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KR101679861B1 - 압축기 - Google Patents

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KR101679861B1
KR101679861B1 KR1020100068427A KR20100068427A KR101679861B1 KR 101679861 B1 KR101679861 B1 KR 101679861B1 KR 1020100068427 A KR1020100068427 A KR 1020100068427A KR 20100068427 A KR20100068427 A KR 20100068427A KR 101679861 B1 KR101679861 B1 KR 101679861B1
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compression
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 압축기에 관한 것이다. 본 발명의 일양태에 의한 압축기는, 냉매를 압축하는 제1압축기구; 및 상기 제1압축기구와 동시 또는 순차적으로 냉매를 압축하는 제2압축기구; 를 포함하는 압축기에 있어서: 상기 제1압축기구에 의하여 냉매가 압축되는 공간을 형성하고, 상기 제1압축기구로 냉매가 흡입되는 냉매 흡입구 및 상기 제2압축기구로 냉매가 토출되는 냉매 토출구를 포함한다. 따라서 본 발명에 의하면, 전체적으로 쉘의 내부에 위치되는 구성요소의 높이가 감소되는 효과를 기대할 수 있게 된다.

Description

압축기{Compressor}
본 발명은 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 압축기(Compressor)는 전기 모터나 터빈 등과 같은 동력발생장치로부터 동력을 전달받아서 공기나 냉매와 같은 냉매를 압축시키는 기계장치이다. 이와 같은 압축기는 냉장고와 에어컨 등과 같은 가전기기에 널리 사용되고 있다.
상기 압축기는 크게 왕복동식 압축기, 로터리식 압축기 및 스크롤식 압축기로 구분될 수 있다. 상기 왕복동식 압축기(Reciprocating compressor)는, 피스톤과 실린더 사이에 냉매가 흡입 및 토출되는 압축공간이 형성되고, 상기 피스톤이 상기 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하여 냉매를 압축한다. 상기 로터리식 압축기(Rotary compressor)는, 편심 회전되는 롤러와 실린더 사이에 냉매가 흡입 및 토출되는 압축공간이 형성되고, 상기 롤러가 상기 실린더 내벽을 따라서 편심 회전하여 냉매를 압축한다. 그리고 상기 스크롤식 압축기(Scroll compressor)는, 선회 스크롤과 고정 스크롤 사이에 냉매가 흡입 및 토출되는 압축공간이 형성되고, 상기 선회 스크롤이 상기 고정 스크롤을 따라서 회전하여 냉매를 압축한다.
한편 상기 로터리식 압축기는, 냉매의 압축 방식에 따라서 로터리식 트윈 압축기 및 로터리식 2단 압축기로 발전되었다. 상기 로터리식 트윈 압축기는, 2개의 압축기구가 병렬로 연결되고, 상기 압축기구에서 전체 압축 용량을 일부와 나머지를 각각 압축한다. 그리고 상기 로터리식 2단 압축기는, 2개의 압축기구가 직렬로 연결되고, 상기 압축기구 중 어느 하나에서 압축된 냉매를 상기 압축기구 중 나머지 하나에서 압축한다.
최근에는 상기 로터리식 압축기 중에는, 트윈 압축 및 2단 압축을 선택적으로 수행할 수 있는 압축기가 출시되고 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 압축기를 보인 종단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 의한 압축기(1)는, 외관을 쉘(10)이 형성한다. 상기 쉘(10)은, 탑 캡(11), 바텀 캡(13) 및 케이싱(15)을 포함한다. 상기 탑 캡(11) 및 바텀 캡(13)은 상기 압축기(1)의 상하부 외관 일부를 형성하고, 상기 케이싱(15)이 상기 압축기(1)의 나머지 외관을 형성한다. 그리고 상기 쉘(10)의 내부에는, 모터(20), 상부 압축기구(30), 하부 압축기구(40), 상부 베어링(60), 및 하부 베어링(70)이 구비된다.
상기 모터(20)는 상기 쉘(10)의 내부공간의 상부에 위치된다. 그리고 상기 모터(20)에는 회전축(21)이 구비된다.
상기 상부 압축기구(30) 및 하부 압축기구(40)는, 상기 모터(20)의 하방에 해당하는 상기 쉘(10)의 내부에 상하로 적층된다. 상기 상부 압축기구(30) 및 하부 압축기구(40)에는 냉매의 흡입을 위한 각각 상부 냉매 흡입구(31) 및 하부 냉매 흡입구(41)가 구비된다. 그리고 상기 상부 압축기구(30) 및 하부 압축기구(40) 사이에는 양자를 구획하는 중간 베어링(50)이 설치된다.
한편 상기 상부 베어링(60) 및 하부 베어링(70)은, 각각 상기 상부 압축기구(30)의 상방 또는 상기 하부 압축기구(40)의 하방에 위치된다. 상기 상부 베어링(60)에는, 제1 및 제2냉매 토출 포트(61)(63)가 구비된다. 상기 제1냉매 토출 포트(61)는, 상기 상부 압축기구(30)에서 압축된 냉매 또는 상기 하부 압축기구(40) 및 상부 압축기구(30)에서 2단으로 압축된 냉매가 상기 쉘(10)의 내부 공간으로 토출되는 곳이다. 그리고 상기 제2냉매 토출 포트(63)는, 상기 하부 압축기구(40)에서 압축된 냉매가 상기 쉘(10)의 내부 공간으로 토출되는 곳이다. 그리고 상기 하부 베어링(70)에는, 냉매 흡입 포트(71), 연결 포트(73), 및 중간압 냉매 토출 포트(75)가 구비된다. 상기 냉매 흡입 포트(71)는, 상기 하부 압축기구(40)에서 압축된 냉매가 상기 하부 베어링(70)의 내부 공간으로 흡입되는 곳이다. 그리고 상기 연결 포트(73)는, 상기 쉘(10)의 내부 공간으로 토출되는 상기 하부 베어링(70)의 내부의 냉매가 상기 제2냉매 토출 포트(63)로 전달되는 곳이다. 상기 중간압 냉매 토출 포트(75)는, 상기 하부 베어링(70)의 내부의 냉매가 상기 상부 압축기구(30)로 전달되기 위하여 토출되는 곳이다.
또한 상기 하부 압축기구(40)에 의하여 압축되어 상기 쉘(10)의 내부 공간으로 토출되는 냉매가 유동되는 냉매 토출 유로(P1)가 구비된다. 실질적으로 상기 냉매 토출 유로(P1)는 상기 상부 압축기구(30), 하부 압축기구(40) 및 중간 베어링(50)을 관통한다. 그리고 상기 냉매 토출 유로(P1)의 상하단부는, 각각 상기 제2냉매 토출 포트(63) 및 상기 연결 포트(73)와 연통된다.
그리고 상기 압축기(1)에는, 상기 상부 압축기구(30) 및 하부 압축기구(40)와 어큐뮬레이터(80) 사이의 냉매의 유동을 위하여 4개의 파이프가 구비된다. 상기 파이프는, 상기 상부 압축기구(30)로 냉매를 공급하는 제1 및 제2상부 냉매 공급 파이프(81)(83), 상기 하부 압축기구(40)로 냉매를 공급하는 하부 냉매 공급 파이프(85), 및 상기 하부 압축기구(40)에서 압축된 냉매를 상기 어큐뮬레이터(80)로 전달하는 중간압 냉매 토출 파이프(87)를 포함한다.
상기 제1상부 냉매 공급 파이프(81)의 양단은 상기 상부 냉매 흡입구(31) 및 후술할 사방변(89)에 각각 연결된다. 그리고 상기 제2상부 냉매 공급 파이프(83)의 양단은 상기 어큐뮬레이터(80) 및 사방변(89)에 각각 연결된다. 또한 상기 하부 냉매 공급 파이프(85)의 양단은, 상기 하부 냉매 흡입구(41) 및 어큐뮬레이터(80)에 각각 연결된다. 그리고 상기 중간압 냉매 토출 파이프(87)의 양단은 상기 중간압 냉매 토출 포트(75) 및 사방변(89)에 각각 연결된다.
상기 사방변(89)은 트윈 압축 방식 및 2단 압축 방식에 따라서 상기 상부 압축기구(30) 및 하부 압축기구(40)로 냉매를 공급한다. 이를 위하여 상기 사방변(89)은, 상기 제1상부 냉매 공급 파이프(81)와 상기 제2상부 냉매 공급 파이프(83) 또는 상기 중간압 냉매 토출 파이프(87)를 선택적으로 연결한다.
그러나 종래 기술에 의한 압축기에는 다음과 같은 문제점이 발생된다.
상술한 바와 같이, 2단 압축 방식의 경우에는, 상기 하부 압축기구(40)에서 압축된 냉매가 상기 상부 압축기구(30)에서 압축된다. 즉 실질적으로 2단 압축 방식에서 압축 용량은, 상기 하부 압축기구(40)에 의하여 결정된다고 할 수 있다.
따라서 종래에는, 소정의 높이의 압축기(1), 실질적으로 상기 쉘(10)의 높이에서 2단 압축 방식에서의 압축 용량의 확보를 위하여, 상기 상부 압축기구(30), 즉 상기 상부 실린더(31)의 높이에 비하여 상기 하부 압축기구(40)의 높이, 실질적으로는 상기 하부 실린더(41)의 높이를 상대적으로 큰 값으로 설정한다. 즉 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 상부 실린더(31)의 높이(A1)에 비하여 상기 하부 실린더(41)의 높이(A2)가 더 큰 값을 갖는다.
한편 이와 같이 상기 하부 실린더(41)의 높이(A2)가 상기 상부 실린더(31)의 높이(A1)에 비하여 더 큰 경우에는, 상기 하부 압축기구(40)에서 냉매를 압축하는 과정에서 발생되는 진동이 상기 상부 압축기구(30)에서 냉매를 압축하는 과정에서 발생되는 진동에 비하여 더 크게 된다. 따라서 실질적으로 상기 상부 압축기구(30) 및 하부 압축기구(40)에서의 냉매의 압축과정에서의 진동이 평형되지 못함으로써, 전체적으로 상기 압축기(1)의 동작과정에서 발생되는 진동이 증가된다고 할 수 있다.
또한 실질적으로 상기 하부 압축기구(40)의 높이(A2)가 증가되면, 상기 모터(20)도 상기 쉘(10)의 바닥면에 대하여 상방으로 이동된다. 즉, 상기 모터(20)와 상기 쉘(10)의 바닥면 사이의 거리가 증가되는 것이다. 그리고 이와 같이 상기 모터(20)가 상기 쉘(10)의 바닥면에 비하여 상방에 위치되면, 실질적으로 상기 쉘(10)의 하부, 즉 상기 하부 베어링(70)의 하방에 위치되는 오일을 상기 모터(20)의 상방으로 토출하는 효율이 저하된다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술에 의한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 충분한 오일의 급유량을 확보할 수 있는 압축기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 동작시 진동의 감소를 기대할 수 있는 압축기를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일양태에 의한 압축기는, 밀폐 공간을 형성하는 쉘; 상기 쉘의 내부 공간에 구비되고, 냉매의 압축을 위한 공간을 제공하는 실린더 및 상기 실린더의 내부에서 회전하여 냉매를 압축하는 롤링 피스톤을 각각 포함하는 상부 및 하부 압축기구; 및 상기 상부 및 하부 압축기구에 의한 냉매의 압축이 동시 또는 순차적으로 이루어지도록 상기 상부 및 하부 압축기구로 흡입 또는 토출되는 냉매의 유동을 제어하는 밸브; 를 포함하고, 상기 상부 및 하부 압축기구의 실린더의 상하 높이는 동일한 값으로 설정된다.
본 발명에서 제공하는 압축기의 실시예에서는, 트윈 압축 또는 2단 압축시 동시 또는 순차적인 냉매의 압축이 이루어지는 상부 압축기구 및 하부 압축기구의 실린더가 동일한 높이를 갖는다.
따라서 전체적으로 쉘의 내부에 위치되는 구성요소의 높이가 감소된다. 그리고 이에 의하여 상기 쉘의 내부의 위치되는 구성요소 중 모터의 높이가 감소됨으로써, 상기 쉘의 하부에 위치되는 오일의 토출 효율이 증진될 수 있게 된다.
또한 상기 상부 압축기구 및 하부 압축기구에서의 냉매의 압축과정에서 발생되는 진동이 서로 균형되게 이루어질 수 있다. 따라서 상기 압축기의 동작시 발생되는 진동이 감소되는 효과도 기대할 수 있게 된다.
도 1은 종래 기술에 의한 압축기를 보인 종단면도.
도 2는 본 발명에 의한 압축기의 제1실시예를 보인 종단면도.
도 3은 본 발명에 의한 압축기의 제2실시예를 보인 종단면도.
도 4는 본 발명의 제2실시예와 종래의 압축기의 오일의 급유량의 차이를 보인 그래프.
도 5는 본 발명의 제2실시예와 종래의 압축기의 용량의 차이를 보인 그래프.
도 6은 본 발명의 제2실시예와 종래의 압축기의 진동의 차이를 보인 그래프.
이하에서는 본 발명에 의한 압축기의 제1실시예의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 압축기의 제1실시예가 적용되는 압축기를 보인 종단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 압축기(100)의 외관을 쉘(110)이 형성한다. 그리고 상기 쉘(110)은, 탑 캡(111), 바텀 캡(113) 및 케이싱(115)을 포함한다. 실질적으로 상기 탑 캡(111) 및 바텀 캡(113)은 압축기의 상하부 외관 일부를 형성하고, 상기 케이싱(115)이 압축기의 나머지 외관을 형성한다. 그리고 상기 쉘(110)의 내부에는 냉매의 압축을 위한 각종 구성요소, 즉 모터(120), 상부 압축기구(130), 하부 압축기구(140), 상부 베어링(160), 및 하부 베어링(170)이 구비된다.
보다 상세하게는, 상기 모터(120)는, 상기 상부 압축기구(130) 및 하부 압축기구(140)에 의한 냉매의 압축을 위한 구동력을 제공한다. 이를 위하여 상기 모터(120)는 상기 쉘(110)의 상부에 위치되고, 상기 모터(120)에는 모터축(121)이 구비된다. 또한 도시되지는 않았으나, 상기 모터축(121)의 하단에는 오일의 펌핑을 위한 프로펠러가 구비된다. 예를 들면, 상기 모터(120)로는, 속도의 조절이 가능한 주파수 가변 모터가 사용될 수 있다.
상기 상부 압축기구(130) 및 하부 압축기구(140)는, 각각 상기 모터(120)에 의하여 구동하여 냉매를 압축한다. 이때 냉매가 병렬 또는 직렬로 상기 상부 압축기구(130) 및 하부 압축기구(140)를 유동함으로써, 냉매의 트원 압축 또는 2단 압축을 수행한다. 이하에서는, 냉매가 상기 상부 압축기구(130) 및 하부 압축기구(140)를 병렬로 유동하여 상기 상부 압축기구(130) 및 하부 압축기구(140)에서 각각 압축이 이루어지는 경우를 트윈 압축 방식, 냉매가 상기 상부 압축기구(130) 및 하부 압축기구(140)를 직렬로 유동하여 상기 하부 압축기구(140)에서 압축된 냉매가 상기 상부 압축기구(130)에서 압축되는 경우를 2단 압축 방식이라 칭한다.
상기 상부 압축기구(130) 및 하부 압축기구(140)는, 상기 모터(120)의 하방에 해당하는 상기 쉘(110)의 내부에 상하로 적층된다. 상기 상부 압축기구(130) 및 하부 압축기구(140) 사이에는 중간 베어링(150)이 구비된다. 상기 중간 베어링(150)은, 실질적으로 상기 상부 압축기구(130) 및 하부 압축기구(140)를 상하로 구획한다. 그리고 상기 상부 압축기구(130) 및 하부 압축기구(140)는, 각각 상부 실린더(131) 및 상부 롤링 피스톤(139), 하부 실린더(141) 및 하부 롤링 피스톤(149)을 포함한다.
상기 상부 실린더(131)는 상기 상부 롤링 피스톤(139)에 의한 냉매의 압축을 위하여 소정의 공간을 제공한다. 그리고 상기 상부 실린더(131)에는 냉매의 흡입 및 토출을 위한 상부 냉매 흡입구(132)가 구비된다. 상기 상부 냉매 흡입구(132)의 양단부는 각각 상기 상부 실린더(131)의 내주면 및 외주면에 형성된다. 상기 상부 냉매 흡입구(132)의 내측단부 및 외측단부는 각각 상기 상부 실린더(131)의 내부 공간 및 후술할 제1상부 냉매 공급 파이프(181)와 연통된다.
그리고 상기 하부 실린더(141)는, 상기 하부 롤링 피스톤(149)에 의한 냉매의 압축을 위하여 소정의 공간을 제공한다. 상기 하부 실린더(141)에는 냉매의 흡입 및 토출을 위한 하부 냉매 흡입구(142)가 구비된다. 상기 하부 냉매 흡입구(142)의 양단부는 각각 상기 하부 실린더(141)의 내주면 및 외주면에 형성된다. 그리고 상기 하부 냉매 흡입구(142)의 내측단부 및 외측단부는, 각각 후술할 하부 냉매 공급 파이프(185) 및 상기 하부 실린더(141)의 내부 공간과 연통된다.
본 실시예에서는, 상기 상부 실린더(131) 및 하부 실린더(141)는, 서로 동일한 높이를 가지도록 형성된다. 따라서 실질적으로 상기 상부 실린더(131) 및 하부 실린더(141)의 내부에서 냉매를 압축하는 과정에서 발생되는 진동은 서로 균형을 이룬다고 할 수 있다.
그리고 상기 상부 롤링 피스톤(139) 및 하부 롤링 피스톤(149)은, 각각 상기 상부 실린더(131) 및 하부 실린더(141)의 내부에 편심 회전가능하게 설치된다. 이를 위하여 상기 상부 롤링 피스톤(139) 및 하부 롤링 피스톤(149)은 각각 상기 모터축(121)에 연결된다. 실질적으로, 상기 상부 실린더(131) 및 하부 실린더(141)의 내부에서 편심 회전하는 상기 상부 롤링 피스톤(139) 및 하부 롤링 피스톤(149)에 의하여 상기 상부 실린더(131) 및 하부 실린더(141)의 내부의 냉매가 압축된다.
한편 상기 상부 베어링(160) 및 하부 베어링(170)은, 각각 상기 상부 실린더(131)의 상방 또는 상기 하부 실린더(141)의 하방에 위치된다. 상기 상부 베어링(160)은, 상기 상부 압축기구(130) 또는 하부 압축기구(140)에서 압축된 냉매의 토출을 위한 것이다. 그리고 상기 하부 베어링(170)은, 상기 하부 압축기구(140)에서 압축된 냉매의 토출을 위한 것이다.
보다 상세하게는, 상기 상부 베어링(160)은, 상기 상부 압축기구(130)의 상방에 해당하는 상기 쉘(110)의 내부에 설치된다. 상기 상부 베어링(160)에는, 제1 및 제2냉매 토출 포트(161)(163)가 구비된다. 상기 제1냉매 토출 포트(161)는, 트윈 압축 방식의 경우에 상기 상부 압축기구(130)에서 압축된 냉매 또는, 2단 압축 방식의 경우에 상기 하부 압축기구(140) 및 상부 압축기구(130)에서 2단으로 압축된 냉매가 상기 쉘(110)의 내부공간으로 토출되는 곳이다. 그리고 상기 제2냉매 토출 포트(163)는, 트윈 압축 또는 2단 압축 방식의 경우에 상기 하부 압축기구(140)에서 압축된 냉매가 상기 쉘(110)의 내부공간으로 토출되는 곳이다. 상기 제2냉매 토출 포트(163)는, 후술할 냉매 토출 유로(P2)와 연통된다.
상기 하부 베어링(170)은, 상기 하부 압축기구(140)의 하방에 해당하는 상기 쉘(110)의 내부에 설치된다. 상기 하부 베어링(170)에는, 중간압 냉매 흡입 포트(171), 연결 포트(173) 및 중간압 냉매 토출 포트(175)가 구비된다. 상기 중간압 냉매 흡입 포트(171)는, 트윈 압축 방식 또는 2단 압축 방식의 경우에 상기 하부 압축기구(140)에서 압축된 냉매가 상기 하부 베어링(170)의 내부로 토출되는 곳이다. 이를 위하여 상기 중간압 냉매 흡입 포트(171)는, 상기 하부 베어링(170)의 내부 공간과 연통된다. 그리고 트윈 압축 방식의 경우에 상기 연결 포트(173)는, 상기 하부 베어링(170)의 내부의 냉매가 상기 제2냉매 토출 포트(163)로 전달되는 곳이다. 이를 위하여 상기 연결 포트(173)는 냉매 토출 유로(P2)의 하단과 연통된다. 그리고 상기 중간압 냉매 토출 포트(175)는, 2단 압축 방식의 경우에 상기 하부 베어링(170)의 내부의 냉매가 상기 상부 압축기구(130)로 전달되기 위하여 토출되는 곳이다. 따라서 상기 중간압 냉매 토출 포트(175)는 후술할 중간압 냉매 토출 파이프(187)와 연결된다.
한편 상기 압축기(100)의 내부에는 냉매 토출 유로(P2)가 구비된다. 상기 냉매 토출 유로(P2)는, 트윈 압축 방식의 경우에, 상기 하부 압축기구(140)에 의하여 압축되어 상기 하부 베어링(170)의 내부로 공급된 냉매를 상기 쉘(110)의 내부로 토출되도록 안내하는 역할을 한다. 이를 위하여 상기 냉매 토출 유로(P2)는, 상기 상부 실린더(131), 하부 실린더(141) 및 중간 베어링(150)을 관통하여 형성된다. 그리고 상기 냉매 토출 유로(P2)의 상단은 상기 제1냉매 토출 포트(161)와 연통되고, 상기 냉매 토출 유로(P2)의 하단은 상기 연결 포트(173)와 연통된다.
한편 상기 압축기(100)에는 어큐뮬레이터(180)에서 액상의 냉매가 제거된 기상의 냉매가 공급된다. 그리고 상기 어큐뮬레이터(180)와 상기 압축기(100) 사이의 냉매를 전달을 위하여 4개의 파이프가 구비된다. 상기 파이프는, 제1 및 제2상부 냉매 공급 파이프(181)(183), 하부 냉매 공급파이프(185), 및 중간압 냉매 토출 파이프(187)를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기 제1상부 냉매 공급 파이프(181)는, 트윈 압축 방식시에는 상기 상부 압축기구(130)로 저압의 냉매를 공급한다. 그리고 상기 제1상부 냉매 공급 파이프(181)는 2단 압축 방식시에는, 상기 상부 압축기구(130)로 상기 하부 압축기구(140)에 의하여 압축된 중간압의 냉매를 공급한다.
상기 제2상부 냉매 공급 파이프(183)는, 트윈 압축 방식시에는 후술할 사방변(189)에 의하여 개방되어 상기 제1상부 냉매 공급 파이프(181)와 연통된다. 그러나 상기 제2상부 냉매 공급 파이프(183)는, 2단 압축 방식시에는 사방변(189)에 의하여 차폐된다. 따라서 트윈 압축 방식시에는, 상기 제1 및 제2상부 냉매 공급 파이프(181)(183)에 의하여 저압의 냉매가 상기 하부 압축기구(140)에 공급된다.
상기 하부 냉매 공급 파이프(185)는, 모드와 무관하게 상기 하부 압축기구(140)로 저압의 냉매를 공급한다. 즉 상기 하부 냉매 공급 파이프(185)는, 트윈 압축 방식 및 2단 압축 방식의 경우에 상기 하부 압축기구(140)로 저압의 냉매를 공급한다.
또한 상기 중간압 냉매 토출 파이프(187)는, 파워 모스시에는 사방변(189)에 의하여 차폐되고, 2단 압축 방식시에는 사방변(189)에 의하여 상기 하부 실린더(141)와 연통된다. 따라서 2단 압축 방식 시에는, 상기 하부 압축기구(140)에서 압축된 중압의 냉매가 상기 중간압 냉매 토출 파이프(187) 및 제1상부 냉매 공급 파이프(181)에 의하여 상기 상부 압축기구(130)로 공급된다.
한편 상기 어큐뮬레이터(180)에는 사방변(189)이 구비된다. 상기 사방변(189)은, 상기 압축기(100), 실질적으로는, 상기 상부 압축기구(130) 및 하부 압축기구(140)가 트윈 압축 방식 또는 2단 압축 방식으로 냉매를 압축하도록 냉매의 유동을 제어한다. 보다 상세하게는, 상기 사방변(189)은, 트원 압축 방식의 경우에는, 상기 제1 및 제2상부 냉매 공급 파이프(181)(183)를 서로 연통시키고, 상기 제1상부 냉매 공급 파이프(181) 및 중간압 냉매 토출 파이프(187)를 차폐시킨다. 그리고 상기 사방변(189)은, 2단 압축 방식의 경우에는, 상기 제1 및 제2상부 냉매 공급 파이프(181)(183)를 차폐시키고, 상기 제1상부 냉매 공급 파이프(181) 및 중간압 냉매 토출 파이프(187)를 서로 연통시킨다. 따라서 상기 사방변(189)에 의하여, 트원 압축 방식의 경우에는, 상기 제1 및 제2상부 냉매 공급 파이프(181)(183)에 의하여 상기 상부 압축기구(130)로 저압의 냉매가 공급되고, 상기 하부 냉매 공급 파이프(185)에 의하여 상기 하부 압축기구(140)로 저압의 냉매가 공급된다. 그리고 2단 압축 방식의 경우에는, 상기 사방변(189)에 의하여 상기 하부 냉매 공급 파이프(185)에 의하여 상기 하부 압축기구(140)로 저압의 냉매가 공급되고, 상기 중간압 냉매 토출 파이프(187) 및 제1상부 냉매 공급 파이프(181)에 의하여 상기 상부 압축기구(130)로 상기 하부 압축기구(140)에 의하여 압축된 중간압의 냉매가 공급된다.
이하에서는 본 발명에 의한 압축기의 제1실시예의 작용을 설명한다.
먼저 트윈 압축 방식의 경우에는, 상기 상부 압축기구(130) 및 하부 압축기구(140)에서 각각 냉매가 압축된다. 보다 상세하게는, 상기 상부 실린더(131) 및 하부 실린더(141)의 내부로 공급된 냉매가, 상기 상부 롤링 피스톤(139) 및 하부 롤링 피스톤(149)의 회전에 의하여 각각 압축되어 상기 쉘(110)의 내부로 토출된다.
그리고 2단 압축 방식의 경우에는, 상기 하부 압축기구(140)에서 압축된 냉매가 상기 상부 압축기구(130)으로 전달되어 재압축되어 상기 쉘(110)의 내부로 토출된다. 물론, 상기 상부 압축기구(130) 및 하부 압축기구(140)에서의 냉매의 압축은, 상기 상부 실린더(131) 및 하부 실린더(141)의 내부로 공급된 냉매가 각각 상기 상부 롤링 피스톤(139) 및 하부 롤링 피스톤(149)의 회전에 의하여 압축되어 이루어진다.
한편 본 실시예에서는, 상기 상부 실린더(131) 및 하부 실린더(141)의 높이가 동일한 값으로 설정된다. 따라서 실질적으로 상기 상부 실린더(131)의 내부 및 하부 실린더(141)의 내부에서의 냉매의 압축과정, 즉 상기 상부 롤링 피스톤(139) 및 하부 롤링 피스톤(149)의 회전 과정에서 발생되는 진동이 서로 거의 동일한 값을 나타낼 것이다. 따라서 상기 상부 압축기구(130) 및 하부 압축기구(140)에서의 냉매의 압축과정에서 발생되는 진동이 평형을 이룸으로써, 상기 압축기(100)의 동작과정에서의 진동이 전체적으로 감소될 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명에 의한 압축기의 제2실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 실시예에의 구성요소 중 상술한 본 발명의 제1실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 그에 대한 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명에 의한 압축기의 제2실시예를 보인 종단면도이고, 도 4는 본 발명의 제2실시예와 종래의 압축기의 오일의 급유량의 차이를 보인 그래프이며, 도 5는 본 발명의 제2실시예와 종래의 압축기의 용량의 차이를 보인 그래프이고, 도 6은 본 발명의 제2실시예와 종래의 압축기의 진동의 차이를 보인 그래프이다.
먼저 도 3을 참조하면, 본 실시예에서는, 상부 실린더(231) 및 하부 실린더(241)가 동일한 높이로 형성되고, 추가적으로 상부 압축기구(230) 및 하부 압축기구(240)에서의 냉매의 순차적인 압축이 이루어지는 2단 압축 방식의 경우에, 상기 하부 압축기구(240)에서 압축된 냉매가 하부 베어링(270)을 거쳐서 상기 하부 압축기구(240)에 형성되는 중간압 냉매 토출구(243)를 통하여 상기 상부 압축기구(230)로 전달된다.
상기 중간압 냉매 토출구(143)는, 2단 압축 방식시, 상기 하부 압축기구(240)에서 압축되어 상기 상부 압축기구(230)로 전달되는 냉매가 토출되는 곳이다. 또한 상기 하부 베어링(270)에는, 본 발명의 제1실시예에서 상기 하부 베어링(170)과 중간압 냉매 토출 파이프(187)을 연결하는 중간압 냉매 토출 포트(175)(도 1참조)가 삭제되고, 상기 하부 베어링(270)의 내부를 상기 중간압 냉매 토출구(243)와 연통시키는 중간압 냉매 토출 포트(273)가 구비된다.
따라서 본 실시예에서는, 상기 상부 실린더(131) 및 하부 실린더(141)는, 실질적으로 상기 케이싱(115)의 내부에 위치된다. 그리고 상기 하부 베어링(170)은, 상기 하부 압축기구(140)의 하방에 해당하는 상기 쉘(110)의 내부, 즉 상기 바텀 캡(111)의 내부에 위치된다. 이를 다른 표현으로 하면, 상기 상부 실린더(131) 및 하부 실린더(141)는, 상기 케이싱(115)과 수평방향으로 중첩되고, 상기 하부 베어링(170)의 적어도 일부가 상기 바텀 캡(111)과 수평방향으로 중첩된다고 할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에서는, 상기 상부 압축기구(230) 및 하부 압축기구(240)에서의 냉매의 압축과정에서 발생되는 진동의 균형 뿐만 아니라, 상기 압축기(200)의 내부의 부품의 위치가 전체적으로 하방으로 이동된다. 따라서 실질적으로 모터(220)의 위치가 하방으로 이동함으로써 오일의 급유량의 개선을 기대할 수 있게 된다. 나아가 이와 같은 오일의 급유량의 개선으로부터, 상기 압축기(200)의 성능의 개선을 기대할 수 있다. 또한 상기 상부 압축기구(230) 및 하부 압축기구(240)에서의 진동의 균형뿐만 아니라, 상기 압축기(200)의 무게중심이 하방으로 이동함으로써 전체적인 압축기(200)의 동작에 따른 진동의 감소도 기대할 수 있게 된다. 이는 도 4 내지 도 6의 그래프를 참조하면 확인할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 밀폐 공간을 형성하는 쉘;
    상기 쉘의 내부 공간에 구비되고, 냉매의 압축을 위한 공간을 제공하는 실린더 및 상기 실린더의 내부에서 회전하여 냉매를 압축하는 롤링 피스톤을 각각 포함하는 상부 및 하부 압축기구; 및
    상기 상부 및 하부 압축기구에 의한 냉매의 압축이 동시 또는 순차적으로 이루어지도록 상기 상부 및 하부 압축기구로 흡입 또는 토출되는 냉매의 유동을 제어하는 사방변을 포함하고,
    상기 상부 및 하부 압축기구의 실린더의 상하 높이는 동일한 값으로 설정되는 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 및 하부 압축기구의 실린더는 상하로 적층되고,
    상기 상부 압축기구의 실린더의 상방에 위치되는 상부 베어링, 및 상기 하부 압축기구의 실린더의 하방에 위치되는 하부 베어링을 더 포함하는 압축기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 사방변은, 상기 상부 및 하부 압축기구에 의한 냉매의 순차적인 압축시, 상기 하부 압축기구로 저압의 냉매가 공급되고, 상부 압축기구로 상기 하부 압축기구에 의하여 압축된 중간압의 냉매가 공급되도록 제어하는 압축기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 쉘은, 상부 외관을 형성하는 탑 캡, 하부 외관을 형성하는 바텀 캡, 및 상하부를 제외한 나머지 외관을 형성하는 케이싱을 포함하고,
    상기 상부 압축기구 및 하부 압축기구의 적어도 일부는 상기 케이싱과 수평방향으로 중첩되고,
    상기 하부 베어링의 적어도 일부는 상기 바텀 캡과 수평방향으로 중첩되는 압축기.
  5. 삭제
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