KR101557998B1 - 가변용량형 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가변용량형 사판식 압축기에 관한 것이다. 본 발명에서는 실린더블럭(110)의 중앙을 관통하여 형성된 센터보어(111)와 상기 센터보어(111)를 중심으로 방사상으로 실린더블럭(110)을 관통하게 형성된 실린더보어(113)가 연통로(114)에 의해 각각 연통된다. 상기 실린더블럭(110)의 선단에 전방하우징(120)이 장착되고, 상기 전방하우징(120)과 실린더블럭(110)을 관통하여 회전축(140)이 회전가능하게 설치된다. 상기 전방하우징(120)과 실린더블럭(110) 사이에는 크랭크실(121)이 형성되어 상기 회전축(140)에 경사가 가변되게 설치된 사판(148)이 위치된다. 상기 회전축(140)에는 회전밸브(141)가 구비되어 상기 실린더보어(113)로 냉매를 전달한다. 상기 회전밸브(141)에는 상기 크랭크실(121) 내부의 냉매를 실린더보어(113)로 흡입행정 말기에 전달하는 추기통로(143)가 있다. 상기 추기통로(143)는 그 입구가 출구보다 회전밸브(141)의 회전방향 반대쪽에 위치한다. 본 발명에서는 상기 추기통로(143)를 통해 크랭크실(121)의 냉매를 흡입행정의 말기에 실린더보어(113)로 전달하여 활용할 수 있고, 추기통로(143)를 통해 실린더보어(113)로 오일이 전달되는 것이 방지되어 어 압축기의 성능이 개선되는 효과가 있다.

사판, 압축기, 크랭크실, 냉매, 오일

Description

가변용량형 사판식 압축기{Variable displacement swash plate type compressor}

본 발명은 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전축에 구비된 회전밸브를 통해 냉매가 실린더보어 내부로 전달되어 압축되는 가변용량형 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 고온고압 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 수행함에 의해 차량의 공조시스템이 동작되는 것이다.

냉매의 압축을 수행하는 압축기에는 실제로 작동유체를 압축하는 구성이 왕 복운동을 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) 내를 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 베어링(42)에 의해 회전가능하게 설치된다. 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 실린더보어(13)사이에서 냉매의 유동을 제어하는 밸브어셈블리(53)가 구비된다. 상기 밸브 어셈블리(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 구동력에 의해 상기 회전축(40)이 회전되면, 상기 로터(44)가 함께 회전하고, 상기 로터(44)에 의해 사판(48)이 함께 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 밸브어셈블리(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.

상기 실린더보어(13)에서 냉매가 피스톤(15)에 의해 압축되는 과정에서, 상기 피스톤(15)과 실린더보어(13) 내면 사이의 간극으로 압축도중 누설이 발생하여 압축성능이 떨어지게 되고, 상기 누설된 냉매가 크랭크실(21)로 전달되어 크랭크실(21)의 압력을 변화시켜 상기 사판(48)의 제어동작이 제대로 이루어지지 않도록 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 가변용량형 사판식 압축기에서 가변압축을 수행할 때 크랭크실의 압력을 형성하는 냉매를 재활용하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 크랭크실의 냉매를 흡입행정 말기에 실린더보어의 내부로 전달되도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 크랭크실의 냉매를 실린더보어로 전달하는 과정에 서 오일이 냉매와 분리되어 실린더보어로 전달되지 않도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 중앙을 관통하여 센터보어가 형성되고 상기 센터보어를 중심으로 다수개의 실린더보어가 형성되며 상기 센터보어와 실린더보어가 연통로를 통해 각각 연통되는 실린더블럭과, 상기 실린더블럭의 선단에 설치되어 내부에 크랭크실을 형성하는 전방하우징과, 상기 실린더블럭의 후단에 설치되고 내부에 토출실과 흡입실이 형성되는 후방하우징과, 상기 센터보어와 크랭크실을 관통하여 설치되어 회전되고 상기 크랭크실내에 경사가 가변되게 위치된 사판과 결합하여 함께 회전되는 회전축과, 상기 회전축의 일단부에 구비되어 회전축과 일체로 회전되고 상기 실린더보어로 냉매를 전달하는 회전밸브와, 상기 회전축의 회전을 상기 사판을 통해 전달받아 상기 실린더보어 내에서 각각 냉매의 압축을 수행하는 피스톤을 포함하여 구성되는 사판식 압축기에 있어서, 상기 회전밸브에 상기 크랭크실과 연통로를 연통시키는 추기통로가 형성되어 상기 크랭크실의 냉매를 연통로를 통해 상기 실린더보어로 전달하여 압축되게 하는데, 상기 추기통로에서 상기 크랭크실과 연통되는 추기통로입구는 상기 실린더보어측과 연통되는 추기통로출구보다 상기 회전밸브의 회전방향 반대쪽에 위치하도록 된다.

상기 추기통로에서 상기 추기통로출구는 상기 회전밸브의 외면으로 개구되는 상기 유로의 출구를 기준으로 상기 회전밸브의 회전방향 후단에 해당되는 위치에 개구되게 형성되어 상기 출구를 통해 냉매가 실린더보어에 흡입된 후에 상기 크랭크실의 냉매를 실린더보어로 전달한다.

본 발명에 의한 가변용량형 사판식 압축기에서는 크랭크실 내로 도입되어 사판의 경사각도를 조절하는 냉매를 실린더보어 내부로 전달하여 재활용하므로 압축기의 성능이 상대적으로 향상될 수 있는 효과가 있다.

다음으로, 본 발명에서는 상대적으로 압력이 높은 크랭크실 내의 냉매를 각 실린더보어에서의 흡입행정 말기에 실린더보어 내로 안내하여 실린더보어 내에서의 압축성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서는 크랭크실 내의 냉매를 실린더보어로 전달하는 과정에서 오일이 냉매와 분리되도록 추기통로의 입구가 회전밸브의 회전방향 반대방향으로 개구되도록 하였다. 따라서, 크랭크실의 오일이 실린더보어로 전달되지 않아 압축성능이 좋아지고, 압축기 내의 오일이 압축기 외부로 전달되지 않게 되어 압축기의 동작성능이 오랜 동안 유지되는 효과가 있다.

이하 본 발명에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2에는 본 발명에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 바람직한 실시예의 구 성이 단면도로 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명 실시예의 요부 구성이 사시도로 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명 실시예의 요부 구성이 단면도로 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 사판식 압축기(100)에는 실린더블럭(110)이 구비된다. 상기 실린더블럭(110)은 압축기(100)의 외관과 골격의 일부를 형성한다. 상기 실린더블럭(110)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 실린더보어(113)와 상기 센터보어(111)가 연통되게 연통로(114)가 형성된다. 상기 연통로(114)는 상기 실린더보어(113)로 냉매를 전달하는 통로가 된다.

상기 실린더보어(113)의 내부에는 피스톤(115)이 직선왕복운동 가능하게 설치된다. 상기 피스톤(115)은 원기둥형상이고, 상기 실린더보어(113)는 이에 대응되는 원통형상이다. 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 협력하여 내부에 크랭크실(121)을 형성한다. 상기 크랭크실(121)은 압축기 외부와 기밀이 유지된다.

상기 전방하우징(120)중 상기 실린더블럭(110) 반대쪽에는 풀리(160)가 회전 가능하게 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. 상기 토출실(131)은 상기 실린더보어(113)에서 압축된 냉매가 토출되어 임시로 머무르는 곳이다.

상기 후방하우징(130)에서 상기 실린더블럭(110)과 마주보는 면의 중앙에는 흡입실(133)이 형성된다. 상기 흡입실(133) 역시 상기 실린더보어(113)와 선택적으로 연통된다. 상기 흡입실(133)은 상기 실린더보어(113)의 내부로 압축될 냉매를 전달하는 역할을 한다. 상기 흡입실(133)은 회전축(140)의 일단부에 형성된 회전밸브(141)를 통해 상기 연통로(114)로 냉매를 전달한다.

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 관 통하여 회전가능하게 회전축(140)이 설치된다. 상기 회전축(140)은 엔진에서 전달되는 구동력에 의해 회전된다. 상기 회전축(140)은 상기 전방하우징(120)과 실린더블럭(110)에 회전가능하게 설치된다. 도면부호 140'는 회전축(140)을 길이방향으로 지지하는 축스프링이다.

상기 회전축(140)의 일단부에는 회전밸브(141)가 구비된다. 상기 회전밸브(141)는 본 실시예에서 회전축(140)과 일체로 형성되어 있으나, 반드시 그러할 필요는 없고, 회전축(140)과 별개로 만들어진 후 결합될 수 있다.

상기 회전밸브(141)의 내부에는 상기 흡입실(133)과 연통되게 유로(142)가 형성된다. 상기 유로(142)는 상기 회전밸브(141)의 일단부로 개구되게 형성된다. 상기 유로(142)와 상기 연통로(114)를 선택적으로 연통시키기 위해 상기 회전밸브(141)의 외면으로 유로출구(142')가 형성된다.

한편, 상기 회전밸브(141)는 상기 회전축(140)에 비해 그 외경이 상대적으로 크게 형성된다. 따라서, 상기 회전밸브(141)에서 상기 회전축(140)과 연결되는 부분은 상기 센터보어(111)를 통해 상기 크랭크실(121)과 마주보게 된다. 즉, 상기 크랭크실(121)의 내면 일부를 상기 회전밸브(141)가 형성한다.

상기 회전밸브(141)에는 추기통로(143)가 형성된다. 상기 추기통로(143)는 상기 크랭크실(121)과 상기 연통로(114)를 연통시키는 역할을 하다. 상기 추기통로(143)는 상기 회전밸브(141)에 형성되는 것으로, 상기 유로(142)와는 별개로 형성된다. 상기 추기통로(143)는 상기 크랭크실(121)과 추기통로입구(143')를 통해 연통되고, 상기 연통로(114)와는 추기통로출구(143")를 통해 연통된다. 상기 추기 통로입구(143')는 상기 회전밸브(141)의 외면중 상기 크랭크실(121)과 마주보는 부분에 형성되고, 상기 추기통로출구(143')는 상기 회전밸브(141)의 외면중 상기 센터보어(111)와 접하는 면에 형성된다.

특히 상기 추기통로출구(143")는 상기 유로출구(142')와 인접한 위치에 형성되는데, 상기 회전밸브(141)의 회전방향을 기준으로 상기 유로출구(142')의 후단에 추기통로출구(143")가 형성되어 상기 유로출구(142')를 통해 실린더보어(113) 내부로 냉매가 흡입된 후인 흡입행정 말기에 실린더보어(113)로 상기 크랭크실(121)의 냉매를 전달하게 된다.

한편, 회전축(140), 다시 말해 상기 회전밸브(141)의 회전방향을 기준으로 상기 추기통로입구(143')와 추기통로출구(143")의 형성 위치를 살펴보면, 본 발명에서는 상기 추기통로입구(143')의 개구방향이 상기 회전밸브(141)의 회전방향의 반대방향이다. 다시 말해 상기 추기통로입구(143')가 상기 추기통로출구(143")보다 회전밸브(141)의 회전방향 반대쪽에 위치하도록 상기 추기통로(143)가 경사지게 형성된다. 이와 같은 추기통로입구(143')의 개구방향과 위치는 회전밸브(141)가 회전될 때, 상기 크랭크실(121)의 냉매는 크랭크실(121)과 실린더보어(113)의 압력차에 의해 실린더보어(113)로 이동되나, 오일은 추기통로(143) 내부로 일부가 들어가더라도, 도 3에 화살표로 표시한 바와 같이, 회전밸브(141)의 회전에 따른 원심력으로 추기통로입구(143')로 빠져나오게 된다.

상기 회전축(140)에는 로터(146)가 설치된다. 상기 로터(146)는 상기 회전축(140)이 중앙을 관통하고, 회전축(140)과 일체로 회전되게 상기 크랭크실(121)에 설치된다. 상기 로터(146)는 대략 원판상으로 상기 회전축(140)에 고정되어 설치된다. 상기 로터(146)의 일면에는 힌지아암(147)이 돌출되어 형성된다. 상기 힌지아암(147)에는 힌지슬롯(147')이 형성된다.

상기 회전축(140)에는 사판(148)이 설치된다. 상기 사판(148)에는 상기 로터(146)의 힌지아암(147)과 연결되는 연결아암(149)이 돌출되어 형성된다. 상기 연결아암(149)의 선단에는 연결아암(149)의 길이방향에 직교하는 방향으로 힌지핀(149')이 설치되는데, 상기 힌지핀(149')은 상기 로터(146)의 힌지아암(147)의 선단에 형성된 힌지슬롯(147')에 이동가능하게 걸어진다.

상기 사판(148)은 상기 로터(146)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(146)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 실린더보 어(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 전방하우징(120)의 선단에 형성된 풀리축부(122)에는 풀리(160)가 회전가능하게 설치된다. 상기 풀리(160)는 상기 회전축(140)과 클러치(162)를 통해 선택적으로 연결되어 엔진의 구동력을 풀리(160), 클러치(162)를 거쳐 회전축(140)으로 전달한다.

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

엔진의 구동력에 의해 상기 회전축(140)이 도 4의 화살표 A방향으로 회전되면, 상기 로터(146)가 함께 회전하고, 상기 로터(146)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 흡 입실(133)로 외부로 부터 전달된 냉매는 상기 회전축(140)의 회전밸브(141)에 구비된 유로(142)로 전달된다. 상기 유로(142)로 전달된 냉매는 상기 회전축(140)의 회전에 따라 상기 출구(142')가 각각의 실린더보어(113)와 각각의 연통로(114)를 통해 순차적으로 연통됨에 의해 각각의 실린더보어(113)로 전달된다.

상기 유로(142)를 통해 상기 실린더보어(113)로 냉매가 전달된 후에 상기 회전밸브(141)의 회전에 의해 상기 냉매가 전달된 실린더보어(113)로 상기 추기통로(143)를 통해 전달된 크랭크실(121) 내의 냉매가 전달된다. 이는 상기 추기통로출구(143")가 상기 연통로(114)와 연통되면서 해당되는 실린더보어(113)로 냉매가 전달된다. 이 냉매는 이미 실린더보어(113)에 흡입되어 있는 냉매보다는 압력이 높은 것이다.

참고로, 도 4에서 화살표가 가리키는 실린더보어(113)는 피스톤(115)이 상사점에 있는 상태이고, 시계반대방향으로 첫번째 실린더보어(113)는 흡입행정이 시작되기 직전의 상태이다. 그리고 두번째 실린더보어(113)는 흡입행정이 이루어지고 있는 상태이고, 세번째 실린더보어(113)는 추기통로(143)를 통해 전달된 냉매가 흡입되는 상태이다.

그리고, 상기 크랭크실(121)내의 오일이 상기 추기통로(143)로 일부 전달될 수도 있는데, 이는 상기 추기통로(143)가 회전밸브(141)에 경사지게 형성되어 있고, 추기통로입구(143')가 추기통로출구(143")에 비해 회전밸브(141)의 회전방향(도 3의 화살표 A방향)에 반대되는 방향에 위치하도록 형성되고 회전방향 반대쪽으로 개구되도록 형성되어 있다. 따라서, 기체상태의 냉매는 압력차에 의해 실린더보 어(113)로 전달되지만, 오일은 회전밸브(141)에 작용하는 원심력에 의해 상기 추기통로입구(143') 방향으로 배출되어 크랭크실(121)로 다시 전달된다.

한편, 상기 실린더보어(113)로 전달되어 상기 피스톤(115)에 의해 압축된 냉매는 상기 밸브어셈블리(153)에 의해 상기 토출실(131)로 전달되고 압축기(100)의 외부로 전달된다. 즉, 냉매가 압축되어 상기 실린더보어(113) 내부의 압력이 커지면, 그 압력에 의해 상기 토출리드(156)의 선단이 밀리면서, 상기 토출공(154')을 개방하여 실린더보어(113) 내부에서 냉매를 토출실(131)로 배출하는 것이다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

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

도 2는 본 발명에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도.

도 3은 본 발명 실시예를 구성하는 회전밸브의 구성을 보인 사시도.

도 4는 본 발명 실시예에서 실린더블럭 부분을 횡으로 자른 단면을 보인 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 압축기 110: 실린더블럭

111: 센터보어 113: 실린더보어

114: 연통로 115: 피스톤

120: 전방하우징 121: 크랭크실

122: 풀리축부 123: 축공

130: 후방하우징 131: 토출실

133: 흡입실 140: 회전축

141: 회전밸브 142; 유로

142'; 출구 146: 로터

147: 힌지아암 147': 힌지슬롯

148: 사판 149: 연결아암

150: 반경사스프링 153: 밸브어셈블리

154: 밸브플레이트 154': 토출공

156: 토출리드 160: 풀리

Claims (2)

1. 중앙을 관통하여 센터보어(111)가 형성되고 상기 센터보어(111)를 중심으로 다수개의 실린더보어(113)가 형성되며 상기 센터보어(111)와 실린더보어(113)가 연통로(114)를 통해 각각 연통되는 실린더블럭(110)과,

   상기 실린더블럭(110)의 선단에 설치되어 내부에 크랭크실(121)을 형성하는 전방하우징(120)과,

   상기 실린더블럭(110)의 후단에 설치되고 내부에 토출실(131)과 흡입실(133)이 형성되는 후방하우징(130)과,

   상기 센터보어(111)와 크랭크실(121)을 관통하여 설치되어 회전되고 상기 크랭크실(121)내에 경사가 가변되게 위치된 사판(148)과 결합하여 함께 회전되는 회전축(140)과,

   상기 회전축(140)의 일단부에 구비되어 회전축(140)과 일체로 회전되고 상기 실린더보어(113)로 냉매를 전달하는 회전밸브(141)와,

   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 회전밸브(141)에 상기 크랭크실(121)과 연통로(114)를 연통시키는 추기통로(143)가 형성되어 상기 크랭크실(121)의 냉매를 연통로(114)를 통해 상기 실린더보어(113)로 전달하여 압축되게 하는데,

   상기 추기통로(143)는 내부의 냉매 이동 과정에서 냉매 내부에 포함된 오일이 분리되고 분리된 오일이 상기 실린더보어(113)로 이동되지 않도록, 상기 크랭크실(121)과 연통되는 추기통로입구(143')가 상기 실린더보어(113)측과 연통되는 추기통로출구(143")보다 상기 회전밸브(141)의 회전방향 반대쪽에 위치되는 것을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 추기통로(143)에서 상기 추기통로출구(143")는 상기 회전밸브(141)의 외면으로 개구되는 유로(142)의 출구(142')를 기준으로 상기 회전밸브(141)의 회전방향 후단에 해당되는 위치에 개구되게 형성되어 상기 출구(142')를 통해 냉매가 실린더보어(113)에 흡입된 후에 상기 크랭크실(121)의 냉매를 실린더보어(113)로 전달함을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.

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