KR20110072489A - 용량가변형 압축기의 밸브 플레이트 - Google Patents

Abstract

본 발명의 용량가변형 압축기의 밸브 플레이트는, 토출포트; 및 상기 토출포트를 개폐하는 토출 리드;를 포함하되, 상기 토출 포트의 출구 면적은 상기 토출 포트의 입구 면적보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 입구보다 출구의 면적을 크게 형성한 토출포트에 의해 사체적을 감소시켜 냉방능력이 저하되는 것을 방지함과 동시에 토출 리드의 압력작용면적을 최대화하여 소요 동력을 감소시키는 효과가 있다.

압축기, 밸브 플레이트, 사체적, 소요 동력

Description

용량가변형 압축기의 밸브 플레이트{VALVE PLATE OF VARIABLE DISPLACEMENT COMPRESSOR}

본 발명은 용량가변형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사체적을 감소시켜 냉방능력이 저하되는 것을 방지함과 동시에 소요 동력을 감소시키는 용량가변형 압축기의 밸브 플레이트에 관한 것이다.

자동차용 공조장치의 냉방 시스템에 포함되는 압축기는 벨트를 통해 엔진에 직접 연결되어 있기 때문에 회전수를 제어할 수 없다.

따라서, 근래에는 엔진의 회전수에 의해 규제되는 경우 없이 냉방 능력을 얻기 위해 냉매의 토출량을 변화시킬 수 있는 용량가변형 압축기가 많이 사용되고 있다.

용량가변형 압축기로는 사판식, 로터리식 및 스크롤식 등 다양한 종류가 개시되어 있다.

이 중 사판식 압축기는, 크랭크실 내에서 경사각이 가변되도록 설치된 사판 이 회전축의 회전운동에 따라 회전하고, 상기 사판의 회전운동에 의해 피스톤이 왕복운동하는 방식으로 되어 있다. 이 경우, 상기 피스톤의 왕복운동에 의해 흡입실의 냉매가 실린더 내에 흡입되어 압축된 후 토출실로 배출되는데, 상기 크랭크실 내의 압력과 흡입실 내의 압력 차이에 따라 사판의 경사각이 변화하여 냉매의 토출량이 조절되게 된다.

특히, 전자 솔레노이드식 용량제어밸브를 채택하여 통전에 의해 밸브를 개폐함으로써 크랭크실의 압력을 조정하고, 이를 통해 사판의 경사각을 조정하여 토출용량을 조절하는 것이 보통이다.

이때, 용량제어밸브의 가동은, 검지된 엔진의 회전수, 차실 내외의 온도 또는 증발기 온도 등의 신호가 CPU 등을 내장하는 제어부에 의해 연산되고, 그 연산결과에 근거하여 전류가 용량제어밸브의 전자코일로 보내짐으로써 이루어진다.

또한, 하우징과 실린더 블록 사이에는 흡입포트와 토출포트가 각각 형성된 밸브 플레이트가 개재되며, 상기 흡입포트와 토출포트는 리드에 의해 개폐되는 것이다.

그러나, 종래의 밸브 플레이트는 압축기의 소요 동력을 감소시키도록 토출포트의 면적을 넓게 형성하여 토출 리드의 압력 작용면적을 늘려 주었으나, 이는 사체적(dead volume)의 증가로 냉방능력이 저하되는 문제점이 있었다.

반면, 토출포트의 면적을 좁게 형성하여 사체적을 감소시킬 수는 있지만 토출 리드의 압력 작용면적이 줄어들어 압축기의 소요동력이 증가하게 되었다.

본 발명은 전술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 사체적을 감소시켜 냉방능력이 저하되는 것을 방지함과 동시에 리드의 압력작용면적을 최대화하여 압축기의 소요 동력을 감소시키는 용량가변형 압축기의 밸브 플레이트를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 용량가변형 압축기의 밸브 플레이트는, 토출포트; 및 상기 토출포트를 개폐하는 토출 리드;를 포함하되, 상기 토출 포트의 출구 면적은 상기 토출 포트의 입구 면적보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 토출포트의 입구는 원형으로 형성되며, 상기 토출포트의 출구는 타원형으로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 토출포트 입구의 중심과 출구의 중심이 일치하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 토출포트에는 상기 토출리드로 냉매를 유도하는 유도구간이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 유도구간은 토출포트의 출구에 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 유도구간은 토출포트의 출구와 입구 사이에 형성되는 것이 바 람직하다.

한편, 상기 유도구간은 경사면으로 형성된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 용량가변형 압축기의 밸브 플레이트에 따르면, 입구보다 출구의 면적을 크게 형성한 토출포트에 의해 사체적을 감소시켜 냉방능력이 저하되는 것을 방지함과 동시에 토출 리드의 압력작용면적을 최대화하여 압축기의 소요 동력을 감소시키는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 밸브 어셈블리가 설치된 용량가변형 사판식 압축기의 구조를 개략적으로 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 용량가변형 압축기의 구조를 나타내는 종단면도이고, 도 2는 도 1의 제1실시예에 따른 밸브 플레이트를 확대 도시한 종단면도이며, 도 3은 도 2의 평면도이고, 도 4는 도 1의 제2실시예에 따른 밸브 플레이트를 확대 도시한 종단면도이며, 도 5는 도 1의 제3실시예에 따른 밸브 플레이트를 확대 도시한 종단면도이다.

도시한 바와 같이, 용량가변형 사판식 압축기(C)는, 내주면에 길이방향을 따 라 평행하게 형성된 다수의 실린더 보어(12)를 가지는 실린더 블럭(10)과, 상기 실린더 블럭(10)의 전방에 밀폐 결합된 전방 하우징(16)과, 상기 실린더 블럭(10)의 후방에 밸브 플레이트(20)를 개재하여 밀폐 결합된 후방 하우징(18)을 포함한다.

상기 전방 하우징(16)의 안쪽에는 크랭크실(86)이 마련되며, 전방 하우징(16)의 중심 부근에는 구동축(44)의 일단이 회전가능하게 지지되는 한편, 상기 구동축(44)의 타단은 상기 크랭크실(86)을 통과하여 실린더 블럭(10)에 설치된 베어링을 매개로 하여 지지된다.

또한, 상기 크랭크실(86) 내에는 구동축(44) 둘레에 러그 플레이트(54)와 사판(50)이 설치되어 있다.

상기 러그 플레이트(54)에는, 중앙부에 가이드홀(64)이 각각 직선 천공된 한쌍의 동력전달용 지지 암(62)이 일면에 일체로 돌출되게 형성되어 있고, 상기 사판(50)의 일면에는 볼(66)이 형성되어 있어, 상기 러그 플레이트(54)가 회전함에 따라 상기 사판(50)의 볼(66)이 러그 플레이트(54)의 가이드홀(64) 내에서 슬라이딩 이동하면서 사판(50)의 경사각이 가변되게 되어 있다.

또한, 상기 사판(50)의 외주면은 슈(76)를 개재하여 각 피스톤(14)에 미끄럼이동이 가능하게 끼워진다.

따라서, 상기 사판(50)이 경사된 상태에서 회전함에 따라, 그 외주면에 슈(76)를 개재하여 끼워진 피스톤(14)들은 상기 실린더 블럭(10)의 각 실린더 보어(12) 내에서 왕복운동하게 된다.

상기 피스톤(14)의 왕복운동에 의해 흡입실(22)의 냉매가 실린더 보어(12) 내에 흡입되어 압축된 후 토출실(24)로 배출되는데, 상기 크랭크실(86) 내의 압력과 흡입실(22) 또는 실린더 보어(12) 내의 압력 차이에 따라 사판(50)의 경사각이 변화하여 냉매의 토출량이 조절되는데, 이는 통전에 의해 밸브를 개폐함으로써 크랭크실(86)의 압력을 조정하고, 이를 통해 사판(50)의 경사각을 조정하여 토출용량을 조절하는 용량제어밸브(200)에 의해 구현되는 것이 보통이다.

그리고, 상기 후방 하우징(18)에는 흡입실(22)과 토출실(24)이 각각 형성되어 있고, 후방 하우징(18)과 실린더 블럭(10) 사이에는 밸브플레이트(100)가 개재되어 있다.

전술한 압축기는 본원 발명에 따른 밸브 플레이트(100)가 설치되는 하나의 예에 불과하며, 그 밖의 다양한 형식의 용량가변형 압축기에 모두 적용 가능하다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 밸브 플레이트(100)를 설명한다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 밸브 플레이트(100)는, 피스톤(14)의 왕복 운동에 따른 압력변화에 의하여 흡입실(22)의 냉매를 실린더 보어(12)로 흡입하는 흡입밸브(110) 및 실린더 보어(12)에서 압축된 냉매를 토출실(24)로 토출하는 토출밸브(120)로 구성된다.

먼저, 상기 토출밸브(120)는 토출포트(121) 및 상기 토출포트(121)에 대응되며 토출압(Pd)에 의해 탄성 변형되는 토출 리드(122)를 포함한다. 이때, 상기 토출 포트(121)의 출구(121a) 면적은 상기 토출 포트(121)의 입구(121b) 면적보다 넓게 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 토출 포트(121)의 입구(121b)보다 상대적으로 면적이 넓은 상기 토출포트(121)의 출구(121a)는 토출리드(122)에 가해지는 압력작용면적을 늘려줌으로써 압축기의 소요 동력을 감소시키며, 상기 토출포트(121)의 출구(121a)보다 상대적으로 면적이 작은 상기 토출포트(121)의 입구(121b)는 사체적을 감소시켜 냉방능력이 저하되는 것을 방지하게 된다.

또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 토출포트(121)의 입구(121b)는 원형으로 형성되고, 상기 토출포트(121)의 출구(121a)는 타원형으로 형성되며, 상기 토출포트(121) 입구(121b)의 중심과 출구(121a)의 중심이 서로 일치하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 토출포트(121)에는 상기 토출리드(122)로 냉매를 유도하는 유도구간(121c)이 형성되며, 상기 유도구간(121c)은 도 4와 같이 토출포트(121)의 출구(121a)에 형성되거나, 도 4와 같이 토출포트(121)의 출구(121a)와 입구(121b) 사이에 형성된다.

한편, 상기 유도구간(121c)은 경사면으로 형성된 것이 바람직하다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 용량가변형 압축기의 구조를 나타내는 종단면도이다.

도 2는 도 1의 제1실시예에 따른 밸브 플레이트를 확대 도시한 종단면도이다.

도 3은 도 2의 평면도이다.

도 4는 도 1의 제2실시예에 따른 밸브 플레이트를 확대 도시한 종단면도이다.

도 5는 도 1의 제3실시예에 따른 밸브 플레이트를 확대 도시한 종단면도이다.

*도면중 주요부분에 관한 부호의 설명*

100 - 밸브 플레이트 110 - 흡입밸브

120 - 토출밸브 121 - 토출포트

122 - 토출리드

Claims (7)

1. 토출포트; 및

   상기 토출포트를 개폐하는 토출 리드;

   를 포함하되,

   상기 토출 포트의 출구 면적은 상기 토출 포트의 입구 면적보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 용량가변형 압축기의 밸브 플레이트.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 토출포트의 입구는 원형으로 형성되며, 상기 토출포트의 출구는 타원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 용량가변형 압축기의 밸브 플레이트.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 토출포트 입구의 중심과 출구의 중심이 일치하는 것을 특징으로 하는 용량가변형 압축기의 밸브 플레이트.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 토출포트에는 상기 토출리드로 냉매를 유도하는 유도구간이 형성되는 것을 특징으로 하는 용량가변형 압축기의 밸브 플레이트.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 유도구간은 토출포트의 출구에 형성되는 것을 특징으로 하는 용량가변형 압축기의 밸브 플레이트.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 유도구간은 토출포트의 출구와 입구 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 용량가변형 압축기의 밸브 플레이트.
7. 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 유도구간은 경사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 용량가변형 압축기의 밸브 플레이트.

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