KR20010039820A - 피스톤식 압축기 - Google Patents

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KR20010039820A
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이시카와 타다시
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Abstract

실린더블록 단면으로부터 압축기밖으로 고압냉매가 누출되는 것을 억제해서 냉매가스의 누출에 기인하는 압축기의 성능저하를 억제한다.
실린더블록의 전단면과 후면부하우징의 후단면과의 사이에 구성되는 전면부맞춤면 및 실린더블록의 후단면과 후면부하우징의 전단면과의 사이에 구성되는 후면부맞춤면의 직경밖에 후면부하우징에 일체로 설치된 통부가 위치하고, 이 통부에의해 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면이 은폐되어 있다.
통부의 전단면과 모터하우징의 후단면이 접합되어서 내부에 밀폐공간을 형성하고 있다.
전면부맞춤면 및 후면부맞춤면에 있어서의 밀봉성이 향상되고, 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면으로부터 고압냉매가 압축기의 밖으로 누출되는 것을 억제할 수 있다.

Description

피스톤식 압축기{PISTON TYPE COMPRESSOR}
본 발명은 피스톤식 압축기에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 실린더블록단면의 밀봉성을 향상시킨 피스톤식 압축기에 관한 것이다.
본 발명의 피스톤식 압축기는 차량공기조화기등의 냉방장치에 아주 적당히 이용할 수 있다.
종래에 차량공기조화용의 냉방장치에 제공되는 피스톤식 압축기(이하, 단순히 「압축기」라 한다)로서, 내부에 실린더보어를 형성하는 실린더블록과, 자체의 후단면과 그 실린더블록의 전단면과의 사이에 구성되는 직경방향으로 연이어 있는 전면부맞춤면에서 실린더블록의 전면부에 접합되고 구동축을 회전가능하게 지지하는 전면부하우징과, 자체의 전단면과 실린더블록의 후단면과의 사이에 구성되는 직경방향으로 연이어 있는 후면부맞춤면에서 그 실린더블록의 후면부에 접합되는 내부에 흡입실 및 토출실을 형성하는 후면부하우징을 구비한 것이 알려져 있다.
이 압축기에서는 실린더보어내를 피스톤이 왕복운동함으로써 외부로부터 흡입실에 귀환한 저압냉매가 실린더보어내로 흡입되어서 압축된 후 고압냉매로서 토출실로 토출된다.
이와 같은 압축기에 있어서, 실린더보어내에서 저압냉매가 압축될때나 압축된 고압냉매가 실린더보어로부터 토출실로 토출될때 실린더블록 단면으로부터 압축기의 밖으로 고압냉매가스가 누출되는 일이 있으면 누출되는 양만큼 압축되는 냉매가스의 양이 감소되기 때문에 압축기의 성능이 저하한다는 문제가 있다.
상기한 문제는 특히 냉방장치를 구성하는 폐회로의 고압측 압력(압축기의 토출압력)이 냉매의 초임계 압력이 되도록 작동하는 냉방장치(이하, 「초임계 주기의 냉방장치」라 한다)에 있어서 현저하다.
즉 초임계 주기의 냉방장치에 있어서의 압축기에 있어서는 냉매가스가 그 냉매의 임계압력을 초과하는 압력까지 압축된다.
예를 들면, 임계압력이 7.35MPa 정도의 이산화탄소를 냉매로서 사용한 경우, 압축기에서는 10MPa정도의 압력까지 냉매가 압축된다.
또한 냉매로서 프론계냉매를 사용한 경우, 다시 말하면 토출압력 및 흡입압력이 다같이 사용하는 냉매의 임계압력 미만의 압력에서 작동하는 것과 같은 냉매장치(이하,「아임계주기의 냉방장치」라 한다)에 있어서는 압축기의 토출압력은 1∼3MPa정도이며, 초임계주기의 냉방장치에 있어서의 압축기의 토출압력은 아임계주기의 냉방장치의 것과 비교해서 극히 높은 압력이 된다.
이 때문에 초임계주기의 냉방장치에 있어서의 압축기에서는 토출압력이 높은양만큼 실린더블록 단면으로부터 고압냉매가 누출되기 쉽게 된다.
특히 CO2(이산화탄소)냉매를 채용한 경우, CO2냉매는 고무에 대한 투과성이 높다는 특성을 갖는 것으로부터 실린더블록 단면을 O링으로 밀봉해도 충분한 밀봉성을 확보하는 것이 곤란하다.
본 발명은 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 실린더블록 단면으로부터 압축기의 밖으로 고압냉매가 누출되는 것을 억제하여 그러한 냉매가스의 누출에 기인하는 압축기의 성능저하를 억제하는 것을 해결해야 할 기술적 과제로 하는 것이다.
도 1은 실시예 1의 압축기의 세로단면도
도 2는 실시예 2의 압축기의 세로단면도
도 3은 실시예 3의 압축기의 세로단면도
도 4는 실시예 4의 압축기의 세로단면도
도 5는 실시예 5의 압축기의 세로단면도
도 6은 실시예 6의 압축기의 세로단면도
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1. 실린더블록 2. 전면부하우징
2a. 통부 3. 후면부하우징
3a. 통부 5. 구동축
7. 실린더보어 8. 피스톤
9. 경사판 11. 슈
12. 토출실 13. 흡입실
14. 볼트 20. 모터하우징
20c. 통부 30. 커버부재
C. 압축기구부 M. 모터기구부
F. 전면부맞춤면 R. 후면부맞춤면
(1) 청구항 1에 기재된 피스톤식 압축기는 내부에 실린더보어를 형성하는 실린더블록과, 자체의 후단면과 실린더블록의 전단면과의 사이에 구성되는 직경방향으로 연이어 있는 전면부맞춤면에서 실린더블록의 전면부에 접합되고 구동축을 회전가능하게 지지하는 전면부하우징과, 자체의 전단면과 그 실린더블록의 후단면과의 사이에 구성되는 직경방향으로 연이어 있는 후면부맞춤면에서 그 실린더블록의 후면부에 접합되고 적어도 내부에 토출실을 형성하는 후면부하우징을 구비하고, 구동축의 구동에 의해 그 실린더보어내에서 피스톤을 왕복운동시킴으로써 냉매의 압축을 행한 후에 그 토출실에 고압냉매를 토출하는 피스톤식 압축기에 있어서, 상기 전면부하우징 및 후면부하우징의 적어도 한쪽은 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면의 직경밖에 위치하여 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면을 은폐하는 통부를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
이 압축기에서는 실린더블록의 전단면 및 전면부하우징의 후단면간에 구성되는 전면부맞춤면과, 실린더블록의 후단면 및 후면부하우징의 전단면간에 구성되는 후면부맞춤면이 이들의 직경밖에 위치하는 통부로 은폐됨으로써 외기와 차단되어 있다.
이 때문에 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면에 있어서의 밀봉성이 향상되어 있다.
따라서 구동축의 구동에 의해 실린더보어내를 피스톤이 왕복운동하여 실린더보어내에서 압축된 고압냉매가 토출실로 토출될때, 실린더보어내 및 토출실내의 고압냉매가 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면을 거쳐서 누출되는 것을 억제할 수 있다.
따라서 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면, 다시 말하면 실린더블록 단면으로부터 압축기의 밖으로 고압냉매가 누출되는 것에 기인하는 압축기의 성능저하를 억제하는 것이 가능해진다.
더구나 상기 통부는 전면부하우징 및 후면부하우징의 적어도 한쪽에 설치되어 있기 때문에 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면을 은폐하기 위한 통부재등을 별도로 설치할 필요가 없고, 비용면이나 구조의 간소화면에서 유리하게 된다.
또 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면에 있어서의 밀봉성을 확보하는 O링등을 생략한다고 해도 고압냉매가 압축기밖으로 누출되는 문제는 없고, 이들 부품의 삭감에 의해서도 비용절감이나 구조의 간소화를 도모할 수 있다.
(2) 청구항 2에 기재된 피스톤식 압축기는 청구항 1에 기재된 피스톤식 압축기에 있어서, 전면부하우징의 전방에는 구동축을 구동시키는 모터기구를 갖는 모터하우징이 위치하고, 그 모터하우징 및 후면부하우징의 적어도 한쪽은 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면의 직경밖에 위치해서 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면을 은폐하는 통부를 갖고, 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면이 그 통부로 은폐된 상태에서 그 모터하우징과 후면부하우징이 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
이 압축기에서는 전면부하우징의 전방에 위치해서 구동축 구동용의 모터기구를 갖는 모터하우징 및 후면부하우징의 적어도 한쪽이 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면을 은폐하는 통부를 갖고, 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면이 그 통부로 은폐된 상태에서 그 모터하우징과 후면부하우징이 접합되어 있다.
이 때문에 후면부하우징과 모터하우징에 의해 내부에 밀폐공간이 형성되고, 예를 들면 실린더보어내 및 토출실내의 고압냉매가 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면을 거쳐서 누출되는 일이 있다고 해도 누출된 고압냉매는 상기 밀폐공간내에 체류하여 압축기의 밖으로 누출되는 일은 없다.
또 후면부하우징에 설치된 통부와 모터하우징과의 접합에 의해 내부에 밀폐공간이 형성되어 있는 것때문에 압축기내의 밀봉성을 높이기 위한 커버부재등을 별도로 설치할 필요가 없고, 비용면이나 구조의 간소화면에서 유리하게 됨과 동시에, 통부 및 모터하우징간의 접합면에 있어서의 밀봉성을 신뢰성이 높은 것으로 함으로써 압축기내의 밀봉신뢰성을 향상시킬 수 있다.
(3) 청구항 3에 기재된 피스톤식 압축기는 내부에 실린더보어를 형성하는 실린더블록과, 자체의 후단면과 실린더블록의 전단면과의 사이에 구성되는 직경방향으로 연이어 있는 전면부맞춤면에서 실린더블록의 전면부에 접합되고 구동축을 회전가능하게 지지하는 전면부하우징과, 자체의 전단면과 그 실린더블록의 후단면과의 사이에 구성되는 직경방향으로 연이어 있는 후면부맞춤면에서 그 실린더블록의 후면부에 접합되고, 적어도 내부에 토출실을 형성하는 후면부하우징과 전면부하우징의 전방에 위치하고, 내부에 구동축을 구동시키는 모터기구를 갖는 모터하우징을 구비하고, 구동축의 구동에 의해 그 실린더보어내에서 피스톤을 왕복운동시킴으로써 냉매의 압축을 행한 후에 그 토출실에 고압냉매를 토출하는 피스톤식 압축기에 있어서, 상기 모터하우징은 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면의 직경밖에 위치해서 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면을 은폐하는 통부를 갖고, 그 통부의 후단에는 후면부하우징의 후방에 위치해서 자체의 전단면이 후면부하우징의 후단면에 맞닿는 커버부재가 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
이 압축기에서는 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면이 모터하우징의 통부로 은폐되는 것때문에 외기와 차단되어서 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면에 있어서의 밀봉성이 향상되어 있고, 또 모터하우징의 통부와 커버부재가 접합되어서 내부에 밀폐공간이 형성되어 있다.
이 때문에 모터기구에 의한 구동축의 구동에 의해 실린더보어내를 피스톤이 왕복운동해서 실린더보어내에서 압축된 고압냉매가 토출실로 토출될때, 실린더보어내 및 토출실내의 고압냉매가 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면을 거쳐서 누출되는 것을 억제할 수 있음과 동시에, 예를 들면 고압냉매가 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면으로부터 누출되는 일이 있다고 해도 누출된 고압냉매는 통부와 커버부재로 형성되는 밀폐공간내에 체류하여 압축기밖으로 누출되는 일은 없다.
따라서 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면으로부터 압축기밖으로의 고압냉매가 누출하는 것에 기인하는 압축기의 성능저하를 억제할 수 있다.
더구나 상기 통부는 모터하우징에 설치되어 있기 때문에 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면을 은폐하기 위한 통부재등을 별도로 설치할필요가없고, 비용면이나 구조의 간소화의 면에서 유리하게된다.
또 모터하우징의 통부와 커버부재와의 접합에 의해 내부에 밀폐공간이 형성되어있는 것때문에 통부 및 커버부재간의 접합면에 있어서의 밀봉성을 신뢰성이 높은 것으로 함으로써 압축기내의 밀봉신뢰성을 향상시킬 수 있다.
다시 또 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면에 있어서의 밀봉성을 확보하는 O링등을 생략한다고 해도 고압냉매가 압축기밖으로 누출되는 문제는 없고, 이들 부품의 삭감에 의해서도 비용절감이나 구조의 간소화를 도모할 수 있다.
이에 추가해서 커버부재의 전단면은 후면부하우징의 후단면에 면으로 맞닿아있기 때문에 토출실내의 고압력에의해 실린더블록에 대해 후면부하우징이 이간되려고하는 것을 커버부재로 확실히 막아낼수가있다.
따라서 커버부재의 전단면이 후면부하우징의 후단면에 맞닿아있지 않은경우와 비교해서 후면부맞춤면에 있어서, 높은 밀접성을 유지해서 높은 밀봉성을 유지하는 것이 가능하게된다.
(4)청구항 4에 기재된 피스톤식 압축기는 청구항 2 또는 3에 기재된 피스톤식 압축기에 있어서, 전면부하우징, 실린더블록 및 후면부하우징은 모터하우징내에서 전면부하우징측에 머리부를 갖는 볼트에 의해 공통체결되어 있는 것을 특징으로하는 것이다.
이 압축기에서는 모터하우징내에서 전면부하우징측에 볼트의 머리부가 있는것때문에 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면으로부터 볼트 및 볼트구멍간을 거쳐서 고압냉매가 누출되었다고 해도 그 고압냉매는 모터하우징과, 후면부하우징으로 형성되는 밀폐공간내에 체류하여 압축기밖으로 누출되는 일은 없다.
따라서 볼트 및 볼트구멍간에 있어서의 밀봉성을 확보하기 위한 워셔를 생략한다고 해도 고압냉매가 압축기 밖으로 누출되는 문제는 없고, 밀봉워셔의 생략에 의한 비용절감을 도모할 수 있다.
(5) 청구항 5에 기재된 피스톤식 압축기는 청구항 1, 2, 3 또는 4에 기재된 피스톤식 압축기에 있어서, 피스톤은 단두이며, 그 피스톤은 구동축에 대해서 소정의 경사각하에서 동기 회전가능하게 지지된 경사판에 의해 피구동되는 것을 특징으로 하는 것이다.
(6) 청구항 6에 기재된 피스톤식 압축기는 청구항 5에 기재된 피스톤식 압축기에 있어서, 경사판과 피스톤과의 사이에는 전후 한쌍의 슈가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
(7) 청구항 7에 기재된 피스톤식 압축기는 청구항 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6에 기재된 피스톤식 압축기에 있어서, 토출가스를 냉매의 초임계압력으로 토출하는 것을 특징으로 하는 것이다.
압축기가 토출가스를 초임계압력으로 토출하는 경우, 전술한 바와 같이, 실린더블록 단면(전면부맞춤면 및 후면부맞춤면)으로부터 고압냉매가 누출되기 쉽게 된다는 문제가 있다.
이 점, 이 압축기에서는 상술한 바와 같이, 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면이 통부로 은폐되어 있는 것에 의해 밀봉성이 향상되어 있고, 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면으로부터의 고압냉매의 누출을 억제할 수 있다.
따라서 압축기가 토출가스를 냉매의 초임계압력으로 토출하는 경우라도 고압냉매의 누출에 기인하는 압축기의 성능저하를 억제하는 것이 가능해진다.
(8) 청구항 8에 기재된 피스톤식 압축기는 청구항 7에 기재된 피스톤식 압축기에 있어서, 냉매가 이산화탄소인 것을 특징으로 하는 것이다.
CO2냉매를 채용한 경우, 전술한 바와 같이, 실린더블록 단면(전면부맞춤면 및 후면부맞춤면)을 O링으로 밀봉해도 충분한 밀봉성을 확보하는 것이 곤란하지만, 이 압축기에서는 상술한 바와 같이, 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면으로부터의 고압냉매의 누출을 통부로 억제할 수 있다.
따라서 C02냉매를 채용하는 경우라도 고압냉매의 누출에 기인하는 압축기의 성능저하를 억제하는 것이 가능해진다.
(실시예)
다음에, 본 발명을 구체화한 실시예를 도면을 참조해서 설명한다.
(실시예 1)
실시예 1은 청구항 1, 2, 4, 5, 6, 7 또는 8에 관한 발명을 구체화한 것이다.
도 1에 나타내는 압축기(1)는 차량공기조화용의 냉방장치로서, 초임계주기의 냉방장치에 제공되는 것이다.
즉, 그러한 냉방장치는 압축기, 도시하지 않은 방열용 열교환기로서의 가스쿨러, 조임수단으로서의 팽창밸브, 흡열용 열교환기로서의 증발기 및 기액분리기로서의 어큐뮬레이터가 직렬접속된 폐회로로 이루어지고, 압축기의 토출압력(그 회로의 고압측압력)이 그 회로를 순환하는 냉매의 초임계압력이 되도록 작동한다.
그리고 냉매로서 이산화탄소(CO2)가 사용된다.
또한 냉매로서는 이산화탄소(CO2)외에 에틸렌(C2H4), 디보란(B2H6), 에탄(C2H6)이나 산화질소등을 채용할 수도 있다.
이 압축기는 후방측에 압축기구부(C)를 구비하고, 전방측에 모터기구부(M)를 구비하고 있다.
압축기구부(C)에서는 실린더블록(1)의 전단측에 전면부하우징(2)이 접합되고, 실린더블록(1)의 후단측에 밸브판(도시생략)을 끼워서 후면부하우징(3)이 접합되어 있다.
실린더블록(1)과 전면부하우징(2)에 의해 형성되는 크랭크실(4)내에는 전단이 전면부하우징(2)으로부터 모터기구부(M)측으로 뻗어나온 구동축(5)이 수용되고, 구동축(5)의 후단은 실린더블록(1)과의 사이에 설치된 래디얼베어링(6)에 의해 회전가능하게 지지되어 있다.
또 실린더블록(1)에는 구동축(5)을 둘러싸는 위치에 복수개의 실린더보어(7)가 뚫어 형성되어 있고, 각 실린더보어(7)에는 후단측에 머리부(8a)를 갖는 단두형의 피스톤(8)이 각각 왕복운동가능하게 수용되어 있다.
크랭크실(4)내에 있어서, 구동축(5)에는 경사판(9)이 동기회전가능하게 고착되어 있고, 경사판(9)과 전면부하우징(2)의 사이에 스러스트베어링(10)이 개재되어있다.
경사판(9)과 피스톤(8)의 머리부(8a)와의 사이에는 전후 한쌍의 슈(11),(11)가 개재되어 있다.
이렇게 해서 구동축(5)에 대해서 일정한 경사각하에서 동기회전가능하게 지지된 경사판(9)의 회전운동은 슈(11),(11)를 거쳐서 피스톤(8)의 전후 왕복운동으로 변환되고, 피스톤(8)이 실린더보어(7)내를 왕복운동한다.
또 후면부하우징(3)내에는 중앙측에 토출실(12)이 형성되고, 이 토출실(12)의 외측에 흡입실(13)이 형성되어 있다.
그리고 각 피스톤(8)의 단면이 각 실린더보어(7)와의 사이에서 형성하는 각 압축실과 토출실(12)은 밸브판에 형성된 각 토출구멍(도시생략)에 의해 연이어 통하고 있고, 각 토출구멍은 토출실(12)측에 있어서 토출밸브(도시생략)에 의해 개폐가능하게 되어 있다.
또 각 압축실과 흡입실(13)은 밸브판에 형성된 각 흡입구멍(도시생략)에 의해 연이어 통하게 되어 있고, 각 흡입구멍은 각 압축실측에 있어서 흡입밸브(도시생략)에 의해 개폐가능하게 되어 있다.
또한 흡입실(13)은 냉방장치의 냉동회로를 구성하는 어큐뮬레이터에 배관을 거쳐서 접속되고, 토출실(12)은 냉방장치의 냉동회로를 구성하는 가스쿨러에 배관을 거쳐서 접속되어 있다.
그리고, 이 압축기구부(C)에 있어서는 후면부하우징(3)은 전면부하우징(2)의 후단면과 실린더블록(1)의 전단면과의 사이에 구성되는 직경방향으로 연이어 있는 전면부맞춤면(F) 및 후면부하우징(3)의 전단면과 실린더블록(1)의 후단면과의 사이에 구성되는 직경방향으로 연이어 있는 후면부맞춤면(R)의 직경밖에 위치해서 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)을 은폐하는 통부(3a)를 일체로 갖고 있다.
통부(3a)는 후면부하우징(3)으로부터 전면부하우징(2)의 전단면까지 연이어 있고, 이 통부(3a)의 내부원주면에 실린더블록(1) 및 전면부하우징(2)이 끼워 맞추어 고정되어 있다.
또, 이 압축기구부(C)에 있어서는 전면부하우징(2), 실린더블록(1) 및 후면부하우징(3)은 후술하는 모터하우징(20)내에서 전면부하우징(2)측에 머리부(14a)를 갖는 볼트(14)에 의해 함께 체결되어 있다.
또한 압축기구부(C)에 있어서는 전면부맞춤면(F) 및 그 후면부맞춤면(R)에는 밀봉부재로서의 O링이 개재되어 있지 않다.
한편, 구동축(5)을 구동시키는 모터기구를 갖는 모터기구부(M)에 있어서는 후면측(압축기구부 C측)를 개방한 모터하우징(20)이 전면부하우징(2)의 전방에 위치하고 있다.
이 모터하우징(20)의 개방단말(후단면)(20a)는 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)을 은폐하는 통부(3a)의 전단면에 그 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)의 직경의 외부원주 부근을 피한 위치에서 용접에 의해 접합되어 있다.
이렇게 해서 후면부하우징(3)과 모터하우징(20)에 의해 내부에 밀폐공간이 형성되어 있다.
압축기구부(C)로부터 모터하우징(20)내로 뻗는 구동축(5)의 전단은 모터하우징(20)의 전단벽의 내측중앙부에 일체로 형성된 축받이통부(20b)의 내부원주면에 래디얼베어링(21)을 거쳐서 회전가능하게 지지되어 있다.
또 구동축(5)에는 모터하우징(20)내에서 회전자(22)가 끼워 맞추어져 고정되어 있다.
그리고, 이 회전자(22)와 대응해서 모터하우징(20)의 내부원주면에는 권선(23)이 소정위치에 고정되어 있다.
또한 권선(23)은 리드선(도시생략)에 의해 외부의 직류전원(도시생략)과 접속되어 있고, 이 직류전원에 의해 모터기구부(M)는 구동되도록 되어 있다.
이상과 같이 구성된 이 압축기에서는 직류전원으로부터의 급전에 의해 모터기구부(M)가 구동되면 회전자(22)가 회전하여 구동축(5)을 회전시킨다.
그러한 구동축(5)의 회전에 의해 구동축(5)과 동기해서 경사판(9)이 소정의 일정 경사각하에서 회전되고, 한쌍의 슈(11),(11)를 거쳐서 피스톤(8)이 실린더보어(7)내를 왕복운동한다.
이것에 의해 어큐뮬레이터로부터 흡입실(13)내로 귀환한 저압냉매가 실린더보어(7)의 압축실내로 흡입되어서 압축된 후 고압냉매로서 토출실(12)로 토출된다.
또한 토출실(12)로 토출된 고압냉매는 가스쿨러로 송출된다.
이때 냉매로서 CO2를 사용하는 본 실시예에 관한 냉방장치에서는 압축기가 토출가스를 냉매의 초임계압력(10MPa정도의 압력)으로 토출한다.
그러한 경우, 토출압력이 특히 높은 것으로부터 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)으로부터 고압냉매가 누출되기 쉽게 된다.
또 CO2냉매는 고무에 대한 투과성이 높기 때문에 O링으로 밀봉해도 충분한 밀봉성을 확보하는 것이 곤란하게 된다.
여기에서, 본 실시예의 압축기구부(C)에서는 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)이 이들의 직경밖으로 위치하도록 후면부하우징(3)에 일체로 설치된 통부(3a)로 은폐되는 것에 의해 외기와 차단되어 있기 때문에 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)에 있어서의 밀봉성이 향상되어 있다.
또 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)이 통부(3a)로 은폐된 상태로 통부(3a)의 전단면과 모터하우징(20)의 후단면(20a)이 접합되어 있기 때문에 내부에 밀폐공간이 형성되어 있으므로, 예를 들어 실린더보어(7)의 압축실내 및 토출실(12)내의 고압냉매가 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)을 거쳐서 누출되는 일이 있다고 해도 누출된 고압냉매는 상기 밀폐공간내에 체류하여 압축기의 밖으로 누출되는 일은 없다.
따라서 실린더보어(7)의 압축실내에서 압축된 고압냉매가 토출실(12)로 토출될때 압축실내 및 토출실(12)내의 고압냉매가 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)을 거쳐서 압축기의 밖으로 누출되는 것을 억제할 수 있다.
따라서, 이 압축기는 냉매로서 CO2를 채용하는 경우라도 전면부맞춤면(F), 후면부맞춤면(R), 다시 말하면 실린더블록(1)의 단면으로부터 압축기의 밖으로의 고압냉매가 누출되는 것에 기인하는 압축기의 성능저하를 억제하는 것이 가능하다.
더구나 상기 통부(3a)는 후면부하우징(3)에 일체로 설치되어 있기 때문에, 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)을 은폐하기 위한 통부재등을 별도로 설치할 필요가 없고, 또 후면부하우징(3)에 일체로 설치된 통부(3a)와 모터하우징(20)과의 접합에 의해 내부에 밀폐공간이 형성되기 때문에, 압축기내의 밀봉성을 높이기 위한 커버부재등을 별도로 설치할 필요가 없다.
따라서 비용면이나 구조의 간소화면에서 유리하게 됨과 동시에, 통부(3a) 및 모터하우징(20)간의 접합면에 있어서의 밀봉성을 신뢰성이 높은 것으로 함으로써 압축기내의 밀봉신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)에 있어서의 밀봉성을 확보하기 위한 O링등을 생략할 수 있고, 이들 부품의 삭감에 의해서도 비용절감이나 구조의 간소화를 도모할 수 있다.
또한 전면부하우징(2), 실린더블록(1) 및 후면부하우징(3)은 모터하우징(20)내에서 전면부하우징(2)측에 머리부(14a)를 갖는 볼트(14)에 의해 공통으로 체결되고 있기 때문에, 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)으로부터 볼트(14) 및 볼트구멍간을 거쳐서 고압냉매가 누출되었다고 해도, 그 고압냉매는 모터하우징(20)과 후면부하우징(3)으로 형성되는 밀폐공간내에 체류하여 압축기 밖으로 누출되는 일은 없다.
따라서 볼트(14) 및 볼트구멍간에 있어서의 밀봉성을 확보하기 위한 워셔를 생략한다고 해도 고압냉매가 압축기밖으로 누출되는 문제는 없고, 밀봉워셔의 생략에 의한 비용절감을 도모할 수 있다.
(실시예 2)
도 2에 나타내는 본 실시예 2는 청구항 1, 2, 4, 5, 6, 7 또는 8에 관한 발명을 구체화한 것이다.
이 압축기에서는 후면부하우징(3)이 후면부맞춤면(R)의 직경밖에 위치해서 후면부맞춤면(R)을 은폐하도록 실린더블록(1)의 대략 중앙부까지 뻗는 통부(3a)를 일체로 가짐과 동시에, 모터하우징(20)이 전면부맞춤면(F)의 직경밖에 위치해서 전면부맞춤면(F)을 은폐하도록 실린더블록(1)의 대략 중앙부분까지 연이어 있는 통부(20c)를 일체로 갖고 있다.
그리고 후면부하우징(3)의 통부(3a)가 후면부맞춤면(R)을 은폐함과 동시에 모터하우징(20)의 통부(20c)가 전면부맞춤면(F)을 은폐한 상태에서 후면부하우징(3)의 통부(3a)의 전단면과 모터하우징(20)의 통부(20c)의 후단면이 용접에 의해 접합되어서 내부에 밀폐공간을 형성하고 있다.
기타의 구성은 상기 실시예 1과 같다.
따라서, 이 압축기도 상기 실시예 1과 같은 작용효과를 나타낸다.
(실시예 3)
도 3에 나타내는 실시예 3은 청구항 1, 2, 4, 5, 6, 7, 또는 8에 관한 발명을 구체화한 것이다.
이 압축기에서는 모터하우징(20)이 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)의 직경밖에 위치해서 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)을 은폐하도록 후면부하우징(3)까지 연이어 있는 통부(20c)를 일체로 갖고 있다.
그리고 모터하우징(20)의 통부(20c)가 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)을 은폐한 상태에서 모터하우징(20)의 통부(20c)의 후단면과 후면부하우징(3)의 전면이 용접에 의해 접합되어서 내부에 밀폐공간을 형성하고 있다.
기타의 구성은 상기 실시예 1과 같다.
따라서, 이 압축기도 상기 실시예 1과 같은 작용효과를 나타낸다.
또한 본 실시예 3에서는 모터하우징(20)의 통부(20c)의 후단면과 후면부하우징(3)의 전면을 접합하는 예에 대해 나타냈으나, 통부(20c)의 후단의 내부원주면과 후면부하우징(3)의 외부원주면을 접합하도록 해도 된다.
(실시예 4)
도 4에 나타내는 본 실시예 4는 청구항 1, 2, 4, 5, 6, 7, 및 8에 관한 발명을 구체화한 것이다.
이 압축기에서는 모터하우징(20)이 대략 판상으로 되어 있고, 후면부하우징(3)이 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)의 직경밖에 위치해서 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)을 은폐하도록 모터하우징(20)까지 뻗는 통부(3a)를 일체로 갖고 있다.
그리고 후면부하우징(3)의 통부(3a)가 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)을 은폐한 상태에서 후면부하우징(3)의 통부(3a)의 전단면과 모터하우징(20)의 후면이 용접에 의해 접합되어서 내부에 밀폐공간을 형성하고 있다.
또한 모터기구부(M)를 구성하는 권선(23)은 통부(3a)의 내부원주면에 고정되어 있다.
기타의 구성은 상기 실시예 1과 같다.
따라서, 이 압축기도 상기 실시예 1과 같은 작용효과를 나타낸다.
또한 본 실시예 4에서는 후면부하우징(3)의 통부(3a)의 전단면과 모터하우징(20)의 후면을 접합하는 예를 나타냈으나, 통부(3a)의 전단의 내부원주면과 모터하우징(20)의 외부원주면을 접합하도록 해도 된다.
(실시예 5)
도 5에 나타내는 본 실시예 5는 청구항 1, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8에 관한 발명을 구체화한 것이다.
이 압축기에서는 모터하우징(20)이 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)의 직경밖에 위치해서 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)을 은폐하도록 후면부하우징(3)의 후방까지 연이어 있는 통부(20c)를 일체로 갖고 있다.
그리고, 이 통부(20c)의 후단의 내부원주면에는 후면부하우징(3)의 후방에 위치해서 자체의 전단면이 후면부하우징(3)의 후단면에 전면에서 맞닿고, 강체로 된 커버부재(30)의 외부원주면이 용접에 의해 접합되어 있다.
또한 전면부하우징(2), 실린더블록(1) 및 후면부하우징(3)은 모터하우징(20)의 통부(20c)의 내부원주면에 끼워 맞추어져 고정되어 있다.
기타의 구성은 상기 실시예 1과 같다.
이 압축기에서는 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)이 모터하우징(20)의 통부(20c)로 은폐됨으로써 외기와 차단되어서, 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)에 있어서의 밀봉성이 향상되고 있고, 또 모터하우징(20)의 통부(20c)와 커버부재(30)가 접합되어서 내부에 밀폐공간이 형성되어 있다.
이 때문에 모터기구부(M)에 의한 구동축(5)의 구동에 의해 실린더보어(7)내를 피스톤(8)이 왕복운동해서 실린더보어(7)의 압축실내에서 압축된 고압냉매가 토출실(12)로 토출될때 실린더보어(7)의 압축실 및 토출실(12)내의 고압냉매가 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)을 거쳐서 누출되는 것을 억제할 수 있음과 동시에, 예를 들어 고압냉매가 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)으로부터 누출되는일이 있다고 해도 누출된 고압냉매는 모터하우징(20)의 통부(20c)와 커버부재(30)로 형성되는 밀폐공간내에 체류되어 압축기밖으로 누출되는 일은 없다.
따라서 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)으로부터 압축기밖으로의 고압냉매가 누출되는 것에 기인하는 압축기의 성능저하를 억제할 수 있다.
더구나 상기 통부(20c)는 모터하우징(20)에 일체로 설치되어 있기 때문에, 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)을 은폐하기 위한 통부재등을 별도로 설치할 필요가 없고, 비용면이나 구조의 간소화면에서 유리하다.
또 모터하우징(20)의 통부(20c)와 커버부재(30)와의 접합에 의해 내부에 밀폐공간이 형성되어 있기 때문에, 통부(20c) 및 커버부재(30)간의 접합면에 있어서의 밀봉성을 신뢰성이 높은 것으로 함으로써, 압축기내의 밀봉 신뢰성을 향상시킬수 있다.
또한 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)에 있어서의 밀봉성을 확보하기 위한 O링등을 생략할 수 있고, 이들 부품의 삭감에 의해서도 비용절감이나 구조의 간소화를 도모할 수 있다.
이에 추가해서 커버부재(30)의 전단면은 후면부하우징(3)의 후단면에 전면에서 맞닿아 있기 때문에 토출실(12)의 고압력에 의해 실린더블록(1)에 대해서 후면부하우징(3)이 이간되려고 하는 것을 커버부재(3)의 전체로 확실히 막아낼 수 있다.
더구나 커버부재(30)는 통부(20c)내에 접합되어 있고, 통부(20c)에 대해서 커버부재(30)를 박리시키려고 하는 힘(박리력)이 통부(20c)의 내부원주면과 커버부재(30)의 외부원주면과의 사이에서 전단력으로 작용하기 때문에 통부(20c)의 후단면과 커버부재(30)의 전단면이 접합되어서 상기한 박리력이 그 양면간에서 인장력으로 작용하는 경우와 비교해서 접합강도가 높아진다.
또 커버부재(30)가 강체로 되어 있기 때문에 커버부재(30)자체의 변형도 방지된다.
따라서 토출실(12)내의 고압력에 의해 실린더블록(1)에 대해서 후면부하우징(3)이 이간되려고 하는 것을 커버부재(30)의 전체로서 더욱 확실히 막아낼 수 있다.
따라서 후면부맞춤면(R)에 있어서, 높은 밀접성을 유지해서 높은 밀봉성을 유지하는 것이 가능해진다.
또한 본 실시예 5에서는 모터하우징(20)의 통부(20c)의 내부원주면과 커버부재(30)의 외부원주면을 접합하는 예에 대해 설명했으나, 통부(20c)의 후단면과 커버부재(30)의 전단면을 접합하도록 해도 된다.
(실시예 6)
본 실시예 6은 청구항 1, 5, 6, 7 또는 8에 관한 발명을 구체화한 것이다.
이 압축기에서는 후면부하우징(3)이 후면부맞춤면(R)의 직경밖에 위치해서 그 후면부맞춤면(R)을 은폐하도록 실린더블록(1)의 대략 중앙부분까지 뻗는 통부(3a)를 일체로 가짐과 동시에 전면부하우징(2)이 전면부맞춤면(F)의 직경밖에 위치해서 전면부맞춤면(F)을 은폐하도록 실린더블록(1)의 대략 중앙부분까지 뻗는 통부(2a)를 일체로 갖고 있다.
그리고 후면부하우징(3)의 통부(3a)가 후면부맞춤면(R)을 은폐함과 동시에 전면부하우징(2)의 통부(2a)가 전면부맞춤면(F)을 은폐한 상태에서 후면부하우징(3)의 통부(3a)의 전단면과 전면부하우징(2)의 통부(2a)의 후단면이 용접에 의해 접합되어서 내부에 밀폐공간을 형성하고 있다.
또 전면부하우징(2)은 전단벽의 중앙에 보스부(2b)를 갖고 있고, 구동축(5)의 전단측이 보스부(2b)와의 사이에 설치된 래디얼베어링(2c)에 의해 회전가능하게 지지되어 있다.
이 압축기에서는 모터기구부(M)대신에 엔진의 동력을 구동원으로 하고, 구동축(5)의 전단에 결합된 전자클러치(도시생략)를 거쳐서 엔진의 동력이 구동축(5)에 전달된다.
기타의 구성은 상기 실시예 1과 같다.
따라서, 이 압축기도 상기 실시예 1과 같은 작용효과를 나타낸다.
또한 본 실시예 6에서는 후면부하우징(3)의 통부(3a)로 후면부맞춤면(R)을 은폐함과 동시에 전면부하우징(2)의 통부(2a)로 전면부맞춤면(F)을 은폐하는 예에대해 나타냈으나, 후면부하우징(3)의 통부(3a)만으로 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)의 쌍방을 은폐하고, 이 통부(3a)의 전단과 전면부하우징(2)을 접합하거나, 혹은 전면부하우징(2)의 통부(2a)만으로 전면부맞춤면(F) 및 후면부맞춤면(R)의 쌍방을 은폐하고, 이 통부(2a)의 후단과 후면부하우징(3)을 접합해도 된다.
또 상기 실시예 1∼6에서는 냉매로서 이산화탄소를 사용한 초임계주기의 냉방장치를 적용하는 예에 대해 설명했으나, 본 발명의 압축기는 냉매로서 프론계냉매등을 사용하는 아임계주기의 냉방장치에 적용할 수 있는 것은 물론이다.
또한 상기 실시예 1∼6에서는 단두형의 피스톤을 전후 한쌍의 슈로 경사판에 계류시킨 고정용량형의 압축기를 나타냈으나 양두형의 피스톤으로 하거나, 로드를 거쳐서 단두형의 피스톤을 경사판과 계류시키거나 혹은 가변용량형의 압축기로 하는 것도 물론 가능하다.
실린더블록 단면으로부터 압축기의 밖으로의 고압냉매가 누출되는 것을 억제해서 그러한 냉매가스의 누출에 기인하는 압축기의 성능저하를 억제한 피스톤식 압축기가 제공된다.

Claims (8)

  1. 내부에 실린더보어를 형성하는 실린더블록과, 자체의 후단면과 실린더블록의 전단면과의 사이에 구성되는 직경방향으로 연이어 있는 전면부맞춤면에서 실린더블록의 전면부에 접합되고 구동축을 회전가능하게 지지하는 전면부하우징과, 자체의 전단면과 그 실린더블록의 후단면과의 사이에 구성되는 직경방향으로 뻗어 있는 후면부맞춤면에서 그 실린더블록의 후면부에 접합되고 적어도 내부에 토출실을 형성하는 후면부하우징을 구비하고, 구동축의 구동에 의해 그 실린더보어내에서 피스톤을 왕복운동시킴으로써 냉매의 압축을 행한 후에 그 토출실에 고압냉매를 토출하는 피스톤식 압축기에 있어서, 상기 전면부하우징 및 후면부하우징의 적어도 한쪽은 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면의 직경밖에 위치해서 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면을 은폐하는 통부를 갖는 것을 특징으로 하는 피스톤식 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    전면부하우징의 전방에는 구동축을 구동시키는 모터기구를 갖는 모터하우징이 위치하고, 그 모터하우징 및 후면부하우징의 적어도 한쪽은 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면의 직경밖에 위치해서 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면을 은폐하는 통부를 갖고, 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면이 그 통부로 은폐된 상태에서 그 모터하우징과 후면부하우징이 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 피스톤식 압축기.
  3. 내부에 실린더보어를 형성하는 실린더블록과, 자체의 후단면과 실린더블록의 전단면과의 사이에 구성되는 직경방향으로 연이어 있는 전면부맞춤면에서 실린더블록의 전면부에 접합되고 구동축을 회전가능하게 지지하는 전면부하우징과, 자체의 전단면과 그 실린더블록의 후단면과의 사이에 구성되는 직경방향으로 연이어 있는 후면부맞춤면에서 그 실린더블록의 후면부에 접합되고 적어도 내부에 토출실을 형성하는 후면부하우징과, 전면부하우징의 전방에 위치하고 내부에 구동축을 구동시키는 모터기구를 갖는 모터하우징을 구비하고, 구동축의 구동에 의해 그 실린더보어내에서 피스톤을 왕복운동시킴으로써 냉매의 압축을 행한 후에 그 토출실에 고압냉매를 토출하는 피스톤식 압축기에 있어서, 상기 모터하우징은 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면의 직경밖에 위치해서 전면부맞춤면 및 후면부맞춤면을 은폐하는 통부를 갖고, 그 통부의 후단에는 후면부하우징의 후방에 위치해서 자체의 전단면이 후면부하우징의 후단면에 맞닿는 커버부재가 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 피스톤식 압축기.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    전면부하우징, 실린더블록 및 후면부하우징은 모터하우징내에서 전면부하우징측에 머리부를 갖는 볼트에 의해 공통으로 체결되어 있는 것을 특징으로 하는 피스톤식 압축기.
  5. 제1항, 제2항, 제3항 또는 제4항에 있어서,
    피스톤은 단두이며, 그 피스톤은 구동축에 대해서 소정의 경사각하에서 동기회전가능하게 지지된 경사판에 의해 피구동되는 것을 특징으로 하는 피스톤식 압축기.
  6. 제5항에 있어서,
    경사판과 피스톤과의 사이에는 전후 한쌍의 슈가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 피스톤식 압축기.
  7. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항 또는 제6항에 있어서,
    토출가스를 냉매의 초임계압력으로 토출하는 것을 특징으로 하는 피스톤식 압축기.
  8. 제7항에 있어서,
    냉매가 이산화탄소인 것을 특징으로 하는 피스톤식 압축기.
KR10-2000-0047419A 1999-10-04 2000-08-17 피스톤식 압축기 KR100366688B1 (ko)

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