KR100197682B1 - 왕복동형 압축기의 방열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고, 에어콘등과 같은 냉열 장치의 증발기로 부터 도입되는 냉매를 출입시키도록 실린더 블록과 실린더 헤드 사이에 밸브 플레이트가 배설된 왕복동형 압축기에 관한 것으로, 본 발명에 의한 왕복동형 압축기의 방열장치는 냉매가 흡입되는 흡입구와 토출되는 토출구가 형성되고, 실린더 블록과 실린더 헤드의 사이에 설치된 밸브 플레이트를 구비한 왕복동형 압축기에 있어서, 상기 토출구로부터 토출되는 냉매의 열에 일측이 접촉되고 타측은 실린더 헤드의 외측으로 돌출되도록 상기 밸브 플레이트와 실린더 헤드의 사이에 방열부재가 설치된 것을 특징으로 하며, 이와 같이 구성되어 있으므로 냉매의 비체적(specific volume)이 감소됨에 따라 냉매의 순환량이 증가할 뿐만 아니라 냉동능력및 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Description

왕복동형 압축기의 방열 장치

제1도는 종래의 압축기를 개략적으로 도시한 종단면도.

제2도는 제1도의 우측면도.

제3도는 종래의 실린더 헤드부의 분해사시도.

제4도는 본 발명에 의한 실린더 헤드부의 분해사시도.

제5도는 본 발명에 의한 방열 장치가 밸브 플레이트와 실린더 헤드 사이에 설치되어 있는 상태를 도시한 제1도의 A에 대응하는 단면상세도.

제6도는 제5도의 우측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

40 : 커넥팅 로드 50 : 피스톤

70 : 실린더 헤드부 60 : 실린더 블록

78 : 흡입 밸브 90 : 밸브 플레이트

98 : 방열 부재 삽입부 99 : 냉매유로 가이드

100 : 토출밸브체 101 : 토출밸브

102 : 스토퍼 103 : 키퍼

110 : 방열 부재 111 : 열 도입부

112 : 열 전달부 113 : 방열부

114 : 돌출부 67 : 윤활유

본 발명은 냉매를 고온 고압으로 압축시켜서 외부로 토출시키는 압축기에 관한 것이다.

일반적인 압축기는, 제1도 내지 제3도에 도시한 바와 같이, 내부의 기밀을 유지하기 위한 압축기의 본체(10) 내의 상부에는 회전자(21)와 고정자(22)로 이루어진 전동기(20)가 배설되어 있고, 상기 전동기(20)의 회전자(21)의 중심에는 크랭크축(30)이 상기 회전자(21)의 회전에 따라 회전되도록 설치되어 있다.

그리고, 상기 크랭크축(30)의 하부에는 후술하는 커넥팅 로드를 왕복 운동시키도록 편심부(30a)가 일체적으로 형성되어 있다.

상기 크랭크축(30)의 편심부(30a)에는 회전운동을 왕복 운동으로 전환시키는 커넥팅 로드(40)가 결착되어 있고, 상기 커넥팅 로드(40)의 도시되지 않은 소직경부에는 실린더 블록(60)내에서 상기 커넥팅 로드(40)의 왕복 운동에 따라 연동되어 왕복 운동되도록 피스톤(50)이 피스톤핀(51)에 의해 결합되어 있다.

상기 실린더 블록(60)의 외측에는 복수 개의 체결 볼트(77)에 의해 상기 실린더 블록(60)과 결착되어 냉매의 흡입과 토출기능을 하도록 실린더 헤드(70)가 배설되어 있다.

그리고 상기 실린더 블록(60) 상측에 배설되어 프레임(62)에 고정되어 있는 지지 베어링(61)은 상기 회전자(21)를 지지하며 상기 크랭크축(30)의 회전에 따라 면접촉하도록 되어 있다.

한편, 상기 크랭크축(30)의 편심부(30a)에는 상기 크랭크축(30)이 회전운동하므로서 오일 챔버(65) 내에 저류되어 있는 윤활유(67)를 상기 크랭크축(30)에 형성된 도시되지 않은 그루빙홈에 가이드 되면서 상승하도록 상기 오일 픽업 부재(66)가 설치되어 있다.

상기 실린더 헤드(70)는 도시되지 않은 증발기로부터 공급되는 냉매를 유입하는 냉매유입관(71)과, 상기 냉매유입관(71)을 통해 유입되는 냉매에 의해 발생되는 소음등을 감쇄시키는 흡입 머플러(72)와, 상기 흡입 머플러(72)를 하부에서 지지하며 유입되는 냉매를 안내함과 동시에 냉매의 누설 및 열 전달을 방지하기 위한 베이스 머플러(73)와, 상기 베이스 머플러(73)에 형성된 관통 구멍(73a)에 일단이 삽입되어 상기 실린더 블록(60)내의 윤활과 냉각을 위한 윤활유(67)를 흡입하도록 배설된 모세관(74)과, 상기 베이스 머플러(73)에 결착되어 흡입실(75a)과 토출실(75b)로 구획되어 있는 실린더 헤드(75)와, 상기 실린더 블록(60)내로 냉매를 흡입하거나 토출하도록 가이드 하는 밸브 플레이트(90)와, 상기 실린더 헤드(75)와 밸브 플레이트(90)사이에 배설되어 냉매 가스의 누출을 방지하는 가스켓(76)과, 상기 밸브 플레이트(90)의 실린더 블록(60)측에 배설되어 상기 피스톤(50)의 흡입 행정시 상기 밸브 플레이트(90)의 흡입구(91)를 커버하도록 밀착되어 있는 흡입 작동부(78a)가 탄성적으로 개폐되어 실린더 블록(60) 내로 냉매를 흡입하는 흡입 밸브(78)와, 상기 실린더 헤드(75)와 밸브 플레이트(90)사이에 배설되어 상기 피스톤(50)의 압축 행정시 상기 밸브 플레이트(90)의 토출구(92)를 통해서 냉매를 토출시키는 토출밸브체(100)로 구성되어 있다.

그리고, 상기 밸브 플레이트(90)는 상기 흡입 밸브(78)의 흡입 작동부(78a)와 밀착되어서 피스톤(50)의 흡입 행정시 냉매를 흡입하는 흡입구(91)와, 상기 토출밸브체(100)와 밀착되어서 상기 피스톤(50)의 압축 행정시 냉매를 토출하는 토출구(92)와, 상기 토출구(92)를 통해 실린더 헤드(75)의 토출실(75b)에 모인 냉매를 유출시키는 냉매 유출 통로(93)(94)와, 상기 실린더 헤드(75)의 흡입실(75a)과 연결된 베이스 머플러(73)가 삽입, 고정되는 삽입부(95)와, 상기 실린더 헤드부(70)와 실린더 블록(60)을 체결 볼트(77)에 의해 결착하기 위한 복수 개의 관통 구멍(96)과, 상기 토출구(92)와 동일 면상에 형성되어 상기 실린더 블록(60)으로 부터 토출되는 냉매의 토출음을 감소시킴과 동시에 상기 토출밸브체(100)를 수용하는 수용부(97)가 형성되어 있다.

상기 토출밸브체(100)는 상기 밸브 플레이트(90)의 수용부(97)에 배설되어 피스톤(50)의 압축 행정시 탄성적으로 휘어져 상기 밸브 플레이트(90)의 토출구(92)를 개방시키고, 반대로 흡입 행정시에는 상기 밸브 플레이트(90)의 토출구(92)를 패쇄시켜서 상기 토출구(92)를 통해 냉매의 토출을 차단하는 토출작동부(101a)가 구비된 토출밸브(101)와, 상기 토출밸브(101)의 측면에 배설되어 상기 토출밸브(101)의 토출작동부(101a)의 과도한 휘어짐을 방지하는 스토퍼(102)와, 상기 스토퍼(102)의 측면에 배설되어 상기 스토퍼(102)를 일정한 위치에 유지시키기 위한 키퍼(103)로 구성되어 있다.

미설명 부호 16은 토출튜브이다.

이와 같이 구성된 종래의 압축기는 전동기(20)의 고정자(22)에 전원이 인가되면서 크랭크축(30)이 회전하게 되고, 상기 크랭크축(30)에 일체적으로 형성된 편심부(30a)에 연결된 커넥팅 로드(40)는 크랭크축(30)의 회전운동을 왕복 운동으로 전환시킨다. 이에 따라, 상기 커넥팅 로드(40)의 일단에 피스톤핀(51)에 의해 연결된 피스톤(50)은 상기 커넥팅 로드(40)의 왕복 운동에 따라 실린더 블록(60)내에서 흡입 및 압축 행정을 통해 냉매를 압축시킨다.

즉 상기 피스톤(50)이 흡입 행정시 냉매유입관(71)을 통해 유입된 냉매는 흡입 머플러(72)와 베이스 머플러(73)를 거쳐 실린더 헤드(75)의 흡입실(75a)로 유입되고 밸브 플레이트(90)의 일측에 배설된 흡입 밸브(78)가 탄성적으로 열리면서 냉매는 실린더 블록(60)내로 유입된다. 이와 같이 유입된 냉매는 피스톤(50)의 압축 행정시 고온 고압이 되어 상기 밸브 플레이트(90)의 토출구(92)에 배설된 토출밸브(101)를 거쳐 실린더 헤드(75)의 토출실(75b)에 모인 후 상기 토출실(75b)과 연결된 토출튜브(16)을 통해 냉매유출관(120)으로 유출된다.

그런데 이와 같이 구성된 종래의 압축기는, 피스톤(50)의 압축 행정시 압축된 냉매가 실린더 블록(60)에서 밸브 플레이트(90)의 토출구(92)를 통해 실린더 헤드(75)의 토출실(75b)로 토출될 때 냉매의 온도가 매우 높아져서 냉매의 비체적(specific volume)이 증가할 뿐만 아니라 냉매의 순환량이 적어져 결국 냉동 능력과 에너지 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 밸브 플레이트의 토출구를 통해 전달되는 높은 온도의 냉매 가스를 방열시켜 냉매의 비체적을 상대적으로 감소시킬 수 있는 왕복동형 압축기의 방열장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 냉매의 순환량을 증가시키고 냉동 능력 및 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 왕복동형 압축기의 방열장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 이루어진 본 발명에 의한 왕복동형 압축기의 방열장치는 냉매가 흡입되는 흡입구와 토출되는 토출구가 형성되고, 실린더 블록과 실린더 헤드의 사이에 설치된 밸브 플레이트를 구비한 왕복동형 압축기에 있어서, 상기 토출구로부터 토출되는 냉매의 열에 일측이 접촉되고 타측은 실린더 헤드 의 외측으로 돌출되도록 상기 밸브 플레이트와 실린더 헤드의 사이에 방열부재가 설치된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 관하여 첨부 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

제4도는 본 발명에 의한 실린더 헤드의 분해 사시도이고, 제5도는 본 발명에 의한 방열장치가 밸브 플레이트와 실린더 헤드 사이에 설치되어 있는 상태를 도시한 제 1도의 A에 대응하는 단면상세도이며, 제6도는 제5도의 우측면도이다.

제1도 내지 제3도에서 종래의 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 붙이고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제4도 내지 제6도에 도시된 바와 같이, 내부에서 피스톤(50)이 왕복 운동하는 실린더 블록(60)의 외측에 배설된 실린더 헤드부(70)는 도시되지 않은 증발기로부터 공급되는 냉매를 유입하는 냉매유입관(71)과, 상기 냉매유입관(71)을 통해 유입되는 냉매에 의해 발생되는 소음등을 감쇄시키는 흡입 머플러(72)와, 상기 흡입 머플러(72)를 하부에서 지지하며 유입되는 냉매를 안내함과 동시에 냉매의 누설 및 열전달을 방지하기 위한 베이스 머플러(73)와, 상기 베이스 머플러(73)에 형성된 관통 구멍(73a)에 일단이 삽입되어 상기 실린더 블록(60)내의 윤활과 냉각을 위한 윤활유(67)를 흡입하도록 배설된 모세관(74)과, 상기 베이스 머플러(73)에 결착되어 흡입실(75a)과 토출실(75b)로 구획되어 있는 실린더 헤드(75)와, 상기 실린더 블록(60)내로 냉매를 흡입하거나 토출하도록 가이드하는 밸브 플레이트(90)와, 상기 실린더 헤드(75)와 밸브 플레이트(90)사이에 배설되어 냉매의 누출을 방지하기 위한 가스켓(76)과, 상기 밸브 플레이트(90)의 실린더 블록(60)측에 배설되어 상기 피스톤(50)의 흡입 행정시 상기 밸브 플레이트(90)의 흡입구(91)를 커버하도록 밀착되어 있는 흡입 작동부(78a)가 탄성적으로 개폐되어 실린더 블록(60) 내로 냉매를 흡입하는 흡입 밸브(78)와, 상기 실린더 헤드(75)와 밸브 플레이트(90)사이에 배설되어 상기 피스톤(50)의 압축 행정시 상기 밸브 플레이트(90)의 토출구(92)를 통해서 냉매를 토출시키는 토출밸브체(100)와, 상기 토출밸브체(100)의 하단에 배설되어 토출구(92)를 통해 토출되는 고온 고압의 냉매를 방열시키기 위한 방열부재(110)로 구성되어 있다.

상기 밸브 플레이트(90)는 상기 흡입 밸브(78)의 흡입 작동부(78a)와 밀착되어서 피스톤(50)의 흡입 행정시 냉매를 흡입하는 흡입구(91)와, 상기 토출밸브체(100)와 밀착되어서 상기 피스톤(50)의 압축 행정시 냉매를 토출하는 토출구(92)와, 상기 토출구(92)를 통해 실린더 헤드(75)의 토출실(75b)에 모인 냉매를 유출시키는 냉매 유출 통로(93)(94)와, 상기 실린더 헤드(75)의 흡입실(75a)과 연결된 베이스 머플러(73)가 삽입, 고정되는 삽입부(95)와, 상기 실린더 헤드부(70)와 실린더 블록(60)을 체결 볼트(77)에 의해 결착하기 위한 복수 개의 관통 구멍(96)과, 상기 토출구(92)와 동일 면상에 형성되어 상기 실린더 블록(60)으로부터 토출되는 냉매의 토출음을 감소시킴과 동시에 상기 토출밸브체(100)를 수용하는 수용부(97)와, 상기 수용부(97)의 하측으로 형성되어 상기 토출구(92)로부터 토출되는 고온의 냉매를 방열시키기 위한 상기 방열부재(110)를 삽입할 때 유동되지 않도록 요홈부(98a)를 구비한 방열부재삽입부(98)와, 상기 밸브 플레이트(90)의 토출구(92) 상측으로 비스듬히 반원통형으로 형성되어 상기 토출구(92)를 통해 토출되는 고온의 냉매가 상기 방열부재(110)에 의해 저감되어 좀더 빨리 유출되도록 상기 냉매 유출 통로(94)와 연결된 냉매유로가이드(99)가 구비되어 있다.

상기 토출밸브체(100)는 상기 밸브 플레이트(90)의 수용부(97)에 배설되어 피스톤의 압축 행정시 탄성적으로 휘어져 상기 밸브 플레이트(90)의 토출구(92)를 개방시키고 반대로 흡입 행정시에는 상기 밸브 플레이트(90)의 토출구(92)를 폐쇄시켜서 상기 토출구(92)를 통해 냉매의 토출을 차단하는 토출작동부(101a)가 구비된 토출밸브(101)와, 상기 토출밸브(101)의 측면에 배설되어 상기 토출밸브(101)의 토출작동부(101a)의 과도한 휘어짐을 방지하는 스토퍼(102)와, 상기 스토퍼의 측면에 배설되어 상기 스토퍼를 일정한 위치에 유지시키기 위한 키퍼(103)로 구성되어 있다.

그리고 상기 방열부재(110)는 상기 밸브 플레이트(90)의 방열부재삽입부(98)에 삽입 설치되어 있으며, 상기 방열부재(110)는 상기 밸브 플레이트(90)의 토출구(92)에 접촉되는 부위에 그 일단으로부터 일정 간격으로 일정 길이만큼 다수의 슬릿이 형성된 열도입부(111)와, 상기 열도입부(111)의 타측에 상기 열도입부(111)의 타단으로부터 일정 간격으로 일정 길이만큼 다수의 슬릿이 형성된 방열부(113)가 포함되어 있다.

상기 열도입부(111)및 방열부(113)의 사이에는 열전달부(112)가 슬릿이 없이 형성되어 있고, 상기 열전달부(112)의 양측에는 상기 밸브 플레이트(90)의 요홈부(98a)에 안착되어 유동되지 않도록 돌출부(114)가 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 왕복동형 압축기의 방열장치의 동작 및 효과를 다음에 설명한다.

압축기가 작동하면 피스톤(50)은 실린더 블록(60)내에서 흡입 및 압축 행정을 반복하게 되고 상기 피스톤(50)의 흡입 행정에 따른 흡입력에 의해 흡입 밸브(78)의 흡입 작동부(78a)가 탄성적으로 휘어져 흡입 밸브(78)가 열리고 상기 흡입실(75a)내로 흡입된 냉매는 밸브 플레이트(90)의 흡입구(91)를 통하여 실린더 블록(60)내부로 유입된다. 이 때 토출밸브(101)는 탄성력에 의해 수용부(97)에 밀착되어 닫혀 있다.

다음에 상기 피스톤(50)의 압축 행정에 따른 토출력에 의해 상기 토출밸브(101)의 토출작동부(101a)가 탄성적으로 휘어져 토출밸브(101)가 열리게 되고, 이 때 상기 토출밸브(101)의 측면에 배설되어 있는 상기 스토퍼(102)는 상기 토출밸브(101)의 토출작동부(101a)의 과도한 휘어짐이 방지되고, 상기 스토퍼(102)의 측면에 배설된 키퍼(103)는 상기 스토퍼(102)를 일정한 위치에 유지시킨다.

그리고, 상기 토출밸브(101)를 통해 상기 실린더 헤드(75)의 토출실(75b)의 내부 공간에 모인 냉매는 피스톤(50)과 실린더 블록(60)의 마찰로 인해 고온의 열로 바뀌어지고 순간적으로 상기 실린더 헤드(75)의 토출실(75b)의 온도가 상승하게 된다.

이와 같은 냉매는 밸브 플레이트(90)의 방열부재삽입부(98)에 안착된 방열부재(110)에 의해서 온도가 저감되어 상기 밸브 플레이트(90)의 냉매 유출 통로(94)와 연결된 반원통형의 냉매유로가이드(99)를 통해 유출된다.

앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 왕복동형 압축기의 방열장치에 의하면, 밸브 플레이트의 토출구를 통해 토출된 냉매를 냉각시키기 위한 복수개의 슬릿이 형성된 열도입부와 상기 열도입부로 부터의 열을 전달하는 열전달부와 상기 열전달부로 부터 전달된 열을 냉각시키기 위하여 윤활유에 완전히 잠겨지는 복수개의 슬릿이 형성된 방열부를 구비한 방열부재가 설치되어 있으므로, 상기 밸브 플레이트의 토출구를 통해 열도입부로 전달된 고온의 열을 약 40℃ ∼ 50℃정도 낮은 온도로 방열시킬 수 있으며, 상기 밸브 플레이트의 토출구 상측으로 비스듬히 반원통형으로 형성된 냉매유로가이드를 상기 밸브 플레이트의 냉매 유출 통로와 연통하도록 형성되어 있으므로, 상기 방열부재에 의하여 저감된 온도의 냉매가 빠른 시간 내에 상기 냉매유로가이드를 통해 냉매유출관으로 빠져나가 냉매의 열손실에 따른 기계적 손실을 최대한 억제시킬 수 있을 뿐만 아니라 냉매의 비체적(specific volume) 감소 및 냉매순환량 증가에 따른 압축기의 냉동 능력 및 에너지 효율을 향상시킬 수 있다는 매우 유용한 발명이다.

Claims (3)

1. 실린더 블록과 실린더 헤드의 사이에 설치된 밸브 플레이트와, 냉매열을 외부로 방열시키는 방열부재를 구비한 왕복동형 압축기에 있어서, 상기 방열부재(110)는, 그 일측단이 상기 밸브 플레이트(90)와 실린더 헤드(75)와의 사이에 개재되면서 밸브 플레이트(90)측 토출구(92)로부터 토출되는 고온의 냉매와 직접 접촉되게 설치되며 또한 그 타측단이 밸브 플레이트(90)와 실린더 헤드(75)의 사이측 외부로 돌출되게 설치된 것을 특징으로 하는 왕복동형 압축기의 방열장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 방열부재(110)는, 상기 밸브 플레이트(90)의 토출구(92)에 접촉되는 부위에 그 일단으로부터 일정 간격으로 일정 길이만큼 다수의 슬릿이 형성된 열도입부(111)와, 상기 열도입부(111)의 타측에 상기 열도입부(111)의 타단으로부터 일정 간격으로 일정 길이만큼 다수의 슬릿이 형성된 방열부(113)를 포함함을 특징으로 하는 왕복동형 압축기의 방열장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 방열부재(110)의 재질은 동으로 된 것을 특징으로 하는 왕복동형 압축기의 방열장치.