KR101731646B1 - 가변용량형 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가변용량형 사판식 압축기에 관한 것이다. 본 발명에서 실린더블럭(110)의 후방에는 내부에 흡입실(151)과 토출실(153)이 형성되는 후방하우징(150)이 결합된다. 상기 토출실(153) 내에는 냉매로부터 분리되는 오일이 저장되는 오일저장공간(154)이 형성된다. 상기 오일저장공간(154)은 크랭크실(131)의 내부로 오일을 공급한다. 그리고 상기 후방하우징(150)에는, 상기 크랭크실(131)과 연통되는 압력공급통로(155) 및 압력배출통로(158)가 형성된다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 오일저장공간(154)을 통해 오일이 함유된 냉매가 크랭크실(131) 내부로 공급되면서 압축기(100)의 내부를 순환하므로 크랭크실(131) 내부 온도를 일정하게 유지할 뿐만 아니라, 크랭크실(131)의 내부에 항상 충분한 양의 오일이 머무를 수 있도록 하는 이점이 있다.

Description

가변용량형 사판식 압축기{Variable displacement swash plate type compressor}

본 발명은 가변용량형 사판식 압축기에 관한 것으로, 크랭크실 내부에 충분한 오일이 머무를 수 있도록 하는 구성을 가지는 가변용량형 사판식 압축기에 관한 것이다.

도 1에는 종래 기술에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 구성이 단면도로 도시되어 있다.

이에 따르면, 가변용량형 사판식 압축기(이하 "압축기"라 칭함)(1)은, 다수개의 실린더보어(11)를 구비하는 실린더블럭(10)과, 상기 실린더블럭(10)의 전방에 결합되는 전방하우징(30), 그리고 상기 실린더블럭(10)의 후방에 결합되는 후방하우징(50)을 포함하고 있다.

상기 실린더블럭(10)에는 냉매의 압축을 위한 다수개의 실린더보어(11)가 방사상으로 형성된다. 상기 실린더보어(11)는 원통형상으로, 실린더블럭(10)의 외측 가장자리를 따라 일정한 간격을 두고 배열되고, 실질적으로 상기 실린더블럭(10)을 관통하여 형성된다. 그리고 상기 실린더보어(11)의 내부에는 피스톤(14)이 각각 설치되어 직선왕복운동을 하면서, 그 사이의 공간에서 냉매를 압축하게 된다. 상기 피스톤(14)은 원기둥형상이다.

그리고 상기 실린더블럭(10)의 전방에는 전방하우징(30)이 결합된다. 상기 전방하우징(30)의 후방은 오목하게 형성되어, 상기 실린더블럭(10)과 결합하여 그 사이에서 크랭크실(31)을 형성한다. 상기 크랭크실(31)의 내부에는 상기 피스톤(14)을 왕복운동시키기 위한 기구들이 설치된다.

또한 상기 실린더블럭(10)의 후방에는 후방하우징(50)이 결합된다. 상기 후방하우징(50)은 전면이 열린 상태로 형성되고, 상기 실린더블럭(10)과 결합하여 상기 실린더보어(11)로 냉매를 흡수하는 흡입실(51)과 토출실(53)을 형성한다. 상기 실린더블럭(10)과 후방하우빙(50) 사이에는, 흡입실(51) 및 토출실(53)을 형성하면서, 실린더보어(11)와 토출실(53) 사이에서의 냉매의 흐름을 단속하기 위한 밸브어셈블리(70)가 설치된다.

다음으로 상기 실린더보어(11)에서 직선왕복운동을 수행하면서 냉매를 압축시키는 피스톤(14)을 구동시키기 위한 구성을 살펴보기로 한다.

상기 피스톤(14)을 동작시키기 위한 구동원은 자동차의 엔진에서 전달되는 구동력인다. 엔진에서의 구동력이 구동축(20)으로 전달되어 구동축(20)이 회전하게 된다. 상기 구동축(20)은 상기 전방하우징(30)의 축공(32)을 관통하여 실린더블럭(10)의 중앙에 형성된 센터보어(13)에 결합되어, 상기 엔진에서 전달되는 회전력에 기초하여 회전가능하게 지지된다.

상기 크랭크실(31)의 내부에는 구동축(20)이 그 중심에 결합되어 고정되는 대략 원판형상의 로터(24)가 설치된다. 상기 로터(24)는 구동축(20)의 회전을 따라서 같이 회전한다.

또한 상기 구동축(20)에는 피스톤(14)을 직선왕복운동시키기 위한 사판(26)이 설치된다. 상기 사판(26)은 원판형상으로 형성되고, 구동축(20)에 대한 각도가 변할 수 있도록 설치되어 냉매의 압축을 위한 행정 길이를 변화시킬 수 있다. 즉, 상기 사판(26)은 구동축(20)에 대하여 직교하거나 구동축(20)에 대하여 일정한 각도로 기울어진 상태로 변화할 수 있도록 상기 구동축(20)에 결합되어 있다. 상기 사판(26)은 상기 로터(24)와 힌지결합되어 함께 회전된다.

그리고 직선왕복운동을 수행하는 피스톤(14)의 일측, 즉, 전방에는 사판(26)과의 연결을 위한 연결부(18)가 형성된다. 상기 구동축(20)을 향하여 일부가 열려있는 상기 연결부(18)의 내부에는 한 쌍의 반구상 슈(19)가 설치된다.

상기 사판(26)의 가장자리부분은 상기 연결부(18)의 슈(19) 사이에 결합된다. 따라서 소정의 경사를 가지고 있는 상기 사판(26)이 회전하면서 그 가장자리부분이 상기 슈(19)를 지나게 되면, 사판(26)의 경사에 의하여 슈(19)를 구비하고 있는 연결부(18)를 통하여 피스톤(14)이 실린더보어(11)의 내부에서 직선왕복운동을 하면서 냉매를 압축하게 된다.

그리고 상기 구동축(20)의 내부에는 제2연결로(21)가 길이방향을 따라 형성되어 있다. 상기 제2연결로(21)는 구동축(20)의 후단부에서 로터(24)가 설치되어 있는 부분까지 연장되어 있다. 상기 로터(24)의 내부에는 오일분리통로(25)가 형성되어 있고, 상기 오일분리통로(25)는 상기 제2연결로(21)와 서로 연결되어 있다. 상기 오일분리통로(25)는 사판(26)의 가변동작 시, 크랭크실(31)의 압력이 유지될 수 있는 범위 내에서 그 직경이 결정된다.

다음으로 상기 실린더보어(11) 내로 냉매가 전달되는 것을 설명한다. 상기 흡입실(51)로는 외부로부터 냉매가 흡입되고, 상기 흡입실(51)로 전달된 냉매는 실린더보어(11) 내부로 전달된다.

그리고, 상기 실린더보어(11)로 전달되어 피스톤(14)의 왕복운동과정에서 압축된 냉매는 상기 밸브어셈블리(70)를 통해 상기 토출실(53)로 전달되고 압축기(1)의 외부로 전달된다.

이러한 과정에서 크랭크실(31)에 잔류하고 있는 오일이 포함된 냉매는, 로터(24)에 형성된 오일분리통로(25)의 내부로 유입된다. 상기 오일분리통로(25)를 통과하는 냉매는 구동축(20)의 회전에 따라서 같이 회전하게 되는데, 이때 냉매와 같이 있던 오일은 상대적으로 무겁기 때문에 원심력에 의하여 다시 크랭크실(31)로 회수될 것이다. 한편 냉매는 오일분리통로(25)를 통하여 제2연결로(21)를 따라 흐르게 되어, 밸브어셈블리(70)를 통과하여 흡입실(51)로 배출된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

이와 같은 종래의 압축기는, 로터(24)와 구동축(20)에 서로 연통하는 오일분리통로(25) 및 제2연결로(21)를 형성하고 있기 때문에 오일 분리의 효과는 충분히 있다고 할 수 있다. 그러나 이와 같은 종래의 구조에 있어서는, 압축기의 아이들 운전 시에도, 과도하게 오일을 분리하는 것에 의하여, 오일의 순환률이 극히 떨어지게 되어 온도가 상승하게 될 뿐만 아니라, 압축기(1) 동작 정지시 오일이 크랭크실(31)에 축적되어 회수가 불가능하므로 압축기(1)의 내부 온도가 상승하게 되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 압축기의 냉각 효율을 높이는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 크랭크실로부터 오일이 과도하게 빠져나가는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 다수개의 실린더보어가 구비되는 실린더블럭과; 상기 실린더블럭의 전방에 결합되어 내부에 크랭크실을 형성하는 전방하우징; 상기 실린더블럭의 후방에 결합되고, 내부에 흡입실과 토출실이 형성되는 후방하우징; 상기 전방하우징과 실린더블럭의 중앙을 관통하여 설치되어 회전되고, 상기 크랭크실 내에 경사가 가변되게 위치된 사판과 결합하여 함께 회전되는 회전축을 포함하여 구성되는 가변용량형 사판식 압축기에 있어서; 상기 후방하우징 내에는 냉매로부터 분리되는 오일이 저장되고, 상기 크랭크실의 내부로 오일을 공급하는 오일저장공간이 형성됨과 동시에 상기 크랭크실과 연통되는 적어도 두 개 이상의 연통로가 형성된다.

상기 오일저장공간은, 상기 토출실 내에 위치되며, 상기 연통로는 상기 실린더블럭에 형성된 제1연결로및 제2연결로와 각각 연통되는 것이 바람직하다.

상기 연통로 중 상기 제1연결로와 연통되는 연통로는, 상기 크랭크실과 상기 오일저장공간을 연결하는 압력배출통로인 것이 바람직하다.

상기 연통로 중 상기 제2연결로와 연통되는 연통로는, 상기 크랭크실과 상기 오일저장공간을 연결하는 압력공급통로인 것이 바라직하다.

상기 흡입실과 상기 오일저장공간 사이에는 오일 및 압력배출통로가 형성되고, 상기 오일 및 압력배출통로의 입구는 상기 오일저장공간의 중심보다 높은 위치에 형성되는 것이 바람직하다.

상기 오일저장공간의 체적은 상기 토출실의 체적의 5% 이상 20% 미만인 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 후방하우징의 토출실 내에는 오일이 저장되는 오일저장공간이 형성되고, 크랭크실과 연결되는 압력배출통로는 상기 오일저장공간과 연통되며, 상기 오일저장공간과 흡입실은 오일 및 압력배출통로에 의해 연결된다. 이때, 상기 크랭크실을 빠져나온 냉매는 상기 압력배출통로를 통해 상기 오일저장공간으로 이동하여 선회하면서 유분리되고, 상기 오일 및 압력배출통로를 빠져나온 냉매는 상기 흡입실로 이동하여 실린더보어의 내부로 유입된다. 이와 같이, 오일이 함유된 냉매가 압축기의 내부를 순환하므로 상기 크랭크실 내부 온도를 일정하게 유지하게 된다. 따라서, 압축기의 내부온도가 상승되는 것이 방지되므로, 압축기의 내구성이 향상되는 효과가 있다.

그리고 본 발명에 의하면, 후방하우징의 토출실 내에 형성된 오일저장공간은 크랭크실과 연결되는 압력공급통로와, 흡입실과 연결되는 오일 및 압력배출통로와 연결된다. 따라서, 냉매가 상기 오일저장공간을 통과하면서 오일과 함께 상기 크랭크실 내로 공급되므로, 상기 크랭크실의 내부에 항상 충분한 양의 오일이 머무를 수 있어, 압축기의 윤활작용이 원활하게 되는 효과도 있다.

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 후방하우징의 구성을 보인 사시도.
도 4는 본 발명 실시예를 구성하는 후방하우징의 구성을 보인 정면도.
도 5는 본 발명 실시예의 구성을 보인 개략도.

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

도 2에 도시된 바에 따르면, 압축기(100)는 내부에 복수개의 실린더보어(111)가 구비되는 실린더블럭(110)과, 상기 실린더블럭(110)의 전방에 결합되어 크랭크실(131)을 형성하기 위한 전방하우징(130), 그리고 상기 실린더블럭(110)의 후방에 결합되는 후방하우징(150)을 포함하여 구성된다.

상기 실린더블럭(110)의 내부에는 다수개의 실린더보어(111)가 가장자리를 따라 원형으로 배열되어 있다. 보다 자세하게는, 상기 실린더보어(111)는 일정한 간격을 두고 방사상으로 형성된다. 상기 실린더보어(111)는 냉매의 압축을 위한 부분으로, 내부에 피스톤(112)이 각각 수납되어 직선왕복운동 하면서, 실린더보어(111)의 내부에서 냉매를 압축하게 된다. 상기 실린더블럭(110)의 중앙을 관통하여서는 센터보어(113)가 형성된다. 상기 센터보어(113)는 회전축(140)이 회전가능하게 설치되는 부분이다. 상기 실린더블럭(110)에는 연통로(114)가 형성된다. 상기 연통로(114)는 상기 실린더보어(111)와 상기 센터보어(113)가 연통되도록 형성된다. 상기 연통로(114)는 상기 실린더보어(111)로 냉매를 전달하는 통로역할을 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 실린더블럭(110) 중 상기 후방하우징(150)의 토출실(153)과 마주보는 면에는 제1연결로(116)가 형성된다. 상기 제1연결로(116)는 상기 크랭크실(131)과 토출실(153)을 연결하는 역할을 한다. 상기 제1연결로(116)는 상기 실린더블럭(110)을 관통하여 상기 크랭크실(131)과 아래에서 설명될 압력배출통로(158)가 연통되도록 형성된다. 상기 제1연결로(116)는 상기 크랭크실(131)과 압력배출통로(158)를 연결하는 역할을 한다.

그리고 상기 실린더블럭(110)에는 제2연결로(118)가 형성된다. 상기 제2연결로(118)는 상기 실린더블럭(110)을 관통하여 상기 크랭크실(131)과 아래에서 설명될 압력공급통로(155)가 연통되도록 형성된다. 상기 제2연결로(118)의 출구는 압력공급통로(155)와 대응되는 위치에 형성된다. 상기 제2연결로(118)는 제어밸브(180)의 제어에 의해 상기 토출실(153)로부터 고압의 냉매 일부가 상기 크랭크실(131)을 향해 이동하도록 안내하는 역할을 한다.

상기 실린더블럭(110)의 일측면, 즉, 전방에는 전방하우징(130)이 결합된다. 상기 전방하우징(130)의 후방은 오목하게 형성되어, 상기 실린더블럭(110)과 협력하여 내부에 크랭크실(131)을 형성한다.

상기 실린더블럭(110)의 후방, 즉, 상기 전방하우징(130)이 설치된 반대쪽에는 후방하우징(150)이 설치된다. 상기 후방하우징(130)은 전면이 열린 상태로 형성되고, 상기 실린더블럭(110)과 결합하여, 상기 실린더보어(111)로 냉매를 흡입하는 흡입실(151)과, 상기 실린더보어(111)에서 압축된 냉매가 토출되는 토출실(153)을 형성한다.

상기 흡입실(151)은 압축되어야 하는 냉매를 상기 실린더보어(111)의 내부로 공급하기 위한 부분으로, 상기 실린더보어(111)에 대응하는 부분의 후방하우징(150) 중 상기 실린더블럭(110)과 마주보는 면의 중앙에 해당되는 부분에 형성된다. 상기 흡입실(151)은 회전축(140)의 내부에 형성되는 유로(미도시)를 통해 상기 연통로(114)로 냉매를 전달한다. 상기 후방하우징(150)에는 흡입포트(미도시)가 형성된다. 상기 흡입포트는 상기 압축기(100)의 외부에서 상기 흡입실(151)로 냉매를 전달하는 역할을 한다.

그리고 상기 연통로(114)를 통하여 상기 실린더보어(111)의 내부로 공급된 후, 압축된 냉매가 토출되는 토출실(153)은, 상기 실린더보어(111)와 대응하는 부분의 후방하우징(150)에서 방사상으로 외측에 해당하는 부분에 형성된다. 상기 토출실(153)로 나온 압축된 냉매는 자동차에서 필요로 하는 공조를 위하여 열교환기로 공급된다.

상기 후방하우징(150)에는 오일저장공간(154)이 형성된다. 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 오일저장공간(154)은 상기 토출실(153) 내에 위치된다. 상기 오일저장공간(154)은 상기 크랭크실(131)로부터 유입되는 오일(Oil)이 저장되는 일종의 공간이다. 상기 오일저장공간(154)은 상기 제2연결로(118) 및 압력공급통로(155)를 통해 상기 크랭크실(131)의 내부로 오일을 공급하는 역할도 한다.

상기 오일저장공간(154)의 체적은 상기 토출실(153)의 체적의 5% 이상 20% 미만인 것이 바람직하다. 이는 상기 오일저장공간(154)의 체적이 상기 토출실(153) 체적의 5% 미만일 경우, 상기 오일저장공간(154)에 충분한 양의 오일이 저장되지 못한다. 그리고, 상기 오일저장공간(154)의 체적이 상기 토출실(153) 체적의 20% 이상일 경우, 상기 토출실(153)의 체적이 줄어들어 상기 토출실(153)로 토출되는 냉매의 양이 줄어들게 된다.

상기 실린더블럭(110)의 제2연결로(118)와 마주보는 상기 후방하우징(150)에는 압력공급통로(155)가 형성된다. 상기 압력공급통로(155)는 상기 제어밸브(180)의 제어에 의해 상기 토출실(153)로부터 고압의 냉매 일부가 상기 크랭크실(131)을 향해 이동하도록 안내하는 역할을 한다. 즉, 상기 제어밸브(180)의 제어에 의해 상기 토출실(153)로부터 냉매가 상기 오일저장공간(154)으로 이동하고, 상기 오일저장공간(154)으로 이동된 냉매는 상기 압력공급통로(155)를 통해 상기 제2연결로(118)를 이동하여 상기 크랭크실(131)로 이동하게 된다.

상기 흡입실(151)과 상기 오일저장공간(154) 사이에는 오일 및 압력배출통로(156)가 형성된다. 상기 오일 및 압력배출통로(156)는 상기 오일저장공간(154)에 저장된 오일을 상기 흡입실(151)로 공급하는 통로 역할을 한다. 상기 오일 및 압력배출통로(156)의 입구는 도 4를 기준으로 정면에서 보았을 때, 상기 오일저장공간(154)의 중심보다 높은 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 상기 오일저장공간(154)을 통해 오일이 임의로 흡입실(151)로 빠져나가는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기 실린더블럭(110)의 제1연결로(116)와 마주보는 상기 후방하우징(150)에는 압력배출통로(158)가 형성된다. 상기 압력배출통로(158)는 상기 제1연결로(116)와 상기 오일저장공간(154)을 연결하는 역할을 한다. 상기 압력배출통로(158)는 상기 크랭크실(131)로부터 상기 오일저장공간(154)으로 냉매가 이동하도록 하기 위한 부분이다. 즉, 상기 크랭크실(131)로부터 상기 압력배출통로(158)를 통해 이동한 냉매는 상기 흡입실(151)로 이동하게 된다.

상기 실린더블럭(110)과 후방하우징(130) 사이에는, 상기 흡입실(151) 및 토출실(153)을 형성하면서, 상기 실린더보어(111)와 토출실(153) 사이에서의 냉매의 흐름을 단속하기 위한 밸브어셈블리(160)가 설치된다. 상기 토출실(153)은 실린더보어(111)와의 압력차에 의하여, 각각 선택적으로 실린더보어(111)와 연통하게 되면서 냉매를 이동시키게 된다. 이때, 상기 밸브어셈블리(160)는 상기 실린더보어(111)와 토출실(153)의 압력차에 기초하여 냉매의 흐름을 단속하게 된다.

그리고 상술한 실린더블럭(110), 전방하우징(130), 그리고 후방하우징(150)은 볼트(미도시)에 의하여 체결된다. 즉, 다수개의 볼트가 실린더블럭(110)과 전방하우징(130)을 관통하여 후방하우징(150)에 체결되는 것에 의하여, 전체적인 압축기의 조립이 완성되는 것이다.

다음으로 상기 실린더보어(111)에서 직선왕복운동을 수행하면서 냉매를 압축시키는 피스톤(112)을 구동시키기 위한 구성에 대하여 살펴보기로 한다.

상기 피스톤(112)을 동작시키기 위한 구동원은 자동차의 엔진에서 전달되는 구동력이다. 엔진에서의 구동력이 회전축(140)으로 전달되어 회전축(140)이 회전하게 된다. 상기 회전축(140)은 상기 전방하우징(130)에 형성된 축공(133)을 관통하여 실린더블럭(110)의 센터보어(113)에 결합된다. 상기 회전축(140)은 상기 엔진에서 전달되는 회전력에 기초하여 회전가능하게 지지된다.

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(151)과 연통되게 유로(미도시)가 형성된다. 상기 유로는 상기 회전밸브(141)의 일단부로부터 열려있다. 상기 유로와 상기 연통로(114)를 선택적으로 연통시키기 위해 상기 회전밸브(141)의 외면으로부터 유로출구(142)가 형성된다.

상기 회전축(140)에는 로터(142)가 설치된다. 상기 로터(142)는 상기 회전축(140)의 중앙을 관통하고, 회전축(140)과 일체로 회전되도록 상기 크랭크실(131)에 설치된다. 상기 로터(142)는 대략 원판상으로 상기 회전축(140)에 고정되어 설치된다.

그리고 상기 회전축(140)에는 사판(144)이 설치된다. 상기 사판(144)은 상기 로터(142)와 힌지결합되어 함께 회전된다. 상기 사판(142)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 사판(144)은 그 가장자리가 상기 피스톤(112)들과 슈(146)를 통해 연결된다. 즉, 상기 피스톤(112)의 연결부(115)에 상기 사판(144)의 가장자리가 슈(146)를 통해 연결되어 사판(148)의 회전에 의해 상기 피스톤(112)이 실린더보어(111) 내에서 직선왕복운동하도록 한다.

가변 용량형 사판식 압축기의 제어밸브(180)는 밸브부(미도시)를 통하여 토출실(153)에서 토출되는 고압의 냉매의 일부를 상기 크랭크실(131)로 안내하면서 그 유량을 제어하는 것에 의하여 크랭크실(131) 내의 압력을 제어하기 위한 것이다.

상기 제어밸브(180)의 밸브부는 토출실(153)과 크랭크실(131)을 선택적으로 연통시키는 역할을 한다. 이러한 밸브부가 열리면, 토출실(153)로 토출되는 고압의 냉매의 일부가 상기 크랭크실(131)로 유입되어 크랭크실(131)의 압력을 높일 수 있게 된다. 상기 크랭크실(131)의 압력이 높아진다는 것은 실질적으로 사판(144)의 경사각이 작아지는 것, 즉, 회전축(140)에 대하여 대략 직각 상태를 유지하는 것을 의미한다. 따라서 이러한 상태는 피스톤(112)의 행정이 최소화되어 압축 및 토출되는 냉매가 최소화된다. 그리고 압축기의 구동을 시작하게 되면 상기 크랭크실(131)의 압력이 낮아져야 하는데, 이는 크랭크실(131)의 냉매를 흡입실(151)로 배출시키는 것에 의하여 이루어진다. 이때, 냉매는 상기 크랭크실(131)로부터 상기 제1연결로(116)와 압력배출통로(158)를 통해 상기 오일저장공간(154)으로 이동하게 되고, 상기 오일저장공간(154)으로 이동된 냉매는 상기 오일 및 압력배출통로(156)를 통해 상기 흡입실(151)로 배출된다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 가변용량형 사판식 압축기의 동작을 도 5를 참고로 하여 살펴보기로 한다.

압축기의 구동이 시작되면, 엔진에서의 회전력은 회전축(140)을 회전시키게 된다. 상기 회전축(140)의 회전은 사판(144)을 통하여 피스톤(112)을 직선왕복운동시키게 된다. 상기 피스톤(112)의 직선왕복운동에 의하여, 실린더보어(111) 내부의 냉매는 압축되어, 토출실(153)로 토출된다.

그리고 상기 흡입실(141)로 외부로부터 전달된 냉매는 상기 회전축(140)의 회전밸브(141)에 구비된 유로로 전달된다. 상기 유로로 전달된 냉매는 상기 회전축(140)의 회전에 따라 상기 유로출구(142)가 각각의 실린더보어(111)와 각각의 연통로(114)를 통해 순차적으로 연통됨에 의해 각각의 실린더보어(111)로 전달된다.

한편, 상기 사판(144)의 각도는 상기 제어밸브(180)에 의해 제어된다. 상기 제어밸브(180)를 통해 상기 토출실(153)에 있는 냉매가 상기 오일저장공간(154)으로 이동된다. 이때, 냉매와 섞인 오일이 상기 오일저장공간(154)을 선회하면서 냉매로부터 분리되고, 오일이 함유된 냉매의 일부는 상기 압력공급통로(155)를 통해 상기 제2연결로(118)로 이동하게 된다. 그리고 냉매는 도 5에 도시된 화살표 A 방향으로 상기 제2연결로(118)를 따라 계속 이동하게 되어 상기 크랭크실(131)로 전달된다.

냉매가 상기 제2연결로(118)를 통해 상기 크랭크실(131)로 전달되면, 상기 크랭크실(131)의 압력에 의해 상기 사판(144)의 각도가 조절된다. 즉, 상기 사판(144)이 회전축(140)에 대해 대략 직교하게 세워지면서 피스톤(112)의 이동행정이 짧아지게 되어 토출용량이 줄어들게 된다.

그리고 압축기의 구동을 시작하게 되면 상기 크랭크실(131)의 압력이 낮아져야 하는데, 이는 크랭크실(131)의 냉매를 흡입실(151)로 배출시키는 것에 의하여 이루어진다. 즉, 사판(144)의 경사각을 크게 하여 행정 길이를 최대화하기 위해서는 상기 크랭크실(131)의 압력을 낮추도록 제어해야 한다. 이를 위하여 크랭크실(131)의 내부의 고압 냉매는, 도 5에 도시된 화살표 B 방향으로, 상기 제1연결로(116)를 통해 빠져나와 상기 제1연결로(116)와 연통되게 형성된 상기 압력배출통로(158)를 통해 상기 오일저장공간(154)으로 빠져나갈 수 있도록 구성되어 있다.

이와 같이 상기 압력공급통로(155)를 빠져나온 냉매와 섞인 오일은 상기 오일저장공간(154)을 선회하면서 분리되고, 오일이 함유된 냉매는 도 4 또는 도 5에 도시된 화살표 C 방향으로 상기 오일 및 압력배출통로(156)를 통해 상기 흡입실(151)로 이동되고, 상기 흡입실(151)로 이동된 냉매는 상기 회전축(140)의 회전밸브(141)에 구비된 유로로 전달된다. 상기 유로로 전달된 냉매는 상기 회전축(140)의 회전에 따라 상기 유로출구(142)가 각각의 실린더보어(111)와 각각의 연통로(114)를 통해 순차적으로 연통됨에 의해 각각의 실린더보어(111)로 전달된다.

이때, 상기 오일 및 압력배출통로(156)의 입구는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 오일저장공간(154)의 중심보다 높은 위치에 형성되어 있으므로, 상기 오일저장공간(154)에 저장되는 오일이 어느 정도 찼을 때, 냉매와 함께 상기 오일 및 압력배출통로(156)를 통해 상기 흡입실(151)로 빠져나간다.

이와 같이, 상기 크랭크실(131)을 빠져나온 냉매는 상기 제1연결로(116) 및 압력배출통로(158)를 통해 상기 오일저장공간(154)으로 이동하여 선회하면서 유분리되고, 상기 오일 및 압력배출통로(156)로 빠져나온 냉매의 일부는 상기 흡입실(151)로 이동하여 상기 실린더보어(111)의 내부로 유입되므로, 냉매에 함유된 오일이 상기 압축기(100) 내를 순환하게 되어, 상기 크랭크실(131) 내부 온도를 일정하게 유지하게 된다.

그리고 상기 크랭크실(131)로 유입되는 냉매는 상기 오일저장공간(154)을 통과하여 상기 크랭크실(131) 내부로 공급된다. 즉, 냉매가 상기 오일저장공간(154)을 통과하면서 오일과 함께 상기 크랭크실(131) 내로 공급되므로, 상기 크랭크실(131)의 내부에 항상 충분한 양의 오일이 머무를 수 있게 된다.

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

100: 압축기 110: 실린더블럭
111: 실린더보어 112: 피스톤
116: 제1연결로 118: 제2연결로
130: 전방하우징 131: 크랭크실
140: 회전축 144: 사판
150: 후방하우징 151: 흡입실
153: 토출실 154: 오일저장공간
155: 압력공급통로 156: 오일 및 압력배출통로
158: 압력배출통로

Claims (6)

1. 다수개의 실린더보어(111)가 구비되는 실린더블럭(110)과;
   상기 실린더블럭(110)의 전방에 결합되어 내부에 크랭크실(131)을 형성하는 전방하우징(130);
   상기 실린더블럭(110)의 후방에 결합되고, 내부에 흡입실(151)과 토출실(153)이 형성되는 후방하우징(150);
   상기 전방하우징(130)과 실린더블럭(110)의 중앙을 관통하여 설치되어 회전되고, 상기 크랭크실(131) 내에 경사가 가변되게 위치된 사판(144)과 결합하여 함께 회전되는 회전축(140)을 포함하여 구성되는 가변용량형 사판식 압축기에 있어서;
   상기 후방하우징(150) 내에는 냉매로부터 분리되는 오일이 저장되고, 상기 크랭크실(131)의 내부로 오일을 공급하는 오일저장공간(154)이 형성됨과 동시에 상기 크랭크실(131)과 연통되는 적어도 두 개 이상의 연통로(155,158)가 형성됨을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 오일저장공간(154)은, 상기 토출실(153) 내에 위치되며, 상기 연통로(155,158)는 상기 실린더블럭(110)에 형성된 제1연결로(116) 및 제2연결로(118)와 각각 연통됨을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 연통로(155,158) 중 상기 제1연결로(116)와 연통되는 연통로는, 상기 크랭크실(131)과 상기 오일저장공간(154)을 연결하는 압력배출통로(158)임을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 연통로(155,158) 중 상기 제2연결로(118)와 연통되는 연통로는, 상기 크랭크실(131)과 상기 오일저장공간(154)을 연결하는 압력공급통로(155)임을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.
5. 제 3항 또는 4항에 있어서,
   상기 흡입실(151)과 상기 오일저장공간(154) 사이에는 오일 및 압력배출통로(156)가 형성되고, 상기 오일 및 압력배출통로(156)의 입구는 상기 오일저장공간(154)의 중심보다 높은 위치에 형성됨을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.
6. 제 2항에 있어서,
   상기 오일저장공간(154)의 체적은 상기 토출실(153)의 체적의 5% 이상 20% 미만임을 특징으로 하는 가변용량형 사판식 압축기.

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