KR100367610B1 - 압축기의 피스톤 충돌방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기의 피스톤 충돌방지장치에 관한 것으로, 본 발명은 피스톤이 삽입되는 삽입구멍이 형성된 실린더 몸체부의 일측에 그 삽입구멍과 외부를 관통시키는 가스통공이 구비된 실린더와, 내부 공간 및 그 내부 공간과 연통되는 가스유입구 및 작동구멍이 구비되어 그 가스유입구가 상기 실린더의 가스통공과 연통되도록 상기 실린더에 결합되는 댐핑용기와, 상기 댐핑용기의 내부 공간에 위치하여 상기 작동구멍을 탄성 밀착하여 막는 지지수단과, 상기 실린더의 삽입구멍에 삽입되는 피스톤 몸체에 그 피스톤 몸체가 상사점 이상으로 거동하여 상기 실린더를 이탈할 경우 상기 실린더의 가스통공과 연통되어 토출된 압축가스가 상기 실린더의 가스통공을 통해 상기 댐핑용기의 내부 공간으로 유입되도록 연통홈이 구비된 피스톤과, 상기 피스톤에 결합되어 상기 피스톤이 실린더를 이탈할 경우 상기 댐핑용기의 내부 공간으로 유입된 압축가스에 의해 지지되는 지지수단에 접촉되어 상기 피스톤의 움직임을 한정하는 스토퍼를 포함하도록 구성하여 상기 피스톤의 위치 제어가 제대로 이루어지지 않을 경우 그 피스톤이 실린더를 벗어나 토출밸브와 과도하게 접촉 충돌하는 것을 억제함으로써 토출밸브 및 피스톤 등 기타 부품이 파손되는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.

Description

압축기의 피스톤 충돌방지장치{APPARATUS FOR PREVENTING COLLISION IN COMPRESSOR}

본 발명은 압축기의 피스톤 충돌방지장치에 관한 것으로, 특히 실린더의 내부에 삽입되어 직선 왕복 운동하는 피스톤의 위치 제어가 정확하게 이루어지지 않을 경우 그 피스톤이 타부품과 충돌하여 부품이 파손되는 것을 방지할 수 있도록 한 압축기의 피스톤 충돌방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 유체를 압축시키는 기기로, 소정의 내부 공간을 갖는 밀폐용기와, 그 밀폐용기의 내부에 설치되어 구동력을 발생시키는 전동기구부와, 그 전동기구부의 구동력을 전달받아 가스를 흡입하여 압축하는 압축기구부를 포함하여 구성되며, 이와 같은 압축기는 상기 전동기구부에 전류가 인가되어 전동기구부에서 구동력이 발생되면 그 구동력이 압축기구부에 전달되면서 압축기구부에서 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키게 된다.

도 1은 상기 압축기의 압축기구부의 일예를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 종래 압축기의 압축기구부는 소정 형상으로 형성되며 그 내부에 일정 내경으로 관통 형성된 실린더(10)와, 상기 실린더(10)의 내부에 삽입되어 상기 전동기구부의 구동력을 전달받아 직선 왕복 운동하는 피스톤(20)과, 상기 실린더(10)의 내부에 삽입된 피스톤(20)의 단면 및 그 실린더(10)의 내부에 의해 형성되는 압축공간(P)을 복개하도록 상기 실린더(10)의 일측에 결합되는 토출커버(30)와, 상기 토출커버(30)의 내부에 삽입되어 실린더(10)의 압축공간(P)을 개폐하는토출밸브(40)와, 상기 토출커버(30)의 내측 및 토출밸브(40)에 지지되어 토출밸브(40)를 탄성적으로 지지하는 밸브스프링(50)을 포함하여 구성되어 있다.

상기 실린더(10)는 소정 형상의 단면적과 길이를 갖도록 형성된 실린더 몸체부(11)의 일측 단 외주면에 일정 두께와 폭을 갖는 플랜지부(12)가 형성되고 그 실린더 몸체부(11)의 내부에 상기 피스톤(20)이 삽입되는 삽입구멍(13)이 형성된다.

상기 피스톤(20)은 상기 실린더 삽입구멍(13)의 내경과 상응하는 외경 및 소정의 길이를 갖도록 형성되며 상기 실린더의 삽입구멍(13)에 삽입되어 그 삽입구멍(13)과 함께 압축공간(P)을 형성하게 된다.

상기 토출커버(30)는 소정의 내부 공간을 갖는 캡 형태로 형성되며 그 일측에 토출구(31)가 형성되어 있다. 상기 토출밸브(40)는 실린더(10)의 압축공간(P)을 개폐하도록 일정 두께와 면적을 갖도록 형성됨과 아울러 그 내부에 열림시 가스가 유출되는 가스공(41)이 구비된다.

상기한 바와 같은 압축기 압축기구부의 작동은 다음과 같다.

먼저, 상기 전동기구부의 구동력을 전달받아 피스톤(20)이 실린더(10)내부의 압축공간(P)에서 직선 왕복 운동하게 된다. 이때, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 피스톤(20)이 하사점(a) 방향으로 이동하게 되면 상기 토출밸브(40)가 실린더(10)의 단부에 접촉되어 압축공간(P)을 막게 되면서 압축공간(P)으로 가스가 흡입된다. 그리고 상기 피스톤(20)이 하사점(a)에서 상사점(b) 방향으로 움직이게 되면 압축공간(P)으로 흡입된 가스가 압축되면서 상사점(b)에 이르게 되면 상기 밸브스프링(50)에 의해 지지되던 토출밸브(40)가 열리면서 압축공간(P)내에서 압축된 가스가 토출된다. 상기 토출밸브(40)의 열림에 의해 토출되는 고온 고압 상태의 냉매 가스는 토출커버(30)의 내부 공간을 거쳐 토출구(31)를 통해 토출된다.

그리고 상기 토출과정이 끝나고 피스톤(20)이 상사점(b)에서 하사점(a)으로 이동하게 되면 토출밸브(40)는 밸브스프링(50)의 복원력에 의해 복귀되어 실린더(10)의 압축공간(P)을 막게 되며, 이와 같은 과정이 반복되면서 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키게 된다.

이와 같은 압축기구부는 상기 피스톤(20)에 직선 왕복 구동력을 전달하는 전동기구부를 구성하는 드라이브의 구동과 함께 토출밸브(40)가 밸브스프링(50)에 의해 탄성적으로 지지된 상태에서 반복적으로 실린더(10)의 압축공간(P)을 개폐시키면서 냉매 가스를 토출시키게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 압축기구부의 구조는 상기 피스톤(20)에 직선 왕복 구동력을 전달하는 압축기구부를 구성하는 드라이브의 파손 등의 원인으로 피스톤(20)의 위치 제어가 제대로 이루어지지 않을 경우, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 피스톤(20)이 상사점(b)을 지나면서 실린더(10)의 내부를 벗어나 토출커버(30) 내부로 유입되면서 상기 토출밸브(40)와 충돌하여 그 토출밸브(40)를 파손시키게 되는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 실린더의 내부에 삽입되어 직선 왕복 운동하는 피스톤의 위치 제어가 정확하게 이루어지지 않을 경우 그 피스톤이 타부품과 충돌하여 부품을 파손시키는 것을 방지할 수 있도록 한 압축기의 피스톤 충돌방지장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래 압축기 압축기구부의 일례를 도시한 단면도,

도 2,3은 상기 압축기 압축기구부의 작동상태를 각각 도시한 단면도,

도 4는 본 발명의 피스톤 충돌방지장치가 구비된 압축기의 압축기구부를 도시한 단면도,

도 4,5는 상기 압축기의 피스톤 충돌방지장치의 작동상태를 각각 도시한 단면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10 ; 실린더 11 ; 실린더 몸체부

13 ; 실린더의 삽입구멍 14 ; 가스통공

20 ; 피스톤 21 ; 피스톤 몸체

22 ; 피스톤 연통홈 60 ; 댐핑용기

61 ; 가스유입구 62 ; 작동구멍

70 ; 지지수단 71 ; 지지판

72 ; 스프링 80 ; 스토퍼

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 피스톤이 삽입되는 삽입구멍이 형성된 실린더 몸체부의 일측에 그 삽입구멍과 외부를 관통시키는 가스통공이 구비된 실린더와, 소정의 내부공간을 갖도록 형성됨과 아울러 그 일측에 상기 내부 공간과 연통되는 가스유입구 및 작동구멍이 구비되어 그 가스유입구가 상기 실린더의 가스통공과 연통되도록 상기 실린더에 결합되는 댐핑용기와, 상기 댐핑용기의 내부 공간에 위치하여 상기 작동구멍을 탄성 밀착하여 막는 지지수단과, 상기 실린더의 삽입구멍에 삽입되는 피스톤 몸체에 그 피스톤 몸체가 상사점 이상으로 거동하여 상기 실린더를 이탈할 경우 상기 실린더의 가스통공과 연통되어 토출된 압축가스가 상기 실린더의 가스통공을 통해 상기 댐핑용기의 내부 공간으로 유입되도록 연통홈이 구비된 피스톤과, 상기 피스톤과 결합되도록 소정의 길이로 형성되어 상기 피스톤이 실린더를 이탈할 경우 상기 댐핑용기의 내부 공간으로 유입된 압축가스에 의해 지지되는 지지수단에 접촉되어 상기 피스톤의 움직임을 한정하는 스토퍼를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 압축기의 피스톤 충돌방지장치가 제공된다.

이하, 본 발명의 압축기 피스톤 충돌방지장치를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 압축기 피스톤 충돌방지장치의 일실시예가 구비된 압축기의 압축기구부를 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 먼저 상기 압축기의 압축기구부는 내부에 삽입구멍(11)이 형성된 실린더(10)의 삽입구멍(11)에 상기 전동기구부의구동력을 전달받아 직선 왕복 운동하는 피스톤(20)이 삽입되고 상기 실린더(10)의 삽입구멍(11) 및 피스톤(20)의 단면에 의해 형성되는 압축공간(P)을 복개하도록 상기 실린더(10)에 토출커버(30)가 결합되고 상기 토출커버(30)내에 상기 실린더(10)의 압축공간(P)을 개폐하는 토출밸브(40)가 삽입됨과 아울러 그 토출밸브(40)를 탄성 지지하는 밸브스프링(50)이 삽입된다.

상기 실린더(10)는 소정 형상의 단면적과 길이를 갖도록 형성된 실린더 몸체부(11)의 일측 단 외주면에 일정 두께와 폭을 갖는 플랜지부(12)가 형성되고 그 실린더 몸체부(11)의 내부에 상기 피스톤(20)이 삽입되는 삽입구멍(13)이 형성되며 상기 실린더 몸체부(11)에 그 삽입구멍(13)의 내주면과 외부를 연통시키는 가스통공(14)이 형성된다. 상기 가스통공(14)은 상기 실린더 몸체부(11)와 플랜지부(12)측에 걸쳐 형성됨이 바람직하다.

그리고 상기 피스톤(20)은 상기 삽입구멍(11)의 내경과 상응하는 외경 및 소정의 길이를 갖도록 형성되는 피스톤 몸체(21)에 연통홈(22)이 형성되어 이루어진다. 상기 연통홈(22)은 피스톤 몸체(21)의 선단측에 일정 폭과 깊이와 길이를 갖도록 형성된다.

상기 토출커버(30)는 소정의 내부 공간을 갖는 캡 형태로 형성되며 그 일측에 토출구(31)가 형성되어 있다. 상기 토출밸브(40)는 실린더(10)의 압축공간(P)을 개폐하도록 일정 두께와 면적을 갖도록 형성됨과 아울러 그 내부에 열림시 가스가 유출되는 가스공(41)이 구비된다.

그리고 상기 실린더(10)에 소정의 내부 공간을 갖도록 형성됨과 아울러 그 일측에내부 공간과 연통되는 가스유입구(61) 및 작동구멍(62)이 구비된 댐핑용기(60)가 결합되되 그 댐핑용기(60)의 가스유입구(61)가 상기 실린더(10)의 가스통공(14)과 연통되도록 상기 실린더(10)에 결합된다. 상기 댐핑용기(60)의 작동구멍(62)은 상기 토출커버(30)의 반대측에 위치하도록 형성된다. 그리고 상기 댐핑용기(60)의 내부 공간(C)에 위치하여 그 댐핑용기(60)의 작동구멍(62)을 탄성 밀착하여 막는 지지수단(70)이 장착된다. 상기 지지수단(70)은 상기 댐핑용기(60)의 내부 공간(C) 내경과 상응하는 면적과 일정 두께를 갖도록 형성되어 상기 댐핑용기(60) 내부에서 작동구멍(62)을 막는 지지판(71)과 그 지지판(71)을 탄성 지지하는 스프링(72)으로 이루어진다.

그리고 상기 피스톤(20)에 소정 형상을 갖는 스토퍼(80)가 결합된다. 상기 스토퍼(80)는 소정의 길이를 갖도록 형성되어 그 일측이 상기 피스톤 몸체부(21)에 결합되고 그 타측이 상기 댐핑용기(60)의 작동구멍(62)을 막고있는 지지수단의 지지판(71)에 대면되도록 소정의 간격을 두고 위치하게 된다. 상기 피스톤(20)과 결합된 스토퍼(80)는 상기 피스톤(20)이 실린더(10)를 이탈할 경우 상기 댐핑용기(60)의 내부 공간(C)으로 유입된 압축가스에 의해 지지되는 지지판(71)에 접촉되어 상기 피스톤(20)의 움직임을 한정하게 된다.

이하, 본 발명의 압축기 피스톤 충돌방지장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 전동기구부의 구동력을 전달받아 피스톤(20)이 실린더(10)내부의 압축공간(P)에서 직선 왕복 운동하게 된다. 이때, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 피스톤(20)이 하사점(a) 방향으로 이동하게 되면 상기 토출밸브(40)가 실린더(10)의 단부에 접촉되어 압축공간(P)을 막게 되면서 압축공간(P)으로 가스가 흡입된다. 이때, 상기 피스톤(20)과 결합된 스토퍼(80)는 피스톤(20)과 함께 하사점(a) 방향으로 이동하게 된다.

그리고 상기 피스톤(20)이 하사점(a)에서 상사점(b) 방향으로 움직이게 되면 압축공간(P)으로 흡입된 가스가 압축되면서 상사점(b)에 이르게 되면 밸브스프링(50)에 의해 지지되던 토출밸브(40)가 열리면서 압축공간(P)내에서 압축된 가스가 토출된다. 상기 토출밸브(40)의 열림에 의해 토출되는 고온 고압 상태의 냉매 가스는 토출커버(30)의 내부 공간(C)을 거쳐 토출구(31)를 통해 토출된다. 이때, 상기 스토퍼(80)가 상기 피스톤(20)과 함께 상사점(b) 방향으로 이동하되 그 스토퍼(80)의 단부가 상기 지지판(71)과 접촉되지 않게 되며 또한 상기 피스톤(20)의 단부에 형성된 연통홈(22)이 실린더(10)의 내벽에 접촉되면서 막힌 상태가 된다.

상기한 바와 같이, 상기 전동기구부의 구동력을 전달받아 피스톤(20)이 직선 왕복 운동하면서 냉매 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키게 된다. 이와 같이 정상적으로 피스톤(20)의 위치가 제어되면서 작동하는 상태에서는 그 피스톤(20)의 단부에 형성된 연통홈(22)이 상기 실린더(10)의 내벽에 접촉되어 밀폐된 상태로 유지된다.

한편, 상기 과정에서 상기 전동기구부를 제어하는 드라이브의 오작동이나 파손 등 기타 원인으로 인하여 상기 피스톤(20)의 위치 제어가 제대로 이루어지지 않을 경우 즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 피스톤(20)이 상사점(b) 이상으로 움직이게 될 경우 상기 피스톤(20)의 단부가 실린더(10)에서 벗어남과 동시에 그 피스톤(20) 단부에 형성된 연통홈(22)이 상기 토출커버(30)내에 노출되어 그 토출커버(30)내로토출된 고온 고압 상태의 가스가 상기 연통홈(22)으로 유입되면서 가스통공(14) 및 가스유입구(61)를 통해 상기 댐핑용기(60)내로 유입된다. 상기 토출된 고온 고압 상태의 냉매 가스가 댐핑용기의 내부 공간(C)로 유입되어 채워짐에 의해 상기 지지판(71)이 댐핑용기 작동구멍(62)측의 면에 밀착된다. 이와 동시에 상기 피스톤(20)이 상기 실린더(10)에서 벗어나면서 그 피스톤(20)과 결합된 스토퍼(80)가 함께 움직이면서 그 스토퍼(80)의 단부가 상기 지지판(71)에 충돌 접촉되어 상기 피스톤(20)이 더 이상 실린더(10)에서 이탈되어 상기 토출밸브(40)에 과도하게 충돌되는 것을 방지하게 된다. 상기 스토퍼(80)가 지지판(71)에 충돌 접촉시 상기 댐핑용기의 내부 공간(C)에 채워진 고압 상태의 가스에 의해 충격이 흡수 완화된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 압축기의 피스톤 충돌방지장치는 전동기구부의 구동력을 전달받아 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키는 과정에서 상기 피스톤의 위치 제어가 제대로 이루어지지 않을 경우 그 피스톤이 실린더를 벗어나 토출밸브와 과도하게 접촉 충돌하는 것을 방지하게 됨으로써 토출밸브 및 피스톤 등 기타 부품이 파손되는 것을 방지하게 되어 안전성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 삽입구멍이 형성된 실린더 몸체부의 일측에 그 삽입구멍과 외부를 관통시키는 가스통공이 구비된 실린더와, 소정의 내부공간을 갖도록 형성됨과 아울러 그 일측에 상기 내부 공간과 연통되는 가스유입구 및 작동구멍이 구비되어 그 가스유입구가 상기 실린더의 가스통공과 연통되도록 상기 실린더에 결합되는 댐핑용기와, 상기 댐핑용기의 내부 공간에 위치하여 상기 작동구멍을 탄성 밀착하여 막는 지지수단과, 상기 실린더의 삽입구멍에 삽입되는 피스톤 몸체에 그 피스톤 몸체가 상사점 이상으로 거동하여 상기 실린더를 이탈할 경우 상기 실린더의 가스통공과 연통되어 토출된 압축가스가 상기 실린더의 가스통공을 통해 상기 댐핑용기의 내부 공간으로 유입되도록 연통홈이 구비된 피스톤과, 상기 피스톤과 결합되도록 소정의 길이로 형성되어 상기 피스톤이 실린더를 이탈할 경우 상기 댐핑용기의 내부 공간으로 유입된 압축가스에 의해 지지되는 지지수단에 접촉되어 상기 피스톤의 움직임을 한정하는 스토퍼를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 압축기의 피스톤 충돌방지장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 지지수단은 상기 댐핑용기의 내부 공간 내경과 상응하는 면적과 일정 두께를 갖도록 형성되어 상기 댐핑용기 내부에서 작동구멍을 막는 지지판과 그 지지판을 탄성 지지하는 스프링으로 이루어짐을 특징으로 하는 압축기의 피스톤 충돌방지장치.