KR20050055876A

KR20050055876A - 압축기

Info

Publication number: KR20050055876A
Application number: KR1020030088925A
Authority: KR
Inventors: 배성민
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2003-12-09
Filing date: 2003-12-09
Publication date: 2005-06-14

Abstract

본 발명은 압축기에 관한것으로서, 더욱 상세하게는 하우징내에 구비된 토출실을 피스톤 내부로 이동시킴으로서 하우징의 구조를 단순화하고 크기를 축소하여 압축기의 전체크기를 소형화한 압축기에 관한 것이다.

이에 본 발명은 다수의 보어(112)(112a)를 가지며 사판실(113) 내부의 냉매를 토출하도록 냉매토출구(115)가 구비된 실린더블록(110); 상기 실린더블록(110)의 전,후방에 각각 결합되며 내부에는 외부로부터 유입된 냉매가 충진되는 흡입실(121)(121a)이 형성되고 적어도 어느 하나에 냉매흡입구(122)가 구비된 전,후방하우징(120)(120a); 상기 실린더블록(110)과 전,후방하우징(120)(120a) 사이에 각각 개재되며 흡입밸브(153)가 구비된 밸브플레이트(150); 상기 실린더블록(110)에 회전 가능하게 지지되며 상기 사판실(113)에서 회전하는 사판(131)이 구비된 구동축(130); 상기 사판(131)의 외주에 슈(132)의 개재하에 장착되어 상기 보어(112)(112a) 내부를 왕복운동하며 보어(112)(112a) 내부에서 압축된 냉매를 상기 사판실(113)로 토출하는 다수의 피스톤(140)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

압축기{Compressor}

일반적으로 자동차 공조장치의 압축기로 많이 사용되고 있는 사판식 압축기는 엔진의 동력을 전자클러치의 단속작용에 의하여 선택적으로 전달받는 구동축이 회전하고 이때 구동축에 경사지게 설치된 디스크 형상의 사판이 회전하게 되며, 이 사판의 회전에 의하여 사판의 둘레를 따라 슈를 개재하여 설치된 다수의 피스톤들이 실린더블록에 형성된 다수의 보어 내부에서 직선 왕복운동함으로써, 증발기로부터 냉매를 흡입/압축하여 응축기쪽으로 토출하도록 구성된다.

이러한 사판식 압축기를 도 1 및 도 2를 참조하여 간략히 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 상기 사판식 압축기(1)는 전방 실린더블록(20)이 내장된 전방 하우징(10)과, 상기 전방 하우징(10)과 결합되며 후방 실린더블록(20a)이 내장된 후방 하우징(10a)을 가진다.

그리고, 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)은 내부에 다수의 보어(21)가 구비되고, 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)의 서로 대응하는 보어(21)에는 피스톤(30)들이 직선 왕복운동하도록 결합됨과 아울러 상기 피스톤(30)들은 구동축(2)에 경사지게 결합된 사판(3)의 외주에 슈(4)의 개재하에 결합된다.

따라서, 상기 구동축(2)과 함께 회전하는 사판(3)에 연동하여 상기 피스톤(30)들은 전,후방 실린더블록(20)(20a)의 보어(21) 내부를 왕복하게 된다.

그리고, 상기 전,후방 하우징(10)(10a)과 전,후방 실린더블록(20)(20a) 사이에는 흡입밸브(41)와 토출밸브(42)를 가진 밸브 플레이트(40)가 각각 설치된다.

그리고, 상기 흡입밸브(41)의 흡입공(41a) 및 토출밸브(42)의 토출공(42a)과 대응하여 상기 전,후방 하우징(10)(10a)의 내부에는 흡입실(11) 및 토출실(12)이 각각 형성된다.

또한, 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a) 사이에 구비된 사판실(26)로 공급된 냉매가 상기 각 흡입실(11)로 유동할 수 있도록 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)에는 다수의 흡입통로(22)가 형성되며, 상기 전,후방 하우징(10)(10a)의 토출실(12)은 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)에 형성된 연결통로(23)에 의해 상호 연통된다.

따라서, 상기 피스톤(30)의 왕복운동에 따라 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)의 보어(21)내에서 동시에 냉매의 흡입 및 압축이 수행될 수 있는 것이다.

그리고, 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)의 중앙에는 구동축(2)을 지지할 수 있도록 지지공(24)이 형성되고, 상기 지지공(24) 내에는 니들롤러베어링(25)이 개재되어 상기 구동축(2)을 회전가능하게 지지하고 있다.

한편, 상기 후방 하우징(10a)의 외주면 상부에는 피스톤(30)의 흡입행정시 증발기로부터 이송된 냉매를 압축기(1) 내부로 공급하고, 피스톤(30)의 압축행정시에는 압축기(1) 내부에서 압축된 냉매를 응축기 쪽으로 토출하도록 머플러(50)가 설치된다.

상기 머플러(50)는 내부를 구획하는 구획벽(51)에 의해 흡입부(52)와 토출부(53)로 구획되고, 상기 흡입부(52)는 냉매흡입구(54)에 의해 상기 사판실(26)을 경유하여 상기 흡입실(11)과 연통하고, 상기 토출부(53)는 냉매토출구(55)에 의해 상기 토출실(12)과 연통한다. 이에 따라 상기 피스톤(30)의 왕복운동으로 압축되어 최종적으로 상기 후방하우징(10a)의 토출실(12)로 토출된 냉매가 좁은 용적의 상기 냉매토출구(55)를 통하여 넓은 용적의 상기 토출부(53)로 토출되면서 단열팽창에 의하여 압력이 강하되기 때문에 소음이 어느 정도 감소되게 된다.

따라서, 증발기로부터 공급되는 냉매는 상기 머플러(50)의 흡입부(52)로 흡입된 후 상기 냉매흡입구(54)를 통해 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a) 사이의 사판실(26)로 공급되고, 상기 사판실(26)로 공급된 냉매는 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)에 형성된 흡입통로(22)를 따라 상기 전,후방 하우징(10)(10a)의 흡입실(11)로 유동하게 된다.

이후, 상기 피스톤(30)의 흡입행정시 상기 흡입밸브(41)가 열리게 되는데, 이때 상기 흡입실(11)의 냉매가 상기 보어(21) 내로 흡입된다.

그리고, 피스톤(30)의 압축행정시 상기 보어(21)내로 유입된 냉매가 압축되게 되는데, 이때 상기 토출밸브(42)가 열리면서 냉매가 상기 전,후방 하우징(10)(10a)의 토출실(12)로 유동하게 되고 최종적으로 상기 냉매토출구(55)를 통해 상기 머플러(50)의 토출부(53)로 토출된 후 응축기로 유동하게 되는 것이다.

한편, 상기 전방 실린더블록(20)의 보어(21)내에서 압축된 냉매는 상기 전방 하우징(10)의 토출실(12)로 유동한 후 상기 전,후방 실린더블록(20)(20a)에 형성된 연결통로(23)를 따라 상기 후방 하우징(10a)의 토출실(12)로 유동하여 이곳의 냉매와 함께 상기 냉매토출구(55)를 통해 머플러(50)의 토출부(53)로 토출되는 것이다.

그러나, 종래의 압축기(1)에서 냉매를 압축하는데 사용하는 상기 피스톤(30)은 단순히 냉매를 압축하는 용도로만 사용되어 상기 전,후방 하우징(10)(10a)에는 흡입실(11)은 물론 토출실(12)이 반드시 구비되어야 하며, 이에 따라 상기 전,후방 하우징(10)(10a)의 구조가 복잡해져 크기가 커지게 되며 결국 압축기(1)의 소형화에 어려움이 있다.

또한, 압축시 발생하는 소음을 저감하기 위한 머플러구조에 의해 압축기(1)의 크기가 더욱 커지는 문제도 있었다.

상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 상기 전,후방하우징내에 구비된 토출실을 피스톤 내부로 이동시킴과 동시에 머플러 기능을 수행하도록 함으로서 상기 전,후방 하우징의 구조를 단순화하고 크기를 축소하여 압축기의 전체크기를 소형화함과 아울러 소음을 저감시킨 압축기를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수의 보어를 가지며 사판실 내부의 냉매를 토출하도록 냉매토출구가 구비된 실린더블록; 상기 실린더블록의 전,후방에 각각 결합되며 내부에는 외부로부터 유입된 냉매가 충진되는 흡입실이 형성되고 적어도 어느 하나에 냉매흡입구가 구비된 전,후방하우징; 상기 실린더블록과 전,후방하우징 사이에 각각 개재되며 흡입밸브가 구비된 밸브플레이트; 상기 실린더블록에 회전 가능하게 지지되며 상기 사판실에서 회전하는 사판이 구비된 구동축; 상기 사판의 외주에 슈의 개재하에 장착되어 상기 보어 내부를 왕복운동하며 보어 내부에서 압축된 냉매를 상기 사판실로 토출하는 다수의 피스톤을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

종래에 있어서와 동일한 부분에 대하여는 동일부호를 부여하여 설명하고, 그 반복되는 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명에 따른 압축기를 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 3에서의 B-B선 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 압축기에서 피스톤을 분해한 상태를 나타내는 분해단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 압축기(100)는 크게 전,후방 실린더블록(111)(111a)으로 이루어진 실린더블록(110)과, 상기 실린더블록(110)의 전,후방에 각각 결합되는 전,후방하우징(120)(120a)과, 상기 실린더블록(110)에 회전가능하게 지지되는 구동축(130)과, 상기 구동축(130)과 함께 회전하는 사판(131)에 연동하여 상기 실린더블록(110)의 보어(112)(112a)내를 왕복운동하는 다수의 피스톤(140)으로 구성된다.

이러한 압축기(100)는 엔진의 동력을 전자클러치의 단속작용에 의하여 선택적으로 전달받아 구동된다.

먼저, 상기 실린더블록(110)은 내부에 동심원으로 배열되는 다수의 보어(112)(112a)가 형성된 전방 실린더블록(111)과 후방 실린더블록(111a)이 상호 마주하도록 결합된다.

이때, 상기 전방 실린더블록(111)과 후방 실린더블록(111a) 사이의 내부 공간은 사판실(113)을 형성하게 된다.

그리고, 상기 전,후방 실린더블록(111)(111a)의 중앙에는 상기 구동축(130)을 지지하는 지지공(116)(116a)이 형성되고, 상기 지지공(116)(116a)내에는 베어링(117)이 설치되어 상기 구동축(130)을 회전가능하게 지지한다.

또한, 상기 실린더블록(110)에는 상기 사판실(113)내의 고온/고압 냉매를 외부로 토출하기 위해 냉매토출구(115)가 형성되며, 상기 냉매토출구(115)와 대응하는 상기 실린더블록(110)의 외측면에는 토출냉매의 압력을 강하시켜 소음 저감을 더욱 향상하기 위해 머플러(118)가 더 구비될 수도 있다.

한편, 상기 실린더블록(110)에는 아래에서 설명될 전,후방 하우징(120)(120a)의 흡입실(121)(121a)을 연통시키는 연결통로(114)가 형성된다.

다음으로, 상기 전,후방 하우징(120)(120a)은 상기 실린더블록(110)의 전,후방에 각각 결합되며 내측에는 흡입실(121)(121a)이 각각 형성되어 있다.

아울러, 상기 후방 하우징(120a)에는 외부의 냉매를 흡입하기 위한 냉매흡입구(122)가 상기 흡입실(121a)과 연통하도록 형성된다. 여기서, 상기 냉매흡입구(122)는 상기 전방 하우징(120)에 형성되어도 무방하다.

상기 전,후방 하우징(120)(120a)의 각 흡입실(121)(121a)은 상기 실린더블록(110)에 형성된 연결통로(114)에 의해 상호 연통되어 상기 냉매흡입구(122)를 통해 흡입되는 냉매는 상기 후방 하우징(120a)의 흡입실(121a)은 물론 전방 하우징(120)의 흡입실(121)로 동시에 공급된다.

한편, 상기 전방 하우징(120)의 중앙으로는 상기 구동축(130)의 일단이 통과하게 되며, 상기 구동축(130)의 일단은 도시되지 않은 전자클러치 조립체와 결합된다.

그리고, 상기 실린더블록(110)과 전,후방 하우징(120)(120a) 사이에는 밸브플레이트(150)가 개재되는데, 상기 밸브플레이트(150)에는 상기 실린더블록(110)의 보어(112)(112a) 내부와 상기 전,후방 하우징(120)(120a)의 흡입실(121)(121a)이 연통하도록 흡입공(151)이 형성되고, 상기 흡입공(151)은 상기 밸브플레이트(150)의 일측에 구비된 박판의 흡입밸브(153)에 의해 선택적으로 개폐된다.

즉, 상기 흡입공(151)은 상기 피스톤(140)의 흡입행정시에만 열리게 되어 상기 흡입실(121)(121a)의 냉매를 상기 보어(112)(112a) 내부로 흡입하고, 압축행정시에는 닫히게 된다.

한편, 상기 밸브플레이트(150)도 상기 전,후방 하우징(120)(120a)의 흡입실(121)(121a)이 연통할 수 있도록 상기 실린더블록(110)의 연결통로(114)와 연통하는 연통공(152)이 형성되어 있다.

계속해서, 상기 구동축(130)은 상기 실린더블록(110)에 구비된 베어링(117)에 회전가능하게 설치되며, 상기 구동축(130)상에는 일정한 각도로 경사지게 형성된 사판(131)이 구비되어 상기 사판실(113)내에서 회전하게 된다.

그리고, 상기 피스톤(140)은 상기 사판(131)의 외주에 슈(132)의 개재하에 장착되어 사판(131)의 회전에 연동하면서 상기 실린더블록(110)의 보어(112)(112a) 내부를 왕복운동하게 되는데, 이때 상기 피스톤(140)의 압축행정시 상기 보어(112)(112a) 내부에서 압축된 고온/고압의 냉매를 피스톤(140) 내부를 통하여 상기 사판실(113)로 토출시킨다.

상기 피스톤(140)은 상기 슈(132)가 안착되도록 안착공(141a)이 형성된 슈포켓부(141)와, 상기 슈포켓부(141)의 양단에서 각각 일정거리 이격됨과 아울러 상기 보어(112)(112a) 내부에서 압축된 냉매가 피스톤(140) 내부로 토출되도록 토출공(142a)이 형성되고 상기 토출공(142a)을 개폐하는 토출밸브(144)가 구비된 피스톤헤드(142)와, 상기 슈포켓부(141)와 피스톤헤드(142)를 연결하여 그 내부에 토출실(143a)을 형성하는 원형관(143)으로 구성된다.

상기 슈포켓부(141), 피스톤헤드(142), 원형관(143)은 각각 용접으로 결합되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 슈포켓부(141)와 원형관(143)이 일체로 형성될 수도 있고, 또한 상기 피스톤헤드(142)와 원형관(143)이 일체로 형성될 수도 있다.

그리고, 상기 슈포켓부(141)에는 상기 토출공(142a)을 통해 상기 토출실(143a)로 토출된 고온/고압의 냉매를 상기 사판실(113)로 토출할 수 있도록 상기 토출실(143a)과 사판실(113)을 연통시키는 토출통로(141b)가 형성된다.

여기서, 상기 토출통로(141b)는 상기 슈(132) 안착공(141a)의 반대편에 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 피스톤 헤드(142)와 상기 박판의 토출밸브(144)는 리벳(146)으로 결합되며, 리벳(146)결합 외에도 다양한 방법으로 결합될 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 피스톤 헤드(142)에는 상기 피스톤(140)의 압축행정시 상기 토출밸브(144)가 열리게 되는데, 이때 큰 변형으로 소성되지 않도록 만곡된 형상의 리테이너(145)가 상기 토출밸브(144) 일측에 더 구비되며, 상기 리테이너(145) 역시 상기 토출밸브(144)와 함께 리벳(146)으로 결합된다.

한편, 상기 피스톤 헤드(142)에는 상기 리벳(146)의 결합을 위해 리벳결합공(142b)이 더 형성된다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 압축기(100)에 따르면, 증발기로부터 이송되어온 냉매는 상기 후방하우징(120a)의 냉매흡입구(122)를 통해 상기 흡입실(121a)로 공급되고, 이때 상기 실린더블록(110)의 연결통로(114)를 통해 상기 전방하우징(120)의 흡입실(121)로도 동시에 냉매가 공급된다.

상기 전,후방 하우징(120)(120a)의 흡입실(121)(121a)로 공급된 냉매는 상기 피스톤(140)의 흡입행정시 상기 밸브플레이트(150)의 흡입밸브(153)가 열리게 되며, 이때 밸브플레이트(150)의 흡입공(151)을 통해 상기 실린더블록(110)의 보어(112)(112a) 내부로 흡입된다.

상기 보어(112)(112a) 내부로 흡입된 냉매는 상기 피스톤(140)의 압축행정시 고온/고압의 냉매로 압축됨과 동시에 상기 피스톤 헤드(142)의 토출밸브(144)가 열리게 되며, 이때 상기 피스톤 헤드(142)의 토출공(142a)을 통해 상기 피스톤(140) 내부의 토출실(143a)로 토출된다.

여기서, 상기 토출실(143a)은 소형의 머플러 기능을 수행하여 소음을 저감시키게 된다.

계속해서, 상기 토출실(143a)의 냉매는 상기 슈포켓부(141)의 토출통로(141b)를 따라 상기 사판실(113)로 토출된다. 이때 상기 다수의 피스톤(140)을 통해 불연속적으로 토출되는 냉매는 상기 사판실(113)의 공간내에서 냉매의 압차를 극복하게 된다.

이후, 상기 사판실(113) 내부의 고온/고압 냉매는 상기 실린더블록(110)의 냉매토출구(115)를 통해 외부로 토출된다.

한편, 상기 실린더블록(110)의 외측면에 머플러(118)가 구비될 경우에는 상기 냉매토출구(115)를 통해 토출된 냉매가 상기 머플러(118)를 거쳐 외부로 토출되게 되며, 이 과정에서 냉매는 단열팽창으로 압력이 강하되어 소음을 더욱 저감시킬 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 피스톤(140)은 종래처럼 단순히 냉매를 압축하는 용도로만 사용하지 않고, 상기 보어(112)(112a)에서 압축된 냉매가 토출되는 토출공(142a)을 가지며 상기 토출공(142a)을 개폐하는 토출밸브(144)를 구비함과 아울러 내부에는 토출실(143a)이 구비되어 소형의 머플러 구조를 가진 다목적 피스톤(140)인 것이다.

이러한 피스톤(140)에 의해 종래 상기 전,후방 하우징(10:종래)(10a:종래)에 반드시 구비되어야 했던 토출실(12:종래)을 생략하여 전,후방 하우징(120)(120a)의 구조를 단순화시키고 크기가 축소되어 압축기(100)의 소형화에 유리한 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 편의상 양두피스톤(140)이 적용된 사판식 압축기(100)에 대해서만 설명하였지만, 여기에 한정되지 않고 편두피스톤이 적용된 사판식 압축기는 물론, 전동 사판식 압축기에도 동일하게 적용할 수 있으며, 또한 동일한 효과도 얻을 수 있다.

상기한 본 발명의 압축기는, 상기 피스톤의 내부에 토출밸브 및 토출실 등을 구비한 다목적 피스톤으로 구성함으로서 상기 전,후방 하우징의 구조가 단순화되고 크기도 축소되어 압축기의 소형화에 유리하다.

또한, 상기 피스톤의 토출실이 머플러기능을 수행하여 소음도 저감된다.

도 1은 종래의 압축기를 나타내는 단면도,

도 2는 도 1에서의 A-A선 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 압축기를 나타내는 단면도,

도 4는 도 3에서의 B-B선 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 압축기에서 피스톤을 분해한 상태를 나타내는 분해단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

100: 압축기 110: 실린더블록

111: 전방 실린더블록 111a: 후방 실린더블록

112,112a: 보어 113: 사판실

114: 연결통로 115: 냉매토출구

116,116a: 지지공 117: 베어링

118: 머플러 120: 전방 하우징

120a: 후방 하우징 121,121a: 흡입실

122: 냉매흡입구 130: 구동축

131: 사판 132: 슈

140: 피스톤 141: 슈포켓부

142: 피스톤 헤드 143: 원형관

144: 토출밸브 145: 리테이너

146: 리벳 150: 밸브플레이트

153: 흡입밸브

Claims

다수의 보어(112)(112a)를 가지며 사판실(113) 내부의 냉매를 토출하도록 냉매토출구(115)가 구비된 실린더블록(110);

상기 실린더블록(110)의 전,후방에 각각 결합되며 내부에는 외부로부터 유입된 냉매가 충진되는 흡입실(121)(121a)이 형성되고 적어도 어느 하나에 냉매흡입구(122)가 구비된 전,후방하우징(120)(120a);

상기 실린더블록(110)과 전,후방하우징(120)(120a) 사이에 각각 개재되며 흡입밸브(153)가 구비된 밸브플레이트(150);

상기 실린더블록(110)에 회전 가능하게 지지되며 상기 사판실(113)에서 회전하는 사판(131)이 구비된 구동축(130);

상기 사판(131)의 외주에 슈(132)의 개재하에 장착되어 상기 보어(112)(112a) 내부를 왕복운동하며 보어(112)(112a) 내부에서 압축된 냉매를 상기 사판실(113)로 토출하는 다수의 피스톤(140)

을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압축기.
제 1 항에 있어서,

상기 피스톤(140)은 상기 슈(132)가 안착되도록 안착공(141a)이 형성된 슈포켓부(141)와, 상기 슈포켓부(141)의 양단에서 각각 일정거리 이격되며 상기 보어(112)(112a)에서 압축된 냉매가 토출되는 토출공(142a) 및 상기 토출공(142a)을 개폐하는 토출밸브(144)가 구비된 피스톤헤드(142)와, 상기 슈포켓부(141)와 피스톤헤드(142)를 각각 연결하여 내부에 토출실(143a)을 형성하는 원형관(143)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압축기.
제 2 항에 있어서,

상기 슈포켓부(141)에는 상기 토출실(143a)과 상기 사판실(113)이 연통하도록 토출통로(141b)가 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제 2 항 또는 제 3항에 있어서,

상기 피스톤 헤드(142)와 상기 토출밸브(144)는 리벳(146)으로 결합되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제 2 항 또는 제 3항에 있어서,

상기 피스톤 헤드(142)에는 상기 토출밸브(144)의 큰 변형을 방지할 수 있도록 리테이너(145)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 압축기.
제 2 항 또는 제 3항에 있어서,

상기 실린더블록(110)에는 상기 전,후방 하우징(120)(120a)의 흡입실(121)(121a)을 연통시키는 연결통로(114)가 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.