KR102001336B1

KR102001336B1 - 실린더 헤드와 연결파이프의 연결 구조 및 이를 적용한 왕복동식 압축기

Info

Publication number: KR102001336B1
Application number: KR1020180009349A
Authority: KR
Inventors: 이종목; 이기연
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2018-01-25
Filing date: 2018-01-25
Publication date: 2019-07-17

Abstract

본 발명은 볼트 체결 방식으로 연결파이프(73)와 실린더헤드(32)를 연결함에 있어서, 연결파이프(73)의 단부에 마련된 커넥터(71)를 실린더헤드(32)에 밀착 고정시키는 고정볼트(90)가 실린더헤드(32)나 밸브플레이트(80) 쪽에 고정되도록 하여, 고정볼트(90)가 나사결합하는 부위에 별도의 누설 방지 구조를 적용할 필요가 없도록 하는 왕복동식 압축기에 관한 것이다. 이에 따르면, 실린더블록을 간단하게 구성할 수 있고, 연결파이프와 실린더헤드를 고정볼트만으로 쉽게 밀봉 고정하면서도 누설 신뢰성을 충분히 확보할 수 있다.

Description

실린더 헤드와 연결파이프의 연결 구조 및 이를 적용한 왕복동식 압축기{A Connecting Structure between a Cylinder Head and a Connecting Pipe and a Recipro-type Compressor Using the Same}

본 발명은 간단하고 확실하게 실린더 헤드와 연결파이프를 연결할 수 있는 구조와, 이를 적용한 왕복동식 압축기에 관한 것이다.

압축기는 기체를 압축하여 압력을 높여주는 장치이다. 압축기가 기체를 압축하는 방식은, 실린더에 흡입된 기체를 피스톤으로 압축하여 방출하는 왕복동(recipro) 압축기, 두 스크롤을 상대적으로 회전시켜 기체를 압축하는 스크롤 압축기 등이 있다.

왕복동식 압축기는 실린더 내부를 왕복 운동하는 피스톤이 실린더의 보어 내부에 유입된 유체를 압축하는 방식이다. 실린더는 블록 부분과 헤드 부분으로 나뉘어 제작되고, 헤드 부분에는 압축된 유체의 토출관이 연결된다.

실린더 헤드에 토출관을 연결하기 위해, 종래에는 실린더 헤드와 토출관을 브레이징(brazing)으로 연결하거나, 실린더 헤드에 토출관을 압입하고 용접하거나, 실린더 헤드에 토출관을 압입하고 접착하는 방식 등을 적용하였다.

그러나 브레이징 방식을 적용하기 위해서는 실린더헤드의 재질로서 알루미늄 다이캐스팅(ALDC)을 적용하지 못하고 스틸(steel)을 적용 구성해야 하므로, 실린더헤드의 열전달 특성이 저하되어 성능 저하의 우려가 있고, 형상 설계가 제한적이며, 추가적인 부품이 더 필요하다.

또한 토출관을 압입하고 접착하는 방식은 고온 고압의 환경, 그리고 지속적인 진동이 발생하는 환경에서 누설에 대한 신뢰성을 확보하기 어렵다.

이러한 종래기술의 문제점을 감안하여, 실린더 헤드의 재질을 제한하지 않고 누설 신뢰성을 확보하고자, 도 1 내지 도 3에 도시된, 토출관과 실린더헤드를 볼트로 체결하는 구조가 고안되었다.

도 1에는 회전축을 지지하는 회전지지부(25)와 실린더블록(31)이 일체로 제작된 구조가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 통상 왕복동식 압축기는 실린더블록(31)에 실린더헤드(32)를 결합할 때 체결볼트(95)를 조여 결합하는데, 앞서 설명한 종래의 구조는, 상기 체결볼트(95)가 관통하는 실린더헤드(32)의 관통홀(321) 중 어느 하나(3212)를 다른 관통홀(3211)들보다 더 크게 뚫고, 토출관, 즉 연결파이프(73)가 연결된 커넥터(71)가 상기 관통홀(3212)을 덮도록 배치시킨 상태에서, 체결볼트(95)가 상기 커넥터(71)와 관통홀(3212)를 차례로 관통하여 상기 실린더블록(31)의 체결홀(313)에 나사결합 되도록 하는 방식으로, 토출관과 실린더헤드를 고정하였다.

그러면 실린더블록(31)의 보어(311)에서 압축된 냉매는, 밸브플레이트(80)를 지나 실린더헤드(32)의 중공부(324)로 이동하고, 이어서 상기 중공부(324)와 연통하는 상기 관통홀(3212)을 통해 연결파이프(73)로 토출된다.

압축기에서 토출된 고압의 냉매가 누설되는 것을 방지하기 위해서는, 냉매의 유동 경로를 따라 밀봉 구조가 적용되어야 한다. 그런데 도 1 내지 도 3에 도시된 종래의 밀봉 구조에 따르면, 실린더블록(31)과 실린더헤드(32)를 체결하는 체결볼트(95) 주위로 냉매가 유동하므로, 이러한 유동 경로 주위로 밀봉 구조가 요구된다.

이에 종래에는, 체결볼트(95)와 나사 결합하는 실린더블록(31)의 체결홀(313)의 단부가, 도 3에 A로 표시된 것처럼 막혀 있는 구조여야 했다. 그러나 이러한 구조에 따르면, 상기 체결홀(313) 형성된 실린더블록(31) 부위(A)가 두툼하게 구성될 수밖에 없었다.

실린더블록(31)을 두툼하게 구성해야 한다는 것은, 실린더블록(31)의 제조 방법의 제한을 가져온다. 가령 도 1에 도시된 정도로 두툼한 살을 가지는 실린더블록(31)은 주물 형태로 제작되어야 한다.

또한 실린더블록(31)을 두툼하게 구성하게 되면, 그만큼 많은 부피를 차지하고, 무게가 많이 나가게 된다. 따라서 경량 소형화가 요구되는 환경에서 사용될 압축기에는 종래와 같은 방식을 적용하기 어렵다.

아울러, 실린더블록(31)의 체결홀(313)은 탭 가공 등을 통해 가공되는데, 종래와 같이 타측 단부가 막혀 있는 폐쇄형 구조로 홀을 가공하고 탭 가공을 하면, 가공 과정에서 발생한 버(burr) 등의 제거 과정이 복잡할 뿐만 아니라, 이들이 제대로 제거되지 않으면, 냉매의 유동에 유입되는 이물질이 되어버린다.

한편, 실린더블록(31)과 회전지지부(25)를 별개의 부품으로 제작하면 압축기의 소형 경량화가 한층 용이해질 수 있는데, 도 2와 도 3에 도시된 실린더헤드(32)와 연결파이프(73)의 연결 구조에 따르면, 실린더블록(31)이 더 커질 수밖에 없어, 실린더블록(31)과 회전지지부(25)를 별개의 부품으로 제작하여 압축기의 소형 경량화를 꾀할 수 없게 된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 볼트 체결 구조로 연결파이프와 실린더헤드를 연결하여 누설 신뢰성을 충분히 확보하면서도, 실린더를 소형 경량화할 수 있는 실린더헤드와 연결파이프의 연결 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 볼트 체결 구조로 연결파이프와 실린더헤드를 연결하여 누설 신뢰성을 충분히 확보하면서도, 냉매의 유동 경로에 이물질이 유입될 우려가 낮은 실린더헤드와 연결파이프의 연결 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 볼트 체결 구조로 연결파이프와 실린더헤드를 연결하여 누설 신뢰성을 충분히 확보하면서도, 실린더블록의 제조 방법이 제한되지 않는 실린더헤드와 연결파이프의 연결 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 실린더블록이 가져야 하는 본연의 기능인 보어 구조와, 실린더헤드와의 체결구조를 간단하게 할 수 있어 실린더블록의 구조를 단순화하고 실린더블록을 경량으로 제작할 수 있도록 해주는 실린더헤드와 연결파이프의 연결 구조 및 이를 적용한 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 볼트 체결 방식으로 연결파이프(73)와 실린더헤드(32)를 연결함에 있어서, 연결파이프(73)의 단부에 마련된 커넥터(71)를 실린더헤드(32)에 밀착 고정시키는 고정볼트(90)가 실린더헤드(32)나 밸브플레이트(80) 쪽에 고정되도록 하여, 고정볼트(90)가 나사결합하는 부위에 별도의 누설 방지 구조를 적용할 필요가 없도록 하는 구조를 제공한다.

실린더블록(31)과 실린더헤드(32)를 체결하는 체결볼트(95)는 보어(311)를 벗어난 위치에서 실린더블록(31)과 실린더헤드(32)를 체결함으로써 별도의 밀봉 구조를 적용하지 않도록 할 수 있는데, 이러한 체결볼트(95)를 통해 연결파이프(73)의 커넥터(71)를 연결하면, 결국 체결볼트(95)의 체결 부위에 다시 별도의 밀봉 구조를 적용하게 되는 불합리한 점이 있었다.

따라서 체결볼트(95)는 실린더블록(31)과 실린더헤드(32)를 체결하는 기능으로만 사용되도록 하여 별도의 밀봉구조가 필요 없도록 함으로써 실린더블록(31)의 부피를 줄일 수 있도록 하면서도, 고정볼트(90)를 통해 연결파이프(73)의 커넥터(71)를 별도로 고정하되 고정볼트(90)의 체결부위가 밀봉이 요구되지 않는 부위에 배치되도록 하면, 실린더블록(31)과 실린더헤드(32)의 부피가 커지지 않도록 소형 경량화 하면서도 볼트 체결에 의한 연결파이프 고정 구조를 적용할 수 있게 되는 것이다.

위와 같은 사항을 반영하여, 본 발명은, 실린더헤드(32)가: 실린더블록(31)의 보어(311)와 마주하는 중공부(324)를 규정하는 헤드본체(320); 상기 헤드본체(320)에 마련되고, 상기 중공부(324)와 상기 실린더헤드(32)의 외부를 연통하는 관통홀(321); 및 상기 관통홀(321)과 마주하며 이격 배치되는 지지부재(323);를 구비하고, 상기 연결파이프(73)에서 상기 실린더헤드(32)와 연결되는 제1단부에는 커넥터(71)가 고정되며, 상기 커넥터(71)가: 상기 실린더헤드(32)의 관통홀(321)과 마주하며 이격 배치되는 커버부(711); 상기 커버부(711)에서 상기 실린더헤드(32) 쪽으로 연장되고, 상기 커버부(711) 및 상기 헤드본체(320)와 함께 공간부(714)를 규정하는 측벽부(712); 상기 측벽부(712)의 선단부에서 상기 헤드본체(320)와 밀착되는 압착면(715); 및 상기 연결파이프(73)의 제1단부가 삽입 고정되는 연통홀(716);을 구비하고, 고정볼트(90)가 상기 실린더헤드(32)의 관통홀(321)을 관통하며 상기 커넥터(71)의 커버부(711)를 상기 지지부재(323) 쪽으로 잡아당겨, 상기 커넥터(71)의 압착면(715)이 상기 실린더헤드(32)와 밀착되도록 하는 연결구조를 제안한다.

물론 상기 중공부(324)와 공간부(714)와 연결파이프(73)는 서로 연통한다. 이를 위해, 본 발명은, 상기 관통홀(321)의 단면이, 상기 관통홀(321)을 관통하는 구간의 상기 고정볼트(90)의 단면을 포함하고, 상기 관통홀(321)의 단면적이, 상기 관통홀(321)을 관통하는 구간의 상기 고정볼트(90)의 단면적보다 더 커서, 상기 관통홀(321)의 내주면과, 상기 관통홀(321)을 관통하는 구간의 상기 고정볼트(90)의 외주면 사이의 공간으로 통해, 상기 중공부(324)와 상기 공간부(714)가 연통하도록 할 수 있다.

상기 연결파이프(73)와 커넥터(71)가 먼저 브레이징 등의 공정을 통해 연결된 상태에서 상기 실린더헤드(32)에 고정하는 순서의 조립 방식이 더 간편하다.

이에, 본 발명에서는, 상기 커넥터(71)의 커버부(711)는, 상기 관통홀(321)과 마주하는 위치에 형성된 관통홀(713)을 구비하고, 상기 고정볼트(90)는 상기 커넥터(71)의 관통홀(713)과 상기 실린더헤드(32)의 관통홀(321)을 관통하며 상기 지지부재(323)에 연결되도록 할 수 있다.

그리고, 상기 고정볼트(90)는 실린더헤드(32)의 외부에서 실린더헤드(32) 안쪽으로 삽입되며 고정되는 형태인 것이 조립 방식이나 부품의 간단한 설계가 가능하다.

이에, 본 발명에서는, 상기 실린더헤드(32)의 지지부재(323)가, 상기 관통홀(321)과 마주하는 위치에 형성된 체결홀(322)을 구비하도록 할 수 있다.

아울러, 상기 체결홀(322)은 실린더헤드(32)의 내부 공간에 배치되므로, 체결홀(322) 가공 시 버(burr) 등이 발생하면, 압축기 사용 과정에서 이물질이 냉매에 혼입되는 불량이 발생할 우려가 있다.

이에 본 발명에서는, 상기 체결홀(322)이 상기 지지부재(323)를 관통하도록 할 수 있다.

체결홀(322)을 관통 형성하고 그 내주면에 탭 가공을 하면 버(burr) 제거가 용이하고, 나사산을 간단히 형성할 수 있다.

이에 본 발명에서는, 상기 체결홀(322)의 내주면과 고정볼트(90)의 외주면이 상호 나사 결합되도록 구성할 수 있다.

냉매의 유동 경로를 따라 요구되는 밀봉 구조를 충족시키기 위해, 압착 구조가 요구되는데, 본 발명에 따르면, 고정볼트(90)의 헤드가 커넥터(71)의 표면과 압착되어 상호 밀봉되므로, 별도의 밀봉 구조가 요구되지 않는다. 이와 함께, 앞서, 커넥터(71)의 압착면(715)이 상기 실린더헤드(32)와 밀착하는 구조에 따르면, 고정볼트(90)를 조이는 작업은 어차피 커넥터(71)와 연결파이프(77)를 실린더헤드(32)에 연결하기 위해 요구되는 작업인데, 이러한 작업을 통해 밀봉이 함께 이루어지도록 하는 것이다. 이는 종래의 브레이징이나 압입 접착 공정보다 훨씬 단순하고 자동화에 유리한 구조라 할 수 있다.

한편 실린더블록의 헤드본체(320)는, 상기 실린더블록(31)의 보어(311)를 마주하며 상기 보어(311)를 덮는 커버부(3201)와, 상기 커버부(3201)에서 상기 실린더블록(31) 쪽으로 연장되고, 상기 커버부(3201)와 함께 중공부(324)를 규정하는 측벽부(3202)를 포함할 수 있다.

여기서 본 발명은, 상기 지지부재(323)가 상기 측벽부(3202)에 의해 둘러싸이는 공간에서, 상기 커버부(3201)로부터 상기 보어(311)를 향해 연장되도록 하는 별도의 구조로 마련함으로써, 상기 고정볼트(90)의 고정 구조를 실린더헤드(32)에 일체로 구성할 수 있다. 실린더헤드(32)에서 측벽부(3202)에 의해 둘러싸이는 공간은 이미 밀봉의 분위기 하에 있으므로, 별도의 밀봉 구조가 요구되지 않는다. 따라서 지지부재(323)에 마련된 체결홀(322)을 관통 형성하는 것이 가능하고, 이로써 버 등의 이물질을 더 간단히 제거할 수 있게 되는 것이다.

또한 지지부재(323)가 측벽부(3202)에 의해 둘러싸이는 공간에서, 상기 커버부(3201)로부터 상기 보어(311)를 향해 연장되도록 하면, 상기 관통홀(321)이 상기 측벽부(3202)에 마련되고 상기 커넥터(71)가 상기 측벽부(3202)에 밀착 고정되는 구조나, 상기 관통홀(321)이 상기 커버부(3201)에 마련되고, 상기 커넥터(71)가 상기 커버부(3201)에 밀착 고정되는 구조를 모두 적용할 수 있게 된다.

상기 지지부재(323)가 반드시 커버부(3201)와 연결되는 형태로 연장되어야 하는 것은 아니며, 측벽부(3202)와 연결되는 형태로 연장될 수도 있다. 아울러 측벽부(3202)와 커버부(3201)와 모두 연결되는 형태로 연장될 수도 있다. 즉, 지지부재(323)는, 거기에 체결홀(322)을 관통 형성할 수 있으면서, 상기 체결홀(322)이 상기 관통홀(321)을 바라보는 방향으로 형성될 수 있는 형태로 실린더헤드(32)에 마련되면 족하다.

또한 위와 같은 사항을 반영하여, 본 발명은, 실린더헤드(32)에 지지부재(323)를 형성하는 대신, 밸브플레이트(80)를 활용할 수도 있다. 즉 상기 실린더블록(31)과 실린더헤드(32) 사이에 압착 개재되는 밸브플레이트(80)가 고정볼트(90)와 연결되도록 하는 것이다. 밸브플레이트(80)는 밀봉된 분위기 내부에 있으므로 별도의 밀봉 구조가 요구되지 않는다. 따라서 고정볼트(90)가 상기 실린더헤드(32)의 관통홀(321)을 관통하며 상기 커넥터(71)의 커버부(711)를 상기 밸브플레이트(80) 쪽으로 잡아당겨, 상기 커넥터(71)의 압착면(715)이 상기 실린더헤드(32)와 밀착되도록 하는 구조를 간단하게 구현할 수 있다.

밸브플레이트(80)에는 상기 고정볼트(90)가 체결되는 체결홀(82)을 마련할 수 있으며, 이를 관통 형성하면, 체결홀의 내주면을 탭 가공하더라도 절삭 가공으로 인해 발생하는 이물질의 제거가 용이하다.

밸브플레이트(80)는 실린더헤드(32)의 커버부(3201)와 마주하므로, 상기 체결홀(82)의 위치를 상기 실린더헤드(32)에 마련된 관통홀(321)의 위치와 일치시킴으로써 커넥터(71)를 고정볼트(90)로 수월하게 고정할 수 있다.

위와 같은 연결파이프(73) 연결구조에 의하면, 실린더블록(31)의 구조를 단순하고 경량으로 설계하는 것이 가능하며, 이에 따라 피스톤(40)을 수용하기 위한 보어(311)와, 실린더헤드(32)와의 체결을 위한 플랜지(312) 구조만 갖춘 실린더블록(31)을 적용하는 것이 가능하다.

이로 인해 본 발명은, 실린더블록(31)을 다양한 방법으로 제조할 수 있고, 실린더블록(31)을 압축기 내부의 다른 프레임과 구조와 별개의 부품으로 제작한 후 고정하는 방식을 채택할 수도 있다.

이러한 장점을 활용하여 본 발명은, 상술한 실린더헤드와 연결파이프의 연결 구조를 적용한 하기의 왕복동식 압축기를 제공할 수 있다.

즉, 상기 압축기는, 제1축(y)을 기준으로 회전하는 회전축(50); 상기 실린더헤드(32)와 결합되고, 제2축(x)을 따라 연장된 보어(311)를 구비하는 실린더블록(31); 상기 실린더블록(31)의 상부를 고정 지지하는 상부프레임(23); 상기 실린더블록(31)의 하부를 고정 지지하는 하부프레임(24); 상기 회전축(50)에서 상기 제2축(x)과 대응하는 위치에 마련되고, 상기 회전축(50)에 대해 편심 위치하는 크랭크핀(51); 상기 보어(311) 내에서 상기 제2축(x)을 따라 왕복 운동하는 피스톤(40); 및 상기 크랭크핀(51)과 피스톤(40)에 각각 회전 가능하게 결합되며, 상기 크랭크핀(51)과 피스톤(40)을 연결하는 커넥팅로드(46);를 포함하도록 구성할 수 있다.

이와 같이 실린더블록(31)이 상부프레임(23)과 하부프레임(24)에 의해 고정되는 구조를 적용함에 있어서, 상부프레임(23)과 하부프레임(24)은 판금으로 구성할 수 있기 때문에, 경량화에 유리하다. 아울러 실린더블록(31)의 상부와 하부를 각각 프레임(23, 24)으로 지지하면, 상기 상부프레임(23)이 상기 회전축(50)의 상단부를 회전 지지하고, 상기 하부프레임(24)이 상기 회전축(50)의 하단부를 회전 지지하며, 상기 크랭크핀(51)이 상기 두 프레임(23, 24)이 상기 회전축(50)을 회전 지지하는 두 지점 사이에 위치하는 양단 지지 구조를 적용할 수 있게 된다. 양단 지지 구조를 적용하면, 회전축(50) 지지 구조를 간단하게 구성하면서도 회전축을 보다 확실히 지지할 수 있다는 점에서, 도 1에 도시된, 크랭크핀 보다 하부를 2점 지지하는 구조보다 유리하다.

본 발명의 실린더헤드와 연결파이프의 연결 구조에 의하면, 실린더블록을 간단하게 구성할 수 있고, 연결파이프와 실린더헤드를 고정볼트만으로 쉽게 밀봉 고정하면서도 누설 신뢰성을 충분히 확보할 수 있다. 실린더블록의 간단한 구조는 실린더블록의 제조방법과 재질의 한정에서 자유롭게 하며, 실린더블록을 별개의 부품으로 제작한 후 프레임에 고정하는 구조로 가져갈 수 있다.

나아가 본 발명에 의하면, 실린더블록에 이웃하여 배치되는 회전축을 양단 지지 구조로 가져갈 수 있어 회전축 지지 구조에서도 한층 더 효율적이다.

아울러 본 발명에 의하면, 볼트와 체결되는 체결홀을 관통 형성하는 것이 가능하므로, 체결홀 가공 및 볼트와의 나사 결합으로 인해 발생할 우려가 있는 이물질을 쉽게 제거할 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 종래의 왕복동식 압축기의 실린더블록과 실린더헤드, 그리고 상기 실린더헤드에 연결된 연결파이프(토출관)의 구조를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1을 분해하여 간략화한 단면도이다.
도 3은 도 2의 조립 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 왕복동 압축기의 측면 단면도이다.
도 5는 도 4의 압축기에 적용된 실린더헤드와 연결파이프의 제1실시예를 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5의 실린더헤드와 연결파이프의 연결 구조를 간략하게 도식화하여 표현한 분해 단면도이다.
도 7은 도 6의 실린더헤드와 연겨파이프를 조립한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 8은 실린더헤드와 연결파이프의 제2실시예를 간략하게 도식화한 단면도이다.
도 9는 실린더헤드와 연결파이프의 제3실시예를 간략하게 도식화한 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

[왕복동 압축기 구조]

도 4를 참조하여, 본 발명의 윤활유 공급장치가 적용되는 압축기의 구조를 설명한다. 본 발명이 적용되는 압축기(1)는 왕복동 압축기일 수 있다.

압축기(1)의 각 구성은 하우징(10) 내부에 설치된다. 하우징(10)은 깊은 용기 형태의 메인 하우징(11)과, 상기 메인 하우징(11)의 상부를 덮어 밀봉하는 커버 하우징(12)을 포함한다. 메인 하우징(11)의 저부에는 레그(13)가 마련되어 있다. 상기 레그(13)는 상기 압축기(1)를 설치 위치에 고정하기 위한 구성이다.

하우징(10)의 내부 공간에서 바닥에는 돌기(15)가 마련된다. 돌기(15)는 코일스프링과 같은 탄성체(16)를 고정한다. 상기 탄성체(16)의 상부에는 프레임(20)이 고정된다. 상기 탄성체(16)는 상기 하우징(10)과 상기 프레임(20)이 직접 연결되지 않도록 하면서 상기 프레임(20)을 상기 하우징(10)에 고정한다. 따라서 탄성체(16)에 의해, 상기 프레임(20)의 진동이 상기 하우징(10)으로 전달되는 것을 방지한다.

상기 압축기의 내부 구성은 상부프레임(23)과 하부프레임(24)에 의해 고정되거나 지지된다. 상부프레임(23)과 하부프레임(24)에는 각각 회전축(50)을 지지하는 상부회전지지부(235)와 하부회전지지부(245)가 마련되어 있다. 두 회전지지부(235, 245)는 제1축(y)을 따라 서로 정렬되어 있다. 상기 두 회전지지부(235, 245)에는 회전축(50)의 하중을 지지하는 스러스트 베어링(26)이 설치되고, 상기 회전축(50)은 하중 방향으로는 상기 베어링에 의해 지지되고 반경 방향으로는 상기 회전지지부(235, 245)에 의해 크랭크핀(51)의 상부와 하부에서 각각 1점씩 2점 회전 가능하게 지지된다.

도 1에 예시한 종래의 압축기의 실린더블록(31)과 회전지지부(25) 구조에 따르면, 회전축은 크랭크핀의 하부에서 2점 지지된다. 반면 도 4 도시된 본 발명의 실시예의 압축기에서는 크랭크핀(51)의 상부와 하부에서 회전축이 각각 1점씩 2점 지지되는 구조가 적용된다. 이러한 구조를 적용하는 데에는, 후술할 실린더헤드(32)와 연결파이프(73)의 연결 구조가 기여하는 바가 크다.

회전축(50)은 모터에 의해 회전하며, 상기 모터는 인버터 제어된다. 프레임(20)에는 스테이터(21)가 고정되고, 회전축(50)에는 로터(52)가 고정되며, 인버터 제어에 의해 상기 회전축(50)이 회전하게 된다.

상기 회전축(50)은 상하 방향으로 연장된다. 즉 회전축(50)은 수직 방향으로 배치된다. 회전축(50)은 수직축인 제1축(y)을 중심으로 회전한다.

회전축(50)의 상부에는 크랭크핀(51)이 마련된다. 크랭크핀(51)은 제1축(y)과 평행하게 연장된다. 그리고 상기 크랭크핀(51)은 상기 회전축의 중심에서 편심하여 위치한다. 따라서 회전축(50)이 제1축(y)을 중심으로 회전하면, 크랭크핀(51)은 상기 제1축(91)을 선회하게 된다. 물론 제1축(91)을 기준으로 상기 크랭크핀(51)이 편심된 위치와 대향하는 위치에는 카운터 웨이트를 구비하여 회전축의 진동을 방지한다.

상기 크랭크핀(51)이 마련된 높이와 대응하는 높이에는 수평 방향으로 연장되는 실린더(30)가 구비된다. 참고로 도 1에 예시된 종래의 왕복동 압축기용 실린더(30)는 회전지지부(25)와 일체로 제작되는 구조이다. 반면, 본 발명은, 실린더(30)가 회전지지부와 별개의 부품으로 제작되는 구조이다. 즉 실린더(30)가 일 부품을 이루고, 회전지지부(235, 245)를 구비하는 프레임(23, 24)이 다른 부품을 이룬다. 그리고, 이들이 상호 조립되면서, 실린더(30)와 회전지지부(235, 245)가 상호 위치 정렬될 수 있다.

상기 실린더(30)의 보어(311)는 회전축(50)의 중심인 제1축(y)과 수직을 이루며 교차하는 제2축(x) 방향으로 배열된다. 즉 실린더(30)의 보어는 수평으로 배치된다. 상기 실린더는 상기 제1축(y)로부터 반경 방향으로 소정의 거리만큼 이격된 위치에 있다.

실린더(30)의 보어에는 보어의 길이방향, 즉 수평방향을 따라 왕복 운동하는 피스톤(40)이 삽입된다. 피스톤(40)의 운동 방향은 제2축(x)의 방향과 일치하고, 피스톤의 중심은 제2축(x) 상에 위치한다.

피스톤(40)과 크랭크핀(51)은 커넥팅로드(46)에 의해 연결된다. 커넥팅로드(46)의 일측 단부는 크랭크핀(51)에 외삽되고, 크랭크핀(51)에 대해 회전 가능하게 체결된다. 상기 크랭크핀(51)을 중심으로 한 커넥팅로드(46)의 일측 단부의 회전축은 제1축(y)과 평행하다.

커넥팅로드(46)의 타측 단부는, 피스톤핀(42)에 의해 피스톤(40)과 회전 가능하게 체결된다. 그리고 상기 피스톤핀(42)을 중심으로 한 상기 커넥팅로드(46)의 타측 단부의 회전축은 제1축(y)과 평행하다.

모터(21, 52)의 작동에 의해 회전축(50)은 제1축(91)을 중심으로 회전한다. 그러면 제1축(y)을 중심으로 크랭크핀(51)은 선회(공전)하게 되고, 크랭크핀(51)과 커넥팅로드(46)로 연결된 피스톤(40)은 제2축(x)을 따라 왕복운동을 하게 된다.

상기 회전축(50)의 하부에는 윤활유 공급부(60)가 설치된다. 하우징(10) 내부 공간의 하부에는 윤활유가 저장된다. 그리고 상기 윤활유 공급부(60)는 상기 윤활유에 담겨 있다. 상기 윤활유 공급부(60)는, 회전하지 않고 고정된 상태를 유지하는 고정부(61)와, 회전축(50)과 함께 회전하는 회전부(62)를 구비한다. 고정부(61)는 스테이터(21)나 하부프레임(24) 등에 고정되어 있다. 고정부(61)에 대한 회전부(62)의 상대적인 회전은, 윤활유를 상부로 펌핑한다.

상기 회전축(50)에는 중공의 윤활유 공급유로(53)가 마련된다. 윤활유 공급유로(53)는 회전축의 하단부로부터 윤활이 필요한 위치 부근까지 연장 형성된다. 가령 오일(윤활유)은, 상기 윤활유 공급부(60)에 의해 펌핑되어, 상기 윤활유 공급유로(53)를 통해, 실린더(30)와 피스톤(40)의 접촉 구간의 간극 부위, 크랭크핀(51)과 커넥팅로드(46)의 연결 부위, 커넥팅로드(46)와 피스톤(40)의 연결 부위인 피스톤핀(42) 주변, 및 회전축(50)의 지지 부위에 공급될 수 있다.

상기 윤활유 수요처에 공급된 윤활유는 해당 부위를 적신 후 중력에 의해 다시 하우징(10)의 바닥으로 흘러 내리거나 떨어진다.

한편, 실린더(30)는 보어(311)가 형성된 실린더블록(31)과, 상기 실린더블록(31)의 개방된 일측 단부를 덮는 실린더블록(32)을 포함한다. 상기 제1축(y)에서 멀리 위치하는 실린더블록(31)의 단부에는 상기 보어(311)를 덮기 위해 실린더헤드(32)가 설치된다. 실린더헤드(32)에는 상기 실린더블록(31)의 보어(311)와 각각 연통하는 흡입실(39)과 토출실(324)이 마련된다. 도 4에는 흡입실(39)이 실린더헤드(32)와는 별개의 부품으로 제작된 후 조립되고, 토출실(324)은 실린더헤드(32)에 마련된 구조가 예시된다.

실린더블록(31)과 실린더헤드(32) 사이에는, 상기 흡입실(39)과 실린더의 보어를 연통하는 부위에 배치되는 제1체크밸브(미도시)와, 상기 토출실(324)과 실린더의 보어를 연통하는 부위에 배치되는 제2체크밸브(미도시)을 각각 포함하는 밸브플레이트(80)가 설치된다.

또한 상기 실린더블록(31), 밸브플레이트(80) 및 실린더헤드(32)의 사이에는, 각각 개스킷과 같은 실링부재(미도시)가 압착 개재되어 유체의 누설을 방지할 수 있다.

상기 흡입실(39)과 실린더블록(31)의 보어(311)를 연통하는 부위에 배치되는 밸브플레이트(80)의 제1체크밸브(미도시)는 흡입실(39)의 유체가 실린더 보어 쪽으로 유동하는 것은 허용하고, 그 반대로 유동하는 것은 차단한다.

상기 토출실(324)과 실린더블록(31)의 보어(311)를 연통하는 부위에 배치되는 제2체크밸브(미도시)는 보어(311)의 유체가 토출실(73) 쪽으로 유동하는 것은 허용하고, 그 반대로 유동하는 것은 차단한다.

따라서 모터에 의해 회전축(50)이 회전함에 따라 피스톤(40)이 실린더헤드(70)로부터 멀어지는 방향으로 이동하면, 흡입실(39)의 유체가 실린더의 보어 내부로 유입되고, 피스톤(40)이 실린더헤드(70)에 가까워지는 방향으로 이동하면, 실린더 보어 내부의 유체는 압축되며 상기 토출실(324)로 토출된다.

상기 토출실(324)로 토출된 압축된 냉매는, 실린더헤드(32)에 연결된 연결파이프(73)를 따라 토출방(75)으로 유동하고, 다시 토출방(75)에서 메인파이프(77)를 따라 유동하여 압축기 외부로 토출된다.

[실린더블록과 실린더헤드의 연결구조]

이하 도 5와 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 실린더헤드와 연결파이프 연결구조가 적용되는 압축기에 적용할 수 있는, 실린더블록의 구조, 실린더헤드의 구조 및 실린더블록과 실린더헤드의 조립 구조를 설명한다.

실린더헤드(32)와 실린더블록(31)은 체결볼트(95)에 의해 상호 고정된다. 실린더블록(31)은 내부에 보어(311)가 형성된 원통형의 파이프 형상이다.

실린더블록(31)에 있어서 상기 실린더헤드(32)와 마주하는 쪽의 단부에는 실린더블록에 대해 반경 방향으로 외향 연장되는 플랜지(312)가 마련된다. 상기 플랜지(312)에는 실린더블록(31)의 축방향(도 6의 도면 상 좌우방향)으로 관통 형성된 체결홀(313)이 마련된다. 상기 체결홀(313)은 내주면이 탭 가공된 너트홀일 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 제2관통홀(3212)이 냉매 유동 경로와 연결되고 상기 제2관통홀(3212)과 마주하는 체결홀(313) 역시 냉매 유동 경로와 연결됨으로 인해, 체결홀(313)이 막힌 구조(A)를 가져야 한다.

이에 반해, 도 6에 도시된 체결홀(313)은, 냉매가 유동하는 경로와 연결되지 않는 부위이므로 상기 플랜지(312)를 관통하여 형성하여도 무방하다. 이에 따라 드릴링 가공과 탭 가공에 의해 상기 체결홀(313) 내주면에 발생하는 칩이나 버 등의 이물질을 제거하기가 용이하고, 실린더블록(31)의 벽을 두껍게 할 필요가 없어 소형 경량화가 가능하다.

상기 플랜지(312)는 실린더블록(31)의 원주 방향을 따라 모두 마련될 필요는 없으며, 상기 체결홀(313)이 설치되어야 하는 부분에만 마련되어도 좋다. 가령 도 5에는 한 쌍의 제1관통홀(3211)이 마련되어 있는바, 상기 플랜지(312)는 실린더블록(31)의 둘레에서 부분적으로, 180도 간격으로 두 개 형성되어도 족하다.

본 발명에 따르면, 상기 실린더블록(31)은 실린더블록이 가져야 할 최소한의 구조만을 구비할 수 있다. 즉, 상기 실린더블록(31)은 피스톤(40)이 왕복 운동할 보어(311)와, 실린더헤드(32)와 체결하기 위한 체결홀(313)이 마련된 플랜지(312)를 구비하는 것으로 충분하다.

상기 실린더블록(31)의 보어(311)를 덮는 실린더헤드(32)는, 실린더블록(31)의 보어(311)와 마주하는 중공부(324)를 규정하는 헤드본체(320)를 포함한다. 상기 중공부(324)는 앞서 설명한 토출실일 수 있다.

구체적으로, 상기 헤드본체(320)는, 실린더블록(31)의 보어(311)를 마주하며 보어(311)를 덮는 커버부(3201)와, 상기 커버부(3201)에서 상기 실린더블록 쪽으로 연장되는 측벽부(3202)를 포함한다.

상기 커버부(3201)와, 측벽부(3202)에 의해 둘러싸이는 홈 형태의 공간은 중공부(324)를 규정한다. 상기 보어(311)에서 피스톤(40)에 의해 압축된 유체가 밸브플레이트(80)의 제2체크밸브(미도시)를 통해 빠져나오면, 상기 중공부(324)를 경유하고 다시 후술할 연결파이프(73)를 통해 빠져나가게 된다.

상기 헤드본체(320)에서, 상기 실린더블록(31)의 체결홀(313)과 마주하는 부위에는, 체결홀(313)의 관통 방향과 나란한 방향으로 관통된 관통홀(321)이 구비된다. 체결홀(313)과 마주하는 관통홀(321)은, 거기에 끼워질 체결볼트(95)의 외경과 같거나 그보다 아주 약간 큰 내경을 가지는 제1관통홀(3211)일 수 있다. 즉 상기 제1관통홀(3211)은, 체결볼트(95)가 관통 방향으로 삽탈 자유로우면서도, 체?볼트(95)의 반경방향에 대한 위치는 규제하는 정도의 단면을 가질 수 있다.

상기 실린더블록(31)과 실린더헤드(32) 사이에는, 밸브플레이트(80)가 개재된다. 밸브플레이트(80)에는, 상기 체결홀(313) 및 제1관통홀(3211)과 나란히 정렬되는 관통홀(81)이 구비된다.

체결볼트(95)는, 상기 제1관통홀(3211)과 관통홀(81)을 지나, 상기 체결홀(313)에 나사 결합된다. 이에 따라 상기 체결볼트(95)의 헤드는 상기 실린더헤드(32)를 상기 실린더블록(31) 쪽으로 강하게 압착하게 된다. 따라서 실린더블록(31)과 밸브플레이트(80) 사이, 그리고 밸브플레이트(80)와 실린더헤드(32) 사이의 틈은 존재하지 않고, 이러한 틈으로 냉매 유체가 누설됨을 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 체결볼트(95)에 의한 실린더블록(31)과 실린더헤드(32)의 체결홀(313)과 제1관통홀(3211)은, 냉매 유체의 유동 경로와는 떨어져 있는 위치에 마련되어 있으므로, 밀봉을 위한 구조가 필요 없다. 이에 따라 상기 체결홀(313)이, 관통 형성되어도 무방하고, 체결홀을 가공하고 이들을 조립할 때 발생할 수 있는 파티클과 같은 이물질이 냉매 유체에 혼입되는 것을 방지할 수 있다.

[실린더헤드와 연결파이프의 연결구조]

<제1실시예>

이하 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 실린더헤드와 연결파이프 연결구조의 제1실시예를 설명한다.

연결파이프(73)의 일측 단부는 상기 실린더헤드(32)에 연결되고, 연결파이프(73)의 타측 단부는 토출실(75)에 연결된다. 토출실(75)의 일측 단부는 상기 연결파이프(73)와 연결되고, 토출실(75)의 타측 단부는 메인파이프(77)가 연결된다. 토출실(75)은 상기 압축기에서 압축된 고압의 냉매가 잠시 머무르며 압력의 맥동을 줄여주는 버퍼 내지 머플러의 기능을 하는 공간을 제공한다. 연결파이프(73)와 메인파이프(77)가 토출실(75)와 연결되는 부위에는, 냉매 유체의 누설을 방지하기 위해 밀봉 고정되며, 일 예로, 이들은 브레이징 가공을 통해 상호 밀봉 고정될 수 있다.

연결파이프(73)와 실린더헤드(32)의 토출실, 즉 중공부(324)를 연결하기 위해, 상기 연결파이프(73)는 상기 실린더헤드(32)에 커넥터(71)를 통해 고정된다.

도 5와 도 6을 참조하면, 커넥터(71)는 커버부(711)와 측벽부(712)를 포함한다. 커버부(711)는 중앙부에 관통홀(713)이 마련된 평평한 원형의 동전과 같은 형상이며, 측벽부(712)는 상기 커버부(711)의 가장자리에서 수직으로 실린더헤드(32) 쪽으로 연장되는 형상을 가진다.

상기 관통홀(713)은 커넥터(71)를 실린더헤드(32)에 고정할 때 사용되는 고정볼트(90)의 외경과 같거나 그보다 아주 약간 큰 내경을 가진다. 즉 상기 관통홀(713)은 고정볼트(90)가 관통 방향으로 삽탈 자유로우면서도, 고정볼트(90)의 반경방향에 대한 위치는 규제하는 정도의 단면을 가질 수 있다.

측벽부(712)의 단부에는 실린더헤드(32)와 접하며 압착되는 압착면(715)이 마련된다. 측벽부(712)와 커버부(711)의 내부로 규정되는 원통형의 공간부(714)는 상기 압착면(715)이 바라보는 방향과 나란한 방향으로 개방되어 있다.

측벽부(712)에는 연통홀(716)이 마련되고, 상기 연통홀(716)에 상기 연결파이프(73)가 끼워져 고정된다. 연통홀(716)의 내주면과 연결파이프(73)의 외주면 사이에는 냉매 유체가 누설될 틈이 없도록 연결되며, 일 예로, 연통홀(716)의 내주면과 연결파이프(73)의 외주면은 브레이징 가공될 수 있다.

상기 연통홀(716)에 고정되는 연결파이프(73)의 일측 단부는 상기 공간부(714)와 연통하게 된다.

앞서 설명한 바와 같이, 실린더헤드(32)의 헤드본체(320)는 커버부(3201)와 측벽부(3202)를 포함한다. 도 5 내지 도 7에 도시된 제1실시예에 의하면, 상기 측벽부(3202)에는 제2관통홀(3212)이 마련된다. 제2관통홀(3212)은 상기 커넥터(71)를 고정하기 위한 고정볼트(90)과 관통하는 구멍이다.

제2관통홀(3212)의 크기는, 거기를 관통할 고정볼트(90)의 단면보다 더 크다. 즉 제2관통홀(3212)의 단면은 거기에 끼워지는 고정볼트(90)의 단면을 포함하고, 제2관통홀(3212)의 단면적은 거기에 끼워지는 고정볼트(90)의 단면적보다 더 크다. 따라서 제2관통홀(3212)의 내주면과 고정볼트(90)의 외주면 사이에는 소정의 공간이 마련된다. 이 공간은 냉매 유체가 흐르는 공간이 된다.

상기 실린더헤드(32)의 중공부(324) 내에서 상기 제2관통홀(3212)과 마주보는 위치에는 지지부재(323)가 마련되고, 상기 지지부재(323)에는 체결홀(322)이 형성된다. 지지부재(323)는 상기 제2관통홀(3212)과 소정 간격 이격 배치되어 있다. 상기 지지부재(323)는 상기 실린더헤드(32)의 커버부(3201)에서 중공부(324) 쪽으로 연장된 형태를 가지며, 지지부재(323)의 양측은, 도 5에 도시된 바와 같이 측벽부(3202)에 연결되어 더 견고하게 지지될 수 있다.

체결홀(322)은 고정볼트(90)와 대응하는 내경을 가지며, 체결홀(322)의 내주면에는 상기 고정볼트(90)의 외주면에 마련된 나사산과 나사결합할 수 있는 나사산이 가공된다. 상기 체결홀(322)은 관통된 형태로 마련될 수 있다. 체결홀(322)의 홀 가공과 탭 가공은, 상기 제2관통홀(3212)을 통해 드릴 공구와 탭 공구를 삽입하여 가공할 수 있다. 특히 제2관통홀(3212)은 상기 체결홀(322)보다는 더 큰 내경을 가지므로, 그보다 작은 체결홀(322)을 가공하기 위한 드릴 공구와 탭 공구가 상기 제2관통홀(3212)을 관통하여 드나드는 데에 아무런 문제가 없다.

상기 체결홀(322)은 관통 형성되므로, 가공 과정이나 고정볼트(90)와의 조립 과정에서 발생하는 칩이나 파티클의 제거가 매우 용이하다.

이하 도 6과 도 7을 참조하여 커넥터(71)를 실린더헤드(32)에 고정하는 조립 과정을 살핀다. 먼저 고정볼트(90)가 상기 커넥터(71)의 관통홀(713)을 관통하도록 끼운다. 그리고 상기 고정볼트(90)를 다시 실린더헤드(32)의 제2관통홀(3212)에 끼워 관통시키고, 고정볼트(90)의 단부가 지지부재(323)의 체결홀(322)에 정렬되어 맞닿도록 한다. 이에 따라 커넥터(71)의 관통홀(713)과 실린더헤드(32)의 제2관통홀(3212) 및 체결홀(322)은 고정볼트(90)의 삽입방향을 따라 상호 정렬된다.

앞서 설명한 바와 같이, 고정볼트(90)의 외경과 커넥터(71)의 관통홀(713)의 내경은 서로 위치 정렬이 되며 삽탈 가능할 정도의 관계를 가지고, 제2관통홀(3212)은 상기 고정볼트(90)보다 여유 있게 크다. 이 상태에서 고정볼트(90)의 헤드(91)를 조이면, 고정볼트(90)는 체결홀(322)로 점차 삽입되어 들어가고, 이에 따라 상기 커넥터(71)는 고정볼트(90)와는 함께 회전하지 않으면서 실린더헤드(32)의 측벽부(3202) 쪽으로 다가간다. 즉 고정볼트(90)가 상기 실린더헤드(32)의 관통홀(321)을 관통하며 상기 커넥터(71)의 커버부(711)를 상기 지지부재(323) 쪽으로 잡아당겨, 상기 커넥터(71)의 압착면(715)이 상기 실린더헤드(32)와 밀착된다.

고정볼트(90)를 단단히 조이면, 헤드(91)가 커넥터(71)의 커버부(711)와 밀착되고, 커넥터(71)의 측벽부(712)의 압착면(715)은 실린더헤드(32)의 표면에 압착된다. 따라서 고정볼트(90)의 헤드(91)와 커버부(711) 표면 사이, 그리고 압착면(715)과 실린더헤드(32)의 표면 사이에는 틈이 생기지 않고 밀봉된다. 물론 추가적으로, 이들 사이에, 도 7에 도시된 바와 같이 밀폐링(72)을 더 추가할 수도 있을 것이다. 그러나, 고정볼트(90)의 압착력은 접착제나 브레이징에 비해 매우 크기 때문에, 서로 밀착되는 고정볼트(90)의 헤드(91)와 커버부(711) 표면, 그리고 압착면(715)과 실린더헤드(32)의 표면 가공에 하자가 없다면 밀폐링(72)이 없어도 밀봉이 가능하다.

상술한 조립을 완료하면, 실린더헤드(32)의 중공부(324)는 상기 실린더헤드(32)의 제2관통홀(3212)을 통해 상기 커넥터(71)의 공간부(714)와 연통한다. 그리고 상기 공간부(714)는 연결파이프(73)와 연통한다.

따라서 보어(311)에서 압축된 냉매 유체는 밸브플레이트(80)를 지나 중공부(324)에 유입되고, 다시 중공부(324)에서 상기 제2관통홀(3212)을 지나 커넥터의 공간부(714)에 유입되며, 공간부(714)에서 연결파이프(73)를 통해 토출방(75)으로 토출된다.

<제2실시예>

이하 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 실린더헤드와 연결파이프 연결구조의 제2실시예를 설명하되, 제1실시예와 중복되는 사항에 대해서는 설명을 생략하고, 제1실시예와 차이점 위주로 설명하고자 한다.

제2실시예에 따르면, 실린더헤드(32)에 마련된 제2관통홀(3212)은 헤드본체(320)의 커버부(3201) 부분에 마련되고, 커넥터(71)가 상기 커버부(3201)에 고정되는 점에 차이가 있다.

지지부재(323)는 상기 커버부(3201)의 제2관통홀(3212)과 마주보는 위치에 마련된다. 그리고 지지부재(323)의 체결홀(322)은 상기 제2관통홀(3212)과 마주하는 위치에서 그들의 중심이 상호 정렬된 위치에 마련된다.

지지부재(323)는 도 8에 도시된 바와 같이 커버부(3201)와 나란한 부분과, 측벽부(3202)와 나란한 부분을 포함할 수 있다. 상기 체결홀(322)은 커버부(3201)와 나란한 부분에 마련된다. 지지부재(323)는 측벽부(3202)와 커버부(3201) 중 적어도 어느 한 곳에 연결된 형태일 수 있다.

상기 지지부재(323)는 측벽부(3202)와 커버부(3201)에 모두 연결되는 형태로 성형된 후, 체결홀(322)과 개방홀(325)이 후 가공될 수 있다. 즉 먼저 아직 제2관통홀(3212)이 가공되지 않고, 아직 체결홀(322)과 개방홀(325)이 가공되지 않은 지지부재(323)를 구비하는 실린더헤드(32)를 다이캐스팅 등의 방식으로 제작한 다음, 제2관통홀(3212), 체결홀(322) 및 개방홀(325)을 가공할 수 있다. 제2관통홀(3212)은 실린더헤드(32)의 바깥 쪽에서 상기 커버부(3201)를 관통하여 상기 지지부재(323)의 일정 깊이까지 드릴링 등의 방식으로 가공될 수 있다. 그리고 상기 제2관통홀(3212)을 통해 더 작은 직경의 드릴을 사용하여 상기 체결홀(322)을 가공한 후 나사산 가공을 위해 탭 가공할 수 있다. 아울러 지지부재(323)의 측면에 마련된 개방홀(325)은 실린더헤드(32)의 중공부(324) 쪽에서 비스듬히 드릴을 접근시켜 드릴링 가공할 수 있다.

이와 달리, 다이캐스팅을 할 때 실린더헤드(32)와 지지부재(323)에 제2관통홀(3212)이 마련된 형태로 다이캐스팅을 한 후, 체결홀(322)과 개방홀(325)을 드릴링 등의 방식으로 가공할 수도 있다.

즉 제1실시예와 제2실시예의 지지부재(323)와 체결홀(322) 가공은 간단하게 실시될 수 있다.

제2실시예에 따르면, 보어(311)에서 압축된 냉매 유체는 밸브플레이트(80)를 지나 중공부(324)에 유입되고, 다시 중공부(324)에서 상기 개방홀(325)과 제2관통홀(3212)을 지나 커넥터의 공간부(714)로 유입될 수 있다.

<제3실시예>

이하 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 실린더헤드와 연결파이프 연결구조의 제3실시예를 설명하되, 제1 및 제2 실시예와 중복되는 사항에 대해서는 설명을 생략하고, 차이점 위주로 설명하고자 한다.

제3실시예는 제2실시예와 대비하여, 고정볼트(90)를 고정 지지하는 지지부재(323)를 생략하는 대신, 밸브플레이트(80)가 지지부재의 기능을 대신할 수 있도록 한 점에 차이가 있다. 따라서 제2실시예에서 지지부재(323)에 형성되어 있던 체결홀(322) 대신, 상기 밸브플레이트(80)에 나사산이 형성된 체결홀(82)이 형성되도록 한다.

상기 체결홀(82)은 앞서 설명한 체크밸브(미도시)의 위치와 중첩되지 않는 위치에 마련된다. 체결홀(82)은 상기 실린더헤드(32)의 커버부(3201)에 마련된 제2관통홀(3212)과 정렬되어 배치된다. 밸브플레이트(80)는 체결볼트(95)와 관통홀(81) 구조에 의해 상기 실린더헤드(32)와 정렬되므로, 밸브플레이트(80)에서 체결홀(82)이 가공되어야 할 위치는 이에 맞추어 정해질 수 있다.

이에 따라 고정볼트(90)는 커넥터(71)와 상기 실린더헤드(32)를 관통하여 상기 밸브플레이트(80)에 나사 체결 방식으로 고정될 수 있다.

[분리형 실린더와 회전축의 양단 지지 구조]

앞서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 연결파이프와 실린더헤드의 연결 구조를 적용하면, 실린더블록의 벽의 두께를 두껍게 할 필요가 없다. 따라서 도 1에 도시된 것처럼 실린더블록(31)과 회전지지부(25)를 일체형으로 제작하지 않고, 실린더블록(31)이 보어(311)와 플랜지(312)를 구비하는 정도로 제작하는 것이 가능하다.

그리고, 실린더블록(31)을 압축기의 내부에 마련된 기구부에 고정함에 있어서 사용되는 판금 제작된 상부프레임(23)과 하부프레임(24)이 실린더블록(31)의 상부와 하부를 고정하도록 함으로써, 보다 경량의 구조를 보다 저렴한 제조 비용으로 적용할 수 있다.

아울러 상기 상부프레임(23)과 하부프레임(24)에, 각각 회전축(50)의 양단을 지지하는 상부회전지지부(235)와 하부회전지지부(245)를 마련함으로써, 회전축(50)이 크랭크핀(51)을 사이에 두고 양단 지지되는 구조를 적용할 수 있다.

즉 본 발명의 연결파이프와 실린더헤드의 연결 구조는, 단순히 연결파이프의 고정 작업을 용이하게 하고 누설 신뢰성을 더 확보하는 차원을 넘어서, 단순 경량화된 실린더블록(31)을 적용하고, 이에 따라 분리형 실린더블록(31)을 적용할 수 있으며, 아울러 회전축의 양단 지지구조도 적용할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

1: 압축기(왕복동식; recipro type compressor)
10: 하우징
11: 메인 하우징
12: 커버 하우징
13: 레그(leg)
15: 돌기
16: 탄성체
21: 스테이터
23: 상부프레임
233: 걸림홈
235: 상부회전지지부
24: 하부프레임
243: 걸림홈
245: 하부회전지지부
25: 회전지지부
26: 베어링
30: 실린더
31: 실린더블록
311: 보어
312: 플랜지
313: 체결홀(너트홀)
32: 실린더헤드
320: 헤드본체
3201: 커버부
3202: 측벽부
321: 관통홀
3211: 제1관통홀
3212: 제2관통홀
322: 체결홀(너트홀)
323: 지지부재
324: 중공부(토출실)
325: 개방홀
40: 피스톤
42: 피스톤핀
46: 커넥팅로드
50: 회전축
51: 크랭크핀
52: 로터
53: 윤활유 공급 유로
60: 윤활유 공급부(공급장치)
61: 고정부
62: 회전부
71: 커넥터
711: 커버부
712: 측벽부
713: 관통홀
714: 공간부
715: 압착면
716: 연통홀
72: 밀폐링
73: 연결파이프
75: 토출방
77: 메인파이프
80: 밸브플레이트
81: 관통홀
82: 체결홀(너트홀)
90: 고정볼트
91: 헤드
95: 체결볼트

Claims

왕복동식 압축기(1)의 실린더블록(31)과 결합되는 실린더헤드(32)와, 상기 실린더헤드(32)에 연결되는 연결파이프(73)의 연결 구조로서,
상기 실린더헤드(32)는:
실린더블록(31)의 보어(311)와 마주하는 중공부(324)를 규정하는 헤드본체(320); 및
상기 헤드본체(320)에 마련되고, 상기 중공부(324)와 상기 실린더헤드(32)의 외부를 연통하는 관통홀(321);을 구비하고,
상기 연결파이프(73)에서 상기 실린더헤드(32)와 연결되는 제1단부에는 커넥터(71)가 고정되며,
상기 실린더블록(31)과 실린더헤드(32) 사이에는 플레이트가 압착 개재되고,
상기 커넥터(71)를 지지하는 고정볼트(90)가 상기 실린더헤드(32)의 관통홀(321)을 관통하며 상기 플레이트에 연결되어 상기 커넥터(71)를 상기 플레이트 쪽으로 잡아당겨, 상기 커넥터(71)가 상기 실린더헤드(32)와 밀착되는, 실린더 헤드와 연결파이프의 연결 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 플레이트는 밸브플레이트(80)인, 실린더 헤드와 연결파이프의 연결 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 커넥터(71)는:
상기 실린더헤드(32)의 관통홀(321)과 마주하며 이격 배치되는 커버부(711);
상기 커버부(711)에서 상기 실린더헤드(32) 쪽으로 연장되고, 상기 커버부(711) 및 상기 헤드본체(320)와 함께 공간부(714)를 규정하는 측벽부(712); 및
상기 측벽부(712)의 선단부에서 상기 헤드본체(320)와 밀착되는 압착면(715);을 구비하고,
상기 고정볼트(90)가 상기 실린더헤드(32)의 관통홀(321)을 관통하며 상기 커넥터(71)의 커버부(711)를 상기 플레이트 쪽으로 잡아당겨, 상기 커넥터(71)의 압착면(715)이 상기 실린더헤드(32)와 밀착되도록 한, 실린더 헤드와 연결파이프의 연결 구조.
청구항 3에 있어서,
상기 커넥터(71)는:
상기 연결파이프(73)의 제1단부가 삽입 고정되는 연통홀(716);을 더 구비하고,
상기 중공부(324)와 공간부(714)와 연결파이프(73)는 서로 연통하는, 실린더 헤드와 연결파이프의 연결 구조.
청구항 3에 있어서,
상기 관통홀(321)의 단면이, 상기 관통홀(321)을 관통하는 구간의 상기 고정볼트(90)의 단면을 포함하고,
상기 관통홀(321)의 단면적이, 상기 관통홀(321)을 관통하는 구간의 상기 고정볼트(90)의 단면적보다 더 커서,
상기 관통홀(321)의 내주면과, 상기 관통홀(321)을 관통하는 구간의 상기 고정볼트(90)의 외주면 사이의 공간으로 통해, 상기 중공부(324)와 상기 공간부(714)가 연통하는,
실린더 헤드와 연결파이프의 연결 구조.
청구항 3에 있어서,
상기 커넥터(71)의 커버부(711)는, 상기 관통홀(321)과 마주하는 위치에 형성된 관통홀(713)을 구비하고,
상기 고정볼트(90)는 상기 커넥터(71)의 관통홀(713)과 상기 실린더헤드(32)의 관통홀(321)을 관통하여 상기 플레이트에 연결되는,
실린더 헤드와 연결파이프의 연결 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 커넥터(71)는, 상기 관통홀(321)과 마주하는 위치에 형성된 관통홀(713)을 구비하고,
상기 고정볼트(90)는 상기 커넥터(71)의 관통홀(713)과 상기 실린더헤드(32)의 관통홀(321)을 관통하여 상기 플레이트에 연결되는,
실린더 헤드와 연결파이프의 연결 구조.
청구항 7에 있어서,
상기 고정볼트(90)의 헤드는 상기 커넥터(71)의 표면과 압착되어 밀봉되는, 실린더 헤드와 연결파이프의 연결 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 플레이트는, 상기 관통홀(321)과 마주하는 위치에 형성된 체결홀(82)을 구비하는,
실린더 헤드와 연결파이프의 연결 구조.
청구항 9에 있어서,
상기 체결홀(82)은 상기 플레이트를 관통하는,
실린더 헤드와 연결파이프의 연결 구조.
청구항 9에 있어서,
상기 체결홀(82)의 내주면과 상기 고정볼트(90)의 외주면은 나사 결합하는, 실린더 헤드와 연결파이프의 연결 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 헤드본체(320)는,
상기 실린더블록(31)의 보어(311)를 마주하며 상기 보어(311)를 덮는 커버부(3201)와,
상기 커버부(3201)에서 상기 실린더블록(31) 쪽으로 연장되고, 상기 커버부(3201)와 함께 중공부(324)를 규정하는 측벽부(3202)를 포함하고,
상기 관통홀(321)은 상기 커버부(3201)에 마련되고,
상기 커넥터(71)는 상기 커버부(3201)에 밀착 고정되는,
실린더 헤드와 연결파이프의 연결 구조.
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청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항의 실린더 헤드와 연결파이프 연결 구조가 적용된 왕복동식 압축기(1)로서,
제1축(y)을 기준으로 회전하는 회전축(50);
상기 실린더헤드(32)와 결합되고, 제2축(x)을 따라 연장된 보어(311)를 구비하는 실린더블록(31);
상기 실린더블록(31)의 상부를 고정 지지하는 상부프레임(23);
상기 실린더블록(31)의 하부를 고정 지지하는 하부프레임(24);
상기 회전축(50)에서 상기 제2축(x)과 대응하는 위치에 마련되고, 상기 회전축(50)에 대해 편심 위치하는 크랭크핀(51);
상기 보어(311) 내에서 상기 제2축(x)을 따라 왕복 운동하는 피스톤(40); 및
상기 크랭크핀(51)과 피스톤(40)에 각각 회전 가능하게 결합되며, 상기 크랭크핀(51)과 피스톤(40)을 연결하는 커넥팅로드(46);
를 포함하는 왕복동식 압축기.
청구항 18에 있어서,
상기 상부프레임(23)은 상기 회전축(50)의 상단부를 회전 지지하고, 상기 하부프레임(24)은 상기 회전축(50)의 하단부를 회전 지지하며, 상기 크랭크핀(51)은 상기 두 프레임(23, 24)이 상기 회전축(50)을 회전 지지하는 두 지점 사이에 위치하는 왕복동식 압축기.