KR100314038B1 - 토출밸브 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토출밸브 조립체에 관한 것으로, 본 발명은 피스톤이 삽입되어 내부에 압축공간을 형성하는 실린더의 일측에 복개 결합하는 토출커버와, 상기 토출커버내에 위치하여 실린더의 압축공간을 개폐하는 토출밸브와, 상기 토출밸브를 탄성 지지하는 밸브스프링을 포함하도록 구성함에 있어 상기 토출밸브는 상기 밸브스프링에 지지됨과 아울러 실린더의 압축공간을 개폐하도록 형성되는 연질 외형체와 그 연질 외형체의 내부에 위치하여 연질 외형체의 강성을 보강하는 강성 보강체로 이루어지도록 구성하여 상기 토출밸브의 외형을 최소의 크기와 부피를 갖는 연질 재료로 형성할 뿐만 아니라 그 구조적 강도를 강화함으로써 실린더의 압축공간 개폐시 그 거동을 신속할 뿐만 아니라 압력차에 의한 휨 발생을 방지하여 가스 누설을 최소화함과 아울러 부품의 파손을 방지할 수 있도록 한 것이다.

Description

토출밸브 조립체{DISCHARGE VALVE ASSEMBLY}

본 발명은 토출밸브 조립체에 관한 것으로, 특히 피스톤의 왕복운동에 따라 실린더의 압축공간을 개폐하는 토출밸브의 변형을 방지할 수 있도록 한 토출밸브 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 압축기(Compressor)는 공기나 냉매 가스 등의 유체를 압축시키는 기계이다. 상기 압축기는 보통 소정의 내부 공간을 갖는 밀폐용기와, 상기 밀폐용기의 내부에 설치되어 구동력을 발생시키는 전동기구부와, 상기 전동기구부의 구동력을 전달받아 가스를 흡입하여 압축하는 압축기구부를 포함하여 구성되며, 이와 같은 압축기는 인가되는 전원에 의해 전동기구부에서 구동력이 발생되면 그 구동력이 압축기구부에 전달되면서 압축기구부에서 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키게 된다.

상기 과정에서 냉매가스를 흡입하여 압축하는 압축기구부는 내부에 압축 공간이 형성된 실린더와 상기 실린더의 내부에 삽입되어 전동기구부의 구동력을 전달받아 직선 왕복 운동하는 피스톤을 포함하여 구성되어 있다. 그리고 상기 실린더의 단부에는 피스톤이 직선 왕복 운동함에 의해 압축 공간에서 압축된 가스를 토출시키는 토출밸브 조립체가 결합되어 있다.

도 1은 상기 토출밸브 조립체의 일례를 도시한 것이다. 이에 도시한 바와 같이, 종래 토출밸브 조립체는 소정의 공간을 갖도록 형성되어 실린더(10)의 일측을 복개하도록 결합되는 토출커버(20)와, 상기 토출커버(20)의 내부에 삽입되어 실린더(10)의압축공간(P)을 개폐하는 토출밸브(30)와, 상기 토출커버(20)의 내측에 지지됨과 아울러 토출밸브(30)와 결합되어 토출밸브(30)의 위치를 설정하면서 토출밸브(30)를 탄성적으로 지지하는 밸브스프링(40)을 포함하여 구성되어 있다.

상기 토출커버(20)는 소정의 내부 공간을 갖는 캡 형태로 형성되며 그 일측에 토출구(21)가 형성되어 있다.

상기 토출밸브(30)는 소정의 두께와 면적을 갖도록 형성되어 실린더의 압축공간(P)을 개폐하는 개폐부(31)와 그 개폐부(31)에 소정의 면적을 갖도록 형성되어 밸브스프링(40)의 일측이 결합되는 결합부(32)로 이루어진다. 상기 토출밸브(30)는 무게를 감소시킬 뿐만 아니라 비자성체를 이루기 위하여 플라스틱(Plastic)으로 형성되어 있다. 그리고 상기 밸브스프링(40)은 코일 스프링으로 이루어진다.

상기 토출커버(20)는 실린더(10)의 일측을 복개하도록 결합되고 그 내부에 상기 토출밸브(30)가 삽입됨과 아울러 그 개폐부(31)가 실린더 압축공간(P)을 막도록 복개되며 상기 밸브스프링(40)의 일측이 토출밸브의 결합부(32)에 결합되고 타측이 토출커버(20)의 내면에 지지되도록 결합된다.

그리고 상기 실린더(10)의 내부에 피스톤(50)이 삽입되며 그 피스톤(50)은 전동기구부와 연결되어 있다.

상기한 바와 같은 토출밸브 조립체의 작동과정은 다음과 같다.

먼저, 전동기구부의 구동력을 전달받아 피스톤(50)이 실린더(10)의 압축공간(P)에서 직선 왕복 운동하게 된다. 이때, 상기 피스톤(50)이, 도 2에 도시한 바와 같이, 하사점(a) 방향으로 이동하게 되면 토출밸브(30)가 실린더(10)의 단부에 접촉되어 압축공간(P)을 막게 되면서 압축공간(P)으로 가스가 흡입된다. 그리고 상기 피스톤(50)이, 도 3에 도시한 바와 같이, 하사점에서 상사점(b) 방향으로 움직이게 되면 압축공간(P)으로 흡입된 가스가 압축되면서 상사점(b)에 이르게 되면 밸브스프링(40)에 의해 지지되던 토출밸브(30)가 열리면서 압축공간(P)내에서 압축된 가스를 토출시키게 된다. 상기 실린더 압축공간(P)에서 토출된 고압 상태의 냉매 가스는 토출커버(20)의 내부 공간으로 유입되면서 토출구(21)를 통해 토출된다. 이와 동시에 피스톤(50)이 상사점(b)에서 하사점(a)으로 이동하게 되면 토출밸브(30)는 밸브스프링(40)의 복원력 및 압력차에 의해 복귀되어 실린더(10)의 압축공간(P)을 막게 된다. 이와 같은 과정이 지속적으로 반복되면서 가스를 압축하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 구조는 실린더(10)의 압축공간(P)을 개폐하는 토출밸브(30)가 피스톤(50)의 왕복 운동에 의한 실린더 압축공간(P)의 압력차 및 밸브스프링(40)의 탄성력에 의해 움직이는 과정에서, 도 4에 도시한 바와 같이, 토출밸브(30)의 가운데 부분에 압력이 집중적으로 작용하게 되어 토출밸브(30)의 휨이 발생하게 된다. 즉, 압축된 냉매 가스가 토출커버(20)내로 토출됨과 동시에 피스톤(50)이 하사점(a)으로 이동하여 토출밸브(30)가 실린더(10)의 단부에 접촉되어 실린더 압축공간(P)을 막는 과정에서 실린더 압축공간(P)내의 저압 상태와 토출커버(20)내로 토출된 고압 상태의 냉매 가스에 의한 토출커버(20) 양측의 큰 압력차에 의해 특히 토출밸브(30)의 가운데 부분에 집중 압력이 작용하게 됨으로써 토출밸브(30)에 휨이 발생하게 되어 토출밸브(30)의 파손을 유발시키게 될 뿐만 아니라 가스 누설로 인한 압축 손실을 발생시키게 되는 단점이 있었다. 한편, 상기 토출밸브(30)의 변형을 억제하기 위하여 개폐부(31)의 두께를 크게 할 경우 매스(Mass)의 증가로 소음 발생이 커지게 될 뿐만 아니라 토출밸브(30)의 거동이 신속하게 이루어지지 못하게 된다.

상기한 바와 같은 단점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 피스톤의 왕복운동에 따라 실린더의 압축공간을 개폐하는 토출밸브의 변형을 방지할 수 있도록 한 토출밸브 조립체를 제공함에 있다.

도 1은 종래 토출밸브 조립체의 정단면도,

도 2,3은 종래 토출밸브 조립체의 작동상태를 각각 도시한 정단면도,

도 4는 종래 토출밸브 조립체의 토출밸브에 작용하는 압력분포 상태를 도시한 토출밸브 조립체의 정단면도,

도 5는 본 발명의 토출밸브 조립체를 도시한 정단면도,

도 6은 본 발명의 토출밸브 조립체의 작용상태를 도시한 정단면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10 ; 실린더 20 ; 토출커버

40 ; 밸브스프링 50 ; 피스톤

60 ; 토출밸브 61 ; 연질 외형체

62 ; 강성 보강체 P ; 실린더 압축공간

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 피스톤이 삽입되어 내부에 압축공간을 형성하는 실린더의 일측에 복개 결합하는 토출커버와 상기 토출커버내에 위치하여 실린더의 압축공간을 개폐하는 토출밸브와 상기 토출밸브를 탄성 지지하는 밸브스프링을 포함하여 구성된 토출밸브 조립체에 있어서, 상기 토출밸브는 밸브스프링에 지지됨과 아울러 실린더의 압축공간을 개폐하도록 형성되는 연질 외형체와 그 연질 외형체의 내부에 위치하여 연질 외형체의 강성을 보강하는 강성 보강체로 이루어짐을 특징으로 하는 토출밸브 조립체가 제공된다.

이하, 본 발명의 토출밸브 조립체를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 토출밸브 조립체의 일례를 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 먼저 상기 토출커버(20)는 소정의 내부 공간을 갖도록 캡 형태로 형성되며 그 일측에 토출구(21)가 형성되어 이루어진다. 그리고 상기 토출커버(20)는 내부에 피스톤(50)이 삽입되어 압축공간(P)을 형성하는 실린더(10)의 일측에 복개 결합된다.

상기 토출밸브(60)는 상기 밸브스프링에 지지됨과 아울러 실린더의 압축공간(P)을 개폐하도록 형성되는 연질 외형체(61)와 그 연질 외형체(61)의 내부에 위치하여 연질 외형체(61)의 강성을 보강하는 강성 보강체(62)로 구성된다. 상기 연질 외형체(61)는 무게를 감소시킬 뿐만 아니라 비자성체를 이루기 위하여 연성 재료인 플라스틱(Plastic)으로 형성되며, 그 플라스틱 재료로 엔지니어링 플라스틱(Engineering Plastic) 등이 사용될 수 있다. 상기 강성 보강체(62)는 강판으로 형성됨이 바람직하다.

그리고 상기 연질 외형체(61)는 형상은 실린더의 압축공간(P)을 개폐하는 부분과 상기 밸브스프링(40)이 결합될 수 있는 부분을 구비하도록 다양한 형태로 형성될 수 있다. 즉, 종래 토출밸브(20)의 형태와 같이 실린더의 압축공간(P)을 막는 개폐부(31)와 상기 밸브스프링(40)의 일측이 고정 결합되는 결합부(32)로 형성될 수 있다. 상기 강성 보강체(62)는 실린더의 압축공간(P) 내경보다 양간 큰 외경을 갖는 원판 형태로 형성됨이 바람직하다.

상기 토출밸브(60)는 실린더 압축공간(P)을 복개하도록 토출커버(20)내에 삽입된다. 그리고 상기 밸브스프링(40)은 코일 스프링으로 이루어지며 그 일측이 토출커버(20)의 내면에 지지되고 타측이 상기 토출밸브의 연질 외형체(61)에 지지 결합된다.

그리고 상기 실린더(10)의 내부에 피스톤(50)이 삽입되며 그 피스톤(50)은 전동기구부와 연결되어 있다.

이하, 본 발명의 토출밸브 조립체의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전동기구부의 구동력을 전달받아 피스톤(50)이 실린더(10)내부의 압축공간(P)에서 직선 왕복 운동하게 된다. 이때 피스톤(50)이 하사점(a) 방향으로 이동하게 되면 토출밸브(60)의 연질 외형체가 실린더(10)의 단부에 접촉되어 압축공간(P)을 막게 되면서 압축공간(P)으로 가스가 흡입된다. 그리고 상기 피스톤(50)이 하사점에서 상사점(b) 방향으로 움직이게 되면 압축공간(P)으로 흡입된 가스가 압축되면서 상사점(b)에 이르러 일정 압력이 되면 밸브스프링(40)에 의해 지지되던 토출밸브(60)가 열리면서 압축공간(P)내에서 압축된 가스가 토출된다.

상기 실린더 압축공간(P)에서 토출된 고압 상태의 냉매 가스는 토출커버(20)의 내부 공간으로 유입되면서 토출구(21)를 통해 토출된다. 이와 동시에 피스톤(50)이 상사점(b)에서 하사점(a)으로 이동하게 되면 토출밸브(30)는 밸브스프링(40)의 복원력 및 압력차에 의해 복귀되어 실린더(10)의 압축공간(P)을 막게 된다. 이와 같은 과정이 지속적으로 반복되면서 가스를 압축하게 된다.

그리고 상기 실린더(10)의 압축공간(P)을 개폐하는 토출밸브(60)가 피스톤(50)의 왕복 운동에 의한 실린더 압축공간(P)의 압력차 및 밸브스프링(40)의 탄성력에 의해 움직이는 과정에서, 도 6에 도시한 바와 같이, 토출밸브(60)의 가운데 부분에 압력이 집중적으로 작용하게 되면 그 토출밸브(60)의 연질 외형체(61)의 내부에 삽입된 강성 보강체(62)에 의해 변형이 방지된다.

상기 토출밸브(60)는 외형이 연질 외형체(61)로 형성되고 그 내부에 강판인 강성보강체(62)가 삽입된 구조로 이루어져 최소의 크기와 부피로 토출밸브(60)의 외형을형성하게 될 뿐만 아니라 구조적 강도가 강화됨으로써 실린더의 압축공간(p)을 개폐시 그 거동이 신속하게 될 뿐만 아니라 압력차에 의한 압력 집중에 의해 휨이 발생하게 되는 것을 방지하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 토출밸브 조립체는 최소의 크기와 부피를 갖는 연질 재료로 토출밸브의 외형을 형성하게 될 뿐만 아니라 그 구조적 강도를 강화하게 되어 실린더의 압축공간 개폐시 그 거동이 신속하게 될 뿐만 아니라 압력차에 의한 휨 발생을 방지하게 됨으로써 가스 누설을 최소화하게 됨과 아울러 부품의 파손을 방지하고 또한 압축 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 피스톤이 삽입되어 내부에 압축공간을 형성하는 실린더의 일측에 복개 결합하는 토출커버와, 상기 토출커버내에 위치하여 실린더의 압축공간을 개폐하는 토출밸브와, 상기 토출밸브를 탄성 지지하는 밸브스프링을 포함하여 구성된 토출밸브 조립체에 있어서, 상기 토출밸브는 상기 밸브스프링에 지지됨과 아울러 실린더의 압축공간을 개폐하도록 형성되는 연질 외형체와 그 연질 외형체의 내부에 위치하여 연질 외형체의 강성을 보강하는 강성 보강체로 이루어짐을 특징으로 하는 토출밸브 조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 연질 외형체는 플라스틱 재료로 형성되며 상기 강성 보강체는 강판으로 형성된 것을 특징으로 하는 토출밸브 조립체.