KR100795958B1 - Variable displacement rotary compressors - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 용량 가변형 로터리 압축기의 일실시예를 보인 횡단면도,1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a conventional variable displacement rotary compressor,
도 2는 종래 용량 가변형 로터리 압축기의 다른 실시예를 보인 횡단면도,Figure 2 is a cross-sectional view showing another embodiment of a conventional variable displacement rotary compressor,
도 3은 종래 용량 가변형 로터리 압축기의 다른 실시예를 보인 횡단면도,Figure 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of a conventional variable displacement rotary compressor,
도 4는 도 3의 용량 가변형 로터리 압축기에서 모드전환시 소음 특성을 보인 그래프,4 is a graph showing the noise characteristics when switching modes in the variable displacement rotary compressor of FIG.
도 5는 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기의 일실시예를 보인 종단면도,Figure 5 is a longitudinal cross-sectional view showing an embodiment of the present invention variable displacement rotary compressor,
도 6은 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기에서 파워모두시 베인의 해제 상태를 보인 횡단면도,Figure 6 is a cross-sectional view showing the release state of the vanes at power all in the variable displacement rotary compressor of the present invention,
도 7은 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기에서 세이빙모드시 베인의 구속 상태를 확대하여 보인 횡단면도,7 is a cross-sectional view showing an enlarged state of restraint of vanes in a saving mode of the present invention in a variable displacement rotary compressor;
도 8은 도 7에서 베인이 구속되는 과정을 상세하게 보인 확대도,8 is an enlarged view illustrating in detail the process of restraining the vanes in FIG. 7;
도 9는 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기에서 모드전환시 소음 특성을 보인 그래프,9 is a graph showing the noise characteristics when switching modes in the variable displacement rotary compressor of the present invention,
도 10 및 도 11은 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기의 다른 실시예들을 보인 종단면도.10 and 11 are longitudinal cross-sectional views showing other embodiments of the variable displacement rotary compressor of the present invention.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **
100 : 케이싱 200 : 전동기구부100: casing 200: electric mechanism part
300 : 제1 압축기구부 400 : 제2 압축기구부300: first compression mechanism 400: second compression mechanism
410 : 제2 실린더 411 : 제2 베인슬롯410: second cylinder 411: second vane slot
412 : 흡입구 413 : 베인챔버412: inlet 413: vane chamber
414 : 고압유로 415 : 저압유로414: high pressure flow path 415: low pressure flow path
420 : 하부베어링 430 : 제2 롤링피스톤420: lower bearing 430: second rolling piston
440 : 제2 베인 500 : 모드전환수단440: second vane 500: mode switching means
510 : 저압측 연결관 520 : 고압측 연결관510: low pressure side connector 520: high pressure side connector
530 : 공용측 연결관 540 : 제1 모드전환밸브530: common side connecting pipe 540: first mode switching valve
550 : 제2 모드전환밸브 600 : 냉매전환밸브550: second mode switching valve 600: refrigerant switching valve
700 : 배압전환밸브 800 : 베인구속유닛700: back pressure switching valve 800: vane control unit
DP : 가스토출관 SP1,SP2 : 제1,제2 가스흡입관DP: Gasoline discharge pipe SP1, SP2: First and second gas suction pipe
V1,V2 : 제1,제2 압축공간V1, V2: first and second compression space
본 발명은 용량 가변형 로터리 압축기에 관한 것으로, 특히 모드 전환시 소음발생을 방지할 수 있는 용량 가변형 로터리 압축기에 관한 것이다.The present invention relates to a variable displacement rotary compressor, and more particularly to a variable displacement rotary compressor that can prevent the generation of noise when switching modes.
일반적으로 용량 가변형 로터리 압축기는 입력 대비 효율을 극대화할 수 있도록 주변 조건에 따라 압축기의 냉동용량을 가감할 수 있도록 구성되어 있다. 최 근에는 압축기의 냉동용량을 가감하기 위한 방법 중의 하나로 인버터 모터를 적용하는 방식이 알려져 있다. 하지만, 인버터 모터를 적용하는 경우에는 그 인버터 모터의 가격이 매우 비싸 압축기의 생산원가를 높이게 되므로 가격 경쟁력이 떨어지게 되는 단점이 있다. 또, 인버터 방식을 대신하여 압축기의 실린더에서 압축되는 냉매의 일부를 실린더의 외부로 바이패스시켜 압축실의 용적을 가변하는 기술도 소개되고 있다. 하지만 이 기술은 냉매를 실린더의 외부로 바이패스시키는 배관시스템이 복잡하게 되어 냉매의 유동 저항을 증가시켜 효율이 저하되는 단점이 있다.In general, the variable capacity rotary compressor is configured to increase or decrease the refrigeration capacity of the compressor according to the ambient conditions to maximize the efficiency compared to the input. Recently, a method of applying an inverter motor as one of methods for adding or subtracting a refrigeration capacity of a compressor has been known. However, when the inverter motor is applied, the price of the inverter motor is very expensive, which increases the production cost of the compressor. Moreover, the technique which changes the volume of a compression chamber by bypassing a part of refrigerant | coolant compressed by the cylinder of a compressor to the exterior of a cylinder instead of an inverter system is also introduced. However, this technique has a disadvantage in that the piping system for bypassing the refrigerant to the outside of the cylinder is complicated, which increases the flow resistance of the refrigerant, thereby degrading efficiency.
이에 인버터 모터를 사용하지 않고 배관시스템을 간소화하면서도 압축기 용량을 가변할 수 있는 방식이 제안되고 있다. 첫 번째 방식은, 실린더의 내부공간 압력을 흡입압 또는 토출압으로 가변할 수 있도록 구성되어 파워운전시에는 상기 실린더의 내부공간에 흡입압이 공급되면서 베인이 정상적으로 슬라이딩 운동을 하도록 하여 압축실이 형성되는 반면 세이빙운전시에는 상기 실린더의 내부공간에 토출압이 공급되면서 상기 베인이 후퇴하여 압축실이 형성되지 않도록 하는 방식이다.(이하, 제1 용량가변방식) 두 번째 방식은, 상기 흡입구를 통하여서는 흡입압의 냉매만 공급되고 상기 베인의 후방측에는 흡입압과 토출압을 교차 공급할 수 있도록 구성되어 파워운전시에는 상기 베인이 정상적으로 슬라이딩 운동을 하면서 압축실이 형성되도록 하는 반면 세이빙운전시에는 상기 베인이 후퇴하여 압축실이 형성되지 않도록 하는 방식이다.(제2 용량가변방식)Therefore, a method of changing the compressor capacity while simplifying the piping system without using an inverter motor has been proposed. The first method is configured to change the internal space pressure of the cylinder to suction pressure or discharge pressure, so that the compression chamber is formed by allowing the vane to slide normally while the suction pressure is supplied to the internal space of the cylinder during power operation. On the other hand, during the shaving operation, the vane is retracted while the discharge pressure is supplied to the inner space of the cylinder so that the compression chamber is not formed (hereinafter, referred to as a first displacement variable method). Is configured to supply only refrigerant with suction pressure and to supply the suction pressure and the discharge pressure at the rear side of the vane so that the vane is normally sliding during power operation and a compression chamber is formed while the vane is operated during the saving operation. This retreat prevents the compression chamber from forming. (2nd capacity variable method)
하지만, 전술한 두 가지 방식들은 특히 세이빙운전 모드에서 상기 베인이 지속적으로 구속되어야 시스템의 안정을 꾀할 수 있으므로 상기 베인을 구속하기 위 한 별도의 베인구속장치를 구비하고 있다.However, the two methods described above are provided with a separate vane restraining device for restraining the vane since the vanes must be continuously restrained, especially in the saving operation mode.
상기 제1 용량가변방식에서는 도 1에서와 같이 상기 실린더(1)의 베인슬롯(2)에 구비된 베인(3)의 후방측에 자석(4)이 구비되거나 또는 도 2에서와 같이 상기 베인(3)의 후방측에 흡입압을 공급할 수 있는 배압전환밸브(5)가 구비되어 상기 베인(3)이 후퇴된 상태가 유지되도록 하고 있다. 도면중 미설명 부호인 6은 롤링피스톤, 7은 모드전환밸브, 8은 흡입구이다.In the first variable displacement method, as shown in FIG. 1, a
또, 상기 제2 용량가변방식에서는 도 3에서와 같이 상기 베인(3)의 측면에서 토출압을 공급하여 상기 베인(3)이 구속되도록 상기 실린더(1)에 측압유로(8)가 구비되는 방식이다. 도면중 미설명 부호인 10은 베인챔버, 11은 배압전환밸브이다.In the second displacement variable method, as shown in FIG. 3, a side
그러나, 상기와 같은 종래 베인구속장치들은, 압축기의 운전모드전환과 동시에 상기 베인(3)을 구속하지 못하여 압축기의 성능이 저하될 뿐만 아니라, 특히 베인(3)의 떨림음이 심하게 발생되어 압축기 소음이 크게 가중되는 문제점이 있었다. 예컨대, 도 1에 제시된 방식에서는 압축기의 모드전환이 원활하게 되기 위해서 상기 자석(4)의 자력을 너무 크게 할 수 없으므로 세이빙 운전시 상기 자석(4)이 베인(3)을 신속하게 구속하지 못하면서 베인 점핑에 의한 소음이 발생되는 한계가 있고, 도 2에 제시된 방식은 파워운전시 베인(3)의 후방측 압력이 토출압에서 흡입압으로 신속하게 가변되지 못하면서 상기 롤링이 압축기의 모드 전환과 동시에 구속되지 못하여 롤링피스톤(6)과 베인(3) 사이의 충돌로 인한 소음이 발생되는 한계가 있으며, 도 3에 제시된 방식은 상기 측압유로(9)를 통해 베인(3)에 전달되는 측힘(F2)이 베인챔버(10)의 압력에 의한 힘(F1)보다 충분히 크지 않을 뿐만 아니라 상기 베인(3)의 후방측 압력이 토출압에서 흡입압으로 신속하게 가변되지 않으면서 상기 베인(3)이 압축기의 모드 전환과 동시에 구속되지 못하게 되고 이로 인해 상기 베인(3)이 롤링피스톤(6)과 충돌하면서 소음이 발생되는 문제점이 있었다. 특히, 도 4에서와 같이 압축기의 특정 운전 조건에서는 압축기가 파워모드에서 세이빙모드로 전환될 때 일정 시간(t) 동안 심한 소음이 발생되는 문제점이 있었다.However, the conventional vane restraint apparatuses do not restrain the
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결한 것으로, 압축기의 모드 전환시 베인이 신속하게 구속되도록 하여 베인과 롤링피스톤의 충돌로 인한 소음을 크게 줄일 수 있는 용량 가변형 로터리 압축기를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.The present invention is to solve the problems described above, to provide a variable displacement rotary compressor that can significantly reduce the noise caused by the impact of the vanes and the rolling piston to be constrained quickly when switching the compressor mode. There is this.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 밀폐된 실린더조립체의 내부공간에서 롤링피스톤이 편심 회전운동을 하고, 그 롤링피스톤에 접촉되는 베인이 반경방향으로 직선운동을 하면서 상기 내부공간을 압축실과 흡입실로 구획하며, 상기 베인이 세이빙운전시 그 베인에 가해지는 압력차에 의해 구속되는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 로터리 압축기가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, the rolling piston in the inner space of the sealed cylinder assembly eccentric rotational movement, the vane in contact with the rolling piston is linearly radially partitioned the inner space into the compression chamber and the suction chamber The vane is provided with a variable displacement rotary compressor, characterized in that the vane is constrained by the pressure difference applied to the vane during the saving operation.
또, 냉매가 흡입되어 압축되는 압축공간이 형성되고 그 압축공간에 연통되도록 흡입구가 형성되며 그 흡입구의 일측에 베인슬롯이 형성되어 밀폐된 케이싱에 설치되는 실린더조립체; 상기 실린더조립체의 압축공간에서 편심 회전운동을 하면서 냉매를 이동시키는 롤링피스톤; 상기 실린더조립체의 베인슬롯에 미끄러게 삽입되어 그 내측선단이 상기 롤링피스톤에 접촉되어 상기 압축공간을 흡입실과 압축실 로 구획하는 베인; 및 상기 베인이 압축기의 운전모드에 따라 상기 롤링피스톤과 접촉 또는 이격되도록 하는 모드전환수단;을 포함하고, 상기 베인의 일측면에는 흡입압이 가세되는 반면 타측면에는 토출압이 가세되도록 하여 세이빙 운전시 상기 베인이 베인슬롯의 내부에서 밀착되면서 구속되도록 하는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 로터리 압축기가 제공된다.In addition, a cylinder assembly is installed in the sealed casing is formed in the inlet is formed in the inlet port is formed so that the compressed space in which the refrigerant is compressed to be in communication with the compression space and one side of the inlet port; A rolling piston for moving the refrigerant while making an eccentric rotational movement in the compression space of the cylinder assembly; A vane that is inserted into the vane slot of the cylinder assembly and has an inner end thereof in contact with the rolling piston to divide the compression space into a suction chamber and a compression chamber; And mode switching means for allowing the vanes to be in contact with or spaced apart from the rolling piston according to the operation mode of the compressor, wherein one side of the vane is provided with a suction pressure while the other side has a discharge pressure. A variable displacement rotary compressor is provided, wherein the vane is tightly confined within the vane slot.
통상, 상기 로터리 압축기는 실린더의 개수에 따라 단식 또는 복식으로 구분될 수 있다. 예컨대, 단식의 경우는 전동기구부에서 전달되는 회전력을 이용하여 한 개의 압축실이 형성되는 반면 복식의 경우는 상기 전동기구부에서 전달되는 회전력을 이용하여 180°의 위상차를 갖는 복수 개의 압축실이 상하 양측에 형성되는 것이다. 이하에서는 복수 개의 압축실이 상하에 형성되고, 그 중 적어도 한 개의 압축실 용량이 가변되는 복식 용량 가변형 로터리 압축기를 중심으로 살펴본다.In general, the rotary compressor may be classified into a single type or a double type according to the number of cylinders. For example, in the case of a single type, one compression chamber is formed by using the rotational force transmitted from the power mechanism unit, while in the case of the double type, a plurality of compression chambers having a phase difference of 180 ° using the rotational force transmitted from the power mechanism unit are both up and down. To be formed. Hereinafter, a plurality of compression chambers are formed above and below, and look at the center of a double displacement variable type rotary compressor in which at least one compression chamber capacity is variable.
이하, 본 발명에 의한 복식 용량 가변형 로터리 압축기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a double displacement variable type rotary compressor according to the present invention will be described in detail with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings.
도 5는 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기의 일실시예를 보인 종단면도이고, 도 6은 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기에서 파워모두시 베인의 해제 상태를 보인 횡단면도이며, 도 7은 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기에서 세이빙모드시 베인의 구속 상태를 확대하여 보인 횡단면도이고, 도 8는 도 7에서 베인이 구속되는 과정을 상세하게 보인 확대도이며, 도 9는 본 발명 용량 가변형 로터리 압축기에서 모드전환시 소음 특성을 보인 그래이다.Figure 5 is a longitudinal cross-sectional view showing an embodiment of the present invention variable displacement rotary compressor, Figure 6 is a cross-sectional view showing a state of release of the vane when the power is all in the variable displacement rotary compressor of the present invention, Figure 7 is a variable displacement rotary compressor of the present invention Is a cross-sectional view showing an enlarged state of the vane in the saving mode, Figure 8 is an enlarged view showing in detail the process of the vane is restrained in Figure 7, Figure 9 is a noise characteristic when switching modes in the variable displacement rotary compressor of the present invention It is shown.
도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 복식 용량 가변형 로터리 압축기 는, 밀폐공간을 가지는 케이싱(100)과, 상기 케이싱(100)의 상측에 설치되어 정속 회전력 또는 인버터 회전력을 발생하는 전동기구부(200)와, 상기 케이싱(100)의 하측에 설치되어 상기 전동기구부(200)에서 발생된 회전력으로 냉매를 압축하는 제1 압축기구부(300) 및 제2 압축기구부(400)와, 상기 제2 압축기구부(400)가 파워운전 또는 세이빙운전을 하도록 운전모드를 전환하는 모드전환수단(500)으로 구성된다.As shown in FIG. 5, the multi-capacity variable type rotary compressor according to the present invention includes a
상기 케이싱(100)은 그 밀폐공간이 상기 제1 압축기구부(300) 및 제2 압축기구부(400)에서 토출되는 냉매에 의해 토출압을 유지하고, 상기 케이싱(100)의 하반부 주면에는 제1 압축기구부(300)와 제2 압축기구부(400)에 냉매가 흡입되도록 제1 가스흡입관(SP1)과 제2 가스흡입관(SP2)이 각각 연결되며, 상기 케이싱(100)의 상단에는 제1 압축기구부(300)와 제2 압축기구부(400)에서 밀폐공간으로 토출된 냉매가 냉동시스템으로 전달되도록 한 개의 가스토출관(DP)이 연결된다.The
상기 전동구동부(200)는 케이싱(100)의 내부에 고정되어 외부에서 전원을 인가받는 고정자(210)와, 상기 고정자(210)의 내부에 일정 공극을 두고 배치되어 상기 고정자(210)와 상호 작용하면서 회전하는 회전자(220)와, 상기 회전자(220)에 결합되어 회전력을 상기 압축기구부에 전달하는 회전축(230)으로 이루어진다.The
상기 회전축(230)은 회전자(220)에 결합되는 축부(231)와, 그 축부(231)의 하단부에 좌우 양측으로 편심지게 형성되는 제1 편심부(232) 및 제2 편심부(233)로 이루어진다. 상기 제1 편심부(232)와 제2 편심부(233)는 대략 180°의 위상차를 두고 대칭되게 형성되어 후술할 제1 롤링피스톤(340)과 제2 롤링피스톤(430)이 각각 회전 가능하게 결합된다.The
상기 제1 압축기구부(300)와 제2 압축기구부(400)는 상기 케이싱(100)의 상하 양측에 배치되고, 상기 케이싱(100)의 하단에 배치되는 제2 압축기구부(400)의 용량이 가변되도록 구성된다.The
상기 제1 압축기구부(300)는 환형으로 형성되어 상기 케이싱(100)의 내부에 설치되는 제1 실린더(310)와, 상기 제1 실린더(310)의 상하 양측에 복개되어 함께 제1 압축공간(V1)을 이루면서 상기 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(V1)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 내부공간(V1)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 구비한 제1 토출구(321) 선단에 개폐 가능하게 결합되어 상기 제1 내부공간(V1)의 압축실에서 토출되는 냉매가스의 토출을 조절하는 제1 토출밸브(370)와, 상기 제1 토출밸브(370)를 수용하도록 내부체적을 구비하여 상기 상부베어링(320)에 결합되는 제1 머플러(380)로 이루어진다.The first compression mechanism (300) is formed in an annular shape is installed in the interior of the
상기 제1 실린더(310)는 도 5에서와 같이 제1 압축공간(V1)을 이루는 내주면의 일측에 상기 제1 베인(350)이 반경방향으로 왕복운동을 하도록 제1 베인슬롯(311)이 형성되고, 상기 제1 베인슬롯(311)의 일측에는 냉매를 제1 압축공간(V1) 으로 유도하는 제1 흡입구(미도시)가 반경방향으로 형성되며, 상기 제1 베인슬롯(311)의 타측에는 냉매를 케이싱(100)의 내부로 토출하는 제1 토출안내홈(미도시)이 축방향으로 경사지게 형성된다.As shown in FIG. 5, the
상기 제1 베인(350)의 외측선단(이하,'후방단'과 혼용함)이 상기 케이싱(100)의 밀폐공간에 채워지는 냉매의 토출압에 의해서도 지지될 수 있도록 상기 상부베어링(320)과 중간베어링(330) 중에서 어느 한 쪽의 직경은 제1 실린더(310)의 직경 보다 작게 형성된다.The
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 양측에 복개되어 함께 제2 압축공간(V2)을 이루면서 상기 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(V2)에서 선회하면서 냉매를 압축하는 제2 롤링피스톤(430)과, 상기 제2 롤링피스톤(430)의 외주면에 압접되거나 이격되도록 상기 제2 실린더(410)에 반경방향으로 이동 가능하게 결합되어 상기 제2 실린더(410)의 제2 압축공간(V2)이 제2 흡입실과 제2 압축실로 각각 구획되거나 연통되도록 하는 제2 베인(440)과, 상기 하부베어링(420)의 중앙부근에 구비한 제2 토출구(421) 선단에 개폐 가능하게 결합되어 제2 압축실에서 토출되는 냉매가스의 토출을 조절하는 제2 토출밸브(450)와, 상기 제2 토출밸브(450)가 수용되도록 소정의 내부체적을 구비하여 상기 하부베어링(420)에 결합하는 제2 머플러(460)로 이루어진다.The
상기 제2 실린더(410)는 필요에 따라 압축공간(V2)의 용적이 제1 실린더(310)의 압축공간(V1) 용적과 동일하게 형성될 수도 있고 상이하게 형성될 수도 있다. 예컨대, 두 실린더(310)(410)의 용적이 동일하게 형성되는 경우에는 제2 실린더(410)가 세이빙운전하면 압축기는 나머지 다른 실린더의 용적만큼만 일을 하므로 압축기 성능은 50%로 가변되는 반면 두 실린더(310)(410)의 용적을 상이하게 형성하는 경우에는 파워운전을 하는 실린더의 용적만큼의 비율로 압축기 성능이 가변된다.The
상기 제2 실린더(410)는 도 5 내지 도 7에서와 같이 제2 압축공간(V2)을 이루는 내주면의 일측에 상기 제2 베인(440)이 반경방향으로 왕복운동을 하도록 제2 베인슬롯(411)이 형성되고, 상기 제2 베인슬롯(411)의 일측에는 냉매를 제2 압축공간(V2)으로 유도하는 제2 흡입구(412)가 반경방향으로 형성되며, 상기 제2 베인슬롯(411)의 타측에는 냉매를 케이싱(100)의 내부로 토출하는 제2 토출안내홈(미도시)이 축방향으로 경사지게 형성된다. 또, 상기 제2 베인슬롯(411)의 방사상 후방측에는 후술할 밸브유닛(500)의 공용측 연결관(530)에 연결되어 상기 제2 베인(440)의 후방측이 흡입압 또는 토출압 분위기를 이루도록 상기 케이싱(100)의 밀폐공간과 분리되는 베인챔버(413)가 형성되고, 상기 제2 베인(440)의 운동방향에 대해 직교하거나 또는 소정의 엇갈림각을 갖는 방향으로 상기 케이싱(100)의 내부와 제2 베인슬롯(411)이 연통되도록 하여 그 케이싱(100) 내부공간의 토출압으로 상기 제2 베인(440)이 구속되도록 하는 고압유로(414)가 형성되며, 상기 고압유로(414)의 맞은편에는 상기 제2 베인슬롯(411)과 제2 흡입구(412)가 연통되어 상기 고압유로(414)와 압력차가 유발되면서 상기 제2 베인(440)이 신속하게 구속되도록 하는 저압유로(415)가 형성된다. The
상기 베인챔버(413)는 후술할 상기 공용측 연결관(530))과 연통되어 상기 제2 베인(440)이 완전히 후진하여 상기 제2 베인슬롯(411)의 안쪽에 수납되더라도 그 제2 베인(440)의 후면이 상기한 공용측 연결관(530)을 통해 공급되는 압력에 대해 압력면을 이루도록 소정의 내부체적을 갖게 형성된다.The
상기 고압유로(414)는 도 5 및 도 6에서와 같이 제2 베인(440)을 중심으로 상기 제2 실린더(410)의 토출안내홈(미도시)쪽에 위치하여 상기 제2 실린더(410)의 외주면에서 제2 베인슬롯(411)의 중심으로 관통 형성된다. The
상기 고압유로(414)는 2단 드릴을 이용하여 제2 베인슬롯(411)쪽이 좁게 2단으로 단차지게 형성되고, 상기 제2 베인(440)의 직선운동이 안정적으로 이루어질 수 있도록 그 출구단이 상기 제2 베인슬롯(411)의 길이방향으로 대략 중간에 형성된다. The high-
상기 고압유로(414)는 그 단면적이 베인챔버(413)을 통해 제2 베인(440)의 배면에 가하는 압력면, 즉 제2 베인슬롯(411)의 단면적 보다 같거나 좁게 형성되는 것이 상기 제2 베인(440)이 과도하게 구속되는 것을 방지할 수 있다.The second high
또, 상기 고압유로(414)는 도면으로 제시하지는 않았으나 상기 제2 실린더(410)의 양 측면에 소정의 깊이로 음형지게 형성될 수도 있고, 상기 제2 실린더(410)의 양 측면에 결합되는 하부베어링(420)이나 중간베어링(330)에 소정의 깊이로 음형지거나 관통하여 형성될 수도 있다. 여기서, 상기 고압유로가 하부베어 링(420)의 상면이나 중간베어링(330)의 상면에 음형지게 형성되는 경우에는 제2 실린더(410)나 각 베어링(420)(330)을 소결 가공할 때 함께 형성하는 것이 생산비용을 절감할 수 있다.In addition, although not shown in the drawings, the high-
상기 저압유로(415)는 제2 베인(440)의 양측면에 토출압과 흡입압의 압력차를 유발시켜 그 압력차에 의해 상기 제2 베인(440)이 제2 베인슬롯(411)에 밀착될 수 있도록 가급적 상기 고압유로(414)와 동일 직선상에 배치되는 것이 바람직하나, 경우에 따라서는 평행선상이나 적어도 교차될 수 있는 각도 안에서 형성될 수도 있다.The low
상기 저압유로(415)는 도 8에서와 같이 상기 압축기의 세이빙운전시 상기 제2 베인(440)과 제2 베인슬롯(411) 사이의 틈새를 통해 베인챔버(413)와 연통될 수 있는 위치에 형성되는 것이 바람직하나, 상기 압축기의 파워운전시 상기 제2 베인(440)이 전진운동을 할 때 상기 저압유로(415)가 베인챔버(413)와 연통되면 그 베인챔버(413)에 채워지는 토출압(Pd)이 흡입압(Ps)의 냉매가 유입되는 제2 흡입구(412)로 누설되면서 상기 제2 베인(440)을 충분히 지지하지 못할 수 있으므로 상기 저압유로(415)는 제2 베인(440)의 왕복범위 내에 위치하도록 형성되는 것이 바람직하다.The
또, 도면으로 제시하지는 않았으나, 상기 고압유로(414)와 저압유로(415)는 상기 제2 베인(440)의 높이 방향을 따라 복수 개로 형성될 수도 있고, 상기 고압유로(414)와 저압유로(415)는 그 단면적이 동일하거나 또는 상이하게 형성될 수 있다.In addition, although not shown in the drawings, the
상기 모드전환수단(500)은 상기 제2 가스흡입관(SP2)에서 분관되는 저압측 연결관(510)과, 상기 케이싱(100)의 내부공간에 연결되는 고압측 연결관(520)과, 상기 제2 실린더(410)의 베인챔버(413)에 연결되어 상기 저압측 연결관(510)과 고압측 연결관(520)에 교차 연통되는 공용측 연결관(530)과, 상기 공용측 연결관(530)을 통해 제2 실린더(410)의 베인챔버(413)에 연결되는 제1 모드전환밸브(540)와, 상기 제1 모드전환밸브(540)에 연결되어 그 모드전환밸브(540)의 개폐동작을 제어하는 제2 모드전환밸브(550)로 이루어진다.The mode switching means 500 is a low pressure
상기 저압측 연결관(510)은 제2 실린더(410)의 흡입측과 어큐뮬레이터(110)의 입구측 가스흡입관 또는 출구측 가스흡입관(제2 가스흡입관)(SP2) 사이에 연결된다.The low pressure
상기 고압측 연결관(520)은 케이싱(100)의 하반부에 연통하여 그 케이싱(100) 내부의 오일이 상기한 베인챔버(413)로 직접 유입되도록 할 수도 있으나 경우에 따라서는 가스토출관(DP)의 중간에서 분관하여 연결할 수도 있다. 이 경우 상기 베인챔버(413)가 밀봉됨에 따라 오일이 상기한 제2 베인(440)과 제2 베인슬롯(411) 사이로 공급되지 않아 마찰손실이 발생할 우려가 있으므로 상기 하부베어링(420)에 오일공급구멍(미도시)을 형성하여 상기 제2 베인(440)이 왕복운동을 할 때 오일이 공급되도록 할 수도 있다.The high-pressure
상기와 같은 본 발명 복식 용량 가변형 복식 로터리 압축기가 가지는 작용 효과는 다음과 같다.Effects of the present invention, such as the double displacement variable type double rotary compressor is as follows.
즉, 상기 전동기구부(200)의 고정자(210)에 전원을 인가하여 상기 회전 자(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 파워운전을 하여 대용량의 냉력을 발생하거나 상기 제1 압축기구부(300)만 파워운전을 하고 상기 제2 압축기구부(400)는 세이빙운전을 실시하여 소용량의 냉력을 발생한다.That is, when the
여기서, 상기한 압축기 또는 이를 적용한 에어콘이 파워운전을 하는 경우에는 도 6에서와 같이 상기 제2 모드전환밸브(550)에 전원이 인가되어 상기 저압측 연결관(510)은 차단되는 반면 상기 고압측 연결관(520)이 공용측 연결관(530)과 연결된다. 이에 따라 상기 케이싱(100) 내부의 고압 가스 또는 고압의 오일이 고압측 연결관(520)을 통해 상기 제2 실린더(410)의 베인챔버(413)로 공급됨으로써 상기 제2 베인(440)이 베인챔버(413)의 압력에 밀려 상기 제2 롤링피스톤(430)에 압접된 상태를 유지하면서 상기 제2 압축공간(S2)으로 유입되는 냉매가스를 정상적으로 압축하여 토출시키게 된다. Here, when the compressor or the air conditioner applying the same, the power is applied to the second
이때, 상기 제2 실린더(410) 또는 베어링(330)(420)에 구비된 고압유로(414)로 고압의 냉매가스 또는 오일이 공급되어 상기 제2 베인(440)의 일측면을 가세하게 되나, 이 고압유로(414)의 단면적이 제2 베인슬롯(411)의 단면적보다 좁음에 따라 측면에서의 가압력이 상기 베인챔버(413)에서의 전후방향 가압력보다 작아 상기 제2 베인(440)을 구속하지 못하게 된다.At this time, the high pressure refrigerant gas or oil is supplied to the high
이렇게, 상기 제1 베인과 제2 베인이 각각의 롤링피스톤에 압접되어 상기 제 1 압축공간과 제2 압축공간을 흡입실과 압축실로 구획하면서 각각의 흡입실로 흡입되는 냉매 전체를 압축하여 토출함으로써 압축기 또는 이를 적용한 에어콘은 100% 운전을 하게 된다.In this way, the first vane and the second vane is pressed into each of the rolling pistons so as to partition the first compression space and the second compression space into the suction chamber and the compression chamber to compress and discharge the entire refrigerant sucked into the respective suction chambers. The air conditioner applied to this will drive 100%.
반면, 상기 압축기 또는 이를 적용한 에어콘이 기동할 때와 같이 세이빙운전을 하는 경우에는 도 7에서와 같이 상기 제2 모드전환밸브(550)에 전원이 오프되어 파워운전때와는 반대로 상기 저압측 연결관(510)과 공용측 연결관(530)이 연통되고, 상기 제2 실린더(410)로 흡입되는 저압의 냉매가스 일부가 상기 베인챔버(413)로 유입된다. 이에 따라 상기 제2 베인(440)이 제2 압축공간(S2)의 압력에 밀려 제2 베인슬롯(411)의 안쪽으로 수납되면서 제2 압축공간(S2)의 흡입실과 압축실이 연통되어 제2 압축공간(S2)으로 흡입되는 냉매가스는 압축되지 못하도록 한다.On the other hand, in the case of the saving operation such as when the compressor or the air conditioner applied thereto, the power is turned off to the second
이때, 상기 제2 실린더(410) 또는 베어링(330)(420)에 구비되는 고압유로(414)와 저압유로(415)에 의해 상기 제2 베인(440)의 양측면에 가세되는 압력차가 증가하게 되어 상기 제2 베인(440)이 신속하면서도 효과적으로 구속된다. 예컨대, 도 7 및 도 8에서와 같이 상기 고압유로(414)로 고압의 오일 또는 냉매가스가 유입되는 동시에 상기 베인챔버(413)에 잔류하는 일부 토출압의 냉매 또는 오일이 상기 제2 베인(440)과 베인슬롯(411) 사이의 틈새와 저압유로(415)를 통해 제2 흡입구(412)로 누설되어 압축기의 운전모드의 전환시 상기 제2 베인(440)이 보다 신속하면서도 안정적으로 구속된다. 특히, 압축기의 운전모드가 파워운전에서 세이빙운전으로 전환될 때 상기 베인챔버(413)에 채워져 있던 토출압(Pd)이 신속하게 빠지지 않을 경우 상기 고압유로(414)를 통해 제2 베인(440)에 전달되는 구속력(F2) 이 그 고압유로(414)의 단면적이 좁아 상대적으로 가압면적이 넓은 베인챔버(413)에서 제2 베인(440)에 전달되는 지지력(F1) 보다 월등하게 크지 못하게 되면서 상기 제2 베인(440)의 거동이 불안정하게 될 수 있으나, 본 발명에서와 같이 상기 고압유로(414)의 반대쪽에 제2 흡입구(412)와 연통되는 저압유로(415)가 형성되는 경우 상기 베인챔버(413)에 남아있는 토출압(Pd)이 중간압(Pm)으로 되었다가 상기 저압유로(415)를 통해 신속하게 누설됨에 따라 상기 베인챔버(413)에서의 지지력(F1)이 급격하게 낮아져 상기 제2 베인(440)을 신속하게 구속할 수 있게 되는 것이다.At this time, the pressure difference added to both sides of the
이에 대한 실험결과가 도 9에 제시되어 있다. 즉, 도 9에서는 종래 도 4에서 살펴 본 바와 같이 파워운전에서 세이빙운전으로 모드전환을 할 때 대략 2.5초 동안 발생하던 피크음이 전혀 발생되지 않는 것을 알 수 있다. Experimental results are shown in FIG. 9. That is, in FIG. 9, as shown in FIG. 4, when the mode is switched from the power operation to the saving operation, the peak sound generated for about 2.5 seconds is not generated at all.
이렇게, 상기 제2 실린더의 압축실과 흡입실이 연통됨에 따라 상기 제2 실린더의 흡입실로 흡입되는 냉매 전체가 압축되지 않고 상기 롤링피스톤의 궤적을 따라 다시 흡입실로 이동하게 되어 상기 제2 압축기구부는 일을 하지 않음으로써 결국 압축기 또는 이를 적용한 에어콘은 제1 압축기구부의 용량만큼만 운전을 하게 된다.As the compression chamber and the suction chamber of the second cylinder communicate with each other, the entire refrigerant sucked into the suction chamber of the second cylinder is not compressed and moves back to the suction chamber along the trajectory of the rolling piston. As a result, the compressor or the air conditioner applying the same operates only as much as the capacity of the first compression mechanism.
한편, 본 발명에 의한 베인 구속 방식을 다른 용량 가변형 로터리 압축기에도 적용될 수 있다.Meanwhile, the vane restraint method according to the present invention can be applied to other variable displacement rotary compressors.
즉, 전술한 일실시예는 운전모드에 상관없이 상기 흡입구(412)에 항상 흡입압(Ps)의 냉매가 공급되는 경우 상기 베인챔버(413)와 흡입구(412)를 연통시켜 파워모드에서 세이빙모드로의 전환시 상기 베인챔버(413)의 토출압(Pd)이 흡입 구(412)쪽으로 신속하게 누설되도록 하는 것이나, 본 실시예들은 도 10 및 도 11에서와 같이 상기 흡입구(412)에 연결되는 가스흡입관(미부호)에 냉매전환밸브(600)를 더 구비하여 운전모드에 따라 상기 흡입구(412)에 흡입압(Ps)과 토출압(Pd)의 냉매를 선택적으로 공급할 수 있도록 구성하고, 세이빙 모드시 토출압(Pd)의 냉매가 흡입구(412)를 통해 실린더(410)의 압축공간(V2)으로 유입되어 상기 제2 베인(440)이 후퇴되면서 구속되도록 하는 것이다.That is, in the above-described embodiment, when the refrigerant having the suction pressure Ps is always supplied to the
이 경우, 상기 제2 베인(440)의 후방측에는 도 10에서와 같이 토출압(Pd)과 흡입압(Ps)을 압축기의 운전모드에 따라 선택적으로 공급하도록 구성할 수도 있고, 도 11에서와 같이 항상 토출압(Pd)이 공급될 수 있도록 구성할 수 있다.In this case, the discharge side Pd and the suction pressure Ps may be selectively supplied to the rear side of the
예컨대, 도 10의 경우는 상기 제2 베인(440)의 후방측에 케이싱(100)의 밀폐공간과 분리되는 베인챔버(413)가 형성되고, 그 베인챔버(413)에 압축기의 운전모드에 따라 흡입압 또는 토출압을 선택적으로 공급할 수 있는 배압전환밸브(700)가 연결된다. 또, 도 11의 경우는 상기 제2 베인슬롯(411)의 외곽측이 케이싱(100)의 밀폐공간과 연통되고, 그 베인슬롯의 외측주면에 자석 또는 인장스프링과 같은 베인구속유닛(800)이 설치된다. For example, in the case of FIG. 10, a
상기와 같은 경우들에도 상기 제2 베인슬롯(411)의 양쪽에 각각 고압유로(414)와 저압유로(415)를 연통되도록 구비하여 세이빙 모드시 상기 제2 베인(440)이 상기 고압유로(414)와 저압유로(415) 사이의 압력차에 의해 보다 효과적으로 구속할 수 있다. Even in the above cases, the high
다만, 이 경우들에는 세이빙 모드시 상기 제2 흡입구(412)를 통해 토출압(Pd)의 냉매가 유입되므로 전술한 일실시예와는 달리 상기 고압유로(414)는 제2 흡입구(412)와 제2 베인슬롯(411) 사이에 형성되는 반면 상기 저압유로(415)는 고압유로(414)의 반대쪽에서 케이싱(110)의 외곽에 구비된 저압측 연결관(미도시)에 연통되도록 형성되는 것이 바람직하다. However, in these cases, since the refrigerant of the discharge pressure Pd flows through the
또 한편, 전술한 일실시예들에서는 복식 로터리 압축기를 예로 들어 살펴보았으나, 단식 로터리 압축기에서도 동일하게 적용할 수 있고 또 복식 로터리 압축기에서도 모든 압축기구부에도 동일하게 적용할 수도 있다. 이에 대한 구체적인 구성과 작용 효과는 전술한 실시예와 대동소이하므로 생략한다.On the other hand, in the above-described embodiments, a double rotary compressor has been described as an example, but the same may be applied to a single rotary compressor, or may also be applied to all compression mechanisms in the double rotary compressor. Detailed configuration and operation effects thereof are similar to those of the above-described embodiment and thus will be omitted.
본 발명에 의한 용량 가변형 로터리는, 세이빙운전시 상기 베인의 양 측면에 압력차를 유발시켜 그 압력차에 의해 베인이 구속되도록 하는 동시에 상기 베인챔버의 토출압이 저압유로를 통해 흡입구로 누설되어 상기 베인챔버의 압력이 신속하게 낮아지고 이를 통해 상기 베인의 측면에서 가해지는 가압력이 후면에서 가해지는 지지력 보다 상대적으로 커지도록 하여 상기 베인을 신속하면서도 안정적으로 구속함으로써, 압축기가 파워운전에서 세이빙운전으로 전환될 때 상기 베인의 구속력이 약해 베인 떨림 현상이 발생되는 것을 미연에 방지하고 이를 통해 압축기의 설치조건에 따른 소음증가를 막아 쾌적성을 높일 수 있다.According to the present invention, the variable displacement rotary according to the present invention causes a pressure difference between both sides of the vane during a shaving operation so that the vane is constrained by the pressure difference, and the discharge pressure of the vane chamber leaks to the suction port through the low pressure passage. Compressor switches from power operation to saving operation by quickly and stably restraining the vane by allowing the vane chamber pressure to be rapidly lowered, thereby allowing the pressing force applied on the side of the vane to be relatively larger than the bearing force applied on the rear side. When the vane is weakly bound, the vane vibration is prevented in advance, thereby preventing noise from increasing in accordance with the installation conditions of the compressor, thereby improving comfort.
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