KR20170076434A - 사판식 압축기용 실린더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고온 고압의 냉매가 유동되는 배출 머플러 캐비티에 인접된 실린더 보어 측의 온도를 낮출 수 있는 사판식 압축기용 실린더를 제공하는 것이 그 기술적 과제이다. 이를 위해, 본 발명의 사판식 압축기용 실린더는, 흡입 챔버와 배출 챔버를 가진 하우징과 결합되고, 일단에서 사판실의 일부를 구획하는 사판식 압축기용 실린더로, 실린더 몸체; 상기 실린더 몸체에 그 길이 방향으로 관통되게 형성되며 피스톤이 왕복 운동되는 제1 및 제2 실린더 보어를 포함하는 복수의 실린더 보어; 상기 실린더 몸체에 형성되되 상기 제1 실린더 보어의 일부를 감싸는 형태로 형성되어 상기 배출 챔버의 고온 고압의 냉매를 배출 포트로 안내하는 배출 머플러 캐비티; 및 상기 실린더 몸체에 그 길이 방향으로 관통되게 형성되되 제1 실린더 보어와 상기 제2 실린더 보어 사이에 형성되며 상기 사판실의 저온 저압의 냉매를 유입시켜 상기 제1 실린더 보어를 냉각시키는 냉각홀을 포함한다.

Description

사판식 압축기용 실린더{Cylinder for swash plate type compressor}

본 발명은 자동차 공조용 등으로 사용되는 사판식 압축기에 관한 것이다.

일반적으로, 사판식 압축기는 자동차용 공기조화장치의 압축기로 널리 사용되는 것으로, 샤프트에 사판(swash plate)을 설치하여 샤프트를 회전시킴으로써 사판의 회전운동을 피스톤의 왕복운동으로 변환시켜 냉매가스의 흡입 및 압축을 행한다.

도 1은 일반적인 사판식 압축기를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

일반적인 기술로 공개특허공보 제10-2014-0061168호에 개시된 자동차용 사판식 냉매 압축기(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 피스톤(3)이 사판(2)의 외주면에 복수개의 슈(2a)를 통해 설치되고, 복수의 피스톤(3)은 실린더 블록(1a, 1b) 내에서 사판(2) 회전에 연동하여 왕복 이동한다.

실린더 블록(1a, 1b)은 전방 실린더 블록(1a) 및 후방 실린더 블록(1b)으로 구성되고, 전방 실린더 블록(1a) 및 후방 실린더 블록(1b) 각각에는 그 내부에 복수의 피스톤(3)을 개별적으로 수용하는 복수의 실린더 보어(4a, 4b)를 가진다.

전방 및 후방 실린더 블록(1a, 1b)의 내부공간에는 사판이 회전될 수 있도록 사판실(5)이 형성되어 있다. 그리고 전방 실린더 블록(1a)의 전방에는 전방 하우징(6)이 설치되어 있다. 이때 후방 실린더 블록(1b)의 후방에는 후방 하우징(7)이 설치되고, 전방 하우징(6, front housing) 및 후방 하우징(7, rear housing) 내에는 냉매가스를 흡입하는 흡입 챔버(6a, 7a; suction chamber) 및 배출 챔버(6b, 7b; discharge chamber)가 구획벽에 의해 분리 구획되어 있다.

또한, 후방 하우징(7)에는 흡입 포트(8) 및 배출 포트(9)가 각각 구비되어 있다. 흡입 포트(8)는 흡입 챔버(6a, 7a)와 소통하며, 배출 포트(9)는 배출 챔버(6b, 7b)와 소통한다.

따라서, 흡입 포트(8)를 통해 장치 내부로 도입된 냉매는 후방 하우징(7)의 흡입 챔버(7a)와, 사판실(5)을 경유하여 전방 하우징(6)의 흡입 챔버(6a)로 유입되고, 전방 및 후방 실린더 블록(1a, 1b)의 각 실린더 보어(4a, 4b)로 강제 흡입된다. 각 실린더 보어(4a, 4b)로 흡입된 냉매는 피스톤(3) 왕복에 의해 해당 실린더 보어 내에서 압축되고, 계속된 피스톤 압축에 의해 배출 챔버(6b, 7b)로 강제 배출되며, 배출 포트(9)를 통해 냉매가 압축기 밖으로 빠져 나와 다음 사이클인 응축기(열 교환기)로 흘러 들어가게 된다.

한편, 도 2는 종래의 사판식 압축기용 실린더를 사판실(도 1의 5 참조)로부터 바라 본 도면이다.

종래의 사판식 압축기용 실린더(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 흡입 포트(미도시)(도 1의 8 참조)로부터 흡입된 냉매를 안내하는 흡입 머플러 캐비티(11)와, 흡입 머플러 캐비티(11)에서 나온 냉매를 안내함과 함께 사판(미도시)(도 1의 2 참조)이 회전되는 사판실(12)과, 사판실(12)의 냉매를 흡입 챔버(미도시)(도 1의 6a 또는 7a 참조)로 안내하는 복수의 흡입 통로(13)와, 피스톤(미도시)(도 1의 3 참조)이 왕복 운동되는 복수의 실린더 보어(14)와, 구동축(미도시)이 삽입되는 축공(15)과, 실린더 보어(14)에서 피스톤에 의해 압축된 냉매가 배출 챔버(미도시)(도 1의 6b 또는 7b 참조)로 보내지면 그 배출 챔버의 냉매를 배출 포트(미도시)(도 1의 9 참조)로 안내하는 배출 머플러 캐비티(16)를 포함한다. 특히, 배출 머플러 캐비티(16)는 복수의 실린더 보어(14) 중 어느 하나의 일부를 감싸는 형상을 가진다.

하지만, 종래의 사판식 압축기용 실린더(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 고온 고압의 냉매가 유동되는 배출 머플러 캐비티(16)에 인접된 실린더 보어 측과 저온 저압의 냉매가 흐르는 흡입 통로(13)에 인접한 실린더 보어 측과의 온도 차이로 열응력이 발생되어 전체 내구성이 떨어지는 문제가 있다.

본 발명의 기술적 과제는, 고온 고압의 냉매가 유동되는 배출 머플러 캐비티에 인접된 실린더 보어 측의 온도를 낮출 수 있는 사판식 압축기용 실린더를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 사판식 압축기용 실린더는, 흡입 챔버와 배출 챔버를 가진 하우징과 결합되고, 일단에서 사판실의 일부를 구획하는 사판식 압축기용 실린더로, 실린더 몸체; 상기 실린더 몸체에 그 길이 방향으로 관통되게 형성되며 피스톤이 왕복 운동되는 제1 및 제2 실린더 보어를 포함하는 복수의 실린더 보어; 상기 실린더 몸체에 형성되되 상기 제1 실린더 보어의 일부를 감싸는 형태로 형성되어 상기 배출 챔버의 고온 고압의 냉매를 배출 포트로 안내하는 배출 머플러 캐비티; 및 상기 실린더 몸체에 그 길이 방향으로 관통되게 형성되되 제1 실린더 보어와 상기 제2 실린더 보어 사이에 형성되며 상기 사판실의 저온 저압의 냉매를 유입시켜 상기 제1 실린더 보어를 냉각시키는 냉각홀을 포함한다.

상술한 본 발명의 실시예에 따른 사판식 압축기용 실린더는, 상기 실린더 몸체 중 상기 사판실이 구획된 일단에 형성되어 상기 냉각홀의 입구를 확장시키는 확장홈을 더 포함할 수 있다.

상기 냉각홀은, 상기 제1 실린더 보어와 상기 제2 실린더 보어 사이의 거리가 자강 짧은 부분에 형성될 수 있다.

상기 확장홈은, 상기 제1 실린더 보어와 상기 제2 실린더 보어 사이의 거리가 자강 짧은 부분에서 시작해서 그 거리가 큰 부분으로 확장되는 형상을 가가질 수 있다.

상기 확장홈은 상기 실린더 몸체 중 상기 배출 머플러 캐비티를 구획하는 벽까지 연장될 수 있다.

상기 냉각홀은, 상기 사판실의 저온 저압의 냉매를 상기 흡입 챔버로 안내할 수 있다.

상기 복수의 실린더 보어는, 상기 제2 실린더 보어에 인접한 제3 실린더 보어를 더 포함할 수 있고, 이 경우 상술한 본 발명의 실시예에 따른 사판식 압축기용 실린더는, 상기 실린더 몸체에 그 길이 방향으로 관통되게 형성되되 상기 제2 실린더 보어와 상기 제3 실린더 보어 사이에 형성되어 상기 사판실의 저온 저압의 냉매를 상기 흡입 챔버로 안내하는 흡입 통로를 더 포함할 수 있고, 상기 흡입 통로는 상기 냉각홀보다 큰 공간 체적을 가질 수 있다.

상기 흡입 통로는, 상기 제2 실린더 보어와 상기 제3 실린더 보어 사이의 거리가 가장 짧은 부분을 피해서 형성될 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 사판식 압축기용 실린더는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 실린더 몸체와, 복수의 실린더 보어와, 배출 머플러 캐비티와, 그리고 냉각홀을 포함하는 기술구성을 제공하므로, 냉각홀을 통해 고온 고압의 냉매가 유동되는 배출 머플러 캐비티에 인접된 실린더 보어 측의 온도를 낮출 수 있어, 온도 차에 따른 열응력 발생의 감소로 본 발명의 사판식 압축기용 실린더의 내구성을 전제적으로 향상시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 사판식 압축기를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 종래의 사판식 압축기용 실린더를 사판실에서 바라 본 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사판식 압축기기의 실린더를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 사판식 압축기의 실린더를 IV-IV 선으로 잘라 본 개략적 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사판식 압축기기의 실린더를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 사판식 압축기의 실린더를 IV-IV 선으로 잘라 본 개략적 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 사판식 압축기용 실린더(100)는, 흡입 챔버(도 1의 6a 또는 7a 참조)와 배출 챔버(도 1의 6b 또는 7b 참조)를 가진 하우징(도 1의 6 또는 7 참조)과 결합되고, 일단에서 사판실(120)의 일부를 구획하는 사판식 압축기용 실린더로, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 실린더 몸체(100a)와, 복수의 실린더 보어(140)와, 배출 머플러 캐비티(160)와, 그리고 냉각홀(170)을 포함한다. 이하, 도 3 및 도 4를 계속 참조하여, 각 구성요소에 대해 상세히 설명한다.

실린더 몸체(100a)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사판식 압축기용 실린더(100)의 몸체를 이루는 구성요소로, 대략 원통 형상을 가질 수 있다.

복수의 실린더 보어(140)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 실린더 몸체(100a)에 그 길이 방향으로 관통되게 형성되며 피스톤(도 1의 3 참조)이 왕복 운동되는 구성요소이다. 구체적으로, 각각의 실린더 보어(140)는 실린더 몸체(100a)의 축공(150의 중심을 기준으로 설정 각도의 간격을 두고 그 둘레를 따라 순차적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 실린더 보어(140)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 실린더 보어(141)(142)(143)(144)(145)를 포함할 수 있다.

배출 머플러 캐비티(160)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 실린더 몸체(100a)에 형성되되 제1 실린더 보어(141)의 일부를 감싸는 형태로 형성되어 배출 챔버(도 1의 6b 또는 7b 참조)의 고온 고압의 냉매를 배출 포트(도 1의 9 참조)로 안내하는 구성요소이다. 따라서, 배출 머플러 캐비티(160)가 고온 고압의 냉매를 안내하므로 이에 인접한 제1 실린더 보어(141)는 고온의 열을 직접적으로 받는다.

냉각홀(170)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 실린더 몸체(100a)에 그 길이 방향으로 관통되게 형성되되 제1 실린더 보어(141)와 제2 실린더 보어(142) 사이에 형성되는 구성요소로, 사판실(120)의 저온 저압의 냉매를 유입시켜 제1 실린더 보어(141)를 냉각시키는 역할을 한다.

따라서, 고온 고압의 냉매가 유동되는 배출 머플러 캐비티(160)에 인접된 제1 실린더 보어(141) 측의 온도가 이 냉각홀(170)에 의해 낮아지므로, 온도 차에 따른 열응력 발생의 감소로 본 발명의 사판식 압축기용 실린더(100)의 내구성이 전체적으로 향상될 수 있다.

나아가, 냉각홀(170)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 실린더 보어(141)와 제2 실린더 보어(142) 사이의 거리가 자강 짧은 부분에 형성될 수 있다. 따라서, 열 응력에 가장 취약한 가장 얇은 부분에 냉각홀(170)이 형성되므로, 가장 얇은 부분에서의 온도 차를 줄여 내구성을 향상시킬 수 있다. 특히, 가장 얇은 부분은 열 전달이 바로 이루어져 온도 차가 쉽게 발생되는 부분이어서, 타 부분에 비해 보다 효과적으로 열 응력의 발생을 줄일 수 있다.

또한, 냉각홀(170)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 흡입 머플러 캐비티(110)을 통해 유입된 사판실(120)의 저온 저압의 냉매를 흡입 챔버(도 1의 6a 또는 7a 참조)로 안내할 수 있다. 따라서, 냉각홀(170)을 통해 흡입 챔버(도 1의 6a 또는 7a 참조)로 유입된 저온 저압의 냉매는 피스톤(도 1의 3 참조)에 의해 압축될 수 있도록 피스톤(도 1의 3 참조)이 후퇴되면서 해당 실린더 보어(140)로 유입될 수 있다.

이와 더불어, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 사판식 압축기용 실린더(100)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 확장홈(180)을 더 포함할 수 있다.

확장홈(180)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 실린더 몸체(100a) 중 사판실(120)이 구획된 일 단면에 형성되어 냉각홀(170)의 입구를 확장시키는 역할을 한다. 따라서, 이 확장홈(180)을 통해 저온 저압의 냉매가 냉각홀(170)의 입구로 원활하게 유입될 수 있고, 이 확장홈(180)에 유동되는 저온 저압의 냉매가 항시 거치게 되므로 냉각 효과를 향상시킬 수 있다.

나아가, 확장홈(180)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 실린더 보어(141)와 제2 실린더 보어(142) 사이의 거리가 자강 짧은 부분에서 시작해서 그 거리가 큰 부분으로 확장되는 형상을 가가질 수 있다. 특히, 확장홈(180)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 실린더 몸체(100a) 중 배출 머플러 캐비티(160)를 구획하는 캐비티 벽(161)까지 연장될 수 있다.

따라서, 이 확장홈(180)을 거치는 저온 저압의 냉매가 캐비티 벽(161)을 바로 냉각시킬 수 있어 냉각효율을 높일 수 있다.

이와 더불어, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 사판식 압축기용 실린더(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 흡입 통로(130)를 더 포함할 수 있다.

흡입 통로(130)는, 실린더 몸체(100a)에 그 길이 방향으로 관통되게 형성되되 제2 실린더 보어(142)와 제3 실린더 보어(143) 사이에 형성되는 구성요소로, 흡입 머플러 캐비티(110)을 통해 유입된 사판실(120)의 저온 저압의 냉매를 흡입 챔버(도 1의 6a 또는 7a 참조)로 안내하는 역할을 한다. 특히, 흡입 통로(130)는 상술한 냉각홀(170)과는 그 형성 위치가 다르고, 상술한 냉각홀(170)보다 큰 공간 체적을 가진다.

예를 들어, 흡입 통로(130)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 실린더 보어(142)와 제3 실린더 보어(143) 사이의 거리가 가장 짧은 부분을 피해서 형성될 수 있다. 그 이유는, 충분한 공간 체적을 확보하여 저온 저압의 냉매를 원활하게 유입시키기 위함이다.

이상에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 사판식 압축기용 실린더(100)는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 실린더 몸체(100a)와, 복수의 실린더 보어(140)와, 배출 머플러 캐비티(160)와, 그리고 냉각홀(170)을 포함하는 기술구성을 제공하므로, 냉각홀(170)을 통해 고온 고압의 냉매가 유동되는 배출 머플러 캐비티(160)에 인접된 제1 실린더 보어(141) 측의 온도를 낮출 수 있어, 온도 차에 따른 열응력 발생의 감소로 본 발명의 사판식 압축기용 실린더(100)의 내구성을 전제적으로 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 사판식 압축기용 실린더 100a: 실린더 몸체
110: 흡입 머플러 캐비티 120: 사판실
130: 흡입 통로 140: 복수의 실린더 보어
141: 제1 실린더 보어 142: 제2 실린더 보어
143: 제3 실린더 보어 150: 축공
160: 배출 머플러 캐비티 161: 캐비티 벽
170: 냉각홀 180: 확장홈

Claims (8)

1. 흡입 챔버와 배출 챔버를 가진 하우징과 결합되고, 일단에서 사판실의 일부를 구획하는 사판식 압축기용 실린더로,
   실린더 몸체;
   상기 실린더 몸체에 그 길이 방향으로 관통되게 형성되며 피스톤이 왕복 운동되는 제1 및 제2 실린더 보어를 포함하는 복수의 실린더 보어;
   상기 실린더 몸체에 형성되되 상기 제1 실린더 보어의 일부를 감싸는 형태로 형성되어 상기 배출 챔버의 고온 고압의 냉매를 배출 포트로 안내하는 배출 머플러 캐비티; 및
   상기 실린더 몸체에 그 길이 방향으로 관통되게 형성되되 제1 실린더 보어와 상기 제2 실린더 보어 사이에 형성되며 상기 사판실의 저온 저압의 냉매를 유입시켜 상기 제1 실린더 보어를 냉각시키는 냉각홀
   을 포함하는
   사판식 압축기용 실린더.
2. 제1항에서,
   상기 사판식 압축기용 실린더는,
   상기 실린더 몸체 중 상기 사판실이 구획된 일 단면에 형성되어 상기 냉각홀의 입구를 확장시키는 확장홈을 더 포함하는
   사판식 압축기용 실린더.
3. 제1항에서,
   상기 냉각홀은,
   상기 제1 실린더 보어와 상기 제2 실린더 보어 사이의 거리가 자강 짧은 부분에 형성되는
   사판식 압축기용 실린더.
4. 제2항에서,
   상기 냉각홀은,
   상기 제1 실린더 보어와 상기 제2 실린더 보어 사이의 거리가 자강 짧은 부분에 형성되고,
   상기 확장홈은,
   상기 제1 실린더 보어와 상기 제2 실린더 보어 사이의 거리가 자강 짧은 부분에서 시작해서 그 거리가 큰 부분으로 확장되는 형상을 가지는
   사판식 압축기용 실린더.
5. 제4항에서,
   상기 확장홈은 상기 실린더 몸체 중 상기 배출 머플러 캐비티를 구획하는 벽까지 연장되는
   사판식 압축기용 실린더.
6. 제1항에서,
   상기 냉각홀은,
   상기 사판실의 저온 저압의 냉매를 상기 흡입 챔버로 안내하는
   사판식 압축기용 실린더.
7. 제1항에서,
   상기 복수의 실린더 보어는,
   상기 제2 실린더 보어에 인접한 제3 실린더 보어를 더 포함하고,
   상기 사판식 압축기용 실린더는,
   상기 실린더 몸체에 그 길이 방향으로 관통되게 형성되되 상기 제2 실린더 보어와 상기 제3 실린더 보어 사이에 형성되어 상기 사판실의 저온 저압의 냉매를 상기 흡입 챔버로 안내하는 흡입 통로를 더 포함하고,
   상기 흡입 통로는 상기 냉각홀보다 큰 공간 체적을 가지는
   사판식 압축기용 실린더.
8. 제7항에서,
   상기 흡입 통로는,
   상기 제2 실린더 보어와 상기 제3 실린더 보어 사이의 거리가 가장 짧은 부분을 피해서 형성되는
   사판식 압축기용 실린더.

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