KR960009851B1 - 왕복동형 압축기 - Google Patents

Abstract

요약없음

Description

왕복동형 압축기

제1도는 본 발명의 한 실시예에 따른 왕복동형 압축기를 도시한 단면도.

제2도는 같은 실시예의 압축기의 작동 상태를 도시한 요부단면도.

제3도는 같은 실시예에 있어서 밸브판을 도시한 측면도.

제4도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 왕복동형 압축기를 도시한 요부단면도.

제5도는 같은 실시예에 있어서 밸브판을 도시한 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,2,51 : 실린더 블럭1a,2a,51a : 보어

6,7,53 : 배출실12 : 구동축

14 : 사판18,58 : 피스톤

31,32,60 : 제어실33,34,61 : 밸브판

37,38,63 : 배출포트41,42,64 : 배출밸브

본 발명은 왕복동형 압축기 특히, 다기통 사판식 또는 요동판식과 같은 주위 방향으로 복수의 보어가 병렬설치된 왕복동형 압축기에 관한 것으로서, 상세하게는 시동시의 충격완화 기구를 구비한 압축기의 개량에 관한 것이다.

일반적으로 차량 공기조화용으로 제공되는 이러한 종류의 왕복동형 압축기는 엔진을 동력원으로 하고 있으며, 전자 클러치의 접속과 동시에 그 압축기는 100% 용량으로 시동되기 때문에, 엔진 및 동력기구의 각부에 과부하를 일으켜 주행승차감이 손실되거나, 클러치 등의 마모를 빠르게하는 불합리함이 있다.

또한, 이와같은 압축기의 순시적인 시동은 기내에 잔류하는 액체 냉매의 압축, 말하자면 액체 압축을 유발하기 쉽고, 그 액체 압축에 기인해서 이상음의 발생이나 피스톤등 압축기 구성 요소의 손상, 나아가서는 엔진의 과열을 초래할 우려가 있다.

물론, 이와같은 시동시의 충격완화 대책이 실시된 압축기로서, 예를들자면 일본국 특허 공개 소 59-115480호 공보에 개시된 사판식 압축기도 알려져 있다. 이 압축기는 최소한 1개의 보어와 흡입계통을 연결하는 바이패스 구멍을 설치하고, 이 바이패스 구멍에는 양측으로 한쌍의 압력실을 가지고 스풀의 개폐가 자유롭게 설치하고, 이 스풀을 바이패스 구멍을 개방하는 방향으로 향해서 부가함과 함께, 이 스풀의 가압 방향과 마주하는 압력실은 흡입계통보다 높은 압력원과 연통시켜, 다른편의 압력실은 흡입계통과 연통시키도록 구성이 되어 있다.

상기 사판식 압축기는, 시동시에 후방측의 최소한 1개의 보어를 흡입계통과 연통시켜서 이 보어의 압축기능을 무능화하는 것이나, 이 실시예에서 볼수 있는 바와같이 10기통형의 압축기에서는, 예컨대 후방측의 5개의 보어를 모두 무능화 한다하더라도, 전방측의 5개의 보어가 당초부터 정상으로 압축작용을 개시하기 때문에 배출된 고압 냉매 가스가 곧바로 스풀에 작용하여 바이패스 구멍을 폐쇄하여, 50% 용량해서 정상 토오크의 100% 용량에 이르는 시동도 극히 미소한 시간내에 끝나, 시동 토오크의 실질적인 저감 효과가 매우 적어지는 문제가 있다. 더욱이 상기 스풀에 더해서 이 스풀가압용의 스프링도 필요로 하게 되므로, 제품 단가면에서도 만족하지 못하다.

본 발명은, 시동시의 초기 토오크를 극단적으로 적게하고, 또한 서서히 정상토오크로 이행시켜서 압축기 및 차량요소에 가해지는 충격의 완화를 도모하는 것을 해결해야 할 기술적인 과제로 하고 있다.

본 발명은 상기 과제 해결을 위해, 주위방향으로 복수의 보어가 병렬설치된 실린더 블럭과, 이 실린더의 중심축 구멍에 삽입하여 지지된 구동축과, 이 구동축과 같이 작동하는 사판에 연결되어서 상기 각 보어 내를 직선 운동하는 피스톤과, 내부에 배출실이 형성되어서 상기 실린더 블럭의 외단을 덮어 폐쇄하는 하우징을 갖는 왕복 동형 압축기에 있어서, 상기 하우징에는 각 보어에 현수되고, 또한 상기 배출실과 연통하는 환형 제어 실을 설치하고, 각 보어와 마주하는 배출포트 및 배출 밸브를 구비한 환형 밸브판을 이 제어실에 축방향으로 유동이 가능하게 수납한 새로운 구성을 채용하고 있다.

압축기 정지시에는 기내의 압력의 평형 상태로 유지되어 있으며, 이 상태에서 압축기의 운전이 개시되면, 피스톤의 직선운동에 따라 압축 냉매가 배출되게 되나, 시동초기에 있어서 배출실 및 제어실의 보어내의 압축 압력 보다도 훨씬 낮고, 이 압력차에 의해 배출밸브를 장착한 밸브판 자체가 이 배출밸브의 열림과 거의 동시에 떠올라서 제어실의 규제벽을 가압한다. 따라서, 실린더 블럭의 외단과 밸브판 사이에는 한정된 틈새가 생겨, 이 틈새를 거쳐서 병렬설치된 각보어 상호연통이 허용되는 결과로 압축 반력이 매우 저하하여 시동토오크가 효과적으로 경감된다.

그후 실질적으로 배출실로 유입되는 압축 냉매의 누적에 의해 배출압력이 상승하면, 이것이 보어내의 압축 압력에 대항해서 밸브판을 복원시키는 부가력으로서 작용하여, 곧 밸브판은 실린더 블럭의 외단에 밀접되어서 정상 상태로 복귀한다. 즉, 그때까지 틈새를 거쳐서 허용되고 있던 보어 상호간의 연통은 완전히 차단되기 때문에, 정상 토오크로의 완만한 이행을 수반하여 압축기의 본래적인 압축작용이 영위된다.

다음에, 도면에 의거하여 본 발명을 구체화한 실시예를 설명한다.

제1도에 있어서, 전후에 마주설치된 한쌍의 실린더 블럭(1, 2)은, 그 결합 부분에 귀한 냉매의 흡입구(도시않음)와 연통하는 사판실(3)이 형성되고, 이 실린더 블럭(1, 2)은 그것의 양외단을 각각 정방 하우징(4) 및 후방 하우징(5)에 의해 폐쇄되어 있다. 이들 전후의 하우징(4, 5)에는, 그것의 안쪽영역을 점유하는 원형 형성의 배출실(6, 7)이 구획형성되어, 전방 배출실(6)은 후술하는 구동축(12)의 주변을 포위하는 형태로 설치되어 있다.

양실린더 블럭(1, 2)의 공통 중심축 구멍에는 래디얼베어링(8, 9) 및 밀봉부재(10, 11)를 거쳐서 구동축(12)이 끼워져 지지되어 있고, 이 구동축(12)은 축 밀봉장치(13)를 거쳐서 전방 하우징(4)의 외단축으로 연장되어 있다. 구동축(12)에는 사판실(3)내에 있어서 회전이 가능하게 사판(14)이 고정되어 있으며, 이 사판(14)은 드러스트 베어링(15, 16)을 거쳐서 양실린더 블럭(1, 2)에는 구동축(12)주위에 평행형상으로 설치된 전후 복수쌍의 보어(1a, 2a)가 형성되고, 각 보어(1a, 2a)에는 사판(14)에 한쌍의 슈우(17, 17)을 거쳐서 결합된 양두형의 피스톤(18)이 직선운동이 자유롭게 끼워져 있다. 피스톤(18)은 양두부분에 각각 사판실(3)과 연통하는 중공부(19)가 형성되고, 또한 각 머리 꼭지부에는 이 중공부(19)와 연통해서 마주하는 원호형상을 이루는 흡입포트(20)가 삽입설치되어 있으며, 이 흡입포트(20)의 개구 밸브시트를 둘러싸는 밸브 실에는 리테이너(21, 22)에 의해 제어되는 플로우팅형 흡입 밸브(23, 24)가 느슨하게 장착되어 있다. 도면부호(25)는 배출 통로로서, 이 배출통로(25)는, 구동축(12)의 축심 위에 끼워 설치되고, 그 한편은 이 구동축(18)의 후단면에서 배출실(7)내로 개구하고, 또한 그것의 다른편은 구동축(12)을 반경방향으로 관통하는 관통구멍(26)을 거쳐 전방 배출실(6)내로 개구되어 있다. 그래서 이 전방 배출실(6)은 개략적으로 도시한 배출구(27)를 거쳐서 냉동회로에 접속되어 있다.

그런데, 본 발명의 가장 특징적인 구성으로서, 전후의 하우징(4, 5)에는 각 보어(1a, 2a)에 현수되고, 또한 각 배출실(6, 7)과 연통하는 환형 제어실(31, 32)이 설치되고, 전방하우징(4)내의 제어실(31)은 실린더 블럭(1)의 연장 보스와 함께 작동하는 상태로 형성되어 있다. 도면부호(33, 34)는 이 제어실(31, 32)에 축방향의 유동가능하게 수납된 밸브판으로, 핀(35, 36)에 의해 자전이 구속됨과 함께, 각 제어실(31, 32)의 규제벽(저벽)에 의해 그 충격행정이 규정되어 있다. 그래서 제3도에 명시되어 있는 바와같이, 양밸브 판(33, 34)에는 각 보어(1a, 2a)와 정합 연통하는 배출포트(37, 38)가 천공설치되고, 이 배출포트(37, 38)의 개구 밸브 시트를 포위하는 밸브실에는 리테이너(38, 40)에 의해 규제되는 플로우팅형 배출밸브(41, 40)가 느슨하게 장착되어 있다.

본 실시예는 상술한 바와같이 구성되어 있으며, 압축기의 정지시에는 기내의 압력은 평형상태로 유지된다. 이 상태에서 전자 클러치의 접속을 거쳐서 압축기의 운전이 개시되면, 냉동회로에서 도시하지 아니한 흡입구를 거쳐서 귀환환 냉매는 사판실(3)에 도입되고, 사판실(3)내의 냉매는 다시 피스톤(18)의 중공부(19)에 도입된다. 그래서 구동축(12)에 함께 회전하는 사판(14)을 거쳐서 각 보어(1a, 2a)내를 직선운동하는 피스톤(18)의 왕복운동시, 흡입 밸브(23, 24)는 밸브 시트에서 부상하여 흡입 포트(20)를 개구하고, 중공부(19)내의 냉매는 이 흡입 포트(20)를 거쳐서 용적 확대 도중의 각 보어(1a, 2a)내에 흡입된다. 이어서 피스톤(18)의 왕복 운동시, 보어(1a, 2a)내의 압력 상승에 의해 이 흡입 밸브(23, 24)는 밸브시트에 놓이며, 한편, 배출밸브(41, 42)가 부상하여 배출 포트(37, 38)를 개구하므로, 용적 축소 도중의 각 보어(1a, 2a)내에서 압축된 냉매는 이 배출 포트(37, 38)를 거쳐서 전후의 배출실(6, 7)로 배출된다.

그러나, 시동초기에 있어서 배출실(6, 7) 및 제어실(31, 32)내의 압력은 보어(1a, 2a)내의 압축압력 보다도 훨씬 낮고, 이 압력차에 의해 배출밸브(41, 42)를 장착한 밸브판(33, 34)자체가 이 배출밸브(41, 42)의 열림과 동시에 부상되어서 제어실(31, 32)의 규제벽(저벽)을 가압한다. 실린더 블록(1, 2)의 외단과 밸브판(33, 34)사이에는 한정된 틈새(C)가 생겨, 이 틈새(C)를 거쳐서 병렬 설치된 각 보어(1a, 2a)군 서로의 연통이 허용되는 결과로, 압축 반력이 매우 저하하여 시동 토오크가 효과적으로 경감된다(제2도).

그후 실질적으로 배출실(6, 7)로 유입하는 압축 냉매의 누적에 의해 배출실 압력이 상승하면, 이것이 보어(1a, 2a)내의 압축 압력에 대항해서 밸브판(33, 34)을 복원시키는 부가력으로서 작용하여, 상기 틈새(C)는 서서히 축소되어 곧 밸브판(33, 34)은 실린더 블럭(1, 2)의 외단에 밀접한 상태로 복귀한다. 즉, 그때까지 틈새(C)를 거쳐서 허용되고 있던 각 보어(1a, 2a)군 서로의 연통은 여기에서 완전히 차단되기 때문에, 정상토오크로의 완만한 이행을 수반하여 압축기는 본래적인 기능을 발휘하여, 후방 배출실(7)로 배출된 압축냉매는 배출 통로(25) 및 관통구멍(26)을 거쳐 전방배출실(6)내의 압축 냉매와 합류한 후, 배출구(27)를 거쳐서 도시하지 않은 냉동 회로로 송출 순환된다.

또한, 본 실시예와 같이 전후의 밸브판(33, 34) 쌍을 유동할 수 있도록 구성한 것에서는, 시동 초기의 최소 배출용량을 10% 정도로까지 저감할 수 있어 1sec를 초과하는 시간을 요하는 정상 토오크로의 완만한 시동이 기대되므로, 종래의 0.1sec이하의 순간적인 시동에 비해서 시동충격이 극도로 완화된다.

제4도는 본 발명의 다른 실시예로서, 압축기의 후부만을 개략적으로 나타내고 있다. 본 실시예 후방 하우징(52)내 배출실(53)과 함께 흡입실(54)이 설치되어, 흡입실(54)과 실린더 블럭(51) 사이에는 고정 밸브판(55) 및 이 고정 밸브판(55)에 천공 설치된 흡입 포트(56)를 개폐하는 흡입 밸브(57)가 장착되어 있으며, 피스톤(58)의 두부는 중실형상으로 형성되어 있다. 한편, 각 보어(51a)에 현수되어 환형으로 형성된 상기 배출실(53)의 내측 영역은 규제벽(60a)에 의해 제어실(60)로서 구획되고, 이 제어실(60)에는 핀(62)에 의해 자전이 구속되는 환형 밸브판(61)이 축방향으로 유동이 가능하게 수납되어 있다. 그래서 이 밸브판(61)의 외측면에는 각보어(51a)와 잘맞게 천공 설치된 배출 포트(63)를 개폐하는 배출밸브(64)가 리테이너(65)와 함께 체결장착되어 있다.

따라서, 본 실시예에 있어서도 압축기의 시동 초기에 밸브판(61)이 유동하여, 실린더 블럭(51)의 외단과 밸브판(61) 사이에 생기는 틈새를 거쳐서 병렬 설치된 보어(51a)의 상호 연통이 허용되므로, 상술한 실시예와 같이, 극히 소용량으로 부터의 시동과 토오크의 완만한 시동을 구현할 수가 있다.

또한, 이상의 실시예는 양두형의 사판식 압축기에 구체화된 시동충격 완화 기구에 의거해 설명 하였으나, 단두형의 사판식 압축기 또는 요동판형의 압축기에도 당연히 실시 가능하며, 또한, 흡입 및 배출계통의 구체적인 구성은 물론, 유동가능한 밸브판에 장착되는 배출밸브의 형태에 대해서도, 반드시 개시한 실시예에 구애받는 것이 아님을 말할나위도 없다.

이상으로, 상술한 바와같이 본 발명은, 특허청구의 범위에 기재한 구성을 갖는 것이므로, 다음에 기재한 뛰어난 효과를 제공한다.

(1) 시동시의 극단적인 소용량화와, 완만한 토오크의 시동이 얻어지므로, 엔진을 포함하여 차량으로의 충격을 대폭적으로 경감할 수 있어, 이 충격에 기인하는 운전 승차감의 저해나 차량 고장이 해소된다.

(2) 액체축에 대한 충격 완화 효과는 특히 크고, 아울러 불쾌한 이상음의 발생도 사실상 무해한 정도로 감쇄된다.

(3) 보어의 과도한 압축 반력도 동시에 감소되므로, 사판강도의 안전율을 높이고, 나아가서는 사판의 단순화에도 공헌할 수 있다.

Claims (1)

1. 주위방향으로 복수의 보어가 병렬설치된 실린더 블럭과, 이 실린더의 중심축 구멍에 삽입 지지된 구동축과, 이 구동축과 함께 작동하는 사판에 연결되어 상기 각 보어내를 직선운동하는 피스톤과, 내부에 배출실이 형성되어 상기 실린더 블럭의 외단을 덮어 폐쇄하는 하우징을 갖는 왕복동형 압축기에 있어서, 상기 하우징에는 각 보어에 현수되고, 또한 상기 배출실과 연통하는 환형 제어실을 설치하고, 각 보어와 마주하는 배출 포트 및 배출밸브를 구비한 환형 밸브판을 상기 제어실에 축방향의 유동이 가능하게 수납한 것을 특징으로 하는 왕복동형 압축기.