KR100258420B1 - 왕복동식 압축기(reciprocating compressor) - Google Patents

Abstract

본 발명은 피스톤을 왕복동가능하게 수용하는 실린더와, 상기 실린더의 전면을 차폐하여 압축공간을 형성하는 밸브플레이트와, 상기 밸브플레이트에 형성된 밸브공에 접리하여 상기 피스톤의 왕복동운동에 연동하여 밸브공을 개폐하는 밸브리이드를 갖는 왕복동식 압축기에 관한 것으로서, 상기 밸브리이드를 사이에 두고 상기 밸브플레이트의 판면상에 배치되어, 상기 밸브리이드가 상기 밸브플레이트의 밸브공을 개폐가능하도록 고정지지하는 고정부재와, 상기 고정부재를 상기 밸브플레이트의 판면에 고정시키는 고정부를 포함한다. 이에 의해 밸브리이드를 안정적으로 고정시킬 수 있어서 압축효율을 높일 수 있고, 또한, 파손 및 마모가 줄게 되어 제품이 수명을 연장시킬 수 있음은 물론, 신뢰도를 높일 수 있다.

Description

왕복동식 압축기

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로서, 특히, 밸브플레이트에 형성되어 있는 밸브공을 개폐하는 리이드밸브 및 이 리이드밸브를 개폐가능하게 지지하는 고정부재를 효과적으로 고정하여 이탈되지 않도록 한 왕복동식 압축기에 관한 것이다.

제1도는 왕복동식 압축기의 종단면도이다. 왕복동식 압축기(1)는, 내부를 밀폐하여 외관을 형성하는 본체케이싱내에 구동모터부(11)와 압축부(21)를 가지고 있다. 본체케이싱(3)의 외면에는, 냉매가스가 유입되는 흡입관(5) 및 압축된 냉매가스가 토출되는 도시않은 토출관, 그리고, 전력을 공급하는 전원단자(9)가 노출되어 있다.

구동모터부(11)는, 고정자(13) 및 회전자(15), 그리고, 여자코일(17)로 구성된다. 전원단자(9)에 외부 전원이 공급되면, 고정자(13)에 전기적 회전력이 발생하여 회전자(15)를 회전시키고, 이 때, 회전자내에 수직방향으로 압입되어 있는 회전샤프트(19)가 일체로 회전하게 된다. 회전샤프트(19)의 말단에는 편심된 크랭크부(20)가 마련되어 있다.

압축부(21)는, 흡입관(5)을 통해 공급되는 냉매가스가 수용되는 실린더(23)와, 이 실린더내에 왕복 슬라이딩가능하게 설치되는 피스톤(25)으로 구성되어 있다. 피스톤(25)과 회전샤프트(19)의 크랭크부(20)는 커넥팅로드(27)에 의하여 상호 결합되며, 이에 의해 회전샤프트(19)의 회전력이 피스톤(25)의 슬라이딩 왕복운동으로 전환되게 된다. 그리고, 실린더(23)의 전면에는, 실린더내를 밀폐하여 압축공간을 형성하는 실린더헤드(65)가 설치되어 있고, 이 실린더헤드(65)와 실린더(23) 사이에는, 밸브플레이트(31) 및 피스톤(25)의 왕복운동으로 형성되는 밸브플레이트(31) 양측의 압력차에 의하여 해당 밸브공을 개폐하는 밸브리이드가 개재되어 있다.

제2도는 제1도의 부분확대 분해사시도이고, 제3도는 제2도의 부분확대로서, 종래의 밸브플레이트 및 리이드밸브의 분해사시도, 제4도는 제3도의 조립상태의 종단면도, 그리고, 제5도는 제4도의 부분확대도이다. 이들 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 밸브플레이트(31)에는 냉매가스를 흡입하는 흡입공(33) 및 냉매를 토출하는 토출공(35)이 형성되어 있다. 밸브플레이트(31)와 실린더(23)의 사이에는 흡입공(33)을 개폐하는 흡입밸브리이드(63)를 갖는 흡입밸브리이드부재(61)가 개재된다. 그리고, 밸브플레이트(31)의 타측에는, 토출공(35)을 개폐하는 토출밸브리이드(71)와, 토출밸브리이드(71)를 토출공(35)을 향해 부세하는 탄성부재(81), 그리고, 토출밸브리이드(71) 및 탄성부재(81)를 고정하는 고정부재(91)가 결합된다. 이들에 대응하여 밸브플레이트(51)의 타측면에는 기준면에 대하여 소정함몰되어 각 토출밸브리이드(71) 및 탄성부재(81), 그리고, 고정부재(91)의 위치를 설정시키는 위치설정부(41)가 마련되어 있다.

토출밸브리이드(71) 및 탄성부재(81), 그리고, 고정부재(91)에 의해 개폐되는 토출공(35)에는 외부의 냉매가스를 수령하여 실린더내로 공급하는 머플러본체(37)가 장착된다. 그리고, 머플러본체(37)를 사이에 두고 그 전면에는 실린더내에서 압축된 냉매를 응축기로 안내하는 실린더헤드(39)가 결합되며, 상부에는 외관을 형성하는 머플러커버(65)가 결합된다.

이러한 구성에 의하여, 제6도 및 제7도는 제1도의 부분확대도로서, 피스톤의 왕복운동에 의하여 냉매가스가 압축 및 배기되는 상태를 나타낸 도면이다. 이들 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 실린더내의 피스톤(25)이 피스톤행정의 상사점(A)에서 하서점(B)으로 이동할 때에는 밸브플레이트(31)의 흡입밸브리이드축의 압력 및 토출밸브리이드축의 압력이 실린더(23)의 내부압력보다 크게 된다. 이 압력에 의해 흡입밸브리이드(61)가 개방방향으로 가압되어 흡입공(33)을 개방하고 토출밸브리이드(71)는 개방방향의 반대방향으로 가압되어 토출공(35)을 완전폐쇄한다.

반대로, 피스톤(25)이 실린더내에서 피스톤행정의 하사점(B)에서 상사점(A)으로 이동할 때에는, 실린더(23)의 내부압력이 밸브플레이트(31)의 흡입밸브리이드축 압력 및 토출밸브리이드축의 압력보다 커지게 된다. 그래서, 흡입밸브리이드(61)가 개방방향의 반대방향으로 가압되어 흡입공(33)을 폐쇄하고 토출밸브리이드(71)는 개방방향으로 가압되어 토출공(35)을 개방하게 된다.

그런데, 종래의 왕복동식 압축기에서는, 토출밸브리이드(71)와 탄성부재(81)가 밸브플레이트(31)에 형성된 해당 위치설정부(43, 45)에 각각 대응된 상태에서 고정부재(91)를 밸브플레이트(31)의 해당하는 위치설정부(47)에 단순히 압입시킴으로써 고정되기 때문에 시간이 경과함에 따라 그 결합상태가 불안정하게 된다. 특히, 실린더내부에 왕복운동하는 실린더(25)에 의하여 소정 진동이 전달되는 밸브플레이트(31)에서는, 이에 따른 토출밸브리이드(71)의 마모나 파손등이 발생할 수 있으며, 이는 제품의 수명에 커다란 영향을 끼치게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 종래의 이러한 문제점들을 고려하여, 밸브리이드를 밸브플레이트의 밸브공의 전면에 개폐가능하게 결합유지시키는 고정부재 및 탄성부재를 보다 효과적으로 고정시킴으로써, 소정의 진동에 의해 유동하거나 이탈되지 않도록 하여 밸브리이드의 파손 및 마모를 줄일 수 있도록 한 왕복동식 압축기를 제공하는 것이다.

제1도는 왕복동식 압축기의 종단면도.

제2도는 제1도의 부분확대 분해사시도.

제3도는 제2도의 부분확대로서, 종래의 밸브플레이트 및 리이드밸브의 분해사시도.

제4도는 제3도의 조립상태의 종단면도.

제5도는 제4도의 부분확대도.

제6도 및 제7도는 제1도의 부분확대로서, 피스톤의 왕복운동에 의하여 냉매가스 압축 및 배기되는 상태를 나타낸 도면.

제8도는 본 발명에 따른 밸브플레이트 및 리이드밸브의 분해사시도.

제9도는 제8도의 조립상태의 종단면도.

제10도는 제9도의 부분확대도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 왕복동식 압축기 11 : 구동모터부

15 : 회전자 19 : 회전샤프트

21 : 압축부 23 : 실린더

25 : 피스톤 27 : 커넥팅로드

31 : 밸브플레이트 33 : 흡입공

35 : 토출공 37 : 머플러본체

39 : 실린더헤드 43 : 리이드위치설정부

45 : 탄성부재위치설정부 47 : 고정부재위치설정부

63 : 흡입밸브리이드 71 : 토출밸브리이드

81 : 탄성부재 91 : 고정부재

93 : 고정홈 99 : 고정돌기

상기 목적은, 본 발명에 따라, 피스톤을 왕복동가능하게 수용하는 실린더와, 상기 실린더의 전면을 차폐하여 압축공간을 형성하는 밸브플레이트와, 상기 밸브플레이트에 형성된 밸브공에 섭리하여 상기 피스톤의 왕복동운동에 연동하여 밸브공을 개폐하는 밸브리이드를 갖는 왕복동식 압축기에 있어서, 상기 밸브리이드를 사이에 두고 상기 밸브플레이트의 판면상에 배치되어, 상기 밸브리이드가 상기 밸브플레이트의 밸브공을 개폐가능하게 지지하는 고정부재와, 상기 고정부재를 상기 밸브플레이트의 판면에 고정시키는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기에 의하여 달성된다.

여기서, 상기 고정부는, 상기 밸브플레이트의 판면에 상기 고정부재의 양측단부에 각각 대응하도록 돌출되어 상호 대향하는 고정돌기와, 상기 고정부재에 상기 고정돌기와 맞물리도록 형성된 고정홈으로 간단히 구성할 수 있다.

이 때, 상기 밸브리이드는, 상기 밸브플레이트의 판면에 접면하는 탄성재질의 리이드본체와, 상기 리이드본체의 말단에 형성되어 상기 밸브플레이트의 상기 밸브공을 개폐시키는 개폐판부를 포함하며, 상기 고정부재는 상기 리이드본체를 상기 밸브플레이트의 판면에 접면유지되도록 하는 밀착유지부를 가지도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 밸브플레이트의 판면에 함몰되어 상기 밸브리이드의 위치를 설정시키는 리이드위치설정부와, 상기 리이드위치설정부의 주위에 함몰형성된 ㄱ정부재위치설정부를 더 포함하며, 상기 고정돌기는 상기 고정부재위치설정부내에 돌출되도록 구성할 수 있다.

한편, 상기 밸브리이드와 상기 고정부재 사이에 개재되어, 상기 밸브리이드를 상기 밸브플레이트의 상기 밸브공을 향해 탄성부재하는 탄성부재를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 왕복동식 압축기는, 제1도와 관련하여 설명한 바와 마찬가지의 구성을 가지며, 단지, 밸브플레이트(31)와 그 토출공(35)을 개폐시키는 토출밸브리이드(71) 및 탄성부재(81), 그리고, 고정부재(91)의 형상이 개선되어 있다. 따라서, 왕복동식 압축기 전반에 대한 설명은, 상술로서 대신하기로 하고, 제8도 내지 제9도와 관련하여 개선된 구성에 대해 설명하기로 한다. 이 때, 종래와 동이루성 및 동일명칭에 대해서는 동일부호를 사용한다.

제8도는 본 발명에 따른 밸브플레이트 및 리이드밸브의 분해사시도이고, 제9도는 제8도의 조립상태의 종단면도, 그리고, 제10도는 제9도의 부분확대도이다. 이들 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 밸브플레이트(31)의 토출공(35) 주위에는 토출밸브리이드(71)의 위치를 설정하는 리이드위치설정부(43)가 형성되어 있다. 이 리이드위치설정부(43)는, 밸브플레이트(31)의 판면에 접면하는 탄성재질의 리이드본체(75)와 리이드본체(75)의 말단에 형성되어 밸브플레이트(31)의 토출공(35)을 개폐시키는 개폐판부(73)를 가지는 토출밸브리이드(71)의 형상에 대응하도록 밸브플레이트(31)의 기준판면에 대하여 소정 함몰되어 있다.

리이드위치설정부(43)에 위치설정된 토출밸브리이드(71)의 전면에는 탄성부재(81)가 배치된다. 얇은 금속핀으로 형성되는 탄성부재(81)는 리이드본체(75)와 일단을 밸브플레이트(31)의 리이드위치설정부(43)의 판면에 가압하여 고정유지시키고, 개폐핀부(73)를 포함한 타측을 토출공(35)을 향해 탄성부재하게 된다. 탄성부재(81)의 타측 단부(85)는 리이드위치설정부(43)의 일측에 마련된 탄성부재위치설정부(45)에 접면하게 된다.

한편, 리이드위치설정부(43)의 외측에는 밸브플레이트(31)의 판면에 대하여 소정함몰되고, 리이드위치설정부(43)에 대해서는 소정 융기되도록 형성된 고정부재위치설정부(47)가 형성되어 있다. 그리고, 이 고정부재위치설정부(47)의 양측단부영역에는 각각 판면으로부터 고정돌기(99)가 돌출되어 있다. 이러한 리이드위치설정부(47)에는 종래 제3도와 관련하여 설명한 바와 마찬가지로, 고정부재(91)가 위치설정된다. 고정부재(91)는 소정의 길이를 가지는 금속판재로 구성되며, 그 중앙영역이 양측 단부영역에 비하여 상향 돌출되어 있다. 그리고, 양측 단부에는 고정돌기(99)를 수용하여 상호 맞물리는 고정홈(93)이 형성되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 밸브플레이트(31)와, 토출밸브리이드(71) 및 탄성부재(81), 그리고, 고정부재(81)의 상호 결합은, 우선, 밸브플레이트(31)에 형성되어 있는 해당 위치설정부(13, 45)에 토출밸브리이드(71)와 탄성부재(81)를 순차적으로 수용시킨다. 이 때, 탄성부재(81)의 일측 단부(83)는 토출밸브리이드(71)의 리이드본체(75)의 일측 단부(75)를 밸브플레이트(31)의 판면에 가압함으로써, 토출밸브리이드(71)의 개폐판부(73)가 토출공(35)을 개폐가능하게 지지하게 된다.

그런 다음, 그 전면에 고정부재(91)를 대응시키고, 고정부재위치설정부(47)의 양측 단부영역에 각각 마련되어 있는 고정돌기(99)에 그 고정홈(93)을 수용하여 고정시킨다. 이 때, 고정부재(91)의 일측 단부는 대응하는 탄성부재(81) 및 토출밸브리이드(71)의 일측 단부(83, 75)를 밸브플레이트(31)의 판면에 가압하게 되므로, 토출밸브리이드(71)는 안정적으로 고정될 수 있는 것이다. 이 때, 고정부재(91)의 중앙영역에 마련되어 있는 돌출부(95)는, 토출밸브리이드(71)의 개폐판부(73)와 탄성부재(81)의 개폐운동을 위한 유동공간을 제공하게 된다.

이렇듯, 고정부재(91)에 의하여 토출밸브리이드(71) 및 탄성부재(81)가 안정되게 조립완료된 밸브플레이트(31)는, 실린더(23)의 전면과의 사이에 흡입밸브리이드부재(38)를 개재시키고 장착된 다음, 머플러본체(37) 및 실린더헤드(39), 그리고, 머플러커버(65)등이 결합된다. 이에 의해 제6도 및 제7도에서 볼 수 있는 바와 마찬가지로, 실린더내의 피스톤(25)의 왕복운동으로 냉매가스의 압축공정이 수행될 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 왕복동식 압축기에서는, 밸브공을 개폐시키는 밸브리이드를 탄성부재 및 고정부재를 사용하여 밸브플레이트의 전면에 안정적으로 고정시킬 수 있어서, 피스톤의 왕복운동 등으로 인한 소정의 진동으로 탄성부재 및 고정부재의 유동이나 이탈이 발생되지 않게 된다. 이에 의해 밸브리이드의 파손 및 마모를 줄게 되므로, 제품의 수명을 연장시킬 수 있음은 물론, 대외 신뢰도를 높일 수 있다.

Claims (2)

1. 피스톤을 왕복동가능하게 수용하는 실린더본체와, 상기 실린더본체에 설치되는 실린더헤드와, 상기 실린더본체와 상기 실린더헤드 사이에 설치되며 상기 실린더실내에서 압축된 냉매를 배출하기 위한 토출공을 갖는 밸브플레이트와, 그 일측단부영역이 상기 토출공을 폐쇄하도록 상기 밸브플레이트에 설치되는 밸브리이드와, 상기 토출공의 개방을 위한 상기 밸브리이드의 벤딩을 탄성적으로 제한하는 탄성부재와, 그 양단부가 상기 실린더헤드에 의해 가압되어 상기 밸브플레이트에 고정되며, 상기 탄성부재와 상기 밸브리이드의 타측 단부를 상기 밸브플레이트에 가압고정하는 고정부재를 갖는 왕복동식 압축기에 있어서,

   상기 고정부재에는 고정홈이 형성괴고, 상기 밸브플레이트에는 상기 고정홈과 맞물려 상기 고정부재를 견고하게 고정시키는 고정돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
2. 제1항에 있어서, 상기 밸브플레이트의 판면에 함몰되어 상기 밸브리이드의 위치를 설정시키는 리이드위치설정부와,

   상기 리이드위치설정부의 주위에 함몰형성된 고정부재위치설정부를 더 포함하며,

   상기 고정돌기는 상기 고정부재위치설정부내에 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.

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