KR101166286B1 - 사판식 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사판식 압축기에 관한 것이다. 본 발명에서 전방 및 후방실린더블록(120,120')의 중앙을 관통하여서는 축지지공(121)이 형성되고, 상기 축지지공(121)을 둘러서는 다수개의 실린더보어(122,122')가 형성된다. 상기 실린더보어(122,122')의 내부에는 피스톤(170)이 직선왕복운동 가능하도록 설치되어 각각의 양단이 실린더보어(122,122') 내에서 냉매를 압축한다. 상기 피스톤(170)의 내부에는 상기 실린더보어(122,122')와 연통되게 형성되고, 상기 후방실린더블록(120)의 실린더보어(122')에서 한 번 압축된 냉매를 상기 전방실린더블록(120)의 실린더보어(122)로 전달하는 냉매통로(172)가 형성된다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 피스톤(170)에는 냉매통로(172)가 형성되어, 후방실린더블록(120')의 실린더보어(122')로 흡입된 냉매가 피스톤(170)에 의해 한 번 압축되고, 압축된 냉매가 냉매통로(172)를 통과하여 전방실린더블록(120)의 실린더보어(122)로 토출되어 피스톤(170)에 의해 두 번째 압축되므로, 냉매가 두 번으로 나누어져 압축되어 한 번에 냉매가 압축될 때보다 압축비가 줄어들게 되므로 압축기의 효율이 향상되는 이점이 있다.
압축기, 실린더블록, 실린더보어, 냉매, 피스톤

Description

사판식 압축기{Swash plate type compressor}
본 발명은 사판식 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실린더블록의 다수개의 실린더 보어에 각각 설치된 다수개의 피스톤을 회전축에 설치된 사판을 사용하여 직선왕복운동시켜 냉매를 압축하는 사판식 압축기에 관한 것이다.
자동차의 공조시스템에서 사용되는 압축기는 증발기로부터 증발이 완료된 냉매를 흡입하여 액화하기 쉬운 고온과 고압상태로 만들어 응축기로 전달한다.
이와 같은 압축기에는 실제로 냉매를 압축하는 구성이 왕복운동을 하면서 압축을 수행하는 왕복식과 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다. 왕복식에는 구동원의 구동력을 크랭크를 사용하여 다수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식, 사판이 설치된 회전축으로 전달하는 사판식, 워블 플레이트를 사용하는 워블 플레이트식이 있다. 회전식에는 회전하는 로터리축과 베인을 사용하는 베인로터리식, 회전스크롤과 고정스크롤을 사용하는 스크롤식이 있다.
도 1에는 일반적인 사판식 압축기의 구성이 단면도로 도시되어 있다.
도면에 도시된 바에 따르면, 압축기(10)의 골격과 외관을 프론트헤드(11), 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12'), 그리고 리어헤드(28)가 형성한다. 이 들은 상기 프론트헤드(11), 전방실린더블록(12), 후방실린더블록(12') 및 리어헤드(28)의 순서로 배열되어 결합된다.
상기 프론트헤드(11)는 대략 원통 형상으로, 내부에는 토출실(11a)이 형성된다. 상기 토출실(11a)은 각각 전방실린더블록(12)을 향하여 개구된다. 상기 토출실(11a)은 대략 링형상의 영역에 걸쳐 형성된다. 상기 토출실(11a)은 상기 전방실린더블록(12)의 각각의 실린더보어(12a)와 아래에서 설명될 밸브어셈블리(14)를 통해 선택적으로 연결될 수 있도록 형성된다.
상기 프론트헤드(11)에는 그 중심을 관통하여 축통공(O)이 형성된다. 상기 축통공(O)에는 아래에서 설명될 회전축(24)이 관통하여 설치된다.
상기 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')을 관통하여서는 축지지공(13)이 형성된다. 상기 축지지공(13)에는 회전축(24)이 관통한다. 상기 축지지공(13)의 내경은 회전축(24)의 외면이 밀착될 수 있도록 설계된다.
상기 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')은 각각 상기 프론트헤드(11)와 리어헤드(28)에 결합된다. 상기 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')의 내부에는 상기 축지지공(13)을 중심에 두고 축지지공(13)의 형성방향으로 원통 형상의 실린더보어(12a)가 다수개 형성된다. 물론, 상기 실린더보어(12a)는 상기 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')에 각각 대응되는 위치에 형성된다. 상기 실린더보어(12a)와 상기 축지지공(13)은 각각 흡입통로(13')를 통해 서로 연결된다. 상기 흡입통로(13')는 회전축(24)의 내부를 통해 전달된 냉매가 상기 실린더보어(12a)로 각각 전달되게 한다.
상기 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')에는 각각 상기 프론트헤드(11) 및 리어헤드(28)의 토출실(11a,28a)과 연통되게 토출통로(미도시)가 형성된다. 상기 토출통로는 실린더보어(12a) 내에서 압축된 냉매를 외부로 토출하는 통로역할을 한다.
상기 프론트헤드(11)와 전방실린더블록(12)의 사이 및 상기 리어헤드(28)와 후방실린더블록(12')사이에는 토출실(11a)과 실린더보어(12a) 사이에서 냉매의 유동을 제어하는 밸브어셈블리(14)가 구비된다. 즉, 상기 밸브어셈블리(14)는 상기 실린더보어(12a)에서 토출실(11a)로의 냉매 유동을 제어한다.
상기 밸브어셈블리(14)에는 밸브플레이트(15)가 구비된다. 상기 밸브플레이트(15)는 대략 원판 형상으로 각각의 실린더보어(12a)와 대응되는 위치에 토출공(15')이 형성된다.
상기 프론트헤드(11)와 마주보는 상기 밸브플레이트(15)의 일면 및 상기 리어헤드(28)와 마주보는 상기 밸브플레이트(15)의 일면에는 토출리드(17)가 구비된다. 상기 토출리드(17)는 탄성변형이 가능한 재질로서 상기 실린더보어(12a)의 내부 압력에 따라 탄성변형되어 상기 토출공(15')을 개폐하는 역할을 한다.
상기 밸브플레이트(15) 중 상기 토출통로와 대응되는 위치에 연통공(미도시)이 형성된다. 상기 연통공은 상기 토출통로와 연결된다.
상기 프론트헤드(11)와 마주보는 상기 밸브플레이트(15)의 일면에는 리테이너(18)가 구비된다. 상기 리테이너(18)는 대략 판 형상으로 형성되어, 상기 토출실(11a)을 향해 소정의 각도만큼 절곡되어 형성된다. 상기 리테이너(18)는 상기 토 출리드(17)가 냉매의 토출압에 의해 상기 프론트헤드(11)의 토출실(11a) 및 리어헤드(28)의 토출실(28a)의 내부를 향해 과도하게 탄성변형되는 것을 방지하기 위한 부분이다.
상기 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')은 서로 결합되는 면에 요입된 부분이 형성되어 사판실(23)을 구성한다. 상기 사판실(23)에는 회전축(24)에 설치된 사판(26)이 회전가능하게 위치된다.
상기 프론트헤드(11)와 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')의 중앙을 관통해서는 회전축(24)이 설치된다. 상기 회전축(24)의 내부에는 냉매가 유동되는 유로(24')가 형성된다. 상기 유로(24')는 상기 회전축(24)의 내부에 회전축(24)의 길이방향으로 길게 형성된다. 상기 회전축(24)의 외면에는 입구(24a)와 출구(24b)가 형성된다. 상기 입구(24a)는 상기 사판실(23)과 유로(24')를 연결시키는 것이고, 상기 출구(24b)는 상기 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')의 흡입통로(13')와 연결될 수 있는 위치에 형성된다. 상기 출구(24b)의 위치는 각각의 실린더보어(12a)에서 진행되는 냉매의 압축순서에 맞게 형성되어야 한다.
상기 회전축(24)의 일측에는 축시일(25)이 삽입되어 상기 프론트헤드(11)의 축통공(O)의 내면에 밀착된다. 상기 축시일(25)은 상기 회전축(24)과 상기 축통공(O) 사이로 냉매가 누설되는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 축시일(25)은 탄성변형이 가능한 고무재질로 형성된다.
상기 회전축(24)에는 대략 원판 형상의 사판(26)이 회전축(24)의 연장방향에 대해 경사지게 설치된다. 상기 사판(26)의 가장자리를 둘러서는 다수개의 슈(27)가 설치된다. 상기 슈(27)는 상기 사판(26)의 가장자리를 따라 이동되도록 구성된다.
한편, 상기 실린더보어(12a)의 내부에는 피스톤(30)이 직선왕복운동 가능하도록 설치된다. 상기 피스톤(30)은 상기 실린더보어(12a)의 내부와 대응되는 대략 원기둥형상으로, 양단이 각각 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')의 실린더보어(12a)에 위치된다. 즉, 하나의 피스톤(30)의 각각의 양단이 실린더보어(12a) 내에서 냉매를 압축하는 역할을 한다. 상기 피스톤(30)은 그 중간 부분이 상기 슈(27)와 결합되어 있어, 상기 사판(26)의 회전에 따라 직선왕복운동 하게 된다.
상기 리어헤드(28)는 상기 후방실린더블록(12')의 일면에 장착되는 것이다. 상기 리어헤드(28)에는 토출실(28a)이 형성된다. 상기 토출실(28a)은 대략 링형상의 영역에 걸쳐 형성된다. 상기 토출실(28a)은 각각 후방실린더블록(12')을 향하여 개구된다. 상기 토출실(28a)은 상기 후방실린더블록(12')에 형성된 실린더보어(12a)들과 밸브플레이트(15)를 통해 선택적으로 연결된다.
풀리(40)는 상기 프론트헤드(11)의 일측에 회전가능하게 설치된다. 상기 풀리(40)는 대략 원통 형상으로 형성된다. 상기 풀리(40)는 엔진의 구동력을 벨트(미도시)를 통해 전달받아 회전된다.
상기 풀리(40)에는 필드코일(41)이 내장되어 있다. 상기 필드코일(41)은 전원이 인가되면 흡인자속을 발생시켜 아래에서 설명될 디스크(46)가 풀리(40)의 마찰면(40')에 밀착되게 한다.
한편, 상기 회전축(24)의 일단부에는 허브(43)가 설치되고, 상기 허브(43)에는 댐퍼(44)가 설치된다. 상기 댐퍼(44)는 상기 회전축(24)과 풀리(40) 사이의 동 력전달 시에 발생하는 충격을 흡수하는 것이다. 상기 댐퍼(44)에는 상기 풀리(40)의 마찰면(40')과 마주보는 위치에 디스크(46)가 이동가능하게 설치된다.
이와 같은 구성을 가지는 압축기의 동작을 설명한다. 엔진의 구동력이 벨트를 통해 상기 풀리(40)에 전달되면, 상기 풀리(20)는 회전하게 된다. 하지만, 상기 필드코일(41)에 전원이 인가되지 않으면 상기 풀리(40)의 마찰면(40')에 상기 디스크(46)가 밀착되지 않으므로, 상기 회전축(24)은 회전하지 않게 된다.
이와 같은 상태에서 공조시스템의 가동 필요성이 발생하여 압축기가 구동되어야 하는 경우에는, 사용자 또는 차량의 제어시스템이 공조시스템의 동작을 위한 신호를 제공한다. 공조시스템의 동작이 시작되고 냉매가 압축되어야 할 필요성이 있는 경우에는, 상기 필드코일(41)에 전원이 인가되면서 상기 필드코일(41)이 흡입자속을 발생시킨다.
상기 필드코일(41)에 전원이 인가되면, 필드코일(41)의 흡인자속에 의해 상기 디스크(46)는 상기 풀리(40)의 마찰면(40')에 밀착된다. 따라서, 상기 풀리(40)의 회전력이 상기 회전축(24)으로 상기 디스크(46), 댐퍼(44) 및 허브(43)를 통해 전달된다.
이와 같이 회전축(24)으로 풀리(40)의 회전력이 전달되면, 상기 회전축(24)이 회전하면서 피스톤을 직선왕복운동시켜서 냉매의 압축을 수행하게 된다.
이때, 상기 회전축(24)이 회전함에 따라, 상기 회전축(24) 내부의 유로(24')가 상기 출구(24b)와 흡입통로(13')를 통해 상기 실린더보어(12a)와 연결된다. 이와 같은 유로(24')와 실린더보어(12a)의 연결은 상기 사판실(23) 내로 흡입된 냉매 가 상기 실린더보어(12a)로 전달되도록 한다. 참고로 상기 실린더보어(12a)로 냉매가 흡입되는 것은 상기 피스톤(30)이 해당되는 실린더보어(12a)에서 하사점으로 위치할 때이다. 이와 같이, 상기 실린더보어(12a)에 냉매가 전달되면, 해당되는 상기 실린더보어(12a)의 상기 피스톤(30)이 상기 밸브플레이트(15) 방향으로 이동하게 되고, 냉매의 압축이 일어난다.
이와 같이, 냉매가 상기 실린더보어(12a) 내에서 압축되면, 상기 실린더보어(12a) 내부의 압력은 상대적으로 높아져 상기 토출실(11a)(28a)로 냉매가 토출된다. 상기 토출실(11a)(28a)로 토출된 냉매는 외부의 토출구를 통해 응축기(미도시)쪽으로 전달된다.
상기 토출구를 통해 응축기로 전달된 냉매는 응축기(미도시), 팽창변(미도시), 그리고 증발기(미도시)를 거쳐 다시 압축기로 전달된다. 압축기에서 냉매는 위에서 설명된 과정을 반복하여 압축된다.
그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 압축기에는 다음과 같은 문제점이 있다.
상기 회전축(24)의 회전속도는 엔진에 의해 전달되는 운동량에 따라 좌우되는데, 상기 회전축(24)의 회전속도가 빨라지게 되면, 그에 따라 상기 압축기(10) 내부에서 압축된 냉매 역시 빨리 토출된다.
즉, 상기 피스톤(30)이 상기 실린더보어(12a)에서 상사점에서 하사점으로, 하사점에서 상사점으로 이동하게 되면, 상기 실린더보어(12a)의 내부로 흡입되는 냉매가 한 번에 압축된다.
이때, 자동차의 공조시스템에서 요구하는 압축비(토출압력/흡입압력)을 충족시키기 위해, 상기 피스톤(30)은 상기 실린더보어(12a) 내에서 흡입된 냉매를 한 번에 압축하여야 하므로, 상기 실린더보어(12a) 내의 압력차를 한 번에 극복하면서 계속 이동해야 한다. 따라서, 상기 피스톤(30)이 상기 실린더보어(12a) 내에서 원활하게 이동하기가 어려우므로, 압축기의 성능이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실린더보어 내에 흡입된 냉매가 두 번으로 나누어서 압축되어 압축비를 줄이는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 중앙을 관통하여 축지지공이 관통되게 형성되고, 상기 축지지공을 둘러 다수개의 실린더보어가 관통되게 형성되며, 서로 마주보는 면이 요입되어 사판실이 형성되는 실린더블록과; 상기 실린더블록의 일단에 설치되고, 중앙을 관통하여 축통공이 형성되는 프론트헤드; 상기 실린더블록의 타단에 설치되고, 내부에 냉매가 흡입되는 흡입실이 형성되는 리어헤드; 상기 실린더블록의 축지지공과 상기 프론트헤드의 축통공을 관통하여 회전가능하게 설치되고, 상기 리어헤드의 흡입실로부터 흡입되는 냉매를 상기 실린더블록의 실린더보어의 일측 내부로 전달하는 유로가 형성되는 회전축; 상기 회전축에 경사지게 설치되어 일체로 회전되고, 상기 사판실에 위치되는 사판; 그리고 상기 사판의 가장자리에 결합되고, 사판의 회전운동에 따라 상기 실린더보어 내를 직선왕복운동하여 각각의 양단이 실린더보어 내에서 냉매를 압축하는 피스톤;을 포함하여 구성되는 사판식 압축기에 있어서, 상기 프론트헤드 및 상기 리어헤드 중 어느 일측에는 냉매가 토출되는 토출실이 형성되고, 상기 피스톤의 내부에는 상기 실린더보어와 연통되며 상기 실린더블록의 실린더보어의 일 측에서 한 번 압축된 냉매를 상기 실린더블록의 실린더보어의 타측으로 전달하는 냉매통로가 관통되게 형성된다.
상기 토출실과 마주보는 상기 피스톤의 일단에는 상기 실린더보어 및 상기 냉매통로의 내부 압력에 따라 탄성변형되어 상기 냉매통로를 개폐하는 피스톤토출리드가 설치된다.
상기 프론트헤드에는 냉매가 토출되는 토출실이 형성되고, 상기 후방실린더블록의 실린더보어와 상기 축지지공은 흡입통로에 의해 연결되며, 상기 흡입통로는 상기 회전축의 유로와 연통된다.
본 발명에서 전방 및 후방실린더블록의 실린더보어에서 직선왕복운동을 하여 냉매를 압축하는 피스톤에는 냉매통로가 형성되는데, 후방실린더블록의 실린더보어로 흡입된 냉매가 피스톤에 의해 한 번 압축되고, 압축된 냉매가 상기 냉매통로를 통과하여 전방실린더블록의 실린더보어로 토출되어 피스톤에 의해 두 번째 압축된다. 따라서, 냉매가 각각 두 번으로 나누어져 압축되므로, 실린더보어 내에서 한 번에 냉매가 압축될 때보다 압축비가 줄어들게 되어 상기 피스톤이 실린더보어 내에서 원활하게 직선왕복운동 할 수 있으므로 압축기의 효율이 상대적으로 향상되는 효과가 있다.
특히, 본 발명에서 실린더보어로 흡입된 냉매가 피스톤의 내부에 형성된 냉매통로를 통과하여 다시 실린더보어로 토출되어 상기 피스톤에 의해 압축되는데, 이때, 실린더보어의 내부로 다시 토출되는 냉매의 압력이 피스톤이 하사점에서 상 사점으로 이동하는 방향과 나란한 방향으로 작용하여 상기 피스톤의 이동을 원활하게 한다. 따라서, 압축기를 구동시키기 위한 힘이 상대적으로 줄어들게 되므로, 압축기의 효율이 상대적으로 향상되는 효과도 있다.
이하 본 발명에 의한 사판식 압축기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 2에는 본 발명에 의한 사판식 압축기의 바람직한 실시예의 구성이 단면도로 도시되어 있다.
도면에 도시된 바에 따르면, 압축기(100)의 골격과 외관을 프론트헤드(110), 전방실린더블록(120) 및 후방실린더블록(120'), 그리고 리어헤드(150)가 형성한다. 이들은 상기 프론트헤드(110), 전방실린더블록(120), 후방실린더블록(120') 및 리어헤드(150)의 순서로 배열되어 결합된다.
상기 프론트헤드(110)는 대략 원통 형상으로, 내부에는 토출실(110a)이 형성된다. 상기 토출실(110a)은 각각 전방실린더블록(120)을 향하여 개구된다. 상기 토출실(110a)은 대략 링형상의 영역에 걸쳐 형성된다. 상기 토출실(110a)은 상기 전방실린더블록(120)의 각각의 실린더보어(120a)와 아래에서 설명될 밸브어셈블리(130)를 통해 선택적으로 연결될 수 있도록 형성된다.
상기 프론트헤드(110)에는 그 중심을 관통하여 축통공(O)이 형성된다. 상기 축통공(O)에는 아래에서 설명될 회전축(160)이 관통하여 설치된다.
상기 전방실린더블록(120) 및 후방실린더블록(120')을 관통하여서는 축지지 공(121)이 형성된다. 상기 축지지공(121)에는 회전축(160)이 관통한다. 상기 축지지공(121)의 내경은 회전축(160)의 외면이 밀착될 수 있도록 설계된다.
상기 전방실린더블록(120) 및 후방실린더블록(120')은 각각 상기 프론트헤드(110)와 리어헤드(150)에 결합된다. 상기 전방실린더블록(120) 및 후방실린더블록(120')의 내부에는 상기 축지지공(121)을 중심에 두고 축지지공(121)의 형성방향으로 원통 형상의 실린더보어(122,122')가 다수개 형성된다. 물론, 상기 실린더보어(122,122')는 상기 전방실린더블록(120) 및 후방실린더블록(120')에 각각 대응되는 위치에 형성된다. 상기 후방실린더블록(120)의 실린더보어(122')와 상기 축지지공(121)은 흡입통로(123)를 통해 서로 연결된다. 상기 흡입통로(123)는 회전축(160)의 내부를 통해 전달된 냉매가 상기 후방실린더블록(120)의 실린더보어(122')로 각각 전달되게 한다.
상기 전방실린더블록(120)에는 각각 상기 프론트헤드(110)의 토출실(110a)과 연통되게 토출통로(미도시)가 형성된다. 상기 토출통로는 실린더보어(122,122') 내에서 압축된 냉매를 외부로 토출하는 통로역할을 한다.
상기 프론트헤드(110)와 전방실린더블록(120)의 사이에는 토출실(110a)과 상기 전방실린더블록(120)의 실린더보어(122) 사이에서 냉매의 유동을 제어하는 밸브어셈블리(130)가 구비된다. 즉, 상기 밸브어셈블리(130)는 상기 전방실린더블록(120)의 실린더보어(122)에서 토출실(110a)로의 냉매 유동을 제어한다.
상기 밸브어셈블리(130)에는 밸브플레이트(131)가 구비된다. 상기 밸브플레이트(131)는 대략 원판 형상으로 각각의 실린더보어(122,122')와 대응되는 위치에 토출공(131')이 형성된다.
상기 프론트헤드(110)와 마주보는 상기 밸브플레이트(131)의 일면에는 토출리드(132)가 구비된다. 상기 토출리드(132)는 탄성변형이 가능한 재질로서 상기 전방실린더블록(120)의 실린더보어(122)의 내부 압력에 따라 탄성변형되어 상기 토출공(131')을 개폐하는 역할을 한다.
상기 밸브플레이트(140) 중 상기 토출통로와 대응되는 위치에 연통공(미도시)이 형성된다. 상기 연통공은 상기 토출통로와 연결된다.
상기 프론트헤드(110)와 마주보는 상기 밸브플레이트(140)의 일면에는 리테이너(133)가 구비된다. 상기 리테이너(133)는 대략 판 형상으로 형성되어, 상기 토출실(110a)을 향해 소정의 각도만큼 절곡되어 형성된다. 상기 리테이너(133)는 상기 토출리드(132)가 냉매의 토출압에 의해 상기 프론트헤드(110)의 토출실(110a) 의 내부를 향해 과도하게 탄성변형되는 것을 방지하기 위한 부분이다.
상기 전방실린더블록(120) 및 후방실린더블록(120')은 서로 결합되는 면에 요입된 부분이 형성되어 사판실(134)을 구성한다. 상기 사판실(134)에는 회전축(160)에 설치된 사판(165)이 회전가능하게 위치된다.
상기 리어헤드(150)에는 흡입실(151)이 형성된다. 상기 흡입실(151)은 상기 실린더보어(122,122')와 선택적으로 연통된다. 상기 흡입실(122)은 상기 리어헤드(150) 중 상기 후방실린더블록(120')과 마주보는 면의 중앙에 해당되는 영역에 형성된다. 상기 흡입실(151)은 상기 실린더보어(122,122')의 내부로 압축될 냉매를 전달하는 역할을 한다. 상기 흡입실(151)은 회전축(160)의 내부에 형성되는 유 로(161)를 통해 상기 흡입통로(123)로 냉매를 전달한다. 도면부호 152는 흡입포트로서 압축기(100)의 외부에서 상기 흡입실(151)로 냉매를 전달하는 역할을 한다.
상기 프론트헤드(110)와, 전방실린더블록(120) 및 후방실린더블록(120'), 그리고 리어헤드(150)를 서로 체결하도록 볼트(b)가 관통하여 체결된다. 상기 볼트(b)는 다수개가 상기 프론트헤드(110)와, 전방실린더블록(120) 및 후방실린더블록(120'), 그리고 리어헤드(150)의 가장자리를 동시에 관통하여 체결작용을 한다.
상기 프론트헤드(110)와 전방실린더블록(120) 및 후방실린더블록(120')의 중앙을 관통해서는 회전축(160)이 설치된다. 상기 회전축(160)의 내부에는 냉매가 유동되는 유로(161)가 형성된다. 상기 유로(161)는 상기 회전축(160)의 내부에 회전축(160)의 길이방향으로 길게 형성된다. 상기 유로(161)는 상기 회전축(160)의 후단으로 개구되어 상기 리어헤드(150)의 흡입실(151)과 연통된다.
상기 회전축(160)에는 출구(162)가 형성된다. 상기 출구(162)는 상기 전방실린더블록(120)의 흡입통로(123)와 선택적으로 연통되게 형성된다. 즉, 상기 출구(162)는 상기 회전축(160)의 외주면으로 개구되어 상기 흡입통로(123)와 선택적으로 연통된다.
상기 회전축(160)의 일측에는 축시일(163)이 삽입되어 상기 프론트헤드(110)의 축통공(O)의 내면에 밀착된다. 상기 축시일(163)은 상기 회전축(160)과 상기 축통공(O) 사이로 냉매가 누설되는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 축시일(163)은 탄성변형이 가능한 고무재질로 형성된다.
상기 회전축(160)에는 대략 원판 형상의 사판(165)이 회전축(160)의 연장방 향에 대해 경사지게 설치된다. 상기 사판(165)의 가장자리를 둘러서는 다수개의 슈(166)가 설치된다. 상기 슈(166)는 상기 사판(165)의 가장자리를 따라 이동되도록 구성된다.
한편, 상기 실린더보어(122,122')의 내부에는 피스톤(170)이 직선왕복운동 가능하도록 설치된다. 상기 피스톤(170)은 상기 실린더보어(122,122')의 내부와 대응되는 대략 원기둥형상으로, 양단이 각각 전방실린더블록(120) 및 후방실린더블록(120')의 실린더보어(122,122')에 위치된다. 즉, 하나의 피스톤(170)의 각각의 양단이 실린더보어(122,122') 내에서 냉매를 압축하는 역할을 한다. 상기 피스톤(170)은 그 중간 부분이 상기 슈(166)와 결합되어 있어, 상기 사판(165)의 회전에 따라 직선왕복운동 하게 된다.
상기 피스톤(170)의 내부에는 냉매통로(172)가 형성된다. 상기 냉매통로(172)는 상기 피스톤(170)의 길이방향으로 길게 연장되어 형성된다. 상기 냉매통로(172)는 상기 실린더보어(122,122')와 연통되게 형성된다. 즉, 상기 냉매통로(172)는 상기 피스톤(170)의 양단을 향해 각각 개구되어 상기 실린더보어(122,122')와 연통된다. 상기 냉매통로(172)는 상기 후방실린더블록(120)의 실린더보어(122')로 흡입된 냉매를 상기 전방실린더블록(120)의 실린더보어(122)로 전달하는 통로역할을 한다.
상기 피스톤(170)의 양단 중 상기 토출실(110a)과 마주보는 일단에는 피스톤토출리드(174)가 설치된다. 상기 피스톤토출리드(174)는 탄성변형이 가능한 재질로서 상기 피스톤(170)의 냉매통로(172)의 내부 압력에 따라 탄성변형되어 상기 냉매통로(172)를 개폐하는 역할을 한다.
이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 사판식 압축기의 작용을 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 3a 및 도 3b에는 본 발명 실시예를 구성하는 사판식 압축기의 동작이 동작상태도로 도시되어 있다.
외부에서 전달되는 구동력에 의해 상기 회전축(160)이 회전함에 따라, 상기 사판(165)이 회전축(160)과 함께 회전된다. 상기 사판(165)의 회전은 상기 피스톤(170)이 상기 실린더보어(122,122') 내부에서 직선왕복운동을 하도록 한다.
상기 회전축(160)이 회전함에 따라, 상기 회전축(160) 내부의 유로(161)가 상기 출구(162)와 흡입통로(123)를 통해 상기 후방실린더블록(120)의 실린더보어(122')와 연결된다. 이와 같은 상태에서, 상기 흡입실(151)로 흡입포트(152)를 통해 외부로부터 흡입되는 냉매가 상기 회전축(160)의 유로(161)를 통과하여 상기 출구(162)와 흡입통로(123)를 통해 상기 후방실린더블록(120)의 실린더보어(122')의 내부로 전달된다. 참고로 상기 후방실린더블록(120)의 실린더보어(122')로 냉매가 흡입되는 것은 상기 피스톤(170)이 해당되는 실린더보어(122,122')의 상사점에서 하사점으로 이동할 때이다(도 2참조).
이와 같이 상기 실린더보어(122')에 냉매가 전달되면, 상기 피스톤(170)이 상기 리어헤드(150) 방향, 즉, 도 3a 에 도시된 화살표 A 방향으로 이동하게 되고, 냉매의 압축이 일어난다.
이와 같이, 냉매가 상기 후방실린더블록(120)의 실린더보어(122') 내에서 압 축되면, 도 3a에 도시된 화살표와 같이, 상기 피스톤(170)의 냉매통로(172)를 통해 전방실린더블록(120)의 실린더보어(122)로 토출된다. 이때, 상기 피스톤(170)의 피스톤토출리드(174)는 상기 피스톤(170)으로부터 멀어지는 방향으로 탄성변형된다.
이때, 상기 피스톤(170)이 상기 리어헤드(150) 방향으로 이동하는 과정에서, 상기 전방실린더블록(120)의 실린더보어(122)로 토출된 냉매의 압력에 의해 상기 피스톤(170)은 상기 리어헤드(150)를 향해 힘을 받게 된다. 즉, 냉매의 압력이 상기 피스톤(170)이 상기 전방실린더블록(120)의 실린더보어(122)에서 후방실린더블록(120)의 실린더보어(122')로 이동하는 방향, 즉, 하사점에서 상사점으로 이동하는 방향과 나란한 방향으로 작용하여 상기 피스톤의(170)의 이동을 원활하게 한다. 따라서, 압축기를 구동시키기 위한 힘이 상대적으로 줄어들게 된다.
상기 전방실린더블록(120)의 실린더보어(122)로 토출된 냉매는 피스톤(170)이 상기 밸브플레이트(130)방향, 즉, 도 3b에 도시된 화살표 B 방향으로 이동하게 되면서 다시 압축이 일어나게 되고, 상기 후방실린더블록(120')의 실린더보어(122')에는 도 3b에 도시된 화살표 방향으로 냉매가 흡입된다.
이와 같은 상태에서는, 상기 전방실린더블록(120)의 실린더보어(122) 내부의 압력에 의해 상기 피스톤(170)의 피스톤토출리드(174)는 다시 원위치로 온 상태이다.
이와 같이, 상기 후방실린더블록(120')의 실린더보어(122')로 흡입된 냉매는 상기 피스톤(170)에 의해 한 번 압축되고, 압축된 냉매가 상기 냉매통로(172)를 통과하여 상기 전방실린더블록(120)의 실린더보어(122)로 토출되어 피스톤(170)에 의 해 두 번째 압축된다.
따라서, 냉매가 실린더보어(122,122') 내에서 각각 두 번으로 나누어져 압축되므로, 실린더보어(122,122') 내에서 한 번에 냉매가 압축될 때보다 압축비가 줄어들게 되어 상기 피스톤(170)이 실린더보어(122,122') 내에서 원활하게 직선왕복운동 할 수 있다.
이와 같이, 냉매가 상기 전방실린더블록(120)의 실린더보어(122) 내에서 압축되면, 상기 전방실린더블록(120)의 실린더보어(122) 내부의 압력은 상대적으로 높아져 상기 토출실(110a)로 냉매가 토출된다. 이와 같이 되면, 냉매는 상기 플레이트몸체(131)의 토출공(131')을 통과하여 토출된다.
상기 토출실(110a)로 토출된 냉매는 냉매토출구(미도시)를 통해 응축기 쪽으로 전달된다.
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
도시된 실시예에서, 토출실(110a)은 프론트헤드(110)에 형성되지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 토출실(110a) 및 흡입실(151)은 리어헤드(150)에 형성되고, 회전축(161)에 형성된 유로(161)는 전방실린더블록(120)의 실린더보어(122)와 연통되게 형성될 수 있다.
도 1은 일반적인 사판식 압축기의 구성을 보인 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 사판식 압축기의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명 실시예를 구성하는 사판식 압축기의 동작을 보인 동작상태도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100: 압축기 110: 프론트헤드
110a: 토출실 O: 축통공
120: 전방실린더블록 120': 후방실린더블록
121: 축지지공 122.122': 실린더보어
123: 흡입통로 130: 밸브어셈블리
131: 밸브플레이트 132: 토출리드
133: 리테이너 134: 사판실
150: 리어헤드 151: 흡입실
152: 흡입포트 160: 회전축
161: 유로 162: 출구
165: 사판 166: 슈
170: 피스톤 172: 냉매통로
174: 피스톤토출리드

Claims (3)

  1. 중앙을 관통하여 축지지공(121)이 관통되게 형성되고, 상기 축지지공(121)을 둘러 다수개의 실린더보어(122,122')가 관통되게 형성되며, 서로 마주보는 면이 요입되어 사판실(134)이 형성되는 실린더블록(120,120')과;
    상기 실린더블록(120,120')의 일단에 설치되고, 중앙을 관통하여 축통공(O)이 형성되는 프론트헤드(110);
    상기 실린더블록(120,120')의 타단에 설치되고, 내부에 냉매가 흡입되는 흡입실(151)이 형성되는 리어헤드(150);
    상기 실린더블록(120,120')의 축지지공(121)과 상기 프론트헤드(110)의 축통공(O)을 관통하여 회전가능하게 설치되고, 상기 리어헤드(150)의 흡입실(151)로부터 흡입되는 냉매를 상기 실린더블록(120,120')의 실린더보어(122,122')의 일측 내부로 전달하는 유로(161)가 형성되는 회전축(140);
    상기 회전축(140)에 경사지게 설치되어 일체로 회전되고, 상기 사판실(134)에 위치되는 사판(165); 그리고
    상기 사판(165)의 가장자리에 결합되고, 사판(165)의 회전운동에 따라 상기 실린더보어(122,122') 내를 직선왕복운동하여 각각의 양단이 실린더보어(122,122') 내에서 냉매를 압축하는 피스톤(170);을 포함하여 구성되는 사판식 압축기에 있어서,
    상기 프론트헤드(110) 및 상기 리어헤드(150) 중 어느 일측에는 냉매가 토출되는 토출실이 형성되고,
    상기 피스톤(170)의 내부에는 상기 실린더보어(122,122')와 연통되며 상기 실린더블록(120,120')의 실린더보어(122,122')의 일측에서 한 번 압축된 냉매를 상기 실린더블록(120',120)의 실린더보어(122',122)의 타측으로 전달하는 냉매통로(172)가 관통되게 형성되며,
    상기 토출실과 마주보는 상기 피스톤(170)의 일단에는 상기 실린더보어(122,122') 및 상기 냉매통로(172)의 내부 압력에 따라 탄성변형되어 상기 냉매통로(172)를 개폐하는 피스톤토출리드(174)가 설치되고,
    상기 프론트헤드(110)에는 냉매가 토출되는 토출실(110a)이 형성되고, 상기 실린더블록(120,120')중 후방실린더블록(120')의 실린더보어(122')와 상기 축지지공(121)은 흡입통로(123)에 의해 연결되며, 상기 흡입통로(123)는 상기 회전축(140)의 유로(161)와 연통됨을 특징으로 하는 사판식 압축기.
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JPS60111068A (ja) * 1983-11-18 1985-06-17 Clarion Co Ltd 斜板式圧縮機
JP2002061583A (ja) 2000-08-16 2002-02-28 Keihin Corp 往復動式圧縮機

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