KR101031812B1 - 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압축기에 관한것으로서, 더욱 상세하게는 사판실로 흡입된 냉매를 실린더보어로 공급하기 위해 구동축의 내부를 경유하여 공급하는 메인냉매공급유로와, 실린더블록을 관통한후 전,후방하우징의 흡입실 및 구동축의 슬롯을 경유하여 공급하는 보조냉매공급유로를 형성함으로서 사판실의 냉매를 효율적으로 이용할 수 있게 되어 성능을 향상하고 구동축 시일(Seal)영역의 윤활성도 향상시킨 압축기에 관한 것이다.
이에 본 발명은 압축기(100) 내부의 사판실(136)에서 회전하는 사판(160)이 경사지게 결합된 구동축(150); 상기 구동축(150)이 회전가능하게 설치되는 축지지공(133)(143)을 구비함과 아울러 상기 사판실(136)의 양측에 다수의 실린더보어(131)(141)가 형성된 전,후방 실린더블록(130)(140); 상기 사판(160)의 외주에 슈(165)를 개재하여 장착되고 사판(160)의 회전운동에 연동하여 상기 실린더보어(131)(141)내를 왕복운동하는 다수의 피스톤(170); 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)의 양측에 결합되며 내부에 흡입실(114)(124) 및 토출실(111)(121)이 각각 형성된 전,후방 하우징(110)(120); 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)과 전,후방 하우징(110)(120)의 사이에 각각 개재되는 밸브유니트(180)를 포함하여 구성되며, 외부에서 상기 사판실(136)내로 흡입된 냉매가 구동축(150)의 회전시 각 실린더보어(131)(141)로 순차적으로 공급될 수 있도록, 상기 구동축(150)의 내부에 입구(152)가 사판실(136)에 위치하고 출구(153)가 전,후방 실린더블록(130)(140)의 축지지공(133)(143)에 위치하는 유로(151)가 형성되고, 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)에는 상기 축지지공(133)(143)과 각 실린더보어(131)(141)를 연통시키는 흡입통로(132)(142)를 형성하여 이루어진 메인냉매공급유로(155)와, 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)에 상기 사판실(136)과 전,후방 하우징(110)(120)의 흡입실(114)(124)을 연통시키는 연통공(138)(148)을 형성하고, 상기 구동축(150)에는 상기 흡입실(114)(124)과 유로(151)의 출구(153)를 연통시키는 슬롯(154)을 형성하여 이루어진 보조냉매공급유로(156)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
압축기, 메인냉매공급유로, 보조냉매공급유로, 구동축, 슬롯

Description

압축기{Compressor}
도 1 은 종래의 압축기를 나타내는 단면도,
도 2 는 도 1 에서의 A-A선 단면도,
도 3 은 본 발명에 따른 압축기를 나타내는 사시도,
도 4 는 본 발명에 따른 압축기를 나타내는 분해사시도,
도 5 는 본 발명에 따른 압축기를 나타내는 단면도,
도 6 은 본 발명에 따른 압축기에서 구동축과 사판을 분해한 상태를 나타내는 사시도,
도 7a 내지 도 7c 는 본 발명에 따른 압축기에서 구동축의 회전에 따라 사판실의 냉매가 실린더보어로 공급되는 과정을 나타내는 개략사시도,
도 8 은 본 발명에 따른 압축기에서 밸브유니트를 나타내는 분해사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
100: 압축기 110: 전방하우징
111,121: 토출실 112,122: 고정홀
113,123,139,149: 볼트체결공 114,124: 흡입실
115: 구동축 시일영역 116,126: 격벽
120: 후방하우징
130: 전방실린더블록 131,141: 실린더보어
132,142: 흡입통로 133,143: 축지지공
134,144: 토출통로 135,145: 머플러
136: 사판실 138,148: 연통공
138a,148a: 연통홈 140: 후방실린더블록
146: 흡입포트 147: 토출포트
150: 구동축 151: 유로
152: 입구 153: 출구
154: 슬롯
155: 메인냉매공급유로 156: 보조냉매공급유로
160: 사판 161: 허브
165: 슈 170: 피스톤
180: 밸브유니트 181: 밸브플레이트
181a: 냉매토출공 181b: 연통로
182: 토출리드밸브 182a: 밸브판
183: 고정핀 190: 볼트
본 발명은 압축기에 관한것으로서, 더욱 상세하게는 사판실로 흡입된 냉매를 실린더보어로 공급하기 위해 구동축의 내부를 경유하여 공급하는 메인냉매공급유로와, 실린더블록을 관통한후 전,후방하우징의 흡입실 및 구동축의 슬롯을 경유하여 공급하는 보조냉매공급유로를 형성함으로서 사판실의 냉매를 효율적으로 이용할 수 있게 되어 성능을 향상하고 구동축 시일(Seal)영역의 윤활성도 향상시킨 압축기에 관한 것이다.
통상적으로 자동차용 압축기는 증발기로부터 증발이 완료되어 토출된 냉매가스를 흡입하여 액화되기 쉬운 고온고압 상태의 냉매가스로 변환시켜 응축기로 토출한다.
이러한 압축기에는 경사진 사판의 회전으로 피스톤이 왕복운동하는 사판식 압축기, 2개의 스크롤의 회전운동에 의해 압축하는 스크롤식 압축기, 회전 배인(vane)에 의해 압축하는 배인 로터리식 압축기 등 다양한 종류가 있다.
이 중 피스톤의 왕복 운동에 따라 냉매를 압축하는 왕복식 압축기에는 상기 사판식 압축기 외에도 크랭크식과 워블 플레이트식 등이 있으며, 상기 사판식 압축기의 경우에도 용도에 따라 고정 용량형 사판식 압축기와 가변 용량형 사판식 압축기 등이 있다.
도 1 및 2 는 종래의 고정 용량형 사판식 압축기를 나타낸 도면으로서, 이를 참조하여 간략히 설명하면 다음과 같다.
도시된 바와 같이, 상기 사판식 압축기(1)는 전방 실린더블록(20)이 내장된 전방 하우징(10)과, 상기 전방 하우징(10)과 결합되며 후방 실린더블록(20a)이 내장된 후방 하우징(10a)으로 이루어진다.
상기 전,후방 하우징(10)(10a)의 내부에는 아래에서 설명될 밸브 플레이트(61)의 냉매토출공 및 냉매흡입공과 대응하여 격벽(13)의 내,외측에 각각 토출실(12) 및 흡입실(11)이 형성되어 있다.
여기서, 상기 토출실(12)은 격벽(13)의 내측에 형성된 제 1 토출실(12a)과, 상기 격벽(13)의 외측에 형성되어 흡입실(11)과 구획되며 제 1 토출실(12a)과 토출홀(12c)을 통해 연통하는 제 2 토출실(12b)로 구성된다.
즉, 상기 제 1 토출실(12a)의 냉매가 상기 작은 직경의 토출홀(12c)을 통과할 때는 축소되고 제 2 토출실(12b)로 이동할 때는 확대되는데, 이렇게 냉매가 축소 및 확대 되는 과정에서 맥동압이 떨어져 진동과 소음을 감소할 수 있게 된다.
한편, 상기 흡입실(11)의 둘레방향으로는 다수개의 볼트체결공(16)이 형성된다. 이러한 상기 볼트체결공(16)을 통해 상기 전,후방 하우징(10)(10a)은 그 내부에 다수의 구성부품들이 조립된 상태에서 상호 볼트(80)로 체결/고정되는 것이다.
그리고, 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)은 내부에 다수의 실린더보어(21)가 구비되고, 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)의 서로 대응하는 실린더보어(21)에는 피스톤(50)들이 직선 왕복운동하도록 결합됨과 아울러 상기 피스톤(50)들은 구동축(30)에 경사지게 결합된 사판(40)의 외주에 슈(45)를 개재하여 결합된다.
따라서, 상기 구동축(30)과 함께 회전하는 사판(40)에 연동하여 상기 피스톤(50)들은 전,후방 실린더블록(20)(20a)의 실린더보어(21) 내부를 왕복하게 된다.
그리고, 상기 전,후방 하우징(10)(10a)과 전,후방 실린더블록(20)(20a) 사이에는 밸브유니트(60)가 설치된다.
여기서, 상기 밸브유니트(60)는 냉매흡입공 및 냉매토출공을 갖는 밸브 플레이트(61)와 그 양측면에 설치되는 흡입리드밸브(63) 및 토출리드밸브(62)로 구성된다.
이러한 상기 밸브유니트(60)는 상기 전,후방 하우징(10)(10a)과 전,후방 실린더블록(20)(20a) 사이에 각각 조립되게 되는데, 이때 밸브 플레이트(61)의 양측에 형성된 고정핀(65)이 전,후방 하우징(10)(10a)과 전,후방 실린더블록(20)(20a)의 마주하는 면에 형성된 고정홀(15)에 삽입되면서 위치가 고정된 상태로 조립되는 것이다.
한편, 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a) 사이에 구비된 사판실(24)로 공급되는 냉매가 상기 각 흡입실(11)로 유동할 수 있도록 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)에는 다수의 흡입통로(22)가 형성되며, 상기 전,후방 하우징(10)(10a)의 제 2 토출실(12b)은 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)을 관통하여 형성된 연결통로(23)에 의해 상호 연통된다.
따라서, 상기 피스톤(50)의 왕복운동에 따라 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)의 보어(21)내에서 동시에 냉매의 흡입 및 압축이 수행될 수 있는 것이다.
그리고, 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)의 중앙에는 구동축(30)을 지지할 수 있도록 축지지공(25)이 형성되고, 상기 축지지공(25) 내에는 니들롤러베어링(26)이 개재되어 상기 구동축(30)을 회전가능하게 지지하고 있다.
한편, 상기 후방 하우징(10a)의 외측면 상부에는 피스톤(50)의 흡입행정시 증발기로부터 이송된 냉매를 압축기(1) 내부로 공급하고, 피스톤(50)의 압축행정시에는 압축기(1) 내부에서 압축된 냉매를 응축기 쪽으로 토출하도록 머플러(70)가 형성된다.
상술한 바와 같이 구성된 압축기(1)의 냉매순환과정을 설명하면 다음과 같다.
증발기로부터 공급되는 냉매는 상기 머플러(70)의 흡입부로 흡입된 후 냉매흡입구(71)를 통해 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a) 사이의 사판실(24)로 공급되고, 상기 사판실(24)로 공급된 냉매는 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)에 형성된 흡입통로(22)를 따라 상기 전,후방 하우징(10)(10a)의 흡입실(11)로 유동하게 된다.
이후, 상기 피스톤(50)의 흡입행정시 상기 흡입리드밸브(63)가 열리게 되는데, 이때 상기 흡입실(11)의 냉매가 밸브플레이트의 냉매흡입공을 통해 상기 실린더보어(21) 내부로 흡입된다.
그리고, 피스톤(50)의 압축행정시 상기 실린더보어(21) 내부의 냉매가 압축되게 되는데, 이때 상기 토출리드밸브(62)가 열리면서 냉매가 밸브플레이트의 냉매토출공을 통해 상기 전,후방 하우징(10)(10a)의 제 1 토출실(12a)로 유동하게 된다.
계속해서, 상기 제 1 토출실(12a)로 유동한 냉매는 제 2 토출실(12b)을 거쳐 상기 머플러(70)의 냉매토출구(72)를 통해 머플러(70)의 토출부로 토출된 후 응축 기로 유동하게 되는 것이다.
한편, 상기 전방 실린더블록(20)의 실린더보어(21)내에서 압축된 냉매는 상기 전방 하우징(10)의 제 1 토출실(12a)로 토출되고 이후 제 2 토출실(12b)로 유동한 후 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)에 형성된 연결통로(23)를 따라 상기 후방 하우징(10a)의 제 2 토출실(12b)로 유동하여 이곳의 냉매와 함께 상기 냉매토출구(72)를 통해 머플러(70)의 토출부로 토출된다.
그러나, 상기한 종래의 압축기(1)는 내부의 냉매 유로가 복잡하여 생기는 흡입 저항에 의한 손실과, 상기 밸브유니트(60)의 개폐작용시 흡입리드밸브(63)의 탄성저항에 의한 손실 등으로 냉매의 흡입 체적효율이 감소되는 문제가 있었다.
한편, 상기 흡입리드밸브(63)의 탄성저항에 의한 손실을 감소시키기 위한 기술이 한국 특허공개번호 제2003-47729호(명칭:고정용량형 피스톤식 압축기에 있어서의 윤활구조)에 개시되어 있다. 즉, 상기 기술은 흡입리드밸브가 없는 구동축 일체형 흡입 로터리 밸브(Suction rotary valve)를 적용하고, 흡입저항에 의한 손실을 감소시키기 위하여 냉매가 구동축 후방에서 구동축 내부를 통해 실린더보어를 직접 들어갈 수 있도록 한 것이다.
그러나, 상기 종래기술은 냉매가 구동축의 후방에서 흡입됨으로서 후방측 실린더보어측에는 다량의 냉매가 유입되고 전방측 실린더보어에는 소량의 냉매가 유입되어 압축기가 최적의 압축 성능을 발휘할 수 없는 문제가 있었다.
또한, 상기 구동축 후방측에 냉매흡입부가 형성되어야 하는 등의 설계상의 제약이 따르는 문제도 있었다.
아울러, 구동축 내부의 유로 크기를 크게 하는데 제약이 따르므로 충분한 냉매량이 실린더보어로 공급되는데 차질이 생기는 문제점이 있다.
상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 사판실로 흡입된 냉매를 실린더보어로 공급하기 위해 구동축의 내부를 경유하여 공급하는 메인냉매공급유로와 실린더블록을 관통한후 전,후방하우징의 흡입실 및 구동축의 슬롯을 경유하여 공급하는 보조냉매공급유로를 형성함으로서 사판실의 냉매를 효율적으로 이용할 수 있게 되어 성능을 향상하고 구동축 시일(Seal)영역의 윤활성도 향상함과 아울러 냉매 유로가 단순화 되어 유로저항 및 탄성저항에 의한 손실을 줄일 수 있고 사판실 양측의 각 실린더보어로 균일한 냉매분배가 이루어져 압축 효율을 향상시킨 압축기를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 압축기 내부의 사판실에서 회전하는 사판이 경사지게 결합된 구동축; 상기 구동축이 회전가능하게 설치되는 축지지공을 구비함과 아울러 상기 사판실의 양측에 다수의 실린더보어가 형성된 전,후방 실린더블록; 상기 사판의 외주에 슈를 개재하여 장착되고 사판의 회전운동에 연동하여 상기 실린더보어내를 왕복운동하는 다수의 피스톤; 상기 전,후방 실린더블록의 양측에 결합되며 내부에 흡입실 및 토출실이 각각 형성된 전,후방 하우징; 상기 전,후방 실린더블록과 전,후방 하우징의 사이에 각각 개재되는 밸브유니트를 포함하여 구성되며, 외부에서 상기 사판실내로 흡입된 냉매가 구동축의 회전시 각 실린더보 어로 순차적으로 공급될 수 있도록, 상기 구동축의 내부에 입구가 사판실에 위치하고 출구가 전,후방 실린더블록의 축지지공에 위치하는 유로가 형성되고, 상기 전,후방 실린더블록에는 상기 축지지공과 각 실린더보어를 연통시키는 흡입통로를 형성하여 이루어진 메인냉매공급유로와, 상기 전,후방 실린더블록에 상기 사판실과 전,후방 하우징의 흡입실을 연통시키는 연통공을 형성하고, 상기 구동축에는 상기 흡입실과 유로의 출구를 연통시키는 슬롯을 형성하여 이루어진 보조냉매공급유로가 형성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
종래에 있어서와 동일한 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략한다.
도 3 은 본 발명에 따른 압축기를 나타내는 사시도이고, 도 4 는 본 발명에 따른 압축기를 나타내는 분해사시도이며, 도 5 는 본 발명에 따른 압축기를 나타내는 단면도이고, 도 6 은 본 발명에 따른 압축기에서 구동축과 사판을 분해한 상태를 나타내는 사시도이며, 도 7a 내지 도 7c 는 본 발명에 따른 압축기에서 구동축의 회전에 따라 사판실의 냉매가 실린더보어로 공급되는 과정을 나타내는 개략사시도이고, 도 8 은 본 발명에 따른 압축기에서 밸브유니트를 나타내는 분해사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 압축기(100)는, 압축기(100) 내부의 사판실(136)에서 회전하는 사판(160)이 경사지게 결합된 구동축(150)과, 상기 구동축(150)이 회전가능하게 설치되는 축지지공(133)(143)을 구비하는 전,후방 실린더블록(130)(140)과, 상기 사판(160)의 외주에 슈(165)를 개재하여 장착되고 사판(160) 의 회전운동에 연동하여 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)의 사판실(136) 양측에 형성된 실린더보어(131)(141) 내부를 왕복운동하는 다수의 피스톤(170)과, 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)의 양측에 결합되며 내부에 흡입실(114)(124) 및 토출실(111)(121)이 각각 형성된 전,후방 하우징(110)(120)과, 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)과 전,후방 하우징(110)(120)의 사이에 각각 개재되는 밸브유니트(180)로 구성된다.
먼저, 상기 구동축(150)은 양측이 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)의 중앙에 형성된 축지지공(133)(143)에 회전가능하게 설치되며, 이때 일단부는 상기 전방 하우징(110)을 관통하도록 연장되어 전자클러치(미도시)와 결합된다.
그리고, 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)은 내부의 사판실(136) 양측 축방향으로 각각 다수의 실린더보어(131)(141)가 형성되고, 중앙에는 상기 구동축(150)을 회전가능하게 지지할 수 있도록 축지지공(133)(143)이 형성된다.
또한, 상기 전,후방 하우징(110)(120)에는 격벽(116)(126)을 사이에두고 내측에는 흡입실(114)(124)이 형성되고 외측에는 토출실(111)(121)이 형성된다. 이때 상기 전방 하우징(110)과 구동축(150)의 사이에는 구동축 시일(Seal)영역(115)이 형성되는데, 즉, 상기 구동축 시일영역(115)에는 실링부재 등이 개재되어 전방 하우징(110)과 구동축(150)의 사이로 냉매가 리크되지 않도록 밀봉하게 된다.
여기서, 상기 전방하우징(110)의 흡입실(114)은 구동축(150) 실링부재에 의해 구획되어 구동축(150)이 회전가능하게 설치되는 구동축(150) 삽입공간에 형성되는 것이 바람직하지만, 상기 전방하우징(110)에 별도의 흡입실(114)을 형성할 수도 있고 상기와 같이 전방하우징(110)의 구동축(150) 삽입공간을 흡입실(114)로 활용할 수도 있는 것이다.
그리고, 상기 전,후방 실린더블록(130)(140) 중 하나의 외측면에는 외부의 냉매를 상기 사판실(136)로 공급할 수 있도록 사판실(136)과 연통하는 흡입포트(146)와, 상기 전,후방 하우징(110)(120)의 토출실(111)(121)내의 냉매를 외부로 토출할 수 있도록 토출실(111)(121)과 연통하는 토출포트(147)가 형성된다.
따라서, 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)에는 상기 전,후방 하우징(110)(120)의 토출실(111)(121)과 상기 토출포트(147)를 연결하는 토출통로(134)(144)가 형성되는데, 이때 상기 실린더블록(130)(140)의 외측면에는 토출 냉매의 맥동압을 저감시켜 소음을 감소할 수 있도록 상기 토출통로(134)(144)를 확장시킨 머플러(135)(145)가 형성된다.
그리고, 상기 밸브유니트(180)는 상기 각 실린더보어(131)(141)와 상기 전,후방 하우징(110)(120)의 토출실(111)(121)을 연통하도록 다수의 냉매토출공(181a)이 형성된 밸브플레이트(181)와, 상기 밸브플레이트(181)의 일측에 설치되어 상기 냉매토출공(181a)을 개폐하는 토출리드밸브(182)로 이루어진다.
즉, 상기 토출리드밸브(182)는 밸브플레이트(181)를 기준으로 전,후방 하우징(110)(120)의 토출실(111)(121) 방향에 설치되어 상기 피스톤(170)의 압축행정시 냉매토출공(181a)을 개방하고 흡입행정시에는 냉매토출공(181a)을 폐쇄하도록 탄성변형하는 밸브판(182a)이 구비된다.
아울러, 상기 밸브플레이트(181)에는 상기 전,후방 하우징(110)(120)의 토출 실(111)(121)내의 냉매가 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)의 토출통로(134)(144)를 거쳐 토출포트(147)로 토출될 수 있도록 상기 토출실(111)(121)과 토출통로(134)(144)를 연통시키는 연통로(181b)가 형성되어 있다.
또한, 상기 밸브유니트(180)는 밸브플레이트(181)의 양측면에 구비된 고정핀(183)이 상기 전,후방 하우징(110)(120)과 전,후방 실린더블록(130)(140)의 마주하는 면에 형성된 고정홀(112)(122)에 삽입되면서 결합/고정된다.
한편, 상기 전,후방 하우징(110)(120) 및 전,후방 실린더블록(130)(140)에는 내부의 가장자리에 다수개의 볼트체결공(113,123)(139,149)이 형성되며, 이러한 상기 볼트체결공(113,123)(139,149)을 통해 상기 전,후방 하우징(110)(120) 및 전,후방 실린더블록(130)(140)은 다른 구성부품들과 함께 조립된 상태에서 볼트(190)로 체결/고정된다.
그리고, 본 발명에서는 외부(증발기)에서 사판실(136)내로 흡입된 냉매가 구동축(150)의 회전시 각 실린더보어(131)(141)로 순차적으로 공급될 수 있도록 두 개의 냉매공급유로(155)(156)가 형성되는데, 즉, 메인냉매공급유로(155)와 보조냉매공급유로(156)가 형성되는 것이다.
상기 메인냉매공급유로(155)는 사판실(136)의 냉매를 구동축(150)의 내부를 경유하여 실린더보어(131)(141)로 공급할 수 있도록, 상기 구동축(150)의 내부에 입구(152)가 사판실(136)에 위치하고 출구(153)가 전,후방 실린더블록(130)(140)의 축지지공(133)(143)에 각각 위치하는 유로(151)가 축방향으로 형성되고, 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)에는 구동축(150)의 회전시 상기 유로(151)의 출구(153) 가 각 실린더보어(131)(141)와 순차적으로 연통할 수 있도록 상기 축지지공(133)(143)과 각 실린더보어(131)(141)를 연통시키는 다수의 흡입통로(132)(142)를 형성하여 구성된다.
이때, 상기 유로(151)는 구동축(150)의 내부를 축방향으로 가공함으로서 형성되는데 이러한 유로(151)의 가공방법에 의해 유로(151)의 후방 하우징(120)측은 관통(개방)되어 있다.
상기 유로(151)의 입구(152)는 상기 사판실(136)과 연통하도록 형성되고, 출구(153)는 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)의 각 흡입통로(132)(142)와 연통하도록 형성된다.
여기서, 상기 유로(151)의 입구(152)는 상기 사판(160)의 허브(161)와 구동축(150)의 일측을 관통하여 형성된다.
한편, 상기 유로(151)의 입구(152)는 구동축(150)의 일측에 하나만 형성할 수도 있고, 서로 반대방향으로 두 개를 형성할 수도 있다. 물론 두 개 이상도 가능하다.
또한, 상기 유로(151)의 출구(153)는 상기 유로(151)의 양측에 서로 반대 방향으로 형성되어 구동축(150)의 회전시 상기 사판실(136)의 양측에 구비된 각 실린더보어(131)(141)로 동시에 냉매가 공급될 수 있게 된다.
즉, 상기 사판(160)이 경사지게 형성되어 있기 때문에 상기 사판(160)의 외주에 결합된 피스톤(170) 중 서로 반대방향에 배치된 피스톤(170)들은 동일한 흡입 또는 압축행정을 하기 때문에 상기 유로(151)의 양쪽 출구(153)를 서로 반대 방향 으로 형성해야 사판실(136)의 양측에 구비된 실린더보어(131)(141)로 동시에 냉매가 공급될 수 있는 것이다.
물론, 상기 구동축(150)에 형성된 유로(151)의 각 출구(153) 방향은 상기 피스톤(170)의 개수 등 설계목적에 따라 달라질 수 있다.
그리고, 상기 보조냉매공급유로(156)는 사판실(136)의 냉매를 전,후방 실린더블록(130)(140)을 관통한후 전,후방하우징(110)(120)의 흡입실(114)(124) 및 구동축(150)의 슬롯(154)을 경유하여 실린더보어(131)(141)로 공급할 수 있도록, 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)에 상기 사판실(136)과 전,후방 하우징(110)(120)의 흡입실(114)(124)을 연통시키는 연통공(138)을 형성하고, 상기 구동축(150)에는 상기 흡입실(114)(124)과 유로(151)의 출구(153)를 연통시키는 슬롯(154)을 형성하여 구성된다.
상기 슬롯(154)은 상기 유로(151)의 출구(153) 일측에 축방향으로 형성되되, 구동축(150)의 회전시 흡입통로(132)(142)와 연통되기 시작하는 상기 출구(153)의 일측에 치우쳐 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 구동축(150)의 회전시 유로(151)의 출구(153)가 흡입통로(132)(142)와 연통되기 시작할때부터 연통이 해제 될때까지 흡입실(114)(124)내의 냉매가 슬롯(154)을 통해 충분히 공급될 수 있는 것이다.
아울러, 냉매공급량이 증대되도록 상기 흡입실(114)(124)과 상기 유로(151)의 출구(153)를 연통시키는 슬롯(154)을 구동축(150) 축방향 또는 원주방향에 걸쳐 다수 형성하거나 다양한 형태로 형성할 수도 있다.
또한, 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)의 일측면에는 상기 연통공(138)(148)이 밸브유니트(180)에 의해 폐쇄되는 것을 방지할 수 있도록 연통공(138)(148)과 전,후방 하우징(110)(120)의 흡입실(114)(124)을 연통시켜주는 연통홈(138a)(148a)이 형성된다.
즉, 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)과 전,후방 하우징(110)(120)의 사이에 밸브유니트(180)가 개재되면, 이때 밸브플레이트(181)의 내경부위가 전,후방 실린더블록(130)(140)에 형성된 연통공(138)(148)을 폐쇄할 우려가 있기 때문에 상기 연통홈(138a)(148a)을 형성함으로서 상기 연통공(138)(148)이 밸브플레이트(181)의 간섭을 받지않고 전,후방 하우징(110)(120)의 흡입실(114)(124)과 연통될 수 있는 것이다.
한편, 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)에 연통홈(138a)(148a)을 형성하지 않고 상기 연통공(138)(148)의 형성시 밸브플레이트(181)와 간섭이 발생하지 않도록 경사지게 형성하여 사판실(136)과 흡입실(114)(124)을 연통시키도록 할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명은 상기 메인냉매공급유로(155)와 상기 보조냉매공급유로(156)로 구성된 두 개의 유로가 각각 독립된 상태로 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)의 흡입통로(132)(142)에 연통되는 것이며, 즉, 흡입통로(132)(142)의 입구에 메인냉매공급유로(155) 및 보조냉매공급유로(156)의 출구가 각각 형성되어 연통되는 것이다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 압축기(100)는 전자클러치(미도시)로부터 선택적으로 동력을 전달받은 상기 구동축(150)이 회전하게 되면, 상기 사판(160)이 회전하고, 이때 상기 사판(160)의 회전운동에 연동하는 다수의 피스톤(170)들은 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)의 실린더보어(131)(141) 내부를 왕복운동하면서 냉매를 흡입 및 압축하는 작용을 반복 수행하게 되는 것이다.
즉, 상기 피스톤(170)의 흡입행정시에는 외부의 냉매가 상기 흡입포트(146)를 통해 사판실(136)내로 흡입된 후 구동축(150)의 유로(151)를 통해 전,후방 실린더블록의 실린더보어(131)(141)내로 직접 공급됨과 동시에 전,후방 실린더블록(130)(140)의 연통공(138)(148), 전,후방 하우징(110)(120)의 흡입실(114)(124), 구동축(150)의 슬롯(154)을 통해서도 실린더보어(131)(141)내로 공급이 이루어지며,
피스톤(170)의 압축행정시에는 상기 실린더보어(131)(141)내로 공급된 냉매가 피스톤(170)에 의해 압축된 후 전,후방 하우징(110)(120)의 토출실(111)(121)로 토출되어 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)의 토출통로(134)(144) 및 머플러(135)(145)를 거쳐 토출포트(147)로 토출되게 된다.
이하, 상기한 냉매순환과정을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 메인냉매공급유로(155)를 통한 냉매순환과정은,
상기 흡입포트(146)를 통해 상기 사판실(136)의 내부로 흡입된 냉매는 상기 구동축(150)의 회전시 구동축(150)에 형성된 유로(151)를 통해 전,후방 실린더블록(130)(140)의 각 실린더보어(131)(141)로 순차적으로 공급되게 된다.
즉, 도 7b와 같이, 상기 구동축(150)이 회전하게 되면 구동축(150)에 형성된 유로(151)의 출구(153)도 함께 회전하게 되는데, 이때 상기 출구(153)가 상기 실린더보어(131)(141)와 연통되어 있는 흡입통로(132)(142)를 지나는 과정에서 상기 사판실(136)이 실린더보어(131)(141)와 연통하게 되어 사판실(136)내의 냉매가 유로(151)를 통해 실린더보어(131)(141)내로 공급되는 것이다.
여기서, 상기 유로(151)의 출구(153)와 흡입통로(132)(142)가 연통하는 동안에는 사판실(136)내의 냉매가 실린더보어(131)(141)로 계속 공급되게 된다.
이때, 사판실(136)내의 냉매가 구동축(150)의 유로(151)를 통해 실린더보어(131)(141)내로 공급되는 과정에서 도 7c와 같이 상기 출구(153)가 계속 회전하여 냉매 공급이 진행중인 흡입통로(132)(142)를 완전히 벗어나게 되면 상기 사판실(136)과 해당 실린더보어(131)(141)와의 연통됨이 차단되어 해당 실린더보어(131)(141)측으로의 냉매 공급이 차단되고, 이후 냉매 공급이 차단된 실린더보어(131)(141)에서는 피스톤(170)의 압축행정이 시작되게 된다.
이와 같이, 상기 구동축(150)이 회전하면서 구동축(150)의 유로(151)를 통해 각 실린더보어(131)(141)가 사판실(136)과 순차적으로 연통하게 되면서 사판실(136)내의 냉매가 각 실린더보어(131)(141)내로 공급되고 공급이 완료된 실린더보어(131)(141)내에서는 피스톤(170)의 압축행정이 순차적으로 진행되는 것이다.
물론, 상기 구동축(150)에 형성된 유로(151)가 상기 사판실(136)과 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)에 각각 형성된 실린더보어(131)(141)를 동시에 연결/연통하고 있기 때문에 전,후방 실린더블록(130)(140)의 각 실린더보어(131)(141)내에 서는 동시에 흡입 및 압축행정이 이루어지게 된다.
계속해서, 상기 피스톤(170)의 압축행정시에는 상기 실린더보어(131)(141)내의 냉매가 압축되게 되는데, 이때 상기 토출리드밸브(182)의 밸브판(182a)이 탄성변형하면서 밸브플레이트(181)의 냉매토출공(181a)을 개방함으로서 실린더보어(131)(141)와 전,후방 하우징(110)(120)의 토출실(111)(121)이 연통된 상태가 되어 실린더보어(131)(141)내의 압축된 냉매가 전,후방 하우징(110)(120)의 토출실(111)(121)로 이동하게 된다.
이후, 상기 전,후방 하우징(110)(120)의 토출실(111)(121)로 이동한 냉매는 전,후방 실린더블록(110)(120)의 토출통로(134)(144)를 따라 머플러(135)(145)내로 이동한 후 토출포트(147)를 통해 토출되는 것이다.
다음으로, 보조냉매공급유로(156)를 통한 냉매순환과정은, 상기 메인냉매공급유로(155)를 통한 냉매순환과정과 다른부분에 대해서만 설명하기로 한다.
상기 흡입포트(146)를 통해 상기 사판실(136)의 내부로 흡입된 냉매는 전,후방 실린더블록(130)(140)의 연통공(138)(148)을 통해 전,후방 하우징(110)(120)의 흡입실(114)(124)로 유입된다.
이때, 상기 전,후방 하우징(110)(120)의 흡입실(114)(124)은 구동축(150)의 슬롯(154)을 통해 유로(151)의 출구(153)측과 항상 연통하고 있기 때문에 상기 흡입실(114)(124)로 유입된 냉매는 구동축(150)의 회전시 상기 출구(153)가 전,후방 실린더블록(130)(140)의 흡입통로(132)(142)와 연통하는 시점에서 상기 슬롯(154)과 출구(153) 및 흡입통로(132)(142)를 통해 실린더보어(131)(141)를 공급되게 된 다. 이후의 과정은 메인냉매공급유로(155)의 냉매순환과정과 동일하다.
한편, 상기 구동축(150)의 후방 하우징(120)측 단부가 관통(개방)되어 있기 때문에 상기 후방 실린더블록(140)의 연통공(148), 흡입실(124), 슬롯(154)을 통한 냉매 공급방법 외에도, 상기 사판실(136)에서 구동축(150)의 유로(151)로 유입된 냉매중 일부는 출구(153)를 통해 후방 실린더블록(140)의 실린더보어(141)로 바로 공급되고 나머지는 구동축(150)의 유로(151)에서 후방 하우징(120)의 흡입실(124)로 이동하여 슬롯(154)을 통해 후방 실린더블록(140)의 실린더보어(141)로 공급되게 된다.
이와 같이, 본 발명은 상기 사판실(136)내의 냉매를 상기 메인냉매공급유로(155)와 보조냉매공급유로(156)의 두 경로를 통해 동시에 전,후방 실린더블록(130)(140)의 각 실린더보어(131)(141)로 공급함으로서 사판실(136)의 냉매를 효율적으로 이용할 수 있게 되어 성능이 향상된다.
또한, 사판실(136)의 냉매가 보조냉매공급유로(156)를 통해 전방 하우징(110)의 구동축 시일영역(115)을 경유하는 과정에서 이때 냉매에 함유된 오일이 구동축 시일영역(115)에 공급되어 윤활성도 향상된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 압축기(100)의 내부에 메인냉매공급유로(155)와 보조냉매공급유로(156)를 형성하여 사판실(136)의 냉매를 전,후방 실린더블록(130)(140)의 실린더보어(131)(141)로 직접 공급하는 구동축 일체형 흡입 로터리 밸브(Suction rotary valve) 구성을 고정용량형 사판식 압축기(100)에 적용한 경우에 대해서만 설명하였지만, 여기에 한정되지 않고 가변용량형 사판식 압축기, 전동압축기 등 다양한 종류의 압축기에 동일한 방법 및 구성으로 적용할 수 있으며, 동일한 효과를 얻을 수 있는 것이다.
상기한 본 발명에 따르면, 상기 사판실로 흡입된 냉매를 실린더보어로 공급하기 위해 메인냉매공급유로와 보조냉매공급유로를 형성함으로서 사판실의 냉매를 효율적으로 이용할 수 있게 되어 성능이 향상되고 구동축 시일영역의 윤활성도 향상된다.
또한, 냉매 유로가 단순화 되어 유로저항에 의한 손실 및 흡입리드밸브를 생략함으로서 탄성저항에 의한 손실이 줄어들어 냉매의 흡입 체적효율이 향상됨과 아울러 사판실 양측의 각 실린더보어로 균일한 냉매분배가 이루어져 압축 효율도 향상된다.

Claims (7)

  1. 압축기(100) 내부의 사판실(136)에서 회전하는 사판(160)이 경사지게 결합된 구동축(150);
    상기 구동축(150)이 회전가능하게 설치되는 축지지공(133)(143)을 구비함과 아울러 상기 사판실(136)의 양측에 다수의 실린더보어(131)(141)가 형성된 전,후방 실린더블록(130)(140);
    상기 사판(160)의 외주에 슈(165)를 개재하여 장착되고 사판(160)의 회전운동에 연동하여 상기 실린더보어(131)(141)내를 왕복운동하는 다수의 피스톤(170);
    상기 전,후방 실린더블록(130)(140)의 양측에 결합되며 내부에 흡입실(114)(124) 및 토출실(111)(121)이 각각 형성된 전,후방 하우징(110)(120);
    상기 전,후방 실린더블록(130)(140)과 전,후방 하우징(110)(120)의 사이에 각각 개재되는 밸브유니트(180)를 포함하여 구성되며,
    외부에서 상기 사판실(136)내로 흡입된 냉매가 구동축(150)의 회전시 각 실린더보어(131)(141)로 순차적으로 공급될 수 있도록,
    상기 구동축(150)의 내부에 입구(152)가 사판실(136)에 위치하고 출구(153)가 전,후방 실린더블록(130)(140)의 축지지공(133)(143)에 위치하는 유로(151)가 형성되고, 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)에는 상기 축지지공(133)(143)과 각 실린더보어(131)(141)를 연통시키는 흡입통로(132)(142)를 형성하여 이루어진 메인냉매공급유로(155)와,
    상기 전,후방 실린더블록(130)(140)에 상기 사판실(136)과 전,후방 하우징(110)(120)의 흡입실(114)(124)을 연통시키는 연통공(138)(148)을 형성하고, 상기 구동축(150)에는 상기 흡입실(114)(124)과 유로(151)의 출구(153)를 연통시키는 슬롯(154)을 형성하여 이루어진 보조냉매공급유로(156)가 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유로(151)의 입구(152)는 상기 사판실(136)과 연통하도록 상기 사판(160)의 허브(161)와 구동축(150)의 일측을 관통하여 형성되고, 출구(153)는 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)의 흡입통로(132)(142)와 연통하도록 형성된 것을 특징으로 하는 압축기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬롯(154)은 상기 유로(151)의 출구(153) 일측에 축방향으로 형성되되, 구동축(150)의 회전시 흡입통로(132)(142)와 연통되기 시작하는 상기 출구(153)의 일측에 치우쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전,후방 실린더블록(130)(140)의 일측면에는 상기 연통공(138)(148)이 밸브유니트(180)에 의해 폐쇄되는 것을 방지할 수 있도록 연통공(138)(148)과 전, 후방 하우징(110)(120)의 흡입실(114)(124)을 연통시켜주는 연통홈(138a)(148a)이 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전방하우징(110)의 흡입실(114)은 구동축(150) 실링부재에 의해 구획되어 구동축(150)이 회전가능하게 설치되는 구동축(150) 삽입공간인 것을 특징으로 하는 압축기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    냉매 공급량이 증대되도록 상기 흡입실(114)(124)과 상기 출구(153)를 연통시키는 슬롯(154)을 구동축(150) 축방향 또는 원주방향에 걸쳐 다수 형성한 것을 특징으로 하는 압축기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인냉매공급유로(155)와 상기 보조냉매공급유로(156)는 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)의 흡입통로(132)(142)에 각각 연통되도록 한 것을 특징으로 하는 압축기.
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