KR100390790B1 - 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치에 관한 것으로, 본 발명은 왕복동식 모터의 가동자와 함께 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하는 피스톤의 냉매유로를 개폐하도록 그 피스톤의 선단면에 배치되는 흡입밸브를 상기한 피스톤에 고정시키는 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치에 있어서, 상기 흡입밸브의 측단면과 이에 연하는 피스톤의 대응면 사이를 용접하여 상기한 흡입밸브를 피스톤에 융착시켜 고정하도록 함으로써, 상기 흡입밸브와 이에 대응되는 토출밸브 사이의 사체적이 제거되는 것은 물론, 상기 흡입밸브를 피스톤에 견고하게 고정시키게 되어 흡입밸브의 겉돔현상을 미연에 방지하여 압축기의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치{SUCTION VALVE FIXING DEVICE FOR RECIPROCATING COMPRESSOR}

본 발명은 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치에 관한 것으로, 특히 흡입밸브를 용이하고 견고하게 고정하면서도 사체적을 최소화할 수 있는 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 압축기는 크랭크축을 대신하여 왕복동식 모터의 가동자를 이루는 마그네트 조립체에 피스톤을 결합시켜 그 피스톤이 마그네트 조립체에 일체로 고정된 것으로, 도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 왕복동식 압축기는, 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 헤드부(6b)에는 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 이탈되지 않고 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)의헤드부(6b) 선단면에 체결시키는 방안이 제시되어 왔다.

그러나, 이러한 종래의 흡입밸브 고정장치에 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.

또한, 상기 고정볼트(B)가 장시간 사용중에 미세하게 풀리면서 흡입밸브(9)가 돌아가게 되고, 이로 인해 흡입밸브(9)의 개폐부와 피스톤(6)의 가스통구(6e)가 불일치하게 되면서 압축기 신뢰성을 저하시킬 우려도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 상기 흡입밸브와 토출밸브 사이의 사체적을 최소화하면서도 그 흡입밸브를 피스톤에 견고하게 고정시킬 수 있는 왕복동식 압축기의 흡입밸브 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 본 발명 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치에 대한 일례를 보인 사시도 및 종단면도.

도 4a 내지 도 4c은 본 발명 왕복동식 압추기의 흡입밸브 고정장치에 대한 각 예를 보인 흡입밸브의 정면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 피스톤 12a : 용접매체 삽입홈

12b : 가스통구 20 : 흡입밸브

21 : 개폐부 22 : 고정부

22a : 용접공 23 : 절개부

M : 용접매체

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 왕복동식 모터의 가동자와 함께 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하는 피스톤의 냉매유로를 개폐하도록 그 피스톤의 선단면에 배치되는 흡입밸브를 상기한 피스톤에 고정시키는 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치에 있어서, 상기 흡입밸브의 측단면과 이에 연하는 피스톤의 대응면 사이를 용접하여 상기한 흡입밸브를 피스톤에 융착시키는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치에 대한 일례를 보인 사시도 및 종단면도이고, 도 4a 내지 도 4c은 본 발명 왕복동식 압추기의 흡입밸브 고정장치에 대한 각 예를 보인 흡입밸브의 정면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치는, 왕복동식 모터의 가동자인 마그네트 조립체(도 1에 도시)(5)에 결합되어 실린더(도 1에 도시)(3)의 내부에서 미끄러지게 삽입되는 피스톤(10)의 선단면에 배치되어 그 피스톤(10)의 냉매유로(10a)를 개폐하는 흡입밸브(20)의 측단면을 피스톤의 대응면에 레이저(laser) 또는 전자빔 등의 특수용접법으로 용접하여 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 융착시키기 위하여 후술할 용접매체(M)가 압입되도록 용접매체 삽입홈(12a)이 형성되고, 상기 헤드부의 가장자리에는 수개(도면에선 3개)의 가스통구(12b)가 형성된다.

상기 용접매체(M)는 용접시 강탄성 재질인 흡입밸브(20)가 원활하게 용접될 수 있도록 그 흡입밸브(20)와 동일재질로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 흡입밸브(20)는 "태극무늬"형상으로 형성되어 그 개폐부(21)는 상기한 헤드부(12)의 가스통구(12b)를 개폐하도록 대향 배치되고, 그 중앙의 고정부(22)에는 상기한 용접매체(M)의 선단면에 대응되도록 용접공(22a)이 형성되어 이루어진다.

상기 용접공(22a)은 도 4a에서와 같이 원형으로 형성하여 그 내주면과 이에 연하는 용접매체(M)의 선단면을 용접시키거나, 또는 도 4b에 도시된 바와 같이 장공의 슬릿형상으로 형성하여 그 내단면과 이에 연하는 용접매체(M)의 선단면을 용접시킬 수도 있다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 23은 절개부, W는 용접부이다.

상기와 같은 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치는 다음과 같은 작용효과를 갖는다.

즉, 상기 왕복동식 모터에 전원이 인가되어 마그네트 조립체(도 1에 도시)(5)가 직선 왕복운동을 하게 되면, 이에 결합된 피스톤(10)이 실린더(도 1에 도시)(3)의 내부를 직선으로 왕복운동을 하면서 밀폐용기(도 1에 도시)(V)의 내부에 채워져 있던 냉매가스를 흡입하여 압축 토출시키게 되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이때, 상기 피스톤(10)의 왕복운동시 그 피스톤(10)이 실린더(3)에 흡입되어있던 냉매가스를 압축하기 위하여 전진운동을 하게 되면, 상기 실린더(3)의 압축공간에 있던 냉매가스가 피스톤(10)의 전진운동에 따라 압축공간의 체적이 좁아지면서 점진적으로 압축되고, 이 압축공간의 압력이 일정치 이상이 되는 순간 상기 압축공간의 토출측을 차단하고 있던 토출밸브(도 1에 도시)(미부호)를 밀면서 토출되게 되는데, 상기 피스톤(10)의 선단면에 위치하는 흡입밸브(20)가 피스톤(10)에 용접으로 결합되므로 인해 그 흡입밸브(10)와 이에 대응되는 토출밸브 사이의 사체적이 거의 존재하지 않도록 상기한 피스톤(10)의 스트로크 거리를 설정할 수 있다.

또한, 상기 피스톤(10)의 선단면에 흡입밸브(20)와 동일한 재질로 된 용접매체(M)를 압입하여 그 용접매체(M)와 흡입밸브(20)를 용접하게 되어 용접성이 향상될 뿐만 아니라, 상기 흡입밸브(20)의 측단면과 그 측단면에 수직인 피스톤(10)의 선단면 또는 용접매체(M)의 선단면을 용접하게 되므로 두 부재의 결합력이 수직성분과 수평성분으로 양분되어 흡입밸브(20)의 일방향 개폐동작에 대해 더욱 큰 저항력을 갖게 된다.

한편, 본 발명에 의한 변형예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 일례에서는 흡입밸브(20)의 고정부(22)에 별도의 원형 또는 슬릿형상의 용접공(22a을 형성하여 그 용접공(22a)의 측단면과 피스톤(10)의 용접매체(M)를 용접 고정하는 것이나, 본 변형예는 도 4c에 도시된 바와 같이 별도의 용접공을 형성하지 않고 흡입밸브(20)를 개폐부(21)와 고정부(22)로 분류하도록 절개하는 그 절개부(23)의 측단면과 피스톤(10)의 용접매체(M) 및 흡입밸브(20)의 외주면과 이에 나란한 피스톤(10)의 외주면을 용접할 수도 있다.

이 경우 별도의 용접공이나 용접슬릿을 형성할 필요가 없고 또 용접부위를 두 곳으로 늘려 용접효과가 향상된다.

본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치는, 흡입밸브의 측단면과 이에 연하는 피스톤의 대응면 사이를 용접하여 상기한 흡입밸브를 피스톤에 융착시켜 고정하도록 함으로써, 상기 흡입밸브와 이에 대응되는 토출밸브 사이의 사체적이 제거되는 것은 물론, 상기 흡입밸브를 피스톤에 견고하게 고정시키게 되어 흡입밸브의 겉돔현상을 미연에 방지하여 압축기의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 왕복동식 모터의 가동자와 함께 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하는 피스톤의 냉매유로를 개폐하도록 그 피스톤의 선단면에 배치되는 흡입밸브를 상기한 피스톤에 고정시키는 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치에 있어서,

   상기 흡입밸브의 측단면과 이에 연하는 피스톤의 대응면 사이를 용접하여 상기한 흡입밸브를 피스톤에 융착시키는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 피스톤의 선단면에 장착홈을 형성하고 흡입밸브와 동일재질로 된 용접매체를 장착홈에 압입하여 상기한 흡입밸브의 측단면과 용접매체의 선단면을 용접하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 용접매체에 대응되는 흡입밸브에 용접공을 형성하고, 그 용접공의 측단면과 용접매체의 선단면을 용접하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 흡입밸브의 개폐부와 고정부를 구분하는 절개부의 측단면과 이에 대응되는 용접매체의 선단면을 용접하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 흡입밸브의 외주면과 이에 연하는 피스톤의 끝단 외주면을 용접하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 흡입밸브 고정장치.