KR101800511B1 - 용량 가변형 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 실린더 블럭과, 상기 실린더 블럭에 대하여 회전이 가능하게 배치되고 중심축상으로 형성되는 제1 냉매 유입로와 상기 제2 냉매 유입로의 일단으로 연결되고 중심축에 대하여 관통되는 제2 냉매 유입로가 형성되는 구동축과, 상기 구동축 둘레에 설치되어 상기 피스톤과 연결되는 사판과, 흡입실, 토출실 및 크랭크실이 형성되는 하우징 및 상기 사판의 경사각을 조정하여 토출용량을 조절하는 용량제어밸브를 포함하는 용량 가변형 사판식 압축기로서, 상기 흡입실과 상기 크랭크실이 연통되도록 형성되는 유동로; 상기 크랭크실의 압력에 대응하여 상기 유동로를 통한 냉매 공급을 단속하는 공급 제어 밸브; 및 일단은 상기 유동로의 일단과 교차 연결되고, 타단은 상기 흡입실과 연결되는 압력 유입로를 통해 상기 흡입실의 압력을 인가받을 수 있도록 형성되어 상기 공급 제어 밸브가 배치되는 밸브 배치로; 를 포함하는 용량 가변형 사판식 압축기를 제공한다.
본 발명은, 사판식 압축기의 흡입실과 크랭크실을 연결하는 유로에 사판의 경사각 변화에 대응하여 유로를 개폐하는 밸브를 배치하고, 사판 경사각이 최대인 경우와 사판 경사각이 최대각에서 그 이하로 변화되는 경우에 대응하여 밸브의 개폐를 단속함으로써 크랭크실의 압력이 공급될 수 있도록 하여, 압축기의 사판 경사각 변화가 용이하게 한다.

Description

용량 가변형 사판식 압축기{Variable Displacement Swash Plate Type Compressor}

본 발명은 용량 가변형 사판식 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사판식 압축기에서 사판의 경사가 최대인 상태에서 오일의 과다 유출을 방지하고, 사판의 경사각이 가변되는 동안에는 밸브를 통하여 크랭크실의 압력이 공급되도록 하여 사판의 경사각 이동이 용이하도록 하는 용량 가변형 사판식 압축기에 관한 것이다.

압축기는 외부의 동력을 공급받아 유체를 압축하는 장치로서, 공조 장치 또는 냉각 장치 등에서 많이 사용된다. 이중, 자동차용 공조장치를 구성하는 압축기는 동력원으로부터 공급되는 동력을 전자클러치의 단속 작용에 의하여 선택적으로 전달받고, 증발기로부터 냉매가스를 내부에 흡입하여 피스톤의 직선왕복운동에 의하여 압축한 후 응축기 측으로 토출한다.

자동차용 공조장치의 압축기로 많이 사용되고 있는 일반적인 사판식 압축기는, 엔진의 동력을 전달받는 구동샤프트에 일정한 경사각을 가진 디스크 형상의 사판이 설치되어 구동샤프트에 의해 회전하고, 상기 사판의 회전에 의하여 사판의 둘레를 따라 슈(shoe)를 통해 연결된 복수의 피스톤들이 실린더 블럭에 형성된 다수의 실린더보어 내부에서 직선 왕복 운동함으로써 냉매가스를 흡입하고 압축하여 배출하도록 구성된다.

여기서, 사판의 경사는 압축기의 흡입실, 크랭크실, 토출실의 압력에 따라 변화될 수 있다.

압축기의 동작 초기, 크랭크실의 압력이 상대적으로 높아 사판의 경사각이 최대가 될 수 있다. 사판이 최대경사각 상태에서 압축기가 운전되는 경우, 오일이 사판실에서 외측으로 이동하지 않는다. 그리고, 사판의 경사각이 최대인 경우 크랭크실의 압력이 상대적으로 높아 토출실로 오일이 과도하게 유출되고 이로 인해 윤활 능력이 저하되어 사판의 경사각 이동이 용이하지 않은 문제점이 있다.

압축기의 동작이 진행됨에 따라 토출실과 흡입실의 압력이 균형을 이루어 사판의 경사각이 낮아질 수 있다. 여기서, 사판이 가변되는 상태에서 운전되거나 또는 사판이 최소각 상태에서 운전되는 경우, 사판과 러그플레이트 사이에 구성된 유입구를 통한 냉매 유입 시, 압축기의 고속회전으로 인해 오일이 분리된 냉매만 유입되므로, 오일의 유입량이 부족한 문제점이 있다.

또한, 냉매와 분리된 오일이 압축기의 크랭크실 내부에 과다하게 잔류하는 경우에는 유로상에서 저항이 발생하여 압축기의 동작 효율이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 크랭크실 내부의 사판이 최대 경사각에 있거나 최대경사각에서 변화되려고 하는 경우, 토출실로 오일이 과도하게 유출되어 윤활 능력이 저하되는 것을 방지하기 위하여 오일의 공급을 제어하는 밸브를 필요로 하는 문제점이 있다.

선행기술로서 대한민국 공개특허 2011-21011호 '용량가변형 압축기'가 개시되었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 사판식 압축기의 흡입실과 크랭크실을 연결하는 유로 상에 사판의 경사각 변화에 대응하여 유로를 개폐하는 밸브를 배치하고, 사판 경사각이 최대인 경우와 사판 경사각이 최대각에서 그 이하로 변화되는 경우에 대응하여 밸브의 개폐를 단속함으로써 크랭크실의 압력이 공급될 수 있도록 하여, 압축기의 사판 경사각 변화가 용이하게 하는 용량 가변형 사판식 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 냉매와 분리된 오일이 압축기의 크랭크실 내부에 과다하게 잔류하여 유로상에서 저항이 발생되는 것을 방지할 수 있는 용량 가변형 사판식 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 크랭크실 내부의 사판이 최대 경사각에 있거나 최대경사각에서 변화되려고 하는 경우, 토출실로 오일이 과도한 유출을 방지하여 윤활 능력이 유지되도록 하는 용량 가변형 사판식 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 실린더 블럭과, 상기 실린더 블럭에 대하여 회전이 가능하게 배치되고 중심축상으로 형성되는 제1 냉매 유입로와 상기 제2 냉매 유입로의 일단으로 연결되고 중심축에 대하여 관통되는 제2 냉매 유입로가 형성되는 구동축과, 상기 구동축 둘레에 설치되어 상기 피스톤과 연결되는 사판과, 흡입실, 토출실 및 크랭크실이 형성되는 하우징 및 상기 사판의 경사각을 조정하여 토출용량을 조절하는 용량제어밸브를 포함하는 용량 가변형 사판식 압축기로서, 상기 흡입실과 상기 크랭크실이 연통되도록 형성되는 유동로; 상기 크랭크실의 압력에 대응하여 상기 유동로를 통한 냉매 공급을 단속하는 공급 제어 밸브; 및 일단은 상기 유동로의 일단과 교차 연결되고, 타단은 상기 흡입실과 연결되는 압력 유입로를 통해 상기 흡입실의 압력을 인가받을 수 있도록 형성되어 상기 공급 제어 밸브가 배치되는 밸브 배치로; 를 포함하는 용량 가변형 사판식 압축기를 제공한다.

상기 공급 제어 밸브는, 원통형으로서 중심축상에 제1 관통홀과, 일단은 상기 고정캡의 측면을 통해 상기 압력 유입로로 배치되고 타단은 상기 제1 관통홀로 배치되는 제2 관통홀이 형성되며, 밸브 플레이트 상에 배치되는 고정캡과, 원통형으로서, 일단은 사다리꼴 또는 반구형태이고, 타단으로는 상기 제1 관통홀을 개폐하는 개폐 로드가 돌출되는 동작캡과, 상기 고정캡과 상기 동작캡 사이에 배치되고 상기 동작캡에 대하여 탄성력을 인가하여 상기 동작캡이 상기 유동로를 개폐할 수 있도록 하는 스프링을 포함할 수 있다.

상기 동작캡의 직경은 상기 밸브 배치로의 직경에 대응할 수 있다.

상기 동작캡의 단부 측면으로 접하는 상기 밸브 배치로의 단부는 단면이 첨부(尖部) 형태일 수 있다.

상기 스프링의 직경은 상기 밸브 배치로의 직경에 대응할 수 있다.

상기 공급 제어 밸브는, 원통형으로서 중심축상에 제1 관통홀과, 일단은 상기 고정캡의 측면을 통해 상기 압력 유입로로 배치되고 타단은 상기 제1 관통홀로 배치되는 제2 관통홀이 형성되는 고정캡과, 원통형으로서, 일단은 사다리꼴 또는 반구형태이고, 타단으로는 상기 제1 관통홀을 개폐하는 개폐 로드가 돌출되는 동작캡과, 상기 고정캡과 상기 동작캡 사이에 배치되고 상기 동작캡에 대하여 탄성력을 인가하여 상기 동작캡이 상기 유동로를 개폐할 수 있도록 하는 스프링과, 관 형태로서, 내측으로 상기 고정캡, 동작캡 및 스프링이 배치되고, 일측으로는 상기 유동로에 대응하는 유동홀이 형성되며, 내측 일단으로는 상기 동작캡의 일단의 측면과 접하는 이탈 방지단이 돌출되는 밸브 케이스를 포함할 수 있다.

상기 밸브 케이스의 직경은 상기 밸브 배치로의 직경에 대응할 수 있다.

상기 동작캡의 직경은 상기 밸브 케이스의 내경에 대응할 수 있다.

상기 이탈 방지단의 단부는 첨부(尖部) 형태일 수 있다.

상기 스프링의 직경은 상기 밸브 케이스의 내경에 대응할 수 있다.

상기 밸브 케이스의 일단으로는 상기 제2 관통홀과 연통하는 제3 관통홀이 형성될 수 있다.

상기 공급 제어 밸브는, 상기 크랭크실과 흡입실의 압력차가 상기 스프링의 탄성력보다 작으면 상기 동작캡은 상기 유동로를 폐쇄하고, 상기 크랭크실과 흡입실의 압력차가 상기 스프링의 탄성력보다 크면 상기 동작캡은 상기 유동로를 개방하여, 상기 유동로에서 상기 흡입실로 냉매 이동이 이루어지도록 할 수 있다.

상기와 같은 본 발명은, 사판식 압축기의 흡입실과 크랭크실을 연결하는 유로에 사판의 경사각 변화에 대응하여 유로를 개폐하는 밸브를 배치하고, 사판 경사각이 최대인 경우와 사판 경사각이 최대각에서 그 이하로 변화되는 경우에 대응하여 밸브의 개폐를 단속함으로써 크랭크실의 압력이 공급될 수 있도록 하여, 압축기의 사판 경사각 변화가 용이하게 한다.

또한, 본 발명은 냉매와 분리된 오일이 압축기의 크랭크실 내부에 과다하게 잔류하여 유로상에서 저항이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 크랭크실 내부의 사판이 최대 경사각에 있거나 최대경사각에서 변화되려고 하는 경우, 토출실로 오일이 과도한 유출을 방지하여 윤활 능력이 유지되도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용량 가변형 사판식 압축기의 구성의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 용량 가변형 사판식 압축기에서 사용하는 공급 제어 밸브의 구성의 일 예를 나타내는 분해도면이다.
도 3과 도 4는 도 2에 도시된 공급 제어 밸브를 사용하는 용량 가변형 사판식 압축기의 동작을 나타내는 동작 상태도이다.
도 5는 도 1에 도시된 용량 가변형 사판식 압축기에서 사용하는 공급 제어 밸브의 구성의 다른 예를 나타내는 분해도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 용량 가변형 사판식 압축기에서 사용하는 공급 제어 밸브의 구성의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 7과 도 8은 도 5에 도시된 공급 제어 밸브를 사용하는 용량 가변형 사판식 압축기의 동작을 나타내는 동작 상태도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용량 가변형 사판식 압축기의 구성의 일 예를 나타내는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 측면에 따른 용량 가변형 사판식 압축기(100)는 유동로(150), 공급 제어 밸브(170) 및 밸브 배치로(160)를 포함한다.

본 발명에 따른 사판식 압축기(100)는 기본적으로 실린더 블록(110), 전방 하우징(120), 밸브 플레이트(140) 및 후방 하우징(130)을 포함한다.

실린더 블록(110)은 압축기의 몸체를 이룬다. 실린더 블록(110)의 내측으로는 서로 평행한 복수의 실린더 보어가 포함될 수 있다. 실린더 블록(110)은 사판식 압축기에서는 널리 알려진 구성이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

전방 하우징(120)은 실린더 블록(110)의 전방으로 결합된다. 전방 하우징(120)의 내측으로는 크랭크실(122)이 구비될 수 있다. 여기서, 크랭크실(122)의 내측으로는 구동축(124) 둘레를 따라 러그 플레이트(125)와 사판(126)이 설치될 수 있다.

그리고, 러그 플레이트(125)와 사판(126)이 설치되어 있는 구동축(124) 상으로는 냉매가 유입되는 제1 냉매 유입로(124a)와 제2 냉매 유입로(124b)가 형성되어 있다.

제1 냉매 유입로(124a)는 구동축(124)의 중심축상에 형성되어 있고, 제2 냉매 유입로(124b)는 구동축(124)의 일단의 외주면에서 제1 냉매 유입로(124a)의 일단으로 수직으로 관통 배치되어 있다. 따라서, 제2 냉매 유입로(124b)를 통해 유입된 냉매는 제1 냉매 유입로(124a)를 통해 유동할 수 있다. 또한, 냉매 유입시, 구동축(124)의 회전에 의해 오일이 분리된 상태로서 냉매가 유입된다.

밸브 플레이트(140)는 소정의 두께를 갖는 판 형태로서, 실린더 블록(110)의 후방으로 배치된다.

후술하는 밸브 플레이트(140)의 배치 시, 압축기의 흡입실과 크랭크실을 연결하는 유체 공급로와 교차하는 부위에는 소정의 직경으로 CS홀이 관통 형성될 수 있다.

후방 하우징(130)은 실린더 블록(110)의 후방으로 배치된다. 이때, 후방 하우징(130)과 실린더 블록(110) 사이에는 밸브 플레이트(140)가 개재된다.

유동로(150)는 전방 하우징(120)의 크랭크실(122)과 후방 하우징(130)의 토출실을 연결하여, 크랭크실(122)과 토출실 사이에 유체가 유동할 수 있도록 한다. 유동로(150)는 크랭크실(122)과 토출실 사이를 최단 거리 즉, 직선으로 연결하여 유체 유동을 용이하게 하는 것이 바람직하다.

본 실시예에서, 유동로(150)는 압축기(100)의 중심축에 대하여 사선으로 배치되어 있으나, 사용자의 필요에 따라 압축기(100)의 중심축과 평행하게 형성될 수도 있다.

또한, 밸브 배치로(160)의 단부 즉, 후술하는 동작캡(174)의 일단이 접촉하는 부위는 동작캡(174)의 단부와 접하는 면적이 최소가 될 수 있도록 형성된다. 즉, 동작캡(174)의 단부가 반구 형태로 돌출되어 있거나, 동작캡(174)의 단부가 사다리꼴 형태라면, 도면에 도시되어 있는 바와 같이 동작캡(174)의 단부 측면과 접하는 밸브 배치로(160)의 단부는 단면 형태가 소정의 첨부(尖部) 형태인 것이 바람직하다.

밸브 배치로(160)는 실린더 블록 내측에 관통 형성될 수 있다. 밸브 배치로(160) 상에는 후술하는 공급 제어 밸브가 배치된다.

밸브 배치로(160)의 일단은 유동로(150)로 연결되고, 타단은 흡입실(132)로 연결될 수 있다. 여기서, 밸브 배치로(160)와 흡입실(132)의 연결을 용이하게 하기 위해, 밸브 배치로(160)의 타단으로는 압력 유입로(180)가 압축기(100)의 중심축에 대하여 직교하는 방향으로 형성될 수 있다.

압력 유입로(180)는 압축기(100)의 중심축에 대하여 직교하는 방향으로 형성되어, 흡입실(132)의 압력이 밸브 배치로(160)로 인가될 수 있도록 한다. 또한, 압력 유입로(180)는 밸브 플레이트(140)를 따라 형성될 수 있다.

밸브 플레이트(140) 상에서, 압력 유입로(180)가 흡입실(132)로 연결되는 부위에는 소정의 홀이 형성될 수 있다.

공급 제어 밸브(170)는 흡입실(132)의 냉매 토출 압력을 인가받아 동작하여 유동로(150)를 통해 유체 공급을 단속할 수 있다. 여기서, 유체는 압축기에 의해 공급되는 냉매일 수 있다. 유체는 압축기의 용도에 따라 변경될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 용량 가변형 사판식 압축기에서 사용하는 공급 제어 밸브의 구성의 일예를 나타내는 분해도면이다.

공급 제어 밸브(170)는 고정캡(172), 동작캡(174) 및 스프링(176)을 포함한다.

고정캡(172)은 소정의 높이와 직경을 갖는 원통형으로서, 밸브 플레이트 상에 배치된다.

고정캡(172)은 중심축상에 소정의 직경을 갖는 제1 관통홀(173a)이 형성된다, 그리고, 고정캡(172)의 중심축에 직교하는 방향으로 제2 관통홀(173b)이 형성된다. 제2 관통홀(173b)의 일단은 제1 관통홀(173a)로 연결되고, 타단은 고정캡(172)의 외주면으로 향하여 형성된다. 이때, 제2 관통홀(173b)의 타단은 후술하는 압력 유입로(180)와 연결될 수 있도록 배치될 수 있다. 그리고, 제2 관통홀(173b)은 고정캡(172)의 저면상에 홈 형태로 형성될 수도 있다.

제1 관통홀(173a)과 제2 관통홀(173b)은 흡입실(132)로부터 인가되는 압력을 후술하는 동작캡(174)으로 전달한다.

동작캡(174)은 소정의 높이와 직경을 갖는 원통형으로서, 일단은 사다리꼴 형태 또는 반구 형태로 돌출될 수 있다. 동작캡(174)의 타단으로는 소정의 직경과 길이를 갖는 개폐 로드(175)가 돌출된다. 개폐 로드(175)는 동작캡(174)의 이동에 따라 제1 관통홀(173a)을 개폐할 수 있다.

여기서, 개폐 로드(175)는 소정의 길이와 직경으로 형성된다. 여기서, 개폐 로드(175)의 직경은 후술하는 스프링(176)의 내경에 대응하도록 하여 동작캡(174)의 이동 시 흔들림이 발생하지 않도록 할 수 있다. 또한, 개폐 로드(175)의 직경은 제1 관통홀(173a)의 직경에 대응하도록 하여 제1 관통홀(173a)을 개폐가 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 개폐 로드(175)의 길이는 동작캡(174)의 이동에 제1 관통홀(173a)의 개폐가 이루어지는 범위에서 사용자에 의해 적절하게 설정될 수 있다.

동작캡(174)의 직경은 밸브 배치로(160)의 직경에 대응할 있다.

동작캡(174)은 흡입실(132)과 크랭크실(122)의 압력에 의해 이동하며, 밸브 배치로(160)에서 유동로(150)로 이동할 수 있다. 동작캡(174)의 이동에 의해 유동로(150)를 통한 냉매의 공급이 단속될 수 있다.

스프링(176)은 고정캡(172)과 동작캡(174) 사이에 배치되어, 동작캡(174)에 대하여 탄성력을 인가하여, 동작캡(174)의 이동을 용이하게 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 압축기의 동작을 살펴보기로 한다.

도 3과 도 4는 도 1에 도시된 용량 가변형 사판식 압축기의 동작을 나타내는 동작 상태도이다.

압축기(100)의 동작 초기에는 사판의 경사각이 최대이다. 압축기(100)의 동작 초기에는 크랭크실(122)의 압력이 낮아 크랭크실과 흡입실(132)과의 압력차가 스프링(176)의 탄성력보다 작은 상태이다. 즉, 동작캡(174)으로 인가되는 압력이 스프링(176)의 탄성력보다 작은 상태이므로, 스프링(176)의 탄성력에 의해 동작캡(174)은 도 3에 도시된 바와 같이 밸브 배치로(160)와 유동로(150)의 교차 지점에 위치하여, 유동로(150)를 폐쇄한 상태가 되도록 한다.

유동로(150)가 폐쇄된 상태에서 냉매는 제2 냉매 유입로(124b)와 제1 냉매 유입로(124a)를 통해서 흡입실(132)로 유입된다.

압축기(100)의 회전이 증가하면 크랭크실(122)의 압력이 증가할 수 있다.

압축기(100)의 동작이 진행됨에 따라, 회전수가 증가하고 압축기(100)의 사판(126)의 경사각은 최대 상태에서 그 이하로 감소된다. 이와 같이, 압축기(100)의 크랭크실(122)의 압력 증가에 따라 크랭크실(122) 압력과 흡입실(132)의 압력의 차이가 스프링(176)의 탄성력보다 커질 수 있다. 따라서, 크랭크실(122)의 압력은 동작캡(174)으로 인가되어, 동작캡(174)은 도 4에 도시한 바와 같이 밸브 배치로(160)와 유동로(150) 측에서 밸브 배치로(160) 내측으로 이동하여, 유동로(150)가 개방되어 유동로(150)에서 흡입실(132)로의 냉매 이동이 이루어질 수 있도록 하고, 이에 따라, 사판의 경사 정도의 완화가 용이하게 이루어질 수 있다.

도 5와 도 6은 본 발명에 따른 용량 가변형 사판식 압축기에서 사용하는 공급 제어 밸브의 구성의 다른 예를 나타내는 분해도면과 단면도이다.

도 5와 도 6을 참조하면, 공급 제어 밸브(270)는 고정캡(272), 동작캡(274), 스프링(276) 및 밸브 케이스(278)를 포함한다.

고정캡(272)은 소정의 높이와 직경을 갖는 원통형이다.

고정캡(272)은 중심축상에 소정의 직경을 갖는 제1 관통홀(273a)이 형성된다, 그리고, 고정캡(272)의 중심축에 직교하는 방향으로 제2 관통홀(273b)이 형성된다. 제2 관통홀(273b)은 일단은 제1 관통홀(273a)로 연결되고, 타단은 고정캡(272)의 외주면으로 향하여 형성된다. 그리고, 제2 관통홀(273b)은 고정캡(272)의 저면상에 홈 형태로 형성될 수도 있다.

제1 관통홀(273a)과 제2 관통홀(273b)은 외부로 인가되는 압력을 후술하는 동작캡(274)으로 전달한다.

동작캡(274)은 소정의 높이와 직경을 갖는 원통형으로서, 일단은 사다리꼴 형태 또는 반구 형태로 돌출될 수 있다. 동작캡(274)의 타단으로는 소정의 직경과 길이를 갖는 개폐 로드(275)가 돌출된다. 개폐 로드(275)는 동작캡(274)의 이동에 따라 제1 관통홀(273a)을 개폐할 수 있다.

여기서, 개폐 로드(275)는 소정의 길이와 직경으로 형성된다. 여기서, 개폐 로드(275)의 직경은 후술하는 스프링(276)의 내경에 대응하도록 하여 동작캡(274)의 이동 시 흔들림이 발생하지 않도록 할 수 있다. 또한, 개폐 로드(275)의 직경은 제1 관통홀(273a)의 직경에 대응하도록 하여 제1 관통홀(273a)을 개폐가 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 개폐 로드(275)의 길이는 동작캡(274)의 이동에 제1 관통홀(273a)의 개폐가 이루어지는 범위에서 사용자에 의해 적절하게 설정될 수 있다.

동작캡(274)의 직경은 후술하는 밸브 케이스(278)의 내경에 대응할 수 있다.

동작캡(274)은 흡입실(232)과 크랭크실(222)의 압력에 의해 이동하며, 밸브 케이스(278) 내측에서 이동할 수 있다. 동작캡(274)의 이동에 의해 공급되는 냉매의 공급이 단속될 수 있다.

스프링(276)은 고정캡(272)과 동작캡(274) 사이에 배치되어, 동작캡(274)에 대하여 탄성력을 인가하여, 동작캡(274)의 이동을 용이하게 한다.

밸브 케이스(278)는 소정의 길이와 내경을 갖는 관 형태로서, 그 외경은 밸브 배치로(260)의 직경에 대응한다.

밸브 케이스(278)의 내측으로는 고정캡(272), 동작캡(274) 및 스프링(276)이 배치된다.

고정캡(272)과 스프링(276)의 직경은 밸브 케이스(278)의 내경에 대응한다.

또한, 동작캡(274)의 일단이 맞닿는 밸브 케이스(278)의 내측 단부는 내주를 따라 소정 높이로 이탈 방지단(278a)이 돌출되어 있어 동작캡(274)의 이탈을 방지할 수 있다.

여기서, 이탈 방지단(278a)의 형상은 동작캡(274)의 단부와 접촉 면적이 최소화되는 형태인 것이 바람직하다.

본 실시예에서, 동작캡(274)의 단부는 사다리꼴 형태로서, 사면은 소정의 경사를 이루고 있다. 동작캡(274)의 단부에 접하는 이탈 방지단(278a)의 단부는 동작캡(274) 단부의 사면과의 접촉 면적이 최소화되도록 소정의 첨부(尖部) 형태인 것이 바람직하다.

밸브 케이스(278)의 일측으로는 냉매의 이동이 이루어지는 유동홀(278b)이 형성된다. 동작캡(274)의 이동에 따라 유동로가 개방되면 유체는 유동홀(278b)과 밸브 케이스(278)의 선단을 통해 이동한다.

또한, 밸브 케이스(278)의 일단으로는 제2 관통홀(273b)과 연통하는 제3 관통홀(278c)이 형성된다.

상기와 같이, 공급 제어 밸브(270)는 소정 크기의 밸브 케이스(278) 내측으로 동작 요소들이 배치되는 구성으로 되어 있어, 밸브 케이스(278)의 배치에 의해 공급 제어 밸브(270)의 배치가 이루어지므로, 공급 제어 밸브(270)의 관리가 보다 용이해진다.

공급 제어 밸브(270)는 흡입실(232)의 냉매 토출 압력을 인가받아 동작하여 유동로(250)를 통해 유체 공급을 단속할 수 있다. 여기서, 유체는 압축기에 의해 공급되는 냉매일 수 있다. 유체는 압축기의 용도에 따라 변경될 수 있다.

도 7과 도 8은 도 5에 도시된 공급 제어 밸브를 사용하는 용량 가변형 사판식 압축기의 동작을 나타내는 동작 상태도이다.

도 7과 도 8을 참조하여, 본 발명을 설명하기로 한다.

압축기(200)의 동작 초기에는 사판의 경사각이 최대이다. 압축기(200)의 동작 초기에는 크랭크실(222)의 압력이 낮아 크랭크실과 흡입실(232)과의 압력차가 스프링(276)의 탄성력보다 작은 상태이다. 즉, 동작캡(274)으로 인가되는 압력이 스프링(276)의 탄성력보다 작은 상태이므로, 스프링(276)의 탄성력에 의해 동작캡(274)은 도 8에 도시된 바와 같이 밸브 배치로(260)와 유동로(250)의 교차 지점인 밸브 케이스(278)의 내측 선단에 위치하여, 유동홀(278b)과 유동로(250)를 폐쇄한 상태가 되도록 한다.

유동로(250)가 폐쇄된 상태에서 냉매는 제2 냉매 유입로(224b)와 제1 냉매 유입로(224a)를 통해서 흡입실(232)로 유입된다.

압축기(200)의 회전이 증가하면 크랭크실(222)의 압력이 증가할 수 있다.

압축기(200)의 동작이 진행됨에 따라, 회전수가 증가하고 압축기(200)의 사판(226)의 경사각은 최대 상태에서 그 이하로 감소된다. 이와 같이, 압축기(200)의 크랭크실(222)의 압력 증가에 따라 크랭크실(222) 압력과 흡입실(232)의 압력의 차이가 스프링(276)의 탄성력보다 커질 수 있다.

따라서, 크랭크실(222)의 압력은 동작캡(274)으로 인가되어, 동작캡(274)은 도 8에 도시한 바와 같이 밸브 케이스(278)의 내측으로 이동하여, 유동홀(278b)과 유동로(250)가 개방되어 유동로(250)에서 흡입실(232)로의 냉매 이동이 이루어질 수 있도록 하고, 이에 따라, 사판의 경사 정도의 완화가 용이하게 이루어질 수 있다.

본 발명은, 사판식 압축기의 흡입실과 크랭크실을 연결하는 유로에 사판의 경사각 변화에 대응하여 유로를 개폐하는 밸브를 배치하여 사판 경사각이 최대인 경우에 크랭크실로 유입되는 유체의 공급을 단속하여 사판 경사각 변화가 용이하게 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명은 냉매와 분리된 오일이 압축기의 크랭크실 내부에 과다하게 잔류하여 유로상에서 저항이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 크랭크실 내부의 사판이 최대 경사각에 있거나 최대경사각에서 변화되려고 하는 경우, 토출실로 오일이 과도한 유출을 방지하여 윤활 능력이 유지되도록 한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 용량 가변형 사판식 압축기
110: 실린더 블록
120: 전방 하우징
130: 후방 하우징
140, 240: 밸브 플레이트
150, 250: 유동로
160, 260: 밸브 배치로
170, 270: 공급 제어 밸브

Claims (12)

1. 실린더 블럭과, 상기 실린더 블럭에 대하여 회전이 가능하게 배치되고 중심축상으로 형성되는 제1 냉매 유입로와 상기 제1 냉매 유입로의 일단으로 연결되고 중심축에 대하여 관통되는 제2 냉매 유입로가 형성되는 구동축과, 상기 구동축 둘레에 설치되어 피스톤과 연결되는 사판과, 흡입실, 토출실 및 크랭크실이 형성되는 하우징 및 상기 사판의 경사각을 조정하여 토출용량을 조절하는 용량제어밸브를 포함하는 용량 가변형 사판식 압축기로서,
   상기 흡입실과 상기 크랭크실이 연통되도록 형성되는 유동로;
   상기 크랭크실의 압력에 대응하여 상기 유동로를 통한 냉매 공급을 단속하는 공급 제어 밸브; 및
   일단은 상기 유동로의 일단과 교차 연결되고, 타단은 상기 흡입실과 연결되는 압력 유입로를 통해 상기 흡입실의 압력을 인가받을 수 있도록 형성되어 상기 공급 제어 밸브가 배치되는 밸브 배치로; 를 포함하고,
   상기 공급 제어 밸브는,
   원통형으로서 중심축상에 제1 관통홀과, 일단은 측면을 통해 상기 압력 유입로로 배치되고 타단은 상기 제1 관통홀로 배치되는 제2 관통홀이 형성되는 고정캡과,
   원통형으로서, 일단은 사다리꼴 또는 반구형태이고, 타단으로는 상기 제1 관통홀을 개폐하는 개폐 로드가 돌출되는 동작캡과,
   상기 고정캡과 상기 동작캡 사이에 배치되고 상기 동작캡에 대하여 탄성력을 인가하여 상기 동작캡이 상기 유동로를 개폐할 수 있도록 하는 스프링을 포함하는 용량 가변형 사판식 압축기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 고정캡은 밸브 플레이트 상에 배치되는 용량 가변형 사판식 압축기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 동작캡의 직경은 상기 밸브 배치로의 직경에 대응하는 용량 가변형 사판식 압축기.
4. 제2항에 있어서,
   상기 동작캡의 단부 측면으로 접하는 상기 밸브 배치로의 단부는 단면이 첨부(尖部) 형태인 용량 가변형 사판식 압축기.
5. 제2항에 있어서,
   상기 스프링의 직경은 상기 밸브 배치로의 직경에 대응하는 용량 가변형 사판식 압축기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 공급 제어 밸브는,
   관 형태로서, 내측으로 상기 고정캡, 동작캡 및 스프링이 배치되고, 일측으로는 상기 유동로에 대응하는 유동홀이 형성되며, 내측 일단으로는 상기 동작캡의 일단의 측면과 접하는 이탈 방지단이 돌출되는 밸브 케이스를 더 포함하는 용량 가변형 사판식 압축기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 밸브 케이스의 직경은 상기 밸브 배치로의 직경에 대응하는 용량 가변형 사판식 압축기.
8. 제6항에 있어서,
   상기 동작캡의 직경은 상기 밸브 케이스의 내경에 대응하는 용량 가변형 사판식 압축기.
9. 제6항에 있어서,
   상기 이탈 방지단의 단부는 첨부(尖部) 형태인 용량 가변형 사판식 압축기.
10. 제6항에 있어서,
    상기 스프링의 직경은 상기 밸브 케이스의 내경에 대응하는 용량 가변형 사판식 압축기.
11. 제6항에 있어서,
    상기 밸브 케이스의 일단으로는 상기 제2 관통홀과 연통하는 제3 관통홀이 형성되는 용량 가변형 사판식 압축기.
12. 제2항 또는 제6항에 있어서,
    상기 공급 제어 밸브는,
    상기 크랭크실과 흡입실의 압력차가 상기 스프링의 탄성력보다 작으면 상기 동작캡은 상기 유동로를 폐쇄하고,
    상기 크랭크실과 흡입실의 압력차가 상기 스프링의 탄성력보다 크면 상기 동작캡은 상기 유동로를 개방하여, 상기 유동로에서 상기 흡입실로 냉매 이동이 이루어지도록 하는 용량 가변형 사판식 압축기.

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