KR100383173B1 - 압축기용 흡입밸브의 고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기용 흡입밸브의 고정장치에 관한 것으로, 본 발명은 구동모터의 가동자와 함께 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하는 피스톤의 냉매유로를 개폐하도록 그 피스톤의 선단면에 배치되는 흡입밸브를 별도의 고정부재를 이용하여 상기한 피스톤에 고정시키는 압축기용 흡입밸브의 고정장치에 있어서, 상기 피스톤의 선단면에는 흡입밸브를 고정부재로 고정하기 위한 밸브 고정공이 형성되되 그 밸브 고정공의 시작단에는 고정부재의 머리부를 수용하도록 머리 삽입홈이 음각지게 형성되고, 상기 흡입밸브에는 피스톤의 밸브 고정공에 대응되는 위치에 고정부재가 통과하는 관통공이 형성되되 그 관통공의 주변에는 피스톤의 머리 삽입홈에 상응하도록 함몰부가 형성되어 이루어짐으로써, 상기 흡입밸브의 파손을 방지하면서도 그 흡입밸브의 전방으로 고정부재의 머리부가 돌출되는 것을 방지하여 그 흡입밸브와 토출밸브 사이에 사체적을 최소화할 수 있게 된다.

Description

압축기용 흡입밸브의 고정장치{SUCTION VALVE FIXING APPARATUS FOR COMPRESSOR}

본 발명은 압축기용 흡입밸브의 고정장치에 관한 것으로, 특히 흡입밸브를 용이하고 견고하게 고정하면서도 사체적을 최소화할 수 있는 압축기용 흡입밸브의 고정장치에 관한 것이다.

일반적으로 압축기의 흡입밸브는 압축공간의 흡입측에 배치되어 피스톤의 흡입 및 압축운동시 양측의 압력차에 따라 개폐되면서 유체의 흡입정도를 제한하는 것으로, 도 1은 이러한 흡입밸브가 장착된 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 왕복동식 압축기는, 저면에 윤활유가 채워지는 케이싱(V)의 내부에 설치되는 환형의 프레임(1)과, 그 프레임(1)의 일측면에 고정 설치되는 커버(2)와, 상기 프레임(1)의 중앙에 횡방향으로 고정되는 실린더(3)와, 그 실린더(3)를 지지하는 프레임(1)의 외주면에 고정되는 내측 고정자 조립체(4A) 및 그 내측 고정자 조립체(4A)의 외주면에 소정 공극을 두고 고정되는 외측 고정자 조립체(4B)와, 상기 내 외측 고정자 조립체(4A,4B) 사이의 공극에 개재되어 왕복동식 모터의 가동자를 이루는 마그네트 조립체(5)와, 그 마그네트 조립체(5)에 일체로 고정되어 실린더(3)의 내부에서 미끄럼운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축시키는 피스톤(6)과, 상기 마그네트 조립체(5)가 내 외측 고정자 조립체(4A,4B) 사이의 공극에서 지속적으로 공진운동을 하도록 유도하는 내측 공진스프링(7A) 및 외측 공진스프링(7B)과, 상기 실린더(3)의 선단에 장착되어 피스톤(6)의 왕복운동시 압축가스의 토출을 제한하는 토출밸브 조립체(8)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 피스톤(6)은 소정의 길이를 갖는 몸통부(6a)의 전방측에 헤드부(6b)가 형성되고, 상기 몸통부(6a)의 후방측에 마그네트 조립체(5)와 연결되는 연결부(6c)가 형성되며, 그 몸통부(6a) 및 헤드부에는 냉매가스를 실린더(3)로 안내하는 냉매유로(F)가 형성되어 이루어져 있다.

또한, 상기 피스톤(6)의 헤드부(6b) 전방면에는 냉매유로(F)를 통한 냉매가스의 흡입을 제한하는 흡입밸브(9)가 고정볼트(B)에 의해 체결 고정되어 있다.

도면중 미설명 부호인 6e는 가스통구, 9a는 개폐부, 9b는 밸브체결용 관통공, DP는 토출관, SP는 흡입관이다.

상기한 바와 같은 종래 왕복동식 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 상기 내,외측 고정자 조립체(4A,4B)에 전류가 인가되어 마그네트 조립체(5)가 직선 왕복운동을 하게 되면, 이에 결합된 피스톤(6)이 실린더(3)의 내부를 직선으로 왕복운동을 하게 되어 실린더(3)내에 압력차가 발생되고, 이 실린더(3)내의 압력차에 의해 케이싱(V)내의 냉매가스가 피스톤(6)의 냉매유로(F)를 통해 실린더(3)로 흡입되어 압축 토출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이때, 상기 피스톤(6)이 후방측으로 이동하는 흡입행정시에는 냉매가스가 냉매유로(6d)와 가스통구(6e)를 거치면서 흡입밸브(9)를 밀어 젖히게 되므로, 그 흡입밸브(9)가 피스톤(6)에 견고하게 장착되어야 피스톤(6)의 왕복운동에도 이탈되지않고 압축기의 신뢰성을 견고하게 유지할 수 있게 된다. 이 때문에 종래에는 도 2에 도시된 바와 같이, 별도의 고정볼트(B)를 이용하여 흡입밸브(9)를 피스톤(6)의 헤드부(6b) 선단면에 체결시키는 방안이 제시되어 왔다.

하지만, 이러한 종래의 흡입밸브 결합장치에 있어서는, 상기 고정볼트(B)의 머리부분이 실린더(3)의 압축공간 내로 돌출된 형태로 위치하게 되므로 사체적(Dead Volume)이 발생되어 압축효율을 저하시키게 될 뿐만 아니라 그 돌출된 고정볼트(B)의 머리부분에 의해 피스톤(6)의 상사점 및 하사점의 위치 센싱이 어렵게 되어 피스톤(6)의 왕복 운동에 대한 스트로크(Stroke) 제어가 난해하게 되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점들을 감안하여 본 출원인이 1999년 12월 29일자로 국내 특허출원(99-64796호)한 "왕복동식 압축기의 밸브 결합구조"에서는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 흡입밸브(9)를 피스톤(6)의 선단면에 용접(W)으로 직접 장착시키는 방안을 제시하였으며, 또 동일자로 국내 특허출원(99-64804로)한 "왕복동식 압축기의 밸브 결합구조"에서는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 피스톤(6)의 선단면에 용접매체 삽입홈(6f)을 형성하고 이 용접매체 삽입홈(6f)에 별도의 용접매체(M)를 압입하며 그 용접매체(M)에 흡입밸브(9)를 용접(W)하여 장착시키는 방안을 제시한 바 있다.

그러나, 상기와 같이 흡입밸브(9)를 피스톤(6)의 선단면에 용접 결합시키는 방안은 피스톤(6)이 주조성을 고려한 주철인 반면 흡입밸브(9)는 고탄소 스프링강으로 이루어져 피스톤(6)과 흡입밸브(9)의 재질이 서로 다름에 따라 용접불량이 초래되면서 압축기의 신뢰성에 악영향을 끼칠 우려가 있었다.

또한, 별도의 용접매체(M)를 이용하는 방안은 그 용접매체(M)와 피스톤(6)의 용접강도가 약하여 장기간 사용시 분리되면서 전술한 방안과 마찬가지로 압축기의 신뢰성을 저하시킬 우려가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 압축기용 흡입밸브의 고정장치가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 흡입밸브와 피스톤이 견고하게 결합되어 안정적으로 동작될 수 있는 압축기용 흡입밸브의 고정장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2a 및 도 2b는 종래 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치를 보인 사시도 및 종단면도.

도 3a 및 도 3b는 종래 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치에 대한 다른 실시예를 보인 사시도 및 종단면도.

도 4a 및 도 4b는 종래 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치에 대한 또다른 실시예를 보인 사시도 및 종단면도.

도 5는 본 발명 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 6a 및 도 6b는 본 발명 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치에 대한 일례를 보인 사시도 및 종단면도.

도 7은 본 발명 왕복동식 압추기의 흡입밸브 고정장치에 대한 변형예를 보인 종단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

3 : 실린더 10 : 피스톤

10a : 냉매유로 11 : 몸통부

12 : 헤드부 12a : 밸브 고정공

12b : 머리 삽입홈 12c : 가스통구

20 : 흡입밸브 21 : 개폐부

22 : 고정부 22a : 관통공

22b : 함몰부 30 : 고정부재(리벳)

31 : 외측 머리부 32 : 내측 머리부

40 : 고정부재(볼트) 41 : 머리부

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 구동모터의 가동자와 함께 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하는 피스톤의 냉매유로를 개폐하도록 그 피스톤의 선단면에 배치되는 흡입밸브를 별도의 고정부재를 이용하여 상기한 피스톤에 고정시키는 압축기용 흡입밸브의 고정장치에 있어서,

상기 피스톤의 선단면에는 흡입밸브를 고정부재로 고정하기 위한 밸브 고정공이 형성되되 그 밸브 고정공의 시작단에는 고정부재의 머리부를 수용하도록 머리 삽입홈이 음각지게 형성되고, 상기 흡입밸브에는 피스톤의 밸브 고정공에 대응되는 위치에 고정부재가 통과하는 관통공이 형성되되 그 관통공의 주변에는 피스톤의 머리 삽입홈에 상응하도록 함몰부가 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 압축기용 흡입밸브의 고정장치가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 압축기용 흡입밸브의 고정장치를 첨부도면에 도시된일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도이고, 도 6a 및 도 6b는 본 발명 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치에 대한 일례를 보인 사시도 및 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 압축기용 흡입밸브의 고정장치는, 왕복동식 모터의 가동자인 마그네트 조립체(5)에 결합되어 실린더(3)의 내부에서 미끄러지게 삽입되는 피스톤(10)의 선단면에 배치되어 후술할 피스톤(10)의 냉매유로(10a)를 개폐하는 흡입밸브(20)를 상기한 피스톤(10)의 선단면에 고정 장착시키는 고정부재(30)로 이루어진다.

상기 피스톤(10)은 소정의 길이를 갖는 몸통부(11)의 전방측에 헤드부(12)가 형성되고, 상기 몸통부(11)의 후방측에 마그네트 조립체(5)와 연결되는 연결부(13)가 형성되며, 상기 몸통부(11)의 중앙 및 헤드부(12)의 일측에는 냉매가스를 실린더(3)로 안내하는 냉매유로(10a)가 형성되어 이루어진다.

상기 헤드부(12)의 중앙에는 흡입밸브(20)를 장착하기 위한 밸브 고정공(12a)이 관통 형성되고, 그 밸브 고정공(12a)의 전방단인 헤드부(12)의 전방면에는 상기한 밸브 고정공(12a)을 포함하여 고정부재(30)의 머리부(31)가 감춰지도록 머리 삽입홈(12b)이 음각지게 형성된다.

상기 머리 삽입홈(12b)은 후술할 흡입밸브(20)의 함몰부(22b) 두께를 감안하여 고정부재(30)의 머리부(31)가 완전히 삽입되어 그 머리부(31)의 끝단면이 흡입밸브(20)와 측면투영시 일치되도록 머리부(31)의 높이 보다 깊게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 흡입밸브(20)는 "태극무늬"형상으로 형성되어 그 개폐부(21)는 상기한 헤드부(12)의 가스통구(12c)를 개폐하도록 대향 배치되고, 그 중앙의 고정부(22)에는 상기한 피스톤(10)의 밸브 고정공(12a)에 대향되도록 관통공(22a)이 형성되며, 상기 고정부(22)의 중앙에는 관통공(22a)을 포함하여 상기한 머리 삽입홈(12b)에 맞춤 삽입되도록 함몰부(22b)가 절두원추형 단면으로 절곡 형성된다.

상기 고정부재(30)는 흡입밸브(20)의 관통공(22a) 및 피스톤(10)의 밸브 고정공(12a)을 통과하여 상기한 흡입밸브(20)의 외측면에서 피스톤(10)의 헤드부(12) 내측면에 걸리도록 고정되는 양측에 외측 머리부(31) 및 내측 머리부(32)를 갖는 리벳으로 이루어진다.

상기 흡입밸브측의 외측 머리부(31)는 측면투영시 흡입밸브(20)의 함몰부(22b) 내부에 감춰지도록 완전히 삽입되는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 1은 프레임, 2는 백커버, 3은 실린더, 4A 및 4B는 내외측 고정자 조립체, 7A 및 7B는 내외측 공진스프링, 8은 토출밸브 조립체, C는 압축기구부, DP는 토출관, SP는 흡입관, V는 밀폐용기이다.

상기와 같은 본 발명에 의한 압축기용 흡입밸브의 고정장치는 다음과 같은 작용효과를 갖는다.

즉, 상기 왕복동식 모터에 전원이 인가되어 마그네트 조립체(5)가 직선 왕복운동을 하게 되면, 이에 결합된 피스톤(10)이 실린더(3)의 내부를 직선으로 왕복운동을 하면서 밀폐용기(V)의 내부에 채워져 있던 냉매가스를 흡입하여 압축 토출시키게 되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이를 보다 상세히 살펴 보면 다음과 같다.

먼저, 상기 피스톤(10)이 도면의 우측으로 이동하면서 흡입행정을 수행하는 경우에는 밀폐용기에 채워져 있던 냉매가스가 피스톤(10)의 냉매유로(10a)를 따라 흡입되다가 그 헤드부(12)에 장착된 흡입밸브(20)를 열면서 실린더(3)의 압축공간으로 흡입된다.

이후, 상기 피스톤(10)이 도면의 좌측으로 이동하여 압축행정을 수행하는 경우에는 상기 피스톤(10)의 헤드부(12)에 장착된 흡입밸브(20)가 냉매유로(10a)를 닫으면서 실린더(3)에 채워져 있던 냉매가스를 압축하게 되고, 이 과정에서 상기 실린더(3)의 압축공간의 압력이 일정치 이상이 되는 순간 토출밸브(미부호)가 열리면서 압축가스가 토출된다.

이때, 상기 피스톤(10)이 압축행정을 수행하는 경우 그 선단면에 흡입밸브(20)를 고정시키는 고정부재(30)인 리벳의 외측 머리부(31)가 피스톤(10)의 머리 삽입홈(12b) 및 흡입밸브(20)의 함몰부(22b) 안에 완전히 삽입된 상태이므로 상기한 고정부재(30)의 외측 머리부(31)가 흡입밸브(20)의 외측으로 돌출되지 않게 되어 그 고정부재(30)의 외측 머리부(31)가 토출밸브(미부호)에 접촉되는 것이 미연에 방지된다.

이렇게 하여, 상기 흡입밸브가 피스톤에 용접을 하지 않고 별도의 고정부재를 이용하여 고정됨에 따라 용접열 등으로 인한 흡입밸브의 파손이 방지됨과 아울러 상기 흡입밸브와 토출밸브 사이의 사체적이 제거됨에 따라 압축기 효율이 향상될 수 있다.

한편, 상기 흡입밸브를 피스톤에 고정하기 위하여 전술한 일례에서는 리벳을 사용하였으나, 경우에 따라서는 도 7에서와 같이 고정볼트(40)를 사용할 수도 있다. 이를 위하여는 피스톤(10)의 헤드부(12) 전방면 중앙에 볼트(40)를 체결하기 위한 체결공(12a')을 형성하고, 그 체결공(12a')을 포함하여 머리 삽입홈(12b')을 형성하며, 상기 흡입밸브(20)의 중앙에는 관통공(22a')과 함몰부(22b')를 형성함으로써 고정볼트(40)의 머리부(41)가 상기한 흡입밸브(20)의 함몰부(22b)와 피스톤(10)의 머리 삽입홈(12b')에 완전히 삽입되도록 한다.

이러한 볼트를 이용한 흡입밸브 고정장치 역시 리벳을 이용한 전술한 일례와 그 작용효과는 동일하다.

본 발명에 의한 압축기용 흡입밸브의 고정장치는, 피스톤의 선단면에 흡입밸브를 고정시키기 위한 고정부재의 머리부가 완전히 삽입되도록 머리 삽입홈을 형성함과 아울러 상기 흡입밸브의 중앙에는 피스톤의 머리 삽입홈에 대응되도록 함몰부를 형성하여 구성함으로써, 상기 흡입밸브의 파손을 방지하면서도 그 흡입밸브의 전방으로 고정부재의 머리부가 돌출되는 것을 방지하여 그 흡입밸브와 토출밸브 사이에 사체적을 최소화할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 구동모터의 가동자와 함께 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하는 피스톤의 냉매유로를 개폐하도록 그 피스톤의 선단면에 배치되는 흡입밸브를 별도의 고정부재를 이용하여 상기한 피스톤에 고정시키는 압축기용 흡입밸브의 고정장치에 있어서,

   상기 피스톤의 선단면에는 흡입밸브를 고정부재로 고정하기 위한 밸브 고정공이 형성되되 그 밸브 고정공의 시작단에는 고정부재의 머리부를 수용하도록 머리 삽입홈이 음각지게 형성되고,

   상기 흡입밸브에는 피스톤의 밸브 고정공에 대응되는 위치에 고정부재가 통과하는 관통공이 형성되되 그 관통공의 주변에는 피스톤의 머리 삽입홈에 상응하도록 함몰부가 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 압축기용 흡입밸브의 고정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 고정부재는 그 양단이 흡입밸브의 외측면과 피스톤의 내측면에 각각 고정되는 리벳인 것을 특징으로 하는 압축기용 흡입밸브의 고정장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 고정부재는 그 나사부가 흡입밸브의 관통공을 통과하여 피스톤의 밸브 고정공에 나사 체결되는 볼트인 것을 특징으로 하는 압축기용 흡입밸브의 고정장치.