KR101741840B1

KR101741840B1 - 압축기

Info

Publication number: KR101741840B1
Application number: KR1020100124393A
Authority: KR
Inventors: 윤영섭; 송세영; 윤기한; 김재엽
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2017-05-30
Also published as: KR20120063284A

Abstract

본 발명은 압축기에 관한 것이다. 본 발명에서 후방하우징(100)의 내부에는 냉매가 흡입되는 흡입실(101)과, 압축된 냉매가 토출되는 토출실(103)이 형성된다. 상기 토출실(103)의 내부에는 머플러벽(104)이 형성된다. 상기 머플러벽(104)의 내측에는 머플러실(105)이 형성되고, 외측에는 토출실(103)이 형성된다. 상기 머플러실(105)과 흡입실(101) 사이에는 연결통로(110)가 형성된다. 상기 연결통로(110)의 내주면에는 나선형 형상의 유분리홈(111)이 형성되어 감압유분리통로(113)를 형성하며, 내부에는 유분리핀(120)이 설치된다. 상기 토출실(103)로부터 상기 머플러실(105)로 이동된 고압의 냉매는 상기 감압유분리통로(113)와 유분리핀(120)의 외주면 사이로 이동하면서 감압되고, 상기 감압유분리통로(113)를 선회하면서 냉매로부터 분리된 오일은 상기 흡입실(101)로 유입된다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 고압의 냉매가 감압유분리통로(113)와 유분리핀(120)의 외주면 사이를 이동하면서 압력이 낮아지게 되므로, 고압의 냉매를 감압하기 위한 유로를 길게 형성하지 않아도 되는 이점이 있다.

Description

압축기{Compressor}

본 발명은 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 토출실로부터 흡입실의 내부로 오일을 공급하는 과정에서 감압이 효과적으로 될 수 있도록 하는 구성을 가지는 압축기에 관한 것이다.

도 1에는 일반적인 압축기의 구성이 단면도로 도시되어 있다. 이에 따르면, 압축기(1)는 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 후방하우징(50) 사이에는, 흡입실(51) 및 토출실(53)을 형성하면서, 실린더보어(11)와 토출실(53) 사이에서의 냉매의 흐름을 단속하기 위한 밸브어셈블리(70)가 설치된다.

상기 후방하우징(50)의 내부에는 원형의 머플러벽(54)이 형성된다. 상기 머플러벽(54)은 상기 토출실(53)의 가장자리에서 소정 간격만큼 이격되어 형성된다. 상기 머플러벽(54)은 토출실(53)과 머플러실(55)을 구획한다.

상기 머플러벽(54)의 내측에는 머플러실(55)이 형성된다. 상기 머플러실(55)은 상기 토출실(53)에서 외부로 토출되는 냉매의 토출 맥동을 감소시키는 역할을 한다.

상기 머플러벽(54)에는 연통로(56)가 형성된다. 상기 연통로(56)는 상기 토출실(53)과 머플러실(55)을 연결하는 역할을 한다. 상기 토출실(53)로 토출된 냉매는 상기 연통로(56)를 통해 머플러실(55) 내로 유입된다. 상기 연통로(56)는 상기 머플러실(55)의 내부를 향해 하향경사지게 형성된다.

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 구동력이다. 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.

한편, 상기 후방하우징(50)의 토출실(53)에는 냉매로부터 오일을 분리하기 위한 유분리기(미도시)가 장착될 수 있다. 상기 토출실(53)로 토출된 냉매가 상기 유분리기를 중심으로 선회하면서 원심력에 의해 오일이 분리된다. 이와 같이 분리된 오일은 상기 토출실(53)과 흡입실(51)을 연결하는 오일회수통로(미도시)를 통해 상기 흡입실(51)로 이동하게 된다. 이때, 토출실(53)로부터 토출된 냉매는 상대적으로 고압인 상태이므로, 상기 흡입실(51)로 유입되기 위해서는 압력이 낮아져야 한다. 따라서 상기 오일회수통로는 직경이 작고, 상기 토출실(53)로부터 상기 흡입실(51)을 향해 최대한 길게 형성되는 것이 바람직하다.

하지만 압력을 낮추기 위해 형성된 상기 오일회수통로는, 상기 후방하우징(50)에 형성된 토출실(53) 및 흡입실(51) 등 상기 후방하우징(50)에 형성된 부분들을 피해 길이가 길게 형성되어야 하므로, 상기 후방하우징(50) 내에 형성될 공간이 한정되어 있다. 따라서, 상기 오일회수통로의 길이가 한정되어 있으므로, 상기 오일회수통로의 길이를 연장하기 위해서는 상기 후방하우징(50)의 크기가 커지게 된다. 이와 같이 되면 압축기(1)의 전체 크기가 커지게 되는 문제점이 있다. 그리고 상기 오일회수통로는 그 직경이 매우 작게 형성되므로, 가공이 어려운 문제점도 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 토출실과 흡입실을 연결하여 흡입실로 이동하는 고압 상태의 오일의 압력을 효과적으로 낮추는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 다수개의 실린더보어를 구비하는 실린더블럭과; 상기 실린더블럭의 전방에 결합되어 내부에 크랭크실을 형성하는 전방하우징; 그리고 상기 실린더블럭의 후방에 결합되고, 내측에는 냉매가 흡입되는 흡입실과, 상기 실린더블럭 내에서 압축된 냉매가 토출되는 토출실이 형성되는 후방하우징을 포함하여 구성되고; 상기 후방하우징에는 상기 토출실과 흡입실을 연통하는 연결통로 및 상기 연결통로에는 감압유분리수단이 설치된다.

상기 토출실은, 상기 토출실 내부에 형성되는 머플러벽에 의해 외측은 토출실로, 내측은 토출실과 연통로를 통해 연결되는 머플러실로 구획되는 것이 바람직하다.

상기 감압유분리수단은, 상기 머플러실과 상기 흡입실을 연통하는 연결통로에 위치하고, 상기 연결통로의 내주면을 둘러서는 나선형 형상의 유분리홈 및 상기 연결통로의 내주면에 압입설치되는 유분리핀에 의해 형성된 감압유분리통로를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 머플러실과 흡입실 사이를 연결하는 연결통로의 내주면에는 나선형 형상의 유분리홈이 형성되어 감압유분리통로를 형성하고, 상기 연결통로의 내부에는 유분리핀이 설치된다. 따라서 고압의 냉매가 상기 감압유분리통로와 유분리핀의 외주면 사이를 이동하면서 압력이 낮아지게 되고, 상기 감압유분리통로를 선회하면서 이동하게 되므로 냉매로부터 오일이 분리된다. 이와 같이, 고압의 냉매를 감압하기 위한 유로를 길게 형성하지 않아도 되므로, 유로의 길이를 연장하기 위해 압축기의 크기가 커질 필요가 없어, 압축기의 크기를 최소화할 수 있다.

특히, 냉매로부터 오일을 분리하기 위한 유분리기가 설치되지 않아도 상기 감압유분리통로에 형성된 유분리홈과 내부에 설치된 유분리핀에 의해 냉매의 압력이 낮아지는 것과 동시에 오일이 분리된다. 따라서, 후방하우징의 가공이 보다 단순해지므로 원가가 절감되는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 압축기의 구성이 단면도
도 2는 본 발명에 의한 압축기의 바람직한 실시예의 요부구성을 보인 단면도.
도 3은 본 발명의 요부 구성을 보인 단면도.

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

도 2에는 본 발명에 의한 압축기의 바람직한 실시예의 요부구성이 단면도로 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 요부 구성이 단면도로 도시되어 있다. 그리고 본 발명은 압축기의 후방하우징에 적용한 것으로, 이를 제외한 나머지 구조는 도 1에 도시한 바와 같이 동일하다. 따라서 압축기의 전체 구조에 대해서는 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.

후방하우징(100)은 대략 원통형상으로, 밸브어셈블리(70)가 설치된 실린더블럭(10)의 후방에 결합된다. 상기 후방하우징(100)은 상기 실린더블럭(10)과 결합하여, 상기 실린더보어(11)로 냉매를 흡입하는 흡입실(101)과 상기 실린더보어(11)에서 압축된 냉매가 토출되는 토출실(103)을 형성한다.

상기 흡입실(101)은 압축되어야 하는 냉매를 상기 실린더보어(11)의 내부로 공급하기 위한 부분으로, 상기 실린더보어(11)에 대응하는 부분의 후방하우징(150)에서 방사상으로 외측에 해당하는 부분에 형성된다. 상기 후방하우징(100)에는 흡입포트(102)가 형성된다. 상기 흡입포트(102)는 상기 후방하우징(100)의 외부로부터 들어오는 냉매를 흡입실(101)로 전달하는 역할을 한다.

상기 실린더보어(11)의 내부로 냉매가 공급된 후, 압축된 냉매가 토출되는 토출실(103)은, 상기 후방하우징(100) 중 상기 실린더블럭(10)과 마주보는 면의 중앙에 해당되는 부분에 형성된다. 상기 토출실(103)로 나온 압축된 냉매는 토출포트(미도시)를 통해 자동차에서 필요로 하는 공조를 위하여 열교환기로 공급된다.

상기 후방하우징(100)의 내부에는 머플러벽(104)이 형성된다. 상기 머플러벽(104)은 상기 토출실(103)의 가장자리에서 소정 간격만큼 이격되어 형성된다. 상기 머플러벽(104)은 대략 원통형상으로, 토출실(103)과 머플러실(105)을 구획한다. 상기 머플러벽(104)의 내측에는 머플러실(105)이 형성된다. 상기 머플러실(105)은 상기 토출실(103)에서 외부로 토출되는 냉매의 토출 맥동을 감소시키는 역할을 한다.

상기 머플러벽(104)에는 연통로(106)가 형성된다. 상기 연통로(106)는 상기 토출실(103)과 머플러실(105)을 연결하는 역할을 한다. 상기 토출실(103)로 토출된 냉매는 상기 연통로(106)를 통해 머플러실(105) 내로 유입된다. 상기 연통로(106)는 상기 머플러실(105)의 내부를 향해 경사지게 형성된다. 이는 냉매가 상기 토출실(103)로부터 상기 머플러실(105)로 원활하게 빠져나가도록 하기 위한 것이다.

상기 머플러실(105)과 상기 흡입실(101) 사이에는 연결통로(110)가 형성된다. 상기 연결통로(110)는 상기 머플러실(105)과 상기 흡입실(101)이 연결되도록 연통되어 형성된다. 상기 연결통로(110)는 도 2를 기준으로 보았을 때 상기 흡입실(101)을 향해 경사지게 형성된다. 이는 상기 머플러실(105)의 고압의 냉매가 상기 흡입실(101)로 유입되는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기 연결통로(110)의 내주면에는 유분리홈(111)이 오목하게 형성되어, 감압유분리통로(113)를 형성한다. 상기 유분리홈(111)은 상기 연결통로(110)의 입구로부터 상기 흡입실(101)을 향해 나선형 형상으로 연장되어 형성된다. 상기 감압유분리통로(113)는 상기 머플러실(105)의 내부로 이동된 고압의 냉매가 통과하면서 압력이 낮아지도록 하는 것과 동시에 냉매로부터 오일이 분리되도록 하기 위한 것이다.

상기 연결통로(110)에는 유분리핀(120)이 설치된다. 상기 유분리핀(120)은 상기 연결통로(110)의 내주면에 압입되어 고정된다. 상기 유분리핀(120)은 상기 감압유분리통로(113)와 상기 유분리핀(120)의 외주면 사이로 냉매가 흐르도록 하기 위한 것이다. 따라서 상기 머플러실(105)로 이동된 고압의 냉매가 상기 유분리핀(120)을 중심으로 상기 감압유분리통로(113)를 선회하면서 통과하므로 압력이 낮아지게 된다. 그리고 상기 감압유분리통로(113)를 통과하면서 냉매로부터 분리된 오일은 상기 머플러실(105)로부터 이동된 고압의 냉매에 의해 밀려 상기 흡입실(101)의 내부로 이동하게 된다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 압축기의 작용을 상세하게 설명한다.

압축기(1)의 구동축(20)이 회전되면, 상기 로터(24)와 함께 회전하고, 상기 로터(24)에 의해 사판(26)이 회전한다. 상기 사판(26)의 회전은 슈(19)를 통해 피스톤(14)으로 전달된다. 따라서, 상기 피스톤(14)이 실린더보어(11) 내에서 직선왕복운동하면서 냉매를 압축한다. 이때, 상기 피스톤(14)의 행정거리는 상기 사판(26)의 각도에 따라 결정된다. 상기 사판(26)의 각도는 상기 크랭크실(31) 내부로 전달되는 냉매의 압력으로 조절할 수 있다.

한편, 상기 실린더보어(11) 내로 냉매가 전달되는 것을 설명한다. 냉매는 상기 구동축(20)이 회전함에 따라, 상기 흡입포트(102)를 통해 상기 흡입실(101)로 흡입된다. 이와 같이 상기 흡입실(101)로 흡입된 냉매가 밸브어셈블리(70)를 통과하여 실린더보어(11) 내에 전달되면, 해당되는 상기 실린더보어(11)의 피스톤(14)이 상기 밸브어셈블리(70) 방향으로 이동하게 되고, 냉매의 압축이 일어난다.

상기 실린더보어(11) 내에서 압축된 냉매는 상기 밸브어셈블리(70)를 통하여 토출실(103)로 토출된다. 상기 토출실(103)로 토출된 냉매는 상기 연통로(156)를 통해 상기 머플러실(105)로 이동된다. 상기 머플러실(105)로 이동한 냉매는 도 3에 도시된 화살표 (A) 방향으로 상기 감압유분리통로(113)로 이동하게 된다. 이때, 상기 머플러실(105) 내의 냉매는 고압인 상태이므로 상대적으로 저압인 흡입실(101)로 이동하게 되는 것이다.

상기 연결통로(110)로 이동한 냉매는 상기 감압유분리통로(113)와 유분리핀(120)의 외주면 사이로 이동하게 된다. 이때, 상기 유분리홈(111)은 나선형 형상으로 형성되므로, 유로가 길어지게 되어 냉매가 상기 감압유분리통로(113)를 따라 선회하면서 압력이 낮아지게 된다. 이와 동시에 냉매와 섞인 오일이 상기 유분리홈(111)을 따라(화살표 B 방향) 선회하면서 냉매로부터 분리되고, 상기 감압유분리통로(113)로 들어오는 냉매에 의해 밀려 상기 흡입실(101)의 내부로 유입된다.

이와 같이, 머플러실(105)과 흡입실(101) 사이를 연결하는 연결통로(110)에 감압유분리통로(113)를 형성하는 유분리홈(111) 및 유분리핀(120)이 구비되어 고압의 냉매가 상기 감압유분리통로(113)와 유분리핀(120)의 외주면 사이를 이동하면서 압력이 낮아지게 되고, 냉매가 상기 감압유분리통로(113)를 선회하면서 이동하게 되므로 오일이 분리되어, 분리된 오일은 흡입실(101)로 이동하게 된다. 따라서, 고압의 냉매를 감압하기 위한 유로를 길게 형성하지 않아도 되므로, 유로의 길이를 연장하기 위해 압축기의 크기가 커질 필요가 없다. 그리고 냉매로부터 오일을 분리하기 위한 유분리기가 별도로 설치되지 않아도 냉매의 압력이 낮아지는 것과 동시에 오일이 분리된다. 따라서 후방하우징(100)의 가공이 보다 단순해지므로 원가절감되는 효과가 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.

본 실시예에서, 연결통로(110)는 머플러실(105)과 흡입실(101) 사이에 형성되지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 연결통로(110)는 토출실(103)과 흡입실(101) 사이에 형성될 수 있다.

그리고 본 실시예는 가변용량형 사판식 압축기의 구성을 가지고 설명했지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 냉매를 흡입하는 흡입실 및 압축된 냉매를 토출하는 토출실이 형성된 압축기에는 모두 적용할 수 있다.

100: 후방하우징 101: 흡입실
102: 흡입포트 103: 토출실
104: 머플러벽 105: 머플러실
106: 연통로 110: 연결통로
111: 유분리홈 113: 감압유분리통로
120: 유분리핀

Claims

다수개의 실린더보어(11)를 구비하는 실린더블럭(10)과;
상기 실린더블럭(10)의 전방에 결합되어 내부에 크랭크실(31)을 형성하는 전방하우징(30); 그리고
상기 실린더블럭(10)의 후방에 결합되고, 내측에는 냉매가 흡입되는 흡입실(101)과, 상기 실린더블럭(10) 내에서 압축된 냉매가 토출되는 토출실(103)이 형성되는 후방하우징(100)을 포함하여 구성되고;
상기 토출실(103)은, 상기 토출실(103) 내부에 형성되는 머플러벽(104)에 의해 외측은 토출실(103)로, 내측은 토출실(103)과 연통로(106)를 통해 연결되는 머플러실(105)로 구획되며,
상기 후방하우징(100)에는 상기 토출실(103)과 흡입실(101)을 연통하는 연결통로(110) 및 상기 연결통로(110)에는 감압유분리수단이 설치되되,
상기 감압유분리수단은, 상기 머플러실(105)과 상기 흡입실(101)을 연통하는 연결통로(110)에 위치하고, 상기 연결통로(110)의 내주면을 둘러서는 나선형 형상의 유분리홈(111) 및 상기 연결통로(110)의 내주면에 압입설치되는 유분리핀(120)에 의해 형성된 감압유분리통로(113)를 포함함을 특징으로 하는 압축기.
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