KR101203584B1

KR101203584B1 - 압축기

Info

Publication number: KR101203584B1
Application number: KR1020110072403A
Authority: KR
Inventors: 박인범; 박성운; 김형석
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2011-07-21
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2012-11-21

Abstract

본 발명은 압축공간에서 압축된 냉매가 효율적으로 배출되는 압축기에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 압축기는, 냉매가 압축되는 압축공간을 형성하는 실린더; 상기 실린더의 선단에 결합되는 밸브조립체; 및 상기 실린더 내에서 압축되어 상기 밸브조립체를 통하여 토출되는 냉매를 수용하는 토출커버를 포함하고, 상기 밸브조립체는, 상기 실린더 내에서 압축되어 상기 밸브조립체로 토출되는 냉매가 통과하는 복수의 토출홀이 형성되는 밸브플레이트; 및 상기 복수의 토출홀을 각각 개폐하는 복수의 토출밸브를 포함한다.

Description

압축기{Compressor}

본 발명은 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축공간에서 압축된 냉매가 효율적으로 배출되는 압축기에 관한 것이다.

일반적인 압축기는 밀폐용기의 내부에 동력을 발생하는 전동부와 그 전동부의 동력을 전달받아 작동하는 압축부가 함께 구비되는 압축기다. 이러한 압축기는 압축성 유체인 냉매를 압축하는 방식에 따라 왕복동식, 로터리식, 베인식, 스크롤식 등으로 구분된다.

압축기는 전동부의 회전자에 결합된 크랭크축이 회전자와 함께 회전운동을 하면서 동력을 전달하고, 크랭크축에 결합되는 피스톤이 전동부의 동력을 전달받아 압축공간을 형성하면서 냉매를 압축하도록 구성되어 있다.

이러한 압축기는 압축공간에 압축된 냉매가 토출되는 토출홀이 넓을수록 토출 손실이 감소되나 토출홀이 너무 넓은 경우 충격량의 증가로 토출밸브가 파손되거나 소음이 증가하는 문제점이 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 압축공간에서 압축된 냉매가 효율적으로 배출되는 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 압축공간에서 압축된 냉매가 토출되는 토출홀을 다른 부속에 방해되지 않도록 복수로 형성하는 압축기를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 압축기는, 냉매가 압축되는 압축공간을 형성하는 실린더; 상기 실린더의 선단에 결합되는 밸브조립체; 및 상기 실린더 내에서 압축되어 상기 밸브조립체를 통하여 토출되는 냉매를 수용하는 토출커버를 포함하고, 상기 밸브조립체는, 상기 실린더 내에서 압축되어 상기 밸브조립체로 토출되는 냉매가 통과하는 복수의 토출홀이 형성되는 밸브플레이트; 및 상기 복수의 토출홀을 각각 개폐하는 복수의 토출밸브를 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 압축기에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째,　압축공간에서 압축된 냉매가 토출되는 토출홀을 복수로 형성하여 전체 토출양은 최대화하며 각각의 토출양은 최소화하는 장점이 있다.

둘째,　압축공간에서 압축된 냉매가 토출되는 토출홀을 복수로 형성하여 토출손실, 토출밸브의 파손, 및 소음을 최소화하는 장점도 있다.

셋째,　복수의 토출홀과 이를 개폐하는 복수의 토출밸브를 효율적으로 배치하여 압축부의 크기를 최소화하는 장점도 있다.

넷째, 복수의 토출홀을 개폐하는 복수의 토출밸브가 토출되는 냉매의 압력에 따라 각각 개폐되는 장점도 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 밸브조립체에 대한 전개 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 밸브조립체의 일부 정면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 압축기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 압축기는 밀폐용기(1)와, 밀폐용기(1)의 내부에 설치되어 한방향 회전을 하거나 또는 양방향 회전을 하여 회전력을 발생하는 전동부(100)와, 전동부(100)의 상측에 설치되어 그 전동부(100)의 회전력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축부(200)를 포함한다.

전동부(100)는 한 방향으로 등속 회전을 하는 모터로 실시될 수 있다. 또한, 정회전과 역회전이 가능한 정속 모터 또는 인버터 모터가 적용될 수 있다.

전동부(100)는 밀폐용기(1)의 내부에 프레임(140)으로 지지되어 탄력 설치되는 고정자(110)와, 고정자(110)의 안쪽에 회전 가능하게 설치되는 회전자(120)와, 회전자(120)의 중심에 결합되어 회전력을 압축부(200)에 전달하는 크랭크축(130)을 포함한다.

크랭크축(130)은 그 상단에 후술하는 슬리브(220)가 결합되어 피스톤(240)을 왕복운동시킨다. 크랭크축(130)에는 축중심에서 일정한 편심량을 가지도록 편심지게 형성된 핀부(130a)가 형성된다.

크랭크축(130)은 하단에서 핀부(130a)의 상단까지 축방향으로 오일유로(130b)가 관통되어 형성된다. 오일유로(130b)의 하단에는 밀폐용기(1)의 오일을 펌핑하기 위한 오일피더(130c)가 밀폐용기(1)의 오일에 잠기도록 설치된다. 크랭크축(130)은 그 상부에 해당하는 핀부(130a)가 시작되는 부위에 후술하는 프레임(140)의 상면과 축방향 베어링(50)면을 이루면서 편심하중을 상쇄시키기 위한 편심질량부(130d)가 부채꼴 모양으로 형성된다.

프레임(140)은 압축부(200)와 전동부(100) 사이에 구비된다. 프레임(140)은 크랭크축(130)이 관통되도록 중앙에 개구홀이 형성되며, 개구홀로 크랭크축(130)이 관통된다. 프레임(140)의 일측에는 후술하는 실린더(210)가 구비된다.

압축부(200)는 냉매가 압축공간(V1)을 형성하는 실린더(210)와, 실린더(210)의 압축공간(V1) 내부에서 반경방향으로 왕복운동을 하면서 냉매를 압축하는 피스톤(240)과, 일단이 피스톤(240)에 회전 가능하게 결합되고 타단이 크랭크축(130)의 핀부(130a)에 대해 회전 가능하게 결합되어 전동부(100)의 회전운동을 피스톤(240)의 직선운동으로 변환하는 커넥팅로드(230)와, 크랭크축(130)의 핀부(130a)와 커넥팅로드(230)의 사이에 삽입되어 마찰저감부재의 역할을 하는 슬리브(220)와, 실린더(210)의 선단에 결합되어 냉매가 통과하며 통과되는 냉매를 조절하는 밸브조립체(250)와, 실린더(210)로 흡입되는 냉매를 공급하는 흡입머플러(270)와, 실린더(210) 내에서 압축되어 밸브조립체(250)를 통하여 토출되는 냉매를 수용하도록 토출공간(V2)을 구비하며 밸브조립체(250)에 결합되는 토출커버(260)와, 토출커버(260)에 연통되어 토출되는 냉매의 토출소음을 감쇄시키는 토출머플러(280)를 포함하여 구성된다.

실린더(210)는 냉매가 압축되는 압축공간(V1)을 형성한다. 실린더(210) 내에는 피스톤(240) 및 크랭크축(130)의 일부가 배치된다. 실린더(210)는 프레임(30)의 일측에 구비된다. 실린더(210)의 선단에는 밸브조립체(250)가 결합된다.

피스톤(240)은 실린더(210)의 압축공간(V1) 내부에서 반경방향으로 왕복운동을 하여 냉매를 압축한다. 피스톤(240)은 커넥팅로드(230)와 결합되어 피스톤(240)에 의하여 직선운동을 한다.

커넥팅로드(230)는 전동부(100)의 회전운동을 피스톤(240)의 직선운동으로 변환한다. 커넥팅로드(230)의 일단은 피스톤(240)에 회전 가능하게 결합되고, 타단은 크랭크축(130)의 핀부(130a)에 대해 회전 가능하게 결합된다. 커넥팅로드(230)의 일부는 실린더(210) 내에 구비된다. 크랭크축(130)의 핀부(130a)와 커넥팅로드(230)의 사이에는 마찰저감부재의 역할을 하는 슬리브(220)가 삽입된다.

흡입머플러(270)는 밸브조립체(250)를 통하여 실린더(210)로 흡입되는 냉매를 공급한다. 흡입머플러(270)는 밸브조립체(250)에 연결되어 실린더(210)로 흡입되는 냉매가 통과하는 흡입파이프(271)를 포함한다. 흡입파이프(271)는 밸브조립체(250)에서 실린더(210)의 반대측의 하부에 연결된다. 흡입파이프(271)의 일부는 토출커버(260)의 하부에 수용된다.

토출커버(260)는 실린더(210) 내에서 압축되어 밸브조립체(250)를 통하여 토출되는 냉매를 수용하도록 토출공간(V2)을 구비한다. 토출커버(260)는 밸브조립체(250)에서 실린더(210)의 반대측의 상부에 결합된다. 토출커버(260)에 수용된 냉매는 토출머플러(280)로 토출된다.

밸브조립체(250)는 압축공간(V1)으로 흡입되는 냉매와 압축공간(V1)에서 압축된 냉매가 통과한다. 밸브조립체(250)에 대한 자세한 설명은 도 2 및 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 밸브조립체에 대한 전개 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 밸브조립체의 일부 정면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 밸브조립체(250)는, 냉매가 통과하는 흡입홀(252a) 및 복수의 토출홀(252b, 252c)이 형성되는 밸브플레이트(252)와, 밸브플레이트(252)의 일면과 적층되며 흡입홀(252a)을 개폐하는 흡입밸브(253a)가 형성되는 흡입밸브플레이트(253)와, 복수의 토출홀(252b, 252c)을 각각 개폐하는 복수의 토출밸브(259a, 259b)와, 밸브플레이트(252)의 타면과 적층하며 복수의 토출밸브(259a, 259b) 각각의 일단이 고정되는 토출밸브플레이트(251)와, 냉매의 누출을 막도록 토출밸브플레이트(251)와 토출커버(260) 사이에 구비되는 가스켓(290)을 포함한다.

밸브플레이트(252)에는 실린더(210)의 압축공간(V1) 내로 흡입되는 냉매가 통과하는 흡입홀(252a)과, 압축공간(V1)에서 압축되어 토출커버(260)로 토출되는 냉매가 통과하는 복수의 토출홀(252b, 252c)이 형성된다. 밸브플레이트(252)에는 흡입홀(252a)이 복수의 토출홀(252b, 252c)과 겹치지 않도록 형성된다.

복수의 토출홀(252b, 252c)은 이격하여 2개 형성되는 것이 바람직하며, 흡입홀(252a)은 2개의 토출홀(252b, 252c)의 중심을 잇는 선분의 수직이등분선상에 중심이 위치하는 것이 바람직하다.

복수의 토출홀(252b, 252c)은 토출커버(260)에 대응하여 토출공간(V2)과 연통되도록 배치되는 것이 바람직하다. 복수의 토출홀(252b, 252c)은 실린더(210)에 대응하여 출입홀(211) 및/또는 압축공간(V1)과 연통되도록 배치되는 것이 바람직하다.

흡입홀(252a)은 흡입밸브(253a)에 의하여 개폐되며, 복수의 토출홀(252b, 252c)은 복수의 토출밸브(259a, 259b)에 의하여 각각 개폐된다. 밸브플레이트(252)의 일면에는 흡입밸브플레이트(253)가 적층되며, 타면에는 토출밸브플레이트(251)가 적층된다.

흡입밸브플레이트(253)는 흡입홀(252a)을 개폐하는 흡입밸브(253a)가 형성된다. 흡입밸브플레이트(253)에는 복수의 토출홀(252b, 252c)에 각각 대응하는 복수의 대응토출홀(253b, 253c)이 형성된다.

흡입밸브(253a)는 가운데가 오목한 U자 형으로 형성되어 둥근부분인 하부가 흡입홀(252a)을 개폐한다. 복수의 대응토출홀(253b, 253c)은 U자 형의 흡입밸브(253a)의 좌우측에 대칭으로 2개 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 복수의 토출홀(252b, 252c)은 흡입밸브(253a)의 좌우측에 대칭으로 배치되는 것이 바람직하다.

흡입밸브플레이트(253)는 냉매가 흡입/토출되는 출입홀(211)이 형성된 실린더(210)의 선단에 적층되어 결합된다.

토출밸브플레이트(251)는 복수의 토출밸브(259a, 259b) 각각의 일단을 고정하며 밸브플레이트(252)의 타면과 적층된다. 토출밸브플레이트(251)에는 흡입홀(252a)에 대응하는 대응흡입홀(251a)이 형성된다.

토출밸브플레이트(251)에는 복수의 토출밸브(259a, 259b)가 구비되는 토출밸브수용부(251b)가 형성된다. 토출밸브플레이트(251)에는 복수의 토출밸브(259a, 259b) 각각의 일단이 고정되는 토출밸브고정부(251d)가 형성된다.

복수의 토출밸브(259a, 259b) 각각은 일단이 토출밸브플레이트(251)에 고정되고 타단이 복수의 토출홀(252b, 252c) 각각을 개폐한다. 복수의 토출밸브(259a, 259b) 각각은 판스프링 형태로 형성되어 탄성을 가지는 것이 바람직하다. 복수의 토출밸브(259a, 259b) 각각은 서로 다른 탄성력을 가져서 압축된 냉매의 압력에 따라 어느 하나가 먼저 개방되고, 압력이 높은 경우 다른 하나가 개방되는 것이 바람직하다.

실시예에 따라 복수의 토출밸브(259a, 259b) 각각에 탄성으로 가하여 개방 정도를 제어하는 복수의 밸브스프링이 구비될 수 있으며, 이 경우 복수의 밸브스프링 각각은 서로 다른 탄성력을 가질 수 있다.

복수의 토출밸브(259a, 259b) 각각은 2개의 토출홀(252b, 252c)의 중심을 잇는 선분과 기울어지도록 배치될 수 있다. 즉, 복수의 토출밸브(259a, 259b) 각각은 2개의 토출홀(252b, 252c)의 중심을 잇는 선분의 수직이등분선상에 일단이 타단보다 가깝도록 배치될 수 있다.

복수의 토출밸브(259a, 259b) 각각은 일단이 2개의 토출홀(252b, 252c)의 중심을 잇는 선분을 중심으로 흡입홀(252a)이 배치되는 측의 반대측에서 토출밸브플레이트(251)에 고정되는 것이 바람직하다. 복수의 토출밸브(259a, 259b) 각각은 2개의 토출홀(252b, 252c)의 중심을 잇는 선분의 수직이등분선상을 중심으로 대칭되도록 배치될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 압축기의 작용을 설명하면 다음과 같다

본 발명의 일 실시예에 따른 압축기는 전동부(100)의 고정자(110)에 전원이 인가되면, 고정자(110)와 회전자(120)의 상호작용력에 의해 회전자(120)가 크랭크축(130)과 함께 회전을 하고, 크랭크축(130)의 핀부(130a)에 슬리브(220)를 사이에 두고 결합된 커넥팅로드(230)가 선회운동을 하며, 커넥팅로드(230)에 결합된 피스톤(240)이 실린더(210)의 압축공간(V1)에서 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매를 압축하는 일련의 과정을 반복하게 된다.

피스톤(240)이 후진할 때 냉매는 흡입머플러(270)의 흡입파이프(271)로부터 공급되어 밸브조립체(250)의 가스켓(290), 토출밸브플레이트(251)의 대응흡입홀(251a), 및 밸브플레이트(252)의 흡입홀(252a)을 거쳐 흡입밸브플레이트(253)의 흡입밸브(253a)를 개방한 후 실린더(210)의 출입홀(211)을 통하여 압축공간(V1) 내로 흡입된다.

피스톤(240)이 전진할 때 냉매는 압축공간(V1) 내에서 압축되어 실린더(210)의 출입홀(211), 흡입밸브플레이트(253)의 복수의 대응토출홀(253b, 253c), 밸브플레이트(252)의 복수의 토출홀(252b, 252c)을 거쳐 복수의 토출밸브(259a, 259b)를 개방한 후 밸브조립체(250)의 가스켓(290)을 거쳐 토출커버(260)의 토출공간(V2)으로 토출된 후 토출머플러(280)로 유입된다. 이 때, 복수의 토출밸브(259a, 259b)가 서로 다른 탄성력을 가지는 경우, 복수의 토출밸브(259a, 259b)는 압축된 냉매의 압력에 따라, 어느 하나만 개방되거나, 어느 하나가 개방된 후 다른 하나가 개방되거나, 동시에 모두 개방될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

1 : 밀폐 용기 200 : 압축부
280 : 토출머플러 220 : 슬리브
230 : 커넥팅 로드 210 : 실린더
240 : 피스톤 250 : 밸브조립체
260 : 토출커버 V1 : 압축공간
270 : 흡입머플러 130 : 크랭크축
100 : 전동부 140 : 프레임
251: 토출밸브플레이트 252 : 밸브플레이트
252b, 252c : 토출홀 253 : 흡입밸브플레이트
259a, 259b : 토출밸브

Claims

냉매가 압축되는 압축공간을 형성하는 실린더;
상기 실린더의 선단에 결합되는 밸브조립체; 및
상기 실린더 내에서 압축되어 상기 밸브조립체를 통하여 토출되는 냉매를 수용하는 토출커버를 포함하고,
상기 밸브조립체는,
상기 실린더 내에서 압축되어 상기 토출커버로 토출되는 냉매가 통과하는 복수의 토출홀이 형성되는 밸브플레이트; 및
상기 복수의 토출홀을 각각 개폐하는 복수의 토출밸브를 포함하는 압축기.
제 1 항에 있어서,
상기 밸브플레이트는 상기 실린더 내로 흡입되는 냉매가 통과하는 흡입홀이 상기 복수의 토출홀과 겹치지 않도록 형성되고,
상기 밸브조립체는 상기 밸브플레이트의 일면과 적층되며 상기 흡입홀을 개폐하는 흡입밸브가 형성되는 흡입밸브플레이트를 더 포함하는 압축기.
제 2 항에 있어서,
상기 복수의 토출홀은 이격하여 2개 형성되고,
상기 흡입홀은 상기 2개의 토출홀의 중심을 잇는 선분의 수직이등분선상에 중심이 위치하는 압축기.
제 3 항에 있어서,
상기 흡입밸브는 가운데가 오목한 U자 형으로 형성되고,
상기 2개의 토출홀은 상기 흡입밸브의 좌우측에 대칭되도록 배치되는 압축기.
제 2 항에 있어서,
상기 밸브조립체는 상기 복수의 토출밸브 각각의 일단을 고정하며 상기 밸브플레이트의 타면과 적층되는 토출밸브플레이트를 더 포함하고,
상기 복수의 토출밸브 각각은 타단이 상기 복수의 토출홀 각각을 개폐하는 압축기.
제 5 항에 있어서,
상기 복수의 토출홀은 이격하여 2개 형성되고,
상기 복수의 토출밸브 각각은 상기 2개의 토출홀의 중심을 잇는 선분과 기울어지도록 배치되는 압축기.
제 6 항에 있어서,
상기 복수의 토출밸브 각각은 상기 2개의 토출홀의 중심을 잇는 선분을 중심으로 상기 흡입홀이 배치되는 측의 반대측에서 상기 토출밸브플레이트에 고정되는 압축기.
제 6 항에 있어서,
상기 복수의 토출밸브 각각은 상기 2개의 토출홀의 중심을 잇는 선분의 수직이등분선상에 일단이 타단보다 가깝도록 배치되는 압축기.
제 6 항에 있어서,
상기 복수의 토출밸브 각각은 상기 2개의 토출홀의 중심을 잇는 선분의 수직이등분선상을 중심으로 대칭되도록 배치되는 압축기.
제 5 항에 있어서,
상기 복수의 토출밸브 각각은 서로 다른 탄성력을 가지는 압축기.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 토출홀은 상기 토출커버에 대응하여 형성되는 압축기.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 토출홀은 상기 실린더에 대응하여 형성되는 압축기.