KR101688425B1 - 가변 용량형 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡입실 측으로 연장 형성된 소음부와, 상기 소음부의 일 영역에 형성되어 흡입실과 소음부의 내부 공간을 연통시키는 배출홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 압축기의 내부에 머플러를 설치함으로써, 흡입체크밸브의 설치 필요성이 없어지게 되어 냉방성능이 저하되지 않으면서 소음을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

가변 용량형 사판식 압축기 {VARIABLE DISPLACEMENT SWASH PLATE TYPE COMPRESSOR}

본 발명은 가변 용량형 사판식 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축기의 내부에 머플러를 설치하여 압축기 오프 시 흡입체크밸브 없이도 소음이 발생하지 않는 가변 용량형 사판식 압축기에 관한 것이다.

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

이와 같은 압축기에는 실제로 냉매를 압축하는 구성이 왕복 운동을 하면서 압축을 수행하는 왕복식과 회전 운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다.

상기 왕복식 압축기에는 피스톤이 사용되는데, 피스톤은 실린더 보어의 내부에서 직선 왕복 운동을 하여 냉매를 압축시키는 역할을 한다. 왕복식에는 구동원의 구동력을 크랭크 축을 사용하여 전달하는 크랭크식, 사판이 설치된 구동축으로 전달하는 사판식, 워블 플레이트를 사용하는 워블 플레이트식이 있다.

도 1에는 일반적인 가변 용량형 사판식 압축기의 구성이 도시되어 있다. 이 도면을 참고하여 가변 용량형 사판식 압축기의 개략적인 구성을 설명한다.

가변 용량형 사판식 압축기(100)(이하에서는 '압축기'라 한다.)에는 실린더 블록(110)이 구비된다. 실린더 블록(110)은 압축기(100)의 외관과 골격의 일부를 형성한다. 그리고, 실린더 블록(110)의 중앙을 관통하여서는 센터 보어(111)가 형성된다. 센터 보어(111)는 후술할 회전축(140)이 회전 가능하게 설치되는 부분이다.

센터 보어(111)를 둘러서는 방사상으로 실린더 블록(110)을 관통하게 다수개의 실린더 보어(113)가 형성된다. 실린더 보어(113)의 내부에는 피스톤(115)이 직선 왕복 운동 가능하게 설치된다. 피스톤(115)은 원기둥 형상으로 형성되며, 실린더 보어(113)는 이에 대응되는 원통형의 공간이다. 피스톤(115)의 일단부, 즉 실린더 보어(113)의 외부로 돌출되는 부분에는 연결부(117)가 형성된다. 피스톤(115)은 실린더 보어(113) 내를 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축하게 된다.

또한, 실린더 블록(110)에는 회귀통로(114)가 형성된다. 회귀통로(114)는 실린더 블록(110)을 관통하여 후술할 흡입실(133)과 크랭크 실(121)을 연결한다.

한편, 실린더 블록(110)의 일단에는 전방 하우징(120)이 설치된다. 전방 하우징(120)은 실린더 블록(110)과 마주보는 쪽이 요입되어, 실린더 블록(110)과 함께 내부에 크랭크 실(121)을 형성한다. 이때, 크랭크 실(121)은 외부와 기밀이 유지된다.

전방 하우징(120)의 전방 측에는 풀리(미도시)가 회전 가능하게 설치되는 풀리 축부(122)가 돌출되어 형성된다. 풀리 축부(122)의 중앙을 관통하여 크랭크 실(121)까지 전방 하우징(120)을 전후로 관통하여서는 축공(123)이 형성된다. 축공(123)은 센터 보어(111)와 중심이 일치하게 형성되며, 축공(123)에는 회전축(140)의 일단부가 회전 가능하게 지지된다.

또한, 실린더 블록(110)의 타단, 즉 전방 하우징(120)이 설치된 반대쪽에는 후방 하우징(130)이 설치된다. 후방 하우징(130)에는 실린더 보어(113)와 선택적으로 연통되게 토출실(131)이 형성된다. 토출실(131)은 후방 하우징(130) 중 실린더 블록(110)과 마주보는 면의 가장자리를 따라 형성된다. 특히, 토출실(131)은 후방 하우징(130)에서 외주 측 가장자리에 인접한 위치를 따라 형성된다. 토출실(131)은 실린더 보어(113)에서 압축된 냉매가 토출되어 임시로 머무르는 곳이다.

그리고, 후방 하우징(130)에는 흡입실(133)이 형성된다. 흡입실(133) 역시 실린더 보어(113)와 선택적으로 연통된다. 흡입실(133)은 후방 하우징(130) 중 실린더 블록(110)과 마주보는 면의 중앙에 해당되는 영역에 형성된다. 이 흡입실(133)은 실린더 보어(113)의 내부로 압축될 냉매를 전달하는 역할을 한다.

실린더 블록(110), 전방 하우징(120) 및 후방 하우징(130)을 서로 체결하도록 볼트(137)가 관통하여 체결된다. 볼트(137)는 다수개가 실린더 블록(110), 전방 하우징(120) 및 후방 하우징(130)의 가장자리를 동시에 관통하여 체결작용을 한다.

또한, 실린더 블록(110)의 센터 보어(111)와 전방 하우징(120)의 축공(123)을 관통하여 회전 가능하게 회전축(140)이 설치된다. 회전축(140)은 엔진에서 전달되는 구동력에 의해 회전되며, 전방 하우징(120)에 베어링(142)에 의해 회전 가능하게 설치된다.

한편, 회전축(140)에는 로터(144)가 설치된다. 로터(144)는 회전축(140)이 중앙을 관통하고, 회전축(140)과 일체로 회전되게 크랭크 실(121)에 설치된다. 로터(144)는 대략 원판 상으로 회전축(140)에 고정되어 설치되며, 로터(144)의 일면에는 힌지 아암(146)이 돌출되어 형성된다.

그리고, 회전축(140)에는 사판(148)이 설치된다. 사판(148)에는 로터(144)의 힌지 아암(146)과 힌지 연결되는 연결 아암(149)이 돌출되어 형성된다. 연결 아암(149)은 그 선단에서 힌지 아암(146)과 힌지 구조(149')에 의해 연결된다. 따라서, 사판(148)은 로터(144)와 힌지 결합되어 함께 회전된다.

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

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

사판(148)은 그 가장자리가 피스톤(115)들과 슈(152)를 통해 연결된다. 즉, 피스톤(115)의 연결부(117)에 사판(148)의 가장자리가 슈(152)를 통해 연결되어 사판(148)의 회전에 의해 피스톤(115)이 실린더 보어(113) 내에서 직선 왕복 운동하도록 한다.

한편, 실린더 블록(110)과 후방 하우징(130)의 사이에는 토출실(131)과 실린더 보어(113) 사이에서 냉매의 유동을 제어하는 밸브 어셈블리(153)가 구비된다. 밸브 어셈블리(153)는 밸브 플레이트(154)와 토출리드(156)에 의해 구성되어, 실린더 보어(113)에서 토출실(131)로의 냉매 유동을 제어한다.

밸브 플레이트(154)에는 토출공(154')과 흡입공(155)이 각각의 실린더 보어(113)와 대응되는 위치에 천공된다. 토출공(154')은 압축된 냉매가 토출실(131)로 빠져나가는 경로가 되고, 흡입공(155)은 흡입실(133)에서 실린더 보어(113)로 냉매가 전달되는 경로가 된다.

상기와 같이 구성되는 종래의 가변 용량형 사판식 압축기는 오프(off) 시 제어밸브(미도시)를 통해 토출 냉매가 크랭크 실(121)로 이동되고, 크랭크 실(121)에서 흡입실(133)로 회귀통로(114)를 통해 냉매가 이동되는데 이때, 흡입포트(미도시) 및 배관(미도시)을 통해 소음이 발생된다.

이를 방지하기 위하여, 흡입포트 측에 흡입체크밸브(미도시)를 설치하여 냉매의 유동을 막아주고, 소음을 줄이고 있다.

하지만, 흡입체크밸브에 의해 소음이 줄어들기는 하나, 냉방성능이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 압축기의 내부에 머플러를 설치하여 압축기 오프 시 흡입체크밸브 없이도 소음이 발생하지 않는 가변 용량형 사판식 압축기를 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 중앙을 관통하여 센터 보어가 형성되고 센터 보어를 중심으로 다수개의 실린더 보어가 형성되는 실린더 블록과, 상기 실린더 블록의 전방에 결합되어 내부에 크랭크 실을 형성하는 전방 하우징과, 상기 실린더 블록의 후방에 결합되고 내부에 형성되는 원형의 구획벽에 의하여 내측에는 흡입 포트와 연통되는 흡입실이 형성되고 외측에는 토출실이 형성되는 후방 하우징과, 상기 실린더 블록에 형성되어 크랭크 실의 냉매가 상기 흡입실 측으로 회귀되는 회귀통로를 포함하여 구성되는 가변 용량형 사판식 압축기에 있어서, 상기 흡입실 측으로 연장 형성된 소음부와, 상기 소음부의 일 영역에 형성되어 흡입실과 소음부의 내부 공간을 연통시키는 배출홀에 의해 달성된다.

또한, 상기 소음부의 내부 단면적은 회귀통로의 단면적보다 크게 형성될 수 있다.

또한, 상기 소음부는 상기 회귀통로와 직접 연결될 수 있다.

이에 의해, 압축기의 내부에 머플러를 설치함으로써, 흡입체크밸브의 설치 필요성이 없어지게 되어 냉방성능이 저하되지 않으면서 소음을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 대한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 가변 용량형 사판식 압축기의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 가변 용량형 사판식 압축기의 부분 단면 사시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명이 적용되는 가변 용량형 사판식 압축기는 종래 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략하고, 이하에서는 본 발명의 주요 구성에 대해서 도 2 및 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.

또한, 본 발명의 실시예에 있어서 상기한 종래의 가변 용량형 사판식 압축기와 동일한 구성요소는 종래 기술 도면의 도면부호를 원용하여 설명한다.

소음부(200)는 내부에 공간이 구비된 구조체로, 회귀통로(114)의 후방 측에 연이어서 형성된다.

예를 들어 설명하면, 소음부(200)는 내부 공간이 구비된 원통 형상으로 형성되어 전방 측이 실린더 블록(110)의 후방 측에 다소 인입되어 형성된다.

이때, 소음부(200)의 전방 측은 회귀통로(114)의 후방 측과 상호 연결되도록 형성되어 회귀통로(114)와 소음부(200)의 내부공간이 상호 연통된다.

그리고, 소음부(200)의 후방 측은 흡입실(133)의 내측으로 연장되도록 형성된다.

즉, 소음부(200)는 전방 측이 실린더 블록(110)에 다소 인입되고, 후방 측은 후방 하우징(130) 내의 흡입실(133)에 위치되도록 설치되는 것이다.

또한, 배출홀(210)은 그 직경이 미세한 미세홀(hole)로서, 소음부(200)의 후방 측, 즉 흡입실(133)의 내측에 인입된 소음부(200)의 일 영역에 형성되어 소음부(200)와 흡입실(133)을 연통시킨다.

여기서, 소음부(200) 내부 공간의 단면적은 회귀통로(114)의 단면적보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

이는, 회귀통로(114)로부터 소음부(200)로 인입되는 냉매의 압력을 낮추고 속도를 감소시키기 위함으로, 소음부(200) 및 배출홀(210)은 일종의 팽창형 머플러의 구실을 하게 된다.

본 실시예에서는, 소음부(200)가 내부 공간이 구비된 원통 형상의 구조체로 설명하지만, 반드시 이에 한정되지 않고 회귀통로(114)의 단면적보다 큰 단면적을 갖는 내부 공간이 형성된 구조체라면 어떠한 형상도 모두 본 발명의 사상에 포함되는 것으로 간주한다.

이하에서는, 본 발명의 작용에 대하여 설명한다.

냉방을 위해 압축기(100)를 구동하다 구동을 정지할 경우, 제어밸브(미도시)에 의해 토출냉매가 크랭크 실(121)로 이동되고, 크랭크 실(121)로 이동된 냉매는 회귀통로(114)에 의해 흡입실(133)로 이동된다.

이때, 회귀통로(114)와 흡입실(133)의 사이에 회귀통로(114)의 단면적보다 넓은 단면적의 내부 공간을 갖는 소음부(200)가 형성되어, 냉매가 소음부(200)의 내부 공간을 통과하면서 압력이 낮아지고 속도가 감소되어 오프(off) 시 소음과 맥동이 줄어들게 된다.

또한, 소음부(200)의 내부 공간에서 저압 저속이 된 냉매가 배출홀(210)을 통하여 흡입실(133)로 이동되기 때문에, 흡입포트(미도시) 및 배관(미도시)을 통한 소음도 줄어들게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 가변 용량형 압축기의 내부에 머플러를 형성시킴으로써, 흡입체크밸브의 설치 필요성이 없어지게 되어 냉방성능이 저하되지 않으면서 소음을 방지할 수 있는 매우 뛰어난 효과가 있다.

본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 것은 자명하다.

100 : 압축기 110 : 실린더 블록
111 : 센터 보어 113 : 실린더 보어
114 : 회귀통로 115 : 피스톤
117 : 연결부 120 : 전방 하우징
121 : 크랭크 실 122 : 풀리 축부
123 : 축공 130 : 후방 하우징
131 : 토출실 133 : 흡입실
137 : 볼트 140 : 회전축
142 : 베어링 144 : 로터
146 : 힌지 아암 148 : 사판
149 : 연결 아암 149' : 힌지 구조
150 : 반 경사 스프링 152 : 슈
153 : 밸브 어셈블리 154 : 밸브 플레이트
154' : 토출공 155 : 흡입공
156 : 토출리드 200 : 소음부
210 : 배출홀

Claims (3)

1. 중앙을 관통하여 센터 보어(111)가 형성되고 센터 보어(111)를 중심으로 다수개의 실린더 보어(113)가 형성되는 실린더 블록(110)과, 상기 실린더 블록(110)의 전방에 결합되어 내부에 크랭크 실(121)을 형성하는 전방 하우징(120)과, 상기 실린더 블록(110)의 후방에 결합되고 내부에 형성되는 원형의 구획벽에 의하여 내측에는 흡입 포트와 연통되는 흡입실(133)이 형성되고 외측에는 토출실(131)이 형성되는 후방 하우징(130)과, 상기 실린더 블록(110)에 형성되어 크랭크 실(121)의 냉매가 상기 흡입실(133) 측으로 회귀되는 회귀통로(114)를 포함하여 구성되는 가변 용량형 사판식 압축기에 있어서,
   전방측이 상기 실린더 블록(110)의 후방 측에 인입되어 형성되고 후방측이 상기 흡입실(133)측으로 연장 형성된 소음부(200)와;
   상기 소음부(200)의 일 영역에 형성되어 흡입실(133)과 소음부(200)의 내부 공간을 연통시키는 배출홀(210)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 용량형 사판식 압축기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 소음부(200)의 내부 단면적은 회귀통로(114)의 단면적보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 용량형 사판식 압축기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 소음부(200)는 상기 회귀통로(114)와 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 가변 용량형 사판식 압축기.

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