KR101541919B1 - 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사판식 압축기에 관한 것이다. 본 발명의 사판식 압축기에서는 실린더보어(113) 내부에서 피스톤(115)이 회전축(140)의 회전에 따라 사판(148)에 의해 직선왕복운동하면서 냉매를 압축한다. 상기 실린더보어(113)로 압축될 냉매가 보다 원활하게 유동되도록 하기 위해 흡입실(133)의 내부에 흡입촉진팬(160)을 설치한다. 상기 흡입촉진팬(160)은 상기 회전축(140)과 일체로 회전되는 것이다. 상기 흡입촉진팬(160)은 그 블레이드(172)가 냉매를 원심방향으로 안내하여 하우징(162)의 내부공간에서 유동되게 하고, 상기 회전축(140)에 연결된 허브(168) 내부를 관통하여 형성된 공급유로(169)를 통해 상기 회전축(140)의 유로(141)로 냉매가 공급되게 한다. 상기 유로(141)로 공급된 냉매는 실린더블럭(110)에 형성된 연통로(114)를 통해 실린더보어(113)에 차례로 전달되어 압축된다. 이와 같은 본 발명에 의하면 흡입촉진팬(160)이 냉매가 실린더보어(113) 내부로 흡입되는 것을 촉진시켜 압축기의 성능을 높일 수 있게 되는 효과가 있다.

사판식, 압축기, 회전밸브, 효율, 팬

Description

사판식 압축기{Swash plate type compressor}

본 발명은 사판식 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실린더 블록의 다수개의 실린더 보어에 각각 설치된 다수개의 피스톤을 회전축에 설치된 사판을 사용하여 직선왕복운동시켜 냉매를 압축하는 사판식 압축기에 관한 것이다.

차량의 공조시스템을 간단히 살펴 보면, 먼저 고온 저압 기체상태의 냉매는 압축기에 의해 고온 고압 기체 상태로 된다. 상기 고온 고압 기체상태의 냉매는 응축기를 거쳐 상기 응축기의 응축작용에 의해 고온 고압 액체 상태로 되고, 상기 고온 고압 액체상태의 냉매는 팽창밸브를 거쳐 상기 팽창밸브의 교축작용에 의해 저온 저압 액체 상태로 된다. 상기 저온 저압 액체상태의 냉매는 증발기를 거쳐 상기 증발기에서 이루어지는 열교환을 통해 고온 저압의 기체 상태로 되돌아가며 상기 고온 저압의 기체는 다시 상기 압축기에 의해 압축되어 고온 고압 기체상태로 된다. 이와 같은 과정을 반복 수행하는 과정에서 열교환이 일어남에 의해 차량의 공조시스템이 동작되는 것이다.

냉매의 압축을 수행하는 압축기에는 실제로 작동유체를 압축하는 구성이 왕복운동을 하면서 압축을 수행하는 왕복식과 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다.

왕복식에는 구동원의 구동력을 크랭크를 사용하여 복수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식, 사판이 설치된 회전축을 사용하여 전달하는 사판식, 워블 플레이트를 사용하는 워블 플레이트식이 있다. 회전식에는 회전하는 로터리축과 베인을 사용하는 베인로터리식, 회전스크롤과 고정스크롤을 사용하는 스크롤식이 있다.

도 1에는 종래 기술에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 구성이 도시되어 있다. 이에 따르면, 사판식 압축기(1)에는 실린더블럭(10)이 구비된다. 상기 실린더블럭(10)은 압축기(1)의 외관과 골격의 일부를 형성한다. 상기 실린더블럭(10)의 중앙을 관통하여서는 센터보어(11)가 형성된다. 상기 센터보어(11)는 아래에서 설명될 회전축(40)이 회전가능하게 설치되는 부분이다.

상기 센터보어(11)를 둘러서는 방사상으로 상기 실린더블럭(10)을 관통하게 다수개의 실린더보어(13)가 형성된다. 상기 실린더보어(13)와 상기 센터보어(11)가 연통되게 연통로(14)가 형성된다. 상기 연통로(14)는 상기 실린더보어(13)로 냉매를 전달하는 통로가 된다.

상기 실린더보어(13)의 내부에는 피스톤(15)이 직선왕복운동 가능하게 설치된다. 상기 피스톤(15)은 원기둥형상이고, 상기 실린더보어(13)는 이에 대응되는 원통형상이다. 상기 피스톤(15)의 일단부, 즉 상기 실린더보어(13)의 외부로 돌출되는 부분에는 연결부(17)가 형성된다. 상기 피스톤(15)은 상기 실린더보어(13) 내 를 직선 왕복운동하면서 냉매를 압축하게 된다.

상기 실린더블럭(10)의 일단에는 전방하우징(20)이 설치된다. 상기 전방하우징(20)은 상기 실린더블럭(10)과 마주보는 쪽이 요입되어, 상기 실린더블럭(10)과 함께 내부에 크랭크실(21)을 형성한다. 상기 크랭크실(21)은 외부와 기밀이 유지된다.

상기 전방하우징(20)중 상기 실린더블럭(10) 반대쪽에는 풀리(도시되지 않음)가 회전가능하게 설치되는 풀리축부(22)가 돌출되어 형성된다. 상기 풀리축부(22)의 중앙을 관통하여 상기 크랭크실(21)까지 상기 전방하우징(20)을 전후로 관통하여서는 축공(23)이 형성된다. 상기 축공(23)은 상기 센터보어(11)와 중심이 일치하게 형성된다. 상기 축공(23)에는 회전축(40)의 일단부가 회전가능하게 지지된다.

상기 실린더블럭(10)의 타단, 즉 상기 전방하우징(20)이 설치된 반대쪽에는 후방하우징(30)이 설치된다. 상기 후방하우징(30)에는 상기 실린더보어(13)와 선택적으로 연통되게 토출실(31)이 형성된다. 상기 토출실(31)은 상기 후방하우징(30)중 상기 실린더블럭(10)과 마주보는 면의 가장자리를 따라 형성된다. 상기 토출실(31)은 상기 실린더보어(13)에서 압축된 냉매가 토출되어 임시로 머무르는 곳이다.

상기 후방하우징(30)에는 흡입실(33)이 형성된다. 상기 흡입실(33) 역시 상기 실린더보어(13)와 선택적으로 연통된다. 상기 흡입실(33)은 상기 후방하우징(30)중 상기 실린더블럭(10)과 마주보는 면의 중앙에 해당되는 영역에 형성된다. 상기 흡입실(33)은 상기 실린더보어(13)의 내부로 압축될 냉매를 전달하는 역할을 한다. 상기 흡입실(33)은 아래에서 설명될 회전축(40)의 내부에 형성되는 유로(41)를 통해 상기 연통로(14)로 냉매를 전달한다. 도면부호 33'는 흡입포트로서 압축기(10)의 외부에서 상기 흡입실(33)로 냉매를 전달하는 역할을 한다.

상기 실린더블럭(10), 전방하우징(20) 및 후방하우징(30)을 서로 체결하도록 볼트(37)가 관통하여 체결된다. 상기 볼트(37)는 다수개가 상기 실린더블럭(10), 전방하우징(20) 및 후방하우징(30)의 가장자리를 동시에 관통하여 체결작용을 한다.

상기 실린더블럭(10)의 센터보어(11)와 전방하우징(20)의 축공(23)을 관통하여 회전가능하게 회전축(40)이 설치된다. 상기 회전축(40)은 엔진에서 전달되는 구동력에 의해 회전된다. 상기 회전축(40)은 상기 전방하우징(20)에 설치된 베어링(42)에 회전가능하게 지지된다. 상기 회전축(40)의 내부에는 유로(41)가 형성된다. 상기 유로(41)는 상기 회전축(40)의 후단으로 개구되어 상기 흡입실(33)과 연통된다. 상기 유로(41)에는 상기 연통로(14)와 선택적으로 연통되게 출구(41')가 형성된다. 상기 출구(41')는 상기 회전축(40)의 외주면으로 개구되어 상기 연통로(14)와 선택적으로 연통된다.

상기 회전축(40)에는 로터(44)가 설치된다. 상기 로터(44)는 상기 회전축(40)이 중앙을 관통하고, 회전축(40)과 일체로 회전되게 상기 크랭크실(21)에 설치된다. 상기 로터(44)는 대략 원판상으로 상기 회전축(40)에 고정되어 설치된다. 상기 로터(44)의 일면에는 힌지아암(46)이 돌출되어 형성된다. 상기 힌지아암(46) 에는 힌지슬롯(47)이 형성된다.

상기 회전축(40)에는 사판(48)이 설치된다. 상기 사판(48)에는 상기 로터(44)의 힌지아암(46)과 연결되는 연결아암(49)이 돌출되어 형성된다. 상기 연결아암(49)의 선단에는 연결아암(49)의 길이방향에 직교하는 방향으로 힌지핀(49')이 설치되는데, 상기 힌지핀(49')은 상기 로터(44)의 힌지아암(46)의 선단에 형성된 힌지슬롯(47)에 이동가능하게 걸어진다.

상기 사판(48)은 상기 로터(44)와 힌지결합되어 함께 회전된다. 상기 사판(48)은 상기 회전축(40)에 각도가 가변되도록 설치되는 것으로, 회전축(40)의 길이방향에 대해 직교한 상태와 상기 회전축(40)에 대해 소정의 각도로 기울어지게 설치된 상태 사이의 위치에 있도록 된다.

상기 회전축(40)에는 코일스프링인 반경사스프링(50)이 상기 회전축(40)을 감싸도록 설치된다. 상기 반경사스프링(50)은 상기 로터(44)와 사판(48)의 사이에서 탄성력을 발휘한다. 상기 반경사스프링(50)은 상기 사판(48)의 경사각이 작아지는 방향으로 탄성력을 발휘하고, 압축기(1)의 작동이 중지되었을 때, 상기 사판(48)에 작용하는 힘을 흡수하는 역할을 한다.

상기 사판(48)은 그 가장자리가 상기 피스톤(15)들과 슈(52)를 통해 연결된다. 즉, 상기 피스톤(15)의 연결부(17)에 상기 사판(48)의 가장자리가 슈(52)를 통해 연결되어 사판(48)의 회전에 의해 상기 피스톤(15)이 실린더보어(13)내에서 직선왕복운동하도록 한다.

상기 실린더블럭(10)과 후방하우징(30)의 사이에는 토출실(31)과 실린더보 어(13)사이에서 냉매의 유동을 제어하는 밸브어셈블리(53)가 구비된다. 상기 밸브어셈블리(53)는 토출공(54')이 형성된 밸브플레이트(54)와 토출리드(56)에 의해 구성되어, 실린더보어(13)에서 토출실(31)로의 냉매 유동을 제어한다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 종래 기술에 의한 사판식 압축기의 동작을 설명한다.

엔진의 구동력은 상기 회전축(40)으로 전달되어 회전축(40)을 회전시킨다. 상기 회전축(40)이 회전되면, 상기 로터(44)가 함께 회전하고, 상기 로터(44)에 의해 사판(48)이 회전한다. 상기 사판(48)의 회전은 상기 슈(52)를 통해 상기 피스톤(15)으로 전달된다.

따라서, 상기 피스톤(15)이 실린더보어(13) 내에서 직선왕복운동하면서 냉매를 압축한다. 이때, 상기 피스톤(15)의 행정거리는 상기 사판(48)의 각도에 따라 결정된다. 상기 사판(48)의 각도는 상기 크랭크실(21) 내부로 전달되는 냉매의 압력으로 조절할 수 있다.

한편, 상기 실린더보어(13) 내로 냉매가 전달되는 것을 설명한다. 상기 흡입실(33)로는 상기 흡입포트(33')를 통해 외부로 부터 냉매가 흡입되고, 상기 흡입실(33)로 전달된 냉매는 상기 회전축(40)의 유로(41)로 전달된다. 상기 유로(41)로 전달되는 냉매는 상기 회전축(40)의 회전에 따라 상기 출구(41')가 각각의 실린더보어(13)와 각각의 연통로(14)를 통해 순차적으로 연통됨에 의해 각각의 실린더보어(13)로 전달된다.

그리고, 상기 실린더보어(13)로 전달되어 압축된 냉매는 상기 밸브어셈블 리(53)에 의해 상기 토출실(31)로 전달되고 압축기(10)의 외부로 전달된다. 즉, 냉매가 압축되어 상기 실린더보어(13) 내부의 압력이 커지면, 그 압력에 의해 상기 토출리드(56)의 선단이 밀리면서, 상기 토출공(54')을 개방하여 실린더보어(13) 내부에서 냉매를 토출실(31)로 배출하는 것이다.

참고로, 상기 실린더보어(13)로 냉매가 흡입되는 것은 상기 피스톤(15)이 하사점으로 이동하면서 실린더보어(13) 내부의 압력이 떨어지고, 상기 연통로(14)를 통해 상기 회전축(40) 내의 유로(41)와 실린더보어(13)가 서로 연통되기 때문이다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 종래 기술에서 상기 실린더보어(13)로 냉매가 흡입되는 것은 상기 흡입실(33), 유로(41), 연통로(14)를 통해서이다. 하지만, 상기 연통로(14)의 유동단면적이 상대적으로 좁고, 상기 유로(41)와 상기 연통로(14)의 연통시간이 상대적으로 짧으며, 상기 유로(41)의 입구쪽에서 생기는 와류로 인하여 상기 경로를 통한 냉매의 유동이 효율적으로 되지 않는다.

따라서, 상기 압축기(1)가 특히 고속으로 동작될 때, 상기 실린더보어(13) 내부로 냉매흡입이 원활하지 않아 설계된 대로의 성능을 발휘할 수 없게 되는 문제점이 발생된다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실린더보어 내부로의 냉매 흡입이 보다 원활하게 이루어지도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 중앙을 관통하여 센터보어가 형성되고 상기 센터보어를 중심으로 다수개의 실린더보어가 형성된 실린더블록과, 상기 실린더블록의 선단과 후단에 각각 설치되어 외관을 형성하는 전방 및 후방하우징과, 상기 실린더블록을 관통하고 상기 전방 및 후방 하우징에 양단이 회전가능하게 설치되어 외부로부터 전달되는 구동력에 의해 회전되고 사판이 설치되어 함께 회전되고 일단부로 개구되게 내부에 유로가 형성되어 외부에서 흡입실로 전달된 냉매를 상기 실린더보어 내부로 전달하는 회전축과, 상기 회전축의 회전을 상기 사판을 통해 전달받아 상기 실린더보어 내에서 각각 냉매의 압축을 수행하는 피스톤을 포함하여 구성되는 사판식 압축기에 있어서, 상기 회전축의 유로 입구에 결합되어 회전축과 일체로 회전되고, 상기 흡입실 내에 위치되어 상기 흡입실 내부의 냉매를 상기 회전축의 유로로 전달하는 흡입촉진수단이 설치된다.

상기 흡입촉진수단은 흡입촉진팬으로, 일측에 입구가 형성된 몸체부와 상기 입구가 형성된 반대쪽의 몸체부에 부착되어 내부에 공간을 형성하는 백플레이트로 구성되는 하우징과, 상기 하우징의 내부공간에 위치되고 상기 입구를 통해 일단부가 외부로 연장되어 상기 회전축에 결합되고 내부를 관통하여 상기 하우징 내부공 간의 냉매를 상기 회전축의 유로로 전달하는 공급유로가 형성된 허브와, 상기 허브의 외주면을 둘러 형성되어 상기 하우징의 내부로 유입된 냉매를 원심방향으로 안내하여 상기 공급유로로 보내는 블레이드를 포함하여 구성된다.

상기 몸체부는 상기 백플레이트쪽으로 갈수록 횡단면적이 넓어지게 형성되고, 상기 백플레이트는 상기 허브를 향해 그 중심이 원뿔형상으로 돌출되게 형성되며, 상기 백플레이트와 마주보는 상기 허브의 단부에는 상기 백플레이트쪽으로 갈수록 횡단면적이 넓어지게 확개부재가 형성된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 사판식 압축기에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에서는 흡입실의 냉매를 회전축의 유로를 통해 실린더보어로 전달함에 있어서 회전축에 의해 회전하는 흡입촉진수단인 흡입촉진팬을 사용하여 보다 원활하게 유동되도록 하므로, 실린더보어로 냉매가 원활하게 전달되어 압축실에서 보다 많은 양의 냉매가 압축될 수 있어 압축기의 효율이 좋아지는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에서는 회전축에 의해 흡입촉진수단이 회전되므로 압축기의 구동속도에 맞춰 냉매의 흡입양이 조절된다. 따라서, 압축기가 고속으로 동작되면, 그에 따라 회전축도 속도가 빨라지고, 회전축과 함께 회전되는 흡입촉진수단의 구동도 빨라지면서 냉매의 유동속도가 더 빨라져 냉매가 실린더보어로 보다 원활하게 전달될 수 있다.

이하 본 발명에 의한 사판식 압축기의 바람직한 실시예의 구성을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2에는 본 발명에 의한 사판식 압축기의 바람직한 실시예의 구성이 부분단면도로 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명 실시예의 요부 구성이 부분절결사시도로 도시되어 있다. 참고로 도 2는 부분단면도로서, 피스톤(115), 사판(148)은 단면이 표시되지 않았고, 회전축(140)은 사판(148)을 기준으로 유로(141)가 형성된 부분쪽만 단면으로 표시되었다.

이들 도면에 따르면, 사판식 압축기(100)에는 실린더블럭(110)이 구비된다. 상기 실린더블럭(110)은 압축기(100)의 외관과 골격의 일부를 형성한다. 상기 실린더블럭(100)의 중앙을 관통하여서는 센터보어(111)가 형성된다. 상기 센터보어(111)는 아래에서 설명될 회전축(140)이 회전가능하게 설치되는 부분이다.

상기 센터보어(111)를 둘러서는 방사상으로 상기 실린더블럭(110)을 관통하게 다수개의 실린더보어(113)가 형성된다. 상기 센터보어(111)와 상기 실린더보어(113)의 사이를 서로 연통시키도록 연통로(114)가 형성된다. 상기 연통로(114)는 아래에서 설명될 회전축(140)의 유로(141)와 상기 실린더보어(113)를 연통시켜 상기 실린더보어(113) 내부로 냉매가 흡입되게 한다.

상기 실린더보어(113)의 내부에는 피스톤(115)이 직선왕복운동 가능하게 설치된다. 상기 피스톤(115)은 원기둥형상이고, 상기 실린더보어(113)는 이에 대응되 는 원통형의 공간이다. 상기 피스톤(115)의 일단부, 즉 상기 실린더보어(113)의 외부로 돌출되는 부분에는 연결부(117)가 형성된다. 상기 피스톤(115)은 상기 실린더보어(113) 내를 직선 왕복운동하면서 냉매를 압축하게 된다.

상기 실린더블럭(110)의 일단에는 전방하우징(120)이 설치된다. 상기 전방하우징(120)은 상기 실린더블럭(110)과 마주보는 쪽이 요입되어, 상기 실린더블럭(110)과 함께 내부에 크랭크실(121)을 형성한다. 상기 크랭크실(121)은 외부와 기밀이 유지된다.

상기 전방하우징(120)중 상기 실린더블럭(110) 반대쪽에는 풀리(도시되지 않음)가 회전가능하게 설치되는 풀리축부(122)가 돌출되어 형성된다. 상기 풀리축부(122)의 중앙을 관통하여 상기 크랭크실(121)까지 상기 전방하우징(120)을 전후로 관통하여서는 축공(123)이 형성된다. 상기 축공(123)은 상기 센터보어(111)와 중심이 일치하게 형성된다. 상기 축공(123)에는 회전축(140)의 일단부가 회전가능하게 지지된다.

상기 실린더블럭(110)의 타단, 즉 상기 전방하우징(120)이 설치된 반대쪽에는 후방하우징(130)이 설치된다. 상기 후방하우징(130)에는 상기 실린더보어(113)와 선택적으로 연통되게 토출실(131)이 형성된다. 상기 토출실(131)은 상기 후방하우징(130)중 상기 실린더블럭(110)과 마주보는 면의 가장자리를 따라 형성된다. 특히 상기 토출실(131)은 상기 후방하우징(130)에서 외주측 가장자리에 인접한 위치를 따라 형성된다. 상기 토출실(131)은 상기 실린더보어(113)에서 압축된 냉매가 토출되어 임시로 머무르는 곳이다.

상기 후방하우징(130)에는 흡입실(133)이 형성된다. 상기 흡입실(133) 역시 상기 실린더보어(113)와 선택적으로 연통된다. 상기 흡입실(133)은 상기 후방하우징(130)중 상기 실린더블럭(110)과 마주보는 면의 중앙에 해당되는 영역에 형성된다. 상기 흡입실(133)은 상기 실린더보어(113)의 내부로 압축될 냉매를 전달하는 역할을 한다. 상기 흡입실(133)로는 외부로부터 흡입포트(133')를 통해 냉매가 전달된다.

상기 실린더블럭(110), 전방하우징(120) 및 후방하우징(130)을 서로 체결하도록 볼트(137)가 관통하여 체결된다. 상기 볼트(137)는 다수개가 상기 실린더블럭(110), 전방하우징(120) 및 후방하우징(130)의 가장자리를 동시에 관통하여 체결작용을 한다.

상기 실린더블럭(110)의 센터보어(111)와 전방하우징(120)의 축공(123)을 관통하여 회전가능하게 회전축(140)이 설치된다. 상기 회전축(140)은 엔진에서 전달되는 구동력에 의해 회전된다. 상기 회전축(140)의 내부에는 유로(141)가 형성된다. 상기 유로(141)는 상기 회전축(140)의 일단부로 개구되게 형성된다. 상기 회전축(140)에는 출구(141')가 형성되어, 상기 유로(141)와 상기 연통로(114)를 선택적으로 연통되게 한다. 상기 회전축(140)은 상기 전방하우징(120)에 설치된 베어링(142)에 일단이 회전가능하게 지지되고, 타단은 상기 센터보어(111)에 회전가능하게 지지된다.

상기 회전축(140)에는 로터(144)가 설치된다. 상기 로터(144)는 상기 회전축(140)이 중앙을 관통하고, 회전축(140)과 일체로 회전되게 상기 크랭크실(121)에 설치된다. 상기 로터(144)는 대략 원판상으로 상기 회전축(140)에 고정되어 설치된다. 상기 로터(144)의 일면에는 힌지아암(146)이 돌출되어 형성된다.

상기 회전축(140)에는 사판(148)이 설치된다. 상기 사판(148)에는 상기 로터(144)의 힌지아암(146)과 힌지연결되는 연결아암(149)이 돌출되어 형성된다. 상기 연결아암(149)은 그 선단에서 상기 힌지아암(146)과 힌지구조(149')에 의해 연결된다. 따라서, 상기 사판(148)은 상기 로터(144)와 힌지결합되어 함께 회전된다.

상기 사판(148)은 상기 회전축(140)에 각도가 가변되도록 설치되는 것으로, 회전축(140)의 길이방향에 대해 직교한 상태와 상기 회전축(140)에 대해 소정의 각도로 기울어지게 설치된 상태 사이의 위치에 있도록 된다.

상기 회전축(140)에는 코일스프링인 반경사스프링(150)이 상기 회전축(140)을 감싸도록 설치된다. 상기 반경사스프링(150)은 상기 로터(144)와 사판(148)의 사이에서 탄성력을 발휘한다. 상기 반경사스프링(150)은 상기 사판(148)의 경사각이 작아지는 방향으로 탄성력을 발휘하고, 압축기(100)의 작동이 중지되었을 때, 상기 사판(148)에 작용하는 힘을 흡수하는 역할을 한다.

상기 사판(148)은 그 가장자리가 상기 피스톤(115)들과 슈(152)를 통해 연결된다. 즉, 상기 피스톤(115)의 연결부(117)에 상기 사판(148)의 가장자리가 슈(152)를 통해 연결되어 사판(148)의 회전에 의해 상기 피스톤(115)이 실린더보어(113)내에서 직선왕복운동하도록 한다.

상기 실린더블럭(110)과 후방하우징(130)의 사이에는 토출실(131)과 실린더보어(113)사이에서 냉매의 유동을 제어하는 밸브어셈블리(153)가 구비된다. 상기 밸브어셈블리(153)는 토출공(154')이 형성된 밸브플레이트(154)와 토출리드(156)에 의해 구성되어, 실린더보어(113)에서 토출실(131)로의 냉매 유동을 제어한다. 상기 밸브플레이트(154)에는 토출공(154')이 각각의 실린더보어(113)와 대응되는 위치에 천공된다. 상기 토출공(154')은 압축된 냉매가 상기 토출실(131)로 빠져나가는 경로가 된다.

상기 흡입실(133)에는 흡입촉진수단인 흡입촉진팬(160)이 설치된다. 상기 흡입촉진팬(160)은 상기 회전축(140)과 일체로 회전되게 설치된다. 즉, 상기 흡입촉진팬(160)은 상기 회전축(140)과 그 회전중심이 동일하게 설치되어 회전축(140)에 의해 회전되는데, 상기 흡입실(133) 내부의 냉매가 상기 회전축(140)의 유로(141)를 거쳐 실린더보어(113)로의 흡입이 촉진되게 하는 역할을 한다.

상기 흡입촉진팬(160)의 외관을 하우징(162)이 형성한다. 상기 하우징(162)은 몸체부(164)와 백플레이트(166)에 의해 구성된다. 상기 몸체부(164)는 상기 백플레이트(166)에 의해 차폐되는 일단부로 갈수록 그 횡단면적이 커지도록 되는 대략 원통형상이다. 상기 몸체부(164)에는 상기 백플레이트(166)에 의해 차폐되는 반대쪽 부분에 입구(165)가 형성된다. 상기 백플레이트(166)는 대략 원뿔형상인 원판으로 그 중심 부분이 상기 몸체부(164) 중심, 다시 말해 아래에서 설명될 확개부재(170)의 중심을 향해 돌출되게 형성된다.

상기 하우징(162)의 몸체부(164)에는 허브(168)가 상기 입구(165)를 관통하여 설치된다. 상기 허브(168)는 원통형상으로 그 내부를 관통해 상기 유로(141)와 연통되는 공급유로(169)가 형성된다. 상기 허브(168)는 상기 입구(165)를 통해 외 부로 돌출된 부분이 상기 회전축(140)의 유로(141)내에 압입되어 설치된다. 상기 허브(168)는 직접 상기 유로(141)에 압입되거나 또는 어댑터와 같은 다른 부분을 개재한 상태로 회전축(140)에 설치될 수 있다.

상기 허브(168)의 타단부에는 확개부재(170)가 형성된다. 상기 확개부재(170)는 상기 공급유로(169)로 상기 하우징(162) 내부에 있는 냉매가 안내되도록 하는 부분으로, 상기 허브(168)의 공급유로(169)에서 멀어질수록, 즉 백플레이트(166)를 향해 갈수록 그 횡단면적이 넓게 형성된다.

상기 허브(168)의 외주면을 둘러서는 다수개의 블레이드(172)가 형성된다. 상기 블레이드(172)는 회전하면서 냉매를 안내하여 유동시키는 역할을 한다. 상기 블레이드(172)는 다수개가 일정 간격으로 구비되어 상기 입구(165)를 통해 회전축(140)의 길이방향으로 들어온 냉매를 원심방향으로 안내하게 된다.

상기 블레이드(172)를 서로 연결하도록 쉬라우드(174)가 구비된다. 상기 쉬라우드(174)는 상기 확개부재(170) 반대쪽에서 상기 블레이드(172)들을 서로 연결하게 된다. 상기 쉬라우드(174)는 상기 하우징(162)의 몸체부(164)에 결합된다. 상기 쉬라우드(174)는 상기 하우징(162)의 몸체부(164)에 융착에 의해 결합될 수 있다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 사판식 압축기의 동작을 설명한다.

엔진의 구동력은 상기 회전축(140)으로 전달되어 회전축(140)을 회전시킨다. 상기 회전축(140)이 회전되면, 상기 로터(144)가 함께 회전하고, 상기 로터(144)에 의해 사판(148)이 함께 회전한다. 상기 사판(148)의 회전은 상기 슈(152)를 통해 상기 피스톤(115)으로 전달된다.

따라서, 상기 피스톤(115)이 실린더보어(113) 내에서 직선왕복운동하면서 냉매를 압축한다. 이때, 상기 피스톤(115)의 행정거리는 상기 사판(148)의 각도에 따라 결정된다. 상기 사판(148)의 각도는 상기 크랭크실(121) 내부로 전달되는 냉매의 압력으로 조절할 수 있다.

한편, 상기 실린더보어(113) 내로 냉매가 전달되는 것을 설명한다. 상기 흡입실(133)로는 흡입포트(133')를 통해 외부로 부터 냉매가 흡입되고, 상기 흡입실(133)로 전달된 냉매는 상기 흡입촉진팬(160)에 의해 상기 회전축(140)의 유로(141)로 전달된다.

즉, 상기 회전축(140)의 회전에 의해 상기 흡입촉진팬(160)이 회전하면, 상기 흡입실(133) 내부의 냉매가 상기 입구(165)를 통해 상기 하우징(162)의 내부로 들어간다. 상기 하우징(162)의 내부로 들어간 냉매는 상기 블레이드(172)에 의해 안내되어 원심방향으로 이동한다. 다시 말해 상기 냉매는 블레이드(172)를 따라 안내되어 상기 몸체부(164)의 내부 가장자리쪽으로 이동하고 상기 몸체부(164) 내면을 경사를 따라 상기 백플레이트(166)쪽으로 이동한다.

상기 백플레이트(166)쪽으로 이동한 냉매는 상기 백플레이트(166)와 상기 확개부재(170) 사이의 공간으로 들어가고, 상기 허브(168)의 중심을 관통하여 형성된 상기 공급유로(169)를 통해 상기 회전축(140) 내부의 유로(141)로 공급된다. 상기 유로(141)로 들어간 냉매는 상기 출구(141')가 상기 각각의 연통로(114)와 차례로 연통됨에 의해 상기 실린더보어(113) 내부로 유동된다.

참고로, 상기 실린더보어(113) 내부로 냉매가 흡입되는 것은 상기 피스톤(115)이 실린더보어(113) 내에서 하사점으로 이동하면서 실린더보어(113) 내부의 압력이 떨어지고, 또한 상기 출구(141')가 해당 실린더보어(113)의 연통로(114)와 연통됨에 의해 가능하다. 물론, 본 발명에서는 상기 흡입촉진팬(160)에 의해 흡입실(133) 내부의 냉매가 상기 유로(141)로 능동적으로 유동된다.

이와 같이 각각의 실린더보어(113)에 대해 흡입이 이루어지고 또한 피스톤(115)에 의해 압축이 되면, 압축된 냉매의 토출이 이루어진다. 상기 실린더보어(113)에서 상기 피스톤(115)이 상사점에 이르게 되면 냉매의 압축이 완성되고, 상기 실린더보어(113) 내부의 압력에 의해 상기 토출리드(156)가 상기 토출공(154')을 개방하면서 상기 토출실(131)로 냉매가 토출된다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명되고 도면에 도시된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의된다. 그리고, 본 발명에 대해서 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위를 벗어나지 않으면서도,다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자들에게 자명하다.

예를 들면, 도시된 실시예는 가변 사판식 압축기이나, 회전밸브, 즉 회전축(140)의 내부에 유로(141)가 형성되어 실린더블럭(110)의 실린더보어(113)로 냉매가 전달되는 형태의 사판식 압축기라면 어떠한 것이라도 본 발명이 채용될 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 사판식 압축기의 내부 구성을 보인 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 사판식 압축기의 바람직한 실시예의 내부 구성을 보인 부분단면도.

도 3은 본 발명 실시예의 요부 구성을 보인 부분절결 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 압축기 110: 실린더블록

111: 센터보어 113: 실린더보어

115: 피스톤 117: 연결부

120: 전방하우징 121: 크랭크실

122: 풀리축부 123: 축공

130: 후방하우징 131: 토출실

133: 흡입실 140: 회전축

144: 로터 146: 힌지암

148: 사판 149: 연결아암

149': 힌지구조 150: 반경사스프링

152: 슈 153: 밸브어셈블리

154: 밸브플레이트 154': 토출공

156: 토출리드 160: 회전촉진팬

162: 하우징 164: 몸체부

166: 백플레이트 168: 허브

169: 공급유로 170: 확개부재

172: 블레이드 174: 쉬라우드

Claims (3)

1. 중앙을 관통하여 센터보어(111)가 형성되고 상기 센터보어(111)를 중심으로 다수개의 실린더보어(113)가 형성된 실린더블록(110)과,

   상기 실린더블록(110)의 선단과 후단에 각각 설치되어 외관을 형성하는 전방 및 후방하우징(120,130)과,

   상기 실린더블록(110)을 관통하고 상기 전방 및 후방 하우징(120,130)에 양단이 회전가능하게 설치되어 외부로부터 전달되는 구동력에 의해 회전되고 사판(148)이 설치되어 함께 회전되고 일단부로 개구되게 내부에 유로가 형성되어 외부에서 흡입실(133)로 전달된 냉매를 상기 실린더보어(113) 내부로 전달하는 회전축(140)과,

   상기 회전축(140)의 회전을 상기 사판(148)을 통해 전달받아 상기 실린더보어(113) 내에서 각각 냉매의 압축을 수행하는 피스톤(115)을 포함하여 구성되는 사판식 압축기에 있어서,

   상기 회전축(140)의 유로(141) 입구에 결합되어 회전축(140)과 일체로 회전되고, 상기 흡입실(133) 내에 위치되어 상기 흡입실(133) 내부의 냉매를 상기 회전축(140)의 유로(141)로 전달하는 흡입촉진수단이 설치되되,

   상기 흡입촉진수단은 흡입촉진팬(160)으로,

   일측에 입구(165)가 형성된 몸체부(164)와 상기 입구(165)가 형성된 반대쪽의 몸체부(164)에 부착되어 내부에 공간을 형성하는 백플레이트(166)로 구성되는 하우징(162)과,

   상기 하우징(162)의 내부공간에 위치되고 상기 입구(165)를 통해 일단부가 외부로 연장되어 상기 회전축(140)에 결합되고 내부를 관통하여 상기 하우징(162) 내부공간의 냉매를 상기 회전축(140)의 유로(141)로 전달하는 공급유로(169)가 형성된 허브(168)와,

   상기 허브(168)의 외주면을 둘러 형성되어 상기 하우징(162)의 내부로 유입된 냉매를 원심방향으로 안내하여 상기 공급유로(169)로 보내는 블레이드(172)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 사판식 압축기.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 몸체부(164)는 상기 백플레이트(166)쪽으로 갈수록 횡단면적이 넓어지게 형성되고, 상기 백플레이트(166)는 상기 허브(168)를 향해 그 중심이 원뿔형상으로 돌출되게 형성되며, 상기 백플레이트(166)와 마주보는 상기 허브(168)의 단부에는 상기 백플레이트(166)쪽으로 갈수록 횡단면적이 넓어지게 확개부재(170)가 형성됨을 특징으로 하는 사판식 압축기.

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