KR100593389B1 - 밀폐형 압축기의 헤드커버조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기의 헤드커버조립체에 관한 것이다. 본 발명은 압축실의 토출측과 연통되는 토출연통부(33)를 구비하고 양단에 각각 제1 및 제2 토출소음기(50,50')와 연통되는 연통공(34,35,36)이 천공되는 헤드플레이트(31)와, 상기 헤드플레이트(31)에 결합되어 작동유체가 상기 토출연통부(33)에서 토출소음기(50,50')를 차례로 거쳐 유동되게 하는 토출유로의 형성을 위한 요철채널(43,45)이 구비되는 헤드커버플레이트(40)를 포함하여 구성된다. 상기 헤드플레이트(31)와 헤드커버플레이트(40)는 판금가공에 의해 제작되어 블레이징용접되어 체결된다. 상기 요철채널(43,45)은 상기 헤드플레이트(31)와 마주보는 면이 요입되게 형성되어 헤드플레이트(31)와 협력하여 토출유로를 형성하는 것으로, 상기 토출연통부(33)와 제1 토출소음기(50) 사이를 연결하는 제1요철채널(43)과 상기 제1 토출소음기(50)와 제2 토출소음기(50)의 사이를 연결하는 제2요철채널(45)을 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면 압축실에서 압축되어 토출된 작동유체가 헤드커버조립체의 내부와 2개의 토출소음기를 거치면서 맥동과 소음이 보다 확실하게 제거되는 이점이 있다.

밀폐형 압축기, 헤드커버플레이트, 헤드플레이트, 맥동

Description

밀폐형 압축기의 헤드커버조립체{A head-cover assembly for hermetic compressor}

도 1은 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 요부 구성을 보인 분해사시도.

도 2는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 맥동파이프가 구비된 헤드커버조립체의 구성을 보인 구성도.

도 3은 본 발명에 의한 헤드커버조립체가 구비된 밀폐형 압축기의 요부 구성을 보인 사시도.

도 4는 본 발명 실시예의 헤드커버조립체의 구성을 보인 분해사시도.

도 5는 본 발명 실시예에서 압축된 작동유체가 유동되는 것을 보인 동작상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20: 프레임 22: 모터부

24: 크랭크축 25: 편심핀

26: 커넥팅로드 28: 실린더

29: 밸브조립체 30: 헤드커버조립체

31: 헤드플레이트 32: 체결공

33: 토출연통부 34: 제1연통공

35: 제2연통공 36: 제3연통공

38: 소음기연결부 40: 헤드커버플레이트

42: 체결공 43: 제1요철채널

45: 제2요철채널 50,50':토출소음기

55: 흡입소음기

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축실 내외부로 유동되는 작동유체가 통과하는 유로를 형성하는 헤드커버조립체에 관한 것이다.

압축기는 열교환사이클에서 사용되는 작동유체를 압축하는 역할을 하는 것으로, 도 1에는 일반적인 압축기에서 압축실로 작동유체를 전달하고, 압축된 작동유체를 토출하기 위한 구성이 도시되어 있다.

이에 도시된 바에 따르면, 실린더블록(1)의 내부에는 작동유체가 압축되는 압축실(2)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 실린더블록(1)에는 상기 압축실(2)로의 작동유체의 흡입이나, 압축된 작동유체의 압축실(2) 외부로의 토출을 위한 밸브어셈블리가 구비된다.

상기 밸브어셈블리는 흡입밸브(3), 밸브플레이트(5), 토출밸브(6) 및 가스켓(7)을 포함하여 구성된다. 이중 상기 밸브플레이트(5)에는 상기 압축실(2)로 작동유체를 흡입하기 위한 흡입공(5i)과 압축실(2) 외부로 토출하기 위한 토출공(5e)이 형성되어 있다. 상기 밸브플레이트(5)와 상기 실린더블록(1) 사이에는 상기 흡입공(5i)을 개폐하기 위한 흡입밸브(3)가 설치된다.

그리고, 상기 흡입밸브(3)가 설치된 반대쪽으로는 상기 밸브플레이트(5)와 밀착되게 토출밸브(6)가 설치된다. 그리고, 상기 밸브플레이트(5)와 접촉되는 반대쪽 면의 토출밸브(6)에는 헤드플레이트(8p)가 밀착되어 설치된다. 상기 토출밸브(6)와 헤드플레이트(8p)의 사이에는 누설 방지를 위한 가스켓(7)이 설치된다. 이와 같은 구성부품들은 각각 대응되는 위치에 천공되어 있는 볼트공(BH)에 볼트(B)가 관통되어 실린더블록(1)에 체결됨에 의해 조립된다.

한편, 상기 헤드플레이트(8p)에는 외부로부터 흡입된 작동유체를 상기 흡입공(5i)을 통해 압축실(2)로 전달할 때, 소음을 저감시켜 주는 흡입소음기(9)가 설치되어 있다. 도면 부호 9'는 흡입파이프이다.

그리고, 도 2에 잘 도시된 바와 같이, 상기 헤드플레이트(8p)에는 헤드커버플레이트(8)가 블레이징용접되어 그 사이에 토출방(8')을 형성한다. 상기 토출방(8')은 상기 압축실(2)에서 압축되어 상기 토출공(5e)을 통해 토출된 작동유체가 위치된다. 상기 토출방(8')의 내부에는 상기 흡입소음기(9)에서 나온 작동유체를 압축실(2)로 안내하기 위해 흡입가이드(8g)가 설치된다. 상기 흡입가이드(8g)는 상기 헤드플레이트(8p)에 장착되어 상기 흡입소음기(9)와 압축실(2)을 상기 흡입공(5i)을 통해 연통시킨다.

상기 토출방(8')과 연통되게 토출소음기(10)가 설치되는데, 상기 토출소음기(10)의 내부와 상기 토출방(8')은 맥동파이프(11)에 의해 연통된다. 상기 맥동파 이프(11)는 코일형상으로 다수번 감겨져 있다. 한편, 상기 토출소음기(10)로 전달된 작동유체를 외부로 전달하기 위한 토출파이프(12)가 구비된다.

한편, 상기 헤드플레이트(8p)와 헤드커버플레이트(8)를 포함하는 도 2에 도시된 구성은 하나의 조립체를 형성하고 있다. 이를 헤드커버조립체라 하기로 한다. 헤드커버조립체에서는 상기 헤드플레이트(8p)와 헤드커버플레이트(8)가 용접에 의해 부착되어 내부에 토출방(8')을 형성하고 압축실(2)로 작동유체를 전달하는 흡입가이드(8g)를 구비한다. 그리고, 상기 헤드커버조립체에는 흡입소음기(9)와 토출소음기(10)가 별도로 제작되어 용접에 의해 부착되어 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 헤드커버조립체에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기 압축실(2)에서 압축된 작동유체는 밸브어셈블리의 토출밸브(6)의 제어에 의해 토출방(8')으로 토출되고, 상기 토출방(8')에서 맥동파이프(11)를 거쳐 토출소음기(10)내부로 전달된다. 이때, 상기 압축실(2)에서는 한번의 사이클이 끝날 때마다 작동유체가 일정량씩 토출되므로, 토출방(8')에서 토출소음기(10)로 유동되는 작동유체에는 맥동이 발생한다.

하지만, 종래의 구성에서는 상기 압축실(2)에서 상기 토출파이프(12)까지의 유로길이가 상대적으로 짧아 맥동이 제거되지 않은 상태로 작동유체가 유동되어, 압력 맥동이 커지면서 상기 토출파이프(12)의 떨림 현상이 발생하면서 진동과 소음이 많이 발생하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 압축실에서 압축된 작동유체가 압축기 외부로 빠져나가는 유로를 최대한 길게 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 프레임의 실린더에 형성된 압축실의 토출측과 연통되는 토출연통부를 구비하고 양단에 각각 제1 및 제2 토출소음기와 연통되는 연통공이 천공되어 실린더에 장착되는 헤드플레이트와, 상기 헤드플레이트에 결합되어 작동유체가 상기 토출연통부에서 토출소음기를 차례로 거쳐 유동되게 하는 토출유로의 형성을 위한 요철채널이 구비되는 헤드커버플레이트를 포함하여 구성되고, 상기 헤드플레이트와 헤드커버플레이트는 판금가공되는 것으로, 상기 요철채널이 판금가공에 의해 상기 헤드플레이트와 마주보는 헤드커버플레이트의 일면에 요입되게 형성되어 헤드플레이트와 협력하여 토출유로를 형성한다.

상기 헤드플레이트와 헤드커버플레이트는 블레이징용접되어 체결된다.

상기 토출연통부와 제1 토출소음기 사이를 연결하는 제1요철채널과 상기 제1 토출소음기와 제2 토출소음기의 사이를 연결하는 제2요철채널을 포함하여 구성된다.

상기 제2요철채널과 헤드플레이트에 의해 형성되는 토출유로는 그 길이가 적어도 40mm 이상이어야 하고, 직경이 5mm이하로 형성된다.

상기 토출연통부는 상기 헤드플레이트를 관통하여 형성되는 것이고, 상기 토출연통부의 형상과 대응되게 상기 제1 요철채널의 일단부 형상이 형성된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면 압축실에서 압축되어 토출된 작동유체가 헤드커버조립체의 내부와 2개의 토출소음기를 거치면서 맥동과 소음이 보다 확실하게 제거되는 이점이 있다.

이하 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 헤드커버조립체의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3에는 본 발명에 의한 헤드커버조립체가 구비된 밀폐형 압축기의 요부 구성이 사시도로 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명 실시예의 헤드커버조립체가 분해사시도로 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 밀폐용기의 내부에 구비되는 프레임(20)의 하부에는 모터부(22)가 구비된다. 상기 모터부(22)는 압축기의 구동을 회전력을 제공한다. 상기 프레임(20)의 중앙을 상하로 관통하여서는 크랭크축(24)이 구비된다. 상기 크랭크축(24)은 상기 모터부(22)의 회전자와 일체로 회전한다.

상기 크랭크축(24)의 상단에는 편심핀(25)이 구비된다. 상기 편심핀(25)은 상기 크랭크축(24)의 회전중심에서 편심된 위치에 있다. 상기 편심핀(25)에는 커넥팅로드(26)가 연결된다. 상기 커넥팅로드(26)는 크랭크축(24)의 회전운동을 피스톤의 직선왕복운동으로 변환하는 역할을 한다.

상기 프레임(20)의 상면 일측에는 실린더(28)가 구비된다. 상기 실린더(28)의 내부에는 상기 피스톤이 안착되는 압축실(도시되지 않음)이 구비된다. 상기 압축실에서는 상기 피스톤의 직선왕복운동에 의해 작동유체가 압축된다.

상기 실린더(28)의 전면에는 상기 압축실의 일측을 차폐하도록 밸브조립체 (29)가 구비된다. 상기 밸브조립체(29)는 상기 압축실에서 작동유체가 입출되는 것을 제어한다.

상기 밸브조립체(29)와 함께 상기 실린더(28)에 결합되도록 헤드커버조립체(30)가 구비된다. 상기 헤드커버조립체(30)는 주로 상기 압축실에서 압축된 작동유체가 토출되는 유로를 형성하는 역할을 한다.

상기 헤드커버조립체(30)는 헤드플레이트(31)를 구비한다. 상기 헤드플레이트(31)는 소정의 두께를 가지는 금속판으로서, 그 양단이 상기 밸브조립체(29)의 양단보다 더 연장되게 형성되고, 상기 연장된 양단에 아래에서 설명될 토출소음기(50,50')가 각각 연결된다.

상기 헤드플레이트(31)에는 상기 밸브조립체(29)의 네 모서리에 대응되는 위치에 체결공(32)이 각각 천공된다. 상기 체결공(32)은 헤드커버조립체(30)와 밸브조립체(29)를 실린더(38)에 체결하는 볼트가 관통하는 부분이다.

상기 헤드플레이트(31)에는 상기 밸브조립체(29)의 토출부와 대응되는 부분에 토출연통부(33)가 형성되어 있다. 상기 헤드플레이트(31)에 형성된 토출연통부(33)는 압축실에서 압축되어 토출된 작동유체가 임시로 머무르는 토출방을 형성한다. 상기 토출연통부(33)는 상기 체결공(32)을 연결하는 선에 의해 형성되는 영역 내에 있다.

상기 헤드플레이트(31)에는 다수개의 연통공(34,35,36)이 천공되어 있다. 상기 연통공(34,35,36)은 상기 체결공(32)을 연결하는 선에 의해 형성되는 영역 외부에 있다. 먼저, 제1연통공(34)은 아래에서 설명될 제1토출소음기(50)와 상기 토출 연통부(33)를 연통시키는 역할을 한다.

상기 제1연통공(34)에 인접하여 제2연통공(35)이 상기 헤드플레이트(31)를 관통하여 형성된다. 상기 제2연통공(35)은 제1토출소음기(50)에서 작동유체가 빠져나오는 부분이다. 상기 제1연통공(34)과 제2연통공(35)이 형성된 반대쪽인 상기 헤드플레이트(31)의 타단부에는 제3연통공(36)이 천공된다. 상기 제3연통공(36)은 상기 제2연통공(35)을 빠져나온 작동유체를 제2토출소음기(50')로 전달하는 역할을 한다.

한편, 상기 헤드플레이트(31)에는 소음기연결부(38)가 구비된다. 상기 소음기연결부(38)는 아래에서 설명될 흡입소음기(55)의 일측이 안착되는 부분이다. 상기 소음기연결부(38)는 상기 헤드커버조립체(30)를 실린더(28)에 체결할 때, 흡입소음기(55)가 함께 결합되도록 한다.

상기 헤드플레이트(31)에는 헤드커버플레이트(40)가 결합된다. 상기 헤드커버플레이트(40)는 상기 헤드플레이트(31)에 블레이징용접에 의해 결합되는 것이 바람직하다. 하지만 반드시 그러한 것은 아니고 헤드커버조립체(30)를 실린더(28)에 결합하는 볼트를 사용하여 체결할 수도 있다. 상기 헤드커버플레이트(40)에도 상기 헤드플레이트(31)의 체결공(32)과 동일한 위치에 체결공(42)이 천공된다.

상기 헤드커버플레이트(40)에는 상기 토출연통부(33)와 제1연통공(34)을 연통시키기 위한 제1요철채널(43)이 형성된다. 상기 제1요철채널(43)은 상기 헤드커버플레이트(40)에서 상기 헤드플레이트(31)와 마주보는 면이 요입되고, 그 반대면에서 돌출되게 형성되는 것이다. 상기 제1요철채널(43)은 그 일단이 상기 토출연통부(33)와 대응되는 형상과 면적이 되도록 구성되고, 타단이 제1연통공(34)과 연통된다.

상기 헤드커버플레이트(40)에는 또한 제2요철채널(45)이 형성된다. 상기 제2요철채널(45) 역시 상기 헤드플레이트(31)와 마주보는 면에서 요입되고 반대되는 면으로 돌출되게 형성되는 것이다. 상기 제2요철채널(45)은 상기 제2연통공(35)과 제3연통공(36)사이를 연통시킨다.

여기서 상기 제2요철채널(45)의 길이는 적어도 40mm이상이 되도록 하는 것이 바람직하다. 이는 압축되어 토출된 작동유체가 유동되는 유로길이를 일정 이상으로 설정하기 위함이다. 만약 상기 제2연통공(35)과 제3연통공(36)사이의 거리가 40mm가 되지 않으면, 상기 제2요철채널(45)을 일직선이 아니라 소정의 굴곡을 가지도록 형성하면 된다. 참고로 상기 제2요철채널(45)과 상기 헤드플레이트(31)에 의해 형성되는 유로의 직경은 5mm이하로 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 헤드플레이트(31)의 소음기연결부(38)와 대응되는 위치에는 소음기연결부(48)가 형성된다. 상기 소음기연결부(38,39)에는 흡입소음기(55)의 일측이 안착되어 고정되는 구조가 형성된다. 이는 본 발명의 요지가 아니므로 설명을 생략한다.

그리고, 상기 헤드플레이트(31)와 헤드커버플레이트(40)는 판금작업에 의해 생산할 수 있다. 특히 상기 헤드커버플레이트(40)의 요철채널(43,45)은 판금작업에 의해 용이하고 정확하게 형성할 수 있다.

상기 헤드플레이트(31)의 양단에는 상기 실린더(28)가 구비되는 쪽으로 각각 제1 및 제2 토출소음기(50,50')가 구비된다. 상기 제1 토출소음기(50)는 상기 제1 연통공(34) 및 제2 연통공(35)과 동시에 연통될 수 있는 위치에 구비된다. 그리고 상기 제2 토출소음기(50')는 상기 제3연통공(36)과 연통될 수 있는 위치에 구비된다. 일반적으로 상기 토출소음기(50,50')는 상기 헤드플레이트(31)에 블레이징용접에 의해 체결한다.

참고로, 상기 토출소음기(50,50')의 내부에는 종래 기술에서 설명된 바와 같은 맥동파이프를 둘 수 있다. 예를 들어 상기 제1토출소음기(50) 내부에는 상기 제1연통공(34)의 출구에 연결되게 맥동파이프를 둘 수 있고, 상기 제2토출소음기(50')의 내부에는 상기 제3연통공(36)의 출구에 연결되게 맥동파이프를 둘 수 있다.

한편, 흡입소음기(55)는 압축실로 전달되는 작동유체의 소음을 제거하는 역할을 하는 것으로, 헤드커버조립체(30)가 밸브조립체(29)와 함께 실린더(28)에 장착됨에 의해 상기 소음기연결부(38,48)에 안착되어 고정된다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 헤드커버조립체의 작용을 설명하기로 한다.

본 발명의 압축기에서 작동유체의 압축이 이루어지는 것을 설명한다. 상기 모터부(22)가 구동되면, 크랭크축(24)이 회전한다. 상기 크랭크축(24)의 회전에 의해 편심핀(25)은 원운동을 하고, 이에 연결된 커넥팅로드(26)의 일단부는 편심핀(25)과 함께 회동된다. 상기 커넥팅로드(26)의 반대쪽에 연결된 피스톤은 상기 실린더(28)의 압축실 내에서 직선왕복운동하면서 작동유체를 압축한다.

상기 압축실로는 상기 흡입소음기(55)를 거쳐 작동유체가 전달된다. 즉, 상 기 흡입소음기(55)의 내부에서 소음이 제거된 작동유체는 상기 밸브조립체(29)의 제어에 의해 압축실로 흡입된다.

상기 압축실에 흡입된 작동유체는 피스톤이 상사점으로 이동함에 의해 압축되고, 압축이 완료되면 상기 밸브조립체(29)의 제어에 의해 압축실에서 토출된다. 압축실에서 토출된 작동유체는 상기 토출연통부(33)를 거쳐 상기 제1요철채널(43)과 헤드플레이트(31)에 의해 형성되는 토출유로로 유동된다. 상기 제1요철채널(43)로 전달된 작동유체는 상기 제1연통공(34)을 거쳐 제1토출소음기(50)로 전달된다.

상기 제1토출소음기(50)에서 맥동과 소음이 어느 정도 제거된 작동유체는 상기 제2연통공(35)을 통해 제2요철채널(45)과 헤드플레이트(31)에 의해 형성되는 토출유로로 유동된다. 상기 작동유체는 상기 제3연통공(36)을 통해 제2토출소음기(50')의 내부로 전달된다.

상기 제2토출소음기(50')에서 또한 맥동과 소음이 제거된 작동유체는 토출파이프를 통해 압축기의 외부로 전달되어 열교환사이클을 구성하는 다른 요소로 전달된다. 참고로 도 5에는 본 발명에서 압축되어 토출된 작동유체가 유동되는 경로가 화살표로 표시되어 있다.

한편, 상기 제1 및 제2소음기(50,50')의 내부에 별도의 맥동파이프를 설치한 경우에는 맥동파이프에 의해 더욱더 토출유로의 길이가 길어지면서 작동유체의 맥동과 소음을 제거할 수 있게 된다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기 재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 헤드커버조립체는 그 양단에 제1 및 제2 토출소음기를 두고, 이들 사이에서 판공가공에 의해 형성된 헤드커버플레이트의 요철채널과 헤드플레이트에 의해 형성되는 유로를 통해 작동유체가 유동되게 하였다. 따라서, 압축실에서 압축된 작동유체가 최종적으로 토출파이프로 전달될 때까지의 유로가 길어지게 되어, 작동유체의 토출시 발생하는 소음과 맥동을 최소화할 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 프레임의 실린더에 형성된 압축실의 토출측과 연통되는 토출연통부를 구비하고 양단에 각각 제1 및 제2 토출소음기와 연통되는 연통공이 천공되어 실린더에 장착되는 헤드플레이트와,

   상기 헤드플레이트에 결합되어 작동유체가 상기 토출연통부에서 토출소음기를 차례로 거쳐 유동되게 하는 토출유로의 형성을 위한 요철채널이 구비되는 헤드커버플레이트를 포함하여 구성되고,

   상기 헤드플레이트와 헤드커버플레이트는 판금가공되는 것으로, 상기 요철채널이 판금가공에 의해 상기 헤드플레이트와 마주보는 헤드커버플레이트의 일면에 요입되게 형성되어 헤드플레이트와 협력하여 토출유로를 형성함을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 헤드커버조립체.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 헤드플레이트와 헤드커버플레이트는 블레이징용접되어 체결됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 헤드커버조립체.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 토출연통부와 제1 토출소음기 사이를 연결하는 제1요철채널과 상기 제1 토출소음기와 제2 토출소음기의 사이를 연결하는 제2요철채널을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 헤드커버조립체.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제2요철채널과 헤드플레이트에 의해 형성되는 토출유로는 그 길이가 적어도 40mm 이상이어야 하고, 직경이 5mm이하로 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 헤드커버조립체.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 토출연통부는 상기 헤드플레이트를 관통하여 형성되는 것이고, 상기 토출연통부의 형상과 대응되게 상기 제1 요철채널의 일단부 형상이 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 헤드커버조립체.

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