KR950013018B1 - 스크로울형 압축기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

스크로울형 압축기

제 1 도 내지 제 7 도는 본 발명의 일실시예를 표시하며,

제 1 도는 부분적 종단면도.

제 2 도는 제 1 도의 II-II선을 따른 투시도.

제 3 도는 제 6 도의 III-III선을 따른 단면도.

제 4 도는 제 6 도의 IV-IV선을 따른 시시도.

제 5 도는 제 4 도의 V-V선을 따른 단면도.

제 6 도는 제 4 도의 VI-VI선을 따른 단면도.

제 7 도는 제 5 도의 Ⅶ-Ⅶ선을 따른 시시도.

제 8 도 내지 제 10 도는 종래의 스크로울형 압축기의 일예를 표시하며,

제 8 도는 종단면도.

제 9 도는 제 10 도의 IX-lX선을 따른 부분적 단면도.

제 10 도는 제 8 도의 X-X선을 따른 형단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 하우징 10 : 고정스크로울

11 : 끝판(端板) 12 : 소용돌이형상랩

14 : 선회스크로울 15 : 끝판

16 : 소용돌이형상랩 19a,19b : 압축실

29 : 토출포오트 31 : 토출캐비티

28 : 흡입실 33a,33b : 바이패스포오트

50 : 용량제어블록 54,81,89a,89b,92 : 바이패스통로

56 : 피스톤밸브 58 : 제어밸브

본 발명은 차량용 공기조화기 등에 호적한 스크로울형 압축기에 관한 것이다.

종래의 스크로울형 압축기의 일예가 제 8 도 내지 제 10 도에 표시되어 있다.

제 8 도에 있어서, (1)은 밀폐하우징으로서, 컵형상본체(2)와 이것에 볼트(3)에 의해서 체결된 프린트엔드플레이트(4)와 이것에 볼트(5)에 의해서 체결된 통형상부재(6)로 이루어진다. 이 통형상부재(6)를 관통하는 주축(7)은 베어링(8) 및 (9)를 개재해서 하우징(1)에 회전자재하게 지지되어 있다.

하우징(1)내에는 고정스크로울(10)이 배설되고, 이 고정스크로울(10)은 끝판(11)과 그 내면에 세위형성된 소용돌이형상랩(l2)을 구비하며, 이 끝판(11)을 볼트(13)에 의해서 컵형상본체(2)에 체결하므로서, 고정스크로울(10)은 하우징(1)내에 고정설치 되어 있다. 끝판(11)의 외주면과 컵형상본체(2)의 내주면을 밀접시키므로서 하우징(1)내가 간막아지며, 끝판(11)의 바깥쪽에는 토출캐비티(31)가 형성되고, 끝판(11)의 안쪽에는 흡입실(28)이 한계되어 있다.

또, 끝판(11)의 중앙에는 토출포오트(29)가 뚫려 형성되고, 이 도출포오트(29)는 끝판(11)의 바깥면에 리테이너(35)와 함께 볼트(36)에 의해서 체결된 도출밸브(30)에 의해서 개폐되도록 되어 있다.

선회스크로울(14)은 끝판(15)과 그 내면에 세워형성된 소용돌이형상랩(16)을 구비하고, 이 소용돌이형상랩(16)은 고정스크로울(10)의 소용돌이형상랩(12)과 실질적으로 동일형상을 가지고 있다.

선회스크로울(14)과 고정스크로울(10)과는 상호 공전선회반경만큼 편심하고, 또한, 180°만큼 각도를 어긋나게 해서 도시한 바와같이 맞물려져 있다.

그리하여, 소용돌이형상랩(12)의 선단면에 매설된 팁시일(17)은 끝판(15)의 내면에 밀접하고, 소용돌이형상랩(16)의 선단면에 매설된 팁시일(18)은 끝판(11)의 내면에 밀접하고, 소용돌이형상랩(l2)과 (16)의 측면은, 제 10도에 표시한 바와같이 점 a,b,c,d에서 밀접해서 소용돌이의 중심에 대해서 대략 점대칭을 이루는 복수의 압축실(19a),(19b)이 형성되어 있다.

끝판(15)의 바깥면중앙부에 돌출형성된 원통형상보스(20)의 내부에는 드라이브부시(21)가 베어링(23)을 개재해서 회전자재하게 끼워맞추어지고, 이 드라이브부시(21)에 뚫려 형성된 편심구멍(24)내에는 주축(7)의 내단부에 편심해서 돌출형성된 편심핀(25)이 회동자재하게 끼워져 있다. 그리고, 이 드라이브부시(21)에는 밸런스웨이트(27)가 장착되어 있다.

끝판(15)의 바깥면의 바깥둘레가장자리와 프런트엔드플레이트(4)의 내면과의 사이에는 드러스트베어링을 겸하는 자전저지기구(26)가 배치되어 있다.

그리하여, 주축(7)을 회전시키면, 편심핀(25), 드라이브부시(21), 보스(20) 등으로 이루어진 선회구동기구를 개재해서 선회스크로울(14)이 구동되고, 선회스크로울(14)은 자전저지기구(26)에 의해서 그 자전을 저지당하면서 공전선회반경, 즉, 주축(7)과 편심핀(25)과의 편심량을 반경으로 하는 원궤도상을 공전선회운동한다. 그러자, 소용돌이형상랩(12)와 (16)과의 선접촉부 a∼b가 차차로 소용돌이의 중심방함으로 이동하고, 이 결과, 압축실(19a),(19b)은 그 용적을 감소시키면서 소용돌이의 중심방향으로 이동한다.

이에 따라서, 도시하지 않는 흡입구를 통과해서 흡입실(28)에 유입한 가스가 소용돌이형상랩(12)와 (16)과의 외종단 개구부로부터 각 압축실(19a),(19b)내에 도입되어서 압축되면서 중심부에 이르고, 여기서부터 토출포오트(29)를 통과하여 토출밸브(30)를 밀고 열어서 토출캐비티(31)에 토출되며, 거기서부터 도시하지않는 토출구를 거쳐서 유출한다.

고정스크로울(10)의 끝판(11)내에는, 제 9 도 및 제 10 도에 표시한 바와같이, 일단부가 흡입실(28)에 연통하는 1쌍의 실린더(32a),(32b)가 뚫려 형성되고, 이들 1쌍의 실린더(32a),(32b)는 토출포오트(29)의 양쪽에 위치해서 서로 평행으로 신장되어 있다. 또, 이 끝판(11)에는 1쌍의 압축실(19a),(19b)내로부터 압축도중의 가스를 상기 실린더(32a),(32b)에 바이패스시키기 위한 바이패스포오트(33a),(33b)가 뚫려 형성되어있다. 그리고, 이를 실린더(32a),(32b)내에는 바이패스포오트(33a),(33b)를 개폐하기 위한 피스톤(34a),(34b)이 밀봉접동자재하게 끼워넣어져 있다. 그리고, 컵형상본체(2)의 밑바닥부에는 이것을 밀봉적으로 관통하고, 일부가 외부로 돌출하는 제어밸브(38)가 장착되며, 이 제어밸브(38)는 일본국 실개평 1-34485, 일본국 실개평 1-179186호 공보 등에 표시된 바와같이, 토출압력 및 흡입압력을 감지해서 이들 압력의 중간압력이고, 또한 저압압력의 1차 함수로서 표시할 수 있는 제어압력을 발생한다.

그리하여, 압축기의 전부하운전시에는, 피스톤(34a),(34b)의 각 내단면에 제어밸브(38)에서 발생한 고압의 제어가스를 연통구멍(39a),(39b)을 거쳐서 도입하고, 각 피스톤(34a),(34b)을 이것과 스프링받침(40a),(40b)과의 사이에 압축상태로 개재장착된 복귀스포링(41a),(41b)의 탄발력에 대항해서 전진시키므로서 바이패스포오트(33a),(33b)를 폐색한다.

한편, 압축기의 무부하운전시에는, 제어밸브(38)로부터 발생하는 제어 가스의 압력을 저하시킨다. 그러자, 각 피스톤(34a),(34b)은 복귀스포링(41a),(41b)의 탄발력에 의해서 후퇴하여 도시한 위치를 차지하고, 1쌍의 압축실(19a),(19b)로부터 압축도중의 가스가 바이패스포오트(33a),(33b)를 통과하여, 피스톤(34a),(34b)에 뚫려 형성된 연통구멍(42a),(42b), 무관통구멍(43a),(43b), 실린더(32a),(32b)를 거쳐서 흡입실(28)로 유출한다.

상기 종래의 압축기에 있어서는, 소용돌이의 중심에 대해서 점대칭으로 압축실(19a),(19b)이 형성되므로, 이들 압축실(19a),(l9b)로부터 각각 압축도중의 가스를 바이패스시키기 위해서는 끝판(11)에 1쌍의 바이패스포오트(33a),(33b) 및 1쌍의 실린더(32a),(32b)를 형성하고, 또한, 이들 1쌍의 실린더(32a),(32b)내에 각각 피스톤(34a),(34b), 복귀스프령(41a),(41b), 스프링받침(40a),(40b) 등을 2세트 배설할 필요가 있기 때문에, 구조가 복잡하게 되어서 부품점수 및 조립, 가공공수가 증가하는 동시에 코스트 및 중량이 증가한다고 하는 문제가 있었다.

또, 제어밸브(38)가 일부를 하우징(1) 밖으로 돌출시켜서 하우징(1)에 밀봉적으로 창착되어 있었기 때문에, 압축기의 외형치수가 커질뿐만 아니라 압축기의 취급시에 제어밸브(38)가 장해물에 부딪쳐서 파손필 염려가 있었다. 또, 제어밸브(38)를 장착하기 위한 장착구조 및 시일구조가 복잡하게 되고, 또한, 그 장착공수가 많아진다. 제어밸브(38)에 토출압력 및 흡입압력을 인도하고, 이 제어밸브(38)에서 발생한 제어압력을 실린더(32a),(32b)에 인도하는 것이 매우 곤란하고, 공수가 많아진다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 제 1의 발명의 요지로 하는 바는, 각각 끝판에 소용돌이형상랩을 세워 형성하여 이루어진 고정스크로울과 선회스크로울을 서로 각도를 어긋나게해서 맞물리게 하므로서 압축실을 형성하고, 상기 고정스크로울을 하우징내에 고정설치하고, 상기 선회스크로울을 자전저지기구에 의해 그 자전을 저지하면서 선회구동기구에 의해 공전선회운동시키므로서 상기 압축실을 그용적을 감소시키면서 소용돌이의 중심을 함해서 이동시켜서 가스를 압축하고, 이 압축가스를 상기 고정스크로울의 끝판에 형성한 토출포오트를 거쳐서 상기 하우징내에 형성된 토출케비티에 토출하는 스크로울형 압축기에 있어서, 상기 고정스크로울의 끝판에 상기 압축실에 연통하는 바이패스포오트를 뚫어 형성하고, 이 바이패스포오트를 상기 하우징내에 형성된 흡입실로 연통하는 바이패스통로와, 이 바이패스통로를 개폐하는 피스톤밸브와, 토출압력 및 흡입압력을 감지해서 상기 피스톤밸브를 작동시키는 제어압력을 발생하는 제어밸브를 내장하는 용량제어블록을 상기 고정스크로울과는 별체로 구성하고, 이 용량제어블록을 상기 고정스크로울의 끝판의 바깥면에 밀접시켜서 하우징내에 고정설치한 것을 특징으로 하는 스크로울형 압축기에 있다.

제 2의 발명의 요지로 하는 바는, 상기 제 1의 발명에 있어서, 피스톤밸브와 제어밸브를 서로 평행하게 설치한 것을 특징으로 하는 스크로울형 압축기에 있다.

본 발명에 있어서는, 상기 구성을 구비하고 있기 때문에, 용량제어블록을 고정스크로울의 끝판의 바깥면에 밀접시켜서 하우징내에 고정설치하므로서 바이패스포오트는 용량제어블록의 바이패스통로를 개재해서 하우징내에 흡입실로 연통한다. 제어밸브에서 발생한 제어압력을 피스톤밸브에 인가하여 이 피스톤밸브를 작동시켜서 바이패스통로를 개폐하므로서 압축기의 용량이 제어된다.

본 발명의 일실시예가 제 1 도 내지 제 7 도에 표시되어 있다.

고정스크로울(10)의 끝판(11)에는 압축실(19a),(19b)에 연통하는 1쌍의 바이패스포오트(33a),(33b) 가 뚫려 형성되어 있다. 고정스크로울(10)의 끝판(11)의 바깥면에 밀접하도록 용량제어블록(50)이 설치되고, 이용량제어블록(50)은 이것에 형성된 끼워맞춤오목부(51)를 고정스크로울(10)에 형성된 끼워맞춤 볼록부(10a)에 끼워맞추고, 볼트(13)를 하우징(1)의 외부로부터 컵형상본체(2) 및 용량제어블록(50)에 뚫어 형성된 볼트구멍(52)을 관통시켜서 그 선단부를 고정스크로울(10)에 나사박음하므로서 고정스크로울(10)과 함께 하우징(1)(컵형상본체(2))내에 고정되어 있다.

그리고, 용량제어블록(50)의 외주면을 컵형상본체(2)의 내주면에 밀봉적으로 밀접시키므로서 하우징(1)내를 흡입실(28)과 토출캐비티(31)로 간막고 있다.

용량제어블록(50)의 중앙부에는 토출포오트(29)와 연통하는 토출구멍(53)이 뚫려 형성되고, 이 토출구멍(53)은 제어블록(50)의 바깥면에 리테이너(35)와 함께 볼트(36)로 체결된 토출밸브(30)에 의해서 개폐되도록 되어 있다.

토출구멍(53)의 한쪽면에는 무관통구멍형상의 실린더(54)가 뚫려 형성되고, 다른쪽에는 실린더(54)와 평행으로 무관통형상의 속빈부분(55)이 각각 뚫려 형성되고, 이들 실린더(54) 및 속빈부분(55)의 개구단부는각각 흡입실(28)에 연통되어 있다.

실린더(54)내에는 컵형상의 피스톤밸브(56)가 밀봉접동자재하게 내장되고, 이 피스톤밸브(56)의 한쪽면에 제어압실(80)이 한계되고, 따른쪽에 한계되는 실(81)은 흡입실(28)에 연통되어 있다. 그리고, 이 피스톤밸브(56)는 이것과 스프링방침(82)과의 사이에 개재장착된 코일스프링(83)에 의해서 제어압실(80)을 향해서 밀려(押推) 있다. 그리고, 피스톤밸브(56)의 외주면에 뚫려 형성된 환형상의 오목홈(93)은 복수의 구멍(94)을 개재해서 실(81)로 상시 연통하도록 되어 있다.

한편, 속빈부분(55)내에는 제어밸브(58)가 끼워져 장착되고, 이 속빈부분(55)과 제어밸브(58)와의 틈새를 O링(59),(60),(61),(62)에 의해서 간막으므로서 대기압실(63), 저압실(64), 제어압실(65), 고압실(66)이 한계되어 있다. 그리고, 대기압실(63)은 관통구멍(67) 및 도시하지 않는 도압관을 개재해서 하우징(1)밖의 대기에 연통하고 있다. 저압실(64)은 관통구멍(65)을 개재해서 흡입실(28)에 연통하고, 제어압실(65)는 관통구멍(69), 오목홈(70), 관통구멍(71)을 개재해서 제어압실(80)에 연통하고, 고압실(66)은 관통구멍(72)을개재해서 도출캐비티(31)에 연통하고 있다.

또한, 제어밸브(58)는 종래의 제어밸브(38)와 마찬가지로 토출캐비티(31)내의 고압압력 HP 및 흡입실(28)내의 저압압력 LP을 감지해서, 이들 압력의 중간의 압력이고, 또한, 저압압력 LP의 1차 함수로서 표시할 수 있는 제어압력 AP을 발생한다.

제 7 도에 표시한 바와같이, 용량제어블록(50)의 내면에는 오목홈(70),(90),(91) 및 제 1의 오목부분(86),제 2의 오목부분(87), 제 3의 오목부분(88)이 형성되어 있다. 이들 제 1,제 2,제 3의 오목부분(86),(87),(88)을 둘러싸는 렌드부(57)에 형성된 시일홈(84)내에 끼워맞추어진 시일재(85)를 고정스크로울(10)의 끝판(11)의 바깥면에 밀착시키므로서 이를 제 1,제 2,제 3의 오목부분(86),(87),(88)은 용량제어블록(50)과 끝판(11)의 바깥면과의 사이에 형성되고, 또한 시일재(85)에 의해서 서로 간막혀져 있다. 제 1의 오목부분(86)은 오목홈(70), 관통구멍(69),(71)을 개재해서 제어압실(65) 및 (80)에 연통하고, 제 2의 오목부분(87)은 끝판(11)에 뚫려 형성된 1쌍의 바이패스포오트(33a),(33b)를 개재해서 압축도중의 압축실(19a),(19b)에 연통하는 동시에 연통구멍(89a),(89b)를 개재해서 실린더(54)의 실(81)에 연통하고, 제 3의 오목부분(88)은 오목홈(90),(91)을 개재해서 토출구멍(53)에 연통하는 동시에 연통구멍(92)을 개재해서 실린더(54)의 실(81)에 연통한다.

또한, 바이패스포오트(33a),(33b)는 압축실(19a),(19b)이 가스의 흡입을 끝내고 압축행정으로 들어가 그 용적이 50%로 축소될 때까지의 동안이 압축실(19a),(19b)에 연통하는 위치에 배설되고 있다.

다른 구성은 제 8 도 내지 제 10 도에 표시한 종래의 것과 마찬가지이며, 대응하는 부재에는 동일부호가 부여되어 있다.

그리하여, 압축기의 무부하운전시에는 제어밸브(58)에서 발생하는 제어압력 AP이 저하한다. 이 제어압력AP이 관통구멍(69), 오목홈(70), 관통구멍(71)을 거쳐서 제어압실(80)에 도입되면, 피스톤밸브(56)은 코일스프링(83)의 복원력에 의해서 밀려(押推)서 제 3 도에 표시한 위치를 차지한다. 이리하여, 연통구멍(89a),(89b) 및 연통구멍(92)이 개방으로 되므로, 압축실(19a),(19b)내에서 압축도중의 가스는 바이패스포오트(33a),(33b), 제 2의 오목부분(87), 연통구멍(89a),(89b)을 개재해서 실(81)내로 들어가며, 한편, 소용돌이의 중앙에온 압축실내의 가스 즉, 압축기의 가스는 토출포오트(29), 토출구멍(53) 제 3의 오목부분(88), 오목홈(90),(91), 연통구멍(92)을 거쳐서 실(81)내로 들어가고, 이들은 실(81)내에서 합류해서 흡입실(28)로 배출되며, 이 결과, 압축기의 능력은 영(零)으로 된다.

압축기의 전부하운전시에는 제어밸브(58)가 고압의 제어압력 AP을 발생한다. 그러자, 이 고압의 제어압력 AP는 제어압실(80)내에 들어가, 피스톤밸브(56)의 내단면을 압압한다. 이리하여, 피스톤밸브(56)는 코일스프링(83)의 탄발력에 대항해서 후퇴하고, 그 외단부가 스프링방침(82)에 당접한 위치, 즉, 제 2 도에 표시한 위치를 차지한다, 이 상태에서는 연통구멍(89a),(89b) 및 연통구멍(92)는 모두 피스톤밸브(56)에 의해서 페색되므로, 압축실(19a),(19b)내에서 압축되어 소용돌이의 중앙부에 온가스는 토출포오트(29), 토출구멍(53)을 통과하고, 토출밸브(30)를 압압개방해서 토출캐비티(31)내에 토출되며, 이어서, 도시생략의 토출구를 거쳐서 외부에 토출된다.

압축기의 능력을 저감하는 경우에는, 저감율에 대응하는 제어압력 AP이 제어밸브(58)에서 발생한다. 이 제어압력 AP이 제어압실(80)을 거쳐서 피스톤(56)의 내단면에 작용하면, 제어압력 AP에 의한 압압력과 코일스프링(83)의 탄발력이 평형되는 위치에 피스톤밸브(56)가 정지한다. 따라서, 제어압력 AP이 낮은 동안은 연통구멍(89a),(89b)만이 개방으로 되고, 압축실(19a),(19b)내에서 압축도중의 가스가 연통구멍(89a),(89b)의 개방도에 대응하는 양만큼 흡입실(28)에 배출되며, 연통구멍(89a),(89b)이 완전개방으로 되면 압축기의 능력은 50%로 감소한다. 또, 제어압력 AP이 상승하면 연통구멍(92)이 개방으로 되고, 이것이 완전개방되면 압축기의 능력은 영으로 된다. 이와같이해서, 압축기의 능력을 0%에서부터 100%까지 직선적으로 변화시킬 수 있다.

상기 실시예에 있어서는, 실린더(54)의 실(81), 연통구멍(89a),(89b),(92) 등에 의해서 바이패스통로를 구성하고, 이 바이패스통로를 피스톤밸브(56)에 의해서 개폐하고 있으나, 바이패스통로 및 피스톤밸브는 도시한 것에 한정되지 않으며 여러가지의 구조, 형상으로 할 수 있는 것은 물론이다.

본 발명에 있어서는, 용량제어블록을 고정스크로울과는 별체로 구성하고, 이 용량제어블록을 고정스크로울의 외면에 밀접시켜서 하우징내에 고정설치하였기 때문에, 고정스크로울 및 용량제어블록의 가공이 용이하게, 이들의 코스트를 대폭저감할 수 있다.

그리고, 용량제어블록에 바이패스포오트를 흡입실에 연통하는 바이패스통로와 이 바이패스통로를 개폐하는 피스톤밸브와, 이 피스톤밸브를 작동시키기 위한 제어압력을 발생하는 제어밸브를 내장시켰으므로, 이것을 떼어내면 고정스크로울이나 하우징에 특별한 개조변경을 요하지 않고 일정용량형의 압축기로 할 수 있다.

그리고, 하우징내에 설치되는 용량제어블록에 피스톤밸브와 제어밸브를 내장하였으므로 토출압력 및 흡입압력을 제어밸브로 용이하게 인도할 수 있는 동시에 제어밸브에서 발생한 제어압력을 용이하게 피스톤밸브로 인도할 수 있다. 그리고, 제어밸브는 종래의 것과 달라 하우징 밖으로 돌출하지 않으므로 압축기의 외형치수를 소형화할 수 있는 동시에 충돌에 의한 제어밸브의 파손을 방지할 수 있고, 또 제어밸브의 장착구조 및 시일구조를 간소화할 수 있고, 또한, 그 장착공수를 저감할 수 있다.

또, 피스톤밸브와 제어밸브를 서로 평행으로 설치하면, 이들을 용이하게 용량제어블록에 내장할 수 있는 동시에 용량제어블록이 소형으로 되므로, 이것을 하우징내에 용이하게 짜넣을 수 있다.

Claims (2)

1. 각각 끝판의 내면에 소용돌이형상랩을 세워 형성하여 이루어진 고정스크로울과 선회스크로울을 서로 각도를 어긋나게해서 맞물리게 하므로서 압축실을 형성하고, 상기 고정스크로울을 하우징내에 고정설치하고, 상기 선회스크로울을 자전저지기구에 의해 그 자전을 저지하면서 선회구동기구에 의해 공전선회운동시키므로서 상기 압축실을 그 용적을 감소시키면서 소용돌이의 중심을 향해서 이동시켜서 가스를 압축하고, 이 압축가스를 상기 고정스크로울의 끝판에 형성한 토출포오투를 거쳐서 상기 하우징내에 형성된 토출캐비티에 토출하는 스크로울형 압축기에 있어서, 상기 고정스크로울의 끝판에 상기 압축실에 연통하는 1쌍의 바이패스포오투를 뚫어 형성하고, 이 1쌍의 바이패스포오트가 연통하는 오목부분이 형성되어 있는 동시에, 이 오목부분을 상기 하우징내에 형성된 흡입실로 연통하는 바이패스통로와, 이 바이패스통로를 개폐하는 1개의 피스톤밸브와, 토출압력 및 흡입압력을 감지해서 상기 피스톤밸브를 작동시키는 제어압력을 발생하는 제어밸브를 내장하는 용량제어블록을 상기 고정스크로울과는 별체로 구성하고, 이 용량제어블록을 상기 고정스크로울의 끝판의 바깥면에 밀접시켜서 하우징내에 동하우징의 외부로부터 볼트로 체결고정설치한 것을 특징으로 하는 스크로울형 압축기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 피스톤밸브와 제어밸브를 서로 평행하게 설치한 것을 특징으로 하는 스크로울형 압축기.