KR100739203B1

KR100739203B1 - 왕복동식 압축기의 밸브충격 저감 장치

Info

Publication number: KR100739203B1
Application number: KR1020010030061A
Authority: KR
Inventors: 강양준
Original assignee: 주식회사 엘지이아이
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2007-07-13
Also published as: KR20020091401A

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 밸브충격 저감 장치에 관한 것으로, 본 발명은 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하도록 왕복동식 모터의 가동자에 결합되고 그 내부에 가스통구를 형성하는 피스톤과, 상기 피스톤의 선단면에 장착되어 그 피스톤의 가스통구를 개폐하는 흡입밸브와, 상기 피스톤의 가스통구에 연통되도록 가스통공이 형성되어 상기 피스톤과 흡입밸브 사이에 개재되는 완충부재로 구성함으로써, 상기 흡입밸브의 개폐부가 피스톤에 탄력적으로 부딪히면서 발생되는 충격은 물론 상기 피스톤과 흡입밸브가 압축기 구동시 자화되어 그 자력으로 피스톤에 달라붙으면서 발생되는 충격등을 최소화하여 장기간 사용하더라도 흡입밸브의 파손으로 인한 압축기 고장을 미연에 방지할 수 있다.

Description

왕복동식 압축기의 밸브충격 저감 장치{APPARATUS FOR REDUCING VALVE IMPULSE OF RECIPROCATING COMPRESSOR}

도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2a 및 도 2b는 종래 왕복동식 압축기에서 피스톤과 흡입밸브를 보인 분해사시도 및 조립된 종단면도.

도 3a 및 도 3b는 본 발명 왕복동식 압축기에서 피스톤과 흡입밸브를 보인 분해사시도 및 조립된 종단면도.

도 4a 및 도 4b는 본 발명 왕복동식 압축기에서 피스톤과 흡입밸브의 변형예를 보인 분해사시도 및 조립된 종단면도.

도 5a 및 도 5b는 본 발명 왕복동식 압축기에서 피스톤과 흡입밸브의 다른 변형예를 보인 분해사시도 및 조립된 종단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10,110,210 : 피스톤 12a,112a,212b : 가스통구

12b,112c,212c: 체결홈 20,120,220 : 흡입밸브

22a,122a,222a : 관통공 30,130,230 : 완충판

31,131,231 : 가스통공 32 : 체결공

132 : 관통공 112d,132a : 걸림부

212a : 단차부

본 발명은 왕복동식 압축기의 밸브충격 저감 장치에 관한 것으로, 특히 흡입밸브의 개폐시 발생되는 소음을 저감시키고자 하는 왕복동식 압축기의 밸브충격 저감 장치에 관한 것이다.

일반적으로 일반적으로 왕복동식 압축기는 크랭크축을 대신하여 왕복동식 모터의 가동자를 이루는 마그네트 조립체에 피스톤을 결합시켜 그 피스톤이 마그네트 조립체와 함께 직선으로 왕복운동을 하면서 유체를 흡입 압축하여 토출시키는 압축기로서, 도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 왕복동식 압축기는, 케이싱(V)의 내부에 설치되는 환형의 프레임(1)과, 그 프레임(1)의 일측면에 고정 설치되는 커버(2)와, 상기 프레임(1)의 중앙에 횡방향으로 고정되는 실린더(3)와, 그 실린더(3)를 지지하는 프레임(1)의 외주면에 고정되는 내측 고정자 조립체(4A) 및 그 내측 고정자 조립체(4A)의 외주면에 소정 공극을 두고 고정되는 외측 고정자 조립체(4B)와, 상기 내 외측 고정자 조립체(4A,4B) 사이의 공극에 개재되어 왕복동식 모터의 가동자를 이루는 마그네트 조립체(5)와, 그 마그네트 조립체(5)에 일체로 고정되어 실린더(3)의 내부에서 미끄럼운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축시키는 피스톤(6)과, 상기 마그네트 조립체(5)가 내 외측 고정자 조립체(4A,4B) 사이의 공극에서 지속적으로 공진운동을 하도록 유도하는 내측 공진스프링(7A) 및 외측 공진스프링(7B)과, 상기 실린더(3)의 선단에 장착되어 피스톤(6)의 왕복운동시 압축가스의 토출을 제한하는 토출밸브 조립체(8)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 피스톤(6)은 소정의 길이를 갖는 몸통부(6a)의 전방측에 헤드부(6b)가 형성되고, 상기 몸통부(6a)의 후방측에 마그네트 조립체(5)와 연결되는 연결부(6c)가 형성되며, 그 몸통부(6a) 및 헤드부(6b)에는 냉매가스를 실린더(3)로 안내하는 냉매유로(F) 및 가스통구(6e)가 형성되어 이루어져 있다.

또한, 상기 피스톤(6)의 헤드부(6b) 전방면에는 냉매유로(F)를 통한 냉매가스의 흡입을 제한하는 흡입밸브(9)가 고정볼트(B)에 의해 체결 고정되어 있다.

상기 흡입밸브(9)는 "태극무늬"형상으로 절개 형성되어 그 개폐부(9a)는 상기한 헤드부(6b)의 가스통구(6e)를 개폐하도록 대향 배치되고, 그 중앙의 고정부(9b)에는 상기한 고정볼트(B)가 관통하도록 관통공(9c)이 형성되어 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 DP는 토출관, SP는 흡입관이다.

상기한 바와 같은 종래 왕복동식 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 상기 내,외측 고정자 조립체(4A,4B)에 전류가 인가되어 마그네트 조립체(5)가 직선 왕복운동을 하게 되면, 이에 결합된 피스톤(6)이 실린더(3)의 내부를 직선으로 왕복운동을 하게 되어 실린더(3)내에 압력차가 발생되고, 이 실린더(3)내의 압력차에 의해 케이싱(V)내의 냉매가스가 피스톤(6)의 냉매유로(F)를 통해 실린더(3)로 흡입되어 압축 토출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이때, 상기 피스톤(6)이 흡입행정을 실시하는 과정에서는 그 선단면에 장착 된 흡입밸브(9)의 개폐부(9a)가 젖혀져 밀폐용기(V)에 채워져 있던 냉매가스가 냉매유로(F)와 가스통구(6e)를 통해 실린더(3)의 압축공간으로 흡입되고, 이후 상기 피스톤(6)이 압축행정을 실시하는 과정에서 흡입밸브(9)의 개폐부(9a)가 복귀하면서 피스톤(6)의 가스통구(6e)를 차단하게 되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기에 있어서는, 상기 피스톤(6)의 왕복운동과 함께 흡입밸브(9)의 개폐부(9a)가 탄력적으로 개폐되면서 피스톤(6)의 선단면에 부딪혀 충격을 받게 되는 것은 물론, 압축기의 구동시 압축기구부 전체가 자화되어 그 자력에 의해 흡입밸브(9)가 피스톤(6)의 선단면에 달라 붙으면서 부딪혀 그 충격이 더욱 가중되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 상기 흡입밸브가 개폐시 피스톤의 선단면에 부딪히면서 받는 충격을 최소화할 수 있는 왕복동식 압축기의 밸브충격 저감 장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하도록 왕복동식 모터의 가동자에 결합되고 그 내부에 가스통구를 형성하는 피스톤과, 상기 피스톤의 선단면에 장착되어 그 피스톤의 가스통구를 개폐하는 흡입밸브와, 상기 피스톤의 가스통구에 연통되도록 가스통공이 형성되어 상기 피스톤과 흡입밸브 사이에 개재되는 완충부재로 이루어진 왕복동식 압축기의 밸브충격 저감 장치가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 밸브충격 저감 장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명 왕복동식 압축기에서 피스톤과 흡입밸브를 보인 분해사시도 및 조립된 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 흡입밸브의 충격 저감 장치가 구비된 왕복동식 압축기는, 밀폐용기(도 1에 도시)(V)의 내부에 장착되어 직선형의 구동력을 발생시키는 왕복동식 모터의 가동자(도 1에 도시)(5)에 결합되어 실린더(도 1에 도시)(3)의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하는 피스톤(10)과, 그 피스톤(10)의 선단면에 장착되어 후술할 피스톤(10)의 가스통구(31)를 개폐하는 흡입밸브(20)와, 상기 피스톤(10)과 흡입밸브(20)의 사이에 개재되도록 상기한 피스톤(10)의 선단면에 고정되어 흡입밸브(20)의 개폐시 충격을 완화시키는 완충판(30)을 포함하여 구성된다.

상기 피스톤(10)은 소정의 길이를 갖는 몸통부(11)의 전방측에 헤드부(12)가 형성되고, 상기 몸통부(11)의 후방측에 마그네트 조립체(5)와 연결되는 연결부(13)가 형성되며, 그 몸통부(11) 및 헤드부(12)에는 냉매가스를 실린더(3)로 안내하는 냉매유로(F)가 형성되어 이루어진다.

상기 헤드부(12)의 가장자리에는 냉매유로(F)와 연통되는 수개의 가스통구(12a)가 형성되고, 상기 헤드부(12)의 중앙에는 후술할 완충판(30)의 체결 공(32)에 대응되도록 래핑가공된 체결홈(12b)이 형성된다.

상기 흡입밸브(20)는 "태극무늬"형상으로 절개 형성되어 그 개폐부(21)는 상기한 헤드부(12)의 가스통구(12a)를 개폐하도록 대향 배치되고, 그 중앙의 고정부(22)에는 고정볼트(B)가 관통되도록 관통공(22a)이 형성되어 이루어진다.

상기 완충판(30)은 피스톤(10)의 재질보다 연질이며 비자성체인 플라스틱 재질로 이루어져 그 가장자리에 상기한 피스톤(10)의 가스통구(12a)와 대응되도록 수개의 가스통공(31)이 형성되고, 그 중앙에는 상기한 피스톤(10)의 체결홈(12b)에 대응되도록 래핑가공된 체결공(32)이 형성된다.

상기 피스톤(10)의 선단면과 이에 대응되는 완충판(30)의 내측면은 고온용 접착제에 의해 상호 접합되는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 밸브충격 저감 장치를 조립하는 과정은 다음과 같다.

즉, 상기 피스톤(10)의 선단면에 완충판(30)을 밀착시키거나 고온용 접착제로 부착시키고 나서, 그 완충판(30)의 선단면에 흡입밸브(20)를 대치시킨 상태에에 상기 흡입밸브(20)의 관통공(22a)을 통과하여 완충판(30)의 체결공(32)에 체결 관통된 다음에 다시 피스톤(10)의 체결홈(12b)에 체결되는 별도의 고정볼트(B)를 이용하여 상기한 피스톤(10)에 완충판(30)과 흡입밸브(20)를 일괄 체결시키는데, 이때 상기 피스톤(10)의 가스통구(12a)와 완충판(30)의 가스통공(31) 그리고 흡입밸브(20)의 개폐부(21)가 일치되도록 배치하여 체결시킨다.

이와 같은 본 발명 왕복동식 압축기의 밸브충격 저감 장치가 가지는 작용효과는 다음과 같다.

즉, 상기 피스톤(10)에 완충판(30)이 개재되어 결합된 흡입밸브(20)가 피스톤(10)의 가스통구(12a) 및 완충판(30)의 가스통공(31)을 통해 유입되는 냉매가스의 흡입을 제한하기 위하여 상기한 피스톤(10)의 왕복운동시 그 흡입밸브(20)의 개폐부(21)가 탄력적으로 여닫히게 되나, 상기 피스톤(10)의 선단면에 플라스틱 재질로 이루어진 완충판(30)이 개재되어 있어 상기한 흡입밸브(20)의 닫힘시 발생되는 충격량을 현저하게 저감시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 압축기의 구동시 금속성인 피스톤(10)과 흡입밸브(20)가 자화되나, 그 사이에 비자성체인 완충판(30)이 개재되어 흡입밸브(20)의 닫힘시 자력으로 인한 흡입밸브(20)의 충격량 증가를 미연에 방지하게 된다.

한편, 본 발명에 의한 변형예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 일례에서는 상기 흡입밸브(20)와 완충판(30)을 고정볼트(B)로 피스톤(10)에 일괄 체결하는 것이었으나, 본 변형예에서는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 피스톤(110)의 헤드부(112) 선단면에 고정돌기(112b)를 형성하고 그 고정돌기(112b)가 관통되도록 완충판(130)에 관통공(132)을 형성하며 그 고정돌기(112b)의 선단면에는 래핑 가공된 체결홈(112c)이 형성되고, 그 고정돌기(112b)의 체결홈(112c)에 대응되는 흡입밸브(120)에는 관통공(122a)을 형성하여, 상기 피스톤(110)의 고정돌기(112b)에 완충판(130)의 관통공(132)을 삽입함과 아울러 상기 완충판(130)의 선단면에는 흡입밸브(120)를 대고 그 흡입밸브(120)의 관통공(122a) 을 통과하여 완충판(130)을 관통한 고정돌기(112b)의 체결홈(112c)에 체결되는 고정볼트(B)를 이용하여 흡입밸브(120)를 피스톤(110)에 고정시킬 수도 있다.

여기서, 상기 완충판(130)은 피스톤(110)의 선단면에 고온용 접착제를 이용하여 접합시킬 수도 있고, 또 접시머리 나사와 같은 작은 나사(미도시)를 이용하여 완충판(130)을 피스톤(110)에 고정시킬 수도 있다.

상기 피스톤(110)의 고정돌기(112b) 주면과 이에 대응되는 완충판(130)의 관통공(132) 주면을 각지게 형성하거나 면절삭으로 "D-컷"진 걸림부(112d)(132a)를 형성하여 완충판(130)이 겉도는 것을 미연에 방지할 수도 있다.

도면중 미설명 부호인 111은 몸통부, 113은 연결부, 112a는 가스통구, 131은 가스통공, 121은 개폐부, 122는 고정부이다.

또한, 상기 완충판 역시 전술한 일례에서와 같이 원판형으로 형성하여 피스톤의 선단면에 포개질 수도 있으나, 경우에 따라서는 도 5a 및 도 5b에 제시된 변형예와 같이 가스통구(212b)를 포함한 피스톤(210)의 선단면 일측에만 삽입 장착될 수도 있다.

즉, 상기 피스톤(210)은 그 헤드부(212)의 선단면 중에서 흡입밸브(220)의 개폐부(221)와 대응되도록 "태극무늬"의 개폐영역에 음각진 단차부(212a)가 형성되고, 상기 완충판(230)은 상기한 피스톤(210)의 단차부(212a)에 대응되도록 "태극무늬"로 형성되어 결합되는 것이 바람직하다. 도면중 미설명 부호인 211은 몸통부, 212c는 체결홈, 213은 연결부, 222는 고정부, 222a는 관통공, 231은 가스통공이다.

이러한 각각의 변형예들은 그 작용효과에 있어서 전술한 일례와 대동소이하 므로 구체적인 서술은 생략한다.

본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 밸브충격 저감 장치는, 피스톤의 선단면에 연성재질이면서 비자성체인 완충부재를 개재시켜 흡입밸브의 개폐시 그 개폐부가 피스톤에 직접 부딪히는 것을 방지하도록 구성함으로써, 상기 흡입밸브의 개폐부가 피스톤에 탄력적으로 부딪히면서 발생되는 충격은 물론 상기 피스톤과 흡입밸브가 압축기 구동시 자화되어 그 자력으로 피스톤에 달라붙으면서 발생되는 충격등을 최소화하여 장기간 사용하더라도 흡입밸브의 파손으로 인한 압축기 고장을 미연에 방지할 수 있다.

Claims

실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하도록 왕복동식 모터의 가동자에 결합되고 그 내부에 가스통구를 형성하는 피스톤과,

상기 피스톤의 선단면에 장착되어 그 피스톤의 가스통구를 개폐하는 흡입밸브와,

상기 피스톤의 가스통구에 연통되도록 가스통공이 형성되어 상기 피스톤과 흡입밸브 사이에 개재되는 완충부재로 이루어진 왕복동식 압축기의 밸브충격 저감 장치.
제1항에 있어서,

상기 완충부재는 피스톤 보다는 연성인 재질로 이루어지는 왕복동식 압축기의 밸브충격 저감 장치.
제1항에 있어서,

상기 완충부재는 비자성체 재질로 이루어지는 왕복동식 압축기의 밸브충격 저감 장치.
제1항에 있어서,

상기 완충부재는 피스톤에 접착되어 체결부재로 고정되는 왕복동식 압축기의 밸브충격 저감 장치.
제1항에 있어서,

상기 피스톤의 선단면에는 체결홈을 갖는 고정돌기를 형성하고, 상기 완충부재는 그 중심에 피스톤의 고정돌기가 삽입되도록 관통공을 형성하며, 상기 흡입밸브는 피스톤의 체결홈에 대응되어 그 흡입밸브와 완충부재를 조여 고정하는 체결부재가 통과되도록 관통공을 형성하는 왕복동식 압축기의 밸브충격 저감 장치.
제5항에 있어서,

상기 피스톤의 고정돌기 외주면과 이에 대응하는 완충부재의 관통공 내주면 사이에는 걸림부를 형성하는 왕복동식 압축기의 밸브충격 저감 장치.