KR101966191B1 - 왕복동식 압축기의 압축공간으로 인입되는 압축공기량 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축공기에 포함된 이물질을 여과 및 유입 공기량을 조절하는 맴브레인 필터부를 고정 케이스에 인서트 사출하여 일체형으로 제조하므로 맴브레인 필터부를 실린더 본체에 안정적으로 고정되게 하고 맴브레인 필터부를 통해 인입되는 압축공기의 양에 따라 고정 케이스에 형성된 통공의 직경을 조절하여 제조하므로 압축공간으로 인입되는 공기의 양을 미세하게 조절 가능하는 왕복동식 압축기의 압축공간으로 인입되는 압축공기량 조절장치에 관한 것이다.

Description

왕복동식 압축기의 압축공간으로 인입되는 압축공기량 조절장치{Compressed air control device of reciprocating compressor}

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축공기에 포함된 이물질을 여과 및 유입 공기량을 조절하는 맴브레인 필터부를 고정 케이스에 인서트 사출하여 일체형으로 제조하므로 맴브레인 필터부를 실린더 본체에 안정적으로 고정되게 하고 맴브레인 필터부를 통해 인입되는 압축공기의 양에 따라 고정 케이스에 형성된 통공의 직경을 조절하여 제조하므로 압축공간으로 인입되는 공기의 양을 미세하게 조절 가능하는 왕복동식 압축기의 압축공간으로 인입되는 압축공기량 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 가스를 압축하는 방식에 따라 회전식 압축기, 스크롤 압축기, 왕복동식 압축기 등 여러 종류가 있다.

상기 왕복동식 압축기는 피스톤이 선형으로 움직이면서 가스를 흡입 압축하는 것으로, 이러한 왕복동식 압축기는 크게 구동모터의 회전운동을 피스톤의 왕복운동으로 전환시켜 가스를 흡입 압축하는 방식과 구동모터가 직선으로 왕복운동을 하면서 피스톤을 왕복운동시켜 가스를 압축하는 방식이 있다.

상기와 같은 왕복동식 압축기의 선행기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-0459481호가 알려져 있다.

상기 선 등록된 왕복동식 압축기는 용기와 그 용기의 내부에 장착되어 직선 왕복 구동력을 발생시키는 왕복동식 모터와, 상기 모터의 양측을 각각 지지하는 후방 프레임 및 중간 프레임과, 상기 중간 프레임에 이어 결합되는 전방 프레임과, 상기 왕복동식 모터와 소정의 거리를 두도록 상기 전방 프레임에 고정 결합되는 실린더와, 상기 왕복동식 모터와 연결됨과 아울러 상기 실린더에 삽입되어 그 왕복동식 모터의 직선 왕복 구동력을 전달받아 상기 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하는 피스톤과, 상기 실린더 및 피스톤에 결합되어 그 피스톤의 왕복 운동에 의해 발생되는 압력차에 의해 상기 실린더 내부로 가스를 흡입시키고 토출시키는 밸브유닛과, 상기 왕복동식 모터 및 피스톤의 직선 왕복 운동을 탄성 지지하는 공진 스프링유닛을 포함하여 구성되어 있다.

그러나, 왕복동식 압축기의 가스 압축구조는 실린더에 가스유로를 위한 미세구멍을 형성해야 하므로 실린더의 제조가 난해할 뿐만 아니라 압축기의 동작 중에 발생되는 쇳가루와 같은 이물질이 가스유로를 막아 가스력이 피스톤의 원주방향으로 균일하게 작용하지 못하게 되면서 압축기의 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 실린더에서 압축된 가스가 배출구와 유입구를 통해 배출되고 인입되므로 가스량 조절이 되지 않아 가스의 과다 인입으로 압축기 효율이 현저하게 떨어지는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0459481호(2004.11.22. 등록)

이에 상술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 압축공기에 포함된 이물질을 여과 및 유입 공기량을 조절하는 맴브레인 필터부를 고정 케이스에 인서트 사출하여 일체형으로 제조하므로 제품 생산성을 증가시킬 뿐만 아니라 맴브레인 필터부를 실린더 본체에 안정적으로 고정되게 하는 왕복동식 압축기의 압축공간으로 인입되는 압축공기량 조절장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 맴브레인 필터부를 통해 인입되는 압축공기의 양에 따라 고정 케이스에 형성된 통공의 직경을 조절하여 제조하므로 압축공간으로 인입되는 공기의 양을 미세하게 조절 가능하게 하는 왕복동식 압축기의 압축공간으로 인입되는 압축공기량 조절장치를 제공함에 있다.

본 발명 왕복동식 압축기의 압축공간으로 인입되는 압축공기량 조절장치는, 내부에 일정 내경의 압축공간이 형성되며 외주면에 길이방향으로 장착홈이 형성되는 실린더 본체;

상기 장착홈에 일정 간격으로 압축공간과 연통되도록 관통되는 유입홀;

상기 장착홈에 안착되어 맴브레인 필터부를 고정하며 피스톤의 작동으로 압축된 압축공기를 실린더 본체의 압축공간으로 안내하는 고정 케이스;

상기 고정 케이스의 내부에 인서트 사출되어 공기유로를 통해 압축공간으로 인입되는 압축공기의 양을 조절하면서 압축공기에 포함된 이물질을 여과하는 적층형 맴브레인 필터부;

상기 고정 케이스의 가장자리에 도포되어 상기 고정 케이스와 실린더 본체의 기밀을 유지하는 실링부재; 및

상기 실린더 본체의 외측에 장착되어 패킹에 의해 밀폐되며 실린더 본체에 형성된 유입공과 연통되도록 내측에 공기유로가 형성되는 외체가 구성된다.

상기 장착홈은 적어도 하나 이상 형성되는 것이 바람직하다.

상기 고정 케이스는, 상기 장착홈에 안착되어 결합되는 몸체;

상기 몸체에 유입홀과 동일선상으로 형성되는 통공;

상기 몸체의 가장자리에 형성되어 몸체와 실린더 본체의 조립시 위치를 잡아주는 단턱이 구비된다.

상기 통공은 맴브레인 필터부를 통해 인입되는 공기량에 따라 직경 조절이 가능하다.

또한, 상기 맴브레인 필터부는, 상기 고정 케이스의 내측 하부에 내장되어 맴브레인 필터를 지지하는 지지부재;

상기 지지부재의 상부에 형성되어 적층구조로 이루어지는 맴브레인 필터가 구비된다.

상기 지지부재는 격자형의 금속망 또는 부직포 중 어느 하나로 이루어지며, 상기 실링부재는 에폭시 재질로 이루어진다.

본 발명 왕복동식 압축기의 압축공간으로 인입되는 압축공기량 조절장치에 의하면, 압축공기에 포함된 이물질을 여과 및 유입 공기량을 조절하는 맴브레인 필터부를 고정 케이스에 인서트 사출하여 일체형으로 제조하므로 제품 생산성을 증가시킬 뿐만 아니라 맴브레인 필터부를 실린더 본체에 안정적으로 고정되게 하여 제품의 신뢰성을 향상시키는 이점이 있는 것이다.

또한, 본 발명 왕복동식 압축기의 압축공간으로 인입되는 압축공기량 조절장치에 의하면, 맴브레인 필터부를 통해 인입되는 압축공기의 양에 따라 고정 케이스에 형성된 통공의 직경을 조절하여 제조하므로 압축공간으로 인입되는 공기의 양을 미세하게 조절 가능하게 하여 인입 공기를 정량으로 지속해서 공급하는 것이 가능한 이점이 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 분리사시도
도 2는 본 발명 맴브레인 필터부가 내장된 고정 케이스의 일부가 절단된 사시도
도 3은 본 발명의 측단면도
도 4 내지 도 6은 본 발명의 작동상태도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 분리사시도이고, 도 2는 본 발명 맴브레인 필터부가 내장된 고정 케이스의 일부가 절단된 사시도이며, 도 3은 본 발명의 측단면도이다.

왕복동식 압축기는, 내부에 압축공간(111)이 형성되는 실린더 본체(110)가 구비되고, 상기 실린더 본체(110)의 압축공간(111)에는 피스톤(10)이 삽입되어 구동부의 구동에 의해 왕복운동을 하게 된다.

상기 실린더 본체(110)의 외주면에는 길이방향으로 요입되어 맴브레인 필터부(140)가 장착되는 장착홈(112)이 형성된다.

상기 장착홈(112)은 적어도 하나 이상 방사상으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 장착홈(112)에는 일정 간격 이격되면서 실린더 본체(110)의 압축공간(111)과 연통되도록 유입홀(120)이 관통된다.

상기 유입홀(120)은 피스톤(10)의 왕복운동시 압축된 공기의 일부가 유입공(11')을 경유하여 압축공간(111)으로 다시 유입되도록 한다.

또한, 상기 장착홈(112)에는 내부에 맴브레인 필터부(140)가 인서트 사출되어 압축공기를 실린더 본체(110)의 압축공간(111)으로 안내하는 고정 케이스(130)가 결합된다.

상기 고정 케이스(130)는 장착홈(112)에 안착되는 몸체(131)의 양측에 통공(132)이 형성되며, 상기 통공(132)은 압축공기의 원활한 유입을 위해 유입홀(120)과 동일선상에 위치해야 할 뿐 아니라 상기 유입홀(120)과 동일한 직경으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 통공(132)은 공기유로(160')와 맴브레인 필터부(140)를 통해 인입되는 압축공기량에 따라 직경을 조절하여 유입 공기량을 미세하게 조절할 수도 있다.

상기 고정 케이스(130)의 몸체(131) 가장자리에는 단차지게 형성되어 실린더 본체(110)의 외주면보다 낮게 형성되는 단턱(133)이 구비된다.

상기 단턱(133)은 몸체(131)와 실린더 본체(110)와의 접촉면적을 늘려 실링부재(150)가 안정적으로 도포될 수 있게 함과 동시에 몸체(131)와 실린더 본체(110)의 조립시 위치를 잡아주는 가이드 역할을 하게 된다.

또한, 상기 고정 케이스(130) 내부에 인서트 사출되는 맴브레인 필터부(140)는 지지부재(141)와 맴브레인 필터(142)로 이루어진다.

상기 지지부재(141)는 고정 케이스(130)의 하부에 위치하며, 상기 지지부재(141)는 격자형으로 짜여진 금속망으로 이루어져 압축공기의 통기를 원활하게 함과 동시에 맴브레인 필터(142)가 하부로 쳐지지 않도록 지지하는 역할을 한다.

상기 맴브레인 필터(142)는 0.5mm 이하의 매우 얇은 두께로 형성되어 여러 겹으로 적층되어 이루어지며, 재질은 폴리머 재질의 PTFE, 그라스화이버, 셀룰로오즈, 비닐, 나일론, 소결금속 등이 사용된다.

상기 맴브레인 필터(142)는 공극이 약 0.45㎛ 이하의 크기를 갖기 때문에 대부분의 이물질은 맴브레인 필터(142)의 표면에서 필터링된다.

또한, 상기 맴브레인 필터부(140)가 인서트된 고정 케이스(130)가 실린더 본체(110)의 장착홈(1120)에 결합된 상태에서, 몸체(131)의 가장자리에 형성된 단턱(133)에 에폭시 재질로 이루어진 실링부재(150)를 도포하여 고정 케이스(130)와 실린더 본체(110) 사이의 틈 발생을 방지하여 압축공기가 유출되지 않도록 한다.

상기와 같이 실린더 본체(110)에 고정 케이스(130)를 실링부재(150)로 마감한 상태에서, 상기 실린더 본체(110)의 외측에서 실린더 본체(110)를 수용하도록 원통형으로 이루어진 외체(160)를 결합시킨다.

상기 외체(160)가 실린더 본체(110)에 결합되면, 상기 외체(160) 일측의 내측면은 실린더 본체(110)의 외주면에 끼워지는 패킹에 의해 밀폐되며, 상기 외체(160)의 타측은 별도의 실링공정을 통해 실린더 본체(110)와 외체(160)가 밀폐된다.

상기 고정 케이스(130)와 외체(160)의 내주면 사이에는 공기유로(160')가 형성되며, 상기 실린더 본체(110)에 형성된 유입공(11')은 공기유로(160')와 연통된다.

상기와 같이 구성된 본 발명 일실시예의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 구동부(미도시)의 구동으로 피스톤(10)이 공기를 압축시키게 되면, 상기 피스톤(10)은 실린더 본체(110)의 압축공간(111)에서 작동하면서 공기를 압축시켜 배출구(11)로 배출시키게 된다.

상기 배출구(11)로 배출되는 압축공기의 일부는 실린더 본체(110)에 형성된 유입공(11')으로 유입됨과 동시에 고정 케이스(130)와 외체(160) 사이에 형성된 공기유로(160')로 유입된다.

상기 공기유로(160')로 유입된 약 4kgf/㎠ 전·후의 압축공기는 고정 케이스(130)의 상부에 형성된 통공(132)을 통해 맴브레인 필터부(140)로 유입됨과 동시에 고정 케이스(130)의 하부에 형성된 통공(132)을 통과하게 된다.

상기 통공(132)은 미세조정이 가능한 홀이며, 유입공(11')으로부터 일부 유입되는 공기량에 따라 최초 제작시 직경을 조절하여 압축공간(111)으로 유입되는 압축공기의 양을 정확하게 조절할 수 있다.

상기 통공(132)을 통과하는 압축공기는 고정 케이스(130)에 인서트 사출된 적층형으로 이루어진 맴브레인 필터(142)를 통해 실린더 본체(110)의 압축공간(111)으로 인입되므로 압축공기에 포함된 이물질을 여과함은 물론 압축공기의 양을 원활하게 조절할 수 있게 되므로 왕복동식 압축기의 효율을 향상시키게 되며 오작동을 방지하게 된다.

또한, 구동부의 구동으로 피스톤(10)이 팽창되면, 배출구(11) 측에 구비된 체크밸브(미도시)가 폐쇄되면서 냉매사이클을 통해 순환된 공기가 유입구(12)를 통해 실린더 본체(110)의 압축공간(111)으로 유입된다.

이때, 상기 배출구(11)와 유입공(11')으로는 공기가 유입되지 않게 되므로 맴브레인 필터부(140)를 통해 압축공간(111)으로는 공기가 유입되지 않는 상태가 된다.

이상과 같이 본 발명은, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100: 압축공기량 조절장치
110: 실린더 본체 111: 압축공간
112: 장착홈 120: 유입홀
130: 고정 케이스 131: 몸체
132: 통공 133: 단턱
140: 맴브레인 필터부 141: 지지부재
142: 맴브레인 필터 150: 실링부재
160: 외체

Claims (7)

1. 내부에 일정 내경의 압축공간이 형성되며 외주면에 길이방향으로 장착홈이 형성되는 실린더 본체;
   상기 장착홈에 일정 간격으로 압축공간과 연통되도록 관통되는 유입홀;
   상기 장착홈에 안착되어 맴브레인 필터부를 고정하며 피스톤의 작동으로 압축된 압축공기를 실린더 본체의 압축공간으로 안내하는 고정 케이스;
   상기 고정 케이스의 내부에 인서트 사출되어 공기유로를 통해 압축공간으로 인입되는 압축공기의 양을 조절하면서 압축공기에 포함된 이물질을 여과하는 적층형 맴브레인 필터부;
   상기 고정 케이스의 가장자리에 도포되어 상기 고정 케이스와 실린더 본체의 기밀을 유지하는 실링부재; 및
   상기 실린더 본체의 외측에 장착되어 패킹에 의해 밀폐되며 실린더 본체에 형성된 유입공과 연통되도록 내측에 공기유로가 형성되는 외체가 구성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 압축공간으로 인입되는 압축공기량 조절장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 장착홈은 적어도 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 압축공간으로 인입되는 압축공기량 조절장치.
   
3. 청구항 1에 있어서, 고정 케이스는,
   상기 장착홈에 안착되어 결합되는 몸체;
   상기 몸체에 유입홀과 동일선상으로 형성되는 통공;
   상기 몸체의 가장자리에 형성되어 몸체와 실린더 본체의 조립시 위치를 잡아주는 단턱이 구비되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 압축공간으로 인입되는 압축공기량 조절장치.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 통공은 맴브레인 필터부를 통해 인입되는 공기량에 따라 직경 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 압축공간으로 인입되는 압축공기량 조절장치.
   
5. 청구항 1에 있어서, 맴브레인 필터부는,
   상기 고정 케이스의 내측 하부에 내장되어 맴브레인 필터를 지지하는 지지부재;
   상기 지지부재의 상부에 형성되어 적층구조로 이루어지는 맴브레인 필터가 구비되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 압축공간으로 인입되는 압축공기량 조절장치.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 지지부재는 격자형의 금속망 또는 부직포 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 압축공간으로 인입되는 압축공기량 조절장치.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 실링부재는 에폭시 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 압축공간으로 인입되는 압축공기량 조절장치.

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