본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 종래기술에 비해 내구성이 우수하고 효율 및 성능이 크게 개선되며 맥동소음이 없는 로터리 밸브를 구비한 왕복동 압축기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 연통홀 내에 갇혀 잔류하는 냉매를 제거함으로써 이후 그 내부를 통과하는 냉매의 흡입이 보다 원활하게 이루어질 수 있는 로터리 밸브를 구비한 왕복동 압축기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 연통홀 내의 잔류하는 냉매를 다른쪽의 실린더보어로 공급하여 냉매의 흡입량을 한층 향상시킴으로써 압축기의 체적효율을 향상시킬 수 있는 로터리 밸브를 구비한 왕복동 압축기를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시예에 따른 로터리 밸브를 구비한 왕복동 압축기는, 복수개의 실린더 보어를 가지고 있는 실린더 블럭과, 상기 실린더 블럭에 대하여 회전이 가능하게 지지되는 구동축과, 상기 실린더 보어 내에 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤과, 상기 피스톤과 구동축 사이를 연결하는 동력전달수단과, 흡입실과 배출실이 형성되는 하우징 및 상기 구동축과 함께 회전하도록 형성되며 상기 실린더블록에 형성된 결합공의 내면에 미끄럼 회전이 자유롭게 설치된 로터리 밸브를 포함하는 로터리 밸브를 구비한 왕복동 압축기에 있어서, 상기 실린더블록의 결합공 내주면에는 상기 다수의 실린더보어와 각각 연결되는 연통홀이 형성되며, 상기 결합공과 로터리 밸브 사이에는 피스톤의 압축행정 중 실린더보어의 연통홀 내에 잔류하는 냉매를 바이패스시켜 다른 쪽의 실린더보어의 연통홀로 토출시키는 바이패스 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 바이패스 수단은, 상기 실린더블록의 결합공 내주면에는 둘레방향을 따라 임시저장홈이 형성되며, 상기 로터리 밸브의 외주면에는 냉매 토출구가 형성되고, 둘레방향으로 상기 냉매 토출구를 사이에 두고 상기 임시저장홈과 연통되는 제1배출홈과 제2배출홈이 각각 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 임시저장홈은 연통홀을 사이에 두고 양측에 각각 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제1배출홈과 제2배출홈은 구동축 방향으로 연장되어 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 바이패스 수단은, 상기 로터리 밸브의 둘레방향으로 냉매 토출구를 사이에 두고 상기 연통홀과 연통되도록 상기 구동축 방향으로 각각 연장형성되는 제1,2배출홈 및 상기 제1,2배출홈과 연통되도록 상기 로터리 밸브의 단부와 결합공의 바닥이 서로 마주보는 면이 이격 설치되어 형성되는 바이패스 유로로 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 로터리 밸브는 구동축에 착탈가능하게 결합되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2시예에 따른 로터리 밸브를 구비한 왕복동 압축기는, 복수개의 실린더 보어를 가지고 있는 실린더 블럭과, 상기 실린더 블럭에 대하여 회전이 가능하게 지지되는 구동축과, 상기 실린더 보어 내에 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤과, 상기 피스톤과 구동축 사이를 연결하는 동력전달수단과, 흡입실과 배출실이 형성되는 후방 하우징 및 상기 구동축과 함께 회전하도록 형성되며 상기 실린더블록에 형성된 결합공의 내면에 미끄럼 회전이 자유롭게 설치된 로터리 밸브를 포함하는 로터리 밸브를 구비한 왕복동 압축기에 있어서, 상기 실린더블록의 결합공 내주면에는 상기 다수의 실린더보어와 각각 연결되는 연통홀이 형성되며, 상기 결합공과 로터리 밸브 사이에는 피스톤의 압축행정 중 실린더보어의 연통홀 내에 잔류하는 냉매를 바이패스시켜 다른 쪽의 실린더보어의 연통홀로 토출시키는 바이패스 수단이 형성되고, 상기 로터리 밸브는 결합공의 내측 방향으로 탄성적으로 밀착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 로터리 밸브는, 상기 구동축의 후단에 설치되는 것으로, 후방으로 개구된 수용홈이 형성되고, 측면에는 상기 수용홈과 연통홀을 연통하도록 냉매토출구가 관통되게 형성된 흡입 로터와, 상기 흡입실과 흡입 로터 사이에 배치되며, 상기 흡입실과 연통하는 흡입포트가 형성된 차닥벽 및 상기 흡입 로터와 차단벽 사이에 배치된 축밀림 방지를 위한 스프링을 포함하며, 상기 구동축과 흡입 로터가 회전함에 따라 상기 냉매토출구과 연통홀이 단속적으로 연통하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 바이패스 수단은, 상기 흡입 로터의 둘레방향으로 상기 냉매 토출구를 사이에 두고 상기 연통홀과 연통되도록 상기 구동축 방향으로 각각 연장형성되는 제1,2배출홈 및 상기 제1,2배출홈과 연통되도록 상기 흡입 로터의 단부와 결합공의 바닥이 서로 마주보는 면이 이격 설치되어 형성되는 바이패스 유로로 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 수용홈의 내측에는 상기 스프링에 의해 힘을 받는 스러스트 베어링이 개재되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 스프링은 상기 흡입 로터의 수용홈 바닥과 차단벽 사이에 배치된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 구동축과 실린더 블럭 사이에는 레이디얼 베어링이 개재되어 있는 것이 바람직하다.

한편, 상기 구동축의 후단부에는 홈 또는 돌기가 형성되고, 상기 흡입 로터의 선단에는 상기 구동축의 홈 또는 돌기와 결합하기 위한 돌기 또는 홈이 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 구동축의 후단부와 흡입 로터의 선단 사이의 결합구조는 끼워맞춤 구조인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 바이패스 수단은, 상기 실린더블록의 결합공 내주면에는 둘레방향을 따라 임시저장홈이 형성되며, 상기 로터의 외주면에는 냉매 토출구가 형성되고, 둘레방향으로 상기 냉매 토출구를 사이에 두고 상기 임시저장홈과 연통되는 제1배출홈과 제2배출홈이 각각 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 임시저장홈은 연통홀을 사이에 두고 양측에 각각 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1배출홈과 제2배출홈은 구동축 방향으로 연장되어 형성된 것이 바람직하다.

한편, 상기 제1,2배출홈은 구동축 방향에서 바라볼 때 평평한 면이 형성되도록 단차지게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1,2배출홈은 구동축 방향에서 바라볼 때 움푹 파인 그루브인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 로터리 밸브를 구비한 왕복동 압축기는, 복수개의 실린더 보어를 가지고 있는 실린더 블럭과, 상기 실린더 블럭에 대하여 회전이 가능하게 지지되는 구동축과, 상기 실린더 보어 내에 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤과, 상기 피스톤과 구동축 사이를 연결하는 동력전달수단과, 흡입실과 배출실이 형성되는 하우징 및 상기 구동축과 함께 회전하도록 형성되며 상기 실린더블록에 형성된 결합공의 내면에 미끄럼 회전이 자유롭게 설치된 로터리 밸브를 포함하는 것으로서, 상기 구동축의 후단에 설치되는 것으로, 후방으로 개구된 수용홈이 형성되고, 측면에는 상기 수용홈과 연통하도록 냉매토출구이 관통되게 형성된 흡입 로터, 상기 흡입실과 흡입 로터 사이에 배치되며, 상기 흡입실과 연통하는 흡입포트가 형성된 차닥벽, 및 상기 흡입 로터와 차단벽 사이에 배치된 축밀림 방지를 위한 스프링을 포함하며, 상기 실린더 블럭 내에는, 상기 각각의 실린더 보어와 흡입 로터의 외측면 사이를 연결하는 연통홀이 형성되어 있어, 상기 구동축과 흡입 로터가 회전함에 따라 상기 냉매토출구과 연통홀이 단속적으로 연통하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 통상의 사판식 압축기의 구성을 도시한 정단면도 및 측단면도이다.

도 2는 종래기술에 따른 로터리 밸브를 장착한 사판식 압축기를 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 로터리 밸브를 구비한 왕복동 압축기를 도시한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 실린더블록과 로터리 밸브의 분해 상태를 도시한 사시도이다.

도 5는 도 4의 결합된 상태를 도시한 단면도이다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 사판과 구동축 및 로터리 밸브 주변 구성을 도시한 사시도이다.

도 7은 도 6의 부분 분해 사시도이다.

도 8은 도 6에서 로터리 밸브의 주변 구성을 도시한 단면도이다.

도 9는 도 8에서 바이패스 수단을 생략한 로터리 밸브를 구비한 왕복동 압축기를 도시한 단면도이다.

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

도 3은 본 발명에 따른 사판식 압축기를 도시한 단면도이다.

본 발명의 실시예에서는 용량 가변형 사판식 압축기를 대상으로 하였으나, 기타 일반적인 왕복동식 압축기에도 적용할 수 있음은 물론이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 사판식 압축기(1000), 내주면에 길이 방향을 따라 평행하게 형성된 복수개의 실린더 보어(110a)를 가지고 있고 압축기의 외부를 구성하는 실린더 블럭(110)과, 상기 실린더 블럭(110)의 앞쪽 단부에 배치되어 사판실(120a)을 형성하는 전방 하우징(120)과, 상기 실린더 블럭(110)과 전방 하우징(120)에 회전이 가능하게 지지되는 구동축(140)과, 상기 전방 하우징(120)의 사판실(120a) 내에서 상기 구동축(140)에 고정 설치된 러그 플레이트(180)와, 내부에 흡입실(132)과 배출실(133)이 형성되어 있고 상기 실린더 블럭(110)의 뒤쪽 단부에 배치되어 있는 후방 하우징(130)과, 상기 러그 플레이트(180)에 의해 회전운동하면서 경사각이 변할 수 있으며 원형의 판상으로 형성된 사판(150)과, 상기 러그 플레이트(180)와 사판(150) 사이에 지지된 스프링(170)과, 슈(201)를 개재하여 상기 사판(150)과 미끄럼 이동이 가능하게 결합되고, 실린더 보어(110a) 내에서 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤(200)을 포함하여 구성되어 있다.

또한, 상기 실린더 블록(110)에는 결합공(111)이 형성되어 있으며, 상기 결합공(111) 내에는 미끄럼회전이 자유롭게 로터리 밸브(700)가 설치된다.

그리고, 상기 실린더 블럭(110) 내에는, 상기 각각의 실린더 보어(110a)와 로터리 밸브(700)를 연결하는 연통홀(117)이 형성되어 있다.

한편, 상기 결합공(111)과 로터리 밸브(700) 사이에는 상기 피스톤(200)의 압축행정 중 실린더 보어(110a)의 연통홀(117) 내에 잔류하는 냉매를 바이패스시켜 다른 쪽의 실린더 보어(110a)의 연통홀(117)로 토출시키는 바이패스 수단(800)을 포함한다.

이하, 본 발명의 주요 특징인 로터리 밸브(700) 및 연통홀(117)에 잔류하는 고압의 냉매를 배출하는 바이패스 수단(800)에 대해 설명한다.

제1실시예

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 실린더블록과 로터리 밸브의 분해 상태를 도시한 사시도이며, 도 5는 도 4의 결합된 상태를 도시한 단면도이다.

도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 바이패스 수단(800)은, 실린더 블록(110)의 결합공(111) 내주면의 둘레방향을 따라 임시 저장홈(801)이 형성되며, 상기 로터리 밸브(700)의 외주면에는 상기 임시저장홈(801)과 연통되는 제1배출홈(802)과 제2배출홈(803)이 각각 형성된다.

한편, 상기 제1,2배출홈(802,803)은 상기 로터리 밸브(700)의 외주면에 연통홀(117)과 연통되도록 관통되게 형성된 냉매토출구(701)를 사이에 두고 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 상기 임시저장홈(801), 제1배출홈(802) 및 제2 배출홈(803)은 실린더보어(110a) 내에 위치한 피스톤(200)의 압축행정이 최고 상사점에 도달할 경우 실린더보어(110a)의 연통홀(117) 내에 잔류하게 되는 고압의 냉매를 흡입하는 맞은편 실린더보어(110a)로 배출하는 역할을 수행한다.

상기 임시저장홈(801)은 상기 결합공(111)의 내주면을 따라 소정의 깊이로 함몰된 원형링 형태로 형성된다.

또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 임시저장홈(801)은 연통홀(117)을 사이에 두고 구동축(140) 방향으로 각각 제1임시저장홈(801a) 및 제2임시저장홈(801b)으로 형성될 수도 있으나, 단일하게 형성될 수도 있다.

상기 임시저장홈(801)이 구동축(140) 방향으로 2개 이상 형성된 경우, 상기 임시저장홈(801)은 연통홀(117) 내에 잔류하는 냉매를 보다 신속하게 전달할 수 있어 상기 구동축(140)이 고속으로 회전하더라도 용이하게 대처할 수 있는 것이다.

또한, 상기 제1배출홈(802)과 제2배출홈(803)의 일측 단부 또는 양측 단부는 상기 실린더블록의 결합공(111)의 내주면에 형성된 임시저장홈(801)에 대면하여 연통된다.

즉, 상기 제1배출홈(802)과 제2배출홈(803)은 로터리 밸브(700) 둘레방향의 냉매토출구(701)를 사이에 두고 서로 반대 방향에 형성되는 것으로, 한쪽 배출홈은 한쪽 실린더보어(110a)의 연통홀(117) 내의 고압 잔류가스를 상기 임시저장홈(801)으로 전달시키고, 상기 임시저장홈(801)으로부터 다시 다른쪽의 배출홈을 통해 맞은 편 실린더보어(110a)로 배출시킬 수 있도록 한다.

구체적으로, 상기 제1배출홈(802)은 연통홀(117) 내의 냉매를 흡입하여 임시저장홈(801)으로 내보내는 역할을 수행하며, 상기 제2배출홈(803)은 임시저장홈(801)에 저장된 냉매를 맞은 편 연통홀(117)을 통해 팽창된 실린더보어(110a)로 배출시키는 역할을 수행한다.

따라서, 상기 연통홀(117) 내에 잔류하던 냉매는 구동축(140)이 회전하는 과정에서 제1배출홈(802), 임시저장홈(801), 제2배출홈(803)을 순차적으로 통과한 후 맞은 편의 연통홀(117)을 통해 흡입행정 중인 실린더보어(110a)로 토출된다.

이와 같이 본 발명의 특징적인 구성요소인 실린더블록(100)의 결합공(111)에 형성된 임시저장홈(801)과 로터리 밸브(700)에 형성된 제1배출홈(802) 및 제2배출홈(803)에 의해 피스톤(200)의 압축행정시 연통홀(117) 내의 고압 잔류가스를 낭비 없이 재사용할 수 있을 뿐만 아니라, 흡입행정을 시행하는 시점의 실린더보어(110a)로 원활한 냉매 흡입을 가능하게 함므로써 압축효율을 한층 향상시킬 수 있다.

더욱이, 고압의 잔류가스는 압축이 시작되는 실린더보어(110a)에 공급되어 압력을 다소 높일 수 있기 때문에 압축효율이 한층 향상된다.

한편, 상기 제1,2배출홈(802,803)은 정면에서 바라볼 때 평평한 면이 형성되도록 단차지게 형성되거나, 움푹 파인 그루브로 형성되는 것이 바람직하다.

제2실시예

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 사판과 구동축 및 로터리 밸브 주변 구성을 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 부분 분해 사시도이며, 도 8은 도 6에서 로터리 밸브의 주변 구성을 도시한 단면도이다.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 로터리 밸브(700')는, 상기 구동축(140)의 후단에 설치되어 함께 회전하는 흡입로터(710)와, 상기 흡입로터(710)에 내장되어 구동축(140)과 흡입로터(710)에 대하여 동시에 전방으로 힘을 가하는 스프링(720)을 포함한다.

구체적으로, 상기 흡입로터(710)는 후방으로 개구된 수용홈(711)과, 상기 수용홈(711)과 연통하도록 측면에 관통 형성된 냉매토출구(712)를 구비한다.

상기 수용홈(711)에는 스프링(720)이 내장되어 있다.

이 경우, 상기 스프링(720)의 선단은 수용홈(711)의 바닥을 탄성적으로 지지하며, 그 후단은 후술하는 차단벽(740)에 접촉하여 지지되어 있다.

상기 스프링(720)에 의해, 압축기 작동중에 있을 수 있는 구동축(140)의 밀림 현상이 방지되는 동시에 흡입로터(710)를 구동축(140)에 밀어붙여서 서로 견고하게 지지되도록 한다.

또한, 상기 흡입로터(710)의 회전시에 마찰을 저감시킬 수 있도록 상기 수용홈(711)의 바닥면과 스프링(720)의 선단 사이에는 스러스트 베어링(730)이 개재되어 있다.

한편, 상기 흡입실(132)과 흡입 로터(710) 사이에는, 상기 흡입실(132)과 연통하는 흡입포트(741)가 형성된 차단벽(740)이 형성되어 있다.

또한, 상기 실린더 블럭(110) 내에는, 상기 각각의 실린더 보어(110a)와 흡입 로터(710)의 외측면 사이를 연결하는 연통홀(117)이 형성되어 있다.

이에 따라, 상기 구동축(140)과 흡입 로터(710)의 회전에 따라 상기 냉매토출구(712)와 연통홀(117)이 단속적으로 연통하면서 흡입된 냉매를 실린더 보어(110a)로 공급하게 되어 있다.

또한, 상기 구동축(140)의 원활한 회전을 위해, 구동축(140)과 실린더 블럭(110) 사이에는 레이디얼 베어링(750)이 개재되어 있다. 도면에서는, 레이디얼 베어링(750)으로 메탈 부시(metal bush)가 채택되었지만 일반적인 볼 베어링이나 롤러 베어링이 사용될 수도 있다.

한편, 상기 구동축(140)과 흡입로터(710)의 결합구조로서, 구동축(140)의 후단부에 홈(147) 또는 돌기를 형성하고, 상기 흡입 로터(710)의 선단에는 상기 구동축의 홈 또는 돌기와 결합하기 위한 돌기(717) 또는 홈이 형성되게 할 수 있다.

이 경우, 상기 구동축(140)과 흡입로터(710) 사이의 돌기-홈 결합구조는 끼움맞춤 구조로 되어 있어 조립오차에 의한 상호 유동(遊動)에 대해서도 용이하게 적응하면서 동력전달이 이루어질 수 있도록 하는 것이 좋다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 바이패스 수단(800')은, 상기 흡입 로터(710)의 둘레방향으로 상기 냉매 토출구(712)를 사이에 두고 상기 연통홀(117)과 연통되도록 상기 구동축(140) 방향으로 각각 연장형성되는 제1배출홈(801')과 제2배출홈(802') 및 상기 제1,2배출홈(801',802')과 연통되도록 상기 흡입 로터(710)와 결합공(111)이 서로 마주보는 면이 이격 설치되어 형성되는 바이패스 유로(803')로 구성된다.

한편, 상기 제1배출홈(801')과 제2배출홈(802') 중 하나는 압축행정 중인 실린더 보어(110a) 측의 연통홀(117)과 연통되며, 상기 제1배출홈(801')과 제2배출홈(802') 중 다른 하나는 흡입행정 중인 실린더 보어(110a)측의 연통홀(117)과 연통되는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 연통홀(117) 내에 잔류하던 냉매는 구동축(140)이 회전하는 과정에서 제1배출홈(801'), 바이패스 유로(803') 및 제2배출홈(802')을 순차적으로 통과한 후 맞은 편의 연통홀(117)을 통해 흡입행정 중인 실린더보어(110a)로 토출된다.

한편, 도 9에는 바이패스 구조가 없이 내구성을 높이고 맥동소음을 저감하는 로터리 밸브를 구비한 왕복동식 압축기의 구조가 나타나 있다. 나머지 구성은 도 8과 동일하므로 중복되는 설명은 생략하도록 한다.

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, 제1실시예의 로터리 밸브(700)에 제2실시예의 바이패스 수단(800')을 적용할 수 있음과 아울러 제2실시예의 로터리 밸브(700')에 제1실시예의 바이패스 수단(800)을 적용할 수 있다.