KR100565493B1 - 왕복동식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 고압의 유체를 토출하는 토출밸브와 상기 토출밸브에 일정의 탄성력을 부여하는 토출스프링과, 상기 토출밸브와 토출스프링의 변위량을 제한하는 리테이너를 포함하여 구성된 왕복동식 압축기내에 있어서, 토출스프링과 리테이너에 유체가 통과할 수 있는 홀이 형성되고, 또한 상기 토출스프링에 강성을 저감시키기 위한 홀이 추가적으로 형성되어, 토출 유체의 유동이 원활하게 되므로 유체의 유동손실이 줄어 들고, 토출스프링의 공기저항 면적이 줄어 들어 토출밸브가 잘 닫히게 되므로 토출 유체의 역류 가능성이 감소되며, 토출스프링의 강성이 저감되어 유체의 과압손실이 감소되는 이점이 있다.

왕복동, 압축기, 토출계, 토출스프링, 리테이너, 홀

Description

왕복동식 압축기{Reciprocating compressor}

도 1은 종래기술의 왕복동식 압축기의 토출계의 구성도 및 'A-A' 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 왕복동식 압축기의 토출계가 표현된 분해사시도,

도 3은 본 발명에 따른 왕복동식 압축기의 토출계에서의 유체흐름이 도시된 단면도,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 토출스프링의 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 밸브시트 11 : 토출구

12 : 요홈 20 : 토출밸브

30 : 토출스프링 31 : 토출스프링의 유체 통과 홀

32 : 토출스프링의 강성저감 홀 40 : 리테이너

41 : 리테이너의 유체 통과 홀

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 왕복동식 압축기의 토출계를 구성하는 토출스프링과 리테이너에 유체의 흐름을 원활하게 수단 이 형성된 발명에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도 1을 참조하여 종래기술의 왕복동식 압축기(이하 "압축기"라 한다)의 토출계의 구성 및 동작을 살펴보면 다음과 같다.

일반적으로 압축기의 토출계는 토출밸브(2), 토출스프링(3), 리테이너(4)로 구성되며, 상기 토출계는 실린더 블록(5)의 토출 포트 위에 고정된 밸브시트(1)의 요홈(1a)에 위치된다.

상기 밸브시트(1)에는 실린더 블록(5)의 내부공간(6)에서 압축된 유체가 토출되는 토출구(1b)가 형성되어 있다.

상기 토출밸브(2)는 상기 토출구(1b)를 개폐하고, 상기 토출스프링(3)은 상기 토출밸브(2)의 개폐시 상기 토출밸브(2)에 완충력과 복원력을 보강해주며, 상기 리테이너(4)는 상기 토출밸브(2) 및 토출스프링(3)의 최대변위를 제한한다.

상기와 같은 구성을 가진 압축기의 토출계에 있어서 토출밸브의 개폐 동작을 살펴보면 다음과 같다.

상기 실린더 블록(5)의 내부공간(6)에서 왕복 운동하는 피스톤(미도시)이 전진하여 압축된 유체의 압력이 상기 토출밸브(2) 및 토출스프링(3)의 지지력을 초과하게 되면 압축유체는 상기 토출밸브(2)를 젖히고 상기 토출구(1b)를 통해 토출된다.

반대로 피스톤(미도시)이 후퇴하여 상기 내부공간(6)내의 압력이 감소하면 상기 토출밸브(2)는 상기 토출스프링(3)의 탄성복원력과 상기 내부공간(6)의 흡입력에 의해 원상복귀되면서 토출구(1b)가 폐쇄된다.

그러나, 상기한 종래 기술은 토출밸브의 상부에 설치되는 상기 토출스프링과 리테이너가 플랫 바(flat bar) 형태로 형성되어있어 토출구를 통하여 토출되는 유체의 흐름을 방해하는 문제점이 있었다.

또한, 통상 스프링강으로 제조된 상기 토출스프링은 그 강성(stiffness)을 줄이는데 한계가 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로써, 토출구를 통하여 토출되는 유체의 흐름을 원활하여 유체의 유동저항을 줄일 수 있는 왕복동식 압축기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 토출스프링의 강성을 저감시킬 수 있는 왕복동식 압축기를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 왕복동식 압축기는 토출밸브와, 상기 토출밸브의 끝단으로부터 일측으로 돌출된 연장부위가 형성된 토출스프링과, 리테이너를 포함하여 구성된 왕복동식 압축기에 있어서, 상기 토출스프링의 연장부위 및/또는 상기 리테이너에 유체가 통과되는 홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 토출스프링에 강성을 저감시키는 홀이 추가적으로 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 왕복동식 압축기의 토출계가 표현된 분해사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 왕복동식 압축기의 토출계에서의 유체흐름이 도시된 단면도 이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 토출스프링의 사시도가 도시된 것이다.

본 발명에 따른 왕복동식 압축기에 있어서 토출계는, 실린더 블록 상측에 고정되고 토출구(11) 및 요홈(12)이 형성된 밸브시트(10)와, 상기 밸브시트(10)의 요홈(12) 상측에 순차적으로 적층되는 토출밸브(20), 토출스프링(30) 및 리테이너(40)로 구성된다.

상기 토출밸브(20) 및 상기 리테이너(40)에는 상기 토출구(11)가 개방될 경우, 상기 토출구(11)로부터 토출되는 고압유체가 통과될 수 있도록 홀(31),(41)이 각각 형성된다.

한편, 상기 토출스프링(30)에 형성된 홀(31)은 상기 토출밸브(20)의 끝단이 상측으로 젖혀져 상기 토출스프링(30)에 접촉되는 부분부터 상기 토출스프링(30)의 끝단부를 향하여 연장되도록 형성, 즉 토출스프링(30)이 토출밸브(20)의 끝단으로부터 일측으로 돌출된 연장부위에 상기 홀(31)이 형성되는 것이 바람직하고, 상기 리테이너(40)에 형성된 홀(41)은 상기 토출스프링(30)에 형성된 홀(31)의 직상방에 위치되어 상기 홀(31) 보다 크게 형성되고 가능한 한 상기 리테이너(40)의 끝단부에 최근접 위치까지 연장되는 것이 바람직하다.

도 3을 참조하여 상기한 본 발명에 있어서의 유체 흐름을 설명하면 다음과 같다.

토출되는 유체가 압축되어 토출밸브(20)의 끝단부가 상측으로 젖혀지면서 토출밸브(20)가 개방작동을 개시하여 유체가 토출구(11)를 통하여 상측으로 토출되는 경우에 있어서 상기 유체의 유로는, 토출밸브(20)와 토출스프링(30)과 리테이너(40)의 끝단을 돌아가는 기존의 유로(①)와, 토출밸브(20)의 끝단을 돌아서 토출스프링과 리테이너에 형성된 홀(31), (41)를 차례로 통과하는 유로(②)와, 토출밸브(20)와 토출스프링(30)의 끝단을 돌아서 리테이너 홀(41)을 통과하는 유로(③)등 다양한 유로가 제공되므로 유체의 토출이 용이해져 유체의 유동저항이 저감된다.

또한, 토출밸브(20)가 닫힐때 탄성을 보강시켜주는 상기 토출스프링(30)은 끝단이 복원될 때 상기 토출스프링의 홀(31)로 인해 토출스프링(30)의 공기저항 면적이 축소되어 복원이 용이해질 뿐만 아니라, 상기 토출스프링(30)의 끝단이 상측으로 젖혀진 상태에서 상기 토출스프링(30) 상면과 상기 리테이너(40)의 내면이 이루는 삼면 공간으로 상기 리테이너의 홀(41)을 통한 공기 이동(④)이 원활히 이뤄지므로 유체 공(空)압이 감소되어 토출스프링(30)의 복원이 용이하게 수행된다.

또한, 토출밸브(20)와 겹쳐지는 토출스프링(30)의 부위에는 도 2에 나타난 바와 같이 토출스프링(20)의 강성을 저감시켜주는 홀(32)이 추가적으로 형성되고, 상기 홀(32)의 크기를 조절함으로써 통상 스프링강으로 제조된 토출스프링(30)의 탄성 유효면적을 적절히 조절할 수 있다.

한편, 상기 홀(32)은 토출밸브(20)의 직상부에 위치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 토출스프링(30)에 유체가 통과되도록 형성된 홀(31)과 강성을 저감시키도록 형성된 홀(32)은 도 4에 나타난 바와 같이 서로 연통되도록 한 개의 큰 구멍(33)으로 형성될 수도 있다.

상기와 같은 본 발명의 왕복동식 압축기는 토출 유체의 유동이 원활히 이루 어짐으로써 유체의 유동손실이 줄고, 토출스프링의 닫힘동작시 공기저항 면적 및 유체 공(空)압의 영향이 줄어들어 토출밸브가 잘 닫히므로 토출 유체의 역류 가능성이 감소되며, 토출스프링의 강성이 최소화되어 유체의 과압손실이 감소되는 장점이 있다.

Claims (8)

1. 토출구를 개폐하는 토출밸브와, 상기 토출밸브에 일정의 탄성력을 부여하고 상기 토출밸브의 끝단으로부터 일측으로 돌출되는 연장부위를 갖는 토출스프링과, 상기 토출밸브와 토출스프링의 최대변위량을 제한하는 리테이너를 포함하여 구성된 왕복동식 압축기에 있어서,

   상기 토출스프링은 적어도 상기 토출스프링의 연장부위에 상기 토출밸브의 개방작동시 상기 토출구로부터 토출되는 유체가 통과될 수 있는 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 토출스프링에 형성된 홀은 토출스프링에 토출밸브의 끝단이 접촉되는 부위로부터 상기 토출스플링의 끝단을 향하여 연장되도록 형성된 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 리테이너는 유체가 통과될 수 있는 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
4. 제 3항에 있어서, 상기 리테이너에 형성된 홀은 상기 토출스프링에 형성된 홀의 직상부에 위치되고 상기 토출스프링의 홀보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 토출스프링에 강성을 저감시키는 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
6. 제 5항에 있어서, 상기 토출스프링의 강성을 저감시키기 위하여 형성된 홀은 토출밸브의 직상부에 형성된 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
7. 제 5항에 있어서, 상기 토출스프링에 강성을 저감시키기 위하여 형성된 홀은 상기 유체가 통과될 수 있도록 형성된 홀과 연통되도록 형성된 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
8. 토출구를 개폐하는 토출밸브와, 상기 토출밸브에 일정의 탄성력을 부여하는 토출스프링과, 상기 토출밸브와 토출스프링의 최대변위량을 제한하는 리테이너를 포함하여 구성된 왕복동식 압축기에 있어서, 상기 토출스프링 및 상기 리테이너에는 각각 상기 토출밸브의 개방작동시 상기 토출구로부터 토출되는 유체가 통과될 수 있는 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.

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