KR101110445B1 - 냉매 압축기의 체크밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉난방 공기조화기의 압축기에 설치되는 체크밸브에 관한 것으로서, 구성이 간단하여 생산성, 작업성 및 내구성이 우수하게 구성한 냉매 압축기의 체크밸브를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉매 압축기의 체크밸브는 압축기의 몸체에 형성된 토출구에 장착되고 중공의 일단에는 걸림턱이 중공의 내주면을 따라 형성된 하우징과, 하우징의 중공에 위치하며 중공을 따라 이동하며 하우징의 중공을 개폐하는 개폐부재와, 토출구가 형성된 토출구면을 덮은 상태로 상기 압축기의 몸체에 체결되며 하우징의 중공과 연통되도록 냉매배관이 고정된 플랜지를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

압축기, 토출구, 체크밸브, 하우징, 플랜지, 개폐부재

Description

냉매 압축기의 체크밸브{Check Valve of Refrigerant Compressor}

본 발명은 냉난방 공기조화기의 압축기에 설치되는 체크밸브에 관한 것으로서, 특히 구성이 간단하여 생산성, 작업성 및 내구성이 우수하게 구성한 것이다.

냉난방 공기조화기의 압축기에서 냉매가 압축되고, 압축된 냉매는 압축기와 응축기를 연결하는 냉매배관을 통해 응축기로 보내진다.

이와 같이 압축된 냉매를 응축기로 보냄에 있어서, 압축기의 운전정지 시에 응축기로 냉매배관을 따라 유동하는 냉매가 역으로 압축기로 유입되는데, 이를 방지하기 위해서 냉매배관에 체크밸브를 장착한다.

도면에서, 도 1은 냉난방 공기조화기를 나타낸 개념도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 체크밸브 조립체를 나타낸 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 냉난방 공기조화기(1)는 압축기(3), 응축기(5), 팽창밸브(7) 및 증발기(9)를 구비하며, 이들은 냉매배관(11)으로 연결된다. 그리고 압축기(3)에서 압축된 냉매는 냉매배관(11)을 따라 응축기(5)로 유동하게 되는데, 압축기(3)의 정지 시에 응축기(5)로 유동하던 냉매가 냉매배관(11)을 따라 역으로 압축기(3)로 유입되는 것을 차단하기 위해 냉매배관(11)의 중간에는 체크밸브(20) 가 장착된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 체크밸브(20)는 냉매 유동방향의 전방에 위치한 냉매배관(11L)(하부에 위치한 배관)의 플랜지(13L)와 후방에 위치한 냉매배관(11H)(상부에 위치한 배관)의 플랜지(13H)에 장착된다.

보다 구체적으로 체크밸브(20)는 두 플랜지(13H, 13L) 사이에 위치하며 중공이 형성된 하우징(21)과, 하우징(21)의 중공에 위치하며 압력에 의해 상하방향으로 이동하는 개폐부재(25)와, 두 플랜지(13H, 13L)와 하우징(21)을 관통해 체결되는 볼트(31)와 너트(33)를 포함한다. 더불어 상기 하우징(21)의 중공은 플랜지(13H, 13L)의 중공보다 직경이 크고, 하우징(21)의 중공 하단에는 걸림턱(23)이 형성되며, 개폐부재(25)의 측면에는 유로(27)가 형성된다. 그리고 플랜지(13H, 13L)와 하우징(21)의 사이에는 밀폐부재(29)인 오링 또는 가스켓이 위치하여 냉매가 누수되지 않도록 한다.

이와 같이 구성된 종래의 체크밸브에 있어서, 압축기의 내부압력이 커지면 압력에 의해 개폐부재는 상승하게 되면서 걸림턱에서 멀어진다. 그러면 냉매는 냉매배관을 따라 체크밸브의 하우징 내부로 유입되고 개폐부재의 측면에 형성된 유로를 따라 개폐부재를 지나간 후 체크밸브를 빠져 나가 응축기로 유동한다.

만약 압축기가 정지할 경우, 압축기의 내부압력을 떨어지고, 내부압력이 감소함에 따라 개폐부재는 중력에 의해 하부로 떨어지면서 걸림턱에 걸쳐지는데, 이때 개폐부재는 걸림턱에 걸쳐지면서 하우징의 중공을 폐쇄하게 된다. 따라서 체크밸브에 채워진 냉매와 체크밸브에서 응축기까지 연장된 냉매배관에 채워진 냉매는 압축기로 역류하지 않게 된다.

하지만, 이와 같이 구성된 체크밸브에 있어서, 개폐부재가 하우징의 중공을 폐쇄하더라도 하부에 위치한 냉매배관 즉 압축기에서 체크밸브까지에 위치한 냉매는 압축기로 역류하게 되는 문제점이 있다.

또한, 밀폐부재가 냉매배관의 플랜지와 하우징 사이에 위치하여야 하기 때문에 최소 2개의 밀폐부재가 필요하며, 이와 같이 밀폐부재가 많아지는 것은 그 만큼 누수될 수 있는 확률이 높다는 것을 의미한다.

또한 종래 기술에 따른 체크밸브는 냉매배관의 길이 중간에 설치됨에 따라 냉매배관의 길이가 짧을 경우 체크밸브의 설치가 어렵다는 공간적 제약을 받게 된다.

본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 압축기의 정지 시에도 냉매의 역류를 방지할 수 있으며, 밀폐성 및 시공성이 우수하고 단가를 절감할 수 있게 구성한 냉매 압축기의 체크밸브를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉매 압축기의 체크밸브는 압축기의 몸체에 형성된 토출구에 장착되고 중공의 일단에는 걸림턱이 중공의 내주면을 따라 형성된 하우징과, 하우징의 중공에 위치하며 중공을 따라 이동하며 하우징의 중공을 개폐하는 개폐부재와, 토출구가 형성된 토출구면을 덮은 상태로 상기 압축기의 몸체에 체결되며 하우징의 중공과 연통되도록 냉매배관이 고정된 플랜지를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 하우징의 외주면에는 수나사부가 형성되고 플랜지에 형성된 중공의 내주면에는 암나사부가 형성되어 하우징이 플랜지에 나사체결된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 하우징의 중공 타단에는 중공에서 이동하는 개폐부재가 중공에서 이탈하는 것을 방지하도록 스토퍼가 고정된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 개폐부재의 일측에는 하우 징의 중공보다 작은 직경의 디스크가 형성되고, 디스크의 일면은 걸림턱과 접하면서 하우징의 중공을 폐쇄하며, 디스크의 타면에는 날개가 방사형으로 배치되어 날개와 날개 사이에 유로를 형성하며 날개의 외측면이 하우징의 중공 내주면과 접한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 플랜지와 토출구면 사이에 밀폐부재가 위치하여 냉매의 누수를 차단한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 플랜지에는 관통공들이 형성되며 상기 관통공을 관통한 볼트가 토출구면에 형성된 암나사홀에 체결된다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 냉매 압축기의 체크밸브는 압축기의 몸체에 장착됨으로써, 압축기가 정지하더라도 응축기까지 연장된 냉매배관에 있는 냉매가 압축기로 역류하는 것을 차단할 수 있다. 이와 같이 냉매의 역류를 차단함으로써, 냉난방 공기조화기의 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 내구성을 향상시킨다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 냉매 압축기의 체크밸브는 압축기의 몸체에 장착됨으로써, 냉매배관의 길이가 짧더라도 설치 가능하여 공간활용도가 높다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 냉매 압축기의 체크밸브는 압축기의 몸체에 장착됨으로써, 압축기의 몸체에 접하여 체결되는 플랜지 한 부분만 밀폐하면 된다. 따라서 밀폐하여야 하는 구성을 최소화함으로써, 종래 기술에 비해 냉매의 누수를 원천적으로 방지할 수 있으며, 밀폐부재의 개수가 작아짐에 따라 단가를 절감할 수 있다.

아래에서는 본 발명에 따른 냉매 압축기의 체크밸브의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도면에서, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 냉매 압축기의 체크밸브를 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 개폐부재를 나타낸 사시도이며, 도 5는 체크밸브가 열린 상태를 나타낸 단면도이고, 도 6은 체크밸브가 닫힌 상태를 나타낸 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 체크밸브(100)는 압축기의 몸체(110)에 장착된다. 압축기의 몸체(110)에는 냉매를 토출하는 토출구(111)가 형성되고, 토출구면(113)에는 다수 개의 암나사홀(115)들이 토출구(111)의 둘레에 형성된다.

토출구(111)에는 하우징(120)이 삽입되는데, 하우징(120)의 상단 외주면에는 수나사부(121)가 형성되며, 하우징(120)은 차후에 설명하는 플랜지(140)에 형성된 암나사부(141)에 나사체결되어 플랜지(140)와 일체로 형성된다.

그리고 하우징(120) 내부에 개폐부재(130)가 위치하고, 토출구면(113)에 플랜지(140)가 접한 상태로 플랜지(140)의 중공(143) 상단에는 냉매배관(150)이 연결되고, 플랜지(140)의 중공(143) 하단에는 상기 암나사부(141)가 형성되어 하우징(120)의 수나사부(121)가 체결 고정된다. 또한 플랜지(140)의 가장자리를 따라 형성된 관통공(145)에 볼트(171)가 삽입되고 볼트(171)는 토출구면(113)에 형성된 암나사홀(115)에 체결되면서 체크밸브(100)가 몸체(110)에 장착된다.

아래에서는 이와 같이 구성된 체크밸브에 대해 구체적으로 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(120)은 중공(143)이 형성된 구조로서, 하우징(120)의 중공(143) 하단에는 걸림턱(125)이 내주면을 따라 형성된다. 상기 하우징(120)의 중공(143)에는 개폐부재(130)가 위치하며 하우징(120)의 중공(143) 방향으로 따라 상하방향으로 이동 가능하다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 개폐부재(130)는 그 하단에 디스크(131)가 형성된다. 디스크(131)는 걸림턱(125)에 걸쳐 안착될 수 있는 직경을 갖되, 디스크(131)의 직경은 하우징(120)의 내경보다 작다. 따라서 개폐부재(130)의 디스크(131)가 걸림턱(125)에 접하여 안착된 상태에서는 하우징(120)의 중공(143)이 폐쇄된 상태가 되고, 개폐부재(130)가 압축기의 압력에 의해 상부로 이동한 상태 즉 디스크(131)가 걸림턱(125)에서 이격되어 상부로 부유하고 있는 상태는 하우징(120)의 중공(143)이 열린 상태로 냉매가 체크밸브(100)를 통과해 응축기로 유동 가능하다.

그리고 개폐부재(130)는 디스크(131)의 상면에 날개(133)가 다수 개 형성되는데, 상기 날개(133)는 디스크(131)의 중심에서 방사형으로 배치된다. 따라서 체크밸브(100)가 열린 상태 즉 디스크(131)가 부유한 상태에서 냉매는 디스크(131)를 지나 날개(133)와 날개(133) 사이의 유로(135)를 따라 유동한다.

또한 하우징(120)의 상단 내측에는 스토퍼(127)가 고정되어 개폐부재(130)가 압축기의 압력에 의해 하우징(120) 밖으로 이탈하는 것을 막는다. 스토퍼(127)의 다른 구성으로서 하우징(120)의 상단을 안쪽으로 절곡시켜 개폐부재(130)의 이탈을 방지할 수 있다. 여기에서, 도 4에 도시된 A-A' 선은 도 3, 도 5 및 도 6에 도시된 개폐부재의 단면을 나타낸 선이다.

한편, 하우징(120)은 도 3에 도시된 바와 같이, 플랜지(140)의 중공(143) 하단에 나사체결된 상태로 토출구(111)에 삽입되며, 플랜지(140)는 토출구(111)가 형성된 토출구면(113)을 덮는다.

또한 플랜지(140)의 중공의 둘레에는 관통공(145)이 형성된다. 볼트(171)가 관통공(145)을 관통한 상태에서 토출구면(113)에 형성된 암나사홀(115)에 나사체결되면서 플랜지(140)는 압축기의 몸체(110)에 일체로 고정된다.

그리고 플랜지(140)의 중공(143) 상단에는 냉매배관(150)이 연결되고 중공(143) 하단에는 하우징(120)이 끼워진 구조에서 하우징(120)의 직경이 냉매배관(150)의 직경보다 클 경우 도 3에 도시된 바와 같이 플랜지(140)의 중공(143) 내측에 테이퍼(143T)가 형성된다. 그리고 냉매배관(150)은 플랜지(140)의 중공 상단으로 삽입된 후 용접되어 고정되는데, 플랜지(140)의 중공(143)에는 냉매배관(150)이 체크밸브(100) 안쪽으로 더 이상 진입해 들어오지 못하도록 스토퍼(147)가 형성된다. 따라서 플랜지(140)의 중공(143)에 삽입된 냉매배관(150)은 스토퍼(147)와 접해 위치하며 이 상태에서 냉매배관(150)이 플랜지(140)에 용접 고정된다.

이와 같이 압축기의 몸체(110)에 플랜지(140)가 체결됨에 있어서, 토출구면(113)과 플랜지(140) 사이에 밀폐부재(160)인 오링 또는 가스켓이 위치하되, 볼트(171)들이 고정된 지점의 안쪽에 위치하는 것이 바람직하며, 볼트(171)의 헤드 저면에 와셔(175)가 위치하는 것이 바람직한다.

아래에서는 이와 같이 구성된 체크밸브의 작동관계에 대해 설명한다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 하우징(120)의 중공(143)에 개폐부재(130)가 위치한 상태에서 플랜지(140)에 하우징(120)을 체결하면 하우징(120)이 압축기 몸체(110)의 토출구(111)에 삽입되고, 냉매배관(150)이 고정된 플랜지(140)가 토출구면(113)에 체결 고정된다.

이와 같은 상태에서 압축기가 작동하게 되면 압축된 냉매가 토출구(111)를 통해 토출되면서 하우징(120) 내부로 유입된다. 그러면 냉매의 압력에 의해 개폐부재(130)는 하우징(120)의 중공을 따라 상부로 이동하면서 부유하게 되는데, 부유하는 개폐부재(130)는 하우징(120)의 중공 내측 상단에 고정된 스토퍼(127)에 간섭되면서 더 이상 상향으로 이동하지 않으면서 부유한 상태를 유지한다.

하우징(120)으로 유입된 냉매는 개폐부재(130)의 디스크(131)를 지나 날개(133)와 날개(133) 사이의 유로(135)를 따라 상향으로 이동하게 되고, 결국 하우징(120)을 빠져 나와 플랜지(140)에 고정된 냉매배관(150)을 따라 응축기로 유동한다. 즉 압축기가 작동하는 중에는 압력에 의해 체크밸브(100)가 열리고 냉매는 체크밸브(100)를 통과해 응축기로 유동한다.

이와 같이 정상적으로 작동하던 압축기가 정지하면, 개폐부재(130)를 부유시키던 압력이 약해지거나 소멸되면서 개폐부재(130)를 하우징(120)의 중공을 따라 하향으로 떨어지게 된다. 하향으로 떨어지는 개폐부재(130)는 그 하단에 형성된 디스크(131)가 걸림턱(125)에 걸쳐지면서 하우징(120)의 중공 하단을 폐쇄하여 닫게 된다.

이와 같이 개폐부재(130)가 하우징(120)의 하단을 폐쇄하게 되면 냉매배관(150)에 채워진 냉매 즉 냉매배관(150)을 따라 응축기로 유동 중이던 냉매가 닫힌 하우징(120)에 의해 고립되면서 압축기 방향으로 역류하는 것이 차단된다.

이와 같이 작동하는 체크밸브(100)에 있어서 냉매가 누수되는 부분은 토출구면(113)과 플랜지(140) 사이이다. 따라서 본 발명에 따른 체크밸브(100)는 냉매배관(150)의 길이 중간에 설치된 종래의 체크밸브에 비해 누수될 수 있는 부위가 작아 누수의 확률 또한 작고, 그에 따른 밀폐부재를 절감할 수 있어 단가 및 작업성 등이 우수하다.

또한 체크밸브(100)가 압축기의 몸체(110)에 장착됨으로써, 응축기와 압축기 사이의 공간이 좁아 냉매배관의 길이가 짧아지더라도 무난하게 설치 가능하며, 압축기의 작동이 정지하였을 때에 압축기로 역류하는 냉매를 차단함으로써 압축기의 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 내구성 또한 향상된다.

도 1은 냉난방 공기조화기를 나타낸 개념도이고,

도 2는 종래 기술에 따른 체크밸브 조립체를 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 냉매 압축기의 체크밸브를 나타낸 단면도이고,

도 4는 도 3에 도시된 개폐부재를 나타낸 사시도이며,

도 5는 체크밸브가 열린 상태를 나타낸 단면도이고,

도 6은 체크밸브가 닫힌 상태를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

3 : 압축기 5 : 응축기

100 : 체크밸브 111 : 토출구

113 : 토출구면 115 : 암나사홀

120 : 하우징 121 : 수나사부

125 : 걸림턱 127, 147 : 스토퍼

130 : 개폐부재 131 : 디스크

133 : 날개 135 : 유로

140 : 플랜지 141 : 암나사부

145 : 관통공 150 : 냉매배관

160 : 밀폐부재 171 : 볼트

175 : 와셔

Claims (6)

1. 압축기의 몸체에 형성된 토출구에 장착되고 길이방향으로 형성된 중공의 일단에는 걸림턱이 중공의 내주면을 따라 형성된 하우징과,

   하우징의 중공에 위치하며 중공을 따라 이동하며 하우징의 중공을 개폐하는 개폐부재와,

   토출구가 형성된 토출구면을 덮은 상태로 상기 압축기의 몸체에 체결되며 하우징의 중공과 연통되도록 냉매배관이 고정된 플랜지를 포함하며,

   상기 하우징의 외주면에는 수나사부가 형성되고 플랜지에 형성된 중공의 내주면에는 암나사부가 형성되어 하우징이 플랜지에 나사체결된 것을 특징으로 하는 냉매 압축기의 체크밸브.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 하우징에 형성된 중공의 일단에 대한 반대쪽인 중공의 타단에는 상기 하우징의 중공에서 이동하는 개폐부재가 상기 하우징의 중공에서 이탈하는 것을 방지하도록 스토퍼가 고정된 것을 특징으로 하는 냉매 압축기의 체크밸브.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 개폐부재의 일측에는 하우징의 중공보다 작은 직경의 디스크가 형성되고, 디스크의 일면은 걸림턱과 접하면서 하우징의 중공을 폐쇄하며,

   디스크의 타면에는 날개가 방사형으로 배치되어 날개와 날개 사이에 유로를 형성하며 날개의 외측면이 하우징의 중공 내주면과 접하는 것을 특징으로 하는 냉매 압축기의 체크밸브.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 플랜지와 토출구면 사이에 밀폐부재가 위치하여 냉매의 누수를 차단하는 것을 특징으로 하는 냉매 압축기의 체크밸브.
6. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 플랜지에는 관통공들이 형성되며 상기 관통공을 관통한 볼트가 토출구면에 형성된 암나사홀에 체결되는 것을 특징으로 하는 냉매 압축기의 체크밸브.

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