KR0152848B1 - 밀폐형 전동압축기의 밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 전동압축기의 밸브장치에 관한 것으로, 헤드(31)에 요홈(32)을 형성하여 이 요홈의 내측으로 배출구(33)를 개폐하는 배출밸브(34)와, 상기 배출밸브를 닫히는 방향으로 탄력 지지하는 밸브스프링(35)과, 상기 배출밸브 및 밸브스프링을 일정한 위치로 제어하는 리테이너(36)가 장착되는 밀폐형 진동압축기의 밸브장치에 있어서, 상기 밸브스프링(35)과 리테이너(36)를 일체로 형성한 판체(40)를 헤드(31)와 헤드커버(38) 사이에 설치하는 한편, 밸브스프링 및 리테이너의 타측에는 배출밸브를 견고하게 고정지지하는 밸브고정구(39)가 형성함으로써 밸브장치의 구조가 간소화되어 작업생산성이 향상됨과 아울러 제조비용이 절감되며, 배출밸브와 밸브스프링이 고정이 견고하게 이루어져 압축기의 효율을 향상시킨 것이다.

Description

밀폐형 전동압축기의 밸브장치

제1도 내지 제3도는 종래 기술에 의한 밀폐형 전동압축기의 밸브장치를 보인 것으로,

제1도는 미국특허 4723896호에 의한 밸브장치의 단면도.

제2도는 미국특허 5209260호에 의한 밸브장치의 분해사시도.

제3도는 미국특허 5328338호에 의한 밸브장치의 단면도.

제4도는 본 발명에 의한 밸브장치의 구성을 보인 단면도.

제5도는 제4도 밸브장치의 판체 구조를 보인 사시도.

제6도는 본 발명의 다른 실시례의 구성을 보인 단면도.

제7도는 제6도 밸브장치의 판체 구조를 보인 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

31 : 헤드 32 : 요홈

33 : 배출구 34 : 배출밸브

35 : 밸브스프링 36 : 리테이너

38 : 헤드커버 39,39' : 밸브고정구

40,40' : 판체

본 발명은 밀폐형 전동압축기의 밸브장치에 관한 것으로, 특히 밸브스프링과 리테이너를 일체로 형성한 판체를 헤드와 헤드커버 사이에 설치하고, 배출밸브를 고정하는 밸브고정구를 형성하여 구조를 간소화시키고, 배출밸브의 고정을 견고해지도록 한 밀폐형 전동압축기의 밸브장치에 관한 것이다.

냉장고 등과 같은 냉각시스템에서 사용되는 밀폐형 전동압축기는 동일한 전류를 통해 효율의 향상을 위한 많은 기술개발이 이루어져 왔던 바, 압축기의 효율을 향상시키기 위해 종래에 제안되었던 기술은 압축기의 모터의 효율 향상과, 각 기구부의 윤활작용, 그리고 실린더에서의 배출시스템에 대한 기술의 개선이 주류를 이루고 있다.

그 중에서도 배출시스템은 압축기의 효율향상에 지대한 영향을 주는 구성으로서, 그에 따른 많은 기술적 진보가 이루어져 다수의 특허가 제시되고 있다.

종래 압축기에서 배출시스템은 흡입밸브, 헤드, 패킹 및 배출밸브로 구성되어 있으며, 이러한 구성요소는 배출밸브가 헤드의 공간(요홈)내에 삽입되는 구조와, 상기 구성요소가 헤드의 상면에 순차적으로 결합되는 2종류의 구조를 취하고 있는 바, 이 중에서 헤드에 배출밸브가 삽입되는 형태를 많이 사용하고 있는데, 이와 같은 종래의 배출밸브 시스템을 공지된 다음의 미국특허를 통해 간단하게 설명한다.

제1도는 상기 미국특허 4723896호(이하, 인용기술 ①이라 함)에 따른 배출밸브 시스템의 구성을 보인 단면도로서, 헤드(1)에 배출밸브시스템이 안착되는 요홈(2)이 형성되어 있고, 상기 요홈(2)에는 배출구(3)가 형성되어 있으며, 상기 배출구(3)를 복개하도록 배출밸브(4)가 설치되어 있고, 배출밸브(4)의 상측에 배출밸브가 개방 상태에서 다시 폐쇄 상태로 복귀하도록 하는 밸브스프링(5)이 설치되어 있으며, 상기 밸브스프링(5)을 일정한 위치에서 한정하기 위한 리테이너(6)가 헤드(1)의 요홈(2) 내에 고정되고, 상기의 여러 구성요소를 고정시키기 위하여 리테이너(6) 상측에 클램프(7)가 고정되어 있다. 이러한 구성요소는 헤드커버(8)와 실린더(9) 사이에 결합되는 것이며, 상기 헤드커버(8)와 헤드(1) 사이에는 고온고압인 냉매의 유출을 방지하기 위하여 패킹(10)이 기밀하게 설치되어 있다. 미설명 부호 9a는 피스톤을 보인 것이다.

또한, 제2도에 도시한 미국특허 5209260호(이하, 인용기술 ②라 함)는 헤드(11)의 요홈(12)을 깊이가 깊은 제1수용부(12a)와 깊이가 얕은 제2수용부(12b)로 단차지게 형성하여, 깊이가 깊은 제1수용부(12a)에는 배출밸브(14)와 밸브스프링(15)을 설치하고, 제1수용부(12a)보다 깊이가 낮은 제2수용부(12b)에는 리테이너(16)가 고정설치되어 있다. 이러한 배출밸브시스템은 제2수용부(12b)에 매설되어 있는 리테이너(16)가 헤드(11)와 견고하게 고정되게 함으로써 상기 인용기술 ①에서의 클램프를 배제하도록 하고 있다. 미설명 부호 13은 배출구, 18은 헤드커버를 보인 것이다.

한편, 제3도에 도시한 미국특허 5328338호(이하, 인용기술 ③이라 함)에서는 상기 인용기술 ②에서의 리테이너를 배제하고, 헤드(21)에 형성된 요홈(22)에 배출밸브(24)와 밸브스프링(25)만을 설치한 구성으로서, 헤드커버(28)에 돌출부(28a)를 형성하여 밸브스프링(25)을 고정하도록 하고 있다. 미설명 부호 23은 배출구, 30은 패킹을 보인 것이다.

상기의 종래 기술에 의한 압축기의 동작을 살펴보면, 먼저 전원이 인가되면 고정자와 회전자의 전자기적인 작용에 의해 회전자가 회전되고, 회전자의 회전으로 인해 크랭크샤프트가 회전되며, 상기 크랭크샤프트의 수직회전력이 커넥팅로드나 슬라이더에 의해 수평운동으로 전환되어 피스톤을 수평이동시켜 피스톤은 실린더의 내부에서 왕복운동된다. 이 때, 피스톤이 후퇴하는 동작에서 냉매가 헤드의 흡입구와 흡입밸브를 통해 실린더 내부로 유입되며, 유입된 냉매는 피스톤의 전진동작에서 압축되어 헤드의 배출구를 통과하여 배출밸브를 개방하면서 배출되는 것이다.

상기한 바와 같이 구성되어 동작되는 종래 기술에 의한 밸브장치는 공히 헤드에 요홈을 형성하고, 그 요홈에 배출밸브를 삽입하도록 하고 있는데, 이는 압축된 고온고압의 냉매가 헤드의 배출구를 통해 배출시 헤드의 두께의 의해 배출구의 길이가 결정되므로, 배출구의 직경과 길이에 해당되는 공간은 실린더로 노출되어 있기 때문에 압축된 냉매 중 일부는 배출밸브가 닫힌 후에 이 공간(일반적으로 데드볼륨이라 칭함)에 머무르게 되어 실린더에서 피스톤이 후퇴하면서 흡입밸브가 개방되어 냉매흡입 시 데드볼륨에 머물러 있던 압축된 냉매가 재 팽창되어 냉매의 정상적인 유입을 방해하게 되는 문제가 있으며, 이를 해소하기 위해서 배출구의 길이를 단축시키도록 헤드의 두께를 박판화하는 것이 압축기의 효율을 증대시키는 것이다.

그러나, 상기한 종래 기술 중 인용기술 ①은, 배출밸브시스템의 구성요소로서, 배출밸브(4)와, 밸브스프링(5)과, 이를 고정하는 리테이너(6) 등과 같은 다수의 구성요소를 갖기 때문에 작업상의 어려움이 있고, 클램프(7)를 삽입하기 위한 홈을 헤드(1)에 형성하는 등 구조적으로 복잡한 문제가 있으며, 인용기술 ②에서는 인용기술 ①에서의 클램프(7)는 배제되었으나, 리테이너(16)의 고정구조로 인해 구성상의 복잡함을 해결하지 못하고 있을 뿐 아니라, 리테이너(16)가 헤드(11)에 고정되어 있기 때문에 그 중심부가 배면형상이 되어 밸브스프링(15)이 배출밸브(14)에 의해 상승 변형되면, 밸브스프링(15)이 일정위치를 벗어난 상태에서 정지하게 되므로 배출밸브(14) 개폐시기의 조절이 적절하게 이루어지지 않아 압축냉매가 역류되거나, 재 팽창 손실이 커지게 되어 압축기의 효율이 저하되는 문제가 있다.

또한, 인용기술 ③에서는 헤드커버(28)에 돌출부(28a)를 형성함과 아울러 혀 모양의 패킹(30)을 사용하여 밸브스프링(25)을 고정하게 되므로 부품 제작의 어려움이 있고, 밸브스프링이 효과적으로 고정되지 못하는 결함이 있다.

한편, 도면에 도시하지는 않았으나, 미국특허 5178183호에 개시된 밸브장치에서는 구성요소를 배출밸브와 밸브스프링으로 간소화하여 밸브스프링이 리테이너의 역할을 동시에 수행하도록 하고 있는 바, 밸브스프링이 배출밸브를 고정하기에는 충분치 않은 문제가 있다.

상기한 바와 같은 여러 가지 문제점에 착안하여 안출한 본 발명의 주목적은 밸브스프링과 리테이너를 하나의 평판 상에 형성하여 구조적으로 장치를 간소화하려는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 별도의 배출밸브 고정부재를 형성하여 배출밸브를 견고하게 고정하려는 데 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 고온고압의 압축냉매가 실린더로부터 배출되는 배출구를 가지는 요홈이 형성된 헤드와, 상기 배출구에서 배출되는 냉매의 역류를 방지하도록 배출구의 상면을 개폐하는 배출밸브와, 상기 배출밸브의 개방을 한정하고 신속한 복귀를 돕는 밸브스프링과, 상기 밸브스프링의 일측 상부에 위치하며 상기 배출밸브와 밸브스프링의 동작을 한정시키는 리테이너와, 상기 헤드와 결합되어 밸브조립체를 형성하는 헤드커버와, 상기 헤드커버와 헤드의 사이에 개재되어 냉매의 누설을 막는 패킹으로 구성되는 것에 있어서, 밸브스프링과 리테이너 및 밸브고정구가 일체로 형성된 하나의 판체를 헤드와 헤드커버사이에 삽입 설치하여서 됨을 특징으로 하는 밀폐형 전동압축기의 밸브장치가 제공된다.

상기 밸브스프링과 리테이너는 상기 판체의 일측에 일체로 형성되고, 상기 밸브고정부는 상기 밸브스프링 및 리테이너와는 반대의 위치에서 판체에 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 밸브고정구가 상기 밸브스프링과 일체로 형성된 리테이너의 일부를 절취 절곡하여 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명을 첨부도면에 도시한 실시례에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

첨부도면 제4도 및 제5도는 본 발명의 일 실시례를 도시하는 것으로, 제4도는 본 발명에 의한 밸브장치의 구성을 보인 단면도이고, 제5도는 제4도 밸브장치의 평판구조를 보인 사시도이다.

제4도 및 제5도에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 밀폐형 전동압축기의 밸브장치는 배출구(33)가 형성된 헤드(31)에 요홈(32)을 형성하고, 이 요홈(32)에 내측으로 배출구(33)를 개폐하는 배출밸브(34), 이 배출밸브(34)를 닫히는 방향으로 탄력 지지하는 밸브스프링(35), 배출밸브(34) 및 밸브스프링(35)을 고정하는 리테이너(36), 헤드(31)와 결합하여 상기 구성요소를 복개하는 헤드커버(38)로 구성되는 밸브장치의 구조를 갖는다.

여기서, 상기 밸브스프링(35)과 리테이너(36)를 하나의 판체(40)에 일체로 형성하여 이 판체(40)를 헤드(31)와 헤드커버(38) 사이에 설치하는 것이다.

또한, 상기 판체(40)에는 배출밸브(34)의 일단부를 고정지지하는 밸브고정구(39)를 상기 밸브스프링(35)과 리테이너(36)와 반대측에 일체로 형성하여 배출밸브(34)를 견고하게 고정하도록 한다.

이와 같이 구성되어 있는 본 발명에 의한 밸브장치의 동작은 피스톤이 실린더 내에서 후퇴함에 따라 헤드의 흡입구를 통해 흡입밸브를 열고, 냉매가 실린더의 압축공간으로 흡입되며, 크랭크샤프트의 회전력에 의해 왕복운동되는 피스톤에 의해 냉매가 압축된 후 다시, 피스톤이 전진되면서 헤드(31)의 배출구(33)를 통해 배출밸브(34)를 열면서 토출된다. 이 때, 배출밸브(34)는 밸브고정구(39)에 의해 일측이 고정되어 있는 상태로 개방되고, 토출작용이 일어나지 않는 동안에는 밸브스프링(35)의 탄성력에 의해 배출밸브(34)가 탄성적으로 복귀되어 배출구(33)를 폐쇄하게 된다.

여기서 밸브스프링(35)과 일체로 형성되어 있는 리테이너(36)는 밸브스프링(35)에 의해 동시에 그 역할을 수행하게 되는 것이다.

상기 배출밸브(34)를 통과한 압축냉매는 배출력에 의해 토출프레임을 통과하여 토출파이프를 통해 압축기의 외부로 방출된다.

상기한 바와 같은 실시례에서 보는 바처럼, 본 발명에 의한 밀폐형 전동압축기의 밸브장치는 밸브스프링(35) 및 리테이너(36)가 일체로 형성된 판체(40)를 헤드(31)와 헤드커버(38) 사이에 설치하는 것만으로써 밸브를 완성할 수 있게 되는 것이므로 데드볼륨을 최소화할 수 있으면서도 구조가 간소화되어 작업생산성이 향상됨과 아울러 제조비용이 절감되는 이점이 있는 것이다.

한편, 본 발명의 다른 실시례로서, 제6도 및 제7도에 도시한 바와 같이, 밸브스프링(35')과 리테이너(36')를 하나의 판체(40')에 일체로 형성함과 아울러 리테이너(36')의 일부를 절취 절곡하여 밸브고정구(39')를 일체로 형성한 구성으로 되어 있다.

본 실시례에서도 하나의 판체(40')에 밸브스프링(35')과 리테이너(36') 및 밸브고정구(39')를 일체로 형성하고 이 하나의 판체(40')를 헤드(31)와 헤드커버(38) 사이에 설치하는 것만으로써 밸브를 완성할 수 있게 되는 것이므로 데드볼륨을 최소화할 수 있으면서도 구조를 간소화함과 아울러 제조비용을 절감할 수 있게 되는 것이다.

제7도에서 미설명 부호 32a는 배출밸브(34)의 일단이 삽입되는 밸브지지홈으로서 배출밸브(34)는 이 밸브지지홈(32a)내에 일단이 삽입 지지되어 있으므로 수평방향으로는 유동되지 않게 되는 것이다. 상술한 제4도 및 제5도의 실시례에서도 동일한 구조가 채용된다.

Claims (3)

1. 고온고압의 압축냉매가 실린더로부터 배출되는 배출구를 가지는 요홈이 형성된 헤드와, 상기 배출구에서 배출되는 냉매의 역류를 방지하도록 배출구의 상면을 개폐하는 배출밸브와, 상기 배출밸브의 개방을 한정하고 신속한 복귀를 돕는 밸브스프링과, 상기 밸브스프링의 일측 상부에 위치하며 상기 배출밸브와 밸브스프링의 동작을 안정시키는 리테이너와, 상기 헤드와 결합되어 밸브조립체를 형성하는 헤드 커버와, 상기 헤드커버와 헤드의 사이에 개재되어 냉매의 누설을 막는 패킹으로 구성되는 것에 있어서, 밸브스프링과 리테이너 및 밸브고정구가 일체로 형성된 하나의 판체를 헤드와 헤드커버사이에 삽입 설치하여서 됨을 특징으로 하는 밀폐형 전동압축기의 밸브장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 밸브스프링과 리테이너는 상기 판체의 일측에 일체로 형성되고, 상기 밸브고정구는 상기 밸브스프링 및 리테이너와는 반대의 위치에서 판체에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 밀폐형 전동압축기의 밸브장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 밸브고정구가 상기 밸브스프링과 일체로 형성된 리테이너의 일부를 절취 절곡하여 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 밀폐형 전동압축기의 밸브장치.