KR101379639B1 - 가변용량형 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가변용량형 사판식 압축기에 관한 것이다. 본 발명에서는 후방하우징(100)의 외관과 골격을 하우징몸체(110)가 형성한다. 상기 하우징몸체(110)의 내부 중앙에는 구획벽(114)이 돌출되게 형성된다. 상기 구획벽(114)의 내부에는 흡입구(113)와 연통되는 흡입실(116)이 형성되고, 상기 하우징몸체(110)의 내부 가장자리를 둘러서는 토출실(120)이 형성된다. 상기 흡입실(116)에 해당하는 상기 구획벽(114)의 내면에는 오일(O)이 저장되는 오일저장공간(117')을 형성하는 오일저장돌기(117)가 돌출되게 형성된다. 상기 오일저장돌기(117)는 상향경사지게 형성된다. 상기 오일저장돌기(117)와 마주보는 상기 흡입구(113)의 가장자리에는 유로가이드(119)가 형성된다. 상기 유로가이드(119)는 하향경사지게 연장되어 형성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 냉매는 흡입구를 통해 흡입되어 오일저장공간에 구비된 오일과 함께 이동되고, 이동된 냉매는 유로가이드에 의해 안내되어 흡입실의 바닥면에 고여있는 오일과 함께 밸브어셈블리로 전달되기 때문에, 오일이 충분히 점착된 흡입리드가 밸브플레이트면을 타격하게 되므로, 밸브의 타격음이 상대적으로 감소하게 된다.

가변용량형, 사판식, 밸브플레이트, 오일저장, 유로가이드

Description

가변용량형 사판식 압축기{Variable displacement swash plate type compressor}

본 발명은 사판식 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부하에 따라 토출용량이 가변되는 가변용량형 사판식 압축기에 관한 것이다.

도 1에는 종래 기술에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 내부 구성이 부분단면도로 도시되어 있다. 이에 따르면, 실린더블록(10)의 중앙을 관통하여서는 센터보어(11)가 형성된다. 상기 센터보어(11)를 방사상으로 둘러서는 상기 실린더블록(10)를 관통하게 다수개의 실린더보어(13)가 형성된다. 상기 실린더보어(13)의 내부에는 피스톤(15)이 이동가능하게 설치된다. 상기 피스톤(15)은 원기둥형상이고, 상기 실린더보어(13)는 이에 대응되는 원통형상이다. 상기 피스톤(15)의 일단부, 즉 상기 실린더보어(13)의 외부로 돌출되는 부분에는 연결부(17)가 형성된다. 상기 피스톤(15)은 상기 실린더보어(13) 내에서 냉매를 압축하게 된다.

상기 실린더블록(10)의 일단에는 전방하우징(20)이 설치된다. 상기 전방하우징(20)은 상기 실린더블록(10)과 협력하여 내부에 크랭크실(21)을 형성한다. 상기 크랭크실(21)은 외부와 기밀이 유지된다. 상기 전방하우징(20)을 전후로 관통하여 서는 축공(23)이 형성된다.

상기 실린더블록(10)의 타단, 즉 상기 전방하우징(20)이 설치된 반대쪽에는 후방하우징(30)이 설치된다. 상기 후방하우징(30)에는 상기 실린더보어(13)와 선택적으로 연통되게 흡입실(31)이 형성된다. 상기 흡입실(31)은 상기 후방하우징(30)중 상기 실린더블록(10)과 마주보는 면의 중앙에 해당하는 영역에 형성된다. 상기 흡입실(31)은 상기 실린더보어(13)의 내부로 압축될 냉매를 전달하는 역할을 한다.

상기 후방하우징(30)에는 토출실(33)이 형성된다. 상기 토출실(33) 역시 상기 실린더보어(13)와 선택적으로 연통된다. 상기 토출실(33)은 상기 후방하우징(30)중 상기 실린더블록(10)과 마주보는 면의 가장자리에 인접한 위치에 형성된다. 상기 토출실(33)은 상기 실린더보어(13)에서 압축된 냉매가 토출되어 임시로 머무르는 곳이다. 상기 후방하우징(30)의 일측에는 제어밸브(35)가 구비된다. 상기 제어밸브(35)는 아래에서 설명될 사판(48)의 각도 조절을 위한 구성이다.

상기 실린더블록(10), 전방하우징(20), 및 후방하우징(30)을 서로 체결하도록 볼트(37)가 관통하여 체결된다. 상기 볼트(37)는 다수개가 상기 실린더블록(10), 전방하우징(20) 및 후방하우징(30)의 가장자리를 동시에 관통하여 체결작용을 한다.

상기 실린더블록(10)의 센터보어(11)와 전방하우징(20)의 축공(23)을 관통하여 회전가능하게 구동축(40)이 설치된다. 상기 구동축(40)은 엔진에서 전달되는 구동력에 의해 회전된다. 상기 구동축(40)은 상기 실린더블록(10)과 전방하우징(20)에 회전가능하게 설치된다.

상기 구동축(40)이 중앙을 관통하고, 구동축(40)과 일체로 회전되게 로터(44)가 상기 크랭크실(21)에 설치된다. 상기 로터(44)는 대략 원판형상으로 상기 구동축(40)에 고정되어 설치된다.

상기 구동축(40)에는 사판(48)이 상기 로터(44)와 힌지결합되어 함께 회전되도록 설치된다. 상기 사판(48)은 압축기의 토출용량에 따라 상기 구동축(40)에 각도가 가변되게 설치된다. 즉, 상기 구동축(40)의 길이방향에 대해 직교하거나 구동축(40)에 대해 소정의 각도로 기울어진 상태 사이에 있도록 된다. 상기 사판(48)은 그 가장자리(50)가 상기 피스톤(15)들과 슈(50)를 통해 연결된다. 즉, 상기 피스톤(15)의 연결부(17)에 상기 사판(48)의 가장자리가 슈(50)를 통해 연결되어 사판(48)의 회전에 의해 상기 피스톤(15)이 실린더보어(13)에서 직선왕복운동하도록 한다.

한편, 상기 실린더블록(10)과 후방하우징(30)의 사이에는 흡입실(31) 및 토출실(33)과 실린더보어(13)사이에서 냉매의 유동을 제어하는 밸브어셈블리(70)가 구비된다. 즉, 상기 밸브어셈블리(70)는 흡입실(31)에서 실린더보어(13)로, 그리고 실린더보어(13)에서 토출실(33)로의 냉매 유동을 제어한다.

상기 밸브어셈블리(70)에는 밸브플레이트(72)가 구비된다. 상기 밸브플레이트(72)는 대략 원판형상으로 각각의 실린더보어(13)와 대응되는 위치에 토출공(미도시) 및 흡입공(미도시)이 형성된다.

상기 밸브플레이트(72)의 양측면에는 흡입리드(74) 및 토출리드(75)가 구비된다. 상기 흡입리드(74) 및 토출리드(75)는 탄성변형이 가능한 재질로서 상기 실 린더보어(13) 내부의 냉매의 압력에 따라 탄성변형되어 흡입공(미도시) 및 토출공(미도시)을 개폐하는 역할을 한다.

이와 같은 구성을 가지는 가변용량형 사판식 압축기의 동작을 설명한다. 외부에서 전달되는 구동력에 의해 상기 회전축(40)이 회전함에 따라, 상기 사판(48)이 회전축(40)과 함께 회전된다. 상기 사판(48)의 회전은 상기 피스톤(15)이 상기 실린더보어(13) 내부에서 직선왕복운동을 하도록 한다.

이때, 상기 회전축(40)이 회전함에 따라, 흡입실(31)의 냉매가 각 실린더보어(13) 내부로 순차적으로 흡입된다. 이와 같이, 상기 실린더보어(13)에 냉매가 전달되면, 해당되는 상기 실린더보어(13)의 상기 피스톤(15)이 상기 밸브어셈블리(70)방향으로 이동하게되고, 냉매의 압축이 일어난다.

이와 같이, 냉매가 상기 실린더보어(13) 내에서 압축되면, 상기 실린더보어(13) 내부의 압력은 상대적으로 높아져 상기 토출실(33)로 냉매가 토출된다. 이와 같은 상태에서, 상기 제어밸브(35)에 의해 상기 사판(48)의 경사각이 가변되면, 상기 실린더보어(13)의 내부에서 압축되는 냉매의 양이 가변되므로, 냉매의 토출량이 가변된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 가변용량형 사판식 압축기에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

이와 같은 가변용량형 사판식 압축기가 구동을 정지한 상태에서 다시 구동된다면, 상기 흡입실(31)을 통해 상기 실린더보어(13) 내로 냉매가 들어오게 된다. 이때, 상기 흡입리드(74)는 상기 전방하우징(20)을 향하여 탄성변형 되었다가 다시 원위치로 오게 된다.

이와 같이, 실린더보어(13) 내에 냉매가 흡입되는 경우, 상기 흡입리드(74)가 상기 전방하우징(20)을 향하여 탄성변형 되었다가 다시 원위치로 오면서 상기 밸브플레이트(72)를 타격하므로 타격음이 상기 후방하우징(30)의 내부공간으로 전달되어 소음이 발생하게 된다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 밸브플레이트(72)의 표면에 프레펜(Trepan), 쇼트(Shot), 널링(Knuring) 등의 방법으로 냉매와 혼합되어 있는 오일이 접착되기 쉽도록 처리하여 상기 흡입리드(74)가 상기 밸브플레이트(72)를 타격할 때 타격음을 줄이려는 방법이 사용되어 왔으나, 냉매와 혼합되어 있는 오일은 상기 밸브플레이트(72)로 전달되기 전에 대부분 중력 방향으로 상기 후방하우징(30) 내부에 가라앉으므로 상기 흡입리드(74)에 충분히 묻어나지 않게 된다. 이와 같이 상기 흡입리드(74)에 오일이 충분히 묻어나지 않으면 상기 밸브플레이트(72)를 타격할 때 타격음이 계속 발생하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 내부에 오일이 저장되는 오일저장공간을 형성하는 오일저장돌기와 냉매의 흐름을 안내하기 위한 유로가이드가 형성되는 후방하우징이 구비되는 가변용량형 사판식 압축기를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 사판의 회전운동에 따라 직선왕복운동하는 피스톤이 위치되는 다수개의 실린더보어가 형성되는 실린더블록과; 상기 실린더블록의 일단에 설치되고, 상기 실린더블록과 결합하여 내부에 크랭크실을 형성하는 전방하우징과; 상기 실린더블록의 타단에 설치되고, 외관과 골격을 형성하는 하우징몸체의 내부 중앙에 형성되는 구획벽의 내부에는 흡입실이 형성되며, 상기 구획벽에 의해 구획되어 상기 하우징몸체의 내부 가장자리를 둘러서 토출실이 형성되고, 상기 흡입실과 연통되게 흡입구가 형성되는 후방하우징이 구비되는 가변용량형 사판식 압축기에 있어서, 상기 구획벽에는 오일저장공간을 형성하는 오일저장돌기가 돌출되어 형성된다.

삭제

상기 오일저장돌기와 마주보는 상기 흡입구의 가장자리에는 하향경사지게 연장되어 상기 흡입실의 바닥면으로 냉매를 안내하는 유로가이드가 형성된다.

상기 오일저장돌기는 상향경사지게 형성된다.

본 발명에서는 후방하우징에 형성된 흡입구를 통해 압축기 내부로 냉매를 전달함에 있어, 흡입구와 연통되는 구획벽의 내면에 오일이 저장되는 오일저장공간을 형성하는 오일저장돌기를 돌출되게 형성하고, 오일저장돌기와 마주보는 흡입구의 가장자리에 중력 방향으로 연장되는 유로가이드를 형성하였다. 따라서, 냉매는 흡입구를 통해 흡입되어 오일저장공간에 구비된 오일과 함께 이동된다. 그리고, 이동된 냉매는 유로가이드에 의해 안내되어 흡입실의 바닥면에 고여있는 오일과 함께 밸브어셈블리로 전달된다. 결국, 오일이 충분히 점착된 흡일리드밸브가 밸브플레이트면을 타격하게 되므로, 밸브의 타격음이 상대적으로 감소하게 되는 효과가 있다.

이하 본 발명에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2에는 본 발명에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 요부구성의 바람직한 실시예가 사시도로 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명 실시예를 구성하는 후방하우징의 구성이 단면도로 도시되어 있다. 그리고, 본 발명은 가변용량형 사판식 압축기의 후방하우징에 적용한 것으로, 후방하우징을 제외한 상기한 도 1에 도시된 가변용량형 사판식 압축기와 구성이 동일하다. 따라서, 종래 기술과 다른 구성을 가지는 후방하우징 만을 가지고 설명한다. 또한, 본 발명 실시예에 있어서, 상기한 종래의 가변용량형 사판식 압축기와 동일한 구성요소는 종래기술 도면의 도면부호를 원용하여 설명한다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 후방하우징(100)의 외관과 골격은 하우징몸체(110)에 의해 형성된다. 상기 하우징몸체(110)는 대략 원통형상으로, 밸브어셈블리(70)가 설치된 실린더블록(10)의 일단에 결합된다.

상기 하우징몸체(110)에는 다수개의 볼트공(B)이 형성된다. 상기 볼트공(B)은 상기 하우징몸체(110)의 가장자리를 둘러 형성된다. 상기 볼트공(B)에는 볼트(37)가 삽입되어 체결된다.

상기 하우징몸체(110)에는 토출구(112)가 형성된다. 상기 토출구(112)는 아래에서 설명될 토출실(120)과 연통되게 형성된다. 상기 토출구(112)는 실린더보어(13) 내에서 압축된 냉매를 외부로 전달하는 역할을 한다.

상기 하우징몸체(110)에는 흡입구(113)가 형성된다. 상기 흡입구(113)는 상기 토출구(112)와 인접한 부분에 형성된다. 상기 흡입구(113)는 상기 하우징몸체(110)의 외부로부터 들어오는 냉매를 아래에서 설명될 흡입실(116)로 전달하는 역할을 한다. 상기 흡입구(113)는 흡입실(116)과 연통되게 형성된다.

상기 하우징몸체(110)의 내부에는 구획벽(114)이 형성된다. 상기 구획벽(114)은 상기 하우징몸체(110)의 가장자리에서 소정 간격만큼 이격되게 형성된다. 상기 구획벽(114)은 상기 하우징몸체(110)의 내부 중앙에 형성된다. 상기 구획벽(114)은 대략 원통형상으로, 아래에서 설명될 흡입실(116)과 토출실(120)을 구획하는 역할을 한다.

상기 구획벽(114)의 내부에는 흡입실(116)이 형성된다. 상기 흡입실(116)은 상기 흡입구(113)를 통해 들어온 냉매가 임시로 머무르는 부분이다. 상기 흡입 실(116)은 실린더블록(10)에 형성된 실린더보어(13)와 밸브어셈블리(70)를 통해 선택적으로 연통된다.

상기 흡입실(116)에 해당하는 상기 구획벽(114)의 내면에는 오일저장돌기(117)가 형성된다. 상기 오일저장돌기(117)는 상기 흡입구(113)의 가장자리를 둘러 돌출되게 형성된다. 상기 오일저장돌기(117)는 중력 반대방향으로 상향경사지게 형성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 오일저장돌기(117)는 오일(O)이 저장되는 오일저장공간(117')을 형성하기 위한 것이다.

상기 오일저장돌기(117)와 마주보는 상기 흡입구(113)의 가장자리에는 유로가이드(119)가 형성된다. 상기 유로가이드(119)는 중력 방향으로 경사지게 연장되게 형성된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 유로가이드(119)는 상기 흡입실(116)의 바닥면을 향해 하향경사지게 연장되어 형성된다. 상기 유로가이드(119)는 상기 흡입구(113)를 통해 들어온 냉매를 상기 흡입실(116)의 바닥면으로 안내하기 위한 것이다.

상기 구획벽(114)의 외측, 즉, 상기 하우징몸체(110)의 내부와 상기 구획벽(114) 사이에는 토출실(120)이 형성된다. 상기 토출실(120)은 대략 링형상의 영역을 가지도록 형성된다. 상기 토출실(120)은 상기 실린더블록(10)에 형성된 실린더보어(13)와 상기 밸브어셈블리(70)를 통해 선택적으로 연통된다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 작용을 상세하게 설명한다.

도 4a 내지 도 4c에는 본 발명 실시예가 적용된 압축기에 채용된 밸브어셈블 리가 동작되는 모습이 동작상태도로 도시되어 있다.

외부에서 전달되는 구동력에 의해 회전축(40)이 회전함에 따라, 사판(48)이 상기 회전축(40)과 함께 회전된다. 상기 사판(48)의 회전은 피스톤(15)이 실린더보어(13) 내부에서 직선왕복운동을 하도록 한다.

이와 같이, 상기 회전축(40)이 회전함에 따라 상기 흡입구(113)를 통해 흡입되는 냉매는 상기 오일저장공간(117')에 저장된 오일과 함께 이동된다. 그리고, 냉매는 상기 유로가이드(119)를 따라 하방으로 안내되어 상기 흡입실(116)의 바닥면에 고여있던 오일(O)과 함께 상기 실린더보어(13)를 향하여 이동된다.

이와 같이 되면, 도 4a에 도시된 바와 같이, 오일(O)이 섞인 냉매는 밸브플레이트(72)에 구비된 흡입리드(74)를 향해 상기 실린더보어(13) 내부로 흡입된다.

다음으로, 상기 흡입실(116)과 대응되는 위치의 흡입리드(74)는 상기 전방하우징(20)을 향하여 탄성변형 된다. 이때, 도 4b에 도시된 바와 같이, 밸브플레이트(72)에 형성된 흡입공(72')을 통해 냉매가 흡입되는데, 기체인 냉매는 상기 흡입공(72')을 통해 상기 실린더보어(13) 내부로 흡입되고, 오일(O)은 상기 흡입리드(74)의 일면에 점착된다.

이와 같은 상태에서, 상기 실린더보어(13) 내로 냉매가 흡입되면, 탄성변형 되었던 흡입리드(74)는 다시 원위치로 오게 된다. 이렇게 되면, 상기 흡입리드(74)가 상기 밸브플레이트(72)를 타격하게 되는데, 상기 흡입리드(74)에 점착된 오일(O) 때문에 상기 밸브플레이트(72)를 타격하더라도 소음이 감소하게 된다. 또한, 상기 흡입리드(74)가 타격하면서 상기 밸브플레이트(72)에도 오일(O)이 점착되므로 상기 흡입리드(74)의 타격으로 인해 발생하는 소음이 감소하게 된다. 이와 같은 상태가 도 4c에 도시되어 있다.

이와 같이, 상기 실린더보어(13)에 냉매가 흡입되면, 해당되는 상기 실린더보어(13)의 상기 피스톤(15)이 상기 밸브어셈블리(70) 방향으로 이동하게 되고, 냉매의 압축이 일어난다.

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 자명한다.

도 1은 종래 기술에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 내부 구성을 보인 부분단면도.

도 2는 본 발명에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 바람직한 실시예의 요부구성을 보인 사시도.

도 3은 본 발명 실시예를 구성하는 후방하우징의 구성을 보인 단면도.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명 실시예가 적용된 압축기에 채용된 밸브어셈블리가 동작되는 모습을 보인 동작상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 후방하우징 110: 하우징몸체

112: 토출구 113: 흡입구

114: 구획벽 116: 흡입실

117: 오일저장돌기 117': 오일저장공간

119: 유로가이드 120: 토출실

B: 볼트공 O: 오일

Claims (3)

1. 사판(48)의 회전운동에 따라 직선왕복운동하는 피스톤(15)이 위치되는 다수개의 실린더보어(13)가 형성되는 실린더블록(10)과;

   상기 실린더블록(10)의 일단에 설치되고, 상기 실린더블록(10)과 결합하여 내부에 크랭크실(21)을 형성하는 전방하우징(20) 그리고;

   상기 실린더블록(10)의 타단에 설치되고, 외관과 골격을 형성하는 하우징몸체(110)의 내부 중앙에 형성되는 구획벽(114)의 내부에는 흡입실(116)이 형성되며, 상기 구획벽(114)에 의해 구획되어 상기 하우징몸체(110)의 내부 가장자리를 둘러서 토출실(120)이 형성되고, 상기 흡입실(116)과 연통되게 흡입구(113)가 형성되는 후방하우징(100)이 구비되는 가변용량형 사판식 압축기에 있어서;

   상기 구획벽(114)에는 오일저장공간(117')을 형성하는 오일저장돌기(117)가 돌출형성되고,

   상기 오일저장돌기(117)와 마주보는 상기 흡입구(113)의 가장자리에는 하향경사지게 연장되어 상기 흡입실(116)의 바닥면으로 냉매를 안내하는 유로가이드(119)가 형성됨을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 오일저장돌기(117)는 상향경사지게 형성됨을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.

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