KR0186111B1 - 밀폐형 전동압축기의 밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 전동압축기의 밸브장치에 관한 것으로, 고온고압의 압축냉매가 실린더로부터 토출되어지는 배출구(33)를 갖는 요홈(32)이 형성된 헤드(31)와, 상기 배출구에서 토출되는 냉매의 역류를 방지하도록 배출구의 상면에 개폐가능하게 설치되는 배출밸브(34)와, 상기 배출밸브의 개방위치를 일정하게 한정하는 밸브스프링(35)과, 상기 배출밸브와 밸브스프링을 고정함과 아울러 그 변위량을 제어하는 리테이너(36)와, 상기 리테이너의 상측에서 헤드를 복개하는 헤드커버(38)와, 상기 헤드와 헤드커버 사이에 개재되어 냉매가스의 유출을 방지하는 패킹(40)으로 구성되어 있는 밀폐형 전동압축기의 밸브장치에 있어서, 상기 리테이너(36)는 일단부에 고정단(36a)을 연장형성하고, 상기 헤드의 요홈에 리테이너의 고정단이 장착되는 고정홈(32a)을 연장형성한 것으로, 리테이너의 일단부는 고정되고, 타단부는 자유롭게 하여 배출밸브의 개폐가 원활하게 이루어지도록 하며 동시에 밸브스프링의 장착공간도 확보할 수 있으며, 또한, 리테이너의 고정단과 요홈의 고정홈을 연장형성하여 제한된 크기를 갖는 헤드에 적합하도록 하여 구조가 간소화되어 작업생산성이 향상되며, 제조비용도 절감되도록 한 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 본 발명에 의한 밸브장치의 헤드구조를 보인 평면도.

제6도는 본 발명에 의한 밸브장치의 헤드커버가 분리된 상태의 헤드를 보인 사시도.

제7도는 제6도의 A부 확대 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

31 : 헤드 32 : 요홈

32a : 밸브고정홈 32b : 리테이너 고정홈

33 : 배출구 34 : 배출밸브

35 : 밸브스프링 36 : 리테이너

36a : 밸브고정부 36b : 리테이너 고정부

36c : 유동부 38 : 헤드커버

40 : 패킹

본 발명은 밀폐형 전동압축기의 밸브장치에 관한 것으로, 특히 리테이너에 별도의 고정부위를 연장형성하고, 헤드의 요홈에 리테이너의 고정부위가 장착되는 고정홈을 형성하여 리테이너의 일측부를 견고하게 고정하도록 함으로써 제한 된 크기의 헤드구조를 갖는 밸브장치에 적합하도록 한 밀폐형 전동압축기의 밸브장치에 관한 것이다.

냉장고 등과 같은 냉각시스템에서 사용되는 밀폐형 전동압축기는 동일한 전류를 통해 효율의 향상을 위한 많은 기술개발이 이루어져 왔는 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 개방된 상태에서 다시 복개상태로 위치하도록 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 고온고압의 냉매유출을 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 제1수용부(12a)와 제2수용부(12b)로 단차지게 형성하여, 요홈(12)의 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 고정되어 있으므로 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 크링크샤프트가 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 두께에 의해 배출구의 길이가 결정되므로, 배출구의 직경과 길이에 해당되는 공간은실린더로 노출되어 있기 때문에 압축된 냉매 중 일부는 배출밸브가 닫힌 후에 이 공간(일반적으로 데드볼륨이라 칭함)에 머무르게 되어 실린더에서 피스톤이 후퇴하면서 흡입밸브가 개방되어 냉매흡입시 데드볼륨에 머물러 있던 압축된 냉매가 재팽창되어 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), 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 배면형성이 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, 재팽창 손실이 커지게 되어 압축기의 효율이 저하되는 문제가 있다.

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

상기한 바와 같은 여러 가지 문제점에 착안하여 안출한 본 발명의 목적은 밸브장치의 구조를 간소화하여 제한된 크기를 갖는 헤드에 밸브를 설치하기 위한 리테이너 및 밸브스프링이 장착공간을 확보하도록 한 밀폐용 전동압축기의 밸브장치를 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 고온고압의 압축냉매가 실린더로부터 토출되어지는 배출구를 갖는 요홈이 형성된 헤드와, 상기 배출구에서 토출되는 냉매의 역류를 방지하도록 배출구의 상면에 개폐가능하게 설치되는 배출밸브와, 상기 배출밸브의 개방위치를 일정하게 한정하는 밸브스프링과, 상기 배출밸브와 밸브스프링을 고정함과 아울러 그 변위량을 제어하는 리테이너와, 상기 리테이너의 상측에서 헤드를 복개하는 헤드커버와, 상기 헤드와 헤드커버 사이에 개재되어 냉매가스의 유출을 방지하는 패킹으로 구성되어 있는 밀폐형 전동압축기의 밸브장치에 있어서, 상기 헤드의 요옴에는 리테이너 고정홈이 연장 형성되고, 상기 리테이너는 일단부에 상기 밸브스프링과 배출밸브의 고정단부를 눌러 고정하는 밸브고정부가 형성되고 타단부에 상기 밸브스프링의 자유단부가 유동될 수 있게 하는 유동부와 상기 리테이너 본체에서 연장되어 형성되어 상기 요홈의 리테이너 고정홈에 삽입 고정되는 리테이너 고정부로 구성된 것을 특징으로 하는 밀폐형 전동압축기의 밸브장치가 제공된다.

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

첨부도면 제4도는 본 발명에 의한 밸브장치의 구성을 보인 단면도이고, 제5도는 본 발명에 의한 밸브장치의 헤드구조를 보인 평면도이며, 제6도는 본 발명에 의한 밸브장치의 헤드커버가 분리된 상태의 헤드를 보인 사시도이며, 제7도는 제6도의 A부 확대 단면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 밀폐형 전동압축기의 밸브장치는 헤드(31)에 배출밸브(34), 밸브스프링(35), 리테이너(36)가 장착되는 요홈(32)이 형성되어 있는 배출밸브시스템을 갖는 밸브장치의 구조를 기본으로 하고 있다.

즉, 상기 헤드(31)에 형성되어 있는 요홈(32)에는 냉매가스가 토출되는 배출구(33)가 형성되어 있고, 배출구(33)의 상면에는 배출구를 개폐하는 배출밸브(34)가 복개되어 있으며, 배출밸브(34)의 상측에는 배출밸브를 닫히는 방향으로 탄력지지하는 밸브스프링(35)이 설치되어 있고, 밸브스프링(35)의 상측에는 배출밸브와 밸브스프링의 위치를 일정하게 규제하는 리테이너(36)가 장착되어 있다.

상기 헤드(31)의 요홈(32)의 일단부에는 밸브고정홈(32a)이 형성되며, 타단부에는 리테이너 고정홈(32b)이 요홈(32)의 길이 방향에 대하여 대략 직각을 이루는 방향으로 연장 형성되어 있다.

상기 배출밸브(34)는 그 일단부는 밸브고정홈(32a)에 삽입 고정되어 고정단부로 되고 타단부는 자유단부로 된다.

상기 리테이너(36)의 일단부에는 상기 밸브 고정홈(32a)에 삽입 고정된 배출밸브(34)의 고정단부를 누르는 밸브고정부(36a)가 형성되며, 타단부에서는 상기 리테이너 고정홈(32b)에 삽입 고정되는 리테이너 고정부(36b)가 리테이너(36)의 길이 방향에 대하여 대략 직각을 이루는 방향으로 연장 형성됨과 아울러 상기 요홈(32)의 타단부와의 사이에서 밸브스프링(35)의 자유단부가 자유롭도록 하는 유동부(36c)가 형성되어 있다(제7도 참조).

상기 리테이너(36)의 밸브고정부(36a)는 상기 밸브고정홈(32a)에 삽입된 배출밸브(34)의 일단부를, 그 위에 배치되는 밸브스프링(35)의 일단부를 개재하여 누르는 것이다.

또한 상기 밸브고정부(36a)와 리테이너 고정부(36b)는 배출밸브(34)와 밸브스프링(35)과 함께 헤드(31)에 조립하였을 때 그 상면이 헤드(31)의 평면보다 돌출되는 상태로 되도록 구성된다.

또한, ㅎ페드커버(38)와 헤드(31) 사이에 설치되는 패킹(40)은 리테이너(36)의 밸브 고정부(36a)의 상면과, 리테이너(36)의 리테이너 고정단(36b)의 상면과 헤드커버(38)의 하면 사이에 설치하여 패킹(40)이 헤드커버(38)에 압착력에 의해 리테이너(36)를 헤드(31)에 고정되도록 한다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 밸브장치의 조립은 헤드(31)의 요홈(32)에 형성되어 있는 배출구(33)의 상면에 배출밸브(34)가 안착되고, 상기 배출밸브(34)가 상측으로 밸브스프링(35)이 설치되며, 밸브스프링(35)의 상측에 리테이너(36)가 고정되는데, 이 때 배출밸브(34)의 일단부, 즉 고정단부는 요홈(32)의 일단부에 형성된 밸브고정홈(32a)에 삽입되어 타단부는 자유단부로 되며, 그 위에 밸브스프링(35)을 삽입하고 그 위에 리테이너(36)를 배치하여 그 일단부, 즉 밸브고정부(36a)는 배출밸브(34)의 고정단부를 밸브스프링(35)을 개재하여 누르도록 함과 아울러 타단부, 즉 리테이너고정부(36b)는 상기 요홈(32)의 타단부에 형성된 리테이너 고정홈(32b)에 삽입되게 하면 밸브스프링(35)의 자유단부는 상기 요홈(32)의 타단부와 리테이너(36)의 유동부(36c)와의 사이에서 자유로운 상태로 되는 것이다.

이 상태에서 리테이너(36)의 고정부(36a)(36b)는 그 상면이 헤드(31)의 상면에 대해 상대적으로 돌출된 상태로 되며, 이 상태에서 헤드(31)의 상면과 리테이너(36)의 고정부(36a)(36b) 상면을 함께 압착하도록 패킹(40)을 개재하여 헤드커버(38)를 결합하게 된다.

상기 헤드커버(38)가 헤드(31)와 결합되는 압착력에 의해 패킹(40)은 리테이너(36)의 고정부(36a)(36b)가 돌출된 부분만큼 압축되면서 탄성력을 비축하게 되어 밸브고정부(36a)는 배출밸브(34)의 고정단부와 밸브스프링(35)의 일단부에 고정력을 제공하게 되며, 리테이너 고정부(36a)는 상기 리테이너 고정홈(32b)에 압입된 상태로 고정되는 것이다. 또한 상기 리테이너(36)의 유동부(36c)는 요홈(32)의 타단부와의 사이에서 밸브스프링(35)의 자유단부가 자유롭도록 유동 공간을 제공하게 된다.

제4도에서는 배출밸브(34)가 밸브스프링(35)보다 짧게 도시되어 있으나 요홈(32)의 타단부와 리테이너(36)의 유동부(36c)사이에 유동 공간이 형성되어 있으므로 배출밸브(34)의 자유단부를 이 유동 공간 위치까지 연장할 수도 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 밸브장치는 배출밸브와 밸브스프링을 고정하는 리테이너의 일단부는 배출밸브의 고정단부와 밸브스프링의 일단부를 고정하도록 하며 타단부는 헤드에 리테이너 자체가 고정됨과 아울러 밸브스프링의 자유단부가 자유롭게 되는 유동 공간을 제공하게 되므로 배출밸브의 개폐가 원활하게 이루어지게 됨과 아울러 밸브스프링의 장착 공간도 확보할 수 있게 되는 효과가 있는 것이다.

또한, 리테이너에 형성되는 리테이너 고정부를 리테이너의 길이방항에 대하여 대략 직각을 이루는 방향으로 연장형성하고, 리테이너 고정부가 삽입 고정되는 헤드의 요홈의 리테이너 고정홈도 그와 대응되도록 형성하였으므로 제한된 크기를 갖는 헤드에 적합하며 구조가 간소화되어 작업생산성이 향상되고, 제조비용도 절감시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 고온고압의 압축냉매가 실린더로부터 토출되어지는 배출구를 갖는 요홈이 형성된 헤드와, 상기 배출구에서 토출되는 냉매의 역류를 방지하도록 배출구의 상면에 개폐가능하게 설치되는 배출밸브와, 상기 배출밸브의 개방위치를 일정하게 한정하는 밸브스프링과, 상기 배출밸브와 밸브스프링을 고정함과 아울러 그 변위량을 제어하는 리테이너와, 상기 리테이너의 상측에서 헤드를 복개하는 헤드커버와, 상기 헤드와 헤드커버 사이에 개재되어 냉매가스의 유출을 방지하는 패킹으로 구성되어 있는 밀폐형 전동압축기의 밸브장치에 있어서, 상기 헤드의 요홈에는 리테이너 고정홈이 연장 형성되고, 상기 리테이너는 일단부에 상기 밸브스프링과 배출밸브의 고정단부를 눌러 고정하는 밸브고정부가 형성되고 타단부에 상기 밸브스프링의 자유단부가 유동될 수 있게 하는 유동부와 상기 리테이너 본체에서 연장되어 형성되어 상기 요홈의 리테이너 고정홈에 삽입 고정되는 리테이너 고정부로 구성된 것을 특징으로 하는 밀폐형 전동압축기의 밸브장치.