KR102247444B1 - 우수한 공랭 성능을 갖는 무급유식 공기압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우수한 공랭 성능을 갖는 무급유식 공기압축기에 관한 것으로, 특히 냉각 및 윤활을 위한 오일을 사용하지 않으면서도 압축펌프의 크랭크실 내부, 각종 압축부품(피스톤, 피스톤 핀 등)을 충분하게 자체적으로 공랭하여 내구성을 향상함은 물론 연속운전을 가능하게 하는 신개념의 기술에 관한 것이다.
종래에 개시된 무급유식 공기압축기에는 실린더헤드를 통해 흡입 공기가 피스톤 상측의 압축실로 직접 흡입됨으로써 흡입과정에서 흡입공기를 이용하여 피스톤을 공랭하는 용도로는 사용할 수 없어 피스톤의 과열로 인해 실상 무급유식으로 사용하는데 한계가 있는 것이었다.
본 발명은 이러한 문제점을 일소하기 위한 방안으로 피스톤의 하강시 크랭크실의 내부를 유입된 흡입공기가 피스톤의 내부를 통과하여 피스톤의 상부면을 관통하는 다수의 흡기공에 도달하면 피스톤의 상단에 설치된 흡기용 원판밸브가 열리면서 흡입공기가 피스톤 상측의 압축실로 흡입된 후 피스톤의 상승이 시작되면 흡기용 원판밸브가 닫히면서 압축공기의 누출을 방지할 수 있도록 하는 기술을 강구함을 특징으로 한다.

Description

우수한 공랭 성능을 갖는 무급유식 공기압축기{Oilless air compressor with excellent air cooling performance}

본 발명은 냉각 및 윤활을 위한 오일을 사용하지 않으면서도 압축펌프의 크랭크실 내부, 각종 압축부품(피스톤, 피스톤 핀 등)을 충분하게 자체적으로 공랭하여 내구성을 향상함은 물론 연속운전을 가능하게 하는 신개념의 기술에 관한 것이다.

현재의 무급유식(오일레스 또는 오일프리 라고 한다) 공기압축기는 오일이 공급되지 않으므로, 특히 피스톤 왕복동식에서는 마찰열을 해결하는데 한계가 있고 누적 운전 압축열로 인해 고속회전을 하지 못하고 연속운전이 어려운 것이 사실이다.

이로 인해 같은 기종의 급유식 공기압축기에 비하여 부피가 클 뿐만 아니라 단가가 결정적으로 비싼 것이 흠이어서 일반적인 산업현장이나 농어민이 사용하지 못하는 기종이라 할 수 있고, 식품공장이나 병의원이나 약품공장 같은 곳에서만 제한적으로 사용하는 단점이 있다.

이러한 이유로 인해 공기압축기를 급유식으로 사용하면 되겠지만, 예나 지금이나 산업인력이 충분히 의도적으로 공급이 안 되다 보니 공기압축기를 전문으로 또는 전담으로 관리하는 인력을 두고 있지 못하는 곳이 대부분이고, 주인 자체도 관리를 제대로 할 줄 아는 경우가 흔치 않고 설사 잘 안다고 하더라도 공기압축기에 윤활유를 공급주기에 맞추어 보충해주거나 교환해주는 사례가 매우 드물며, 특히 크랭크실의 내부 및 각종 압축부품들은 공랭이 어려운 것이었다.

따라서 제때에 윤활유를 보충하거나 교환해주지 못해 실린더와 피스톤의 소착과 크랭크축과 커넥팅로드가 소착하여 커다란 고장을 일으키는 사례가 빈번하고, 설사 전자제어 스위치 제어에서 과전류를 감지하여 전원을 제어하는 오버로드 스위치 작동이 되어 커다란 고장 이전에 작은 소착 상태에서 모터가 멈춘다 하더라도 공기압축기의 작동 정지로 압축공기를 제대로 공급할 수 없는 산업이나 작업 현장의 가동은 멈출 수밖에 없는 실정이다.

이는 곧 사용자의 피해로 이어지므로 그 책임한계를 따지지 않을 수 없는 것이어서 사용자와 관리자 간에 먼저 책임을 따지고 이어서 공급자나 대리점 간에 책임을 따지게 되고, 얼른 그 책임한계가 가려지지 않으면 생산자에게까지 책임소재를 가려야 하는 사태가 발생한다.

이러한 문제점을 해결하는 방법은 윤활유를 사용하지 않는 공기압축기를 사용하면 단번에 해결되는데 문제는 단가가 비싸기 때문에 유통에 이르지 못하는 것이었다.

따라서 피스톤 왕복동식 공기압축기의 기술분야에서 급유식 공기압축기에 해당하면서도 압축펌프를 절대적으로 냉각하는 기술이 접목된다고 가정하면 비록 오일을 사용하지 않더라도 마찰열을 충분하게 해소하여 저렴한 비용으로 무급유식 공기압축기의 성능을 발휘할 수 있어 이를 대체할 수 있게 된다.

이와 같이 오일을 사용하지 않는 무급유식 공기압축기에 관련한 선행기술로는 본 발명 발명자의 선등록 발명인 「특허등록 제1887349호, 명칭/ 공랭성능을 갖는 공기압축기」가 개시되고 있다.

상기 선행기술은 크랭크실의 하단과 반부하측의 측면이 개방됨으로써 크랭크실의 하부로 통과되는 냉풍이 크랭크실의 내부로 유입된 후 반부하측의 측면으로도 통과함으로써 종래에는 전혀 공랭을 할 수 없었던 크랭크실 내부 및 크랭크축과 커팅로드까지 공랭할 수 있는 효과를 제공한다.

이러한 선행기술의 공기압축기는 피스톤의 하강시 실린더헤드의 일측에 형성된 흡기구로 흡입된 외부공기를 한 쌍의 밸브시트의 사이에 설치된 흡기밸브가 개방되면 실린더의 내부로 흡입하는 한편, 피스톤의 상승시 실린더 내의 압축공기를 한 쌍의 밸브시트의 사이에 설치된 배기밸브가 개방되면 실린더헤드의 타측에 형성된 배기구로 배기하도록 구성된 것이었다.

그러나 상기 선행기술은 실린더헤드를 통해 흡입 공기가 피스톤 상측의 압축실로 직접 흡입됨으로써 흡입과정에서 흡입공기를 이용하여 피스톤을 공랭하는 용도로는 사용할 수 없어 피스톤의 과열로 인해 실상 무급유식으로 사용하는데 한계가 있는 것이었다.

또한, 상기 피스톤에 형성된 핀 보스, 핀 보스에 끼워지는 피스톤 핀과, 피스톤 및 실린더 내면과의 마찰부위를 공랭할 수 없어 각종 압축부품의 내구성이 저하되는 문제점이 야기된다.

또한, 상기 한 쌍의 밸브시트에 각각 흡입밸브 및 배기밸브가 설치됨으로써 동일 시간 내에 한쪽의 배기밸브만을 통해 압축공기를 배기함에 따라 리시버탱크에 압축공기를 저장하는 시간이 오래 걸리고, 실린더헤드의 구조상 공랭이 원활하게 이루어지지 않는 문제점이 야기된다.

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위한 수단으로 피스톤의 하강시 크랭크실의 내부를 유입된 흡입공기가 피스톤의 내부를 통과하여 피스톤의 상부면을 관통하는 다수의 흡기공에 도달하면 피스톤의 상단에 설치된 흡기용 원판밸브가 열리면서 흡입공기가 피스톤 상측의 압축실로 흡입된 후 피스톤의 상승이 시작되면 흡기용 원판밸브가 닫히면서 압축공기의 누출을 방지할 수 있도록 하는 기술을 강구한다.

또한, 본 발명은 상기 흡기용 원판밸브의 개방시 피스톤의 상단에 형성된 공랭 가이드홀로 유입되는 일부의 흡입공기가 핀 보스의 내부로 공급됨과 아울러 상기 핀 보스에 끼워진 피스톤 핀의 내부에 형성된 핀 공랭홀까지 공급되면서 공랭이 이루어질 수 있도록 하는 기술을 강구한다.

또한, 본 발명은 피스톤의 내부를 통과하는 일부의 외부공기가 피스톤의 외주면에 형성된 다수의 공랭 가이드홀을 통과하여 상기 피스톤의 외경에 끼워진 피스톤 가이드링의 외주면에 형성된 다수의 실린더 공랭홀을 통해 실린더의 내면에 공급되면서 공랭이 이루어질 수 있도록 하는 기술을 강구한다.

또한, 본 발명은 상기 실린더의 압축실로 저장된 압축공기가 한 쌍의 상, 하부 밸브시트의 사이 양쪽에 설치된 2조의 배기밸브를 통해 압축공기를 실린더헤드의 내부 배기실로 한데 모아 실린더헤드에 형성된 배기구를 통해 외부로 배기할 수 있도록 하는 기술을 강구한다.

본 발명에 따르면, 크랭크실의 내부를 유입된 흡입공기가 피스톤의 내부, 상부면 및 개방된 흡기용 원판밸브를 순차적으로 통과하여 피스톤 상측의 압축실로 흡입되는 흡기 경로를 구현함으로써 이 과정에서 흡입공기를 이용하여 피스톤을 공랭할 수 있어 피스톤의 과열을 방지하여 무급유식 공기압축기를 실현하는 효과를 제공한다.

또한, 상기 흡기용 원판밸브를 통과하는 일부의 흡입공기가 핀 보스의 내부로 공급됨과 아울러 상기 핀 보스에 끼워진 피스톤 핀의 내부까지 공급됨으로써 핀 보스 및 피스톤 핀마저도 공랭할 수 있어 각종 압축부품의 내구성을 향상하여 압축부품의 교환주기를 줄이고, 교환비용을 절감하며, 잦은 교환으로 인한 공기압축기의 운전 중단을 최소화하여 사용자의 부담을 경감하는 효과를 제공한다.

아울러 피스톤의 내부를 통과하는 일부의 흡입공기가 피스톤의 외주면에 형성된 공랭 가이드홀 및 상기 피스톤의 외경에 끼워진 피스톤 가이드링의 외주면에 형성된 실린더 공랭홀을 통해 실린더의 내면에 공급됨으로써 피스톤 가이드링 및 실린더 내면을 공랭할 뿐만 아니라 피스톤 및 피스톤 가이드링 간의 마찰열과 피스톤 가이드링 및 실린더 내면 간의 마찰열을 줄여주어 내구성을 향상하는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 한 쌍의 상, 하부 밸브시트의 사이에 흡기밸브가 설치되지 않고, 양쪽에 설치된 2조의 배기밸브를 통해 압축공기를 실린더헤드의 내부에 형성된 배기실로 한데 모아 외부로 한꺼번에 배기함으로써 동일 시간 내에 리시버탱크에 압축공기를 저장하는 시간을 단축하는 효과를 제공한다.

또한, 상기 실린더헤드 및 상, 하부 밸브시트에 형성된 볼트용 보스가 부분적으로 개방됨으로써 볼트 체결공에 압축열이 갇히는 현상을 방지하며, 상기 실린더헤드의 하부 양측에 형성된 배기 유입로의 사이 중앙, 상부 밸브시트의 상하단 중앙 및 하부 밸브시트의 상단 중앙에 각각 공랭통로가 형성됨으로써 실린더헤드 및 상, 하부 밸브시트를 효율적으로 공랭할 수 있는 효과를 제공한다.

결과적으로 본 발명은 오일을 사용하지 않는 무급유식의 공기압축기를 제공함은 물론 가격을 대폭 절감하여 대중적으로 보급할 수 있을 뿐만 아니라 주기적으로 윤활유를 보충하거나 교환해주는 번거로움이 없어 유지관리가 매우 용이하면서도 고장의 우려가 없는 유용한 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명이 적용된 공기압축기의 정면도
도 2는 본 발명 공기압축기의 측단면도
도 3은 본 발명 피스톤의 평면도 및 정면도
도 4는 본 발명 도 3의 A-A선 단면도
도 5는 본 발명의 흡기공 및 공랭 가이드홀에 의한 흡입공기의 이동 경로를 나타낸 종단면도
도 6은 본 발명 피스톤의 평단면도
도 7은 본 발명의 피스톤 하강시 흡기용 원판밸브가 개방된 상태의 종단면도
도 8은 본 발명 원판밸브 시트의 평면도 및 저면도
도 9는 본 발명 흡기용 원판밸브 및 원판밸브 시트의 밀착상태 정면도 및 원판밸브 시트의 측단면도
도 10은 본 발명 흡기용 원판밸브의 평면도 및 정면도
도 11은 본 발명 흡기용 원판밸브 및 원판밸브 시트의 밀착상태 저면도
도 12는 본 발명에 따른 핀 보스 및 피스톤 핀의 공랭상태 종단면도
도 13은 본 발명 피스톤 핀의 정면도, 측단면도 및 정단면도
도 14는 본 발명에 따른 피스톤 가이드링 및 실린더 내면의 공랭상태 종단면도
도 15는 본 발명 피스톤 가이드링의 평단면도, 정면도 및 정단면도
도 16은 본 발명 한 쌍의 상, 하부 밸브시트 및 실린더헤드의 조립상태 종단면도
도 17은 본 발명 실린더헤드의 평단면도 및 저면도
도 18은 본 발명 하부 밸브시트의 평면도 및 저면도
도 19는 본 발명 상부 밸브시트의 평면도 및 저면도
도 20은 본 발명 공기압축기의 배면도

본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결수단을 보다 구체적으로 구현하기 위한 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전체적인 구성을 첨부된 도면에 의거 개략적으로 살펴보면, 압축펌프(1)의 크랭크실(2) 부하측을 관통하여 모터의 작동에 따라 회전하는 크랭크축(3)이 설치되고, 상기 크랭크축(3)과 결합된 커넥팅로드(4)의 상단에 결합된 피스톤(5)이 크랭크실(2) 상단에 설치된 실린더(6)의 내부에 상하 왕복운동 가능하게 설치된 공기압축기에 있어서,

상기 크랭크실(2)에 형성된 흡기구(10), 피스톤(5)에 형성된 다수의 흡기공(20), 흡기공(20)을 개폐하는 흡기용 원판밸브(30), 흡기용 원판밸브(30)를 고정하는 원판밸브 고정시트(40)의 구성요소로 대분 됨을 확인할 수 있는 것으로, 이러한 유기적인 결합구성을 통해 저가의 무급유식 공기압축기의 성능을 발휘할 수 있도록 함을 핵심요지로 한다.

우선적으로 상기 흡기구(10)는 크랭크실(2)의 반 부하측에 상시 개방되도록 형성되는 것으로, 상시 개방이 가능한 것은 크랭크실(2)에 오일이 채워지지 않기 때문이며, 특히 종래에 상측의 실린더헤드(90)에 형성된 흡기구를 통해 유입된 흡입공기를 하측의 실린더(6) 내부로 흡입하는 하류식의 흡기 경로를 갖는 획일적인 구성을 탈피하여 하측에 위치한 크랭크실(2)에 형성된 흡기구(10)를 통해 유입된 흡입공기를 상측의 피스톤(5)을 통과시켜 실린더(6) 내부로 흡입하는 상류식의 흡기 경로를 구현함을 차별화된 구성으로 한다.

상기 피스톤(5)의 상부면 둘레에는 양측에 각각 원주방향을 따라 다수의 흡기공(20)이 간격을 두고 상하로 관통하여 형성됨으로써 크랭크실(2)로 유입된 흡입공기는 도 5와 같이 다수의 흡기공(20)을 통과하여 실린더(6) 내부 상측의 압축실(6a)로 흡입될 수 있게 된다.

여기에서 상기 흡기공(20)은 피스톤(5)이 하강할 때에만 개방되고, 피스톤(5)이 상승하면서 배기를 할 때에는 닫히도록 흡기공(20)의 개폐를 제어하는 흡기용 원판밸브(30)가 필수적으로 구비되어야만 한다.

이를 위한 본 발명은 도 7과 같이 피스톤(5)의 상단에 원형 판상의 흡기용 원판밸브(30)가 안착됨으로써 선택적으로 흡기공(20)의 개폐를 제어하게 된다.

그리고 상기 흡기용 원판밸브(30)의 상단에는 원판밸브 고정시트(40)가 안착되는 것으로, 원판밸브 고정시트(40)는 상부 양측에 상하로 관통하는 볼트공(41)을 고정볼트(도면 미도시)가 흡기용 원판밸브(30)와 함께 관통하여 피스톤(5)에 결합됨으로써 피스톤(5)의 상단에 일체로 고정된다.

이러한 원판밸브 고정시트(40)는 하면 양측에 각각 흡기용 원판밸브(30)가 상하로 작동할 수 있는 공간을 제공하는 한 쌍의 밸브 작동홈(42)이 함몰 형성됨으로써 흡기용 원판밸브(30)는 양측이 상하로 휘어지면서 흡기공(20)의 개폐를 선택적으로 제어할 수 있게 된다.

여기에서 상기 흡기용 원판밸브(30)는 도 10과 같이 개폐가 용이하도록 양측에 각각 원주방향을 따라 한 쌍의 벤딩 슬롯(31)이 추가로 형성됨으로써 벤딩 슬롯(31)의 외측에 위치한 한 쌍의 개폐변(32)은 폭이 좁아져 더욱 신속하고 원활하게 상하로 휘어지면서 흡기공(20)의 개폐를 순간적으로 제어할 수 있는 특별한 효과를 제공한다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 상기 피스톤(5)의 하강시 도 2와 같이 흡기구(10)를 통해 크랭크실(2)의 내부를 유입된 흡입공기가 도 5와 같이 피스톤(5)의 내부를 통과하여 다수의 흡기공(20)에 도달하면 상기 흡기용 원판밸브(30)는 흡입공기의 압력에 의해 자동으로 열리면서 흡입공기가 흡기공(20)을 통과하여 피스톤(5) 상측의 압축실(6a)로 흡입된 후 상기 피스톤(5)의 상승이 시작되면 흡입공기의 압력이 없어지면서 흡기용 원판밸브(30)는 자동으로 닫히면서 압축공기의 누출을 방지함으로써 배기가 원활하게 이루어지는 효과를 제공한다.

따라서 본 발명은 이러한 흡입과정에서 흡입공기를 이용하여 크랭크실(2)의 내부, 크랭크축(3), 커넥팅로드(4)는 물론 피스톤(5)까지 공랭함으로써 피스톤(5)의 과열을 방지하여 무급유식 공기압축기를 확실하게 구현하는 특별한 효과를 제공한다.

한편, 본 발명은 상기 흡기용 원판밸브(30)의 개방시 흡기공(20)을 통과한 흡입공기 중 일부의 흡입공기를 이용하여 피스톤(5)에 형성된 핀 보스(5a) 및 핀 보스(5a)에 끼워지는 피스톤 핀(50)까지도 공랭하는 용도로 사용할 수 있도록 하는 신규의 기술이 추가로 접목된다.

이를 위한 기술구성으로 상기 피스톤(5)은 도 4 내지 도 5와 같이 상부 내면 및 내부 양측에 형성된 한 쌍의 핀 보스(5a)의 상단까지 연결된 보강돌부(5b)가 돌출 형성되고, 상기 피스톤(5)의 상부면 양측 및 상기 보강돌부(5b)를 관통하여 핀 보스(5a)의 내부까지 연통하는 공랭 가이드홀(21)이 형성되며, 상기 한 쌍의 핀 보스(5a)에 끼워지는 피스톤 핀(50)은 내부 중앙에 길이방향을 따라 핀 공랭홀(51)이 관통 형성됨과 아울러 상기 핀 공랭홀(51) 및 공랭 가이드홀(21)과 상호 연통하는 다수의 통기공(52)이 양측 외주면에 원주방향을 따라 관통 형성된다.

따라서 상기 흡기용 원판밸브(30)의 개방시 흡기공(20)을 통과한 흡입공기 중에서 일부의 흡입공기가 도 5, 도 7, 도 12와 같이 공랭 가이드홀(21)로 유입된 후 통기공(52)을 통과하여 피스톤 핀(50) 내부의 핀 공랭홀(51)까지 공급됨으로써 핀 보스(5a) 및 피스톤 핀(50)을 효율적으로 공랭하는 특별한 효과를 제공한다.

여기에서 본 발명은 상기 공랭 가이드홀(21)의 하단과 연통하도록 핀 보스(5a)의 내주면에는 원주방향을 따라 확산 그루브(22)가 함몰 형성됨과 아울러 상기 피스톤 핀(50)은 통기공(52)과 연통하는 확산 그루브(53)가 원주방향을 따라 함몰 형성되고, 상기 한 쌍의 확산 그루브(22)(53)는 상호 연통함으로써 상기 공랭 가이드홀(21)을 통과한 흡입공기는 확산 그루브(22)(53)를 타고 원주방향을 따라 확산되면서 통기공(52)으로 더욱 원활하게 공급될 수 있게 된다. 따라서 상기 공랭 가이드홀(21)과 통기공(52)이 상호 일치하도록 피스톤 핀(50)의 위치를 정확하게 조절하지 않더라도 흡입공기를 피스톤 핀(50)의 내부로 원활하게 공급할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 피스톤(5)의 내부를 통과하는 일부의 흡입공기를 이용하여 피스톤(5)의 외경에 끼워진 피스톤 가이드링(60) 및 실린더(6)의 내면까지도 공랭하는 용도로 사용할 수 있도록 하는 기술이 추가로 접목된다.

이를 위한 기술구성으로 상기 피스톤(5)의 외주면 하측에는 가이드링 삽입부(23)가 함몰 형성되고, 가이드링 삽입부(23)에는 상하에 각각 원주방향을 따라 간격을 두고 다수의 공랭 가이드홀(24)이 관통 형성되며, 상기 가이드링 삽입부(23)에는 마주하는 한 쌍의 반원형 피스톤 가이드링(60)이 감싸게 설치되고, 상기 피스톤 가이드링(60)은 외주면 상하에 각각 원주방향을 따라 간격을 두고 상기 공랭 가이드홀(21)과 상호 연통하는 다수의 실린더 공랭홀(61)이 관통 형성된다.

따라서 상기 피스톤(5)의 내부를 통과하는 일부의 흡입공기는 도 14와 같이 공랭 가이드홀(24) 및 실린더 공랭홀(61)을 연속적으로 통과하여 실린더(6)의 내면까지 공급됨으로써 한 쌍의 피스톤 가이드링(60)은 물론 실린더(6)의 내면을 공랭함에 따라 피스톤 가이드링(60) 및 실린더(6)의 내면 사이에서 발생하는 마찰저항 및 마찰열을 감소하는 효과를 제공한다.

여기에서 상기 공랭 가이드홀(24)의 외측 선단에는 원주방향을 따라 공랭 가이드홀(24)과 상호 연통하는 확산 그루브(25)가 함몰 형성됨으로써 상기 다수의 공랭 가이드홀(24)을 통과한 흡입공기는 확산 그루브(25)를 타고 원주방향을 따라 확산된 후 다수의 실린더 공랭홀(61)로 유입될 수 있게 된다.

그리고 상기 실린더 공랭홀(61)의 외측 선단에는 원주방향을 따라 실린더 공랭홀(61)과 상호 연통하는 확산 그루브(62)가 함몰 형성됨으로써 상기 다수의 실린더 공랭홀(61)을 통과한 흡입공기는 확산 그루브(62)를 타고 원주방향을 따라 확산됨으로써 실린더(6)의 내면을 빠짐없이 고르게 공랭하는 효과를 제공할 뿐만 아니라 상기 확산 그루브(62)의 깊이를 확인하는 방법으로 상기 피스톤 가이드링(60)의 마찰 정도를 육안으로 확인함으로써 교체시기에 맞추어 이를 편리하게 교체할 수 있어 유지보수의 편의성을 제공할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상기 실린더(6)의 압축실(6a)로 저장된 압축공기를 한 쌍의 상, 하부 밸브시트(70)(80)의 사이 양쪽에 설치된 2조의 배기밸브(100)를 통해 한꺼번에 대량으로 배기할 수 있도록 하는 신규의 기술이 접목된다.

이를 위한 기술구성으로 상기 실린더(6)의 상단에는 도 16과 같이 한 쌍의 상, 하부 밸브시트(70)(80) 및 실린더헤드(90)가 순차적으로 안착된 상태에서 다수의 고정볼트로 관통하여 실린더(6)와 일체로 조립되고, 상기 한 쌍의 상, 하부 밸브시트(70)(80)의 사이 양측에는 종래와 달리 흡기밸브가 설치되지 않고 2조의 배기밸브(100)만 설치됨을 차별화된 특징으로 한다.

그리고 상기 피스톤(5)의 상승시 2조의 배기밸브(100)를 통과한 압축공기는 실린더헤드(90)의 배기실(91)로 한데 모여져서 일측의 배기구(92)를 통해 한꺼번에 배기된다.

여기에서 상기 상, 하부 밸브시트(70)(80)의 사이에 설치된 배기밸브를 이용하여 압축공기의 배기를 단속하는 기술은 이미 공지된 기술이므로 본 발명에서는 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 하며, 다만 상기 하부 밸브시트(80)는 저면에 상기 흡기용 원판밸브(30) 및 원판밸브 고정시트(40)가 삽입될 수 있는 시트 삽입부(93)가 함몰 형성된 점이 다소 상이하다.

따라서 본 발명은 2조의 배기밸브(100)를 통해 압축공기를 한꺼번에 배기함으로써 동일 시간 내에 다량의 압축공기를 리시버탱크에 저장함은 물론 압축공기의 저장 시간을 단축하는 특별한 효과를 제공한다.

아울러 본 발명은 도 18 내지 도 19와 같이 상기 하부 밸브시트(80)의 상면 사방, 상부 밸브시트(70)의 상하면 사방, 실린더헤드(90)의 하면 사방에는 상기 고정볼트가 통과하는 볼트용 보스(75)(85)(95)가 형성된다. 이러한 볼트용 보스(75)(85)(95)는 종래와 같이 볼트 체결공(76)(86)(96)의 외측을 전체적으로 둘러싼 종래의 구성과 달리 일측에 부분적으로 개방면(77)(87)(97)이 형성됨으로써 상기 볼트 체결공(76)(86)(96)에 압축열이 갇히는 현상을 방지하여 과열을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 실린더헤드(90)의 하부 양측에 배기실(91)과 상호 연통하도록 형성된 한 쌍의 배기 유입로(94)의 사이 중앙과, 상부 밸브시트(70)의 상하단 중앙 및 하부 밸브시트(80)의 상단 중앙에는 각각 공랭통로(78)(88)(98)가 추가로 형성됨으로써 상기 공랭통로(78)(88)(98)를 통해 쿨링팬(7)의 작동으로 발생하는 냉풍이 통과함에 따라 실린더헤드(90) 및 상, 하부 밸브시트(70)(80)를 효율적으로 공랭하는 특별한 효과를 제공한다.

더욱이 본 발명은 상기 쿨링팬(7)에서 발생하는 냉풍이 크랭크실(2) 내부로 유입되도록 하는 냉풍구(12)가 도 20과 같이 상기 크랭크실(2)의 부하측 하부 양측에 관통 형성됨으로써 냉풍구(12)를 통해 크랭크실(2)로 유입된 냉풍은 크랭크실(2) 내부에서 회전하는 크랭크축(3)과 커넥팅로드(4)까지 강제공랭을 하여 상기 크랭크축(3) 및 커넥팅로드(4) 간의 연결부위에 삽입된 베어링에 주입된 그리스가 누적 열로부터 흘러내리지 않도록 하여 베어링의 내구성을 향상하여 궁극적으로는 압축펌프(1)의 내구성을 대폭 향상할 수 있게 된다.

1: 압축펌프 2: 크랭크실
3: 크랭크축 4: 커넥팅로드
5: 피스톤 5a: 핀 보스
5b: 보강돌부 6: 실린더
7: 쿨링팬 10: 흡기구
12: 냉풍구 20: 흡기공
21, 24: 공랭 가이드홀 22, 25, 53, 62: 확산 그루브
23: 가이드링 삽입부 30: 흡기공 원판밸브
31: 벤딩 슬롯 32: 개폐변
40: 원판밸브 고정시트 42: 밸브 작동홈
50: 피스톤 핀 51: 핀 공랭홀
52: 통기공 60: 피스톤 가이드링
61: 실린더 공랭홀 70: 상부 배기밸브
75, 85, 95: 볼트용 보스 76, 86, 96: 볼트 체결공
77, 87, 97: 개방면 78, 88, 98: 공랭통로
90: 실린더헤드 91: 배기실
92: 배기구 93: 시트 삽입부
94: 배기 유입로 100: 배기밸브

Claims (8)

1. 압축펌프(1)의 크랭크실(2) 부하측을 관통하여 모터의 작동에 따라 회전하는 크랭크축(3)이 설치되고, 상기 크랭크축(3)과 결합된 커넥팅로드(4)의 상단에 결합된 피스톤(5)이 크랭크실(2) 상단에 설치된 실린더(6)의 내부에 상하 왕복운동 가능하게 설치된 공기압축기에 있어서,
   상기 크랭크실(2)의 반 부하측에 형성된 흡기구(10)와;
   상기 피스톤(5)의 상부면 둘레 양측에 각각 원주방향을 따라 간격을 두고 상하로 관통 형성된 다수의 흡기공(20)과;
   상기 피스톤(5)의 상단에 안착되어 선택적으로 흡기공(20)을 개폐하는 흡기용 원판밸브(30)와;
   상기 흡기용 원판밸브(30)의 상단에 안착되고, 상기 흡기용 원판밸브(30)와 함께 고정볼트로 관통하여 고정되며, 하면 양측에는 밸브 작동홈(42)이 함몰 형성된 원판밸브 고정시트(40)로 이루어지고;
   상기 피스톤(5)은 상부 내면 및 내부 양측에 형성된 한 쌍의 핀 보스(5a)의 상단까지 연결된 보강돌부(5b)가 돌출 형성되고, 피스톤(5)의 상부면 양측 및 상기 보강돌부(5b)를 관통하여 핀 보스(5a)의 내부까지 연통하는 공랭 가이드홀(21)이 형성되며, 상기 한 쌍의 핀 보스(5a)에 끼워지는 피스톤 핀(50)은 내부 중앙에 길이방향으로 형성된 핀 공랭홀(51) 및 상기 공랭 가이드홀(21)과 상호 연통하는 다수의 통기공(52)이 양측 외주면에 원주방향을 따라 관통 형성되는 한편;
   상기 흡기용 원판밸브(30)의 개방시 공랭 가이드홀(21)로 유입되는 일부의 흡입공기는 통기공(52)을 통과하여 피스톤 핀(50) 내부의 핀 공랭홀(51)까지 공급되면서 핀 보스(5a) 및 피스톤 핀(50)을 공랭하는 것을 특징으로 하는 우수한 공랭 성능을 갖는 무급유식 공기압축기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 피스톤(5)의 하강시 흡기구(10)를 통해 크랭크실(2)의 내부를 유입된 흡입공기는 피스톤(5)의 내부를 통과하여 다수의 흡기공(20)에 도달하면 상기 흡기용 원판밸브(30)가 열리면서 흡입공기가 피스톤(5) 상측의 압축실(6a)로 흡입된 후 피스톤(5)의 상승이 시작되면 흡기용 원판밸브(30)가 닫히면서 압축공기의 누출을 방지하는 것을 특징으로 하는 우수한 공랭 성능을 갖는 무급유식 공기압축기.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 흡기용 원판밸브(30)는 개폐가 용이하도록 양측에 각각 원주방향을 따라 벤딩 슬롯(31)이 형성되고, 벤딩 슬롯(31)의 외측에 위치한 개폐변(32)은 원활하게 상하로 휘어지면서 흡기공(20)의 개폐를 제어하는 것을 특징으로 하는 우수한 공랭 성능을 갖는 무급유식 공기압축기.
   
4. 삭제
5. 압축펌프(1)의 크랭크실(2) 부하측을 관통하여 모터의 작동에 따라 회전하는 크랭크축(3)이 설치되고, 상기 크랭크축(3)과 결합된 커넥팅로드(4)의 상단에 결합된 피스톤(5)이 크랭크실(2) 상단에 설치된 실린더(6)의 내부에 상하 왕복운동 가능하게 설치된 공기압축기에 있어서,
   상기 크랭크실(2)의 반 부하측에 형성된 흡기구(10)와;
   상기 피스톤(5)의 상부면 둘레 양측에 각각 원주방향을 따라 간격을 두고 상하로 관통 형성된 다수의 흡기공(20)과;
   상기 피스톤(5)의 상단에 안착되어 선택적으로 흡기공(20)을 개폐하는 흡기용 원판밸브(30)와;
   상기 흡기용 원판밸브(30)의 상단에 안착되고, 상기 흡기용 원판밸브(30)와 함께 고정볼트로 관통하여 고정되며, 하면 양측에는 밸브 작동홈(42)이 함몰 형성된 원판밸브 고정시트(40)로 이루어지고;
   상기 피스톤(5)의 외주면 하측에 함몰 형성된 가이드링 삽입부(23)에는 상하에 각각 원주방향을 따라 다수의 공랭 가이드홀(24)이 관통 형성되고, 상기 가이드링 삽입부(23)를 감싸게 설치되는 한 쌍의 반원형 피스톤 가이드링(60)은 외주면 상하에 각각 원주방향을 따라 상기 공랭 가이드홀(24)과 상호 연통하는 다수의 실린더 공랭홀(61)이 관통 형성되는 한편;
   상기 피스톤(5)의 내부를 통과하는 일부의 흡입공기는 공랭 가이드홀(24) 및 실린더 공랭홀(61)을 연속적으로 통과하여 실린더(6)의 내면에 공급되면서 피스톤 가이드링(60) 및 실린더(6)의 내면을 공랭하는 것을 특징으로 하는 우수한 공랭 성능을 갖는 무급유식 공기압축기.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 실린더 공랭홀(61)의 외측 선단에는 원주방향을 따라 확산 그루브(62)가 함몰 형성되고, 상기 다수의 실린더 공랭홀(61)을 통과한 흡입공기는 확산 그루브(62)를 타고 원주방향을 따라 확산되면서 실린더(6)의 내면을 고르게 공랭하며, 상기 확산 그루브(62)의 깊이를 확인하는 방법으로 피스톤 가이드링(60)의 마찰 정도를 육안으로 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 우수한 공랭 성능을 갖는 무급유식 공기압축기.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 실린더(6)의 상단에는 한 쌍의 상, 하부 밸브시트(70)(80) 및 실린더헤드(90)가 순차적으로 안착된 상태에서 다수의 고정볼트로 관통하여 실린더(6)와 일체로 조립되고, 상기 한 쌍의 상, 하부 밸브시트(70)(80)의 사이 양측에는 2조의 배기밸브(100)가 설치되며, 피스톤(5)의 상승시 2조의 배기밸브(100)를 통과한 압축공기는 실린더헤드(90)의 배기실(91)로 한데 모여져서 일측의 배기구(92)를 통해 배기되는 것을 특징으로 하는 우수한 공랭 성능을 갖는 무급유식 공기압축기.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 하부 밸브시트(80)의 상면 사방, 상부 밸브시트(70)의 상하면 사방, 실린더헤드(90)의 하면 사방에는 상기 고정볼트가 통과하는 볼트용 보스(75)(85)(95)가 형성되되, 볼트용 보스(75)(85)(95)는 일측에 부분적으로 개방면(77)(87)(97)이 형성되어 볼트 체결공(76)(86)(96)에 압축열이 갇히는 현상을 방지하는 것을 특징으로 하는 우수한 공랭 성능을 갖는 무급유식 공기압축기.

Images