KR100486568B1 - 압축기용 밸브의 틀어짐 방지 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기용 밸브의 틀어짐 방지 구조에 관한 것으로, 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하는 피스톤 몸통부의 내부에 가스유로를 관통 형성하는 피스톤과, 피스톤의 가스유로를 개폐하는 개폐부 및 그 개폐부에 연결하여 상기 피스톤 몸통부의 선단면에 고정하는 고정부 그리고 개폐부와 고정부 사이의 일부를 절개하여 상기한 개폐부가 원활하게 개폐되도록 절개면을 가지는 흡입밸브를 포함한 압축기에 있어서, 피스톤 헤드부의 선단면에 흡입밸브의 절개면과 상응하도록 위치고정돌기를 돌출 형성함으로써, 흡입밸브를 체결볼트나 기타 다른 방식으로 고정할 때 흡입밸브가 미끄러져 회전하면서 개폐부와 가스통로가 틀어지는 것을 미연에 방지할 수 있다. 또, 위치고정돌기의 체적만큼 사체적을 줄일 수 있어 압축기 효율도 높일 수 있다.

Description

압축기용 밸브의 틀어짐 방지 구조{STRUCTURE FOR PROTECTING VALVE MISALIGNMENT OF RECIPROCATING COMPRESSOR}

본 발명은 압축기용 밸브의 틀어짐 방지 구조에 관한 것으로, 특히 피스톤의 선단면에 밸브를 체결할 때 밸브가 함께 돌아가면서 제위치를 벗어나는 것을 방지할 수 있는 압축기용 밸브의 틀어짐 방지 구조에 관한 것이다.

일반적으로 압축기(Compressor)는 공기나 냉매가스 등의 유체를 압축시키는 기계이다. 압축기는 보통 밀폐용기의 내부에 설치하여 구동력을 발생하는 전동기구부와, 전동기구부의 구동력을 전달받아 가스를 흡입하여 압축하는 압축기구부를 포함한다.

이러한 압축기는 전동기구부 및 압축기구부의 가스 압축 매카니즘에 따라 로터리식 압축기(Rotary Compressor), 왕복동식 압축기(Reciprocating Compressor), 스크롤 압축기(Scroll Compressor) 등으로 나누어진다.

왕복동식 압축기는 전동기구부의 구동력을 피스톤에 전달하여 그 피스톤이 실린더 내부를 직선으로 왕복운동하면서 냉매가스를 흡입하고 압축하여 토출하는 것이다.

도 1 및 도 2는 종래 왕복동식 압축기의 압축기구부에 대한 일례를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이 왕복동식 압축기의 압축기구부는 내부에 압축공간을 이루는 관통구멍(11)을 형성한 실린더(10)와 실린더(10)의 관통구멍(11)에 직선 운동 가능하도록 삽입하는 피스톤(20)과 실린더(10)의 단부에 결합하여 관통구멍(11)을 복개하는 토출밸브조립체(30)를 포함하고 있다.

피스톤(20)은 소정 길이의 환봉체 형상을 갖는 몸통부(21)의 일 측에 헤드부(22)를 형성하고 몸통부(21)의 타 측에 전동기구부와 연결하는 연결부(미도시)를 형성한다. 그리고 피스톤(20)을 통과하여 냉매가스가 유동할 수 있도록 가스유로(F)를 관통 형성하되 그 가스유로(F)는 몸통부(21)의 가운데 소정의 깊이를 갖도록 형성하는 제1 가스통로(23)와 그 제1 가스통로(23)와 연통하도록 헤드부(22)내에 관통 형성하는 제2 가스통로(24)로 이루어져 있다. 그리고 피스톤 헤드부(22)의 선단면은 평면으로 밸브 접촉면(S)을 이루고 그 밸브 접촉면(S)의 중앙에는 제2 가스통로(24)를 개폐하는 흡입밸브(40)를 체결볼트(50)로 결합하기 위한 체결홈(25)을 형성하고 있다.

흡입밸브(40)는 도 2에 도시한 바와 같이, 피스톤(20)의 밸브 접촉면(S)과 상응하도록 얇은 평판인 원형판으로 형성하고, 그 원형판의 중앙부를 절개하여 고정부(41)를 형성하며, 그 고정부(41)에 연결하여 원형판의 가장자리에는 피스톤(20)의 제2 가스통로를 개폐할 수 있도록 양팔 모양의 개폐부(42)를 형성하고 있다. 고정부(41)에는 상기한 피스톤(20)의 체결홈(25)에 상응하도록 관통공(43)을 관통 형성하고 있다.

체결볼트(50)는 일정 길이를 갖는 몸체부(51)에 수나사산을 형성하고 그 몸체부(51)의 일 측에 일정 두께와 육각 형태를 갖는 볼트 머리부(52)를 형성하고 있다.

토출밸브조립체(30)는 실린더(10)의 단부를 복개하도록 결합하는 토출커버(31)와 그 토출커버(31)의 내부에 삽입하여 실린더(10)의 관통구멍(11)과 피스톤(20) 사이의 압축공간(P)을 개폐하는 토출밸브(32)와 그 토출밸브(32)를 탄성적으로 지지하는 밸브스프링(33)으로 이루어져 있다.

상기한 바와 같은 종래 왕복동식 압축기의 압축기구부는 다음과 같이 동작한다.

즉, 피스톤(20)이 전동기구부의 구동력을 전달받아 실린더(10)의 관통구멍(11) 내부에서 직선으로 왕복운동을 한다. 이 과정에서 피스톤(20)이 하사점 방향으로 이동하면 토출밸브(32)는 실린더(10)의 단부에 접촉하여 압축공간(P)을 막고 이와 동시에 피스톤(20)에 결합한 흡입밸브(40)의 일부분이 압력차에 의해 휘어지면서 피스톤(20) 내부의 가스유로(F)를 연다. 이때 냉매가스가 피스톤의 가스유로(F)를 통해 실린더(10)의 압축공간(P) 내부로 흡입된다.

이후, 피스톤(20)이 하사점에서 상사점으로 이동하면 압축공간과 흡입공간의 압력차와 흡입밸브(40)의 자체 탄성력에 의해 휘어졌던 흡입밸브(40)가 펴지면서 피스톤(20)의 가스유로(F)를 막고 이와 동시에 실린더(10)의 압축공간(P)으로 흡입된 냉매가스를 압축한다. 이어 피스톤(20)이 상사점에 거의 도달하면 토출밸브(32)가 열리면서 압축된 냉매가스를 토출한다. 이와 같은 과정이 반복되면서 냉매가스를 지속적으로 압축하는 것이었다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 압축기의 압축기구부에서 흡입밸브(40)를 체결하기 위하여는 흡입밸브(40)의 고정부(41)에 구비한 관통공(43)을 피스톤(20)의 체결홈(25)과 일치시키면서 흡입밸브(40)를 피스톤(20)의 밸브 접촉면(S)에 대고 체결볼트(50)의 머리부(52)가 흡입밸브(40)의 고정부(41)를 누른 상태에서 체결볼트(50)의 몸체부(51)로 피스톤(20)의 체결홈에 체결하는 것이었으나, 도 3과 같이 체결볼트(50)를 체결하는 과정에서 흡입밸브(40)가 체결볼트(50)의 조임방향으로 회전하면서 흡입밸브(40)의 개폐부(42)가 피스톤(20)의 제2 가스통로(24)와 불일치하게 되고 이로 인해 압축행정시 압축가스의 일부가 피스톤(20)의 가스유로(F)로 누설되거나 개폐시 충격량이 불균일해져 장시간 사용시 파손을 유발하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 압축기의 흡입밸브가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 볼트로 흡입밸브를 체결할 때 흡입밸브가 볼트 조임방향으로 미끌어져 틀어지는 것을 미연에 방지할 수 있는 압축기용 밸브의 틀어짐 방지 구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하는 피스톤 몸통부의 내부에 가스유로를 관통 형성하는 피스톤과, 피스톤의 가스유로를 개폐하는 개폐부 및 그 개폐부에 연결하여 상기 피스톤 몸통부의 선단면에 고정하는 고정부 그리고 개폐부와 고정부 사이의 일부를 절개하여 상기한 개폐부가 원활하게 개폐되도록 절개면을 가지는 흡입밸브를 포함한 압축기에 있어서, 피스톤 헤드부의 선단면에 흡입밸브의 절개면과 상응하도록 위치고정돌기를 돌출 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 압축기용 밸브의 틀어짐 방지 구조를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 압축기용 밸브의 틀어짐 방지 구조를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명 왕복동식 압축기의 압축기구부를 구성하는 피스톤과 흡입밸브를 분해하여 보인 사시도이고, 도 5은 본 발명 왕복동식 압축기에서 피스톤과 흡입밸브의 조립상태를 보인 정면도이며, 도 6은 도 5의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명은 왕복동식 압축기의 압축기구부에서 전동기구부에 결합하여 실린더에 직선 운동 가능하도록 삽입하고 그 선단면에 흡입밸브를 볼트로 체결하여 장착하는 피스톤의 선단면에 상기한 흡입밸브가 체결과정에서 미끄러져 틀어지는 것을 방지할 수 있도록 위치고정돌기를 구비하는 것이다.

도 4에서 110은 피스톤을 보인 것으로, 피스톤(110)은 소정 길이의 환봉체 형상을 갖는 몸통부(111)의 일 측에는 헤드부(112)를 형성하고, 몸통부(111)의 타 측에는 전동기구부와 연결하는 연결부(미도시)를 형성하며, 몸통부(111)의 내부에는 피스톤 전체를 통과하여 냉매가스가 유동할 수 있도록 가스유로를 관통 형성한다.

가스유로는 몸통부(111)의 가운데 소정의 깊이를 갖도록 형성하는 제1 가스통로(113)와 그 제1 가스통로(113)와 연통하도록 헤드부(112)를 관통 형성하는 제2 가스통로(114)로 이루어진다. 그리고 피스톤 헤드부(112)의 선단면은 평면으로 밸브 접촉면(S)을 형성하고 그 밸브 접촉면(S)의 중앙에는 흡입밸브(120)를 체결하기 위한 체결홈(115)을 일정 깊이로 형성한다.

또, 밸브 접촉면(S)의 중앙부에는 흡입밸브(120)의 형상을 제외한 부위를 양각하여 흡입밸브(120)의 체결시 발생하는 토오크(torque)에 의해 흡입밸브(120)가 미끄러지면서 회전하는 것을 방지하기 위한 위치고정돌기(116)를 형성한다.

위치고정돌기(116)는 흡입밸브(120)의 두께 보다 높지 않도록 가급적이면 흡입밸브(120)의 두께와 동일하거나 그 보다 낮게 형성하는 것이 바람직하다.

또, 위치고정돌기(116)는 그 외주면이 흡입밸브(120)의 절개면(124)과 거의 밀착하도록 형성하므로 흡입밸브(120)의 개폐시 위치고정돌기(116)의 상단 모서리에 흡입밸브(120)의 절개면(124)이 걸리는 것을 방지할 수 있도록 상기한 위치고정돌기(124)의 상단 모서리를 경사지거나 라운드지게 형성하는 것이 바람직하다.

도 4의 120은 흡입밸브를 보인 것으로, 흡입밸브(120)는 피스톤(110)의 밸브 접촉면(S)과 상응하도록 얇은 평판인 원형판으로 형성하고, 그 원형판의 중앙부위와 가장자리를 남기고 나머지를 절개하되 중앙부위와 가장자리는 일부 연결하여 중앙부위는 고정부(121)로, 그리고 가장자리는 양팔 모양의 개폐부(122)로 형성한다. 고정부(121)의 중앙에는 상기한 피스톤(110)의 체결홈(115)에 대응하도록 관통공(123)을 형성한다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 50은 체결볼트, 51은 나사산을 형성한 몸체부, 52는 볼트머리부이다.

상기와 같은 본 발명 압축기용 밸브의 틀어짐 방지 구조는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 체결볼트(50)를 이용하여 흡입밸브(120)를 피스톤(110)에 조립하기 위하여는 피스톤(110)의 체결홈(115)과 흡입밸브(120)의 관통공(123)을 일치시킨 상태에서 피스톤(120)의 밸브 접촉면(S)에 흡입밸브(120)를 대고 체결볼트(50)로 흡입밸브(120)의 관통공(123)을 통과시킨 후 피스톤(110)의 체결홈(115)에 나사 결합함으로써 흡입밸브(120)의 체결을 완료한다.

이때, 흡입밸브(120)를 피스톤(110)에 밀착시키는 과정에서 피스톤(110)의 밸브 접촉면(S)에 형성한 위치고정돌기(116)가 흡입밸브(120)의 고정부(121)와 개폐부(122) 사이의 절개부위로 삽입하도록 하여 위치고정돌기(116)의 외주면이 절개부위의 절개면(124)에 거의 밀착하도록 한 상태에서 체결볼트(50)의 머리부(52)가 흡입밸브(120)의 관통공(123) 주변 고정부(121)를 강하게 압착하도록 한다.

이 과정에서 흡입밸브(120)는 체결볼트(50)의 머리부(52)와 함께 토오크를 받아 피스톤(110)의 밸브 접촉면(S)에서 미끄러지면서 회전할 수 있으나 피스톤(110)의 밸브 접촉면(S) 중앙에는 흡입밸브(120)의 안쪽 절개면(124)에 밀착하는 위치고정돌기(116)를 형성함으로써 흡입밸브(120)의 회전을 막아 흡입밸브(120)의 개폐부(121)와 피스톤(110)의 제2 가스통로(114)가 불일치 하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

한편, 피스톤(110)이 왕복운동을 할 때 흡입밸브(120)의 개폐부(122)는 고정부(121)를 중심으로 젖혀졌다 펴졌다 하면서 제2 가스통로(114)를 개폐하는데, 이때 흡입밸브(120)의 개폐부(122)가 측면투영시 각회전을 하면서 그 절개면(124)에 거의 밀착한 피스톤(110)의 위치고정돌기(116) 모서리면에 접촉할 수 있으나 도 6에서와 같이 상기한 위치고정돌기(116)의 모서리면을 경사지거나 라운드지게 모따기 함으로써 흡입밸브(120)의 개폐부(또는 연결부)(122)가 피스톤(110)의 위치고정돌기(116)에 걸려 오동작하는 것을 미연에 방지할 수 있다. 또, 위치고정돌기(116)의 체적만큼 사체적을 줄일 수 있어 압축기 효율도 높일 수 있다.

또 한편, 이와 같은 위치고정돌기(116)는 체결볼트를 이용하여 흡입밸브(120)를 피스톤(110)의 선단면에 체결 고정하는 것에 국한되는 것이 아니라 용접이나 확산 접합을 할 때에도 흡입밸브(120)를 제위치에 정확하고 용이하게 정렬할 수 있어 개폐부(122)의 오동작을 방지할 수 있는 것은 물론 흡입밸브(120)의 조립생산성도 높일 수 있다.

본 발명에 의한 압축기용 밸브의 틀어짐 방지 구조는 피스톤의 선단면에 흡입밸브의 절개면과 접촉하는 위치고정돌기를 형성함으로써, 흡입밸브를 체결볼트나 기타 여러 방식으로 고정할 때 토오크 또는 오정렬에 의해 흡입밸브가 미끄러져 회전하면서 개폐부와 가스통로가 틀어지는 것을 미연에 방지할 수 있다.

또, 위치고정돌기의 체적만큼 사체적을 줄일 수 있어 압축기 효율도 높일 수 있다.

도 1은 종래 왕복동식 압축기의 압축기구부를 도시한 단면도,

도 2는 종래 왕복동식 압축기의 압축기구부를 구성하는 피스톤과 흡입밸브를 분해하여 보인 사시도,

도 3은 종래 왕복동식 압축기에서 피스톤과 흡입밸브를 조립하는 과정을 보인 정면도.

도 4는 본 발명 왕복동식 압축기의 압축기구부를 구성하는 피스톤과 흡입밸브를 분해하여 보인 사시도.

도 5은 본 발명 왕복동식 압축기에서 피스톤과 흡입밸브의 조립상태를 보인 정면도.

도 6은 도 5의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

50 : 체결볼트 52 : 머리부

110 : 피스톤 114 : 제2 가스통로

116 : 위치고정돌기 120 : 흡입밸브

121 : 고정부 122 : 개폐부

124 : 절개면

Claims (3)

1. 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하는 피스톤 몸통부의 내부에 가스유로를 관통 형성하는 피스톤과, 피스톤의 가스유로를 개폐하는 개폐부 및 그 개폐부에 연결하여 상기 피스톤 몸통부의 선단면에 고정하는 고정부 그리고 개폐부와 고정부 사이의 일부를 절개하여 상기한 개폐부가 원활하게 개폐되도록 절개면을 가지는 흡입밸브를 포함한 압축기에 있어서,

   피스톤 헤드부의 선단면에 흡입밸브의 절개면과 상응하도록 위치고정돌기를 돌출 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 압축기용 밸브의 틀어짐 방지 구조.
2. 제1항에 있어서,

   위치고정돌기는 그 높이를 흡입밸브의 두께와 같거나 낮게 형성하는 것을 특징으로 하는 압축기용 밸브의 틀어짐 방지 구조.
3. 제1항에 있어서,

   위치고정돌기는 모서리를 일정 각도로 라운드지거나 경사지게 형성하는 것을 특징으로 하는 압축기용 밸브의 틀어짐 방지 구조.