KR101107390B1 - 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 압축기는, 사판이 경사지게 일체 결합하고 사판을 통과한 냉매가 이동할 수 있도록 주냉매 흡입유로가 내부에 형성된 구동축과; 사판이 회전하는 사판실이 내부에 형성되고 상기 구동축의 주위에 환상으로 배열된 다수의 실린더보어가 형성되며 사판실로부터 구동축의 주냉매 흡입유로로 흡입된 냉매가 구동축의 회전에 따라 주냉매 흡입유로와 각 실린더보어를 순차적으로 연통시키는 다수의 흡입통로가 형성된 전방 및 후방 실린더블록과; 사판의 회전에 연동하여 실린더보어 내를 왕복 운동하는 다수의 피스톤과; 전방 및 후방 실린더블록에 각각 결합하며 내부에 토출실이 각각 형성된 전방 및 후방 하우징과; 전방 및 후방 실린더블록과 전방 및 후방 하우징의 사이에 각각 개재하는 전방 및 후방 밸브플레이트; 및 전방 및 후방 실린더블록과 전방 및 후방 밸브플레이트의 사이에 각각 개재하는 전방 및 후방 흡입가스켓을 구비하고, 후방 하우징에는 냉매저류실이 더 형성되며, 후방 실린더블록에는 사판실과 냉매저류실을 연통시키는 보조냉매 흡입유로가 더 형성된 것으로서, 후방 흡입가스켓에는 보조냉매 흡입유로에 대응하여 관통된 다수의 관통슬롯이 형성되고, 후방 밸브플레이트에는 보조냉매 흡입유로에 대응하여 그 두께의 일부를 절개해 낸 다수의 절개부가 형성된다. 이와 같은 구조의 압축기에 의하면, 냉매공급이 원활해져 압축기의 성능향상을 꾀할 수 있다.

Description

압축기{Compressor}
본 발명은 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구동축에 일체 결합된 사판의 회전에 연동하여 피스톤이 왕복 운동하는 고정용량형 사판식이면서, 사판실로부터 구동축의 내부로 흡입된 냉매가 구동축의 회전에 따라 각 실린더보어에 순차적으로 흡입되도록 하는 로터리 흡입밸브(Rotary Suction Valve) 구조가 채용된 압축기에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화장치용 압축기는 증발기로부터 증발이 완료되어 토출된 냉매가스를 흡입하여 액화되기 쉬운 고온고압 상태의 냉매가스로 변환시켜 응축기로 토출한다. 이러한 압축기에는 경사진 사판의 회전으로 피스톤이 왕복 운동하는 사판식 압축기, 2개의 스크롤의 회전운동에 의해 압축하는 스크롤식 압축기, 회전 베인(vane)에 의해 압축하는 배인 로터리식 압축기 등 다양한 종류가 있다.
피스톤의 왕복운동에 따라 냉매를 압축하는 왕복식 압축기에는 상기 사판식 압축기 외에도 크랭크식과 워블 플레이트식 등이 있으며, 상기 사판식 압축기의 경우에도 용도에 따라 고정용량형 사판식 압축기와 가변용량형 사판식 압축기 등이 있다.
도 1에는 고정용량형 사판식 압축기의 일종으로서, 로터리 흡입밸브 구조를 채용한 종래의 압축기가 도시되어 있으며, 도 2a 및 도 2b에는 도 1에 나타낸 후방 흡입가스켓과 후방 밸브플레이트를 각각 나타낸 사시도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 종래의 압축기(1)는, 사판실(32)에서 회전하는 사판(50)이 일체 결합된 구동축(40)과, 이 구동축(40)이 회전가능하게 설치되는 전방 및 후방 실린더블록(30)(31)과, 상기 사판(50)의 외주에 슈(44)를 개재하여 장착되고 사판(50)의 회전운동에 연동하여 전방 및 후방 실린더블록(30)(31)의 사판실(32) 양측에 형성된 실린더보어(30a,31a)의 내부를 왕복 운동하는 다수의 피스톤(60)과, 상기 전방 및 후방 실린더블록(30)(31)의 양측에 결합되며 내부에 토출실(11)(21)이 각각 형성된 전방 및 후방 하우징(10)(20)과, 상기 전방 및 후방 실린더블록(30)(31)과 전방 및 후방 하우징(10)(20)의 사이에 각각 개재하는 전방 및 후방 밸브플레이트(70)(80)와, 상기 전방 및 후방 실린더블록(30)(31)과 전방 및 후방 밸브플레이트(70)(80)의 사이에 각각 개재하는 전방 및 후방 흡입가스켓(90)(91)을 구비한다.
상기 구동축(40)에는 사판실(32)에서 회전하는 사판(50)이 경사지게 결합되고, 그 내부에는 사판실(32) 내로 흡입된 냉매가 사판(50)을 통과하여 실린더보어(30a,31a)로 이동할 수 있도록 상기 사판실(32)과 실린더보어(30a,31a)를 연통시키는 주냉매 흡입유로(41)가 형성되어 있다. 즉, 상기 주냉매 흡입유로(41)의 입구(42)는 사판실(32)과 연통하도록 형성되고, 출구(43)는 전방 및 후방 실린더블록(30)(31)의 각 흡입통로(35)와 연통하도록 형성된다.
또한 상기 구동축(40)의 고속 회전시에도 충분한 냉매의 유량이 공급될 수 있도록 하기 위하여, 상기 후방 하우징(20)에는 냉매저류실(22)이 더 형성되고, 실린더블록(31)에는 사판실(32)과 냉매저류실(22)을 연통시키는 보조냉매 흡입유로(33)가 더 형성되어 있다. 따라서 상기 구동축(40)의 고속 회전시 사판실(32) 내의 냉매는 상기 주냉매 흡입유로(41) 뿐만 아니라, 상기 보조냉매 흡입유로(33)를 통해 상기 실린더보어(30a,31a)내로 공급됨으로써 냉매의 유량을 증대시켜 성능을 향상시키게 된다.
그런데, 상기 사판실(32)과 냉매저류실(22)을 연통시키는 보조냉매 흡입유로(33)를 통해 유동하는 냉매는 후방 밸브플레이트(80)와 후방 흡입가스켓(91)에 의하여 그 통로가 좁아져서 그 흐름이 방해를 받는다. 이 때문에 고속 회전시 사판실(32)로 냉매 공급이 부족해져 압축기의 효율이 떨어지는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 사판실과 냉매저류실을 연통시키는 보조냉매 흡입유로를 통해 유동하는 냉매가 원활하게 흐를 수 있도록 그 구조를 개선한 압축기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 압축기는, 사판이 경사지게 일체 결합하고 상기 사판을 통과한 냉매가 이동할 할 수 있도록 주냉매 흡입유로가 내부에 형성된 구동축과; 상기 사판이 회전하는 사판실이 내부에 형성되고 상기 구동축의 주위에 환상으로 배열된 다수의 실린더보어가 형성되며 상기 사판실로부터 상기 구동축의 주냉매 흡입유로로 흡입된 냉매가 상기 구동축의 회전에 따라 상기 주냉매 흡입유로와 각 실린더보어를 순차적으로 연통시키는 다수의 흡입통로가 형성된 전방 및 후방 실린더블록과; 상기 사판의 회전에 연동하여 상기 실린더보어 내를 왕복 운동하는 다수의 피스톤과; 상기 전방 및 후방 실린더블록에 각각 결합하며 내부에 토출실이 각각 형성된 전방 및 후방 하우징과; 상기 전방 및 후방 실린더블록과 상기 전방 및 후방 하우징의 사이에 각각 개재하는 전방 및 후방 밸브플레이트; 및 상기 전방 및 후방 실린더블록과 전방 및 후방 밸브플레이트의 사이에 각각 개재하는 전방 및 후방 흡입가스켓을 구비하고, 상기 후방 하우징에는 냉매저류실이 더 형성되며, 상기 후방 실린더블록에는 상기 사판실과 냉매저류실을 연통시키는 보조냉매 흡입유로가 더 형성된 것으로서, 상기 후방 흡입가스켓에는 상기 보조냉매 흡입유로에 대응하여 관통된 다수의 관통슬롯이 형성되고, 상기 후방 밸브플레이트에는 상기 보조냉매 흡입유로에 대응하여 그 두께의 일부를 절개해 낸 다수의 절개부가 형성된다.
여기서 상기 절개부의 깊이는 상기 후방 밸브플레이트의 두께의 대략 1/2인 것이 바람직하다.
또한 상기 보조냉매 흡입유로는 상기 실린더보어 중 서로 인접한 실린더보어 사이에 형성된 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 압축기에 의하면, 사판실과 냉매저류실을 연통시키는 보조냉매 흡입유로를 통해 유동하는 냉매는 후방 흡입가스켓의 관통슬롯과 후방 밸브플레이트의 절개부를 통해 확장된 유로를 통해 원할하게 흐를 수 있기 때문에 그 흐름이 방해를 받지 않는다. 따라서 고속 회전시 확장된 보조냉매 흡입유로를 통해 사판실에 냉매 공급이 원활해져 압축기의 성능 향상을 꾀할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발 명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명하도록 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압축기를 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3에 나타낸 압축기의 분해사시도이며, 도 5는 도 3에 나타낸 후방 흡입가스켓 및 후방 밸브플레이트와 실린더블록의 결합상태를 나타낸 분해 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 압축기(100)는, 사판실(132)에서 회전하는 사판(150)이 일체 결합된 구동축(140)과, 이 구동축(140)이 회전가능하게 설치되는 전방 및 후방 실린더블록(130)(131)과, 상기 사판(150)의 외주에 슈(144)를 개재하여 장착되고 사판(150)의 회전운동에 연동하여 상기 실린더보어(130a,131a) 내를 왕복 운동하는 다수의 피스톤(160)과, 상기 전방 및 후방 실린더블록(130)(131)에 각각 결합하며 내부에 토출실이 각각 형성된 전방 및 후방 하우징(110)(120)과, 상기 전방 및 후방 실린더블록(130)(131)과 상기 전방 및 후방 하우징(110)(120)의 사이에 각각 개재하는 전방 및 후방 밸브플레이트(170)(180)와, 상기 전방 및 후방 실린더블록(130)(131)과 전방 및 후방 밸브플레이트(170)(180)의 사이에 각각 개재하는 전방 및 후방 흡입가스켓(200)(210)을 구비한다.
상기 구동축(140)에는 사판실(132)에서 회전하는 사판(150)이 경사지게 결합되고, 그 내부에는 사판실(132) 내로 흡입된 냉매가 사판(150)을 통과하여 실린더보어(130a,131a)로 이동할 수 있도록 상기 사판실(132)과 실린더보어(130a,131a)를 연동시키는 주냉매 흡입유로(141)가 형성되어 있다. 즉, 상기 주냉매 흡입유로(141)의 입구(142)는 사판실(132)과 연통하도록 형성되고, 출구(143)는 전방 및 후방 실린더블록(130)(131)의 각 흡입통로(135)와 연통하도록 형성된다.
상기 주냉매 흡입유로(141)의 입구(142)는 사판(150)의 허브(150a)와 구동축(140)의 일측을 관통하여 형성된 냉매 유입로(151)를 통해 사판실과 연통된다. 여기서 주냉매 흡입유로(141)의 입구(142)는 구동축(140)의 일 측에 하나만 형성할 수도 있고, 도시된 바와 같이 서로 반대방향으로 두개를 형성할 수도 있다.
상기 주냉매 흡입유로(141)의 출구(143)는 주냉매 흡입유로(141)의 양측에 서로 반대방향으로 형성되어, 구동축(140)의 회전시 상기 사판실(132)의 양측에 형성된 각 실린더보어(130a,131a)로 동시에 냉매가 흡입될 수 있게 할 수 있다. 부연설명하면, 상기 사판(150)이 경사져 있기 때문에 사판(150)의 외주에 결합된 피스톤(160)중 서로 반대방향에 배치된 피스톤(160)들은 동일한 흡입 또는 압축행정을 하므로, 상기 주냉매 흡입유로(141)의 양쪽 출구(143)를 서로 반대방향으로 형성해 야 사판실(132)의 양측에 형성된 실린더보어(130a,131a)로 동시에 냉매가 흡입될 수 있게 된다. 물론, 상기 구동축(140)에 형성된 주냉매 흡입유로(141)의 각 출구 (143)의 방향은 상기 피스톤(160)의 개수 등 설계 목적에 따라 달라질 수 있다.
상기 구동축(140)에 형성된 주냉매 흡입유로(141)를 통해 상기 사판실(132)내의 냉매가 실린더보어(130a,131a)내로 공급된다.
한편 상기 구동축(140)의 고속 회전시에도 충분한 냉매의 유량이 공급될 수 있도록 하기 위하여, 상기 후방 하우징(120)에는 냉매저류실(122)이 더 형성되고, 상기 후방 실린더블록(131)에는 상기 사판실(132)과 냉매저류실(122)을 연통시키는 보조냉매 흡입유로(133)가 더 형성된다. 따라서 상기 구동축(140)의 고속 회전시 사판실(132) 내의 냉매는 상기 주냉매 흡입유로(141) 뿐만 아니라, 상기 보조냉매 흡입유로(133)를 통해 상기 실린더보어(130a,131a)내로 공급됨으로써 충분한 냉매의 유량이 공급되어 성능을 향상시키게 된다.
상기 보조냉매 흡입유로(133)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 실린더보어(130a,131a) 중 서로 인접한 실린더보어 사이에 형성된 것이 바람직하다.
위와 같은 본 발명의 실시예에서, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 후방 흡입가스켓(210)에는 상기 보조냉매 흡입유로(133)에 대응하여 관통된 다수의 관통슬롯(211)이 형성되고, 상기 후방 밸브플레이트(180)에는 상기 보조냉매 흡입유로(133)에 대응하여 그 두께의 일부를 절개해 낸 다수의 절개부(181)가 형성된다. 여기서 상기 절개부(181)는 절개해낸 깊이가 깊을수록 냉매의 유동저항이 줄어들어 냉매의 흐름이 원활해지지만, 기계적 강도를 고려하여 대략 상기 후방 밸브플 레이트(180) 두께의 1/2인 것이 바람직하다.
이렇게 함으로써 상기 사판실(132)과 냉매저류실(122)을 연통시키는 보조냉매 흡입유로(133)를 통해 유동하는 냉매는 후방 흡입가스켓(210)의 관통슬롯(211)과 후방 밸브플레이트(180)의 절개부(181)를 통해 확장된 유로를 통해 원할하게 흐를 수 있기 때문에 그 흐름이 방해를 받지 않는다. 따라서 고속 회전시 확장된 보조냉매 흡입유로(133)를 통해 사판실(132)로 충분한 냉매를 공급할 수 있어서 압축기의 성능 향상을 꾀할 수 있다.
이상에서 서술된 본 발명의 실시예에서는, 피스톤이 양두 피스톤이고, 실린더보어가 사판실의 양측으로 다수 형성되어 있으며, 구동축의 주냉매 흡입유로는 전방과 후방의 각 실린더보어에 대응할 수 있도록 전방과 후방에 각각 적어도 하나 형성된 압축기 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로서 본 발명의 특징들은 편두 피스톤을 구비하고 로터리 흡입밸브 구조를 채용한 고정용량형 사판식 압축기에도 실시 가능하다.
도 1은 종래 압축기의 일례를 나타낸 단면도,
도 2a는 도 1에 나타낸 후방 흡입가스켓을 나타낸 사시도,
도 2b는 도 1에 나타낸 후방 밸브플레이트를 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압축기를 나타낸 단면도,
도 4는 도 3에 나타낸 압축기의 분해 사시도,
도 5는 도 3에 나타낸 후방 흡입가스켓 및 후방 밸브플레이트와 실린더블록의 결합상태를 사타내는 분해 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
100...압축기 110,120...전방 및 후방 하우징
122...냉매저류실 130,131...전방 및 후방 실린더블록
132...사판실 133...보조냉매 흡입유로
130a,131a...실린더보어 135...흡입통로
140...구동축 141...주냉매 흡입유로
142..주냉매 흡입유로 입구 143...주냉매 흡입유로 출구
150...사판 151...냉매연통로
160...피스톤 170,180...전방 및 후방 밸브플레이트
181...절개부 200,210...전방 및 후방 흡입가스켓
211...관통슬롯

Claims (3)

  1. 사판(150)이 경사지게 일체 결합하고 상기 사판을 통과한 냉매가 이동할 할 수 있도록 주냉매 흡입유로(141)가 내부에 형성된 구동축(140)과; 상기 사판(150)이 회전하는 사판실(132)이 내부에 형성되고 상기 구동축(140)의 주위에 환상으로 배열된 다수의 실린더보어(130a,131a)가 형성되며 상기 사판실(132)로부터 상기 구동축(140)의 주냉매 흡입유로(141)로 흡입된 냉매가 상기 구동축(140)의 회전에 따라 상기 주냉매 흡입유로(141)와 각 실린더보어(130a,131a)를 순차적으로 연통시키는 다수의 흡입통로(135)가 형성된 전방 및 후방 실린더블록(130)(131)과; 상기 사판(150)의 회전에 연동하여 상기 실린더보어(130a,131a) 내를 왕복 운동하는 다수의 피스톤(160)과; 상기 전방 및 후방 실린더블록(130)(131)에 각각 결합하며 내부에 토출실이 각각 형성된 전방 및 후방 하우징(110)(120)과; 상기 전방 및 후방 실린더블록(130)(131)과 상기 전방 및 후방 하우징(110)(120)의 사이에 각각 개재하는 전방 및 후방 밸브플레이트(170)(180); 및 상기 전방 및 후방 실린더블록(130)(131)과 전방 및 후방 밸브플레이트(170)(180)의 사이에 각각 개재하는 전방 및 후방 흡입가스켓(200)(210)을 구비하고, 상기 후방 하우징(120)에는 냉매저류실(122)이 더 형성되며, 상기 후방 실린더블록(131)에는 상기 사판실(132)과 냉매저류실(122)을 연통시키는 보조냉매 흡입유로(133)가 더 형성된 압축기에 있어서,
    상기 후방 흡입가스켓(210)에는 상기 보조냉매 흡입유로(133)에 대응하여 관통된 다수의 관통슬롯(211)이 형성되고,
    상기 후방 밸브플레이트(180)에는 상기 보조냉매 흡입유로(133)에 대응하여 그 두께의 일부를 절개해 낸 다수의 절개부(181)가 형성되고,
    상기 보조냉매 흡입유로(133)는 상기 실린더보어(130a,131a) 중 서로 인접한 실린더보어 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절개부(181)의 깊이는 상기 후방 밸브플레이트(180)의 두께의 1/2인 것을 특징으로 하는 압축기.
  3. 삭제
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