KR101172693B1 - 압축기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압축기에 관한것으로서, 더욱 상세하게는 실린더블록의 외측면에 흡입 및 토출 머플러 공간을 형성함으로서 부품수의 증가없이 냉매의 흡입 및 토출 맥동압을 저감하여 소음을 감소함과 아울러 압축기의 크기를 줄일 수 있는 압축기에 관한 것이다.
이에 본 발명은 내부에 흡입실(111)(121) 및 토출실(112)(122)이 각각 구획되게 형성된 전,후방 하우징(110)(120); 상기 전,후방 하우징(110)(120)의 사이에 결합되어 구동축(155)을 회전가능하게 지지하며, 내부의 사판실(135) 양측으로 각각 피스톤(152)의 양단이 왕복운동 가능하게 결합되는 실린더보어(131)(141)가 형성된 전,후방 실린더블록(130)(140); 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)의 외측면에 형성되며 내부를 양분하는 구획벽(183)을 사이에 두고 흡입머플러실(181) 및 토출머플러실(171)(171a)이 형성되고, 각각 상기 전,후방 하우징(110)(120)의 토출실(112)(122)과 상기 토출머플러실(171)(171a)을 연통하는 연통로(172)(182)가 형성된 전,후방 머플러(170)(180); 상기 흡입머플러실(181)의 외측면에 형성되며 외부의 냉매를 흡입머플러실(181)로 공급하는 냉매흡입포트(190) 및 상기 토출머플러실(171)(171a)의 외측면에 형성되며 토출머플러실(171)(171a)의 냉매를 외부로 토출하는 냉매토출포트(191)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
압축기, 전,후방하우징, 실린더블록, 머플러

Description

압축기{Compressor}
도 1 은 종래의 압축기를 나타내는 단면도,
도 2 는 본 발명에 따른 압축기를 나타내는 결합사시도,
도 3 은 본 발명에 따른 압축기를 나타내는 단면도,
도 4 는 본 발명에 따른 압축기에서 전,후방 하우징과 전,후방 실린더블록을 분해한 상태를 나타내는 분해사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
100: 압축기 110: 전방 하우징
111,121:흡입실 112,122: 토출실
113,123: 격벽 114,124: 장착부
115,125: 고정홀 120: 후방 하우징
130: 전방 실린더블록 131,141: 실린더 보어
132,142: 흡입통로 133,143: 지지공
134,144: 니들롤러베어링 135: 사판실
140: 후방 실린더블록 145: 연통공
150: 사판 151: 슈
152: 피스톤 155: 구동축
160: 밸브유니트 161: 밸브플레이트
161a: 흡입공 161b: 토출공
161c: 셋팅핀 162: 흡입리드밸브
163: 토출리드밸브
170: 전방 머플러 171,171a : 토출머플러실
172,182: 연통로 180: 후방 머플러
181: 흡입머플러실 183: 구획벽
190: 냉매흡입포트 191: 냉매토출포트
본 발명은 압축기에 관한것으로서, 더욱 상세하게는 실린더블록의 외측면에 흡입 및 토출 머플러 공간을 형성함으로서 부품수의 증가없이 냉매의 흡입 및 토출 맥동압을 저감하여 소음을 감소함과 아울러 압축기의 크기를 줄일 수 있는 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.
이중 피스톤의 왕복 운동에 따라 냉매를 압축하는 왕복식 압축기에는 상기 사판식 압축기 외에도 크랭크식과 워블 플레이트식 등이 있으며, 상기 사판식 압축기의 경우에도 용도에 따라 양두피스톤을 이용한 고정 용량형 사판식 압축기와 편두피스톤을 이용한 가변 용량형 사판식 압축기 등이 있다.
도 1 은 종래의 양두 사판식 압축기를 일예로 나타낸 단면도로서, 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 구성된다.
여기서, 상기 전,후방 하우징(10)(10a)의 내부에는 아래에서 설명될 밸브 플레이트(61)의 흡입공(61a) 및 토출공(61b)과 대응하여 흡입실(11) 및 토출실(12)이 각각 형성되어 있다.
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) 사이 에는 밸브유니트(60)가 설치된다.
여기서, 상기 밸브유니트(60)는 밸브 플레이트(61)와 그 양측면에 설치되는 흡입리드밸브(63) 및 토출리드밸브(62)로 구성된다.
상기 흡입리드밸브(63)는 밸브 플레이트(61)의 실린더보어(21)를 향한 면에 설치되고, 토출리드밸브(62)는 각각 전,후방 하우징(10)(10a)을 향한 면에 설치된다.
상기와 같은 밸브유니트(60)는 밸브 플레이트(61)에 형성된 셋팅 핀(61c)에 상기 토출리드밸브(62) 및 흡입리드밸브(63)가 각각 결합됨으로서 그 위치가 셋팅되는 것이다.
한편, 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a) 사이의 사판실(24)로 공급된 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 토출실(12)은 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)에 형성된 연결통로(23)에 의해 상호 연통된다.
따라서, 상기 피스톤(50)의 왕복운동에 따라 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)의 실린더보어(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 지지공(25)이 형성되고, 상기 지지공(25) 내에는 니들롤러베어링(26)이 개재되어 상기 구동축(30)을 회전가능하게 지지하고 있다.
한편, 상기 후방 하우징(10a)의 외주면 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 설치된다.
상기 머플러(70)에는 흡입머플러실(73)과 토출머플러실(74)이 구획되어 형성되며, 상측에는 상기 흡입머플러실(73)과 토출머플러실(74)을 밀폐하도록 별도의 커버(75)가 결합되어 증발기 및 응축기와 파이프로 연결된다.
이러한 상기 머플러(70)는 일정크기 공간의 흡입머플러실(73)과 토출머플러실(74)을 구비함으로서, 냉매가 상기 넓은 흡입머플러실(73)에서 작은 직경의 냉매흡입구(71)를 통해 사판실(24)로 공급되거나, 또는 전,후방하우징(10)(10a)의 토출실(12)에서 작은 직경의 냉매토출구(72)를 통해 넓은 토출머플러실(74)로 토출되는 과정에서 냉매가 확대/축소 되면서 맥동압이 떨어져 소음을 감소할 수 있는 것이다.
상술한 바와 같이 구성된 압축기의 냉매순환과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 증발기로부터 공급되는 냉매가 상기 머플러(70)의 흡입머플러실(73)로 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 되는 데, 이때 상기 흡입실(11)의 냉매가 상기 실린더보어(21) 내로 흡입된다.
그리고, 피스톤(50)의 압축행정시 상기 실린더보어(21)내로 유입된 냉매가 압축되게 되는데, 이때 상기 토출리드밸브(62)가 열리면서 냉매가 상기 전,후방 하우징(10)(10a)의 토출실(12)로 유동하게 되고 최종적으로 상기 머플러(70)의 냉매토출구(72)를 통해 머플러(70)의 토출머플러실(74)로 토출된 후 응축기로 유동하게 되는 것이다.
한편, 상기 전방 실린더블록(20)의 실린더보어(21)내에서 압축된 냉매는 상기 전방 하우징(10)의 토출실(12)로 유동한 후 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)에 형성된 연결통로(23)를 따라 상기 후방 하우징(10a)의 토출실(12)로 유동하여 이곳의 냉매와 함께 상기 냉매토출구(72)를 통해 머플러(70)의 토출머플러실(74)로 토출된다.
그러나, 상기 종래의 압축기는 냉매의 흡입 및 토출시 맥동압을 저감하여 소음을 감소하기 위해 상기 하우징(10a)의 외측에 별도의 커버(75)로 밀폐되는 머플러(70)를 설치함으로서 압축기(1)의 크기가 대형화됨과 동시에 부품수도 증가하는 문제가 있었다.
상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 상기 실린더블록의 외측면에 흡입 및 토출 머플러 공간을 형성함으로서 부품수의 증가없이 냉매의 흡입 및 토출 맥동압을 저감하여 소음을 감소함과 아울러 압축기의 크기를 줄일 수 있는 압축기를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내부에 흡입실 및 토출실이 각각 구획되게 형성된 전,후방 하우징; 상기 전,후방 하우징의 사이에 결합되어 구동축을 회전가능하게 지지하며, 내부의 사판실 양측으로 각각 피스톤의 양단이 왕복운동 가능하게 결합되는 실린더보어가 형성된 전,후방 실린더블록; 상기 전,후방 실린더블록의 외측면에 형성되며 내부를 양분하는 구획벽을 사이에 두고 흡입머플러실 및 토출머플러실이 축방향으로 일직선상에 형성되고, 각각 상기 전,후방 하우징의 토출실과 상기 토출머플러실을 연통하는 연통로가 형성된 전,후방 머플러; 상기 흡입머플러실의 외측면에 형성되며 외부의 냉매를 흡입머플러실로 공급하는 냉매흡입포트 및 상기 토출머플러실의 외측면에 형성되며 토출머플러실의 냉매를 외부로 토출하는 냉매토출포트를 포함하며, 상기 구획벽은 상기 후방 머플러측에 형성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
종래에 있어서와 동일한 구성 및 작용 대한 반복되는 설명은 생략한다.
도 2 는 본 발명에 따른 압축기를 나타내는 결합사시도이고, 도 3 은 본 발명에 따른 압축기를 나타내는 단면도이며, 도 4 는 본 발명에 따른 압축기에서 전,후방 하우징과 전,후방 실린더블록을 분해한 상태를 나타내는 분해사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 압축기(100)는 내부에 격벽(113)(123)을 사이에 두고 외측방향에 흡입실(111)(121) 및 내측방향에 토출실(112)(122)이 형성되어 상호 일정간격 이격/설치되는 전,후방 하우징(110)(120)과, 상기 전,후방 하우징(110)(120)의 사이에 설치되는 전,후방 실린더블록(130)(140)과, 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)의 지지공(133)(143)에 니들롤러베어링(134)(144)을 개재하여 회전가능하게 설치되는 구동축(155)과, 상기 구동축(155)에 결합되어 전,후방 실린더블록(130)(140)의 사이에 형성된 사판실(135)내에서 회전하는 사판(150)과, 상기 사판(150)의 외주에 슈(151)를 개재하여 결합되며 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)의 사판실(135) 양측에 형성된 다수의 실린더 보어(131)(141)에 양단이 결합되어 왕복운동하는 다수의 피스톤(152)으로 구성된다.
또한, 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)의 사이에 구비된 사판실(135)로 공급된 냉매가 상기 각 흡입실(111)(121)로 유동할 수 있도록 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)에는 다수의 흡입통로(132)(142)가 형성된다.
한편, 상기 전,후방 하우징(110)(120)에 형성된 토출실(112)(122)은 상측 일정부분이 상기 흡입실(111)(121)과 구획되면서 상측방향으로 일정길이 연장되어 아래에서 설명될 전,후방 실린더블록(130)(140)의 연통로(172)(182)와 연통하게 된다.
그리고, 상기 전,후방 하우징(110)(120)과 전,후방 실린더블록(130)(140)의 사이에는 밸브유니트(160)가 조립되며, 상기 밸브유니트(160)의 고정을 위해 전,후방 하우징(110)(120)과 전,후방 실린더블록(130)(130)의 마주하는 면에는 고정홀(115)(125)이 각각 형성되고 상기 고정홀(115)(125)에 밸브유니트(160)의 밸브 플레이트(161) 양측에 형성된 셋팅핀(161c)이 삽입되어 고정되는 것이다.
여기서, 상기 밸브유니트(160)는 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)측에서부터 흡입리드밸브(162), 밸브 플레이트(161), 토출리드밸브(163) 순으로 구성되어 있다.
또한, 상기 밸브 플레이트(161)에는 내주측에 상기 실린더보어(131)(141)와 상기 전,후방 하우징(110)(120)의 토출실(112)(122)을 연통시키도록 토출공(161b)이 형성되고, 외주측에는 상기 전,후방 하우징(110)(120)의 흡입실(111)(121)과 상기 실린더보어(131)(141)를 연통시키도록 흡입공(161a)이 형성되며, 상기 흡입리드밸브(162) 및 토출리드밸브(163)에는 흡입공(161a)과 토출공(161b)을 개폐하는 밸브판(미도시)이 형성된다.
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 전,후방 하우징(110)(120)과 전,후방 실린더블록(130)(140)의 사이에는 실링성을 향상하도록 가스켓 또는 오링이 설치된다.
이러한 압축기(100)는 엔진의 동력을 전자클러치(미도시)의 단속작용에 의하여 선택적으로 전달받아 상기 구동축(155)을 회전시킴으로서 구동된다.
상기한 압축기(100)에 있어서, 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)의 외측면에는 전,후방 머플러(170)(180)가 일체로 형성된다.
상기 전,후방 머플러(170)(180)는 내부를 양분하는 하나의 수직 구획벽(183)을 사이에 두고 흡입머플러실(181) 및 토출머플러실(171)(171a)이 축방향으로 일직선상에 형성된다.
여기서, 상기 구획벽(183)은 상기 후방 머플러(180)측에 치우쳐 형성되며, 따라서 상기 후방 머플러(180)에는 상기 구획벽(183)의 일측으로 흡입머플러실(181)이 형성되지만, 구획벽(183)의 타측으로는 토출머플러실(171a)도 일부 형성된다.
또한, 상기 전방 머플러(170)에는 토출머플러실(171)이 형성되며 상기 후방 머플러(180)에 일부 형성된 토출머플러실(171a)과 연통하게 된다.
그리고, 상기 전,후방 머플러(170)(180)에는 각각 상기 전,후방 하우징(110)(120)의 토출실(112)(122)과 상기 토출머플러실(171)(171a)을 연통하는 연통로(172)(182)가 형성된다.
또한, 상기 후방 실린더블록(140)에는 상기 흡입머플러실(181)과 상기 사판실(135)을 연통하는 연통공(145)이 형성된다.
그리고, 상기 흡입머플러실(181)의 외측면에는 외부(증발기)로부터 이송된 냉매를 흡입머플러실(181)로 공급하는 냉매흡입포트(190)가 형성되고, 상기 토출머플러실(171)(171a)의 외측면에는 토출머플러실(171)(171a)의 냉매를 외부(응축기)로 토출하는 냉매토출포트(191)가 형성된다.
도면에서는 상기 냉매흡입포트(190)와 냉매토출포트(191)를 상기 후방 머플러(180)의 상측면에 모두 형성하여 각각 구획벽(183)을 사이에 두고 있는 흡입머플러실(181) 및 토출머플러실(171)(171a)과 연통되게 하였다.
여기서, 상기 냉매흡입포트(190)와 연통공(145)은 세로방향으로 서로 엇갈리게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 냉매흡입포트(190)와 연통공(145)이 서로 엇갈리게 형성됨으로서 상기 냉매흡입포트(190)를 통해 흡입머플러실(181)로 공급된 냉매가 상기 연통공(145)으로 곧바로 흘러가지 않고 흡입머플러실(181)에서 충분히 저류한 후 연통공(145)을 거쳐 상기 사판실(135)로 흡입되기 때문에 이 과정에서 맥동압 저감 효과가 더욱 향상되는 것이다.
한편, 압축기(100)를 엔진에 장착하기 위해 상기 전,후방 하우징(110)(120)의 외측면에 돌출형성된 장착부(114)(124)를 이용하여 상기 흡입머플러실(181) 및 토출머플러실(171)(171a)의 실링면으로 이용한 것이다.
그리고, 본 발명에서는 상기 후방 실린더블록(140)의 후방 머플러(180)에 흡입머플러실(181)과 토출머플러실(171)(171a)을 구획하는 구획벽(183) 및 냉매흡입포트(190), 냉매토출포트(191)를 모두 형성하였지만, 이와는 반대로 상기 전방 실린더블록(130)의 전방 머플러(170)측에 모두 형성하여도 동일한 기능을 수행할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 압축기(100)의 냉매순환과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 증발기로부터 공급된 냉매는 상기 냉매흡입포트(190)를 통해 상기 후방 머플러(180)의 흡입머플러실(181)로 공급된 후, 상기 연통공(145)을 거쳐 상기 사판실(135)로 흡입된다.
상기 사판실(135)로 흡입된 냉매는 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)에 형성된 흡입통로(132)(142)를 따라 상기 전,후방 하우징(110)(120)의 흡입실(111)(121)로 유동하게 된다.
이후, 상기 피스톤(152)의 흡입행정시 상기 흡입리드밸브(162)가 열리게 되는데, 이때 상기 흡입실(111)(121)의 냉매가 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)의 실린더 보어(131)(141)내로 흡입된다.
그리고, 피스톤(152)의 압축행정시 상기 실린더 보어(131)(141)내로 흡입된 냉매가 압축되게 되는데, 이때 상기 토출리드밸브(163)가 열리면서 냉매가 상기 전,후방 하우징(110)(120)의 토출실(112)(122)로 유동하게 된다.
이후, 상기 전,후방 하우징(110)(120)의 토출실(112)(122)로 유동한 냉매는 상기 전,후방 머플러(170)(180)에 각각 형성된 연통로(172)(182)를 따라 이동하여 상기 토출머플러실(171)(171a)로 토출되고, 최종적으로 상기 냉매토출포트(191)를 통해 응축기로 유동하게 되는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 상기 전,후방 실린더블록(130)(140)의 외측면에 흡입머플러실(181) 및 토출머플러실(171)(171a)을 갖는 전,후방 머플러(170)(180)를 형성하여 냉매의 흡입 및 토출시 맥동압을 저감하여 소음을 감소한 구조를 편의상 양두피스톤(152)을 이용한 고정용량형 사판식 압축기(100)에 적용한 경우에 대해서만 설명하였지만, 여기에 한정되지 않고 편두피스톤을 이용한 가변용량형 사판식 압축기, 전동압축기, 클러치리스 압축기 등 더욱 다양한 종류의 압축기에 동일한 방법 및 구성으로 적용할 수 있으며, 동일한 효과를 얻을 수 있는 것이다.
상기한 본 발명에 따르면, 상기 전,후방 실린더블록의 외측면에 흡입머플러실 및 토출머플러실을 갖는 전,후방 머플러를 일체로 형성함으로서, 부품수의 증가없이 냉매의 흡입 및 토출 맥동압을 저감하여 소음이 감소되고 압축기의 크기를 줄일 수 있다.

Claims (4)

  1. 내부에 흡입실(111)(121) 및 토출실(112)(122)이 각각 구획되게 형성된 전,후방 하우징(110)(120);
    상기 전,후방 하우징(110)(120)의 사이에 결합되어 구동축(155)을 회전가능하게 지지하며, 내부의 사판실(135) 양측으로 각각 피스톤(152)의 양단이 왕복운동 가능하게 결합되는 실린더보어(131)(141)가 형성된 전,후방 실린더블록(130)(140);
    상기 전,후방 실린더블록(130)(140)의 외측면에 형성되며 내부를 양분하는 구획벽(183)을 사이에 두고 흡입머플러실(181) 및 토출머플러실(171)(171a)이 축방향으로 일직선상에 형성되고, 각각 상기 전,후방 하우징(110)(120)의 토출실(112)(122)과 상기 토출머플러실(171)(171a)을 연통하는 연통로(172)(182)가 형성된 전,후방 머플러(170)(180);
    상기 흡입머플러실(181)의 외측면에 형성되며 외부의 냉매를 흡입머플러실(181)로 공급하는 냉매흡입포트(190) 및 상기 토출머플러실(171)(171a)의 외측면에 형성되며 토출머플러실(171)(171a)의 냉매를 외부로 토출하는 냉매토출포트(191)를 포함하며,
    상기 구획벽(183)은 상기 후방 머플러(180)측에 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전,후방 실린더블록(130)(140) 중 상기 흡입머플러실(181)이 형성된 실린더블록에는 상기 흡입머플러실(181)과 상기 사판실(135)을 연통하는 연통공(145)이 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉매흡입포트(190)와 연통공(145)은 서로 엇갈리게 형성된 것을 특징으로 하는 압축기.
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