KR100424591B1 - 밀폐형 압축기의 토출밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기의 토출밸브장치에 관한 것이다. 본 발명에서는 토출밸브(30)의 고정부(34)를 헤드커버(40)를 사용하여 고정하고, 토출밸브(30)의 개폐부(32)와 거동제어부(38)의 동작을 제1 및 제2 규제부(50,54)로 규제하게 된다. 상기 규제부(50,54)는 밸브플레이트(20)에 일체로 형성되는 것으로, 상기 밸브플레이트(20)의 일측을 블랭킹하고, 상기 블랭킹된 부분을 절곡하여 형성된다. 상기 규제부(50,54)가 형성됨에 의해 만들어지는 블랭킹부(52,56)는 상기 밸브플레이트(20)중 압축실과 대응되지 않는 등 사용되지 않는 부분에 형성된다. 그리고, 상기 규제부(50,54)는 상기 개폐부(32)와 거동제어부(38)의 상부에 해당되는 위치에 있게 된다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 토출밸브장치는 그 구성부품이 최소화되는 이점이 있고, 토출밸브(30)의 거동을 제어하는 규제부(50,54)가 밸브플레이트(20)에 일체로 형성됨에 의해 토출방(42)의 체적이 극대화되고 가스켓에 의한 토출밸브(30) 제어높이의 변동이 상대적으로 작아지게 된다.

Description

밀폐형 압축기의 토출밸브장치{A discharge valve apparatus for hermetic compressor}

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축실에서 압축된 작동유체의 토출을 제어하는 토출밸브장치에 관한 것이다.

도 1에는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 내부 구성이 도시되어 있다. 이에 따르면, 상부용기(1t)와 하부용기(1b)로 이루어지는 밀폐용기(1)가 외관을 구성하고, 그 내부에 아래에서 설명될 각종 부품이 설치되는 밀폐된 공간이 형성된다. 상기 밀폐용기(1)의 내부에는 프레임(2)이 설치되어 있다. 상기 프레임(2)에는 고정자(3)가 고정되어 있고, 이와 같은 프레임(2)은 스프링(2S)에 의해 밀폐용기(1) 내부에 지지되어 있다.

그리고, 상기 프레임(2)의 중앙을 관통하여서는 크랭크축(5)이 설치되어 있다. 상기 크랭크축(5)에는 회전자(4)가 일체로 설치되어 상기 고정자(3)와의 전자기적 상호작용에 의해 상기 크랭크축(5)과 함께 회전된다.

상기 크랭크축(5)의 상단에는 편심핀(5b)이 상기 크랭크축(5)의 회전중심에 대해 편심되게 형성되어 있다. 그리고 상기 편심핀(5b)이 형성된 반대쪽에는 균형추(5c)가 형성되어 있고, 상기 크랭크축(5)은 상기 프레임(2)에 회전가능하게 지지되어 있다.

그리고 상기 크랭크축(5)의 내부에는 오일통로(5a)가 형성되어 있다. 상기 오일통로(5a)를 통해서는 밀폐용기(1)의 저면에 구비되어 있는 오일(L)이 안내되어 상기 프레임(2)의 상부로 전달되어 비산된다. 그리고, 상기 크랭크축(5)의 하단부에는 상기 오일(L)을 펌핑하여 상기 오일통로(5a)로 전달하는 펌핑기구(5d)가 설치되어 있다.

한편, 내부에 압축실(6')이 구비된 실린더(6)가 상기 프레임(2)에 일체로 성형되어 있다. 그리고 상기 압축실(6')에는 상기 크랭크축(5)의 편심핀(5b)과 커넥팅로드(8)로 연결된 피스톤(7)이 설치되어 있다. 그리고 상기 실린더(6)의 선단에는 상기 압축실(6')로 유입되고 배출되는 냉매를 제어하는 밸브어셈블리(9)가 설치된다. 상기 밸브어셈블리(9) 상에는 헤드커버(10)가 장착되어 있고, 상기 헤드커버(10)에는 흡입머플러(11)가 상기 압축실(6')로 냉매를 전달할 수 있도록 밸브어셈블리(9)와 연결 설치되어 있다.

한편, 도 2에는 상기 밸브어셈블리(9)의 요부구성이 도시되어 있다. 상기 실린더(6)의 선단부에 밸브플레이트(9p)가 설치된다. 상기 밸브플레이트(9p)에는 상기 압축실(6')에서 압축된 냉매가 토출되는 것을 제어하기 위한 구성이 안착되는 안착홈(9g)이 형성되어 있다. 그리고 상기 밸브플레이트(9p)의 일측을 관통하여서는 토출구(9e)가 관통 형성된다. 상기 토출구(9e)의 가장자리에는 주변보다 상대적으로 높게 밸브시이트(9t)가 형성된다. 물론 도면으로 도시되지는 않았지만 상기 밸브플레이트(9p)의 타측에는 흡입구가 관통형성되어 있다.

상기 안착홈(9g)에는 상기 토출구(9e)의 개폐를 위한 토출밸브(9v)가 구비되어 있다. 상기 토출밸브(9v)의 형상은 도 3에 잘 도시되어 있는데, 그 선단부는 상기 토출구(9e)와 대응되는 위치에 설치되어 토출구(9e)를 개폐하는 개폐부(9v')이고 타단부는 아래에서 설명될 리테이너(9r)에 의해 눌러져 고정되는 고정부(9m)이다. 상기 개폐부(9v')와 고정부(9m)는 연결목부(9n)에 의해 연결된다.

그리고 상기 토출밸브(9v)와 겹쳐지게 밸브스프링(9s)이 설치된다. 이와 같은 밸브스프링(9s)의 선단부는 상기 토출밸브(9v)의 요동을 제어하는 역할을 한다. 그리고 그 타단부는 상기 리테이너(9r)에 의해 눌러져 고정되는 고정부로서, 상기 토출밸브(9v)의 고정부(9m)와 함께 고정된다.

상기 토출밸브(9v)와 밸브스프링(9s)이 겹쳐져 놓여진 상부에는리테이너(9r)가 상기 안착홈(9g)에 안착되어 이들을 고정하게 된다. 상기 리테이너(9r)의 내면 상부중 상기 밸브스프링(9s)의 선단과 대응되는 부분은 규제부(9r')로서 다른 곳보다 낮게 형성되어 상기 밸브스프링(9s)의 요동을 규제하게 된다. 여기서 설명된 밸브어셈블리는 그 요부만이 설명된 것이다.

한편, 최근에 상기 밸브어셈블리(9)의 구성을 간소화하기 위해 판금작업으로 헤드커버(10)와 밸브플레이트(9)를 형성하고, 상기 헤드커버(10)로 상기 토출밸브(9v)를 고정하는 등 헤드커버(10)에 리테이너(9r)의 역할을 부여하도록 하고 있다.

하지만, 이와 같이 밸브어셈블리(9)의 구성을 간소화하게 되면 다음과 같은 문제점이 발생한다.

먼저, 상기 리테이너(9r) 대신에 헤드커버(10)의 일측이 상기 토출밸브(9v)를 고정하고, 상기 헤드커버(10)의 타측이 리테이너(9r)대신에 토출밸브(9v)의 거동을 제어하도록 하게 되면, 상기 밸브플레이트(9p)와 헤드커버(10) 사이에 형성되는 토출방의 체적이 작아져 압축된 작동유체의 맥동소음이 커지는 문제점이 발생된다. 이는 상기 토출밸브(9v)의 거동을 제어하는 부분이 상기 헤드커버(10)에서 돌출되어 상기 밸브플레이트(9p) 방향으로 연장되기 때문이다.

그리고, 상기 헤드커버(10)에 상기 토출밸브(9v)의 개폐를 제어하기 위한 구성을 형성하는 경우에는 밸브플레이트(9p)와 헤드커버(10) 사이의 밀봉을 위한 가스켓(도시되지 않음)에 의한 토출밸브(9v)의 제어높이의 산포(변동)가 커져서 성능의 산포를 야기하는 문제점이 발생한다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 구성부품이 단순화된 밀폐형 압축기의 토출밸브장치를 제공하면서도 토출방의 체적을 극대화하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 토출밸브의 제어높이의 산포를 최소화하는 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 일반적인 밀폐형 압축기의 내부 구성을 보인 단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 토출밸브장치의 구성을 보인 단면도.

도 3은 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 토출밸브장치를 구성하는 밸브스프링과 토출밸브의 구성을 보인 평면도.

도 4는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 토출밸브장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도.

도 5는 본 발명 실시예를 구성하는 토출밸브의 구성을 보인 평면도.

도 6은 본 발명 실시예에서 규제부가 형성되는 영역을 도시한 밸브플레이트의 평면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 밀폐용기 1t: 상부용기

2: 프레임 2S: 스프링

3: 고정자 4: 회전자

5: 크랭크축 6: 실린더

6': 압축실 7: 피스톤

8: 커넥팅로드 9: 밸브어셈블리

10: 헤드커버 11: 흡입머플러

12: 흡입파이프 13: 토출파이프

20: 밸브플레이트 22: 안착홈

24: 토출구 26: 밸브시이트

30: 토출밸브 32: 개폐부

34: 고정부 36: 연결목부

38: 거동제어부 40: 헤드커버

42: 토출방 50: 제1규제부

52: 제1블랭킹부 54: 제2규제부

56: 제2블랭킹부

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 압축실의 내부와 연통되는 흡입공과 토출구가 형성되는 밸브플레이트와, 상기 밸브플레이트에 일단부가 고정되고 타단부가 상기 토출구를 개폐하는 토출밸브와, 상기 토출밸브를 상기 밸브플레이트에 고정시키고 상기 토출구를 통해 토출된 작동유체가 임시로 머무는 토출방을 상기 밸브플레이트와의 사이에 형성하는 헤드커버와, 상기 밸브플레이트에 일체로 형성되고 상기 토출밸브의 상부 일측에 위치되어 상기 토출밸브의 거동을 제어하는 규제부를 포함하여 구성된다.

상기 토출밸브는 상기 토출구를 개폐하는 개폐부와, 상기 고정구에 의해 밸브플레이트에 고정되는 고정부와, 상기 개폐부와 고정부를 연결하는 연결목부와, 상기 개폐부의 선단에 일체로 형성되어 개폐부의 거동을 제어하는 거동제어부를 포함하여 구성된다.

상기 규제부는 상기 밸브플레이트의 일측을 블랭킹하여 절곡형성한다.

상기 규제부의 형성을 위해 블랭킹되는 부분은 상기 압축실과 대응되는 부분을 벗어난 영역이다.

상기 규제부는 상기 토출밸브의 개폐부에 대응되는 위치에 형성되는 제1규제부와, 상기 거동제어부에 대응되는 위치에 형성되는 제2규제부를 포함하여 구성된다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 토출밸브장치에 의하면 토출방의 체적이 최대화되어 맥동소음이 줄어들고 토출밸브장치의 성능 산포가 줄어들게 되는 이점이 있다.

이하 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 토출밸브장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 4에는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 토출밸브장치의 바람직한 실시예의 단면도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명 실시예를 구성하는 토출밸브의 평면도가 도시되어 있으며, 도 6에는 본 발명 실시예에서 규제부가 형성되는 영역을 도시한 평면도가 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 실린더(15)의 선단에 설치되는 밸브플레이트(20)의 일면에는 요홈(22)이 형성된다. 상기 요홈(22)은 상기 실린더에 밀착되는 면과 반대되는 면에 형성되는 것이다. 상기 밸브플레이트(20)를 관통하여서는 상기 압축실에서 압축된 작동유체가 토출되는 토출구(24)가 상기 요홈(22) 내에 형성되어 있다. 상기 토출구(24)의 출구측 가장자리에는 밸브시이트(26)가 형성된다. 상기 밸브시이트(26)는 상기 요홈(22)의 바닥면에 대해 상대적으로 높게 형성된다. 물론 설계조건에 따라서는 상기 요홈(22)을 형성하지 않을 수도 있다.

상기 토출구(24)는 상기 토출밸브(30)의 개폐부(32)에 의해 개폐된다. 상기토출밸브(30)는 금속재질의 판으로 형성되는 것으로 소정의 스프링력을 가져 상기 압축실 내부의 압력에 따라 개폐된다. 즉, 압축실 내부의 압력이 낮은 경우에 상기 개폐부(32)가 상기 밸브시이트(26)에 밀착됨에 의해 토출구(24)가 폐쇄되고, 압축실 내부의 압력이 높은 경우에 상기 토출밸브(30)의 개폐부(32)가 상기 밸브시이트(26)에서 분리됨에 의해 토출구(24)가 개방된다.

상기 토출밸브(30)의 일단부에는 고정부(34)가 형성된다. 상기 고정부(34)는 아래에서 설명될 헤드커버(40)의 고정돌부(41)에 의해 눌러져 상기 밸브플레이트(20)에 고정된다. 상기 고정부(34)는 밸브플레이트(20) 및 고정돌부(41)와의 접촉면적을 넓게 하기 위해 상대적으로 폭이 넓게 형성된다. 상기 개폐부(32)와 고정부(34)는 상대적으로 폭이 작은 연결목부(36)에 의해 연결된다.

한편, 상기 토출밸브(30)의 개폐부(32)에서 연장되어서 거동제어부(38)가 일체로 형성된다. 상기 거동제어부(38)는 상기 토출밸브(30)의 거동을 제어하는 것으로, 특히 상기 개폐부(32)가 토출구(24)를 개폐하는 것을 제어하는 역할을 한다. 이는 종래 기술에서 밸브스프링이 하던 역할을 담당한다.

상기 토출밸브(30)는 헤드커버(40)에 의해 상기 밸브플레이트(20)에 고정된다. 이를 위해 상기 헤드커버(40)의 일측에는 누름단(43)이 형성되고, 상기 헤드커버(40)와 밸브플레이트(20)의 사이에는 토출가스켓(45)이 개재된다.

상기 헤드커버(40)는 상기 밸브플레이트(20)와의 사이에 토출방(42)을 형성하는 것이다. 상기 토출방(42)은 압축실에서 압축된 작동유체가 상기 토출구(24)를통해 토출되어 잠시 머무르는 곳이다.

다음으로 상기 밸브플레이트(20)에는 상기 토출밸브(30)의 거동을 제어하기 위한 제 1 및 제 2규제부(50,54)가 형성된다. 상기 규제부(50,54)는 밸브플레이트(20)의 일측을 블랭킹(blanking)하고 이를 절곡하여 형성하는 것이다. 상기 규제부(50,54)는 본 실시예에서 상기 토출구(24)의 상부에 대응되는 위치, 즉 토출밸브(30)의 개폐부(32)와 대응되는 위치와, 상기 거동제어부(38)의 선단에 대응되는 위치에 각각 구비되도록 한다. 상기 규제부(50,54)의 위치는 상기 토출밸브(30)의 거동을 제어할 수 있는 위치라면 어디라도 상관없다.

그리고, 상기 규제부(50,54)를 형성하고 남은 블랭킹부(52,56)에 대해 설명한다. 상기 블랭킹부(52,56)는 상기 밸브플레이트(20)를 관통하도록 형성된다. 따라서 상기 블랭킹부(52,56)가 되는 부분은 압축실(17)에 대응되는 영역(A)에서 벗어나 있어야 한다. 그리고 상기 블랭킹부(52,56)로 되는 부분은 밸브어셈블리의 체결을 위한 부분 등도 벗어나도록 선택하는 것이 바람직하다.

도면중 미설명 부호 19는 흡입가스켓이다.

이하 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 토출밸브장치의 작용을 설명하기로 한다.

본 발명에서 토출밸브(30)는 헤드커버(40)에 의해 그 고정부(32)가 고정되고 개폐부(32)와 거동제어부(38)가 자유단부가 되어 상기 개폐부(32)가 상기 밸브플레이트(20)의 토출구(24)를 개폐하게 된다.

즉, 압축실(17) 내부에서 압축이 이루어져 압축실(17) 내부의 압력이 상기토출방(42) 내부보다 상대적으로 크게 되면, 상기 토출밸브(30)의 개폐부(32)가 상기 밸브시이트(26)에서 분리되면서 토출구(24)를 개방하게 된다. 그리고 상기 압축실(17) 내부의 압력이 상대적으로 작아지게 되면, 상기 토출밸브(30)의 개폐부(32)가 상기 밸브시이트(26)에 밀착되어 토출구(24)를 폐쇄하게 된다.

한편, 상기 토출밸브(30)가 상기 토출구(24)를 개방함에 있어서, 상기 개폐부(32)가 지나치게 개방되지 않도록 상기 제1규제부(50)가 제어하는 역할을 한다. 상기 거동제어부(38)도 상기 개폐부(32)가 토출구(24)를 개폐하는 것을 제어하는 역할을 하는 것으로, 상기 거동제어부(38)는 제2규제부(54)에 의해 그 거동이 제어된다. 예를 들면 상기 개폐부(32)가 개방되면서 상기 제1규제부(50)에 닿게 되면 토출밸브(30)가 폐쇄되는 방향으로 탄성력을 제공하게 된다. 그리고 상기 거동제어부(38) 선단과 대응되는 위치인 제2규제부(54)가 상기 거동제어부(38)의 거동을 규제하게 된다.

따라서 상기 토출밸브(30)는 상기 압축실(17) 내부의 압력뿐만 아니라 상기 규제부(50,54)에 의해 규제됨에 의해 발생하는 탄성력에 의해 상기 개폐부(32)가 상기 토출구(24)의 개폐를 제어하게 된다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 토출밸브장치는 토출밸브의 고정을 위해 헤드커버를 사용하고 토출밸브의 개폐거동을 제어하기 위한 규제부를 밸브플레이트와 일체로 형성하였고, 밸브스프링 대신에 토출밸브에 일체로 거동제어부를 형성하여 종래의 밸브스프링이 하는 역할을 토출밸브에일체로 형성되는 거동제어부가 수행할 수 있도록 하였다.

따라서, 본 발명에 의하면 토출밸브장치의 전체 부품수가 줄어들어 조립작업이 용이하게 되고 조립중에 부품이 누락될 염려가 거의 없으며 제조원가가 줄어들게 되는 효과가 있다.

그리고 토출밸브의 개폐거동 제어를 위한 구성을 밸브플레이트에 일체로 형성함에 의해 토출방의 체적을 극대화할 수 있으며, 헤드커버와 밸브플레이트 사이의 가스켓에 의한 밸브제어 높이의 변동이 상대적으로 줄어들게 되어 성능의 산포가 줄어들게 되는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 압축실의 내부와 연통되는 흡입공과 토출구가 형성되는 밸브플레이트와,

   상기 밸브플레이트에 일단부가 고정되고 타단부가 상기 토출구를 개폐하는 토출밸브와,

   상기 토출밸브를 상기 밸브플레이트에 고정시키고 상기 토출구를 통해 토출된 작동유체가 임시로 머무는 토출방을 상기 밸브플레이트와의 사이에 형성하는 헤드커버와,

   상기 밸브플레이트에 일체로 형성되고 상기 토출밸브의 상부 일측에 위치되어 상기 토출밸브의 거동을 제어하는 규제부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 토출밸브장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 토출밸브는,

   상기 토출구를 개폐하는 개폐부와,

   상기 고정구에 의해 밸브플레이트에 고정되는 고정부와,

   상기 개폐부와 고정부를 연결하는 연결목부와,

   상기 개폐부의 선단에 일체로 형성되어 개폐부의 거동을 제어하는 거동제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 토출밸브장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 규제부는 상기 밸브플레이트의 일측을 블랭킹하여절곡형성함을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 토출밸브장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 규제부의 형성을 위해 블랭킹되는 부분은 상기 압축실과 대응되는 부분을 벗어난 영역임을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 토출밸브장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 규제부는 상기 토출밸브의 개폐부에 대응되는 위치에 형성되는 제1규제부와, 상기 거동제어부에 대응되는 위치에 형성되는 제2규제부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 토출밸브장치.