KR20200086068A

KR20200086068A - 압축기

Info

Publication number: KR20200086068A
Application number: KR1020190002224A
Authority: KR
Inventors: 김광진; 김옥현; 송세영; 최준식
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2019-01-08
Filing date: 2019-01-08
Publication date: 2020-07-16
Also published as: CN113260786A; US11994119B2; CN113260786B; US20220025875A1; JP7164724B2; JP2022517932A; WO2020145569A1; DE112020000355T5

Abstract

본 발명은 압축기에 관한 것으로서, 케이싱; 상기 케이싱에 회전 가능하게 장착되는 회전축; 상기 회전축에 연동되어 냉매를 압축하는 압축기구; 상기 회전축의 선단면을 지지하는 스러스트 플레이트; 상기 스러스트 플레이트가 수용되는 챔버; 및 상기 챔버로 오일을 안내하는 슬릿;을 포함하고, 상기 슬릿의 일부는 상기 회전축과 상기 스러스트 플레이트 사이 접촉 부위에 대향되게 형성됨으로써, 상기 회전축과 상기 스러스트 플레이트 사이에 오일을 공급하여, 회전축을 지지하는 스러스트 플레이트의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 챔버는 내경이 점진적으로 증가되면서 실린더 블록의 선단면까지 연장되게 형성됨에 따라, 실린더 블록이 금형으로부터 용이하게 차출될 수 있다.

Description

압축기{COMPRESSOR}

본 발명은, 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 구동원으로부터 압축기구로 회전력을 전달하는 회전축을 지지하는 스러스트 플레이트의 손상을 방지할 수 있도록 한 압축기에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에는 실내의 냉난방을 위한 공조장치(Air Conditioning; A/C)가 설치된다. 이러한 공조장치는 냉방시스템의 구성으로서 증발기로부터 인입된 저온 저압의 기상 냉매를 고온 고압의 기상 냉매로 압축시켜 응축기로 보내는 압축기를 포함하고 있다.

압축기에는 피스톤의 왕복운동에 따라 냉매를 압축하는 왕복식과 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식이 있다.

왕복식에는 구동원의 전달방식에 따라 크랭크를 사용하여 복수개의 피스톤으로 전달하는 크랭크식, 사판이 설치된 회전축으로 전달하는 사판식 등이 있고, 회전식에는 회전하는 로터리축과 베인을 사용하는 베인 로터리식, 선회 스크롤과 고정 스크롤을 사용하는 스크롤식이 있다.

이러한 압축기는 통상적으로 냉매를 압축하는 압축기구 및 구동원으로부터 상기 압축기구로 회전력을 전달하는 회전축을 포함한다.

그리고, 압축기는 상기 회전축을 상기 회전축의 축 방향으로 지지하는 회전축 지지체를 더 포함한다.

구체적으로, 대한민국 등록특허공보 10-1181157호를 참조하면, 종래의 일 실시예(대한민국 등록특허공보 10-1181157호의 도 1 및 도 2에 도시된 실시예)에 따른 압축기는, 케이싱, 상기 케이싱의 내부에 구비되고 냉매를 압축하는 압축기구(160, 170, 140), 상기 케이싱의 외부에 구비되는 구동원(예를 들어, 엔진)으로부터 상기 압축기구(160, 170, 140)로 회전력을 전달하는 회전축(150) 및 상기 회전축(150)을 상기 회전축(150)의 축 방향으로 지지하는 스러스트 베어링(153a, 154, 153b)을 포함한다.

그러나, 이러한 종래의 일 실시예에 따른 압축기에 있어서는, 상기 스러스트 베어링(153a, 154, 153b)의 구조가 복잡하여 원가가 상승되는 문제점이 있었다.

이러한 종래의 일 실시예에 따른 압축기의 문제점을 해소하기 위해, 대한민국 등록특허공보 10-1181157호에서는, 종래의 다른 실시예(대한민국 등록특허공보 10-1181157호의 도 3 및 도 4에 도시된 실시예)에 따른 압축기가 개시되어 있다. 즉, 종래의 다른 실시예에 따른 압축기에서는 종래의 일 실시예에 따른 압축기의 스러스트 베이링(153a, 154, 153b)을 대체하는 스러스트 플레이트(52)를 포함한다.

그러나, 이러한 종래의 다른 실시예에 따른 압축기에 있어서는, 비록 스러스트 플레이트(52)의 표면에 코팅층이 형성되나, 스러스트 플레이트(52)와 회전축(50) 사이에 오일 공급이 부족하여 상기 코팅층이 벗겨지고, 결국 스러스트 플레이트(52)가 손상되는 문제점이 있었다.

또한, 대한민국 등록특허공보 10-1181157호에서 개시된 종래의 압축기들은, 스러스트 베이링(153a, 154, 153b) 또는 스러스트 플레이트(52)가 수용되는 챔버가 원통형으로 형성됨에 따라, 상기 챔버가 형성되는 실린더 블록(10, 110)이 금형으로부터 차출(금형빼기)되기 어려운 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 10-1181157호

따라서, 본 발명은, 회전축을 지지하는 스러스트 플레이트의 손상을 방지할 수 있는 압축기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 스러스트 플레이트가 수용되는 챔버를 갖는 실린더 블록이 금형으로부터 용이하게 차출될 수 있는 압축기를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 케이싱; 상기 케이싱에 회전 가능하게 장착되는 회전축; 상기 회전축에 연동되어 냉매를 압축하는 압축기구; 상기 회전축의 선단면을 지지하는 스러스트 플레이트; 상기 스러스트 플레이트가 수용되는 챔버; 및 상기 챔버로 오일을 안내하는 슬릿;을 포함하고, 상기 슬릿의 일부는 상기 회전축과 상기 스러스트 플레이트 사이 접촉 부위에 대향되게 형성되는 압축기를 제공한다.

상기 케이싱은, 보어; 흡입실; 토출실; 및 크랭크실;을 포함하고, 상기 압축기구는, 상기 회전축에 연동되어 상기 크랭크실의 내부에서 회전되는 사판; 상기 사판에 연동되어 상기 보어의 내부에서 왕복 운동되고 상기 보어와 함께 압축실을 형성하는 피스톤; 및 상기 회전축에 대한 상기 사판의 경사각을 조절하는 경사조절기구;를 포함하고, 상기 경사조절기구는, 상기 토출실의 유체를 상기 크랭크실로 안내하는 유입유로; 및 상기 크랭크실의 유체를 상기 흡입실로 안내하는 배출유로;를 포함하고, 상기 슬릿은 상기 배출유로와 상기 챔버를 연통시키도록 형성될 수 있다.

상기 케이싱은, 상기 챔버가 형성되는 실린더 블록; 및 상기 실린더 블록에 체결되고 상기 흡입실 및 상기 토출실을 갖는 리어 하우징;을 포함하고, 상기 실린더 블록은 상기 리어 하우징에 대향되는 선단면을 포함하고, 상기 챔버와 상기 슬릿은 상기 회전축의 선단부로부터 상기 실린더 블록의 선단면까지 연장 형성될 수 있다.

상기 챔버는, 상기 스러스트 플레이트가 수용되는 제1 챔버; 상기 제1 챔버와 연통되는 제2 챔버; 및 상기 제2 챔버와 연통되고 상기 실린더 블록의 선단면까지 연장되는 제3 챔버;를 포함할 수 있다.

상기 슬릿은 상기 배출유로를 상기 제1 챔버, 상기 제2 챔버 및 상기 제3 챔버와 연통시키도록 형성될 수 있다.

상기 제2 챔버의 내경은 상기 제1 챔버의 내경보다 작게 형성될 수 있다.

상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버 사이에는 단차면이 형성되고, 상기 단차면은 상기 제1 챔버의 내주면에 수직되게 형성될 수 있다.

상기 제3 챔버의 내경은 상기 제2 챔버의 내경보다 크게 형성될 수 있다.

상기 제3 챔버는 상기 리어 하우징 측으로 갈수록 상기 제3 챔버의 내경이 점진적으로 증가되게 형성될 수 있다.

상기 제3 챔버는 상기 리어 하우징 측으로 갈수록 상기 제3 챔버의 내경의 증가율이 증가되다가 감소되게 형성될 수 있다.

상기 실린더 블록의 선단면에는 상기 챔버의 오일을 상기 크랭크실로 회수하기 위해 상기 제3 챔버와 상기 유입유로를 연통시키는 오일회수홀이 형성될 수 있다.

상기 스러스트 플레이트는 상기 회전축의 선단면을 지지하는 베어링 면을 포함하고, 상기 베어링 면에는 적어도 하나의 오일 그루브가 형성될 수 있다.

상기 오일 그루브는 상기 회전축의 구심 측으로부터 원심 측으로 연장 형성될 수 있다.

상기 베어링 면에는 코팅층이 형성될 수 있다.

상기 코팅층은 PTFE 재질로 형성될 수 있다.

본 발명에 의한 압축기는, 케이싱; 상기 케이싱에 회전 가능하게 장착되는 회전축; 상기 회전축에 연동되어 냉매를 압축하는 압축기구; 상기 회전축의 선단면을 지지하는 스러스트 플레이트; 상기 스러스트 플레이트가 수용되는 챔버; 및 상기 챔버로 오일을 안내하는 슬릿;을 포함하고, 상기 슬릿의 일부는 상기 회전축과 상기 스러스트 플레이트 사이 접촉 부위에 대향되게 형성됨으로써, 상기 회전축과 상기 스러스트 플레이트 사이에 오일을 공급하여, 회전축을 지지하는 스러스트 플레이트의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 상기 챔버는 내경이 점진적으로 증가되면서 실린더 블록의 선단면까지 연장되게 형성됨에 따라, 실린더 블록이 금형으로부터 용이하게 차출될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기를 도시한 단면도,
도 2는 도 1의 A부분 확대도,
도 3은 도 1의 압축기에서 실린더 블록의 선단면을 도시한 정면도,
도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 절개하여 도시한 사시도,
도 5는 도 1의 압축기에서 스러스트 플레이트를 도시한 정면도이다.

이하, 본 발명에 의한 압축기를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 A부분 확대도이고, 도 3은 도 1의 압축기에서 실린더 블록의 선단면을 도시한 정면도이고, 도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 절개하여 도시한 사시도이며, 도 5는 도 1의 압축기에서 스러스트 플레이트를 도시한 정면도이다.

첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기는, 케이싱(100), 상기 케이싱(100)에 회전 가능하게 장착되는 회전축(200) 및 상기 회전축(200)을 통해 구동원(예를 들어, 엔진)(미도시)으로부터 회전력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축기구(300)를 포함할 수 있다.

상기 케이싱(100)은, 상기 압축기구(300)가 수용되는 실린더 블록(110), 상기 실린더 블록(110)의 전방측에 결합되는 프론트 하우징(120) 및 상기 실린더 블록(110)의 후방측에 결합되는 리어 하우징(130)을 포함할 수 있다.

상기 실린더 블록(110)의 중심 측에는 상기 회전축(200)이 삽입되는 축수공(112) 및 상기 축수공(112)과 연통되고 후술할 회전축 지지체(600)를 수용하는 챔버(114)가 형성되고, 상기 실린더 블록(110)의 외주부 측에는 후술할 피스톤(320)이 삽입되고 상기 피스톤(320)과 함께 압축실을 이루는 보어(116)가 형성되며, 상기 보어(116)와 상기 축수공(112) 사이 및 상기 보어(116)와 챔버(114) 사이에는 후술할 유입유로(530) 및 후술할 배출유로(550)가 형성될 수 있다.

여기서, 상기 챔버(114)는, 후술할 스러스트 플레이트(610) 및 후술할 탄성부재(620)가 수용되는 제1 챔버(114a), 상기 제1 챔버(114a)를 기준으로 상기 축수공(112)의 반대측에서 상기 제1 챔버(114a)와 연통되는 제2 챔버(114c) 및 상기 제2 챔버(114c)를 기준으로 상기 제1 챔버(114a)의 반대측에서 상기 제2 챔버(114c)와 연통되는 제3 챔버(114d)를 포함할 수 있다.

상기 제1 챔버(114a)는, 후술할 스러스트 플레이트(610) 및 후술할 탄성부재(620)가 상기 축수공(112)을 통해 상기 제1 챔버(114a)로 삽입 가능하도록, 상기 제1 챔버(114a)의 내경이 상기 축수공(112)의 내경과 동등 수준으로 형성될 수 있다.

상기 제2 챔버(114c)는, 후술할 탄성부재(620)를 지지하도록, 그리고 후술할 바와 같이 상기 제1 챔버(114a)로 유입되는 오일이 상기 제1 챔버(114a)에 저유되도록, 상기 제2 챔버(114c)의 내경이 상기 제1 챔버(114a)의 내경보다 작게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제1 챔버(114a)의 내경과 상기 제2 챔버(114c)의 내경 차이에 의해 상기 제1 챔버(114a)와 상기 제2 챔버(114c) 사이에는 단차면(114b)이 형성되는데, 상기 단차면(114b)은 오일이 상기 제1 챔버(114a)에 더욱 효과적으로 저유되도록 상기 제1 챔버(114a)의 내주면에 수직되게 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 챔버(114a)의 오일이 상기 단차면(114b)에 충돌되어 스월이 발생되고, 상기 스월에 의해 상기 제1 챔버(114a)와 상기 제2 챔버(114c) 사이에 병목 구간이 발생되며, 상기 병목 구간의 내경이 상기 제2 챔버(114c)의 내경보다 작아지도록, 상기 단차면(114b)은 상기 제1 챔버(114a)의 내주면에 수직되게 형성될 수 있다.

상기 제3 챔버(114d)는, 상기 실린더 블록(110)이 금형(미도시)으로부터 차출될 때 상기 제3 챔버(114d)에 삽입된 금형(미도시)이 용이하게 차출되도록, 상기 리어 하우징(130)에 대향되는 상기 실린더 블록(110)의 선단면(118)까지 연장 형성되고, 상기 제3 챔버(114d)의 내경이 상기 제2 챔버(114c)의 내경보다 크게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제3 챔버(114d)는, 금형(미도시)이 상기 제3 챔버(114d)로부터 더욱 용이하게 차출되도록, 상기 리어 하우징(130) 측으로 갈수록 상기 제3 챔버(114d)의 내경이 점진적으로 증가되는 콘 형상(cone shape)으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제3 챔버(114d)는, 금형(미도시)이 상기 제3 챔버(114d)로부터 더욱 더 용이하게 차출되도록, 상기 리어 하우징(130) 측으로 갈수록 상기 제3 챔버(114d)의 내경의 증가율이 증가되다가 감소되게 형성될 수 있다.

한편, 상기 실린더 블록(110)에는, 상기 챔버(114)와 후술할 배출유로(550)를 연통시키는 슬릿(115) 및 상기 챔버(114)와 후술할 유입유로(530)를 연통시키는 오일회수홀(117)이 형성될 수 있다.

상기 슬릿(115)은 상기 챔버(114)와 후술할 배출유로(550) 사이 벽부를 관통하여 형성되되, 후술할 배출유로(550)를 상기 제1 챔버(114a), 상기 제2 챔버(114c) 및 상기 제3 챔버(114d)와 연통시키도록 상기 회전축(200)의 선단부 측으로부터 상기 실린더 블록(110)의 선단면(118)까지 연장 형성될 수 있다. 여기서, 상기 슬릿(115)의 일부는 상기 회전축(200)과 후술할 스러스트 플레이트(610) 사이 접촉 부위에 대향되게 형성될 수 있다.

상기 오일회수홀(117)은 상기 챔버(114)와 후술할 유입유로(530) 사이 벽부를 관통하여 형성되되, 상기 제3 챔버(114d)와 후술할 유입유로(530)를 연통시키도록 상기 실린더 블록(110)의 선단면(118)에 음각지게 형성될 수 있다.

상기 프론트 하우징(120)은 상기 실린더 블록(110)을 기준으로 상기 리어 하우징(130)의 반대측에서 상기 실린더 블록(110)에 체결될 수 있다.

여기서, 상기 실린더 블록(110)과 상기 프론트 하우징(120)은 서로 체결되어 상기 실린더 블록(110)과 프론트 하우징(120) 사이에 크랭크실(S4)이 형성될 수 있다.

상기 크랭크실(S4)에는 후술할 사판(310)이 수용될 수 있다.

상기 리어 하우징(130)은 상기 실린더 블록(110)을 기준으로 상기 프론트 하우징(120)의 반대측에서 상기 실린더 블록(110)에 체결될 수 있다.

그리고, 상기 리어 하우징(130)은, 상기 압축실로 유입될 냉매가 수용되는 흡입실 및 상기 압축실로부터 토출되는 냉매가 수용되는 토출실을 포함할 수 있다.

상기 흡입실은 압축될 냉매를 상기 케이싱(100)의 내부로 안내하는 냉매 흡입관(미도시)에 연통될 수 있다.

상기 토출실은 압축된 냉매를 상기 케이싱(100)의 외부로 안내하는 냉매 토출관(미도시)에 연통될 수 있다.

상기 회전축(200)은 일 방향으로 연장 형성되고, 일단부가 상기 실린더 블록(110)(더욱 정확히는, 축수공(112))에 삽입되어 회전 가능하게 지지되고, 타단부가 상기 프론트 하우징(120)을 관통하여 상기 케이싱(100)의 외부로 돌출되고 상기 구동원(미도시)에 연결되며, 중단부가 상기 압축기구(300)에 연결될 수 있다.

상기 압축기구(300)는 상기 흡입실으로부터 상기 압축실로 냉매를 흡입하고, 흡입한 냉매를 상기 압축실에서 압축하며, 압축한 냉매를 상기 압축실로부터 상기 토출실으로 토출하도록 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 압축기구(300)는, 상기 회전축(200)에 연동되어 상기 크랭크실(S4)의 내부에서 회전되는 사판(310), 상기 사판(310)에 연동되어 상기 보어(116)의 내부에서 왕복 운동되는 피스톤(320)을 포함할 수 있다.

상기 사판(310)은 원판형으로 형성되고, 상기 크랭크실(S4)에서 상기 회전축(200)에 경사지게 체결될 수 있다.

상기 피스톤(320)은, 상기 보어(116)에 삽입되는 일단부 및 상기 일단부로부터 상기 보어(116)의 반대측으로 연장되고 상기 크랭크실(S4)에서 상기 사판(310)에 연결되는 타단부를 포함할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 압축기는, 상기 흡입실 및 상기 토출실을 상기 압축실과 연통 및 차폐시키는 밸브기구를 더 포함할 수 있다.

상기 밸브기구는, 상기 실린더 블록(110)과 상기 리어 하우징(130) 사이에 개재되는 밸브플레이트, 상기 실린더 블록(110)과 상기 밸브플레이트 사이에 개재되는 흡입리드 및 상기 밸브플레이트와 상기 리어 하우징(130) 사이에 개재되는 토출리드를 포함할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 압축기는, 상기 회전축(200)에 대한 상기 사판(310)의 경사각을 조절하는 경사조절기구를 더 포함할 수 있다.

상기 경사조절기구는, 상기 사판(310)이 상기 회전축(200)에 체결되되 상기 사판(310)의 경사각이 가변 가능하게 체결되도록, 상기 회전축(200)에 체결되고 상기 회전축(200)과 함께 회전되는 로터(510) 및 상기 사판(310)과 상기 로터(510)를 연결하는 슬라이딩 핀(520)을 포함할 수 있다.

상기 슬라이딩 핀(520)은 원통형의 핀으로 형성되고, 상기 사판(310)에는 상기 슬라이딩 핀(520)이 삽입되는 제1 삽입공이 형성되며, 상기 로터(510)에는 상기 슬라이딩 핀(520)이 삽입되는 제2 삽입공이 형성될 수 있다.

상기 제1 삽입공은 상기 슬라이딩 핀(520)이 상기 제1 삽입공의 내부에서 회전 가능하도록 원통형으로 형성될 수 있다.

상기 제2 삽입공은 상기 슬라이딩 핀(520)이 상기 제2 삽입공을 따라 이동될 수 있도록 일 방향으로 연장 형성될 수 있다.

그리고, 상기 경사조절기구는, 상기 크랭크실(S4)의 압력을 조절하여 상기 사판(310)의 경사각을 조절하도록, 상기 토출실의 냉매를 상기 크랭크실(S4)로 안내하는 유입유로(530), 상기 토출실로부터 상기 유입유로(530)로 유입되는 냉매량을 조절하는 압력조절밸브(미도시), 상기 크랭크실(S4)의 냉매를 상기 흡입실로 안내하는 배출유로(550) 및 상기 배출유로(550)를 통과하는 냉매의 압력을 감압시키는 오리피스 홀(560)을 포함할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 압축기는, 상기 제1 챔버(114a)에 수용되며 상기 회전축(200)의 일단부를 상기 회전축(200)의 축 방향으로 지지하는 회전축 지지체(600)를 더 포함할 수 있다.

상기 회전축 지지체(600)는, 상기 회전축(200)의 선단면에 미끄럼 접촉되는 스러스트 플레이트(610) 및 상기 스러스트 플레이트(610)를 상기 회전축(200) 측으로 가압하는 탄성부재(620)를 포함할 수 있다.

상기 스러스트 플레이트(610)는, 상기 제1 챔버(114a)의 내주면에 대향되는 외주면, 상기 단차면(114b)에 대향되는 저면 및 상기 회전축(200)의 선단면에 대향되는 상면을 갖는 원판형으로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 스러스트 플레이트(610)의 상면은 상기 회전축(200)의 선단면을 지지하는 베어링면으로서, 상기 회전축(200)과의 마찰 저감을 위해 예를 들어 PTFE 코팅층이 상기 스러스트 플레이트(610)의 상면에 형성될 수 있다.

그리고, 상기 스러스트 플레이트(610)의 상면에는, 상기 스러스트 플레이트(610)의 상면과 상기 회전축(200)의 선단면 사이에 오일을 공급하여 상기 스러스트 플레이트(610)의 상면과 상기 회전축(200)의 선단면 사이 마찰을 감소시키기 위해, 상기 스러스트 플레이트(610)의 상면에 음각진 오일 그루브(616b)가 형성될 수 있다.

상기 오일 그루브(616b)는, 상기 오일 그루브(616b)에 의해 상기 스러스트 플레이트(610)가 변형되는 것을 방지하도록, 상기 오일 그루브(616b)의 깊이가 상기 스러스트 플레이트(610)의 두께의 20% 이하로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 오일 그루브(616b)는, 상기 회전축(200)이 회전될 때 상기 회전축(200)의 선단면과 상기 스러스트 플레이트(610)의 상면 사이에 오일이 고르게 도포되도록, 적어도 하나로 형성되고, 적어도 하나의 상기 오일 그루브(616b)는 상기 회전축(200)의 회전 방향을 따라 배열되며, 각 오일 그루브(616b)는 상기 회전축(200)의 구심 측으로부터 상기 회전축(200)의 원심 측으로 연장 형성되어, 방사형으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 오일 그루브(616b)는 상기 회전축(200)이 회전될 때 원심력에 의해 상기 회전축(200)의 구심 측으로부터 오일을 공급받도록 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 회전축(200)의 선단면에는 그 회전축(200)의 선단면으로부터 음각진 오일 포켓(210)이 형성되고, 상기 스러스트 플레이트(610)에는 상기 제1 챔버(114a)의 오일을 상기 오일 포켓(210)으로 안내하도록 상기 스러스트 플레이트(610)를 관통하여 상기 오일 포켓(210)과 연통되는 연통공(618)이 형성되는데, 상기 오일 포켓(210)과 상기 연통공(618)은 상기 회전축(200)의 구심 측에 형성되고, 상기 오일 그루브(616b)는 상기 오일 포켓(210)과 연통될 수 있다.

여기서, 상기 오일 포켓(210)과 상기 연통공(618)은, 상기 오일 포켓(210)의 오일이 상기 연통공(618)을 통해 상기 제1 챔버(114a)로 배출되는 것을 방지하여 상기 오일 포켓(210)의 저유량을 증가시키기 위해, 상기 연통공(618)의 내경이 상기 오일 포켓(210)의 내경보다 작게 형성될 수 있다.

이하, 본 실시예에 따른 사판식 압축기의 작용효과에 대해 설명한다.

즉, 상기 구동원(미도시)으로부터 상기 회전축(200)에 동력이 전달되면, 상기 회전축(200)과 상기 사판(310)이 함께 회전될 수 있다.

그리고, 상기 피스톤(320)은 상기 사판(310)의 회전 운동을 직선 운동으로 전환하여 상기 보어(116)의 내부에서 왕복 운동될 수 있다.

그리고, 상기 피스톤(320)이 상사점으로부터 하사점으로 이동 시, 상기 압축실은 상기 밸브기구에 의해 상기 흡입실과는 연통되고 상기 토출실과는 차폐되어, 상기 흡입실의 냉매가 상기 압축실로 흡입될 수 있다.

그리고, 상기 피스톤(320)이 하사점으로부터 상사점으로 이동 시, 상기 압축실은 상기 밸브기구에 의해 상기 흡입실 및 상기 토출실과 차폐되고, 상기 압축실의 냉매가 압축될 수 있다.

그리고, 상기 피스톤(320)이 상사점에 도달 시, 상기 압축실은 상기 밸브기구에 의해 상기 흡입실과는 차폐되고 상기 토출실과는 연통되어, 상기 압축실에서 압축된 냉매가 상기 토출실로 토출될 수 있다.

그리고, 본 실시예에 따른 압축기는, 요구되는 냉매 토출량에 따라, 상기 토출실로부터 상기 유입유로(530)로 유입되는 냉매량이 상기 압력조절밸브(미도시)에 의해 조절되어, 상기 크랭크실(S4)의 압력이 조절되고, 상기 피스톤(320)에 인가되는 상기 크랭크실(S4)의 압력이 조절되어, 상기 피스톤(320)의 스트로크가 조절되고, 상기 사판(310)의 경사각이 조절되며, 냉매 토출량이 조절될 수 있다.

즉, 냉매 토출량이 감소 필요한 경우, 상기 토출실로부터 상기 유입유로(530)로 유입되는 냉매량이 상기 압력조절밸브(미도시)에 의해 증가되고, 상기 유입유로(530)를 통해 상기 크랭크실(S4)로 유입되는 냉매량이 증가되어, 상기 크랭크실(S4)의 압력이 증가될 수 있다. 이에 따라, 상기 피스톤(320)에 인가되는 상기 크랭크실(S4)의 압력이 증가되어, 상기 피스톤(320)의 스트로크가 감소되고, 상기 사판(310)의 경사각이 감소되며, 냉매 토출량이 감소될 수 있다.

반면, 냉매 토출량이 증가 필요한 경우, 상기 토출실로부터 상기 유입유로(530)로 유입되는 냉매량이 상기 압력조절밸브(미도시)에 의해 감소되고, 상기 유입유로(530)를 통해 상기 크랭크실(S4)로 유입되는 냉매량이 감소되어, 상기 크랭크실(S4)의 압력이 감소될 수 있다. 이에 따라, 상기 피스톤(320)에 인가되는 상기 크랭크실(S4)의 압력이 감소되어, 상기 피스톤(320)의 스트로크가 증가되고, 상기 사판(310)의 경사각이 증가되며, 냉매 토출량이 증가될 수 있다.

여기서, 상기 크랭크실(S4)의 압력 감소를 위해서는, 상기 토출실로부터 상기 유입유로(530)로 유입되는 냉매량이 감소되야 할 뿐만 아니라, 상기 크랭크실(S4)의 냉매가 상기 크랭크실(S4)의 외부로 배출되어야 하고, 이를 위하여 상기 크랭크실(S4)의 냉매를 상기 흡입실로 안내하는 상기 배출유로(550) 및 상기 흡입실의 압력 상승을 방지하도록 상기 배출유로(550)를 통과하는 냉매를 감압시키는 상기 오리피스 홀(560)이 구비된다.

한편, 이러한 압축기 운전 과정에서, 상기 회전축(200)은 상기 회전축 지지체(600)에 의해 지지되는데, 상기 회전축 지지체(600)가 상기 스러스트 플레이트(610)를 포함함에 따라, 하중 지지 능력이 향상되고, 회전축 지지체(600)의 구조가 단순화되며, 회전축 지지체(600)를 형성하는데 소요되는 원가가 절감될 수 있다.

그리고, 상기 스러스트 플레이트(610)가 상기 코팅층을 포함함에 따라, 상기 회전축(200)과 상기 스러스트 플레이트(610) 사이 마찰이 감소될 수 있다.

그리고, 상기 코팅층은 PTFE 재질로 형성됨에 따라, 상기 코팅층의 윤활 성능 및 내마모성이 향상될 수 있다.

그리고, 상기 스러스트 플레이트(610)에 상기 오일 그루브(616b)가 형성되고, 상기 슬릿(115), 상기 챔버(114), 상기 연통공(618) 및 상기 오일 포켓(210)을 통해 상기 오일 그루브(616b)에 오일이 공급됨에 따라, 상기 회전축(200)과 상기 스러스트 플레이트(610) 사이에 오일이 공급될 수 있다. 이에 의하여, 상기 회전축(200)과 상기 스러스트 플레이트(610) 사이 마찰이 더욱 감소되고, 상기 코팅층이 벗겨지는 것과 같은 상기 스러스트 플레이트(610)의 손상이 방지될 수 있다.

구체적으로, 상기 케이싱(100)의 내부에는 각종 습동부를 윤활하기 위한 오일이 충진되어 있고, 오일은 냉매에 함유되어 냉매와 함께 압축기의 내부를 이동할 수 있다. 즉, 상기 흡입실에 있던 오일은 냉매와 함께 상기 압축실, 상기 토출실, 상기 유입유로(530), 상기 크랭크실(S4) 및 상기 배출유로(550)를 거쳐 상기 흡입실로 순환되며 각종 습동부를 윤활할 수 있다.

이때, 상기 크랭크실(S4)로부터 상기 배출유로(550)를 통해 상기 흡입실로 이동하던 오일(더욱 정확히는, 오일을 함유한 냉매) 중 일부는 상기 슬릿(115)을 통해 상기 챔버(114)로 유입되고, 상기 챔버(114)로 유입된 오일은 상기 오일 그루브(616b)에 공급되어 상기 회전축(200)의 선단면과 상기 스러스트 플레이트(610) 사이 접촉면을 윤활한 후 상기 오일회수홀(117) 및 상기 유입유로(530)를 통해 상기 크랭크실(S4)로 복귀될 수 있다.

더욱 구체적으로, 상기 슬릿(115)에서 상기 회전축(200)의 선단부와 상기 스러스트 플레이트(610) 사이 접촉 부위에 대향되는 부위를 슬릿 제1 부위(115a)라 하고, 상기 슬릿(115)에서 상기 탄성부재(620)에 대향되는 부위를 슬릿 제2 부위(115b)라 하면, 상기 슬릿 제1 부위(115a)를 통해 상기 제1 챔버(114a)로 유입되는 오일은 상기 회전축(200)의 원심 측에서 상기 오일 그루브(616b)에 공급되고, 상기 슬릿 제2 부위(115b)를 통해 상기 제1 챔버(114a)로 유입되는 오일은 상기 연통공(618) 및 상기 오일 포켓(210)을 통해 상기 회전축(200)의 구심 측에서 상기 오일 그루브(616b)에 공급될 수 있다. 상기 오일 그루브(616b)로 공급된 오일은 상기 회전축(200)의 선단면과 상기 스러스트 플레이트(610) 사이 접촉면을 윤활할 수 있다. 상기 회전축(200)의 선단면과 상기 스러스트 플레이트(610) 사이 접촉면을 윤활한 오일은 상기 제1 챔버(114a), 상기 제2 챔버(114c), 상기 제3 챔버(114d), 상기 오일회수홀(117) 및 상기 유입유로(530)를 통해 상기 크랭크실(S4)로 복귀될 수 있다.

여기서, 본 실시예에 따른 압축기는, 상기 슬릿(115)이 상기 회전축(200)과 상기 스러스트 플레이트(610) 사이 접촉 부위에 대향되게 형성됨에 따라, 상기 오일 그루브(616b)에 오일이 원활히 그리고 충분히 공급될 수 있다. 즉, 본 실시예와 달리 슬릿(115)이 상기 슬릿 제2 부위(115b)만을 포함하도록 형성(슬릿(115)이 회전축(200)과 스러스트 플레이트(610) 사이 접촉 부위에 대향되지 않도록 형성)되어 오일이 상기 회전축(200)의 구심 측에서만 상기 오일 그루브(616b)에 공급되게 형성될 수도 있겠지만, 본 실시예와 같이 슬릿(115)이 상기 슬릿 제2 부위(115b) 뿐만 아니라 상기 슬릿 제1 부위(115a)까지 포함하도록 형성되어 오일이 상기 회전축(200)의 구심 측 뿐만 아니라 상기 회전축(200)의 원심 측에서도 상기 오일 그루브(616b)에 공급되게 형성됨으로써, 상기 오일 그루브(616b)에 오일이 원활히 그리고 충분히 공급될 수 있다.

그리고, 상기 제2 챔버(114c)의 내경이 상기 제1 챔버(114a)의 내경보다 작게 형성됨에 따라, 상기 제1 챔버(114a)의 오일이 상기 제2 챔버(114c)로 유동되는 것이 억제되어, 상기 제1 챔버(114a)의 오일 저유량이 증가될 수 있다. 이에 의하여, 상기 오일 그루브(616b)에 오일이 원활히 그리고 충분히 공급될 수 있다.

그리고, 상기 제1 챔버(114a)의 내경과 상기 제2 챔버(114c)의 내경 사이 차이에 의해 형성되는 상기 단차면(114b)이 상기 제1 챔버(114a)의 내주면에 수직되게 형성됨에 따라, 스월이 발생될 수 있다. 이에 의하여, 상기 제1 챔버(114a)의 오일이 상기 제2 챔버(114c)로 유동되는 것이 더욱 억제되어, 상기 제1 챔버(114a)의 오일 저유량이 더욱 증가되고, 상기 오일 그루브(616b)에 오일이 더욱 원활히 그리고 충분히 공급될 수 있다.

그리고, 상기 크랭크실(S4)의 오일 중 일부는 상기 배출유로(550), 상기 흡입실, 상기 압축실, 상기 토출실, 상기 유입유로(530)를 통해 상기 크랭크실(S4)로 순환되고, 상기 크랭크실(S4)의 오일 중 일부는 상기 배출유로(550), 상기 슬롯, 상기 챔버(114), 상기 오일회수홀(117) 및 상기 유입유로(530)를 거처 다시 상기 크랭크실(S4)로 순환됨에 따라, 상기 오일 그루브(616b)에 비교적 깨끗한 오일이 지속적으로 공급될 수 있다. 이에 의하여, 오일에 함유되어 있는 이물질이 상기 회전축(200)의 선단면과 상기 스러스트 플레이트(610) 사이 마찰 증가 및 손상을 발생시키는 것이 억제될 수 있다.

그리고, 상기 슬릿(115)이 상기 회전축(200)의 선단부 측으로부터 상기 실린더 블록(110)의 선단면(118)까지 연장 형성됨에 따라, 상기 슬릿(115)이 상기 제1 챔버(114a) 뿐만 아니라 상기 제2 챔버(114c) 및 상기 제3 챔버(114d)를 상기 배출유로(550)와 연통시킬 수 있다. 이에 의하여, 오일의 순환이 더욱 원활히 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 실린더 블록(110)의 선단면(118) 측으로 개구되는 상기 제3 챔버(114d)의 내경이 상기 제2 챔버(114c)의 내경보다 크게 형성됨에 따라, 상기 실린더 블록(110)이 금형(미도시)으로부터 용이하게 차출될 수 있다.

그리고, 상기 제3 챔버(114d)의 내경이 상기 리어 하우징(130) 측으로 갈수록 상기 제3 챔버(114d)의 내경이 점진적으로 증가되게 형성됨에 따라, 상기 실린더 블록(110)이 금형(미도시)으로부터 더욱 용이하게 차출될 수 있다.

그리고, 상기 리어 하우징(130) 측으로 갈수록 상기 제3 챔버(114d)의 내경의 증가율이 증가되다가 감소되게 형성됨에 따라, 상기 실린더 블록(110)이 금형(미도시)으로부터 더욱 더 용이하게 차출될 수 있다.

한편, 본 실시예의 경우, 오일 순환이 더욱 원활히 이루어지도록, 상기 슬릿(115)이 상기 제1 챔버(114a) 뿐만 아니라 상기 제2 챔버(114c) 및 상기 제3 챔버(114d)와도 연통되게 형성된다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 별도로 도시하지는 않았지만, 상기 슬릿(115)은 상기 제1 챔버(114a)하고만 연통되게 형성될 수 있다.

또한, 본 실시예의 경우, 상기 압축기구(300)가 소위 가변 용량 사판(310) 방식으로 형성되어, 상기 유입유로(530)와 상기 배출유로(550)가 형성됨에 따라, 상기 슬릿(115)이 상기 배출유로(550)와 연통되게 형성된다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 별도로 도시하지는 않았지만, 상기 압축기구(300)가 소위 스크롤 방식으로 형성되어, 상기 유입유로(530)와 상기 배출유로(550)가 미형성될 경우, 상기 슬릿(115)이 다른 유로(예를 들어, 토출실의 오일을 흡입실로 복귀시키는 오일회수유로)와 연통되게 형성될 수도 있다.

100: 케이싱 110: 실린더 블록
114: 챔버 114a: 제1 챔버
114b: 단차면 114c: 제2 챔버
114d: 제3 챔버 115: 슬릿
116: 보어 117: 오일회수홀
118: 선단면 130: 리어 하우징
200: 회전축 300: 압축기구
310: 사판 320: 피스톤
530: 유입유로 550: 배출유로
610: 스러스트 플레이트 616b: 오일 그루브
S4: 크랭크실

Claims

케이싱(100);
상기 케이싱(100)에 회전 가능하게 장착되는 회전축(200);
상기 회전축(200)에 연동되어 냉매를 압축하는 압축기구(300);
상기 회전축(200)의 선단면을 지지하는 스러스트 플레이트(610);
상기 스러스트 플레이트(610)가 수용되는 챔버(114); 및
상기 챔버(114)로 오일을 안내하는 슬릿(115);을 포함하고,
상기 슬릿(115)의 일부는 상기 회전축(200)과 상기 스러스트 플레이트(610) 사이 접촉 부위에 대향되게 형성되는 압축기.
제1항에 있어서,
상기 케이싱(100)은, 보어(116); 흡입실; 토출실; 및 크랭크실(S4);을 포함하고,
상기 압축기구(300)는, 상기 회전축(200)에 연동되어 상기 크랭크실(S4)의 내부에서 회전되는 사판(310); 상기 사판(310)에 연동되어 상기 보어(116)의 내부에서 왕복 운동되고 상기 보어(116)와 함께 압축실을 형성하는 피스톤(320); 및 상기 회전축(200)에 대한 상기 사판(310)의 경사각을 조절하는 경사조절기구;를 포함하고,
상기 경사조절기구는, 상기 토출실의 유체를 상기 크랭크실(S4)로 안내하는 유입유로(530); 및 상기 크랭크실(S4)의 유체를 상기 흡입실로 안내하는 배출유로(550);를 포함하고,
상기 슬릿(115)은 상기 배출유로(550)와 상기 챔버(114)를 연통시키도록 형성되는 압축기.
제2항에 있어서,
상기 케이싱(100)은,
상기 챔버(114)가 형성되는 실린더 블록(110); 및
상기 실린더 블록(110)에 체결되고 상기 흡입실 및 상기 토출실을 갖는 리어 하우징(130);을 포함하고,
상기 실린더 블록(110)은 상기 리어 하우징(130)에 대향되는 선단면을 포함하고,
상기 챔버(114)와 상기 슬릿(115)은 상기 회전축(200)의 선단부로부터 상기 실린더 블록(110)의 선단면(118)까지 연장 형성되는 압축기.
제3항에 있어서,
상기 챔버(114)는,
상기 스러스트 플레이트(610)가 수용되는 제1 챔버(114a);
상기 제1 챔버(114a)와 연통되는 제2 챔버(114c); 및
상기 제2 챔버(114c)와 연통되고 상기 실린더 블록(110)의 선단면(118)까지 연장되는 제3 챔버(114d);를 포함하는 압축기.
제4항에 있어서,
상기 슬릿(115)은 상기 배출유로(550)를 상기 제1 챔버(114a), 상기 제2 챔버(114c) 및 상기 제3 챔버(114d)와 연통시키도록 형성되는 압축기.
제5항에 있어서,
상기 제2 챔버(114c)의 내경은 상기 제1 챔버(114a)의 내경보다 작게 형성되는 압축기.
제6항에 있어서,
상기 제1 챔버(114a)와 상기 제2 챔버(114c) 사이에는 단차면(114b)이 형성되고,
상기 단차면(114b)은 상기 제1 챔버(114a)의 내주면에 수직되게 형성되는 압축기.
제6항에 있어서,
상기 제3 챔버(114d)의 내경은 상기 제2 챔버(114c)의 내경보다 크게 형성되는 압축기.
제8항에 있어서,
상기 제3 챔버(114d)는 상기 리어 하우징(130) 측으로 갈수록 상기 제3 챔버(114d)의 내경이 점진적으로 증가되게 형성되는 압축기.
제9항에 있어서,
상기 제3 챔버(114d)는 상기 리어 하우징(130) 측으로 갈수록 상기 제3 챔버(114d)의 내경의 증가율이 증가되다가 감소되게 형성되는 압축기.
제5항에 있어서,
상기 실린더 블록(110)의 선단면(118)에는 상기 챔버(114)의 오일을 상기 크랭크실(S4)로 회수하기 위해 상기 제3 챔버(114d)와 상기 유입유로(530)를 연통시키는 오일회수홀(117)이 형성되는 압축기.
제1항에 있어서,
상기 스러스트 플레이트(610)는 상기 회전축(200)의 선단면을 지지하는 베어링 면을 포함하고,
상기 베어링 면에는 적어도 하나의 오일 그루브(616b)가 형성되는 압축기.
제12항에 있어서,
상기 오일 그루브(616b)는 상기 회전축(200)의 구심 측으로부터 원심 측으로 연장 형성되는 압축기.
제12항에 있어서,
상기 베어링 면에는 코팅층이 형성되는 압축기.
제14항에 있어서,
상기 코팅층은 PTFE 재질로 형성되는 압축기.