KR20100042519A - 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사판식 압축기에 관한 것이다. 본 발명의 사판식 압축기에서는 실린더블록(110)의 중앙을 관통하여 센터보어(111)가 형성되고 상기 센터보어(111)를 중심으로 다수개의 실린더보어(113)가 형성된다. 상기 실린더블록(110)의 선단과 후단에는 각각 전방하우징(120)과 후방하우징(130)이 설치된다. 상기 센터보어(111)와 크랭크실(121)을 관통하여 회전축(140)이 설치되는데, 상기 회전축(140)에는 크랭크실(121)내에 위치되게 사판(148)이 설치되어 함께 회전되고 일단부에는 회전축(140)의 회전중심에서 편심된 연동핀(141)이 구비된다. 상기 회전축(140)의 회전을 상기 사판(148)을 통해 전달받아 상기 실린더보어(113) 내에서는 피스톤(115)이 냉매를 압축한다. 그리고, 상기 실린더블록(110)에는 상기 회전축(140) 내부의 중공부(141) 및 실린더보어(113)를 향해 양단이 개구되는 보조흡입홀(116)이 형성되고, 상기 보조흡입홀(116)의 크기는 상기 흡입실(133)과 상기 실린더보어(133) 사이를 연결하는 밸브플레이트(154)의 흡입공(155) 보다 작게 형성된다.

사판식, 압축기, 플레이트 밸브

Description

사판식 압축기{Swash plate type compressor}

본 발명은 사판식 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실린더 블록의 다수개의 실린더 보어에 각각 설치된 다수개의 피스톤을 회전축에 설치된 사판을 사용하여 직선왕복운동시켜 냉매를 압축하는 사판식 압축기에 관한 것이다.

차량의 공조시스템을 간단히 살펴 보면, 먼저 고온 저압 기체상태의 냉매는 압축기에 의해 고온 고압 기체 상태로 된다. 상기 고온 고압 기체상태의 냉매는 응축기를 거쳐 상기 응축기의 응축작용에 의해 고온고압 액체 상태로 되고, 상기 고온 고압 액체상태의 냉매는 팽창밸브를 거쳐 상기 팽창밸브의 교축작용에 의해 저온 저압 액체 상태로 된다. 상기 저온 저압 액체상태의 냉매는 증발기를 거쳐 상기 증발기에서 이루어지는 열교환을 통해 고온 저압의 기체 상태로 되돌아가며 상기 고온 저압의 기체는 다시 상기 압축기에 의해 압축되어 고온 고압 기체상태로 된다. 이와 같은 과정을 반복 수행함에 의해 차량의 공조시스템이 동작되는 것이다.

냉매의 압축을 수행하는 압축기에는 실제로 작동유체를 압축하는 구성이 왕 복운동을 하면서 압축을 수행하는 왕복식과 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다.

왕복식에는 구동원의 구동력을 크랭크축을 사용하여 전달하는 크랭크식, 사판이 설치된 회전축을 사용하여 전달하는 사판식, 워블 플레이트를 사용하는 워블 플레이트식이 있다. 회전식에는 회전하는 로터리축과 베인을 사용하는 베인로터리식, 회전스크롤과 고정스크롤을 사용하는 스크롤식이 있다.

도 1에는 종래 기술에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 구성이 도시되어 있다. 이에 따르면, 사판식 압축기(1)에는 실린더블럭(10)이 구비된다. 상기 실린더블럭(10)은 압축기(1)의 외관과 골격의 일부를 형성한다. 상기 실린더블럭(10)의 중앙을 관통하여서는 센터보어(11)가 형성된다. 상기 센터보어(11)는 아래에서 설명될 회전축(40)이 회전가능하게 설치되는 부분이다.

상기 센터보어(11)를 둘러서는 방사상으로 상기 실린더블럭(10)을 관통하게 다수개의 실린더보어(13)가 형성된다. 상기 실린더보어(13)와 상기 센터보어(11)가 연통되게 연통로(14)가 형성된다. 상기 연통로(14)는 상기 실린더보어(13)로 냉매를 전달하는 통로가 된다.

상기 실린더보어(13)의 내부에는 피스톤(15)이 직선왕복운동 가능하게 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) 내를 직선 왕복운동하면서 냉매를 압축하게 된다.

상기 실린더블럭(10)의 일단에는 전방하우징(20)이 설치된다. 상기 전방하우징(20)은 상기 실린더블럭(10)과 마주보는 쪽이 요입되어, 상기 실린더블럭(10)과 함께 내부에 크랭크실(21)을 형성한다. 상기 크랭크실(21)은 외부와 기밀이 유지된다.

상기 전방하우징(20)중 상기 실린더블럭(10) 반대쪽에는 풀리(도시되지 않음)가 회전가능하게 설치되는 풀리축부(22)가 돌출되어 형성된다. 상기 풀리축부(22)의 중앙을 관통하여 상기 크랭크실(21)까지 상기 전방하우징(20)을 전후로 관통하여서는 축공(23)이 형성된다. 상기 축공(23)은 상기 센터보어(11)와 중심이 일치하게 형성된다. 상기 축공(23)에는 회전축(40)의 일단부가 회전가능하게 지지된다.

상기 실린더블럭(10)의 타단, 즉 상기 전방하우징(20)이 설치된 반대쪽에는 후방하우징(30)이 설치된다. 상기 후방하우징(30)에는 상기 실린더보어(13)와 선택적으로 연통되게 토출실(31)이 형성된다. 상기 토출실(31)은 상기 후방하우징(30)중 상기 실린더블럭(10)과 마주보는 면의 가장자리를 따라 형성된다. 상기 토출실(31)은 상기 실린더보어(13)에서 압축된 냉매가 토출되어 임시로 머무르는 곳이다.

상기 후방하우징(30)에는 흡입실(33)이 형성된다. 상기 흡입실(33) 역시 상기 실린더보어(13)와 선택적으로 연통된다. 상기 흡입실(33)은 상기 후방하우징(30)중 상기 실린더블럭(10)과 마주보는 면의 중앙에 해당되는 영역에 형성된다. 상기 흡입실(33)은 상기 실린더보어(13)의 내부로 압축될 냉매를 전달하는 역할을 한다. 상기 흡입실(33)은 아래에서 설명될 회전축(40)의 내부에 형성되는 유로(41)를 통해 상기 연통로(14)로 냉매를 전달한다. 도면부호 33'는 흡입포트로서 압축기(10)의 외부에서 상기 흡입실(33)로 냉매를 전달하는 역할을 한다.

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

상기 실린더블럭(10)의 센터보어(11)와 전방하우징(20)의 축공(23)을 관통하여 회전가능하게 회전축(40)이 설치된다. 상기 회전축(40)은 엔진에서 전달되는 구동력에 의해 회전된다. 상기 회전축(40)은 상기 전방하우징(20)에 베어링(42)에 의해 회전가능하게 설치된다. 상기 회전축(40)의 내부에는 유로(41)가 형성된다. 상기 유로(41)는 상기 회전축(40)의 후단으로 개구되어 상기 흡입실(33)과 연통된다. 상기 유로(41)에는 상기 연통로(14)와 선택적으로 연통되게 출구(41')가 형성된다. 상기 출구(41')는 상기 회전축(40)의 외주면으로 개구되어 상기 연통로(14)와 선택적으로 연통된다.

상기 회전축(40)에는 로터(44)가 설치된다. 상기 로터(44)는 상기 회전축(40)이 중앙을 관통하고, 회전축(40)과 일체로 회전되게 상기 크랭크실(21)에 설치된다. 상기 로터(44)는 대략 원판상으로 상기 회전축(40)에 고정되어 설치된다. 상기 로터(44)의 일면에는 힌지아암(46)이 돌출되어 형성된다. 상기 힌지아암(46)에는 힌지슬롯(47)이 형성된다.

상기 회전축(40)에는 사판(48)이 설치된다. 상기 사판(48)에는 상기 로터(44)의 힌지아암(46)과 연결되는 연결아암(49)이 돌출되어 형성된다. 상기 연결아암(49)의 선단에는 연결아암(49)의 길이방향에 직교하는 방향으로 힌지핀(49')이 설치되는데, 상기 힌지핀(49')은 상기 로터(44)의 힌지아암(46)의 선단에 형성된 힌지슬롯(47)에 이동가능하게 걸어진다.

상기 사판(48)은 상기 로터(44)와 힌지결합되어 함께 회전된다. 상기 사판(48)은 상기 회전축(40)에 각도가 가변되도록 설치되는 것으로, 회전축(40)의 길이방향에 대해 직교한 상태와 상기 회전축(40)에 대해 소정의 각도로 기울어지게 설치된 상태 사이의 위치에 있도록 된다.

상기 회전축(40)에는 코일스프링인 반경사스프링(50)이 상기 회전축(40)을 감싸도록 설치된다. 상기 반경사스프링(50)은 상기 로터(44)와 사판(48)의 사이에서 탄성력을 발휘한다. 상기 반경사스프링(50)은 상기 사판(48)의 경사각이 작아지는 방향으로 탄성력을 발휘하고, 압축기(1)의 작동이 중지되었을 때, 상기 사판(48)에 작용하는 힘을 흡수하는 역할을 한다.

상기 사판(48)은 그 가장자리가 상기 피스톤(15)들과 슈(52)를 통해 연결된다. 즉, 상기 피스톤(15)의 연결부(17)에 상기 사판(48)의 가장자리가 슈(52)를 통해 연결되어 사판(48)의 회전에 의해 상기 피스톤(15)이 실린더보어(13)내에서 직선왕복운동하도록 한다.

상기 실린더블럭(10)과 후방하우징(30)의 사이에는 토출실(31)과 실린더보어(13)사이에서 냉매의 유동을 제어하는 밸브어셈블리(53)가 구비된다. 상기 밸브 어셈블리(53)는 토출공(54')이 형성된 밸브플레이트(54)와 토출리드(56)에 의해 구성되어, 실린더보어(13)에서 토출실(31)로의 냉매 유동을 제어한다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 종래 기술에 의한 사판식 압축기의 동작을 설명한다.

엔진의 구동력은 상기 회전축(40)으로 전달되어 회전축(40)을 회전시킨다. 상기 회전축(40)이 회전되면, 상기 로터(44)가 함께 회전하고, 상기 로터(44)에 의해 사판(48)이 함께 회전한다. 상기 사판(48)의 회전은 상기 슈(52)를 통해 상기 피스톤(15)으로 전달된다.

따라서, 상기 피스톤(15)이 실린더보어(13) 내에서 직선왕복운동하면서 냉매를 압축한다. 이때, 상기 피스톤(15)의 행정거리는 상기 사판(48)의 각도에 따라 결정된다. 상기 사판(48)의 각도는 상기 크랭크실(21) 내부로 전달되는 냉매의 압력으로 조절할 수 있다.

한편, 상기 실린더보어(13) 내로 냉매가 전달되는 것을 설명한다. 상기 흡입실(33)로는 상기 흡입포트(33')를 통해 외부로 부터 냉매가 흡입되고, 상기 흡입실(33)로 전달된 냉매는 상기 회전축(40)의 유로(41)로 전달된다. 상기 유로(41)로 전달되는 냉매는 상기 회전축(40)의 회전에 따라 상기 출구(41')가 각각의 실린더보어(13)와 각각의 연통로(14)를 통해 순차적으로 연통됨에 의해 각각의 실린더보어(13)로 전달된다.

그리고, 상기 실린더보어(13)로 전달되어 압축된 냉매는 상기 밸브어셈블리(53)에 의해 상기 토출실(31)로 전달되고 압축기(10)의 외부로 전달된다. 즉, 냉 매가 압축되어 상기 실린더보어(13) 내부의 압력이 커지면, 그 압력에 의해 상기 토출리드(56)의 선단이 밀리면서, 상기 토출공(54')을 개방하여 실린더보어(13) 내부에서 냉매를 토출실(31)로 배출하는 것이다.

참고로, 상기 실린더보어(13)로 냉매가 흡입되는 것은 상기 피스톤(15)이 하사점으로 이동하면서 실린더보어(13) 내부의 압력이 떨어지고, 상기 연통로(14)를 통해 상기 회전축(40) 내의 유로(41)와 실린더보어(13)가 서로 연통되기 때문이다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기와 같이 회전축(40)에 형성된 유로(41)를 통해 실린더보어(13)로 냉매를 전달하여 압축하는 압축기에서는 상기 연통로(14)가 데드볼륨으로 되어 압축기의 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

한편, 데드볼륨을 최소화할 수 있는 미국특허등록번호 5,562,425와 같은 플레이트 타입의 로타리밸브를 사용하는 압축기에서는 상기 로타리밸브의 전면이 밸브플레이트와 마찰되고, 배면이 리어하우징의 수용실에 설치되는 시일과 마찰되어야 한다. 따라서, 플레이트 타입의 로타리밸브를 구동하기 위해서는 많은 동력이 손실되어야 하고 로타리밸브의 마모가 많아 내구성에 문제가 있다.

이를 해결하기 위해 상기 실린더블록(10)에 상기 연통로(14)를 형성하지 않는 방안을 고려할 수 있으나, 이렇게 되면 실린더보어(13) 내부로 냉매가 충분히 공급될 수 없어 냉매 및 오일에 의한 댐핑효과가 적어지고, 따라서 압축기(1)의 밸브플레이트(54)의 타격음이 커지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 데드볼륨을 최소화할 수 있는 사판식 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 데드볼륨을 최소화하면서도 냉매를 실린더보어 내부로 충분히 공급하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 중앙을 관통하여 센터보어가 형성되고 상기 센터보어를 중심으로 다수개의 실린더보어가 형성되는 실린더블록과, 상기 실린더블록의 선단에 설치되어 내부에 크랭크실을 형성하는 전방하우징과, 상기 실린더블록의 후단에 설치되고 내부에 토출실과 흡입실이 형성되는 후방하우징과, 상기 센터보어와 크랭크실을 관통하여 설치되어 회전되고 상기 크랭크실내에 위치된 사판과 결합하여 함께 회전되는 회전축과, 상기 회전축의 회전을 상기 사판을 통해 전달받아 상기 실린더보어 내에서 각각 냉매의 압축을 수행하는 피스톤을 포함하여 구성되는 사판식 압축기에 있어서, 상기 실린더블록에는 상기 회전축 내부의 중공부 및 실린더보어를 향해 양단이 개구되는 보조흡입홀이 형성되고, 상기 보조흡입홀의 크기는 상기 흡입실과 상기 실린더보어 사이를 연결하는 밸브플레이트의 흡입공 보다 작게 형성된다.

상기 보조흡입공의 크기는 상기 밸브플레이트의 흡입공의 크기의 20% 이하이다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 사판식 압축기에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에서는 압축기의 구동축 내부에 형성된 중공부를 통하여 흡입실과 실린더보어 사이를 연통시키는 보조흡입홀의 크기를 적절히 조절하여 실린더보어에서 압축이 이루어지는 공간의 데드볼륨이 최소화됨과 동시에, 실린더보어 내부로 냉매를 원활하게 공급할 수 있어, 압축기의 효율이 향상되는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에서는 보조흡입홀이 형성되어 압축기의 시동시에도 실린더보어 내부로 냉매가 원활하게 공급될 수 있어, 밸브플레이트가 실린더블록을 타격하면서 발생시키는 소음을 줄일 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명에 의한 사판식 압축기의 바람직한 실시예의 구성을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2에는 본 발명에 의한 사판식 압축기의 바람직한 실시예의 구성이 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명 실시예를 구성하는 실린더블록의 구성이 사시도로 도시되어 있다.

이에 따르면, 사판식 압축기(100)에는 실린더블럭(110)이 구비된다. 상기 실린더블럭(110)은 압축기(100)의 외관과 골격의 일부를 형성한다. 상기 실린더블럭(100)의 중앙을 관통하여서는 센터보어(111)가 형성된다. 상기 센터보어(111)는 아래에서 설명될 회전축(140)이 회전가능하게 설치되는 부분이다.

상기 센터보어(111)를 둘러서는 방사상으로 상기 실린더블럭(110)을 관통하게 다수개의 실린더보어(113)가 형성된다. 상기 실린더보어(113)의 내부에는 피스톤(115)이 직선왕복운동 가능하게 설치된다. 상기 피스톤(115)은 원기둥형상이고, 상기 실린더보어(113)는 이에 대응되는 원통형의 공간이다. 상기 피스톤(115)의 일단부, 즉 상기 실린더보어(113)의 외부로 돌출되는 부분에는 연결부(117)가 형성된다. 상기 피스톤(115)은 상기 실린더보어(113) 내를 직선 왕복운동하면서 냉매를 압축하게 된다.

도 3에서 보듯이, 상기 실린더블록(110)에는 오리피스홀(미도시)이 형성된다. 상기 오리피스홀은 상기 실린더블록(110)을 관통하여, 상기 아래에서 설명될 흡입실(133)과 크랭크실(121)을 연결한다.

상기 실린더블록(110)에는 보조흡입홀(116)이 형성된다. 상기 보조흡입홀(116)은 도 3에서 보듯이, 상기 오리피스홀의 개구된 방향에 대략 직교한 방향으로 형성되어, 상기 실린더보어(113)와 아래에서 설명될 회전축(140)의 중공부(141)를 연통시킨다.

상기 보조흡입홀(116)은 아래에서 설명될 벨브플레이트(154)의 흡입공(155)과는 별개로, 냉매가 상기 실린더보어(113) 내부로 충분히 공급될 수 있도록 유도한다.

이때, 상기 보조흡입홀(116)의 크기는 흡입공(155)의 크기의 20% 이하로 형성됨이 바람직하다. 도 4에 잘 도시된 바와 같이, 보조흡입홀(116)의 크기가 흡입 공(155)의 크기의 20%이상이 되면, 압축기의 소음량이 증가됨을 알 수 있다. 이는 상기 보조흡입홀(116)의 크기가 어느 이상 커지게 되면 사체적, 즉 데드볼륨이 커지고 냉매에 의한 댐핑효과가 저하되어 밸브플레이트(154)와 실린더블록(110)사이의 소음이 증가됨을 의미한다.

가장 바람직하게는, 상기 보조흡입홀(116)의 크기가 흡입공(155) 크기의 20%로 형성된다. 도 4에서 보듯이, 상기 보조흡입홀(116)의 크기가 흡입공(155) 크기의 20%일 때, 압축기의 소음이 가장 줄어듬과 동시에, 압축기의 성능계수(COP; Coefficient Of Performance) 역시 크게 줄어들지 않음을 알 수 있다.

상기 실린더블럭(110)의 일단에는 전방하우징(120)이 설치된다. 상기 전방하우징(120)은 상기 실린더블럭(110)과 마주보는 쪽이 요입되어, 상기 실린더블럭(110)과 함께 내부에 크랭크실(121)을 형성한다. 상기 크랭크실(121)은 외부와 기밀이 유지된다.

상기 전방하우징(120)중 상기 실린더블럭(110) 반대쪽에는 풀리(도시되지 않음)가 회전가능하게 설치되는 풀리축부(122)가 돌출되어 형성된다. 상기 풀리축부(122)의 중앙을 관통하여 상기 크랭크실(121)까지 상기 전방하우징(120)을 전후로 관통하여서는 축공(123)이 형성된다. 상기 축공(123)은 상기 센터보어(111)와 중심이 일치하게 형성된다. 상기 축공(123)에는 회전축(140)의 일단부가 회전가능하게 지지된다.

상기 실린더블럭(110)의 타단, 즉 상기 전방하우징(120)이 설치된 반대쪽에는 후방하우징(130)이 설치된다. 상기 후방하우징(130)에는 상기 실린더보어(113) 와 선택적으로 연통되게 토출실(131)이 형성된다. 상기 토출실(131)은 상기 후방하우징(130)중 상기 실린더블럭(110)과 마주보는 면의 가장자리를 따라 형성된다. 특히 상기 토출실(131)은 상기 후방하우징(130)에서 외주측 가장자리에 인접한 위치를 따라 형성된다. 상기 토출실(131)은 상기 실린더보어(113)에서 압축된 냉매가 토출되어 임시로 머무르는 곳이다.

상기 후방하우징(130)에는 흡입실(133)이 형성된다. 상기 흡입실(133) 역시 상기 실린더보어(113)와 선택적으로 연통된다. 상기 흡입실(133)은 상기 후방하우징(130)중 상기 실린더블럭(110)과 마주보는 면의 중앙에 해당되는 영역에 형성된다. 상기 흡입실(133)은 상기 실린더보어(113)의 내부로 압축될 냉매를 전달하는 역할을 한다. 본 실시예에서는 외부로부터 상기 흡입실(133)로 냉매를 전달하는 흡입포트가 도시되어 있지는 않다.

상기 실린더블럭(110), 전방하우징(120) 및 후방하우징(130)을 서로 체결하도록 볼트(137)가 관통하여 체결된다. 상기 볼트(137)는 다수개가 상기 실린더블럭(110), 전방하우징(120) 및 후방하우징(130)의 가장자리를 동시에 관통하여 체결작용을 한다.

상기 실린더블럭(110)의 센터보어(111)와 전방하우징(120)의 축공(123)을 관통하여 회전가능하게 회전축(140)이 설치된다. 상기 회전축(140)은 엔진에서 전달되는 구동력에 의해 회전된다. 상기 회전축(140)은 상기 전방하우징(120)에 베어링(B)에 의해 회전가능하게 설치된다.

상기 회전축(140)에는 중공부(141)가 형성된다. 상기 중공부(141)는 상기 회 전축(140)의 내부에 길이방향을 따라 형성되는 빈 공간으로, 상기 크랭크실(121)과 상기 실린더보어(113)를 연통시키는 역할을 한다.

보다 정확하게는, 상기 중공부(141)의 양단에는 각각 입구부(142)와 출구부(143)가 형성되는데, 상기 입구부(142)는 상기 흡입실(133), 보다 정확하게는 아래에서 설명될 밸브플레이트(154)의 센터홀(157)을 향해 개구되어 형성되고, 상기 출구부(143)는 상기 보조흡입홀(116)을 향해 개구되어 형성된다. 이에 따라 상기 흡입실(133) 내부의 냉매는 상기 입구부(142)를 통해 상기 중공부(141) 내부로 유입되고, 상기 중공부(141)의 출구부(143) 및 이에 연통된 보조흡입홀(116)을 통해 상기 실린더보어(113) 내부로 유입될 수 있다.

즉, 압축기(100)의 시동시에도 냉매는 상기 중공부(141) 및 상기 보조흡입홀(116), 그리고 밸브플레이트(154)의 센터홀(157)을 통해 상기 실린더보어(113) 내부로 공급될 수 있으므로, 압축기(100)의 시동시에 밸브플레이트(154)와 실린더블록(110) 사이의 소음이 방지될 수 있다.

상기 회전축(140)에는 로터(144)가 설치된다. 상기 로터(144)는 상기 회전축(140)이 중앙을 관통하고, 회전축(140)과 일체로 회전되게 상기 크랭크실(121)에 설치된다. 상기 로터(144)는 대략 원판상으로 상기 회전축(140)에 고정되어 설치된다. 상기 로터(144)의 일면에는 힌지아암(146)이 돌출되어 형성된다.

상기 회전축(140)에는 사판(148)이 설치된다. 상기 사판(148)에는 상기 로터(144)의 힌지아암(146)과 힌지연결되는 연결아암(149)이 돌출되어 형성된다. 상기 연결아암(149)은 그 선단에서 상기 힌지아암(146)과 힌지구조(149')에 의해 연 결된다. 따라서, 상기 사판(148)은 상기 로터(144)와 힌지결합되어 함께 회전된다.

상기 사판(148)은 상기 회전축(140)에 각도가 가변되도록 설치되는 것으로, 회전축(140)의 길이방향에 대해 직교한 상태와 상기 회전축(140)에 대해 소정의 각도로 기울어지게 설치된 상태 사이의 위치에 있도록 된다.

상기 회전축(140)에는 코일스프링인 반경사스프링(150)이 상기 회전축(140)을 감싸도록 설치된다. 상기 반경사스프링(150)은 상기 로터(144)와 사판(148)의 사이에서 탄성력을 발휘한다. 상기 반경사스프링(150)은 상기 사판(148)의 경사각이 작아지는 방향으로 탄성력을 발휘하고, 압축기(100)의 작동이 중지되었을 때, 상기 사판(148)에 작용하는 힘을 흡수하는 역할을 한다.

상기 사판(148)은 그 가장자리가 상기 피스톤(115)들과 슈(152)를 통해 연결된다. 즉, 상기 피스톤(115)의 연결부(117)에 상기 사판(148)의 가장자리가 슈(152)를 통해 연결되어 사판(148)의 회전에 의해 상기 피스톤(115)이 실린더보어(113)내에서 직선왕복운동하도록 한다.

상기 실린더블럭(110)과 후방하우징(130)의 사이에는 토출실(131)과 실린더보어(113)사이에서 냉매의 유동을 제어하는 밸브어셈블리(153)가 구비된다. 상기 밸브어셈블리(153)는 토출공(154')이 형성된 밸브플레이트(154)와 토출리드(156)에 의해 구성되어, 실린더보어(113)에서 토출실(131)로의 냉매 유동을 제어한다.

상기 밸브플레이트(154)에는 토출공(154')과 흡입공(155)이 각각의 실린더보어(113)와 대응되는 위치에 천공된다. 상기 토출공(154')은 압축된 냉매가 상기 토출실(131)로 빠져나가는 경로가 되고, 상기 흡입공(155)은 상기 흡입실(133)에서 실린더보어(113)로 냉매가 전달되는 경로가 된다.

상기 밸브플레이트(154)에는 센터홀(157)이 형성된다. 상기 센터홀(157)은 상기 흡입실(133)과 상기 회전축(140)의 중공부(141) 사이를 연통시키기 위한 것으로, 도시된 바와 같이, 밸브플레이트(154)의 중앙부가 개구되어 형성된다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 사판식 압축기의 동작을 설명한다.

엔진의 구동력은 상기 회전축(140)으로 전달되어 회전축(140)을 회전시킨다. 상기 회전축(140)이 회전되면, 상기 로터(144)가 함께 회전하고, 상기 로터(144)에 의해 사판(148)이 함께 회전한다. 상기 사판(148)의 회전은 상기 슈(152)를 통해 상기 피스톤(115)으로 전달된다.

따라서, 상기 피스톤(115)이 실린더보어(113) 내에서 직선왕복운동하면서 냉매를 압축한다. 이때, 상기 피스톤(115)의 행정거리는 상기 사판(148)의 각도에 따라 결정되는데, 상기 사판(148)의 강도는 상기 크랭크실(121) 내부의 압력에 따라 조절된다. 즉, 상기 크랭크실(121)의 압력이 낮은 경우에는 상기 사판(148)이 큰 경사각을 가질 수 있는 것이다.

이때, 상기 실린더블록(110)에 형성된 보조흡입홀(116)을 통해 흡입실(133)의 냉매가 상기 실린더보어(113) 내부로 유입될 수 있어, 압축기(100)의 시동시에도 냉매 및 오일 공급부족으로 인하여 밸브플레이트(154)와 실린더블록(110) 사이의 타격음이 커지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 보조흡입홀(116)은 그 크기가 적절하게, 보다 정확하게는 상기 흡입공(155)의 20%이하로 형성되므로, 보조흡입홀(116)로 인한 데드볼륨의 증가도 방지될 수 있어, 압축기의 효율이 일정 이상 확보될 수 있다.

한편, 상기 실린더보어(113) 내로 냉매가 전달되는 것을 설명한다. 상기 흡입실(133)로는 흡입포트를 통해 외부로부터 냉매가 흡입되는데, 상기 실린더보어(113) 내부로 냉매가 흡입되는 것은 상기 피스톤(115)이 실린더보어(113) 내에서 하사점으로 이동하면서 실린더보어(113) 내부의 압력이 떨어지고, 또한 상기 플레이트 회전밸브(160)의 흡입개구(166)가 해당 실린더보어(113)의 흡입공(155)과 연통됨에 의해 가능하다.

상기 실린더보어(113)로 전달되어 피스톤(115)에 의해 압축된 냉매는 상기 밸브어셈블리(153)에 의해 상기 토출실(131)로 전달되고 압축기(100)의 외부로 전달된다. 즉, 냉매가 압축되어 상기 실린더보어(113) 내부의 압력이 커지면 상기 토출리드(156)가 상기 토출공(154')을 개방하여 실린더보어(113) 내부에서 냉매를 토출실(131)로 배출하는 것이다.

한편, 상기 회전축(140)의 중공부(141)는 상기 보조흡입홀(116) 및 밸브플레이트(154)의 센터홀(157)을 통해 상기 사판(148)이 최대경사각을 이룬 후에도, 상기 실린더보어(113) 내부로 냉매가 유입되는 것을 보조하게 되므로, 상기 실린더보어(113)에는 냉매가 원활하게 공급될 수 있다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명되고 도면에 도시된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의된다. 그리고, 본 발명에 대해서 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위를 벗어나지 않 으면서도,다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자들에게 자명하다.

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

도 2는 본 발명에 의한 사판식 압축기의 바람직한 실시예의 내부 구성을 보인 단면도.

도 3은 본 발명 실시예를 구성하는 실린더블록의 구성을 보인 사시도.

도 4는 본 발명 실시예를 구성하는 실린더블록의 보조흡입공의 크기와 흡입공의 크기 비에 대한 성능계수 및 작동지연시간의 크기를 나타낸 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 압축기 110: 실린더블록

111: 센터보어 113: 실린더보어

116: 보조흡입홀 115: 피스톤

117: 연결부 120: 전방하우징

121: 크랭크실 122: 풀리축부

123: 축공 130: 후방하우징

131: 토출실 133: 흡입실

140: 회전축 141: 중공부

142: 입구부 143: 출구부

146: 힌지암 148: 사판

149: 연결아암 149': 힌지구조

150: 반경사스프링 152: 슈

153: 밸브어셈블리 154: 밸브플레이트

154': 토출공 155: 흡입공

156: 토출리드

Claims (2)

1. 중앙을 관통하여 센터보어(111)가 형성되고 상기 센터보어(111)를 중심으로 다수개의 실린더보어(113)가 형성되는 실린더블록(110)과,

   상기 실린더블록(110)의 선단에 설치되어 내부에 크랭크실(121)을 형성하는 전방하우징(120)과,

   상기 실린더블록(110)의 후단에 설치되고 내부에 토출실(131)과 흡입실(133)이 형성되는 후방하우징(130)과,

   상기 센터보어(111)와 크랭크실(121)을 관통하여 설치되어 회전되고 상기 크랭크실(121)내에 위치된 사판(148)과 결합하여 함께 회전되는 회전축(140)과,

   상기 회전축(140)의 회전을 상기 사판(148)을 통해 전달받아 상기 실린더보어(113) 내에서 각각 냉매의 압축을 수행하는 피스톤(115)을 포함하여 구성되는 사판식 압축기에 있어서,

   상기 실린더블록(110)에는 상기 회전축(140) 내부의 중공부(141) 및 실린더보어(113)를 향해 양단이 개구되는 보조흡입홀(116)이 형성되고, 상기 보조흡입홀(116)의 크기는 상기 흡입실(133)과 상기 실린더보어(133) 사이를 연결하는 밸브플레이트(154)의 흡입공(155) 보다 작게 형성됨을 특징으로 하는 사판식 압축기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 보조흡입홀(116)의 크기는 상기 밸브플레이트(154) 의 흡입공(155)의 크기의 20% 이하임을 특징으로 하는 사판식 압축기.

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