KR20030053428A

KR20030053428A - 피스톤식 압축기의 윤활구조

Info

Publication number: KR20030053428A
Application number: KR1020020081728A
Authority: KR
Inventors: 신또꾸노리유끼; 사또신이찌; 사이끼아끼오; 반노노부또시; 곤도준
Original assignee: 가부시키가이샤 도요다 지도숏키
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2003-06-28
Also published as: CN1432735A; FR2834014A1; BR0205339A; US20030146053A1; JP2003247486A; DE10260328A1

Abstract

(과제)

로터리 밸브를 사용한 피스톤식 압축기의 축밀봉장치의 윤활성을 향상시킨다.

(해결수단)

회전축 (21) 에는 도입통로 (31, 32) 및 공급통로 (211) 가 형성되어 있다. 공급통로 (211) 는 흡입실 (142) 에 연통되어 있고, 도입통로 (31, 32) 는 공급통로 (211) 에 연통되어 있다. 실린더 블록 (11, 12) 에는 흡입통로 (33, 34) 가 실린더 보어 (27, 28) 와 축구멍 (111, 121) 을 연통하도록 형성되어 있다. 회전축 (21) 의 회전에 따라, 도입통로 (31, 32) 는 흡입통로 (33, 34) 에 간헐적으로 연통된다. 회전축 (21) 의 둘레면에는 연통구멍 (212) 이 형성되어 있다. 연통구멍 (212) 은, 축밀봉장치 (22) 를 수용하는 수용실 (132) 과 공급통로 (211) 를 연통한다.

Description

피스톤식 압축기의 윤활구조{LUBRICATION STRUCTURE OF PISTON-TYPE COMPRESSOR}

본 발명은, 회전축 주위에 배열된 복수의 실린더 보어내에 피스톤을 수용하고, 상기 회전축과 일체화된 캠체를 통하여 상기 회전축의 회전에 상기 피스톤을 연동시키고, 상기 피스톤에 의해 상기 실린더 보어내에 구획되는 압축실에 흡입압 영역으로부터 냉매를 도입하기 위한 도입통로를 갖는 로터리 밸브를 구비하고, 압축기의 전체 하우징내로부터의 상기 회전축의 둘레면을 따른 유체 누출을 방지하기 위한 축밀봉장치를 상기 전체 하우징과 상기 회전축 사이에 설치한 피스톤식 압축기의 윤활구조에 관한 것이다.

특허문헌 1 (일본 공개특허공보 평 7-63165 호) 에 개시된 피스톤식 압축기에서는, 실린더 보어내에 냉매를 도입하기 위해 로터리 밸브가 채택되고 있다. 양두 피스톤은 사판의 회전에 의해 왕복운동된다. 이 양두 피스톤을 사용한 고정용량형 사판식 압축기에서는, 회전축 그 자체가 로터리 밸브가 되어 있다.실린더 보어내로 냉매를 도입하기 위한 흡입 포트를 로터리 밸브로 개폐하는 구성은, 실린더 보어내로 냉매를 도입하기 위한 흡입 포트를 휨 변형가능한 흡입밸브로 개폐하는 구조에 비해 체적효율의 향상을 가능하게 한다.

전방 하우징과 회전축 사이에는 축밀봉장치가 설치되어 있다. 축밀봉장치는, 압축기내의 냉매가 회전축의 둘레면을 따라 압축기 외부로 누출되는 것을 방지한다. 압축기내의 윤활 필요 부위는, 냉매와 함께 유동하는 윤활유에 의해 윤활된다. 축밀봉장치는, 적당한 윤활유를 받지 못하면 조기에 열화되어, 밀봉성이 조기에 저하된다. 특허문헌 1 의 압축기에서는, 축밀봉장치에 관한 충분한 윤활대책이 이루어지지 않았다.

본 발명은, 로터리 밸브를 사용한 피스톤식 압축기의 축밀봉장치의 윤활성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

도 1 은 제 1 실시형태를 나타내고, (a) 는 압축기 전체의 측단면도. (b) 는 (a) 의 A-A 선 단면도.

도 2 는 도 1(a) 의 B-B 선 단면도.

도 3 은 도 1(a) 의 C-C 선 단면도.

도 4 는 제 2 실시형태를 나타내는 압축기 전체의 측단면도.

도 5 는 도 4 의 D-D 선 단면도.

도 6 은 도 4 의 E-E 선 단면도.

도 7 은 제 3 실시형태를 나타내고, (a) 는 압축기 전체의 측단면도. (b) 는 (a) 의 F-F 선 단면도.

도 8 은 도 7(a) 의 G-G 선 단면도.

도 9 는 제 4 실시형태를 나타내고, (a) 는 압축기 전체의 측단면도. (b) 는 (a) 의 H-H 선 단면도.

도 10 은 도 9(a) 의 I-I 선 단면도.

도 11 은 제 5 실시형태를 나타내는 요부측 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

11, 12 : 전체 하우징 실린더를 구성하는 실린더 블록

13 : 전체 하우징을 구성하는 전방 하우징

131, 141 : 토출실

132 : 수용실

14 : 전체 하우징을 구성하는 후방 하우징

142 : 흡입압 영역인 흡입실

21 : 회전축

211 : 윤활용 통로를 구성하는 공급통로

212 : 윤활용 통로를 구성하는 연통구멍

214, 215 : 접속부

22 : 축밀봉장치

23 : 캠체인 사판

24 : 캠실로서의 사판실

27, 28 : 실린더 보어

271, 281 : 압축실

29 : 양두 피스톤

31, 32 : 도입통로

35, 36 : 로터리 밸브

37 : 윤활용 통로

38 : 회전축

382 : 윤활용 통로를 구성하는 공급통로

385 : 윤활용 통로를 구성하는 연통구멍

39, 40 : 로터리 밸브

41, 42 : 도입통로

45 : 윤활용 통로

46, 49A, 49B, 49C, 50 : 윤활용 유로

따라서, 본 발명은 회전축 주위에 배열된 복수의 실린더 보어내에 피스톤을 수용하고, 상기 회전축과 일체화된 캠체를 통하여 상기 회전축의 회전에 상기 피스톤을 연동시키고, 상기 피스톤에 의해 상기 실린더 보어내에 구획되는 압축실에 흡입압 영역으로부터 냉매를 도입하기 위한 도입통로를 갖는 로터리 밸브를 구비하고, 압축기의 전체 하우징내로부터의 상기 회전축의 둘레면을 따른 유체 누출을 방지하기 위한 축밀봉장치를 상기 전체 하우징과 상기 회전축 사이에 설치한 피스톤식 압축기를 대상으로 하며, 제 1 항의 발명에서는, 상기 축밀봉장치를 수용실에수용하고, 상기 회전축내에는 공급통로를 상기 흡입압 영역에 연통되도록 형성하고, 상기 로터리 밸브의 도입통로를 상기 공급통로에 연통시켜, 상기 공급통로와 상기 수용실을 연통시키기 위한 윤활용 통로를 형성하였다.

흡입압 영역내의 냉매의 일부는, 윤활용 통로를 경유하여 수용실에 도달한다. 수용실에 도달하는 냉매와 함께 유동하는 윤활유의 일부는, 축밀봉장치의 윤활에 기여한다.

제 2 항의 발명에서는, 제 1 항에 있어서, 상기 공급통로와 상기 수용실에 연통되도록 상기 회전축의 둘레면에 형성된 연통구멍과, 상기 공급통로로 상기 윤활용 통로를 구성하였다.

로터리 밸브의 도입통로로 냉매를 보내기 위한 공급통로를 윤활용 통로의 일부로 한 구성은, 윤활용 통로를 형성함에 있어 간편한 구성이다.

제 3 항의 발명에서는, 제 2 항에 있어서, 상기 압축실로부터 냉매가 토출되는 토출실을 상기 수용실 주위에 설치하고, 상기 로터리 밸브의 도입통로와 상기 공급통로의 접속부와, 상기 연통구멍과 상기 공급통로의 접속부를 접근시켜 배치하였다.

이와 같은 접근배치의 구성은, 수용실과 공급통로 사이에서의 냉매의 출입을 촉진하여 축밀봉장치를 냉각하는 효과가 높아진다.

제 4 항의 발명에서는, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡입압 영역은, 외부냉매회로에 연통하는 전체 하우징내의 흡입실로 하였다.

제 5 항의 발명에서는, 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기로터리 밸브는 상기 회전축에 일체 형성하였다.

이와 같은 일체 구성은, 부품점수를 줄이고 압축기의 설치행정을 간소화한다.

제 6 항의 발명에서는, 회전축 주위에 배열된 복수의 실린더 보어내에 피스톤을 수용하고, 상기 회전축과 일체화된 캠체를 통하여 상기 회전축의 회전에 상기 피스톤을 연동시키고, 상기 피스톤에 의해 실린더 보어내에 구획되는 압축실에 흡입압 영역으로부터 냉매를 도입하기 위한 도입통로를 갖는 로터리 밸브를 구비하고, 압축기의 전체 하우징내로부터의 상기 회전축의 둘레면을 따른 유체 누출을 방지하기 위한 축밀봉장치를 상기 전체 하우징과 상기 회전축 사이에 설치한 피스톤식 압축기에 있어서, 상기 축밀봉장치를 수용실에 수용하고, 상기 회전축내에는 공급통로를 상기 흡입압 영역에 연통하도록 형성하고, 상기 로터리 밸브의 도입통로를 상기 공급통로에 연통시킴과 동시에, 상기 수용실을 상기 공급통로에 연통시키고, 상기 캠체를 수용하는 캠실과 상기 수용실을 연통시키기 위한 윤활용 유로를 형성하였다.

회전축과 일체로 회전하는 캠체에 피스톤을 연동시킨 구성의 피스톤식 압축기에서는, 실린더 보어로부터 캠실로 약간의 냉매 누출이 있다. 이 냉매 누출은 캠실내의 압력을 흡입압 영역의 압력보다도 조금이라도 높게 한다. 수용실에 연통하는 공급통로는 흡입압 영역에 연통되어 있으므로, 캠실내의 냉매는 윤활용 유로를 통하여 캠실의 압력보다도 조금이나마 낮은 공급통로로 흐른다. 따라서, 캠실로부터 윤활용 유로를 통하여 공급통로로 향하는 냉매와 유동하는 윤활유의 일부는 축밀봉장치의 윤활에 기여한다.

제 7 항의 발명에서는, 제 6 항에 있어서, 상기 실린더 보어를 설치한 실린더에 상기 캠실을 형성하고, 상기 실린더를 관통하여 상기 캠실에 상기 윤활용 유로를 연통시켰다.

캠실내의 냉매는, 실린더를 관통하도록 형성된 윤활용 유로를 통하여 공급통로로 향하고, 이 냉매와 유동하는 윤활유의 일부는 축밀봉장치의 윤활에 기여한다.

(발명의 실시형태)

이하, 고정용량형 피스톤식 압축기에 본 발명을 구체화한 제 1 실시형태를 도 1 ∼ 도 3 에 의거하여 설명한다.

도 1(a) 에 나타내는 바와 같이, 접합된 한쌍의 실린더 블록 (11, 12) 에는 전방 하우징 (13) 및 후방 하우징 (14) 이 접합되어 있다. 실린더 블록 (11, 12), 전방 하우징 (13) 및 후방 하우징 (14) 은, 복수개의 볼트 (10) (도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이 본 실시형태에서는 5 개) 에 의해 함께 체결되어 있다. 실린더 블록 (11, 12), 전방 하우징 (13) 및 후방 하우징 (14) 은, 압축기의 전체 하우징을 구성한다. 전방 하우징 (13) 에는 토출실 (131) 이 형성되어 있다. 후방 하우징 (14) 에는 토출실 (141) 및 흡입실 (142) 이 형성되어 있다.

실린더 블록 (11) 과 전방 하우징 (13) 사이에는 밸브 플레이트 (15), 밸브 형성 플레이트 (16) 및 리테이너 형성 플레이트 (17) 가 개재되어 있다. 실린더 블록 (12) 과 후방 하우징 (14) 사이에는 밸브 플레이트 (18), 밸브 형성 플레이트 (19) 및 리테이너 형성 플레이트 (20) 가 개재되어 있다. 밸브 플레이트(15, 18) 에는 토출 포트 (151, 181) 가 형성되어 있고, 밸브 형성 플레이트 (16, 19) 에는 토출밸브 (161, 191) 가 형성되어 있다. 토출밸브 (161, 191) 는 토출 포트 (151, 181) 를 개폐한다. 리테이너 형성 플레이트 (17, 20) 에는 리테이너 (171, 201) 가 형성되어 있다. 리테이너 (171, 201) 는 토출밸브 (161, 191) 의 개도를 규제한다.

실린더 블록 (11, 12) 에는 회전축 (21) 이 회전가능하게 지지되어 있다. 회전축 (21) 은, 실린더 블록 (11, 12) 에 관통되어 형성된 축구멍 (111, 121) 에 삽입되어 통과되고 있다. 회전축 (21) 은, 축구멍 (111, 121) 을 통하여 실린더 블록 (11, 12) 에 의해 직접 지지되고 있다.

전방 하우징 (13) 과 회전축 (21) 사이에는 립 실(lip seal)형 축밀봉장치 (22) 가 개재되어 있다. 축밀봉장치 (22) 는, 전방 하우징 (13) 에 형성된 수용실 (132) 에 수용되어 있다. 전방 하우징 (13) 측의 토출실 (131) 은 수용실 (132) 주위에 설치되어 있다.

회전축 (21) 에는 사판 (23) 이 고착되어 있다. 캠체인 사판 (23) 은, 캠실로서의 사판실 (24) 에 수용되어 있다. 실린더 블록 (11) 의 단면(端面)과 사판 (23) 의 원환상 기부 (231) 사이에는 스러스트 베어링 (25) 이 개재되어 있다. 실린더 블록 (12) 의 단면과 사판 (23) 의 기부 (231) 사이에는 스러스트 베이링 (26) 이 개재되어 있다. 스러스트 베어링 (25, 26) 은 사판 (23) 을 사이에 두고 회전축 (21) 의 축선 (213) 방향의 위치를 규제한다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 실린더 블록 (11) 에는 복수의 실린더 보어(27) 가 회전축 (21) 주위에 배열되도록 형성되어 있다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 실린더 블록 (12) 에는 복수의 실린더 보어 (28) 가 회전축 (21) 주위에 배열되도록 형성되어 있다. 전후 (전방 하우징 (13) 측을 전측, 후방 하우징 (14) 을 후측으로 하고 있다) 로 쌍을 이루는 실린더 보어 (27, 28) 에는 양두 피스톤 (29) 이 수용되어 있다. 실린더 블록 (11, 12) 은 양두 피스톤 (29) 용의 실린더를 구성한다.

도 1(a) 에 나타내는 바와 같이, 회전축 (21) 과 일체적으로 회전하는 사판 (23) 의 회전운동은, 슈 (30) 를 통하여 양두 피스톤 (29) 에 전달되고, 양두 피스톤 (29) 이 실린더 보어 (27, 28) 내를 전후로 왕복운동한다. 양두 피스톤 (29) 은, 실린더 보어 (27, 28) 내에 압축실 (271, 281) 을 구획한다.

회전축 (21) 을 통과하는 축구멍 (111, 121) 의 내주면에는 실(seal) 둘레면 (112, 122) 이 형성되어 있다. 실 둘레면 (112, 122) 의 직경은, 축구멍 (111, 121) 외의 내주면의 직경보다도 작고, 회전축 (21) 은 실 둘레면 (112, 122) 을 통하여 실린더 블록 (11, 12) 에 의해 직접 지지된다.

회전축 (21) 내에는 공급통로 (211) 가 형성되어 있다. 공급통로 (211) 의 시단은, 회전축 (21) 의 내단면에 있으며 후방 하우징 (14) 내의 흡입실 (142) 에 개구되어 있다. 회전축 (21) 에는 도입통로 (31, 32) 가 공급통로 (211) 에 연통하도록 형성되어 있다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 실린더 블록 (11) 에는 흡입통로 (33) 가 실린더 보어 (27) 와 축구멍 (111) 을 연통하도록 형성되어 있다. 흡입통로 (33)의 입구 (331) 는, 실 둘레면 (112) 상에 개구되어 있다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 실린더 블록 (12) 에는 흡입통로 (34) 가 실린더 보어 (28) 와 축구멍 (121) 을 연통하도록 형성되어 있다. 흡입통로 (34) 의 입구 (341) 는, 실 둘레면 (122) 상에 개구되어 있다. 회전축 (21) 의 회전에 따라, 도입통로 (31, 32) 의 출구 (311, 321) 는, 흡입통로 (33, 34) 의 입구 (331, 341) 에 간헐적으로 연통한다.

실린더 보어 (27) 가 흡입행정의 상태 [즉, 양두 피스톤 (29) 이 도 1(a) 의 좌측에서 우측으로 이동하는 행정] 에 있을 때에는, 출구 (311) 와 흡입통로 (33) 의 입구 (331) 가 연통한다. 실린더 보어 (27) 가 흡입행정의 상태에 있을 때에는, 회전축 (21) 의 공급통로 (211) 내의 냉매가 도입통로 (31) 및 흡입통로 (33) 를 경유하여 실린더 보어 (27) 의 압축실 (271) 에 흡입된다.

실린더 보어 (27) 가 토출행정의 상태 [즉, 양두 피스톤 (29) 이 도 1(a) 의 우측에서 좌측으로 이동하는 행정] 에 있을 때에는, 출구 (311) 와 흡입통로 (33) 의 입구 (331) 의 연통이 차단된다. 실린더 보어 (27) 가 토출행정의 상태에 있을 때에는, 압축실 (271) 내의 냉매가 토출 포트 (151) 로부터 토출밸브 (161) 를 밀어서 열어 토출실 (131) 로 토출된다. 토출실 (131) 로 토출된 냉매는, 도시하지 않은 외부냉매회로로 유출된다.

또한, 압축기 및 외부냉매회로로 이루어진 회로내에는 윤활유가 들어있고, 이 윤활유는 냉매와 함께 유동한다.

실린더 보어 (28) 가 흡입행정의 상태 [즉, 양두 피스톤 (29) 이 도 1(a) 의우측에서 좌측으로 이동하는 행정] 에 있을 때에는, 출구 (321) 와 흡입통로 (34) 의 입구 (341) 가 연통한다. 실린더 보어 (28) 가 흡입행정의 상태에 있을 때에는, 회전축 (21) 의 공급통로 (211) 내의 냉매가 도입통로 (32) 및 흡입통로 (34) 를 경유하여 실린더 보어 (28) 의 압축실 (281) 에 흡입된다.

실린더 보어 (28) 가 토출행정의 상태 [즉, 양두 피스톤 (29) 이 도 1(a) 의 좌측에서 우측으로 이동하는 행정] 에 있을 때에는, 출구 (321) 와 흡입통로 (34) 의 입구 (341) 의 연통이 차단된다. 실린더 보어 (28) 가 토출행정의 상태에 있을 때에는, 압축실 (281) 내의 냉매가 토출 포트 (181) 로부터 토출밸브 (191) 를 밀어서 열어 토출실 (141) 로 토출된다. 토출실 (141) 로 토출된 냉매는 외부냉매회로로 유출된다. 외부냉매회로로 유출된 냉매는 흡입실 (142) 로 환류된다.

실 둘레면 (112, 122) 에 의해 포위된 회전축 (21) 의 부분은, 회전축 (21) 에 일체 형성된 로터리 밸브 (35, 36) 가 된다.

도 1(a), (b) 에 나타내는 바와 같이, 회전축 (21) 의 둘레면에는 연통구멍 (212) 이 형성되어 있다. 연통구멍 (212) 은, 축밀봉장치 (22) 를 수용하는 수용실 (132) 과 공급통로 (211) 를 연통한다. 연통구멍 (212) 과 공급통로 (211) 는, 수용실 (132) 과, 흡입압 영역인 흡입실 (142) 을 연통하는 윤활용 통로 (37) 를 구성한다.

연통구멍 (212) 과 공급통로 (211) 의 접속부 (214) 는, 로터리 밸브 (35) 의 도입통로 (31) 와 공급통로 (211) 의 접속부 (215) 가까이에 배치되어 있다.

제 1 실시형태에서는 이하의 효과가 얻어진다.

(1-1) 흡입압 영역인 흡입실 (142) 내의 냉매는, 회전축 (21) 내의 공급통로 (211), 도입통로 (31, 32) 및 흡입통로 (33, 34) 를 경유하여 흡입행정에 있는 실린더 보어 (27, 28) 의 압축실 (271, 281) 로 향한다. 따라서, 흡입실 (142) 내의 냉매의 일부는, 공급통로 (211) 및 연통구멍 (212) 으로 이루어진 윤활용 통로 (37) 를 경유하여 수용실 (132) 에 도달한다. 수용실 (132) 에 도달하는 냉매와 함께 유동하는 윤활유의 일부는, 수용실 (132) 로 들어가 축밀봉장치 (22) 의 윤활에 기여한다.

(1-2) 공급통로 (211) 의 시단은, 회전축 (21) 의 단면에 있고, 흡입실 (142) 내의 냉매는, 회전축 (21) 의 회전에 따른 원심작용을 받지 않고 공급통로 (211) 로 원활하게 유입된다. 한편, 연통구멍 (212) 은, 회전축 (21) 의 축선 (213) 주위를 주회한다. 따라서, 공급통로 (211) 내의 액상 윤활유는 수용실 (132) 로 유입되기 쉽지만, 수용실 (132) 내의 액상 윤활유는 공급통로 (211) 로 되돌아가기는 어렵다. 즉, 수용실 (132) 에는 윤활유가 고이기 쉽다. 수용실 (132) 내에 윤활유가 고이기 쉬운 구성은, 축밀봉장치 (22) 를 윤활시키는 데 있어 유리하다.

(1-3) 흡입실 (142) 에 연통하는 공급통로 (211) 내의 냉매의 온도는 낮고, 공급통로 (211) 에서 수용실 (132) 로 보내지는 냉매는, 축밀봉장치 (22) 로부터 열을 뺏는다. 그러나, 수용실 (132) 과 공급통로 (211) 사이에서의 냉매의 출입이 거의 없으면, 축밀봉장치 (22) 를 효과적으로 냉각할 수 없다. 일반적으로, 축밀봉장치 (22) 에 고무재가 사용되지만, 고무재의 고온화는 조기 열열화를 초래하여 밀봉성이 조기에 저하된다.

실린더 보어 (27) 측의 압축실 (271) 과 로터리 밸브 (35) 의 도입통로 (31) 는, 로터리 밸브 (35) 의 회전에 따라 간헐적으로 연통한다. 압축실 (271) 과 도입통로 (31) 의 간헐적인 연통은, 도입통로 (31) 와 공급통로 (211) 의 접속부 (215) 부근에서의 압력의 규칙적인 승강변동을 가져온다. 연통구멍 (212) 과 공급통로 (211) 의 접속부 (214) 는, 접속부 (215) 에 근접하게 배치되어 있으므로, 연통구멍 (212) 과 공급통로 (211) 의 접속부 (214) 부근에서의 압력도 규칙적으로 승강변동된다. 접속부 (214) 부근에서의 이러한 압력변동은, 수용실 (132) 과 공급통로 (211) 사이에서의 냉매의 출입을 촉진한다. 따라서, 축밀봉장치 (22) 가 효과적으로 냉각된다.

(1-4) 로터리 밸브 (35, 36) 의 도입통로 (31, 32) 로 냉매를 보내기 위한 공급통로 (211) 는, 윤활용 통로 (37) 의 일부가 되어 있고, 윤활용 통로를 위한 새로운 통로형성은 실질적으로 연통구멍 (212) 만이라는 형성이 된다. 따라서, 로터리 밸브 (35, 36) 의 도입통로 (31, 32) 로 냉매를 보내기 위한 공급통로 (211) 를 윤활용 통로 (37) 의 일부로 한 구성은, 윤활용 통로 (37) 를 형성하는 데 있어 간편한 구성이다.

(1-5) 회전축 (21) 에 로터리 밸브 (35, 36) 를 일체 형성한 구성은, 부품점수를 줄이고, 압축기의 설치행정을 간소하게 한다.

다음, 도 4 ∼ 도 6 의 제 2 실시형태를 설명한다. 제 1 실시형태와 동일한 구성부에는 동일한 부호를 사용하고 있다.

회전축 (38) 에는 로터리 밸브 (39, 40) 가 고정되어 부착되어 있다. 회전축 (38) 은, 한쌍의 스러스트 베어링 (43, 44) 에 의해 회전축 (38) 의 축선 (381) 방향의 위치가 규제된다. 로터리 밸브 (39, 40) 에 형성된 도입통로 (41, 42) 는 사판실 (24) 에 연통하고 있다. 도입통로 (41, 42) 의 출구 (411, 421) 와 흡입통로 (33, 34) 의 입구 (331, 341) 는, 로터리 밸브 (39, 40) 의 회전에 따라 간헐적으로 연통한다.

회전축 (38) 내에는 공급통로 (382) 가 형성되어 있다. 사판실 (24) 내에서의 회전축 (38) 의 둘레면에는 공급구멍 (383, 384) 이 공급통로 (382) 에 연통하도록 형성되어 있다. 사판실 (24) 은, 공급구멍 (383, 384) 및 공급통로 (382) 를 통하여 흡입실 (142) 에 연통하고 있다. 흡입실 (142) 내의 냉매는, 공급통로 (382) 및 공급구멍 (383, 384) 을 경유하여 사판실 (24) 에 보내진다. 사판실 (24) 의 냉매는, 도입통로 (41, 42) 및 흡입통로 (33, 34) 를 경유하여 흡입행정에 있는 실린더 보어 (27, 28) 의 압축실 (271, 281) 에 흡입된다.

축밀봉장치 (22) 를 수용하는 수용실 (132) 내에서의 회전축 (38) 의 둘레면에는 연통구멍 (385) 이 공급통로 (382) 에 연통하도록 형성되어 있다. 수용실 (132) 은, 연통구멍 (385) 및 공급통로 (382) 로 이루어진 윤활용 통로 (45) 를 통하여 흡입실 (142) 에 연통하고 있다.

윤활용 통로 (45) 는, 제 1 실시형태에서의 윤활용 통로 (37) 와 동일한 역할을 한다. 제 2 실시형태에서는, 제 1 실시형태에서의 (1-1) 항, (1-2) 항,(1-4) 항, 및 (1-5) 항과 동일한 효과가 얻어진다.

다음, 도 7 및 도 8 의 제 3 실시형태를 설명한다. 제 1 실시형태와 동일한 구성부에는 동일한 부호를 사용하고 있다.

제 3 실시형태에서는, 도 7(a) 에 나타내는 바와 같이, 실린더 블록 (11), 밸브 플레이트 (15), 밸브 형성 플레이트 (16) 및 리테이너 형성 플레이트 (17) 를 관통하는 윤활용 유로 (46) 가 형성되어 있다. 도 7(b) 에 나타내는 바와 같이, 윤활용 유로 (46) 는 1 개만 형성되어 있다. 도 8 에 나타내는 바와 같이, 윤활용 유로 (46) 는 하측의 한쌍의 실린더 보어 (27, 27) 의 좁은 틈을 통과하고 있다. 윤활용 유로 (46) 의 입구 (461) 는 캠실로서의 사판실 (24) 에 개구되어 있고, 윤활용 유로 (46) 의 출구 (462) 는 수용실 (132) 에 개구되어 있다. 즉, 윤활용 유로 (46) 는 수용실 (132) 과 사판실 (24) 을 연통시키고 있다. 기타 구성은 제 1 실시형태의 경우와 동일하다.

다음, 제 3 실시형태의 작용을 설명한다. 실린더 보어 (27) 가 흡입행정의 상태에 있을 때에는, 출구 (311) 와 흡입통로 (33) 의 입구 (331) 가 연통하고, 회전축 (21) 의 공급통로 (211) 내의 냉매가 도입통로 (31) 및 흡입통로 (33) 를 경유하여 실린더 보어 (27) 의 압축실 (271) 에 흡입된다. 실린더 보어 (27) 가 토출행정의 상태에 있을 때에는, 출구 (311) 와 흡입통로 (33) 의 입구 (331) 의 연통이 차단되고, 압축실 (271) 내의 냉매가 토출 포트 (151) 로부터 토출밸브 (161) 를 밀어서 열어 토출실 (131) 로 토출된다.

실린더 보어 (28) 가 흡입행정의 상태에 있을 때에는, 출구 (321) 와 흡입통로 (34) 의 입구 (341) 가 연통하고, 회전축 (21) 의 공급통로 (211) 내의 냉매가 도입통로 (32) 및 흡입통로 (34) 를 경유하여 실린더 보어 (28) 의 압축실 (281) 에 흡입된다. 실린더 보어 (28) 가 토출행정의 상태에 있을 때에는, 출구 (321) 와 흡입통로 (34) 의 입구 (341) 의 연통이 차단되고, 압축실 (281) 내의 냉매가 토출 포트 (181) 로부터 토출밸브 (191) 를 밀어서 열어 토출실 (141) 로 토출된다.

토출행정의 상태에 있는 실린더 보어 (27, 28) 의 압축실 (271, 281) 의 냉매의 압력 (토출압) 은, 윤활용 유로 (46), 수용실 (132) 및 공급통로 (211) 를 통하여 흡입실 (142) 에 연통하는 사판실 (24) 의 압력보다도 높다. 따라서, 토출행정의 상태에 있는 실린더 보어 (27, 28) 의 압축실 (271, 281) 의 냉매는, 양두 피스톤 (29) 의 둘레면과 실린더 보어 (27, 28) 의 둘레면 사이의 약간의 틈새에서 사판실 (24) 로 소량이나마 누출된다. 이러한 냉매 누출은, 사판실 (24) 의 압력을 공급통로 (211) 및 흡입실 (142) 의 압력보다도 약간이라도 높게 하여, 공급통로 (211) 와 사판실 (24) 사이에 압력차가 생긴다. 그 결과, 사판실 (24) 의 냉매가 윤활용 유로 (46), 수용실 (132) 및 연통구멍 (212) 을 경유하여 공급통로 (211) 로 흘러간다.

제 3 실시형태에서는 이하의 결과가 얻어진다.

(3-1) 윤활용 유로 (46), 수용실 (132) 및 연통구멍 (212) 에는 정상적인 냉매류가 발생하고 있으므로, 냉매와 함께 유동하는 윤활유가 사판실 (24) 로부터 수용실 (132) 로 차례차례 흘러감과 동시에, 수용실 (132) 로부터 공급통로 (211) 로유출된다. 사판실 (24) 로부터 윤활용 유로 (46) 를 경유하여 수용실 (132) 로 흘러가는 윤활유의 일부는 축밀봉장치 (22) 의 윤활에 기여한다.

(3-2) 윤활용 유로 (46), 수용실 (132) 및 연통구멍 (212) 에 냉매가 흐르고 있기 때문에, 축밀봉장치 (22) 를 냉각할 수 있다. 수용실 (132) 과 사판실 (24) 을 윤활용 유로 (46) 로 연통시킨 구성은, 윤활용 유로 (46) 가 없는 제 1 실시형태의 경우보다 축밀봉장치 (22) 를 냉각시키는데 더욱 유리하다.

또한, 윤활용 유로 (46) 의 통과단면적을 크게 할수록 수용실 (132) 의 온도가 저감되는데, 윤활용 유로 (46) 의 통과단면적을 더욱 크게 하면 수용실 (132) 의 온도가 증대된다. 이것은, 사판실 (24) 내의 냉매 온도가 흡입실 (142) 내의 냉매보다도 높기 때문으로 생각된다.

따라서, 윤활용 유로 (46) 의 통과단면적은, 해당 압축기의 용량 (예컨대, 사판실 (24) 과 흡입실 (142) 의 압력차, 사판실 (24) 의 용적 등) 에 따라 실험 또는 계산에 의거하여 설정된다.

(3-3) 압축실 (271, 281) 의 냉매가 양두 피스톤 (29) 의 둘레면을 따라 압축실 (271, 281) 의 압력보다도 낮은 사판실 (24) 로 누출될 때에는, 가스상의 냉매에 섞여 있는 미스트상의 윤활유가 냉매로부터 분리된다. 따라서, 사판실 (24) 의 저부에는 윤활유가 고이게 된다. 이 고인 윤활유는, 사판 (23) 의 회전에 의해 따라 올라가 사판 (23) 과 슈 (30) 사이의 윤활이나, 스러스트 베어링 (25, 26) 의 윤활에 이용된다. 윤택한 윤활유가 저류되어 있는 사판실 (24) 은, 윤활유의 공급원으로서 적합하다. 따라서, 수용실 (132) 과 사판실 (24)을 윤활용 유로 (46) 로 연통시킨 구성은, 축밀봉장치 (22) 를 원활하게 작동시키기 위한 윤활유를 수용실 (132) 로 많이 공급하는데 있어 적합하다.

(3-4) 실린더 보어 (27) 측의 압축실 (271) 과 로터리 밸브 (35) 의 도입통로 (31) 는, 로터리 밸브 (35) 의 회전에 따라 간헐적으로 연통된다. 압축실 (271) 과 도입통로 (31) 의 간헐적인 연통은, 도입통로 (31) 와 공급통로 (211) 의 접속부 (215) 부근에 간헐적인 흡인작용을 가져온다. 연통구멍 (212) 과 공급통로 (211) 의 접속부 (214) 는, 접속부 (215) 에 근접하게 배치되어 있으므로, 접속부 (215) 부근의 흡인작용이 연통구멍 (212) 과 공급통로 (211) 의 접속부 (214) 부근으로 파급된다. 이와 같은 흡인작용의 파급은, 수용실 (132) 로부터 연통구멍 (212) 을 통한 공급통로 (211) 로의 냉매 유출을 촉진시킨다. 따라서, 사판실 (24) 로부터 윤활용 유로 (46), 수용실 (132) 및 연통구멍 (212) 을 경유하는 냉매의 흐름이 촉진된다. 연통구멍 (212) 과 도입통로 (31) 를 근접하게 배치한 구성은, 윤활용 유로 (46), 수용실 (132) 및 연통구멍 (212) 을 경유하는 냉매의 흐름을 촉진하여 축밀봉장치 (22) 를 원활하게 작동시킴과 동시에, 축밀봉장치 (22) 를 냉각하는 효과를 높인다.

다음, 도 9 및 도 10 의 제 4 실시형태를 설명한다. 제 1 실시형태와 동일한 구성부에는 동일한 부호가 사용되었다.

도 9(a) 에 나타내는 바와 같이, 최하위에 있는 볼트 (10) 는, 실린더 블록 (11, 12), 밸브 플레이트 (15, 18), 밸브 형성 플레이트 (16, 19) 및 리테이너 형성 플레이트 (17, 20) 를 관통하는 볼트구멍 (47A) 을 통과하고 있다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 다른 볼트 (10) 도 동일한 볼트구멍 (47) 을 통과하고 있다. 볼트 (10) 의 둘레면과 볼트구멍 (47, 47A) 의 둘레면 사이에는 간극이 있다. 밸브 플레이트 (15), 밸브 형성 플레이트 (16) 및 리테이너 형성 플레이트 (17) 에 회전축 (21) 을 통과시키기 위한 축통과구멍 (48) 은 수용실 (132) 에 연통되어 있다. 이러한 구성은 제 1 실시형태와 동일하다.

실린더 블록 (11) 의 단면에는 복수의 홈 (113, 114, 115) [도 9(b) 및 도 10 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는 3 개] 이 형성되어 있다. 도 10 에 나타내는 바와 같이, 홈 (113, 114, 115) 은 회전축 (21) 보다도 하측의 볼트구멍 (47, 47A, 47B, 47C) 에 연통되어 있다. 홈 (113) 은 최하위의 볼트구멍 (47A) 에 연통되어 있고, 홈 (114, 115) 은 다른 볼트구멍 (47B, 47C) 에 연통되어 있다. 또, 홈 (113, 114, 115) 은 축통과구멍 (48) 에 연통되어 있다.

축통과구멍 (48), 홈 (113) 및 볼트구멍 (47A) 은, 사판실 (24) 과 수용실 (132) 을 연통시키는 윤활용 유로 (49A) 를 구성한다. 마찬가지로, 축통과구멍 (48), 홈 (114) 및 볼트구멍 (47B) 은 윤활용 유로 (49B) 를 구성하고, 축통과구멍 (48), 홈 (115) 및 볼트구멍 (47C) 은 윤활용 유로 (49C) 를 구성한다. 윤활용 유로 (49A, 49B, 49C) 의 일부가 되는 볼트구멍 (47A, 47B, 47C) 은 실린더 (실린더 블록 (11)) 을 관통하고 있다. 기타 구성은 제 1 실시형태의 경우와 동일하다.

제 3 실시형태의 경우와 마찬가지로, 사판실 (24) 의 압력이 압축실 (271, 281) 로부터 냉매 유출에 의해 공급통로 (211) 및 흡입실 (142) 의 압력보다도 약간이나마 높아져, 공급통로 (211) 와 사판실 (24) 사이에 압력차가 생긴다. 그 결과, 사판실 (24) 의 냉매가 윤활용 유로 (49A, 49B, 49C), 수용실 (132) 및 연통구멍 (212) 을 경유하여 공급통로 (211) 로 흘러간다.

제 4 실시형태에서는, 제 3 실시형태에서의 (3-1) ∼ (3-4) 항과 동일한 효과가 얻어진다.

회전축 (21) 에 평행한 볼트구멍 (47, 47A, 47B, 47C) 및 실린더 블록 (11) 의 단면에 형성된 홈 (113, 114, 115) 은, 실린더 블록 (11) 을 형으로 성형할 때 동시에 형성할 수 있다. 따라서, 볼트구멍 (47A, 47B, 47C) 을 이용한 윤활용 유로 (49A, 49B, 49C) 는, 드릴 등에 의한 구멍뚫기 가공을 필요로 하지 않는 간편한 구성이다.

다음, 도 11 의 제 5 실시형태를 설명한다. 제 4 실시형태와 동일한 구성부에는 동일한 부호가 사용되었다.

제 5 실시형태에서는, 실린더 블록 (11) 의 단면에 대향하는 밸브 플레이트 (15) 의 면상에 홈 (152) 이 형성되어 있다. 홈 (152) 은 볼트구멍 (47A) 과 축통과구멍 (48) 에 연통되어 있다. 축통과구멍 (48), 홈 (152) 및 볼트구멍 (47A) 은, 사판실 (24) 과 수용실 (132) 을 연통시키는 윤활용 유로 (50) 를 구성한다. 기타 구성은 제 4 실시형태의 경우와 동일하다.

제 5 실시형태에서는 제 4 실시형태와 동일한 효과가 얻어진다.

본 발명에서는 이하와 같은 실시형태도 가능하다.

(1) 편두 피스톤을 구비한 고정용량형 피스톤식 압축기에 본 발명을 적용하는 것.

(2) 사판 이외의 형상의 캠체를 구비한 피스톤식 압축기에 본 발명을 적용하는 것.

(3) 제 3 실시형태에서의 윤활용 유로를 복수개 형성해도 된다.

(4) 제 3 실시형태에서의 윤활용 유로를 회전축보다도 상측에 형성해도 된다.

(5) 제 4 실시형태에서의 윤활용 유로의 개수를 1 개만, 또는 3 개 이외의 복수개 형성해도 된다.

(6) 제 4 실시형태에서의 윤활용 유로를 회전축보다도 상측에 형성해도 된다.

(7) 제 5 실시형태에서는, 실린더 블록 (11) 에 대향하는 밸브 플레이트 (15) 의 면측에 홈 (152) 을 형성했지만, 밸브 형성 플레이트 (16) 에 대향하는 밸브 플레이트 (15) 의 면측에 홈 (152) 을 형성해도 된다.

(8) 전방 하우징 (13) 측의 밸브 형성 플레이트 (16) 와 밸브 플레이트 (15) 사이에, 가스 누출 방지용의 박판형상 가스켓을 개재하고, 축통과구멍 (48) 과 볼트구멍을 연통시키는 슬릿을 상기 가스켓에 설치해도 된다.

상기 실시형태로부터 파악할 수 있는 기술적 사상에 대해 이하에 기재한다.

[1] 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤은 양두 피스톤인 피스톤식 압축기의 윤활구조.

[2] 제 1 항 내지 제 5 항 및 상기 [1] 항 중 어느 한 항에 있어서, 피스톤식 압축기는, 고정용량형 피스톤식 압축기인 피스톤식 압축기의 윤활구조.

[3] 제 6 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전체 하우징을 구성하는 전방 하우징과 실린더를 접합하기 위한 볼트를 통과시키는 볼트구멍과, 상기 볼트구멍에 연결되도록 상기 실린더의 단면에 형성된 홈을 상기 윤활용 유로의 적어도 일부로 한 피스톤식 압축기의 윤활구조.

[4] 제 6 항 및 제 7 항 및 상기 [3] 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡입압 영역은 외부냉매회로에 연통하는 전체 하우징내의 흡입실인 피스톤식 압축기의 윤활구조.

[5] 제 6 항, 제 7 항, 상기 [3] 항 및 상기 [4] 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로터리 밸브는 상기 회전축에 일체 형성되어 있는 피스톤식 압축기의 윤활구조.

[6] 제 6 항, 제 7 항, 상기 [3] 항 내지 상기 [5] 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤은 양두 피스톤인 피스톤식 압축기의 윤활구조.

[7] 제 6 항, 제 7 항, 상기 [3] 항 내지 상기 [6] 항 중 어느 한 항에 있어서, 피스톤식 압축기는 고정용량형 피스톤식 압축기인 피스톤식 압축기의 윤활구조.

이상 상세히 기술한 바와 같이, 축밀봉장치를 수용실에 수용하고, 회전축의 내부를 경유하여 상기 수용실을 흡입압 영역에 연통하기 위한 윤활용 통로를 형성한 발명에서는, 로터리 밸브를 사용한 피스톤식 압축기의 축밀봉장치의 윤활성을향상시킬 수 있다는 우수한 효과를 나타낸다.

축밀봉장치를 수용실에 수용하고, 회전축의 내부를 경유하여 상기 수용실을 흡입압 영역에 연통시킴과 동시에, 캠체를 수용하는 캠실과 상기 수용실을 연통시키기 위한 윤활용 유로를 형성한 발명에서는, 로터리 밸브를 사용한 피스톤식 압축기의 축밀봉장치의 윤활성을 향상시킬 수 있다는 우수한 효과를 나타낸다.

Claims

회전축 주위에 배열된 복수의 실린더 보어내에 피스톤을 수용하고, 상기 회전축과 일체화된 캠체를 통하여 상기 회전축의 회전에 상기 피스톤을 연동시키고, 상기 피스톤에 의해 상기 실린더 보어내에 구획되는 압축실에 흡입압 영역으로부터 냉매를 도입하기 위한 도입통로를 갖는 로터리 밸브를 구비하고, 압축기의 전체 하우징내로부터의 상기 회전축의 둘레면을 따른 유체 누출을 방지하기 위한 축밀봉장치를 상기 전체 하우징과 상기 회전축 사이에 설치한 피스톤식 압축기에 있어서,

상기 축밀봉장치를 수용실에 수용하고, 상기 회전축내에는 공급통로를 상기 흡입압 영역에 연통하도록 형성하고, 상기 로터리 밸브의 도입통로를 상기 공급통로에 연통시키고, 상기 공급통로와 상기 수용실을 연통시키기 위한 윤활용 통로를 설치한 피스톤식 압축기의 윤활구조.
제 1 항에 있어서, 상기 윤활용 통로는, 상기 회전축의 둘레면에 형성된 연통구멍과, 상기 공급통로로 이루어진 피스톤식 압축기의 윤활구조.
제 2 항에 있어서, 상기 압축실로부터 냉매가 토출되는 토출실을 상기 수용실 주위에 설치하고, 상기 로터리 밸브의 도입통로와 상기 공급통로의 접속부와, 상기 연통구멍과 상기 공급통로의 접속부를 접근배치한 피스톤식 압축기의 윤활구조.
제 1 항 ∼ 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흡입압 영역은, 외부냉매회로에 연통하는 전체 하우징내의 흡입실인 피스톤식 압축기의 윤활구조.
제 1 항 ∼ 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로터리 밸브는, 상기 회전축에 일체 형성되어 있는 피스톤식 압축기의 윤활구조.
회전축 주위에 배열된 복수의 실린더 보어내에 피스톤을 수용하고, 상기 회전축과 일체화된 캠체를 통하여 상기 회전축의 회전에 상기 피스톤을 연동시키고, 상기 피스톤에 의해 상기 실린더 보어내에 구획되는 압축실에 흡입압 영역으로부터 냉매를 도입하기 위한 도입통로를 갖는 로터리 밸브를 구비하고, 압축기의 전체 하우징내로부터의 상기 회전축의 둘레면을 따른 유체 누출을 방지하기 위한 축밀봉장치를 상기 전체 하우징과 상기 회전축 사이에 설치한 피스톤식 압축기에 있어서,

상기 축밀봉장치를 수용실에 수용하고, 상기 회전축내에는 공급통로를 상기 흡입압 영역에 연통하도록 형성하고, 상기 로터리 밸브의 도입통로를 상기 공급통로에 연통시킴과 동시에, 상기 수용실을 상기 공급통로에 연통시키고, 상기 캠체를 수용하는 캠실과 상기 수용실을 연통시키기 위한 윤활용 유로를 형성한 피스톤식 압축기의 윤활구조.
제 6 항에 있어서, 상기 캠실은 상기 실린더 보어를 설치한 실린더에 형성되어 있고, 상기 윤활용 유로는 상기 실린더를 관통하여 상기 캠실에 연통되어 있는 피스톤식 압축기의 윤활구조.
제 4 항에 있어서, 상기 로터리 밸브는, 상기 회전축에 일체 형성되어 있는 피스톤식 압축기의 윤활구조.