KR20130059175A - 사판식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사판식 압축기에 관한 것으로, 하우징(10)의 흡입포트(17)에는 개폐코어(53,57)에 의한 개도를 결정하는 스프링(55,59)의 탄성계수를 흡입포트(17)를 통한 냉매 흡입 유량에 비례하여 변화시키는 흡입체크밸브(50)가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 흡입체크밸브는 제1 및 제2 개폐코어를 통해 개도를 조정하는 반발 수단이 제1 및 제2 스프링의 병렬 연결에 의해 이원적으로 구성됨으로써, 밸브 개도의 대소에 따라 상반되게 발생하는 냉매의 맥동이나 소음 또는 유통성능 불능을 방지할 수 있게 된다.

Description

사판식 압축기{Swash plate type compressor}

본 발명은 사판식 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사판의 회전에 따라 왕복 운동하는 복수의 피스톤에 의해 외부 냉매라인으로부터 흡입한 냉매를 압축함에 있어, 냉매라인이 연결되는 흡입포트와 내부의 흡입실 사이에 장착된 흡입체크밸브의 개도를 냉매라인으로부터 흡입되는 냉매의 양에 따라 적절히 조절할 수 있도록 한 사판식 압축기에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 냉각시스템에 사용되는 압축기는 냉매를 압축시키는 역할을 하는 바, 다양한 형태로 개발되어 왔으며, 그 중 하나로 사판식 압축기를 들 수 있다. 이 사판식 압축기는 대체로 외부 몸체를 이루는 하우징, 이 하우징 일측에 관통 설치되는 회전축, 하우징 내에서 회전축 상에 경사 상태로 장착되는 사판, 그리고 하우징 내에서 사판의 회전에 의해 실린더 보어를 따라 왕복 운동하는 피스톤 등으로 구성되는 바, 특히 가변용량형 사판식 압축기는 냉매 흡입량이 적어지는 경우, 흡입포트에 진동이 발생하여 맥동이나 굉음을 발생시키는 문제점이 있었다.

이에, 압축기의 흡입포트와 흡입실을 잇는 관로 상에 흡입체크밸브를 장착함으로써, 냉매의 흡입량이 많은 때는 밸브의 개도를 증대시키고, 반대로 흡입량이 적은 때는 개도를 감소시키도록 하였으나, 흡입량이 적은 때 밸브의 개도가 미세하게 증감을 반복하여 또 다시 냉매에 맥동이 발생하는 문제점이 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 흡입 유량이 적은 때, 흡입포트의 유동면적을 서서히 변화시켜 급격한 흡입을 회피하고자 도 1에 도면부호 150으로 도시된 흡입체크밸브가 제안된 바 있다.

이 밸브(150)는 도시된 것처럼, 케이스(151), 개폐코어(153), 및 반동 스프링(155)로 이루어지는 바, 케이스(151)는 도시된 것처럼 위로 열린 원통체로서, 밸브(150)의 몸체 역할을 하도록 되어 있으며, 상단에 개방된 흡입구(161) 둘레에 개방덮개(169)가 끼워져 있고, 측벽면 일측에 흡입구(161)와 직각을 이루면서 토출구(163)가 관통되어 있다.

또한, 개폐코어(153)는 도 1에 도시된 것처럼 케이스(151) 내부에 축방향으로 이동 가능하게 설치되는 원통형의 플런저로서, 흡입구(161)에 걸리는 냉매압에 따라 케이스(151) 내부를 상하로 이동하면서 흡입구(161)와 토출구(163)를 잇는 냉매의 유동을 단속하는 역할을 한다.

끝으로, 반동 스프링(155)은 도 1에 도시된 것처럼, 흡입구(161)를 통해 케이스(151) 내부로 유입되는 냉매의 압력에 대해 개폐코어(153)를 탄력적으로 지지하도록 되어 있는 바, 무부하 시 즉, 흡입구(161)에 냉매압이 걸리지 않은 때 개폐코어(153)를 덮개(169)에 밀착시켜 흡입구(161)를 폐쇄시킨다.

그런데, 이때 도시된 것처럼 개폐코어(153) 외주면에 축방향 홈(171)을 가공하여 개폐코어(153)가 흡입구(161)를 폐쇄한 상태에서도 냉매 유통이 가능하도록 할 수 있고, 개폐코어(153)의 상단 부분이 개방 상태로 남도록 함으로써, 밸브(150)는 흡입구(161)에 걸리는 냉매압의 변화에 따라 밸브(150)의 개도가 급격하게 변화되는 것을 방지하고, 따라서 밸브(150)의 흡입 특성 급변을 회피하도록 되어 있다.

그러나, 위와 같은 종래의 흡입체크밸브(150)는 개폐코어(153)의 탄발 수단으로서, 도 7에 점선으로 도시된 것처럼, 스프링 탄성계수(k)가 일정한 반동 스프링(155) 하나만을 사용하고 있으므로 흡입구(161)에 걸리는 냉매압에 대해 보다 유연하게 대응할 수 없는 문제점이 있었다. 즉, 탄성계수(k)에 비해 상대적으로 큰 냉매압이 걸린 때는 쉽게 최대 압축량까지 압축되어 더 이상 냉매압 변화에 대해 개도를 조절할 수 있는 능력을 상실하게 되는 한편, 어느 정도 작은 냉매압에 대해서도 개도가 감소하지 않아 냉매의 맥동을 차단하는 성능이 저하되며, 반대로 탄성계수(k)에 비해 상대적으로 작은 냉매압이 걸린 때는 반대로 거의 압축이 이루어지지 않아 냉매를 원활하게 유통시킬 수 없게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 냉매라인으로부터 압축기로 유입되는 냉매 관로의 개도를 흡입체크밸브를 통해 조정함에 있어, 밸브의 개도를 좌우하는 반동 스프링의 탄성계수를 이원화함으로써 밸브 흡입구에 걸리는 냉매압이 작은 때는 작은 데로 상대적으로 낮은 탄력에 의해, 반대로 냉매압이 큰 때는 큰 데로 상대적으로 높은 탄력에 의해 민감하게 개도를 조정할 수 있도록 하여, 냉매압이 작은데도 개도가 크게 유지되어 발생하는 맥동 및 굉음을 줄이고, 반대로 냉매압이 큰데도 개도가 작게 유지되어 발생하는 냉매 불통의 성능저하도 방지하고자 하는 데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 중간에 배치되는 실린더 블럭, 상기 실린더 블럭 앞쪽에 배치되는 전방헤드, 및 상기 실린더 블럭 뒤쪽에 배치되는 후방헤드로 이루어져 외부 몸체를 형성하는 하우징; 상기 하우징의 일측을 관통하도록 회전 가능하게 장착되되, 상기 하우징을 관통한 일측단을 통해 전달되는 구동력에 의해 회전하도록 되어 있는 회전축; 상기 회전축 상에 경사진 상태로 장착되어, 상기 회전축과 함께 회전하도록 되어 있는 사판; 및 상기 사판의 가장자리 부분에 상대 이동 가능하게 조인트 연결되어, 상기 사판의 회전에 의해 상기 실린더 블럭의 내주면을 따라 직선 왕복운동을 함으로써, 상기 후방헤드에 형성된 흡입포트를 통해 흡입한 냉매를 상기 후방헤드의 토출포트를 통해 외부로 토출시키는 복수의 피스톤;을 포함하여 구성되되, 상기 후방헤드의 흡입포트에는 개폐코어에 의한 개도를 결정하는 스프링의 탄성계수를 상기 흡입포트를 통한 냉매 흡입 유량에 비례하여 변화시키는 흡입체크밸브가 설치되어 있는 사판식 압축기를 제공한다.

또한, 흡입체크밸브는, 흡입체크밸브는, 일측에 흡입구가 관통되고, 상기 흡입구가 개방된 때 상기 흡입구와 연통되는 토출구가 타측에 관통된 케이스; 상기 케이스 내부에서 제1 스프링에 의해 지지되어, 상기 흡입구에서 상기 토출구로 이어지는 냉매의 유동을 단속하되, 상기 흡입구를 향해 열린 흡입 개방구와 상기 토출구를 향해 열린 토출 개방구가 내부로 연통되어 있는 제1 개폐코어; 및 상기 제1 개폐코어 내에서 제2 스프링에 의해 지지되어, 상기 흡입 개방구에서 상기 토출 개방구로 이어진 유동을 단속하는 제2 개폐코어;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 케이스는 축방향 일단 면에 상기 흡입구가, 횡방향 일측 벽면에 상기 토출구가 각각 관통된 원통체로 되어 있으며; 상기 제1 개폐코어는 상기 케이스의 덮개에 의해 구속되어 상기 케이스의 내주면을 따라 축방향으로 상하 이동하는 원통체로 되어 있고, 상기 흡입구를 향한 축방향 상단에 상기 흡입 개방구가, 상기 토출구를 향한 횡방향 측벽면에 상기 토출 개방구가 각각 관통되어 있으며; 상기 제2 개폐코어는 상기 덮개에 의해 구속되어 상기 제1 개폐코어의 내주면을 따라 축방향으로 상하 이동하는 원통체로 되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 사판식 압축기에 의하면, 냉매라인이 연결되는 흡입포트와 흡입실 사이의 관로 상에 설치되는 흡입체크밸브의 개도를 제1 및 제2 개폐코어에 의해 결정하는 반동 스프링이 제1 및 제2 스프링의 병렬 연결에 의해 이원적으로 구성됨으로써, 밸브의 흡입구에 걸리는 냉매의 압력이 상대적으로 작은 때는 상대적으로 탄성이 작은 제2 스프링의 탄력에 의해 밸브의 개도를 민감하게 조정하고, 반대로 냉매압이 상대적으로 큰 때는 상대적으로 탄성이 큰 제1 스프링의 탄력에 의해 밸브의 개도를 민감하게 조정할 수 있으므로, 냉매압이 작든 크든 관계없이 신속하고 민감하게 밸브의 개도를 증감할 수 있게 되어 밸브의 개도가 냉매 유량에 비해 불필요하게 큰 때 발생하는 냉매의 맥동이나 이로 인한 굉음 뿐 아니라, 반대로 밸브의 개도가 냉매 유량에 비해 현저히 작은 때 발생하는 밸브의 유통 불능을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 사판식 압축기에 채용되는 흡입체크밸브의 종단 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 사판식 압축기의 종단면도로, 사판이 경사진 상태를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 사판식 압축기의 종단면도로, 사판이 회전축의 반경 방향으로 세워진 상태를 도시한 도면.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 흡입체크밸브의 종단면도로서, 흡입체크밸브의 흡입구가 폐쇄된 상태를 도시한 도면.
도 5는 도 4에 도시된 흡입체크밸브의 종단면도로서, 흡입체크밸브의 흡입구가 일부 개방된 상태를 도시한 도면.
도 6은 도 4에 도시된 흡입체크밸브의 종단면도로서, 흡입체크밸브의 흡입구가 완전 개방된 상태를 도시한 도면.
도 7은 단일 스프링을 사용하는 종래의 흡입체크밸브와 이중으로 스프링을 사용하는 본 발명의 흡입체크밸브의 냉매압에 대한 밸브 조정값의 차이를 보인 그래프.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 사판식 압축기를 첨부 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명의 사판식 압축기는 도 2 및 도 3에 도면부호 1로 도시된 바와 같이, 크게 하우징(10), 회전축(20), 사판(30), 및 복수의 피스톤(40)을 포함하여 구성된다.

먼저 상기 하우징(10)은 사판식 압축기(1)의 외부 몸체를 이루는 부분으로서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 실린더 블럭(11)과 전후방헤드(13,15)로 이루어진다. 여기에서, 실린더 블럭(11)은 하우징(10)의 길이방향으로 중간 부분에 배치되는 관체로서, 도시된 것처럼 내부에 회전축(20)은 물론, 복수의 피스톤(40)을 수용하도록 중공부가 형성되어 있다.

또한, 전후방헤드(13,15)는 위 실린더 블럭(11) 앞뒤의 개방단을 마감하는 통체로서, 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 전방헤드(13)는 실린더 블럭(11)을 향해 후단이 개방되어, 사판(30)의 회전 공간을 확보하면서, 경사조정기구(31)을 수용하도록 되어 있다. 또한, 후방헤드(15)는 실린더 블럭(11)을 향해 전단이 개방되되, 흡입행정 시 실린더 블럭(11)의 실린더 보어(41)로 냉매를 공급하는 흡입실(21)과, 압축행정 시 실린더 보어(41) 내의 냉매가 배출되는 토출실(23)이 형성되어 있고, 이 흡입실(21) 및 토출실(23)로 각각 연결되는 흡입포트(17)와 토출포트(미도시)가 외벽면에 형성되며, 흡입포트(17)를 흡입실(21)로 연결하는 관로(25) 상에 흡입체크밸브(50)가 장착되어 있다.

상기 회전축(20)은 외부 구동원의 회전 구동력을 압축기(1) 내부로 전달하는 수단으로서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(10)의 일측 즉, 전방헤드(13) 중심부분을 관통하여 회전 가능하게 장착되는 바, 예컨대 도시된 바와 같이 전방단에 결합된 회전풀리(27)를 통해 전달되는 외부의 회전 구동력에 의해 회전하도록 되어 있다.

상기 사판(30)은 회전축(20)의 회전 구동력을 피스톤(40)의 왕복 직선운동으로 전환하는 수단으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 회전축(20) 상에 경사진 상태로 장착되어, 회전축(20)과 함께 회전하도록 되어 있다. 이때, 사판(30)은 가장자리 부분에 복수의 슈(33)가 원주방향으로 장착되어 이 슈(33)를 통해 복수의 피스톤(40)을 상대 이동 가능하게 미끄럼 지지하도록 되어 있다.

특히, 도 2 및 도 3에 도시된 사판식 압축기(1)는 가변용량형 압축기로서, 사판(30)의 경사각도가 가변되는 바, 예컨대, 도 3에 도시된 것처럼 회전축(20)에 대한 사판(30)의 경사가 90°인 경우, 피스톤(40)의 왕복 운동이 사라지므로, 회전축(20)은 공회전하게 된다. 반대로, 도 2와 같이 사판(30)이 회전축(20)에 대해 경사지게 되면, 피스톤(40)이 실린더 보어(41) 내에서 왕복 운동하여 냉매를 압축하게 된다.

따라서, 외부에서 냉매가 유입되는 흡입포트(17)에는 흡입포트(17)를 통한 냉매의 흡입 유량을 조정하기 위한 흡입체크밸브(50)가 설치되는 바, 이 흡입체크밸브(50)는 사판(30)의 경사가 90°에 가까워질 때는 냉매의 유입량이 적어지므로 개도가 작아지고, 반대로 경사가 90°보다 작아질 때는 냉매의 유입량이 증대되므로 그에 따라 개도가 커지도록 되어 있다.

상기 복수의 피스톤(40)은 사판(30)에 의해 압축기(1) 내부를 왕복 운동하면서 냉매를 압축하는 수단으로서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 사판(30)의 가장자리 부분에 슈(33)를 통해 상대 이동 가능하게 연결되며, 따라서, 사판(30)의 회전에 의해 실린더 블럭(11)의 보어(41) 내주면을 따라 직선 왕복운동을 함으로써, 후방헤드(15)의 흡입포트(17)를 통해 보어(41) 안으로 흡입한 냉매를 후방헤드(15)의 토출포트를 통해 외부의 냉매라인으로 토출시키도록 되어 있다.

한편, 본 발명의 사판식 압축기(1)에서 흡입포트(17)를 통해 유입되는 냉매의 양에 따라 개도가 조정되는 흡입체크밸브(50)는 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 다시 케이스(51), 제1 개폐코어(53), 및 제2 개폐코어(57)로 이루어지는 바, 흡입포트(17)를 통해 유입되는 냉매의 흡입 유량에 비례하여 제1 및 제2 개폐코어(53,57)를 통해 밸브(50)의 개도를 결정하는 제1 및 제2 스프링(55,59)의 탄성계수가 변화된다.

여기에서, 상기 케이스(51)는 흡입체크밸브(50)의 외체를 이루는 부분으로서, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 한 쪽 끝이 막힌 원통형 관체로 되어 있으며, 흡입포트(17)를 향해 개방된 도면 상 상단 측에 개방덮개(69)가 씌워져 있고, 이 덮개(69)의 중앙에는 흡입포트(17)와 연속하여 유로를 형성하는 흡입구(61)가 관통되어 있다. 따라서, 흡입구(61)가 개방된 때 흡입포트(17)로 유입된 외부 냉매가 흡입구(61)를 통해 케이스(51) 내부로 들어온다.

이와 같이, 케이스(51)는 축방향 일단에 즉, 도면 상 상단에 흡입구(61)가 개구되어 있고, 이 흡입구(61)와 직각을 이루는 횡방향 일측 벽면 상에 토출구(63)가 관통되어 있다. 따라서, 위와 같이 흡입포트(17)를 통해 흡입구(61)를 거쳐 케이스(51) 내부로 유입되는 냉매는 토출구(63)를 통해 흡입체크밸브(50) 밖으로 흘러나가 후방헤드(15) 내의 흡입실(21)로 유입된다.

또한, 상기 제1 개폐코어(53)는 케이스(51) 내부를 통과하는 냉매의 유동을 일차적으로 단속하는 수단으로서, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 케이스(51)의 흡입구(61)에서 토출구(63)로 이어진 냉매의 유동을 단속하도록, 케이스(51)의 흡입구(61)를 통해 유입되는 냉매의 압력에 따라 축방향으로 왕복 이동하면서 케이스(51)의 토출구(63)를 개폐한다.

이를 위해, 제1 개폐코어(53)는 케이스(51)의 내부에서 상하로 왕복 이동할 수 있는 원통체로 되어 있는데, 도시된 것처럼, 케이스(51) 하단에 삽입되는 제1 스프링(55)에 의해 지지되어, 케이스 덮개(69)에 걸려 구속되는 상사점과, 제1 스프링(55)의 압축이 더 이상 불가하게 되는 하사점 사이를 왕복 이동할 수 있도록 되어 있다. 이때 특히, 제1 개폐코어(53)는 도 4 내지 도 6에 도시된 것처럼, 케이스(51)의 흡입구(61)를 향해 상단면이 흡입 개방구(65)로서 개방되어 있고, 케이스(51)의 토출구(63)를 향해 측벽면 일측이 토출 개방구(67)로서 개방되는 바, 제1 개폐코어(53)가 중공 원통체이므로, 흡입 개방구(65)와 토출 개방구(67)는 제1 개폐코어(53) 내부에서 서로 연통되어 있다. 이와 같이, 제1 개폐코어(53)는 케이스(51) 내부를 상하로 왕복 이동하도록 되어 있는 바, 케이스(51) 내주면(71)에서 일정 간격 이격될 수 있는 것은 물론이고, 케이스(51)의 내주면(71)에 밀착되어 내주면(71)을 따라 축방향으로 미끄럼 이동하도록 되어 있는 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 제1 스프링(55)은 위와 같이 제1 개폐코어(53)를 지지하는 탄성 반발 수단으로서, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 케이스(51) 내부 공간의 바닥에 삽입, 설치되어 제1 개폐코어(53)를 지지하도록 되어 있는 바, 흡입구(61)를 통해 유입되는 냉매의 압력에 대해 제1 개폐코어(53)를 반발시키는 역할을 한다. 즉, 예컨대 흡입구(61)를 통해 작용하는 냉매의 압력이 없는 경우에는 도 4에 도시된 것처럼, 제1 개폐코어(53)를 최대한 위쪽으로 밀어올려 덮개(69)에 밀착되도록 하는 반면, 흡입구(61)를 통해 작용하는 냉매압이 최대일 때는 도 6에 도시된 것처럼, 케이스(51) 바닥으로 최대한 압축되어 토출구(63)를 최대한 개방하게 된다.

또한, 상기 제2 개폐코어(57)는 제1 개폐코어(53) 내부에서 제1 개폐코어(53) 자체에 형성된 흡입 개방구(65)와 토출 개방구(67)를 잇는 유동을 단속하는 수단으로서, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 개폐코어(53) 내부에서 제2 스프링(59) 위에 지지되어 축방향으로 탄력 이동 가능하게 설치되는 바, 도 4에 도시된 것처럼 흡입구(61)를 폐쇄하는 상사점에서 덮개(69)에 의해 구속되며, 도 5 및 도 6에 도시된 것처럼 흡입 개방구(65)와 토출 개방구(67)를 동시에 개방하는 하사점에서 제1 개폐코어(53)의 바닥면에 밀착된다.

이때, 제2 개폐코어(57)는 원통체로 형성되어 제1 개폐코어(53)의 내주면(73)을 따라 축방향으로 상하사점 사이를 이동 가능하게 되어 있는 바, 도시된 것처럼 제1 개폐코어(53)의 내주면(73)에서 이격되어 내주면(73)을 따라 상하 이동할 수 있을 뿐 아니라, 도시되지 않았지만 제1 개폐코어(53)의 내주면(73)에 밀착되어 내주면(73)을 따라 상하로 미끄럼 이동할 수도 있다.

끝으로, 제2 스프링(59)은 위와 같이 제2 개폐코어(57)를 지지하는 탄성 반발 수단으로서, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 개폐코어(53)의 내부 공간에 삽입되어 제2 개폐코어(57)를 지지함으로써, 제1 개폐코어(53)의 흡입 개방구(65)를 통해 제1 개폐코어(53) 안으로 유입되는 냉매의 압력에 대해 제2 개폐코어(57)를 반발시킨다. 따라서, 예컨대 흡입 개방구(65)를 통해 작용하는 압력이 없는 경우에 제2 스프링(59)은 도 4에 도시된 것처럼, 제2 개폐코어(57)를 최대한 위쪽으로 밀어올리게 되며, 따라서 제1 개폐코어(53)가 도 4와 같이 덮개(69)에 밀착된 상태에서는 함께 덮개(69)에 밀착되어 흡입구(61)를 폐쇄하게 된다. 반대로, 흡입구(61)에서 작용하는 냉매압이 최대일 때는 도 6에 도시된 것처럼 제1 개폐코어(53)와 함께 최하단 즉, 하사점으로 이동하여 토출 개방구(67)를 최대한 개방하게 되며, 이에 따라, 토출구(63)도 최대로 개방된다.

이제, 위와 같이 구성되는 본 발명에 따른 사판식 압축기(1)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 압축기(1)는 흡입포트(17)를 통해 외부 냉매라인에서 유입되는 냉매의 유량에 따라 흡입체크밸브(50)의 최대 개도를 가변할 수 있게 되는 바, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 압축기(1) 사판(30)의 경사를 가변시킬 수 있는 가변용량형 사판식 압축기(1)의 경우에 특히 더 흡입체크밸브(50)의 역할이 중요해 진다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 사판(30)의 경사가 최대일 때, 각 피스톤(40)의 행정은 최대가 되고, 따라서 흡입포트(17)를 통해 외부에서 유입되는 냉매의 양도 최대로 된다. 이에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이, 흡입체크밸브(50)의 흡입구(61)를 막고 있던 제1 및 제2 개폐코어(53,57)는 공히 제1 및 제2 스프링(55,59)을 최대로 압축하면서, 하사점에 이르게 된다. 이와 같이, 제1 및 제2 개폐코어(53,57)가 하사점에 이르면, 흡입체크밸브(50)의 흡입구(61)는 물론, 토출구(63)도 최대로 개방됨으로써 최대 유량의 냉매를 통과시켜 흡입실(21)로 전달하게 된다.

반대로, 사판(30)의 경사가 도 3에 도시된 것처럼 90°로 된 경우에는, 각각의 피스톤(40)은 왕복 운동이 사라지고 실린더 보어(41) 내에서 정지 상태를 유지한다. 이때, 흡입포트(17)를 통해 압축기(1) 내부로 유입되는 냉매의 양은 최소로 되며, 따라서 흡입체크밸브(50)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 스프링(55,59)의 반력에 의해 제1 및 제2 개폐코어(53,57)가 흡입구(61)를 폐쇄한다.

한편, 제1 스프링(55)의 스프링 탄성계수(k1)가 제2 스프링(59)의 스프링 탄성계수(k2)보다 매우 크다고 가정할 때(k1>>k2), 제1 및 제2 스프링(55,59)의 압축량(x)과 스프링 복원력(F) 간에는 도 7에 도시된 바와 같은 관계가 성립된다. 따라서, 흡입구(61)를 통해 작용하는 냉매압에 의한 가압력이 도 7의 경계값(Fb)보다 작은 때는 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 스프링(59)이 완전히 압축될 때까지 제1 스프링(55)은 거의 압축되지 않으며, 이때, 흡입체크밸브(50)를 통과하는 냉매의 유량은 전적으로 제2 개폐코어(57)의 운동에 따라 결정된다. 반대로, 흡입구(61)를 통해 작용하는 냉매압에 의한 가압력이 도 7의 경계값(Fb)보다 큰 때는 밸브(50)를 통과하는 냉매의 유량이 도 6에서 알 수 있듯이 전적으로 제1 개폐코어(53)의 운동에 좌우된다.

이에 따라, 도 7의 그래프에서 흡입구(61)에 작용하는 가압력이 경계값(Fb)보다 작은 값(Fw)일 때는, 같은 힘(Fs)에 대해 스프링(59)의 압축량(xwn)이 상대적으로 큰 스프링 탄성계수(k)를 갖는 종래의 흡입체크밸브에 채용된 단일 스프링의 압축량(xwo)보다 커지므로, 냉매의 가압력에 대한 제2 개폐코어(57)의 개방민감도가 높아지게 된다. 즉, 밸브(50)의 개도 변화율이 높아져 작은 냉매압에 대해서도 밸브(50)는 신속하게 냉매를 유통시킬 수 있게 된다. 반대로, 흡입구(61)에 작용하는 가압력이 경계값(Fb)보다 큰 값(Fs)일 때는, 같은 힘(Fs)에 대해 스프링(55)의 압축량(xsn)이 상대적으로 작은 스프링 탄성계수(k)를 갖는 종래의 단일 스프링의 압축량(xso)보다 커져, 오히려 냉매압에 대한 제1 개폐코어(53)의 개방민감도가 낮아지고, 쉽게 최대 압축량까지 압축되지 않는다. 따라서 밸브(50)는 높은 냉매압의 변화에 대해 개도 변화율이 상대적으로 둔감해 지고, 스프링(55) 탄력을 유지할 수 있는 최대 냉매압의 한계가 높아져 그만큼 더 큰 값까지 냉매의 맥동을 잡을 수 있게 된다.

1 : 사판식 압축기 10 : 하우징
11 : 실린더 블럭 13 : 전방헤드
15 : 후방헤드 17 : 흡입포트
20 : 회전축 21 : 흡입실
23 : 토출실 30 : 사판
31 : 경사조정기구 33 : 슈
40 : 피스톤 41 : 실린더 보어
50 : 흡입체크밸브 51 : 케이스
53, 57 : 제1 및 제2 개폐코어 55, 59 : 제1 및 제2 스프링
61 : 흡입구 63 : 토출구
65 : 흡입 개방구 67 : 토출 개방구
69 : 덮개

Claims (3)

1. 중간에 배치되는 실린더 블럭(11), 상기 실린더 블럭(11) 앞쪽에 배치되는 전방헤드(13), 및 상기 실린더 블럭(11) 뒤쪽에 배치되는 후방헤드(15)로 이루어져 외부 몸체를 형성하는 하우징(10);
   상기 하우징(10)의 일측을 관통하도록 회전 가능하게 장착되되, 상기 하우징(10)을 관통한 일측단을 통해 전달되는 구동력에 의해 회전하도록 되어 있는 회전축(20);
   상기 회전축(20) 상에 경사진 상태로 장착되어, 상기 회전축(20)과 함께 회전하도록 되어 있는 사판(30); 및
   상기 사판(30)의 가장자리 부분에 상대 이동 가능하게 조인트 연결되어, 상기 사판(30)의 회전에 의해 상기 실린더 블럭(11)의 내주면을 따라 직선 왕복운동을 함으로써, 상기 후방헤드(15)에 형성된 흡입포트(17)를 통해 흡입한 냉매를 상기 후방헤드(15)의 토출포트를 통해 외부로 토출시키는 복수의 피스톤(40);을 포함하여 구성되되,
   상기 후방헤드(15)의 흡입포트(17)에는 개폐코어(53,57)에 의한 개도를 결정하는 스프링(55,59)의 탄성계수를 상기 흡입포트(17)를 통한 냉매 흡입 유량에 비례하여 변화시키는 흡입체크밸브(50)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
2. 제1 항에 있어서,
   흡입체크밸브(50)는,
   일측에 흡입구(61)가 관통되고, 상기 흡입구(61)가 개방된 때 상기 흡입구(61)와 연통되는 토출구(63)가 타측에 관통된 케이스(51);
   상기 케이스(51) 내부에서 제1 스프링(55)에 의해 지지되어, 상기 흡입구(61)에서 상기 토출구(63)로 이어지는 냉매의 유동을 단속하되, 상기 흡입구(61)를 향해 열린 흡입 개방구(65)와 상기 토출구(63)를 향해 열린 토출 개방구(67)가 내부로 연통되어 있는 제1 개폐코어(53); 및
   상기 제1 개폐코어(53) 내에서 제2 스프링(59)에 의해 지지되어, 상기 흡입 개방구(65)에서 상기 토출 개방구(67)로 이어진 유동을 단속하는 제2 개폐코어(57);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 사판식 압축기.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 케이스(51)는 축방향 일단 면에 상기 흡입구(61)가, 횡방향 일측 벽면에 상기 토출구(63)가 각각 관통된 원통체로 되어 있으며;
   상기 제1 개폐코어(53)는 상기 케이스(51)의 덮개(69)에 의해 구속되어 상기 케이스(51)의 내주면(71)을 따라 축방향으로 상하 이동하는 원통체로 되어 있고, 상기 흡입구(61)를 향한 축방향 상단에 상기 흡입 개방구(65)가, 상기 토출구(63)를 향한 횡방향 측벽면에 상기 토출 개방구(67)가 각각 관통되어 있으며;
   상기 제2 개폐코어(57)는 상기 덮개(69)에 의해 구속되어 상기 제1 개폐코어(53)의 내주면(73)을 따라 축방향으로 상하 이동하는 원통체로 되어 있는 것을 특징으로 하는 압축기 개폐밸브.

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