KR101049598B1

KR101049598B1 - 압축기

Info

Publication number: KR101049598B1
Application number: KR1020060070700A
Authority: KR
Inventors: 임권수; 윤덕빈; 김민규; 이정재
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2011-07-14
Also published as: KR20080010555A

Abstract

본 발명은 압축기에 관한 것으로서, 중공의 구동축을 통해 냉매가 실린더보어로 흡입되는 구조에 있어서 구동축 외주면과 축지지공 내주면 사이의 윤활작용과 실링작용을 향상시킴과 아울러, 구동축의 고속회전으로 인해 부족한 냉매 흡입량을 충분히 확보함으로써 압축기의 내구성 및 성능을 향상시킬 수 있는 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명은 발명은 압축기 내부의 사판실에서 회전하는 사판이 경사지게 결합되고, 내부에는 외부에서 압축기 내부로 흡입된 냉매가 실린더보어로 이동할 수 있도록 유로가 형성되고, 상기 유로에는 사판실과 연통되는 각각 적어도 하나 이상의 입구가 형성됨과 아울러, 상기 입구와 이격되어 한 쌍의 출구가 서로 반대 방향으로 형성된 구동축; 상기 구동축이 축지지공에 회전가능하게 설치됨과 아울러 상기 사판실 양측으로 다수의 실린더보어가 형성되고, 상기 구동축의 유로로 흡입된 냉매가 구동축의 회전시 순차적으로 각 실린더보어로 흡입될 수 있도록 상기 축지지공과 각 실린더보어를 연통시키는 흡입통로가 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 토출실이 각각 형성된 전,후방 하우징; 상기 전,후방 실린더블록과 전,후방 하우징의 사이에 각각 개재되는 밸브유니트; 상기 전,후방 하우징, 전, 후방 실린더블록 및 밸브유니트를 조립하여 고정하기 위한 볼트를 체결할 수 있도 록 상기 전,후방 하우징, 전, 후방 실린더블록 및 밸브유니트에 각각 형성된 볼트체결공; 을 포함하여 구성되는 압축기에 있어서, 상기 전·후방 하우징 중 적어도 하나의 하우징의 토출실 내에는 그 하우징의 내주면과 일정 간격을 두고 그 둘레를 따라 격벽이 형성되어 있고, 상기 전, 후방 실린더블록 및 밸브유니트의 각 볼트체결공의 내주면과 볼트의 외주면 사이의 틈을 이용하여, 상기 격벽의 외주면과 상기 하우징의 내주면 사이의 공간부와 연통되어 있고, 상기 구동축과 대응하여 상기 하우징에 형성된 냉매저류실은 상기 공간부와 연통되는 적어도 하나 이상의 연통수단에 의해 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

압축기, 하우징, 구동축, 유로, 사공간, 윤활, 볼트체결공, 고속회전

Description

압축기{Compressor}

도 1은 일반적인 압축기를 나타내는 단면도.

도 2는 도 1에서의 A-A선 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 압축기를 나타내는 분해 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 압축기를 나타내는 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 압축기에서 구동축과 사판을 분해한 상태를 나타내는 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 압축기에서 전방 하우징의 구조를 나타낸 후면도.

도 7은 본 발명에 따른 압축기에서 후방 후우징의 구조를 나타낸 정면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

100: 압축기 110: 전방하우징

111,121: 토출실 112,122: 격벽

113,123: 볼트체결공 114: 관통공

115a,125a: 공간부 116,126: 연통수단

116a,126a: 홀(hole) 118: 연통로

120: 후방하우징 130: 전방실린더블록

131,141: 실린더보어 132,142: 흡입통로

133,143: 축지지공 134,144: 토출통로

135,145: 머플러 136: 사판실

140: 후방실린더블록 146: 흡입포트

147: 토출포트 150: 구동축

151: 유로 152: 입구

153: 출구 160: 사판

161: 허브 165: 슈

170: 피스톤 180 : 스러스트 베어링

190: 밸브유니트 191: 밸브플레이트

191a: 냉매토출공 191b: 연통로

192: 토출리드밸브 192a: 밸브판

193: 고정핀 200: 볼트

201: 틈

본 발명은 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중공의 구동축을 통해 냉매가 실린더보어로 흡입되는 구조에 있어서 구동축 외주면과 축지지공 내주면 사이의 윤활작용과 실링작용을 향상시킴과 아울러, 구동축의 고속회전으로 인해 부족한 냉매 흡입량을 충분히 확보함으로써 압축기의 내구성 및 성능을 향상시킬 수 있 는 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 실 린더블록(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, 피스톤(50)이 상사점에서 하사점으로의 이동에 의해 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, 피스톤(50)이 하사점에서 상사점으로의 이동에 의해 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 응축기로 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 국내특허공개번호 제2003-47729호(명칭:고정용량형 피스톤식 압축기에 있어서의 윤활구조)에 개시되어 있다. 즉, 상기 기술은 흡입리드밸브가 없는 구동축 일체형 석션 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.

상기한 압축기들의 경우 압축기 내부의 구동부(사판,슈,피스톤 등) 및 마찰부의 윤활을 위해서 냉매에 오일이 혼합되어 에어컨 시스템을 순환하도록 되어 있다.

또한, 본 발명의 출원인에 의해 선 출원된 국내특허출원 제2005-74186호에, 압축기 내부의 사판실에서 회전하는 사판이 경사지게 결합되는 구동축 내부에 압축기 내부로 흡입된 냉매가 실린더블록에 형성된 실린더보어로 이동할 수 있도록 유로를 형성하고, 상기 유로의 양측에 입구와 출구를 이격되게 형성한 구조로 이루어진 압축기를 개시한 바 있다.

여기서, 상기 유로의 입구는 상기 사판의 허브와 구동축의 일측을 관통하여 형성되며, 또는 구동축의 양측에 서로 반대방향으로 형성된다. 후자의 경우, 하나의 입구는 다른 하나의 입구와 대향하지 않도록 서로 이격된 위치에 형성된다.

또한, 상기 유로의 출구는 각 실린더보어의 흡입통로와 연통하도록 형성되며, 구동축의 회전시 상기 사판실의 양측에 구비된 각 실린더보어로 동시에 냉매가 흡입되도록 상기 구동축의 양측에 서로 반대방향으로 형성되어 있다.

상기 종래기술들은 구동축 내부로 흡입된 냉매에 편승된 오일이 구동축 내벽면을 타고 흐르면서 실린더보어를 통해 윤활성이 요구되지 않는 열교환기(응축기, 증발기)로 바로 빠져나감으로써 구동축과 구동축을 지지하는 축지지공 사이에 충분한 윤활성과 실링성을 확보하지 못하는 문제점이 있었다. 이로 인하여 압축기 내부 윤활이 부족하게 되어 압축기 내부에서 과도한 열발생 및 마모 발생으로 압축기가 조기에 압축성능을 잃어 버릴 우려가 있었다.

특히, 상기 국내특허공개번호 제2003-47729호는 구동축 후방에 냉매흡입통로를 가공하여 그 크기를 늘리는 데 있어 큰 제약이 수반됨에 따라 냉매흡입통로를 충분히 확보할 수 없었고, 국내특허출원 제2005-74186호의 경우는, 유로의 입구를 크게하는 데 있어 제한이 있고, 이로 인하여 냉매 흡입저항이 증가할 염려가 있다. 또한, 상기 국내특허출원 제2005-74186호는 구동축 중앙으로 사판실의 냉매를 흡입하는 중앙흡입방식이기 때문에, 구동축의 고속회전시(예컨대, 5,000 rpm 이상)에 사판실의 냉매가 유로의 입구를 통하여 원활하게 흡입되지 않게 됨에 따라 냉매부족으로 인해 압축기의 내구성을 떨어뜨려 압축기의 성능을 저하시키는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 중공의 구동축을 통해 냉매가 실린더보어로 흡입되는 구조에 있어서 구동축 외주면과 축지지공 내주면 사이의 윤활작용과 실링작용을 향상시킴과 아울러, 구동축의 고속회전으로 인해 부족한 냉매 흡입량을 충분히 확보함으로써 압축기의 내구성 및 성능을 향상시킬 수 있는 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 압축기 내부의 사판실에서 회전하는 사판이 경사지게 결합되고, 내부에는 외부에서 압축기 내부로 흡입된 냉매가 실린더보어로 이동할 수 있도록 유로가 형성되고, 상기 유로에는 사판실과 연통되는 각각 적어도 하나 이상의 입구가 형성됨과 아울러, 상기 입구와 이격되어 한 쌍의 출구가 서로 반대 방향으로 형성된 구동축;

상기 구동축이 축지지공에 회전가능하게 설치됨과 아울러 상기 사판실 양측으로 다수의 실린더보어가 형성되고, 상기 구동축의 유로로 흡입된 냉매가 구동축의 회전시 순차적으로 각 실린더보어로 흡입될 수 있도록 상기 축지지공과 각 실린더보어를 연통시키는 흡입통로가 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 토출실이 각각 형성된 전,후방 하우징;

상기 전,후방 실린더블록과 전,후방 하우징의 사이에 각각 개재되는 밸브유니트;

상기 전,후방 하우징, 전, 후방 실린더블록 및 밸브유니트를 조립하여 고정하기 위한 볼트를 체결할 수 있도록 상기 전,후방 하우징, 전, 후방 실린더블록 및 밸브유니트에 각각 형성된 볼트체결공;

를 포함하여 구성되는 압축기에 있어서,

상기 전·후방 하우징 중 적어도 하나의 하우징의 토출실 내에는 그 하우징의 내주면과 일정 간격을 두고 그 둘레를 따라 격벽이 형성되어 있고,

상기 전, 후방 실린더블록 및 밸브유니트의 각 볼트체결공의 내주면과 볼트의 외주면 사이의 틈을 이용하여, 상기 격벽의 외주면과 상기 하우징의 내주면 사이의 공간부와 연통되어 있고,

상기 구동축과 대응하여 상기 하우징에 형성된 냉매저류실은 상기 공간부와 연통되는 적어도 하나 이상의 연통수단에 의해 연결되어 있고,

상기 후방연통수단은 격벽을 따라 일정 간격을 두고 복수개 형성되어 있고, 상기 공간부는 각 연통수단이 위치된 격벽 부위가 상기 냉매저류실측으로 돌출 형성되어 있고,

상기 유로의 입구는 상기 사판실과 연통하도록 상기 사판의 허브와 구동축의 양측을 각각 관통하여 서로 반대방향으로 한 쌍이 형성되고, 상기 출구는 상기 실린더블록의 흡입통로와 연통하도록 형성되어 있으며,

상기 밸브유니트는 상기 각 실린더보어와 상기 전,후방 하우징의 토출실을 연통하도록 다수의 냉매토출공이 형성된 밸브플레이트와, 상기 밸브플레이트의 일측에 설치되어 상기 토출공을 개폐하는 토출리드밸브로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

종래에 있어서와 동일한 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명에 따른 압축기를 나타내는 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 압축기를 나타내는 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 압축기에서 구동축과 사판을 분해한 상태를 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 압축기에서 전방 하우징의 구조를 나타낸 후면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 압축기에서 후방 후우징의 구조를 나타낸 정면도이다.

본 발명은 사판실로 공급된 냉매를 중공의 구동축의 내부를 통해 실린더보어로 직접 흡입되게 할 수 있는 압축기의 구조를 채용하고 있다.

이러한 구조를 갖는 압축기에 의하면, 구동축의 내부에 유로를 형성하여 사판실로 공급된 냉매를 구동축의 회전에 따라 상기 유로를 통해 실린더보어로 직접 흡입되게 함으로써, 사판실 양측의 각 실린더보어로 균일한 냉매분배가 이루어짐은 물론 사판실 내의 사판과 구동축 등의 구동부에 대해 냉매흐름이 많아져 오일에 의한 윤활성능을 향상시킬 수 있다는 등의 이점이 있다.

본 발명은 이와 같은 압축기의 구조를 채용함에 있어서, 구동축 외주면과 축 지지공 내주면 사이의 윤활작용과 실링작용을 향상시키고, 또한 구동축의 고속회전으로 인해 유로 내로 냉매가 원활하게 흡입되지 않음으로써 압축기의 최적 성능을 발휘하기에 부족한 냉매 흡입량을 보충하도록 하여 압축기의 내구성 및 성능을 개선시키기 위한 것이다.

즉, 본 발명에 따른 압축기는, 도면에 도시된 바와 같이, 압축기(100) 내부의 사판실(136)에서 회전하는 사판(160)이 경사지게 결합된 구동축(150)과, 상기 구동축(150)이 축지지공(133)(143)에 회전가능하게 설치된 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 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(190)를 포함하여 구성된다.

상기 전,후방 하우징(110)(120)에는 내부의 가장자리에 다수개의 볼트체결공(113)(123)이 형성되며, 이러한 상기 볼트체결공(113)(123)을 통해 상기 전,후방 하우징(110)(120)은 그 내측에 상기한 구성부품들이 조립된 상태에서 상호 볼트(200)로 체결/고정된다. 물론 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)과 밸브유니트(190)에는 상기 볼트(200)가 통과할 수 있도록 볼트체결공(138)(148)(194)이 형성되어 있다.

상기 구동축(150)은 양측이 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)의 축지지공(133)(143)에 회전가능하게 설치되며, 이때 전단부는 상기 전방 하우징(110)의 중앙 관통공(114)을 관통하도록 연장되어 전자클러치(미도시)와 결합된다.

한편, 압축기(100)의 구동중에는 사판(160)이 경사진 상태로 회동하면서 피스톤(170)들을 전후진시키고 있기 때문에 사판(160)은 축방향 하중에 의하여 좌우로 유동되어 사판(160)이 변형되거나 구동축(150)이 변형될 우려가 있기 때문에, 이를 방지하기 위하여 일반적으로 사판(160)의 양단과 전,후방 실린더블록(130)(140)과의 사이에 스러스트 베어링(180)을 각각 개재하고 있다.

그리고, 상기 구동축(150)에는 상기 사판실(136)에서 회전하는 사판(160)이 경사지게 결합되고, 내부에는 외부에서 흡입포트(146)를 통해 사판실(136)내로 흡입된 흡입 냉매가 상기 사판(160)을 통과하여 실린더보어(131)(141)로 이동할 수 있도록 상기 사판실(136)과 실린더보어(131)(141)를 연통시키는 유로(151)가 형성된다.

상기 유로(151)에는 냉매를 흡입하기 위한 냉매흡입통로로서의 입구(152)와 냉매를 토출하기 위한 출구(153)가 서로 이격된 위치에 각각 형성되어 있다. 상기 입구(152)는 상기 사판실(136)과 연통하도록 형성되고, 상기 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 수직으로 관통하여 형성된다. 상기 유로(151)의 입구(152)는 구동축(150)의 일측에 하나만 형성할 수도 있고, 또는 그 양측에 서로 반대방향으로 두 개를 형성할 수도 있다.

상기 유로(151)의 출구(153)는 상기 유로(151)의 입구(152)와 이격되는 상태로 구동축(151)의 양측에 서로 반대 방향으로 형성되어 구동축(150)의 회전시 상기 사판실(136)의 양측에 구비된 각 실린더보어(131)(141)로 동시에 냉매가 흡입될 수 있게 된다.

즉, 상기 사판(160)이 경사지게 형성되어 있기 때문에 상기 사판(160)의 외주에 결합된 다수의 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 방향으로 형성해야 사판실(136)의 양측에 구비된 실린더보어(131)(141)로 동시에 냉매가 흡입될 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 전,후방 실린더블록(130)(140)은 내부의 사판실(136) 양측으로 각각 다수의 실린더보어(131)(141)가 형성되고, 중앙에는 상기 구동축(150)을 지지할 수 있도록 축지지공(133)(143)이 형성된다.

아울러, 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)에는 상기 사판실(136)에서 상기 구동축(150)의 유로(151)로 흡입된 냉매가 구동축(150)의 회전시 순차적으로 각 실린더보어(131)(141)로 흡입될 수 있도록 상기 축지지공(133)(143)과 상기 각 실린더보어(131)(141)를 연통시키는 흡입통로(132)(142)가 형성되어 있다.

상기 전,후방 실린더블록(130)(140) 중 하나의 외측면에는 외부의 냉매를 상 기 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)가 형성되는데, 이때 상기 실린더블록(130)(140)의 외측면에는 토출 냉매의 맥동압을 저감시켜 소음을 감소할 수 있도록 상기 토출통로(134)를 확장시킨 머플러(135)(145)가 형성된다.

한편, 상기 전, 후방 실린더블록(130)(140) 및 밸브유니트(190)의 각 볼트체결공(138)(148)(194)의 내주면과 볼트(200)의 외주면 사이에는 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이 일정한 틈(201)이 형성되어 있는데, 이 틈(201)은 후술하는 바와 같이 사판실(136)로부터 흡입되는 냉매의 일부를 흡입하여 구동축(150)의 외주면에 대한 윤활작용과 냉매 흡입과정시에 부족한 냉매의 흡입량을 보충하기 위한 통로로서 작용한다.

또한, 상기 전방 하우징(110)의 토출실(111) 내에는 그 전방 하우징(110)의 내주면과 일정 간격의 공간부(115)를 두고 그 둘레를 따라 격벽(112)이 형성되어 있고, 상기 격벽(112)의 내주면과, 상기 구동축(150)의 전단부가 관통되는 관통공(114)은 상기 사판실(136)로부터 틈(201)을 통하여 이동되는 냉매 일부가 상기 구동축(150) 외주면측으로 유동되도록 서로 연통시키는 홀(116a)을 갖는 전방연통수단(116)에 의해 연결되어 있다.

상기 전방연통수단(116)은 상기 격벽(112)과 관통공(114)의 사이에 한 개만 형성될 수도 있고, 또는 그 사이에 일정 간격을 두고 복수개 형성될 수도 있다. 이와 같이 연통수단(116)이 위치된 격벽(일례로, 도 6에 예시된 바와 같이 전방 하우징(110)의 하단부측의 격벽, 112) 부위는 상기 관통공(114)측으로 돌출되도록 굴곡져 있음으로써, 그 부위측의 공간부(115a)가 다른 공간부(115)에 비해 내측으로 확대 형성된다. 이에 따라, 상기 틈(201)은 상기 내측으로 확대 형성된 공간부(115a)와 연통되게 된다.

이와 같이, 상기 전방 하우징(110)의 관통공(114)과 상기 틈(201)을 연통수단(116)에 의해 서로 연통시키는 구조를 채택하게 되면, 사판실(136) 내로 유입된 냉매 일부가 상기 틈(201)과 연통수단(116)을 순차적으로 통하여 구동축(150)의 관통공(114)의 내주면측으로 유출되면서 냉매에 편승된 윤활오일이 구동축(150)의 외주면을 감싸는 상태로 흐르게 된다. 이에 의해 구동축(150) 외주면과 구동축(150)을 지지하는 축지지공(134)(143) 내주면 사이의 실링부측으로의 윤활성과 실링성을 향상시켜 압축기의 내구성 및 성능을 대폭 향상시킬 있게 된다.

또한, 상기 후방 하우징(120)의 토출실(121) 내에는, 상기 전방 하우징(110)의 구조와 마찬가지로 그 후방 하우징(120)의 내주면과 일정 간격의 공간부(125)를 두고 격벽(122)이 형성되어 있다.

이렇게 형성된 상기 격벽(122)의 내주면은 상기 구동축(150)의 후단부와 대응하여 후방 하우징(120)의 중앙에 형성된 보스(127) 내부의 센터 공간, 즉 사공간(死空間)인 냉매저류실(124)과 서로 연통되도록 홀(126a)을 갖는 후방연통수 단(126)에 의해 상기 냉매저류실(124)과 연결되어 있다.

상기 후방연통수단(126)은 전방연통수단(116)과 마찬가지로 상기 격벽(122)과 냉매저류실(124) 사이에 한 개만을 형성할 수도 있고, 또는 그 사이에 일정 간격을 두고 복수개 형성될 수도 있다. 특히, 후방연통수단(126)이 위치된 격벽(122) 부위는 상기 냉매저류실(124)측으로 돌출되도록 굴곡져 있어 그 부위측의 공간부(125a)가 다른 공간부(125)에 비해 내측으로 확대 형성됨으로써, 상기 틈(201)과 그 공간부(125a)가 서로 연통되게 된다.

이러한 후방연통수단(126)에 의해, 상기 틈(201)을 통하여 이동되는 냉매 일부가 상기 냉매저류실(124)로부터 구동축(150) 후단부를 거쳐 구동축(150)의 유로(151) 내로 흡입되게 되므로, 구동축(150)의 고속회전시(예컨대, 5,000 rpm 이상) 그 입구(152) 내로 냉매를 원활하게 흡입하지 못함에 따라 압축기의 성능을 발휘하는 데 부족한 냉매 흡입량을 확보할 수 있다.

즉, 본 발명에 의한 냉매 흡입과정은 구동축(150)의 중앙에 형성된 입구(152)를 통해 구동축(150)의 유로(151) 내로 냉매를 흡입하는 주냉매흡입과정과 틈(201)을 통해 구동축(150)의 후방으로 냉매를 흡입하는 보조냉매흡입과정으로 이루어진다. 전자의 경우는, 외부의 냉매가 상기 흡입포트(146)를 통해 사판실(136)내로 공급된 후 구동축(150)의 유로(151)의 입구(152), 출구(153) 및 흡입통로(132)(142)를 순차적으로 거쳐 실린더보어(131)(141)내로 직접 흡입되는 방식이다. 이에 반하여, 후자의 경우는, 상기 사판실(136)내로 유입된 냉매 일부가 볼트체결공(138)(148)(194)에 의해 형성된 틈(201), 후방연통수단(126), 냉매저류실(124), 구동축(150)의 유로(151), 출구(153) 및 흡입통로(132)(142)를 순차적으로 거쳐 실린더보어(131)(141)내로 간접적으로 흡입되는 방식이다. 여기서, 상기 보조냉매흡입과정에서는, 상술한 바와 같이 냉매 일부가 틈(201), 전방연통수단(116) 및 구동축(150)의 관통공(114)을 순차적으로 거쳐 구동축(150)의 외주면에 대한 윤활 및 실링작용을 행한다.

상술한 바와 같이 냉매를 흡입하기 위한 입구(152)와, 볼트체결공과 볼트 사이의 틈(201)을 복수개 도입하여 사판실(136)로부터 유입되는 냉매를 순환시킬 수 있게 함으로써, 주냉매흡입방식에 압축기내에 냉매를 정상적으로 흡입함에 있어서 구동축(150)의 고속회전으로 인해 압축기의 최적의 성능을 발휘하는데 필요한 냉매 흡입량을 확보하지 못함으로써 발생되는 부족한 냉매 흡입량을 충분히 보충할 수 있으므로, 냉매 흡입량의 부족으로 인해 압축기의 내구성을 떨어뜨려 그 성능을 저하시키는 문제점을 해결할 수 있다.

한편, 상기 밸브유니트(190)는 상기 각 실린더보어(131)(141)와 상기 전,후방 하우징(110)(120)의 토출실(111)(121)을 연통하도록 다수의 냉매토출공(191a)이 형성된 밸브플레이트(191)와, 상기 밸브플레이트(191)의 일측에 설치되어 상기 냉매토출공(191a)을 개폐하는 토출리드밸브(192)로 이루어진다.

즉, 상기 토출리드밸브(192)는 밸브플레이트(191)를 기준으로 전,후방 하우징(110)(120)의 토출실(111)(121) 방향에 설치되어 상기 피스톤(170)의 압축행정시 냉매토출공(191a)을 개방하고 흡입행정시에는 냉매토출공(191a)을 폐쇄하도록 탄성변형하는 밸브판(192a)이 구비된다.

아울러, 상기 밸브플레이트(191)에는 상기 전,후방 하우징(110)(120)의 토출실(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(191b)가 형성되어 있다.

한편, 상기 밸브유니트(190)는 밸브플레이트(191)의 양측면에 구비된 고정핀(193)이 상기 전,후방 하우징(110)(120)과 전,후방 실린더블록(130)(140)의 마주하는 면에 형성된 고정홀(도시하지 않음)에 삽입되면서 결합 고정된다.

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 공급된 후 구동축(150)의 유로(151)의 주입구(152)와 틈(201)을 통해 실린더보어(131)(141)내로 직접 흡입되게 된다.

그리고, 피스톤(170)의 압축행정시에는 상기 실린더보어(131)(141)내로 흡입된 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.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 상기 중공의 구동축(150) 내부에 유 로(151)를 형성하여 상기 사판실(136)로 흡입된 냉매를 유로(151)를 통해 실린더보어(131)(141)로 이동시키는 구동축 일체형 흡입 로터리 밸브 타입의 고정용량형 사판식 압축기의 후방 실린더 블록에 보조냉매흡입통로서의 볼트체결공을 이용하여 이 볼트체결공을 전, 후방 하우징과 연통시키는 구조를 적용함으로써 구동축에 대한 윤활작용과 함께 충분한 냉매 흡입량을 확보하여 압축기의 성능을 향상시키도록 한 것으로서, 상기 고정용량형 사판식 압축기 뿐만 아니라 전동압축기 등 다양한 종류의 압축기에 동일한 방법 및 구성으로 적용할 수 있으며, 동일한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

상기한 본 발명에 따르면, 중공의 구동축을 통해 냉매가 실린더보어로 흡입되는 구조에 있어서 중공의 구동축을 통해 냉매가 실린더보어로 흡입되는 구조에 있어서 구동축 외주면과 축지지공 내주면 사이의 윤활작용과 실링작용을 향상시킴과 아울러, 구동축의 고속회전으로 인해 부족한 냉매 흡입량을 충분히 확보함으로써 압축기의 내구성 및 성능을 대폭 향상시킬 수 있다.

Claims

압축기(100) 내부의 사판실(136)에서 회전하는 사판(160)이 경사지게 결합되고, 내부에는 외부에서 압축기(100) 내부로 흡입된 냉매가 실린더보어(131)(141)로 이동할 수 있도록 유로(151)가 형성되고, 상기 유로(151)에는 상기 사판실(136)과 연통되는 각각 적어도 하나 이상의 입구(152)가 형성됨과 아울러, 상기 입구(152)와 이격되어 한 쌍의 출구(153)가 서로 반대 방향으로 형성된 구동축(150);

상기 구동축(150)이 축지지공(133)(143)에 회전가능하게 설치됨과 아울러 상기 사판실(136) 양측으로 다수의 실린더보어(131)(141)가 형성되고, 상기 구동축(150)의 유로(151)로 흡입된 냉매가 구동축(150)의 회전시 순차적으로 각 실린더보어(131)(141)로 흡입될 수 있도록 상기 축지지공(133)(143)과 각 실린더보어(131)(141)를 연통시키는 흡입통로(132)(142)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 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(190);

상기 전,후방 하우징(110)(120), 전, 후방 실린더블록(130)(140) 및 밸브유니트(190)를 조립하여 고정하기 위한 볼트(200)를 체결할 수 있도록 상기 전,후방 하우징(110)(120), 전,후방 실린더블록(130)(140) 및 밸브유니트(190)에 각각 형성된 볼트체결공(138)(148)(194);

를 포함하여 구성되는 압축기에 있어서,

상기 전·후방 하우징(110)(120) 중 적어도 하나의 하우징의 토출실 내에는 그 하우징의 내주면과 일정 간격을 두고 그 둘레를 따라 격벽(122)이 형성되어 있고,

상기 전,후방 실린더블록(130)(140) 및 밸브유니트(190)의 각 볼트체결공(138)(148)(194)의 내주면과 볼트(200)의 외주면 사이에 형성된 틈(201)이 상기 격벽(122)의 외주면과 상기 하우징의 내주면 사이의 공간부(125a)와 연통되어 있고,

상기 구동축(150)과 대응하여 상기 하우징에 형성된 냉매저류실(124)은 상기 공간부(125a)와 연통되는 적어도 하나 이상의 연통수단(126)에 의해 연결되어 있고,

상기 연통수단(126)은 상기 격벽(122)을 따라 일정 간격을 두고 복수개 형성되어 있고, 상기 공간부(125a)는 각 연통수단(126)이 위치된 격벽(122) 부위가 상기 냉매저류실(124)측으로 돌출 형성되어 있고,

상기 유로(151)의 입구(152)는 상기 사판실(136)과 연통하도록 상기 사판(160)의 허브(161)와 구동축(150)의 양측을 각각 관통하여 서로 반대방향으로 한 쌍이 형성되고, 상기 출구(153)는 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)의 흡입통로(132)(142)와 연통하도록 형성되어 있으며,

상기 밸브유니트(190)는 상기 각 실린더보어(131)(141)와 상기 전,후방 하우징(110)(120)의 토출실(111)(121)을 연통하도록 다수의 냉매토출공(191a)이 형성된 밸브플레이트(191)와, 상기 밸브플레이트(191)의 일측에 설치되어 상기 토출공(191a)을 개폐하는 토출리드밸브(192)로 이루어진 것을 특징으로 하는 압축기.
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