KR900004604B1 - 압축기의 용량을 조절하기 위한 기구를 가진 냉매압축기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

압축기의 용량을 조절하기 위한 기구를 가진 냉매압축기

제1도는 본 발명의 한 실시예에 따른 냉매 압축기의 종단면도.

본 발명은 압축기에 관한 것으로, 특히, 압축기의 용량을 조절하기 위한 기구를 포함하는 공기 조화 장치를 위한 진동판형 피스톤 압축기를 위한 것이다.

일반적으로, 공기조화장치에 있어서, 온도의 제어는 냉각되는 실내에 위치한 온도조절장치의 신호에 반응하여 압축기의 단속동작에 의하여 성취되어진다. 일단 실내에 온도가 원하던 온도까지 내려갔으면, 일반적으로, 공기조화기의 냉매 용량은 실내에서 그 이상의 온도변화를 위해서와 원하던 온도로 실내를 유지하기 위해 더 이상의 냉매사용을 그리많이 필요로 하지 않는다. 그래서 실내가 요구된 온도로 내려가 냉각되어진후, 압축기의 출력을 제어하기 위한 수단은 압축기의 단속 작동에 의하여 가동된다.

압축기가 자동차의 공기조화기에 사용되어질 경우, 압축기는 전자기의 클러치를 통하여 자동차의 엔진에 의해 구동된다. 이러한 종래의 자동차 공기조화기는 일단 차내의 요구된 온도에 도달하면 앞에서 설명되었던 동일하게 부과되는 문제에 직면하게 된다. 압축기의 제어는 압축기를 위하여 자동차 엔진에 연결된 전자기 클러치를 통과하여 압축기의 단속 작동에 의해 이루어진다. 따라서, 압축기 구동을 위하여 요구되는 비교적 큰 부하(負荷)는 자동차 엔진에 대하여 단속적으로 적용된다.

아울러, 자동차 공기조화기의 압축기는 자동차의 엔진에 의하여 구동되어지기 때문에, 구동장치의 회전수는 순간순간 변화하므로, 냉매용량을 엔진에 회전수에 비례하여 변화하게끔 한다. 공기조화기의 증발기(evaporator)와 응축기(condenser)의 용량은 변화하지 않기 때문에, 압축기가 고속 회전으로 구동되어 질 때, 압축기는 무용한 일을 행한다. 압축기에 의한 쓸데없는 작동에 피하기 위하여 종래의 압축기는 클러치의 단속작동에 의해 제어되어졌다. 그런 까닭으로 큰 부하가 자동차 엔진에 대하여 단속적으로 작용되었다.

본 발명의 근본적인 목적은 냉매 압축기의 있어서, 압축기의 용량을 조절하기 위한 장치가 압축기의 단속작동을 배제하기 위해 포함되는 개량된 냉매 압축기에 관한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 냉매 압축기에서, 압축기의 구동을 위한 구동원의 하중이 절감되고, 압축기에 위한 에너지 소모가 절감되는 냉매 압축기에 관한 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 자동차용 공기조화기가 클러치 사이클(clutch cycling) 작용없이 작동되는 냉매 압축기에 관한 것이다.

본 발명에 따른 냉매 압축기는 실린더블록 부근에 다수의 크랭크실과 실린더와 함께 실린더블록을 가진 압축기 하우징을 포함하고 있다. 피스톤은 각 실린더내에서 활주할 수 있도록 배치되어 있고, 또한 캠로우터에 의해 구동되는 진동캠에 의하여 왕복운동이 되어진다. 캠로우터는 진동캠을 밀착되기 근접시키기 위하여 경사면을 함께 형성하고 있다. 구동축은 압축기 하우징에 회전될 수 있도록 지지되어 있고, 또한 캠로우터에 대하여 연결되어져 있다. 베어링을 통하여 구동축이 회전할 수 있도록 지탱된 전면판은 크랭크실의 개구부에 배치되어져 있다. 하우징의 반대편에 배치된 후면판은 냉매를 위한 흡입실과 배기실을 포함하고 있다. 후면판은 밸브판과 함께 하우징에 고정되어 있다. 크랭크실과 흡입실은 통로수단에 의하여 연결되어져 있고, 또한 밸브제어부재에 의하여 통로수단의 캐폐를 제어하도록 되어 있다. 캠로우터의 경사면의 경사각은 크랭크실내에 압력의 변화로 인하여 변경되어 질 수 있다.

첨부도면을 참조하여, 본 발명에 따른 특징과 형상을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는, 본 발명에 의한 냉매 압축기가 도시되어 있다. 일반적으로 부호(1)로 도시된 압축기는 실린더블록(101)에 의하여 구성된 밀폐된 실린더형 하우징 조립체(10), 크랭크실과 같은 중공부(13), 전면판(11) 및 후면판(25)을 포함하고 있다.

전면판(11)은 다수의 볼트(도시되어 있지 않음)에 의하여 크랭크실(13)의 왼쪽 끝부분에 설치되어 있다. 후면판(26)과 밸브판(24)은 제1도에는 하나만 도시된 다수의 볼트(26)에 의하여 실린더블록(101)에 설치되어 있다. 개구부(111)는 구동축(12)을 관동시키거나 또는 통로로써 이루기 위하여 전면판(11)내에 형성되어 있다. 환형슬리브(112)는 전면판(11)의 선단으로부터 돌출되어 있고, 또한 구동축(12)을 둘러싸서 샤프트 밀폐 구멍을 한정시킨다.

구동축(12)은 개구부(111)내에 배치된 베어링(20)을 통해 전면판(11)에 의해 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 구동축(12)의 안쪽 끝에는 회전경사판 또는 캠로우터(14)를 갖추고 있다. 드러스트 니들 베어링(22a)은 전면판(11)의 안쪽면과 캠로우터(14)의 축단면 부근 사이에 설치되어져 있다. 슬리브(112)로부터 바깥쪽으로 연장된 구동축(12)의 외측단은 일반적인 클러치와 풀리(pulley) 장치를 통하여 차량의 엔진에 의해 구동된다.

캠로우터(14)는 구동축(12)에 고정된 판몸체(141)를 포함하고, 또한, 판몸체(141)로부터 축방향으로 돌출된 암부(arm portion)(142)를 포함하고 있다. 경사판(slant plate)(15)은 회전할 수 있도록 지지되어진 암부(142)의 외측단과 연결되어져 있다. 경사판(15)은 축돌출부를 위하여 경사캠의 외측단에서 경사돌출부(151)를 형성하고 있고, 이 경사돌출부는 캠몸체(141) 내에 형성된 활주홈(141a) 속으로 연장되어 있다. 레이이얼 플랜지부(152)는 경사 돌출부(151)의 외측단에 설치되어져 있고, 활주홈(141a)은 개구부 외측 부위에 레이이얼 플랜지(141b)를 가지고 형성되어 있다. 그런 까닭에, 경사판(15)의 경사각은 활주홈(141a)속에서 경사돌출부(151)의 운동으로 인하여 변화가 가능하도록 되어 있다. 그러나, 범위내에서의 변화는 활주홈(141a)의 길이에 의하여 한정되는 데, 예로써, 경사 돌출부(151)의 운동은 두개의 레이디얼 플랜지(141b,152)의 맞물림에 의하여 한정된다. 경사판(15)의 경사진 면은 베어링(18)을 통하여 슬리브부재(16)에 설치되어진 진동판(17)의 표면 부근에 밀착되게 위치하고 있다. 베어링(18)의 축운동은 슬리브부재(16)의 한 끝단은 경사판(15)의 중앙부위 속으로 나사형태로 연결되어져 있다. 그런 까닭에, 슬리브부재(16)는 구동축(12)의 중앙측에 대하여 축방향으로 경사지도록 하기 위하여 크랭크실(13) 내에 배치되어져 있다. 드러스트 니들 베어링(22b)은 경사판(15)의 경사면과 진동판(17) 사이에 설치되어져 있다.

와셔판(42)은 슬리브부재(16)의 개구부를 밀폐시키기 위하여 슬리브부재(16)의 양끝부분에 설치되어져 있다. 코일스프링(19)은 판몸체(141)와 와셔판(142) 사이에 배치되어져 있고, 또한 이 코일스프링은 슬리브부재(16)의 위치를 안전하게 위하여 구동축(12)에 배치된 와셔판(42)과 스냅링(snap ring) 사이에 설치되어져 있다. 구동축(12)의 내부 끝단은 실린더블록(101)의 중앙 부위내에 형성된 중앙 구멍(101a) 속으로 뻗어 있고, 또한 구동축은 레이디얼 니들 베어링(23)과 같은 베어링을 통하여 그 위에서 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 구동축(12)의 위치는 구동축의 축 끝단과 조절나사(27) 사이에 배치된 스프링 장치(28)와 중앙구멍(101a)에 장전된 위치속에서 나사 형태로 된 조절나사(27)에 의하여 조절된다. 드러스트 니들 베어링(29)은 구동축의 회전을 유연하게 유지하기 위하여 구동축(12)과 스프링(28) 사이에 위치되어 있다.

진동판(17)의 회전은 안내핀 또는 로드(30)에 의하여 방지되는데, 이 로드(30)는 회전 캠 하단부 위에 형성된 슬롯(slot)(172) 내에 활주할 수 있도록 배치되어 있다. 로드(30)의 끝은 가이드부재(31)를 통해 왕복운동을 가능하게 하기 위한 하우징의 내부 표면 부위에 형성된 가이드홈(102)으로 연장되어 있다.

실린더블록(101)은 피스톤(33)이 활주할 수 있는 다수의 고리형태로 배열된 실린더(32)를 가지고 있다. 대표적인 배치는 다섯개의 실린더를 구성하고 있는 것인데, 그러나 더 많거나, 더 적은 수의 실린더를 형성시킬 수도 있다. 모든 피스톤(33)은 커넥팅 로드(34)에 의하여 진동판(17)에 연결되어 있다. 커넷팅로드(34)의 한 끝단에 있는 볼(34a)은 피스톤(33)의 소켓(socket)(331)내에 유지되어 있고, 비록, 제1도에 도시된 이러한 볼소켓 연결구가 단 하나이기는 하지만, 여기에는 변화되는 로드의 볼을 유지하기 위하여 진동판(17) 둘레 주위에 다수의 소켓이 배열되어져 있음을 알 수 있으며, 또한 각 피스톤(33)은 로드의 다른 볼을 받기 위하여 소켓과 함께 형성되어 있다.

후면판(25)은 흡입실(35)과 배기실(36)을 한정시키기 위한 형태로 되어 있다. 밸브판부(24)는 후면판(25)과 함께 스크루우(26)에 의하여 실린더블록(101)의 끝단에 대하여 고정되어 있는데, 이러한 밸브판(24)은 흡입실(35)과 각 실린더(32) 사이를 연결한 다수의 판으로 조절하는 흡입구(24a)를 형성하고 있고, 또한 배기실(36)과 각 실린더(32) 사이를 연결한 다수의 판으로 조절하는 배기구(24b)를 함께 형성하고 있다. 흡입구(24a)와 배기구(24b)를 위한 적절한 리드 밸브(reed valve)는 시미즈(Shimizu) 명의로 특허된 미국 특허번호 4,011,029에 발표되어져 있다. 가스켓(gasket)(37,38)은 실린더블록(101)과 밸브판(24) 사이, 그리고, 실린더블록, 밸브판 및 후면판의 기계면을 완전하게 밀폐시키기 위해 밸브판(24)과 후면판(25) 사이에서 위치하고 있다.

크랭크실(13)은 하우징(10)과 밸브판(24)을 관통하여 형성된 통로(39)를 통하여 흡입실(35)과 연결되어 있다. 통로(39)의 개폐는 후면판(25)의 흡입실(35) 내에 위치한 밸브 제어 부재(40)에 의하여 제어된다.

동작에 있어서, 구동축(12)은 차량의 엔진에 의하여 회전되어지고, 캠로우터(14)는 진동판(17)의 진동운동이 회전운동은 될 수 있도록 구동축(12)과 함께 회전된다. 때문에, 진동판(17)의 진동운동은 진동판(17)으로부터 뻗어진 로드(30)에 의하여 방지되고, 또한 가이드 부재(31)를 통하여 가이드홈(102) 속으로 활주할 수 있도록 끼워져 있다. 진동판(17)이 작동하므로써, 피스톤(33)은 그들 각각의 실린더(32) 내에서 단계적으로 왕복 운동한다. 피스톤(33)의 왕복운동으로, 냉매가스는 액체 유입구(도시되어 있지 않음)로부터 흡입실(35) 속으로 유입되고, 각 실린더(32) 속으로 유입된 냉매가스는 배출구(24b)를 통하여 각 실린더(32)로부터 배출실(36)로 배출되며, 거기로부터 액체 유출구(도시되어 있지 않음)를 통하여 냉각순환, 예를들면 외부의 액체 순환기와 같은 기관속으로 유출된다. 압축기의 작동중에, 만약 밸브제어부재(40)가 통로(39)를 열기 위하여 작동된다면, 크랭크실(13) 내의 압력은 흡입압력을 유지하도록 되어 있다. 때문에 크랭크실(13)은 통로(39)를 통하여 흡입실(35) 또는 후면판(25)으로 통하도록 되어 있는데, 그 속으로 흡입가스가 유입되어진다. 이러한 상태에서, 진동판(17)은 피스톤의 압축행정(stroke)에 의하여 경사판(15)을 향해 일반적으로 압착된다. 그런 까닭에, 경사판은 판몸체(141)를 향해 움직이는 것과 같은 힘을 받는다. 경사판(15)의 경사각에 대한 최대각으로 위치하기 위해 정하여져 있다. 그런 까닭에, 실리더(32)속의 피스톤(33) 행정은 정상적인 냉매 용량을 이루기 위하여 최대 상태로 유지된다.

이와 반대로, 통로(39)가 밸브제어부재(40)에 의하여 차단되어진다면, 크랭크실(13)내의 압력은 점차로 증가하는데, 예를들면, 크랭크실(13)과 흡입실(35) 사이의 압력차이가 근소하게 된다. 때문에, 압축 행정중에, 피스톤과 실린더 사이의 틈을 통하여 실린더 실로부터 크랭크실로 누출된 블루우-바이(blow-by) 가스가 크랭크실(13) 내에 담겨진다. 그런 까닭에, 피스톤(33)의 동작은 크랭크실(13)과 흡입실(35) 사이의 압력차이에 의하여 방해되는데, 예를들어, 크랭크실내의 압력은 압축된 가스의 중간 압력과 근사하여지므로, 경사판(15)의 경사각은 점차로 작아지고, 또한 구동축에 대하여 거의 직각을 이루는 폐쇄된 위치에 이르게 된다. 경사판(15)의 경사각으로 인한 변환중에, 실린더내의 피스톤의 행정은 약화되고, 압축기의 용량은 점차로 멀어진다. 만약, 피스톤의 운동이 완전히 멈춰진다면, 냉매가스와 윤활유의 흐름 또한 멈춰지는데, 피스톤의 운동은 윤활 작업을 지속하기 위하여 유지되어져야만 한다. 그러므로, 본 발명에 있어서, 변환 각의 범위는 경사판(15)의 경사돌출부(151)와 판몸체(141)의 활주홈(141a) 사이를 상대적인 맞물림에 의하여 한정된다.

이상에서 언급한 바와같이, 본 발명에 있어서, 압축기 하우징의 크랭크실은 흡입실과 통하여져 있고, 또한 밸브제어부재에 의하여 크랭크실과 흡일실의 소통을 제어하고 있다. 진동판에 밀착되게 근접할 수 있는 캠로우터의 경사면은 크랭크실 내에서 압력의 변화는 순용되게 경사각을 변화시킬 수 있다. 그런 까닭에, 압축기의 용량은 경사면의 경사각에 대한 변화에 의하여 제어되어질 수 있도록 되어 있는데, 압축기의 밸브제어부재가 위치되어져 있는 피스톤의 행정은 경사면의 경사각에 의한 변화에 대해서 가변적인다. 그래서 압축기는 사이클 조절클러치 없이 작동되어진다.

비록, 본 발명은 양호한 실시예와 관련하여 상세히 기술되어 있지만, 단지 예에 불과하고 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 변경이나 수정이 본 발명의 범위내에서 첨부된 청구범위에서와 같이 용이하게 이루어질 수 있다는 것은 이 기술분야에서 숙련된 자에 의해서 쉽게 이해될 수 있다.

Claims (6)

1. 다수의 실린더를 가진 실린더블록과 이 실린더블록에 인접한 크랭크실을 가지는 하우징, 각각의 실린더 내에 활주 가능하게 끼워져서 캠로우터, 진동판 및 이 로우터에 연결된 입력구동축에 의해서 왕복운동을 하는 피스톤, 상기 입력구동축을 회전가능하게 지지하기 위해 베어링을 포함하는 상기 하우징상에 있는 전방단부 판 및 상기 하우징의 반대편에 배치되어 흡입실과 배기실을 가지는 후방단부판을 포함하는 냉매 압축기에 있어서, 입력캠로우터는 미리 정해진 범위내에서 경사각의 변화를 가능하게 하기 위해 진동판부에 대하여 밀착되게 접근하기 위한 경사면을 형성하고 있고, 크랭크실은 후방단부판의 흡입실과 통하도록 되어 있고 아울러 밸브제어부재에 의하여 흡입실과 크랭크실의 소통을 제어하는 것을 특징으로 하는 냉매압축기.
2. 제1항에 있어서, 입력 캠로우터는 입력구동축에 고정된 판몸체를 포함하고, 암부가 크랭크실내로 연장되기 위해 판몸체의 한면으로부터 축으로 돌출하고, 경사판이 경사판의 경사각에 대하여 변화를 가능하게 하기 위해 암부의 외측단부에 움직일 수 있도록 연결된 냉매압축기.
3. 제2항에 있어서, 입력로우터의 상기 경사판은 상기 판몸체에 형성된 구멍으로 연장되는 축방향 돌출부들 가지며, 레이디얼 플랜지부가 상기 돌출부의 외측단부에 형성되며, 또한 상기 구멍의 개방테두리가 상기 양 레이디얼 플랜지부의 맞물림에 의해 상기 경사판의 이동범위를 한정하는 냉매압축기.
4. 제2항에 있어서, 진동판부는 베어링을 통하여 슬리브부재에 지지되어져 있고, 상기 슬리브부재의 한측단은 경사판의 중앙부내로 나사형태로 연결되어져 있고, 슬리브부재의 위치는 슬리브부재와 스프링부재의 양 개구부에 배치된 와셔판에 의하여 유지되어지는 냉매압축기.
5. 제1항에 있어서, 크랭크실은 하우징을 관통하는 형태로된 통로에 의하여 흡입실과 소통되고, 밸브제어 부재는 통로의 개폐를 제어하는 냉매압축기.
6. 제4항에 있어서, 밸브제어부재가 흡입구내에 위치되는 냉매압축기.

Images