한다.

D 상태의 냉매는 다시 압축되며, 압축되는 냉매는 상기 제1인젝션유로(72)에 연결된 제1인젝션유입부(71)를 통하여 상기 압축기(10)로 인젝션 된 냉매와 혼합된다 혼합된 냉매는 E의 상태가 된다.

냉매가 D 상태로부터 E 상태에 이르기까지 압축되는 과정을 "4단 압축"이라 칭한다.

E 상태의 냉매는 다시 압축되며, 압축된 냉매는 F 상태를 나타낸다.

냉매가 E 상태에서 F 상태에 이르기까지 압축되는 과정을 "5단 압축"이라 칭한다.

그리고, 냉매는 F의 상태에서 상기 응축기(20)로 유입된다. 냉매가 상기 응축기(20)에서 토출되면 G의 상태를 나타낸다.

상기 응축기(20)를 통과한 G 상태의 메인 냉매 중 일부(제1분지 냉매)는 바이패스 되어 상기 제1인젝션팽창부(75)로 유입된다. 제1분지 냉매는 제1인젝션팽창부(75)를 통과하며 팽창되어 P 상태가 된다. P 상태의 제1분지 냉매는 G 상태의 메인 냉매와 제1과냉각장치(70)에서 열교환 된다. 열교환을 통하여 G 상태의 메인 냉매는 H 상태로 과냉각 된다. P 상태의 제1분지 냉매는 상기 압축기(10)의 내부로 인젝션 되며 상기 압축기(10) 내부의 냉매와 혼합되어 E 상태가 된다.

상기 제1과냉각장치(70)를 통과한 H 상태 메인 냉매 중 일부(제2분지 냉매)는 바이패스 되어 상기 제2인젝션팽창부(65)로 유입된다. 제2분지 냉매는 제2인젝션팽창부(65)를 통과하며 팽창되어 O 상태가 된다. O 상태의 제2분지 냉매는 H 상태의 메인 냉매와 제2과냉각장치(60)에서 열교환 된다. 열교환을 통하여 H 상태의 메인 냉매는 I 상태로 과냉각 된다. O 상태의 제2분지 냉매는 상기 압축기(10)로 인젝션 되며 상기 압축기(10) 내부의 냉매와 혼합되어 D 상태가 된다.

상기 제2과냉각장치(60)를 통과한 I 상태의 메인 냉매 중 일부(제3분지 냉매)는 바이패스 되어 상기 제3인젝션팽창부(55)로 유입된다. 제3분지 냉매는 상기 제3인젝션팽창부(55)를 통과하며 팽창되어 N 상태가 된다. N 상태의 제3분지 냉매는 I 상태의 메인 냉매와 제3과냉각장치(50)에서 열교환 된다. 열교환을 통하여 I 상태의 메인 냉매는 J 상태로 과냉각 된다. N 상태의 제3분지 냉매는 상기 압축기(10)로 인젝션 된 후 상기 압축기(10) 내부의 냉매와 혼합되어 C 상태가 된다.

상기 제3과냉각장치(50)를 통과한 J 상태의 메인 냉매 중 일부(제4분지 냉매)는 바이패스 되어 상기 제4인젝션팽창부(45)로 유입된다. 제4분지 냉매는 제4인젝션팽창부(45)를 통과하며 팽창되어 M 상태가 된다. M 상태의 제4분지 냉매는 J 상태의 메인 냉매와 제4과냉각장치(40)에서 열교환 된다. 열교환을 통하여 J 상태의 메인 냉매는 K 상태로 과냉각 된다. M 상태의 제4분지 냉매는 상기 압축기(10)로 인젝션 된 후 상기 압축기(10) 내부의 냉매와 혼합되어 B 상태가 된다.

상기 제4과냉각장치(40)를 통과한 K 상태의 메인 냉매는 상기 제2팽창장치(35)에서 팽창되어 L 상태가 된다. L 상태로 팽창된 냉매는 상기 증발기(25)로 유입된다. 상기 증발기(25)에서 열교환된 냉매는 A 상태가 된다. A 상태의 냉매는 상기 압축기(10)로 유입된다.

이하에서 F-K를 연결하는 선도의 압력을 "고압"이라 칭한다. E-P를 연결하는 선도의 압력(즉 제1인젝션유로(72)에서의 압력)을 "제1중간압"이라 칭한다. D-O를 연결하는 선도의 압력(제2인젝션유로(62)에서의 압력)을 "제2중간압"이라 칭한다. C-N을 연결하는 선도의 압력(제3인젝션유로(52)에서의 압력)을 "제3중간압"이라 칭한다. B-M을 연결하는 선도의 압력(제4인젝션유로(42)에서의 압력)을 "제4중간압" 이라 칭한다. A-L을 연결하는 선도의 압력을 "저압"이라 칭한다.

상기 압력의 크기는, '고압 > 제1중간압 > 제2중간압 > 제3중간압 > 제4중간압 > 저압' 의 관계가 된다.

상기 제1인젝션유로(72)를 통하여 인젝션되는 유량(Q1)은 상기 고압과 제1중간압의 차이에 비례할 수 있다. 상기 제2인젝션유로(62)를 통하여 인젝션되는 유량(Q2)은 상기 고압과 제2중간압의 차이 압력에 비례할 수 있다. 상기 제3인젝션유로(52)를 통하여 인젝션되는 유량(Q3)은 상기 고압과 제3중간압의 차이 압력에 비례할 수 있다. 상기 제4인젝션유로(42)를 통하여 인젝션되는 유량(Q4)은 상기 고압과 제3중간압의 차이 압력에 비례할 수 있다.

따라서 인젝션되는 유량을 증가시키기 위해서는, 제1중간압, 제2중간압, 제3중간압 또는 제4중간압을 저압측에 근접하게 형성시키는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 압축기를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 스크롤 압축기는 케이싱(210), 구동 모터(220), 압축유닛(200) 및 회전축(226)을 포함한다.

상기 케이싱(210)은 내부공간을 구비한다. 상기 구동모터(220)는 상기 내부공간의 상부에 배치된다. 상기 압축유닛(200)은 상기 구동모터(220)의 하부에 배치된다. 상기 회전축(226)은 상기 구동모터(220)의 구동력을 상기 압축유닛(200)으로 전달하는 역할을 수행한다.

케이싱(210)의 내부공간은 구동 모터(220)의 상측인 제1 공간(V1), 구동 모터(220)와 압축유닛(200)의 사이인 제2 공간(V2), 토출커버(270)에 의해 구획된 제3 공간(V3) 및 압축유닛(200)의 하측인 저유 공간(V4)으로 구분된다.

케이싱(210)은 상부 쉘(212)과, 원통 쉘(211)과 하부 쉘(214)을 포함할 수 있다. 원통 쉘(211)의 상부에는 상부 쉘(212)이 설치되고, 원통 쉘(211)의 하부에는 하부 쉘(214)이 설치될 수 있다.

상부 쉘(212)에는 냉매 토출관(216)이 설치될 수 있는다. 냉매 토출관(216)은 제1 공간(V1)의 냉매를 압축기 외부로 배출시키는 경로를 제공한다.

하부 쉘(214)은 오일을 저장할 수 있는 저유 공간(V4)을 형성할 수 있다. 저유 공간(V4)은 오일을 공급하는 오일 챔버의 기능을 수행한다.

냉매 흡입관(218)은 원통 쉘(211)의 측면에 설치될 수 있다. 냉매 흡입관(218)은 압축될 냉매가 유입되는 경로를 제공한다. 냉매 흡입관(218)은 압축유닛(200)의 흡입부(256)에 연결된다.

구동 모터(220)는 케이싱(210)의 내부공간 상부에 배치될 수 있다. 구동 모터(220)는 고정자(222) 및 회전자(224)를 포함한다. 고정자(222)는 케이싱(210)에 고정될 수 있다. 고정자(222)는 권선된 코일(222a)을 포함할 수 있다. 냉매유로홈(212a)은 고정자(222)의 외주면에 형성될 수 있다. 냉매유로홈(212a)은 압축유닛(200)에서 토출되는 냉매(또는 오일이 혼합된 냉매)가 통과하는 경로를 제공한다.

회전자(224)는 고정자(222)의 내부에 결합되어 회전동력을 발생시킨다. 회전축(226)은 회전자(224)의 중심에 결합됨된다. 회전축(226)은 회전자(224)와 함께 회전 운동한다. 회전축(226)은 회전자(224)의 회전동력을 압축유닛(200)으로 전달한다.

압축유닛(200)는 올담링(150), 메인 프레임(230), 고정 스크롤(250), 선회 스크롤(240) 및 토출커버(270)를 포함할 수 있다.

올담링(150)은 메인 프레임(230)과 선회 스크롤(240) 사이에 설치될 수 있다. 올담링(150)은 메인 프레임(230)과 선회 스크롤(240)에 결합되어 선회 스크롤(240)의 자전(rotation)을 방지하는 역할을 수행한다.

메인 프레임(230)은 구동 모터(220)의 하부에 배치된다. 메인 프레임(230)은 압축유닛(200)의 상부를 형성한다. 메인 프레임(230)은 프레임 경판부(232)와, 프레임 축수부(232a)(이하, 제1 축수부)와, 프레임 측벽부(이하, 제1 측벽부)(231)를 구비한다.

프레임 경판부(232)는 대략 원판 형상을 갖는다. 제1 축수부(232a)는 프레임 경판부(232)의 중앙에 구비된다. 제1 측벽부(231)는 프레임 경판부(232)의 외주부에서 하부(고정 스크롤을 향하는 방향)로 돌출된 형상을 갖는다.

제1 측벽부(231)는 외주부가 원통 쉘(211)의 내주면과 마주할 수 있다. 제1 측벽부(231)는 하단부가 후술할 고정 스크롤 측벽부(255)의 상단부와 마주할 수 있다.

제1 측벽부(231)는 프레임 토출공(이하, 제1 토출공)(231a)을 구비할 수 있다. 제1 토출공(231a)은 제1 측벽부(231)의 내부를 축 방향으로 관통하도록 형성된다. 제1 토출공(231a)가 이동하는 통로를 제공하는 역할을 수행한다. 제1 토출공(231a)의 입구는 후술할 고정 스크롤 토출공(256b)의 출구와 연결된다. 제1 토출공(231a)의 출구는 제2 공간(V2)으로 연결된다.

제1 축수부(232a)는 프레임 경판부(232)의 상면에서 구동 모터(220) 측으로 돌출 형성될 수 있다. 제1 축수부(232a)는 회전축(226)의 메인 베어링부(226c)를 지지하는 베어링부을 구비할 수 있다.

배압실(S2)은 선회 스크롤(240)과 메인 프레임(230)의 사이에 형성된다. 배압실(S2)은 중간압 영역(즉, 중간압실)일 수 있다. 회전축(226)에 구비된 후술하는 오일 공급 유로(226a)는 배압실(S2)보다 압력이 높은 고압 상태일 수 있다.

고정 스크롤(250)은 메인 프레임(230)의 저면에 결합될 수 있다. 고정 스크롤(250)은 고정 스크롤 경판부(254)와, 고정 스크롤 측벽부(255)와, 고정랩(251)과, 고정 스크롤 축수부(252)를 구비한다.

고정 스크롤 경판부(254)는 대략 원판 형상을 갖는다. 고정 스크롤 측벽부(255)는 상기 고정 스크롤 경판부(254)의 외주부에서 상부(메인 프레임을 향하는 방향)로 돌출된 형상을 갖는다.

고정랩(251)은 고정 스크롤 경판부(254)의 상면에서 돌출된 형태로 형성된다. 고정랩(251)은 후술할 선회 스크롤(240)의 선회랩(241)과 맞물려 압축실(S1)을 형성한다. 고정 스크롤 축수부(252)는 관통되는 회전축(226)을 지지하는 역할을 수행한다.

고정 스크롤 경판부(254)는 토출구(253)를 구비할 수 있다. 토출구(253)는 압축된 냉매가 압축실(S1)로부터 토출커버(270)의 내부공간(V3)으로 이동하는 경로를 제공한다.

토출커버(270)는 고정 스크롤(250)의 저면에 밀봉 결합될 수 있다. 토출커버(270)는 냉매의 토출유로와 저유 공간(V4)을 분리하는 역할을 수행한다. 토출커버(270)는 오일피더(271)를 관통시키는 관통구멍(276)을 구비할 수 있다. 오일피더(271)는 저유 공간(V4)에 저유 공간(V4)에 잠기도록 배치된다.

고정 스크롤 측벽부(255)는 외주부가 원통 쉘(211)의 내주면과 접한다. 고정 스크롤 측벽부(255)는 상단부가 메인 프레임 측벽부(231)의 하단부와 접한다.

고정 스크롤 측벽부(255)는 고정 스크롤 토출공(256b)을 구비할 수 있다. 고정 스크롤 토출공(256b)은 고정 스크롤 측벽부(255)의 내부를 축 방향으로 관통하도록 형성된다. 고정 스크롤 토출공(256b)은 메인 프레임 토출공(231a)과 함께 냉매가 이동하는 통로를 제공한다.

고정 스크롤 토출공(256b)은 메인 프레임 토출공(231a)과 연통된다. 고정 스크롤 토출공(256b)의 입구는 토출커버(270)의 내부공간(V3)으로 연결된다. 고정 스크롤 토출공(256b)과 메인 프레임 토출공(231a)은 제3 공간(V3)의 냉매가 제2 공간(V2)으로 이동하는 경로를 제공한다.

제2 축수부(252)는 고정 스크롤 경판부(254)의 하면에서 저유 공간(V4) 측으로 돌출 형성될 수 있다. 제2 축수부(252)는 관통되는 회전축(226)을 지지하는 베어링을 구비할 수 있다.

선회 스크롤(240)은 메인 프레임(230)과 고정 스크롤(250)의 사이에 배치된다. 선회 스크롤(240)은 회전축(226)에 결합되어 선회운동을 하면서 고정 스크롤(250)과의 사이에 복수의 압축실(S1)을 형성할 수 있다.

선회 스크롤(240)은 선회 스크롤 경판부(245)와, 선회랩(241)과, 회전축 결합부(242)를 구비할 수 있다.

선회 스크롤 경판부(245)는 대략 원판 형상을 갖는다. 선회랩(241)은 선회 스크롤 경판부(245)의 하면에서 돌출된 형태로 형성된다. 선회랩(241)은 고정랩(251)과 맞물려 압축실을 형성한다. 회전축 결합부(242)는 선회 스크롤 경판부(245)의 중앙에 배치된다. 회전축 결합부(242)는 회전축(226)의 후술할 편심부(226f)에 결합된다.

선회 스크롤 경판부(245)의 외주부는 고정 스크롤 측벽부(255)의 상단부에 지지된다. 선회랩(241)의 하단부는 고정 스크롤 경판부(254)의 상면에 밀착되며 지지된다.

회전축 결합부(242)의 외주부는 선회랩(241)과 연결되어 압축과정에서 고정랩(251)과 함께 압축실(S1)을 형성하는 역할을 하게 된다. 고정랩(251)과 선회랩(241)은 인볼류트 곡선(involute curve) 형상으로 형성될 수 있다. 고정랩(251)과 선회랩(241)은 그 외의 다양한 형상으로 형성될 수도 있다. 여기에서, 인볼류트 곡선 형상은 임의의 반경을 갖는 기초원의 주위에 감겨있는 실을 풀어낼 때 실의 단부가 그리는 궤적에 해당되는 곡선을 의미한다.

회전축(226)은 케이싱(210)의 저유 공간(V4)에 담긴 오일을 상부로 안내하기 위한 오일 공급 유로(226a)를 구비할 수 있다.

회전축(226)은 메인 베어링부(226c)와, 서브 베어링부(226g)와, 편심부(226f)를 구비한다. 메인 베어링부(226c)는 메인 프레임(230)의 제1 축수부(232a)를 관통하며 제1 축수부(232a)에 의하여 지지된다. 서브 베어링부(226g)는 고정 스크롤(250)의 제2 축수부(252)를 관통하며 제2 축수부(252)에 의하여 지지된다. 편심부(226f)는 선회 스크롤(240)의 회전축 결합부(242)에 회전가능하게 결합된다.

메인 베어링부(226c)와 서브 베어링부(226g)는 동일 축중심을 가지도록 동축 선상에 형성된다. 편심부(226f)는 메인 베어링부(226c)(또는 서브 베어링부(226g))에 대해 반경방향으로 편심지게 형성될 수 있다.

회전축(226)의 내부에는 저유 공간(V4)의 오일을 각 베어링부(226c, 226g)의 외주면과 편심부(226f)의 외주면에 공급하기 위한 오일 공급 유로(226a)가 형성될 수 있다. 또한 회전축(226)의 베어링부 및 편심부(226c, 226g, 226f)에는 오일 공급 유로(226a)에서 외주면으로 관통되는 오일 홀이 형성될 수 있다. 오일 공급 유로(226a)를 통해 상부로 안내된 오일은, 오일 홀을 통해 토출되어 베어링면 등에 공급될 수 있다.

서브 베어링부(226g)의 하단에는 저유 공간(V4)에 채워진 오일을 펌핑하기 위한 오일피더(271)가 결합될 수 있다. 오일피더(271)는 오일공급관(273)와 오일흡상부재(274)를 포함할 수 있다. 오일공급관(273)은 회전축(226)의 오일 공급 유로(226a)에 결합된다. 오일공급관(273)은 토출커버(270)의 관통구멍(276)을 통과하여 저유 공간(V4)에 잠기도록 배치될 수 있다. 오일흡상부재(274)는 오일공급관(273)의 내부에 삽입된다. 오일흡상부재(274)는 프로펠러처럼 동작하며 오일을 흡상하는 역할을 수행한다.

밸런스 웨이트(227)는 회전자(224) 또는 회전축(226)에 결합될 수 있다. 밸런스 웨이트(227)는 회전시에 발생하는 소음과 진동을 저감하는 기능을 수행한다.

본 발명의 실시예에 의한 스크롤 압축기의 동작과정은 다음과 같다.

구동 모터(220)는 회전자(224)를 회전시킨다. 회전축(226)은 회전자(224)와 함께 회전을 하게 된다. 이 때 회전축(226)에 결합된 선회 스크롤(240)은 고정 스크롤(250)에 대해 선회운동을 하게 된다. 선회 스크롤(240)과 고정 스크롤(250)의 상대적인 위치 변화에 의하여, 선회랩(241)과 고정랩(251) 사이에 형성되는 압축실(S1)은 체적이 좁아지면서 냉매를 압축하게 된다.

한편, 냉매는 케이싱(210)의 외부에서 냉매 흡입관(218)을 통하여 공급되는 압축실(S1)로 직접 유입될 수 있다. 냉매는 선회 스크롤(240)의 선회운동에 의해 압축실(S1)에서 압축된 후, 고정 스크롤(250)의 토출구(253)를 통해 제3 공간(V3)으로 토출된다. 제3 공간(V3)으로 토출된 냉매는 제2 토출공(256b) 및 제1 토출공(231a)을 통해 제2 공간(V2)으로 이동한다. 제2 공간(V2)의 냉매는 냉매 토출관(216)을 통해 케이싱(210)의 외부로 토출된다.

한편, 본원발명의 제1실시예에 따른 압축기는 인젝션유입부가 케이싱(210)을 관통하여 고정 스크롤 경판부(254)로 결합된 구조를 가진다. 도 3에서는 단면도 상에서 제1인젝션유입부(71)와 흡입부(256)를 모두 나타내기 위하여 이들이 나란하게 배치된 것처럼 도시하였다. 그러나 이는 도시의 편의를 위한 것으로 제1인젝션유입부(71)는 흡입부(256)로부터 일정각도를 가지는 위치에 배치된다.

제1인젝션유입부(71)는 고정 스크롤 경판부(254)를 통과하여 고정 스크롤 경판부(254)에 형성된 인젝션홀(도 4의 H4)로 연결된다. 인젝션홀은 압축실로 연결되며, 선회랩(241)의 이동에 따라 개폐될 수 있다.

단면도에서 도시되지는 않았으나, 제2인젝션유입부(61), 제3인젝션유입부(51) 및 제4인젝션유입부(41)도 케이싱(210)을 관통하여 고정 스크롤(250)의 고정 스크롤 경판부(254)로 연결된다. 각각의 인젝션유입부는 압축실과 연결되는 인젝션홀로 연결된다.

본 발명의 제1실시예에 따른 압축기는 제1인젝션유입부(71)와, 제2인젝션유입부(61)와, 제3인젝션유입부(51)와, 제4인젝션유입부(41)를 포함한다.

제1인젝션유입부(71)는 제1인젝션유로(72)를 유동하는 냉매가 상기 압축기에 인젝션 되도록 하는 역할을 수행한다. 제2인젝션유입부(61)는 상기 제2인젝션유로(62)를 유동하는 냉매가 상기 압축기에 인젝션 되도록 하는 역할을 수행한다. 제3인젝션유입부(51)는 제3인젝션유로(52)를 유동하는 냉매가 상기 압축기에 인젝션 되도록 하는 역할을 수행한다. 제4인젝션유입부(41)는 제4인젝션유로(42)를 유동하는 냉매가 상기 압축기에 인젝션 되도록 하는 역할을 수행한다. 상기 제1 내지 제4인젝션유입부(71,61,51,41)는 서로 이격되게 배치되어 각각 상기 케이싱(210)에 결합될 수 있다

상기 제1인젝션유입부(71)는 상기 케이싱(210)의 일측면에서 상기 케이싱(210)을 관통하여 상기 고정 스크롤(250)의 내부로 결합될 수 있다. 상기 제2인젝션유입부(61)는 상기 케이싱(210)의 타측면에서 상기 케이싱(210)을 관통하여 상기 고정 스크롤(250)의 내부로 결합될 수 있다. 제3인젝션유입부(51)와 제4인젝션유입부(41)도 각각 상기 케이싱(210)의 또 다른 측면에서 상기 케이싱(210)을 관통하여 상기 고정 스크롤(250)의 내부에 결합될 수 있다.

상기 제1 내지 제4인젝션유입부(71,61,51,41)는 냉매의 압축방향(또는 압축 반대방향)을 기준으로 설정된 각도만큼 이격 배치될 수 있다. 상기 고정 스크롤(250)은 냉매를 상기 다수의 압축실로 인젝션 하기 위한 다수의 인젝션홀(H1,H2,H3,H4 도 4 참조)을 구비한다.

상기 다수의 인젝션홀(H1,H2,H3,H4)은 제1인젝션홀(H1)과, 제2인젝션홀(H2)과, 제3인젝션홀(H3)과, 제4인젝션홀(H1)을 포함한다.

제1인젝션홀(H1)은 상기 제4인젝션유입부(41)와 연통된다. 제2인젝션홀(H2)은 상기 제3인젝션유입부(51)와 연통된다. 제3인젝션홀(H3)은 상기 제2인젝션유입부(61)와 연통된다. 제4인젝션홀(H4)은 상기 제1인젝션유입부(71)와 연통된다.

상기 선회 스크롤(240)이 선회하면, 상기 선회 스크롤 선회랩(241)은 상기 제1인젝션홀(H1)과, 제2인젝션홀(H2)과, 제3인젝션홀(H3)과, 제4인젝션홀(H4)를 선택적으로 개폐하게 된다.

냉매의 압축 과정에서 상기 제1 내지 제4인젝션유로(72,62,52,42)의 냉매는 상기 제1인젝션유입부(71), 제2인젝션유입부(61), 제3인젝션유입부(51) 또는 제4인젝션유입부(41)를 통하여 상기 복수의 압축실로 선택적으로 인젝션 된다.

상기 선회 스크롤(240)이 선회되는 과정에서, 선회랩(241)은 제1인젝션홀(H1), 제2인젝션홀(H2), 제3인젝션홀(H3) 또는 제4인젝션홀(H4)을 선택적으로 개방(또는 폐쇄)하도록 움직인다.

제1인젝션홀(H1), 제2인젝션홀(H2), 제3인젝션홀(H3) 또는 제4인젝션홀(H4)이 개방되면 냉매는 압축실로 인젝션 될 수 있다.

상기 제4인젝션유입부(41)를 통하여 인젝션 되는 냉매는 제4중간압을 형성한다. 제4중간압을 형성하는 냉매는 압축실에서 냉매의 압축이 많이 이루어지기 전에 상기 압축실로 인젝션 될 수 있다.

상기 제3인젝션유입부(51)를 통하여 인젝션 되는 냉매는 제3중간압(제4중간압보다 큼)을 형성한다. 제3중간압을 형성하는 냉매는 제4젝션유입부(41)를 통하여 인젝션될 때의 압축실에 비하여 냉매의 압축이 더 많이 이루어진 압축실로 인젝션 될 수 있다.

상기 제2인젝션유입부(61)를 통하여 인젝션 되는 냉매는 제2중간압(제3중간압보다 큼)을 형성한다. 제2중간압을 형성하는 냉매는 제3젝션유입부(51)를 통하여 인젝션될 때의 압축실에 비하여 냉매의 압축이 더 많이 이루어진 압축실로 인젝션 될 수 있다.

상기 제1인젝션유입부(71)를 통하여 인젝션 되는 냉매는 제1중간압(제2중간압보다 큼)을 형성한다. 제1중간압을 형성하는 냉매는 제2인젝션유입부(61)를 통하여 인젝션될 때의 압축실에 비하여 냉매의 압축이 더 많이 이루어진 압축실로 인젝션 될 수 있다.

상기 제1인젝션홀(H1)은 상기 토출구(253)로부터 반경 방향으로 상대적으로 가장 멀리 떨어진 위치에 배치된다. 상기 제2인젝션홀(H2)은 상기 토출구(253)로부터 반경 방향으로 상기 제1인젝션홀(H1)보다는 가까운 위치에 배치된다. 상기 제3인젝션홀(H3)은 상기 토출구(253)로부터 반경 방향으로 상기 제2인젝션홀(H2)보다는 가까운 위치에 배치된다. 상기 제4인젝션홀(H4)은 상기 토출구(253)로부터 반경 방향으로 상기 제3인젝션홀(H3)보다는 가까운 위치에 배치된다.

제1 내지 제4인젝션홀(H1,H2,H3,H4)의 위치에 따라, 냉매가 상기 압축실로 인젝션 될 때의 제1 내지 제4인젝션홀(H1,H2,H3,H4)의 개폐가 달라질 수 있다. 다시말해 인젝션홀의 위치를 변경하면 인젝션홀의 개폐시점이 변화하게 된다.

본 발명의 실시예는 상기 냉매 흡입부(256)를 통한 냉매의 흡입이 완료되는 시점을 기준(크랭크각 0°)으로 각각의 인젝션홀의 배치 위치를 특정한 것이다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 압축기의 인젝션홀의 배치를 나타낸 도면이다.

도시된 압축기는 압축실이 반시계 방향으로 회전하며 압축되는 구조를 가지고 있다. 압축실의 이동 경로를 따라서 제4인젝션유입부(41), 제3인젝션유입부(51), 제2인젝션유입부(61), 제1인젝션유입부(71)가 순차적으로 배치될 수 있다.

인젝션홀은 압축실의 이동 경로를 따라서 제1인젝션홀(H1), 제2인젝션홀(H2), 제3인젝션홀(H3), 제4인젝션홀(H4)로 칭한다. 따라서, 제1인젝션홀(H1)은 제4인젝션유입부(41)에 연결되고, 제2인젝션홀(H2)은 제3인젝션유입부(51)에 연결되고, 제3인젝션홀(H3)은 제2인젝션유입부(61)에 연결되고, 제4인젝션홀(H4)은 제1인젝션유입부(71)에 연결된다.

제1인젝션홀(H1)은 기준선(L1)을 상기 회전축의 중심으로 시계 방향으로 제1설정각도(θ1)만큼 회전한 위치에 배치될 수 있다. 도시한 압축기는 압축실이 반시계 방향으로 회전하며 압축되는 구조이다. 시계 방향은 압축실의 회전 방향을 기준으로 보면 압축실 회전 방향의 반대 방향이 된다.

상기 제1설정각도(θ1)는 61°~ 101°의 범위에 형성된다. 제1인젝션홀(H1)이 상기 제1설정각도(θ1)의 위치에 있는 경우, 상기 제1인젝션홀(H1)의 개방은 냉매의 흡입완료 이후에 시작된다.

상기 냉매 흡입부(256)를 통한 냉매의 흡입이 완료되는 시점을 상기 회전축의 회전각도가 0°인 때로 보면, 상기 제1인젝션홀(H1)의 개방은 상기 회전축의 회전각도가 -101°~ -61°인 때 시작되는 것이다.

상기 제1설정각도(θ1)의 범위는 상기 회전축의 회전각도를 기준으로 -101° ~ -61°의 범위에 대응된다. 상기 회전축(226)의 회전각도가 0°일 때 냉매의 흡입이 완료된다. 상기 회전각도가 10°, 20°로 증가 되면서 상기 제1인젝션홀(H1)의 개도는 점점 증가하여 인젝션이 더 수행되고, 이와 함께 냉매의 압축이 계속 수행되는 것으로 이해될 수 있다. 냉매의 압축은 앞서 설명한 "1단 압축"에 대응된다.

여기서 의미하는 인젝션홀의 개방은 인젝션홀이 선회랩에서 벗어나게 되면서, 인젝션홀이 압축실의 내부로 노출되며 개방되는 것을 의미한다.

인젝션홀은 소정 시간을 두고 서서히 개방되고 인젝션이 이루어지는 순간에도 압축실에서의 냉매 압축이 함께 이루어지게 된다.

상기 제2인젝션홀(H2)은 상기 제1인젝션홀(H1)의 위치에서 반시계 방향으로 제2설정각도(θ2)만큼 회전한 위치에 형성될 수 있다. 상기 제2설정각도(θ2)는 75°~ 115° 범위가 될 수 있다.

상기 제1인젝션홀(H1)과 제2인젝션홀(H2)는 서로 180° 위상차를 가질 때, 상기 제1인젝션홀(H1)을 통하여 냉매가 인젝션 되는 압축실과, 상기 제2인젝션홀(H2)를 통하여 냉매가 인젝션 되는 압축실이 서로 분리될 수 있다.

제1인젝션홀(H1)과 제2인젝션홀(H2)이 서로 180°위상차를 가지는 경우, 상기 제2인젝션홀(H2)이 개방되는 시점에 상기 제1인젝션홀(H1)은 상기 선회 스크롤랩에 의하여 차폐될 수 있다. 제1인젝션홀(H1)과 제2인젝션홀(H2)이 서로 180°이 상의 위상를 가지게 배치하면, 동일한 압축실 내에서 서로 다른 중간압을 가지는 냉매의 인젝션이 동시에 수행되는 인젝션홀 겹침현상을 방지할 수 있다.

본 실시예와 같이 냉매의 흡입 후 토출 이전에, 4회 또는 그 이상의 냉매의 인젝션이 이루어져야 하는 경우, 상기 제1인젝션홀(H1)과 제2인젝션홀(H2)이 서로 180°이상의 위상차를 가지도록 배치하기 곤란하다.

제1인젝션홀(H1)과 제2인젝션홀(H2)이 서로 180°이상의 위상차를 배치하면, 마지막 인젝션홀(본실시예의 경우 제4인젝션홀(H4), 후술하는 제2실시에의 경우 제5인젝션홀(H5))의 위치가 토출구(253)측에 너무 가깝게 배치되기 때문이다. 마지막 인젝션홀이 토출구(253)와 너무 가깝게 배치되면 압축실의 냉매가 상기 마지막 인젝션홀로 역류될 수 있는 문제점이 발생될 수 있다.

본 실시예는 상기 인젝션홀 겹침현상이 발생되더라도 그 겹침정도를 줄여서 압축기의 능력저하를 최소화하기 위한 것으로, 상기 인젝션홀의 겹침이 이루어지는 동안의 회전축의 회전각도를 최대 50°로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 제2인젝션홀(H2)이 개방되기 시작할 때, 상기 제1인젝션홀(H1)은 개방된 상태에 있으며, 상기 제2인젝션홀(H2)이 개방된 이후 상기 회전축이 일정각도 만큼 더 회전되면 상기 제1인젝션홀(H1)은 폐쇄될 수 있다. 즉 제1인젝션홀(H1)과 제2인젝션홀(H2)의 겹침현상이 발생될 수 있다.

본 발명은 이러한 인젝션홀의 겹침현상에 따른 냉매 역류를 억제하기 위하여, 인젝션홀로 연결되는 인젝션유입부에 체크 밸브 또는 개폐 밸브를 더 포함할 수 있다.

인젝션유입부에 체크 밸브를 배치하면, 인젝션홀 겹침시에 냉매의 역류를 방지할 수 있다.

또한 인젝션유입부에 개폐 밸브를 배치하면, 적절한 시점에 개폐 밸브를 단속할 수 있다. 개폐 밸브를 단속하여 인젝션홀이 선회랩으로부터 개방된 상태이더라도 개폐 밸브를 닫아 냉매의 역류를 방지할 수 있다. 이 때 개폐 밸브의 단속은 회전축의 회전 각도에 따라 이루어질 수 있다. 아울러 개폐 밸브의 개방 시간을 설정하는 것으로, 압축실의 내부로 유입되는 냉매의 유량을 보다 정밀하게 조절할 수 있다.

상기 제2인젝션홀(H2)을 통한 냉매의 인젝션이 이루어지는 과정에서, 압축실의 압축은 계속적으로 이루어진다. 이 때 냉매의 압축은 "2단 압축"에 대응된다.

제3인젝션홀(H3)은 상기 제2인젝션홀(H2)의 위치에서 반시계 방향으로 제3설정각도(θ3)만큼 회전한 위치에 배치될 수 있다. 상기 제3설정각도(θ3)는 60° ~90°의 범위로 설정될 수 있다. 상기 제3설정각도(θ3)의 범위는 위에서 설명한 인젝션홀 겹침현상을 고려하여 결정된 값으로서 이해될 수 있다. 한편 상기 제3인젝션홀(H3)을 통한 냉매의 인젝션이 이루어지는 과정에서, 압축실의 압축은 계속적으로 이루어진다. 이 때 냉매의 압축은 "3단 압축"에 대응된다.

제4인젝션홀(H4)은 상기 제3인젝션홀(H3)의 위치에서 반시계 방향으로 제3설정각도(θ4)만큼 회전한 위치에 배치될 수 있다. 상기 제4설정각도(θ4)는 60°~100°의 범위로 설정될 수 있다. 상기 제3설정각도(θ3)의 범위는 위에서 설명한 인젝션홀 겹침현상을 고려하여 결정된 값으로서 이해될 수 있다. 한편 상기 제4인젝션홀(H4)을 통한 냉매의 인젝션이 이루어지는 과정에서, 압축실의 압축은 계속적으로 이루어진다. 이 때 냉매의 압축은 "4단 압축"에 대응된다.

상기 제4인젝션홀(H4)을 통한 냉매의 인젝션이 완료된 후(다시말해 상기 제4인젝션홀(H4)이 폐쇄된 이후), 압축실은 반시계 방향으로 회전하면서 더 압축될 수 있다. 이 때 냉매의 압축은 "5단 압축"에 대응된다.

5단 압축이 완료된 냉매는 상기 토출구(253)을 통하여 상기 고정 스크롤의 외부로 토출될 수 있다.

인젝션홀의 위치를 정리해보면 다음과 같다. 회전축의 중심과 흡입부의 중심을 연결한 선을 기준선(L1)으로 볼 때, 상기 제1인젝션홀(H1)의 위치는 기준선(L1)에서 시계방향으로 61°~ 101°회전된 위치에 배치될 수 있다. 상기 제2인젝션홀(H2)의 위치는 제1인젝션홀(H1)에서 반시계 방향으로 75°~115° 회전된 위치에 배치될 수 있다. 상기 제3인젝션홀(H3)의 위치는 제2인젝션홀(H2)에서 반시계 방향으로 60°~90°회전된 위치에 배치될 수 있다. 상기 제4인젝션홀(H4)의 위치는 제3인젝션홀(H3)에서 반시계 방향으로 60°~100°위치에 배치될 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 압축기가 적용된 공기 조화기의 구성을 보여주는 시스템 도면이고, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 압축기가 적용된 공기 조화기의 운전에 따른 냉매 물성치 변화를 보여주는 P-H 선도이고, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 압축기의 인젝션홀의 배치를 나타낸 도면이다.

본 발명의 제2실시예에 따른 압축기는 5개의 인젝션유입부를 구비하여 6단 압축이 이루어지는 구조이다.

도 5를 참조하면, 도 1의 공기조화기의 구성에 제4과냉각장치(40)와 제2팽창장치(35)의 사이에 제5과냉각장치(80)와, 제5인젝션팽창부(85), 제5인젝션유로(82)와, 제5인젝션유입부(81)가 더 포함된 구조이다.

도 5와 도 6을 함께 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 압축기가 적용된 공기 조화기(2)를 순환하는 냉매 시스템의 P-H(압력-엔탈피) 선도를 설명한다.

상기 압축기(10)에 흡입되는 냉매(A 상태)는 상기 압축기(10)에서 압축되며 상기 제5인젝션유로(82)에 연결된 제5인젝션유입부(81)를 통하여 상기 압축기(10)로 인젝션 된 냉매와 혼합된다. 혼합된 냉매는 Q의 상태를 나타낸다.

냉매가 A 상태로부터 Q상태에 이르기까지 압축되는 과정을 "1단 압축"이라 할 수 있다.

Q 상태의 냉매는 다시 압축되며, 압축되는 냉매는 상기 제4인젝션유로(42)에 연결된 제4인젝션유입부(41)를 통하여 상기 압축기(10)로 인젝션 된 냉매와 혼합된다. 혼합된 냉매는 B의 상태를 나타낸다.

냉매가 Q 상태로부터 B 상태에 이르기까지 압축되는 과정을 "2단 압축"이라 할 수 있다.

B 상태의 냉매는 다시 압축되며, 압축되는 냉매는 상기 제3인젝션유로(52)에 연결된 제3인젝션유입부(51)를 통하여 상기 압축기(10)로 인젝션 된 냉매와 혼합된다. 혼합된 냉매는 C의 상태를 나타낸다.

냉매가 B 상태로부터 C 상태에 이르기까지 압축되는 과정을 "3단 압축"이라 할 수 있다.

C 상태의 냉매는 다시 압축되며, 압축되는 냉매는 상기 제2인젝션유로(62)에 연결된 제2인젝션유입부(61)를 통하여 상기 압축기(10)로 인젝션 된 냉매와 혼합된다 혼합된 냉매는 D의 상태가 된다.

냉매가 C 상태로부터 D 상태에 이르기까지 압축되는 과정을 "4단 압축"이라 할 수 있다.

D 상태의 냉매는 다시 압축되며, 압축되는 냉매는 상기 제1인젝션유로(72)에 연결된 제1인젝션유입부(71)를 통하여 상기 압축기(10)로 인젝션 된 냉매와 혼합된다 혼합된 냉매는 E의 상태가 된다.

냉매가 D 상태로부터 E 상태에 이르기까지 압축되는 과정을 "5단 압축"이라 할 수 있다.

E 상태의 냉매는 다시 압축되며, 압축된 냉매는 F 상태를 나타낸다.

냉매가 E 상태에서 F 상태에 이르기까지 압축되는 과정을 "6단 압축"이라 할 수 있다. 냉매는 F의 상태에서 상기 응축기(20)로 유입되며, 상기 응축기(20)에서 토출되면 G의 상태를 나타낸다.

상기 응축기(20)를 통과한 냉매 중 바이패스 되어 상기 제1인젝션팽창부(75)를 거친 냉매(제 1 분지 냉매)는 팽창되며(P 상태), G 상태의 메인 냉매와 열교환 된다.

이 과정에서 G 상태의 메인 냉매는 H 상태로 과냉각 되며, P 상태의 제1분지 냉매는 상기 압축기(10)로 인젝션 된 후 상기 압축기(10) 내의 냉매와 혼합되어 E 상태가 된다.

상기 제1과냉각장치(70)를 통과한 메인 냉매(H 상태) 중 바이패스 되어 상기 제2인젝션팽창부(65)를 거친 냉매(제2분지 냉매)는 O 상태로 팽창되며, 상기 메인 냉매와 열교환 된다.

이 과정에서 H 상태의 메인 냉매는 I 상태로 과냉각 되며, O 상태의 제2분지 냉매는 상기 압축기(10)로 인젝션 된 후 상기 압축기(10) 내의 냉매와 혼합되어 D 상태가 된다.

상기 제2과냉각장치(60)를 통과하며 I 상태로 과냉각된 메인 냉매 중 바이패스 되어 상기 제3인젝션팽창부(55)를 거친 냉매(제3분지 냉매)는 N 상태로 팽창되며, 상기 메인 냉매와 열교환 된다.

이 과정에서 I 상태의 메인 냉매는 J 상태로 과냉각 되며, N 상태의 제3분지 냉매는 상기 압축기(10)로 인젝션 된 후 상기 압축기(10) 내의 냉매와 혼합되어 C 상태가 된다.

상기 제3과냉각장치(50)를 통과하며 J 상태로 과냉각된 메인 냉매 중 바이패스 되어 상기 제4인젝션팽창부(45)를 거친 냉매(제4분지 냉매)는 M 상태로 팽창되며, 상기 메인 냉매와 열교환 된다.

이과정에서 J 상태의 메인 냉매는 상기 제4과냉각장치(40)를 통과하며 K 상태로 과냉각 되며, M 상태의 제4분지 냉매는 상기 압축기(10)로 인젝션 된 후 상기 압축기(10)의 냉매와 혼합되어 B 상태가 된다.

상기 제4과냉각장치(40)를 통과하며 K 상태로 과냉각된 메인 냉매 중 바이패스 되어 상기 제5인젝션팽창부(85)를 거친 냉매(제5분지 냉매)는 L 상태로 팽창되며, 상기 메인 냉매와 열교환 된다.

이과정에서 K 상태의 메인 냉매는 상기 제5과냉각장치(80)를 통과하며 R 상태로 과냉각 되며, L 상태의 제5분지 냉매는 상기 압축기(10)로 인젝션 된 후 상기 압축기(10)의 냉매와 혼합되어 Q 상태가 된다.

R 상태의 메인 냉매는 상기 제2팽창장치(35)에서 팽창되어 S 상태를 나타내며 상기 증발기(25)로 유입된다. 상기 증발기(25)에서 열교환된 냉매는 A 상태를 나타내며, 상기 압축기(10)로 유입된다.

한편, F-R를 연결하는 선도의 압력을 "고압"이라 한다 그리고, E-P를 연결하는 선도의 압력(제1인젝션유로(72)에서의 압력)을 "제1중간압", D-O를 연결하는 선도의 압력(제2인젝션유로(62)에서의 압력)을 "제2중간압", C-N을 연결하는 선도의 압력(제3인젝션유로(52)에서의 압력)을 "제3중간압", B-M을 연결하는 선도의 압력(제4인젝션유로(42)에서의 압력)을 "제4중간압", Q-L을 연결하는 선도의 압력(제5인젝션유로(82)에서의 압력)을 "제5중간압" 이라 칭한다.

그리고, A-S를 연결하는 선도의 압력을 "저압"이라 칭한다. 상기 압력의 크기는, '고압 > 제1중간압 > 제2중간압 > 제3중간압 > 제4중간압 > 제5중간압 > 저압' 의 관계가 된다.

상기 제1인젝션유로(72)를 통하여 인젝션 되는 유량(Q1)은 상기 고압과 제1중간압의 차이 압력에 비례할 수 있다. 상기 제2인젝션유로(62)를 통하여 인젝션 되는 유량(Q2)은 상기 고압과 제2중간압의 차이 압력에 비례할 수 있다. 상기 제3인젝션유로(52)를 통하여 인젝션 되는 유량(Q3)은 상기 고압과 제3중간압의 차이 압력에 비례할 수 있다. 상기 제4인젝션유로(42)를 통하여 인젝션 되는 유량(Q4)은 상기 고압과 제4중간압의 차이 압력에 비례할 수 있다. 상기 제5인젝션유로(82)를 통하여 인젝션 되는 유량(Q5)은 상기 고압과 제4중간압의 차이 압력에 비례할 수 있다.

도 7을 참조하면, 도시된 압축기는 압축실이 반시계 방향으로 회전하며 압축되는 구조를 가지고 있다. 압축실의 경로를 따라 이동하면 제5인젝션유입부(81), 제4인젝션유입부(41), 제3인젝션유입부(51), 제2인젝션유입부(61), 제1인젝션유입부(71)의 순서로 배치될 수 있다.

각 인젝션유입부에는 압축실로 연결되는 인젝션홀이 연결된다. 인젝션홀의 순서는 압축실의 경로를 따라서 제1인젝션홀(H5), 제2인젝션홀(H6), 제3인젝션홀(H7), 제4인젝션홀(H8), 제5인젝션홀(H9)로 칭한다.

제1인젝션홀(H5)은 제5인젝션유입부(81)에 연결되고, 제2인젝션홀(H6)은 제4인젝션유입부(41)에 연결되고, 제3인젝션홀(H7)은 제3인젝션유입부(51)에 연결되고, 제4인젝션홀(H8)은 제2인젝션유입부(61)에 연결되고, 제5인젝션홀(H9)은 제1인젝션유입부(71)에 연결된다.

제1인젝션홀(H5)은 기준선(L1)을 상기 회전축의 중심으로 시계 방향으로 제1설정각도(θ5)만큼 회전한 위치에 배치될 수 있다. 상기 제1설정각도(θ1)는 61°~101°의 범위에 형성된다 그리고, 상기 제5인젝션유입부(81)에 연결된 제1인젝션홀(H5)이 상기 제1설정각도(θ5)의 위치에 있는 경우, 상기 제1인젝션홀(H5)의 개방은, 냉매의 흡입완료 이후에 시작된다.

상기 제1설정각도(θ1)의 범위는 상기 회전축의 회전각도를 기준으로 -101°~ -61°의 범위에 대응된다. 압축실의 압축은 상기 제1인젝션홀(H5)을 통한 냉매의 인젝션이 이루어지는 과정에서 계속적으로 이루어진다. 이 때 냉매의 압축은 앞서 설명한 "1단 압축"에 대응된다.

상기 제2인젝션홀(H6)은 상기 제1인젝션홀(H5)의 위치에서 반시계 방향으로 제2설정각도(θ6)만큼 회전한 위치에 배치될 수 있다. 상기 제2설정각도(θ6)는 50°~ 80°의 범위에서 설정될 수 있다.

압축실의 압축은 상기 제2인젝션홀(H6)을 통한 냉매의 인젝션이 이루어지는 과정에서 계속적으로 이루어진다. 이 때 냉매의 압축은 "2단 압축"에 대응된다.

제3인젝션홀(H7)은 상기 제2인젝션홀(H6)의 위치에서 반시계 방향으로 제3설정각도(θ7)만큼 회전한 위치에 배치될 수 있다. 상기 제3설정각도(θ7)는 60° ~80°의 범위에서 설정될 수 있다. 상기 제3설정각도(θ3)의 범위는 인젝션홀 겹침현상을 고려하여 결정된 값으로서 이해될 수 있다. 압축실의 압축은 상기 제3인젝션홀(H7)을 통한 냉매의 인젝션이 이루어지는 과정에서 계속적으로 이루어진다. 이 때 냉매의 압축은 "3단 압축"에 대응된다.

제4인젝션홀(H8)은 상기 제3인젝션홀(H7)의 위치에서 반시계 방향으로 제4설정각도(θ8)만큼 회전한 위치에 배치될 수 있다. 상기 제4설정각도(θ8)는 60° ~80°의 범위에서 설정될 수 있다. 압축실의 압축은 상기 제4인젝션홀(H8)을 통한 냉매의 인젝션이 이루어지는 과정에서 계속적으로 이루어진다. 이 때 냉매의 압축은 "4단 압축"에 대응된다.

제5인젝션홀(H9)은 상기 제4인젝션홀(H8)의 위치에서 반시계 방향으로 제5설정각도(θ9)만큼 회전한 위치에 배치될 수 있다. 상기 제5설정각도(θ9)는 55° ~75°의 범위에서 설정될 수 있다. 압축실의 압축은 상기 제4인젝션홀(H8)을 통한 냉매의 인젝션이 이루어지는 과정에서 계속적으로 이루어진다. 이 때 냉매의 압축은 "5단 압축"에 대응된다.

상기 제5인젝션홀(H9)을 통한 냉매의 인젝션이 완료된 후(상기 제5인젝션홀(H9)이 폐쇄된 이후) 압축실은 반시계 방향으로 회전하면서 더 압축될 수 있다, 이 때 냉매의 압축은 "6단 압축"에 대응된다. 6단 압축이 완료된 냉매는 상기 토출구(253)을 통하여 상기 고정 스크롤의 외부로 토출될 수 있다.

인젝션홀의 위치를 정리하면 다음과 같다. 회전축의 중심과 흡입부의 중심을 연결한 선을 기준선(L1)으로 볼 때, 상기 제1인젝션홀(H5)의 위치는 기준선에서 시계방향으로 61°~101°위치에 배치될 수 있다. 상기 제2인젝션홀(H6)의 위치는 제1인젝션홀(H5)에서 반시계 방향으로 50°~80°회전된 위치에 배치될 수 있다. 상기 제3인젝션홀(H7)의 위치는 제2인젝션홀(H6)에서 반시계 방향으로 60°~80°회전된 위치에 배치될 수 있다. 상기 제4인젝션홀(H8)의 위치는 제3인젝션홀(H7)에서 반시계 방향으로 60°~80°회전된 위치에 배치될 수 있다. 상기 제5인젝션홀(H9)의 위치는 제4인젝션홀(H8)에서 반시계 방향으로 55°~75°회전된 위치에 배치될 수 있다.

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 압축기의 인젝션홀의 배치를 나타낸 도면이다.

본 발명의 제3실시예에 따른 압축기는 3개의 인젝션유입부(41,61,51)을 포함하되, 각각의 인젝션유입부(41,61,51)가 각각 3개의 인젝션홀(H11,H12,H13,H21,H22, H23,H31,H32,H33)에 연결되는 구조이다.

다시말해, 하나의 인젝션유입부가 복수개로 분기되어 복수개의 인젝션홀에 연결되도록 함으로써, 인젝션 유량을 증가시킬 수 있도록 한 것이다.

이러한 경우, 서로 다른 위치의 인젝션홀에 동일한 냉매가 공급되는 것으로, 하나의 인젝션유입부에 연결되는 인젝션홀들은 서로 근접한 위치에 배치된다. 이 경우 인젝션홀의 겹침 현상으로 인하여 냉매의 역류가 발생할 수 있으므로 분기된 각각의 분기유로(41a,41b,41c,61a,61b,61c,51a,51b,51c)와 인젝션홀(H11,H12,H13, H21,H22,H23,H31,H32,H33)의 사이에 개폐수단(43a,43b,43c,63a,63b,63c,53a,53b, 53c)을 구비하는 것이 바람직하다.

개폐수단으로는 냉매의 역류를 억제하기 위한 체크 밸브가 적용될 수 있다.

인젝션유로의 능동적인 개폐 조작을 위한 개폐 밸브가 적용될 수도 있다. 이 때 개폐 밸브의 조작은 회전축의 회전 각도에 의하여 이루어지는 것이 바람직하다.

도시된 실시예의 경우 각각의 인젝션유입부가 모두 3개로 분기되어 3개의 인젝션홀에 연결된 것이나, 하나의 인젝션유입부가 2개 또는 4개 이상으로 분기될 수 있다, 또한, 복수개의 인젝션유입부가 각각 다른 개수로 분기될 수도 있다.

본 발명의 제3실시예에 따른 압축기는 공기조화장치에 배치되는 인젝션팽창부와 과냉각장치의 갯수를 감소시키면서도 인젝션 유량을 증가시킬 수 있는 효과를 가져온다.

전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

10: 압축기 20: 응축기
25: 증발기 30: 제1팽창장치
35: 제2팽창장치 40: 제4과냉각장치
41: 제4인젝션유입부 42: 제4인젝션유로
45: 제4인젝션팽창부 50: 제3과냉각장치
51: 제3인젝션유입부 52: 제3인젝션유로
55: 제3인젝션팽창부 60: 제2과냉각장치
61: 제2인젝션유입부 62: 제2인젝션유로
65: 제2인젝션 팽창부 70: 제1과냉각장치
71: 제1인젝션유입부 72: 제1인젝션유로
75: 제1인젝션팽창부 80: 제5과냉각장치
81: 제5인젝션유입부 82: 제5인젝션유로
85: 제5인젝션팽창부
150: 올담링 200: 압축유닛
210: 케이싱 216: 냉매 토출관
218: 냉매 흡입관 220: 구동 모터
222: 고정자 224: 회전자
226c: 메인 베어링부 226g: 서브 베어링부
226a: 오일 공급 유로 226f: 편심부
226: 회전축 227: 밸런스 웨이트
230: 메인 프레임 240: 선회 스크롤
241: 선회랩 250: 고정 스크롤
251: 고정랩 253: 토출구
254: 고정 스크롤 경판부

Claims (13)

1. 구동력을 발생시키는 모터;
   상기 모터를 관통하여 회전되는 회전축;
   상기 회전축의 상부를 지지하는 메인 프레임;
   상기 메인 프레임에 결합되며, 고정랩을 구비하는 고정 스크롤;
   상기 고정 스크롤에 대하여 선회 운동하도록 하도록 배치되며, 상기 제 1 랩과의 사이에서 회전 가능한 압축실을 형성하는 선회랩을 구비하는 선회 스크롤;
   상기 압축실로 냉매가 흡입되도록 하는 흡입부; 및
   상기 고정 스크롤에 구비되며, 상기 흡입부를 통한 냉매의 흡입이 완료된 이후 상기 압축실로 냉매를 인젝션 하기 위한 복수의 유입부;를 포함하는 압축기.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 유입부는 서로 다른 압력의 냉매를 상기 압축실로 인젝션하도록 개별적으로 형성된 압축기.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 복수의 유입부에 연결되어 유입되는 냉매의 역류를 방지하는 체크밸브를 구비하는 압축기.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 유입부 중 적어도 하나의 유입부는 2개 이상으로 분기되어, 상기 압축실의 다른 위치에 형성된 2개 이상의 인젝션홀로 연결된 압축기.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 2개 이상의 인젝션홀의 개폐를 개별적으로 조절하는 개폐밸브를 더 포함하는 압축기.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 유입부는 4개로 형성되어 각각 4개의 인젝션홀에 연결되고,
   상기 제1인젝션홀은 상기 고정스크롤의 중심부와 상기 흡입부의 중심부를 연결하는 연장선을 상기 압축실의 회전 방향과 반대방향으로 61°~101° 만큼 회전시킨 위치에 배치되고,
   상기 제2인젝션홀은 상기 제1인젝션홀의 위치에서 상기 압축실의 회전방향으로 75°~115° 만큼 회전시킨 위치에 배치되고,
   상기 제3인젝션홀은 상기 제2인젝션홀의 위치에서 상기 압축실의 회전방향으로 60°~90° 만큼 회전시킨 위치에 배치되고,
   상기 제4인젝션홀은 상기 제3인젝션홀의 위치에서 상기 압축실의 회전방향으로 60°~100° 만큼 회전시킨 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 압축기.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 인젝션홀 각각의 개폐를 개별적으로 조절하는 개폐밸브를 더 포함하는 압축기.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 유입부는 5개로 형성되어 각각 5개의 인젝션홀에 연결되고,
   상기 제1인젝션홀은 상기 고정스크롤의 중심부와 상기 흡입부의 중심부를 연결하는 연장선을 상기 압축실의 회전 방향과 반대방향으로 61°~101°만큼 회전시킨 위치에 배치되고,
   상기 제2인젝션홀은 상기 제1인젝션홀의 위치에서 상기 압축실의 회전방향으로 50°~80°만큼 회전시킨 위치에 배치되고,
   상기 제3인젝션홀은 상기 제2인젝션홀의 위치에서 상기 압축실의 회전방향으로 60°~80° 만큼 회전시킨 위치에 배치되고,
   상기 제4인젝션홀은 상기 제3인젝션홀의 위치에서 상기 압축실의 회전방향으로 60°~80° 만큼 회전시킨 위치에 배치되고,
   상기 제5인젝션홀은 상기 제4인젝션홀의 위치에서 상기 압축실의 회전방향으로 55°~75° 회전시킨 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 압축기.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 인젝션홀 각각의 개폐를 개별적으로 조절하는 개폐밸브를 더 포함하는 압축기.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 유입부는
    제1유입부와, 상기 제1유입부로 인젝션되는 냉매보다 상대적으로 작은 압력의 냉매가 인젝션되는 제2유입부와, 상기 제2유입부로 인젝션되는 냉매보다 상대적으로 작은 압력의 냉매가 인젝션되는 제3유입부와, 상기 제3유입부로 인젝션되는 냉매보다 상대적으로 작은 압력의 냉매가 인젝션되는 제4유입부를 포함하고,
    상기 제4유입부에 연결되는 인젝션홀은 상기 고정스크롤의 중심부와 상기 흡입부의 중심부를 연결하는 연장선을 상기 압축실의 회전 방향과 반대방향으로 61° ~101° 만큼 회전시킨 위치에 배치되고,
    상기 제3유입부에 연결되는 인젝션홀은 상기 제4유입부에 연결된 인젝션홀의 위치에서 상기 압축실의 회전방향으로 75°~115° 만큼 회전시킨 위치에 배치되고,
    상기 제2유입부에 연결되는 인젝션홀은 상기 제3유입부에 연결된 인젝션홀의 위치에서 상기 압축실의 회전방향으로 60°~ 90°만큼 회전시킨 위치에 배치되고,
    상기 제1유입부에 연결되는 인젝션홀은 상기 제2유입부에 연결된 인젝션홀의 위치에서 상기 압축실의 회전방향으로 60°~ 100° 만큼 회전시킨 위치에 배치된 압축기.
    
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 유입부는
    제1유입부와, 상기 제1유입부로 인젝션되는 냉매보다 상대적으로 작은 압력의 냉매가 인젝션되는 제2유입부와, 상기 제2유입부로 인젝션되는 냉매보다 상대적으로 작은 압력의 냉매가 인젝션되는 제3유입부와, 상기 제3유입부로 인젝션되는 냉매보다 상대적으로 작은 압력의 냉매가 인젝션되는 제4유입부와, 상기 제4유입부로 인젝션되는 냉매보다 상대적으로 작은 압력의 냉매가 인젝션되는 제5유입부를 포함하고,
    상기 제5유입부에 연결되는 인젝션홀은 상기 고정스크롤의 중심부와 상기 흡입부의 중심부를 연결하는 연장선을 상기 압축실의 회전 방향과 반대방향으로 61° ~ 101° 만큼 회전시킨 위치에 배치되고,
    상기 제4유입부에 연결되는 인젝션홀은 상기 고정스크롤의 중심부와 상기 흡입부의 중심부를 연결하는 연장선을 상기 압축실의 회전 방향과 반대방향으로 50° ~ 80° 만큼 회전시킨 위치에 배치되고,
    상기 제3유입부에 연결되는 인젝션홀은 상기 제4유입부에 연결된 인젝션홀의 위치에서 상기 압축실의 회전방향으로 60°~ 80° 만큼 회전시킨 위치에 배치되고,
    상기 제2유입부에 연결되는 인젝션홀은 상기 제3유입부에 연결된 인젝션홀의 위치에서 상기 압축실의 회전방향으로 60°~ 80° 만큼 회전시킨 위치에 배치되고,
    상기 제1유입부에 연결되는 인젝션홀은 상기 제2유입부에 연결된 인젝션홀의 위치에서 상기 압축실의 회전방향으로 55°~ 75° 만큼 회전시킨 위치에 배치된 압축기.
    
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 유입부 중의 적어도 하나 이상의 유입부는 2개 이상으로 분기되어, 2개 이상의 인젝션홀로 연결된 압축기.
    
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 인젝션홀 각각의 개폐를 개별적으로 조절하는 개폐밸브를 더 포함하는 압축기.

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