KR100417426B1 - 유체기계의 토출밸브 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체기계의 토출밸브 조립체에 관한 것으로, 본 발명은 압축실의 토출측과 연통함과 동시에 밸브를 수용하는 밸브수용공간을 형성하고 그 밸브수용공간의 타 측에 토출구멍을 형성하며 그 토출구멍과 일정 간격을 두고 밸브수용공간의 다른 타 측에 역류구멍을 형성하여 토출실에 고정 설치하는 밸브하우징과, 상기 압축실의 압력과 토출실의 압력 차이에 따라 미끄러지면서 토출구멍을 개폐하도록 압축실의 토출측과 밸브하우징의 토출구멍 사이에 위치하여 밸브수용공간의 내부에 미끄러지게 삽입하는 슬라이딩 밸브로 구성함으로써, 압축가스의 토출시 슬라이딩 밸브가 압축실의 토출측과 밸브하우징의 토출구멍을 완전하게 개방하여 유체저항을 크게 줄일 수 있다.

또, 밸브가 미끄러지면서 압축가스의 토출을 제한함에 따라 밸브의 반응속도가 높게 되어 토출가스의 역류를 효과적으로 방지함과 아울러 밸브와 밸브하우징 사이의 충돌소음도 효과적으로 줄일 수 있다.

Description

유체기계의 토출밸브 조립체{DISCHARGE VALVE ASSEMBLY FOR COMPRESSOR}

본 발명은 유체기계에서 압축유체의 토출을 제한하는 토출밸브 조립체에 관한 것으로, 특히 슬라이딩 방식으로 개폐되어 토출시 유체저항을 줄이고 토출된 유체의 역류를 미연에 방지할 수 있는 유체기계의 토출밸브 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 유체기계는 구동모터에 결합한 피스톤의 회전운동이나 직진운동을 이용하여 유체를 실린더로 흡입하고 압축하여 토출하는 것으로, 이러한 유체기계의 실린더에는 유체의 토출을 제한하는 토출밸브 조립체를 대부분 구비하고 있다.

널리 알려진 토출밸브 조립체로는 도 1에 도시한 바와 같은 리드 밸브(reed valve)나 도 2에 도시한 바와 같은 피스톤 밸브(piston valve)가 있다.

리드 밸브는 장방형의 밸브(1)를 실린더나 밸브 플레이트(2)에 일측단을 고정하고 자유단인 타측단을 토출구(2a)에 대향하도록 설치하여 압축유체의 토출을 제한하는 것이나, 이는 밸브(1)가 기본적으로 토출구(2a)를 막고 있어 유체가 토출할 때 유체저항에 의한 손실과 아울러 압력비가 상승하면 밸브(1)가 여닫히면서 밸브타음을 유발하는 단점이 있었다. 도면중 3은 밸브의 열림정도를 제한하는 리테이너이다.

한편, 피스톤 밸브는 압축유체가 무거운 밸브(4)를 위로 들어 올리면서 토출되어야 하므로 토출시 유체저항이 상당할 뿐만 아니라, 특히 고압력비 운전 중에는밸브(4)가 압축유체의 역류를 원활하게 방지하지 못하면서 역류에 의한 손실이 발생하고 또 비정상적인 운전중에 밸브(4)가 실린더나 밸브 플레이트(5)에 고정한 밸브하우징(6)의 내부에서 오르내리면서 역시 밸브충돌음을 발생하는 단점이 있었다.

도면중 5a는 실린더나 밸브 플레이트의 토출구, 6a 및 6b는 밸브하우징의 토출구멍 및 역류구멍이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 리드 밸브나 피스톤 밸브가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 압축가스의 토출시 유체저항을 줄이고 소음을 저감하며 유체의 역류를 효과적으로 방지할 수 있는 유체기계의 토출밸브 조립체를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

도 1 및 도 2는 종래 유체기계의 토출밸브 조립체에 대한 일례들을 개략적으로 보인 종단면도.

도 3은 본 발명 유체기계의 토출밸브 조립체를 파단하여 보인 분해사시도.

도 4 및 도 5는 본 발명 유체기계의 토출밸브 조립체의 동작을 보인 종단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1 : 실린더 또는 밸브 플레이트 1a : 토출구

10 : 밸브하우징 11 : 밸브수용공간

12 : 토출구멍 13 : 역류구멍

13a : 관통부 13b : 홈부

20 : 슬라이딩 밸브 21 : 토출유로홈

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 압축실의 토출측과 연통함과 동시에 밸브를 수용하는 밸브수용공간을 형성하고 그 밸브수용공간의 타 측에 토출구멍을 형성하며 그 토출구멍과 일정 간격을 두고 밸브수용공간의 다른 타 측에 역류구멍을 형성하여 토출실에 고정 설치하는 밸브하우징과, 상기 압축실의 압력과 토출실의 압력 차이에 따라 미끄러지면서 토출구멍을 개폐하도록 압축실의 토출측과 밸브하우징의 토출구멍 사이에 위치하여 밸브수용공간의 내부에 미끄러지게 삽입하는 슬라이딩 밸브로 구성한 것을 특징으로 하는 유체기계의 토출밸브 조립체를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 유체기계의 토출밸브 조립체를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 유체기계의 토출밸브 조립체를 파단하여 보인 분해사시도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명 유체기계의 토출밸브 조립체의 동작을 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 토출밸브 조립체는, 압축실의 토출구(1a)와 연통하여 상기 실린더의 선단면 또는 밸브 플레이트(1)의 선단면에 고정 설치하는 밸브하우징(10)과, 밸브하우징(10)에 반경방향으로 미끄러지게 수용하여 토출실의 압력(Pd)과 압축실의 압력(Pc) 차이에 따라 미끄러지면서 토출구(1a)를 개폐하는 슬라이딩 밸브(20)로 구성한다.

밸브하우징(10)은 실린더 또는 밸브 플레이트(1)와 접하는 면의 중앙부위에 그 토출구(1a)와 연통하는 밸브수용공간(11)을 구비하도록 소정의 깊이와 폭을 가지는 직육면체 형상으로 음형지게 형성하고, 상면측에 상기한 밸브수용공간(11)과 각각 연통하는 토출구멍(12)과 역류구멍(13)을 일정 간격을 두고 형성한다.

토출구멍(12)과 역류구멍(13)은 슬라이딩 밸브(20)의 이동범위에 어느 한 쪽만이 반드시 중첩할 수 있는 간격을 두고 형성하는 것이 바람직하다.

토출구멍(12)은 압축가스의 토출시 유체저항을 고려하여 실린더 또는 밸브 플레이트(1)의 토출구(1a)와 동일 수직선상에 배치함과 아울러 토출구(1a)의 직경 보다 크게 형성하는 것이 바람직하다.

역류구멍(13)은 밸브수용공간(11)에 관통하는 관통부(13a)와, 그 관통부(13a)에 연이어 구비하고 밸브수용공간(11)의 측면에 홈파기 형성하는 홈부(13b)로 이루어진다. 관통부(13a)는 슬라이딩 밸브(20)의 평면에 대향하고, 홈부(13b)는 슬라이딩 밸브(20)의 일 측면에 대향하도록 형성한다.

또, 홈부(13b)는 상기한 역류구멍(13)에 포함될 수 있도록 슬라이딩 밸브(20)의 일 측면에 형성할 수도 있다.

슬라이딩 밸브(20)는 실린더 또는 밸브 플레이트(1)의 토출구(1a)와 항상 연통하는 토출유로홈(21)을 상기 실린더 또는 밸브 플레이트(1)와의 접촉면에 구비하도록 정면 투영시 "역니은자(┛)"자 단면 형상으로 단차지게 형성한다.

토출유로홈(21)은 슬라이딩 밸브(20)의 저면 중앙쪽에서 밸브하우징(10)의 역류구멍(13) 반대쪽을 향하도록 직선 또는 사선 또는 곡선으로 이루어진다.

한편, 밸브하우징(10)의 밸브수용공간(11) 양 측면과 이에 대응하는 슬라이딩 밸브(20)의 전후방 양 측면에는 그 밸브하우징(10)과 슬라이딩 밸브(20) 사이의 착탈면에는 충돌소음을 방지하도록 완충부재(미도시)를 장착할 수도 있다.

상기와 같은 본 발명 유체기계의 토출밸브 조립체는 다음과 같은 작용 효과를 갖는다.

즉, 도 4에서와 같이 압축실의 압력(Pc)이 토출실의 압력(Pd) 보다 높은 경우에는 압축실의 토출구(1a)를 통해 분출하는 압축가스가 슬라이딩 밸브(20)의 토출유로홈(21)을 따라 밸브의 후방쪽으로 유도되고, 밸브(20)의 후방쪽으로 유도되는 압축가스가 증가하면서 슬라이딩 밸브(20)를 밸브수용공간(11)의 측면과의 반발력으로 밀어내며, 슬라이딩 밸브(20)가 밸브하우징(10)의 밸브수용공간(11) 맞은편까지 밀려나면서 토출구멍(12)을 열어 압축실에서 토출하는 압축가스가 원활하게 토출실로 토출한다.

반면, 압축기가 정지하거나 과진공 또는 과압축 운전을 하여 도 5에서와 같이 압축실의 압력(Pc)이 토출실의 압력(Pd)에 비해 낮은 경우에는 토출실로 토출한 압축가스의 일부가 역류구멍(13)의 관통부(13a)와 홈부(13b)로 스며들어 그 반발력으로 슬라이딩 밸브(20)를 밀어내고, 슬라이딩 밸브(20)는 압축실의 압력(Pc)에 비해 토출실의 압력(Pd)이 더 큼에 따라 후방쪽으로 밀려나면서 토출구멍(12)을 차단함과 아울러 역류구멍(13)과 압축실의 토출구(1a)를 차단하여 토출한 압축가스가 압축실로 역류하는 것을 방지한다.

이렇게 슬라이딩 밸브가 압축실의 압력과 토출실의 압력 차이에 따라 밸브하우징의 밸브수용공간 내에서 부드럽게 미끄러지면서 압축가스의 토출을 제한할 뿐만 아니라 압축실의 토출구와 밸브하우징의 토출구멍이 동일 수직선상에 위치함에 따라 유체저항을 크게 줄여 압축기 성능이 향상할 수 있다.

또, 밸브의 반응속도가 높아 토출가스의 역류를 효과적으로 방지할 수 있고, 밸브의 개폐시 미끄럼운동과 아울러 전후 양 측면에서 토출가스 또는 압축가스가 완충역할을 할 뿐만 아니라 그 양 측면에 완충부재를 부가함에 따라 밸브의 충돌소음을 효과적으로 줄일 수 있다.

본 발명에 의한 유체기계의 토출밸브 조립체는, 밸브수용공간을 구비한 밸브하우징과, 밸브수용공간의 내부에서 미끄러지면서 압축가스의 토출을 제한하는 슬라이딩 밸브로 구성함으로써, 압축가스의 토출시 슬라이딩 밸브가 압축실의 토출측과 밸브하우징의 토출구멍을 완전하게 개방하여 유체저항을 크게 줄일 수 있다.

또, 밸브가 미끄러지면서 압축가스의 토출을 제한함에 따라 밸브의 반응속도가 높게 되어 토출가스의 역류를 효과적으로 방지함과 아울러 밸브와 밸브하우징 사이의 충돌소음도 효과적으로 줄일 수 있다.

Claims (4)

1. 압축실의 토출측과 연통함과 동시에 밸브를 수용하는 밸브수용공간을 형성하고 그 밸브수용공간의 타 측에 토출구멍을 형성하며 그 토출구멍과 일정 간격을 두고 밸브수용공간의 다른 타 측에 역류구멍을 형성하여 토출실에 고정 설치하는 밸브하우징과,

   상기 압축실의 압력과 토출실의 압력 차이에 따라 미끄러지면서 토출구멍을 개폐하도록 압축실의 토출측과 밸브하우징의 토출구멍 사이에 위치하여 밸브수용공간의 내부에 미끄러지게 삽입하는 슬라이딩 밸브로 구성한 것을 특징으로 하는 유체기계의 토출밸브 조립체.
2. 제1항에 있어서,

   상기 밸브하우징의 역류구멍은 슬라이딩 밸브의 평면에 대응하도록 관통 형성하는 관통부와, 슬라이딩 밸브의 일 측면에 대응하도록 상기 관통부에 연이어 밸브수용공간의 측면에 홈파기 형성하는 홈부로 이루어진 것을 특징으로 하는 유체기계의 토출밸브 조립체.
3. 제1항에 있어서,

   상기 슬라이딩 밸브는 압축실의 토출측과 접하는 면에 그 압축실의 토출측에 항상 연통하여 압축실에서 토출하는 유체가 밸브몸체를 열림방향으로 이동시키도록하는 토출유로홈을 구비한 것을 특징으로 하는 유체기계의 토출밸브 조립체.
4. 제1항에 있어서,

   상기 밸브하우징의 밸브수용공간이나 이에 대응하는 슬라이딩 밸브의 착탈면에 충돌소음을 저감하는 완충부재를 장착하는 것을 특징으로 하는 유체기계의 토출밸브 조립체.