KR100710075B1

KR100710075B1 - 조립성이 향상된 밸브볼트를 갖는 압축기

Info

Publication number: KR100710075B1
Application number: KR1020060073061A
Authority: KR
Inventors: 박상건; 박성연; 신경수; 조성해
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-08-02
Filing date: 2006-08-02
Publication date: 2007-04-24

Abstract

고온고압의 냉매가 토출되는 토출공을 갖는 톱플랜지와, 일단은 톱플랜지에 결합되며, 타단은 토출공을 개폐하는 밸브유니트를 포함하는 압축기는; 머리부와, 머리부에서 연장되고 나사부가 형성된 몸체부와, 몸체부에서 연장되어 밸브유니트와 톱플랜지의 체결을 가이드하는 가이드부를 가지는 밸브볼트를 포함하며; 가이드부는 테이퍼형으로 마련되며, 나사부의 외경 - (1.5 내지 2)㎜의 길이를 가진 것을 특징으로 한다.

이에 의하여, 볼트를 밸브유니트와 톱플랜지에 가체결하는 공정을 생략하여 조립공정의 자동화를 용이하게 할 수 있다.

Description

조립성이 향상된 밸브볼트를 갖는 압축기{COMPRESSOR HAVING VAVLE BOLT BEING ABLE TO ASSEMBLE PARTS EASILY}

도 1은 종래의 압축기에 밸브볼트가 체결된 모습을 나타낸 부분단면도,

도 2는 도 1의 압축기의 밸브볼트의 측면도,

도 3은 본 발명에 따른 압축기의 측단면도,

도 4는 도 3의 압축기의 압축기동을 표현하기 위한 실린더의 횡단면도,

도 5는 도 3의 압축기에 밸브볼트가 체결된 모습을 나타낸 부분단면도,

도 6a 및 도 6b는 도 3의 압축기의 밸브볼트의 각각 다른 실시예를 나타낸 측면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 밀폐용기 200 : 구동부

300 : 압축부 320 : 롤러피스톤

340 : 실린더 351, 355 : 톱플랜지

351 : 상부톱플랜지 352 : 토출공

360 : 밸브유니트 361 : 토출밸브

363 : 밸브스토퍼 370 : 밸브볼트

376 : 나사부 378 : 가이드부

본 발명은, 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 톱플랜지에 밸브유니트를 체결하는 밸브볼트의 구조가 개선된 압축기에 관한 것이다.

압축기는 압축방식에 따라, 왕복동식압축기, 로터리압축기, 나사식압축기, 원심식압축기 등이 있으나, 본 발명에서는 로터리압축기를 일실시예로 들어 설명한다.

로터리압축기는 압축기의 외관을 형성하는 원통형상의 밀폐용기와, 구동력을 발생시키는 구동부와, 구동부의 구동력을 전달받아 냉매가스를 압축하는 압축부를 갖는다.

밀폐용기는 원통형상으로 마련되며, 내부에는 구동부와 압축부가 장착된다.

구동부는 회전동력을 일으켜 회전축에 전달하는 회전자와, 회전자의 외주를 둘러싸는 고정자를 갖는다. 회전자는 회전축의 상부가 압입되며 자장에 의해 회전동력을 일으킨다. 고정자는 회전자와 소정간격 이격되어 밀폐용기에 고정된다.

압축부는 회전축의 하부 일측에 형성된 편심축과, 편심축을 둘러싸고 회전운동 및 미끄럼운동을 하는 롤러피스톤과, 롤러피스톤이 수용되는 압축실과, 롤러피스톤을 수용하며 압축실이 형성된 실린더와, 압축실을 밀폐시키도록 실린더의 상부 및 하부에 결합된 톱플랜지를 갖는다.

톱플랜지는 압축실을 밀폐시키도록 실린더의 상부에 결합된 상부톱플랜지와, 실린더의 하부에 결합된 하부톱플랜지로 구성된다.

종래의 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 상부톱플랜지(10)에 형성되어 고온고압의 냉매가 토출되는 토출공(11)과, 일단은 상부톱플랜지(10)에 고정되며 타단은 토출공(11)을 개폐하는 밸브유니트(20)와, 밸브유니트(20)와 상부톱플랜지(10)를 체결하는 밸브볼트(30)를 갖는다.

밸브유니트(20)는 토출공(11)을 개폐하기 위한 토출밸브(21)와, 토출밸브(21)의 개방정도를 제한하는 밸브스토퍼(23)를 갖는다.

토출밸브(21)는 일측은 고정되고, 타측은 이동가능한 캔틸레버 타입으로 마련된다. 즉, 토출밸브(21)의 우측단은 상부톱플랜지(10)의 우측상단에 고정되고, 좌측단은 토출공(11)으로부터 냉매가 토출되는 방향으로 이동가능하게 마련된다.

밸브스토퍼(23)는 우측단은 토출밸브(21)의 우측상단에 고정되고, 좌측단은 토출밸브(21)로부터 이격되게 마련된다. 밸브스토퍼(23)의 좌측단은 토출밸브(21)의 변위량을 조절하도록 토출밸브(21)의 상측으로 일정변위량 만큼 휘어져 있다.

밸브볼트(30)는 상부톱플랜지(10)의 상측에 배치된 토출밸브(21)와 밸브스토퍼(23)를 상부톱플랜지(10)에 고정한다. 밸브볼트(30)는 토출밸브(21)와 밸브스토퍼(23)의 우측단을 상부톱플랜지(10)의 우측에 고정한다.

밸브볼트(30)는 상부톱플랜지(10)와 밸브유니트(20)의 체결에 가장 많이 사용되고 있는 나사부(36)의 규격이 M5 * 0.5P-2인 밸브볼트(30)이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 밸브볼트(30)는 머리부(31)와, 몸체부(34)와, 가이드부(38)를 가진다. 머리부(31)는 육각형상의 볼트헤드(32)와, 볼트헤드(32)를 지지하는 원형의 받침대(33)를 갖는다.

볼트헤드(32)의 직경은 7.0 ± 0.2 ㎜이고, 받침대(33)의 직경은 11.0 ㎜이다. 받침대(33)는 1.5 ± 0.2 ㎜의 두께를 가진다. 볼트헤드(32)의 중앙부에는 체결이 용이하도록 6 ㎜직경을 갖는 원형의 홈이 형성되어 있다.

몸체부(34)는 머리연결부(35)와, 나사부(36)와, 가이드연결부(37)를 갖는다. 몸체부(34)의 길이는 13.5 ㎜이다. 머리연결부(35)는 받침대(33)에서 연장되어 머리부(31)와 몸체부(34)를 연결한다. 머리연결부(35)는 1.5 ㎜의 길이를 가진다.

나사부(36)는 M5 * 0.5P-2의 규격을 가진다. 가이드연결부(37)는 몸체부(34)와 가이드부(38)를 연결한다. 가이드연결부(37)의 길이는 1.0 ㎜이다.

가이드부(38)는 밸브유니트(20)와 상부톱플랜지(10)의 체결을 가이드한다. 가이드부(38)는 길이가 1.0 ㎜ 내지 1.5 ㎜이다. 가이드부(38)의 외경은 4 ㎜이다.가이드부(38)는 가이드연결부(37)에서 일직선으로 연장되어 있다.

그러나, 종래의 압축기는 밸브볼트(30)가 상부톱플랜지(10), 토출밸브(21) 및 밸브스토퍼(23)를 물고 수직으로 세워지지 않으므로, 손으로 밸브볼트(30)를 2 내지 3회 돌려서 토출밸브(21), 밸브스토퍼(23) 및 상부톱플랜지(10)에 가체결한 후에 체결기에 피드한다.

따라서, 조립공정이 용이하지 않고, 밸브볼트(30)를 밸브유니트(20)와 상부톱플랜지(10)에 체결하는데 시간이 많이 소요된다.

또한, 조립공정의 연속작업으로 밸브볼트(30)의 가이드연결부(37)의 마모가 심하다.

따라서, 본 발명의 목적은, 볼트를 밸브유니트와 톱플랜지에 가체결하는 공정을 생략하여 조립공정의 자동화를 용이하게 하는 압축기를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 고온고압의 냉매가 토출되는 토출공을 갖는 톱플랜지와, 일단은 상기 톱플랜지에 결합되며, 타단은 상기 토출공을 개폐하는 밸브유니트를 포함하는 압축기에 있어서, 머리부와, 상기 머리부에서 연장되고 나사부가 형성된 몸체부와, 상기 몸체부에서 연장되어 상기 밸브유니트와 상기 톱플랜지의 체결을 가이드하는 가이드부를 가지는 밸브볼트를 포함하며; 상기 가이드부는 테이퍼형으로 마련되며, 상기 나사부의 외경 - (1.5 내지 2)㎜의 길이를 가진 것을 특징으로 하는 압축기에 의해 달성된다.

여기서, 상기 밸브유니트는, 일단은 상기 톱플랜지부에 결합되며, 타단은 상기 토출공으로부터 상기 냉매가 토출되는 방향으로 이동가능하게 마련되어 상기 토출공을 개폐하는 토출밸브와; 일단은 상기 톱플랜지 및 상기 토출밸브에 결합되며, 타단은 상기 토출공으로부터 이격되어 상기 토출밸브의 개방정도를 제한하는 밸브스토퍼를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 가이드부의 테이퍼의 경사각은 중심축에 대하여 1~3도인 것이 바람직하다.

또한, 상기 가이드부의 끝단부는 챔퍼 형상인 것이 바람직하다.

또한, 상기 가이드부의 끝단부는 필렛 형상인 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 압축기는 압축기의 외관을 형성하는 원통 형상의 밀폐용기(100)와, 구동력을 발생시키는 구동부(200)와, 구동부(200)의 구동력을 전달받아 냉매가스를 압축하는 압축부(300)를 갖는다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 압축기는 상부톱플랜지(351)에 형성되어 고온고압의 냉매가 토출되는 토출공(352)과, 일단은 상부톱플랜지(351)에 고정되며 타단은 토출공(352)을 개폐하는 밸브유니트(360)와, 밸브유니트(360)와 상부톱플랜지(351)를 체결하는 밸브볼트(370)를 갖는다.

밀폐용기(100)는 원통형상으로 마련되며, 내부에는 구동부(200)와 압축부(300)가 장착된다.

밀폐용기(100)에는 저압상태의 어큐뮬레이터(2)측 냉매가스를 밀폐용기(100) 내부로 전달하도록 마련된 흡입관(110)과, 밀폐용기(100)내부에서 압축된 냉매를 밀폐용기(100) 외부로 전달하도록 마련된 토출관(120)이 각각 결합된다. 또한, 밀폐용기(100)의 중앙부에는 회전축(130)이 마련된다.

구동부(200)는 회전동력을 일으켜 회전축(130)에 전달하는 회전자(210)와, 회전자(210)의 외주를 둘러싸는 고정자(220)를 갖는다. 회전자(210)는 회전축(130)의 상부가 압입되며 자장에 의해 회전동력을 일으킨다. 고정자(220)는 회전자(210)와 소정간격 이격되어 밀폐용기(100)에 고정된다.

압축부(300)는 회전축(130)의 하부 일측에 형성된 편심축(310)과, 편심축(310)을 둘러싸고 회전운동 및 미끄럼운동을 하는 롤러피스톤(320)과, 롤러피스 톤(320)이 수용되는 압축실(330)과, 롤러피스톤(320)을 수용하며 압축실(330)이 형성된 실린더(340)와, 압축실(330)을 밀폐시키도록 실린더(340)의 상부 및 하부에 결합된 톱플랜지(351, 355)를 갖는다.

도 4에 도시된 바와 같이, 실린더(340)에는 흡입관(110)과 연결된 흡입포트(341)와, 압축실(330)에서 압축된 냉매가스를 압축실(330) 외부로 토출되도록 하는 토출포트(342)가 형성되어 있다. 흡입포트(341)와 토출포트(342) 사이의 실린더(340)에는 베인홈(343)이 형성되어 있다.

베인홈(343)의 내부에는 압축실(330) 내부공간을 흡입포트(341)측의 흡입영역(330a)과 토출영역(330b)으로 구획시키는 베인(344)이 설치된다.

베인(344)은 그 선단이 롤러피스톤(320)의 외주에 접한 상태에서 롤러피스톤(320)의 회전시 그 후방측에 마련된 탄성부재(347)에 의해 압축실(330) 내부로 진퇴하며 토출영역(330b) 내부의 냉매가스가 압축되도록 한다.

회전축(130)이 시계방향으로 회전하면 롤러피스톤(320)이 압축실(330) 내부에서 편심회전하게 된다. 또한, 흡입포트(341)를 통해 압축실(330) 내부로 흡입된 저압의 냉매가스는 점차 크기가 줄어들게 되는 압축실(330)의 토출영역(330b)에서 압축되어 고압상태가 된다. 그리고, 냉매가스는 토출포트(342)를 통해 압축실(330) 외부로 토출된다.

톱플랜지(351, 355)는 압축실(330)을 밀폐시키도록 실린더(340)의 상부에 결합된 상부톱플랜지(351)와, 실린더(340)의 하부에 결합된 하부톱플랜지(355)로 구성된다.

상부톱플랜지(351)는 좌측에는 토출포트(342)와 통하도록 토출공(352)이 형성되어 있고, 우측 상단에는 밸브유니트(360)가 밸브볼트(370)에 의해 고정되어 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 밸브유니트(360)는 토출공(352)을 개폐하기 위한 토출밸브(361)와, 토출밸브(361)의 개방정도를 제한하는 밸브스토퍼(363)를 갖는다.

토출밸브(361)는 일측은 고정되고, 타측은 이동가능한 캔틸레버 타입으로 마련된다. 즉, 토출밸브(361)의 우측단은 상부톱플랜지(351)의 우측상단에 고정되고, 좌측단은 토출공(352)으로부터 냉매가 토출되는 방향으로 이동가능하게 마련된다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 롤러피스톤(320)의 편심회전운동과 베인(344)의 진퇴운동을 통해 어큐뮬레이터(2)측의 저압측 냉매가스는 흡입관(110)과 흡입포트(341)를 경유하여 압축실(330) 내부로 흡입된다. 이렇게 압축실(330) 내부로 흡입된 냉매가스는 점차 축소되는 압축실(330)의 토출영역(330b)에서 고압의 상태가 되도록 압축된다.

토출영역(330b)의 냉매 압력이 소정 압력 이상으로 증가하면, 이러한 냉매의 압력에 의해 토출밸브(361)는 냉매의 유동방향으로 이동하여 토출공(352)을 개방시킨다.

도 5에 도시된 바와 같이, 밸브스토퍼(363)는 우측단은 토출밸브(361)의 우측상단에 고정되고, 좌측단은 토출밸브(361)로부터 이격되게 마련된다. 밸브스토퍼(363)의 좌측단은 토출밸브(361)의 변위량을 조절하도록 토출밸브(361)의 상측으 로 일정변위량 만큼 휘어져 있다.

밸브볼트(370)는 상부톱플랜지(351)의 상측에 배치된 토출밸브(361)와 밸브스토퍼(363)를 상부톱플랜지(351)에 고정한다. 밸브볼트(370)는 토출밸브(361)와 밸브스토퍼(363)의 우측단을 상부톱플랜지(351)의 우측에 고정한다.

도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 밸브볼트(370)는 머리부(371)와, 몸체부(374)와, 가이드부(378)를 가진다. 머리부(371)는 육각형상의 볼트헤드(372)와, 볼트헤드(372)를 지지하는 원형의 받침대(373)를 갖는다. 볼트헤드(372)의 형상은 팔각형이나 원형일 수도 있다. 나사부(376)가 M5 * 0.5P의 규격일 경우, 볼트헤드(372)의 직경은 7.0 ± 0.2 ㎜이고, 받침대(373)의 직경은 11.0 ㎜인 것이 바람직하다. 받침대(373)는 1.5 ± 0.2 ㎜의 두께를 가지는 것이 바람직하다.

볼트헤드(372)의 중앙부에는 체결이 용이하도록 원형의 홈이 형성되어 있다. 나사부(376)가 M5 * 0.5P의 규격일 경우, 원형의 홈은 6 ㎜ 직경을 갖는 것이 바람직하다. 볼트헤드(372)와 받침대(373)의 사이즈는 나사부(376)의 사이즈에 따라 달라질 수 있다.

몸체부(374)는 머리연결부(375)와, 나사부(376)와, 가이드연결부(377)를 갖는다. 몸체부(374)의 길이는 나사부(376)가 M5 * 0.5P의 규격일 경우, 13.5 ㎜인 것이 바람직하다. 몸체부(374)의 길이는 체결되는 체결물이나, 나사부(376)의 규격에 따라 달라질 수 있다.

머리연결부(375)는 받침대(373)에서 연장되어 머리부(371)와 몸체부(374)를 연결한다. 나사부(376)가 M5 * 0.5P의 규격일 경우, 머리연결부(375)는 1.5 ㎜의 길이인 것이 바람직하다.

나사부(376)는 M5 * 0.5P-2의 규격을 갖는 것이 바람직하다. 나사부(376)의 규격은 상부톱플랜지(351), 토출밸브(361) 및 밸브스토퍼(363)의 두께나 규격, 재질에 따라 달라질 수 있다.

가이드연결부(377)는 몸체부(374)와 가이드부(378)를 연결한다. 나사부(376)가 M5 * 0.5P의 규격일 경우, 가이드연결부(377)의 길이는 1.0 ㎜인 것이 바람직하다. 역시, 가이드연결부(377)도 나사부(376)의 사이즈에 따라 달라질 수 있다.

가이드부(378)는 밸브유니트(360)와 상부톱플랜지(351)의 체결을 가이드한다. 가이드부(378)는 테이퍼형으로 마련된다.

가이드부(378)의 테이퍼의 경사각은 중심축에 대하여 1~3도인 것이 바람직하다. 밸브볼트(370)가 상부톱플랜지(351), 토출밸브(361) 및 밸브스토퍼(363) 각각을 물고 기립 유지되면, 가이드부(378)의 테이퍼의 경사각은 가이드부(378)의 길이나 나사부(376)의 규격에 따라 달라질 수 있다.

가이드부(378)의 길이는 나사부(376)의 외경 - (1.5 내지 2)㎜인 것이 바람직하다. 가이드부(378)의 길이는 나사부(376)의 규격이 M5 * 0.5P 일 경우, 3.0 내지 3.5 ㎜인 것이 바람직하다. 나사부(376)의 규격이 M4일 경우는 2.0 내지 2.5 ㎜인 것이 바람직하다.

가이드부(378)의 외경은 나사부(376)의 규격이 M5 * 0.5P 일 경우, 4.0 ㎜인 것이 바람직하나, 나사부(376)의 사이즈에 따라 달라질 수 있다.

가이드부(378)의 끝단부는 도 6a에 도시된 바와 같이, 45°* 0.5 ㎜의 챔퍼 형상인 것이 바람직하다. 가이드부(378)의 끝단부는 도 6b에 도시된 바와 같이, 필렛 형상일 수도 있다. 가이드부(378)의 끝단부가 챔퍼나 필렛 형상으로 마련되어 밸브볼트(370)가 상부톱플랜지(351), 토출밸브(361) 및 밸브스토퍼(363)를 물고 수직으로 세우는 것이 용이하다.

상부톱플랜지(351), 토출밸브(361) 및 밸브스토퍼(363)를 물고 수직으로 세울 수 있으면, 나사부(376)의 규격이나, 나사부(376)와 가이드부(378)의 형상에 따라 가이드부(378)의 길이는 달라질 수 있다.

즉, 밸브볼트(370)의 가이드부(378)의 외경이 밸브볼트(370)에 체결되는 암나사의 내경의 90%일 경우, 체결기로 밸브볼트(370)를 체결하는 과정에서, 밸브볼트(370)의 머리부(371)의 중심축이 밸브볼트(370)의 중심축의 가로방향으로 1.33 ㎜ 이하로 이동가능하면 상부톱플랜지(351), 토출밸브(361) 및 밸브스토퍼(363)를 물고 수직으로 세울 수 있다.

밸브볼트(370)가 상부톱플랜지(351), 토출밸브(361) 및 밸브스토퍼(363)를 물고 수직으로 세울 수 있어야 가체결 공정을 생략하고 조립공정의 자동화가 가능하다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 실시예인 압축기의 작동과정을 도 5를 참조하여 살펴보면 다음과 같다. 상부톱플랜지(351)의 상단에 토출밸브(361)를 올려놓고, 토출밸브(361)의 상단에는 밸브스토퍼(363)를 올려놓는다.

이 경우, 밸브스토퍼(363)의 휘어진 쪽이 통공이 있는 상부톱플랜지(351)의 좌측으로 배치되게 한다. 다음으로, 밸브볼트(370)가 상부톱플랜지(351), 토출밸브(361) 및 밸브스토퍼(363)를 물고 수직으로 세워지도록 밸브스토퍼(363)의 상단에 올려 놓는다.

다음으로, 체결기로 밸브볼트(370)를 상부톱플랜지(351), 토출밸브(361) 및 밸브스토퍼(363)에 체결한다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 실시예인 압축기는 손으로 밸브볼트(370)를 2 내지 3회 돌려서 밸브유니트(360)와 상부톱플랜지(351)를 가체결하는 작업을 생략하고, 체결기에 바로 공급, 체결가능하다.

따라서, 조립공정의 자동화가 용이하며, 밸브볼트(370)의 체결시간을 단축시켜 전체적인 조립공정시간을 단축할 수 있다.

또한, 조립공정의 연속작업에서도 밸브볼트(370)의 직접투입으로 인한 가이드연결부(377)의 마모를 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 볼트를 밸브유니트와 톱플랜지에 가체결하는 공정을 생략하여 조립공정의 자동화를 용이하게 할 수 있다.

또한, 조립공정의 연속작업에서도 밸브볼트의 직접투입으로 인한 가이드연결부의 마모를 방지할 수 있다.

Claims

고온고압의 냉매가 토출되는 토출공을 갖는 톱플랜지와, 일단은 상기 톱플랜지에 결합되며, 타단은 상기 토출공을 개폐하는 밸브유니트를 포함하는 압축기에 있어서,

머리부와, 상기 머리부에서 연장되고 나사부가 형성된 몸체부와, 상기 몸체부에서 연장되어 상기 밸브유니트와 상기 톱플랜지의 체결을 가이드하는 가이드부를 가지는 밸브볼트를 포함하며;

상기 가이드부는 테이퍼형으로 마련되며, 상기 나사부의 외경 - (1.5 내지 2)㎜의 길이를 가진 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항에 있어서,

상기 밸브유니트는,

일단은 상기 톱플랜지부에 결합되며, 타단은 상기 토출공으로부터 상기 냉매가 토출되는 방향으로 이동가능하게 마련되어 상기 토출공을 개폐하는 토출밸브와;

일단은 상기 톱플랜지 및 상기 토출밸브에 결합되며, 타단은 상기 토출공으로부터 이격되어 상기 토출밸브의 개방정도를 제한하는 밸브스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
제2항에 있어서,

상기 가이드부의 테이퍼의 경사각은 중심축에 대하여 1~3도인 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가이드부의 끝단부는 챔퍼 형상인 것을 특징으로 하는 압축기.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가이드부의 끝단부는 필렛 형상인 것을 특징으로 하는 압축기.