KR100620049B1 - 왕복동식 압축기의 밸브 지지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 밸브 지지구조에 관한 것으로, 본 발명은 실린더의 내부 공간을 개폐하는 밸브를 지지하는 밸브 스프링과, 상기 실린더의 일측을 복개하며 상기 밸브 스프링이 지지되는 토출 커버와, 상기 밸브 스프링과 토출 커버사이에 삽입되어 밸브 스프링과 토출 커버사이의 마모를 방지하는 지지부재를 포함하여 구성된다. 이로 인하여, 상기 실린더의 내부 공간을 개폐하는 토출 밸브를 탄성 지지하는 밸브 스프링과 그 밸브 스프링이 지지되는 토출 커버사이의 금속 접촉을 방지하게 될 뿐만 아니라 그 밸브 스프링의 회전력을 완충 흡수하여 소음 발생을 최소화하고 마모를 억제할 수 있도록 한 것이다.

Description

왕복동식 압축기의 밸브 지지구조{STRUCTURE FOR SUPPORTING VALVE IN RECIPRO COMPRESSOR}

도 1은 종래 왕복동식 압축기의 압축 기구부를 도시한 단면도,

도 2는 상기 왕복동식 압축기의 압축 기구부의 작동 상태를 도시한 단면도,

도 3는 본 발명의 왕복동식 압축기 밸브 지지구조의 일 실시예가 구비된 왕복동식 압축기의 압축기구부를 도시한 단면도,

도 4는 본 발명의 왕복동식 압축기의 밸브 지지구조를 구성하는 지지부재를 도시한 정면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

20; 실린더 40; 토출 커버

60; 밸브 스프링 80; 지지부재

81; 전면 지지부 82; 측면 지지부

84; 슬릿 P; 슬릿

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 특히 실린더의 내부 공간을 개폐하는 토출 밸브의 움직임에 따라 그 토출 밸브를 탄성 지지하는 밸브 스프링과 그 밸브 스프링을 지지하는 토출 커버사이의 마모를 방지할 수 있도록 한 왕복동식 압축기의 밸브 지지구조에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 전기 에너지를 운동 에너지로 변환시키며 그 운동 에너지에 의해 냉매 가스를 압축하게 된다.

상기 압축기는 냉매를 압축하는 압축 매카니즘에 따라 회전식 압축기(rotary compressor), 스크롤 압축기(scroll compressor), 왕복동식 압축기(reciprocal compressor) 등 다양한 종류가 있다.

이와 같은 압축기들의 기본적인 구성은 밀폐 용기와, 상기 밀폐 용기 내부에 위치하여 구동력을 발생시키는 전동 기구부와, 상기 전동 기구부의 구동력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축 기구부를 포함하여 구성된다.

상기 왕복동식 압축기는 실린더내부에서 피스톤이 직선 왕복 운동하면서 냉매 가스를 흡입하고 압축하는 기계이다. 이와 같은 왕복동식 압축기는 압축 기구부의 압축 매카니즘에 따라 크게 두 가지 방식으로 나누어진다. 하나는 모터의 회전 운동이 직선 왕복 운동으로 변환되어 피스톤에 전달되는 방식이고, 다른 하나는 모터의 직선 왕복 운동이 직접 피스톤에 되는 방식이다.

도 1은 상기 왕복동식 압축기의 압축 기구부의 일예를 도시한 단면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 상기 왕복동식 압축기의 압축 기구부는 소정 형상을 갖는 프레임(10)에 결합되는 실린더(20)와, 상기 실린더(20)의 내부 공간(P)에 직 선 왕복 운동 가능하게 결합되는 피스톤(30)과, 상기 실린더(20)의 일측을 복개하도록 상기 프레임(10)에 결합되어 내부에 토출 플레넘을 형성하는 토출 커버(40)와, 상기 토출 커버(40)내에 위치하여 상기 실린더의 내부 공간(P)을 개폐하는 토출 밸브(50)와, 상기 토출 커버(40)내에 위치하여 상기 토출 밸브(50)를 탄성 지지하는 밸브 스프링(60)을 포함하여 구성된다.

상기 토출 커버(40)는 일정 길이와 외경을 갖는 원통부(41)의 일측에 절곡 연장되어 상기 프레임(20)에 결합되는 고정부(42)가 형성되고 그 원통부(41)의 외주에 가스가 토출되는 토출 루우프(미도시)가 결합되는 토출공(43)이 형성되며 상기 원통부(41)의 타측에 그 원통부(41)를 복개하는 지지벽부(44)가 형성된다.

상기 토출 밸브(50)는 반구 형태로 형성된 반구체(51)의 일측에 돌출된 스프링 결합부(52)가 형성되고 그 반구체(121)의 타측에 실린더(20)의 내부 공간(P)을 막는 원형의 압축면(53)으로 형성된다.

상기 밸브 스프링(60)은 일정 길이를 갖는 원추 형태의 코일 스프링이다.

상기 밸브 스프링(60)은 외경이 작은 일측이 상기 토출 밸브(50)의 스프링 결합부(52)에 결합되고 그 외경이 큰 타측이 상기 토출 커버(40)의 지지벽부(44) 내면에 지지된다. 상기 토출 밸브(50)는 상기 밸브 스프링(60)에 의해 탄성 지지되어 그 압축면(53)이 상기 실린더(20)의 선단면에 접촉된다.

상기 피스톤(30)은 내부에 관통 유로(31)가 형성되고 그 피스톤(30)의 선단면에 흡입 밸브(70)가 결합된다. 그리고 상기 피스톤(30)은 구동력을 발생시키는 전동 기구부에 연결된다.

상기한 바와 같은 왕복동식 압축기의 압축 기구부의 작동을 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시한 바와 같이, 먼저 상기 피스톤(30)이 상사점에서 하사점으로 이동하게 되면 상기 실린더 내부 공간(P)의 압력차에 의해 상기 토출 밸브(50)의 압축면(53)이 실린더(20)의 선단면에 밀착됨과 동시에 상기 흡입 밸브(70)가 열리면서 가스가 피스톤(30)의 관통 유로(31)를 통해 실린더 내부 공간(P)으로 흡입된다.

그리고 상기 피스톤(30)이 하사점에서 상사점으로 이동하게 되면 상기 흡입 밸브(70)가 상기 피스톤의 관통 유로(31)를 막게 되면서 실린더 내부 공간(P)에 흡입된 가스가 점점 압축되고 그 가스가 설정된 압축 상태가 되면 상기 밸브 스프링(60)에 지지되는 토출 밸브(50)가 열리면서 압축된 가스가 토출 커버(40)의 토출 플레넘으로 토출된다. 그 토출된 가스는 토출공(43)을 통해 토출된다. 이와 같은 과정이 지속적으로 반복되면서 가스를 압축하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 구조는 피스톤(30)이 왕복 운동함에 따라 토출 밸브(50)가 밸브 스프링(60)에 탄성 지지되면서 실린더(20)의 내부 공간(P)을 반복적으로 개폐하는 과정에서 상기 토출 밸브(50)가 반복적으로 움직임에 따라 그 토출 밸브(50)를 탄성 지지하는 밸브 스프링(60)이 인장과 수축이 반복되면서 그 밸브 스프링(60)이 회전하게 되고 그 밸브 스프링(60)이 회전함에 따라 그 밸브 스프링(60)과 그 밸브 스프링(60)을 지지하는 토출 커버의 지지벽부(44) 내면사이에 마모 및 소음을 발생시키게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 실린더의 내부 공간을 개폐하는 토출 밸브의 움직임에 따라 그 토출 밸브를 탄성 지지하는 밸브 스프링과 그 밸브 스프링을 지지하는 토출 커버사이의 마모를 방지할 수 있도록 한 왕복동식 압축기의 밸브 지지구조를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 실린더의 내부 공간을 개폐하는 밸브를 지지하는 밸브 스프링과, 상기 실린더의 일측을 복개하며 상기 밸브 스프링이 지지되는 토출 커버와, 상기 밸브 스프링과 토출 커버사이에 삽입되어 밸브 스프링과 토출 커버사이의 마모를 방지하는 지지부재를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 밸브 지지구조가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 밸브 지지구조를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 왕복동식 압축기의 밸브 지지구조의 일 실시예를 구비한 왕복동식 압축기의 압축 기구부를 도시한 단면도이다. 종래와 동일한 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하였다.

이에 도시한 바와 같이, 먼저 상기 왕복동식 압축기의 압축 기구부는 내부 공간(P)이 구비된 실린더(20)와, 상기 실린더의 내부 공간(P)에 직선 왕복 운동 가능하게 결합되는 피스톤(30)과, 상기 실린더(20)의 일측을 복개하도록 상기 프레임(10)에 결합되어 내부에 토출 플레넘을 형성하는 토출 커버(40)와, 상기 토출 커버 (40)내에 위치하여 상기 실린더의 내부 공간(P)을 개폐하는 토출 밸브(50)와, 상기 토출 커버(40)내에 위치하여 상기 토출 밸브(50)를 탄성 지지하는 밸브 스프링(60)과, 상기 밸브 스프링(60)과 토출 커버(40)사이에 삽입되어 밸브 스프링(60)과 토출 커버(40)사이의 마모를 방지하는 지지부재(80)를 포함하여 구성된다.

상기 토출 커버(40)는 일정 길이와 외경을 갖는 원통부(41)의 일측에 절곡 연장되어 상기 프레임(20)에 결합되는 고정부(42)가 형성되고 그 원통부(41)의 외주에 가스가 토출되는 토출 루우프(미도시)가 결합되는 토출공(43)이 형성되며 상기 원통부(41)의 타측에 그 원통부(41)를 복개하는 지지벽부(44)가 형성된다.

상기 토출 밸브(50)는 반구 형태의 반구체(51) 일측에 돌출된 스프링 결합부(52)가 형성되고 그 반구체(51)의 타측에 실린더(20)의 내부 공간(P)을 막는 원형의 압축면(53)으로 형성된다.

상기 밸브 스프링(60)은 일정 길이를 갖는 원추 형태의 코일 스프링이다.

상기 지지부재(80)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 밸브 스프링(60)이 지지되는 토출 커버(40)의 접촉면, 즉 지지벽부(44)의 내면과 상응하는 형상과 일정 두께를 갖도록 형성되어 밸브 스프링(60)의 지지면측을 지지하는 전면 지지부(81)와, 그 전면 지지부(81)의 테두리에 절곡 연장 형성되어 상기 밸브 스프링(60)의 측부를 지지하는 측면 지지부(82)를 구비하여 이루어진다.

상기 전면 지지부(81)는 일정 두께를 갖는 원판 형상으로 형성되고 상기 전면 지지부(81)의 테두리에 절곡 연장 형성되는 측면 지지부(82)는 일정 높이와 두께를 갖는 환형 링 형상으로 형성된다.

상기 전면 지지부(81)의 내부에 관통 구멍(83)이 형성되고 그 전면 지지부(81)와 측면 지지부(82)의 일측에 걸쳐 일정 폭을 갖는 슬릿(84)이 형성된다. 상기 슬릿(84)은 상기 전면 지지부(81)의 관통 구멍(83)과 측면 지지부(82)의 외측이 개구되게 형성되어 그 전면 지지부(81)와 측면 지지부(82)가 변형 가능하게 된다.

상기 지지부재(80)는 플라스틱 계열인 태프론 재질인 것이 바람직하다.

상기 지지부재(80)는 상기 토출 커버의 지지벽부(44) 내면에 접촉되도록 그 원통부(41)에 삽입된다. 이때 상기 지지부재의 전면 지지부(81)가 지지벽부(44)에 접촉되고 그 지지부재의 측면 지지부(82)가 원통부(41)의 내주면에 대면되게 위치하게 된다. 상기 지지부재의 측면 지지부(82)의 외주면과 상기 원통부(41)의 내주면사이에 일정 간격을 이루는 공차가 형성된다. 상기 지지부재(80)에 슬릿(84)이 형성되어 상기 토출 커버(40)에 삽입이 용이하게 된다.

상기 밸브 스프링(60)은 외경이 작은 일측이 상기 토출 밸브의 스프링 결합부(52)에 결합되고 그 외경이 큰 타측이 상기 토출 커버의 지지벽부(44)에 접촉되게 삽입된 지지부재(80)에 지지된다. 이때 상기 밸브 스프링(60)의 가장 외측에 위치하는 엔드 코일의 길이 방향에 해당되는 전면측이 상기 지지부재의 전면 지지부(81)에 접촉 지지되고 그 밸브 스프링(60)의 엔드 코일의 측면측이 상기 지지부재의 측면 지지부(82)에 접촉 지지된다.

상기 토출 밸브(50)는 상기 밸브 스프링(60)에 의해 탄성 지지되어 그 압축면이 상기 실린더(20)의 선단면에 접촉된다.

상기 피스톤(30)은 내부에 관통 유로(31)가 형성되고 그 피스톤(30)의 선단 면에 흡입 밸브(70)가 결합된다. 그리고 상기 피스톤(30)은 구동력을 발생시키는 전동 기구부에 연결된다.

이하, 본 발명의 왕복동식 압축기의 밸브 지지구조의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 왕복동식 압축기의 압축 기구부는 전동 기구부의 구동력을 전달 받아 상기 피스톤(30)이 실린더의 내부 공간(P)을 직선 왕복 운동하게 된다. 상기 피스톤(30)이 상사점에서 하사점으로 이동하게 되면 상기 실린더 내부 공간(P)의 압력차에 의해 상기 토출 밸브(50)의 압축면(123)이 실린더(20)의 선단면에 밀착됨과 동시에 상기 흡입 밸브(70)가 열리면서 가스가 피스톤의 관통 유로(31)를 실린더 내부 공간(P)으로 유입된다. 그리고 상기 피스톤(30)이 하사점에서 상사점으로 이동하게 되면 상기 흡입 밸브(70)가 상기 피스톤의 관통 유로(31)를 막게 되면서 실린더 내부 공간(P)에 흡입된 가스가 점점 압축되고 그 가스가 설정된 압축 상태가 되면 상기 밸브 스프링(60)에 지지되는 토출 밸브(50)가 열리면서 압축된 가스가 토출 플레넘으로 토출된다. 그 토출된 가스는 토출공을 통해 토출된다. 이와 같은 과정이 지속적으로 반복되면서 가스를 압축하게 된다. 이와 같은 과정은 위에서 설명한 바와 같다.

상기 과정에서 토출 밸브(50)가 왕복 움직임에 따라 그 토출 밸브(50)를 탄성 지지하는 밸브 스프링(60)이 수축 이완되며 그 밸브 스프링(60)이 반복적으로 수축 이완되면서 회전력이 작용하게 되고 그 밸브 스프링(60)의 회전력은 지지부재(80)에 의해 완충 흡수된다. 또한 상기 지지부재(80)에 의해 금속 재료인 상기 밸 브 스프링(60)이 금속 재료인 토출 커버(40)와 직접 마찰 접촉되는 것을 방지하게 될 뿐만 아니라 집중적으로 마찰 접촉이 발생되는 것을 방지하게 된다.

상기 지지부재(80)와 토출 커버(40)사이의 결합 상태 또는 밸브 스프링(60)과 지지부재(80)의 결합 상태에 따라 밸브 스프링(60)의 회전력을 완충 흡수시킬 수 있게 된다.

또한 상기 지지부재(80)의 일측에 슬릿(84)이 구비되어 상기 지지부재(80)를 토출 커버(40)에 결합시 그 결합이 수월하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 왕복동식 압축기의 밸브 지지구조는 상기 실린더의 내부 공간을 개폐하는 토출 밸브를 탄성 지지하는 밸브 스프링과 그 밸브 스프링이 지지되는 토출 커버사이의 금속 접촉을 방지하게 될 뿐만 아니라 그 밸브 스프링의 회전력을 완충 흡수하게 되므로 소음 발생을 최소화하고 마모를 억제하게 되어 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 실린더의 내부 공간을 개폐하는 밸브를 지지하는 밸브 스프링과, 상기 실린더의 일측을 복개하며 상기 밸브 스프링이 지지되는 토출 커버와, 상기 밸브 스프링과 토출 커버사이에 삽입되어 밸브 스프링과 토출 커버사이의 마모를 방지하는 지지부재를 포함하여 구성된 왕복동식 압축기의 밸브 지지구조에 있어서, 상기 지지부재는 상기 밸브 스프링이 지지되는 토출 커버의 접촉면과 상응하는 형상과 일정 두께를 갖도록 형성되며 내부에 관통 구멍 및 그 관통 구멍과 연결되는 슬릿이 형성되어 밸브 스프링의 지지면측을 지지하는 전면 지지부와, 그 전면 지지부의 테두리에 절곡 연장 형성되며 그 일측에 상기 전면 지지부의 슬릿과 연결되게 관통된 슬릿이 형성되어 상기 밸브 스프링의 측부를 지지하는 측면 지지부를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 밸브 지지구조..
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 지지부재의 전면 지지부는 원판 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 밸브 지지구조.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 지지부재의 측면 지지부의 외면과 그 측면 지지부와 대면되는 토출 커버의 내면사이에 일정 간격을 이루는 공차가 형성됨을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 밸브 지지구조.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 지지부재는 태프론 재질인 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 밸브 지지구조.

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