KR20210074777A

KR20210074777A - 사판식 압축기

Info

Publication number: KR20210074777A
Application number: KR1020190165832A
Authority: KR
Inventors: 장동혁; 최준식; 이성명; 홍기상
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2021-06-22

Abstract

본 발명은 사판식 압축기에 관한 것으로서, 하우징; 상기 하우징에 회전 가능하게 지지되는 회전축; 상기 회전축에 연동되어 상기 하우징의 크랭크실에서 회전되는 사판; 상기 사판에 연동되어 상기 하우징의 보어에서 왕복 운동되며 냉매를 압축하는 피스톤; 및 상기 크랭크실의 온도를 상승시키는 가열 플러그;를 포함함으로써, 액냉매에 의한 작동 지연 및 손상을 방지할 수 있다.

Description

사판식 압축기{SWASH PLATE TYPE COMPRESSOR}

본 발명은, 사판식 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 회전축과 함께 회전되는 사판에 연동되어 왕복 운동되는 피스톤으로 냉매를 압축할 수 있도록 한 사판식 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 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식과 피스톤의 왕복운동에 따라 냉매를 압축하는 왕복식이 있고, 왕복식에는 회전축과 함께 회전되는 사판으로 피스톤을 왕복운동시켜 냉매를 압축하는 사판식이 있다.

도 1은 사판식 압축기를 도시한 사시도로서 하우징의 일부를 절개하여 도시한 사시도이다.

첨부된 도 1을 참조하면, 종래의 사판식 압축기는, 흡입실(V1), 보어(114) 및 토출실(V3)을 갖는 하우징(100), 상기 하우징(100)에 회전 가능하게 지지되는 회전축(210), 상기 회전축(210)에 연동되어 상기 크랭크실(V4)에서 회전되는 사판(220), 상기 사판(220)에 연동되어 상기 보어(114)에서 왕복 운동되며 상기 보어(114)와 함께 압축실(V2)을 형성하는 피스톤(230) 및 상기 압축실(V2)을 상기 흡입실(V1) 및 상기 토출실(V3)과 연통 및 차폐시키는 밸브기구(300)를 포함한다.

이러한 구성에 따른 종래의 사판식 압축기는, 구동원(미도시)으로부터 상기 회전축(210)에 동력이 전달되면, 상기 회전축(210)과 상기 사판(220)이 함께 회전되고, 상기 피스톤(230)은 상기 사판(220)의 회전 운동을 직선 운동으로 전환하여 상기 보어(114)의 내부에서 왕복 운동된다. 이에 의하여, 상기 흡입실(V1)의 냉매가 상기 압축실(V2)로 유입되고, 상기 압축실(V2)의 냉매가 압축된 후 상기 토출실(V3)로 토출되며, 상기 토출실(V3)의 냉매가 상기 응축기로 토출된다.

한편, 최근의 사판식 압축기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 크랭크실(V4)이 상기 흡입실(V1)과 상기 토출실(V3)에 연통 및 차폐되어, 상기 크랭크실(V4)의 압력이 조절되고, 상기 사판(220)의 경사각을 조절되며, 상기 피스톤(230)의 스트로크가 조절됨으로써, 냉매 토출량이 조절되도록 형성된다.

또한, 상기 하우징(100)의 일측에 습동부 윤활을 위한 오일을 상기 크랭크실(V4)로 주입하기 위한 오일 홀(122)이 형성되고, 상기 오일 홀(122)에는 상기 오일 홀(122)을 개폐하기 위한 오일 볼트(50)가 장착된다.

그러나, 이러한 종래의 사판식 압축기에 있어서는, 예를 들어 봄, 가을, 겨울과 같은 때에 냉매가 액화되어 액냉매가 존재할 수 있고, 액냉매가 존재하는 상태에서 사판식 압축기가 작동될 경우 작동이 지연되고 손상이 발생되는 문제점이 있었다.

일본 공개특허공보 특개평10-141223호 (공개일: 1998.05.26.)

따라서, 본 발명은, 액냉매에 의한 작동 지연 및 손상을 방지할 수 있는 사판식 압축기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 하우징; 상기 하우징에 회전 가능하게 지지되는 회전축; 상기 회전축에 연동되어 상기 하우징의 크랭크실에서 회전되는 사판; 상기 사판에 연동되어 상기 하우징의 보어에서 왕복 운동되며 냉매를 압축하는 피스톤; 및 상기 크랭크실의 온도를 상승시키는 가열 플러그;를 포함하는 사판식 압축기를 제공한다.

상기 가열 플러그는 냉매가 액화되는 조건일 때 상기 크랭크실의 온도를 상승시키도록 형성될 수 있다.

상기 가열 플러그는, 전원이 입력되는 단자 핀; 상기 단자 핀과 전기적으로 연결되는 제어 코일; 및 상기 제어 코일과 전기적으로 연결되는 가열 코일;을 포함할 수 있다.

상기 가열 코일은 상기 단자 핀으로부터 상기 제어 코일을 통해 상기 가열 코일로 전달되는 전류값에 비례하여 온도가 상승되게 형성될 수 있다.

상기 제어 코일은 상기 가열 코일의 온도에 비례하여 상기 제어 코일의 저항값이 증가되게 형성될 수 있다.

상기 하우징은 상기 크랭크실로 오일을 주입하기 위한 오일 홀을 포함하고, 상기 가열 플러그는 상기 오일 홀에 탈착 가능하게 형성될 수 있다.

상기 오일 홀의 내주면에는 암나사가 형성되고, 상기 가열 플러그는 상기 단자 핀, 상기 제어 코일 및 상기 가열 코일을 수용하는 케이싱을 더 포함하고, 상기 케이싱의 외주면에는 상기 암나사와 체결되는 수나사가 형성될 수 있다.

상기 오일 홀과 상기 케이싱 사이에는 제1 실링부재가 개재될 수 있다.

상기 케이싱은 상기 케이싱을 관통하는 관통공을 포함하고, 상기 제어 코일은 상기 관통공의 내부에 배치되고, 상기 단자 핀은 상기 관통공의 제1 개구부에 배치되어, 상기 단자 핀의 일단부가 외부에 노출되고, 상기 단자 핀의 타단부가 상기 제어 코일의 일단부와 연결되고, 상기 가열 코일은 상기 관통공의 제2 개구부에 배치되어, 상기 가열 코일의 일단부가 상기 제어 코일의 타단부와 연결되고, 상기 가열 코일의 타단부가 상기 크랭크실 측으로 돌출될 수 있다.

상기 관통공과 상기 단자 핀 사이에는 제2 실링부재가 개재될 수 있다.

한편, 본 발명은, 상기 가열 플러그를 제어하기 위한 가열 플러그 제어 방법으로서, 냉매가 액화되는 조건인지 여부를 판단하는 제1 단계; 상기 제1 단계에서 냉매가 액화되는 조건이라 판단된 경우 상기 가열 플러그에 전원을 공급하여 상기 크랭크실의 온도를 상승시키는 제2 단계; 상기 제2 단계를 중지할 지 여부를 판단하는 제3 단계; 및 상기 제1 단계에서 냉매가 액화되지 않는 조건이라 판단된 경우 또는 상기 제3 단계에서 상기 제2 단계를 중지하기로 판단된 경우 상기 가열 플러그에 전원을 공급하지 않는 제4 단계;를 포함하는 가열 플러그 제어 방법을 제공한다.

상기 제1 단계는, 사판식 압축기의 구동 상태를 판단하는 제1-1 단계; 및 상기 제1-1 단계에서 정지 상태 또는 초기 구동 상태라고 판단된 경우 냉매의 온도 및 압력을 기준치와 비교하는 제1-2 단계;를 포함할 수 있다.

상기 제1-2 단계에서 냉매의 온도 또는 압력이 기준치보다 낮은 것으로 판단된 경우 상기 제2 단계가 실행되고, 상기 제1-2 단계에서 냉매의 온도 및 압력이 기준치보다 높거나 같은 것으로 판단된 경우 상기 제4 단계가 실행될 수 있다.

상기 제1-1 단계에서 정상 구동 상태라고 판단된 경우 상기 제4 단계가 실행될 수 있다.

상기 제3 단계는, 냉매의 온도, 냉매의 압력 및 가열 플러그의 온도 중 적어도 하나가 기준치보다 높거나 같은 것으로 판단된 경우 상기 제4 단계가 실행되고, 냉매의 온도, 냉매의 압력 및 가열 플러그 온도가 기준치보다 낮은 것으로 판단된 경우 상기 제2 단계로 복귀되도록 형성될 수 있다.

본 발명에 의한 사판식 압축기는, 하우징; 상기 하우징에 회전 가능하게 지지되는 회전축; 상기 회전축에 연동되어 상기 하우징의 크랭크실에서 회전되는 사판; 상기 사판에 연동되어 상기 하우징의 보어에서 왕복 운동되며 냉매를 압축하는 피스톤; 및 상기 크랭크실의 온도를 상승시키는 가열 플러그;를 포함함으로써, 액냉매에 의한 작동 지연 및 손상을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 사판식 압축기를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사판식 압축기를 도시한 사시도,
도 3은 도 2의 사판식 압축기에서 가열 플러그를 도시한 단면도,
도 4는 도 3의 가열 플러그를 제어하기 위한 가열 플러그 제어 방법을 도시한 순서도이다.

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

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사판식 압축기를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 사판식 압축기에서 가열 플러그를 도시한 단면도이며, 도 4는 도 3의 가열 플러그를 제어하기 위한 가열 플러그 제어 방법을 도시한 순서도이다.

첨부된 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 사판식 압축기는, 하우징(100) 및 상기 하우징(100)의 내부에 구비되고 냉매를 압축하는 압축기구를 포함할 수 있다.

상기 하우징(100)은, 상기 압축기구가 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 후술할 회전축(210)이 삽입되는 축수공(112)이 형성되고, 상기 실린더 블록(110)의 외주부 측에는 후술할 피스톤(230)이 삽입되고 상기 피스톤(230)과 함께 압축실(V2)을 이루는 보어(114)가 형성될 수 있다.

상기 축수공(112)은 상기 실린더 블록(110)의 축방향을 따라 상기 실린더 블록(110)을 관통하는 원통형으로 형성될 수 있다.

상기 보어(114)는 상기 축수공(112)으로부터 상기 실린더 블록(110)의 반경방향 외측으로 이격된 부위에서 상기 실린더 블록(110)의 축방향을 따라 상기 실린더 블록(110)을 관통하는 원통형으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 보어(114)는 상기 압축실(V2)이 n개가 되도록 n개로 형성되고, 상기 n개의 보어(114)는 상기 축수공(112)을 중심으로 상기 실린더 블록(110)의 원주방향을 따라 배열될 수 있다.

상기 프론트 하우징(120)은 상기 실린더 블록(110)과 체결되어 후술할 사판(220)이 수용되는 크랭크실(V4)을 형성할 수 있다.

상기 리어 하우징(130)은 상기 압축실(V2)로 유입될 냉매가 수용되는 흡입실(V1) 및 상기 압축실(V2)로부터 토출되는 냉매가 수용되는 토출실(V3)을 포함할 수 있다.

상기 흡입실(V1)은 압축될 냉매를 상기 하우징(100)의 내부로 안내하는 냉매 흡입관(미도시)에 연통될 수 있다.

상기 토출실(V3)은 압축된 냉매를 공조장치의 응축기로 안내하는 냉매 토출관(미도시)에 연통될 수 있다.

상기 압축기구는 상기 흡입실(V1)으로부터 상기 압축실(V2)로 냉매를 흡입하고, 흡입한 냉매를 상기 압축실(V2)에서 압축하며, 압축한 냉매를 상기 압축실(V2)로부터 상기 토출실(V3)으로 토출하도록 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 압축기구는, 상기 하우징(100)에 회전 가능하게 장착되고 구동원(예를 들어, 차량의 엔진)(미도시)으로부터 회전력을 전달받아 회전되는 회전축(210), 상기 회전축(210)에 연동되어 상기 크랭크실(V4)의 내부에서 회전되는 사판(220), 상기 사판(220)에 연동되어 상기 보어(114)의 내부에서 왕복 운동되는 피스톤(230)을 포함할 수 있다.

상기 회전축(210)은 일 방향으로 연장되는 원통형으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 회전축(210)은 일단부가 상기 축수공(112)에 삽입되어 회전 가능하게 지지되고, 타단부가 상기 프론트 하우징(120)을 관통하여 상기 하우징(100)의 외부로 돌출되고 상기 구동원(미도시)에 연결될 수 있다.

상기 사판(220)은 원판형으로 형성되고, 상기 크랭크실(V4)에서 상기 회전축(210)에 경사지게 체결될 수 있다. 여기서, 상기 사판(220)은 상기 사판(220)의 경사각이 가변 가능하게 상기 회전축(210)과 체결되는데 이에 대해서는 후술한다.

상기 피스톤(230)은 상기 보어(114)에 대응되게 n개로 구비되고, 각 피스톤(230)은 상기 사판(220)에 연동되어 각 보어(114)에서 왕복 운동되게 형성될 수 있다.

그리고, 본 실시예에 따른 사판식 압축기는, 상기 흡입실(V1) 및 상기 토출실(V3)을 상기 압축실(V2)과 연통 및 차폐시키는 밸브기구(300)를 더 포함할 수 있다.

그리고, 본 실시예에 따른 사판식 압축기는, 상기 회전축(210)에 대한 상기 사판(220)의 경사각을 조절하는 경사조절기구를 더 포함할 수 있다.

상기 경사조절기구는, 상기 사판(220)이 상기 회전축(210)에 체결되되 상기 사판(220)의 경사각이 가변 가능하게 체결되도록, 상기 회전축(210)에 체결되고 상기 회전축(210)과 함께 회전되는 로터(410) 및 상기 사판(220)과 상기 로터(410)를 연결하는 슬라이딩 핀(420)을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 경사조절기구는, 상기 크랭크실(V4)의 압력을 조절하여 상기 사판(220)의 경사각을 조절하도록, 상기 토출실(V3)의 냉매를 상기 크랭크실(V4)로 안내하는 유입유로(430) 및 상기 크랭크실(V4)의 냉매를 상기 흡입실(V1)로 안내하는 배출유로(440)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 유입유로(430)에는 상기 유입유로(430)의 개도량을 조절하는 압력조절밸브(미도시)가 구비되고, 상기 배출유로(440)에는 냉매의 압력(Ps)을 감압시키는 오리피스 홀(442)이 구비될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 사판식 압축기는 액냉매의 발생을 방지하는 가열 플러그(500)를 더 포함할 수 있다.

상기 가열 플러그(500)는, 전원이 입력되는 단자 핀(520), 상기 단자 핀(520)과 전기적으로 연결되는 제어 코일(530), 상기 제어 코일(530)과 전기적으로 연결되는 가열 코일(540) 및 상기 단자 핀(520), 상기 제어 코일(530) 및 상기 가열 코일(540)을 수용하는 케이싱(510)을 포함할 수 있다.

상기 케이싱(510)은, 상기 하우징(100)을 관통하는 홀 증가에 따른 제조 원가 및 누설 가능성을 증가를 억제하기 위해, 상기 하우징(100)의 오일 홀(122)에 탈착 가능한 볼트 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 케이싱(510)은 상기 하우징(100)의 외부에 노출되는 머리부(512) 및 상기 머리부(512)로부터 연장되고 상기 오일 홀(122)에 삽입되며 상기 크랭크실(V4)에 노출되는 다리부(514)를 포함하고, 상기 오일 홀(122)의 내주면에는 암나사가 형성되고, 상기 다리부(514)의 외주면에는 상기 암나사와 체결되는 수나사가 형성될 수 있다.

여기서, 상기 오일 홀(122)은 습동부를 윤활시키기 위한 오일을 상기 크랭크실(V4)로 주입하기 위한 것으로서, 종래에는 오일 볼트(50)에 의해 개폐되나, 본 실시예의 경우 상기 가열 플러그(500)에 의해 개폐되는 것이다. 즉, 상기 가열 플러그(500)는 액냉매의 발생을 방지할 뿐만 아니라 상기 오일 홀(122)을 개폐하기 위해 사용되는 것이다.

그리고, 상기 케이싱(510)은 상기 머리부(512)로부터 상기 다리부(514)까지 상기 케이싱(510)의 내부를 관통하는 관통공(516)을 더 포함하고, 상기 단자 핀(520), 상기 제어 코일(530) 및 상기 가열 코일(540)은 상기 관통공(516)에 수용될 수 있다.

구체적으로, 상기 제어 코일(530)은 상기 관통공(516)의 내부에 배치될 수 있다.

그리고, 상기 단자 핀(520)은 상기 관통공(516)의 제1 개구부(머리부(512) 측 개구부)에 배치되어, 상기 단자 핀(520)의 일단부가 외부에 노출되고, 상기 단자 핀(520)의 타단부가 상기 관통공(516)의 내부에서 상기 제어 코일(530)의 일단부와 연결될 수 있다.

그리고, 상기 가열 코일(540)은 상기 관통공(516)의 제2 개구부(다리부(514) 측 개구부)에 배치되어, 상기 가열 코일(540)의 일단부가 상기 관통공(516)의 내부에서 상기 제어 코일(530)의 타단부와 연결되고, 상기 가열 코일(540)의 타단부가 상기 크랭크실(V4) 측으로 돌출될 수 있다.

여기서, 상기 가열 코일(540)과 상기 제어 코일(530)은 사판식 압축기의 압력에 손상되지 않도록 내압성이 큰 재질의 부재로 감싸질 수 있다.

그리고, 자동적인 온도 조절을 위해, 상기 가열 코일(540)은 상기 단자 핀(520)으로부터 상기 제어 코일(530)을 통해 상기 가열 코일(540)로 전달되는 전류값에 비례하여 온도가 상승되게 형성되고, 상기 제어 코일(530)은 상기 가열 코일(540)의 온도에 비례하여 상기 제어 코일(530)의 저항값이 증가되게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 단자 핀(520)은 절연 처리되는 것이 바람직할 수 있다.

미설명부호인 550은 상기 오일 홀(122)과 상기 케이싱(510) 사이에 개재되어 상기 크랭크실(V4)의 냉매가 상기 오일 홀(122)과 상기 케이싱(510) 사이를 통해 외부로 누설되는 것을 방지하는 제1 실링부재이고, 560은 상기 관통공(516)과 상기 단자 핀(520) 사이에 개재되어 상기 크랭크실(V4)의 냉매가 상기 관통공(516)과 상기 단자 핀(520) 사이를 통해 외부로 누설되는 것을 방지하는 제2 실링부재이다.

이하, 본 실시예에 따른 사판식 압축기의 작용효과에 대해 설명한다.

즉, 상기 구동원(미도시)으로부터 상기 회전축(210)에 동력이 전달되면, 상기 회전축(210)과 상기 사판(220)이 함께 회전될 수 있다.

그리고, 상기 피스톤(230)은 상기 사판(220)의 회전 운동을 직선 운동으로 전환하여 상기 보어(114)의 내부에서 왕복 운동될 수 있다.

그리고, 상기 피스톤(230)이 상사점으로부터 하사점으로 이동 시, 상기 압축실(V2)은 상기 밸브기구(300)에 의해 상기 흡입실(V1)과는 연통되고 상기 토출실(V3)과는 차폐되어, 상기 흡입실(V1)의 냉매가 상기 압축실(V2)로 흡입될 수 있다.

그리고, 상기 피스톤(230)이 하사점으로부터 상사점으로 이동 시, 상기 압축실(V2)은 상기 밸브기구(300)에 의해 상기 흡입실(V1) 및 상기 토출실(V3)과 차폐되고, 상기 압축실(V2)의 냉매가 압축될 수 있다.

그리고, 상기 피스톤(230)이 상사점에 도달 시, 상기 압축실(V2)은 상기 밸브기구(300)에 의해 상기 흡입실(V1)과는 차폐되고 상기 토출실(V3)과는 연통되어, 상기 압축실(V2)에서 압축된 냉매가 상기 토출실(V3)로 토출될 수 있다.

한편, 압축기의 윤활을 위한 오일이 냉매에 함유되어 상기 냉매와 함께 상기 크랭크실(V4), 상기 흡입실(V1), 상기 압축실(V2) 및 상기 토출실(V3)으로 이동되며 각종 습동부를 윤활시키고, 상기 토출실(V3)에서 냉매로부터 분리되어 상기 크랭크실(V4)로 복귀될 수 있다.

여기서, 본 실시예에 따른 압축기는, 요구되는 냉매 토출량에 따라, 상기 토출실(V3)로부터 상기 유입유로(430)로 유입되는 냉매량이 상기 압력조절밸브(미도시)에 의해 조절되어, 상기 크랭크실(V4)의 압력이 조절되고, 상기 피스톤(230)에 인가되는 상기 크랭크실(V4)의 압력이 조절되어, 상기 피스톤(230)의 스트로크가 조절되고, 상기 사판(220)의 경사각이 조절되며, 냉매 토출량이 조절될 수 있다.

즉, 냉매 토출량이 감소 필요한 경우, 상기 토출실(V3)로부터 상기 유입유로(430)로 유입되는 냉매량이 상기 압력조절밸브(미도시)에 의해 증가되고, 상기 유입유로(430)를 통해 상기 크랭크실(V4)로 유입되는 냉매량이 증가되어, 상기 크랭크실(V4)의 압력이 증가될 수 있다. 이에 따라, 상기 피스톤(230)에 인가되는 상기 크랭크실(V4)의 압력이 증가되어, 상기 피스톤(230)의 스트로크가 감소되고, 상기 사판(220)의 경사각이 감소되며, 냉매 토출량이 감소될 수 있다.

반면, 냉매 토출량이 증가 필요한 경우, 상기 토출실(V3)로부터 상기 유입유로(430)로 유입되는 냉매량이 상기 압력조절밸브(미도시)에 의해 감소되고, 상기 유입유로(430)를 통해 상기 크랭크실(V4)로 유입되는 냉매량이 감소되어, 상기 크랭크실(V4)의 압력이 감소될 수 있다. 이에 따라, 상기 피스톤(230)에 인가되는 상기 크랭크실(V4)의 압력이 감소되어, 상기 피스톤(230)의 스트로크가 증가되고, 상기 사판(220)의 경사각이 증가되며, 냉매 토출량이 증가될 수 있다.

여기서, 상기 크랭크실(V4)의 압력 감소를 위해서는, 상기 토출실(V3)로부터 상기 유입유로(430)로 유입되는 냉매량이 감소되야 할 뿐만 아니라, 상기 크랭크실(V4)의 냉매가 상기 크랭크실(V4)의 외부로 배출되어야 하고, 이를 위하여 상기 크랭크실(V4)의 냉매를 상기 흡입실(V1)로 안내하는 상기 배출유로(440) 및 상기 흡입실(V1)의 압력 상승을 방지하도록 상기 배출유로(440)를 통과하는 냉매를 감압시키는 상기 오리피스 홀(442)이 구비된다.

한편, 본 실시예에 따른 사판식 압축기는 상기 가열 플러그(500)를 포함하고, 상기 가열 플러그(500)는 도 4에 도시된 바와 같은 가열 플러그 제어 방법에 의해 작동될 수 있다.

구체적으로, 본 실시예에 따른 가열 플러그 제어 방법은, 냉매가 액화되는 조건인지 여부를 판단하는 제1 단계(S1), 상기 제1 단계(S1)에서 냉매가 액화되는 조건이라 판단된 경우 상기 가열 플러그(500)에 전원을 공급하여 상기 크랭크실(V4)의 온도를 상승시키는 제2 단계(S2), 상기 제2 단계(S2)를 중지할 지 여부를 판단하는 제3 단계(S3) 및 상기 제1 단계(S1)에서 냉매가 액화되지 않는 조건이라 판단된 경우 또는 상기 제3 단계(S3)에서 상기 제2 단계(S2)를 중지하기로 판단된 경우 상기 가열 플러그(500)에 전원을 공급하지 않는 제4 단계(S4)를 포함할 수 있다.

상기 제1 단계(S1)는, 사판식 압축기의 구동 상태를 판단하는 제1-1 단계(S11) 및 냉매의 온도(Ts) 및 압력을 기준치와 비교하는 제1-2 단계(S12)를 포함할 수 있다.

상기 제1-1 단계(S11)에서는, 사판식 압축기의 구동 상태가 정지 상태(구동원의 동력이 회전축으로 전달되지 않는 상태) 또는 초기 구동 상태(구동원의 동력이 회전축으로 전달되기 시작한 이후 사전에 결정된 시간이 경과하지 않은 상태)라고 판단된 경우 냉매가 액화될 가능성이 있는 것으로 보아 상기 제1-2 단계(S12)로 진행되고, 사판식 압축기의 구동 상태가 정상 구동 상태(구동원의 동력이 회전축으로 전달되기 시작한 이후 사전에 결정된 시간이 경과한 상태)라고 판단된 경우 냉매가 액화될 가능성이 낮은 것으로 보아 상기 제4 단계(S4)로 진행될 수 있다.

여기서, 상기 제1-1 단계(S11)는 도 4에서 사판식 압축기의 구동 상태가 정지 상태인지 여부를 먼저 판단한 후 초기 구동 상태인지 여부를 판단하도록 형성되나, 그 반대 순서로 판단하도록 형성될 수도 있다.

상기 제1-2 단계(S12)에서는, 냉매의 온도(Ts)가 기준 냉매 온도(T1)보다 낮거나 냉매의 압력(Ps)이 기준 냉매 압력(P1)보다 낮은 것으로 판단된 경우 냉매가 액화될 가능성이 높은 것으로 보아 상기 제2 단계(S2)로 진행되고, 냉매의 온도(Ts)가 기준 냉매 온도(T1)보다 높거나 같으면서 냉매의 압력(Ps)이 기준 냉매 압력(P1)보다 높거나 같은 것으로 판단된 경우 냉매가 액화될 가능성이 낮은 것으로 보아 상기 제4 단계(S4)로 진행될 수 있다.

여기서, 상기 제1-2 단계(S12)는 도 4에서 냉매의 온도(Ts)를 먼저 판단한 후 냉매의 압력(Ps)을 판단하도록 형성되나, 그 반대 순서로 판단하도록 형성될 수도 있다.

상기 제2 단계(S2)에서는, 시작 신호를 입력 받아 상기 가열 플러그(500)에 전류가 공급되고 상기 가열 플러그(500)가 작동될 수 있다. 즉, 전류가 상기 단자 핀(520) 및 상기 제어 코일(530)을 통해 상기 가열 코일(540)로 공급되고, 전류를 공급받은 상기 가열 코일(540)이 발열되며 상기 크랭크실(V4)의 온도를 상승시킬 수 있다.

여기서, 상기 가열 코일(540)의 온도가 낮으면 상기 제어 코일(530)의 저항값이 감소되고 상기 가열 코일(540)로 공급되는 전류값이 증가되어 상기 가열 코일(540)의 발열량이 증가될 수 있다. 반면, 상기 가열 코일(540)의 온도가 높으면 상기 제어 코일(530)의 저항값이 증가되고 상기 가열 코일(540)로 공급되는 전류값이 감소되어 상기 가열 코일(540)의 발열량이 감소될 수 있다.

상기 제3 단계(S3)에서는, 냉매의 온도(Ts)가 기준 냉매 온도(T1)보다 높거나 같은 것으로 판단되거나, 냉매의 압력(Ps)이 기준 냉매 압력(P1)보다 높거나 같은 것으로 판단되는 경우, 냉매가 액화될 가능성이 감소된 것으로 보아, 상기 제4 단계(S4)로 진행될 수 있다.

그리고, 상기 제3 단계(S3)에서는, 가열 플러그의 온도(Tp)가 기준 플러그 온도(T2)보다 높거나 같은 것으로 판단되는 경우, 가열 플러그(500)의 손상을 방지하기 위해, 상기 제4 단계(S4)로 진행될 수 있다.

그리고, 상기 제3 단계(S3)에서, 냉매의 온도(Ts)가 기준 냉매 온도(T1)보다 낮고, 냉매의 압력(Ps)이 기준 냉매 압력(P1)보다 낮으며, 가열 플러그의 온도(Tp)가 기준 플러그 온도(T2)보다 낮은 것으로 판단되는 경우, 상기 제2 단계(S2)로 복귀될 수 있다.

여기서, 상기 제3 단계(S3)는 도 4에서 냉매의 온도(Ts)를 먼저 판단하고 냉매의 압력(Ps)을 판단한 다음 가열 플러그의 온도(Tp)를 판단하도록 형성되나, 그 순서는 조정될 수 있다.

이와 같은 본 실시예에 따른 사판식 압축기는, 상기 제1 단계(S1)와 같이 냉매가 액화되는 조건인지 여부를 판단하고, 냉매가 액화되는 조건이라 판단된 경우 상기 제2 단계(S2)와 같이 상기 가열 플러그(500)를 통해 상기 크랭크실(V4)의 온도를 상승시킴으로써, 사판식 압축기 내부에 존재하는 액냉매가 기화되어 제거될 수 있고, 기체상태의 냉매가 액화되는 것이 억제될 수 있다. 그리고, 상기 제1 단계(S1) 및 상기 제3 단계(S3)와 같이 냉매가 액화되지 않는 조건이라 판단되는 경우 상기 가열 플러그(500)를 비활성화시킴으로써, 불필요하게 상기 크랭크실(V4)의 온도가 상승되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 본 실시예의 경우 상기 가열 플러그(500)가 상기 크랭크실(V4) 측에 장착되나, 상기 가열 플러그(500)가 상기 흡입실(V1) 또는 상기 토출실(V3) 측에 장착될 수도 있다. 다만, 제조원가 및 누설 가능성이 감소되도록, 그리고 상기 크랭크실(V4)에 저유되어 있는 오일이 가열되어 오일의 초기 윤활성이 향상되도록, 상기 가열 플러그(500)가 상기 오일 볼트(50)를 대신하여 상기 오일 홀(122)에 장착됨으로써 상기 크랭크실(V4) 측에 장착되는 것이 바람직할 수 있다.

한편, 본 실시예의 경우 사판식 압축기의 구동 상태, 냉매의 온도(Ts) 및 냉매의 압력(Ps)으로 냉매가 액화될 조건인지 여부를 판단하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 다른 파라미터로 냉매가 액화될 조건인지 여부를 판단할 수도 있다.

한편, 본 실시예의 경우 냉매의 온도(Ts) 및 냉매의 압력(Ps)이 흡입실(V1) 측에 장착되는 온도 센서와 압력 센서로 측정되나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 냉매의 온도(Ts) 및 압력을 측정하는 센서가 다른 위치(예를 들어, 크랭크실(V4), 토출실(V3) 등)에 장착될 수도 있다.

100: 하우징 114: 보어
122: 오일 홀 210: 회전축
220: 사판 230: 피스톤
500: 가열 플러그 510: 케이싱
516: 관통공 520: 단자 핀
530: 제어 코일 540: 가열 코일
V4: 크랭크실

Claims

하우징;
상기 하우징에 회전 가능하게 지지되는 회전축;
상기 회전축에 연동되어 상기 하우징의 크랭크실에서 회전되는 사판;
상기 사판에 연동되어 상기 하우징의 보어에서 왕복 운동되며 냉매를 압축하는 피스톤; 및
상기 크랭크실의 온도를 상승시키는 가열 플러그;를 포함하는 사판식 압축기.
제1항에 있어서,
상기 가열 플러그는 냉매가 액화되는 조건일 때 상기 크랭크실의 온도를 상승시키도록 형성되는 사판식 압축기.
제1항에 있어서,
상기 가열 플러그는,
전원이 입력되는 단자 핀;
상기 단자 핀과 전기적으로 연결되는 제어 코일; 및
상기 제어 코일과 전기적으로 연결되는 가열 코일;을 포함하는 사판식 압축기.
제3항에 있어서,
상기 가열 코일은 상기 단자 핀으로부터 상기 제어 코일을 통해 상기 가열 코일로 전달되는 전류값에 비례하여 온도가 상승되게 형성되는 사판식 압축기.
제4항에 있어서,
상기 제어 코일은 상기 가열 코일의 온도에 비례하여 상기 제어 코일의 저항값이 증가되게 형성되는 사판식 압축기.
제3항에 있어서,
상기 하우징은 상기 크랭크실로 오일을 주입하기 위한 오일 홀을 포함하고,
상기 가열 플러그는 상기 오일 홀에 탈착 가능하게 형성되는 사판식 압축기.
제6항에 있어서,
상기 오일 홀의 내주면에는 암나사가 형성되고,
상기 가열 플러그는 상기 단자 핀, 상기 제어 코일 및 상기 가열 코일을 수용하는 케이싱을 더 포함하고,
상기 케이싱의 외주면에는 상기 암나사와 체결되는 수나사가 형성되는 사판식 압축기.
제7항에 있어서,
상기 오일 홀과 상기 케이싱 사이에는 제1 실링부재가 개재되는 사판식 압축기.
제7항에 있어서,
상기 케이싱은 상기 케이싱을 관통하는 관통공을 포함하고,
상기 제어 코일은 상기 관통공의 내부에 배치되고,
상기 단자 핀은 상기 관통공의 제1 개구부에 배치되어, 상기 단자 핀의 일단부가 외부에 노출되고, 상기 단자 핀의 타단부가 상기 제어 코일의 일단부와 연결되고,
상기 가열 코일은 상기 관통공의 제2 개구부에 배치되어, 상기 가열 코일의 일단부가 상기 제어 코일의 타단부와 연결되고, 상기 가열 코일의 타단부가 상기 크랭크실 측으로 돌출되는 사판식 압축기.
제9항에 있어서,
상기 관통공과 상기 단자 핀 사이에는 제2 실링부재가 개재되는 사판식 압축기.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 사판식 압축기의 가열 플러그를 제어하기 위한 가열 플러그 제어 방법으로서,
냉매가 액화되는 조건인지 여부를 판단하는 제1 단계;
상기 제1 단계에서 냉매가 액화되는 조건이라 판단된 경우 상기 가열 플러그에 전원을 공급하여 상기 크랭크실의 온도를 상승시키는 제2 단계;
상기 제2 단계를 중지할 지 여부를 판단하는 제3 단계; 및
상기 제1 단계에서 냉매가 액화되지 않는 조건이라 판단된 경우 또는 상기 제3 단계에서 상기 제2 단계를 중지하기로 판단된 경우 상기 가열 플러그에 전원을 공급하지 않는 제4 단계;를 포함하는 가열 플러그 제어 방법.
제11항에 있어서,
상기 제1 단계는,
사판식 압축기의 구동 상태를 판단하는 제1-1 단계; 및
상기 제1-1 단계에서 정지 상태 또는 초기 구동 상태라고 판단된 경우 냉매의 온도 및 압력을 기준치와 비교하는 제1-2 단계;를 포함하는 가열 플러그 제어 방법.
제12항에 있어서,
상기 제1-2 단계에서 냉매의 온도 또는 압력이 기준치보다 낮은 것으로 판단된 경우 상기 제2 단계가 실행되고,
상기 제1-2 단계에서 냉매의 온도 및 압력이 기준치보다 높거나 같은 것으로 판단된 경우 상기 제4 단계가 실행되는 가열 플러그 제어 방법.
제12항에 있어서,
상기 제1-1 단계에서 정상 구동 상태라고 판단된 경우 상기 제4 단계가 실행되는 가열 플러그 제어 방법.
제12항에 있어서,
상기 제3 단계는,
냉매의 온도, 냉매의 압력 및 가열 플러그의 온도 중 적어도 하나가 기준치보다 높거나 같은 것으로 판단된 경우 상기 제4 단계가 실행되고,
냉매의 온도, 냉매의 압력 및 가열 플러그 온도가 기준치보다 낮은 것으로 판단된 경우 상기 제2 단계로 복귀되도록 형성되는 가열 플러그 제어 방법.