KR101452888B1 - 압축기의 밸브플레이트 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명의 압축기의 밸브플레이트 조립체는, 흡입포트가 형성되는 밸브플레이트; 및 상기 흡입포트를 개폐하는 흡입리드;로 구성되되, 상기 흡입포트는 입구 측 제1흡입포트와 출구 측 제2흡입포트로 구성되고, 상기 제2흡입포트의 면적은 제1흡입포트의 면적보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 제1,2흡입포트로 구성된 흡입포트는 그 면적이 넓으므로 흡입 냉매의 통과속도가 상승하는 것을 방지하여 흡입 냉매의 압력저하를 최소화하는 효과가 있다.

Description

압축기의 밸브플레이트 조립체{VALVE PLATE ASEMBLY OF COMPRESSOR}

본 발명은 압축기의 밸브플레이트 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흡입포트의 면적을 넓혀주어 흡입 냉매의 통과속도가 상승하는 것을 방지하는 압축기의 밸브플레이트 조립체에 관한 것이다.

자동차용 공조장치의 냉방 시스템에 포함되는 압축기는 벨트를 통해 엔진에 직접 연결되어 있기 때문에 회전수를 제어할 수 없다.

따라서, 근래에는 엔진의 회전수에 의해 규제되는 경우 없이 냉방 능력을 얻기 위해 냉매의 토출량을 변화시킬 수 있는 용량가변형 압축기가 많이 사용되고 있다.

용량가변형 압축기로는 사판식, 로터리식 및 스크롤식 등 다양한 종류가 개시되어 있다.

이 중 사판식 압축기는, 크랭크실 내에서 경사각이 가변되도록 설치된 사판이 구동축의 회전운동에 따라 회전하고, 상기 사판의 회전운동에 의해 피스톤이 왕복운동하는 방식으로 되어 있다. 이 경우, 상기 피스톤의 왕복운동에 의해 흡입실의 냉매가 실린더 내에 흡입되어 압축된 후 토출실로 배출되는데, 상기 크랭크실 내의 압력과 실린더 보어 내의 압력 차이에 따라 사판의 경사각이 변화하여 냉매의 토출량이 조절되게 된다.

특히, 전자 솔레노이드식 용량제어밸브를 채택하여 통전에 의해 밸브를 개폐함으로써 크랭크실의 압력을 조정하고, 이를 통해 사판의 경사각을 조정하여 토출용량을 조절하는 것이 보통이다.

이때, 용량제어밸브의 가동은, 검지된 엔진의 회전수, 차실 내외의 온도 또는 증발기 온도 등의 신호가 CPU 등을 내장하는 제어부에 의해 연산되고, 그 연산결과에 근거하여 전류가 용량제어밸브의 전자코일로 보내짐으로써 이루어진다.

또한, 하우징과 실린더 블록 사이에는 흡입포트와 토출포트가 각각 형성된 밸브 플레이트가 개재되며, 상기 흡입포트와 토출포트는 리드에 의해 개폐되는 것이다.

이하, 도면을 참조하여 종래기술에 따른 밸브플레이트 조립체를 설명한다.

도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 종래기술에 따른 밸브플레이트 조립체(1)는, 흡입포트(2a)가 형성된 밸브플레이트(2)와, 상기 흡입포트(2a)를 개폐하는 리드(3a)를 구비하는 밸브시트(3)로 구성된다.

이때, 상기 리드(3a)는 탄성력을 가진 가느다란 목부(3b)에 의해 밸브시트(3)와 연결된다.

이에 따라, 상기 흡입포트(2a)는 리드(3a)에 의해 개폐되어 냉매를 흡입하게 되는 것이다.

그러나, 종래기술에 따른 밸브플레이트 조립체(1)는, 흡입 냉매가 좁은 면적의 흡입포트(2a)를 통과하여 실린더 보어로 흡입되는 과정에서 속도가 상승하여 압력저하가 발생하는 문제점이 있었다.

이때, 흡입 냉매의 압력저하로 인해 흡입 냉매의 유동손실 또한 발생한다.

또한, 상기 흡입포트(2a)를 개폐하는 리드(3a)는 밸브 리프트(valve lift, 揚程)가 증가하여 소음이 발생함과 동시에 리드(3a)의 복원에 오랜 시간이 소요되어 압축기의 효율이 감소하는 원인이 된다.

이는, 좁은 면적의 흡입 포트(2a)를 통과한 흡입 냉매가 리드(3a)에 집중되기 때문이다.

덧붙여, 리드(3a)의 밸브 리프트 증가로 사체적(dead volume) 또한 증가하여 냉방능력이 저하된다.

본 발명은 전술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 흡입포트의 유효면적을 넓혀주어 흡입 냉매의 통과속도가 상승하는 것을 방지하여 흡입 냉매의 압력저하를 최소화하는 압축기의 밸브플레이트 조립체를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 압축기의 밸브플레이트 조립체는, 흡입포트가 형성되는 밸브플레이트; 및 상기 흡입포트를 개폐하는 흡입리드;로 구성되되, 상기 흡입포트는 입구 측 제1흡입포트와 출구 측 제2흡입포트로 구성되고, 상기 제2흡입포트의 면적은 제1흡입포트의 면적보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 밸브플레이트는, 상기 제1흡입포트가 형성되는 제1밸브플레이트와 상기 제2흡입포트가 형성되는 제2밸브플레이트로 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제1밸브플레이트가 제2흡입포트의 입구 측 일부를 폐쇄하여 상기 제1,2흡입포트가 단차지게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1흡입포트는 상기 밸브플레이트의 둘레방향으로 장공의 형태로 형성되며, 상기 제2흡입포트는 상기 제1흡입포트를 감싸되 상기 원주둘레방향을 가로질러 상기 밸브플레이트의 둘레를 향해 연장되는 돌출형상부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 돌출형상부는 홈 형상부를 개재하여 2개 형성된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 압축기의 밸브플레이트 조립체에 따르면, 제1,2흡입포트로 구성된 흡입포트는 그 면적이 넓으므로 흡입 냉매의 통과속도가 상승하는 것을 방지하여 흡입 냉매의 압력저하를 최소화하는 효과가 있다.

또한, 흡입 냉매의 압력저하를 최소화함에 따라 흡입 냉매의 유동손실이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 흡입 냉매가 작용하는 리드의 면적이 넓어짐에 따라 리드의 밸브 리프트(valve lift, 揚程)가 감소하여 소음이 발생되는 것을 억제할 수 있다.

덧붙여, 리드의 밸브 리프트 감소로 사체적(dead volume) 또한 감소하여 냉방효율이 증대된다.

도 1은 종래기술에 따른 밸브플레이트 조립체를 분해 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 용량가변형 압축기의 구조를 나타내는 종단면도이다.
도 4는 도 3의 밸브플레이트 조립체를 분해 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 결합상태를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 3의 주요 부분을 확대 도시한 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 용량가변형 압축기의 구조를 나타내는 종단면도이고, 도 4는 도 3의 밸브플레이트 조립체를 분해 도시한 사시도이며, 도 5는 도 4의 결합상태를 도시한 사시도이고, 도 6은 도 3의 주요 부분을 확대 도시한 사시도이다.

먼저, 본 발명에 따른 밸브플레이트 조립체가 설치된 용량가변형 사판식 압축기의 구조를 개략적으로 설명하도록 한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 용량가변형 사판식 압축기(C)는, 내주면에 길이방향을 따라 평행하게 형성된 다수의 실린더 보어(12)를 가지는 실린더 블럭(10)과, 상기 실린더 블럭(10)의 전방에 밀폐 결합된 전방 하우징(16)과, 상기 실린더 블럭(10)의 후방에 밀폐 결합된 후방 하우징(18)을 포함한다.

상기 전방 하우징(16)의 안쪽에는 크랭크실(86)이 마련되며, 전방 하우징(16)의 중심 부근에는 구동축(44)의 일단이 회전가능하게 지지되는 한편, 상기 구동축(44)의 타단은 상기 크랭크실(86)을 통과하여 실린더 블럭(10)에 설치된 베어링을 매개로 하여 지지된다.

또한, 상기 크랭크실(86) 내에는 구동축(44) 둘레에 러그 플레이트(54)와 사판(50)이 설치되어 있다.

상기 러그 플레이트(54)에는, 중앙부에 가이드홀(64)이 각각 직선 천공된 한쌍의 동력전달용 지지 암(62)이 일면에 일체로 돌출되게 형성되어 있고, 상기 사판(50)의 일면에는 단부에 볼이 구비된 암(66)이 돌출되게 형성되어 있어, 상기 러그 플레이트(54)가 회전함에 따라 상기 사판(50)의 암(66)에 구비된 볼이 러그 플레이트(54)의 가이드홀(64) 내에서 슬라이딩 이동하면서 사판(50)의 경사각이 가변되게 되어 있다.

또한, 상기 사판(50)의 외주면은 슈(76)를 개재하여 각 피스톤(14)에 미끄럼이동이 가능하게 끼워진다.

따라서, 상기 사판(50)이 경사된 상태에서 회전함에 따라, 그 외주면에 슈(76)를 개재하여 끼워진 피스톤(14)들은 상기 실린더 블럭(10)의 각 실린더 보어(12) 내에서 왕복운동하게 된다.

상기 피스톤(14)의 왕복운동에 의해 흡입실(22)의 냉매가 실린더 보어(12) 내에 흡입되어 압축된 후 토출실(24)로 배출되는데, 상기 크랭크실(86) 내의 압력과 흡입실(22) 내의 압력 차이에 따라 사판(50)의 경사각이 변화하여 냉매의 토출량이 조절되는데, 이는 통전에 의해 밸브를 개폐함으로써 크랭크실(86)의 압력을 조정하고, 이를 통해 사판(50)의 경사각을 조정하여 토출 용량을 조절하는 용량제어밸브(200)에 의해 구현되는 것이 보통이다.

그리고, 상기 후방 하우징(18)에는 흡입실(22)과 토출실(24)이 각각 형성되어 있고, 후방 하우징(18)과 실린더 블럭(10) 사이에는 밸브플레이트 조립체(100)가 개재되어 있다.

전술한 압축기는 본 발명에 따른 밸브플레이트 조립체(100)가 설치되는 하나의 예에 불과하며, 그 밖의 다양한 형식의 압축기에 모두 적용 가능하다.

이하, 본 발명에 따른 밸브플레이트 조립체(100)를 설명한다.

도 3 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 밸브플레이트 조립체(100)는, 흡입포트(111)가 형성되는 밸브플레이트(110) 및 상기 흡입포트(110)를 개폐하는 흡입리드(120)로 구성된다.

먼저, 상기 흡입포트(111)는 흡입실(22)과 연통되어 흡입냉매가 유입되며, 상기 흡입리드(120)는 목부(121)에 의해 밸브시트(122)와 연결된다.

이때, 상기 리드(120)와 목부(121)는 흡입 냉매의 흡입압(Ps)에 의해 탄성변형이 발생하여 상기 흡입포트(111)를 개폐하여 흡입 냉매를 상기 실린더 보어(12) 내부로 흡입하게 된다.

또한, 상기 흡입포트(111)는 입구 측 제1흡입포트(112)와 출구 측 제2흡입포트(113)로 구성되고, 상기 제2흡입포트(113)의 면적은 제1흡입포트(112)의 면적보다 넓게 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 밸브플레이트(110)는 흡입실(22)과 대면하는 제1밸브플레이트(110a)와 실린더보어(12)와 대면하는 제2밸브플레이트(110b)로 구성된다. 이때, 상기 제1흡입포트(112)는 제1밸브플레이트(110a)에 형성되고 상기 제2흡입포트(113)는 제2밸브플레이트(110b)에 형성될 수 있다.

그러나, 상기 제1흡입포트(112)와 상기 제2흡입포트(113)는 하나의 밸브플레이트에 형성되어도 된다.

상기 제1밸브플레이트(110a)가 제2흡입포트(113)의 입구 측 일부를 폐쇄하여 상기 제1,2흡입포트(112,113)는 서로 단차지게 형성된다. 즉, 흡입냉매를 흡입하도록 연통된 제1,2흡입포트(112,113)는 전술한 바와 같이 면적을 달리하고 있어 상기 제1,2밸브플레이트(110a,110b)가 서로 겹쳐짐에 따라 상기 제1,2흡입포트(112,113)는 서로 단차지게 되는 것이다.

도면에서, 상기 제1흡입포트(112)는 상기 밸브플레이트의 둘레방향으로 장공의 형태로 형성되며, 상기 제2흡입포트(113)는 상기 제1흡입포트(112)를 감싸되 상기 원주둘레방향을 가로질러 상기 밸브플레이트의 둘레를 향해 연장되는 돌출형상부(114)를 포함하고 있어 한층 자연스러운 단차부 형성이 가능하게 된다.

상기 돌출형상부(114)는 홈 형상부(115)를 개재하여 2개 형성되어 있으나 1개 또는 3개 이상 설치되어도 무방하다.

이에 따라, 상기 제1,2흡입포트(112,113)는 그 면적이 넓으므로 흡입 냉매의 통과속도가 상승하는 것을 방지하여 흡입 냉매의 압력저하를 최소화하게 된다.

구체적으로, 흡입냉매는 흡입실(22)과, 상기 흡입실(22)보다 상대적으로 좁은 면적을 가지는 제1흡입포트(112) 및 상기 제1흡입포트(112)보다 상대적으로 넓은 면적을 가지는 제2흡입포트(113)를 지나면서 속도가 줄어듦과 동시에 압력저하가 억제되는 것이다.

또한, 흡입 냉매의 압력저하를 최소화함에 따라 흡입 냉매의 유동손실이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 도 1에 도시한 종래기술의 흡입포트보다 상대적으로 면적이 넓은 본 발명의 흡입포트(111)에 의해 상기 리드(120)의 흡입 냉매가 작용하는 면적이 넓어짐에 따라 리드의 밸브 리프트(valve lift, 揚程)가 감소하여 소음이 발생되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 상기 리드(120)의 밸브 리프트가 크지 않아 복원이 용이하여 압축기의 효율 저하를 억제할 수 있다.

덧붙여, 상기 리드(120)의 밸브 리프트 감소로 사체적(dead volume) 또한 감소하여 냉방능력이 향상된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.

예를 들어, 전술한 설명에서는 흡입 냉매의 압력저하를 최소화하는 것을 흡입 측을 예로 하여 설명하였지만 토출 측에도 동일하게 적용할 수 있음은 물론이다.

C - 용량 가변형 사판식 압축기 10 - 실린더 블럭
12 - 실린더 보어 16 - 전방 하우징
18 - 후방 하우징 44 - 구동축
50 - 사판 54 - 러그플레이트
62 - 암 64 - 가이드홀
76 - 슈 86 - 크랭크실
200 - 용량제어밸브 100 - 밸브플레이트 조립체
110 - 밸브플레이트 111 - 흡입포트
120 - 리드

Claims (5)

1. 흡입포트(111)가 형성되는 밸브플레이트(110); 및
   상기 흡입포트(111)를 개폐하는 흡입리드(120);로 구성되되,
   상기 흡입포트(111)는 입구 측 제1흡입포트(112)와 출구 측 제2흡입포트(113)로 구성되고, 상기 제2흡입포트(113)의 면적은 제1흡입포트(112)의 면적보다 넓게 형성되되,
   상기 제1흡입포트(112)는 상기 밸브플레이트(110)의 둘레방향으로 장공의 형태로 형성되며, 상기 제2흡입포트(113)는 상기 제1흡입포트(112)를 감싸되 상기 둘레방향을 가로질러 상기 밸브플레이트(110)의 둘레를 향해 연장되며 홈 형상부(115)를 개재한 복수의 돌출 형상부(114)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기의 밸브플레이트 조립체.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 밸브플레이트(110)는,
   상기 제1흡입포트(112)가 형성되는 제1밸브플레이트(110a)와 상기 제2흡입포트(113)가 형성되는 제2밸브플레이트(110b)로 구성되는 것을 특징으로 하는 압축기의 밸브플레이트 조립체.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제1밸브플레이트(110a)가 제2흡입포트(113)의 입구 측 일부를 폐쇄하여 상기 제1,2흡입포트(112,113)가 단차지게 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기의 밸브플레이트 조립체.
   
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