KR950011369B1

KR950011369B1 - 요동판식 압축기

Info

Publication number: KR950011369B1
Application number: KR1019880001751A
Authority: KR
Inventors: 세이 키구찌; 키요시 테라우찌; 카즈히꼬 타까이; 테루오 히구찌
Original assignee: 산덴 가부시기가이샤; 우시구보 도모아끼
Priority date: 1987-02-19
Filing date: 1988-02-19
Publication date: 1995-10-02
Also published as: CA1299547C; US4865523A; DE3862780D1; EP0282190A1; JPH0231235B2; AU1194888A; EP0282190B1; JPS63205474A; AU618249B2; KR880010245A

Abstract

내용 없음.

Description

요동판식 압축기

제1도는 경사판의 각이 최대각일때, 종래형식의 요동판식 압축기의 단면도.

제2도는 경사판의 각이 최소각일때, 상기 종래 형식의 요동판식 압축기의 단면도.

제3도는 경사판의 각이 최대각일때, 본 발명에 의한 요동판식 압축기의 단면도.

제4도는 경사판의 각이 최소각일때, 상기 본 발명에 의한 요동판식 압축기의 단면도.

제5도는 본 발명의 제1실시예에 따른 힌지기구에 사용되는 구동기구의 개략도.

제6도는 피스톤의 톱클리어런스와 경사판의 각과의 상관 관계를 도시한 그래프.

제7도는 압축기의 체적효율과 경사판의 각과의 상관 관계를 도시한 그래프.

제8도는 압축기의 냉동용량과 경사판의 각과의 상관 관계를 도시한 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 압축기 5 : 실린더헤드

7 : 구동축 11 : 경사판

12 : 안내핀 13 : 요동판

18 : 피스톤로드 20 : 제어밸브

32 : 크랭크챔버 52 : 유입챔버

93 : 제1아암 114 : 제2아암

115 : 아아크형구멍 117 : 구멍

본 발명은 변위기구를 갖는 요동판(wobble plate)식 압축기에 관한 것으로, 특히 상기 변위기구용 힌지기구에 관한 것이다.

캠로우터의 회전운동을 요동판의 요동운동으로 바꿔 피스톤의 왕복운동을 일으키는 형식의 요동판식 압축기는 일본국 특허출원번호 소58-158, 382호에서 설명된 것처럼 이미 공지된 기술이다. 요동판의 경사각을 변경시키면 피스톤의 행정을 변경시킬 수 있고, 따라서 실린더의 체적변화를 일으킬 수 있다.

종래실시예를 도시하는 첨부도면 제1도 및 제2도를 참조하면 종래의 요동판식 압축기의 구성을 알 수 있다. 즉 종래의 요동판식 압축기(1)는 전방단부판(2), 실린더 하우징(3), 실린더블럭(31), 밸브판(4), 실린더헤드(5)로 이루어져 있고, 상기 단부판(2)은 상기 실린더 하우징(3)의 일측단부에 고정볼트(도시생략)를 사용하여 고정된다. 상기 전방단부벽(2)의 중앙에 형성된 축구멍(21)은 구동축(7)을 수용하는 것이다. 상기 축구멍(21)에는 상기 구동축(7)을 지지하기 위해 레이디얼 베어링(8)이 설치된다. 링형의 슬리이브(도시생략)가 상가 단부벽(2)에서 돌출 형성되어 상기 구동축(7)을 둘러싸서 시일공동을 형성하게 된다. 상기 실린더 하우징(3)에는 또한 실린더블럭(31)과 크랭크챔버(32)가 마련된다. 상기 실린더블럭(31)은 동일한 각 배치로 마련된 여러개의 실린더(33)를 구비하고 있다.

상기 구동축(7)에는 안내핀(12)을 통해 캠로우터(9)가 고정되며, 상기 단부판(2)의 내벽면과 캠로우터(9)의 축단부면 사이에는 트러스터니이들 베어링(10)이 위치한다. 상기 캠로우터(9)의 제3아암(91)은 상기 실린더블럭(31)의 방향으로 형성되어 있다. 그리고 상기 아암(91)위에는 긴구멍(92)이 마련되고, 플랜지(111)와 제4아암(112) 그리고 원봉투(113)를 갖는 경사판(11)은 상기 구동축(7)주위에 위치한다. 제4아암(112)은 경사판(11)의 플랜지(111)의 외부면 위에 형성되어 캠로우터(9)의 제3아암(91)과 접촉한다. 상기 제4아암(112)에 형성된 구멍(도시생략)은 상기 긴 구멍(92)과 부합되도록 형성된다. 그리고 상기 구멍(도시생략)에 관통 고정되어 있는 안내핀(12)은 상기 구멍(92)속에서 미끄럼 이동을 한다. 링처럼 생긴 요동판(13)은 상기 원통부(113)의 외부 면 위에 레이디얼 베어링(14)을 통해 장치되어 있으며, 상기 원통부(113)위에 배치된 플랜지(111)와 스냅링(15)에 의해 축방향으로 이동하는 것이 억제된다. 상기 요동판(13)은 또한 크랭크 챔버(32)내에서 마련된 안내판(25) 의해 회전히 방지된다. 그리고 상기 플랜지(111)와 요동판(13) 사이에 생기는 틈에는 트러스트 니이들 베어링(16)이 설치된다. 상기 구동축(7)의 외부단은 상기 실린더블럭(31)의 중앙개구(34)내에서 레이디얼베어링(17)에 의해 회전가능하게 지지된다. 피스톤로드(18)의 일단은 상기 요동판(13)의 수용면(131)에 회전가능하게 연결되어 있다. 상기 피스톤로드(18)의 타단은 상기 실린더(33)내에 미끄럼 가능하게 끼워져 있는 피스톤(19)에 회전가능하게 연결된다.

상기 밸브판(4)에는 방출구(42)와 유입구(41)가 마련되고, 유입리이드밸브(도시생략)도 마련되며, 이 리이드밸브 반대쪽에 역시 방출리이드 밸브(도시생략)도 마련된다. 상기 실린더헤드(5)는 가스켓(도시생략)과 밸브판(4)을 통해서 상기 실린더 하우징(3)에 연결되어 있다. 상기 실린더헤드(5)의 내부면에서 축방향으로 뻗어나온 격벽(51)은 실린더헤드(5)의 내부를 유입챔버(52)로 분리시키며, 상기 유입챔버(52)는 실린더헤드(5)에 마련된 유입구(54)를 통해서 외부의 유동회로와 연결된다. 그리고 상기 방출 챔버(53)도 역시 실린더 헤드(5)에 마련된 방출구(55)를 통해서 외부의 유동회로와 연결되어 있다.

상기 실린더하우징(3)의 크랭크챔버(32)와 실린더헤드(5)의 유입챔버(52)은 도관(311)을 통해서 연결되어 상기 경사판(11)과 요동판(13)의 각을 조절한다. 실린더블럭(31)내에 마련된 도관(311)을 실린더 하우징(3)의 크랭크챔버(32)와 실린더헤드(5)의 유입챔버(52)를 공동(312)을 통해 서로 연결시켜 크랭크챔버(32)내의 유체개스가 제어밸브(20)의 작용에 따라 유입챔버(52)에 전달할 수 있도록 한다. 상기 제어밸브(20)는 크랭크챔버(32)의 개스압력에 따라 도관(311)의 개폐를 조절하는 작용을 한다. 경사판과 요동판(13)의 각은 상기 제어밸브(20)의 개폐작용에 따라 변환되며, 만약 크랭크챔버(32)와 유입챔버(52)가 상기 제어밸브(20)의 폐쇄작용으로 연통되지 않는 다면, 상기 크랭크 챔버(32)내의 개스압력이 점차로 증가하고, 이에따라 고압이 피스톤(19)의 후면에 작용하면 경사판(11)의 각이 감소하게 된다. 반대로 만약 크랭크챔버(32)와 유입챔버(52)가 상기 제어밸브(20)의 개방작용으로 서로 연통되면, 크랭크챔버(32)내의 개스압이 점차로 감소하고, 이에 따라 경사판(11)과 요동판(13)의 각이 증가하게 된다. 따라서 압축기의 용량을 대용량으로 변하게 되는 것이다.

종래의 힌지기구는 캠로우터(9)의 제3아암(91)을 구비하며, 상기 제3아암(91)에는 긴구멍(92)이 형성되고, 이 구멍(92)의 아아크형 중앙부는 요동판(13) 및 피스톤로드(18)의 연결부 근처에 있게 된다. 그리고 경사판(11)의 제4아암(112)에는 구멍과 이 구멍에 고정되어 있는 안내핀(12)이 마련된다.

그러나, 상기 구멍(92)의 아아크가 이루는 원의 중심이 상술한 것처럼 위치하기 때문에 상기 경사판(11)의 각이 최대 또는 최소각이 될때, 상기 안내핀(12)의 축방향 위치는 반경방향에서 서로 약간 다르다. 따라서 상기 경사판(11)의 각이 최대각에서 최소각으로 변한다 할지라도 상기 피스톤(19)의 상부와 밸브판(4)의 내단면 사이에 생기는 클리어런스, 즉 재팽창체적은 아주 작은 범위 사이에서만 변할 수 밖에 없었다. 따라서 압축기의 용량을 증가시키기 위해 경사판(11)의 각을 대폭적으로 감소시키는 것이 필요하였다. 아울러 상기 경사판(11)의 각이 최소각일때 피스톤(19)은 압축작용을 하지않고, 이에따라 압축력에 대한 반력이 상기 피스톤(19)의 후면에 가해지는 문제도 있었다. 따라서 상기 경사판(11)을 캠로우터(9)의 측부로 복귀시키는 리턴스프링과 같은 부품이 필요하였다.

따라서 본 발명의 목적은 경사판의 각을 상당히 작은 범위내에서만 변화시켜도 압축기의 냉동용량을 큰 범위에서 제어할 수 있는 형식의 변위기구를 갖는 요동판식 압축기를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 크랭크챔버 내의 개스압력이 감소됨에 따라 경사판을 최대각의 위치로 신속하게 복귀시킬수 있는 힌지기구를 갖는 변위기구가 구비된 형식의 요동판식 압축기를 제공하고 하는 것이다.

본 발명에 다른 변위기구를 구비하는 요동판식 압축기에는 여러개의 실린더가 형성된 실린더 블럭과 크랭크챔버가 마련된 하나의 압축기 하우징을 구비한다. 상기 하우징내에는 구동축이 회전가능하게 지지되어 있고, 상기 구동축에는 로우터가 마련되며, 이 로우터는 힌지기구를 통해 경사판에 변이가능하게 연결되어 있다. 상기 힌지기구에는 상기 로우터, 즉 경사판의 일단부에 형성된 제1아암, 긴구멍 마련되는 제2아암과, 상기 제1아암에 형성된 구멍에 고정되는 안내핀으로 구성된다. 상기 경사판 가까이에 있는 요동작은 상기 경사판의 회전운동을 요동운동으로 바꾼다. 상기 요동판은 여러개의 커넥팅로드에 의해 여러개의 피스톤과 연결되고, 상기 피스톤은 해당되는 실린더내에 미끄럼 가능하게 끼워져 있으며, 상기 실린더의 행정체적은 상기 경사판과 각 변화에 따라 변한다. 상기 제2아암에 마련된 긴구멍은 피스톤의 톱클리어헌스가 경사판의 각이 최대각일때 최소체적이 되고, 경사판의 각이 최소각일 때 최대체적의 되도록 만들어져 있다.

그외 본 발명의 또다른 목적 및 특징에 대해서는 첨부하는 도면을 참조로하는 이하의 상세한 설명으로부터 좀더 용이하게 알 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예를 도시하는 제3도 및 제4도를 참조한다. 여기서는 종래 실시예를 도시하는 제1도 및 제2도에서의 부품과 동일한 것에 대해서는 동일한 부품번호를 붙여 설명하고자 하다. 제3도 및 제4도에서, 구동기구로 사용되는 힌지기구는 구멍이 마련된 캠로우터(9)의 제1아암(93)과, 아아크형의 구멍(115)이 마련된 경사판(11)의 제2아암(114), 그리고 상기 제1아암(93)의 구멍내에 고정되어 있는 안내핀(12)으로 구성되어 있다. 상기 안내핀(12)은 상기 구멍(115)내에 끼워져 이 구멍(115)의 범위내에서 상기 경사판(11)의 각을 조절한다. 상기 아아크형의 구멍(115)의 형상은 상기 경사판(11)의 각이 최대각일때 피스톤(19)의 톱클리어런스가 최소체적이 되고, 경사판(11)의 각이 최소각일때 톱클리어런스가 최대체적이 될 수 있도록 만들어진다. 상기 경사판(11)의 각이 최대각일때의 상기 안내핀(12)의 위치와 상기 경사판(11)의 각이최소각일때의 이 안내핀(12)의 위치 사이의 축방향 거리차가 최대가 되기때문에 상기 2가지 경우의 톱글라스언스가 갖는 체적차이 역시 최대가 된다.

제5도는 본 발명의 한가지 실시예에 따라 아아크형의 긴구멍을 갖는 힌지기구를 구비한 구동기구의 구조를 도시하고 있는 것으로, 종래에는 도면에서 점선으로 도시하는 것처럼 구멍의 중심 0"가 경사판(11)의 각이 최대각일때 피스톤로드(18)의 일단과 요동판(113)의 연결부의 중심 0에 인접하여 위치하고 있었다. 그러나, 본 발명에 의해 제5아암(116) 에 형성된 구멍(117)의 중심 0'는 경사판(11)의 각이 최대각일때 구동축(7)의 외부면에 인접한 곳에 위치한다. 이때 본 발명에 의한 구멍(117)이 사용되는 경우의 피스톤(19)의 축방향 이동거리는 종래의 구멍이 사용되는 경우보다 더 길기 때문에 피스톤(19)의 톱클리어런스의 변화는 제6도에 도시되는 것처럼 더커지게 된다. 경사판(11)의 각이 증가함에 따른 피스톤(19)의 톱클리어런스의 증가가 종래의 경우에는 작았지만 본 발명의 경우에는 비교적 컸다. 재팽창체적은 피스톤의 톱클리어런스에 비례한다. 압축기에서, 만약 경사판(11)의 각이 감소하면 압축체적 역시 감소한다. 이때 톱클리어런스는 제6도에 도시된 것처럼 반대로 증가하게 되며 이에 따라 재팽창 체적도 역시 증가하게 된다.

제7도에서는 체적효율과 경사판의 각과의 상관관계에 대해 표시하고 있다. 제7도에서의 특성은 다음 수치를 기준으로 한 것이다. 즉 방출챔버(55)의 압력은 8㎏/㎝ G이고, 유입챔버(54)에서의 압력은 2㎏/㎝ G이며, 경사판(11)의 회전속도는 2000rpm이다. 재팽창 체적기 상기 경사판(11)의 각이 감소함에 따라 급속히 떨어지게 된다. 압축기의 냉동 용량은 제8도에 도시된 것처럼 경사판(11)의 각이 조금만 변해도 급속하게 감소하게 된다. 제8도에서의 특성은 제7도에 대한 기준수치와 동일한 조건에서 얻어진 것이다.

따라서, 냉동용량의 큰 범위는 경사판(11)의 각 변화 범위가 상당히 작다고 해도 얻어질 수 있는 것이다. 또한 본 발명에 의한 경사판(11)의 작은 경사판의 각이 최소각 일때의 종래실시예의 경우에 비해 비교적 크게할 수 있기 때문에 각이 큰 위치로 경사판(11)을 용이하게 복귀시킬 수가 있다. 또한 아아크형 구멍(117)의 중심 0'을 구동축(7)의 측부로 이동식 재팽창 체적을 크게할 수 있다.

또한 상술한 바와 같은 효과는 제1도 및 제2도에 도시된 종래 실시예의 힌지구조에 본 발명에서의 긴 구멍을 응용하여도 역시 얻을 수 있는 것이다.

이상에서는 본 발명의 적절한 실시예에 대해서 설명한 것으로 본 발명이 상기 설명내용 의해서만 한정된다고는 할 수 없을 것이며, 따라서 본원의 청구범위에서 설명하는 본원의 특징 및 시상에서 이탈하지 않는 범위 내에서 수정 및 변경은 가능할 것이다.

Claims

여러개의 실린더가 형성되어 있는 실린더블럭과 크랭크챔버를 구비하는 압축기하우징, 상기 압축기 하우징에 회전가능하게 지지되어 있는 구동축, 제1 아암과 긴구멍을 갖는 제2아암 그리고 상기 제1아암에 있는 구멍속에 고정된 안내핀으로된 힌지기구로 경사판에 연결되고 구동축상에 고정된 로우터, 상기 경사판의 회전 운동을 요동운동으로 바꾸며 상기 경사판 근처에 위치한 요동판, 상기 경사판의 각 변화에 따라 행정체적이 변하고 상기 여러개의 실린더중 관계되는 실린더내에 왕복운동이 가능하도록 끼워져 있으며 여러개의 커넥팅로드에 의해 상기 요동판과 연결되어 있는 여러개의 피스톤으로 이루어진 요동판식 압축기에 있어서, 상기 제2아암에 있는 긴구멍은 경사판의 각이 최대각일때 상기 피스톤의 톱클리어 런스가 최소제적이 되고, 상기 경사판의 각이 최소각일때 상기 피스톤의 톱클리어런스가 최대 체적이 되도록 하는 형상으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 요동판식 압축기.
제1항에 있어서, 상기 제2아암에 있는 긴구멍이 아아크의 형태로 되어 있고, 상기 구멍의 중심이 상기 경사판의 각이 최소각 일때 상기 구동축의 축부에 위치하는 것을 특징으로 하는 요동판식 압축기.