KR100314040B1 - Structure for engaging valve linear compressor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리니어 압축기의 밸브 결합구조에 관한 것으로, 본 발명은 전동기구부의 구동력을 전달받아 실린더내부에서 직선 운동함에 따라 내부에 형성된 가스 유로를 통해 가스가 유동하는 피스톤에 소정의 크기를 갖는 매체 삽입홈이 형성되고 그 매체 삽입홈에 용융 매체가 삽입되며 상기 피스톤의 가스 유로를 개폐하는 밸브가 상기 용융 매체의 용융 및 응고에 의해 상기 피스톤과 접합되도록 구성하여 모재인 피스톤과 흡입 밸브의 열 변형을 최소화하면서 결합상태를 견고하게 할 뿐만 아니라 그 결합구조를 간단하게 함으로써 사체적을 배제하여 압축효율을 높이고 또한 피스톤의 스트로크 제어를 쉽게 하여 피스톤의 움직임을 정확하게 제어하는 것을 가능하게 하고 아울러 흡입 밸브의 결합에 대한 신뢰성을 높일 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a valve coupling structure of a linear compressor, and the present invention is inserted into the piston having a predetermined size in the piston in which gas flows through the gas flow path formed therein as a linear movement in the cylinder receives the drive force of the electric mechanism A groove is formed, a molten medium is inserted into the medium insertion groove, and a valve for opening and closing the gas flow path of the piston is configured to be joined to the piston by melting and solidifying the molten medium so that thermal deformation of the base piston and the suction valve is performed. By minimizing the tightening state while minimizing the structure, the coupling structure can be simplified, eliminating dead volume, increasing the compression efficiency, and making the stroke control of the piston easier to control precisely the movement of the piston. It is to increase the reliability.
Description
본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로, 특히 가스 유로를 개폐하는 흡입 밸브의 결합을 견고하게 할 뿐만 아니라 그 결합 구조를 간단하게 할 수 있도록 한 리니어 압축기의 밸브 결합구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear compressor, and more particularly, to a valve coupling structure of a linear compressor that not only secures engagement of an intake valve for opening and closing a gas flow path but also simplifies the engagement structure.
일반적으로 압축기(Compressor)는 공기나 냉매 가스 등의 유체를 압축시키는 기계이다. 상기 압축기는 보통 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.Generally, a compressor is a machine that compresses a fluid such as air or refrigerant gas. The compressor is generally configured to include an electric mechanism unit which is installed inside the sealed container to generate a driving force, and a compression mechanism unit for receiving and compressing the gas by receiving the driving force of the electric mechanism unit, such a compressor is applied to the applied power source When the driving force is generated by the electric mechanism by the driving force is transmitted to the compression mechanism portion to suck the gas in the compression mechanism portion and to discharge it.
상기 압축기는 압축기구부의 구조에 따라 로타리식 압축기(Rotary Compressor), 왕복동식 압축기(Reciprocating Compressor), 스크롤 압축기(Scroll Compressor), 리니어 압축기 등으로 나누어진다. 상기 압축기의 일례로 리니어 압축기는 전동기구부의 구동력이 피스톤에 전달되어 그 피스톤이 실린더내부를 직선 왕복 운동하면서 냉매 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키게 된다.The compressor is divided into a rotary compressor, a reciprocating compressor, a scroll compressor, a linear compressor, and the like according to the structure of the compression mechanism. In one example of the compressor, the driving force of the electric mechanism is transmitted to the piston, and the piston sucks, compresses and discharges the refrigerant gas while linearly reciprocating the inside of the cylinder.
도 1은 상기 리니어 압축기 압축기구부의 일례를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 리니어 압축기의 압축기구부는 내부에 압축공간을 이루는 관통구멍(P)이 형성된 실린더(10)와 상기 실린더(10)의 관통구멍에 직선 운동 가능하도록 삽입되는 피스톤(20)과 상기 실린더(10)의 단부에 관통구멍을 복개하도록 결합되는 토출 밸브 조립체(30)를 포함하여 구성된다.1 illustrates an example of the linear compressor compression mechanism. As shown in FIG. 1, the compression mechanism of the linear compressor includes a cylinder 10 and a cylinder 10 having a through-hole P forming a compression space therein. And a discharge valve assembly 30 coupled to cover the through hole at an end of the cylinder 10 and a piston 20 inserted into the through hole so as to linearly move.
상기 피스톤(20)은 소정의 길이를 갖는 몸통부(21)의 일측에 헤드부(22)가 형성되고 상기 몸통부(21)의 타측에 전동기구부와 연결되는 연결부(23)가 형성된다. 그리고 상기 피스톤(20)을 관통하여 냉매 가스가 유동할 수 있도록 가스 유로(F)가 형성되며 그 가스 유로(F)는 상기 몸통부(21)의 가운데 소정의 깊이를 갖도록 형성되는 제1 가스통로(24)와 그 제1 가스통로(24)와 연통되도록 상기 헤드부(22)내에 관통 형성되는 제2 가스통로(25)로 이루어진다. 그리고 상기 피스톤 헤드부(22)에 제2 가스통로(25)를 개폐하는 흡입 밸브(40)가 장착된다.The piston 20 has a head portion 22 is formed on one side of the body portion 21 having a predetermined length, and the connection portion 23 is formed on the other side of the body portion 21 is connected to the electric mechanism. In addition, a gas flow path F is formed to allow the refrigerant gas to flow through the piston 20, and the gas flow path F is formed to have a predetermined depth among the body portions 21. And a second gas passage 25 formed in the head portion 22 so as to communicate with the 24 and the first gas passage 24. And the intake valve 40 for opening and closing the second gas passage 25 is mounted to the piston head portion 22.
상기 토출 밸브 조립체(30)는 실린더(10)의 단부를 복개하도록 결합되는 토출커버(31)와 그 토출커버(31)의 내부에 삽입되어 실린더(10)의 관통구멍 및 피스톤(20)에 의해 형성되는 압축공간(P)을 개폐하는 토출 밸브(32)와 그 토출 밸브(32)를 탄성적으로 지지하는 밸브스프링(33)을 포함하여 구성된다.The discharge valve assembly 30 is inserted into the discharge cover 31 and the discharge cover 31 coupled to cover the end of the cylinder 10 and is formed by the through hole and the piston 20 of the cylinder 10. The discharge valve 32 which opens and closes the compression space P formed, and the valve spring 33 which elastically supports the discharge valve 32 are comprised.
상기한 바와 같은 리니어 압축기의 압축기구부는 전동기구부의 구동력이 피스톤(20)에 전달되어 피스톤(20)이 실린더(10)내부를 직선 왕복 운동하게 된다. 상기 과정에서, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 피스톤(20)이 하사점(a) 방향으로 이동하게 되면 토출 밸브(32)가 실린더(10)의 단부에 접촉되어 압축공간(P)을 막게 됨과 동시에 피스톤(20)에 결합된 흡입 밸브(40)가 열리면서 피스톤(20)의 내부에 형성된 가스 유로(F)를 통해 냉매 가스가 실린더(10)의 압축공간(P)내부로 흡입된다. 그리고 상기 피스톤(20)이 하사점(a)에 도달한 후 하사점(a)에서 상사점(b)으로이동하게 되면 흡입 밸브(40)가 닫히면서 실린더(10)의 압축공간(P)내에 흡입된 냉매 가스를 압축하게 되며 이어 상사점(b)에 이르게 되면 토출 밸브(32)가 열리면서 압축된 냉매 가스가 토출된다. 이와 같은 과정이 지속적으로 반복되면서 가스를 압축하게 된다.The compression mechanism of the linear compressor as described above transmits the driving force of the electric mechanism to the piston 20 so that the piston 20 linearly reciprocates inside the cylinder 10. In this process, as shown in FIG. 2, when the piston 20 moves in the bottom dead center (a) direction, the discharge valve 32 contacts the end of the cylinder 10 to block the compression space P. At the same time, the suction valve 40 coupled to the piston 20 opens, and the refrigerant gas is sucked into the compression space P of the cylinder 10 through the gas flow path F formed in the piston 20. Then, when the piston 20 reaches the bottom dead center (a) and moves from the bottom dead center (a) to the top dead center (b), the suction valve 40 is closed and the compression space P of the cylinder 10 is closed. When the suctioned refrigerant gas is compressed, and reaches the top dead center (b), the discharge valve 32 is opened to discharge the compressed refrigerant gas. This process is repeated continuously to compress the gas.
상기 피스톤(20)의 헤드부(22)에 장착되어 가스 유로(F)를 개폐하는 흡입 밸브(40)는 그 일례로, 도 3에 도시한 바와 같이, 피스톤 헤드부(22)의 끝면(S)과 상응하는 얇은 원형판으로 형성되고 그 원형판의 내부에 개곡선 형태를 이루는 절개홈(41)이 형성된다. 상기 절개홈(41)은 물음표 형태로 형성되어 그 원형판이 원 형태와 링 형태로 구획되며 그 원형판의 가운데 원형 부분이 피스톤 헤드부(22)에 결합되는 결합부(42)를 이루고 그 외측 부분인 링형 부분이 가스 유로(F)를 개폐하는 개폐부(43)를 이루게 된다. 상기 흡입 밸브(40)는 보통 밸브 재료인 고탄소 스프링강이 주로 사용되고 또한 상기 피스톤은 주조성이 좋은 주철이 주로 사용된다.An intake valve 40 mounted to the head portion 22 of the piston 20 to open and close the gas flow path F is, for example, an end surface S of the piston head portion 22 as shown in FIG. 3. ) Is formed of a thin circular plate corresponding to the cutout groove 41 is formed in the interior of the circular plate in the form of an open curve. The cutting groove 41 is formed in the shape of a question mark so that the circular plate is divided into a circle shape and a ring shape, and the center circular part of the circular plate forms an engaging portion 42 coupled to the piston head portion 22 and is an outer portion thereof. The ring-shaped portion forms an opening and closing portion 43 for opening and closing the gas flow path (F). The intake valve 40 is mainly made of high carbon spring steel, which is usually a valve material, and is mainly made of cast iron having good castability.
이와 같은 흡입 밸브(40)는 결합부(42)가 피스톤 헤드부(22) 끝면(S) 가운데에 고정 결합된 상태에서 개폐부(43)가 움직이면서 가스 유로(F)를 개폐하게 된다.The suction valve 40 opens and closes the gas flow path F while the coupling part 42 moves in the state in which the coupling part 42 is fixedly coupled to the center of the piston head 22 end surface S.
상기 흡입 밸브(40)가 피스톤(20)에 결합되는 구조는 피스톤 헤드부 끝면(S) 가운데 나사공(26)이 형성되고 흡입 밸브(40)의 결합부(42)에 관통공(44)이 형성되어 흡입 밸브(40)의 관통공(44)과 피스톤의 나사공(26)이 일치된 상태에서 고정볼트(50)가 체결됨에 의해 피스톤(20)에 흡입 밸브(40)가 결합된다.The suction valve 40 is coupled to the piston 20 has a screw hole 26 is formed in the piston head end surface (S) and the through hole 44 in the engaging portion 42 of the suction valve 40 The suction valve 40 is coupled to the piston 20 by fastening the fixing bolt 50 in a state where the through hole 44 of the intake valve 40 and the screw hole 26 of the piston coincide with each other.
그러나 상기한 바와 같은 종래 흡입 밸브 결합구조는 박판으로 형성된 흡입 밸브(40)가 고정볼트(50)에 의해 체결되므로 그 흡입 밸브(40)가 반복적인 개폐작용이 진행되는 과정에서 흡입 밸브(40)의 슬립회전이 발생되어 가스 유로(F)의 구멍을 벗어나게 됨으로써 압축기능이 제대로 이루어지지 못하게 되고, 또한 흡입 밸브(40)에 고정볼트(50)를 체결하기 위한 관통공(44)이 형성되므로 구조적 강도를 저하시키게 되는 단점이 있었다.However, in the conventional suction valve coupling structure as described above, since the suction valve 40 formed of a thin plate is fastened by the fixing bolt 50, the suction valve 40 is in the process of repeatedly opening and closing the suction valve 40. Slip rotation of the gas flow path (F) out of the hole by the compression function is not made properly, and the through-hole 44 for fastening the fixing bolt 50 to the suction valve 40 is formed There was a disadvantage in reducing the strength.
또한, 상기 고정볼트(50)의 머리부분이 압축공간(P)내로 돌출된 형태로 위치하게 되므로 사체적(Dead Volume)이 발생하게 되어 압축효율을 저하시키게 될 뿐만 아니라 그 돌출된 고정볼트(50)의 머리부분에 의해 피스톤(20)의 상사점(b) 및 하사점(a)의 위치 센싱이 어렵게 되어 피스톤(20)의 왕복 운동에 대한 스트로크(Stroke) 제어가 난해하게 되는 문제점이 있었다.In addition, since the head portion of the fixing bolt 50 is located in the form of protruding into the compression space (P), dead volume is generated not only to lower the compression efficiency, but also the protruding fixing bolt 50 The position of the top dead center (b) and the bottom dead center (a) of the piston 20 is difficult to sense the position of the head by the head of the) has a problem that the stroke (Stroke) control for the reciprocating motion of the piston 20 is difficult.
상기한 바와 같은 단점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 가스 유로를 개폐하는 흡입 밸브의 결합을 견고하게 할 뿐만 아니라 그 결합 구조를 간단하게 할 수 있도록 한 리니어 압축기의 밸브 결합구조를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention devised in view of the above disadvantages is to provide a valve coupling structure of a linear compressor that not only secures the coupling of the intake valve for opening and closing the gas flow path but also simplifies the coupling structure. .
또한, 본 발명의 다른 목적은 피스톤에 결합되는 흡입 밸브의 변형 및 구조적 강도의 저하를 방지할 수 있도록 한 리니어 압축기의 밸브 결합구조를 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention to provide a valve coupling structure of the linear compressor to prevent deformation of the intake valve coupled to the piston and lowering of the structural strength.
도 1은 일반적인 리니어 압축기의 압축기구부를 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing a compression mechanism of a general linear compressor;
도 2는 상기 압축기구부의 작동상태를 각각 도시한 단면도,2 is a cross-sectional view showing an operating state of the compression mechanism respectively;
도 3은 종래 리니어 압축기의 밸브 결합구조의 일례를 도시한 사시도,3 is a perspective view showing an example of a valve coupling structure of a conventional linear compressor;
도 4는 본 발명의 리니어 압축기 밸브 결합구조를 도시한 단면도,4 is a cross-sectional view showing a linear compressor valve coupling structure of the present invention;
도 5는 본 발명의 리니어 압축기 밸브 결합구조의 결합과정을 도시한 단면도.5 is a cross-sectional view showing a coupling process of the linear compressor valve coupling structure of the present invention.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
10 ; 실린더 20 ; 피스톤10; Cylinder 20; piston
28 ; 매체 삽입홈 40 ; 흡입 밸브28; Media insertion groove 40; Intake valve
60 ; 용융 매체 F ; 가스 유로60; Melt medium F; Gas flow path
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 전동기구부의 구동력을 전달받아 실린더내부에서 직선 운동함에 따라 내부에 형성된 가스 유로를 통해 가스가 유동하는 피스톤에 소정의 크기를 갖는 매체 삽입홈이 형성되고 그 매체 삽입홈에 용융 매체가 삽입되며 상기 피스톤의 가스 유로를 개폐하는 밸브가 상기 용융 매체의녹음에 의해 상기 피스톤과 접합된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 밸브 결합구조가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, a medium insertion groove having a predetermined size is formed in a piston in which gas flows through a gas flow path formed therein as a linear motion is received in the cylinder by receiving a driving force of the electric mechanism. A valve coupling structure of a linear compressor is provided, wherein a melting medium is inserted into the medium insertion groove, and a valve for opening and closing a gas flow path of the piston is joined to the piston by recording of the melting medium.
이하, 본 발명의 리니어 압축기 밸브 결합구조를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the linear compressor valve coupling structure according to the embodiment shown in the accompanying drawings of the present invention will be described.
도 4는 본 발명의 리니어 압축기 밸브 결합구조의 일례를 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 먼저 실린더(10)의 내부에 삽입되는 피스톤(20)의 내부에 냉매 가스가 유동하도록 관통된 가스 유로(F)가 형성되며 그 피스톤(20)의 끝면(S), 즉 피스톤 헤드부(22)의 끝면(S)에 가스 유로(F)의 구멍이 위치하게 된다. 그리고 상기 피스톤(20)의 끝면(S) 가운데 부분에 소정의 넓이와 깊이를 갖는 매체 삽입홈(28)이 형성되고 그 매체 삽입홈(28)에 용융 매체(60)가 삽입된다. 그리고 상기 피스톤(20)의 가스 유로(F)를 개폐하는 흡입 밸브(40)가 상기 용융 매체(60)의 녹음에 의해 상기 피스톤(20)과 접합된다.Figure 4 shows an example of the linear compressor valve coupling structure of the present invention, when described with reference to this, the first gas passage through which the refrigerant gas flows into the interior of the piston 20 is inserted into the cylinder 10 (F) is formed and the hole of the gas flow path (F) is located in the end surface (S) of the piston 20, that is, the end surface (S) of the piston head portion (22). In addition, a media insertion groove 28 having a predetermined width and depth is formed in the center portion of the end surface S of the piston 20, and the molten medium 60 is inserted into the media insertion groove 28. And the suction valve 40 which opens and closes the gas flow path F of the piston 20 is joined with the piston 20 by the recording of the melting medium 60.
상기 흡입 밸브(40)는 피스톤(20)의 끝면(S)과 상응하는 면적을 갖는 박판 형태로 형성된다. 상기 용융 매체(60)는 상기 피스톤(20)과 흡입 밸브(40)보다 융점이 낮은 재료로 형성된다. 상기 흡입 밸브(40)는 보통 밸브 재료인 고탄소 스프링강이 주로 사용되고 또한 상기 피스톤(20)은 주조성이 좋은 주철이 주로 사용된다. 상기 용융 매체(60)는 상기 피스톤(20)과 흡입 밸브(40)보다 융점이 낮은 구리, 은합금 등이 사용됨이 바람직하다.The suction valve 40 is formed in a thin plate shape having an area corresponding to the end surface S of the piston 20. The melting medium 60 is formed of a material having a lower melting point than the piston 20 and the intake valve 40. The suction valve 40 is mainly used for high carbon spring steel, which is usually a valve material, and the cast iron is mainly used for cast iron having good castability. It is preferable that the melting medium 60 is made of copper, silver alloy, or the like having a lower melting point than the piston 20 and the intake valve 40.
이하, 본 발명의 리니어 압축기 밸브 결합구조의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operational effects of the linear compressor valve coupling structure of the present invention will be described.
먼저, 본 발명의 조립 공정은, 도 5에 도시한 바와 같이, 피스톤(20)에 매체 삽입홈을 형성하고 그 매체 삽입홈(28)에 소정 형상으로 형성된 용융 매체(60)를 삽입한다. 그리고 용융 매체(60)가 삽입된 매체 삽입홈(28)을 복개하도록 피스톤(20)의 끝면에 흡입 밸브(40)를 접촉시킨 다음 상기 용융 매체(60)를 용융시킨다. 그리고 그 용융된 용융 매체(60)가 응고되면서 흡입 밸브(40)와 피스톤(20)을 접합시키게 된다.First, in the assembling process of the present invention, as shown in FIG. 5, a medium insertion groove is formed in the piston 20, and the molten medium 60 formed in a predetermined shape is inserted into the medium insertion groove 28. Then, the suction valve 40 is brought into contact with the end surface of the piston 20 to cover the medium insertion groove 28 into which the molten medium 60 is inserted, and then the molten medium 60 is melted. And the molten melt medium 60 is solidified to join the intake valve 40 and the piston 20.
본 발명은 모재인 피스톤(20)과 흡입 밸브(40)보다 융점이 낮은 용융 매체(60)가 용융되어 응고됨에 의해 피스톤(20)과 흡입 밸브(40)가 접합되므로 피스톤(20)과 흡입 밸브(40)의 접합상태가 견고하게 되고, 또한 접합 작업시 모재인 피스톤(20)과 흡입 밸브(40)가 열 영향을 적게 받게 되므로 피스톤(20)과 흡입 밸브(40)의 열 변형이 최소화된다. 그리고 흡입 밸브(40)에 결합을 위한 별도의 가공이 배제되어 구조적 강도가 커지게 된다.The piston 20 and the intake valve 40 are bonded to each other by melting and solidifying the melting medium 60 having a lower melting point than the base material piston 20 and the intake valve 40. The bonding state of the 40 is made firm, and the thermal deformation of the piston 20 and the intake valve 40 is minimized because the piston 20 and the intake valve 40 which are the base materials during the joining operation are less affected by heat. . And the separate processing for coupling to the intake valve 40 is eliminated to increase the structural strength.
또한, 본 발명은 흡입 밸브(40)가 피스톤(20)에 접합된 상태로 결합되므로 흡입 밸브(40)의 외측으로 돌출된 부분이 없이 평평한 상태로 간단한 구조를 이루게 되어 압축공간(P)의 사체적이 배제될 뿐만 아니라 피스톤(20)의 상사점(b) 및 하사점(a)의 위치 센싱이 정확하게 이루어지게 되어 피스톤(20)의 왕복 운동에 대한 스트로크(Stroke) 제어가 수월하게 된다.In addition, the present invention is coupled to the intake valve 40 in a state bonded to the piston 20, so that a simple structure in a flat state without the protruding portion of the intake valve 40 to form a dead body of the compression space (P) Not only the enemy is excluded, but also the position sensing of the top dead center (b) and the bottom dead center (a) of the piston 20 is made precisely, thereby facilitating stroke control of the reciprocating motion of the piston 20.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 리니어 압축기 밸브 조립구조는 가스 유로를 개폐하는 박판 형태의 흡입 밸브가 용융점이 상대적으로 낮은 용융 매체의용융 및 응고에 의해 피스톤과 접합되어 결합되므로 모재인 피스톤과 흡입 밸브의 열 변형이 최소화되면서 결합상태가 견고하게 될 뿐만 아니라 그 결합구조가 간단하게 됨으로써 사체적이 배제되어 압축효율을 높일 수 있고 또한 피스톤의 스트로크 제어가 쉽게 되어 피스톤의 움직임을 정확하게 제어할 수 있으며 아울러 흡입 밸브의 결합에 대한 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.As described above, the linear compressor valve assembly structure according to the present invention is a thin plate-type suction valve for opening and closing the gas flow path is joined to the piston by melting and solidification of the melting medium of the melting point relatively low melting point and The minimization of thermal deformation of the intake valve not only stiffens the coupling state, but also the simple structure of the coupling eliminates the dead volume to increase the compression efficiency, and the piston stroke can be easily controlled to precisely control the movement of the piston. In addition, there is an effect that can increase the reliability of the intake valve coupling.
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