KR20000016867A

KR20000016867A - 용량가변형경사판식압축기및발취측제어밸브

Info

Publication number: KR20000016867A
Application number: KR1019990017533A
Authority: KR
Inventors: 가와구치마사히로
Original assignee: 이시카와 타다시; 가부시키가이샤 도요다지도숏키 세이사쿠쇼
Priority date: 1998-08-17
Filing date: 1999-05-17
Publication date: 2000-03-25
Also published as: JP2000064957A; CN1245256A; EP0980976A2; EP0980976A3; US6213727B1

Abstract

발취측제어방식의 용량가변형 경사판식압축기에 있어서, 크랭크실에의 고압냉매가스의 공급을 확실하게 하여 용량의 가변제어성의 향상을 도모한다.

압축기의 크랭크실(3)과 흡입실(8)을 연결하는 추출경로(36→35)에 설치된 발취측 제어밸브(40)의 개방도를 조절하므로써 크랭크실(3)로부터의 냉매가스 도출량이 제어되어 경사판의 경사각이 가변조절된다.

발취측 제어밸브(40)의 제2밸브하우징(42)에 형성된 안내구멍(62)내에는 제어밸브(40)의 설정압력을 토출압력(Pd)으로 보정하기 위한 고압보정로드(63)가 이동가능하게 유지되어 있다.

안내구멍(62)의 내부원주면과 고압보정로드(63)의 사이에는 간극통로(66)가 확보되고, 그 간극통로(66)를 거쳐서 토출압력상당의 고압냉매가스가 크랭크실(3)로 공급된다.

Description

용량가변형 경사판식압축기 및 발취측 제어밸브 {A VARIABLE CAPACITY TYPE AND INCLINATION PLATE STYLE COMPRESSOR AND A EXTRACTION SIDE CONTROL VALVE}

본 발명은 압축기의 크랭크실과 흡입압력영역을 연결하는 추출경로에 설치된 발취측 제어밸브의 개방도를 조절하여 상기한 크랭크실로부터의 냉매가스 도출량을 제어하므로써 경사판의 경사각을 가변조절하는 용량가변형 경사판식압축기와, 그 압축기에 사용되는 발취측 제어밸브에 관한 것이다.

압축기본체내에 크랭크실을 확보하여 이 크랭크실내에 경사이동가능하게 설치된 경사판의 각도를 제어하므로써 압축기로부터의 토출용량을 가변조절가능하게 하는 용량가변형 경사판식압축기가 알려져 있다.

이런 종류의 압축기는 일반적으로 크랭크실내에 가득히 채워진 냉매가스의 압력(통칭「크랭크압력」)을 특수한 제어밸브를 사용해서 조절하므로써 경사판각도를 적절히 조절하고 있다.

그리고 크랭크압력 제어의 수법은 크게 나누어서「입력측 제어」와「발취측 제어」의 2종류가 있다.

「입력측 제어」란, 압축기의 토출실(토출압력영역)과 크랭크실을 급기통로로 연이어 통하게 함과 동시에 그 크랭크실과 압축기의 흡입실(흡입압력영역)을 고정조임기부착 추출경로로 연이어 통하게 하고, 상기한 급기통로의 도중에 설치한 제어밸브(입력측 제어밸브)의 개방도를 내부제어 또는 외부제어해서 토출압력상당의 고압냉매가스의 크랭크실로의 도입량을 조절하여 이것으로써 크랭크압력을 필요한 값으로 설정하는 제어방식을 말한다.

이에 대해 종래의「발취측 제어」란, 크랭크실로의 고압냉매가스의 공급원을 피스톤의 압축동작시에 피스톤과 실린더내벽과의 사이의 근소한 틈새로부터 크랭크실로 누출되는 블로바이가스(blow-by gas)를 구하여 그 한쪽에서 압축기의 크랭크실과 흡입실(흡입압력영역)을 연이어 통하는 추출경로의 도중에 설치한 제어밸브(발취측 제어밸브)의 개방도를 내부제어 또는 외부제어해서 크랭크실로부터의 냉매가스의 도출량을 조절하여 이것으로써 크랭크압력을 필요한 값으로 설정하는 제어방식을 말한다.

상기한 발취측 제어방식은 크랭크실로부터의 냉매가스의 도출량을 조절해서 크랭크압력을 가변설정하는 것인 만큼, 크랭크압력의 신속한 증감을 확보하기 위해서는 항상 상기한 블로바이가스에 의한 크랭크실에의 가스공급이 충분한 것이 전제가 된다.

그러나 블로바이가스는 피스톤압축동작의 부산물에 지나지 않기 때문에 그 공급량이 경사판의 회전속도에 의해 증감하는 것은 피할 수가 없다.

이 때문에 특히 경사판의 저속회전시에는 블로바이가스의 공급이 부족하여 용량의 가변제어성이 나빠진다는 결점이 있었다.

이와 같이 블로바이가스는 크랭크실에의 가스공급원으로서는 안정성이 결핍되어 있기 때문에 압축기의 하우징내부에 토출실로부터 크랭크실로 토출압력상당의 고압냉매가스를 공급하기 위한 통로(즉, 급기통로)를 관통형성한다는 설계도 가능하다.

그러나 그 경우에는 급기통로의 통로단면적은 극히 미세(예를 들면, φ0.1∼φ0.5)하게 설정되지 않으면 안된다.

그리고 실제로 천공기구를 사용해서 하우징에 그와 같은 미세한 통로의 가공을 시행해 보면 천공기구의 날의 상태가 대단히 나빠진다.

그 때문에 통로단면적의 미세한 급기통로를 압축기의 하우징에 형성한다는 설계는 양산에 적합하지 않다.

본 발명의 목적은 발취측 제어방식의 용량가변형 경사판식압축기에 있어서, 크랭크실에의 고압냉매가스의 공급을 확실하게 하여 용량의 가변제어성의 향상을 도모할 수 있음과 동시에, 양산에 적합한 용량가변형 경사판식압축기 및 발취측 제어밸브를 제공하는 것이다.

도 1은 1실시형태에 따른 경사판식압축기의 세로단면도.

도 2는 1실시형태에 따른 발취측밸브의 세로단면도

도 3은 도 2의 X-X선에 따른 가로단면도

도 4는 별도예를 나타내는 도 3 상당의 가로단면도

도 5는 발취측 제어밸브의 별도예의 세로단면도

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

3. 크랭크실

8. 흡입실

9. 토출실

17. 회전경사판

18. 요동경사판

35,36. 통로

40. 발취측 제어밸브

41. 제1밸브하우징

42. 제2밸브하우징

46. 밸브실

48,49. 포트

50. 밸브체

62. 안내구멍

63. 고압보정로드

66. 간극통로

청구항 1의 발명은 압축기의 크랭크실과 흡입압력영역을 연결하는 추출경로에 설치된 발취측 제어밸브의 개방도를 조절하여 상기한 크랭크실로부터의 냉매가스의 도출량을 제어하므로써 경사판의 경사각을 가변조절하는 용량가변형 경사판식압축기에 있어서, 상기한 발취측 제어밸브내에 설치된 가동부재와, 그 가동부재를 이동가능하게 유지하는 유지부재와의 사이에 간극통로를 확보하고, 그 극간통로를 이용해서 토출압력영역의 냉매가스를 상기한 크랭크실로 공급하는 용량가변형 경사판식압축기를 그 요지로 한다.

이 구성에 의하면 발취측 제어밸브의 가동부재와 유지부재와의 사이에 확보된 간극통로를 이용해서 토출압력영역의 냉매가스를 압축기의 크랭크실로 공급할 수가 있다.

이 때문에 블로바이가스만에 의존하는 일이 없이 크랭크압력의 신속한 상승을 도모할 수가 있고, 경사판식압축기에 있어서의 용량의 가변제어성을 향상시킬 수가 있다.

청구항 2의 발명은 청구항 1에 기재된 용량가변형 경사판식압축기에 있어서, 상기한 가동부재는 상기한 발취측 제어밸브의 설정압력을 그 압축기의 토출압력으로 보정하기 위한 고압보정로드(rod)인 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면 가동부재로서의 고압보정로드를 발취측 제어밸브내에 설치하는데 있어서, 고압보정로드와 유지부재와의 사이에 불가피적 또는 의도적으로 형성되는 간극을 상기한 간극통로로서 이용할 수가 있다.

따라서 그러한 간극통로를 확보하기 위해 곤란한 가공을 시행할 필요가 없고, 양산성이 우수한 것이 된다.

청구항 3의 발명은 청구항 2에 기재된 용량가변형 경사판식압축기에 있어서, 상기한 유지부재는 상기한 발취측 제어밸브의 밸브하우징이며, 상기한 고압보정로드의 일단은 상기한 추출경로의 일부를 구성하는 발취측 제어밸브의 밸브실의 크랭크실측 영역에 배치되고, 고압보정로드의 타단은 상기한 밸브실밖의 토출압력영역에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면 고압보정로드(가동부재)와 밸브하우징(유지부재)와의 사이에 확보된 간극통로를 거쳐서 토출압력영역의 고압가스의 일부가 밸브실의 크랭크실측영역으로 직접 도입된다.

청구항 4의 발명은 발취측 제어방식의 용량가변형 경사판식압축기에 사용되는 발취측 제어밸브로서, 밸브하우징과, 상기한 압축기의 크랭크실과 흡입압력영역을 연결하는 추출경로의 일부를 구성하기 위해 상기한 밸브하우징내에 설치된 밸브실과, 상기한 추출경로의 개방도를 조절하기 위해 상기한 밸브실내에 이동가능하게 설치된 밸브체와, 그 제어밸브의 설정압력을 결정함과 동시에 흡입압력의 변화에 따라 상기한 밸브체를 작동시키는 감압기구와, 상기한 밸브하우징내에 이동가능하게 유지됨과 동시에 상기한 감압기구에 의해 결정되는 설정압력을 토출압력으로 보정하기 위해 상기한 밸브체를 거쳐서 상기한 감압기구에 작동연결된 고압보정로드를 구비하고, 고압보정로드와 그것을 유지하는 밸브하우징과의 사이에 토출압력영역의 냉매가스를 상기한 크랭크실로 공급하기 위한 간극통로가 확보되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 기재된 발취측 제어밸브의 기술적 의의는 청구항 1∼3에 기재된 발명과 기본적으로 동일하다.

이 발취측 제어밸브의 대한 구체적인 설명은 다음에 기술하는 발명의 실시의 형태에 있어서 명백히 나타날 것이다.

(실시예)

다음으로, 본 발명을 구체화한 자동차탑재용의 용량가변형 경사판식압축기와 거기에 조립되는 발취측 제어밸브(40)의 1실시형태를 도 1∼도 3을 참조해서 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이 복수의 실린더보어(1a)(하나만 도시함)가 형성된 실린더블록(1)의 전면측단면에는 전면하우징(2)이 접합고정되고, 전면하우징(2)내에는 크랭크실(3)이 구획형성되어 있다.

또 실린더블록(1)의 후면측단면에는 후면하우징(4)가 밸브플레이트(5)를 끼워서 접합고정되어 있다.

실린더블록(1), 전면하우징(2) 및 후면하우징(4)은 압축기의 하우징을 구성한다.

밸브플레이트(5)의 전후에는 흡입밸브(6a)를 구비한 흡입플레이트(6) 및 토출밸브(7a)를 구비한 토출플레이트(7)가 개재되어 있다.

후면하우징(4)에는 내측으로 위치하는 토출실(9)과 그것을 둘러싸도록 설치된 흡입실(8)이 구획형성되어 있다.

그리고 밸브플레이트(5)에 형성한 흡입구멍(5a)을 거쳐서 흡입실(8)과 실린더보어(1a)가 연이어 통하고, 밸브플레이트(5)에 형성한 토출구멍(5b)을 거쳐서 각 실린더보어(1a)와 토출실(9)이 연이어 통하고 있다.

실린더블록(1) 및 전면하우징(2)에는 회전축(12)이 전후 한쌍의 베어링(13)에 의해 회전가능하게 지지되어 있다.

회전축(12)의 외부단말부는 도시하지 않은 풀리 및 동력전달벨트를 거쳐서 직접적으로, 또는 도시하지 않은 전자클러치기구를 거쳐서 간접적으로 외부구동원으로서의 엔진(E)에 구동연결되어 있다.

회전축(12)상에는 크랭크실(3)내에 있어서, 회전지지체(14)가 일체회전가능하게 고정되어 있다.

이 회전지지체(14)와 전면하우징(2)의 내측면과의 사이에는 쓰러스트베어링(thrust bearing)(15)가 개재되어 있다.

또 회전지지체(14)의 외부원주측에 대해 실린더블록(1)으로 향해서 돌출형성된 지지아암부(14a)에는 긴구멍(14b)이 형성되고, 힌지기구를 구성하는 연결핀(16)을 거쳐서 회전경사판(17)이 전후방향으로 요동가능하게 연결되어 있다.

회전축(12)상에는 슬리브(19)가 전후방향으로 슬라이드가능하게 설치되어 있고, 그 슬리브(19)는 좌우한쌍의 연결핀(20)(도 1에는 하나만 표시)을 거쳐서 회전경사판(17)의 보스(boss)부(17a)의 내부원주부에 연결되어 있다.

회전경사판(17)의 보스부(17a)외부원주측에는 요동경사판(18)이 상대회전가능하게 설치되어 있다.

이 요동경사판(18)은 크랭크실(3)내의 고정위치에 설치된 회전방지용의 안내로드(21)에 의해 회전불가능 또한 전후방향의 경사이동가능하게 지지되어 있다.

또 요동경사판(18)은 각 실린더보어(1a)에 수용한 각 피스톤(22)에 대해서 피스톤로드(23)를 거쳐서 각각 연결되어 있다.

또 회전축(12)에는 용수철받이(24)가 부착되고, 그 용수철받이(24)와 슬리브(19)와의 사이에는 코일형상의 용수철(25)이 개재장착되어 있다.

용수철(25)은 경사판(17),(18)을 그 경사각이 최대로 되는 방향 (경사각 증대방향)으로 가세한다.

또 도 1에 나타내는 압축기의 토출실(9)과 흡입실(8)은 외부냉매회로(30)를 거쳐서 접속되어 있다.

이 외부냉매회로(30)는 그 압축기와 함께 차량용 공기조화시스템의 냉방회로를 구성한다.

외부냉매회로(30)에는 응축기(31), 팽창밸브(32) 및 증발기(33)가 설치되어 있다.

팽창밸브(32)는 응축기(31)와 증발기(33)와의 사이에 개재되는 가변조임저항으로서 기능한다.

즉, 응축기(31)와 증발기(33)와의 사이에 압력차이가 존재할 수 있도록 작용하고, 또한 열부하에 알맞는 액체냉매를 증발기(33)에 공급한다.

이 팽창밸브(32)의 밸브개방도는 증발기(33)의 출구측에 설치한 감온통(32a)의 온도검지 및 증발압력(구체적으로는 증발기입구 또는 출구의 압력)을 기초로해서 귀환제어된다.

이것에 의해 증발기(33)에서의 냉매의 증발상태가 적당한 과열도를 갖도록 외부냉매회로(30)에 있어서의 냉매유량이 조절된다.

도 1의 경사판식압축기에서는 외부구동원(E)으로부터의 동력전달에 의해 회전축(12)이 회전되면 그에 수반해서 소정각도로 경사진채로 회전경사판(17)이 회전하고 그것에 의해 요동경사판(18)이 요동운동을 행한다.

그러면 피스톤로드(23)를 거쳐서 각 피스톤(22)이 경사판경사각에 따른 스트로크(stroke)로 왕복운동되고, 각 실린더보어(1a)에서는 흡입실(8)로부터의 냉매가스의 흡입, 압축, 토출실(9)에의 토출이 차례로 반복된다.

이 압축기의 회전경사판(17) 및 요동경사판(18)(이하, 양자를 병합해서 「경사판」이라 부른다.)의 경사각결정의 요인으로서, 경사판회전의 원심력에 기초한 회전운동의 모멘트(moment)와 용수철(25)의 가세작용에 의한 용수철의 힘에 의한 모멘트와 가스압력에 의한 모멘트의 3가지가 있다.

회전운동의 모멘트 및 용수철의 힘에 의한 모멘트에 대해서는 항상 경사각 증대방향으로 작용하도록 경사판의 관성승적이 설정되어 용수철(25)이 선택되어 있다.

다른 한편, 가스압력에 의한 모멘트란, 압축행정에 있는 실린더보어의 피스톤에 작용하는 압축반력과 흡입행정에 있는 실린더보어의 내압과 피스톤배압에 상당하는 크랭크실(3)의 내압(즉, 크랭크압력(Pc))과의 상호관계에 기초해서 발생하는 모멘트이다.

그리고 본실시형태에서는 크랭크압력(Pc)를 크게 유지하므로써 가스압력에 의한 모멘트(경사각 감소방향으로 작용)가 상기한 회전운동 및 용수철의 힘에 의한 경사각 증대방향의 모멘트를 능가하고 경사판을 최소경사각 (예를들면, 회전축(12)에 직각으로 교차하는 면과 경사판이 이루는 각이 3°∼5°)으로 설정될 수 있도록 설계되어 있다.

또 크랭크압력(Pc)을 적게 하고 가스압력에 의한 모멘트와 상기한 회전운동 및 용수철의 힘에 의한 모멘트를 균형시키므로써 경사판의 경사각을 상기한 최소경사각과 최대경사각과의 사이의 임의의 각도로 설정할 수 있도록 되어 있다.

이와 같이 크랭크압력(Pc)의 제어를 기초로 하여 경사판의 경사각이 결정되고, 그 경사각에 따라 각 피스톤(22)의 스트로크, 즉 압축기의 토출용량이 가변조절된다.

다음으로, 크랭크실(3)로부터의 냉매가스의 방출량을 조절하므로써 크랭크압력(Pc)를 제어하는 발취측 제어밸브(40)의 구성을 도 2를 참조해서 설명한다.

발취측 제어밸브(40)는 도 2에 있어서 상부에 위치하는 단면이 모자형상의 제1밸브하우징(41)과, 그 하측에 접합된 제2밸브하우징(42)과, 제2밸브하우징(42)내에 설치된 구획체(43)를 구비하고 있고, 이들 (41)∼(43)이 제어밸브(40)의 밸브하우징을 구성한다.

제2밸브하우징(42)은 수직방향으로 뻗는 가늘고 긴 원통상의 통체이며, 그 내부에는 몇개인가의 환상단차이부가 형성되어 있다.

구획체(43)은 그 하단이 제2밸브하우징(42)의 환상단차이부의 하나에 걸어맞추어짐과 동시에 구획체(43)의 상단이 제2밸브하우징(42)의 별도의 환상단차이부에 걸어맞추어진 접시용수철(44)에 의해 아래쪽으로 가세되므로써 제2밸브하우징(42)내에 이동불가능하게 수용되어 있다.

구획체(43)와 제2밸브하우징(42)의 내부원주벽과의 사이에는 O링(밀봉부재)(45)이 설치되고, 이것을 경계로 하여 구획체(43)의 아래쪽에는 밸브실(46)이 구획되고, 구획체(43)의 위쪽에는 감압실(53)이 구획되어 있다.

감압실(53)은 제1 및 제2밸브하우징(41),(42)의 접합영역에 배치된 차폐판(54)과 상기한 구획체(43)와의 사이에 설치되어 있다.

밸브실(46)을 구획하는 제2밸브하우징(42)의 내부원주벽에는 밸브실(46)의 대략 중앙에 있어서 환상단차이부(47)가 형성되고, 그 환상단차이부(47)를 경계로해서 밸브실(46)은 상부영역(흡입실측영역)과 하부영역(크랭크실측영역)으로 나누어진다.

밸브실(46)내에는 밸브체(50)가 이동가능하게 수용되어 있고, 밸브체(50)가 환상단차이부(47)에 고정되므로써 상기한 상부영역과 하부영역의 연이어 통하는 것이 차단된다.

또 밸브실(46)을 구획하는 제2밸브하우징(42)의 내부원주벽에는 밸브실(46)의 상부영역에 개방형성된 포트(port)(48)과 밸브실(46)의 하부영역에 개방형성된 포트(49)가 형성되어 있다.

포트(48)는 압축기내에 형성된 통로(35)를 거쳐서 밸브실(46)의 상부영역을 흡입실(8)에 연이어 통하게 한다.

포트(49)는 압축기내에 형성된 통로(36)를 거쳐서 밸브실(46)의 하부영역을 크랭크실(3)과 연이어 통하게 한다.

이렇게 해서 크랭크실(3)과 흡입실(8)과의 사이에는 통로(36), 포트(49), 밸브실(46), 포트(48) 및 통로(35)로 된 추출경로가 구성되어 있다.

그리고 밸브체(50)는 밸브실(46)내에서의 위치에 따라 상기한 추출경로의 개방도를 조절한다.

구획체(43)의 중심에는 도 2의 수직방향(즉, 제어밸브(40)의 축방향)으로 뻗는 안내구멍(51)이 관통형성되고, 이 안내구멍(51)내에는 감압로드(52)가 슬라이드이동가능하게 삽입관통되어 있다.

감압로드(52)의 일단(하단)은 밸브체(50)에 연결되고, 감압로드(52)의 타단(상단)은 연결부재(55)를 거쳐서 차폐판(54)의 하면에 부착되어 있다.

따라서 밸브체(50), 감압로드(52) 및 연결부재(55)는 일체로 되어서 제어밸브(40)의 축방향으로 이동가능하게 되어 있다.

O링(45)보다도 위쪽의 제2밸브하우징(42)의 원주벽에는 흡입실(8)과 연결된 감압포트(56)가 형성되어 있다.

이 감압포트(56)는 구획체(43)와 제2밸브하우징(42)의 내부원주벽과의 사이의 근소한 간극을 거쳐서 감압실(53)과 연이어 통하고 있다.

이 때문에 흡입압력영역으로서의 흡입실(8)의 압력(흡입압력(Ps))이 감압실(53)에 미치고 있다.

제1밸브하우징(41)의 상부에는 조절체(57)가 나사조임되어 있다.

조절체(57)의 중앙에는 구멍(57a)이 형성되고, 이 구멍(57a)을 거쳐서 제1밸브하우징(41)내부가 대기로 개방되어 있다.

이 실시형태에서는 대기압이 기준압력으로서 이용되고 있다.

제1밸브하우징(41)내에는 설정용수철(58)이 설치되어 있다.

설정용수철(58)은 그 일단(상단)이 조절체(57)에 걸어 맞추어지고 타단(하단)이 용수철받이(59)에 걸어맞추어져 있다.

그 결과, 설정용수철(58)의 가세력이 용수철받이(59), 볼(60) 및 볼받이(61)(61은 차폐판(54)의 상면에 부착되어 있다.)를 거쳐서 차폐판(54)에 이르고 있다.

이렇게 해서 기준압력으로서의 대기압과 설정용수철(58)의 가세력에 의해 제어밸브(40)의 설정압력(Pset)이 결정되고 있다.

이 설정압력(Pset)은 제1밸브하우징(41)에 대한 조절체(57)의 나사조임위치를 조절하므로써 변경할 수가 있다.

또한 본실시형태에서는 감압로드(52), 감압실(53), 차폐판(54), 연결부재(55), 감압포트(56), 조절체(57), 설정용수철(58), 용수철받이(59), 볼(60) 및 볼받이(61)에 의해 설정압력(Pset)을 결정함과 동시에, 흡입압력(Ps)의 변화에 따라서 밸브체(50)를 작동시키는 감압기구가 구성되어 있다.

다른 한편 제2밸브하우징(42)의 하단부에는 제2의 안내구멍(62)이 도 2의 수직방향(즉, 제어밸브의 축방향)으로 관통형성되고, 이 안내구멍(62)내에는 고압보정로드(63)가 이동가능하게 삽입관통되어 있다.

고압보정로드(63)의 상단부에는 날부재(64)가 고압보정로드(63)의 버섯형상 선단부(63a)로부터 이탈불가능하게 설치되어 있다.

이 날부재(64)와 제2밸브하우징(42)의 최하단차이부와의 사이에는 유지용수철(65)가 개재장착되어 있다.

이 유지용수철(65)에 의해 날부재(64)를 거쳐서 고압보정로드(63)의 전체가 매달려져서 그 고압보정로드(63)가 제2밸브하우징(42)의 밖으로 탈락하는 것이 방지됨과 동시에, 로드선단부(63a)가 밸브체(50)에 항상 맞닿아 있다.

그 결과, 고압보정로드(63)는 밸브체(50)를 거쳐서 상기한 감압기구에 작동연결되어 있다.

고압보정로드(63)의 하단면(63b)은 토출압력영역으로서의 토출실(9)의 압력(토출압력(Pd))에 노출되어 있다.

또 도 2, 및 도 3에 나타내는 바와 같이 제2의 안내구멍(62)의 내경은 고압보정로드(63)의 직경보다도 약간 크게 설정되어 있다.

그 결과, 안내구멍(62)의 내부원주면과 고압보정로드(63)의 외부원주면과의 사이에는 무시할 수 없는 정도의 미세한 간극으로 된 간극통로(66)(도 2 및 도 3에서는 변형해서 나타낸다.)가 확보되어 있다.

이 간극통로(66)는 고압보정로드(63)의 하단영역에 달하고 있는 토출압력영역의 냉매가스를 포트(49)에 도입한다.

따라서 토출압력영역(Pd)의 고압냉매가스의 일부가 간극통로(66) 및 포트(49)를 거쳐서 크랭크실(3)로 도입된다.

단 간극통로(66)에 있어서의 간극은 대단히 좁고 간극통로(66)자체가 일종의 고정조임장치로서 기능한다.

도 1의 경사판식압축기의 크랭크실(3)에의 가스공급은 종래와 같은 블로바이가스와, 제어밸브(40)의 고압보정로드(63)를 따라 간극통로(66)를 경유해서 흘러들어가는 고압가스에 의해 확보된다.

그리고 이와 같은 상황하에서 도 2의 발취측 제어밸브(40)는 내부제어밸브로서 기능한다.

즉, 흡입실(8)로부터 감압실(53)로 도입되는 흡입압력(Ps)의 변동에 응답해서 상기한 차폐판(54)을 포함하는 감압기구가 작동하고, 감압로드(52) 및 밸브체(50)의 수직방향위치가 결정된다.

그리고 그때의 밸브체(50)의 위치에 따라 상기한 추출경로(36→46→35)에 있어서의 제어밸브(40)의 개방도(밸브개방도)가 조절된다.

그 결과, 밸브체(50)가 환상단차이부(47)에 고정되어서 밸브개방도가 영(0)이 되면 추출경로를 거쳐서의 크랭크실(3)로부터 흡입실(8)에의 가스방출은 차단되고, 크랭크압력(Pc)는 블로바이가스 및 간극통로(66)를 경유한 고압가스의 공급에 의해 상승경향이 되고, 경사판은 경사각 감소방향으로 경사이동한다.

다른 한편, 밸브체(50)가 환상단차이부(47)에 고정되지 않고 이간배치되면 밸브개방도는 그 이간길이에 따른 개방도가 되고, 추출경로를 거쳐서의 크랭크실(3)로부터 흡입실(8)에의 가스방출이 유지된다.

밸브개방도가 크기때문에 블로바이가스 및 간극통로(66)경유의 고압가스에 의한 크랭크실(3)에의 가스공급량보다도 추출경로를 거쳐서의 가스방출량쪽이 많은 경우에는 크랭크압력(Pc)는 저하경향이 되고, 경사판은 경사각증대방향으로 경사이동한다.

그리고 감압기구에 의해 밸브개방도가 절박하게 조절되어서 상기한 크랭크실(3)에의 가스공급량과 추출경로 경유의 가스방출량이 균형을 잡으면 크랭크압력(Pc)는 일정화하고, 그 크랭크압력(Pc)에 따른 각도로 경사판경사각이 확정된다.

상기한 감압기구는 검지압력으로서의 흡입압력(Ps)(흡입실(8)로부터 샘플링)이 예정된 압력치에 거의 유지되도록 밸브체(50)를 작동시킨다.

이 예정된 압력치에 상당하는 것이 설정압력(Pset)이다.

최초로 공기조화시스템의 냉방회로에 조립되는 용량가변형 압축기의 역할은 냉방부하를 반영한 증발기(33)의 출구압력(Ps')를 소망치부근에 안정화시키는 것이라고 해도 된다.

이 때문에 증발기(33)의 출구압력(Ps')에 거의 동등한 흡입실(8)의 압력(흡입압력(Ps))을 샘플링해서 이것을 예정된 압력치에 유지하기 위해 제어밸브(40)를 사용해서 경사판각도(즉, 토출용량)를 귀환제어하고 있는 것이다.

그런데, 압축기로부터 외부냉매회로(30)에 토출공급되는 냉매가스의 압력(토출압력(Pd))이 큰 경우 외부냉매회로(30)의 배관에 있어서의 압력손실은 무시할 수없는 것이 되고, 실제의 증발기(33)의 출구압력(Ps')와 흡입실압력(Ps)와의 사이에 차이가 생기기 쉽게 된다.

다시 말하면, 토출압력(Pd)가 크게 되는 경우에는 흡입실압력(Ps)는 실제의 증발기출구압력(Ps')보다도 적게 나타나는 경향이 있다.

이와 같은 Ps와 Ps'와의 피할 수 없는 차이를 보상해서 실제의 증발기출구압력(Ps')를 소망치로 유지·제어하기 위한 연구가 고압보정로드(63)를 포함하는 고압보정기구이다.

이 보정기구에 의하면 토출압력(Pd)가 높을 수록 고압보정로드(63)가 밸브체(50)를 거쳐서 감압기구전체를 밀어올리는 힘이 커지게 된다.

구체적으로는 토출압력(Pd)에 의해 결정되는 고압보정로드(63)의 위쪽으로의 가세력이 밸브체(50) 및 감압기구의 구성부재(52, 55, 54, 61, 60, 59)를 거쳐서 설정용수철(58)에 대항하여 설정용수철(58)의 아래쪽으로의 가세력을 감쇄시킨다.

다시 말하면, 고압보정로드(63)는 토출압력(Pd)의 크기에 따라 제어밸브(40)의 설정압력(Pset)을 감소보정시킨다.

따라서 상기한 Ps와 Ps'와의 사이에 무시할 수 없는 차이를 생기게 할수록 토출압력(Pd)가 높은 경우에도 실제의 증발기출구압력(Ps')이 소망치부근에 안정화하도록 제어밸브(40)의 개방도가 제어되게 된다.

(효과)

본실시형태에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

○ 경사판식압축기의 크랭크실(3)에의 가스공급은 블로바이가스와 제어밸브(40)의 고압보정로드(63)를 따라 간극통로(66)를 경유해서 흘러들어가는 고압가스에 의해 충분히 또한 안정적으로 확보된다.

이 때문에 발취측 제어방식에 의하는 경우라도 경사판의 경사각증대방향 및 경사각감소방향의 쌍방의 제어성이 향상되고, 토출용량의 변경이 신속하게 된다.

○ 실질적인 급기통로로서의 간극통로(66)는 발취측 제어밸브(40)내에 설치된 고압보정로드(63)용의 안내구멍(62)의 간극을 이용한 것이기 때문에 간극통로(66)를 만들기 위해 특별한 가공공정이 필요하지 않다.

따라서 본실시형태에 의하면 제조비용 및 양산성이 우수한 것이 된다.

(별도예)

본발명의 실시형태를 다음과 같이 변경해도 된다.

○ 도 4에 나타내는 바와 같이 고압보정로드(63)의 직경과 안내구멍(62)의 내경을 거의 일치시키는 설계를 채용한 경우에, 고압보정로드(63)의 외부원주면에 고압보정로드(63)의 축방향으로 뻗는 홈(66)을 하나 또는 복수개 깎아 형성하여 이 홈(66)에 상기한 도 2 및 도 3의 간극통로(66)와 동일한 역할을 담당시켜도 된다.

○ 도 2의 발취측 제어밸브로부터 구획체(43), 접시용수철(44), O링(45) 및 감압포트(56)를 제거하고 도 5에 나타내는 것과 같은 제어밸브로 해도 된다.

도 5의 제어밸브에 의하면 밸브실(46)의 상부영역이 감압실(53)과 연이어 통함과 동시에 통로(35)를 거쳐서 감압실(53)내에 흡입압력(Ps)가 도달한다.

○ 상기한 실시형태에서는 감압기구를 구성하는 주요한 감압부재로서 차폐판(54)을 사용했으나 이것 대신에 벨로우즈(bellows)를 사용해도 된다.

○ 본발명은 내부제어방식의 발취측 제어밸브만이 아니고, 외부제어방식의 발취측 제어밸브에 적용해도 된다.

○ 이 명세서에서 말하는「경사판식압축기」란, 도 1에 나타내는 와플(waff le)형의 압축기만이 아니고, 경사판인 스와시플레이트를 구비한 압축기도 포함하는 것이며, 경사진 캠플레이트에 의해 피스톤을 왕복운동시키는 방식의 압축기의 모든것을 의미하는 것이다.

이상, 상세히 설명한 바와 같이 청구항 1∼3에 기재된 용량가변형 경사판식압축기 및 청구항 4에 기재된 발취측 제어밸브에 의하면 발취측 제어방식의 용량가변형 경사판식압축기에 있어서, 크랭크실에의 고압냉매가스의 공급을 확실하게 하여 용량의 가변제어성을 향상시킬 수 있음과 동시에 경사판식압축기 및 발취측 제어밸브를 양산에 적합한 것으로 할 수가 있다.

Claims

압축기의 크랭크실과 흡입압력영역을 연결하는 추출경로에 설치된 발취측 제어밸브의 개방도를 조절하고 상기한 크랭크실로부터의 냉매가스의 도출량을 제어하므로써 경사판의 경사각을 가변조절하는 용량가변형 경사판식압축기에 있어서,

상기한 발취측 제어밸브내에 설치된 가동부재와, 그 가동부재를 이동가능하게 유지하는 유지부재와의 사이에 간극통로를 확보하고, 그 간극통로를 이용해서 토출압력영역의 냉매가스를 상기한 크랭크실로 공급하는 용량가변형 경사판식압축기.
제1항에 있어서,

상기한 가동부재는 상기한 발취측 제어밸브의 설정압력을 압축기의 토출압력으로 보정하기 위한 고압보정로드인 것을 특징으로 하는 용량가변형 경사판식압축기.
제2항에 있어서,

상기한 유지부재는 상기한 발취측 제어밸브의 밸브하우징이며, 상기한 고압보정로드의 일단은 상기한 추출경로의 일부를 구성하는 발취측 제어밸브의 밸브실의 크랭크실측 영역에 배치되고, 고압보정로드의 타단은 상기한 밸브실밖의 토출압력영역에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 용량가변형 경사판식압축기.
발취측 제어방식의 용량가변형 경사판식압축기에 사용되는 발취측 제어밸브로서, 밸브하우징과, 상기한 압축기의 크랭크실과 흡입압력영역을 연결하는 추출경로의 일부를 구성하기 위해 상기한 밸브하우징내에 설치된 밸브실과, 상기한 추출경로의 개방도를 조절하기 위해 상기한 밸브실내에 이동가능하게 설치된 밸브체와, 그 제어밸브의 설정압력을 결정함과 동시에 흡입압력의 변화에 따라 상기한 밸브체를 작동시키는 감압기구와, 상기한 밸브하우징내에 이동가능하게 유지됨과 동시에 상기한 감압기구에 의해 결정되는 설정압력을 토출압력으로 보정하기 위해 상기한 밸브체를 거쳐서 상기한 감압기구에 작동연결된 고압보정로드를 구비하고, 상기한 고압보정로드와 그것을 유지하는 밸브하우징과의 사이에 토출압력영역의 냉매가스를 상기한 크랭크실로 공급하기 위한 간극통로가 확보되어 있는 것을 특징으로 하는 발취측 제어밸브.