KR890001685B1 - 가변용량식 베인형 압축기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

가변용량식 베인형 압축기

제 1도는 본 발명의 제 1실시예에 따른 가변용량식 베인형 압축기의 종단면도.

제 2도는 제 1도의 Ⅱ-Ⅱ선에 따라 취한 횡단면도.

제 3도는 제 1도의 Ⅲ-Ⅲ선에 따라 취한 횡단면도.

제 4도는 제 1도의 Ⅳ-Ⅳ선에 따라 취한 횡단면도.

제 5도는 제 1도의 Ⅴ-Ⅴ선에 따라 취한 횡단면도.

제 6도는 부분용량 작동상태의 압축기의 요부를 표시하는 제 4도의 Ⅵ-Ⅵ선에 따라 취한 부분종단면도.

제 7도는 전용량 작동상태의 압축기의 요부를 표시하는 제 6도의 유사한 도면.

제 8도는 제 1도의 베인형 압축기의 요부를 표시하는 분해사시도.

제 9도는 베인형 압축기의 전용량 작동상태의 제1 및 제 2압력실(27₁,27₂)간의 압력의 평행을 설명하기 위한 작용 설명도.

제 10도는 베인형 압축기의 전용량 작동상태의 제어소자(24)의 회동위치를 표시하는 제 1도는 X-X선에 따라 취한 횡단면도.

제 11도는 베인형 압축기의 부분용량 작동상태의 제 9도에 유사한 도면.

제 12도는 베인형 압축기의 부분용량 작동상태의 제 10도에 유사한 도면.

제 13도는 제 1도의 요부를 표시하는 확대부분 종단면도.

제 14도는 제 1도의 제 1실시예의 다른 변형예를 표시하는 제 1도에 유사한 도면.

제 15도는 본 발명의 제 1실시예의 변형예를 표시하는 제 1도에 유사한 도면.

제 16도는 본 발명의 제 2실시예를 표시하는 제 1도에 유사한 도면.

제 17도는 제 6도의 요부를 표시하는 확대부분 종단면도.

제 18도는 본 발명의 제 3실시예를 표시하는 제 4도에 유사한 도면.

제 19도는 제 3 실시예를 표시하는 제 8도에 유사한 도면.

제 20도는 본 발명의 제 4실시예를 표시하는 제 3도에 유사한 도면.

제 21도는 제 4실시예를 표시하는 제 8도에 유사한 도면.

제 22도는 각 부분간의 간격을 종래의 방법으로 설정한 가변 용량식 베인형 압축기를 표시하는 제 1도에 유사한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 하우징 2 : 케이스

3 : 앞헤드 4 : 배출포오트

5 : 흡입포오트 7 : 캠링

8 : 압측블록 9 : 뒷측블록

10 : 로우터 11 : 구동축

12 : 베어링 13a-13d : 압축실

14 : 베인홈 15 : 베인

16 : 냉매흡입포오트 17 : 흡입실

18 : 배출포오트 19 : 압력배출실

20 : 배출밸브 21 : 밸브제지기

22 : 요홈 23 : 제 2의 흡입포오트

24 : 제어부재 27₁: 제 1의 압력실

27 : 제2의 압력실 28 : 제한통로

29 : 연통로 30 : 시일부재

31 : 코일스프링 32a,32b : 연통로

33 : 제어밸브기구 34 : 벨로우즈

35 : 밸브케이스 36 : 보올밸브

46 : 연통로 47 : 배압포오트

본 발명은 자동차용 공조장치의 냉매압축기로서 사용되는 가변용량식 베인형 압축기에 관한 것이다.

종래 가변용량식 베인형 압축기의 능력을 압축되는 가스의 흡입량의 조절에 의하여 제어할 수 있게한 소위 가변용량식 베인형 압축기로서, 본 양수인에 의하여 출원된 일본국 실개소 제 55-2000호가 공지이다. 이 알려진 베인형 압축기는 실린더의 주위벽에 형성된 냉매흡입구의 측방에서 이 실린더 주위벽 및 실린더의 끝판을 통하여 원호상의 홈을 형성하고, 이 홈에 트로틀판을 미끄러지게 맞추고 이 트로틀판을 홈내에서 변위시켜, 그 선단으로 냉매흡입구의 개구의 주위방향의 길이를 변경하는 것에 의하여 압축개시위치 따라서 압축기간을 변화시켜, 배달용량을 변하게 한다.

링크부재가 일단에서 끝판에 고착된 지지샤프트를 경유하여 트로틀판에 결합되고, 타단에서는 작동기에 결합되어, 링크부재는 트로틀판을 변위시키게 작동기에 의하여 피벗적으로 변위된다.

그러나, 종래의 베인형 압축기에 따르면, 구동수단 또는 작동기와 제어소자 또는 트로틀판간의 링크부재의 개재로 트로틀판을 변위시키게 하고 있기 때문에, 트로틀판은 큰 히스테레시스를 받아서, 압축기 용량의 제어 및 링크를 사용하는 용량 제어기구의 신뢰성이 낮고, 가공 및 조립이 복잡하다는 문제가 있다.

위의 문제를 해결하기 위하여, 앞측블록의 대향하는 단면에, 흡입실과 실린더내의 압축실과를 연통하는 추가의 흡입구를 형성한 환상의 요홈부를 형성하고, 이 요홈부내에 링상의 제어부재를 회동 가능하게 배치하고, 이 제어부재를 배출냉매압력과 같은 고압과 흡입냉매압력과 같은 저압과의 차이 압력에 응하여 회동하는 수단을 가지고, 이 수단에 의하여 제어부재를 회동시키는 것에 의하여 상기 추가의 흡입구의 개구면적을 따라서 압축행정기간을 변화시켜서 압축기의 용량을 변하게 할 수 있는 가변 용량식 베인형 압축기가 일본 특허출원 제60-160760호에 의하여 제안되어 있다.

그러나, 이 제안된 가변 용량식 압축기에 따르면, 로우터와 제어부재와의 사이의 틈새는 로우터의 회전을 원활하게 하기 위한 제 1의 틈새와 상기 제어부재의 회전을 허용하기 위한 제 2의 틈새부터 되기 때문에, 상기 틈새는 큰치가 되어, 압축실부터 이 틈새를 거쳐서 상기 추가의 흡입구를 경유하여 흡입실에 누설하는 냉매량이 많고, 그만큼 로우터의 회전 구동력을 더 크게 필요로 하는 동시에, 이것에 의하여 압축기의 활동부분의 바라지 않은 열의 발생과, 배출온도가 상승하는 문제가 있었다.

더우기, 일반으로 베인형 압축기는 고압실측의 압력을 배압으로 하여 베인의 방사상으로 내부 단면에 공급하고, 이 배압에 의하여 베인의 선단을 캠링의 내주면에 접동시키게 하고 있으므로, 상기 종래의 베인형 압축기와 같이 압축 개시위치를 변화시키고 압축기간을 조정하는 형의 것은 압축기간을 짧게 하고, 배출용량을 작게하면, 베인의 뒷부분의 배압이 저하하기 때문에, 베인의 선단이 캠링의 내주면부터 떨어지든지, 충돌하든지 하여 처터링을 발생하는 동시에 압축성능을 저지한다는 문제가 있었다.

또한, 압축기간을 짧게 하고 배출용량을 감소하였을때에, 베인의 배압이 충분하게 되도록 베인의 배압으로의 고압실측 압력의 공급량을 많이 설정하면 압축행정기간을 길게하여 배출량을 크게 하였을때는 베인의 배압이 과대하게 되어, 접동저항이 크게 되기 때문에,동력의 손실이 크게 되었다.

더우기, 상술한 형의 가변 용량식 베인형 압축기의 가변제어의 신뢰성을 향상시키기 위해서는 트로틀판등의 제어부재의 접동변위가 원활하고 압축기의 작동상태에 응하여 신속하고 원활하게 행하여지는 것이 바람직하다.

본 발명의 목적은 구조가 간단하고 크기가 소형이며, 따라서 조립이 용이하고 제조비가 감소되고, 압축용량의 가변제어의 신뢰성이 높은 가변용량식 베인형 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 더하는 목적은 압축기 용량의 정확한 제어를 위하여 제어소자의 원활한 활동을 얻는 동시에 배출냉매 온도의 저하 및 로우터 구동력의 경감을 위하여 누설냉매의 양을 적게하는 압축기의 부분간의 적당한 틈새를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 압축기 용량의 가변제어시에 베인의 배압을 일정하게 하여 동력의 손실과 베인의 처터링을 방지하는 것이다.

본 발명의 아직 더하는 목적은 압축기의 작동상태의 변화에 대한 압축기용량의 변경을 위하여 제어부재의 응답성을 향상시키는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 캠링과 이 캠링의 양단을 폐쇄하는 앞 및 뒷측블록에 의하여 형성되는 실린더를 가지고, 이 실린더는 적어도 하나의 그것에 형성된 제 1의 흡입포오트를 가지고, 상기 실린더내에 회전 가능하게 수용된 로우터와 상기 로우터에 형성된 각각의 홈에 반경방향으로 미끄러지게 맞추어진 복수의 베인과 상기 실린더를 수용하는 동시에 흡입실과 배출압력실과를 형성하는 하우징과 상기 로우터가 고착된 구동축을 가지고, 이 구동축은 앞측블록을 통하여 연장하고, 동력전달 수단은 로우터부터 떨어진 앞측블록의 한측의 구동축에 설치되고, 여기에서 앞측실이 상기 실린더, 로우터 및 서로 인접하는 베인간에 형성되는 동시에 그 용적이 변화하여 상기 적어도 하나의 제 1의 흡입포오트를 통하여 상기 흡입실부터 압축실로의 압축매체의 흡입과 이 압축매체의 압축 및 배출을 행한다.

적어도 하나의 제 2의 흡입포오트가 상기 앞 및 뒷측블록의 한쪽에 형성되는 동시에 적어도 하나의 제 1의 흡입포오트의 대응하는 것에 인접하고, 이 적어도 하나의 제 2의 흡입포오트는 상기 흡입실과 흡입행정에 있는 압축실의 적어도 하나와를 연통한다. 제어부재가 상기 앞 및 뒷측블록의 한쪽의 로우터의 면하는 단면에 형성된 요홈부내에 배치되고 로우터의 회전과 동축상에서 회전한다.

이 제어부재는 그의 원주방향의 위치가 상기 적어도 하나의 제 2의 흡입포오트의 개방각도를 결정하고 그것에 의하여 압축매체의 압축개시시기를 결정한다. 간격유지수단이 제어부재와 앞 및 뒷측블록의 한쪽 및 로우터의 적어도 한쪽과의 사이에 끼어져 그들 사이에 소정의 최소틈새를 유지한다.

양호하게, 캠링과 로우터는 앞 및 뒷측블록의 한쪽에 면하는 단면을 각각 가지고, 이들 단면은 서로 축방향에 동일면상에 위치한다. 대신으로, 상기 로우터의 단면은 앞 및 뒷측블록의 한쪽의 로우터에 면하는 단면에 형성된 요홈부에 약간 삽입된다

역시 양호하게, 복수의 원주방향에 배열된 배압포오트가 앞 및 뒷측블록의 한쪽의 로우터에 면하는 단면에 형성된 요홈부에 개구하는 동시에 로우터의 각홈내에 형성되고, 앞 및 뒷측블록의 한쪽에 면하는 로우터의 단면에 개구하는 배압실에 연통 가능하게 되어 있다. 연통로가 배압포오트와 압력배출실과를 연통한다.

제어부재는 배압포오트에 반경방향에 대향하는 위치에 절결부를 형성한다.

제어부재는 그것이 적어도 하나의 제 2의 흡입구의 개방각도가 증대하게 원주방향에 변위되는데 따라 절결부가 배압포오트를 순차 개구하여 이 배압포오트의 전개구면적을 증대시키게 배치된다.

양호하게 제어부재는 압력배출실부터의 고압을 도입하는 제 1의 압력실과 흡입실부터의 저압을 도입하는 제 2의 압력실과를 형성하는 수압부를 가지고, 제 1및 제 2의 압력실은 앞 및 뒷측블록의 한쪽에 배치되고, 수압부는 제 1의 압력실내의 고압과 제 2의 압력실내의 저압과의 차압에 응하여 원주방향으로 원주방향에 변위 가능하고, 제어부재를 원주방향에 변위시켜서 적어도 하나의 제 2의 흡입구의 개방각도를 변화시킨다. 연통로가 제 1의 압력실과 흡입실과를 연통한다. 제어밸브수산이 흡입실내의 압력에 응답하여 이 압력이 제 1의 소정치 이상일때 연통로를 폐쇄하고 이 흡입실내의 압력이 이 제 1의 소정치 이하일때 이 연통로를 개방하고, 그것에 의하여 제 1의 압력실내의 고압을 변화시킨다.

용량증가 수단이 상기 흡입실내의 압력에 응답하여 이 압력이 제 2의 소정치 이상일때, 적어도 하나의 제 2의 흡입구의 개방각도가 감소하는 방향에 제어부재를 원주방향에 변위시킨다.

더욱 양호하게 교축을 가진 제 1의 연통로가 제 1의 압력실과 압력배출실과를 연통한다. 제 2의 연통로가 제 1의 압력실과를 흡입실과를 연통한다. 제어수단은 흡입실내의 압력에 응답하여 이 압력이 제 1의 소정치 이상일때, 제 2의 연통로를 폐쇄하고 이 흡입실의 압력이 이 제 1의 소정치 이하일때 제 2의 연통로를 폐쇄하고 제 1의 압력실내의 고압을 변화시킨다.

제 3의 연통로가 제 1의 연통로를 바이패스하여 제 1의 압력실과 압력배출실과를 연통한다. 비이패스수단이 제 3의 연통로내에 배치되고 압력배출실부터의 압력에 응답하여 이 압력이 제 2의 소정치 이하일때 제 3의 연통로를 개방하고 이 압력이 제 2의 소정치 이상일때 제 3의 연통로를 폐쇄한다.

본 발명의 상술의 및 다른 목적, 특징과 이점이 첨부한 도면을 참조로 하여 상세한 설명부터 나타날 것이고, 모든 도면을 통하여 대응요소 및 부재에는 공통의 참조번호를 표시한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조로 하여 설명한다.

제 1도 내지 제12도는 본 발명의 제 1실시예에 따른 가변용량식 베인형 압축기를 표시하고, 여기에서 하우징(1)은 일단면이 개구하는 원통형의 케이스(2)와 이 케이스의 일단면이 그 개구면을 폐쇄하는 방법으로 볼트(도시새략)로 부착한 앞헤드(3)을 가진다. 케이스(2)의 뒷측상면에는 열매체 및 냉매가스의 배출포오트(4)가 또한 앞헤드(3)의 상면에는 냉매가스의 흡입포오트(5)가 형성된다. 배출포오트(4)와 흡입포오트(5)는 후술하는 압력배출실과 흡입실에 각기 연통된다.

펌프본체(6)가 하우징(1)내에 수용된다. 펌프본체(6)는 캠링(7), 이 캠링(7)의 양측개구단에 이 개구면을 폐쇄하도록 부착한 앞측블폭(8)부터 된 실린더와 실린더내부에 회전자재로 수납한 원형상의 로우터(10)와 이 로우터(10)의 구동축(11)과를 주요 구성요소로 하고 있다. 이 구동축(11)은 사이드블록(8)및 (9)에 제공된 한쌍의 래디알베어링(12) 및 (12')에 회전 가능하게 지지된다. 구동축(11)을 앞헤드(3)내의 구동축(11)의 주위에 제공된 기계적인 밀봉부재(46)에 의하여 기밀상태로 밀봉된 채로 앞측블록(8) 및 앞헤드(3)을 통하여 연장하고 있다.

캠링(7)은 제 2도에 표시된 바와같이 타원단면을 가진 내부주위면(7a)을 가지고, 이 캠링(7)의 내부 주위면(7a)과 로우터(10)의 외주면과의 사이에 대칭적으로 한쌍의 공간(13) 및 (13)이 형성된다.

로우터(10)는 그의 직경방향에 연하는 베인홈(14)이 주위방향에 등간격으로 복수(이 실시예에서 4개) 형성되고, 각 베인홈(14)은 로우터(10)의 양단면에 개구하고, 이들의 베인홈(14)내에 베인(15₁-15₄)이 각각 방사상으로 미끄러지게 맞추어진다. 인접하는 베인(15₁-15₄)은 그들의 사이의 캠링과 로우터(10)와 앞 및 뒷측블록(8,9)의 대향하는 내부단면과 협동하여, 4개의 압축실(13a-13d)을 형성한다.

베인홈(14)은 로우터(10)의 양측의 단면에 개구한다. 냉매흡입포오트(16,16)가 제 2도 내지 제 7도에 표시된 바와같이 대칭적으로 앞측블록(8)에 형성된다.

이들 냉매흡입포오트(16,16)는 베인(15₁-15₄)에 의하여 구분되는 압축실(13a-13d)의 용적이 최대로 될때에 개방부터 폐쇄로 되는 위치에 배치되어 있다.

냉매흡입포오트(16,16)는 앞측블록(8)을 축방향으로 연장하고, 이들 냉매흡입포오트(16)을 통하여 앞헤드(3)와 앞측블록(8)과의 사이의 흡입실(저압측실)(17)과 흡입행정의 압축실(13a,13c)이 서로 연통된다.

냉매배출포오트(18,18)가 캠링(7)의 대향하는 측벽에 형성되고, 이들 배출포오트(18)을 통하여 케이스(2)내의 압력배출실(고압측실)(19)과 압축행정의 압축실(13b,13d)이 연통된다. 이들 냉매배출포오트(18,18)에는 제 2도에 표시한 바와같이 배출밸브(20) 및 밸브제지기(21)에 각기 제공된다.

앞측블록(8)은 제 5도 내지 제 7도에 표시한 바와같이 로우터(10)에 면하는 단면에 로우터(10)보다 큰 직경의 환상의 요홈(22)을 가진다.

이 요홈(22)의 존재로 인하여 앞측블록(8)의 단면에는 로우터(10)의 단면과 접촉하는 부분이 없게 되어 있다. 요홈(22)내에 그의 주연에 연하여 연장하는 원호상의 제 2의 흡입포오트(23,23)가 대칭적으로 형성되고, 이 들 제 2의 흡입포오트(23,23)를 거쳐서, 흡입실(17)과 흡입행정의 압축실(13a,13c)이 연통된다.

이들 제 2의 흡입포오트(23,23)는 각각 대응하는 냉매흡입포오트(16,16)보다도 베인의 진행방향 전방측의 주위방향 위치에서 압축실(13a,13c)에 개구하고 있다. 이 요홈부(22)내에는 제 2의 흡입포오트(23,23)의 개방각도를 제어하기 위한 링상의 제어부재(24)가 정역회전 가능하게 수용되어 있다.

이 제어부재(24)의 외주면에는 그 주위방향에 대칭적으로 원호상의 절결부(25,25)가 형성되고, 그 제어부재(24)의 한측면에는 주위방향에 대칭적으로 돌편상의 구획판(26,26)이 일체적으로 돌설되고, 이들 구획판(26,26)은 앞측블록(8)의 요홈(22)에 개구하고, 제 2의 흡입포오트(23,23)와 연통하고 이것과 주위방향에 일부 중첩하는 위치에 형성된 원호상의 공간(27,27)이 미끄러지게 수용된다. 이 원호상의 공간(27,27)내는 구획판(26)에 의하여 제 1의 압력실(27₁)과 제 2의 압력실(27₂)로 구분되고, 제 1의 압력실(27₁)은 대응하는 흡입포오트(16) 및 제 2의 흡입포오트(23)를 통하여 흡입실(27)에 제 2의 압력실(27₂)은 앞측블록(8)에 형성된 제한통로(28)를 통하여 압력배출실(19)에 각기 연통한다.

2개의 실(27₁,27₂)은 제어부재(24)에 형성된 연통로(29)에 의하여 서로가 연통된다.

앞측블록(8)에는 제 5도에 표시된 바와같이 압력배출실(19)과 베임홈(14)의 내단면과를 연통하는 연통로(46)가 형성된다.

연통로(24)는 일단이 압력배출실(19)에 개구하고, 타단이 앞측블록(8)의 환상에 요홈(22)의 베인홈(14)의 냉방단의 배압실(14a)과 대향하는 소정개소에 개구하고 주위방향에 등간격으로 형성된 복수의즉, 3개의 작은 직경의 예로서 직경 0.5mm의 배압포오트(47,47,47)에 연통된다.

다른 한편으로 제어부재(24)의 내부연의 소정개소에는 제 2의 절결부(48)가 형성되고, 따라서 제어부재(24)가 제 1의 절결부(25,25)가 원주방향에 변위하여 제 2의 흡입포오트(23,23)의 개방각도를 크게하고 감에 따라, 제 2의 절결부(48)는 배압포오트(47,47,47)의 각 포오트를 하나씩 개구하여 간다. 이와같이 하여 배압실(14a)내의 베인(15₁-15₄)의 가단면에 배압을 공급하는 배압포오트(47,47,47)의 개구면적의 총합치를 제어할 수 있게 되어 있다.

상기 제어부재(24)에는 한측면 중앙부 및 수압돌기(26)의 양반경방향 단면에 걸쳐 제 8도에 표시된 바와같이 특수형상의 시일부재(30)가 설치된다. 이 시일부재(30)에 의하여 제 3도에 표시된 바와같이 제 1 및 제 2의 압력실(27₁) 및 (27₂)과의 사이가 제 1도에 표시된 바와같이 제어부재(24)의 한측면 중앙부와 앞측블록(8)의 환상요홈(22)의 중앙부와의 사이가 각각 기밀상태로 밀봉된다.

제어부재(24)는 부세부재인 코일스프링(31)에 의하여 제 2의 흡입포오트(23)의 개방각도를 크게하는 방향, 즉 제 5도의 화살 B에 의하여 표시된 방향에 부세된다. 이 코일스프링(31)은 흡입실(17)측에 축방향으로 연장하는 앞측블록(8)의 중앙보스(8a)에, 타단이 제어부재(24)에 각기 연결된다.

제 2의 압력실(27₂)은 제 1도 및 제 3도에 표시된 바와같이 앞측블록(8)에 형성된 연통로(32a,32b)에 의하여 흡입실(17)에 연통되고, 이 연통로(32a,32b)를 개폐하는 제어밸브기구(33)가 배치된다.

이 제어밸브기구(33)는 흡입실(17)내의 압력에 응하여 작동된다. 제 1도 및 제 8도에 표시된 바와같이 흡입실(17)내에 배치된 가요성벨로우즈(34)와 흡입실(17)에 연속인 요홈(17a) 내에 배치된 밸브케이스(35)와 보올밸브(36)와 이 보올밸브(36)는밸브를 여는 방향에 부세하는 코일스프링(37)부터 된다. 흡입실(17)측의 압력이 소정치 이상일때, 벨로우즈(34)는 수축상태에 있어서, 보올밸브(36)는 스프링(37)의 부세력에 의하여 연통로(32a)를 폐쇄한다. 흡입실(17)측의 압력이 소정치 이하일때, 벨로우즈(34)는 팽창상태로 되어 그의 선단의 봉(34a)에 의하여 보올밸브(36)는 스프링(37)의 부세력에 대항하여 압압되어서 연통로(32)를 개구한다.

밸브케이스(35)와 앞측블록(8)과의 사이에는 0링(38)이 끼어진다.

다른 한편으로, 구동축(11)의 단부에는 동력전달수단인 자기클러치(40)가 접속되고, 이 자기클러치(40)는 허브(41)에 의하여 구동축(11)의 단부에 고착된 전기자판(42)과 앞헤드(3)의 보스부에 보올베어링을 경유하여 회전자재로 지지된 플리이(43)와 앞헤드(3)의 단면에 고정된 클러치코일(44)부터 된다.

이제 상기 구성으로된 베인형 압축기의 작동을 설명한다.

플리이(43)가 차량의 기관등에 관련하여 회전되어서 자기클러치(40)를 거쳐서 로우터(10)가 제 2도중 시계방향에 회전하면, 베인(15₁-15₄)이 원심력 및 베인배압에 의하여 베인홈(14)부터 방사방향에 돌출하고, 그의 선단면이 캠링(7)의 내주면(7a)에 미끄러지는 접촉으로 로우터(10)와 일체로 회전하고, 각 베인(15₁-15₄)으로 구분된 압축실(13a,13c)의 용적을 확대하는 흡입행정동안, 냉매흡입포오트(16)부터 압축실(13)내에 열매체인 냉매가스를 흡입하고, 이 압축실(13b,13d)의 용적을 축소하는 압축행정에서 냉매가스를 압축하고, 압축행정말기의 배출행정에서 이 압축냉매가스의 압력으로 배출밸브(20)가 개방되어, 이 압축냉매가스는 냉매배출포오트(18), 압력배출실(19) 및 배출포오트(4)를 순차 거쳐서 도시되지 않은 공기조화장치의 열교환 회로에 공급된다.

상술된 압축기의 작동동안, 저압측인 흡입실(17)내의 흡입압력이 냉매흡입포오트(16)를 통하여 각공간(27)의 제 1압력실(27₁)내에 도입되고, 또 고압측인 압력배출실(29)내의 배출압력이 제한통로(28)를 통하여 또는 제한 통로(28) 및 연통로(29)를 통하여 각공간(27)의 제 2의 압력실(27₂)내에 각기 도입된다.

제 1의 압력실(27₁)내의 압력(Ps)과 코일스프링(31)의 부세력과의 화(S)의 힘(제어부재(24)를 제 2의 흡입포오트(23)의 개방각도가 크게 되는 방향에 작용하는 힘, 즉 제 5도의 화살 B에 의하여 표시된 방향에 회동시키는 힘)과 제 2의 압력실(27₂)내의 압력(Pc)(제어부재(24)를 제 2의 흡입포오트(23)의 개방각도가 작게 되는 방향에 작용하는 힘, 즉 제 5도중 화살 A방향에 회동시키는 힘)과의 차압에 응하여 제어부재(24)가 회동하여 제 2의 흡입포오트(23)의 개방각도가 제어되고, 이것에 의하여 압축개시 시기가 변화하고,배출용량이 제어된다.

상기차압이 영, 즉 압력의 화(S)와 제 2의 실(27₂)내의 압력(Pc)의 평형되었을때, 제어부재(24)의 회동이 정지한다.

더욱 상세하게 제 9도에표시된 바와같이 압축기의 저속운전시에 있어서, 흡입실(17)내의 냉매가스의 압력(Ps)이 비교적 높기 때문에 제어밸브기구(33)의 벨로우즈(34)는 수축하고 보올밸브(36)가 연통로(32a)를 폐쇄한 상태에 있고, 제 2의 실(27₂)내의 압력(Pc)이 제 1의 실(27₁)내의 압력(Ps)과 코일스프링(31)의 제 9도중 화살B방향의 부세력과의 화의 힘을 넘어서, 제어부재(24)는 제 9도중 화살 A방향에의 회동한계위치에 회동 유지되어, 이 제어부재(24)에 의하여 제 9도에 표시된 바와같이 제 2의 흡입포오트(23,23)의 전체가 폐쇄된다(개방각도 0).

결과적으로, 냉매흡입포오트(16)부터 압축실(13a,13c)내에 흡입된 냉매가스의 모드가 압축되어서 배출되기 때문에, 압축기의 배출용량이 제10도의 사선부에 의하여 표시된 바와같이 최대로 된다(전용량가동). 이때에, 제어부재(24)가 모든 배압포오트(47,47,47)를 폐쇄하므로, 베인(15₁-15₄)의 기단면에는 사이드블록(8,9)과 로우터(10)와의 틈새를 통하여야만 압력배출실(19)의 냉매압력이 배압으로서 공급된다.

다른 한편으로,압축기가 고속운전상태로 될때, 흡입실(17)내의 흡입압력(Ps)이 저하되므로 , 제어밸브(33)의 벨로우즈(34)가 팽창하여 봉(34a)이 보올밸브(36)를 스프링(37)의 부세력에 대항하여 압압해서 흡입압력에 응한 개방도로 개방하고, 연통로(32a)가 개방한다. 따라서,제 2의 압력실(27₂)내의 압력(Pc)이 연통로(32a,23b)를 통하여 저압측인 흡입실(17)내에 누설하기 때문에 이 제 2의 압력실(27₂)내의 압력(Pc)이 저하한다. 결과로서, 제어부재(24)는 제11도중 화살 방향에 회동하고, 제 12도에 표시한 바와같이 이 제어부재(24)의 절결부(25,25)가 제 2의 흡입포오트(23)와 합치하는 것에 의하여 제 5도중 실선 및 제 12도에서 표시한 바와같이 이 제 2의 흡입포오트(23,23)가 개구하고 흡입실(17)내의 냉매가스가 냉매흡입포오트(16,16)를 통하여서만 아니라 제 2의 흡입포오트(23,23)을 통하여 압축실(13a,13c)에 당겨진다. 그러므로 제 2의 흡입포오트(23)가 개방된 정도에 대응하여 양에 의하여 압축행정의 개시시기가 지연되고, 또는 압축행정기간이 감소되어, 압축실내의 냉매가스의 압축량이 감소되어, 제 12도의 점선부에 의하여 표시된 바와같이 압축기의 배출량이 감소된다(일부용량 가동)

제 2의 흡입포오트(23,23)의 개방각도는 제 1의 압력실(27₁)내의 압력(Ps)과 코일스프링(31)과의 화의 힘과, 제 2의 압력실(27₂)내의 압력(Pc)과가 평형하는 치에서 제어된다. 흡입실(17)내의 흡입압력의 변화에 응하여 제어부재(24)의 회동위치가 연속적으로 변화하므로 압축기의 연속적인 가변 용량제어가 가능하다.

상술된 바와같이 일부 가동상태에 있어서는, 제 2의 흡입포오트(23,23)의 개방각도가 보다 크게 됨에 따라, 제어부재(24)의 제 2의 절결부(48)에 의하여 배압포오트(47,47,47)가 계속적으로 개방된다.

따라서, 배압포오트(47,47,47)의 전체의 개방면적은 증대되어, 압축기간이 감소되어, 압력배출실(19)내의 냉매압력이 저하된 것만큼, 배압포오트(47,47,47)의 개구면적이 크게 되어 압력배출실(19)내의 냉매압력이 보다 많이 베인의 내부단면에 공급되어 베인(15₁-15₄)이 배압이 저하하지 않게 된다. 이 결과, 베인의 배압은 압축기의 배출용량에 대하여 일정하게 되어, 베인(15₁-15₄)의 선단의 캠링(7)의 내주면으로의 압압력이 일정하게 유지된다. 더우기, 압축기의 일부가 동상태는 로우터(10)가 고속회전시에 생기지만, 이때 배압포오트(47,47,47)의 개구면적이 크게되는 것에 수반하여, 사이드블록(8,9)과 로우터(10)과의 사이에 공급되는 윤활유의 량은 로우터(10)의 고속회전에 충분한 양으로 된다.

상기 제 1실시예에 있어서는, 압력배출실(19)에 연통하여 베인(15₁-15₄)의배부에 배압을 공급하는 배압포오트(47,47,47)를 앞측블록(8)의 1개소에 제공하고, 배압포오트(47,47,47)를 개페하는 제 2의 절결부(48)를 제어부재(24)의 1개소에 제공하였지만, 이것에 한정되지 않고, 앞측블록(8)에 대칭위치의 2개소의 배압포오트를 제공하고, 이들의 배압포오트를 각기 개폐하는 제 2의 절결부를 제어부재(24)의 2개소에 제공하여도 좋다.

일반으로, 상기 구성부터된 베인형 압축기는 예로서, 제22도에 표시된 바와 같이 앞측블록(8) 및 뒷측블록(9)으로 폐쇄한 캠링(7)내에 배치된 로우터(10)가 원활하게 회전하게 이 로우터(10)와 뒷측블록(9)의 단면과의 사이에 틈새(C₁)를 이 로우터(10)와 앞측블록(8)의 단면과의 사이에 틈새(C₂)를 각기 마련하고 있다. 이들의 틈새(C₁) 및 (C₂)는 캠링(7) 및 로우터(10)의 크기의 오차, 사이드블록(8,9)에 의하여 캠링(7)을 압축하였을때의 캠랭(7)의 변형 및 실린더내의 냉매압력에 의한 캠링(7)이나 사이드블록(8,9)의 변형등을 보상하는 치로 설정된다.

더우기, 베인형 압축기의 캠링은 내부주위면이 타원의 캠을 가지므로, 베어주배(24)는 압측블록(8)의 환상의 요홈(22)의 바닥면과, 캠링(7)이 최소의 내경(제 3도)를 가진 대칭부에 대향된 캠링(7)의 단면간에 유지된다. 이 제어부재(24)를 원활하게 회동시키기 위하여, 제어부재(24)와 캠링(7)의 단면이 최소의 직경으로 되는 대칭부분과의 사이에 틈새(C₃)가 제어부재(24)와 환상요홈(22)의 바닥면과의 사이에 틈새(C₄)가 상술된 틈새(C₁) 및 (C₂)에 부가하여 제공된다. 그러나, 상기 가변 용량식 베인형 압축기에 있어서, 틈새(C₁-C₄)가 제공되었기 때문에 제어부재(24)와 로우터(10)와의 양대향 단면과의 틈새가 C₂+C₃로 되어, 실린더부터 이 틈새(C₂+C₃)를 거쳐서 제 2의 흡입포오트(23)를 경유하여 흡입실(17)에 누설하는 누설냉매등이 많아지는 경향이 있어, 로우터(10)의 회전구동력을 더 크게 필요로 하는 동시에, 그것에 의하여 압축기 전체에 불필요한 열을 발생하고, 배출냉매온도가 상승하는 문제가 생긴다.

본 발명은 제 1 실시예의 제 1도에 표시된 바와같이 흡입실(17)쪽으로 면하는 그들의 단면이 로우터(10)와 제어부재(24)의 대향하는 단면간과, 요홈(22)의 대향하는 바닥면과 제어부재(24)의 단면간에 뒷측블록(9)과 로우터(10)의 대향하는 단면간에 각기 연장하는 틈새(C₁),(C₄) 및 (C₅)를 가지고 서로가 축방향으로 일치하도록 캠링(7)과 로우터(10)를 설계하는 것에 의하여 이 문제를 해결하였다.

이 최소의 틈새(C₅)는 로우터(10)의 회전에 필요한 틈새(C₂) 및 제어부재(24)의 회동에 필요한 틈새(C₂)중치가 큰것, 즉 C₅₌C₂또는 C₅<C₂+C₃로 되도록 설정한다.

그러므로 본 발명에서는 제22도에 표시한 종래의 틈새(C₂) 및 (C₃)의 양자의 효과를 틈새(C₅)가 겸비하므로, 제어부재(24)의 회동에 필요한 틈새를 작게할 수가 있고, 그 결과 베인형 압축기의 냉매의 누설을 작게 하고 구동력의 경감, 배출냉매온도의 저감이 도모된다.

더우기, 본 발명에 따르면 상기의 틈새를 확보하기 위하여 제13도에 최량으로,표시된 바와같이 제어부재(24)와 제 2의 흡입포오트(23)를 가지는 사이드블록(8)의사이 및 제어부재(24)과 로우터(10)와의 사이에 소정크기의 최소간격을 유지하기 위한 틈새 유지수단인 심(70,71)이 제공된다.

상세하게 제어부재(24)와 앞측블록(8)과의 사이 및 제어부재(24)와 로우터(10)와의 사이에 제어부재(24)가 구동축(11)의 축방향에 제13도중 우 또는 좌방향에 이동하였을때에 각기 각 부재간에 소정크기의 최소간극(C₄) 및 (C₅)을 유지하게 심(70,71)이 제공되고, 간극은 예로서 1-10 마이크론,양호하게 5마이크론정도로 설정된다. 제 13도에 표시한 바와같이 제어부재(24)는 앞측블록(8)(정확하게 요홈(22)의 바닥면)과 로우터(10)간을 최대행정, 양호하게 35마이크론에 걸쳐 축방향 이동이 가능하게 되어, 따라서 제어부재(24)의 축방향이동에 수반하여 제어부재(24)와 요홈(22)저면간 및 제어부재와 로우터(10)간의 각 틈새는 양호하게 5 내지 35 마이크론의 사이에서 변화한다.

압축기의 전용량가동 동안, 원호상 공간(27)의 제 2실(27₂)의 압력은 베인압력보다도 상승하기 때문에, 제어부재(24)는 로우터(10)측에 편위하지만, 심(71)에 의하여 제어부재(24)와 로우터(10)와의 사이에 최소한의 간극(C₅), 예로서 5 마이크론이 유지되기 때문에, 제어부재(24)의 회동이 저지되는 일이 없다.

환언하면, 제어부재(24)와 로우터(10)와의 접동저항이 최소로 억제되므로 제어부재(24)의 회동이 원활하게 행하여져 그의 제어성이 향상된다.

역시, 압축기가 일부 가동상태로 절체될때, 베인배압은 원호상 공간(27)의 제 2의 실(27₂)의 압력보다 높게 되어 제어부재(24)가 앞측블록(8)측에 편위되지만 그 경우에도 심(70)에 의하여 이 앞측블록(8)과의 사이에 최소한의 간극 C₄, 예로서 5마이크론이 유지되기 때문에 제어부재(24)의회동이 원활하게 행하여져 원활하게 일부 가동상태에 이행할 수가 있다.

압축기의 전가동시에 있어서는, 제어부재(24)가 로우터(10)측에 편위하여 이 간극(C₅)이 최소, 예로서 5마이크론으로 되어서 압축된 냉매 및 베인배압의 누설량이 감소되기 때문에 압축기의 압축효율이 더욱 향상한다.

한편으로, 일부 가동시에는 제어부재(24)가 앞측블록(8)의 요홈(22)의 바닥측에 편위하여 간극(C₄)이 최소(예로서 5마이크론)로 되어, 따라서 압축된 냉매와 베인배압의 누설량이 증가하기 때문에 압축기의 압축효율이 저하한다.

원호상 공간(27)의 제 2이 실(27₂)내의 압력이 항상 베인배압보다도 높게 되는 구조의 경우에는, 제어부재(24)가 앞측블록(8)측에 압력을 가하지 않으므로 하나의 심(71)만 마련하면 된다. 역으로, 제 2의 실(27₂)내의 압력이 항상 베인배압보다도 낮은 구조의 경우에는 다른쪽의 심(70)만으로 좋다.

심(70,71)의 미덕에 의하여, 제어부재가 냉매가스의 압력에 의하여 제촉되는 측에 항상 소정크기의 최소간극이 유지되므로, 이 제어부재는 항상 원활하게 회동할 수가 있어서 제어의 신뢰성이 더욱 향상된다.

심(70,71) 대신에 하나 또는 두개의 로울러베어링, 양호하게 니이들베어링을 설치하여 상기 소정크기의 간극을 유지시킬 수도 있고, 예로서, 제 14도와 같이, 제어부재(24)와 앞측블록(8)간에 1개 마련하면, 이 니이들베어링의 작용에 의하여 제어부재(24)의 회동은 한층 원활하게 되어 제어성이 향상한다.

대신으로 니이들베어링이 각각의 심(70,71)에 인접하여 배치되어도 좋다.

더우기, 간극 유지부재로서 심 또는 니일들베어링 대신에 제어부재(24), 앞측블록(8) 및 로우터(10)의 적어도 한 부재에 돌기가 일체로 형성되어도 좋다.

제15도는 캠링(7)의 흡입실(17)측 단면과 로우터(10)의 흡입실(17)측 단면과의 축방향 위치를 동일하게한 제 1도의 틈새(C₅)의 설정에 대하여, 로우터(10)의 흡입실(17)측 단면을 앞측블록(8)의 요홈(22)내에 약간 삽입하게 하여, 링상제어부재(24)와 로우터(10)와의 사이의 틈새(C₅)를 0으로 한 변형예를 표시한다. 이 제15도에 표시한 바와같이 틈새(C₅)가 없어도 밀봉부재(30)의 탄성에 의하여 제어부재(24)가 축방향에 이동되기 때문에 로우터(10)의 회전과 제어부재(24)의 회동이 원활하게 된다.

제 16도 및 제 17도는 본 발명의 제 2실시를 표시한다. 이 제 2실시는 제 1실시예의 제어밸브기구(33)에 이 기구의 히스테레시스를 방지하기 위한 히스테레시스방지수단(그것에 맞추어진 플런저(39)와 관통공(45)를 가진)을 구비한 점이 제 1실시예와 상이하다. 제 17도에 최량으로 표시된 제 2실시예에서, 제 1도의 제어밸브기구(33)에 대응하는 제어밸브기구(33a)는 가요성벨로우즈, 케이스(35), 보울밸브(36) 및 이 보울밸브(36)를 닫는 방향에 코일스프링(37)과 플런저(39)부터 된다. 플런저(39)는 이 제어밸브기구(33a)의 히스테레시스를 방지하여 개폐를 원활하게 제공된 것으로서, 앞측블록(8)에 요홈(17a)과 이 앞측블록(8)의 캠링(7)쪽에 면하는 단면과에 걸쳐 천설된 관통공(45)에 접동 가능하게 삽입된다.

이 관통공(45)에는 앞측블록(8)과 캠링(7)과의 틈새(도시안함)를 거쳐 압력배출실(19)의 배출압력(Pd)이 공급되어 플런저(39)는 그 배출압력(Pd)에 의하여 항상 보올밸브(36)측에 부세되어, 그의 선단면이 보올밸브(36)에 접촉된다. 연통로(32a)의 대향 개구단면에 접하는 보올밸브(36)의 시이트면적(S)과 플런저(39)의 반대보올밸브측단면(수압면)의 면적(S')과는 거의 동일하게 되어 형성된다. 압력(Ps)(저압실부터의)이 소정치 이상일때, 벨로우즈(34)는 수축상태에 있어서, 보올밸브(36)는 스프링(37) 및 플런저(39)의 부세력에 의하여 연통로(32a)를 폐쇄한다. 다른 한편으로, 흡입실(17)측의 압력(Ps)이 소정치 이하일때, 벨로우즈(34)는 팽창상태로 되어 그의 선단의 봉(34a)에 의하여 보올밸브(36)는 스프링(37) 및 플런저(39)의 부세력에 대항하여 압압되어서 연통로(32a)를 개방한다.

다음에 제 17도를 참조하면, 제어밸브기구(33a)의 플런저(39)는 히스테레시스를 제어하기 위하여 어떻게 작동하는가가 설명된다.

우선, 플런저(39)가 제공되지 않은 경우를 생각한다.

보울밸브(36)는 제어밸브기구(33a)를 폐쇄하는 방향에 스프링(37)의 부세력과 압력실(27)의 제 2의 압력실(27₂)내의 압력(Pc)(3.0-14.0kg/cm²)과의 화의 힘이 작용하는 한편, 이 제어밸브기구(33a)를 개방하는 방향에 팽창시의벨로우즈(34)의 압압력이 작용한다.

제어밸브기구는 실질적으로 흡입실(17)측부터의 저압력실부터의 압압력의 치에만 응하여 응답성 좋게 개폐하는 것이 바람직하다.

벨로우즈(34)가 팽창하여 보올밸브(36)가 개방상태에 있을때는 제 2의 압력실(27₂)에 제한통로(28)를 거쳐서 배출압력(Pd)이 공급된다. 따라서, 요홈(17a)내의 압력(Pc)은 흡입실(17)의 흡입압력(Ps)보다 높으므로 제 2의 압력실(27₂)부터 흡입실(17)로의 유체의 흐름이 생기고, 보올밸브(36)가 개방하고저할때는 밸브체와 밸브시이트(35c)간의 좁은 유로를 통하는 흐름에 의하여 밸브체의 밸브시이트(35c)와 대향하는 면에 S×△ P'(△ P=Pc-Ps : S는 보올밸브(36)의 시이트면적)인 힘이 밸브 개방방향(제17도중 우방향)에 가해진다. 따라서 밸브 개방위치에 있는 보올밸브(36)는 S×△P의 힘에 의하여 벨로우즈(34)가 수축하여도 밸브 개방위치에서 즉시 이동할 수가 없게 된다. 한편, 벨로우즈(34)가 수축한후 보올밸브(36)가 밸브폐쇄 위치에 되면, 제 2의 압력실(27₂)과 흡입실(17)과가 차단되어, 제한통로(28)를 거쳐서 배출압력(Pd)(예로서 14kg/cm²)이 도입되는 실(27₂)내의 압력(Pc)이 배출압력(Pd)에 거의 동등한 높은 치로 되어, 보올밸브(36)에는 제17도중 좌방향에 비교적 큰힘 S×△P'(△P'=Pc-Ps)가 가해진다. 따라서 보올밸브(36)가 한번 밸브 개방위치에 이동하면, 그후 벨로우즈(34)가 팽창하여도 보올밸브(36)가 밸브 개방위치에 신속하게 이동할 수 없게 된다.

결과로서, 상기 구성의 보올밸브(36)의 개방위치와 폐쇄위치간의 이동에서 히스테레시스가 생겨 제어정밀도가 저하된다.

그러한 히스테레시스를 제거하기 위하여, 제 3실시예의 플런저(39)는 폐쇄방향으로 보올밸브(36)에 고정된 크기의 힘을 상시 적용하게 작용한다.

상세하게, 보올밸브(36)가 개방위치에 있을때는 제 2의 압축실(27₂)내의 압력(Pc)은 흡입실(17)내의 흡입압력(Ps)에 의하여 희석되어서 낮은치를 취하게 된다.(즉, Pc<Pd) 이때 압력(Pc)이 플런져(39)의 좌단면(S')에 배출압력(Pd)이 플런저(39)의 우단면(S')에 각기 작용한다. 따라서, 보올밸브(36)에 작용하는 힘은 아래식에 의하여 표시된다.

F=S(Pc-Ps)+S'(Pd-Pc) ……………………………………… (1)

S는 보올밸브의 수압면적이고, 플런저(39)의 각 단면의 수압면적(S')과 동일하다고 하면, 다음식(2)으로 대체된다.

F=S(Pd-Ps)……………………………………………………… (2)

상기식(2)에 의하여 개방위치에 있는 보올밸브에 작용하는 힘(F)은 항상 F=S(Pd-Ps)로 되어 압력(Pc)에 좌우되지 않는다. 따라서 보올밸브는 플런저(39)을 경유한 배출압력(Pd)과 흡입압력(Ps)과의 차압Pd-Ps과 스프링(37)의 힘에 의하여 폐쇄위치에 신속하게 적극적으로 앉혀진다.

밸브가 한번 폐쇄되면, 제 2압력실내의 압력(Pc)은 연통로(32a)를 통하여 누설되지 않으므로, 이 높은 압력(Pc)은 밸브(36)에 폐쇄방향(제16도의 좌방향)에 가해진다. 따라서,상기식(1)의 항 S'(Pd-Pc)는 0이 된다.

즉, 플런저(39)의 존재에도 불구하고, 폐쇄위치로부터 개방위치에 이동할 때의 보울밸브(36)에 가해지는 플런저(39)의 대항력은 0으로 되어 무시되므로, 밸브(36)는 종래의 밸브제어기구와 같이 지체없이 개방위치로 가게 된다.

결과로서, 보올밸브(36)의 개방위치부터 폐쇄위치로의 이동과 폐쇄위치부터 개방위치로의 이동간의 히스테레시스를 해소할 수가 있어 제어밸브기구의 밸브개폐압력을 스프링(37)의 스프링 정수를 선택하는 것에 의하여 설정할 수 가 있다.

역시, 배출압력(Pd)이 통상의 치(예로서 14kg/cm²)즉 압축기가 소용량화한 경우에는 보올밸브(36)는 플런저(39)에 의하여 높은 압력을 받기 때문에 개방되지 않고 흡입압력이 통상의 치(예로서 2kg/cm²)보다도 낮은 치(예로서 1.7kg/cm²)로 되어서, 비로서 예방하도록 자동조절된다. 결과로서, 제어부재(24)의 화살 B방향(제5도)에의 작동도 지연되어, 압축기의 배출용량은 크게 되어, 소위 가변 용량제어의 고압보정이 행하여진다.

상술된 바와같이, 히스테레시스 방지부재로서의 플런저(39)를 제공하는 것에 의하여 제어밸브기구의 히스테레시스가 방지되므로 제어성이 한층 향상되고, 배출압력이 통상보다도 높게된 경우의 소위 고압보정이 자동적으로 행하여진다.

제 18도 및 제 19도는 본 발명의 제 3실시예를 표시한다. 이 제 3실시예는 제 1도 실시예의 흡입실(17)에 당해 흡입실(17)내의 압력이 소정치 이상일때, 제어부재(24)를 제 2의 흡입포오트(23)의 개방각도가 작게되는 방향에 회동시키는 용량 증가기수(50)를 제공하는 점이 제 1도 또는 제1도의 실시예와 상이하다.

이 제 3실시예에서, 제 1실시예와 같이 제어부재(24)는 부세부재인 코일스프링(31)에 의하여 제 2의 흡입포오트(23)의 개방각도를 크게하는 방향,즉 제5도의 화살 방향에 부세되어 이 코일스프링(31)은 흡입실(17)측에 연출하고 있는 앞측블록(8)의 중앙보스(8a)의 외주측에 맞추어진다. 그러나 이 제 4실시예에서는 코일스프링(31)은 그의 일단(31a)이 중앙보스(8a)에 연결되고, 타단근처에는 고리로된 수압부(31b)및 타단에 훅(31c)이 형성된다.

이 고리로된 수압부(31b)는 앞측블록(8)의 제 2의 흡입포오트(23)의 하나에 위치되고, 훅(31c)은 제어부재(24)에 형성된 구멍(49)에 결합된다.

용량 증가기구(50)는 흡입실(17)의 주벽에 형성된 요홈(17b)내에 배치되고, 이 흡입실(17)내의 압력(흡입압력)을 감지하여 신축하는 벨로우즈(51)와, 이 벨로우즈(51)가 수용되는 가동틀(52)과 이 가동틀(52)의 일단면에 고착되어 있는 봉(53)과 부터된다.

이 벨로우즈(51)는 그의 일단에 형성된 돌기(51a)가 앞헤드(3)에 돌설된 스토퍼(54)에 결합하는 것에 의하여 그의 일단이 위치고정되고, 타단은 가동틀(52)의 타단면에 스크류(55)로 고정된다. 봉(53)의 선단에는 소경부(53Aa)가 형성되고, 이 소경부(53a)는 코일스프링(31)의 고리로된 수압부(31b)를 통하여 맞추어지고, 봉(53)의 대경부의 선단은 와셔(56)를 경유하여 고리로된 수압부(31b)에 이것은 압압변위 가능하게 접촉된다. 이 구성을 가지고, 흡입압력이 통상의 치(예로서 2kg/cm²)보다 높은 예로서 3kg/cm²의경우에는 벨로우즈(51)가 수축하기 때문에 가동틀(52)이 제18도에 표시된 바와같이 우상방향에 이동하고, 봉(53)이 코일스프링(31)의 부세력에 대항하여 고리로된 수압부(31b)를 압압변위하여 제어부재(24)를 제 5도중 A방향에 회동시키고, 흡입압력이 통상의 치(예로서 2kg/cm²이하)로 되면, 벨로우즈(51)가 팽창하여 가동틀(52)이 좌하방향에 이동하기 대문에 제어부재(24)는 코일스프링(31)의 부세력에 의하여 제 5도중 화살 B 방향에 회동하게 구성되어 있다.

다음에 상술과 같이 구성된 용량증가기구(50)의 작용을 설명한다. 가변 용량식 베인형 압축기의 가동시나 일부 가동상태부터 전가동상태에의 전환직후에 있어서는, 제 2의 실(27₂)내의 압력 (Pc) 이 낮게 되어,그 결과 제어부재(24)는 제 5도중 화살 B방향에 회동하여 제 2의 흡입포오트(23)의 개방각도가 크게된다.

그 때문에 제어부재(24)를 전가동방향(화살 A방향)에 회동시키기 위하여 필요한 압력 (Pc)이 신속하게 상승하지 않고, 배출용량의 증가가 늦어진다는 문제가 있었지만, 본 발명은 기동시나 전환시에 있어서는 흡입압력이 통상시보다 상승하고 있다는 점에 착목하여, 이 흡입압력의 상승을 감지하여 제어부재(24)를 전가동방향에 회동시키는 용량증가기구(50)를 제공하엿다.

즉, 흡입압력이 통상의 치보다 상승하면, 벨로우즈(51)가 수축하여 가동틀(52)이 제 18도중 우방향에 이동되기 때문에 봉(43)이 코일스프링(31)의 고리로된 수압부(31b)를 눌러서 제어부재(24)를 제 5도중 화살 A방향, 즉 전가동방향에 회동시킨다.

결과로서, 제 2의 흡입포오트(23)의 개방각도가 작게되기 때문에, 배출용량이 신속하게 증가한다.

압축기가 통상 운정상태로 되면, 흡입압력은 저하하기 때문에, 벨로우즈(51)가 팽창하여 가동틀(52) 및 봉(53)이 좌하방향에 이동하고, 제어부재(24)는 코일스프링(31)의 부세력에 의하여 제 5도중 화살 B방향에 회동하여 원상태로 북귀하기 때문에 통상의 가변제어가 행하여지게 된다. 이 방법으로, 압축기의 기동시 및 일부 기동상태부터 전가동상태로의 전환시에 있어서, 가변제어에 필요한 고압실측압력이 신속하게 얻어지므로, 기동 및 전환이 원활하게 행하여 진다.

첨언하면, 감지부재로서는 벨로우즈(51)의 대신에 브르돈관을 사용하여도 좋다.

제20도 및 제21도는 본 발명의 제 4실시예를 표시한다. 이 제 4실시예는 제 1실시예의 앞측블록(8)에 제한통로(28)를 바이패스하여 압력배출실(고압측실)(19)과 제 2의 압력실(27₂)과를 연통하는 바이패스통로(59)를 제공하고, 이 바이패스통로에 압력배출실(19)측의 압력이 소정치 이하일때 개구하고, 소정치 이상일때 폐쇄하는 바이패스밸브(60)를 제공하는 점이 제 1실시예와 상이하다.

상술한 바와같이, 원호상 공간(27,27)의 각각은 관련된(수압) 구획판(26)에 의하여 제 1및 제 2의 압력실(27₁) 및 (27₂)로 구분된다. 제 1의 압력실(27₁)은 대응하는 제 2의 흡입포오트(23)와 대응하는 흡입포오트(16)를 통하여 흡입실(17)과 연통하고, 제 2의 압력실(27₂)은 제한통로(28)를 통하여 압렬배출실(19)과 연통한다. 제 20도에 표시된 바와같이, 2개의 실(27₁,27₂)은 제어부재(24)에 형성된 연통로(29)에 의하여 서로가 연통된다. 제 4의 실시예에서는 바이패스통로(59)가 제한통로(28)와 병렬로 앞측블록(8)에 형성되고, 압력배출실(19)과 제 2의 압력실(27₂)의 하나를 연결하고, 바이패스밸브(60)가 그것에 제공된다. 이 바이패스 밸브(60)는 압력배출실(고압실)의 압력에 감응하여 개폐 작동하는 것으로서, 보올밸브(61)와 이 보올밸브(61)를 항상 개방방향에 부세하는 스프링(62)과 보올밸브(61)를 지지하는 스토퍼핀(62)과 보올밸브(61)를 지지하는스토퍼핀(63)과부터 된다. 압력배출실(19)측의 압력이 소정치보다 낮은 경우에는 스프링(62)의 부세력에 의하여 보올밸브(61)는 바이패스통로(59)를 개방하고, 압력이 소정치보다 높은 경우에는 이 압력에 의하여 보올밸브(61)는 스프링(62)의 부세력에 대항하여 바이패스통로(59)를 폐쇄하게 구성한다.

바이패스통로(59) 및 바이패스밸브(60)는 압축기의 기동시나 상기 의 일부 가동상태부터 전가동상태로의 전환시에 있어서는 압력배출실(고압실)(19)측의 압력이 저하하고 있어(예로서 10kg/cm²또는 이하)의 압력은 제한통로(28)를 거쳐서 제 2의 압력실(27₂)에 도입되기 때문에, 이 제 2의 압력실(27₂)의 압력이 신속하게 상승하지 않고 제어부재(24)가 신속하고 정확하게 작동하지 않은 우려가 생긴다는점에 비추어서 제공된 것으로서, 이 바이패스통로(59) 및 바이패스밸브(60)를 제공하는 것에 의하여 아래와 같은 작용효과가 얻어진다. 압력배출실(19)측의 압력이 소정치보다도 낮은 경우에는 제20도와 같이 스프링(62)의 부세력에 의하여 보올밸브(61)가 바이패스통로(59)를 개방하기 때문에 압력배출실(19)측의 압력은 이 바이패스통로(59)를 통하여 제 2의 압력실(27₂)에 도입되고, 이 실(27₂)의 압력이 신속하게 상승한다. 따라서, 제어부재(24)는 신속 및 정확하게 작동하고 압축기의 기동이나 일부 가동상태부터 전가동상태로의 전환이 원활하게 행하여진다.

압축기가 전가동상태로 되고 압력축실(19)의 압력이 소정치보다도 높게될때, 이 압력이 스프링(62)의 부세력을 극복하여 보올밸브(61)가 바이패스통로(59)를 폐쇄하기 때문에 이 압력은 제한 통로(28)를 통하여 제 2의 압력실(27₂)에 도입된다. 이 방법에서, 원호상 공간(27)의 제 2의 압력실(27)은 제한통로(28)와 바이패스밸브(60)를 가진 바이패스통로(59)를 경유하여 고압실(19)과 연통되고, 고압실부터의 압력이 낮을때 바이패스밸브(60)는 개방되고, 고압실부터의 제 2의 압력실(27₂)에 압력이 신속하게 도입되기 때문에, 제어부재가 항상 원활하게 작동되고 제어의 신뢰성이 한층 향상화 된다.

바이패스밸브(60)는 표시된 바와같은 보올형밸브 대신에, 고압실부터의 압력을 감지하는 센서부터의 출력에 응하여 개폐되게 배치된 전자기밸브로 구성되어도 좋다.

상술의 각 실시예에서는 제어부재(24)등을 포함하는 용량제어기구는 압축기의 앞측에 제공되었지만, 압축기의 뒷측에 상기 각 실시의 상술한 여러수단과 같이 제공되어도 좋고, 상술과 동등의 작용효과가 얻어진다.

Claims (14)

1. 가변 용량식 베인형 압축기가 캠링(7)과 이 캠링(7)의 양단을 폐쇄하는 앞 및 뒤측블록(8,9)에 의하여 형성되는 실린더를 가지고, 상기 실린더는 적어도 하나의 그것에 형성된 제 1의 흡입포오트(16)를 가지고, 로우터(10)가 상기 실린더내에 회전가능하게 수용되고, 앞 및 뒤측블록(8) 및 (9)의 하나가 로우터에 면하는 단면을 가지고 그것에 요홈(22)이 형성되고, 상기 로우터(10)에 형성된 각각의 홈(14)에 반경방형으로 미끄러지게 맞추어진 복수의 베인(15)과 상기 실린더를 수용하는 동시에 흡입실(17)과 베출압력실(19)과를 형성하는 하우징(1)과 상기 로우터(10)가 고착된 구동축(11)을 가지고, 이 구동축은 앞측블록(8)을 통하여 연장하고, 동력전달수단은 로우터(10)로부터 떨어진 앞측블록(8)의 한측의 구동축(11)에 설치되고, 여기에서 앞측실(13a-13d) 상기 실린더, 로우터(10) 및 서로 인접하는 베인(15)간에 형성되는 동시에 그 용적이 변화하여 상기 적어도 하나의 제 1의 흡입포오트(16)를 통하여 상기 흡입실(17)로부터 앞축실(13a-13d)로의 압축매체의 흡입과 이 압축매체의 압축 및 배출을 행하고, 적어도 하나의 제 2의 흡입포오트가 상기 앞 및 뒷측블록(8,9)의 한쪽에 형성되는 동시에 적어도 하나의 제 1의 흡입포오트(16)의 대응하는 것에 인접하고, 이 적어도 하나의 제 2의 흡입포오트(23)는 상기 흡입실(17)과 흡입행정에 있는 압축실(19)의 적어도 하나와를 연통하고 제어부재가 상기 앞 및 뒷측블록(8,9)의 한쪽이 로우터(10)에 면하는 단면에 형성된 요홈(22)내에 배치되고 로우터(10)의 회전과 동축상에서 회전하고 이 제어부재는 그의 원주방향의 위치가 상기 적어도 하나의 제 2의 흡입포오트(23)의 개방각도를 결정하고 그것에 의하여 압축매체의 압축개시시기를 결정하고, 간격유지수단이 제어부재(24)와 앞 및 뒷측블록(8,9)의 한쪽 및 로우터(10)의 적어도 한쪽과의 사이에 끼워져, 그들 사이에 소정의 최소 틈새를 유지하는 것을 특징으로 하는 가변 용량식 베인형 압축기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 간격유지수단은 앞 및 뒷측블록(8,9)의 하나에 형성된 요홈(22) 및 로우터(10)중의 적어도 하나와의 사이에 끼어진 적어도 하나의 심(70,71)을 가지는 것을 특징으로 하는 가변 용량식 베인형 압축기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 간격유지수단은 앞 및 뒷측블록(8,9)의 하나에 형성된 요홈(22) 및 로우터(10)중의 적어도 하나의 사이에 끼어진 적어도 하나의 로우터베어링(12)을 가지는 것을 특징으로 하는 가변 용량식 베인형 압축기.
4. 제 1항에 있어서, 캠링(7)과 로우터(10)는 앞 및 뒷측블록(8,9)의 하나에 면하는 단면을 가지고, 서로가 축방향으로 동일면상에 위치하는 것을 특징으로 하는 가변 용량식 베인형 압축기.
5. 제 1항에 있어서, 로우터(10)의 단면은 로우터에 면하는 앞 및 뒷측블록(8,9)의 하나의 단면에 형성된 요홈(22)에 약간 삽입되는 것을 특징으로 하는 가변 용량식 베인형 압축기.
6. 제 1항에 있어서, 압축기가 상기 로우터(10)의 각 홈(14)내에 형성되는 동시에 앞 및 뒷측블록(8,9)의 하나에 면하는 상기 로우터의 단면에 개구하는 배압실(14a)과 상기 앞 및 뒷측블록(8,9)의 하나의 로우터에 면하는 단면에 형성된 상기 요홈(22)에 개구하는 동시에 상기 배압실(14a)과 연통가능한 원주방향에 배열된 복수의 배압포오트(47)와 상기 배압포오트(47)와 상기압력배출실(19)과를 연통하는 연통로(32a,32b)를 포함하고, 상기 제어부재(24)는 배압포오트(47)에 반경방향에 대응하는 위치에 절결부(25)가 형성되고, 상기 제어부재(24)는 그것이 적어도 하나의 제 2의 흡입포오트(23)의 개방각도가 증대하게 원주방향에 변위됨에 따라 상기 절결부(25)가 배압포오트(47)를 순차 개구하여 이 배압포오트(47)의 전개구면적을 증대시키는 것을 특징으로 하는 가변 용량식 베인형 압축기.
7. 제 1항에 있어서, 상기 제어부재(24)는 압력배출실(19)로부터의 고압을 도입하는 제 1의 압력실(27₁)과 상기 흡입실(17)부터의 저압을 도입하는 제 2의 압력실(27₂)과를 형성하는 수압부를 가지고, 상기 제 1 및 제 2의 압력실은 상기 앞 및 뒷측블록(8,9)의 하나에 배치되고, 상기 수압부는 제 1의 압력실(27₁)내의 고압과 제 2의 압력실(27₂)내의 저압과의 차압에 응하여 원주방향에 변위 가능하고, 상기 제어부재(24)를 원주방향에 변위시켜서 적어도 하나의 제 2의 흡입포오트(23)의 개방각도를 변화시키고, 제 1의 압력실(27₁)과 흡입실(17)과를 연통하는 연통로와, 흡입실(17)내의 압력에 응답하여 이 압력이 제 1의 소정치 이상일때, 상기 연통로를 폐쇄하고, 이 흡입실(17)내의 압력이 이 제 1의 소정치 이하일때 이 연통로를 개방하고, 상기 제 1의 압력실(27₁)내의 고압을 변화시키는 제어밸브수단(33)과 상기 흡입실(17)내의 압력에 응답하여 이 압력이 제 2의 소정치 이상일때, 상기 적어도 하나의 제 2의 흡입포오트(23)의 개방각도가 감소하는 방향에 상기 제어부재(24)를 원주방향에 변위시키는 용량 증가수단과를 가지는 것을 특징으로 하는 가변 용량식 베인형 압축기.
8. 제 7항에 있어서, 제어부재는 적어도 하나의 제 2의 흡입포오트(23)의 개방각도를 증대하는 방향에 제어부재(24)를 압압하는 바이어스수단을 포함하고, 상기 용량 증가수단은 상기 흡입실(17)내의 압력에 응답하게 배치된 벨로우즈(34)과 이 벨로우즈와 상기 바이어스수단과를 작동적으로 접속하는 접속수단부터 되고, 상기 벨로우즈(34)는 흡입실(17)내의 압력의 증대에 응하여 변형하고 상기 적어도 하나의 제 2의 흡입포오트(23)의 개방각도가 감소하는 방향에 바이어스수단을 변형시키는 것을 특징으로 하는 가변 용량식 베인형 압축기.
9. 제 1항에 있어서, 제어부재는 압력배출실(19)부터의 고압을 도입하는 제 1의 압력실(27₁)과 흡입실(17)부터의 저압을 도입하는제 2의 압력실(27₂)과를 형성하는 수압부를 가지고, 상기 제 1및 제 2의 압력실은 앞 및 뒷측블록(8,9)의 하나에 배치되고, 수압부는 제 1의 압력실(27₁)내의 고압과 제 2의 압력실(27₂)내의 저압과의 차압에 응하여 원주방향에 변위 가능하고, 제어부재(24)를 원주방향에 변위시켜서 적어도 하나의 제 2의 흡입포오트(23)의 개방각도를 변화시키고, 교축을 가지고, 제 1의 압력실(27₁)과 압력배출실(19)과를 연통하는 제 1의 연통로와 제 1의 압력실(27₁)과 흡입실(17)과를 연통하는 제 2의 연통로와 흡입실(17)내의 압력에 응당하여 압력이 제 1의 소정치 이상일때, 제 2의 연통로를 폐쇄하고 흡입실(17)의 압력이 제 1의 소정치 이하일때, 제 2의 연통로를 폐쇄하고, 제 1의 압력실(27₁)내의 고압을 변화시키는 제어밸브수단과 제 1의 연통로를 바이패스하여 제 1의 압력실(27₁)과 배출압력실(19)과를 연통하는 제 3의 연통로와 이 제 3의 연통로 내에 배치되고 배출압력실(19)부터의 압력에 응답하여 이 압력이 제 2의 소정치 이하일때 제 3의 연통로를 개방하고, 이 압력이 제 2의 소정치 이상일때, 제 3의 연통로를 폐쇄하는 바이패스밸브수단을 가지는 것을 특징으로 하는 가변 용량식 베인형 압축기.
10. 제 9항에 있어서, 제 1및 제 3의 연통로는 앞 및 뒷측블록의 하나내에 서로 평하게 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 용량식 베인형 압축기.
11. 제 1항에 있어서, 상기 제어부재(24)는 배출압력실(19)부터의 고압을 도입하는 제 1의 압력실(27₁)과 흡입실(17)부터의 저압을 도입하는 제 2의 압력실(27₂)과를 형성하는 수압부를 가지고, 제 1및 제 2의 압력실은 앞 및 뒷측블록(8,9)의 하나에 형성되고, 상기 수압부는 제 1의 압력실(27₁)내의 고압과 제 2의 압력실(27₂)내의저압과의 차압에 응하여 원주방향에 변위 가능하고 제어부재(24)를 원주방향에 변위시켜서 적어도 하나의 제 2의 흡입포오트(23)의 개방각도를 변화시키고, 착좌부를 가지고 제 1의 압력실(27₁)과 흡입실(17)과를 연통하는 연통로와 이 연통로에 배치된 밸브를 가지는 제어밸브수단과 압력배출실(19)내의 압력에 응답하여 이 압력이 제 1의 소정치 이상일때, 연통로의 착좌부에 착좌하게 밸브를 압압변위시키고 압력배출실(19)내의 압력이 제 1의 소정치 이하일때, 밸브로 착좌부부터 이탈시키고, 제 1의 압력실(27₁)내의 고압을 변화시키는 작동기 수단과 압력배출실(19)부터의 압력에 응답하여 압축기의 작동중 밸브를 연통로의 착좌부 측에 상시 압압하는 압압수단을 가지는 것을 특징으로 하는 가변 용량식 베인형 압축기.
12. 제 11항에 있어서, 상기 압압수단은 압력배출실(19)과 최초에 언급한 연통로와를 연통하는 제 2의 연통로와 상기 제 2의 연통로내에 접동자재로 맞추어진 밸브(36)를 최초에 언급된 연통로내의 착좌부측에 상시 부세하는 플런지(39)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 용량식 베인형 압축기.
13. 제 12항에 있어서, 제어밸브기구(33)의 작동수단은 흡입실(17)내에 배치되고, 이 흡입실내의 압력의 감소에 수반하여 팽창하고, 상기 밸브를 압압하는 벨로우즈(34)를 가지는 것을 특징으로 하는 가변 용량식 베인형 압축기.
14. 제 12항에 있어서, 제어밸브기구(33)의 밸브체는 보올밸브(36)를 가지는 것을 특징으로 하는 가변 용량식 베인형 압축기.

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