KR19980077164A - 왕복동형 압축기의 밸브조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동형 압축기의 밸브조립체의 구조를 제공한다.

그 왕복동형 압축기의 밸브조립체의 구조는, 실린더실(13')의 상부를 밀폐시키도록 실린더블럭(13, 103)의 상면에 고정되고 그 실린더실(13')내에서의 피스톤(14, 104)의 왕복 운동에 따라 개폐되는 플랩퍼형 밸브조립체를 지니는 왕복동형 압축기의 플랩퍼형 밸브조립체에 있어서: 실린더블럭(13)의 상면에 흡입밸브를 개재하여 밀폐되게 고정되며, 실린더실(13')로 통하는 인서트삽입공(41')이 형성되고 그 인서트삽입공(41')에 억지끼워맞춤으로 압입되어 토출구(45)와 밸브시트(42')를 형성하는 관형상의 인서트(42)를 지니는 밸브플레이트(41)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 상기 밸브플레이트(41)의 상면에 밸브수용홈(41)이 형성된 경우, 그 밸브수용홈(41)의 바닥이 평탄하게 하여 최저 소결두께를 확보하면서 상기 인서트(42)를 돌출시켜 밸브시트(42')를 형성할 수 있어 더욱 밸브플레이트의 두께를 전체적으로 얇게 할 수 있게 된다.

Description

왕복동형 압축기의 밸브조립체

본 발명은 왕복동형 압축기의 밸브조립체에 관한 것으로, 더 상세히는 밸브플레이트의 상면에 밸브수용홈이 형성된 경우, 그 밸브수용홈의 바닥이 평탄하게 하여 최저 소결두께를 확보하면서 상기 인서트를 돌출시켜 밸브시트를 형성할 수 있어 더욱 밸브플레이트의 두께를 전체적으로 얇게 할 수 있는 왕복동형 압축기의 밸브조립체에 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 같은 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 또는 측부에서 프레임(24)을 개재하여 지지된다.

상술한 왕복동형 압축기는 도 1에서 횡형으로 프레임(24)의 상부에 고정되는 실린더블럭(13)과 그 내부의 실린더에 왕복 운동가능하게 삽입되는 피스톤(14)으로 구성되며(도 2 참조), 그 피스톤(14)의 왕복운동에 의해 실린더블럭(13)의 좌측 단부에 설치된 흡입 및 토출밸브(15)를 개재하여 저압, 저온의 냉매가스가 흡입되고 고압, 고온의 냉매가스가 토출된다. 그 흡입 및 토출밸브(15)는 소형화를 위하여 통상 탄성을 지니는 플랩퍼(flapper) 내지는 리드(reed)형 박판 구조로 구성되며, 그 플랩퍼 내지는 리드형 흡입 및 토출밸브(15)는 양면에 적용하는 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 토출밸브(15)의 흡입리드밸브로 유입되고, 피스톤(14)의 전진 운동시에 상기 압축기에서 토출된 고압, 고온의 냉매가스는 그 흡입 및 토출밸브(15)의 토출밸브로부터 토출파이프(23') 및 상기 상부 내지는 하부 케이스(12, 11)에 밀폐되게 고정된 토출파이프 연결관(23)을 거쳐 외부의 응축기(도시생략됨)로 송출된다. 냉매충전파이프(22')는 상기 하부케이스(11)에 밀폐되게 고정되고 초기에 내부에 냉매가스를 충전시킨 후, 밀봉된다.

또한, 냉장고 작동소음의 대부분을 차지하는 압축기 소음은 피스톤(14)의 왕복운동, 흡입 및 토출밸브(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 2 참조), 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 3 및 도 4에는 종래의 플랩퍼형 토출밸브의 구조의 일예가 상세히 도시된다. 그 플랩퍼형 토출밸브 시스템은 밸브플레이트부재(110)와, 토출밸브(123)와, 백킹스프링(122)과, 스토퍼부재(121)로 이루어진다.

상기 밸브플레이트부재(110)에는 실린더(103)의 내부로 통하는 토출구(114)가 형성되고, 그 토출구(14)의 상부에서 상기 토출밸브(123)가 고압가스의 토출을 위해 개폐되도록 설치된다. 상기 백킹스프링(122)은 토출밸브(123)의 상부에 설치되어 그 개폐영역을 탄성적으로 한정시키며, 상기 스토퍼부재(121)는 상기 토출밸브(123) 및 백킹스프링(122)을 정위치로 유지되도록 제한한다.

상기 밸브플레이트부재(110)의 상부면에는, 상기 스토퍼부재(121)가 수용되도록 형성된 제 1 수용부(111)와, 상기 제 1 수용부(111)의 하부에 상기 백킹스프링(122) 및 토출밸브(123)가 수용되도록 형성된 제 2 수용부(112)와, 상기 제 2 수용부(112)의 하부에 상기 토출밸브(123)가 원활하게 개폐되도록 형성된 지지공간(113)과, 상기 지지공간(113)의 소정위치에 상기 제 2 수용부(112)의 높이에 일치되게 단부가 돌설된 토출구(114)가 형성되어 상기 토출구(114)의 체적을 최소화할 수 있도록 구성된다. 또한, 도 3 및 도 4에서 상기 토출밸브(123) 및 백킹스프링(122)에는, 일단부에 각각 돌설부(125)(124)가 돌설되고, 상기 제 2 수용부(112)에는, 지지부(116)가 형성되어 상기 토출밸브(123) 및 백킹스프링(122)에 각각 돌설된 돌설부(125)(124)를 수용하여 상기 토출밸브(123) 및 백킹스프링(122)이 유동됨이 없이 작동되도록 구성된다.

그러나, 상술한 밸브플레이트부재(110)의 상부면에 제 1 수용부(111), 제 2 수용부(112), 지지공간(113) 및 토출구(114)를 계단형으로 형성될 뿐만 아니라, 그 토출구(114)의 주위에 밸브시트(115)의 상면을 정밀하게 평탄화 되지 아니하면, 흡입행정시에 그 토출밸브(123)와 밸브시트(115) 사이로 누출되게 되어 흡입효율이 저하하게 되지만, 상술한 바와 같이 홈내부의 복잡한 구조에 있어서는 그 평탄화를 위한 기계가공이 매우 난이하고 가공시간이 많이 소요된다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 간단한 구조로 별도로 난해한 기계가공을 할 필요가 없을 뿐만 아니라, 밸브플레이트의 상면에 밸브수용홈이 형성된 경우, 그 밸브수용홈의 바닥을 평탄하게 하여 최저 소결두께를 확보하면서 밸브플레이트의 두께를 전체적으로 얇게 할 수 있는 왕복동형 압축기의 밸브조립체를 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 압축기의 플랩퍼형 밸브조립체의 구조를 도시한 부분확대 단면도,

도 4는 도 3의 밸브조립체의 분해사시도,

도 5는 본 발명에 따른 왕복동형 압축기의 밸브조립체의 밸브플레이트의 구조를 도시한 부분확대 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 압축기11 : 하부케이스

12 : 상부케이스13, 103 : 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, 110 : 밸브플레이트

41' : 인서트삽입공41 : 밸브수용홈

42 : 인서트42', 115 : 밸브시트

43 : 접착제101 : 밸브카버

102 : 토출실106 : 흡입밸브

121 : 스토퍼123 : 토출밸브

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 왕복동형 압축기의 밸브조립체는, 실린더실의 상부를 밀폐시키도록 실린더블럭의 상면에 고정되고 그 실린더실내에서의 피스톤의 왕복 운동에 따라 개폐되는 플랩퍼형 밸브조립체를 지니는 왕복동형 압축기의 플랩퍼형 밸브조립체에 있어서: 실린더블럭의 상면에 흡입밸브를 개재하여 밀폐되게 고정되며, 실린더실로 통하는 인서트삽입공이 형성되고 그 인서트삽입공에 억지끼워맞춤으로 압입되어 토출구와 밸브시트를 형성하는 관형상의 인서트를 지니는 밸브플레이트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 인서트삽입공에 인서트를 압입함에 있어 접착제를 그 인서트삽입공과 인서트의 사이에 충전시켜 보다 견고하게 접합되도록 구성될 수 있으며, 또한, 상기 밸브플레이트의 상면에 밸브수용홈이 형성된 경우, 그 밸브수용홈의 바닥이 평탄하게 하여 최저 소결두께를 확보하면서 상기 인서트를 돌출시켜 밸브시트를 형성할 수 있어 더욱 밸브플레이트의 두께를 전체적으로 얇게 할 수 있게 된다.

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

도 5에는 본 발명에 따른 왕복동형 압축기의 밸브조립체의 밸브플레이트의 구조가 부분 단면도로서 상세히 도시된다.

도 5에서 그 플랩퍼형 밸브조립체는 도시가 생략되나, 도 3에서와 같이 플랩퍼형 흡입밸브(106)와 토출밸브(123), 백킹스프링(122) 및 스토퍼부재(121)를 포함하여 구성될 수 있으며, 밸브플레이트(41)도 도 3에 도시된 구조일 수 있다.

도 5에서 본 발명에 따른 밸브플레이트(41)는, 종래와 같이 실린더블럭(13)의 상면에 흡입밸브를 개재하여 밀폐되게 고정되는 것으로, 실린더실(13')로 통하는 인서트삽입공(41')이 형성되고, 그 인서트삽입공(41')에 억지끼워맞춤으로 압입되는 관형상의 인서트(42)를 지닌다.

그 인서트(42)는 토출구(45)와 밸브시트(42')를 형성하도록 밸브플레이트(41)의 밸브수용홈(41)의 바닥 주위에 도 5에서와 같이 별도의 홈이 형성될 수 있고 또는 그 바닥을 평탄하게 하고 그 바닥으로부터 돌출되게 압입시킬 수도 있다.

또한, 상기 인서트삽입공(41')에 인서트(42)를 압입함에 있어 접착제(43)를 그 인서트삽입공(41')과 인서트(42)의 사이에 충전시키는 것도 가능하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 압축기의 플랩퍼형 밸브조립체의 밸브플레이트(41)의 구조에 의한 상세한 작용을 도 5 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상술한 밸브플레이트(41)는 인서트(42)를 인서트삽입공(41')에 압입함으로써 형성될 수 있기 때문에 별도의 밸브시트를 위한 기계가공이 불필요하게 된다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이 밸브수용홈의 내부가 복잡한 구조인 때에 더욱 유용하다.

또한, 상기 밸브플레이트(41)가 소결에 의해 성형되는 경우, 그 밸브플레이트(41)의 밸브수용홈(41)의 바닥부의 최저두께가 소결에 의한 다공성과 실린더실(13')의 고압누설방지의 면에서 요구되는 바, 그 밸브수용홈의 바닥을 소결시에 평면으로 형성하여 최저 두께를 확보하면서 상기 인서트(42)를 돌출시켜 밸브시트(42')를 형성할 수 있어 더욱 밸브플레이트의 두께를 전체적으로 얇게 할 수 있게 된다.

또, 상술한 토출구(45)의 밸브시트(42') 이외에도 흡입밸브의 밸브시트에도 인서트 구조로 구성할 수도 있다.

상술한 바와 같은, 본 발명에 따른 왕복동형 압축기의 밸브조립체의 구성과 작용에 의하면, 밸브플레이트(41)의 밸브시트(42')를 인서트(42) 구조로 함으로써 간단한 구조로 별도로 난해한 기계가공을 할 필요가 없을 뿐만 아니라, 밸브플레이트의 상면에 밸브수용홈이 형성된 경우, 그 밸브수용홈의 바닥이 평탄하게 하여 최저 소결두께를 확보하면서 밸브플레이트의 두께를 전체적으로 얇게 할 수 있는 등의 효과가 있다.

본 발명은 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

Claims (3)

1. 실린더실(13')의 상부를 밀폐시키도록 실린더블럭(13, 103)의 상면에 고정되고 그 실린더실(13')내에서의 피스톤(14, 104)의 왕복 운동에 따라 개폐되는 플랩퍼형 밸브조립체를 지니는 왕복동형 압축기의 플랩퍼형 밸브조립체에 있어서:

   실린더블럭(13)의 상면에 흡입밸브를 개재하여 밀폐되게 고정되며, 실린더실(13')로 통하는 인서트삽입공(41')이 형성되고 그 인서트삽입공(41')에 억지끼워맞춤으로 압입되어 토출구(45)와 밸브시트(42')를 형성하는 관형상의 인서트(42)를 지니는 밸브플레이트(41)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 왕복동형 압축기의 밸브조립체.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 인서트삽입공(41')에 인서트(42)를 압입함에 있어 접착제(43)를 그 인서트삽입공(41')과 인서트(42)의 사이에 충전시키는 것을 특징으로 하는 왕복동형 압축기의 밸브조립체.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밸브플레이트(41)의 상면에 밸브수용홈(41)이 형성되고 토출밸브조립체가 그 밸브수용홈(41)에 설치되며, 그 밸브수용홈(41)의 바닥이 평탄하고 상기 인서트(42)가 돌출하여 밸브시트(42')를 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동형 압축기의 밸브조립체.