KR940000211B1

KR940000211B1 - 가변 용량 압축기

Info

Publication number: KR940000211B1
Application number: KR1019900007512A
Authority: KR
Inventors: 가즈야 기무라; 겐지 다께나까
Original assignee: 가부시끼가이샤 도요다 지도쇽끼 세이사꾸쇼; 도요다 요시또시
Priority date: 1989-06-16
Filing date: 1990-05-24
Publication date: 1994-01-12
Also published as: DE4019027C2; DE4019027A1; KR910001250A; JPH0323385A; US5145326A; JP2567947B2

Abstract

내용 없음.

Description

가변 용량 압축기

제1도는 본 발명을 구체화한 제1실시예의 구조를 나타내는 단면도.

제2도는 용량 제어 밸브 부근의 확대 단면도.

제3도는 본 발명의 제2실시예의 압축기 전체를 나타내는 단면도.

제4도는 그 용량 제어 밸브 부근의 확대 단면도.

제5도는 본 발명의 제3실시예의 압축기 전체를 나타내는 단면도.

제6도는 그 용량 제어 밸브 부근의 확대 단면도.

제7도 및 제8도는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 부분 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 흡입실 5 : 배출실

7 : 크랭크실 17 : 요동 경사판

19 : 공기 공급 통로 20 : 용량 제어 밸브

21 : 공기 배출 통로 23 : 밸브 수용 케이스

24,25 : 밸브좌 25 : 조정 밸브로서의 밸브체

26 : 밸브 지지로드 28 : 압력 감지 수단을 구성하는 벨로우즈

29 : 고압실 30 : 압력 감지 수단을 구성하는 압력 감지실

31 : 외부 제어 수단으로서의 전자 슬레노이드

33 : 가동철심 34 : 코일

43,46 : 압력실 Ps : 흡기압력

Pd : 배출 압력 Pc : 크랭크실 압력

본 발명은 차량 공조용 등에 사용되는 가변 용량 압축기에 관하며, 특히 흡입실과 배출실 및 크랭크실을 갖추고, 크랭크실 압력과 흡입 압력의 차압에 따라 피스톤의 스트로크가 변경되어 요동 경사판의 경사각이 변화하여 압축 용량을 제어하도록 한 각도 가변 요동 경사판형의 가변 용량 압축기에 관한 것이다.

이 각도 가변 요동 경사판형의 가변 용량 압축기로서, 종래, 특개서 63-16177호 공보에 개시된 것이 제안되어 있다. 이 압축기는 크랭크실과, 그 크랭크실내에 연재하고, 회전가능하게 지지된 구동축과, 그 구동축에 고착된 회전체와, 그 회전체에 대하여 상기 구동축에 대하는 경사각이 변화하도록 힌지기구를 거쳐 지지된 회전 구동판과, 그 회전 구동판의 경사면에 따라 회전을 억지시키도록 설치되며, 상기 구동축의 회전에 따라 요동하는 요동 경사판과, 그 요동 경사판에 연결되고, 그 경사판의 요동에 의하여 각각의 실린더내에서 왕복 운동하는 복수의 피스톤과, 상기 실린더내에 냉매가스를 공급하는 흡입실과, 상기 실린더내에서 압축된 냉매가스가 배출되는 배출신과, 상기 크랭크실과 상기 흡입실 사이의 공기 배출 통로에 설치된 밸브 수단을 포함하고, 상기 밸브 수단에 의하여 상기 크랭크실내의 압력을 조절하고, 상기 요동 경사판의 경사각을 변환함으로서 상기 냉매가스의 실린더로의 취입용적을 가변하도록 되어 있다.

상기 밸브 수단은 상기 크랭크실과 상기 흡입실 사이의 공기 배출 통로의 개도를 조정하는 조정 밸브와, 그 조정 밸브에 결합하고, 흡입 압력을 검출하여 그 조정 밸브를 제어하는 압력 감지 수단과, 그 압력 감지 수단에 결합하고, 외부 압력에 의하여 그 압력 감지 수단에 가변하증을 부여하여 그 압력 감지 수단의 압력 제어점을 가변하는 외부 제어 수단에서 되어 있다. 그리고, 상기 조정 밸브의 개폐를 구동하는 수단의 압력설정장치를 별도로 부가된 외부 제어 수단에 의하여 임의로 제어하는 것이 가능하게 되고, 이것에 의하여 흡입 압력과 크랭크실 압력의 차압을 광범위하게 설정하고, 결과적으로 피스톤의 스트로크, 즉 압축 용량을 바람직한 값으로 조정 가능함으로 냉매가스에 낮은 증발 온도를 유지시키거나, 저용량의 운전에 의하여 부하의 저감을 가능하게 시키거나 하도록 되어 있다.

그런데, 상기 종래의 가변 용량 압축기는 상기 밸브 수단이 크랭크실과 흡입실을 연통하는 공기 배출 통로에 설치되어 있으며, 크랭크실내의 압력을 상승시키는 기구로서는 실린더내의 압축실내에서 블로바이된 냉매가스를 이용하도록 되어 있으므로, 예를들면 차량의 급가속시에 엔진의 부하를 경감함으로, 크랭크실내의 압력을 상승시켜, 압축기를 신속하게 대용량에서 소용량으로 절환 제어하려는 것으로도, 상기 밸브 수단을 폐쇄했을 때에 크랭크실 압력의 상승 속도가 지체함으로, 용량 제어의 응답성이 저하하고, 상기 엔진의 부하 경감을 기대할 수 없다는 문재가 있었다.

본 발명의 목적은 상기 종래의 가변 용량 압축기에 존재하는 문제점을 해소하여, 조정 밸브의 개폐를 구동하는 압력 감지 수단의 압력 설정치를 외부 제어 수단에 의하여 임의로 제어할 수 있고, 이것에 의하여 흡입 압력과 크랭크실 압력의 차압을 광범위하게 설정하는 것이 가능하고, 예를들면, 차량의 증가속시에 크랭크실 압력을 신속하게 상승시키고, 대용량에서 소용량으로의 절체 응답성을 향상할 수 있는 가변 용량 전압 압축기를 제공하는데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 각도 가변 요동 경사판형의 가변 용량 압축기에서, 배출실과 크랭크실을 연통하는 공기 공급 통로와, 상기 크랭크실과 흡입실을 연통하는 공기 배출 통로를 설치하고, 상기 공기 공급 통로에는 그 공기 공급 통로의 개도를 조정하는 조정 밸브를 설치하고, 그 조정 밸브에는 흡입 압력, 크랭크실 압력 또는 배출 압력등의 내부 압력을 감지하여 그 조정 밸브를 제어하는 압력 감지 수단을 설치하고, 상기 압력 감지 수단에 결합하여 외부 압력에 의하여 그 압력 감지 수단에 가변 하증을 부여하여 압력 감지 수단의 압력 제어점을 가변하는 외부 제어 수단을 설치하는 수단을 취하고 있다.

상기 공기 공급 통로에 설치한 조정 밸브의 밸브체를 밸브 지지로드 및 압력 감지 부재에 의하여 지지하고, 그 압력 감지 부재의 외측에는 상기 공기 공급 통로의 일부로 되고, 크랭크실 압력을 감지하는 압력 감지실을 설치하면 좋다.

상기 공기 공급 통로에 설치한 조정 밸브의 밸브체를 밸브 지지로드 및 압력 감지 부재에 의하여 지지하고, 그 압력 감지 부재의 외측에는 흡기 압력을 감지하는 압력 감지실을 설치하면 좋다.

상기 공기 공급 통로에 설치한 조정 밸브의 밸브체를 밸브 지지로드 및 압력 감지 부재에 의하여 지지하고, 그 압력 감지 부재의 외측에는 공기 공급 통로의 일부로 되고, 배출 압력을 감지하는 압력 감지실을 설치하고, 공기 공급 통로의 개방시에 상기 공기 배출 통로를 폐쇄 가능하게, 그 공기 배출 통로의 도중에 상기 밸브체를 설치하면 좋다.

본 발명은 외부 제어 수단에 의하여 조정 밸브의 개폐를 구동하는 압력 감지 수단의 압력 설정점을 임의로 제어함으로서, 흡입 압력과 크랭크실 압력의 차압이 광범위하게 설정되고, 압축 용량이 적성으로 조정된다. 차량의 급가속시에 압축기의 회전수가 상승한 경우, 외부 제어 수단에 의하여 조정 밸브를 개방함으로서, 배출실에서 크랭크실로 가스가 공급되고, 크랭크실 압력과, 흡입 압력의 차압이 신속하게 증대하고, 대용량에서 소용량으로의 절환 제어가 신속하게 행하여지고, 엔진 부하가 경감된다.

공기 공급 통로의 개방시에, 공기 배출 통로를 폐쇄가능하게 그 공기 배출 통로의 도중에 밸브체를 설치하면, 배출실에서 크랭크실로의 가스의 공급시에, 크랭크실에서 흡입실로의 가스 배출이 정지됨으로, 차량의 급가속시에 압축기의 회전수가 상승한 경우, 대용량에서 소용량으로의 절환 제어가 더욱 신속하게 하여진다.

이하 청구항 1,2 기재의 발명은 구체화한 제1실시예를 제1도 및 제2도에 의하여 설명한다.

제1도에 나타나듯이, 실린더 블럭(1)의 우단면에는 밸브판(2)을 거쳐 리어 하우징(3)이 접합 고정되어 있다. 리어 하우징(3)내의 외주부에는 환상의 흡입실(4)이, 중앙부애는 배출실(5)이 각각 구화형성되고, 흡입구 및 배출구(모두 도시하지 않음)을 거쳐 외부 냉방 회로에 접속되어 있다. 상기 실린더 블럭(1)의 좌단면에 프론트 하우징(6)이 접합 고정되고, 그 내부에는 크랭크실(7)이 형성되어 있다. 실린더 블럭(1)과 프론트 하우징(6)에는 엔진(도시행략)에 의하여 회전되는 구동축(8)이 지지되어 있다.

상기 실린더 블럭(1)에는, 그 양단간을 관통한(1개만 도시) 실린더 보어(9)가 구동축(8)과 평행으로 형성되어 있다. 각 실린더 보어(9)내에는 피스톤(10)이 왕복이동 가능하게 장착되며, 그 좌단면에는 피스톤 로드(11)가 연설되어 있다. 상기 밸브판(2)에는 흡입실(4)에서 상기 각 실린더 보어(9)내의 압축실내에 냉매가스를 도입하기 위한 흡입 밸브 기구(12)가 각각 형성되어 있다. 같은 밸브판(2)에는 각 실린더 보어(9)의 압축실에서 압축된 냉매가스를 배출실(5)로 압송하기 위한 배출 밸브 기구(13)가 각각 설치되어 있다.

상기 구동축(8)에는 회전체(14)가 감합 고정되고, 그 회전체(14)에 의하여 돌출하는 돌출부(14a)에 형성된 장공에는 연결핀(15)을 거쳐 회전 구동판(16)이 경사가능하게, 회전체(14)와 일체 회전 가능하게 장착되어 있다.

상기 회전 구동판(16)에는 요동 결사판(17)이 그 구동판(16)과 함께 경동 가능하게 지승되고, 정위치에 배치된 안내로드(18)에 의하여 회전이 규제되어 있다. 요동 경사판(17)에는 상기 각 피스톤 로드(11)의 좌단부가 각각 연접되고, 구동축(8)의 회전에 의하여 회전체(14)가 회전되어 요동 경사판(17)이 경사되었을때, 피스톤 로드(11)를 거쳐 피스톤(10)이 왕복 이동시키도록 되어 있다. 그리고, 크랭크실(7)의 압력(Pc)을 흡입실(4)의 압력(Ps)의 차압 △P(Pc-Ps)에 따라 그 차압(△P)이 크게 되면 피스톤의 스트로크가 작게 되고, 상기 요동 경사판(17)의 경사각이 작게되어 압축 용량이 감소하고, 반대로 차압(△P)이 작게되면 피스톤(10)의 스트로크가 크게되고, 요동 경사판(17)이 경사각이 크게되어 압축 용량이 증가하도록 되어 있다. 이상 서술한 구성은 종래의 가변용량 압축기와 같다.

상기 배출실(5)의 고압 가스를 크랭크실내에 공급함으로, 상기 리어 하우징(3), 밸브판(2) 및 실린더 블럭(1)에는 공기 공급 통로(19)가 형성되고, 그 공기 공급 통로(19)의 도중에는 후술하는 용량 제어 밸브(20)가 설치되어 있다. 상기 실린더 보어(9)내의 압축실에서 크랭크실로 블로바이된 가스 또는 상기 공기 공급 통로(19)에 의하여 배출실(5)에서 크랭크실(7)로 공급된 가스를 그 크랭크실(7)에서 흡입실(4)로 환원함으로, 실린더 블럭(1) 및 밸브판(2)에는 공기 배출 통로(21)가 형성되어 있다.

그래서, 제2도에 의하여 상기 용량 제어 밸브(20)에 대하여 설명하면, 리어 하우징(3)에는 공기 공급 통로(19)의 도중에 위치하도록 원통상의 밸브 수용 케이스(23)가 감입 고정되고, 밸브 수용 케이스(23)의 내주면에는 밸브좌(24)가 형성되고, 밸브좌(24)의 밸브공(24a)에는 공기 공급 통로(19)를 개폐하는 조정 밸브로서의 밸브체(25)가 접리가능하게 대향 배치되고, 밸브 지지로드(26)에 의하여 지지되어 있다. 상기 밸브 수용 케이스(23)의 하부에는 장치링(27)이 감합되고, 그 장치링(27)의 상면에는 입력 감지 부재로서의 벨로우즈(28)의 하단면이 기밀적으로 접합되고, 그 벨로우즈(28)의 상단면은 상기 밸브 지지로드(26)의 상단부에 기밀적으로 접합되어 있다. 상기 밸브체(25)를 수용하는 고압실(29)은 그 밸브체(25)를 경계로 하여 상류측의 공기 공급 통로(19)에 의하여 배출실(5)로 연통시키고 있다. 상기 밸브좌(24)의 아래쪽에서 상기 밸브 수용 케이스(23)의 내주면과 벨로우즈(28)의 외주면에 의하여 형성된 압력 감지실(30)은 밸브체(25)의 하류측이 공기 공급 통로(19)에 의하여 크랭크실(7)과 연통되어 있다.

다음에, 상기 밸브 지지로드(26)에 연결되어, 밸브체(25)의 제어 개시점을 변경할 수 있는 외부제어 수단으로서의 전자 전자 솔레노이드(31)에 대하여 설명한다.

상기 밸브 수용 케이스(23)의 하측에는 솔레노이드 수용 케이스(32)가 연결되고, 그 수용 케이스(32)의 내부에는 상기 밸브 지지로드(26)의 하단에 연결한 하동철심(33)이 상하방향의 이동가능하게 수용되고, 상기 가동철심(33)의 외측에는 코일(34)이 수용되어 있다. 상기 가동철심(33)의 하단부와 수용 케이스(32)의 저부 사이에는 항시 상기 가동철심(33)을 위쪽 즉 밸브 지지로드(26)를 거쳐 밸브체(25)를 개방하는 방향으로 부세하기 위한 부세 스프링(35)이 개재되고, 이 스프링(35)은 조절 스프링(36)에 의하여 그 초기 부세력을 조절할 수 있도록 되었다. 상기 코일(34)에는 리드선을 거쳐 제어장치(37)가 접속되고, 그 제어 장치(37)에는 냉방부하에 비례하는 차실 온도를 검출하는 센서(38), 또는 압축기의 회전수를 검출하는 회전 센서(39)가 접속되어 있다.

상기 전자 솔레노이드(31)의 코일(34)에는 필요에 따라 제어 장치(37)에서 전류가 공급되지만, 이 전류의 강약에 의하여, 가동철심(33)을 상쪽으로 부세하는 부세축, 즉 밸브체(25)에 작용하는 개방 방향으로의 압압력을 조정하고, 상기 압력 감지실(30)의 압력에 의한 밸브체(25)에 제어 개시점의 조절이 가능하다.

다음에, 상기와 같이 구성된 가변 용량형 압축기에 대하여, 그 작용을 설명한다.

그런데, 압축기의 기동 초기에서, 냉방하려는 실내의 온도가 높아 냉방부하가 큰 경우에는 흡입 압력(Ps) 및 이것과 비례하는 크랭크실 압력(Pc)이 높으므로, 상기 밸브체(25)는 폐쇄되어 있다. 이 상태에 있어서 상기 밸브체(25)에 작용하는 압력 관계는 다음과 같이 된다.

고압실(29)내의 배출 압력(Pd)에 의한 상기 밸브체(25)를 폐쇄하려는 압압력(F₁)은 변공(24)의 면적을 A₁벨로우즈(28)의 유효 압력 감지 면적을 A₂로 하면, A₁, Pd로서 나타낸다. 압력 감지실 압력(Pc)에 의한 밸브체(25)를 폐쇄하려는 압압력(F₂)은 벨로우즈(28)의 유효 압력 감지 면적(A₂)에서 변공(24a)의 면적(A₁)을 당긴 것에 압력 감지실 압력(Pc)을 계산한(A₂-A₁) Pc로서 나타낸다. 그리고, 상기 양 압압력 F₁, F₂를 합성한 힘이 밸브체(25)를 폐쇄하는 방향의 압압력으로 된다.

한편, 밸브체(25)를 개방하려는 압압력은 전자 솔레노이드(31)에 의한 압압력(Fm)과, 스프링(35) 및 벨로우즈(28)의 부세력(Fb)을 합성한 것이므로, 밸브체(25), 지지로드(26)의 자중을 무시하면, 다음식이 성립하도록 밸브체(25)의 위치가 제어된다.

F₁+F₂=Fm+Fb

(A₂-A₁)Pc+A₁Pd=Fm+Fb

상식에서 A₂《A₁으로 하면, 배출 압력(Pd)의 영향이 작게되고,

로 된다.

상기 스프링(35)과 벨로우즈(28)에 의한 압압력(Fb)은 일정하고, 압압력(Fm)은 코일(34)의 통전 전류(Im)의 2승으로 비례함으로,

Pc∝Im²

위식의 특성을 갖춘 용량 제어 밸브(20)로 할 수 있다. 각도 가변 요동 경사판형의 가변 용량 압축기에서는 흡입 압력(ps)과 크랭크실 압력(Pc)이 거의 비례의 관계에 있으므로, 용량 제어 밸브(20)에 대하여, Ps∝Im²의 특성을 부여할 수 있다. ①식에서 크랭크실 압력(Pc)이 높으면, 상술했듯이 밸브체(25)를 폐쇄하려는 힘이 개방하려는 힘보다 크고, 밸브체(25)가 폐쇄상태로 유지되어, 공기 공급 통로(19)에 의한 배출실(5)에서 크랭크실(7)로의 고압의 냉매가스 공급은 행해지지 않으며, 대용량 운전이 계속된다.

그후, 압축 동작이 진행함에 따라, 흡입 압력(Ps)과 크랭크실 압력(Pc)이 서서히 저하하고, 압력 감지실(30)내의 크랭크실 압력(Pc)이 소성치 이하로 되면, 상기 밸브체(25)를 폐쇄하려은 힘보다도, 밸브체(25)를 개방하려는 합력이 크게되고, 이 결과 밸브체(25)가 개방되어 배출실(5)에서 공기 공급 통로(19)를 지나 크랭크실(7)내로 고압의 냉매가스가 공급된다.

그러면 크랭크실 압력(Pc)이 상승되고, 크랭크실 압력(Pc)과 흡입 압력(Ps)의 차압(△P)이 증대하여 피스토의 스트로크가 작게되고, 압축기는 대용량 운전에서 소용량 운전으로 이행한다. 이와 같이, 냉방부하에 따라 압축기의 능력이 조정되고, 적정한 압축동작이 행하여 진다.

한편, 특히 낮은 증발 온도를 필요로하거나, 역으로 부하저감을 위하여 소용량으로서 운전하고자 하는 등의 요구가 있는 경우에는 제어장치(37)에 의하여 코일(34)에 흐르는 전류(Im)를 조정함으로서, 전자 솔레노이드(31)에 의한 압압력(Fm)을 조정하고, 압압실(30)의 압력(Pc)에 의한 밸브체(25)의 제어 개시점을 변경할 수 있고, 이것에 의하여 상기 요구에 대응할 수 있다.

압축기를 대용량으로 운전하고 있는 상태에서, 차량의 급가속에 의하여 압축기의 회전수가 상승한 경우에서는 회전 센서(39)의 검출 신호에 의하여, 제어 장치(37)에 의하여 전자 솔레노이드(31)로의 전류(Im)를 증대함으로서, 전자 솔레노이드(31)에 의한 압압력(Fm)을 크게하여 밸브체(25)를 개방하고, 배출실(5)에서 크랭크실(7)로의 냉매가스의 공급을 신속하게 행하고, 압축기를 소용량 운전측으로 신속하게 절환할 수 있으므로, 급가속시에서 엔진에 작용하는 부하를 경감할 수 있다.

다음에 제3도 및 제4도에 의하여, 청구항 2 기재의 발명을 구체화한 제2실시예를 설명한다.

제2실시예는 제1실시예에서 서술한 압력 감지실(30)내에 흡입실(4)의 압력(Ps)을 연통로(41)에 의하여 도입하고, 밸브 수용 케이스(23)의 내부에 밸브 지지로드(26)를 삽통하는 구화벽(42)를 설치하여, 밸브좌(24)와 구화벽(42) 사이에 압력실(43)을 형성하고, 이 압력실(43)과 크랭크실(7)을 공기 공급 통로(19)에 의하여 연통하고 있다. 그외의 구성은 상기 제1실시예와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.

제2실시예에서는 냉방부하에 따라 변동하는 흡입 압력(Ps)은 압력 감지실(30)에 직접 작용되고 있으므로, 압력 감지실(30)에 크랭크실 압력(Pc)을 작용시키는 제1실시예의 압축기와 비교하여, 용량 제어의 응답성을 향성할 수 있다.

차량의 급가속시에서, 압축기의 회전수가 상승한 경우, 흡입 압력(Ps)이 급격하게 저하하여 압력 감지실(30)의 압력이 저하함으로, 전자 솔레노이드(31)로의 통전 전류(Im)를 상승시키지 않아도 밸브체(25)를 개방하여 크랭크실 압력(Pc)을 높여 용량 다운을 신속하게 행하고, 엔진으로의 부하를 경감할 수 있다.

그런데, 본 실시예에서는 밸브 지지로드(26)의 단면적을 A₃로 하면, 변공(24a)의 면적(A₁), 벨로우즈(28)의 압력 감지 면적(A₂) 사이에,

A₂》A₁〉A3

의 관계가 성립할 때,

A₂Ps=Fm+Fb

로 되고, Ps와 (Fm+Fb)가 비례하고, a를 비례 정수로 하면,

Fm≒a·Im²

이므로, 흡입 압력(Ps)와 제어 전류(Im²)는 비례한다. 따라서 흡입 압력(Ps)이 제어 전류(Im)에 의하여 결정하는 설정치와 일치하도록, 크랭크실 압력(Pc)을 조절하여 용량을 제어하고, 흡입 압력(Ps)을 바람직한 값으로 유지하는 것이 가능하게된다.

다름에, 제5도 및 제6도에 의하여 청구항 4 기재의 발명을 구체화한 제3실시예를 설명한다.

제3실시예에서는 상기 밸브 수용 케이스(23)의 밸브좌(24)의 상부에 밸브좌(45)를 형성하고, 상기 밸브체(25)에 의하여 이 밸브좌(45)의 밸브공(45a)을 개폐할 수 있도록 하고 있다. 상기 밸브좌(24,45) 사이에는 크랭크실(7)과 연통하는 압력실(46)이 형성되고, 이 압력실(46)을 상류측의 공기 배출통로(21)에 연통하고, 밸브체(25)가 공기 배출 통로(19)를 개방할 때, 공기 배출 통로(21)를 폐쇄하도록 하고 있다.

따라서, 제3실시예에서는 배출실(5)에서 크랭크실(7)로 고압의 냉매가스를 공급하는 경우에는 공기 배출 통로(21)가 폐쇄됨으로, 크랭크실 압력을 신속하게 상승시킬 수 있고, 이 결과, 압축기를 대용량에서 소용량으로 신속하게 절환할 수 있고, 용량 제어의 응답성을 더욱 향상하는 것이 가능하게 된다.

그런데, 상기 밸브좌(45)의 밸브공(45a)의 통로 면적을 A₄로 하면, 밸브체(25)에 작용하는 압압력은 다음과 같이 된다.

A₄Ps+(A₁-A₄)Pc+(A₂-A₁)Pd=Fm+Fb ……………………… (3)

상기에서 알 수 있듯이 A₄,A₁,A₂의 관계에 의하여 예를들면 다음의 (가) 내지 (다)의 3종류의 특성을 실현할 수 있다.

(가) A₄=A₁=A₂인 경우 상기 ③식은

A₄Ps=Fm+Fb ……………………… (4)

로 되고, Pc∝Im²의 특성이 얻어진다. 증발기의 증발 온도는 흡입 압력(Ps)에 의하여 결정한다. 즉, 전류(Im)에 의하여 냉방능력을 간편하게 제어할 수 있다.

이 경우의 용량 제어동작에 대하여 설명하면, 흡입 압력이 Pso로서 상기 ④식을 만족하는 A₄Pso=Fm-Fb로 되는 관계의 정상 운전 상태에서, 냉방부하가 증가 또는 회전수가 감소하여 흡입 압력(Pso)이 Ps₁으로 증가하면,

A₄·Ps₁〉Fm+Fb

로 되며 공기 공급 통로(19)가 폐쇄되고, 공기 배출 통로(21)가 개방되어, 크랭크실 압력(Pc)이 감소하여 용량이 증대한다. 용량 증대에 의하여 흡입 압력(Ps₁)이 감소하면, 공기 공급 통로(19)가 개방되고, 공기 배출 통로(21)가 폐쇄되어, 압축 용량이 감소하여 정상 상태로 복귀한다.

(나) A₄〈A₁=A₂인 경우 상기 ③식은

A₄·Ps+(A₁-A₄)Pc=Fm+Fb ……………………… (5)

로 되며, 흡입 압력(Ps)가 크랭크실 압력(Pc)의 합력이 전류(Im²)이 비례하는 특성이 얻어진다.

이 경우의 용량 제어 동작에 대하여 설명하면, 흡입 압력(Pso), 크랭크실 압력(Pc)이고,

A₄·Pso+(A₁-A₄)Pco=Fm+Fb ……………………… (6)

상기 ⑥식을 만족하는 정상 운전상태에서, 냉방부하가 증가 또는 회전수가 감소하여 흡입 압력(Pso)이 Ps₁에 증대하고, Pso의 증가에 의하여 크랭크실 압력(Pco)이, Pc₁에 증가하면,

A₄Ps₁+(A₁-A₄)P_C1〉Fm+Fb로 되며, 공기 공급 통로(19)가 폐쇄되고, 공기 배출 통로(21)가 개방되며, 크랭크실 압력(Pc₁)이 감소하여 용량이 증대한다. 또 용량 증대에 의하여 흡입 압력(Ps₁)이 감소하면, 다음식에 의하여 새로운 정상 운전이 행하여 진다.

이 경우 (가)와 같이 Ps가 초기 상태(Pso)에 정확하게 복귀하지 않지만 다음과 같은 장점이 있다.

(가)의 경우에서는 동작 루프내에 용량의 증가에 의하여 흡입 압력(Ps)이 감소한다는 압축기 및 냉방회로에 관하는 현상이 포함되어 있다. 이러한 현상은 밸브체(25)의 개폐가 크랭크실 압력(Pc)의 변화에 비교하여 매우 느리므로, 하칭과 같은 불안정한 현상이 생기기 쉽다. 그래서 크랭크실 압력(Pc)의 변화와 같은 빠른현상을 느린형상으로 병렬로 들어감으로서, Pc∝Im²의 정도를 다소 희생하여, 하칭을 방지하여 안정성을 향상할 수 있다.

(다) A₄=A₁〈A₂인 경우 상기 ③식은

A₄Ps+(A₂-A₁)Pd=Fm+Fb ……………………… (7)

로 되며, 흡입 압력(Ps)가 크랭크실 압력(Pd)의 합력이 전류(Im²)이 비례하는 특성이 얻어진다.

이 경우의 용량 제어동작에 대하여 설명하면, 흡입 압력(Pso), 배출 압력(Pdo)에서

A₄Pso+(A₂-A₁)Pdo=Fm+Fb ……………………… (7)

상기 ⑧식을 만족하는 정상 운전상태에서, 냉방부하가 증가하여 흡입 압력(Pso)이 Ps₁으로 증대하고, 배출 압력(Pdo)이 Pd₁)으로 증대하면, A₄Ps₁+(A₂-A₁)Pd₁〉Fm+Fb 로 되며, 급기 통로(19)가 폐쇄되고, 공기 배출 통로(21)가 개방되며, 크랭크실 압력(Pc)이 감소하여 용량이 증대한다. 그리고, 용량 증대에 의하여 흡입 압력(Ps₁)이 감소하고, 배출 압력(Pd₁)이 증가하면, 대음식에 의하여 새로운 정상 운전이 행하여진다.

A₄Ps₂+(A₂-A₁)PD₂=Fm+Fb (Ps₂〈Pso, Pd₂〉Pd₁)

즉 냉방부하의 증가에 의하여 초기 정상 상태와 Pso보다 낮은 흡입 압력(Ps₂)이 실현된다.

냉방부하가 큰 경우는 흡입 압력(Ps)의 설정치를 낮게 하고자 한다. 상술한 (가),(나)의 경우는 제어 전류(Im)를 변하지 않으면 안됨으로, 자동 운전하는 경우는 하등의 부하 검출 기구가 필요하게 된다. 냉방부하가 큰 경우, 일반적으로 배출 압력(Pd)은 높게 된다. (다)의 경우에는 배출압력(Pd)을 이용하여 냉방부하를 검출하고, 흡입 압력(Ps)을 자동적으로 저하할 수 있다. 이 경우, 전자 솔레노이드(31)의 제어 전류(Im)를 미리 수동으로 설정하여두면, 하등의 부하 검출 기구없이 가동 운정하는 것도 가능하게 된다.

또한 본 발명은 다믐과 같이 구체화하는 것도 가능하다.

(1) 제1및 제2실시예에서, 공기 배출 통로(21)에 그 개도를 조절할 수 있는 내부 압력 방식 또는 전자식의 제어 밸브(예를들면 특개소 62-253970호 공보 참조)를 설치하여, 배출실(5)에서 크랭크실(7)로 냉매가스를 삽입하는 경우에는 공기 배출 통로(21)를 폐쇄하도록 구성할 것, (2) 제7도 및 제8도에 나타나듯이, 구형의 밸브체(25)의 대응하는 밸브좌(24)의 밸브공(24a,45a)을 사면으로 하여 접속부의 마모를 경감하도록 할 것, (3) 압력 감지 부재로서 다이어프램을 사용할 것, 이상 서술했듯이, 본 발명은 조정 밸브의 개폐를 구동하는 압력 감지 수단의 압력 설정치를 별도로 부가된 외부 제어 수단에 의하여 임의로 제어할 수 있고, 이것에 의하여 흡입 압력과 크랭크실 압력의 차압을 광범위하게 설정하여 압축 용량을 적성으로 조정할 수 있고, 저용량의 운전에 의하여 부하의 저감을 가능하게 할 수 있는데다, 차량의 급가속시에 압축기의 용량을 다운하는 방향으로의 용량 절환 제어를 신속하게 행하는 엔진 부하를 경감할 수 있는 효과가 있다.

공기 공급 통로의 개방시에 공기 공급 통로를 개폐 가능하게 공기 공급 통로의 도중에 밸브체를 설치한 경우에는 배출실에서 크랭크실로의 가스의 공급시에, 크랭크실에서 흡입실로의 가스 배출이 정지됨으로, 차량의 급가속시에 압축기의 회전수가 상승한 경우, 대용량에서 소용량으로 절환 제어를 더욱 신속하게 행할 수 있다.

Claims

흡입실과 배출실 및 크랭크실을 구비하고, 크랭크실 압력과 흡입 압력과의 차압에 따라 피스톤의 스트로크가 변경되어 요동 경사판의 경사각이 변화하여, 압축 용량을 제어하도록 한 각도 가변 요동 경사판형의 가변 용량 압축기에 있어서, 배출실과 크랭크실을 연통하는 공기 공급 통로와 상기 크랭크실과 흡입실을 연통하는 공기 배출 통로를 설치하고, 상기 공기 공급 통로에는 그 공기 공급 통로의 개도를 조정하는 조정밸브를 설치하고, 그 조정 밸브에는 흡입 압력, 크랭크실 압력 또는 배출 압력등의 내부 압력을 감지하여 그 조정 밸브를 제어하는 압력 감지 수단을 설치하고, 또한 상기 압력 감지 수단에 결합하여 외부 입력에 의하여 그 입력 감지 수단에 가변하증을 부여하여 그 압력 감지 수단의 압력 제어점을 가변하는 외부 제어 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기.
제1항에 있어서, 상기 공기 공급 통로에 설치한 조정 밸브의 밸브체는 밸브 지지로드 및 벨로우즈등의 압력 감지 부재에 의하여 지지되고, 그 압력 감지 부재의 외측에는 상기 공기 공급 통로의 일부로 되며, 크랭크실 압력을 감지하는 압력 감지실을 설치한 것을 특징으로 하는 가변용량 압축기.
제1항에 있어서, 상기 공기 공급 통로에 설치한 조정 밸브의 밸브체는 밸브 지지로드 및 벨로우즈 등의 압력 감지 부재에 의하여 지지되고, 그 압력 감지 부재의 외측에는 흡입 압력을 감지하는 압력 감지실을 설치한 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기.
제1항에 있어서, 상기 공기 공급 통로에 설치한 조정 밸브의 밸브체는 밸브 지지로드 및 벨로우즈 등의 감합 부재에 의하여 지지되고, 그 압력 감지 부재의 외측에는 공기 공급 통로의 일부로 되며, 배출 압력을 감지하는 압력 감지실을 설치하고, 공기 공급 통로의 개방시에 상기 공기 배출 통로를 폐쇄 가능하게, 공기 배출 통로의 도중에 상기 밸브체를 설치한 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기.