KR101273846B1 - 밀폐형 압축기의 밸브플레이트 및 이를 이용한벨브어셈블리 - Google Patents

밀폐형 압축기의 밸브플레이트 및 이를 이용한벨브어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기의 밸브플레이트 및 밸브어셈블리에 관한 것이다. 본 발명은 토출공(62)과 흡입공(66)이 형성되어 밀폐형 압축기의 밸브어셈블리(49)를 구성하는 밸브플레이트에 있어서, 상기 흡입공(66)에 인접하여 상기 흡입공(66)을 개폐하는 흡입밸브(56)의 목부(56h)와 대응되는 위치에 상기 흡입밸브(56)의 목부(56h)의 폭에 해당되는 영역내에 형성되는 다수개의 흡입보조공(66')이 구비된다. 이와 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 흡입밸브(56)의 개폐동작이 원활하게 되어 압축기의 압축성능이 향상되는 이점이 있다.
밀폐형 압축기, 밸브플레이트, 흡입공, 흡입보조공

Description

밀폐형 압축기의 밸브플레이트 및 이를 이용한 벨브어셈블리{Valve plate For Hermetic Compressor and A Valve Assembly Using the same}
도 1은 일반적인 밀폐형 압축기의 내부 구성을 보인 단면도.
도 2는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 밸브어셈블리 및 이와 관련된 부분을 보인 분해사시도.
도 3은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 밸브플레이트 및 밸브어셈블리의 바람직한 실시예를 보인 분해사시도.
도 4는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 밸브플레이트의 바람직한 실시예와 그 주변구성을 보인 분해사시도.
도 5는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 밸브플레이트 및 밸브어셈블리의 동작과정을 도식적으로 보인 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
40: 실린더블록 40': 압축실
50: 흡입플레이트 56: 흡입밸브
58: 토출구 60: 밸브플레이트
62: 토출공 66: 흡입공
66' 흡입보조공 70: 가스켓
80: 헤드커버
본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축실 내부로 작동유체가 보다 원활하게 유입되도록 하는 밸브플레이트 및 이를 이용한 밸브어셈블리에 관한 것이다.
도 1에는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 구성이 단면도로 도시되어 있다. 먼저, 밀폐용기(1)는 상부용기(1t)와 하부용기(1b)로 구성되어 내부에 밀폐공간을 형성한다. 상기 밀폐용기(1)의 내부에는 프레임(2)이 설치되어 있다. 상기 프레임(2)의 하부에는 고정자(3)가 고정되어 있으며, 상기 고정자(3)는 스프링(2S)에 의해 밀폐용기(1)의 내부에 지지된다. 상기 고정자(3)의 중앙을 상하로 관통하여 고정자(3)와 전자기적 상호작용에 의하여 회전을 하는 회전자(4)가 구비된다. 상기 회전자(4)는 상기 프레임(2)의 중앙부를 관통하는 크랭크축(5)과 일체로 되어 회전한다.
상기 크랭크축(5)의 하단에는 크랭크축의 내부를 통해 오일(L)을 상방향으로 끌어올리는 펌핑기구(5d)가 구비된다. 상기 펌핑기구(5d)를 통과한 오일(L)은 오일유로(5a)를 따라 상기 크랭크축(5)의 회전중심에 대하여 편심되게 형성된 편심핀(5b)에서 비산된다. 상기 편심핀(5b)이 형성된 반대쪽에는 상기 크랭크축(5)에 일체로 형성되어 편심핀(5b)에 의한 무게중심의 편심을 잡아주는 균형추(5c)가 있 다.
한편, 상기 크랭크축(5)의 편심핀(5b)에 커넥팅로드(8)의 일단부가 연결된다. 상기 커넥팅로드(8)의 타단부는 피스톤(7)과 연결되어 상기 크랭크축(5)의 회전운동을 피스톤(7)의 직선왕복운동으로 변환한다. 상기 피스톤(7)은 프레임(2)에 구비되어 있는 실린더(6)의 압축실(6')내에서 직선운동을 하며 작동유체를 압축시킨다. 상기 실린더(6)의 압축실(6') 선단에는 밸브어셈블리(9)가 설치되며 상기 밸브어셈블리(9)상에는 헤드커버(10)가 조립된다. 상기 헤드커버(10)에는 흡입머플러(11)가 상기 압축실(6')로 냉매를 전달할 수 있도록 밸브어셈블리(9)와 연결 설치되어있다.
도 2는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 밸브어셈블리(9) 및 이와 관련된 부분을 보인 분해사시도이다.
이에 도시된 바에 따르면 상기 밸브어셈블리(9)는 흡입플레이트(19), 밸브플레이트(29), 가스켓(39)을 구비하며 이는 실린더(6) 전면과 헤드커버(10)사이에 차례로 설치된다.
상기 실린더(6) 전면에는 흡입플레이트(19)가 위치하며, 상기 흡입플레이트 (19)에는 아래에서 설명할 밸브플레이트(29)의 흡입구(29s)를 선택적으로 차단하는 흡입밸브(19v)와 압축실(6')과 연통되는 토출구(19g)가 있다. 상기 토출구(19g)는 헤드커버(10) 내부의 토출방으로 작동유체가 유동되는 통로이다.
도 2를 기준으로 상기 흡입플레이트(19)의 상면에는 밸브플레이트(29)가 위치한다. 상기 밸브플레이트(29)에는 압축실(6')의 내부로 작동유체가 흡입되는 통 로인 흡입공(29s)과 소정형상으로 요입된 요홈(29g)이 형성된다. 상기 요홈 (29g)에는 작동유체가 토출되는 토출공(29e)이 형성되는데, 상기 토출공(29e)은 흡입플레이트(19)에 형성된 토출구(19g)와 대응되는 위치에 형성된다.
또한 상기 요홈(29g)에는 토출밸브(29v), 밸브스프링(29v'), 리테이너(29r)가 차례로 안착된다. 상기 요홈(29g)의 바닥면에 설치되는 토출밸브(29v)는 흡입공(29s)을 통해 압축실(6') 내부로 흡입되어 압축된 작동유체가 상기 토출공(29e)을 통해 배출되는 것을 제어한다. 상기 토출밸브(29v)의 상방에는 밸브스프링(29v')이 위치하며, 상기 밸브스프링(29v')은 탄성력에 의해 상기 토출밸브(29v)의 거동을 제어한다. 상기 밸브스프링(29v')의 상면에 위치하는 리테이너(29r)는 상기 토출밸브(29v) 및 밸브스프링(29v')의 일단부를 요홈(29g)에 고정하는 동시에 상기 토출밸브(29v)가 개방되는 정도를 제한하는 역할을 한다.
도 2를 기준으로 상기 밸브 플레이트(29)의 상면에는 밸브어셈블리(9)와 헤드커버(10)사이에서 작동유체의 유출을 방지하는 가스켓(39)이 위치한다. 상기 가스켓(39)에는 상기 흡입공(29s)과 대응하여 형성된 흡입구(39s)와 소정형상의 판통구(39g)가 있다.
그러나 이와 같은 종래 기술에 의한 밸브어셈블리에는 다음과 같은 문제점이 있다.
압축기 내부로 유입된 작동유체는 밸브플레이트(29)에 형성되어 있는 흡입공(29s)을 통해 압축실(6') 내부로 유입된다. 흡입밸브(19v)는 그 자유단부인 선단이 상기 흡입공(29s)과 대응되는 위치에 있어 상기 흡입공(29s)을 개폐한다. 상기 흡입밸브(19v)의 동작은 피스톤이 하사점을 향해 이동하기 시작하여 압축실(6') 내부의 압력이 흡입머플러 내부의 압력보다 낮아지면서 이루어진다. 즉, 상기 흡입밸브(19v)의 자유단부가 흡입머플러 내부에서 압축실(6')의 내부로 유동되는 작동유체의 압력에 의해서만 개방되므로, 작동유체의 입장에서 보면 상기 흡입밸브(19v)는 유동을 방해하는 요소가 된다. 따라서, 상기 흡입밸브(19v)가 별도의 힘에 의해 개방될 수 있다면 상기 압축실(6) 내부로 유입되는 작동유체의 흐름이 보다 원활하게 될 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 압축실로 유입되는 작동유체의 흐름을 원활하게 하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 토출공과 흡입공이 형성되어 밀폐형 압축기의 밸브어셈블리를 구성하는 밸브플레이트에 있어서, 상기 흡입공에 인접하여 상기 흡입공을 개폐하는 흡입밸브의 목부와 대응되는 위치에 흡입보조공이 형성된다.
상기 흡입보조공은 상기 흡입밸브의 목부의 폭에 해당하는 영역내에 형성된다.
상기 흡입보조공은 다수개가 형성된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 흡입공이 형성되는 밸브플레이트와, 선단의 개폐부가 흡입공을 개폐하고 상기 개폐부에 인접하여 개폐부보다 좁은 폭을 가지고 탄성변형이 이루어지는 목부를 구비하는 흡입밸브를 포함하여 구성되고, 상기 흡입밸브의 목부에 대응되는 위치에는 흡입보조공이 형성되는데, 상기 흡입공이 작동유체를 전달받는 쪽과 연통된다.
상기 흡입보조공은 흡입밸브의 목부의 폭에 해당되는 영역내에 형성된다.
상기 흡입보조공은 다수개가 형성된다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 밀폐형압축기의 밸브플레이트 및 이를 이용한 밸브어셈블리에 의하면 흡입밸브의 개폐동작이 원활하게 되어 압축기의 압축성능이 향상되는 이점이 있다.
이하 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 밸브플레이트 및 이를 이용한 밸브어셈블리의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 밸브플레이트 및 이를 이용한 밸브어셈블리의 바람직한 실시예를 보인 사시도이다.
이에 도시된 바에 따르면, 실린더블록(40)에는 압축실(40')이 형성되어 있다. 상기 압축실(40') 내에서는 직선왕복운동 가능하게 설치된 피스톤(미도시)에 의해 작동유체가 압축된다. 상기 실린더블록(40)의 전면에는 밸브어셈블리(49)가 장착되며, 상기 밸브어셈블리(49)는 흡입플레이트(50), 밸브플레이트(60), 가스켓(70)을 구비한다. 상기 밸브어셈블리(49)와 함께 헤드커버(80)가 실린더블록(40)에 체결된다.
상기 실린더블록(40)의 전면에 흡입플레이트(50)가 위치한다. 상기 흡입플레 이트(50)에는 흡입밸브(56)가 구비된다. 상기 흡입밸브(56)는 그 후단을 제외한 나머지 부분이 상기 흡입플레이트(50)에서 분리되게 형성되어 아래에서 설명될 흡입공(66)을 개폐하는 역할을 한다. 상기 흡입밸브(56)의 선단에는 아래에서 설명할 흡입공(66)을 개폐하는 개폐부(56p)가 형성되고 그 개폐부(56p)와 연결되는 지점에는 목부(56h)가 형성되며 상기 흡입플레이트(50)와 연결되는 지점에는 기저부(56g)가 형성된다.
또한 상기 흡입플레이트(50)에는 상기 흡입밸브(56)의 일측단에 접하여 토출구(58)가 형성된다. 상기 토출구(58)는 압축실(40')에서 압축된 유입된 작동유체가 상기 헤드커버(80) 내부의 토출방(미도시)으로 토출되는 경로이다. 그리고 상기 토출구(58)는 아래에서 설명할 밸브플레이트(60)의 토출공(62)의 위치와 대응하여 형성된다.
상기 흡입플레이트(50)의 전면에는 본 발명의 실시예에 따른 밸브플레이트(60)가 위치한다. 상기 밸브플레이트(60)의 일측에는 토출공(62)이 형성된다. 상기 토출공(62)을 통해서 압축실의 내부에서 압축된 작동유체가 헤드커버(80)의 내부에 형성되는 토출방(미도시)을 향해 토출된다.
상기 밸브플레이트(60)의 일면에는 요홈(60')이 형성되며, 상기 토출공(62)의 출구는 상기 요홈(60')에 위치하게 된다. 상기 요홈(60')에는 토출밸브(60v)가 설치된다. 상기 토출밸브(60v)는 상기 토출공(62)을 선택적으로 개폐한다. 상기 토출밸브(60v)는 일단이 상기 요홈에 고정되고 자유단부인 타단이 상기 토출공(62)을 개폐한다. 상기 요홈(60')의 바닥면에 설치되는 토출밸브(60v)는 흡입공(66)을 통 해 압축실(40') 내부로 흡입되어 압축된 작동유체가 상기 토출공(62)을 통해 배출되는 것을 제어한다.
상기 토출밸브(60v)의 상방에는 밸브스프링(60s)이 위치하며, 상기 밸브스프링(60s)은 탄성력에 의해 상기 토출밸브(60v)의 거동을 제어한다. 상기 밸브스프링(60s)의 상면에 위치하는 리테이너(60r)는 상기 토출밸브(60v) 및 밸브스프링(60s)의 일단부를 요홈(60')에 고정하는 동시에 상기 토출밸브(60v)가 개방되는 정도를 제한한다.
또한, 상기 밸브플레이트(60)의 소정지점에 흡입공(66)이 형성된다. 상기 흡입공(66)을 통하여 압축실 내부로 작동유체가 흡입된다. 상기 흡입공(66)은 상기 흡입플레이트의 흡입밸브(56)의 선단의 위치와 대응하여 형성되며, 상기 흡입밸브(56)의 선단에 의해 차단이 가능한 형상으로 형성된다.
상기 흡입공(66)과 요홈(60') 사이에는 흡입보조공(66')이 형성된다.상기 흡입보조공(66')은 상기 흡입공(66)에 인접하여 형성되고, 특히 상기 흡입공(66)과 연통되는 흡입머플러와도 연통되도록 하여야 한다. 이를 위해 상기 흡입보조공(66')의 형성위치에 맞도록 흡입머플러의 토출부의 입구를 크게 하거나, 상기 흡입보조공(66')을 경사지게 형성하여야 한다.
한편, 상기 흡입보조공(66')을 통해 흡입되는 작동유체는 흡입밸브(56)의 탄성변형이 보다 잘 일어날 수 있도록 하는 것이다. 따라서, 상기 흡입밸브(56)의 목부(56h) 중 상기 개폐부(56p)에 인접한 위치에 형성되어야 할 것이다. 이는 상기 목부(56h)가 흡입밸브(56)에서 주로 탄성변형이 잘 일어나는 부분이고, 개폐 부(56p)쪽이 상기 흡입공(66)을 개폐하기 때문이다.
상기 흡입보조공(66')은 이와 같은 흡입밸브(56)의 탄성변형 동작이 원활하게 일어나도록 하기 위해 상기 흡입밸브(56)의 목부(56h)와 대응되는 영역에 다수개가 형성되거나 목부(56h)와 대응되는 영역에 목부(56h)의 폭보다 크지 않은 직경을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 흡입보조공(66')을 통해 흡입되는 작동유체는 실제로 상기 압축실(40')에서 압축되기도 하지만 상기 흡입밸브(56)의 개방동작을 위한 것이므로 상기 흡입밸브(56)의 개방동작에 도움을 줄 수 있는 양이 유동될 수 있도록 그 유동단면적이 설계되어야 할 것이다.
상기 밸브플레이트(60)와 헤드커버(80) 사이에는 가스켓(70)이 위치한다. 상기 가스켓(70)에는 판통구(73)가 형성되어 있다. 상기 가스켓(70)은 상기 밸브플레이트(60)와 헤드커버(80) 사이에서 작동유체가 유출되는 것을 방지하는 역할을 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 밀폐형압축기의 밸브플레이트 및 밸브어셈블리의 작용을 상세하게 설명한다.
흡입머플러로 유입된 작동유체는 피스톤의 흡입행정에 의해 실린더블록(40)의 압축실(40')로 유입된다. 상기 흡입머플러로 유입된 작동유체가 밸브플레이트(60)의 흡입공(66)을 통해 압축실(40') 내부로 유입될 때 상기 흡입공(66)은 흡입플레이트(50)의 흡입밸브(56)에 의해 개방되며 압축실(40')에서 작동유체가 압축될 때 상기 흡입공(66)은 상기 흡입밸브(56)에 의해 차폐되면서 선택적으로 개폐된다.
도 5에는 작동유체가 유입되는 경로가 도식적으로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 작동유체가 압축실(40') 내부로 유입될 때 상기 압축실(40') 내부로 유입되는 작동유체의 일부분은 흡입공(66)을 통해 유입되고, 다른 일부는 흡입보조공(66')을 통해 유입된다. 상기 흡입보조공(66')을 통해 유입되는 작동유체는 흡입플레이트(50)에 형성된 흡입밸브(56)의 목부(56h)를 밀어낸다.
그리고 상기 흡입보조공(66')의 직경은 상기 흡입공(66)의 목부(56h)의 길이보다 짧기 때문에 상기 흡입보조공(66')을 통해 배출되는 작동유체는 상기 흡입공(66)을 통해 배출될 때 작동유체에 가해지는 압력보다 더 강한 압력으로 배출된다. 따라서 상기 흡입보조공(66')을 통해 배출되는 작동유체는 상기 흡입밸브(56)의 목부(56h)에 강한 압력을 가해 압축실(40') 내부 방향으로 밀어내기 때문에 상기 흡입밸브(56)의 개방동작을 더욱 원활하게 한다. 다시말해 상기 흡입밸브(56)가 개방되는 순간 상기 흡입보조공(66')을 통해 상기 흡입밸브(56)의 목부(56h)에 보조적인 압력을 가함으로써 상기 흡입밸브(56)가 압축실(40')의 내부방향으로 원활하게 개방되도록 보조한다.
이와 같이 흡입밸브(56)의 개방이 원활하게 되면 작동유체의 흡입과정시 더욱 많은 양의 작동유체가 압축실(40')의 내부로 유입되고, 상기 흡입밸브(56)가 개방시에 더 많은 탄성을 갖게 되어 폐쇄될 때에도 더욱 빨리 닫혀지게 된다.
상기 압축실(40')의 내부로 유입된 작동유체는 피스톤의 압축과정을 통해 압축된 이후에 토출구(58)와 토출공(62)을 통해 헤드커버(80) 내부로 토출된다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 밸브플레이트 및 이를 이용한 밸브어셈블리에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면 흡입보조공을 통해 유입되는 작동유체가 흡입밸브의 목부에 보조적인 압력을 가함으로써 흡입밸브의 개폐동작이 원활하게 이루어 지도록 보조한다. 흡입밸브의 개폐동작이 원활하게 되면 작동유체의 흐름이 원활하게 되고 이로 인해 압축실 내부로 필요한 만큼의 작동유체가 신속하게 흡입되어 압축기의 압축성능이 더욱 향상되는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 토출공과 흡입공이 형성되어 밀폐형 압축기의 밸브어셈블리를 구성하는 밸브플레이트에 있어서,
    상기 흡입공에 인접하여 상기 흡입공을 개폐하는 흡입밸브의 목부와 대응되는 위치에 흡입보조공이 형성되고, 상기 흡입보조공은 목부의 폭에 해당하는 영역에 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 밸브플레이트.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 흡입보조공은 다수개가 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형압축기의 밸브플레이트.
  4. 흡입공이 형성되는 밸브플레이트와,
    선단의 개폐부가 흡입공을 개폐하고 상기 개폐부에 인접하여 개폐부보다 좁은 폭을 가지고 탄성변형이 이루어지는 목부를 구비하는 흡입밸브를 포함하여 구성되고, 상기 흡입밸브의 목부에 대응되는 위치에서 목부의 폭에 해당되는 영역에 흡입보조공이 형성되는데, 상기 흡입공이 작동유체를 전달받는 쪽과 연통됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 밸브어셈블리.
  5. 삭제
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 흡입보조공은 다수개가 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 밸브어셈블리.
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