KR200184071Y1 - 밀폐형 압축기의 데드볼륨 저감구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 밀폐형 압축기의 데드볼륨 저감구조에 관한 것이다. 본 고안은 실린더(20) 내에 형성된 압축실(22)의 내부에서 직선왕복운동하는 피스톤(30)의 전면에 압축실(22)의 내부로 냉매를 흡입하기 위한 흡입밸브(9p)에 형성되는 데드볼륨의 형상과 대응되는 돌기부(34)를 형성한 것이다. 상기 돌기부(34)는 상기 흡입밸브(9p)의 개폐판(9c)의 외곽형상과 대응되는 형상을 가지는 것으로 압축실(22)의 내부에 형성되는 데드볼륨을 최소화할 수 있게 된다. 이와 같은 구성의 본 고안에 의하면 압축실(22) 내부에 형성되는 데드볼륨을 최소화할 수 있게 되어 압축기의 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.

Description

밀폐형 압축기의 데드볼륨 저감구조{Dead volume decreasing structure for hermetic compressor}

본 고안은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피스톤과 흡입밸브 사이의 데드볼륨을 최소화하는 밀폐형 압축기의 데드볼륨 저감구조에 관한 것이다.

도 1에는 종래 기술에 의한 커넥팅로드 방식의 밀폐형 압축기의 내부 구성이 도시되어 있다.

이에 따르면, 상부용기(1t)와 하부용기(1b)로 이루어지는 밀폐용기(1)가 구비되고, 상기 밀폐용기(1)의 내부에는 프레임(2)이 지지되어 있다. 상기 프레임(2)에는 고정자(3)가 고정되어 있고, 이와 같은 프레임(2)은 스프링(2S)에 의해 밀폐용기(1) 내부에 지지되어 있다.

그리고, 상기 프레임(2)의 중앙을 관통하여서는 크랭크축(5)이 설치되어 있다. 상기 크랭크축(5)에는 회전자(4)가 일체로 설치되어 상기 고정자(3)와의 전자기적 상호작용에 의해 상기 회전자(4)와 함께 회전된다.

상기 크랭크축(5)의 상단에는 편심핀(5b)이 상기 크랭크축(5)의 회전중심에 대해 편심되게 형성되어 있다. 그리고 상기 편심핀(5b)이 형성된 반대쪽에는 균형추(5c)가 형성되어 있다. 상기 크랭크축(5)의 하단에는 하부용기(1b)의 저면에 있는 오일(L)을 크랭크축(5)에 형성되어 있는 오일유로(5a)로 빨아 올리기 위한 프로펠러(5d)가 설치되어 있다.

한편, 내부에 압축실(6')이 구비된 실린더(6)가 상기 프레임(2)에 일체로 성형되어 있다. 그리고 상기 압축실(6')에는 상기 크랭크축(5)의 편심핀(5b)과 커넥팅로드(8)로 연결된 피스톤(7)이 설치되어 있다.

그리고 상기 실린더(6)의 선단에는 상기 압축실(6')로 유입되고 배출되는 냉매를 제어하는 밸브어셈블리(9)가 설치된다.

도면 부호 10은 헤드커버이고, 11은 흡입머플러이며, 12는 냉매를 밀폐용기(1)의 내부로 전달하는 흡입파이프이고, 13은 압축된 냉매를 압축기의 외부로 토출하는 토출파이프이다.

한편, 도 2에는 종래 기술에 의한 피스톤(7)이 상기 압축실(6')의 내부에 직선왕복운동되게 설치된 것을 자세하게 도시하고 있다. 이에 따르면, 상기 피스톤(7)이 압축실(6')의 내부에서 운동하기 위해서, 피스톤(7)의 외경은 상기 압축실(6')의 내경보다 작아야 한다.

그리고, 도 3에 도시된 바와 같은 흡입밸브(9s)가 상기 밸브어셈블리(9)에 구비되는데, 상기 흡입밸브(9s)는 상기 피스톤(7)과 마주보게 설치되어, 상기 압축실(6')로의 냉매 흡입을 제어하게 된다.

이와 같은 흡입밸브(9s)는 사각형의 얇은 금속판으로 만들어지는 밸브몸체(9b)의 내부 중앙에 개폐판(9c)이 형성되어 구성된다. 그리고 상기 밸브몸체(9b)의 네 모서리에는 체결공(9h)이 각각 형성되어 있다. 여기서 상기 개폐판(9c)은 그 선단부가 상기 압축실(6') 내부의 압력에 따라 변형되면서 밸브어셈블리(9)를 통해 냉매의 입출을 제어하게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기 압축실(6') 내에는 데드볼륨이 존재하게 된다. 이와 같은 데드볼륨은 상기 피스톤(7)이 상사점에 있을 때, 상기 피스톤(7)의 선단과 흡입밸브(9s)의 사이에 형성되는 공간으로 상기 피스톤(7)으로 압축할 수 없는 공간이다. 그리고, 상기 흡입밸브(9s)에도 데드볼륨이 존재하게 된다. 이는 상기 밸브몸체(9b)와 상기 개폐판(9c) 사이에 형성되는 공간이다.

이와 같은 데드볼륨의 존재에 의해 압축에 많은 힘이 필요하게 되고, 압축효율이 떨어지게 되므로 이를 최소로 줄여주는 것이 바람직하다.

따라서 본 고안은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 압축실의 데드볼륨을 최소화하는 것이다.

도 1은 일반적인 밀폐형 압축기의 내부 구성을 보인 단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 압축실 내부 구성을 보인 단면도.

도 3은 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 흡입밸브의 평면도.

도 4는 본 고안에 의한 밀폐형 압축기의 데드볼륨 저감구조의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도.

도 5는 본 고안 실시예를 구성하는 피스톤의 구성을 보인 정면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 밀폐용기 1b: 하부용기

1t: 상부용기 2: 프레임

3: 고정자 4: 회전자

5: 크랭크축 5a: 오일유로

5d: 프로펠러 6: 실린더

6': 압축실 7: 피스톤

8: 커넥팅로드 9: 밸브어셈블리

10: 실린더헤드 11: 흡입소음기

12: 흡입파이프 13: 토출파이프

20: 실린더 22: 압축실

30: 피스톤 32: 전면

34: 돌기부

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징에 따르면, 본 고안은 내부에서 압축이 이루어지는 압축실과, 상기 압축실 내부의 압력변화에 따라 개폐부가 동작되면서 상기 압축실의 내부로의 냉매의 흡입을 제어하는 흡입밸브와, 상기 흡입밸브의 개폐부의 외곽형상의 돌기부가 그 전면에 형성되고 상기 압축실 내부에서 직선왕복운동하는 피스톤을 포함하여 구성된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 고안에 의하면, 압축실 내부에 형성되는 데드볼륨의 크기가 최소화되는 이점이 있다.

이하 상기한 바와 같은 본 고안에 의한 밀폐형 압축기의 데드볼륨 저감구조의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 종래 기술의 것과 동일한 것은 동일 부호를 부여하여 설명한다.

도 4 및 도 5에 도시된 바에 따르면, 실린더(20)의 내부에는 압축실(22)이 형성된다. 상기 압축실(22)의 선단에는 밸브어셈블리(9)와 헤드커버(10)가 장착된다. 상기 밸브어셈블리(9)는 상기 압축실(22)의 내외부로 냉매를 흡입하고 토출하는 것을 제어하게 된다.

상기 압축실(22)의 내부에는 피스톤(30)이 설치된다. 상기 피스톤(30)은 상기 압축실(22)의 내부에서 직선왕복운동하면서 압축을 수행하게 된다. 이때, 상기 피스톤(30)의 외경은 상기 압축실(22)의 내경보다는 작게 형성된다.

그리고 상기 피스톤(30)의 전면(32)에는 도 5에 잘 도시된 바와 같이, 돌기부(34)가 형성된다. 상기 돌기부(34)는 상기 흡입밸브(9p)의 개폐판(9c)과 상기 밸브몸체(9b)사이에 형성되는 데드볼륨과 동일한 형상을 가지도록 형성된다.

이와 같이 상기 피스톤(30)의 전면(32)에 상기 개폐판(9c)의 외곽형상과 동일한 형상의 돌기부(34)를 형성하는 것은 상기 피스톤(30)의 동작에 방해가 되지 않으면서도, 상기 압축실(22)의 내부에 형성되는 데드볼륨을 최소화하도록 하기 위한 것이다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 고안에 의한 밀폐형 압축기의 데드볼륨 저감구조의 작용을 설명한다.

고정자(3)와 회전자(5)의 전자기적 상호작용에 의한 크랭크축(5)의 회전은 커넥팅로드(8)를 통해 피스톤(30)의 직선왕복운동으로 변하게 된다. 그리고 상기 피스톤(30)이 상기 압축실(22)의 내부에서 직선왕복운동하게 되면 상기 압축실(22) 내부에서는 냉매의 압축이 수행된다.

즉, 상기 피스톤(30)이 압축실(22)의 후방으로 후퇴되면 상기 밸브어셈블리(9)를 통해 냉매가 압축실(22)로 흡입되고, 상기 흡입된 냉매가 상기 피스톤(30)이 상기 압축실(22)의 전방으로 이동됨에 의해 압축되어 밸브어셈블리(9)를 통해 외부로 토출된다.

이와 같은 피스톤(30)의 동작에 있어서 상기 피스톤(30)이 상사점에 도달했을 때, 상기 전면에 형성된 돌기부(34)에 의해 상기 압축실(22)의 내부에 형성되는 데드볼륨은 상기 돌기부(34)의 체적만큼 줄어들게 된다.

그리고 상기 돌기부(34)는 상기 밸브몸체(9b)와 상기 개폐판(9c)의 사이에 형성되는 공간과 대응되는 형상을 가지게 되므로 상기 피스톤(30)의 동작에 필요한 최소한의 탑클리어런스는 충분히 보장할 수 있게 된다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 고안에 의한 밀폐형 압축기의 데드볼륨 저감구조는 밸브어셈블리중 압축실과 접하게 되는 흡입밸브 자체의 형성되는 데드볼륨만큼의 체적을 피스톤의 전면에 형성하여 데드볼륨을 최소화하였다. 따라서, 데드볼륨이 줄어든 만큼 피스톤의 구동에 필요한 입력이 줄어들게 되어 압축기의 효율이 높아지는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (1)

1. 내부에서 압축이 이루어지는 압축실과

   상기 압축실 내부의 압력변화에 따라 개폐부가 동작되면서 상기 압축실의 내부로의 냉매의 흡입을 제어하는 흡입밸브와,

   상기 흡입밸브의 개폐부의 외곽형상의 돌기부가 그 전면에 형성되고 상기 압축실 내부에서 직선왕복운동하는 피스톤을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 데드볼륨 저감구조.