KR100818574B1 - 압축기에서의 오일 회수 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 냉매로부터 분리된 오일의 고갈을 방지하는 데에 있어서 우수한 오일 회수 구조를 제공하는 것을 과제로 한다.
이의 해결수단으로서, 밸브 플레이트 (14) 의 면 (143) 에는 환형 홈 (40) 이 회전축의 축선 (181) 둘레를 일주하도록 형성되어 있다. 환형 홈 (40) 은 회전축의 축선 (181) 방향으로 보아 모든 실린더보어 (111) 를 내부에 포함하도록 형성되어 있다. 환형 홈 (40) 은 오일분리실 (281) 에 연통되어 있다. 환형 홈 (40) 은 흡입밸브 (151) 를 제외한 밸브 형성 플레이트 (15) 에 의해 덮여져 있다. 휨 변형 가능한 흡입밸브 (151) 에 의해 덮여지는 면 (143) 에는 오일공급홈 (42) 이 형성되어 있다. 오일공급홈 (42) 은 흡입밸브 (151) 의 기부측에 있으며 환형 홈 (40) 에 접속되어 있다. 오일공급홈 (42) 은 각 흡입밸브 (151) 에 대응하여 형성되어 있다.

Description

압축기에서의 오일 회수 구조{AN OIL RECOVERY STRUCTURE IN A COMPRESSOR}
도 1 은 제 1 실시형태를 나타내고, (a) 는 측단면도, (b) 는 부분 확대 측단면도.
도 2(a) 는 도 1(a) 의 A-A 선 단면도, (b) 는 도 2(a) 의 C-C 선 단면도.
도 3 은 부분 확대 측단면도.
도 4 는 도 1(a) 의 B-B 선 단면도.
도 5 는 부분 확대 단면도.
도 6 은 제 2 실시형태를 나타내는 부분 확대 단면도.
도 7 은 제 3 실시형태를 나타내는 측단면도.
도 8 은 도 7 의 D-D 선 단면도.
도 9(a), (b) 는 부분 확대 측단면도.
*부호의 설명*
11 : 실린더
111 : 실린더보어
121 : 토출압 영역 이외의 압력 영역인 제어압실
131 : 흡입압 영역인 흡입실
132 : 토출압 영역인 토출실
14 : 구획판으로서의 밸브 플레이트
141 : 흡입포트
142 : 토출포트
151 : 리드밸브인 흡입밸브
161 : 리드밸브인 토출밸브
18, 44 : 회전축
181, 441 : 축선
23 : 피스톤
20 : 캠체로서의 사판
40, 53 : 환형 통로로서의 환형 홈
42, 42A, 57 : 오일공급통로의 출구로서의 오일공급홈
43, 59 : 오일공급통로
47 : 캠체
58 : 개폐편
특허문헌 1 일본 공개특허공보 2001-173563호
본 발명은, 압축기에서의 오일 회수 구조에 관한 것이다.
특허문헌 1 에 개시된 압축기에서는, 구동축과 일체적으로 회전하는 회전체가 래이디얼 베어링에 인접하여 구동축에 형성되어 있다. 회전체는 실린더에 형성된 원형구멍에 회전 가능하게 끼워 맞춰져 있고, 회전체의 외주면에는 홈이 형성되어 있다. 오일 세퍼레이터에 있어서 토출압 영역의 냉매로부터 분리된 오일은, 급유구멍을 경유하여 회전체의 외주면과 원형구멍의 내주면 사이의 간극에 공급된다. 회전체의 외주면과 원형구멍의 내주면 사이의 간극은 방출구멍을 통하여 구동실에 연통되어 있다. 홈은 구동축의 1 회전마다 급유구멍에 간헐적으로 연통된다. 또한 홈은 구동축의 1 회전마다 방출구멍에 간헐적으로 연통된다. 홈이 급유구멍에 연통되면 오일이 홈에 공급되고, 오일이 공급된 홈이 방출구멍에 연통되면, 홈 내의 오일이 방출구멍을 경유하여 구동실에 공급된다. 구동실 내에 공급된 오일은 구동실 내의 윤활 필요 부위를 윤활한다.
회전체의 외주면과 원형구멍의 내주면 사이에는 회전체를 회전가능하게 하는 간극을 필요로 한다. 또한 오일 세퍼레이터를 수용하는 챔버 내는 토출압 영역이고, 구동실 내는 토출압 영역의 압력보다도 저압이다. 그 때문에, 분리된 오일이 구동실 내 압력과 챔버 내 압력의 압력차에 의해, 회전체의 외주면과 원형구멍의 내주면 사이의 간극을 통과하여 구동실로 항상 누설된다. 이러한 오일 누설은 챔버의 저부에 저류된 오일을 고갈시킨다.
본 발명은, 냉매로부터 분리된 오일이 고갈되는 것을 방지하는 데에 있어서 우수한 오일 회수 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 피스톤을 수용하는 복수의 실린더보어가 회전축 주위에 배열되도록 실린더에 형성되어 있고, 상기 피스톤이 상기 회전축과 일체적으로 회전하는 캠체를 통하여 상기 회전축의 회전에 연동되어 있으며, 흡입압 영역으로부터 실린더보어로, 또는 실린더보어로부터 토출압 영역으로의 냉매의 흐름을 제어하는 휨 변형 가능한 리드밸브를 구비한 압축기로서, 냉매로부터 오일을 분리함과 함께, 분리된 오일을 오일공급통로를 통하여 압축기 내로 공급하는 오일 회수 구조를 대상으로 하며, 청구항 1 의 발명은 상기 오일공급통로가 상기 리드밸브의 개폐 동작에 따라 개폐되는 것을 특징으로 한다.
리드밸브는 피스톤의 1 왕복마다 오일공급통로를 개폐한다. 오일공급통로가 열려 있을 때에는, 냉매로부터 분리되어 있는 오일이 오일공급통로의 공급처로 공급된다. 또한, 리드밸브의 동작에 의해 오일공급통로는 확실하게 폐쇄되어, 오일 누설이 방지된다.
바람직한 예에서는, 상기 흡입압 영역으로부터 상기 실린더보어로 냉매를 흡입하기 위한 흡입포트가 상기 흡입압 영역과 상기 토출압 영역으로부터 상기 실린더보어를 구획하는 구획판에 형성되어 있고, 상기 리드밸브는 상기 실린더보어측에서 상기 구획판에 접촉 및 분리하여 상기 흡입포트를 개폐하고, 상기 오일공급통로의 출구는 상기 흡입포트를 닫았을 때의 상기 리드밸브에 의해 덮여진다.
오일공급통로의 출구는 휨 변형하는 리드밸브에 의해 직접 개폐된다. 리드밸브는 토출압에 의해 구획판에 밀착되기 때문에, 리드밸브가 오일공급통로를 닫 고 있을 때에는, 오일공급통로 내의 오일이 흡입밸브와 구획판 사이에서 누설되는 일은 없다. 리드밸브가 오일공급통로를 열고 있을 때에는, 오일공급통로 내의 오일은 실린더보어 내에 공급된다.
바람직한 예에서는, 상기 오일공급통로의 출구는 상기 흡입포트를 개폐하는 상기 리드밸브의 기부측 (其部側) 에서 상기 리드밸브의 좌우에 한 쌍 형성되어 있다.
이러한 구성에서는, 오일공급홈 또는 오일공급구로부터 실린더보어에 공급되는 오일의 공급압이 리드밸브의 좌우에서 대략 균등해져, 리드밸브가 비틀리는 일 없이 원활하게 개폐 동작한다.
바람직한 예에서는, 상기 오일공급통로는 상기 회전축의 축선 둘레를 일주하도록 형성된 환형 통로를 포함하고, 상기 오일공급통로의 출구는 상기 환형 통로에 연통되어 있다.
환형 통로의 존재는 모든 실린더보어에 대한 오일공급을 가능하게 한다.
바람직한 예에서는, 상기 실린더보어로부터 상기 토출압 영역에 냉매를 토출하기 위한 토출포트가 상기 흡입압 영역과 상기 토출압 영역으로 이루어지는 상기 실린더보어를 구획하는 구획판에 형성되어 있고, 상기 리드밸브는 상기 실린더보어측과는 반대측에서 상기 구획판에 접촉 및 분리하여 상기 토출포트를 개폐하고, 상기 오일공급통로의 일부는 상기 구획판에 형성되어 있으며, 상기 구획판에 형성된 상기 오일공급통로를 개폐하는 개폐편이 상기 리드밸브에 연동하도록 형성되어 있다.
개폐편은 피스톤의 1 왕복마다 오일공급통로를 개폐한다. 오일공급통로 가 열려 있을 때에는, 냉매로부터 분리되어 있는 오일이 오일공급통로의 공급처에 공급된다.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)
이하, 본 발명을 가변용량형 압축기에 구체화한 제 1 실시형태를 도 1∼도 5 에 기초하여 설명한다.
도 1(a) 에 나타내는 바와 같이, 실린더 (11) 의 전단에는 프론트 하우징 (12) 이 접합되어 있다. 실린더 (11) 의 후단에는 리어 하우징 (13) 이 밸브 플레이트 (14), 밸브 형성 플레이트 (15, 16) 및 리테이너 형성 플레이트 (17) 를 사이에 두고 접합 고정되어 있다. 실린더 (11), 프론트 하우징 (12) 및 리어 하우징 (13) 은 가변용량형 압축기 (10) 의 전체 하우징을 구성한다.
제어압실 (121) 을 형성하는 프론트 하우징 (12) 과 실린더 (11) 에는 회전축 (18) 이 래이디얼 베어링 (25, 26) 을 사이에 두고 회전 가능하게 지지되어 있다.
회전축 (18) 에는 회전지지체 (19) 가 고정되어 있음과 함께, 사판 (20) 이 회전축 (18) 의 축선 (181) 의 방향으로 슬라이드 가능하고 또한 경동 (傾動) 가능하게 지지되어 있다. 캠체로서의 사판 (20) 에는 한 쌍의 연결편 (21 ; 하나만 도시) 가 고정부착되어 있고, 각 연결편 (21) 에는 가이드핀 (22 ; 하나만 도시) 가 고정부착되어 있다. 회전지지체 (19) 에는 한 쌍의 가이드구멍 (191 ; 하나만 도시) 이 형성되어 있다. 가이드핀 (22) 의 헤드부는 가이드구멍 (191) 에 슬라이드 가능하게 끼워져 있다. 사판 (20) 은, 한 쌍의 가이드구멍 (191) 과 한 쌍의 가이드핀 (22) 의 연계에 의해 회전축 (18) 의 축선 (181) 방향으로 경동 가능하고 또한 회전축 (18) 과 일체적으로 회전 가능하다. 사판 (20) 의 경동은 가이드구멍 (191) 과 가이드핀 (22) 의 슬라이드 가이드 관계 및 회전축 (18) 의 슬라이드 지지 작용에 의해 안내된다.
사판 (20) 의 반경 중심부가 회전지지체 (19) 측으로 이동하면 사판 (20) 의 경각이 커진다. 사판 (20) 의 최대경각은 회전지지체 (19) 와 사판 (20) 이 맞닿음으로써 규제된다. 도 1(a) 의 사판 (20) 의 실선 위치는 사판 (20) 의 최대경각 상태를 나타낸다. 사판 (20) 의 반경중심부가 실린더 (11) 측으로 이동하면 사판 (20) 의 경각이 감소된다. 도 1(a) 의 사판 (20) 의 쇄선 위치는 사판 (20) 의 최소경각 상태를 나타낸다.
실린더 (11) 에 관통 형성된 복수의 실린더보어 (111) 내에는 피스톤 (23) 이 수용되어 있다. 사판 (20) 의 회전운동은 슈 (24) 를 통하여 피스톤 (23) 의 전후 왕복운동으로 변환되어, 피스톤 (23) 이 실린더보어 (111) 내를 왕복동한다.
도 1(a) 및 도 2(a) 에 나타내는 바와 같이, 리어 하우징 (13) 내에는 흡입실 (131) 및 토출실 (132) 이 구획 형성되어 있다. 실린더보어 (111) 는 밸브 플레이트 (14) 에 의해, 흡입압 영역인 흡입실 (131) 과 토출압 영역인 토출실 (132) 로부터 구획된다.
도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 구획판으로서의 밸브 플레이트 (14) 및 밸브 형성 플레이트 (15, 16) 에는 흡입포트 (141) 및 토출포트 (142) 가 형성되어 있다. 밸브 형성 플레이트 (15) 에는 휨 변형 가능한 판형상의 흡입밸브 (151) 가 형성되어 있고, 밸브 형성 플레이트 (16) 에는 휨 변형 가능한 판형상의 토출밸브 (161) 가 형성되어 있다.
흡입압 영역인 흡입실 (131) 내의 가스상 냉매는, 피스톤 (23) 의 복동 동작 〔도 1(a) 에서 우측에서 좌측으로의 이동〕 에 의해 흡입포트 (141) 로부터 리드밸브인 흡입밸브 (151) 를 밀어 젖히고 실린더보어 (111) 내에 유입된다. 실린더보어 (111) 내로 유입된 가스상 냉매는, 피스톤 (23) 의 왕동 동작 〔도 1(a) 에서 좌측에서 우측으로의 이동〕에 의해 토출포트 (142) 로부터 리드밸브인 토출밸브 (161) 를 밀어 젖히고 토출압 영역인 토출실 (132) 에 토출된다. 실린더보어 (111) 내의 압력은 피스톤 (23) 의 왕복동에 따라 변화한다. 실린더보어 (111) 내는 흡입압으로부터 토출압에 걸쳐서 변화한다.
도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 흡입밸브 (151) 는 실린더보어 (111) 측의 밸브 플레이트 (14) 의 면 (143) 에 접촉 및 분리하여 흡입포트 (141) 를 개폐한다. 토출밸브 (161) 는 실린더보어 (111) 와는 반대측의 밸브 플레이트 (14) 의 면 (144) 에 접촉 및 분리하여 토출포트 (142) 를 개폐한다. 토출밸브 (161) 는 리테이너 형성 플레이트 (17) 위의 리테이너 (171) 에 맞닿아 개도 규제된다.
도 1(a) 에 나타내는 바와 같이, 회전지지체 (19) 와 프론트 하우징 (12) 사이에는 스러스트 베어링 (27) 이 개재되어 있다. 스러스트 베어링 (27) 은, 실린더보어 (111) 로부터 피스톤 (23), 슈 (24), 사판 (20), 연결편 (21) 및 가이드 핀 (22) 을 통하여 회전지지체 (19) 에 작용하는 토출반력을 받아낸다.
실린더 (11) 상부측의 외주면에는 대좌 (28) 가 일체적으로 기립하여 형성되어 있다. 대좌 (28) 의 상단에는 머플러 형성부 (29) 가 개스킷 (30) 에 연결되어 있다. 대좌 (28) 에는 오일분리실 (281) 이 형성되어 있다. 오일분리실 (281) 은 토출통로 (31) 를 통하여 토출실 (132) 에 연통되어 있다. 머플러 형성부 (29) 에는 냉매 선회용 통 (32) 이 머플러 형성부 (29) 측으로부터 대좌 (28) 측을 향해 오일분리실 (281) 내로 돌출하도록 일체 형성되어 있다. 머플러 형성부 (29) 에는 머플러실 (291) 이 냉매 선회용 통 (32) 의 통내 통로 (321) 에 연통되도록 형성되어 있다.
흡입실 (131) 과 머플러실 (291) 은 외부냉매회로 (33) 에 의해 접속되어 있다. 외부냉매회로 (33) 상에는, 냉매로부터 열을 빼앗기 위한 열교환기 (34), 팽창밸브 (35) 및 주위의 열을 냉매에 옮기기 위한 열교환기 (36) 가 개재되어 있다. 팽창밸브 (35) 는 열교환기 (36) 출구측의 가스온도의 변동에 따라 냉매유량을 제어하는 온도식 자동팽창밸브이다.
토출실 (132) 과 제어압실 (121) 은 공급통로 (37) 에 의해 접속되어 있다. 또한 제어압실 (121) 과 흡입실 (131) 은 방출통로 (38) 에 의해 접속되어 있다. 제어압실 (121) 내의 냉매는 방출통로 (38) 를 통하여 흡입실 (131) 에 유출된다.
공급통로 (37) 상에는 전자식의 용량제어밸브 (39) 가 개재되어 있다. 토출실 (132) 로부터 공급통로 (37) 를 경유한 제어압실 (121) 로의 냉매공급량은, 용량제어밸브 (39) 의 밸브 개도의 증감에 따라 증감한다. 제어압실 (121) 내 의 냉매는 방출통로 (38) 를 통하여 흡입실 (131) 로 유출되고 있기 때문에, 제어압실 (121) 내의 압력은 토출실 (132) 로부터 공급통로 (37) 를 경유한 제어압실 (121) 로의 냉매공급량의 증감에 따라 오르락내리락한다. 냉매공급량이 증대하면 제어압실 (121) 내의 압력이 올라가고, 냉매공급량이 감소하면 제어압실 (121) 내의 압력이 내려간다. 따라서, 사판 (20) 의 경각이 증감되어 토출용량이 증감된다. 제어압실 (121) 내는 토출압 영역 이외의 압력 영역이다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 밸브 형성 플레이트 (15) 측의 밸브 플레이트 (14) 의 면 (143) 에는 환형 홈 (40) 이 회전축 (18) 의 축선 (181) 둘레를 일주하도록 형성되어 있다. 환형 통로로서의 환형 홈 (40) 은 회전축 (18) 의 축선 (181) 방향으로 보아 모든 실린더보어 (111) 를 내부에 포함하도록 형성되어 있다. 도 1(b) 에 나타내는 바와 같이, 환형 홈 (40) 은 밸브 형성 플레이트 (15) 및 실린더 (11) 에 형성된 복귀통로 (41) 를 통하여 오일분리실 (281) 에 연통되어 있다. 환형 홈 (40) 은 흡입밸브 (151) 를 제외한 밸브 형성 플레이트 (15) 에 의해 덮여져 있다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 휨 변형 가능한 흡입밸브 (151) 에 의해 덮여지는 면 (143) 에는 오일공급홈 (42) 이 형성되어 있다. 오일공급홈 (42) 은 흡입밸브 (151) 의 기부측에 있으며 환형 홈 (40) 에 접속되어 있다. 오일공급홈 (42) 은 각 흡입밸브 (151) 에 대응하여 형성되어 있다.
토출압 영역인 토출실 (132) 로 토출된 냉매는, 토출압 영역인 토출통로 (31), 토출압 영역인 오일분리실 (281), 냉매 선회용 통 (32) 의 통내 통로 (321) 및 토출압 영역인 머플러실 (291) 을 경유하여 외부냉매회로 (33) 에 유출된다. 외부냉매회로 (33) 에 유출된 냉매는, 흡입압 영역인 흡입실 (131) 에 환류된다.
가변용량형 압축기 (10) 및 외부냉매회로 (33) 로 이루어지는 회로 내에는 오일이 들어가 있고, 이 오일은 냉매와 함께 유동한다. 토출통로 (31) 로부터 오일분리실 (281) 에 유입된 냉매는 냉매 선회용 통 (32) 둘레를 선회하면서 오일분리실 (281) 의 바닥을 향하고, 냉매와 함께 유동하는 미스트상의 오일이 분리된다. 냉매로부터 분리된 오일은 복귀통로 (41) 및 환형 홈 (40) 을 경유하여 오일공급홈 (42) 에 보내진다. 복귀통로 (41), 환형 홈 (40) 및 오일공급홈 (42) 은 흡입밸브 (151) 의 개폐동작에 따라 개폐되는 오일공급통로 (43 ; 도 3 에 도시) 를 구성한다. 오일공급홈 (42) 은 오일공급통로 (43) 의 출구가 된다.
피스톤 (23) 이 왕동 〔도 1(a) 에서 좌측에서 우측으로의 이동〕 하고 있을 때에는, 흡입밸브 (151) 가 밸브 플레이트 (14) 의 면 (143) 에 밀착되고, 흡입포트 (141) 가 흡입밸브 (151) 에 의해 닫힌다. 이 상태에서는, 오일공급통로 (43) 의 일부인 오일공급홈 (42) 이 흡입밸브 (151) 에 의해 닫혀 있어, 오일공급홈 (42) 내의 오일이 실린더보어 (111) 내로 누설되는 일은 없다. 피스톤 (23) 이 복동 〔도 1(a) 에서 우측에서 좌측으로의 이동〕 하고 있을 때에는, 흡입밸브 (151) 가 밸브 플레이트 (14) 의 면 (143) 에서 떨어져 흡입밸브 (151) 가 열림과 함께, 오일공급홈 (42) 이 실린더보어 (111) 에 연통된다. 따라서 오일공급홈 (42) 내의 오일이 실린더보어 (111) 내에 공급된다.
제 1 실시형태에서는 이하의 효과가 얻어진다.
(1) 휨 변형 가능한 판형상의 흡입밸브 (151) 는 피스톤 (23) 의 1 왕복마다 흡입포트 (141) 와 오일공급통로 (43) 를 개폐한다. 피스톤 (23) 이 복동 동작 상태에 있을 때에는 오일공급통로 (43) 가 열려 있고, 냉매로부터 분리되어 오일공급홈 (42) 에 있는 오일은 오일공급통로 (43) 의 공급처, 즉 실린더보어 (111) 내에 공급된다. 흡입밸브 (151) 는 토출압에 의해 밸브 플레이트 (14) 의 면 (143) 에 밀착되기 때문에, 흡입밸브 (151) 가 오일공급통로 (43) 를 닫고 있을 때에는, 오일공급통로 (43) 내의 오일이 흡입밸브 (151) 와 밸브 플레이트 (14) 사이로부터 누설되는 일은 없다. 따라서, 오일분리실 (281) 에 저류되어 있는 오일이 고갈되는 일은 없고, 토출압 영역의 냉매가 오일공급통로 (43) 를 경유하여 누설되는 일은 없다.
(2) 실린더보어 (111) 내에 공급된 오일은 실린더보어 (111) 의 둘레면과 피스톤 (23) 의 둘레면 사이의 슬라이딩 접촉 부위를 윤활한다. 오일분리실 (281) 에서 분리된 오일은 오일공급통로 (43) 를 통하여 실린더보어 (111) 에 직접 공급되기 때문에, 실린더보어 (111) 내에 공급되는 오일량은 풍부하다. 따라서 실린더보어 (111) 의 둘레면과 피스톤 (23) 의 둘레면 사이의 슬라이딩 접촉 부위의 윤활이 충분히 이루어져, 실린더보어 (111) 의 둘레면과 피스톤 (23) 의 둘레면 사이의 슬라이딩 접촉 부위의 내마모성이 향상된다.
(3) 오일공급통로 (43) 로부터 실린더보어 (111) 내로 오일이 공급되는 것은, 흡입밸브 (151) 가 흡입포트 (14) 를 열었을 때뿐이다. 따라서 오일분리실 (281) 로부터 실린더보어 (111) 에 이르는 오일공급통로가 항상 열려 있는 구성인 경우에 비해 오일공급통로 (43) 에서의 통로 단면적을 크게 할 수 있다. 이는, 오일공급통로 (43) 에서의 이물 막힘을 회피하는 데에 있어서 유리하다.
(4) 복수의 실린더보어 (111) 에 대응하는 흡입밸브 (151) 에 의해 개폐되는 오일공급홈 (42) 은 환형 홈 (40) 을 통하여 오일분리실 (281) 에 연통되어 있다. 환형 홈 (40) 의 존재는 오일분리실 (281) 로부터 모든 실린더보어 (111) 로의 오일 공급을 가능하게 한다.
(5) 토출용량이 큰 경우, 다시 말해 피스톤 (23) 의 스트로크량이 큰 경우에는, 오일공급통로 (43) 로부터 실린더보어 (111) 내로 오일을 많이 공급하는 것이 바람직하지만, 토출용량이 작은 경우, 다시 말해 피스톤 (23) 의 스트로크량이 작은 경우에는, 오일공급통로 (43) 로부터 실린더보어 (111) 내로 공급되는 오일량은 적어도 된다.
토출용량이 큰 경우에는 밸브 플레이트 (14) 의 면 (143) 으로부터의 흡입밸브 (151) 의 이간량 (밸브 개도) 이 크고, 토출용량이 작은 경우에는 밸브 플레이트 (14) 의 면 (143) 으로부터의 흡입밸브 (151) 의 이간량 (밸브 개도) 이 작다. 다시 말해, 실린더보어 (111) 내에 오일을 많이 공급하고자 하는 토출용량 "대" 일 때에는 오일공급통로 (43) 로부터 실린더보어 (111) 에 공급되는 오일량은 많아지고, 실린더보어 (111) 내로의 공급유량이 적어도 되는 토출용량 "소" 일 때에는 오일공급통로 (43) 로부터 실린더보어 (111) 에 공급되는 오일량은 적어진다.
흡입밸브 (151) 에 의해 오일공급통로 (43) 를 개폐하는 구성은, 가변용량형 압축기 (10) 에서의 토출용량의 대소에 따른 적정한 오일량의 공급을 가능하게 한 다.
(6) 흡입밸브 (151) 가 밸브 플레이트 (14) 의 면 (143) 으로부터 최대로 이간되었을 때의 이간량의 설계치를 적절히 변경함으로써, 오일공급통로 (43) 로부터 실린더보어 (111) 내에 공급되는 오일량을 적정히 설정할 수 있다.
(7) 오일공급홈 (42) 의 길이 또는 폭의 설계치를 적절히 변경함으로써, 오일공급통로 (43) 로부터 실린더보어 (111) 내에 공급되는 오일량을 적정히 설정할 수 있다.
다음으로 도 6 의 제 2 실시형태를 설명한다. 제 1 실시형태와 동일한 구성부에는 동일한 부호를 이용하고 있다.
제 2 실시형태에서는, 한 쌍의 오일공급홈 (42, 42A) 이 흡입밸브 (151) 의 기부측 좌우에서 흡입밸브 (151) 에 대향하도록 밸브 플레이트 (14) 의 면 (143) 에 형성되어 있다. 오일공급홈 (42, 42A) 은 환형 홈 (40) 에 접속되어 있다. 이러한 구성에서는, 한 쌍의 오일공급홈 (42, 42A) 으로부터 실린더보어 (111) 에 공급되는 오일의 공급압이 흡입밸브 (151) 의 좌우에서 대략 균등해져, 흡입밸브 (151) 가 비틀어지는 일 없이 원활하게 개폐 동작한다. 따라서 흡입밸브 (151) 가 흡입포트 (141) 를 닫고 있을 때의 밸브 플레이트 (14) 의 면 (143) 에 대한 흡입밸브 (151) 의 밀착성이 높아, 실린더보어 (111) 내의 고압가스가 흡입포트 (141) 로부터 흡입실 (131) 〔도 1(a) 참조〕 로 누설되는 일은 없다.
다음으로, 본 발명을 고정용량형 압축기에 구체화한 제 3 실시형태를 도 7∼도 9 에 기초하여 설명한다. 제 1 실시형태와 동일한 구성부에는 동일한 부호 를 이용하고 있다.
도 7 에 나타내는 바와 같이, 리어 하우징 (13) 에는 토출실 (132) 이 형성되어 있다. 프론트 하우징 (12) 에는 회전축 (44) 이 래이디얼 베어링 (45) 을 통하여 회전 가능하게 지지되어 있고, 실린더 (11) 에는 회전축 (44) 이 로터리밸브부 (46) 를 통하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 회전축 (44) 에는 사판 형상의 캠 (47) 이 고착되어 있다. 캠 (47) 은 캠실 (48) 에 수용되어 있다.
프론트 하우징 (12) 과 캠 (47) 사이에는 스러스트 베어링 (49) 이 개재되어 있다. 로터리밸브부 (46) 의 단부와 밸브 플레이트 (14) 사이에는 레이스 (50) 및 압축스프링 (51) 이 개재되어 있다. 압축스프링 (51) 의 스프링력은 회전축 (44) 의 축선 (441) 방향에 대한 덜컥거림을 억제한다.
회전축 (44) 과 일체적으로 회전하는 캠 (47) 의 회전운동은, 캠 (47) 에 슬라이딩 접촉하는 슈 (24) 를 통하여 피스톤 (23) 에 전해져, 피스톤 (23) 이 실린더보어 (111) 내를 전후로 왕복운동한다.
회전축 (44) 내에는 축통로 (52) 가 형성되어 있고, 회전축 (44) 의 둘레면에는 도입구멍 (53) 이 축통로 (52) 와 캠실 (48) 에 연통되도록 형성되어 있다. 캠실 (48) 내의 냉매는 도입구멍 (53) 을 경유하여 축통로 (52) 에 유입된다.
로터리밸브부 (46) 에는 연락구멍 (461) 이 축통로 (52) 에 연통하도록 형성되어 있다. 실린더 (11) 에는 흡입구멍 (54) 이 실린더보어 (111) 에 연통하도록 형성되어 있다. 회전축 (44) 의 회전에 동반하여, 연락구멍 (461) 은 흡입구멍 (54) 에 간헐적으로 연통된다.
피스톤 (23) 이 복동상태 (피스톤 (23) 이 도 7 의 우측에서 좌측으로 이동하는 상태) 에 있을 때에는, 이 피스톤 (23) 을 수용하는 실린더보어 (111) 에 통하는 흡입구멍 (54) 과 연락구멍 (461) 이 연통된다. 피스톤 (23) 이 복동상태에 있을 때에는, 로터리밸브부 (46) 의 축통로 (52) 내의 냉매가 연락구멍 (461) 및 흡입구멍 (54) 을 경유하여 실린더보어 (111) 에 흡입된다.
피스톤 (23) 이 왕동상태 (피스톤 (23) 이 도 7 의 좌측에서 우측으로 이동하는 상태) 에 있을 때에는, 이 피스톤 (23) 을 수용하는 실린더보어 (111) 에 통하는 흡입구멍 (54) 과 연락구멍 (461) 의 연통이 차단된다. 피스톤 (23) 이 왕동상태에 있을 때에는, 실린더보어 (111) 내의 냉매가 토출포트 (142) 로부터 토출밸브 (161) 를 밀어 젖히고 토출실 (132) 에 토출된다. 토출실 (132) 에 토출된 냉매는 토출통로 (31), 오일분리실 (281) 및 머플러실 (291) 을 경유하여 외부냉매회로 (33) 에 유출된다. 외부냉매회로 (33) 에 유출된 냉매는, 흡입압 영역으로서의 캠실 (48) 에 환류된다.
도 8 에 나타내는 바와 같이, 실린더 (11) 의 단면에는 환형 홈 (55), 연통홈 (56) 및 복수의 오일공급홈 (57) 이 형성되어 있다. 환형 홈 (55) 은 회전축 (44) 의 축선 (441) 의 방향으로 보아 실린더보어 (111) 를 내부에 포함하도록 형성되어 있다. 각 오일공급홈 (57) 은 환형 홈 (55) 및 연통홈 (56) 을 통하여 복귀통로 (41) 에 연통되어 있음과 함께, 실린더보어 (111) 에 연통되어 있다.
도 9(a), (b) 에 나타내는 바와 같이, 밸브 플레이트 (14) 에는 로드 형상의 개폐편 (58) 이 연통홈 (56) 을 개폐할 수 있도록 관통되어 있다. 개폐편 (58) 은 리드밸브인 토출밸브 (161) 에 걸려 고정되어 있다. 개폐편 (58) 은 토출포트 (142) 를 개폐하는 토출밸브 (161) 의 개폐동작에 연동하여 연통홈 (56) 을 개폐한다. 도 9(a) 는 연통홈 (56) 이 닫힌 상태를 나타내며, 복귀통로 (41) 내의 오일이 환형 홈 (55) 으로 보내지는 일은 없다. 도 9(b) 는 연통홈 (56) 이 열린 상태를 나타내며, 복귀통로 (41) 내의 오일이 환형 홈 (55) 으로 보내진다. 복귀통로 (41), 연통홈 (56), 환형 홈 (55) 및 오일공급홈 (57) 은 토출밸브 (161) 의 개폐동작에 따라 개폐되는 오일공급통로 (59) 를 구성한다. 오일공급홈 (57) 은 오일공급통로 (59) 의 출구가 된다.
제 3 실시형태에서는, 개폐편 (58) 이 연통홈 (56) 을 닫고 있을 때에도 개폐편 (58) 의 둘레면과 실린더 (11) 사이에 조그만 클리어런스가 생기도록 하고 있다. 그러나 연통홈 (56) 에서의 통로 단면적이 작다는 점에서, 상기 클리어런스에서의 통과 단면적은 매우 작다. 따라서 오일공급통로 (59) 를 닫고 있을 때의 오일공급통로 (59) 를 경유한 오일 누설은 거의 생기지 않는다.
또한, 오일공급통로 (59) 로부터 실린더보어 (111) 내로 오일이 공급되는 것은, 토출밸브 (161) 가 토출포트 (142) 를 열었을 때뿐이다. 따라서 오일분리실 (281) 로부터 실린더보어 (111) 에 이르는 오일공급통로가 항상 열려 있는 구성인 경우에 비해 오일공급통로 (59) 에서의 통로 단면적을 크게 할 수 있다. 이는, 오일공급통로 (59) 에서의 이물 막힘을 회피하는 데에 있어서 유리하다.
그리고 제 3 실시형태에서는, 제 1 실시형태에서의 (2), (4) 항과 동일한 효과가 얻어진다.
본 발명에서는 이하와 같은 실시형태도 가능하다.
○ 밸브 플레이트 (14) 에 형성하는 오일공급통로의 형상으로서 밸브 플레이트 (14) 내를 통과하는 구멍형상으로 하여, 밸브 플레이트 (14) 에서의 오일공급통로의 출구 (오일공급구) 를 실린더보어 (111) 에 개구하도록 해도 된다.
○ 제 1∼3 의 실시형태에 있어서, 오일공급통로의 공급처를 복수의 실린더보어 (111) 중 하나만으로 해도 된다.
○ 제 1 실시형태에 있어서, 오일공급통로의 공급처를 제어압실 (121) 내 (토출압 영역 이외의 압력영역) 로 해도 된다.
○ 제 1 실시형태에 있어서, 오일공급통로의 공급처를 흡입실 (131) 내로 해도 된다.
○ 제 3 실시형태에 있어서, 오일공급통로의 공급처를 캠실 (48) 내로 해도 된다.
○ 제 1 실시형태에 있어서, 환형 홈 (40) 을 실린더 (11) 에 형성하거나, 실린더 (11) 나 밸브 플레이트 (14) 등의 부재에 둘러싸인 공간에 형성해도 된다.
○ 휨 변형 가능한 판형상의 흡입밸브를 구비한 고정용량형의 피스톤식 압축기에 본 발명을 적용해도 된다.
○ 외부냉매회로 (33) 상에서 냉매로부터 오일을 분리하고, 이 분리된 오일을 오일공급통로를 통해 압축기 내로 공급하도록 해도 된다.
○ 제 1∼3 의 실시형태에 있어서, 제어압실 (121) 의 압력영역이나 압축기 내의 흡입압 영역에서 냉매로부터 분리한 오일을 오일공급통로를 통해 공급하도록 해도 된다.
○ 사판 이외의 형상의 캠체를 구비한 피스톤식 압축기에 본 발명을 적용해도 된다.
상기한 실시형태로부터 파악할 수 있는 기술사상을 이하에 기재한다.
〔I〕피스톤을 수용하는 복수의 실린더보어가 회전축 주위에 배열되도록 실린더에 형성되어 있고, 상기 피스톤이 상기 회전축과 일체적으로 회전하는 캠체를 통하여 상기 회전축의 회전에 연동되어 있고, 흡입압 영역의 냉매가 휨 변형하는 흡입밸브를 밀어 젖히고 상기 실린더보어에 흡입되고, 실린더보어 내의 냉매가 휨 변형하는 판형상의 토출밸브를 밀어 젖히고 토출압 영역에 토출되는 압축기로서, 냉매로부터 오일을 분리함과 함께, 분리된 오일을 오일공급통로를 통하여 압축기 내에 공급하는 오일 회수 구조에 있어서,
상기 오일공급통로는 상기 흡입밸브 또는 상기 토출밸브의 개폐동작에 따라 개폐되는 압축기에서의 오일 회수 구조.
오일공급통로를 닫고 있을 때의 오일공급통로를 경유한 오일 누설 (다시 말해 냉매 누설) 의 방지가 용이하다.
본 발명의 오일 회수 구조는, 냉매로부터 분리된 오일이 고갈되는 것을 방지하는 데에 있어서 우수한 효과를 나타낸다.

Claims (5)

  1. 피스톤을 수용하는 복수의 실린더보어가 회전축 주위에 배열되도록 실린더에 형성되어 있고, 상기 피스톤이 상기 회전축과 일체적으로 회전하는 캠체를 통하여 상기 회전축의 회전에 연동되어 있으며, 흡입압 영역으로부터 실린더보어로, 또는 실린더보어로부터 토출압 영역으로의 냉매의 흐름을 제어하는 휨 변형 가능한 리드밸브를 구비한 압축기로서, 냉매로부터 오일을 분리함과 함께, 분리된 오일을 오일공급통로를 통하여 압축기 내로 공급하는 오일 회수 구조에 있어서,
    상기 오일공급통로는 상기 리드밸브의 개폐동작에 따라 개폐되는 것을 특징으로 하는 압축기에서의 오일 회수 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡입압 영역으로부터 상기 실린더보어로 냉매를 흡입하기 위한 흡입포트가 상기 흡입압 영역과 상기 토출압 영역으로부터 상기 실린더보어를 구획하는 구획판에 형성되어 있고, 상기 리드밸브는 상기 실린더보어측에서 상기 구획판에 접촉 및 분리하여 상기 흡입포트를 개폐하고, 상기 오일공급통로의 출구는 상기 흡입포트를 닫았을 때의 상기 리드밸브에 의해 덮여지는 것을 특징으로 하는 압축기에서의 오일 회수 구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 오일공급통로의 출구는 상기 리드밸브의 기부측 (基部側) 에서 상기 리드밸브의 좌우에 한 쌍 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기에서의 오일 회수 구조.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 오일공급통로는 상기 회전축의 축선 둘레를 일주하도록 형성된 환형 통로를 포함하고, 상기 오일공급통로의 출구는 상기 환형 통로에 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기에서의 오일 회수 구조.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 실린더보어로부터 상기 토출압 영역으로 냉매를 토출하기 위한 토출포트가 상기 흡입압 영역과 상기 토출압 영역으로 이루어지는 상기 실린더보어를 구획하는 구획판에 형성되어 있고, 상기 리드밸브는 상기 실린더보어측과는 반대측에서 상기 구획판에 접촉 및 분리하여 상기 토출포트를 개폐하고, 상기 오일공급통로의 일부는 상기 구획판에 형성되어 있으며, 상기 구획판에 형성된 상기 오일공급통로를 개폐하는 개폐편이 상기 리드밸브에 연동하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기에서의 오일 회수 구조.
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