KR100836057B1 - 왕복동식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 압축부를 형성하는 실린더와, 상기 실린더 내에서 직선운동하는 피스톤과, 상기 실린더의 일단에 형성된 토출밸브와, 상기 토출밸브를 수용하는 토출커버를 구비한 왕복동식 압축기에 있어서, 상기 실린더의 선단면에는 상기 토출밸브가 접촉하는 토출밸브 안착면과, 상기 토출커버를 장착하기 위한 토출커버 장착면을 각각 형성함으로써, 고온 고압 분위기인 토출 냉매가스로 충진된 토출커버 내의 열이 압축실로 전달되는 것을 방지하여 냉력의 감소를 방지할 수 있는 왕복동식 압축기를 제공한다.

토출밸브 안착면, 토출커버 장착면, 토출커버 조립가이드

Description

왕복동식 압축기 {RECIPROCATING COMPRESSOR}

도 1은 일반적인 왕복동식 압축기의 단면도,

도 2는 도 1에 따른 왕복동식 압축기의 토출부를 도시한 단면도,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 왕복동식 압축기의 토출부를 도시한 단면도,

도 4는 도 3의 "B"부분을 확대한 단면도이다.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

1: 왕복동식 압축기 10: 압축부

13: 피스톤 14,140: 실린더

15: 전방프레임 20: 모터부

21: 외측 코어 22: 내측 코어

23: 마그네트 24: 마그네트프레임

31: 토출밸브 32: 토출커버

33: 토출머플러 141: 토출밸브 안착면

142: 토출커버 장착면 143: 토출밸브조립가이드

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실린더 상단부의 높이를 최소한 낮춤으로써 토출가스로 인한 고온이 실린더 상단을 통해 압축실로 전달되어 흡입가스가 과열되는 것을 방지함으로써 실린더 열손실을 저감할 수 있는 왕복동식 압축기에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 왕복동식 압축기의 단면도이고, 도 2는 도 1에 따른 왕복동식 압축기의 토출부를 도시한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 왕복동식 압축기(1)는 크게 압축부(10)와 모터부(20)로 구성된다.

상기 모터부(20)는, 외측코어(21)와, 상기 외측코어(21)에 권선된 코일(25)과, 상기 외측코어(21)와 이격된 내측코어(22)와, 상기 코어(21,22) 사이에 형성된 에어갭에서 직선운동하는 마그네트(23)와, 상기 마그네트(23)를 고정장착하는 마그네트프레임(24)을 포함하여 구성된다.

한편, 상기 압축부(10)는 상기 마그네트프레임(24)에 연결되어 직선운동하는 피스톤(13)과, 상기 피스톤(13)을 내부에 수용하며 압축실을 형성하는 실린더(14)와, 상기 실린더(14)와 상기 왕복동식 모터(20)를 지지하는 전방프레임(15)을 포함하여 구성된다.

상기 왕복동식 모터(20)는 상기 전방프레임(15)과 대향하도록 설치되어 상기 왕복동식 모터(20)를 지지 고정하는 중간프레임(16)과, 상기 중간프레임(16)을 지지하는 후방프레임(17)에 의해 고정된다.

상기한 바와 같은 종래의 왕복동식 압축기(1)는 다음과 같이 작동한다.

상기 피스톤(13)의 내부에 삽입 설치된 흡입파이프(11)를 통해 냉매가스가 흡입된다. 이와 같이 흡입된 냉매는 상기 피스톤(13)에 형성된 흡입유로(13a)와 흡입밸브(18)를 통과하여 상기 실린더(14)와 상기 피스톤(13)에 의해 형성된 압축실로 유입된다.

상기 압축실에서 압축된 냉매가스는 상기 실린더(14)의 단부에 설치된 토출밸브(31)를 통하여 토출커버(32) 내부로 토출된다. 이 때, 상기 토출커버(32)와 상기 토출밸브(31)의 사이에는 토출밸브스프링(35)이 설치되어 상기 토출밸브(31)를 탄성지지하며, 상기 토출커버(32)는 상기 실린더(14)와 접촉한다.

한편, 상기 토출커버(32) 내부로 토출된 냉매가스는 상기 토출커버(32)를감싸는 토출머플러(33)에 연통된 토출파이프(34)를 통하여 압축기 외부로 토출된다.

도 2에 도시된 바와 왕복동식 압축기(1)이 토출부는, 상기 실린더(14)의 "A"부분을 길게 돌출시킨 구조를 갖는다.

그러나, 상기 실린더(14)의 길게 돌출된 "A"부분은 상기 토출커버(32) 내의 고온 분위기에 노출되어 있으며, 고온고압의 토출냉매가스의 많은 열이 "A"부분을 통해 상기 피스톤(13)의 상단과 상기 실린더(14)에 의해 형성된 압축실로 전달되어 흡입된 냉매가스가 과열되기 때문에 효율이 저하되는 문제가 있었다. 즉, 도 1의 화살표 "H"와 같이 열이 전달된다.

또한, 상기 실린더(14)의 돌출된 부분을 제거하면 자성체인 상기 토출커버(32)가 자력에 의해 정확하지 않은 위치에 체결되는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 고온 고압인 토출커버 내의 열이 압축실로 전달되는 것을 최소화하여 냉력의 감소를 방지할 수 있는 왕복동식 압축기를 제공함을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 자성체인 토출커버의 안정된 조립성을 확보할 수 있는 왕복동식 압축기를 제공함을 다른 목적으로 한다.

뿐만 아니라, 본 발명은 흡입 냉매가스의 과열을 방지할 수 있는 왕복동식 압축기를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 압축부를 형성하는 실린더와, 상기 실린더 내에서 직선운동하는 피스톤과, 상기 실린더의 일단에 형성된 토출밸브와, 상기 토출밸브를 수용하는 토출커버를 구비한 왕복동식 압축기에 있어서, 상기 실린더의 선단면에는 상기 토출밸브가 접촉하는 토출밸브 안착면과, 상기 토출커버를 장착하기 위한 토출커버 장착면이 형성된 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기를 제공한다.

이와 같이 상기 실린더의 선단면에 상기 토출밸브 안착면과 상기 토출커버 장착면을 각각 형성함으로써, 상기 실린더가 상기 토출커버 내의 고압 분위기에 노출되는 것을 최소화할 수 있으며 흡입된 냉매가스가 과열되는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 상기 토출밸브 안착면은 상기 토출커버 장착면으로부터 돌출형성된 다. 상기 토출밸브 안착면을 상기 토출커버 장착면으로부터 돌출되도록 형성함으로써 상기 토출밸브와 접촉하는 실린더의 면적을 최소화할 수 있다.

상기 토출커버는 토출커버 조립가이드에 의해 상기 토출커버 장착면에 장착결되는 것을 특징으로 한다. 상기 실린더의 측면을 이용하여 상기 토출커버의 장착을 가이드하는 구성이 아니기 때문에 상기 토출커버 조립가이드를 이용하여 자성체인 상기 토출커버가 자력에 의해 엉뚱한 곳에 체결되는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 상기 토출커버의 플랜지에는 상기 조립가이드가 관통하도록 구멍이 형성되고, 상기 토출커버 장착면에는 상기 조립가이드를 삽입하여 결합하기 위한 홈이 형성되며, 상기 토출커버 조립가이드는 핀인 것이 바람직하다.

한편, 상기 토출커버는 상기 토출밸브 안착면과 이격된 것을 특징으로 한다. 상기 토출커버를 상기 토출밸브 안착면과 이격되도록 장착함으로써 상기 실린더를 통한 열전달 경로를 줄일 수 있으며, 상기 토출밸브가 상기 토출커버 내에서 자유롭게 움직일 수 있다.

상기 토출밸브 안착면은 상기 토출커버 장착면으로부터 0.4mm 내지 0.6mm 돌출된 것을 특징으로 한다.

이러한 발명의 목적과 특징은 다음의 상세한 설명에 의하여 더욱 명백해질 것이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 구성 및 작용에 관하여 상세히 설명한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

또한, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 왕복동식 압축기의 토출부를 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3의 "B"부분을 확대한 단면도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 왕복동식 압축기는 상기 실린더와 상기 토출커버의 체결구조를 제외하고는 일반적인 왕복동식 압축기와 동일하므로, 왕복동식 압축기의 구체적인 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 실린더(140)의 내부에는 흡입된 냉매가스를 압축하기 위한 상기 피스톤(13)이 설치된다.

한편, 상기 실린더(140)의 선단면에는 압축된 냉매가스를 토출시키기 위한 상기 토출밸브(31)가 장착되며, 상기 토출밸브(31)를 둘러싸면서 내부에 토출챔버를 형성하는 토출커버(32)가 상기 토출밸브(31)의 외부에 장착된다.

여기서, 상기 토출밸브(31)가 접촉하는 상기 실린더(140)의 선단면에는 토출밸브 안착면(141)과, 상기 토출커버(32)의 장착을 위한 토출커버 장착면(142)이 각각 형성되어 있다.

즉, 상기 토출밸브 안착면(141)에 상기 토출밸브(31)의 가장자리가 접촉하며, 상기 토출커버 장착면(142)에는 상기 토출커버(32)의 플랜지부(32a)가 접촉하여 장착된다. 여기서, 상기 토출밸브 안착면(141)은 밸브시트의 역할을 한다.

상기 토출커버(32)는 상기 토출밸브 안착면(141)으로부터 소정 거리 이격되 어 상기 토출커버 장착면(142)에 장착된다. 상기 토출커버(32)가 상기 토출밸브 안착면(141)으로부터 이격되지 않고 접촉되도록 장착된다면, 상기 토출밸브(31)의 외경과 상기 토출커버(32)의 내경이 접촉하게 되어 상기 토출밸브(31)가 자유롭게 움직일 수 없기 때문에 상기 토출밸브 안착면(141)으로부터 이격되도록 상기 토출커버(32)를 장착해야 한다.

도 4를 참조하여 상기 실린더(140)의 구성에 대해서 좀더 상세히 설명하도록 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 토출밸브 안착면(141)은 상기 토출커버 장착면(142)으로부터 소정거리(D)만큼 돌출 형성되어 있다. 이 때, 상기 토출밸브 안착면(141)의 돌출 높이(D)는 작을수록 유리하다. 왜냐하면, 상기 돌출 높이(D)가 크면 이를 통한 열전달(H)의 량이 증가하게 되어 흡입된 냉매가스를 과열시키기 때문이다. 또한, 상기 돌출 높이(D)가 너무 높으면 상기 토출밸브(31)이 정확하게 안착하기 어렵기 때문이다.

상기 실린더(140)를 구비한 왕복동식 압축기를 냉장고에 적용할 경우에, 상기 토출밸브 안착면(141)의 돌출 높이(D)를 5mm에서 0.5mm로 줄이면 10W의 냉력이 저감되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 토출밸브 안착면(141)은 상기 토출커버 장착면(142)으로부터 0.4mm 내지 0.6mm 정도 돌출되는 것이 효과적이다.

또한, 상기 토출밸브 안착면(141)의 외경은 상기 토출밸브(31)의 외경과 일치하도록 형성하는 것이 바람직하다. 만약, 상기 토출밸브(31)의 외경 보다 상기 토출밸브 안착면(141)의 외경이 더 크면 상기 토출밸브(31)의 외경 바깥으로 노출 된 상기 토출밸브 안착면(141)을 통해 토출 냉매가스의 고온의 열이 전달될 수 있으며, 상기 토출밸브(31)의 외경 보다 상기 토출밸브 안착면(141)의 외경이 더 작으면 밸브 시트로서의 실링 기능이 저하될 수 있다.

한편, 종래와 달리 본 발명의 일실시예에 따른 상기 토출커버(32)는 상기 실린더(140)의 측면과 접촉하거나 상기 토출밸브 안착면(141)의 돌출된 부분의 측면과 접촉하지 않고 상기 토출커버 장착면(142)에만 접촉하여 장착된다.

한편, 자성체인 상기 토출커버(32)가 왕복동식 모터에서 발생하는 자력에 의해 정확한 위치를 벗어나서 장착될 우려가 있으며, 상기 토출커버(32) 내에서 상기 토출밸브스프링(35)에 의해 지지되는 상기 토출밸브(31)도 상기 실린더(140) 위에 정확하게 안착하지 못할 우려가 있다.

이러한 현상을 방지하기 위해서 상기 토출커버(32)는 토출커버 조립가이드(143)에 의해 상기 토출커버 장착면(142)에 장착된다. 이와 같이 상기 토출커버 조립가이드(143)를 이용하여 상기 토출커버(32)를 상기 토출커버 장착면(142)에 장착함으로써 상기 토출커버(32)가 상기 실린더(140)의 측면와 접촉하지 않아도 정확한 위치에 장착될 수 있다.

여기서, 상기 토출커버 조립가이드(143)를 상기 토출커버(32)의 플랜지(32a)의 원주 방향을 따라 복수개 형성될 수 있으며 이 때, 동일한 간격을 두고 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 토출커버 조립가이드(143)를 장착하기 위한 구멍(32b)이 상기 토출커버(32)의 플랜지(32a)에 형성되며, 상기 토출커버(32)의 구멍(32b)에 대응하도록 상기 토출커버 장착면(142)에도 상기 조립가이드(143)이 삽입되어 결합될 수 있도록 홈(142a)이 형성되어 있다.

상기 토출커버 조립가이드(143)는 상기 구멍(32b)과 홈(142a)에 억지끼움 등의 방법으로 고정되는 것이 효과적이다.

한편, 상기 토출커버 조립가이드(143)는 볼트 및 나사 또는 리벳 등을 이용할 수도 있으나, 핀(Pin)을 이용하는 것이 효과적이다. 왜냐하면, 핀을 이용하며 조립성이 향상되고 후가공 단계가 필요 없기 때문이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 왕복동식 압축기는 다음과 같이 동작한다.

왕복동식 압축기의 토출과정이 일어나면, 상기 토출커버(32)의 내부는 고온고압의 토출 냉매가스로 채워지게 된다. 이 때, 상기 실린더(140)의 선단면의 상기 토출커버 장착면(142)의 일부분과 돌출 형성된 상기 토출밸브 안착면(141)의 측면만이 토출 냉매가스에 노출된다.

따라서, 상기 실린더(140)를 통해 압축실로 전달되는 열이 최소화되어 냉장고 적용시 냉력 감소를 방지할 수 있으며, 상기 실린더(140)의 측면과 상기 토출커버(32)가 접촉되지 않게 하더라도 상기 토출커버(32)의 조립성을 개선할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 왕복동식 압축기는 냉장고에 적용할 수 있음은 물론 공기조화기 등에도 적용할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 고온 고압 분위기인 토출 냉매가스가 충진된 토출커버 내의 열이 압축실로 전달되는 것을 방지함으로써 냉력의 감소를 방지할 수 있는 왕복동식 압축기를 제공한다.

또한, 본 발명은 별도의 토출커버 조립가이드를 구비함으로써 토출밸브 및 토출커버의 위치 정밀도를 높일 수 있으며 생산성을 증가시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 토출 냉매가스의 고온으로 인해 압축실로 흡입된 냉매가스가 과열되는 것을 방지함으로써 효율을 향상시킬 수 있는 왕복동식 압축기를 제공한다.

Claims (7)

1. 압축부를 형성하는 실린더와, 상기 실린더 내에서 직선운동하는 피스톤과, 상기 실린더의 일단에 착탈 가능하게 배치되는 토출밸브와, 상기 실린더에 결합되도록 외주면에 플랜지가 일체로 형성되고 내부에 상기 토출밸브를 수용하는 토출커버를 포함한 왕복동식 압축기에 있어서,

   상기 실린더의 선단면에는 상기 토출커버를 장착하기 위한 토출커버 장착면이 형성되고, 상기 토출커버 장착면의 안쪽에는 상기 토출밸브가 접촉하는 토출밸브 안착면이 상기 토출커버 장착면보다 높게 돌출 형성되며, 상기 토출커버는 그 내주면이 상기 토출밸브 안착면과 이격되도록 조립되고, 상기 토출커버의 플랜지와 상기 토출커버 장착면은 상기 플랜지를 통과하여 상기 토출커버 장착면에 결합되는 토출커버 조립가이드에 의해 제위치에 조립되는 왕복동식 압축기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 토출커버의 플랜지에는 상기 조립가이드가 관통하도록 구멍이 형성되고, 상기 토출커버 장착면에는 상기 플랜지의 구멍에 대응하여 상기 조립가이드가 삽입되도록 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 토출커버 조립가이드는 핀인 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 토출밸브 안착면은 상기 토출커버 장착면으로부터 0.4mm 내지 0.6mm 돌출된 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.

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