KR102013308B1 - 사판식 압축기의 냉매 토출 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 맥동 소음을 최소화할 수 있는 사판식 압축기의 냉매 토출 구조를 제공하는 것이 그 기술적 과제이다. 이를 위해, 본 발명의 사판식 압축기의 냉매 토출 구조는, 프론트측 토출실을 가지는 프론트 하우징, 프론트측 실린더 블록, 리어측 실린더 블록, 그리고 리어측 토출실을 가지는 리어 하우징을 포함한 사판식 압축기의 냉매 토출 구조로, 상기 프론트측 실린더 블록에 구비되는 프론트측 머플러; 상기 리어측 실린더 블록에 구비되는 리어측 머플러; 상기 프론트측 실린더 블록에 형성되며 상기 프론트측 토출실과 상기 프론트측 머플러를 연통시키는 프론트측 토출홀; 및 상기 리어측 실린더 블록에 형성되며 상기 리어측 토출실과 상기 리어측 머플러를 연통시키는 리어측 토출홀을 포함하고, 상기 프론트측 머플러와 상기 리어측 머플러는 서로 연통되고, 상기 프론트측 머플러와 상기 리어측 머플러 각각은 서로 연통되는 두 개 이상의 토출 유로를 포함한다.

Description

사판식 압축기의 냉매 토출 구조{Refrigerant discharge structure of swash plate type compressor}

본 발명은 자동차 공조용 등으로 사용되는 사판식 압축기에 관한 것이다.

일반적으로, 사판식 압축기는 자동차용 공기조화장치의 압축기로 널리 사용되는 것으로, 샤프트에 사판(swash plate)을 설치하여 샤프트를 회전시킴으로써 사판의 회전운동을 피스톤의 왕복운동으로 변환시켜 냉매가스의 흡입 및 압축을 행한다.

특히, 한국등록특허 제10-0840915호에 개시된 사판식 압축기(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 한 쌍 실린더 블록(11, 12)과, 프론트측(도 1 에서는 상측) 실린더 블록(11)에 접합된 프론트 하우징(13)(하우징 구성체)와, 리어측(도 1 에서는 하측) 실린더 블록(12)에 접합된 리어 하우징(14)(하우징 구성체)으로 구성되어 있다. 또한, 상기 프론트측 실린더 블록(11)과 프론트 하우징(13) 사이에는, 프론트측 밸브 형성체(15)가 개재되어 있음과 함께, 리어측 실린더 블록(12)과 리어 하우징(14) 사이에는 리어측 밸브 형성체(19)가 개재되어 있다.

상기 실린더 블록(11, 12)은, 블록 본체(11A, 12A), 및 그 블록 본체(11A, 12A)의 외주가장자리에 세워 설치된 둘레벽(11B, 12B)을 갖고 있다. 양 블록 본체(11A, 12A)끼리의 대향면, 및 양 둘레벽(11B, 12B)에 의해 둘러싸이는 영역에는 사판실(25)이 구획형성되어 있다. 또한, 구동축(22)이 회전 가능하게 지지되어 있다. 상기 구동축(22)은, 실린더 블록(11, 12)의 블록 본체(11A, 12A)의 중앙부에 관통형성된 축구멍(11a, 12a)에 삽입통과되어 있음과 함께, 상기 축구멍(11a, 12a)을 통하여 실린더 블록(11, 12)에 의해서 회전 가능하게 지지되어 있다.

상기 사판실(25) 내에는 사판(24)이 수용되어 있음과 함께, 그 사판(24)은, 상기 구동축(22)과 일체로 회전 가능하게 구동축(22)에 장착고정되어 있다. 상기 사판(24)의 외주부에는 슈(31)를 통하여 피스톤으로서의 양두 피스톤(30)이 계류되어 있다.

프론트측 실린더 블록(11)의 블록 본체(11A)에는, 복수의 실린더 보어(28)(예를 들어 5 개, 도 1에서는 하나의 실린더 보어(28) 만 도시)가 구동축(22)의 주위에 배열되도록 형성되어 있다. 또한, 리어측 실린더 블록(12)의 블록 본체(12A)에는, 복수의 실린더 보어(29)(예를 들어 5 개. 도 1에서는 하나의 실린더 보어(29) 만 도시)가 구동축(22)의 주위에 배열되도록 형성되어 있다. 또한, 프론트측 실린더 블록(11)의 블록 본체(11A)에는, 각 실린더 보어(28)와 축구멍(11a)을 연이어 통하게 하는 도통로(41)가 복수(예를 들어 5 개) 형성되고, 리어측 실린더 블록(12)의 블록 본체(12A)에는, 각 실린더 보어(29)와 축구멍 (12a)을 연이어 통하게 하는 도통로(42)가 복수(예를 들어 5 개) 형성되어 있다.

전후에서 쌍이 되는 실린더 보어(28, 29)에는, 상기 양두 피스톤(30)이 수용되어 있다. 구동축(22)과 일체로 회전하는 사판(24)(플레이트부 (24b))의 회전운동은, 사판(24)을 사이에 두고 형성된 한 쌍의 슈(31)를 통하여 양두 피스톤(30)에 전해져, 양두 피스톤(30)이 실린더 보어(28, 29) 내를 전후로 왕복운동한다.

이하, 기존의 사판식 압축기(10)에 있어서의 냉매의 흡입구조에 관해서 설명한다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 블록 본체 (11A, 12A)의 사판실 (25)에 면하는 측면에는 고리형상 홈부(50, 51)와 흡입 오목부(60, 61)가 형성되어 있다. 특히, 고리형상 홈부(50. 51)는 축구멍(11a, 12a)(구동축 (22))의 외주측에 그 축구멍(11a, 12a)을 둘러싸도록 형성되되 밸브시트(11c, 12c) 및 스러스트 베어링(26, 27)을 향해 개구되어 있다. 고리형상 홈부(50, 51)는 축구멍(11a, 12a) 보다 직경이 확대된 원환 형상을 이루고 있다. 또한, 블록 본체(11A, 12A)의 사판실(25)에 면하는 측면에는 가는 홈 형상으로 연장되는 복수(예를 들어 5 개)의 흡입 오목부(60, 61)가 구동축(22)의 직경방향을 따라 연장되도록 형성되어 있다. 각 흡입 오목부(60, 61)는 각각 인접하는 실린더 보어(28, 29) 사이에 1개씩 배치되고, 구동축(22)의 둘레방향에 등간격으로 배치되어 있다. 또한, 각 흡입 오목부 (60, 61)는 그 일단이 고리형상 홈부(50, 51)에 연이어 통하고, 그 타단측이 둘레벽(11B, 12B)(실린더 블록(11, 12)의 외주부)을 향해 연장되도록 형성되어 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 구동축(22)의 둘레면(22a)에 있어서, 축구멍(11a, 12a)에 대향하는 위치에는, 사판실(25)과 실린더 보어(28, 29)(압축실(28a, 29a))를 도통로(41, 42)를 통하여 연이어 통하도록 하는 흡입 통로(70)가 형성되어 있다. 2개의 흡입 통로(70)는 구동축(22)의 둘레방향으로 180도 벗어난 위치에 형성되어 있다.

따라서, 리어측 실린더 보어(29)가 흡입 행정의 상태(즉, 양두 피스톤(30)이 도 1 의 우측으로부터 좌측으로 이행하는 행정)에 있을 때는, 흡입 통로(70)가 도통로(42)와 연이어 통한다. 사판실(25)의 냉매는 모든 흡입 오목부(61)로부터 고리형상 홈부(51)로 도입되고, 그 고리형상 홈부(51)에 도입된 냉매가 흡입 통로(70)를 통하여 도통로(42)로 흡입된다. 그 결과, 실린더 보어(28)로 냉매가 흡입된다.

한편, 프론트측 실린더 보어(28)가 토출 행정의 상태(양두 피스톤(30)이 도 1 의 우측으로부터 좌측으로 이행하는 행정)에 있을 때는, 사판실(25)과 실린더 보어(28)의 연이어 통함은, 구동축(22)의 흡입 통로(70)가 형성되어 있지 않은 둘레면(22a)에 의해 차단되어 있다. 그리고, 압축실(28a) 내의 냉매가 토출구(15a)로부터 토출 밸브(15b)를 밀어 젖혀 토출압 영역이 되는 토출실(13a)로 토출된다.

그리고, 한국등록특허 제10-0840915호에는 개시되지 않았지만, 토출실(13a, 14a)로 토출된 냉매는, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 토출홀(81)을 통해 실린더 블록(11, 13)에 형성된 머플러(muffler)(80)로 모여 토출 포트(미도시)로 안내되어 외부 냉매 회로로 유출된다.

하지만, 이러한 기존의 사판식 압축기는 다음과 같은 문제가 있다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 머플러가 좁은 폭을 가지며 하나의 유로 형태로 실린더 블록(11, 12)에 길게 형성되며, 프론트측 토출실(13a)과 머플러(80)가 연통되는 프론트측 토출홀(81)과 리어측 토출실(14a)과 머플러(80)가 연통되는 리어측 토출홀(82)이 구동축의 축 방향으로 일직선 상에 놓이는 구조를 가지므로, 토출홀(81, 82)로 집중된 냉매 가스가 머플러(80)를 통해 단순히 직선 방향으로 이동되는 등 머플러(80)의 내부에서 냉매 가스가 제대로 혼합되지 않아 맥동 소음이 발생되는 문제가 있다.

본 발명의 기술적 과제는, 맥동 소음을 최소화할 수 있는 사판식 압축기의 냉매 토출 구조를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 사판식 압축기의 냉매 토출 구조는, 프론트측 토출실을 가지는 프론트 하우징, 프론트측 실린더 블록, 리어측 실린더 블록, 그리고 리어측 토출실을 가지는 리어 하우징을 포함한 사판식 압축기의 냉매 토출 구조로, 상기 프론트측 실린더 블록에 구비되는 프론트측 머플러; 상기 리어측 실린더 블록에 구비되는 리어측 머플러; 상기 프론트측 실린더 블록에 형성되며 상기 프론트측 토출실과 상기 프론트측 머플러를 연통시키는 프론트측 토출홀; 및 상기 리어측 실린더 블록에 형성되며 상기 리어측 토출실과 상기 리어측 머플러를 연통시키는 리어측 토출홀을 포함하고, 상기 프론트측 머플러와 상기 리어측 머플러는 서로 연통되고, 상기 프론트측 머플러와 상기 리어측 머플러 각각은 서로 연통되는 두 개 이상의 토출 유로를 포함한다.

상기 두 개 이상의 토출 유로는 제1 및 제2 토출 유로를 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제2 토출 유로 각각은 상기 사판식 압축기의 길이 방향으로 길게 형성될 수 있고, 상기 제1 및 제2 토출 유로는 상기 사판식 압축기의 길이 방향에 수직이 되는 방향으로 나란히 놓일 수 있고, 상기 프론트측 머플러의 상기 제1 토출 유로는 상기 리어측 머플러의 상기 제1 토출 유로와 연통될 수 있으며, 그리고 상기 프론트측 머플러의 상기 제2 토출 유로는 상기 리어측 머플러의 상기 제2 토출 유로와 연통될 수 있다.

상기 프론트측 토출홀은 상기 제1 토출 유로에 대응되게 형성될 수 있고, 상기 리어측 토출홀은 상기 제2 토출 유로에 대응되게 형성될 수 있다.

상기 제1 및 제2 토출 유로는 그 사이의 연통 부분을 중심으로 하여 좌우 대칭된 구조를 가질 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 사판식 압축기의 냉매 토출 구조는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 프론트측 토출홀과 리어측 토출홀이 연통되는 머플러가 두 개 이상의 토출 유로를 가지므로, 프론트측 토출홀과 리어측 토출홀에 대한 위치 선정이 자유로워, 그 위치 선정의 최적화로 사판식 압축기의 맥동 소음을 최소화시킬 수 있다. 특히, 프론트측 토출홀을 제1 토출 유로에 대응되게 형성시키고, 리어측 토출홀을 제2 토출 유로에 대응되게 형성시킬 경우, 냉매 유동이 머플러 내부에서 회전되는 형태를 가지므로 사판식 압축기의 맥동 소음을 더욱 줄일 수 있다.

도 1은 기존의 사판식 압축기를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2a는 기존의 사판식 압축기의 냉매 토출 구조를 프론트측 실린더 블록의 일단에서 바라본 도면이다.
도 2b는 도 2a의 냉매 토출 구조를 나타낸 요부 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사판식 압축기의 냉매 토출 구조를 프론트측 실린더 블록의 일단에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 3의 사판식 압축기의 냉매 토출 구조를 나타낸 요부 사시도이다.
도 5는 도 4의 사판식 압축기를 V-V 선으로 잘라 본 단면도이다.
도 6은 도 3의 사판식 압축기의 냉매 토출 구조를 통해 냉매가 토출되는 유동 방향을 개략적으로 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사판식 압축기의 냉매 토출 구조를 프론트측 실린더 블록의 일단에서 바라본 도면이고, 도 4는 도 3의 사판식 압축기의 냉매 토출 구조를 나타낸 요부 사시도이고, 도 5는 도 4의 사판식 압축기를 V-V 선으로 잘라 본 단면도이며, 그리고 도 6은 도 3의 사판식 압축기의 냉매 토출 구조를 통해 냉매가 토출되는 유동 방향을 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 사판식 압축기의 냉매 토출 구조는, 프론트측 토출실(도 1의 13a)을 가지는 프론트 하우징(도 1의 13), 프론트측 실린더 블록(11), 리어측 실린더 블록(12), 그리고 리어측 토출실(도 1의 14a)을 가지는 리어 하우징(도 1의 14)을 포함한 사판식 압축기의 냉매 토출 구조로, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 프론트측 머플러(110)와, 리어측 머플러(120)와, 프론트측 토출홀(130)과, 그리고 리어측 토출홀(140)을 포함한다. 이하, 도 3 내지 도 5를 계속 참조하여, 각 구성요소에 대해 상세히 설명한다.

프론트측 머플러(110)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 프론트측 실린더 블록(11)의 외주면에 구비되어, 프론트측 토출홀(130)과 리어측 토출홀(140)에서 토출되는 냉매 가스를 토출 포트(P)로 안내하는 역할을 한다.

특히, 프론트측 머플러(110)는 두 개 이상의 토출 유로(111)를 포함하므로, 프론트측 토출홀(130)과 리어측 토출홀(140)에 대한 위치 선정이 자유로워, 그 위치 선정의 최적화로 사판식 압축기의 맥동 소음을 최소화시킬 수 있다.

나아가, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 프론트측 머플러(110)가 제1 및 제2 토출 유로(111a)(111b)를 포함할 경우, 제1 및 제2 토출 유로(111a)(111b) 각각은 사판식 압축기의 길이 방향으로 길게 형성될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 토출 유로(111a)(111b)는 사판식 압축기의 길이 방향에 수직이 되는 방향으로 나란히 놓일 수 있다.

특히, 프론트측 머플러(110)의 제1 토출 유로(111a)는 리어측 머플러(120)의 제1 토출 유로(121a)와 연통되고, 프론트측 머플러(110)의 제2 토출 유로(111b)는 리어측 머플러(120)의 제2 토출 유로(121b)와 연통될 수 있다.

또한, 프론트측 머플러(110)의 제1 및 제2 토출 유로(111a)(111b)는 그 사이의 연통 부분을 중심으로 하여 좌우 대칭된 구조를 가질 수 있어, 동일한 체적 구간에서 냉매 가스의 유동이 일어나게 되어 맥동 소음을 더욱 줄일 수 있다.

리어측 머플러(120)는 리어측 실린더 블록(12)의 외주면에 구비됨과 함께 프론트측 머플러(110)와 연통되어, 리어측 토출홀(140)과 프론트측 토출홀(130)에서 토출되는 냉매 가스를 프론트측 머플러(110)와 함께 토출 포트(P)로 안내하는 역할을 한다.

특히, 리어측 머플러(120) 또한 두 개 이상의 토출 유로(121)를 포함하므로, 프론트측 머플러(110)와 함께 리어측 토출홀(140)과 프론트측 토출홀(130)에 대한 위치 선정이 자유로워, 그 위치 선정의 최적화로 사판식 압축기의 맥동 소음을 최소화시킬 수 있다.

나아가, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 리어측 머플러(120)가 제1 및 제2 토출 유로(121a)(121b)를 포함할 경우, 상술한 프론트측 머플러(110)와 동일하게, 제1 및 제2 토출 유로(121a)(121b) 각각은 사판식 압축기의 길이 방향으로 길게 형성될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 토출 유로(121a)(121b)는 사판식 압축기의 길이 방향에 수직이 되는 방향으로 나란히 놓일 수 있다.

특히, 리어측 머플러(120)의 제1 및 제2 토출 유로(121a)(121b)는, 프론트측 머플러(110)와 동일하게, 그 사이의 연통 부분을 중심으로 하여 좌우 대칭된 구조를 가질 수 있어, 동일한 체적 구간에서 냉매 가스의 유동이 일어나게 되어 맥동 소음을 더욱 줄일 수 있다.

프론트측 토출홀(130)은 프론트측 실린더 블록(11)에 형성되며 프론트측 토출실(도 1의 13a)과 프론트측 머플러(110)를 연통시키는 역할을 한다. 특히, 리어측 토출홀(140)이 리어측 머플러(120)의 제2 토출 유로(121b)에 대응되게 형성될 경우, 그 위치가 어긋나게 프론트측 토출홀(130)은 프론트측 머플러(110)의 제1 토출 유로(111a)에 대응되게 형성될 수 있다. 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 냉매 가스의 유동이 프론트측 머플러(110) 및 리어측 머플러(120)의 내부에서 회전되는 형태를 가지므로 사판식 압축기의 맥동 소음을 더욱 줄일 수 있다.

리어측 토출홀(140)은 리어측 실린더 블록(12)에 형성되며 리어측 토출실(도 1의 14a)과 리어측 머플러(120)를 연통시키는 역할을 한다.

이상에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 사판식 압축기의 냉매 토출 구조는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 프론트측 토출홀(130)과 리어측 토출홀(140)이 연통되는 머플러[프론트측 머플러(110)와 리어측 머플러(120)가 결합된 것을 통칭함]가 두 개 이상의 토출 유로(111a 또는 121a)(111b 또는 121b)를 가지므로, 프론트측 토출홀(130)과 리어측 토출홀(140)에 대한 위치 선정이 자유로워, 그 위치 선정의 최적화로 사판식 압축기의 맥동 소음을 최소화시킬 수 있다. 특히, 프론트측 토출홀(130)을 제1 토출 유로(111a 또는 121a)에 대응되게 형성시키고, 리어측 토출홀(140)을 제2 토출 유로(111b 또는 121b)에 대응되게 형성시킬 경우, 냉매 유동이 머플러의 내부에서 회전되는 형태를 가지므로 사판식 압축기의 맥동 소음을 더욱 줄일 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

11: 프론트측 실린더 블록 12: 리어측 실린더 블록
13: 프론트 하우징 13a: 프론트측 토출실
14: 리어 하우징 14a: 리어측 토출실
110: 프론트측 머플러 111: 프론트측 머플러의 토출 유로
111a: 프론트측 머플러의 제1 토출 유로
111b: 프론트측 머플러의 제2 토출 유로
120: 리어측 머플러 121: 리어측 머플러의 토출 유로
121a: 리어측 머플러의 제1 토출 유로
121b: 리어측 머플러의 제2 토출 유로
130: 프론트측 토출홀
140: 리어측 토출홀

Claims (4)

1. 프론트측 토출실을 가지는 프론트 하우징, 프론트측 실린더 블록, 리어측 실린더 블록, 그리고 리어측 토출실을 가지는 리어 하우징을 포함한 사판식 압축기의 냉매 토출 구조로,
   상기 프론트측 실린더 블록에 구비되는 프론트측 머플러;
   상기 리어측 실린더 블록에 구비되는 리어측 머플러;
   상기 프론트측 실린더 블록에 형성되며 상기 프론트측 토출실과 상기 프론트측 머플러를 연통시키는 프론트측 토출홀; 및
   상기 리어측 실린더 블록에 형성되며 상기 리어측 토출실과 상기 리어측 머플러를 연통시키는 리어측 토출홀을 포함하고,
   상기 프론트측 머플러와 상기 리어측 머플러는 서로 연통되고,
   상기 프론트측 머플러와 상기 리어측 머플러 각각은 서로 연통되는 두 개 이상의 토출 유로를 포함하며,
   상기 두 개 이상의 토출 유로는 제1 및 제2 토출 유로를 포함하고,
   상기 제1 및 제2 토출 유로 각각은 상기 사판식 압축기의 길이 방향으로 길게 형성되고,
   상기 제1 및 제2 토출 유로는 상기 사판식 압축기의 길이 방향에 수직이 되는 방향으로 나란히 놓이고,
   상기 프론트측 머플러의 상기 제1 토출 유로는 상기 리어측 머플러의 상기 제1 토출 유로와 연통되고,
   상기 프론트측 머플러의 상기 제2 토출 유로는 상기 리어측 머플러의 상기 제2 토출 유로와 연통되며,
   상기 프론트측 토출홀은 상기 제1 토출 유로에 대응되게 형성되고,
   상기 리어측 토출홀은 상기 제2 토출 유로에 대응되게 형성되며,
   상기 제1 및 제2 토출 유로는 그 사이의 연통 부분을 중심으로 하여 좌우 대칭된 구조를 가지는
   사판식 압축기의 냉매 토출 구조.
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