KR0152849B1 - 밀폐형 압축기의 밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기의 밸브장치에 관한 것으로, 종래의 밀폐형 압축기의 밸브장치가 그 구성요소인 배출밸브와 밸브스프링을 정확한 위치에 조립하는 것이 용이하지 않고, 또한 작동중 그 위치가 변경되어 밸브가 제 구실을 못하는 문제점을 해결하기 위한 것이다. 이와 같은 본 발명은 헤드(20)에 형성된 요홈(21)의 일측에는 탄성부 고정홈(25,25')이 형성된 고정부(24)를 형성하고, 배출밸브(30)의 일단부에 상기 고정부(24)에 설치되는 밸브고정편(31)을 형성하며, 상기 배출밸브(30) 위에 설치되는 밸브스프링(35)에는 상기 밸브고정편(31)에 대응되는 위치에 상기 밸브고정편(31) 상에 놓여지는 스프링고정편(36)을 형성하고, 상기 스프링고정편(36) 상에는 상기 밸브스프링(35)을 고정하기 위한 고정부재(40)가 설치되어 구성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 배출밸브 및 밸브스프링의 조립이 용이하고, 동작중 그 위치가 변하지 않아 냉매가 역류되는 현상을 방지할 수 있어 압축기의 효율을 증대시킬 수 있다.

Description

밀폐형 압축기의 밸브장치

제1도는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 밸브장치의 구성을 보인 단면도.

제2도는 본 발명에 의한 밸브장치의 실린더헤드상에 배출밸브가 놓인 상태를 보인 평면도.

제3도는 본 발명에 의한 밸브장치의 조립구조를 보인 도면으로,

(a)는 밸브장치의 가조립시 구조를 보인 단면도이고,

(b)는 밸브장치의 조립이 완성된 상태를 보인 단면도.

제4도는 본 발명에 의한 밸브장치의 다른 실시례의 분해단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 헤드 21 : 요홈

22 : 배출구 24 : 고정부

25,25' : 탄성부 고정부홈 30 : 배출밸브

31 : 밸브고정편 40 : 고정부재

41,41' : 탄성부 42 : 압착부

본 발명은 밀폐형 압축기의 밸브장치에 관한 것으로, 특히 실린더 헤드의 요홈 내에 설치되는 배출밸브와 밸브스프링이 정확한 위치에 고정되고 밸브작동중 배출밸브와 밸브스프링의 위치가 변동되지 않도록 한 밀폐형 압축기의 밸브장치에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐형 압축기에서는 실린더와 헤드커버 사이에 설치되는 밸브장치는 실린더 내로 냉매가스를 흡입 및 배출시키는 것으로, 흡입밸브, 헤드, 패킹, 배출밸브가 각각의 판으로 구성되어 조립된 형태와 상기 요소중 헤드에 요홈을 형성하여 배출밸브를 설치한 형태의 것이 있다. 압축기의 밸브장치에 있어서는 특히 배출시스템에 형성되는 데드볼륨(피스톤이 상사점에 있을 때의 실린더 내부체적 및 이에 연통되어 있는 배출구의 내부체적의 합)을 줄이는 것이 압축기효율 향상의 관건이다. 왜냐하면 압축가스 배출과정에서 데드볼륨 내에 남아 있게 되는 고압의 냉매가스는 실린더의 흡입행정에서 피스톤의 후퇴에 따라 팽창하면서 흡입구를 통한 냉매가스의 흡입을 방해하여 압축기의 효율을 저하시키기 때문이다.

한편, 일반적으로 배출구는 배출밸브에 의해 차단되어 있는 곳까지는 실린더의 내부공간과 연통되어 있고, 이와 같은 공간은 데드볼륨을 이루게 된다. 따라서 압축기의 밸브장치의 설계에 있어서는 상기한 바와 같은 토출구 내의 데드볼륨을 줄이는 데에 관심의 촛점이 모아져 있다.

이에 관한 종래의 기술들은 미국특허 제 4723896호, 제 5328338호 등에 개시되어 있다. 이중 미국특허 제 4723896호는 데드볼륨을 줄이기 위해 헤드에 요홈을 형성하고, 이 요홈 내에 배출밸브, 밸브스프링, 리테이너, 클램프등을 설치하여 구성된다. 그러나 이는 그 구성요소가 너무 많아 조립작업이 복잡한 등의 문제가 있어, 상기 요홈내에 설치되는 구성요소를 줄인 형태의 것이 미국특허 제 5328338호에 제안되어 있다.

제1도는 종래 기술(미국특허 제 5328338호)에 의한 밸브장치의 구성을 보인 단면도로서, 상기한 바와 같이 데드볼륨을 줄이는데 그 설계의 촛점이 맞추어져 있다.

이에 도시된 바와 같이, 헤드(2)에는 소정 형상의 요홈(11)이 형성되어 있고, 이 요홈(11)의 내부에는 배출구(13)가 형성되며, 또한 배출밸브(4)의 일측 단부가 설치되는 밸브설치면(12)이 형성되어 있다. 상기 밸브설치면(12)에는 상기 배출구(13)를 개폐하는 배출밸브(4)의 일측 단부가 안착된다. 그리고 상기 배출밸브(4) 위에는 배출밸브(4)의 열림을 한정하는 밸브스프링(6)이 안착되어 있다. 이와 같이 요홈(11) 내에 차례로 안착된 배출밸브(4)와 밸브스프링(6)의 상부에는 패킹(10)을 개재하여 헤드(2)와 결합되는 헤드커버(8)가 조립된다. 한편, 상기 패킹(10)은 그 일측이 요홈(11)에 안착되어 있는 밸브스프링(6)의 일단부를 덮도록 연장부(10')가 형성되어 있다. 그리고, 상기 헤드커버(8)의 내측에는 내향돌부(14)가 형성되어 헤드커버(8)의 조립시 상기 패킹의 연장부(10')를 눌러 배출밸브(4)와 밸브스프링(6)의 일측 단부를 고정시키게 되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 밸브장치는 먼저 피스톤(미도시)의 왕복운동에 의해 피스톤이 실린더(미도시)의 상사점으로 부터 후퇴하면, 냉매가 헤드(2)의 흡입구(미도시)로 헤드커버(8)를 통과하여 실린더 내로 흡입된다. 냉매의 흡입이 완료되면 피스톤은 압축 행정을 시작한다. 이와 같이 하여 피스톤이 상사점에 도달할 때 까지 압축이 진행되고, 압축이 완료되면 압축 냉매의 압력에 의해 배출구(13)를 폐쇄하고 있는 배출밸브(4)가 상승되어 압축냉매의 배출이 진행된다. 이때, 배출밸브(4)의 상승은 상기 밸브스프링(6)에 의해 한정되고, 또한 압축 냉매의 배출과정이 끝나고 나면 배출밸브(4) 및 밸브스프링(6)의 탄성에 의해 배출밸브(4)가 원래의 위치로 복귀되어 다시 배출구(13)를 폐쇄한다. 이와같이 배출밸브(4)가 닫히게 되면 피스톤의 흡입행정시 압력차에 의한 압축냉매의 역류가 방지된다. 한편 밸브장치를 통과하여 배출된 냉매는 토출소음기(미도시)를 지나 압축기의 외부로 토출된다.

그러나 상기와 같은 구성을 가지고 작동을 하는 종래 기술에 의한 압축기에 있어서는 요홈(11) 내에 설치되는 구성요소를 줄이기 위해 헤드커버(8)에 내향돌부(14)를 형성하여 배출밸브(4) 및 밸브스프링(6)을 눌러 고정하게 되므로, 밸브장치의 조립작업에 있어서 배출밸브(4) 및 밸브스프링(6)을 요홈(11) 내에 설치하고, 그 상부에 헤드커버(8)의 내향돌부(14)를 상기 패킹(10)의 연장부(10')를 개재한 상태로 헤드(2)에 조립하는 것은 용이하지 않고, 헤드커버(8)를 정확하게 조립하기 위해서는 상기 내향돌부(14)의 형상이 정밀하게 구성되어야 하는 문제점이 있었다.

또한 리테이너를 사용한 미국특허 제 4723896호에 있어서는, 밸브장치를 구성하는 구성요소가 너무 많아 작업성이 좋지 않고, 또 이와 같이 리테이너를 사용하여 밸브스프링을 고정하는 구조에 있어서는 밸브스프링이 배출밸브에 의해 변형되어 리테이너에 닿게 되면 리테이너가 변형되어 각 구성요소의 동작이 제대로 되지 않는 등의 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 헤드의 요홈 내에 설치되는 배출밸브와 밸브스프링의 조립을 용이하게 할 수 있고, 또한 밸브의 작동중 정위치에서 벗어나는 일이 없이 정확하게 고정되어 있는 신뢰성이 뛰어난 밸브장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 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 단부에 위치하여 상기 배출밸브와 밸브스프링을 고정하기 위한 고정부재와, 상기 헤드와 결합되어 밸브조립체를 형성하는 헤드커버와, 상기 헤드커버와 헤드의 사이에 개재되어 냉매의 누설을 방지하는 패킹으로 구성되는 것에 있어서, 상기 고정부재는 상기 헤드커버와 상기 헤드가 결합되었을 때 탄성력을 가지고 하강하는 탄성부와, 상기 탄성부와 연결되어 상기 밸브스프링을 고정하는 압착부가 형성되고, 상기 배출밸브의 일측에는 상기 밸브스프링에 의해 고정되는 밸브고정부가 형성된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 밸브장치에 의해 달성된다.

상기 고정부재의 탄성부의 길이는 상기 압착부 상면보다 낮도록 형성하고, 상기 헤드의 요홈 일측에는 상기 탄성부가 삽입되는 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 목적은 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 일측단부에 위치하여 상기 배출밸브와 밸브스프링을 고정하기 위한 고정부재와, 상기 헤드와 결합되어 밸브조립체를 형성하는 헤드커버와, 상기 헤드커버와 헤드의 사이에 개재되어 냉매의 누설을 방지하는 패킹으로 구성되는 것에 있어서, 상기 고정부재는 상기 헤드커버와 상기 헤드가 결합되었을 때 탄성력을 가지고 하강하는 탄성부와, 상기 탄성부와 연결되어 밸브스프링을 고정하는 압착부로 형성되고, 상기 배출밸브의 일측에는 상기 밸브스프링에 의해 고정되는 밸브고정부가 형성되며, 상기 배출밸브와 밸브스프링이 안착되는 헤드의 요홈에 상기 배출밸브와 밸브스프링의 위치를 고정시키는 고정돌기가 형성되고, 상기 배출밸브와 밸브스프링에는 상기 돌기에 대응하는 위치고정수단이 형성된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 밸브장치에 의하여 달성된다.

상기 배출밸브 및 밸브스프링의 위치고정수단은 천공된 고정공인 것을 특징으로 한다.

상기 배출밸브와 밸브스프링의 위치고정수단은 각각 상기 고정돌기와 반대 방향으로 돌출되어 형성되는 엠보싱인 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 실시례를 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명에 의한 밸브장치의 실린더헤드에 배출밸브가 안착된 상태를 보인 평면도이고, 제3도는 본 발명에 의한 밸브장치의 조립구조를 보인 도면으로, (a)는 밸브장치의 가조립시의 구조를 보인 단면도이고, (b)는 밸브장치의 조립이 완성된 상태를 보인 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 밸브장치는 실린더(미도시)에 체결되는 흡입밸브판(미도시)에 설치되는 헤드(20)와, 상기 헤드(20)의 요홈(21) 내에 설치되는 배출밸브(30), 밸브스프링(35) 및 고정부재(40)등을 포함하여 구성된다.

상기 헤드(20)에 형성된 요홈(21)의 일측에는 양단부에 탄성부 고정홈(25,25')이 형성된 고정부(24)가 형성되어 있다. 이와 같은 헤드(20)의 요홈(21)에는 상기 배출밸브(30), 밸브스프링(35) 및 고정부재(40)가 차례로 적층 설치된다.

상기 배출밸브(30)에는 상기 요홈(21) 내에 형성된 배출구(22)를 개폐하는 것으로, 그 일단부에는 상기 고정부(24)에 안착 설치되는 밸브고정편(31)이 일체로 형성되어 있다. 이때, 상기 밸브고정편(31)은 상기 고정부(24)에 안착 설치된다.

상기 밸브스프링(35)은 배출밸브(30) 상에 설치되어 배출밸브(30)의 상승을 한정하는 것으로 그 일단부에는 상기 고정부(24)에 설치된 밸브고정편(31)에 대응되는 스프링고정편(36)이 일체로 형성되어 있다. 이와 같은 스프링고정편(36)은 밸브스프링(35)이 요홈(21)내의 배출밸브(30)상에 설치될 때, 상기 배출밸브(30)의 밸브고정편(31) 상에 놓여지는 것이다.

상기 고정부재(40)는 상기 밸브고정편(31) 상에 놓여진 스프링고정편(36)을 눌러 고정하는 것으로, 상기 스프링고정편(36)을 압착하여 고정시키도록 그 중간부에 함몰 형성된 압착부(42)와, 상기 압착부(42)의 양측에 절곡 형성되어 상기 탄성부 고정홈(25,25')에 삽입되는 탄성부(41,41')로 구성된다.

상기 탄성부(41,41')의 말단부는 밸브장치의 조립이 완성되었을 때, 상기 탄성부 고정홈(25,25')에 삽입되도록 상기 압착부(42)보다 길게 하향 연장 형성된다.

도면중 미설명부호 23은 흡입구, 28은 밸브장치를 체결하는 나사가 삽입 고정되는 나사공이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 밸브장치를 조립하는 순서는 다음과 같다. 먼저, 배출밸브(30)의 일단부를 상기 헤드(20)의 요홈(21)에 안착시키고, 그리고 배출밸브(30)의 고정편(31)을 상기 고정부(24)에 안착시키며, 배출밸브(30) 상에 밸브스프링(35)을 안착시킨 상태에서, 상기 고정부(24)에 차례로 놓여진 배출밸브(30)의 밸브고정편(31)과 밸브스프링(35)의 스프링고정편(36) 상에 고정부재(40)의 압착부(42)를 위치시키고 고정레그(41,41')를 고정부(24)의 양단벽에 탄성을 이용하여 끼워, 제3도의 (a)에 도시된 바와 같이, 가 고정을 한다.

이와 같이 가고정된 상태에서 헤드면(27)상에 패킹(51)과 헤드커버(50)를 차례로 적층하여 체결하게 된다. 이때 상기 가고정된 상태에서는 상기 고정부재(40)의 탄성부(41,41')의 상부는 헤드면(27)보다 높게 올라온 상태이나, 패킹(51)과 헤드커버(50)를 체결하게 되면 고정부재(40)의 탄성부(41,41')가 상기 고정부(24)의 양단부에 형성된 탄성부 고정홈(25,25')에 끼워져 배출밸브(30)와 밸브스프링(35)을 완전히 고정시키게 된다.

이와 같은 본 발명에 의한 밸브장치에 의하면 배출밸브와 밸브스프링을 고정부재로 가고정한 상태에서 조립할 수 있고, 또한 완전히 조립된 상태에서는 고정부재에 의해 배출밸브와 밸브스프링이 압착 고정되므로 배출밸브와 밸브스프링의 위치가 변동됨이 없이 정확한 위치에 설치된 상태에서 작동될 수 있다.

제4도에는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 밸브장치의 다른 실시례가 도시되어 있는데, 이에 도시된 바에 의하면, 상기와 같이 구성된 본 발명의 구성요소들 중 상기 고정부(24)에는 고정돌기(26)를 형성하고 성기 배출밸브(30)의 밸브고정편(31), 밸브스프링(35)의 스프링고정편(36)에는 상기 고정돌기(26)에 대응되는 위치고정수단인 고정공(32,37)을 각각 천공하고, 고정부재(40)의 압착부(42)에는 위치고정수단인 엠보싱 홈(43)을 형성한 것이다.

또한 본 발명의 다른 실시례로서 상기 배출밸브(30)의 밸브고정편(31), 밸브스프링(35)의 스프링고정편(36), 고정부재(40)의 압착부(42)에 상기 고정부(24)의 고정돌기(26)와 대응되는 위치고정수단인 엠보싱(미도시)을 형성한 것이 있다.

이와 같은 실시례들에 의하면 배출밸브와 밸브스프링의 조립 및 밸브동작시 배출밸브와 밸브스프링의 위치가 변동됨이 없게 되어 정확한 위치에 고정된 상태로 작동이 될 수 있게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 밸브장치는 간단한 구조의 구성요소들로 밸브장치를 구성하여 정확한 위치에 확실하게 배출밸브와 밸브스프링을 고정할 수 있으므로 작동중 배출밸브나 밸브스프링의 위치변동이 없어 압축기의 효율을 극대화할 수 있고, 압축기가 사용되는 제품의 소비전력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

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 단부에 위치하여 상기 배출밸브와 밸브스프링을 고정하기 위한 고정부재와, 상기 헤드와 결합되어 밸브조립체를 형성하는 헤드커버와, 상기 헤드커버와 헤드의 사이에 개재되어 냉매의 누설을 방지하는 패킹으로 구성되는 것에 있어서, 상기 고정부재는 상기 헤드커버와 상기 헤드가 결합되었을 때 탄성력을 가지고 하강하는 탄성부와, 상기 탄성부와 연결되어 상기 밸브스프링을 고정하는 압착부가 형성되고, 상기 배출밸브의 일측에는 상기 밸브스프링에 의해 고정되는 밸브고정부가 형성된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 밸브장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 고정부재의 탄성부의 길이는 상기 압착부 상면보다 낮도록 형성하고, 상기 헤드의 요홈 일측에는 상기 탄성부가 삽입되는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 밸브장치.
3. 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 단부에 위치하여 상기 배출밸브와 밸브스프링을 고정하기 위한 고정부재와, 상기 헤드와 결합되어 밸브조립체를 형성하는 헤드커버와, 상기 헤드커버와 헤드의 사이에 개재되어 냉매의 누설을 방지하는 패킹으로 구성되는 것에 있어서, 상기 고정부재는 상기 헤드커버와 상기 헤드가 결합되었을 때 탄성력을 가지고 하강하는 탄성부와, 상기 탄성부와 연결되어 밸브스프링을 고정하는 압착부로 형성되고, 상기 배출밸브의 일측에는 상기 밸브스프링에 의해 고정되는 밸브고정부가 형성되며, 상기 배출밸브와 밸브스프링이 안착되는 헤드의 요홈에 상기 배출밸브와 밸브스프링의 위치를 고정시키는 고정돌기가 형성되고, 상기 배출밸브와 밸브스프링에는 상기 돌기에 대응하는 위치고정수단이 형성된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 밸브장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 배출밸브 및 밸브스프링의 위치고정수단은 천공된 고정공인 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 밸브장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 배출밸브와 밸브스프링의 위치고정수단은 각각 상기 고정돌기와 반대방향으로 돌출되어 형성되는 엠보싱인 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 밸브장치.