KR101212598B1

KR101212598B1 - 왕복동식 압축기의 토출밸브 조립체

Info

Publication number: KR101212598B1
Application number: KR1020060011313A
Authority: KR
Inventors: 김광욱
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-02-06
Filing date: 2006-02-06
Publication date: 2012-12-14
Also published as: KR20070080155A

Abstract

본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 토출밸브 조립체는, 실린더의 선단면에 착탈되면서 그 실린더의 압축실을 개폐하는 토출밸브와, 상기 토출밸브의 압축배면을 탄력 지지하는 밸브스프링과, 상기 토출밸브와 밸브스프링을 수용하여 상기한 실린더의 선단면에 고정 설치되고 그 내주면의 일부 또는 전체가 상기 토출밸브의 외주면과 거의 미끄럼 접촉되는 토출커버를 포함함으로써, 상기 토출밸브의 외주면이 토출커버의 내주면에 미끄럼 접촉을 하면서 개폐됨에 따라 상기 토출밸브가 밸브스프링에 의해 기울어지는 것이 방지되어 거동이 안정될 수 있을 뿐만 아니라 상기 냉매가 보다 원활하게 토출되어 압축기 성능이 향상될 수 있다.

Description

왕복동식 압축기의 토출밸브 조립체{DISCHARGE VALVE ASSEMBLY FOR RECIPROCATING COMPRESSOR}

도 1은 종래 왕복동식 압축기에서 토출밸브에 대한 일례를 보인 단면도,

도 2는 종래 왕복동식 압축기에서 토출밸브가 열리는 상태를 보인 단면도,

도 3은 본 발명 왕복동식 압축기에서 토출밸브에 대한 일례를 보인 단면도,

도 4는 본 발명 왕복동식 압축기에서 토출밸브가 열리는 상태를 보인 단면도,

도 5 및 도 6은 본 발명 왕복동식 압축기에서 토출밸브에 대한 다른 예들을 보인 정면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

11 : 프레임 12 : 실린더

13 : 피스톤 14 : 흡입밸브

15,25,35 : 토출밸브 25a : 안내돌부

16 : 밸브스프링 17,27,37 : 제1 토출커버

17a,27a,37a : 냉매통공 37b : 안내돌부

18 : 제2 토출커버 P : 압축실

D1,D2 : 제1,제2 토출실

본 발명은 왕복동식 압축기의 토출밸브 조립체에 관한 것으로, 특히 토출밸브의 거동을 안정시킬 수 있는 왕복동식 압축기의 토출밸브 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 압축기는 피스톤이 실린더블록의 내부에서 왕복운동을 하면서 냉매를 흡입하여 압축하고 토출하도록 구성되는 것으로, 그 구동방식에 따라 전동형과 진동형으로 구분할 수 있다. 상기 전동형은 냉매가 피스톤의 전방측으로 흡입되었다가 다시 전방측으로 토출되는 것인데 반하여 상기 진동형은 냉매가 피스톤의 후방측에서 전방측으로 흡입되어 토출되는 것이다.

도 1 및 도 2는 종래 왕복동식 압축기에서 토출밸브의 개폐과정을 보인 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 종래의 왕복동식 압축기는, 프레임(1)에 고정되는 선형 실린더(2)와, 상기 실린더(2)에 미끄러지게 삽입되고 왕복동모터(미도시)의 가동자에 연결되어 상기한 실린더(2)의 내부에서 직선으로 미끄럼운동을 하면서 냉매를 흡입 압축하는 피스톤(3)과, 상기 피스톤(3)의 전방면에 설치되어 그 피스톤(3)의 흡입유로(3a)를 개폐하는 흡입밸브(4)와, 상기 피스톤의 왕복운동에 의해 상기 실린더의 선단면에 착탈되면서 압축실(P)을 개폐하는 토출밸브(5)와, 상기 토출밸브(5)의 압축배면을 지지하도록 압축코일스프링으로 된 밸브스프링(6)과, 상기 토출밸브(5)와 밸브스프링(6)을 수용하도록 제1 토출실(D1)이 구비되어 상기 실린더 (2)에 고정 결합되는 제1 토출커버(7)와, 상기 제1 토출커버(7)가 수용되고 냉매토출관(DP)이 연통되도록 제2 토출실(D2)이 구비되어 상기 제1 토출커버(7)와 함께 실린더(2)에 고정 결합되는 제2 토출커버(8)를 포함하고 있다.

상기 토출밸브(5)는 반구형상으로 형성되어 그 외주면이 상기 제1 토출커버(7)의 내주면과 소정의 간격(t)만큼 이격될 수 있도록 형성되고, 그 압력배면에는 원추모양의 밸브스프링(6)으로 지지되어 있다.

상기 제1 토출커버(7)는 그 주벽면과 후벽면에 각각 냉매통공(7a)이 형성되나, 상기 제1 토출커버(D1)의 주벽면에는 원주방향을 따라 대략 90°간격으로 상기한 냉매통공(7a)이 형성되고, 후벽면에는 중앙에 상기한 냉매통공(7a)이 형성되어 있다. 여기서 상기 제1 토출커버(7)의 주벽면에는 상기 제2 토출커버(8)의 냉매토출관(DP)이 연통되는 부위와 대응하는 부위에는 상기한 냉매통공을 제외하고 있다.

상기와 같은 종래 왕복동식 압축기에서는, 왕복동모터의 가동자에 결합한 피스톤(3)이 실린더(2)의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면 냉매가 상기 피스톤(3)의 흡입유로(3a)를 통해 실린더(2)의 압축실(P)로 흡입되어 압축되었다가 상기 제1 토출커버(7)의 제1 토출실(D1)로 토출되고 이 냉매는 상기 제1 토출커버(7)의 냉매통공(7a)을 통해 제2 토출커버(8)의 제2 토출실(D2)로 토출되었다가 냉매토출관(DP)을 통해 시스템으로 토출된다. 이때, 상기 토출밸브(5)는 도 1에서와 같이 피스톤(3)의 흡입행정시에는 밸브스프링(6)에 밀려 실린더(2)의 선단면에 밀착되면서 압축실(P)과 제1 토출실(D1)이 차단되도록 하는 반면 도 2에서와 같이 상기 피스톤(3)의 압축행정시에는 밸브스프링(6)의 탄성력을 이기고 상기 실린더(2)의 선단면 에서 이격되면서 압축실(P)과 제1 토출실(D1)이 연통되도록 하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기의 토출밸브 조립체는, 상기 토출밸브(5)와 제1 토출커버(7) 사이의 간격이 너무 넓어 상기 토출밸브(5)가 열릴 때 코일스프링인 밸브스프링(6)의 특성상 상기 토출밸브(5)가 기울어져 도 2에서와 같이 일부 냉매통공(7a)이 토출밸브(5)에 가려져 냉매가 원활하게 토출되지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 상기 토출밸브의 거동을 안정시켜 냉매가 원활하게 토출될 수 있도록 하는 왕복동식 압축기의 토출밸브 조립체를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 실린더의 선단면에 착탈되면서 그 실린더의 압축실을 개폐하는 토출밸브와, 상기 토출밸브의 압축배면을 탄력 지지하는 밸브스프링과, 상기 토출밸브와 밸브스프링을 수용하여 상기한 실린더의 선단면에 고정 설치되고 그 내주면의 일부 또는 전체가 상기 토출밸브의 외주면과 거의 미끄럼 접촉되는 토출커버를 포함한 왕복동식 압축기의 토출밸브 조립체가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 토출밸브 조립체를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 왕복동식 압축기에서 토출밸브에 대한 일례를 보인 단면도이 고, 도 4는 본 발명 왕복동식 압축기에서 토출밸브가 열리는 상태를 보인 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명의 왕복동식 압축기는, 프레임(11)에 고정 설치되는 선형 실린더(12)와, 상기 실린더(12)에 미끄러지게 삽입되고 왕복동모터(미도시)의 가동자에 연결되어 상기한 실린더(12)의 내부에서 전후로 미끄럼운동을 하면서 냉매를 압축하는 피스톤(13)과, 상기 피스톤(13)의 전방면에 설치되어 그 피스톤(13)의 흡입유로(13a)를 개폐하는 흡입밸브(14)와, 상기 실린더(12)의 선단면에 착탈하면서 그 실린더의 압축실을 개폐하는 토출밸브(15)와, 상기 토출밸브(15)의 압축배면을 탄력적으로 지지하는 밸브스프링(16)과, 상기 토출밸브(15)의 외주면이 접하도록 그 토출밸브(15)와 밸브스프링(16)을 수용하는 제1 토출실(D1)을 구비하여 상기 프레임(11)에 고정 결합되는 제1 토출커버(17)와, 상기 제1 토출커버(17)를 수용하도록 제2 토출실(D2)을 구비하여 상기 프레임(11)에 고정 결합되는 제2 토출커버(18)를 포함한다.

상기 실린더(12)는 토출밸브(16)와 접촉되는 선단면이 편평한 원통모양으로 형성된다. 상기 피스톤(13)은 그 선단면이 편평하게 형성되어 그 내부에는 냉매가 실린더(12)의 압축실(P)로 흡입되도록 흡입유로(13a)가 형성되고, 상기 피스톤(13)의 선단면에는 그 일단이 피스톤(13)의 선단면에 고정되는 반면 그 타단이 피스톤(13)의 흡입유로(13a)를 개폐하는 리드형의 흡입밸브(14)가 고정 결합된다.

상기 토출밸브(15)는 반구형상으로 형성되어 그 외주면이 상기 제1 토출커버(17)의 내주면과 소정의 간격(t1)만큼 이격될 수 있도록 형성되고, 그 압력배면에 는 원추모양의 압축코일스프링인 밸브스프링(16)으로 지지된다.

상기 제1 토출커버(17)는 그 내주면이 상기 토출밸브(15)의 외주면 전체와 거의 미끄럼 접촉하도록 상기 제1 토출커버(17)의 내경이 토출밸브(15)의 외경과 거의 동일하도록 형성된다.

또, 상기 제1 토출커버(17)는 제1 토출실(D1)의 주벽면에 대략 90°정도(또는 그보다 좁거나 넓게)의 등간격으로 둘레방향을 따라 복수의 냉매통공(17a)이 균일하게 형성되고, 상기 제1 토출실(D1)의 후벽면 중앙에도 한 개 또는 복수의 냉매통공(17a)이 형성된다. 또, 상기 냉매통공(17a)은 토출밸브(15)가 열릴 때 그 토출밸브(15)의 압력면쪽에서 개방될 수 있는 위치에 형성된다.

상기 제2 토출커버(18)는 제1 토출커버(17)의 외곽에 소정의 간격을 두고 감싸도록 형성되고, 그 일측에는 시스템과 연결되는 냉매토출관(DP)이 상기 제1 토출커버(17)의 냉매통공(17a) 위치에 관계없이 연통 결합된다.

상기와 같은 본 발명 왕복동식 압축기의 토출밸브 조립체는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 왕복동모터(미도시)의 고정자에 전원을 인가하면 그 왕복동모터의 가동자가 피스톤(13)과 함께 상기 고정자의 플럭스 방향에 따라 직선 왕복운동을 하고, 그 피스톤(13)이 실린더(12)의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 상기 실린더(12)의 압축실(P)로 흡입하였다가 압축하여 제1 토출커버(17)의 제1 토출실(D1)로 토출하며, 이 냉매는 다시 제1 토출커버(17)의 냉매통공(17a)을 통해 제2 토출커버(18)의 제2 토출실(D2)로 토출되었다가 냉매토출관(DP)을 통해 시스템 으로 토출되는 일련의 과정을 반복한다.

여기서, 상기 토출밸브(15)는 피스톤(13)의 왕복운동에 따라 상기 제1 토출커버(17)의 제1 토출실(D1) 내부에서 왕복운동을 하면서 상기 실린더(12)의 압축실(P)을 개폐하게 되는데, 이때 상기 토출밸브(15)는 도 4에서와 같이 그 외주면이 제1 토출커버(17)의 내주면에 미끄럼 접촉을 하면서 개폐됨에 따라 상기 토출밸브(15)가 압축코일스프링인 밸브스프링(16)의 비틀림 모멘트에 의해 기울어지는 것이 방지되어 거동이 안정될 수 있을 뿐만 아니라 상기 제1 토출커버(17)의 냉매통공(17a)이 상기 토출밸브(15)의 압축면에서 개방되도록 형성됨에 따라 냉매가 보다 원활하게 토출되어 압축기 성능이 향상될 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 토출밸브 조립체에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 일실시예에서는 상기 토출밸브(15)의 외주면과 제1 토출커버(17)의 내주면이 서로 미끄럼 접촉하도록 형성되는 것이나, 본 실시예는 상기 토출밸브의 외주면과 제1 토출커버의 내주면이 일정정도의 간격을 유지하도록 형성하되 상기 토출밸브의 외주면 또는 제1 토출커버의 내주면 중에서 적어도 어느 한 쪽에 복수(도면에선 3개)의 안내돌부가 형성되어 맞은편에 미끄럼 접촉하도록 할 수도 있다.

예컨대, 도 5에서와 같이 상기 토출밸브(25)의 외주면에 대략 3개의 안내돌부(25a)가 방사상으로 돌출 형성되어 그 안내돌부(25a)의 외주면이 제1 토출커버(27)의 내주면에 미끄럼 접촉하면서 상기한 토출밸브(25)가 개폐되도록 하거나, 또 는 도 6에서와 같이 상기 제1 토출커버(37)의 내주면에 대략 3개의 안내돌부(37b)가 방사상으로 돌출 형성되어 그 안내돌부(37b)의 내주면이 토출밸브(35)의 외주면에 미끄럼 접촉하면서 개폐되도록 할 수 있다.

이 경우에도 상기 제1 토출커버(37)의 냉매통공(37a)은 토출밸브(35)의 개방시 그 토출밸브(35)의 압력면에서 열리도록 형성되는 것이 바람직하고, 상기 냉매통공(37a)은 제1 토출실(D1)의 둘레방향을 따라 등간격으로 형성되는 것이 바람직하다. 또, 이에 대한 작용 효과는 전술한 일례와 대동소이하므로 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 상기와 같은 실시예들은 모두 토출커버가 복수인 경우에 대하여 살펴보았으나 상기 토출커버가 한 개인 경우에도 동일하게 적용할 수 있다. 다만, 이 경우 냉매통공은 제외되어야 하고 냉매토출관과 연통되는 토출구가 상기 토출커버의 압력면 쪽에서 개방되도록 형성될 수 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 토출밸브 조립체는, 상기 토출밸브의 외주면이 토출커버의 내주면에 미끄럼 접촉을 하면서 개폐됨에 따라 상기 토출밸브가 밸브스프링에 의해 기울어지는 것이 방지되어 거동이 안정될 수 있을 뿐만 아니라 상기 냉매가 보다 원활하게 토출되어 압축기 성능이 향상될 수 있다.

Claims

실린더의 선단면에 착탈되면서 그 실린더의 압축실을 개폐하는 토출밸브;

상기 토출밸브의 압축배면을 탄력 지지하는 밸브스프링; 및

상기 토출밸브와 밸브스프링을 수용하여 상기한 실린더의 선단면에 고정 설치되고 그 내주면의 일부 또는 전체가 상기 토출밸브의 외주면과 미끄럼 접촉되는 토출커버;를 포함하고,

상기 토출밸브의 외주면과 상기 토출커버의 내주면 중에서 적어도 어느 한 쪽에서 돌출되어 다른 쪽에 미끄럼 접촉되도록 복수의 안내돌부가 형성되는 왕복동식 압축기의 토출밸브 조립체.
삭제
삭제
제1항에 있어서,

상기 토출커버는 안쪽의 제1 토출커버와 바깥쪽의 제2 토출커버가 서로 연통되는 소정의 토출실이 각각 구비되도록 형성되고, 상기 제1 토출커버의 주벽에는 복수의 냉매통공이 둘레방향을 따라 등간격으로 형성되며, 상기 제2 토출커버에는 시스템과 연결되는 냉매토출관이 연결되는 왕복동식 압축기의 토출밸브 조립체.