KR100648789B1 - 리니어 압축기의 흡입밸브 설치구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실린더와 피스톤 사이에 형성된 압축공간으로 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키되, 냉매가 압축공간 내부의 압력에 따라 흡입되도록 피스톤 일단에 흡입밸브가 개폐 가능하게 설치되는 리니어 압축기의 흡입밸브 설치구조에 관한 것으로써, 특히 본 발명에 따른 리니어 압축기의 흡입밸브 설치구조는 실린더 내측에 압축공간을 형성하도록 일단이 삽입되어 왕복 직선 운동함에 따라 냉매를 상기 압축공간으로 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키는 피스톤과, 상기 피스톤 일단에 관통되도록 형성되어 상기 압축공간으로 냉매가 유입되도록 하는 복수개의 흡입홀과, 상기 피스톤 일단에 중심이 볼트 고정되는 동시에 일부가 절개되어 상기 흡입홀들을 개폐시키는 개폐부가 형성된 박형의 흡입밸브와, 상기 피스톤 일단과 흡입밸브 사이에 형성되어 상기 흡입밸브가 회전되는 것을 방지하는 회전방지수단으로 이루어진다.
리니어 압축기, 실린더, 피스톤, 압축공간, 흡입밸브, 흡입홀, 회전방지수단

Description

리니어 압축기의 흡입밸브 설치구조 {SUCTION VALVE MOUNTING FOR LINEAR COMPRESSOR}
도 1은 종래 기술에 따른 흡입밸브 설치구조가 적용된 리니어 압축기의 일부가 도시된 측단면도,
도 2는 종래 기술에 따른 흡입밸브 설치구조가 도시된 분해 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 흡입밸브 설치구조의 제1실시예가 적용된 리니어 압축기의 일부가 도시된 측단면도,
도 4는 본 발명에 따른 흡입밸브 설치구조의 제1실시예가 도시된 분해 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 흡입밸브 설치구조의 제2실시예가 도시된 분해 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
52 : 실린더 54 : 피스톤
54h : 흡입홀 54h' : 나사홈
56 : 흡입밸브 56a : 고정부
56b : 개폐부 56h : 절개부
56h' : 나사홀 60 : 회전방지용 돌기
B : 볼트
본 발명은 실린더와 피스톤 사이에 형성된 압축공간으로 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키되, 냉매가 압축공간 내부의 압력에 따라 흡입되도록 피스톤 일단에 흡입밸브가 개폐 가능하게 설치되는 리니어 압축기의 흡입밸브 설치구조에 관한 것으로써, 특히 박형의 흡입밸브가 피스톤 일단의 정확한 위치에 회전되지 않도록 고정시킬 수 있는 리니어 압축기의 흡입밸브 설치구조에 관한 것이다.
일반적으로 압축기(Compressor)는 전기모터나 터빈 등의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 공기나 냉매 또는 그 밖의 다양한 작동가스를 압축시켜 압력을 높여주는 기계장치로써, 냉장고와 에어컨 등과 같은 가전기기 또는 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.
이러한 압축기를 크게 분류하면, 피스톤(Piston)과 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡,토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시키는 왕복동식 압축기(Reciprocating compressor)와, 편심 회전되는 롤러(Roller)와 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스 가 흡,토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 롤러가 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축시키는 회전식 압축기(Rotary compressor)와, 선회 스크롤(Orbiting scroll)과 고정 스크롤(Fixed scroll) 사이에 작동가스가 흡,토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 선회 스크롤이 고정 스크롤을 따라 회전되면서 냉매를 압축시키는 스크롤식 압축기(Scroll compressor)로 나뉘어진다.
최근에는 왕복동식 압축기 중에서 특히 피스톤이 왕복 직선 운동하는 구동모터에 직접 연결되도록 하여 운동전환에 의한 기계적인 손실이 없어 압축효율을 향상시킬 뿐 아니라 구조가 간단한 리니어 압축기가 많이 개발되고 있다.
보통, 리니어 압축기는 밀폐된 쉘 내부에서 피스톤이 리니어 모터에 의해 실린더 내부에서 왕복 직선 운동하도록 움직이면서 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키도록 구성되되, 상기 리니어 모터는 이너스테이터 및 아우터스테이터 사이에 영구자석이 위치되도록 하여 상호 전자기력에 의해 영구자석이 직선 왕복 운동하도록 구동되고, 이러한 영구자석이 피스톤과 연결된 상태에서 구동됨에 따라 피스톤이 실린더 내부에서 왕복 직선 운동하면서 냉매를 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키도록 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 흡입밸브 설치구조가 적용된 리니어 압축기의 일부가 도시된 측단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 흡입밸브 설치구조가 도시된 분해 사시도이다.
종래 기술에 따른 리니어 압축기의 흡입밸브 설치구조를 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이 실린더(2) 내부에서 피스톤(4)이 왕복 직선 운동하도록 설치됨에 따라 상기 실린더(2) 내측에 상기 피스톤(4)과 사이에 냉매를 흡입하여 압축시키는 압축공간이 형성되고, 상기 피스톤(4) 일단에 상기 압축공간으로 냉매를 흡입할 수 있도록 흡입홀(4h)이 형성되는 동시에 상기 흡입홀(4h)을 개폐시킬 수 있도록 박형의 흡입밸브(6)가 볼트에 의해 고정되도록 설치된다.
물론, 상기 실린더(2) 일단에는 상기 압축공간에서 압축된 냉매가 토출되도록 하는 토출밸브 어셈블리(8)가 설치되되, 상기 토출밸브 어셈블리(8)는 상기 실린더(2) 일단에 개폐 가능하게 위치된 토출밸브(8a)와, 상기 실린더(2) 일단에 고정되어 상기 압축공간에서 토출된 냉매가 외부로 토출되기 전에 일시적으로 저장되도록 하는 토출캡(8b)과, 상기 토출밸브(8a)를 상기 토출캡(8b) 내측에 축방향으로 탄성 지지하는 나선형의 토출밸브 스프링(8c)으로 이루어진다.
구체적으로, 상기 흡입밸브(6)는 도 2에 도시된 바와 같이 얇은 플레이트 형상으로 형성되되, 중심에 나사홀(6h')이 형성된 고정부(6a)가 형성되는 동시에 상기 흡입홀(4h)을 개폐시킬 수 있도록 상기 고정부(6a) 주변에 일부 절개되어 개폐부(6b)가 형성되며, 상기 고정부(6a)와 개폐부(6b)는 서로 연결되더라도 그 사이에 일부가 절개된 절개부(6h)가 형성된다.
이때, 상기 흡입밸브의 고정부(6a)가 상기 피스톤(4)에 상기 볼트(B)에 의해 조립 고정될 수 있도록 상기 피스톤(4)의 일단에는 상기 흡입밸브의 나사홀(6h')과 대응되는 나사홈(4h)이 형성되고, 상기 흡입밸브의 개폐부(6b)가 상기 피스톤의 흡입홀(4h)을 막아주도록 위치되어 상기 압축공간의 압력에 따라 개폐시킬 수 있도록 설치된다.
따라서, 상기 피스톤(4)이 상기 실린더(2) 내부에서 왕복 직선 운동함에 따라 상기 압축공간의 내부압력이 가변되는데, 상기 압축공간의 내부압력이 상대적으로 낮아지면, 상기 흡입밸브의 개폐부(6b)가 열림되어 상기 흡입홀(4h)을 개방시킴으로 냉매가 상기 압축공간으로 흡입되도록 하고, 상기 압축공간의 내부압력이 상대적으로 높아지면, 상기 흡입밸브의 개폐부(6b)가 닫힘되어 상기 흡입홀(4h)을 폐쇄시킴으로 냉매가 상기 압축공간으로 흡입되지 않도록 할 뿐 아니라 상기 압축공간의 냉매가 압축된 다음, 토출되도록 한다.
그러나, 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 흡입밸브 설치구조는 박형의 흡입밸브(6)가 피스톤(4) 일단에 볼트(B) 고정됨에 따라 상기 흡입밸브(6)가 단순히 상기 볼트(B)의 머리에 의해 축방향으로 지지된 상태에서 고정되기 때문에 상기 압축공간 내부의 불균형적 압력 등으로 인하여 상기 흡입밸브(6)가 쉽게 회전되어 상기 흡입밸브의 절개부(6h)가 상기 흡입홀(4h)와 맞닿아 상기 흡입홀(4h)을 개방시킬 수 있으므로 상기 피스톤(4)의 압축/토출행정시 냉매가 상기 압축공간으로 유입될 뿐 아니라 이로 인하여 제품의 작동 신뢰성을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 흡입밸브가 피스톤의 일단에 회전되지 않도록 하여 피스톤의 흡입홀을 정확하게 막 아주도록 설치되어 피스톤의 압축/토출행정시 압축공간으로 냉매의 유입을 방지할 뿐 아니라 제품의 작동 신뢰성을 높일 수 있는 리니어 압축기의 흡입밸브 설치구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 흡입밸브 설치구조는 실린더 내측에 압축공간을 형성하도록 일단이 삽입되어 왕복 직선 운동함에 따라 냉매를 상기 압축공간으로 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키는 피스톤과, 상기 피스톤 일단에 관통되도록 형성되어 상기 압축공간으로 냉매가 유입되도록 하는 복수개의 흡입홀과, 상기 피스톤 일단에 중심이 볼트 고정되는 동시에 일부가 절개되어 상기 흡입홀들을 개폐시키는 개폐부가 형성된 박형의 흡입밸브와, 상기 피스톤 일단과 흡입밸브 사이에 형성되어 상기 흡입밸브가 회전되는 것을 방지하는 회전방지수단으로 구성된다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 흡입밸브 설치구조의 제1실시예가 적용된 리니어 압축기의 일부가 도시된 측단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 흡입밸브 설치구조의 제1실시예가 도시된 분해 사시도이다.
본 발명에 따른 리니어 압축기의 흡입밸브 설치구조의 제1실시예를 도 3을 참조로 하여 살펴보면, 실린더(52) 내측에 피스톤(54)이 왕복 직선 운동함에 따라 그 사이에 형성된 압축공간으로 냉매가 흡입될 수 있도록 상기 피스톤(54) 일단에 흡입홀(54h)이 형성되고, 상기 흡입홀(54h)에 박형의 흡입밸브(56)가 볼트(B)에 의해 체결 고정되어 상기 흡입홀(54h)을 개폐시키도록 설치되되, 상기 흡입밸브(56) 중심에 형성된 나사홀(56h')이 육각 형상으로 형성되는 동시에 역시 상기 흡입밸브의 나사홀(56h')에 끼움될 수 있도록 상기 피스톤(54) 일단 중심에 형성된 나사홈(54h') 주변에 육각 링 형상의 회전방지용 돌기(60)가 형성되어 상기 흡입밸브(56)가 상기 피스톤(54) 일단에 회전되지 않도록 설치된다.
물론, 상기 실린더(52) 일단에는 상기 압축공간에서 압축된 냉매가 토출되도록 하는 토출밸브(58a), 토출캡(58b), 토출밸브 스프링(58c)으로 이루어진 토출밸브 어셈블리(58)가 설치된다.
구체적으로, 상기 피스톤(54)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 압축공간으로 냉매가 유입될 수 있도록 일단에 축방향으로 관통된 복수개의 흡입홀(54h)이 형성되고, 상기 흡입밸브(56)가 볼트(B) 고정될 수 있도록 중심에 나사홈(54h')이 형성되되, 상기 흡입홀(54h)은 상기 나사홈(54h') 주변에 원주방향으로 나란히 모여있도록 형성된다.
이때, 상기 회전방지용 돌기(60)는 상기 나사홈(54h') 둘레에는 상기 나사홈(54h')으로부터 축방향으로 돌출되도록 형성되되, 그 내주단이 상기 나사홈(54h')과 동일하게 원형으로 형성된 반면, 그 외주단이 육각형상으로 형성되는 육각 링 형상으로 형성된다.
다음, 상기 흡입밸브(56)는 얇은 플레이트 형상으로 중심에 나사홀(56h')이 형성된 고정부(56a)와, 상기 고정부(56a) 주변에 위치되어 상기 흡입홀(54h)을 개폐시키는 개폐부(56b)와, 상기 고정부(56a)와 개폐부(56b)가 서로 연결되더라도 그 사이에 일부가 절개되도록 형성된 절개부(56h)로 이루어지되, 상기 절개부(56h)는 상기 고정부(56a)로부터 상기 개폐부(56b)가 축방향으로 손쉽게 개폐될 수 있도록 한다.
이때, 상기 흡입밸브의 나사홀(56h')은 역시 상기 피스톤의 회전방지용 돌기(60)에 안착될 수 있도록 육각 형상으로 형성되어 상기 흡입밸브(56)가 상기 피스톤(54)의 일단에 회전되지 않도록 설치된다.
물론, 상기 피스톤의 회전방지용 돌기(60)는 다양한 다각 링 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 흡입밸브의 나사홀(56h') 역시 상기 피스톤의 회전방지용 돌기(60)의 형상에 대응되도록 다양한 다각 형상으로 형성될 수 있다.
특히, 상기 피스톤의 회전방지용 돌기(60)는 축방향으로 돌출된 길이가 상기 흡입밸브(56)의 두께보다 더 작게 형성되기 때문에 상기 흡입밸브의 나사홀(56h')이 상기 회전방지용 돌기(60)에 끼움되더라도 상기 볼트(B)가 상기 흡입밸브의 나사홀(56h') 주변을 직접 축방향으로 눌러주어 고정되도록 한다.
따라서, 상기 흡입밸브(56)가 상기 피스톤(54)의 일단에 고정되는 과정을 살펴보면, 상기 흡입밸브의 나사홀(56h')이 상기 피스톤의 회전방지용 돌기(60)에 끼움되어 상기 흡입밸브의 개폐부(56b)가 상기 피스톤의 흡입홀(54h)을 막아주도록 위치된 상태에서 상기 볼트(B)가 상기 흡입밸브의 나사홀(56h') 및 피스톤의 나사홈(54h')에 조립되기 때문에 상기 흡입밸브(56)가 상기 피스톤의 흡입홀(54h)을 정 확하게 막아주도록 정확한 위치에 손쉽게 조립할 수 있다.
이때, 상기 피스톤의 회전방지용 돌기(60) 및 흡입밸브의 나사홀(56h')이 다각형상으로 형성됨에 따라 상대적인 회전이 이루어지지 않을 뿐 아니라 상기 흡입밸브(56)가 상기 볼트(B)에 의해 축방향으로 눌림되어 고정되도록 설치된다.
물론, 상기 압축공간의 내부 압력이 가변됨에 따라 상기 흡입밸브의 고정부(56a)가 고정된 상태에서 상기 흡입밸브의 개폐부(56b)가 축방향으로 개폐되고, 이에 따라 냉매가 상기 압축공간으로 흡입되거나, 상기 압축공간에서 압축되어 토출되되, 상기 흡입밸브(56)가 상기 압축공간의 내부압력이 불균형을 이루어 회전방향으로 힘을 받더라도 상기 흡입밸브의 나사홀(56h')이 상기 피스톤의 회전방지용 돌기(60)에 걸림되어 회전되지 않으므로 상기 피스톤(54)의 압축/토출행정시 냉매가 상기 압축공간으로 유입되는 것을 방지할 수 있어 제품의 작동 신뢰성을 높일 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 흡입밸브 설치구조의 제2실시예가 도시된 분해 사시도이다.
본 발명에 따른 리니어 압축기의 흡입밸브 설치구조의 제2실시예를 도 5을 참조로 하여 살펴보면, 상기 제1실시예와 동일하게 상기 흡입밸브(56)가 상기 피스톤(54)의 일단에 볼트(B) 조립되어 고정되되, 상기 흡입밸브(56) 중심에 형성된 나사홀(56h')이 육각 형상으로 형성되는 동시에 역시 상기 흡입밸브의 나사홀(56h')에 끼움될 수 있도록 상기 피스톤(54) 일단 중심에 형성된 나사홈(54h') 주변에 돌 출된 회전방지용 돌기(70)가 상기 흡입밸브의 나사홀(56h') 중 적어도 하나 이상의 일면에 안착되도록 형성되어 상기 흡입밸브(56)가 상기 피스톤(54) 일단에 회전되지 않도록 설치된다.
이때, 상기 회전방지용 돌기(70)는 상기 흡입밸브의 나사홀(56h') 중 세 군데 일면에 안착되도록 모두 세 개가 형성되되, 상기 흡입밸브의 나사홀(56h') 중 적어도 하나 이상의 모서리에 안착되도록 구성될 수 있을 뿐 아니라 다양한 형상으로 다양한 위치에 안착되도록 구성될 수 있으며, 상기 흡입밸브의 나사홀(56h') 역시 상기 회전방지용 돌기(70)가 걸림될 수 있도록 다양한 다각 형상으로 형성되도록 구성된다.
물론, 상기 제2실시예 역시 상기 제1실시예와 같은 조립 과정 및 효과를 나타냄으로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이상에서, 본 발명은 본 발명의 실시예 및 첨부도면에 기초하여 예로 들어 상세하게 설명하였다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 흡입밸브 설치구조는 실린더와 피스톤 사이에 형성된 압축공간으로 냉매가 유입될 수 있도록 박형의 흡 입밸브가 피스톤 일단에 형성된 흡입홀을 개폐시키도록 피스톤의 일단에 볼트 고정되되, 흡입밸브의 나사홀 및 이에 안착되도록 피스톤의 나사홈 주변에 형성된 회전방지용 돌기가 다각형상으로 형성되기 때문에 흡입밸브가 피스톤의 흡입홀을 막아주도록 피스톤의 일단에 정확하게 설치되고, 압축공간 내부의 압력변화로 인하여 흡입밸브에 회전력이 작용되더라도 흡입밸브가 피스톤 일단에 회전되지 않도록 설치됨으로 피스톤의 흡입홀로부터 냉매가 누설되는 것을 방지할 뿐 아니라 나아가 제품의 작동 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

  1. 실린더 내측에 압축공간을 형성하도록 일단이 삽입되어 왕복 직선 운동함에 따라 냉매를 상기 압축공간으로 흡입하여 압축시킨 다음, 토출시키는 피스톤과,
    상기 피스톤 일단에 관통되도록 형성되어 상기 압축공간으로 냉매가 유입되도록 하는 적어도 하나의 흡입홀과,
    상기 흡입홀을 개폐하는 흡입밸브로서, 상기 피스톤과 결합되는 고정부, 상기 흡입홀을 덮고 있는 개폐부, 상기 개폐부가 상기 흡입홀을 개폐할 수 있도록 절개된 절개부를 구비하는 흡입밸브와,
    상기 피스톤에 구비되며, 상기 고정부와의 나사 결합을 위해 나사홈이 형성된 회전방지용 돌기와,
    상기 고정부에 구비되며, 상기 회전방지용 돌기와 결합되어 상기 피스톤과의 나사 결합시 상기 흡입밸브의 회전을 방지하도록 형성된 나사홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입밸브 설치구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전방지용 돌기는 상기 나사홀의 두께보다 더 작게 돌출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입밸브 설치구조.
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