KR20120067589A - Compressor - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A compressor is provided to improve the cooling performance of the compressor by securing discharge paths. CONSTITUTION: A compressor comprises a cylinder block, a rear head, a valve plate, and a piston(30). A maximum area ratio of a bottom portion(31a) and a cross section of the piston is restricted in the range of 0.4~0.5. An angle achieved with an inclined plane of a protruded portion and a movable direction of the piston is restricted in the range of 1.5~3. The difference between the angle achieved with the inclined plane of tapered portion and a vertical direction of the valve plate, and the angle achieved with the inclined plane of the protruded portion and the movable direction of the piston is below -10~10.

Description

압축기{Compressor}Compressor

본 발명은 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉매 압축시 사체적 공간을 최소화함과 동시에 냉매 토출 저항의 증가를 방지하여 압축 효율을 대폭 향상시킬 수 있는 압축기에 관한 것이다. The present invention relates to a compressor, and more particularly, to a compressor that can significantly improve the compression efficiency by minimizing the dead space during refrigerant compression and preventing an increase in the refrigerant discharge resistance.

자동차의 공조시스템에서 사용되는 압축기는 증발기로부터 증발이 완료된 냉매를 흡입하여 액화하기 쉬운 고온과 고압상태로 만들어 응축기로 전달한다. The compressor used in the air conditioning system of the automobile sucks the evaporated refrigerant from the evaporator and transfers it to the condenser by making it easy to liquefy at high temperature and high pressure.

이와 같은 압축기에는 냉매를 압축하기 위한 구성으로서 피스톤 등이 왕복운동을 하면서 압축을 수행하는 왕복식과, 스크롤 등이 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.Such a compressor includes a reciprocating type for compressing a refrigerant and a reciprocating type for performing compression while the piston and the like reciprocate, and a rotary type for performing compression while the scroll and the like rotate. The reciprocating type includes a crank type for transmitting a driving force of a driving source to a plurality of pistons using a crank, a swash plate type for transferring a rotating shaft provided with a swash plate, and a wobble plate type using a wobble plate. Rotary type includes vane rotary type using rotary rotary shaft and vane, and scroll type using rotary scroll and fixed scroll.

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(13)가 형성한다. 이들은 상기 프론트헤드(11), 전방실린더블록(12), 후방실린더블록(12') 및 리어헤드(13)의 순서로 배열되어 결합된다.1 shows a configuration of a general swash plate compressor in cross section. As shown in the figure, the skeleton and appearance of the compressor 10 are formed by the front head 11, the front cylinder block 12 and the rear cylinder block 12 ′, and the rear head 13. They are arranged and combined in the order of the front head 11, the front cylinder block 12, the rear cylinder block 12 'and the rear head 13.

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(20)를 통해 선택적으로 연결될 수 있도록 형성된다.The front head 11 has a substantially cylindrical shape and has a discharge chamber 11a formed therein. The discharge chambers 11a are opened toward the front cylinder block 12, respectively. The discharge chamber 11a is formed over a substantially ring-shaped region. The discharge chamber 11a is formed to be selectively connected to each cylinder bore 12a of the front cylinder block 12 through a valve assembly 20 to be described below.

상기 프론트헤드(11)에는 그 중심을 관통하여 축통공(O)이 형성된다. 상기 축통공(O)에는 아래에서 설명될 회전축(14)이 관통하여 설치된다.The front head 11 penetrates through the center of the shaft hole (O) is formed. The shaft hole (O) is installed through the rotating shaft 14 to be described below.

상기 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')은 각각 상기 프론트헤드(11)와 리어헤드(13)에 결합된다. 상기 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')의 내부에는 상기 축지지공(15)을 중심에 두고 축지지공(15)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(15)은 각각 흡입통로(15')를 통해 서로 연결된다. 상기 흡입통로(15')는 회전축(14)의 내부를 통해 전달된 냉매가 상기 실린더보어(12a)로 각각 전달되게 한다.The front cylinder block 12 and the rear cylinder block 12 'are coupled to the front head 11 and the rear head 13, respectively. A plurality of cylindrical cylinder bores 12a are formed in the front cylinder block 12 and the rear cylinder block 12 'in the direction of forming the shaft support hole 15 with the shaft support hole 15 as the center. . Of course, the cylinder bore 12a is formed at a position corresponding to the front cylinder block 12 and the rear cylinder block 12 ', respectively. The cylinder bore 12a and the shaft support hole 15 are connected to each other through a suction passage 15 ', respectively. The suction passage 15 ′ allows the refrigerant delivered through the inside of the rotating shaft 14 to be transferred to the cylinder bores 12a, respectively.

상기 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')에는 각각 상기 프론트헤드(11) 및 리어헤드(13)의 토출실(11a,13a)과 연통되게 토출통로(미도시)가 형성된다. 상기 토출통로는 실린더보어(12a) 내에서 압축된 냉매를 외부로 토출하는 통로역할을 한다. Discharge passages (not shown) are formed in the front cylinder block 12 and the rear cylinder block 12 ′ so as to communicate with the discharge chambers 11a and 13a of the front head 11 and the rear head 13, respectively. The discharge passage serves as a passage for discharging the refrigerant compressed in the cylinder bore 12a to the outside.

상기 프론트헤드(11)와 전방실린더블록(12)의 사이 및 상기 리어헤드(13)와 후방실린더블록(12')사이에는 토출실(11a 또는 13a)과 실린더보어(12a) 사이에서 냉매의 유동을 제어하는 밸브어셈블리(20)가 구비된다. 즉, 상기 밸브어셈블리(20)는 상기 실린더보어(12a)에서 토출실(11a 또는 13a)로의 냉매 유동을 제어한다.Refrigerant flow between the front head 11 and the front cylinder block 12 and between the discharge head 11a or 13a and the cylinder bore 12a between the rear head 13 and the rear cylinder block 12 '. The valve assembly 20 for controlling the is provided. That is, the valve assembly 20 controls the refrigerant flow from the cylinder bore 12a to the discharge chamber 11a or 13a.

상기 밸브어셈블리(20)에는 밸브플레이트(21)가 구비된다. 상기 밸브플레이트(21)는 대략 원판 형상으로 형성되며, 상기 밸브플레이트(21)에는 각각의 실린더보어(12a)와 대응되는 위치에 토출공(21')이 형성된다.The valve assembly 20 is provided with a valve plate 21. The valve plate 21 is formed in a substantially disk shape, and the valve plate 21 is formed with a discharge hole 21 'at a position corresponding to each cylinder bore 12a.

상기 프론트헤드(11)와 마주보는 상기 밸브플레이트(21)의 일면 및 상기 리어헤드(13)와 마주보는 상기 밸브플레이트(21)의 일면에는 토출밸브(22)가 구비된다. 상기 토출밸브(22)는 탄성변형이 가능한 재질로서 상기 실린더보어(12a)의 내부 압력에 따라 탄성변형되어 상기 토출공(21')을 개폐하는 역할을 한다.A discharge valve 22 is provided on one surface of the valve plate 21 facing the front head 11 and one surface of the valve plate 21 facing the rear head 13. The discharge valve 22 is a material capable of elastic deformation and elastically deforms according to the internal pressure of the cylinder bore 12a to open and close the discharge hole 21 '.

상기 밸브플레이트(21) 중 상기 토출통로와 대응되는 위치에 연통공(미도시)이 형성된다. 상기 연통공은 상기 토출통로와 연결시키는 역할을 한다.A communication hole (not shown) is formed at a position corresponding to the discharge passage of the valve plate 21. The communication hole serves to connect with the discharge passage.

상기 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')은 서로 결합되는 면에 요입된 부분이 형성되어 사판실(16)을 구성한다. 상기 사판실(16)에는 회전축(14)에 설치된 사판(17)이 회전가능하게 위치된다. The front cylinder block 12 and the rear cylinder block 12 'is formed with a recessed portion formed on the surface coupled to each other to form a swash plate chamber (16). In the swash plate chamber 16, the swash plate 17 provided on the rotation shaft 14 is rotatably positioned.

상기 프론트헤드(11)와 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')의 중앙을 관통해서는 회전축(14)이 설치된다. 상기 회전축(14)의 내부에는 냉매가 유동되는 유로(14')가 형성된다. 상기 유로(14')는 상기 회전축(14)의 내부에 회전축(14)의 길이방향으로 길게 형성된다. 상기 회전축(14)의 외면에는 입구(14a)와 출구(14b)가 형성된다. 상기 입구(14a)는 상기 사판실(16)과 유로(14')를 연결시키는 것이고, 상기 출구(14b)는 상기 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')의 흡입통로(15')와 연결될 수 있는 위치에 형성된다. 상기 출구(14b)의 위치는 각각의 실린더보어(12a)에서 진행되는 냉매의 압축순서에 맞게 형성되어야 한다. A rotating shaft 14 is installed through the center of the front head 11, the front cylinder block 12 and the rear cylinder block 12 '. The flow passage 14 ′ through which the refrigerant flows is formed in the rotation shaft 14. The flow passage 14 ′ is elongated in the longitudinal direction of the rotation shaft 14 inside the rotation shaft 14. An inlet 14a and an outlet 14b are formed on the outer surface of the rotation shaft 14. The inlet 14a connects the swash plate chamber 16 and the flow passage 14 ', and the outlet 14b is the suction passage 15' of the front cylinder block 12 and the rear cylinder block 12 '. It is formed at a position that can be connected to). The position of the outlet 14b should be formed in accordance with the compression order of the refrigerant proceeding in each cylinder bore 12a.

상기 회전축(14)의 일측에는 축시일(18)이 삽입되어 상기 프론트헤드(11)의 축통공(O)의 내면에 밀착된다. 상기 축시일(18)은 상기 회전축(14)과 상기 축통공(O) 사이로 냉매가 누설되는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 축시일(18)은 탄성변형이 가능한 고무재질로 형성된다. The shaft seal 18 is inserted into one side of the rotating shaft 14 to be in close contact with the inner surface of the shaft through hole (O) of the front head (11). The shaft seal 18 serves to prevent the refrigerant from leaking between the rotating shaft 14 and the shaft through hole (O). The shaft seal 18 is formed of a rubber material capable of elastic deformation.

상기 회전축(14)에는 대략 원판 형상의 사판(17)이 회전축(14)의 연장방향에 대해 경사지게 설치된다. 상기 사판(17)의 가장자리를 둘러서는 다수개의 슈(19)가 설치된다. 상기 슈(19)는 상기 사판(17)의 가장자리를 따라 이동되도록 구성된다.An approximately disk-shaped swash plate 17 is inclined with respect to the extending direction of the rotating shaft 14 on the rotating shaft 14. A plurality of shoes 19 surrounding the edge of the swash plate 17 is installed. The shoe 19 is configured to move along the edge of the swash plate 17.

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(19)와 결합되어 있어, 상기 사판(17)의 회전에 따라 직선왕복운동 하게 된다.On the other hand, the piston 30 is installed inside the cylinder bore 12a to enable a straight reciprocating motion. The piston 30 has a substantially cylindrical shape corresponding to the inside of the cylinder bore 12a, and both ends thereof are located in the cylinder bore 12a of the front cylinder block 12 and the rear cylinder block 12 ', respectively. That is, both ends of one piston 30 serve to compress the refrigerant in the cylinder bore 12a. The piston 30 is the middle portion thereof is coupled to the shoe 19, the linear reciprocating motion in accordance with the rotation of the swash plate 17.

한편 상기 피스톤(30)이 왕복 운동함에 따라 상기 밸브플레이트(21)와 밀착되는 밀착면 상에는 상기 토출공(21')에 선택적으로 삽입되도록 형성된 피스톤돌기(31)가 상기 피스톤(30)으로부터 돌출되어 형성된다. 상기 피스톤(30)이 왕복 운동할 때 상기 피스톤(30)이 상기 밸브플레이트(21)에 접촉하여 더 이상 진행하지 못함으로써 상기 토출공(21')에 의한 원기둥 형상의 사체적이 존재하게 되는데, 상기 피스톤돌기(31)는 이와 같은 사체적을 감소시킴으로써 압축기의 압축 성능을 향상시키기 위하여 형성된다. Meanwhile, as the piston 30 reciprocates, a piston protrusion 31 formed to be selectively inserted into the discharge hole 21 ′ protrudes from the piston 30 on the close contact surface in close contact with the valve plate 21. Is formed. When the piston 30 reciprocates, the piston 30 is in contact with the valve plate 21 and cannot proceed any further, resulting in a cylindrical body formed by the discharge hole 21 ′. The piston protrusion 31 is formed to improve the compression performance of the compressor by reducing such a dead volume.

한편 상기 리어헤드(13)는 상기 후방실린더블록(12')의 일면에 장착되는 것이다. 상기 리어헤드(13)에는 토출실(13a)이 형성된다. 상기 토출실(13a)은 대략 링형상의 영역에 걸쳐 형성된다. 상기 토출실(13a)은 각각 후방실린더블록(12')을 향하여 개구된다. 상기 토출실(13a)은 상기 후방실린더블록(12')에 형성된 실린더보어(12a)들과 밸브플레이트(21)를 통해 선택적으로 연결된다. Meanwhile, the rear head 13 is mounted on one surface of the rear cylinder block 12 '. The discharge chamber 13a is formed in the rear head 13. The discharge chamber 13a is formed over a substantially ring-shaped area. The discharge chamber 13a is opened toward the rear cylinder block 12 ', respectively. The discharge chamber 13a is selectively connected to the cylinder bores 12a formed in the rear cylinder block 12 'through the valve plate 21.

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. Pulley 40 is rotatably installed on one side of the front head (11). The pulley 40 is formed in a substantially cylindrical shape. The pulley 40 is rotated by receiving the driving force of the engine through a belt (not shown).

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. The field coil 41 is built in the pulley 40. The field coil 41 generates suction magnetic flux when the power is applied to allow the disk 46 to be described below to closely adhere to the friction surface 40 ′ of the pulley 40.

한편, 상기 회전축(14)의 일단부에는 허브(43)가 설치되고, 상기 허브(43)에는 댐퍼(44)가 구비된다. 상기 댐퍼(44)는 상기 회전축(14)과 풀리(40) 사이의 동력전달 시에 발생하는 충격을 흡수하는 것이다. 상기 댐퍼(44)에는 상기 풀리(40)의 마찰면(40')과 마주보는 위치에 디스크(46)가 이동가능하게 설치된다.Meanwhile, a hub 43 is installed at one end of the rotary shaft 14, and a damper 44 is provided at the hub 43. The damper 44 absorbs the shock generated during power transmission between the rotary shaft 14 and the pulley 40. The damper 44 is provided to move the disk 46 in a position facing the friction surface 40 ′ of the pulley 40.

이와 같은 구성을 가지는 압축기의 동작을 설명한다. 엔진의 구동력이 벨트를 통해 상기 풀리(40)에 전달되면, 상기 풀리(40)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(14)은 회전하지 않게 된다.The operation of the compressor having such a configuration will be described. When the driving force of the engine is transmitted to the pulley 40 through the belt, the pulley 40 is rotated. However, if power is not applied to the field coil 41, the disk 46 is not in close contact with the friction surface 40 'of the pulley 40, so that the rotation shaft 14 does not rotate.

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. In this state, when the necessity of operation of the air conditioning system occurs and the compressor needs to be driven, the control system of the user or the vehicle provides a signal for the operation of the air conditioning system. When the operation of the air conditioning system is started and the refrigerant needs to be compressed, the field coil 41 generates suction magnetic flux while power is applied to the field coil 41.

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(14)으로 상기 디스크(46), 댐퍼(44) 및 허브(43)를 통해 전달된다. When power is applied to the field coil 41, the disk 46 is in close contact with the friction surface 40 ′ of the pulley 40 by the suction magnetic flux of the field coil 41. Accordingly, the rotational force of the pulley 40 is transmitted to the rotation shaft 14 through the disk 46, the damper 44, and the hub 43.

이와 같이 회전축(14)으로 풀리(40)의 회전력이 전달되면, 상기 회전축(14)이 회전하면서 피스톤을 직선왕복운동시켜서 냉매의 압축을 수행하게 된다. When the rotational force of the pulley 40 is transmitted to the rotation shaft 14 as described above, the rotation shaft 14 rotates to linearly reciprocate the piston to compress the refrigerant.

이때, 상기 회전축(14)이 회전함에 따라, 상기 회전축(14) 내부의 유로(14')가 상기 출구(14b)와 흡입통로(15')를 통해 상기 실린더보어(12a)와 연결된다. 이와 같은 유로(14')와 실린더보어(12a)의 연결은 상기 사판실(16) 내로 흡입된 냉매가 상기 실린더보어(12a)로 전달되도록 한다. 참고로 상기 실린더보어(12a)로 냉매가 흡입되는 것은 상기 피스톤(30)이 해당되는 실린더보어(12a)에서 하사점에 위치할 때이다. 이와 같이, 상기 실린더보어(12a)에 냉매가 전달되면, 해당되는 상기 실린더보어(12a)의 상기 피스톤(30)이 상기 밸브플레이트(21) 방향으로 이동하게 되고, 냉매의 압축이 일어난다.At this time, as the rotary shaft 14 rotates, the flow passage 14 'inside the rotary shaft 14 is connected to the cylinder bore 12a through the outlet 14b and the suction passage 15'. The connection between the flow passage 14 ′ and the cylinder bore 12a allows the refrigerant sucked into the swash plate chamber 16 to be transferred to the cylinder bore 12a. For reference, the refrigerant is sucked into the cylinder bore 12a when the piston 30 is located at the bottom dead center of the corresponding cylinder bore 12a. As such, when the refrigerant is delivered to the cylinder bore 12a, the piston 30 of the corresponding cylinder bore 12a moves in the direction of the valve plate 21, and compression of the refrigerant occurs.

이와 같이, 냉매가 상기 실린더보어(12a) 내에서 압축되면, 상기 실린더보어(12a) 내부의 압력은 상대적으로 높아져 상기 토출실(11a)(13a)로 냉매가 토출된다. 상기 토출실(11a)(13a)로 토출된 냉매는 외부의 토출구를 통해 응축기(미도시)쪽으로 전달된다. As such, when the refrigerant is compressed in the cylinder bore 12a, the pressure inside the cylinder bore 12a becomes relatively high, and the refrigerant is discharged into the discharge chambers 11a and 13a. The refrigerant discharged into the discharge chambers 11a and 13a is transferred to a condenser (not shown) through an external discharge port.

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.The refrigerant delivered to the condenser through the discharge port is delivered to the compressor again through a condenser (not shown), an expansion valve (not shown), and an evaporator (not shown). In the compressor the refrigerant is compressed by repeating the process described above.

이때 상기 피스톤돌기(31)는 이미 설명한 바와 같이 사체적을 감소시킴으로써 압축기의 압축 성능을 향상시키기 위하여 형성된다. 그러나 위와 같은 상기 압축기(10)의 구동시 상기 피스톤돌기(31)의 형성에 의하여 상기 실린더보어(12a)으로부터 상기 토출실(11a, 13a)로의 냉매 토출 유로가 좁아짐으로써 냉매 토출 저항이 증가하게 되어 사체적의 감소로 인한 압축기 성능 향상 효과는 미미하게 되었다. At this time, the piston protrusion 31 is formed to improve the compression performance of the compressor by reducing the dead volume as already described. However, the coolant discharge resistance is increased by narrowing the coolant discharge flow path from the cylinder bore 12a to the discharge chambers 11a and 13a by the formation of the piston protrusion 31 when the compressor 10 is driven as described above. Compressor performance improvement due to the reduction of the dead volume has been minimal.

그에 따라 상기 피스톤돌기(31)를 형성함으로써 냉매 압축시의 사체적을 감소시켜 압축기 성능을 향상하기 위해서는 냉매 토출시 냉매 토출 저항을 최소화할 수 있는 피스톤돌기(31)의 형상과 이를 수용하는 토출공(21')의 형상을 정밀하게 설계하는 것이 중요하다. Accordingly, in order to improve the performance of the compressor by reducing the dead volume during refrigerant compression by forming the piston protrusion 31, the shape of the piston protrusion 31 which can minimize the refrigerant discharge resistance during refrigerant discharge and the discharge hole for accommodating the same ( 21 ') it is important to design the shape precisely.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 압축기에서의 냉매 압축시 사체적을 줄임과 동시에 토출 저항 증가를 방지하여 압축기의 냉매 압축 효율이 개선된 압축기를 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, to provide a compressor that improves the refrigerant compression efficiency of the compressor by reducing the dead volume during refrigerant compression in the compressor and at the same time prevent the increase in discharge resistance will be.

본 발명의 다른 목적은 압축기에서의 냉매 압축시 사체적을 감소시키면서 토출 유로를 최대한 확보함으로써 압축기의 냉방성능이 향상된 압축기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a compressor having improved cooling performance of the compressor by securing a discharge flow path while reducing the dead volume during refrigerant compression in the compressor.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 내부에 실린더보어가 다수개 형성되는 실린더블록과, 상기 실린더블록에 결합되어 내부에 상기 실린더보어와 연통되는 토출실이 형성되는 리어헤드와, 상기 실린더보어와 상기 토출실을 연통하는 토출공(21')이 형성된 밸브플레이트(21)와, 그리고 직선 왕복 운동에 따라 상기 토출공(21')에 선택적으로 삽입되는 피스톤돌기(131)가 일체로 돌출 형성되고 상기 실린더보어 내에서 직선 왕복 운동하여 냉매를 압축하는 피스톤(30)을 포함하고, 상기 토출공(21')은 상기 밸브플레이트(21)를 수직으로 관통하는 관통부(21b)와 상기 밸브플레이트(21)로부터 상기 관통부(21b)로의 경사면을 형성하는 테이퍼부(21a)로 이루어지며, 상기 피스톤돌기(131)는, 상기 피스톤(30)으로부터 상기 피스톤(30)의 운동방향에 평행하게 돌출되고, 상기 피스톤(30)의 운동 방향에 수직한 단면이 상기 피스톤(30)에서 멀어질수록 일정한 기울기로 감소하는 직경을 갖도록 형성되는 가상의 기저부(31a)와, 상기 피스톤(30)의 운동 방향에 수직한 단면이 상기 가상의 기저부(31a)로부터 멀어질수록 상기 가상의 기저부(31a)의 단면의 직경이 감소하는 기울기보다 작은 일정한 기울기로 감소하는 직경을 갖도록 형성되는 가상의 돌출부(31b)를 포함하고, 상기 피스톤돌기(131)는 제1, 제2 및 제3기준점(S, T, U)을 지나는 곡선(C)이 상기 피스톤(30)의 중심축(L)을 중심으로 회전하였을 때 형성되는 회전체이며, 상기 제1기준점(S)은 상기 가상의 기저부(31a)의 외면과 피스톤(30) 선단이 만나는 지점이고, 상기 제2기준점(T)은 상기 제1 및 제3기준점(S, U)을 지나는 직선과 상기 중심축(L) 사이에 존재하는 임의의 한 점이며, 상기 제3기준점(U)은 상기 돌출부(31b)의 선단이 되는 지점이고, 상기 제1, 제2 및 제3기준점(S, T, U)은 동일 평면상에 위치하며, 상기 제1, 제2 및 제3기준점(S, T, U)을 도출하기 위한 상기 가상의 기저부(31a)와 가상의 돌출부(31b)는 [다음]과 같이 한정됨을 특징으로 한다. According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention is a cylinder block formed with a plurality of cylinder bores therein, and the discharge chamber is coupled to the cylinder block in communication with the cylinder bore is formed A rear plate, a valve plate 21 having a discharge hole 21 'communicating with the cylinder bore and the discharge chamber, and a piston protrusion selectively inserted into the discharge hole 21' according to a linear reciprocating motion. 131 is integrally formed to protrude and includes a piston 30 for compressing the refrigerant by linearly reciprocating in the cylinder bore, the discharge hole 21 ′ penetrates vertically through the valve plate 21. It consists of a part 21b and the taper part 21a which forms the inclined surface from the valve plate 21 to the said through part 21b, The said piston protrusion 131 is the said piston 30 from the said piston 30. Virtual base portion 31a which protrudes in parallel to the direction of motion of the circumference and has a diameter which decreases with a constant slope as the cross section perpendicular to the direction of motion of the piston 30 moves away from the piston 30, As the cross section perpendicular to the direction of movement of the piston 30 moves away from the virtual base portion 31a, the diameter of the cross section of the virtual base portion 31a decreases with a constant slope smaller than a slope that decreases. And a virtual protrusion 31b, wherein the piston protrusion 131 has a curve C passing through the first, second, and third reference points S, T, and U, the center axis of the piston 30. L is a rotating body formed when rotated around the first reference point (S) is the point where the outer surface of the virtual base portion 31a and the front end of the piston 30, the second reference point (T) is Between the straight line passing through the first and third reference points (S, U) and the central axis (L) The third reference point (U) is a point that is present at the tip of the protrusion (31b), and the first, second and third reference point (S, T, U) on the same plane The virtual base portion 31a and the virtual protrusion portion 31b for deriving the first, second and third reference points S, T, and U are defined as follows. .

[다음][next]

상기 피스톤(30)의 운동 방향에 수직한 상기 피스톤(30)의 단면적과, 상기 가상의 기저부(31a)의 최대 단면적의 비(RA)는 0.4 이상 0.5 이하의 범위 내로 한정되고, 상기 가상의 돌출부(31b)의 경사면이 상기 피스톤(30)의 운동 방향과 이루는 각도와 상기 가상의 기저부(31a)의 경사면이 상기 피스톤(30)의 운동 방향과 이루는 각도의 비(

Figure pat00001
)는 1.5 이상 3 이하의 범위 내로 한정되며, 상기 밸브플레이트(21)의 수직방향과 상기 테이퍼부(21a)의 경사면이 이루는 각과 상기 가상의 기저부(21a)의 경사면이 상기 피스톤(30)의 운동방향과 이루는 각 사이의 차(
Figure pat00002
)는 -10 이상 10 이하의 범위 내임.The ratio R A of the cross-sectional area of the piston 30 perpendicular to the direction of movement of the piston 30 and the maximum cross-sectional area of the virtual base portion 31a is limited within the range of 0.4 or more and 0.5 or less. The ratio between the angle at which the inclined surface of the protrusion 31b forms the movement direction of the piston 30 and the angle at which the inclined surface of the virtual base portion 31a forms the movement direction of the piston 30 (
Figure pat00001
) Is limited to the range of 1.5 or more and 3 or less, and the angle formed between the vertical direction of the valve plate 21 and the inclined surface of the tapered portion 21a and the inclined surface of the virtual base portion 21a are the movement of the piston 30. The difference between the direction and the angle
Figure pat00002
) Ranges from -10 to 10.

또한, 상기 제2기준점(T)은 상기 기저부(31a)와 돌출부(31b)의 외면이 만나는 지점이 될 수 있다. In addition, the second reference point T may be a point where the outer surface of the base portion 31a and the protrusion 31b meet.

그리고 상기 곡선(C)은 일정한 곡률반경을 가지는 원호임을 특징으로 한다. And the curve (C) is characterized in that the circular arc having a constant radius of curvature.

본 발명에 의한 압축기에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.According to the compressor according to the present invention, the following effects can be obtained.

즉, 본 발명에 의한 압축기에 의하면 압축기에서의 냉매 압축시 사체적을 줄임과 동시에 토출 저항 증가를 방지하여 압축기의 냉매 압축 효율이 개선된다는 이점이 있다. That is, the compressor according to the present invention has the advantage that the refrigerant compression efficiency of the compressor is improved by reducing the dead volume during refrigerant compression in the compressor and preventing the discharge resistance from increasing.

또한 본 발명에 의한 압축기에 의하면 냉매 압축시 사체적의 감소 속도 대비 토출유로의 단면적 감소 비율을 작게하여 사체적은 줄어들게 하면서도 토출유로를 확보하게 된다. 이로 인해 냉매의 토출이 보다 원활하게 이루어져 압축기의 냉방 성능을 향상할 수 있다는 이점이 있다.In addition, the compressor according to the present invention ensures the discharge passage while reducing the dead volume by decreasing the cross-sectional area reduction ratio of the discharge passage to the reduction rate of the dead volume during refrigerant compression. As a result, the refrigerant may be discharged more smoothly, thereby improving the cooling performance of the compressor.

도 1은 일반적인 로터리 석션(Rotary Suction)식 압축기의 구성을 보인 단면도.
도 2a는 본 발명의 제1실시예에 의한 압축기 피스톤의 돌기 형상을 도시한 사시도.
도 2b는 도 2a에 도시된 압축기 피스톤의 단면 형상을 도시한 단면도.
도 3a는 본 발명 제1실시예에 의한 압축기 밸브플레이트의 형상을 도시한 사시도.
도 3b는 도 3a에 도시된 압축기 밸브플레이트의 토출공의 단면 형상을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 압축기 성능 변화를 보인 그래프.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 의한 압축기의 피스톤돌기의 토출공으로의 삽입 과정을 도시한 부분단면도.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 의한 압축기 피스톤의 단면 형상을 도시한 단면도.
도 7은 본 발명에서 제1실시예와 제2실시예의 토출 유로의 단면적 감소율을 비교하기 위한 그래프.1 is a cross-sectional view showing the configuration of a typical rotary suction (Rotary Suction) compressor.
Figure 2a is a perspective view showing the protrusion shape of the compressor piston according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 2B is a cross-sectional view showing the cross-sectional shape of the compressor piston shown in FIG. 2A; FIG.
Figure 3a is a perspective view showing the shape of the compressor valve plate according to the first embodiment of the present invention.
3B is a cross-sectional view showing a cross-sectional shape of the discharge hole of the compressor valve plate shown in FIG. 3A.
4 is a graph showing a change in compressor performance according to the first embodiment of the present invention.
5 is a partial cross-sectional view showing the insertion process of the piston projection of the compressor into the discharge hole according to the first embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view showing a cross-sectional shape of a compressor piston according to a second embodiment of the present invention.
7 is a graph for comparing the cross-sectional area reduction rate of the discharge flow path of the first embodiment and the second embodiment in the present invention.

이하 본 발명에 의한 압축기의 제1실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 특히 이하에서는 본 발명의 요부를 중심으로 설명하고, 그 외 압축기의 다른 구성은 배경기술에서 설명한 바와 유사하므로 아래에서는 그 설명을 생략한다. 배경기술에서 설명한 압축기와 동일하거나 유사한 구성은 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다. Hereinafter, a first embodiment of a compressor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In particular, hereinafter, the main part of the present invention will be described, and other components of the compressor are similar to those described in the background art, and thus the description thereof will be omitted below. The same or similar configuration as the compressor described in the background will be described using the same reference numerals.

도 2a는 본 발명의 제1실시예에 의한 압축기 피스톤의 돌기 형상을 도시한 사시도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 압축기 피스톤의 단면 형상을 도시한 단면도이며, 도 3a는 본 발명의 제1실시예에 의한 압축기 밸브플레이트의 형상을 도시한 사시도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 압축기 밸브플레이트의 토출공의 단면 형상을 도시한 단면도이다. 또한 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 압축기 성능 변화를 보인 그래프이다.Figure 2a is a perspective view showing the projection shape of the compressor piston according to the first embodiment of the present invention, Figure 2b is a cross-sectional view showing a cross-sectional shape of the compressor piston shown in Figure 2a, Figure 3a is a first embodiment of the present invention 3 is a perspective view showing the shape of the compressor valve plate according to the embodiment, and FIG. 3B is a cross-sectional view showing the cross-sectional shape of the discharge hole of the compressor valve plate shown in FIG. 3A. 4 is a graph showing a change in compressor performance according to the first embodiment of the present invention.

우선 본 발명의 제1실시예에 의한 압축기 피스톤의 돌기 형상으로 보다 구체적으로 살펴보면, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 의한 압축기(10)의 피스톤돌기(31)는 상기 피스톤(30)으로부터 왕복 직선 운동 방향 평행하게 돌출된다. 또한 상기 피스톤돌기(31)는 상기 피스톤(30)의 운동 방향에 수직으로 자른 단면이 원형이 된다. First, the piston protrusion 31 of the compressor 10 according to the first embodiment of the present invention will be described in more detail with the protrusion shape of the compressor piston according to the first embodiment of the present invention. Protrudes parallel from the piston 30 in a reciprocating linear motion direction. In addition, the piston protrusion 31 has a circular cross section perpendicular to the direction of movement of the piston 30.

상기 피스톤돌기(31)는 상기 피스톤(30)과 일체로 형성되며, 2단으로 경사지게 형성되는데, 상기 피스톤(30)의 운동 방향과 각

Figure pat00003
를 이루는 기저부(31a)와 상기 피스톤(30)의 운동 방향과 각
Figure pat00004
을 이루는 돌출부(31b)로 구성된다. 즉, 상기 기저부(31a)와 상기 돌출부(31b)는 선단으로 향할수록 상기 피스톤(30)의 운동 방향에 수직인 원형의 단면의 직경이 점차 작아지도록 형성된다. 여기서 각
Figure pat00005
는 각
Figure pat00006
보다 큰 값을 갖는다. 또한 상기 피스톤돌기(31)는 상기 피스톤(30)으로부터 전체적으로 높이 H1을 갖도록 형성되며, 상기 기저부(31a)는 높이 h1을 갖는다. 따라서 상기 돌출부(31b)만의 높이는 (H1-h1)이 된다. The piston protrusion 31 is formed integrally with the piston 30, and is formed to be inclined in two stages, the movement direction and the angle of the piston 30
Figure pat00003
Movement direction and angle of the base portion 31a and the piston 30 forming a
Figure pat00004
Consists of a protrusion (31b) forming a. That is, the base portion 31a and the protrusion portion 31b are formed such that the diameter of the circular cross section perpendicular to the direction of movement of the piston 30 gradually decreases toward the tip. Where each
Figure pat00005
Is each
Figure pat00006
Has a greater value. In addition, the piston protrusion 31 is formed to have a height H 1 as a whole from the piston 30, the base portion 31a has a height h 1 . Therefore, the height of only the protrusion part 31b becomes (H 1 -h 1 ).

또한 상기 피스톤(30)의 운동 방향에 수직인 단면에서 상기 피스톤(30)의 직경이 D라고 하면, 상기 기저부(31a)는 최대 직경 d1으로부터 최소 직경 d2까지 일정하게 감소하는 직경을 가지며, 상기 돌출부(31b)는 최대 직경 d2로부터 그 선단의 최소 직경 d3까지 일정하게 감소하는 직경을 갖는다. In addition, when the diameter of the piston 30 in the cross section perpendicular to the direction of movement of the piston 30 is D, the base portion 31a has a diameter that is constantly reduced from the maximum diameter d 1 to the minimum diameter d 2 , The protrusion 31b has a diameter that constantly decreases from the maximum diameter d 2 to the minimum diameter d 3 of its tip.

한편 상기 피스톤(30)의 전후방 왕복 운동에 따라 상기 피스톤돌기(31)를 선택적으로 수용하는 상기 밸브플레이트(21)의 상기 토출공(21')은 도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 밸브플레이트(21)를 수직으로 관통하는 관통부(21b)와 상기 밸브플레이트(21)로부터 상기 관통부(21b)로의 경사면을 형성하는 테이퍼부(21a)로 이루어진다. Meanwhile, as shown in FIGS. 3A and 3B, the discharge hole 21 ′ of the valve plate 21 selectively accommodates the piston protrusion 31 according to the forward and backward reciprocating motion of the piston 30. A through portion 21b penetrating the plate 21 vertically and a tapered portion 21a forming an inclined surface from the valve plate 21 to the through portion 21b.

상기 테이퍼부(21a)에 의한 경사면은 상기 밸브플레이트의 수직 방향과 각

Figure pat00007
를 이룸으로써 도면에 도시된 바와 같이 상기 관통부(21b)를 향할수록 일정하게 감소하는 직경을 갖는다. 반면 상기 관통부(21b)는 상기 밸브플레이트의 수직 방향과 평행한 면으로 이루어짐으로써 그 직경이 d4로 일정하다. 여기서 상기 밸브플레이트의 높이를 H2, 상기 관통부의 높이를 h2로 한다. The inclined surface by the tapered portion 21a is perpendicular to the vertical direction of the valve plate.
Figure pat00007
As shown in the figure, as shown in the figure, the diameter decreases constantly toward the through part 21b. On the other hand, since the through part 21b is made of a surface parallel to the vertical direction of the valve plate, its diameter is constant as d 4 . Here, the height of the valve plate is H 2 , and the height of the through part is h 2 .

냉매 압축시의 사체적을 감소시킴과 동시에 토출 저항 증가를 방지하기 위한 상기 피스톤돌기(31)와 상기 토출공(21')의 형상을 보다 구체적으로 제한하기 위하여, 본 발명에서는 다음의 수학식들에 의한 인자를 정의한다.In order to more specifically limit the shapes of the piston protrusion 31 and the discharge hole 21 'to reduce the dead volume during refrigerant compression and to prevent the discharge resistance from increasing, the following equations Define the argument by

Figure pat00008
Figure pat00008

Figure pat00009
Figure pat00009

Figure pat00010
Figure pat00010

여기서 수학식 1에 나타낸 인자

Figure pat00011
는 상기 피스톤(30)의 압축 방향 단면적의 넓이
Figure pat00012
와 상기 피스톤돌기(31)의 최대 직경에 의한 상기 피스톤돌기(31)의 최대 단면적의 넓이
Figure pat00013
사이의 비율을 정의한 것이고, 수학식 2에 나타낸 인자
Figure pat00014
는 상기 기저부(31a)가 상기 피스톤(30)의 운동 방향과 이루는 경사각
Figure pat00015
와 상기 돌출부(31b)가 상기 피스톤(30)의 운동 방향과 이루는 경사각
Figure pat00016
사이의 비율을 하나의 독립된 인자로 정의한 것이다. Where the factor shown in equation (1)
Figure pat00011
Is the width of the cross-sectional area in the compression direction of the piston (30)
Figure pat00012
And the width of the largest cross-sectional area of the piston protrusion 31 by the maximum diameter of the piston protrusion 31.
Figure pat00013
The ratio between
Figure pat00014
Is the inclination angle of the base portion 31a and the direction of movement of the piston 30
Figure pat00015
And the inclination angle between the protrusion 31b and the movement direction of the piston 30
Figure pat00016
The ratio between is defined as an independent factor.

그리고 상기 수학식 3에 나타낸 인자

Figure pat00017
는 상기 밸브플레이트(21)의 상기 테이퍼부(21a)가 상기 밸브플레이트(31)의 수직 방향, 즉 상기 피스톤(30)의 운동방향과 이루는 각
Figure pat00018
과 상기 피스톤돌기(31)의 상기 기저부(31a)와 상기 피스톤(30)의 운동방향이 이루는 각
Figure pat00019
사이의 차를 하나의 인자로 정의한 것이다. And the factor shown in Equation 3 above.
Figure pat00017
Is an angle between the tapered portion 21a of the valve plate 21 and the vertical direction of the valve plate 31, that is, the movement direction of the piston 30.
Figure pat00018
And an angle formed between the base portion 31a of the piston protrusion 31 and the movement direction of the piston 30.
Figure pat00019
The difference between the two is defined as a factor.

이와 같이 정의된 인자들은 모두 특정 값들 사이의 비율 또는 차로 이루어지기 때문에 다른 다양한 종류나 크기의 압축기 피스톤 돌기와 토출공에도 적용 가능한 인자가 된다.All of these defined factors are ratios or differences between specific values, which makes them applicable to various types or sizes of compressor piston protrusions and discharge holes.

위와 같이 정의된 인자들에 대하여 본 발명의 실시예에서는 압축기(10)의 성능을 극대화할 수 있는 상기 인자들의 범위를 제한한다. With respect to the factors defined as above, the embodiment of the present invention limits the range of the above factors that can maximize the performance of the compressor 10.

도 4에 도시된 그래프에서는 위에 정의된 세 개의 인자의 값과 압축기의 체적 효율(%) 및 압축기 성능계수(COP: Coefficient Of Performance) 사이의 관계를 나타내고 있다. The graph shown in FIG. 4 shows the relationship between the values of the three factors defined above, the volumetric efficiency (%) and the compressor coefficient of efficiency (COP) of the compressor.

그래프에서 확인되는 바와 같이 우선

Figure pat00020
는 대략 0.41의 값 부분에서 최대 체적 효율과 최대 성능 계수를 나타낸다. 그리고
Figure pat00021
는 -10에서 10도가 넘지 않는 범위 내에서 선택되는 것이 유리하다.As you can see in the graph
Figure pat00020
Represents the maximum volumetric efficiency and the maximum coefficient of performance in the value portion of approximately 0.41. And
Figure pat00021
Is advantageously selected within the range of -10 to no more than 10 degrees.

또한

Figure pat00022
는 대략 2.5를 넘어서는 부분에서 높은 효율을 보임을 확인할 수 있다.Also
Figure pat00022
It can be seen that the high efficiency is shown in the portion exceeding approximately 2.5.

이와 같은 결과에 따라 위의 각각의 인자들의 수치 범위를 한정하면 아래와 같다.Based on these results, the numerical range of each of the above factors is limited as follows.

0.4 ≤

Figure pat00023
≤ 0.50.4 ≤
Figure pat00023
≤ 0.5

1.5 ≤

Figure pat00024
≤ 31.5 ≤
Figure pat00024
≤ 3

-10 ≤

Figure pat00025
≤ 10
-10 ≤
Figure pat00025
≤ 10

또한 추가적으로 다음의 인자를 더 정의할 수 있다. In addition, the following parameters can be further defined.

Figure pat00026
Figure pat00026

위의 수학식 4로 나타낸 인자 Gh는 상기 밸브플레이트(21)의 상기 테이퍼부(21a)의 높이와, 상기 피스톤돌기(31)의 상기 돌출부(31b) 사이의 높이 차이로 정의될 수 있다. 이와 같은 상기 Gh는 0 이상 0.15 이하의 범위 내에서 조정되는 경우에 압축기 성능에 도움이 된다. The factor G h represented by Equation 4 may be defined as a height difference between the height of the tapered portion 21a of the valve plate 21 and the protrusion 31b of the piston protrusion 31. Such G h is helpful for compressor performance when it is adjusted within the range of 0 to 0.15.

나아가, 상기 피스톤돌기(31)의 형성에 의하더라도 상기 압축기(10)의 냉매 압축시 냉매 토출 저항의 증가를 방지하기 위해서 상기 피스톤돌기(31)가 상기 토출공(21')으로 수용되는 각각의 단계에서의 최소 토출 유효경은, 상기 토출밸브(22)가 최대한 열렸을 때 상기 밸브플레이트(21)와 상기 토출밸브(22) 사이에 형성되는 토출유로의 넓이(이하 토출 유효경(Ded)이라 한다) 이상이 되는 것이 바람직하다.Further, even when the piston protrusions 31 are formed, the piston protrusions 31 are accommodated in the discharge holes 21 ′ in order to prevent an increase in the refrigerant discharge resistance when the compressor 10 compresses the refrigerant. The minimum discharge effective diameter in the step is the width of the discharge flow path formed between the valve plate 21 and the discharge valve 22 when the discharge valve 22 is fully opened (hereinafter referred to as discharge effective diameter D ed ). It is preferable to become above.

여기서 상기 피스톤돌기(31)가 상기 토출공(21')으로 수용되는 단계는 도 5에 나타낸 바와 같이 3단계로 구분할 수 있으며, 상기 최소 토출 유효경은, 도 5에 도시된 각각의 단계에서 상기 피스톤돌기(31)와 상기 토출공(21') 사이에 형성되는 냉매 토출 유로의 가장 좁은 단면적을 수치화한 값으로 정의한다. Here, the step in which the piston protrusion 31 is accommodated as the discharge hole 21 ′ may be divided into three stages as shown in FIG. 5, and the minimum discharge effective diameter is the piston in each stage shown in FIG. The narrowest cross-sectional area of the refrigerant discharge flow path formed between the projection 31 and the discharge hole 21 'is defined as a numerical value.

우선 도 5의 좌측에 도시된 (a)단계는 상기 피스톤돌기(31)의 선단이 상기 토출공(21')의 상기 테이퍼부(21a)로의 진입을 시작한 단계를 도시한 것이다.First, step (a) shown on the left side of FIG. 5 illustrates a step in which the tip of the piston protrusion 31 starts to enter the tapered portion 21a of the discharge hole 21 '.

이에 따르면, 상기 (a)단계에서의 상기 최소 토출 유효경(De1)은 다음과 같은 식으로 연산된다. Accordingly, the step (a) the minimum discharge effective diameter (D e1) in the following is calculated by the following equation.

Figure pat00027
Figure pat00027

상기 수학식 5에서 확인되는 바와 같이 상기 (a)단계에서의 상기 최소 토출 유효경(De1)은 상기 테이퍼부(21a)의 최대 단면적에서 상기 돌출부(31b)의 최소 단면적을 뺀 값이 된다. The minimum discharge effective diameter (D e1) at the step (a) as identified in the equation (5) becomes a value obtained by subtracting the minimum cross-sectional area of the projecting portion (31b) at the maximum cross-sectional area of the tapered portion (21a).

또한 도 5에 도시된 (b)단계에서의 상기 최소 토출 유효경(De2)은 다음과 같은 식으로 연산된다. In addition, the minimum ejection effective diameter D e2 in step (b) illustrated in FIG. 5 is calculated as follows.

Figure pat00028
Figure pat00028

수학식 6에서 확인되는 바와 같이 상기 (b)단계에서 상기 De2는 상기 밸브플레이트(21)의 상기 관통부(21b)의 단면적에서 상기 피스톤돌기(31)의 상기 돌출부(31b)의 최소 직경 d3에 의한 최소 단면적을 차감한 값이 된다.As confirmed in Equation 6, in step (b), the D e2 is the minimum diameter d of the protrusion part 31b of the piston protrusion 31 in the cross-sectional area of the through part 21b of the valve plate 21. It becomes the value which subtracted the minimum cross-sectional area by 3 .

나아가 도 5에 도시된 (c)단계에서의 상기 최소 토출 유효경(De3)은 다음과 같은 식으로 연산된다. Furthermore, the discharge minimum effective diameter (D e3) in the step (c) shown in Figure 5 are the following operations in the same way.

Figure pat00029
Figure pat00029

수학식 7에서 확인되는 바와 같이 상기 (c)단계에서 상기 De3은 상기 밸브플레이트(21)의 상기 관통부(21b)의 단면적에서 상기 피스톤돌기(31)의 상기 돌출부(31b)의 최대 직경 d2에 의한 최대 단면적을 차감한 값이 된다. As confirmed in Equation (7), in the step (c), D e3 is the maximum diameter d of the protrusion part 31b of the piston protrusion 31 in the cross-sectional area of the through part 21b of the valve plate 21. It becomes the value which subtracted the maximum cross-sectional area by 2 .

상기 피스톤돌기(31)가 상기 토출공(21')으로 수용되는 3 단계에서 위와 같이 연산되는 3개의 최소 토출 유효경의 값들은 상기 밸브플레이트(21)와 상기 토출밸브(22) 사이에 형성되는 상기 토출 유효경(Ded) 이상이 되는 것이 바람직하다.
In three stages in which the piston protrusion 31 is accommodated in the discharge hole 21 ′, values of the three minimum discharge effective diameters calculated as described above are formed between the valve plate 21 and the discharge valve 22. It is preferable to be more than the discharge effective diameter D ed .

다음으로, 본 발명의 제2실시예의 구체적인 구성을 첨부된 도면을 참고하여 설명하기로 한다. 특히 이하에서는 본 발명의 제2실시예의 요부를 중심으로 설명하고, 제1실시예 및 배경기술과 동일한 구성에 대하여는 자세한 설명을 생략한다. Next, a detailed configuration of the second embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In particular, the following description mainly focuses on the main part of the second embodiment of the present invention, and detailed description of the same configuration as that of the first embodiment and the background art is omitted.

도 6에는 본 발명의 제2실시예에 의한 압축기 피스톤의 돌기 형상이 단면도로 도시되어 있고, 도 7에는 본 발명에 있어서 제1실시예와 제2실시예의 토출 유로의 단면적 감소율을 비교하기 위한 그래프가 도시되어 있다. 6 is a cross-sectional view of the projection shape of the compressor piston according to the second embodiment of the present invention, Figure 7 is a graph for comparing the cross-sectional area reduction rate of the discharge flow path of the first embodiment and the second embodiment in the present invention Is shown.

도 6에서와 같이, 피스톤(30)의 선단에 피스톤돌기(131)가 돌출되어 형성된다. 우선 본 발명의 제2실시예에서 피스톤돌기(131)의 형상을 도 6을 기초로 설명하면, 상기 피스톤돌기(131)는 제1, 제2 및 제3기준점(S, T, U)을 지나는 곡선(C)이 상기 피스톤(30)의 중심축(L)을 중심으로 회전하였을 때 형성되는 회전체이다. 즉, 상기 피스톤돌기(131)는 대략 원뿔대 형상인데 그 외면이 오목한 곡면으로 이루어진 것이다. As shown in FIG. 6, the piston protrusion 131 is formed to protrude from the tip of the piston 30. First, in the second embodiment of the present invention, the shape of the piston protrusion 131 will be described based on FIG. 6. The piston protrusion 131 passes through the first, second, and third reference points S, T, and U. Curve (C) is a rotating body formed when rotated about the central axis (L) of the piston (30). That is, the piston protrusion 131 is formed in a substantially truncated conical shape, the outer surface of which is concave.

상기 세 개의 기준점(S, T, U)은 위에서 이미 설명한 제1실시예의 기저부(31a)와 돌출부(31b)를 형성하기 위한 인자들에 의해 정의된다. 참고로 도 6에서는 제1실시예의 기저부(31a)와 돌출부(31b)를 점선으로 표시하였다. The three reference points S, T, and U are defined by factors for forming the base portion 31a and the protrusion 31b of the first embodiment described above. For reference, in FIG. 6, the base portion 31a and the protrusion portion 31b of the first embodiment are indicated by dotted lines.

먼저 제1기준점(S)은 도 6을 기준으로 상기 기저부(31a)의 외면과 피스톤(30) 선단이 만나는 지점이다. First, the first reference point S is a point where the outer surface of the base portion 31a and the tip of the piston 30 meet with reference to FIG. 6.

그리고 제2기준점(T)은 상기 제1기준점(S)과 제3기준점(U)을 지나는 직선과 상기 중심축(L) 사이에 있는 임의의 한 점으로 정의된다. 이때, 상기 제2기준점(T)은 상기 기저부(31a)와 돌출부(31b)의 외면이 만나는 지점으로 결정되는 것이 바람직하다. And the second reference point (T) is defined as any one point between the straight line passing through the first reference point (S) and the third reference point (U) and the central axis (L). In this case, the second reference point T is preferably determined as a point where the outer surface of the base portion 31a and the protrusion 31b meet.

마지막으로 제3기준점(U)은 상기 돌출부(31b)의 선단이 되는 지점이다. 여기에서 상기 세 개의 기준점(S, T, U)이 도 6을 기준으로 동일 평면상에 있는 것은 당연하다. Finally, the third reference point U is a point that becomes the tip of the protrusion 31b. It is natural that the three reference points S, T, and U are coplanar with respect to FIG. 6.

이와 같이 제1실시예에서 설명한 인자들에 의하여 상기 제1, 제2및 제3기준점(S, T, U)이 설정되면, 이들 세 개의 기준점(S, T, U)을 지나는 곡선(C)이 만들어질 수 있는데, 본 발명 제2실시예의 피스톤돌기(131)는 상기 곡선(C)을 도 6의 중심축(L)을 기준으로 회전시켜 형성되는 회전체로 정의될 수 있다. As such, when the first, second and third reference points S, T, and U are set by the factors described in the first embodiment, the curve C passing through these three reference points S, T, and U is set. This may be made, the piston protrusion 131 of the second embodiment of the present invention may be defined as a rotating body formed by rotating the curve (C) based on the central axis (L) of FIG.

이때 상기 곡선(C)은 일정한 곡률반경을 가지는 원호가 될 수도 있다. In this case, the curve C may be an arc having a constant radius of curvature.

다음으로, 본 발명 제2실시예에 의한 피스톤돌기(131)의 형상에 따른 효과를 도 7을 기초로 설명한다. Next, effects according to the shape of the piston protrusion 131 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

냉매 압축시에는 피스톤이 밸브플레이트를 향하여 전진이동하는데, 도 7에 도시된 그래프의 X 축은 피스톤의 전진이동 거리를 나타낸다. 도 7은 피스톤의 전진이동 거리에 따른 토출유로의 단면적 감소율을 측정한 그래프인데, 본 발명의 제1실시예와 제2실시예를 비교 도시한 것이다. 참고로 도 7의 그래프에서 부피감소율은 피스톤의 전진이동에 따른 실린더보어의 부피감소율을 나타낸 것이다. When the refrigerant is compressed, the piston moves forward toward the valve plate, and the X axis of the graph shown in FIG. 7 represents the forward movement distance of the piston. 7 is a graph measuring the rate of reduction of the cross-sectional area of the discharge passage according to the forward movement distance of the piston, showing a comparison between the first embodiment and the second embodiment of the present invention. For reference, the volume reduction rate in the graph of Figure 7 shows the volume reduction rate of the cylinder bore according to the forward movement of the piston.

도 7의 그래프에서 알 수 있듯이, 제2실시예에서의 토출유로 단면적 감소율(그래프 기울기)이 제1실시예에서 보다 작은 구간이 있다. 냉매 압축을 위한 피스톤의 전진 이동시에 토출유로 단면적 감소율이 작다는 것은 토출유로의 확보가 보다 용이하다는 것을 의미한다.As can be seen from the graph of Fig. 7, there is a section in which the discharge flow path cross-sectional area reduction rate (graph slope) in the second embodiment is smaller than in the first embodiment. The small rate of reduction in the cross-sectional area of the discharge passage during the forward movement of the piston for compressing the refrigerant means that the discharge passage can be more easily secured.

즉 본 발명의 제2실시예에 의하면, 냉매 압축시 사체적의 감소 속도 대비 토출유로의 단면적 감소 비율을 작게하여 사체적은 줄어들게 하면서도 토출유로를 확보하게 된다. 이로 인해 냉매의 토출이 보다 원활하게 이루어져 압축기의 냉방 성능을 향상시킬 수 있다.That is, according to the second embodiment of the present invention, the ratio of the reduction in the cross-sectional area of the discharge passage to the reduction rate of the dead volume during refrigerant compression is reduced, thereby ensuring the discharge passage while reducing the dead volume. As a result, the refrigerant is discharged more smoothly, thereby improving the cooling performance of the compressor.

참고로, 청구범위 1은 본 발명의 실시예 2를 클레임으로 규정한 것이며, 본 발명 실시예2의 제1, 제2 및 제3기준점(S, T, U)을 도출하기 위해 제1실시예에서 설명된 기저부(31a)와 돌출부(31b)의 개념을 차용하였는바, 청구범위 1에는 가상의 기저부(31a)와 가상의 돌출부(31b)라는 용어를 사용하였다. For reference, Claim 1 defines the second embodiment of the present invention as a claim, the first embodiment to derive the first, second and third reference point (S, T, U) of the second embodiment of the present invention Since the concept of the base portion 31a and the protrusion 31b described in FIG. 1 is borrowed, the terms of the virtual base portion 31a and the virtual protrusion 31b are used in claim 1.

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.The scope of the present invention is not limited to the embodiments described above, but may be defined by the scope of the claims, and those skilled in the art may make various modifications and alterations within the scope of the claims It is self-evident.

예를 들어 본 발명의 피스톤 돌기는 가변용량형 사판식 압축기에 설치되는 피스톤에 형성될 수도 있다. 즉, 가변용량형 사판식 압축기는 다수개의 실린더보어를 가지는 실린더블록과, 상기 실린더보어 내에 설치되어 직선왕복운동함으로써 작동유체를 압축하는 피스톤과, 상기 실린더블록의 전방에 결합되어 내부에 크랭크실을 형성하는 프론트헤드와, 상기 실린더블록의 후방에 결합되어 내부에 흡입실과 토출실을 형성하는 리어헤드와, 상기 실린더블록에 회전가능하게 지지되는 구동축과, 상기 크랭크실 내에서 상기 구동축에 결합되어 함께 회전되고 상기 피스톤에 동력을 전달하는 사판, 그리고 상기 실린더보어와 상기 토출실을 연통하는 토출공이 형성된 벨브플레이트를 포함하며, 상기 피스톤에 본 발명의 피스톤 돌기가 일체로 형성되는 것도 가능하다. For example, the piston protrusion of the present invention may be formed on a piston installed in a variable displacement swash plate compressor. That is, the variable displacement swash plate compressor includes a cylinder block having a plurality of cylinder bores, a piston installed in the cylinder bore to compress the working fluid by linear reciprocating motion, and a crank chamber coupled to the front of the cylinder block. A front head to be formed, a rear head coupled to the rear of the cylinder block to form a suction chamber and a discharge chamber therein, a drive shaft rotatably supported by the cylinder block, and coupled to the drive shaft in the crank chamber together. And a valve plate having a swash plate which is rotated and transmits power to the piston, and a discharge hole communicating with the cylinder bore and the discharge chamber, wherein the piston protrusion of the present invention may be integrally formed on the piston.

10: 압축기 11: 프론트헤드
11a: 토출실 12: 전방실린더블록
12': 후방실린더블록 12a: 실린더보어
13: 리어헤드 14: 회전축
14a:입구 14b: 출구
15: 축지지공 15': 흡입통로
16: 사판실 17: 사판
18: 축시일 19: 슈
20: 밸브어셈블리 21: 밸브플레이트
21': 토출공 21a: 테이퍼부
21b: 관통부 22: 토출밸브
30: 피스톤 31, 131: 피스톤돌기
31a: 기저부 31b: 돌출부
40': 마찰면 41: 필드코일
43: 허브 44: 댐퍼
46: 디스크 S, T, U: 제1, 제2 및 제3기준점10: Compressor 11: Fronthead
11a: discharge chamber 12: front cylinder block
12 ': rear cylinder block 12a: cylinder bore
13: rear head 14: axis of rotation
14a: entrance 14b: exit
15: shaft supporter 15 ': suction passage
16: Judge Room 17: Judge
18: Holiday 19: Shoe
20: valve assembly 21: valve plate
21 ': discharge hole 21a: tapered portion
21b: through part 22: discharge valve
30: piston 31, 131: piston protrusion
31a: base 31b: protrusion
40 ': Friction surface 41: Field coil
43: hub 44: damper
46: disks S, T, U: first, second and third reference points

Claims (3)

내부에 실린더보어가 다수개 형성되는 실린더블록과, 상기 실린더블록에 결합되어 내부에 상기 실린더보어와 연통되는 토출실이 형성되는 리어헤드와, 상기 실린더보어와 상기 토출실을 연통하는 토출공(21')이 형성된 밸브플레이트(21)와, 그리고 직선 왕복 운동에 따라 상기 토출공(21')에 선택적으로 삽입되는 피스톤돌기(131)가 일체로 돌출 형성되고 상기 실린더보어 내에서 직선 왕복 운동하여 냉매를 압축하는 피스톤(30)을 포함하고,
상기 토출공(21')은 상기 밸브플레이트(21)를 수직으로 관통하는 관통부(21b)와 상기 밸브플레이트(21)로부터 상기 관통부(21b)로의 경사면을 형성하는 테이퍼부(21a)로 이루어지며,
상기 피스톤돌기(131)는, 상기 피스톤(30)으로부터 상기 피스톤(30)의 운동방향에 평행하게 돌출되고, 상기 피스톤(30)의 운동 방향에 수직한 단면이 상기 피스톤(30)에서 멀어질수록 일정한 기울기로 감소하는 직경을 갖도록 형성되는 가상의 기저부(31a)와, 상기 피스톤(30)의 운동 방향에 수직한 단면이 상기 가상의 기저부(31a)로부터 멀어질수록 상기 가상의 기저부(31a)의 단면의 직경이 감소하는 기울기보다 작은 일정한 기울기로 감소하는 직경을 갖도록 형성되는 가상의 돌출부(31b)를 포함하고,
상기 피스톤돌기(131)는 제1, 제2 및 제3기준점(S, T, U)을 지나는 곡선(C)이 상기 피스톤(30)의 중심축(L)을 중심으로 회전하였을 때 형성되는 회전체이며,
상기 제1기준점(S)은 상기 가상의 기저부(31a)의 외면과 피스톤(30) 선단이 만나는 지점이고, 상기 제2기준점(T)은 상기 제1 및 제3기준점(S, U)을 지나는 직선과 상기 중심축(L) 사이에 존재하는 임의의 한 점이며, 상기 제3기준점(U)은 상기 돌출부(31b)의 선단이 되는 지점이고, 상기 제1, 제2 및 제3기준점(S, T, U)은 동일 평면상에 위치하며,
상기 제1, 제2 및 제3기준점(S, T, U)을 도출하기 위한 상기 가상의 기저부(31a)와 가상의 돌출부(31b)는 [다음]과 같이 한정됨을 특징으로 하는 압축기.
[다음]
상기 피스톤(30)의 운동 방향에 수직한 상기 피스톤(30)의 단면적과, 상기 가상의 기저부(31a)의 최대 단면적의 비(RA)는 0.4 이상 0.5 이하의 범위 내로 한정되고, 상기 가상의 돌출부(31b)의 경사면이 상기 피스톤(30)의 운동 방향과 이루는 각도와 상기 가상의 기저부(31a)의 경사면이 상기 피스톤(30)의 운동 방향과 이루는 각도의 비(
Figure pat00030
)는 1.5 이상 3 이하의 범위 내로 한정되며, 상기 밸브플레이트(21)의 수직방향과 상기 테이퍼부(21a)의 경사면이 이루는 각과 상기 가상의 기저부(21a)의 경사면이 상기 피스톤(30)의 운동방향과 이루는 각 사이의 차(
Figure pat00031
)는 -10 이상 10 이하의 범위 내임.A cylinder block having a plurality of cylinder bores formed therein, a rear head coupled to the cylinder block to form a discharge chamber communicating with the cylinder bore therein, and a discharge hole communicating with the cylinder bore and the discharge chamber 21 ') Formed valve plate 21 and the piston protrusion 131 selectively inserted into the discharge hole 21' according to the linear reciprocating motion is integrally formed and linear reciprocating motion in the cylinder bore to cool the refrigerant It includes a piston 30 for compressing,
The discharge hole 21 'includes a through portion 21b penetrating the valve plate 21 vertically and a tapered portion 21a forming an inclined surface from the valve plate 21 to the through portion 21b. Lose,
The piston protrusion 131 protrudes in parallel to the direction of movement of the piston 30 from the piston 30, and as the cross section perpendicular to the direction of movement of the piston 30 moves away from the piston 30. The virtual base portion 31a formed to have a diameter decreasing with a constant slope, and the cross section perpendicular to the direction of movement of the piston 30 moves away from the virtual base portion 31a of the virtual base portion 31a. An imaginary protrusion 31b formed to have a diameter that decreases at a constant slope smaller than the slope at which the diameter of the cross section is reduced,
The piston protrusion 131 is formed when the curve (C) passing through the first, second and third reference point (S, T, U) is rotated about the central axis (L) of the piston 30 Is full,
The first reference point S is a point where the outer surface of the virtual base portion 31a and the tip of the piston 30 meet, and the second reference point T passes through the first and third reference points S and U. It is an arbitrary point which exists between a straight line and the said central axis L, The said 3rd reference point U is a point used as the front-end | tip of the said projection part 31b, The said 1st, 2nd and 3rd reference point S , T, U) are coplanar,
And the virtual base portion (31a) and the virtual protrusion portion (31b) for deriving the first, second and third reference points (S, T, U) are defined as follows.
[next]
The ratio R A of the cross-sectional area of the piston 30 perpendicular to the direction of movement of the piston 30 and the maximum cross-sectional area of the virtual base portion 31a is limited within the range of 0.4 or more and 0.5 or less. The ratio between the angle at which the inclined surface of the protrusion 31b forms the movement direction of the piston 30 and the angle at which the inclined surface of the virtual base portion 31a forms the movement direction of the piston 30 (
Figure pat00030
) Is limited to the range of 1.5 or more and 3 or less, and the angle formed between the vertical direction of the valve plate 21 and the inclined surface of the tapered portion 21a and the inclined surface of the virtual base portion 21a are the movement of the piston 30. The difference between the direction and the angle
Figure pat00031
) Ranges from -10 to 10. 제 1 항에 있어서, 상기 제2기준점(T)은 상기 기저부(31a)와 돌출부(31b)의 외면이 만나는 지점임을 특징으로 하는 압축기. The compressor as claimed in claim 1, wherein the second reference point (T) is a point where the outer surface of the base portion (31a) and the protrusion portion (31b) meet. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 곡선(C)은 일정한 곡률반경을 가지는 원호임을 특징으로 하는 압축기.
The compressor as claimed in claim 1 or 2, wherein the curve C is a circular arc having a constant radius of curvature.
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