KR19980076766A - 압축기의 플랩퍼형 토출밸브 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기의 플랩퍼형 토출밸브 조립체를 제공한다.

그 플랩퍼형 토출밸브 조립체가: 실린더블럭(13)의 상면(13)에 밀폐되게 설치되며 실린더실(13')로 통하는 적어도 토출구(41')가 형성된 밸브플레이트(51); 상기 밸브플레이트(51)의 토출구(41')를 타단에서 실린더(13)의 내부 압력에 따라 개폐시키도록 그 밸브플레이트(51)의 상면에 일단이 고정되는 플랩퍼형 토출밸브(52); 그 토출밸브(52)의 상부에서 토출밸브(52)의 타단의 개방 정도를 탄성적으로 제한하며, 양단에 고정되고, 탄성재로 형성되어 스토퍼와 백킹플레이트의 역할을 겸하는 탄성스토퍼(53); 그리고 상기 밸브플레이트(51) 및 토출밸브(52)와 함께 실린더블럭(13)에 고정되며, 상기 탄성스토퍼(53)를 그 양단에 고정시키고, 토출실을 형성하는 밸브카버(54)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 백킹스프링없이도 토출밸브(52)의 개폐지연로인한 밸브손실이 저감되어 압축기의 성능을 향상시킬 수 있으며, 조립성 향상과 부품의 감소와 함께 소음 내지는 진동의 감소를 도모할 수 있는 등의 효과가 있다.

Description

압축기의 플랩퍼형 토출밸브 조립체

본 발명은 압축기의 플랩퍼형 토출밸브 조립체에 관한 것으로서, 더 상세하게는 플랩퍼형 토출밸브를 지니는 압축기에 있어서, 간단한 구조로 토출밸브의 개폐지연에 의한 밸브손실을 저감시켜 압축기의 성능을 향상시킬 수 있으며, 스토퍼에의 충돌에 의한 밸브 타격음의 발생을 제거할 수 있는 압축기의 플랩퍼형 토출밸브 조립체에 관한 것이다.

압축기는 통상적으로 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 것으로, 왕복동형, 회전형 및 터보형이 있다. 이러한 압축기가 냉장고용으로 사용되는 경우, 냉장고 내부를 저열원으로 하고 외부를 고열원으로 하는 저비등점의 냉매의 포화증기를 고압으로 압축하여 응축기로 유동시킨다. 그 응축기에서는 고압, 고열의 냉매로부터 증발의 잠열이 냉장고 외부의 고열원으로 방출되어 액체상태의 냉매로 상변화를 일으키고는 이 액상의 냉매가 팽창밸브를 통과하여 저압, 저온으로 스로틀링된 후, 증발기로 유입된다. 그 증발기에서 그 저압, 저온의 냉매는 대부분 액상으로 냉장고 내부의 저열원으로부터 잠열을 흡수하여 포화증기상태의 냉매로 상변화를 일으킨 후, 다시 상술한 압축기로 유입됨으로써 냉동사이클을 구성하게 된다. 이와 같이 냉동사이클을 반복하는 가운데에 냉장고 내부는 지속적으로 냉기를 공급받아 소망의 냉동(장)효과를 가져오게 된다.

통상 가정용 냉장고용 압축기는 주로 1단의 왕복동형으로 그 구동 전기모터와 함께 케이스내에 밀폐된 채 냉장고의 하부에 설치되며, 도 1에 상부 케이스를 제거한 상태의 내부구조가 평면도로 도시된다.

그 왕복동형 압축기(10)에 있어서, 방음 및 방진을 위하여 전기모터 및 압축기가 상부 및 하부 케이스(12,11)의 내부에 밀폐되게 수납되며, 또한 그 상부 및 하부 케이스(12,11)와는 소정의 간격을 두고 적당한 방진 및 방음 수단, 예를 들면 압축스프링 내지는 판스프링으로 그 상부 및 하부 케이스(12,11)에 하부 내지는 측부에서 프레임(24)을 개재하여 지지된다.

상술한 왕복동형 압축기는 도 1에서 횡형으로 프레임(24)의 상부에 고정되는 실린더블럭(13)과 그 내부의 실린더실(13')에 왕복 운동가능하게 삽입되는 피스톤(14)을 구비하며(도 2참조), 그 피스톤(14)의 왕복운동에 의해 실린더블럭(13)의 좌측 단부에 설치된 흡입 및 토출 밸브조립체(15)를 개재하여 저압, 저온의 냉매가스가 흡입되고, 고압, 고온의 냉매가스가 토출된다. 그 흡입 및 토출 밸브조립체(15)는 소형화를 위하여 통상 탄성을 지니는 플랩퍼(flapper) 내지는 리드(reed) 형 박판 구조로 구성되며, 그 플랩퍼 내지는 리드형 흡입 및 토출 밸브조립체(15)는 양면에 작용하는 압력차에 의해 피동적으로 개폐된다.

이와 같이 구성되는 왕복동형 압축기에 있어서, 피스톤(14)의 후진 운동시 상기 저압, 저온의 냉매가스는 상기 상부 내지는 하부 케이스(12,11)에 밀폐되게 고정된 흡입파이프(연결관)22) 및 흡입머플러(16)를 개재하여 외부의 증발기(도시생략됨)로부터 흡입 및 토출 밸브조립체(15)의 흡입리드밸브로 유입되고, 피스톤(14)의 전진 운동시에 상기 압축기에서 토출된 고압, 고온의 냉매가스는 그 흡입 및 토출 밸브조립체(15)이 토출밸브로부터 토출파이프(23') 및 상기 상부 내지는 하부 케이스(12,11)에 밀폐되게 고정된 토출파이프 연결관(23)을 거쳐 외부의 응축기(도시생략됨)으로 압송된다. 냉매충전파이프(22')는 상기 하부케이스(11)에 밀폐되게 고정되고 초기에 내부에 냉매가스를 충전시킨 후, 밀봉된다.

냉장고 작동소음의 대부분을 차지하는 압축기 소음은 피스톤(14)의 왕복운동, 흡입 및 토출 밸브조립체(15)의 개폐 충격, 냉매가스의 흡입 및 토출 압력의 맥동 등에 의해 발생하며, 그 중 냉매가스의 흡입 및 토출 압력의 맥동에 의한 소음을 감소시키기 위해 흡입파이프(연결관)22)로 유입된 냉매가스는 상부 및 하부 케이스(12,11) 내부에 충전된 채, 흡입머플러(16)를 통해 실린더(13)로 흡입되고, 실린더(13)에서 압축된 냉매는 토출머플러(17)를 통하여 토출파이프(23')로 토출된다.

한편, 전기모터는 프레임(24)의 하부에 고정되게 설치되는 고정자(18)와, 그 고정자(18)와 간극을 두고 회전하는 회전자(19)로 구성되고(도 2참조), 그 회전자(19)는 회전축(20)에 고정되어 함께 회전하도록 프레임(24)에 회전가능하게 지지된다. 그 전기모터의 회전축(20)의 단부에 그 프레임(24)의 상부로 편심축(21)을 돌출되게 형성하여 피스톤(14)을 연결봉 및 축수를 개재하여 그 편심축(21)에 연결함으로써 그 편심축(21)의 편심회전량만큼 피스톤(14)이 왕복 운동하게 된다. 또한, 그 전기모터의 고정자(18)의 권선코일에는 상부 및 하부 케이스(12,11)에 밀폐되게 고정되는 외부단자(18')를 개재하여 외부 전원이 인가된다.

상술한 바와 같이 작동하는 압축기 및 구동 모터의 원활한 운전을 위해 하부케이스(11)의 바닥에 냉동기유가 저장되는 냉동기유 저유조(25)를 형성하고 회전축(20)의 윤활유 공급홈(20')을 따라 상부로 흡입되면서 각 윤활부위에 냉동기유를 공급하여 윤활작용을 하게 하고 있다.

도 3에는 상술한 종래의 플랩퍼형 토출밸브 조립체의 구조가 일예로서 상세히 도시된다. 그 플랩퍼형 토출밸브 시스템은 밸브플레이트(41), 플랩퍼형 토출밸브(42), 스토퍼(43) 및 밸브카버(44)로 구성되며, 필요에 따라 백킹 스프링(도시생략됨)이 그 플랩퍼형 토출밸브(42)와 스토퍼(43) 사이에 설치될 수 있다.

그 밸브플레이트(41)는 실린더블럭(13)의 상면(13)에 밀폐되게 배치되며 실린더실(13')과 토출실을 연통시키는 적어도 토출구(41')가 그 밸브플레이트(41)에 형성되고 그 토출구(41')의 상면 주위에 밸브시트부(41)가 형성된다. 상기 플랩퍼형 토출밸브(42)는 그 밸브플레이트(41)의 토출구(41')를 실린더실(13')의 내부 압력에 따라 개폐시키도록 그 밸브플레이트(41)의 상면에 일단이 리베트(45)에 의해 스토퍼(43)와 함께 고정되며, 그 스토퍼(43)는 토출밸브(42)의 타단의 개방정도를 제한하여 플랩퍼형 토출밸브(42)가 상술한 압력차에 따라 원활한 개폐작동을 할 수 있게 된다.

또한, 백킹 스프링이 설치된 경우, 토출밸브(42)이 타단의 개방정도를 탄성적으로 제한함으로써 플랩퍼형 토출밸브(42)가 폐쇄시 더욱 신속하게 작동되게 함으로써 더욱 토출밸브(42)의 원활한 개폐작동을 기할 수 있게 된다.

그러나, 상술한 바와 같이 백킹스프링이 설치되지 아니한 경우 폐쇄시 탄성이 없는 강재인 스토퍼(43)만으로는 작동의 지연이 발생하여 밸브손실을 초래하게 되며, 나아가 스토퍼(43)에 토출밸브(42)가 개방되어 충돌할 때 탄성력이 작용하지 아니하기 때문에 충격에 의한 타격음이 소음의 근원이 될 뿐만 아니라 토출밸브(42) 내지는 스토퍼(43)의 손산이나 파손 등의 밸브신뢰서에 악영향을 미치게 된다는 등의 문제점이 있다. 또한, 백킹스프링을 추가시킨 경우에는 부품의 증가와 공수의 증가에 따라 제조비용이 상승하게 된다.

또한, 토출밸브(42)갈 밸브카버(44)의 내측에서 분리되게 고정되기 때문에 면적을 넓게 차지할 뿐만 아니라, 특히 토출밸브(42)의 길이를 짧게 한 경우 토출밸브(42)의 개방이 지연되게 되고, 상기 리베트(45) 부분을 통한 실린더실(13')의 압력이 누설되며;

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 토출밸브의 개도를 제한하여 토출밸브의 원활한 작동을 보장하는 스토퍼를 탄성체로 형성하고 또한, 그 고정구조로 밸브카버에 의함으로써 토출밸브의 작동과 신뢰성을 보장하면서 밸브손실을 방지하고 소음을 감소시킬 수 있는 구조의 압축기의 플랩퍼형 토출밸브 조립체를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 밀폐형 왕복동 압축기의 내부구조를 나타내는 평면도,

도 2는 밀폐형 압축기의 내부구조를 도시하는 도 1의 선 2-2 단면도,

도 3은 종래의 플랩퍼형 토출밸브의 고정구조를 도시한 상세단면도,

도 4는 본 발명에 따른 압축기의 플랩퍼형 토출밸브 조립체의 구조를 도시하는 단면도,

도 5는 도 4의 압축기의 플랩퍼형 토출밸브 조립체의 분해사시도,

도 6은 도 5의 밸브카버의 저면 사시도,

도 7은 도 4의 A부 상세도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 압축기11 : 하부케이스

12 : 상부케이스13 : 실린더블럭

14 : 피스톤15 : 흡입 및 토출밸브 조립체

16 : 흡입머플러17 : 토출머플러

18 : 고정자(스테이터)19 : 회전자(로터)

20 : 회전축21 : 편심축

22 : 흡입파이프(연결관)23 : 토출파이프연결관

23' : 토출파이프24 : 프레임

25 : 냉동기유 저유조41,51 : 밸브플레이트

42,52 : 플랩퍼형 토출밸브43,53 : 스토퍼

44,54 : 밸브카버55 : 스토퍼고정돌기

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 실린더실의 상부를 밀폐시키도록 실린더블럭에 고정되고, 그 실린더실내에서의 피스톤의 왕복 운동에 따라 개폐되는 플랩퍼형 토출밸브 조립체를 지니는 압축기에 있어서, 그 플랩퍼형 토출밸브 조립체가: 실린더블럭의 상면에 밀폐되게 설치되며 실린더실로 통하는 적어도 토출구가 형성된 밸브플레이트; 상기 밸브플레이트의 토출구를 타단에서 실린더의 내부 압력에 따라 개폐시키도록 그 밸브플레이트의 상면에서 일단이 고정되는 플랩퍼형 토출밸브; 그 토출밸브의 상부에서 토출밸브의 타단의 개방정도를 탄성적으로 제한하며, 양단에 고정되고, 탄성재로 형성되어 스토퍼와 백킹플레이트의 역할을 겸하는 탄성스토퍼; 그리고 상기 밸브플레이트(51) 및 토출밸브(52)와 함께 실린더블럭에 고정되며, 상기 탄성스토퍼를 그 양단에서 고정시키고, 토출실을 형성하는 밸브카버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 백킹스프링없이도 토출밸브의 개폐지연이 감소되어 밸브손실이 저감되며, 상기 탄성스토퍼의 양단에 각각 개공이 형성되고, 그 개공에 삽입되는 한쌍의 고정돌기가 상기 밸브카버에 형성됨으로써 밸브카버의 실린더블럭에의 고정시 탄성스토퍼가 일단에서의 토출밸브의 고정과 함께 밸브카버에 견고하게 고정될 수 있게 된다. 또, 상기 토출밸브의 일단에 인접하는 탄성스토퍼의 형상이 그 토출밸브의 개방시의 굽힘형상과 일치함으로써 개방시 토출밸브이 전면적에 걸쳐 접촉하게 되어 밸브 폐쇄가 신속하게 이루어지게 되고 소음저감의 작용까지 수행하게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성과 작용을 상세히 설명한다.

도 4 및 도 5에는 본 발명에 따른 플랩퍼형 토출밸브 조립체의 구조가 상세히 도시된다. 그 플랩퍼형 토출밸브 조립체는, 밸브플레이트(51), 플랩퍼형 토출밸브(52), 탄성스토퍼(53), 및 밸브카버(54)로 구성된다.

그 밸브플레이트(51)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 실린더블럭(13)의 상면(13)에 밀폐되게 배치되며 실린더실(13')을 토출실로 연통시키기 위한 토출구(41') 가 형성되고 그 상면에는 그 토출구(41') 주위에 토출밸브(52)에 안착되는 밸브시트부(41)가 형성된다.

상기 플랩퍼형 토출밸브(42)는, 도 4 및 도 5에서 그 일단이 밸브카버(54)를 실린더블럭(13)의 상면(13)에 고정시킬 때 상기 밸브플레이트(51)의 상면과 밸브카버(54) 및 탄성스토퍼(53) 사이에서 고정되며, 타단에서는 그 밸브플레이트(51)의 토출구(41')를 실린더실(13')의 내부 압력에 따라 개폐시키도록 그 밸브플레이트(51)의 상면이 밸브시트부(41)에 설치된다.

상기 탄성스토퍼(53)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 양단에서 고정되어, 토출밸브(52)의 상부에서 토출밸브(52)의 타단의 개방 정도를 탄성적으로 제한하도록 탄성재로 구성된다. 또, 도 7에서 도시된 바와 같이 상기 토출밸브(52)의 일단에 인접하는 탄성스토퍼(53)이 형상은 그 토출밸브(52)의 개방시의 굽힘형상과 일치하도록 형성될 수 있다.

상기 토출밸브카버(55)는 밸브플레이트(51)의 상부에서 토출실을 형성하며, 단순히 밸브플레이트(51), 플랩퍼형 토출밸브(52) 및 탄성스토퍼(53)를 중간에 두고 실린더블럭(13)에 고정됨으로써, 그 밸브플레이트(51), 플랩퍼형 토출밸브(52) 및 탄성스토퍼(53)를 함께 실린더블럭(13)에 고정시킬 수도 있으며, 또, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 밸브카버(54)는 하방으로 돌출하는 한쌍의 고정돌기(55)를 지니고 그 고정돌기(55)에 각각 삽입되는 개공이 상기 탄성스토퍼(53)의 양단에 각각 형성되고, 그 개공을 고정돌기(55)에 각각 삽입하고 코킹시킴으로써 탄성스토퍼(53)를 더욱 견고하게 그 밸브카버(54)에 고정시킬 수 있게 되고, 나아가 고정돌기(55)에 의해 토출밸브(52)의 일단을 밸브플레이트(51)의 상면에 더욱 가압, 견고하게 고정시키도록 구성될 수 있다. 도 6에서와 같이 탄성스토퍼(53)가 길게 형성되는 경우에는 그 밸브카버(54)의 하면역시 약간의 단이 진 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 플랩퍼형 토출밸브 조립체의 상세한 조립 및 작용을 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상술한 플랩퍼형 토출밸브 조립체는 고정돌기(55)가 밸브카버(54)에 형성되지 아니한 경우에는 단순히 실린더블럭(13)이 상면(13)의 소정의 위치에 밸브플레이트(51), 토출밸브(52) 및 탄성스토퍼(53)를 배치하고 밸브카버(54)를 실린더블럭(13)에 고정시킴으로써 조립되고, 고정돌기(55)가 형성된 경우에는 탄성스토퍼(53)의 개공을 밸브카버(54)의 고정돌기(55)에 삽입하고 코킹시킴으로써 탄성스토퍼(53)를 밸브카버(54)에 고정시킨 후, 밸브플레이트(51)와, 토출밸브(52)를 실린더블럭(13)의 상면(13)의 소정의 위치에 배치시키고 탄성스토퍼(53)가 고정된 밸브카버(54)를 실린더블럭(13)에 고정시킴으로써 조립된다.

이와같이 조립된 압축기의 플랩퍼형 토출밸브 조립체는, 실린더실(13')에서 피스톤(14)이 전진운동함에 따라 실린더실(13')의 압력이 상기 밸브카버(54)의 토출실의 압력보다 크게 되어 상기 플랩퍼형 토출밸브(52)가 그 고정된 일단을 중심으로 그 자체의 탄성력에 대항하여 도 4에서 상향으로 벤딩,회동함으로써 밸브플레이트(51)의 토출구(41')가 개방되게 되고, 그 실린더실(13')의 압축된 냉매가스가 그 토출실로 토출되게 된다. 본 발명의 경우 밸브카버(54)에 의해 토출밸브(52)가 고정되게 되어 있어 신속하게 토출밸브(52)가 개방될 수 있게 된다.

그리고, 그 플랩퍼형 토출밸브(42)는 토출되는 냉매가스의 압력에 의해 과도하게 벤딩, 변형이 일어나지 아니하도록 상술한 탄성스토퍼(53)에 의해 그 회동이 제한되게 된다. 이때, 본 발명의 탄성스토퍼(53)는 견고하게 고정된 탄성재로 형성되어 있어 토출밸브(52)의 개방충격을 충분히 흡수하게 된다.

그 후, 피스톤(14)의 상사점 내지는 후진초기에 그 플랩퍼형 토출밸브(52)는 그 자체의 탄성력과 상기 탄성스토퍼(53)의 탄성력에 의해 신속히 상기 토출구(41')를 폐쇄시키도록 복귀하게 되고 피스톤(14)의 후진중에는 토출실의 압력보다 실린더실(13')의 압력이 낮아 그 플랩퍼형 토출밸브(52)의 폐쇄상태가 자연적으로 유지되게 된다.

상술한 바와 같이 조립되고 작동됨으로써 리베트(45) 없이 밸브카버(54)에 의해 토출밸브(54)와 탄성스토퍼(53)를 견고하게 고정시킬 수 있어 조립성 향상과 부품의 감소와 함께 신속하게 토출밸브(52)를 개방시킬 수 있으며, 스토퍼를 탄성스토퍼(53)로 함으로써 백킹플레이트의 역할과 스토퍼의 역할을 겸하게 되고 밸브개방시의 충격을 충분히 흡수하면서 더욱 신속하게 토출밸브(52)를 폐쇄시킬 수 있게 되며, 특히 상기 토출밸브(52)의 일단에 인접하는 탄성스토퍼(53)의 형상이 도 7에서와 같이 그 토출밸브(52)의 개방시의 굽힘형상과 일치하는 경우에는 더욱 개방 충격의 흡수와 신속한 토출밸브(52)의 폐쇄를 도모할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 플랩퍼형 토출밸브 조립체이 구성과 그 작용에 의하면, 백킹스프링없이도 토출밸브(52)의 개폐지연로인한 밸브손실이 저감되어 압축기의 성능을 향상시킬 수 있으며, 조립성 향상과 부품의 감소와 함께 소음 내지는 진동의 감소를 도모할 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (3)

1. 실린더(13')실의 상부를 밀폐시키도록 실린더블럭(13)에 고정되고, 그 실린더실(13')내에서의 피스톤(14)의 왕복 운동에 따라 개폐되는 플랩퍼형 토출밸브 조립체를 지니는 압축기에 있어서, 그 플랩퍼형 토출밸브 조립체가:

   실린더블럭(13)의 상면(13)에 밀폐되게 설치되며 실린더실(13')로 통하는 적어도 토출구(41')가 형성된 밸브플레이트(51);

   상기 밸브플레이트(51)의 토출구(41')를 타단에서 실린더(13)의 내부 압력에 따라 개폐시키도록 그 밸브플레이트(51)의 상면에서 일단이 고정되는 플랩퍼형 토출밸브(52);

   그 토출밸브(52)의 상부에서 토출밸브(52)의 타단의 개방정도를 탄성적으로 제한하며, 양단에 고정되고, 탄성재로 형성되어 스토퍼와 백킹플레이트의 역할을 겸하는 탄성스토퍼(53); 그리고

   상기 밸브플레이트(51) 및 토출밸브(52)와 함께 실린더블럭(13)에 고정되며, 상기 탄성스토퍼(53)를 그 양단에서 고정시키고, 토출실을 형성하는 밸브카버(54)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압축기의 플랩퍼형 토출밸브 조립체.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성스토퍼(53)의 양단에 각각 개공이 형성되고, 그 개공에 삽입되는 한쌍의 고정돌기(55)가 상기 밸브카버(54)에 형성됨으로써 밸브카버(54)의 실린더블럭(13)에의 고정시 탄성스토퍼(53)가 일단에서의 토출밸브(52)의 고정과 함께 밸브카버(54)에 견고하게 고정되는 것을 특징으로 하는 압축기의 플랩퍼형 토출밸브 조립체.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 토출밸브(52)의 일단에 인접하는 탄성스토퍼(53)의 형상이 그 토출밸브(52)의 개방시의 굽힘형상과 일치하는 것을 특징으로 하는 압축기의 플랩퍼형 토출밸브 조립체.