KR100747476B1

KR100747476B1 - 압축기의 다단 밴딩형 밸브

Info

Publication number: KR100747476B1
Application number: KR1020050079072A
Authority: KR
Inventors: 김경호; 김종혁; 박경준; 김진국; 남혁; 배지영; 김범준; 이종목
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2007-08-09
Also published as: KR20070024289A

Abstract

본 발명은 압축기의 다단 밴딩형 밸브에 관한 것으로, 본 발명은 소정 면적을 갖는 박판과, 상기 박판의 내부에 소정 형상으로 형성된 슬릿에 의해 외팔보 형상으로 형성되는 외팔부와, 상기 외팔부의 내부에 소정 형상으로 관통 형성된 제1 형성구멍에 의해 외팔보 형상으로 형성되어 냉매 유로를 개폐하는 외팔보형 개폐부를 포함하여 이루어진다. 이로 인하여, 실린더 내부로 흡입되는 가스의 흡입 저항을 최소화하게 되어 가스의 흡입 효율을 높이게 될 뿐만 아니라 유동 저항에 의한 소음 발생을 최소화할 수 있도록 한 것이다.

Description

압축기의 다단 밴딩형 밸브{MULTI-STEP BENDING TYPE VALVE OF COMPRESSOR}

도 1은 일반적인 왕복동식 압축기의 일예를 도시한 단면도,

도 2는 상기 왕복동식 압축기의 밸브 조립체를 분해하여 도시한 사시도,

도 3,4는 종래 왕복동식 압축기의 흡입 밸브 작동상태를 도시한 단면도 및 사시도,

도 5는 본 발명의 압축기 다단 밴딩형 밸브의 제1 실시예를 도시한 정면도,

도 6은 상기 다단 밴딩형 밸브의 제1 실시예를 구성하는 토출 구멍의 다른 변형예를 도시한 정면도,

도 7은 본 발명의 압축기 다단 밴딩형 밸브의 제2 실시예를 도시한 정면도,

도 8은 본 발명의 압축기 다단 밴딩형 밸브의 제3 실시예를 도시한 정면도,

도 9는 본 발명의 압축기 다단 밴딩형 밸브의 제4 실시예를 도시한 정면도,

도 10은 본 발명의 압축기 다단 밴딩형 밸브가 구비된 밸브 조립체를 분해하여 도시한 사시도,

도 11, 12는 본 발명의 압축기 다단 밴딩형 밸브의 작동 상태를 도시한 단면도 및 사시도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

211,221; 박판 212,222; 슬릿

213; 외팔부 214,224; 제1 형성구멍

215,227,218; 외팔보형 개페부 223; 제1 외팔부

225; 제2 외팔부 226; 제2 형성구멍

217,229; 밸브의 토출 구멍 113; 밸브 지지 플레이트의 토출 구멍

본 발명은 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실린더 내부로 흡입되는 가스의 흡입 저항을 최소화할 수 있도록 한 압축기의 다단 밴딩형 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 전기에너지를 운동에너지로 전환시켜 가스를 압축하는 기기이다. 상기 압축기는 가스를 압축시키는 압축 매카니즘에 따라 회전식 압축기, 왕복동식 압축기, 스크롤 압축기 등이 있다.

도 1은 왕복동식 압축기의 일예를 도시한 단면도이다. 이에 도시한 바와 같이, 상기 왕복동식 압축기는 케이싱(10)내에 장착된 구동 모터(20)가 작동하게 되면 그 구동 모터(20)의 회전력이 그 구동 모터(20)에 결합된 크랭크축(30)을 통해 피스톤(40)에 전달된다. 상기 구동 모터(20)의 회전력이 크랭크축(30)을 통해 피스톤(40)에 전달되면서 그 피스톤(40)이 실린더 블럭(B)의 실린더(50)에서 직선 왕복 운동하게 된다. 상기 피스톤(40)이 실린더(50)내부에 직선 왕복 운동함에 따라 그 실린더(50)에 결합된 밸브 조립체(VA)와 흡입 머플러(60)를 통해 가스가 흡입되고 압축되어 그 밸브 조립체(VA)와 토출 머플러(70)를 통해 토출된다. 상기 밸브 조립체(VA)와 토출 머플러(70)를 통해 토출된 냉매는 루프 파이프(80)를 통해 케이싱(10)의 외부로 토출된다.

상기한 바와 같은 왕복동식 압축기에서, 상기 실린더(50)로 가스가 흡입되고 그 실린더(50)에서 압축된 가스가 토출되는 밸브 조립체(VA)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 일정 두께를 갖는 사각 형태의 밸브 지지 플레이트(110)와 그 밸브 지지 플레이트(110)의 양측면에 각각 위치하는 흡입 밸브(120) 및 토출 밸브(130)를 포함하여 구성된다.

상기 밸브 지지 플레이트(110)는 일정 면적과 두께를 갖는 플레이트(111)의 내부에 흡입 구멍(112)과 토출 구멍(113)이 각각 형성되고 그 플레이트(111)의 가장자리에 복수 개의 체결공(114)들이 형성된다.

상기 흡입 밸브(120)는 일정 면적을 갖는 박판(121)의 내부에 곡선 형상으로 형성된 슬릿(122)에 의해 그 슬릿(122)의 내부에 원형 형상의 외팔보 형태를 갖는 밸브부(123)가 형성되고 그 박판(121)의 가장자리에 복수 개의 체결공(124)들이 형성되고 그 박판의 내부에 토출구멍(125)이 형성되어 이루어진다. 상기 밸브부(123)는 박판(121)과 연결되는 부분과 기체의 유동을 막고 여는 부분으로 이루어진다.

상기 토출 밸브(130)는 소정 형상의 박판으로 형성되어 그 토출 구멍을 개폐하도록 그 밸브 지지 플레이트(110)의 일측면에 고정 결합된다.

상기 밸브 조립체(VA)는 그 흡입 밸브(120)가 실린더와 접촉되도록 위치한 상태에서 체결 볼트(미도시)들에 의해 실린더에 체결된다. 이때 상기 흡입 밸브(120)의 밸브부(123)가 밸브 지지 플레이트(110)의 흡입 구멍(112)을 개폐하게 되고, 상기 토출 밸브(130)가 밸브 지지 플레이트(110)의 토출 구멍(113)을 개폐하게 된다. 한편, 상기 토출 머플러(60)가 밸브 조립체(VA)와 함께 체결 볼트들에 의해 실린더(50)에 결합되고, 그 토출 머플러(60)에 흡입 머플러(70)가 고정 결합된다. 상기 흡입 머플러(70)의 출구는 상기 밸브 지지 플레이트(110)의 흡입 구멍(112)과 연통된다.

상기한 바와 같은 밸브 조립체의 작동을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 피스톤(40)이 하사점으로 움직이게 되면 실린더(50)의 내부와 외부의 압력차에 의해 흡입 밸브(120)의 밸브부(123)가 휘어지면서 밸브 지지 플레이트(110)의 흡입 구멍(112)을 열게 됨과 동시에 흡입 머플러(70)로 유입되는 가스가 그 흡입 머플러(70)의 출구와 밸브 지지 플레이트(110)의 흡입 구멍(112)을 통해 실린더(50) 내부로 흡입된다.

그리고 상기 피스톤(40)이 하사점에서 상사점으로 움직이게 되면 흡입 밸브(120)의 밸브부(123)가 밸브 지지 플레이트(110)의 흡입 구멍(112)을 막게 됨과 아울러 흡입된 가스가 점점 압축된다. 그 압축되는 가스가 설정된 압력이상이 되면 토출 밸브(130)가 휘어지면서 토출 구멍(113)을 열게 되어 그 압축된 가스가 토출 구멍(113)을 통해 토출 머플러(60)내로 토출된다.

그러나 이와 같은 구조는 밸브 조립체를 구성하는 흡입 밸브(120)의 밸브부(123)가 원형 형상을 갖는 외팔보 형태로 형성되므로 가스 흡입시, 도 3, 4 에 도시한 바와 같이, 그 흡입 밸브(120)의 밸브부(123)가 한쪽이 고정된 상태에서 소정 각도로 휘어지면서 밸브 지지 플레이트(110)의 흡입 구멍(112)을 열게 되어 가스가 그 흡입 구멍(123)을 통해 실린더(50) 내부로 흡입되는 과정에서 가스의 유동 저항을 증가시키게 된다. 즉, 흡입 밸브(120)의 밸브부(123)가 휘어지면서 흡입 구멍(112)을 오픈시킬 때 상기 흡입 밸브(120)의 박판(121)과 밸브부(123)가 연결되는 부분의 공간이 작게 되어 그 연결 부분에서 유로 저항이 크게 된다. 이로 인하여, 가스의 흡입 효율이 저하될 뿐만 아니라 소음을 유발시키게 되는 문제점이 있다.

상기한 바와 같은 단점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 실린더 내부로 흡입되는 가스의 흡입 저항을 최소화할 수 있도록 한 압축기의 다단 밴딩형 밸브를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 박판과, 상기 박판의 내부에 소정 형상으로 형성된 슬릿에 의해 외팔보 형상으로 형성되는 외팔부와, 상기 외팔부의 내부에 소정 형상으로 관통 형성되어 가스가 배출되는 제1 형성구멍과, 상기 외팔부의 일측에서 상기 제1 형성구멍 내부로 일정 길이 연장 형성되는 연결 영역과 그 연결 영역의 폭보다 넓은 폭을 갖도록 그 연결 영역에서 연장 형성되는 개폐 영역으로 이루어져 냉매 유로를 개폐하는 외팔보형 개폐부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 압축기의 다단 밴딩형 밸브가 제공된다.
상기 박판의 내부에 소정 형상으로 형성된 슬릿에 의해 외팔보 형상으로 형성되는 외팔부와, 상기 외팔부의 내부에 소정 형상으로 관통 형성된 제1 형성구멍에 의해 외팔보 형상으로 형성되어 냉매 유로를 개폐하는 외팔보형 개폐부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 압축기의 다단 밴딩형 밸브가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 압축기의 다단형 밸브의 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 압축기의 다단 밴딩형 밸브의 제1 실시예를 도시한 정면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 상기 압축기의 다단 밴딩형 밸브는 사각 형상으로 형성된 박판(211)의 내부에 소정 형상으로 형성된 슬릿(212)이 형성된다. 상기 슬릿(212)에 의해 그 박판(211)의 내부에 외팔보 형상의 외팔부(213)가 형성된다. 그리고 그 외팔부(213)의 내부에 소정 형상의 제1 형성구멍(214)이 형성되며 그 제1 형성구멍(214)에 의해 그 외팔부(213)의 내부에 외팔보 형상의 외팔보형 개폐부(215)가 형성된다.

상기 외팔부(213)는 박판(211)과 연결되는 연결 영역(a)과 그 연결 영역(a)에 이어 그 연결 영역(a)의 폭보다 큰 직경을 갖는 대략 반원 형태로 형성되는 반원 영역(b)으로 이루어진다.

상기 외팔보형 개폐부(215)는 상기 외팔부(213)와 연결되는 연결 영역(c)과 그 연결 영역(c)에 이어 원 형태로 형성되는 개폐 영역(d)으로 이루어진다. 상기 외팔보형 개폐부(215)의 연결 영역(a)은 상기 외팔부(213)의 연결 영역(a)과 동일 선상에 위치하며 그 두 개의 연결 영역(a)(c)은 180도의 위상차를 이루게 된다.

상기 박판(211)의 모서리부분에 볼트와 체결되기 위한 관통구멍(216)들이 각각 형성된다.

그리고 상기 박판(211)에 토출 구멍(217)이 형성된다. 상기 토출 구멍(217)은 상기 슬릿(212)과 연결되도록 그 슬릿(212)의 일측에 형성된다.

한편, 상기 밸브 조립체의 밸브 지지 플레이트(110)에 토출 구멍(113)이 두 개 형성되고 그 토출 구멍들을 각각 개폐하도록 토출 밸브가 2개 구비될 경우 상기 박판(211)에 두 개의 토출 구멍이 형성된다. 이때, 상기 두 개의 토출 구멍은, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 슬릿(212)에 연통되도록 박판(211)에 각각 형성된다.

도 7은 본 발명의 압축기의 다단 밴딩형 밸브의 제2 실시예를 도시한 평면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 상기 압축기의 다단 밴딩형 밸브는 사각 형상으로 형성된 박판(221)의 내부에 소정 형상으로 형성된 슬릿(222)이 형성된다. 상기 슬릿(222)에 의해 그 박판(221)의 내부에 외팔보 형상의 제1 외팔부(223)가 형성된다. 그리고 그 제1 외팔부(223)의 내부에 소정 형상의 제1 형성구멍(224)이 형성되며 그 제1 형성구멍(224)에 의해 그 제1 외팔부(223)의 내부에 외팔보 형상의 제2 외팔부(225)가 형성된다. 그리고 그 제2 외팔부(225)의 내부에 소정 형상의 제2 형성구멍(226)이 형성되며 그 제2 형성구멍(226)에 의해 그 제2 외팔부(225)의 내부에 외팔보 형상의 외팔보형 개폐부(227)가 형성된다. 상기 제2 형성구멍(226)은 상기 슬릿(222)과 연통되게 형성된다.

상기 제1 외팔부(223)는 박판(221)과 연결되는 연결 영역(e)과 그 연결 영역에 이어 대략 반원 형태로 형성되는 반원 영역(f)으로 이루어진다.

상기 제2 외팔부(225)는 제1 외팔부(223)와 연결되는 연결 영역(g)과 그 연결 영역(g)에 이어 그 연결 영역(g)의 폭과 같은 직경을 갖는 반원 형태로 형성되는 반원 영역(h)으로 이루어진다. 상기 제2 외팔부(225)의 연결 영역(g)과 제1 외팔부(223)의 연결 영역(e)은 동일 선상에 위치하게 되며 그 두 개의 연결 영역 (e)(g)은 서로 180도의 위상차를 이루게 된다.

상기 외팔보형 개폐부(227)는 상기 제2 외팔부(225)의 연결되는 연결 영역(k)과 그 연결 영역(k)에 이어 원 형태로 형성되는 개폐 영역(m)으로 이루어진다. 상기 외팔보형 개폐부(227)의 연결 영역(k)은 상기 제2 외팔부(225)의 연결 영역(g)과 동일 선상에 위치하며 그 두 개의 연결 영역(g)(k)은 서로 180도의 위상차를 이루게 된다.

상기 박판(221)의 모서리부분에 볼트와 체결되기 위한 관통구멍(228)들이 각각 형성된다.

그리고 상기 박판(221)에 토출 구멍(229)이 형성된다. 상기 토출 구멍(229)은 상기 슬릿(222)과 연결되도록 그 슬릿(222)의 일측에 형성된다.

한편, 상기 외팔부는 2개 이외에도 2개 이상 복수 개 구비될 수 있다.

도 8은 본 발명의 압축기 다단 밴딩형 밸브의 제3 실시예를 도시한 평면도이다. 제1 실시예와 동일한 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하였다.

이에 도시한 바와 같이, 상기 압축기의 다단 밴딩형 밸브는 제1 실시예의 다단 밴딩형 밸브에서 외팔보형 개폐부(215)의 형태만이 변형된 것이다. 제3 실시예에서의 외팔보형 개폐부(218)는 외팔부(213)와 연결되는 연결 영역(n)과, 그 연결 영역(n)에 이어 원 형상으로 연장 형성된 제1 개폐 영역(p)과, 그 제1 개폐 영역(p)에 이어 원 형상으로 연장 형성된 제2 개폐 영역(r)으로 이루어진다. 상기 제1 개폐 영역(p)과 제2 개폐 영역(r)은 동일 선상에 위치하게 되며 그 제1 개폐 영역(p)의 면적이 제2 개폐 영역(r)보다 작게 형성된다. 이와 같은 다단 밴딩형 밸브는 가스가 흡입되는 흡입 구멍이 두 개일 경우 적용된다.

도 9는 본 발명의 압축기 다단 밴딩형 밸브의 제4 실시예를 도시한 평면도이다. 제1 실시예와 동일한 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하였다.

이에 도시한 바와 같이, 상기 압축기의 다단 밴딩형 밸브는 상기 제1 실시예의 다단 밴딩형 밸브에서 외팔보형 개폐부(215)가 하나 더 구비된 것이다. 상기 두 개의 외팔보형 개폐부(215)들은 서로 일정 간격을 두고 형성된다. 이와 같은 다단 밴딩형 밸브는 가스가 흡입되는 흡입 구멍이 두 개일 경우 적용된다.

이하, 본 발명의 압축기의 다단 밴딩형 밸브의 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 압축기의 다단 밴딩형 밸브는, 도 10에 도시한 바와 같이, 밸브 조립체(VA)를 구성하며, 그 밸브 조립체(VA)는 실린더(50)의 내부를 복개하도록 그 실린더(50)의 일측에 결합되고 그 밸브 조립체(VA)에 이어 토출 머플러(60) 및 흡입 머플러(70)가 결합된다. 상기 다단 밴딩형 밸브는 실린더(50)측에 위치하여 흡입 밸브의 역할을 하게 된다.

이와 같은 구조는 실린더(50)내부에 삽입된 피스톤(40)이 상사점에서 하사점으로 움직이게 되면 실린더(50)내부와 외부의 압력차에 의해 다단 밴딩형 밸브의 외팔부(213) 및 외팔보형 개폐부(215)가 휘어지면서 밸브 지지 플레이트의 흡입 구멍(112)이 열리게 됨과 동시에 흡입 머플러(70)를 통해 유입된 가스가 흡입 구멍(112)을 통해 실린더(50) 내부로 흡입된다.

그리고 피스톤(40)이 하사점에서 상사점으로 움직이게 되면 상기 다단형 밸 브의 외팔부(213) 및 외팔보형 개폐부(215)가 원위치로 이동하면서 그 흡입 구멍(112)을 막게 됨과 동시에 실린더(50)내부에 흡입된 가스가 압축되고 그 실린더(50) 내부의 가스가 설정된 압력 이상이 되면 밸브 지지 플레이트의 토출 구멍(113)이 열리면서 그 압축된 가스가 토출 구멍(113)을 통해 토출 머플러(60)측으로 토출된다. 그 토출 구멍(113)은 그 토출 구멍(113)을 막고 있던 토출 밸브(130)가 휘어지면서 열리게 된다.

이와 같이, 상기 다단 밴딩형 밸브가 흡입 구멍(112)을 오픈시킬 때, 도 11, 12에 도시한 바와 같이, 다단 밴딩형 밸브의 외팔부(213)가 일차적으로 휘어지게 됨과 동시에 그 외팔부(213)내에 형성된 외팔보형 개폐부(215)가 휘어지면서 그 흡입 구멍(112)을 오픈시키게 되므로 그 흡입 구멍(112)을 통해 실린더(50)내부로 흡입되는 가스의 유동 공간이 넓게 확보되어 가스 흡입 유동 저항을 최소화하게 된다. 즉, 외팔부(213)의 휘어짐이 시작되는 부분에서 가스가 유동하는 공간이 작을 수 있으나 그 외팔부(213)의 휘어짐이 시작되는 부분에 제1 형성구멍(214)이 위치하게 되므로 그 흡입 구멍(112)을 통한 가스가 외팔부(213)에 의해 오픈된 공간과 제1 형성구멍(214)을 통해 실린더(50)내부로 흡입되므로 가스의 유동 공간이 크게 되어 가스 유동 저항을 최소화하게 된다.

한편, 제2 실시예의 경우, 그 다단 밴딩형 밸브의 제1 외팔부(223)와 제2 외팔부(225) 그리고 외팔보형 개폐부(227)가 휘어지면서 밸브 지지 플레이트의 흡입 구멍(112)을 오픈시키게 되며 이때 상기 제1 외팔부(223)와 제2 외팔부(225) 그리고 외팔보형 개폐부(227)가 지그재그 형태로 위치하게 된다. 이와 같은 경우 흡입 구멍(112)을 통한 가스가 상기 제1 외팔부(223)가 휘어지면서 형성되는 공간과 제1 형성구멍(224) 그리고 제2 형성구멍(226)을 통해 실린더(50) 내부로 흡입되므로 가스의 유동 공간이 크게 되어 가스 유동 저항을 최소화하게 된다.

한편, 제3 실시예와 제4 실시예는 상기 밸브 지지 플레이트에 흡입 구멍(112)이 두 개인 경우에 적용된다. 제3 실시예의 경우 외팔부(213)와 두 개의 개폐 영역들을 갖는 외팔보형 개폐부(218)가 휘어지면서 흡입 구멍(112)들을 오픈시키게 되므로 그 흡입 구멍(112)들을 통해 실린더(50) 내부로 흡입되는 공간이 크게 되어 가스 흡입 유동 저항을 최소화하게 된다.

제4 실시예의 경우에도 외팔부(213)와 두 개의 외팔보형 개폐부(215)들이 휘어지면서 흡입 구멍(112)들을 오픈시키게 되므로 그 흡입 구멍(112)들을 통해 실린더(50) 내부로 흡입되는 공간이 크게 되어 가스 흡입 유동 저항을 최소화하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 압축기의 다단형 밸브는 실린더 내부로 흡입되는 가스의 흡입 저항을 최소화하게 됨으로써 가스의 흡입 효율을 높이게 될 뿐만 아니라 유동 저항에 의한 소음 발생을 최소화하게 되어 압축기의 압축 효율을 향상시킴과 아울러 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

박판과;

상기 박판의 내부에 소정 형상으로 형성된 슬릿에 의해 외팔보 형상으로 형성되는 외팔부와;

상기 외팔부의 내부에 소정 형상으로 관통 형성되어 가스가 배출되는 제1 형성구멍과;

상기 외팔부의 일측에서 상기 제1 형성구멍 내부로 일정 길이 연장 형성되는 연결 영역과 그 연결 영역의 폭보다 넓은 폭을 갖도록 그 연결 영역에서 연장 형성되는 개폐 영역으로 이루어져 냉매 유로를 개폐하는 외팔보형 개폐부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 압축기의 다단 밴딩형 밸브.
제 1 항에 있어서, 상기 박판과 외팔부가 연결되는 연결부분과 상기 외팔부와 외팔보형 개폐부가 연결되는 연결부분은 서로 180도의 위상차를 갖는 것을 특징으로 하는 압축기의 다단 밴딩형 밸브.
제 1 항에 있어서, 상기 외팔보형 개폐부의 개폐 영역은 원 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 압축기의 다단 밴딩형 밸브.
제 1 항에 있어서, 상기 외팔보형 개폐부는 상기 개폐 영역에 이어 하나의 개폐 영역이 더 연장 형성된 것을 특징으로 하는 압축기의 다단 밴딩형 밸브.
제 1 항에 있어서, 상기 외팔보형 개폐부는 복수 개인 것을 특징으로 하는 압축기의 다단 밴딩형 밸브.
제 1 항에 있어서, 상기 박판에 가스가 통과하는 토출 구멍이 구비된 것을 특징으로 하는 압축기의 다단 밴딩형 밸브.
제 6 항에 있어서, 상기 토출 구멍은 두 개이며 그 토출 구멍들은 일정 간격을 두고 상기 슬릿에 연통되게 형성된 것을 특징으로 하는 압축기의 다단 밴딩형 밸브.
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