KR101660537B1

KR101660537B1 - 압축기

Info

Publication number: KR101660537B1
Application number: KR1020100056073A
Authority: KR
Inventors: 송세영; 윤영섭
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2010-06-14
Filing date: 2010-06-14
Publication date: 2016-09-27
Also published as: KR20110136214A

Abstract

본 발명은 냉매 압축시 사체적 공간을 최소화하는 동시에 토출 저항 증가를 방지하여 압축 효율을 대폭 향상시킬 수 있는 압축기에 관한 것이다. 본 발명은 내부에 실린더보어(12a)가 다수개 형성되는 실린더블록(12, 12')과; 상기 실린더블록(12, 12')의 전방 및 후방에 각각 결합되고, 내부에 상기 실린더보어(12a)와 연통되는 토출실(11a, 13a)이 형성되는 프론트헤드(11) 및 리어헤드(13)와; 상기 실린더보어(12a)와 상기 토출실(11a, 13a)를 연통하는 토출공(21')이 형성된 밸브플레이트(21)와; 탄성 변형 가능하게 구비되어 상기 토출공(21')을 선택적으로 차폐하는 토출밸브(22); 그리고 상기 실린더보어(12a) 내에서 직선 왕복 운동하여 냉매를 압축하고, 직선 왕복 운동에 따라 상기 토출공(21')에 선택적으로 삽입되는 돌출부(31)가 형성된 피스톤(30)을 포함하는 압축기에 있어서, 상기 돌출부(31)는, 상기 토출공(21') 내에 삽입된 상태에서, 탄성 변형에 의한 상기 토출밸브(22)의 변위 폭이 작은 방향으로 편심되도록 형성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면 압축기에서의 냉매 압축시 사체적을 줄임과 동시에 토출 저항 증가를 방지하여 압축기의 냉매 압축 효율이 개선된다는 이점이 있다.

Description

압축기{Compressor}

본 발명은 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉매 압축시 사체적 공간을 최소화함과 동시에 냉매 토출 저항의 증가를 방지하여 압축 효율을 대폭 향상시킬 수 있는 압축기에 관한 것이다.

자동차의 공조시스템에서 사용되는 압축기는 증발기로부터 증발이 완료된 냉매를 흡입하여 액화하기 쉬운 고온과 고압상태로 만들어 응축기로 전달한다.

이와 같은 압축기에는 냉매를 압축하기 위한 구성으로서 피스톤 등이 왕복운동을 하면서 압축을 수행하는 왕복식과, 스크롤 등이 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다. 왕복식에는 구동원의 구동력을 크랭크를 사용하여 다수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식, 사판이 설치된 회전축으로 전달하는 사판식, 워블 플레이트를 사용하는 워블 플레이트식이 있다. 회전식에는 회전하는 로터리축과 베인을 사용하는 베인로터리식, 회전스크롤과 고정스크롤을 사용하는 스크롤식이 있다.

도 1a에는 일반적인 사판식 압축기의 구성이 단면도로 도시되어 있다. 도면에 도시된 바에 따르면, 압축기(10)의 골격과 외관을 프론트헤드(11), 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12'), 그리고 리어헤드(13)가 형성한다. 이들은 상기 프론트헤드(11), 전방실린더블록(12), 후방실린더블록(12') 및 리어헤드(13)의 순서로 배열되어 결합된다.

상기 프론트헤드(11)는 대략 원통 형상으로 내부에는 토출실(11a)이 형성된다. 상기 토출실(11a)은 각각 전방실린더블록(12)을 향하여 개구된다. 상기 토출실(11a)은 대략 링형상의 영역에 걸쳐 형성된다. 상기 토출실(11a)은 상기 전방실린더블록(12)의 각각의 실린더보어(12a)와 아래에서 설명될 밸브어셈블리(20)를 통해 선택적으로 연결될 수 있도록 형성된다.

상기 프론트헤드(11)에는 그 중심을 관통하여 축통공(O)이 형성된다. 상기 축통공(O)에는 아래에서 설명될 회전축(14)이 관통하여 설치된다.

상기 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')은 각각 상기 프론트헤드(11)와 리어헤드(13)에 결합된다. 상기 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')의 내부에는 상기 축지지공(15)을 중심에 두고 축지지공(15)의 형성방향으로 원통 형상의 실린더보어(12a)가 다수개 형성된다. 물론, 상기 실린더보어(12a)는 상기 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')에 각각 대응되는 위치에 형성된다. 상기 실린더보어(12a)와 상기 축지지공(15)은 각각 흡입통로(15')를 통해 서로 연결된다. 상기 흡입통로(15')는 회전축(14)의 내부를 통해 전달된 냉매가 상기 실린더보어(12a)로 각각 전달되게 한다.

상기 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')에는 각각 상기 프론트헤드(11) 및 리어헤드(13)의 토출실(11a,13a)과 연통되게 토출통로(미도시)가 형성된다. 상기 토출통로는 실린더보어(12a) 내에서 압축된 냉매를 외부로 토출하는 통로역할을 한다.

상기 프론트헤드(11)와 전방실린더블록(12)의 사이 및 상기 리어헤드(13)와 후방실린더블록(12')사이에는 토출실(11a 또는 13a)과 실린더보어(12a) 사이에서 냉매의 유동을 제어하는 밸브어셈블리(20)가 구비된다. 즉, 상기 밸브어셈블리(20)는 상기 실린더보어(12a)에서 토출실(11a 또는 13a)로의 냉매 유동을 제어한다.

상기 밸브어셈블리(20)에는 밸브플레이트(21)가 구비된다. 상기 밸브플레이트(21)는 대략 원판 형상으로 형성되며, 상기 밸브플레이트(21)에는 각각의 실린더보어(12a)와 대응되는 위치에 토출공(21')이 형성된다.

상기 프론트헤드(11)와 마주보는 상기 밸브플레이트(21)의 일면 및 상기 리어헤드(13)와 마주보는 상기 밸브플레이트(21)의 일면에는 토출밸브(22)가 구비된다. 상기 토출밸브(22)는 탄성변형이 가능한 재질로서 상기 실린더보어(12a)의 내부 압력에 따라 탄성변형되어 상기 토출공(21')을 개폐하는 역할을 한다.

상기 밸브플레이트(21) 중 상기 토출통로와 대응되는 위치에 연통공(미도시)이 형성된다. 상기 연통공은 상기 토출통로와 연결시키는 역할을 한다.

상기 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')은 서로 결합되는 면에 요입된 부분이 형성되어 사판실(16)을 구성한다. 상기 사판실(16)에는 회전축(14)에 설치된 사판(17)이 회전가능하게 위치된다.

상기 프론트헤드(11)와 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')의 중앙을 관통해서는 회전축(14)이 설치된다. 상기 회전축(14)의 내부에는 냉매가 유동되는 유로(14')가 형성된다. 상기 유로(14')는 상기 회전축(14)의 내부에 회전축(14)의 길이방향으로 길게 형성된다. 상기 회전축(14)의 외면에는 입구(14a)와 출구(14b)가 형성된다. 상기 입구(14a)는 상기 사판실(16)과 유로(14')를 연결시키는 것이고, 상기 출구(14b)는 상기 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')의 흡입통로(15')와 연결될 수 있는 위치에 형성된다. 상기 출구(14b)의 위치는 각각의 실린더보어(12a)에서 진행되는 냉매의 압축순서에 맞게 형성되어야 한다.

상기 회전축(14)의 일측에는 축시일(18)이 삽입되어 상기 프론트헤드(11)의 축통공(O)의 내면에 밀착된다. 상기 축시일(18)은 상기 회전축(14)과 상기 축통공(O) 사이로 냉매가 누설되는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 축시일(18)은 탄성변형이 가능한 고무재질로 형성된다.

상기 회전축(14)에는 대략 원판 형상의 사판(17)이 회전축(14)의 연장방향에 대해 경사지게 설치된다. 상기 사판(17)의 가장자리를 둘러서는 다수개의 슈(19)가 설치된다. 상기 슈(19)는 상기 사판(17)의 가장자리를 따라 이동되도록 구성된다.

한편, 상기 실린더보어(12a)의 내부에는 피스톤(30)이 직선왕복운동 가능하도록 설치된다. 상기 피스톤(30)은 상기 실린더보어(12a)의 내부와 대응되는 대략 원기둥형상으로, 양단이 각각 전방실린더블록(12) 및 후방실린더블록(12')의 실린더보어(12a)에 위치된다. 즉, 하나의 피스톤(30)의 각각의 양단이 실린더보어(12a) 내에서 냉매를 압축하는 역할을 한다. 상기 피스톤(30)은 그 중간 부분이 상기 슈(19)와 결합되어 있어, 상기 사판(17)의 회전에 따라 직선왕복운동 하게 된다.

한편 상기 피스톤(30)이 왕복 운동함에 따라 상기 밸브플레이트(21)와 밀착되는 밀착면 상에는 상기 토출공(21')에 선택적으로 삽입되도록 형성된 돌출부(31)가 상기 피스톤(30)으로부터 돌출되어 형성된다. 상기 피스톤(30)이 왕복 운동할 때 상기 피스톤(30)이 상기 밸브플레이트(21)에 접촉하여 더 이상 진행하지 못함으로써 상기 토출공(21')에 의한 원기둥 형상의 사체적이 존재하게 되는데, 상기 돌출부(31)는 이와 같은 사체적을 감소시킴으로써 압축기의 압축 성능을 향상시키기 위하여 형성된다.

한편 상기 리어헤드(13)는 상기 후방실린더블록(12')의 일면에 장착되는 것이다. 상기 리어헤드(13)에는 토출실(13a)이 형성된다. 상기 토출실(13a)은 대략 링형상의 영역에 걸쳐 형성된다. 상기 토출실(13a)은 각각 후방실린더블록(12')을 향하여 개구된다. 상기 토출실(13a)은 상기 후방실린더블록(12')에 형성된 실린더보어(12a)들과 밸브플레이트(21)를 통해 선택적으로 연결된다.

풀리(40)는 상기 프론트헤드(11)의 일측에 회전가능하게 설치된다. 상기 풀리(40)는 대략 원통 형상으로 형성된다. 상기 풀리(40)는 엔진의 구동력을 벨트(미도시)를 통해 전달받아 회전된다.

상기 풀리(40)에는 필드코일(41)이 내장되어 있다. 상기 필드코일(41)은 전원이 인가되면 흡인자속을 발생시켜 아래에서 설명될 디스크(46)가 풀리(40)의 마찰면(40')에 밀착되게 한다.

한편, 상기 회전축(14)의 일단부에는 허브(43)가 설치되고, 상기 허브(43)에는 댐퍼(44)가 구비된다. 상기 댐퍼(44)는 상기 회전축(14)과 풀리(40) 사이의 동력전달 시에 발생하는 충격을 흡수하는 것이다. 상기 댐퍼(44)에는 상기 풀리(40)의 마찰면(40')과 마주보는 위치에 디스크(46)가 이동가능하게 설치된다.

이와 같은 구성을 가지는 압축기의 동작을 설명한다. 엔진의 구동력이 벨트를 통해 상기 풀리(40)에 전달되면, 상기 풀리(40)는 회전하게 된다. 하지만, 상기 필드코일(41)에 전원이 인가되지 않으면 상기 풀리(40)의 마찰면(40')에 상기 디스크(46)가 밀착되지 않으므로, 상기 회전축(14)은 회전하지 않게 된다.

이와 같은 상태에서 공조시스템의 가동 필요성이 발생하여 압축기가 구동되어야 하는 경우에는, 사용자 또는 차량의 제어시스템이 공조시스템의 동작을 위한 신호를 제공한다. 공조시스템의 동작이 시작되고 냉매가 압축되어야 할 필요성이 있는 경우에는, 상기 필드코일(41)에 전원이 인가되면서 상기 필드코일(41)이 흡입자속을 발생시킨다.

상기 필드코일(41)에 전원이 인가되면, 필드코일(41)의 흡인자속에 의해 상기 디스크(46)는 상기 풀리(40)의 마찰면(40')에 밀착된다. 따라서, 상기 풀리(40)의 회전력이 상기 회전축(14)으로 상기 디스크(46), 댐퍼(44) 및 허브(43)를 통해 전달된다.

이와 같이 회전축(14)으로 풀리(40)의 회전력이 전달되면, 상기 회전축(14)이 회전하면서 피스톤을 직선왕복운동시켜서 냉매의 압축을 수행하게 된다.

이때, 상기 회전축(14)이 회전함에 따라, 상기 회전축(14) 내부의 유로(14')가 상기 출구(14b)와 흡입통로(15')를 통해 상기 실린더보어(12a)와 연결된다. 이와 같은 유로(14')와 실린더보어(12a)의 연결은 상기 사판실(16) 내로 흡입된 냉매가 상기 실린더보어(12a)로 전달되도록 한다. 참고로 상기 실린더보어(12a)로 냉매가 흡입되는 것은 상기 피스톤(30)이 해당되는 실린더보어(12a)에서 하사점에 위치할 때이다. 이와 같이, 상기 실린더보어(12a)에 냉매가 전달되면, 해당되는 상기 실린더보어(12a)의 상기 피스톤(30)이 상기 밸브플레이트(21) 방향으로 이동하게 되고, 냉매의 압축이 일어난다.

이와 같이, 냉매가 상기 실린더보어(12a) 내에서 압축되면, 상기 실린더보어(12a) 내부의 압력은 상대적으로 높아져 상기 토출실(11a)(13a)로 냉매가 토출된다. 상기 토출실(11a)(13a)로 토출된 냉매는 외부의 토출구를 통해 응축기(미도시)쪽으로 전달된다.

상기 토출구를 통해 응축기로 전달된 냉매는 응축기(미도시), 팽창변(미도시), 그리고 증발기(미도시)를 거쳐 다시 압축기로 전달된다. 압축기에서 냉매는 위에서 설명된 과정을 반복하여 압축된다.

한편 도 1b를 참조하여 상술한 바와 같은 밸브플레이트(21)와 상기 토출밸브(22)의 형상을 보다 상세하게 살펴보면, 도면에 도시된 바와 같이 상기 밸브플레이트(21)는 대략 원판형상으로 형성되고 상기 실린더보어(12a) 각각에 대응하는 토출공(21')이 관통 형성된다.

또한 상기 토출밸브(22)에는 중앙으로부터 방사상으로 연장되어 각각 상기 밸브플레이트(21)에 형성된 상기 토출공(21')을 차폐하는 토출리드(22a)가 형성된다. 상기 토출리드(22a)는 상기 토출밸브(22)와 일체로 형성되고, 상기 토출리드(22a)의 일단은 상기 토출밸브(22)에 연결되고, 타단은 자유 단부로 형성되어 탄성 변형된다.

따라서 상기 토출밸브(22)는 금속성의 탄성 소재로 형성되고, 상기 실린더보어(12a) 내에서 상기 피스톤(30)이 상기 밸브플레이트(21)를 향해 이동함으로써 압축된 냉매가 상기 토출공(21')으로 토출되는 압력에 의하여 상기 토출리드(22a)가 상기 실린더보어(12a)의 반대 방향으로 탄성 변형되면서 상기 토출밸브(22)에 의하여 차폐되었던 상기 토출공(21')이 선택적으로 개방된다.

이때 상기 토출리드(22a)는 상기 토출밸브(22)의 중앙으로부터 방사상으로 연장되어 형성되기 때문에 상기 토출리드(22a)는 상기 회전축(14)에 가까울수록 탄성 변형에 의해 이동되는 변위가 적은 반면, 상기 회전축(14)에서 멀어질수록 탄성 변형에 의해 이동되는 변위가 커진다.

한편 위와 같은 종래기술에 의한 일반적인 압축기에서 상기 피스톤(30)에 형성된 상기 돌출부(31)와 상기 밸브플레이트(21)의 상기 토출공(21')의 형상을 보다 구체적으로 살펴보면 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같다.

도 2a는 종래기술에 의한 압축기에서 토출공과 피스톤 돌출부의 구성을 보인 확대 단면도이고, 도 2b는 종래기술에 의한 압축기에서 토출공과 피스톤 돌출부의 관계를 보인 도면이다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 피스톤(30)이 상기 밸브플레이트(21)를 향해 완전히 이동한 상태에서 상기 돌출부(31)는 상기 토출공(21')으로 삽입된다. 이때 상기 돌출부(31)는 도면에 도시된 것처럼 상기 토출공(21')으로 삽입된 상태에서 상기 토출공(21')과의 사이에서 간극을 형성하여 상기 실린더보어(12a)에서 상기 피스톤(30)에 의해 압축된 냉매가 상기 간극을 통해 상기 토출실(11a 또는 13a)로 빠져나갈 수 있도록 한다.

이때 상기 돌출부(31)와 상기 토출공(21') 사이에 형성되는 간극은 일정한 간격으로 형성된다. 도 2b에서 상기 토출공(21') 내부에 점선으로 도시한 부분은 상기 돌출부(31)가 상기 토출공(21')으로 삽입되었을 때 상기 돌출부(31)의 외곽을 도시한 것으로서, 상기 토출공(21')과 상기 돌출부(31)는 각각 그 횡단면이 원형을 이루도록 형성되고, 상기 돌출부(31)가 상기 토출공(21')에 삽입된 상태에서 각각의 횡단면은 동심원이 된다. 도면에서 상기 토출공(21')의 횡단면이 이루는 원의 중심(O₁)과 상기 돌출부(31)의 횡단면이 이루는 원의 중심(O₂)이 동일한 점으로 표시됨을 확인할 수 있다.

즉, 상기 돌출부(31)는 상기 토출공(21') 내에서 어느 쪽으로 치우치지 않고 상기 토출공(21')의 중심에 위치하게 된다. 다시 말해, 도 2b에 표시된 상기 돌출부(31)와 상기 토출공(21') 사이의 간극의 폭 a와 b는 서로 같게 된다. 따라서 상기 실린더보어(21a) 내부의 냉매는 상기 돌출부(31)와 상기 토출공(21') 사이에서 일정한 폭을 갖는 간극을 통하여 일정하게 상기 토출실(11a 또는 13a)로 토출된다.

그러나 도 1b를 참조하여 이미 설명한 바와 같이 상기 토출밸브(22)의 상기 토출리드(22a)는 그 구조상 도 2a에 도시된 바와 같이 상기 압축기(10)의 상기 회전축(14)으로부터 멀어질수록 탄성 변형에 의하여 상기 밸브플레이트(21)로부터 더 멀리 변위되는 반면에, 상기 회전축(14)에 가까울수록 변위되는 폭이 좁다.

따라서 도 2a에 화살표로 표시된 두 부분을 살펴보면, 상기 돌출부(31)와 상기 토출공(21')이 화살표로 표시된 부분에서 같은 폭의 간극을 형성하기 때문에 같은 양의 냉매가 화살표 방향으로 상기 토출실(11a 또는 13a)로 토출되지만, 도면 하단에 표시된 화살표 방향으로 토출되는 냉매는 도면 상단에 표시된 화살표 방향으로 토출되는 냉매보다 상기 토출밸브(22)에 의하여 받게 되는 토출시의 저항이 더 크다.

즉, 상기 토출밸브(22)의 변위 폭의 차이에 의하여, 상기 회전축(14)에 가까운 부분에서 토출되는 냉매의 유로가 더 좁게 형성되고, 그에 따라 더 큰 토출 저항을 받게 된다.

위에서 설명한 바와 같이 상기 피스톤(30)에 상기 돌출부(31)를 형성하여 상기 토출공(21')에 의한 사체적을 줄이더라도, 상기 돌출부(31)의 형성에 의한 냉매 토출 저항의 증가로 압축기 효율이 낮아지면, 사체적 감소로 인한 압축기 성능 향상의 효과도 감쇄되어, 실질적으로 사체적 감소의 효과를 얻기 어렵다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 압축기에서의 냉매 압축시 사체적을 줄임과 동시에 토출 저항 증가를 방지하여 압축기의 냉매 압축 효율이 개선된 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 압축기의 압축기의 토출 유로를 개선함으로써 압축기의 냉방 성능을 향상하는 압축기를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 내부에 실린더보어가 다수개 형성되는 실린더블록과; 상기 실린더블록의 전방 및 후방에 각각 결합되고, 내부에 상기 실린더보어와 연통되는 토출실이 형성되는 프론트헤드 및 리어헤드와; 상기 실린더보어와 상기 토출실를 연통하는 토출공이 형성된 밸브플레이트와; 탄성 변형 가능하게 구비되어 상기 토출공을 선택적으로 차폐하는 토출밸브; 그리고 상기 실린더보어 내에서 직선 왕복 운동하여 냉매를 압축하고, 직선 왕복 운동에 따라 상기 토출공에 선택적으로 삽입되는 돌출부가 형성된 피스톤을 포함하는 압축기에 있어서, 상기 돌출부는, 상기 토출공 내에 삽입된 상태에서, 탄성 변형에 의한 상기 토출밸브의 변위 폭이 작은 방향으로 편심되도록 형성된다.

상기 토출밸브는, 상기 토출밸브의 중심에서 멀어질수록 탄성 변형에 의한 상기 토출밸브의 변위 폭이 커지도록 형성되고, 상기 돌출부는, 상기 토출공에 삽입된 상태에서 상기 밸브플레이트의 중심 방향으로 편심되도록 형성될 수 있다.

나아가 상기 돌출부가 상기 토출공에 삽입된 상태에서 상기 돌출부와 상기 토출공 사이의 최소간격과 최대간격 사이의 비가 1.5 내지 2.0이 되도록 할 수 있다.

본 발명에 의한 압축기에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

즉, 본 발명에 의한 압축기에 의하면 압축기에서의 냉매 압축시 사체적을 줄임과 동시에 토출 저항 증가를 방지하여 압축기의 냉매 압축 효율이 개선된다는 이점이 있다.

또한 본 발명에 의한 압축기에 의하면 압축기의 토출 유로를 개선함으로써 압축기의 냉방 성능을 향상할 수 있다는 이점이 있다.

도 1a는 일반적인 로터리 석션(Rotary Suction)식 압축기의 구성을 보인 단면도.
도 1b는 도 1a에 도시된 압축기의 밸브플레이트와 토출밸브의 구성을 보인 정면도.
도 2a는 종래기술에 의한 압축기에서 토출공과 피스톤 돌출부의 구성을 보인 확대 단면도.
도 2b는 종래기술에 의한 압축기에서 토출공과 피스톤 돌출부의 관계를 보인 도면.
도 3a는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 압축기에서 토출공과 피스톤 돌출부의 구성을 보인 확대 단면도.
도 3b는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 압축기에서 토출공과 피스톤 돌출부의 관계를 보인 도면.
도 3c는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 압축기에서 토출공과 피스톤 돌출부의 최소간극과 최대간극의 비에 따른 압축기 효율 변화를 나타낸 그래프.

이하 본 발명에 의한 압축기의 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 특히 이하에서는 본 발명의 요부를 중심으로 설명하고, 그 외 압축기의 다른 구성은 배경기술에서 설명한 바와 유사하므로 아래에서는 그 설명을 생략한다. 배경기술에서 설명한 압축기와 동일하거나 유사한 구성은 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

도 3a는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 압축기에서 토출공과 피스톤 돌출부의 구성을 보인 확대 단면도이고, 도 3b는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 압축기에서 토출공과 피스톤 돌출부의 관계를 보인 도면이다.

우선 도 3a에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 압축기에서는 상기 피스톤(30)에 돌출부(31)가 형성된다. 상기 돌출부(31)는 상기 피스톤(30)이 상기 실린더보어(12a) 내에서 왕복 운동함에 따라 상기 밸브플레이트(21)에 접하게 된다. 상기 피스톤(30)이 상기 밸브플레이트(21)를 향해 완전히 이동하였을 때 상기 돌출부(31)는 상기 밸브플레이트(21)에 형성된 상기 토출공(21')에 삽입된다.

이때 상기 돌출부(31)는 도면에 도시된 것처럼 상기 토출공(21') 내에서 상기 회전축(14) 방향으로 치우쳐지도록 형성됨으로써, 상기 돌출부(31)와 상기 토출공(21')이 이루는 간극 또한 상기 회전축(14) 방향에 가까울수록 그 폭이 좁고, 상기 회전축(14) 방향에서 멀어질수록 그 폭이 크도록 형성된다.

그에 따라 도면에 도시된 것처럼 상기 실린더보어(12a) 내에서 상기 토출실(11a 또는 13a)로 토출되는 냉매의 유로도 상기 회전축(14)에서 멀어질수록 더 크게 형성된다.

즉, 도 3b에 도시된 것과 같이 상기 돌출부(31)의 횡단면이 이루는 원의 중심(O₂)이, 상기 토출공(21')의 횡단면이 이루는 원의 중심(O₁)보다 상기 회전축(14)이 위치하는 상기 압축기의 중심 방향에 더 가깝게 위치하도록 상기 돌출부(31)의 위치가 결정됨으로써, 탄성 변형에 의하여 상기 토출밸브(22)가 변위되는 폭이 더 큰쪽 방향의 상기 돌출부(31)와 상기 토출공(21')의 간극이 더 넓어지도록 한다. 따라서 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 밸브플레이트(21)의 바깥쪽 방향의 간극(a)이 상기 회전축(14) 방향의 간극(b)보다 더 넓게 된다. 반대로 상기 토출밸브(22)의 변위 폭이 적어 더 좁은 토출 유로를 갖는 방향에는 상대적으로 더 좁은 간극이 형성되도록 함으로써, 냉매 토출 저항을 감소시킨다.

그에 따라 상기 돌출부(31)가 형성되더라도 냉매 토출시의 토출 저항이 크게 증가하지 않아 사체적 감소 효과를 압축기의 성능 향상의 결과로 얻을 수 있게 된다.

여기서, 상기 돌출부(31)가 상기 회전축(14)을 향하여 편심됨으로써, 상기 회전축(41) 방향에 형성되는 간극(b)는 상기 돌출부(31)와 상기 토출공(21') 사이의 간극의 최소값, 즉 최소간극(b)이 되고, 그 반대방향에 형성되는 간극(a)는 상기 돌출부(31)와 상기 토출공(21') 사이의 간극의 최대값, 즉 최대간극(a)이 된다.

이때, 도 3c에 도시된 그래프에서 볼 수 있는 바와 같이 상기 최소간극(b)과 상기 최대간극(a) 사이의 비(a/b)가 1.5 내지 2.0이 될 때 상기 압축기의 성능, 즉 COP(Coefficient Of Performance)가 높게 나타난다. 다시 말해 상기 토출밸브(22)의 변위 폭이 넓어 상대적으로 더 넓은 토출유로가 형성되는 방향의 최대간극(a)는 상기 토출밸브(22)의 변위 폭이 적어 상대적으로 좁은 토출유로가 형성되는 방향의 상기 토출공(21')과 상기 돌출부(31)의 최소간극(b)의 1.5배 내지 2.0배가 되는 경우에 압축기 성능이 향상된다. 상기 최소간극(b)과 상기 최대간극(a)의 비(a/b)가 2.5이 넘어서면 간섭 발생에 의하여 압축기 성능이 저하될 수 있다.

따라서 상기 돌출부(31)와 상기 토출공(21') 사이의 최소간극(b)과 최대간극(a)의 비(a/b)가 1.5 내지 2.0이 되도록 상기 돌출부(31)를 상기 회전축(14) 방향으로 편심시켜 압축기 성능 향상 효과를 도모할 수 있다.

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.

예를 들어 본 발명의 실시예에서는 상기 토출밸브(22)의 상기 토출리드(22a)가 상기 회전축(14)에서 멀어질수록 탄성 변형에 의한 변위 폭이 더 크고, 그에 따라 상기 돌출부(31)는 상기 회전축(14) 방향으로 편심되는 것으로 설명하였으나, 반대로 상기 토출밸브(22)의 상기 토출리드(22a)가 상기 회전축(14)에 가까울수록 탄성 변형에 의한 변위 폭이 더 크도록 구성될 수 있으며, 이 경우 상기 돌출부(31)는 상기 회전축(14)에서 멀어지는 방향으로 편심될 수도 있다.

10: 압축기 11: 프론트헤드
11a: 토출실 12: 전방실린더블록
12': 후방실린더블록 12a: 실린더보어
13: 리어헤드 14: 회전축
14a:입구 14b: 출구
15: 축지지공 15': 흡입통로
16: 사판실 17: 사판
18: 축시일 19: 슈
20: 밸브어셈블리 21: 밸브플레이트
21': 토출공 22: 토출밸브
22a: 토출리드 30: 피스톤
31: 돌출부 40: 풀리
40': 마찰면 41: 필드코일
43: 허브 44: 댐퍼
46: 디스크

Claims

내부에 실린더보어(12a)가 다수개 형성되는 실린더블록(12, 12')과;
상기 실린더블록(12, 12')의 전방 및 후방에 각각 결합되고, 내부에 상기 실린더보어(12a)와 연통되는 토출실(11a, 13a)이 형성되는 프론트헤드(11) 및 리어헤드(13)와;
상기 실린더보어(12a)와 상기 토출실(11a, 13a)를 연통하는 토출공(21')이 형성된 밸브플레이트(21)와;
탄성 변형 가능하게 구비되어 상기 토출공(21')을 선택적으로 차폐하는 토출밸브(22); 그리고
상기 실린더보어(12a) 내에서 직선 왕복 운동하여 냉매를 압축하고, 직선 왕복 운동에 따라 상기 토출공(21')에 선택적으로 삽입되는 돌출부(31)가 형성된 피스톤(30)을 포함하는 압축기에 있어서,
상기 돌출부(31)는,
상기 토출공(21') 내에 삽입된 상태에서, 탄성 변형에 의한 상기 토출밸브(22)의 변위 폭이 작은 방향으로 편심되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항에 있어서,
상기 토출밸브(22)는,
상기 토출밸브(22)의 중심에서 멀어질수록 탄성 변형에 의한 상기 토출밸브(22)의 변위 폭이 커지도록 형성되고,
상기 돌출부(31)는,
상기 토출공(21')에 삽입된 상태에서 상기 밸브플레이트(21)의 중심 방향으로 편심되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제2항에 있어서,
상기 돌출부(31)가 상기 토출공(21')에 삽입된 상태에서,
상기 돌출부(31)와 상기 토출공(21') 사이의 최소간극(b)과 최대간극(a) 사이의 비(a/b)가 1.5 내지 2.0인 것을 특징으로 하는 압축기.