KR100464048B1 - 압축기의 밸브 체결구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기의 밸브 체결구조에 관한 것으로, 본 발명은 피스톤 몸통부의 내부에 가스가 유동하는 가스 유로가 관통 형성되고 그 피스톤 몸통부의 끝면에 형성된 밸브 접촉면에 암나사공이 구비되어 실린더에 직선 왕복 운동 가능하게 삽입되는 피스톤과, 소정의 면적을 갖는 평면 박판의 가운데 관통된 나사공이 형성되고 그 나사공의 테두리 부분이 밴딩된 스프링 와셔부가 구비되어 그 나사공이 상기 암나사공과 일치하도록 상기 피스톤의 밸브 접촉면에 위치하는 밸브와, 상기 밸브의 나사공 및 피스톤의 암나사공에 체결됨과 아울러 상기 밸브의 스프링 와셔부를 누르면서 그 밸브를 고정 결합시키는 체결 볼트가 구비되어 이루어져 전동기구부의 구동력을 전달받아 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동함에 따라 발생되는 상기 실린더 압축공간의 압력 차에 의해 흡입 밸브가 휘어짐과 펴짐이 지속적으로 반복되면서 상기 피스톤의 가스 유로를 개폐하는 과정에서 그 흡입 밸브의 움직임에 의해 발생되는 체결 볼트의 풀림을 방지할 뿐만 아니라 그 흡입 밸브와 체결 볼트의 결합 상태를 견고하게 함으로써 장시간 운전 후에도 흡입 밸브와 체결 볼트의 체결 상태를 견고하게 유지하여 신뢰성을 높일 수 있도록 한 것이다.

Description

압축기의 밸브 체결구조{STRUCTURE FOR ENGAGING VALVE IN COMPRESSOR}

본 발명은 압축기의 밸브 체결구조에 관한 것으로, 특히 피스톤의 직선 왕복에 의한 실린더 압축공간의 압력 차에 의해 가스 유로를 개폐하는 밸브의 결합 상태를 견고하게 유지할 수 있도록 한 압축기의 밸브 체결구조에 관한 것이다.

일반적으로 압축기(Compressor)는 공기나 냉매 가스 등의 유체를 압축시키는 기계이다. 상기 압축기는 보통 상기 밀폐용기의 내부에 설치되어 구동력을 발생시키는 전동기구부와, 상기 전동기구부의 구동력을 전달받아 가스를 흡입하여 압축하는 압축기구부를 포함하여 구성되며, 이와 같은 압축기는 인가되는 전원에 의해 전동기구부에서 구동력이 발생되면 그 구동력이 압축기구부에 전달되면서 압축기구부에서 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키게 된다.

상기 압축기는 전동기구부 및 압축기구부의 가스 압축 매카니즘에 따라 로타리식 압축기(Rotary Compressor), 왕복동식 압축기(Reciprocating Compressor), 스크롤 압축기(Scroll Compressor), 등으로 나누어진다. 상기 압축기의 일례로 왕복동식 압축기는 전동기구부의 구동력이 피스톤에 전달되어 그 피스톤이 실린더내부를 직선 왕복 운동하면서 냉매 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키게 된다.

도 1은 상기 왕복동식 압축기 압축기구부의 일례를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 상기 왕복동식 압축기의 압축기구부는 내부에 압축공간을 이루는 관통구멍(11)이 형성된 실린더(10)와 상기 실린더의 관통구멍(11)에 직선 운동 가능하도록 삽입되는 피스톤(20)과 상기 실린더(10)의 단부에 그 관통구멍(11)을 복개하도록 결합되는 토출 밸브 조립체(30)를 포함하여 구성된다.

상기 피스톤(20)은 소정 길이의 환봉체 형상을 갖는 몸통부(21)의 일측에 헤드부(22)가 형성되고 상기 몸통부(21)의 타측에 전동기구부와 연결되는 연결부(23)가 형성된다. 그리고 상기 피스톤(20)을 관통하여 냉매 가스가 유동할 수 있도록 가스 유로(F)가 형성되며 그 가스 유로(F)는 상기 몸통부(21)의 가운데 소정의 깊이를 갖도록 형성되는 제1 가스통로(24)와 그 제1 가스통로(24)와 연통되도록 상기 헤드부(22)내에 관통 형성되는 제2 가스통로(25)로 이루어진다. 그리고 상기 피스톤 헤드부(22)의 선단면은 평면으로 밸브 접촉면(S)을 이루게 되며 그 밸브 접촉면(S)에 상기 제2 가스통로(25)를 개폐하는 흡입 밸브(40)가 장착된다.

상기 흡입 밸브(40)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 피스톤의 밸브 접촉면(S)과 상응하는 얇은 평판으로 형성되는 원형판(41)의 내부에 물음표 형상의 개곡선을 이루는 절개홈(42)이 형성되고 그 원형판(41)의 가운데 관통 형성된 나사공(43)이 구비되어 이루어진다.

상기 흡입 밸브(40)는 그 원형판(41)이 상기 피스톤의 밸브 접촉면(S)에 접촉되어 그 흡입 밸브의 나사공(43)과 그 피스톤의 밸브 접촉면(S)에 형성된 암나사산공(26)이 일치된 상태에서 그 나사공(43)과 암나사공(26)에 체결 볼트(50)가 체결되어 상기 흡입 밸브(40)가 상기 피스톤의 밸브 접촉면(S)에 고정 결합된다.

상기 토출 밸브 조립체(30)는 실린더(10)의 단부를 복개하도록 결합되는 토출커버(31)와 그 토출커버(31)의 내부에 삽입되어 실린더(10)의 관통구멍(11) 및피스톤(20)에 의해 형성되는 압축공간(P)을 개폐하는 토출 밸브(32)와 그 토출 밸브(32)를 탄성적으로 지지하는 밸브스프링(33)을 포함하여 구성된다.

상기한 바와 같은 왕복동식 압축기의 압축기구부는 전동기구부의 구동력이 피스톤(20)에 전달되어 피스톤(20)이 실린더(10)내부를 직선 왕복 운동하게 된다. 상기 과정에서, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 피스톤(20)이 하사점(a) 방향으로 이동하게 되면 토출 밸브(32)가 실린더(10)의 단부에 접촉되어 압축공간(P)을 막게 됨과 동시에 피스톤(20)에 결합된 흡입 밸브(40)가 열리면서 피스톤(20)의 내부에 형성된 가스 유로(F)를 통해 냉매 가스가 실린더(10)의 압축공간(P)내부로 흡입된다. 그리고 상기 피스톤(20)이 하사점(a)에 도달한 후 하사점(a)에서 상사점(b)으로 이동하게 되면 흡입 밸브(40)가 닫히면서 실린더(10)의 압축공간(P)내에 흡입된 냉매 가스를 압축하게 되며 이어 상사점(b)에 이르게 되면 토출 밸브(32)가 열리면서 압축된 냉매 가스가 토출된다. 이와 같은 과정이 반복되면서 가스를 지속적으로 압축하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 구조는 상기 피스톤(20)의 왕복 운동에 의한 실린더 압축공간(P)의 압력 차에 의해 흡입 밸브(40)가 체결 볼트(50)에 의해 체결된 상태에서 지속적으로 휘어짐과 펴짐을 반복하면서 장시간 가스 유로(F)를 개폐하는 과정에서 상기 체결 볼트(50)가 풀려 이탈하게 될 우려가 있어 부품의 파손 위험성이 큰 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 단점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 피스톤의 직선왕복에 의한 실린더 압축공간의 압력 차에 의해 가스 유로를 개폐하는 밸브의 결합 상태를 견고하게 유지할 수 있도록 한 압축기의 밸브 체결구조를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 왕복동식 압축기의 압축기구부를 도시한 단면도,

도 2는 상기 왕복동식 압축기의 압축기구부를 구성하는 피스톤 및 흡입 밸브의 사시도,

도 3은 상기 왕복동식 압축기의 압축기구부 작동상태를 도시한 단면도,

도 4는 본 발명의 압축기 밸브 체결구조가 구비된 압축기의 압축기구부를 도시한 단면도,

도 5는 본 발명의 압축기 밸브 체결구조가 구비된 압축기의 압축기구부를 구성하는 피스톤 및 흡입 밸브의 사시도,

도 6은 본 발명의 압축기 밸브 체결구조가 구비된 압축기의 압축기구부 작동상태를 도시한 단면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10 ; 실린더 20 ; 피스톤

21 ; 피스톤 몸통부 26 ; 암나사공

50 ; 체결 볼트 60 ; 흡입 밸브

63 ; 나사공 64 ; 스프링 와셔부

S ; 밸브 접촉면 F ; 가스 유로

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 소정의 길이를 갖는 피스톤 몸통부의 내부에 가스가 유동하는 가스 유로가 관통 형성되고 그 피스톤 몸통부의 끝면에 형성된 밸브 접촉면에 암나사공이 구비되어 실린더에 직선 왕복 운동 가능하게 삽입되는 피스톤과, 상기 피스톤의 밸브 접촉면에 위치하며 소정의 면적을 갖는 평면 박판의 가운데에 상기 암나사공과 일치되게 관통형성된 나사공이 구비된 밸브와, 상기 밸브의 나사공을 관통하여 상기 피스톤의 암나사공에 체결되는 체결 볼트를 포함하는 압축기의 밸브 체결구조에 있어서, 상기 나사공의 테두리 부분에 스프링 와셔부가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 압축기의 밸브 체결구조가 제공된다.

이하, 본 발명의 압축기 밸브 체결구조를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 압축기 밸브 체결구조의 일례가 구비된 압축기의 압축기구부를 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 먼저 상기 압축기의 압축기구부는 내부에 압축공간(P)을 이루는 관통구멍(11)이 형성된 실린더(10)와 상기 실린더의 관통구멍(11)에 직선 운동 가능하도록 삽입되는 피스톤(20)과 상기 실린더(10)의 단부에 그 관통구멍(11)을 복개하도록 결합되는 토출 밸브 조립체(30)와 상기 피스톤(20)의 단부에 결합되어 그 피스톤(20)에 관통 형성된 가스 유로(F)를 개폐하는흡입 밸브(60)를 포함하여 구성된다. 상기 피스톤(20)은 상기 전동기구부와 연결된다.

상기 피스톤(20)은 소정 길이의 환봉체 형상을 갖는 몸통부(21)의 일측에 헤드부(22)가 형성되고 상기 몸통부(21)의 타측에 전동기구부와 연결되는 연결부(23)가 형성된다. 그리고 상기 피스톤(20)을 관통하여 냉매 가스가 유동할 수 있도록 가스 유로(F)가 형성되며 그 가스 유로(F)는 상기 몸통부(21)의 가운데 소정의 깊이를 갖도록 형성되는 제1 가스통로(24)와 그 제1 가스통로(24)와 연통되도록 상기 헤드부(22)내에 관통 형성되는 제2 가스통로(25)로 이루어진다. 그리고 상기 피스톤 헤드부(22)의 끝면은 평면으로 밸브 접촉면(S)을 이루게 되며 그 밸브 접촉면(S)에 일정 깊이를 갖는 암나사산공(26)이 형성되며 그 밸브 접촉면(S)에 상기 제2 가스통로(25)를 개폐하는 흡입 밸브(60)가 장착된다.

상기 흡입 밸브(60)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 피스톤(20)의 밸브 접촉면(S)과 상응하는 얇은 평판으로 형성되는 원형판(61)의 내부에 물음표 형상의 개곡선을 이루는 절개홈(62)이 형성되고 그 원형판(61)의 가운데 관통된 나사공(63)이 형성되며 그 나사공(63)의 테두리 부분에 소정의 면적을 갖도록 밴딩된 스프링 와셔부(64)가 구비되어 이루어진다. 상기 스프링 와셔부(64)는 원추 형태로 밴딩되어 형성됨이 바람직하다.

상기 흡입 밸브(60)는 그 원형판(61)이 상기 피스톤의 밸브 접촉면(S)에 접촉되게 그 흡입 밸브(60)의 나사공(64)과 그 피스톤(20)의 밸브 접촉면(S)에 형성된 암나사산공(26)이 일치되며 이때 상기 흡입 밸브(60)의 돌출된 스프링와셔부(64)가 밸브 접촉면(S)의 반대편에 위치하게 된다. 그리고 상기 흡입 밸브(60)의 나사공(63)과 피스톤의 암나사산공(26)에 체결 볼트(50)가 체결되며 이때 상기 체결 볼트(50)의 머리부가 상기 흡입 밸브(60)의 스프링 와셔부(64)를 누르도록 체결되어 상기 흡입 밸브(60)가 상기 피스톤의 밸브 접촉면(S)에 고정 결합된다.

상기 토출 밸브 조립체(30)는 실린더(10)의 단부를 복개하도록 결합되는 토출커버(31)와 그 토출커버(31)의 내부에 삽입되어 실린더(10)의 관통구멍(11) 및 피스톤(20)에 의해 형성되는 압축공간(P)을 개폐하는 토출 밸브(32)와 그 토출 밸브(32)를 탄성적으로 지지하는 밸브스프링(33)을 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명의 압축기 밸브 체결구조의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 압축기의 압축기구부는 상기 전동기구부의 구동력이 피스톤(20)에 전달되어 피스톤(20)이 실린더(10)내부를 직선 왕복 운동하게 된다. 상기 과정에서, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 피스톤(20)이 하사점(a) 방향으로 이동하게 되면 토출 밸브(32)가 실린더(10)의 단부에 접촉되어 압축공간(P)을 막게 됨과 동시에 압력 차에 의해 피스톤(20)에 결합된 흡입 밸브(60)가 휘어지면서 가스 유로(F)를 열게 되어 그 피스톤(20)의 내부에 형성된 가스 유로(F)를 통해 냉매 가스가 실린더(10)의 압축공간(P)내부로 흡입된다.

그리고 상기 피스톤(20)이 하사점(a)에 도달한 후 하사점(a)에서 상사점(b)으로 이동하게 되면 압력 차에 의해 상기 흡입 밸브(60)가 펴지면서 상기 피스톤의 밸브 접촉면(S)에 접촉되어 가스 유로(F)를 막게 되면서 상기 실린더(10)의 압축공간(P)내에 흡입된 냉매 가스를 압축하게 되며 이어 상사점(b)에 이르게 되면 토출 밸브(32)가 열리면서 압축된 냉매 가스가 토출된다.

이와 같은 과정이 반복되면서 가스를 지속적으로 압축하게 된다.

상기 과정 중 상기 피스톤(20)의 왕복 운동에 의한 실린더 압축공간(P)의 압력 차에 의해 상기 흡입 밸브(60)가 휘어졌다 펴지면서 상기 피스톤의 가스 유로(F)를 개폐하는 과정에서 상기 체결볼트(50)가 상기 흡입 밸브(60)의 스프링 와셔부(64)를 누른 상태가 되므로 그 스프링 와셔부(64)의 탄성력에 의해 상기 체결 볼트(50)가 탄성 지지된 상태로 체결되어 상기 흡입 밸브(60)와 체결 볼트(50)사이의 결합상태가 보다 견고하게 될 뿐만 아니라 상기 흡입 밸브(60)의 개폐 움직임에 의해 상기 체결 볼트(50)가 풀리는 것이 방지된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 압축기의 밸브 체결구조는 전동기구부의 구동력을 전달받아 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동함에 따라 발생되는 상기 실린더 압축공간의 압력 차에 의해 흡입 밸브가 휘어짐과 펴짐이 지속적으로 반복되면서 상기 피스톤의 가스 유로를 개폐하는 과정에서 그 흡입 밸브의 움직임에 의해 발생되는 체결 볼트의 풀림을 방지하게 될 뿐만 아니라 그 흡입 밸브와 체결 볼트의 결합 상태가 보다 견고하게 됨으로써 장시간 운전 후에도 흡입 밸브와 체결 볼트의 체결 상태가 견고하게 유지되어 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 소정의 길이를 갖는 피스톤 몸통부의 내부에 가스가 유동하는 가스 유로가 관통 형성되고 그 피스톤 몸통부의 끝면에 형성된 밸브 접촉면에 암나사공이 구비되어 실린더에 직선 왕복 운동 가능하게 삽입되는 피스톤과,

   상기 피스톤의 밸브 접촉면에 위치하며 소정의 면적을 갖는 평면 박판의 가운데에 상기 암나사공과 일치되게 관통형성된 나사공이 구비된 밸브와,

   상기 밸브의 나사공을 관통하여 상기 피스톤의 암나사공에 체결되는 체결 볼트를 포함하는 압축기의 밸브 체결구조에 있어서,

   상기 나사공의 테두리 부분에 스프링 와셔부가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 압축기의 밸브 체결구조.