KR100874069B1 - 밀폐형 컴프레서 - Google Patents

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KR100874069B1
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가즈히로 요코타
기와무 와타나베
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파나소닉 주식회사
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Abstract

냉매의 흡입 시 흡입 리드의 경사각은 L/S가 0.25 보다 크지 않을 때 증가할 수 있는데, S (mm2)는 흡입 리드의 흡입 밸브 시트의 둘레 내부의 면적을 나타내고, L (mm)은 상기 지지 단부와 상기 흡입 리드의 상기 개/폐부의 일측의 팁 사이의 거리를 나타낸다.
흡입 리드의 경사각의 증가는 흡입 저항과 간극 체적을 감소시키도록 흡입 밸브 시트의 내부로부터 실린더 보어 안으로의 냉매의 유동을 부드럽게 하고, 이로써 재팽창 손실을 감소시킨다. 그 결과, 냉매의 유동이 증가하여, 체적 효율을 증가시키고, 이로써 밀폐형 컴프레서의 냉동 성능을 향상시킨다.

Description

밀폐형 컴프레서{HERMETIC COMPRESSOR}
본 발명은 냉장고에서 사용되는 밀폐형 컴프레서에 관한 것이다.
종래의 일부 고효율 밀폐형 컴프레서는, 예를 들어 일본 비심사 특허공개 제H09-072280에 제시된 바와 같이 전체 흡입 저항을 감소시키기 위해 복수의 흡입구를 갖고 있다.
첨부된 도면을 참조하여 종래의 밀폐형 컴프레서에 대해 설명한다. 도 8은 전술한 특허 문서 1의 밀폐형 컴프레서의 단면도이다. 도 9는 밀폐형 컴프레서의 밸프판의 개략도이다. 도 10은 밀폐형 컴프레서의 흡입 리드(suction reed)의 개략도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 밀폐형 컴프레서는 피스톤(403)이 왕복운동을 하는 실린더 보어(402)를 가진 블록(401)을 포함한다. 실린더 보어(cylinder bore)(402)는 밀폐를 위해 그 개구 단부에 밸브 판(404)을 갖는다. 밸브 판(404)과 실린더 보어(402)의 개방 단부 사이에 흡입 리드(405)가 끼어 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 밸브 판(404)에는 천공된 두 개의 흡입구(406)가 있고, 흡입구(406)에는 실린더 보어(402) 측에서 그 둘레에 흡입 밸브 시트(seat)(407)가 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 흡입 리드(405)는 흡입 밸브 시 트(407)를 열고 닫는 개/폐부(408)를 포함하며, 지지 단부(409)는 흡입 리드(405)의 기저로서 기능을 하고, 암(410)은 지지 단부(409)와 개/폐부(408)를 연결한다. 지지 단부(409)는 실질적으로 리드의 기능을 하도록 움직이는 부분과 흡입 리드(405)가 변위될 때 움직이지 않는 부분 사이의 경계를 나타낸다. 지지 단부(409)는 도 10에 도시된 점선으로 둘러싸인 영역 "A"에 해당한다.
전술한 구조를 가진 컴프레서는 하기와 같이 작동한다. 피스톤(403)이 실린더 보어(402) 내에서 왕복운동을 하면, 실린더 보어(402) 내의 압력이 흡입 행정 중에 감소하고, 이에 따라 흡입구(406)와 실린더 보어(402) 사이에 압력 차를 발생시킨다. 암(410)이 지지 단부(409) 주위로 구부러지도록 흡입 리드(405)가 실린더 보어(402) 안으로 열리면 냉매가 흡입 밸브 시트(407)를 거쳐 흡입구(406)를 통해 실린더 보어(402) 안으로 흡입된다. 반대로 방출 행정 중에는, 실린더 보어(402) 내의 압력이 흡입 밸브 시트(407)를 차단할 정도로 증가하여 흡입 리드(405)를 닫는다. 그 결과 실린더 보어(402)에서 냉매가 방출된다.
전술한 작동으로부터 이해되는 바와 같이 흡입구(406)와 흡입 밸브 시트(407)는 냉매를 실린더 보어(402) 안으로 안내하는 경로를 형성한다. 복수의 흡입구(406)와 복수의 흡입 밸브 시트(407)를 제공하면 냉매의 통로 영역을 증가시켜서 흡입 저항을 감소시킨다.
그러나 전술한 종래의 구조에서는 복수의 흡입 밸브 시트가 흡입 밸브 시트 내부로부터 실린더 보어 안으로 흡입된 냉매의 유동을 차단하고 교란시킨다. 그 결과 개/폐부가 흡입 저항을 증가시키고, 충분한 양의 냉매를 흡입하는 것을 불가능 하게 만든다.
종래의 흡입 리드에서는 리드 부분의 둘레를 따라 판(sheet) 재료를 절단함으로써 리드 부분을 형성한다. 컷아웃(cut-out) 부분은 간극 체적(clearance volume)을 발생시킨다. 간극 체적이란 피스톤이 상사점에 도달할 때 밸브 판 측 상의 피스톤의 상부에 형성된 공간을 말한다. 전술한 구조에서 복수의 흡입 밸브 시트를 제공하면, 흡입 리드의 둘레 길이가 증가하고, 이에 따라 흡입 리드가 흡입 밸브 시트를 차단하도록 형성되면 간극 체적을 증가시킨다. 간극 체적의 증가는 재팽창 손실을 증가시키고, 이는 체적 효율의 감소를 일으키고, 이에 따라 냉매의 유동을 감소시킨다. 그 결과 밀폐형 컴프레서가 충분한 효율을 내지 못한다.
본 발명의 밀폐형 컴프레서는, 실린더 보어가 있고 냉매로서 R600a를 사용하는 블록, 실린더 보어 내에서 왕복운동을 하는 피스톤, 및 블록의 실린더 보어의 개방 단부를 밀폐시키도록 배치된 밸브 판을 포함한다. 또한 밀폐형 컴프레서는 밸브 판 내에 천공된 흡입구를 가진 흡입 밸브, 흡입구의 실린더 보어 측 상의 둘레에 형성된 흡입 밸브 시트, 및 흡입 밸브 시트를 열고 닫는 캔틸레버(cantilever) 흡입 리드를 포함한다. 흡입 리드는 판 스프링의 형태이고, 흡입 밸브 시트를 열고 닫는 개/폐부, 흡입 리드의 기저 역할을 하는 지지 단부, 및 개/폐부와 지지 단부를 연결하는 암을 포함한다. L/S는 0.25보다 크지 않으며, 여기에서 L(mm)은 지지 단부와 흡입 리드의 개/폐부 측 상의 팁 사이의 길이를 나타내고, S(mm2)는 흡입 리드의 흡입 밸브 시트의 둘레 내의 면적을 나타낸다.
이 구조는 흡입 리드가 간극 체적을 감소시키도록 더 짧은 둘레를 갖는 것을 허용한다. 이 구조는 또한 냉매를 흡입하는 중에 흡입 리드의 경사각을 증가시켜 흡입 리드 상의 냉매의 유동을 용이하게 한다. 흡입 리드의 경사각의 증가는 흡입 리드를 여는 구동력인 압력 차와 작은 길이 L에 의해 영향을 받는 개/폐부의 큰 면적에 의해 달성된다. 결국 실린더 보어 내로의 냉매의 유동은 재팽창 손실과 흡입 저항을 감소시킬 정도로 원활해지고, 이로써 냉매의 유동을 증가시키며, 따라서 체적 효율을 증가시킨다. 그 결과, 밀폐형 컴프레서는 고효율성을 갖는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 컴프레서의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 컴프레서의 밸프 판의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 컴프레서의 흡입 리드의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 컴프레서의 흡입 리드의 측면 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 컴프레서의 체적 효율과 흡입 리드의 흡입 밸브 시트 둘레 내부의 면적에 대한 지지 단부와 흡입 리드의 개/폐부 측의 팁 사이의 거리의 비의 측정 결과를 도시하는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 컴프레서의 체적 효율과 흡입 리드의 흡입 밸브 시트의 둘레 내부의 면적의 측정 결과를 도시하는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 컴프레서의 체적 효율과, 지지 단부와 흡입 리드의 개/폐부 측의 팁 사이의 거리의 측정 결과를 도시하는 그래프이다.
도 8은 종래의 밀폐형 컴프레서의 단면도이다.
도 9는 종래의 밀폐형 컴프레서의 밸브 판의 개략도이다.
도 10은 종래의 밀폐형 컴프레서의 흡입 리드의 개략도이다.
도면 부호
101 블록
102 실린더 보어
103 피스톤
104 밸브 판
105 흡입 리드
106 흡입구
107 흡입 밸브 시트
108 개/폐부
109 지지 단부
110 암
도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않음을 유념하라.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 컴프레서의 단면도이다. 도 2는 밀폐형 컴프레서의 밸브 판의 개략도이다. 도 3은 밀폐형 컴프레서의 흡입 리드의 개략도이다. 도 4는 흡입 리드의 측면 개략도이다. 도 5는 체적 효율과 흡입 리드의 흡입 밸브 시트 둘레 내부의 면적에 대한 지지 단부와 흡입 리드의 개/폐부 측의 팁 사이의 거리의 비를 측정한 결과를 도시하는 그래프이다. 도 6은 체적 효율과 흡입 리드의 흡입 밸브 시트 둘레 내부의 면적의 측정 결과를 도시하는 그래프이다. 도 7은 밀폐형 컴프레서의 체적 효율과 지지 단부와 흡입 리드의 개/폐부 측의 팁 사이의 거리의 측정 결과를 도시하는 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 밀폐형 컴프레서는 피스톤(103)이 왕복운동을 하는 실린더 보어(102)를 가진 블록(101)을 포함한다. 실린더 보어(102)는 밀폐를 위해 그 개방 단부에 밸브 판(104)을 갖는다. 밸브 판(104)과 실린더 보어(102)의 개방 단부 사이에는 흡입 리드(105)가 끼어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 밸브 판(104)에는 내부가 천공된 흡입구(106)가 있고, 흡입구(106)에는 실린더 보어(102) 측 둘레에 흡입 밸브 시트(107)가 있다. 흡입 밸브 시트(107)는 캔틸레버 흡입 리드(105)에 의해 열리고 닫힌다.
도 3에 도시된 바와 같이, 흡입 리드(105)는 판 스프링의 형태이고, 흡입 밸브 시트(107)를 열고 닫는 개/폐부(108), 흡입 리드(105)의 기저 역할을 하는 지지 단부(109), 및 개/폐부(108)와 지지 단부(109)를 연결하는 암(110)을 포함한다. 흡입 리드(105)는 지지 단부(109) 근방에서 실린더 보어(102) 쪽으로 구부러진다. 따라서 흡입 밸브는 흡입구(106), 흡입 밸브 시트(107), 및 흡입 밸브 시트(107)를 열고 닫는 캔틸레버 흡입 리드(105)를 포함한다.
지지 단부(109)는 실질적으로 리드의 기능을 하도록 움직이는 부분과 흡입 리드(105)가 변위될 때 움직이지 않는 부분 사이의 경계를 나타낸다. 본 제1 실시예에서, 지지 단부(109)는, 흡입 리드(105)의 폭과 강성이 증가하는 부분, 즉 도 3에 도시된 점선에 의해 둘러싸인 영역 "B"에 해당한다.
지지 단부(109)는 실린더 보어(102)의 내경의 연장부 내에 위치한다.
지지 단부(109)와 흡입 리드(105)의 개/폐부(108) 측의 팁 사이의 길이 L은 20mm로 정해진다. 흡입 리드(105)의 흡입 밸브 시트(107)의 둘레 내부의 면적 S는 100 mm2로 정해진다. 피스톤(103)의 왕복운동 거리와 실린더 보어(102)의 내경에 의해 결정되는 실린더 용량 V는 10 cm3로 정해진다. 냉매로는 R600a가 사용된다.
하기의 내용은 이러한 구조를 가진 컴프레서의 작동과 작용에 대한 설명이다. 피스톤(103)이 실린더 보어(102) 내에서 왕복운동을 하면, 실린더 보어(102) 내의 압력은 흡입 행정 중에 감소한다. 이것은 흡입 밸브 시트(107)를 차단하는 흡입 리드(105)의 개/폐부(108)에 힘을 가할 정도로 내부 흡입 밸브 시트(107)와 내부 실린더 보어(102) 사이에 압력 차를 발생시킨다. 그 결과, 도 4에 도시된 바와 같이, 암(110)이 지지 단부(109) 둘레로 구부러지도록 흡입 리드(105)가 실린더 보어(102) 안으로 열리면, 냉매가 흡입 밸브 시트(107)의 내부를 거쳐 흡입구(106)를 통해 실린더 보어(102) 안으로 흡입된다.
이때 본 실시예에서, 흡입 밸브 시트(107)는, 내부의 흡입 밸브 시트(107)와 내부의 실린더 보어(102) 사이의 압력 차가 아직 작을 때, 즉 피스톤(103)이 상사점에서 하사점 방향으로 약간 움직였을 때, 흡입 리드(105)가 열리도록 하는 큰 내부 면적을 갖는다.
이것이 냉매의 유동을 증가시킨다. 또한 흡입 밸브 시트(107)와 흡입구(106)는 이들을 통과하는 냉매의 흡입 저항의 감소를 허용할 정도로 크기가 크다. 이것이 밀폐형 컴프레서의 냉동 성능을 향상시킨다.
또한, 본 실시예에서 흡입 리드(105)는 지지 단부(109) 근방에서 실린더 보어(102) 쪽으로 구부러진다. 따라서 지지 단부(109) 근방에서 실린더 보어(102) 쪽으로 구부러지면, 판 스프링의 형태인 흡입 리드(105)는 흡입 밸브 시트(107)을 차단하면서 실린더 보어(102) 족으로 자신을 변위시키는 힘을 발생시킨다. 다시 말해서, 흡입 리드(105)는 내부의 흡입 밸브 시트(107)와 내부의 실린더 보어(102) 사이의 압력 차와 더불어, 실린더 보어(102) 쪽으로 변위시키는 힘을 받는다. 이것은 흡입 리드(105)가 조기에 열리도록 허용하여 그 변위를 증가시키고, 이로써 체적 효율을 증가시킨다.
일반적으로, 흡입 밸브 시트(107)의 크기의 증가는 압축 행정 중에 실린더 보어(102) 내부의 압력을 증가시키고, 내부의 흡입 밸브 시트(107)와 내부의 실린더 보어(102) 사이의 압력 차는 흡입 리드(105)의 개/폐부(108)에 큰 힘을 가하여, 흡입 리드(105)를 손상시킨다는 우려가 있다. 그러나 본 실시에서는 냉매로 이용되는 R600a이 동일한 증발 온도에서 R134a보다 압력과 밀도가 낮다. R600a가 R134a보다 흡입 리드(105)에 미치는 영향이 작기 때문에, 흡입 밸브 시트(107)는 R134a를 사용할 때보다 더 큰 내부 및 외부 직경을 갖는 것이 허용된다.
다음으로, 지지 단부(109)와 흡입 리드(105)의 개/폐부(108) 상의 팁 사이의 길이는 L (mm)이고, 흡입 리드(105)의 흡입 밸브 시트(107) 둘레 내부의 면적 S는 S (mm2)로 정해진다. 길이 L과 면적 S 사이의 관계가 조사되었고, 체적 효율이 갑자기 증가하는 지점이 있다는 것이 발견되었다.
흡입 밸브 시트(107)의 내부 면적 또는 흡입구(106)의 직경은 흡입 저항에 의하여 결정된다. 흡입 밸브 시트(107)의 폭은 0.3 내지 1.5 mm의 범위로 정해진다. 이 값은 흡입 리드(105)를 열 때의 냉동기 오일의 점성 저항과 개/폐부(108)의 기밀(air tightness) 사이의 상호 관계에 기초한다. 이 값들이 흡입 리드(105)의 흡입 밸브 시트(107)의 둘레 내부의 면적 S를 결정한다.
흡입 리드(105)의 흡입 밸브 시트(107)의 둘레 내부의 면적 S는, 흡입 밸브 시트(107)의 내부를 통과하는 냉매의 흡입 저항과 흡입 리드(105)의 개/폐부(108)가 실린더 보어(102) 안으로 흡입된 냉매의 유동을 차단할 때 발생되는 저항을 고려하여, 설계 연구의 중요한 파라미터로서 선택된다.
개/폐부(108)는 흡입 리드(105)가 흡입 밸브 시트(107)를 타격하는 흡입 리드(105)의 개/폐부(108)의 단부에 의해 손상되는 것을 막기 위해 일반적으로 흡입 밸브 시트(107)의 둘레보다 0.2 내지 0.1 mm 정도 더 크다.
도 5는 S에 대한 L의 비(L/S)와 체적 효율을 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 체적 효율은 L/S가 0.25 이하에 도달하면 갑자기 증가한다.
이러한 갑작스러운 증가의 이유는 하기와 같이 생각된다.
흡입 밸브 시트(107), 흡입 밸브 시트(107)의 내부 면적, 및 흡입구(106)의 크기가 증가하면, 흡입 리드(105)의 개/폐부(108)를 증가시켜야 한다. 이것은, 확대된 개/폐부(108)가 내부의 흡입 밸브 시트(107)에서 실린더 보어(102) 안으로 흡입된 냉매의 유동을 차단하기 때문에 충분한 양의 냉매를 실린더 보어(102) 안으로 흡입하는 것을 불가능하게 한다.
그러나 본 실시예에서는, 0.25보다 크지 않도록 설정된 L/S가 흡입 리드(105)의 흡입 밸브 시트(107)의 둘레 내부의 면적에 대한 암(110)의 상대적 길이를 작게 만든다. 결과적으로, 암(110)이 더 긴 경우에서와 동일한 양의 변위가 흡입 리드(105)의 개/폐부(108)의 팁에 일어나면, 흡입 리드(105)의 개/폐부(108) 측의 팁과 지지 단부(109)를 연결하는 직선은 밸브 판(104)과 더 큰 각을 형성하고, 이로써 흡입 리드(105)의 경사각을 증가시킨다. 이것이 냉매가 흡입 리드(105)를 따라 실린더 보어(102) 안으로 원활하게 흐르는 것을 허용하는 것으로 보인다.
지지 단부(109)와 흡입 리드(105)의 개/폐부(108)의 팁 사이의 상대적 길이의 감소는 흡입 리드(105)의 둘레 길이를 감소시키고, 따라서 간극 체적을 감소시킨다. 이것이 체적 효율을 증가시킬 정도로 재팽창 손실을 감소시킨다.
L/S의 비(L/S)에서, 흡입 리드(105)의 흡입 밸브 시트(107)의 둘레 내부의 면적 S는 실린더 보어(102)의 내경에 비하여 작고, 컴프레서의 실린더 용량 V에 따라 일정 값 이상으로 커질 수 없다.
지지 단부(109)와 흡입 리드(105)의 개/폐부(108) 측의 팁 사이의 거리 L이 지나치게 작은 경우에는, 암(110) 또는 지지 단부(109)가 큰 응력을 받을 수 있고, 흡입 행정 중에 흡입 리드(105)의 변위가 일어날 때 파손될 가능성이 크다. 이를 피하기 위해서는 컴프레서의 사용 조건에 따라 길이 L이 일정 값보다 작지 않을 필요가 있다.
결과적으로, 도 5에 도시된 바와 같이 전술한 관점에서 설계 조건이 제한되지만, S에 대한 L의 비(L/S)가 약 0.2 이하일 때, 체적 효율은 확실히 증가한다.
다음으로, 면적 S(mm2)와 실린더의 용량 V(cm3)을 조사하였는데, 체적 효율이 갑자기 증가하는 지점이 있는 것을 발견하였다. 면적 S는 흡입 리드(105)의 흡입 밸브 시트(107)의 둘레 내부에 둘러싸이고, 실린더의 용량 V는 흡입 밸브 시트(107)의 내부를 통과하는 냉매 유동의 계기이다. 도 6은 체적 효율과 흡입 밸브 시트(107)의 둘레 내부의 면적 S 사이의 관계에 대한 측정 결과를 도시한다. 도 6에서 수평축은 S-S0를 나타내는데, S0는 수평축을 정규화시키는 상수이다. 상수 S0는 실린더 용량 V(cm3)를 이용하여 S0 = 4V + 50의 관계를 만족시키도록 결정된다. 체적 효율은 실린더 용량이 9 cm3 및 10 cm3일 때 달성된다.
이러한 결과로부터 S가 S0 = 4V + 50의 관계를 만족시키는 S0보다 클 때, 즉 S가 S > 4V + 50의 관계를 만족시키는 값에 이를 때 체적 효율이 갑자기 증가하는 것을 발견하였다. 그 이유는 S > 4V + 50의 관계가 충족되면, 흡입 밸브 시트(107)의 내부로부터 실린더 보어(102) 안으로 흐르는 냉매의 흡입 저항이 냉매의 유동을 실린더 용량에 잘 맞도록 할 정도로 충분히 낮기 때문인 것으로 사료된다.
S-S0에서, 흡입 리드(105)의 흡입 밸브 시트(107)의 둘레 내부의 면적 S는 실린더 보어(102)의 내경에 비하여 작고, 컴프레서의 실린더 용량 V에 따라 일정 값 이상으로 커질 수 없다.
결과적으로, 도 6에 도시된 바와 같이 전술한 관점에서 설계 조건이 제한되지만, S-S0의 값이 약 17이거나 이보다 낮을 때, 체적 효율은 확실히 증가한다.
지지 단부(109)와 흡입 리드(105)의 개/폐부(108) 상의 팁 사이의 길이 L과 실린더 용량 V(cm3) 사이의 관계를 조사하였고, 체적 효율이 갑자기 증가하는 지점이 있음을 발견하였다. 도 7은 길이 L과 실린더 용량 V 사이의 관계에 대한 측정 결과를 도시한다. 도 7에서, 수평축은 L-L0을 나타내는데, L0은 수평축을 정규화시키는 상수이다. 상수 S0는 실린더 용량 V(cm3)를 이용하여 L0 = 0.5V + 17의 관계를 만족시키도록 결정된다. 체적 효율은 실린더 용량이 9 cm3 및 10 cm3일 때 달성된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 체적 효율은 L이 L0 = 0.5V + 17의 관계를 만족시키는 L0보다 작을 때, 즉 L이 L < 0.5V + 17의 관계를 만족시킬 때 현저히 증가한다.
그 이유는 하기와 같이 사료된다. 일반적으로 실린더 용량의 증가가 흡입 행 정 중에 실린더 보어(102) 내의 압력이 감소하는 속도를 가속하고, 이에 따라 냉매가 실린더 보어(102) 안으로 흡입되는 속도를 가속한다. 따라서 지지 단부(109)와 흡입 리드(105)의 개/폐부(108) 상의 팁 사이의 길이 L이 지나치게 크면, 흡입 리드(105)의 개/폐부(108) 상의 팁이 피스톤(103)의 밸브 판(104) 측과 충돌한 다음 튀어나온다. 이것이 흡입 리드(105)의 변위량을 감소시킨다.
또한 흡입 리드(105)의 변위량이 불충분하면, 실린더 보어(102) 안으로의 냉매의 유동이 차단되고, 흡입 저항을 증가시키며, 따라서 체적 효율을 감소시킨다.
또한 흡입 리드(105)의 개/폐부(108) 상의 팁이 피스톤(103)의 밸브 판(104) 측과 충돌할 때, 충격이 흡입 리드(105)를 파손시킬 수도 있다. L을 L < 0.5V + 17의 관계를 만족시키도록 만들면, 흡입 리드(105)의 개/폐부(108) 상의 팁이 피스톤(103)의 밸브 판(104) 측과 충돌하는 것을 막도록 흡입 리드(105)의 필요한 변위량이 보장된다. 이것이 컴프레서에 체적 효율의 증가와 더불어 높은 신뢰성을 제공한다.
반면, L의 값은 최소화되어, 흡입 리드(105)의 둘레 길이의 간극 체적을 감소시키고, 이에 따라 재팽창 손실을 감소시킨다.
L < 0.5V + 17의 관계에서, 지지 단부(109)와 흡입 리드(105)의 개/폐부(108) 측의 팁 사이의 거리 L이 지나치게 작은 경우에는, 암(110) 또는 지지 단부(109)가 큰 응력을 받을 수 있고, 흡입 행정 중에 흡입 리드(105)의 변위가 일어날 때 파손될 가능성이 크다. 이를 피하기 위해서는 컴프레서의 사용 조건에 따라 길이 L이 일정 값보다 작지 않아야 한다.
결과적으로, 도 7에 도시된 바와 같이 전술한 관점에서 설계 조건이 제한되지만, L - L0의 관계의 값이 약 -1.2 이하일 때, 체적 효율은 확실히 증가한다.
흡입 리드(105)의 지지 단부(109)가 실린더 보어(102)의 내경 바깥에 배치되는 경우에는, 지지 단부(109)가 흡입 리드(105) 이외의 부품에 의해 지지된다. 이것은 지지 단부(109)가 컴프레서의 조립 중에 위치상의 변화로 인한 위치나 각도 등의 변화를 더 받기 쉽게 하고, 이로써 흡입 리드(105)의 동작에 있어서 변화를 일으킨다. 이것이 냉동 성능을 불안정하게 하고, 흡입 리드(105)가 더 큰 둘레 길이를 갖도록 요구한다.
전술한 바와 같이, 흡입 리드(105)의 지지 단부(109)가 실린더 보어(102)의 내경 바깥에 배치되면, 흡입 리드(105)의 불안정한 동작으로 인해 냉동 성능이 변하고, 흡입 리드(105)의 둘레 길이가 증가한다. 그 결과, 간극 체적이 증가하고 재팽창 손실을 증가시키며, 따라서 체적 효율을 감소시킨다.
그러나 본 실시예에서는 지지 단부(109)가 실린더 보어(102)의 내경의 연장부 내에 위치한다. 이 구조는 지지 단부(109)가 위치나 각도 등의 변화를 겪을 가능성이 적게 만들고, 흡입 리드(105)의 동작을 안정화시킨다. 간극 체적의 감소는 체적 효율을 증가시키고, 냉동 성능을 안정화시키도록 재팽창 손실의 감소로 이어진다. 그 결과 밀폐형 컴프레서는 고효율을 나타낸다.
전술한 바와 같이, 고효율 및 고신뢰성을 갖는 본 발명의 밀폐형 컴프레서는 에어콘, 냉장고 냉동기 등에 유용하다.

Claims (5)

  1. 밀폐형 컴프레서로서,
    실린더 보어를 갖고, 냉매로서 R600a를 사용하는 블록;
    상기 실린더 보어 내에서 왕복운동을 하는 피스톤;
    상기 블록의 상기 실린더 보어의 개방 단부를 밀폐하도록 배치된 밸브 판; 및
    흡입 밸브를 포함하며, 상기 흡입 밸브는,
    상기 밸브 판 내에 천공된 흡입구;
    상기 흡입구의 상기 실린더 보어의 일측의 둘레에 형성된 흡입 밸브 시트(seat); 및
    판 스프링의 형태이고, 흡입 밸브 시트를 열고 닫는 캔틸레버(cantilever) 흡입 리드를 포함하고, 상기 캔틸레버 흡입 리드는,
    상기 흡입 밸브 시트를 열고 닫는 개/폐부;
    흡입 리드(reed)의 기저 역할을 하는 지지 단부; 및
    상기 개/폐부와 상기 지지 단부를 연결하는 암(arm)을 포함하며,
    L/S는 0보다 크고 0.25 이하이고, 여기에서 L (mm)은 상기 지지 단부와 상기 흡입 리드의 상기 개/폐부의 일측의 팁 사이의 거리를 나타내고, S (mm2)는 상기 흡입 리드의 상기 흡입 밸브 시트의 둘레 내부의 면적을 나타내는, 밀폐형 컴프레서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    L < 0.5V + 17의 관계가 만족되고, 여기에서 L (mm)은 상기 지지 단부와 상기 흡입 리드의 상기 개/폐부의 일측의 팁 사이의 거리를 나타내고, V (cm3)는 상기 피스톤의 왕복운동 거리와 상기 실린더 보어의 내경에 의해 결정되는 실린더 용량을 나타내는, 밀폐형 컴프레서.
  3. 청구항 1에 있어서,
    S > 4V + 50의 관계가 만족되고, 여기에서 S(mm2)는 상기 흡입 리드의 상기 흡입 밸브 시트의 둘레 내부의 면적을 나타내고, V (cm3)는 상기 피스톤의 왕복운동 거리와 상기 실린더 보어의 내경에 의해 결정되는 실린더 용량을 나타내는, 밀폐형 컴프레서.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡입 리드는 상기 지지 단부에서 상기 실린더 보어 쪽으로 구부러지는, 밀폐형 컴프레서.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 단부는 상기 실린더 보어의 내경의 연장부 내에 위치하는, 밀폐형 컴프레서.
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