KR20010026721A - 토출밸브 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토출밸브 조립체에 관한 것으로, 실린더의 선단면에 고정 설치되는 토출커버의 내측에 설치되어 상기 실린더를 개폐하는 밸브부재가 적어도 2개 이상의 서로 다른 스프링상수를 갖는 각각의 탄성부재에 의해 탄력적으로 지지되도록 구성함으로써, 상기 밸브부재의 열림시에는 약탄성을 갖는 탄성부재에 의해 지지되어 빠르게 열리는 반면 닫힘시에는 약탄성을 갖는 탄성부재는 물론 강탄성을 갖는 또다른 탄성부재의 합력에 의해 빠르게 닫혀 결국 밸브부재의 개폐동작이 신속하게 진행되면서 효율이 현저하게 상승된다.

Description

토출밸브 조립체{DISCHARGE VALVE ASSEMBLY}

본 발명은 토출밸브 조립체에 관한 것으로, 특히 토출밸브의 개폐시 밸브스프링이 서로 다른 스프링상수를 갖도록 하는 토출밸브 조립체에 관한 것이다.

일반적인 밸브 조립체 중에서 축방향 토출밸브 조립체는 모터의 가동자에 일체되는 피스톤이 실린더내에서 직선으로 왕복운동을 하면서 가스를 흡입하여 그 피스톤의 운동방향으로 압축 토출시키는 것으로, 상기 피스톤의 왕복운동시 개폐되는 토출밸브의 개폐속도는 전체 토출밸브 조립체의 성능과 밀접하게 관련되어 있다.

도 1 및 도 2는 이러한 축방향 토출밸브 조립체(이하, 토출밸브 조립체로 약칭함)의 일례를 보인 사시도 및 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 종래의 토출밸브 조립체는 모터의 가동자(미도시)에 일체된 피스톤(1)이 삽입되어 직선 왕복운동을 하는 실린더(2)의 선단면에 소정의 토출공간(S1)이 구비되어 고정 설치되는 토출커버(3)와, 상기 피스톤(1)의 왕복운동시 실린더(2)의 선단면에 착탈되면서 그 실린더(2)를 개폐하여 압축가스의 토출을 제한하도록 토출커버(3)의 내부에 설치되는 토출밸브(4)와, 상기 토출커버(3)와 토출밸브(4) 사이에 지지되어 그 토출밸브(3)의 왕복운동을 탄력적으로 지지하는 단수개의 밸브스프링(5)으로 이루어져 있다.

상기 밸브스프링(5)은 일률적인 스프링 상수를 고르게 갖는 압축코일형으로, 그 일단은 토출밸브(4)의 후면에 밀착되는 반면 타단은 토출커버(3)의 내측 바닥면에 밀착되어 지지되는 것이었다.

도면중 미설명 부호인 1a는 냉매유로, 6은 흡입밸브, S1은 압축공간이다.

상기와 같은 종래의 토출밸브 조립체는 다음과 같이 동작된다.

즉, 상기 리니어 모터(미도시)의 가동자(미도시)에 일체된 피스톤(1)이 실린더(2)내에서 직선 왕복운동하게 되면, 그 피스톤(1)의 내부에 형성된 냉매유로(1a)를 통해 냉매가스가 실린더(2)의 압축공간(S1)내로 흡입되어 압축되었다가 다시 토출커버(3)의 토출공간(S2)을 거쳐 외부로 토출되는 과정을 반복하게 된다.

이를 보다 상세히 살펴보면, 먼저 상기 피스톤(1)의 전진운동시 실린더(2)의 압축공간(S1)에 채워져 있던 흡입가스가 피스톤(1)에 밀려 압축되었다가 어느 시점에서는 상기한 토출밸브(4)를 밀어내면서 토출공간(S2)으로 분출된다. 이렇게 상기 토출공간(S2)에 채워진 압축가스는 피스톤(1)의 다음 전진운동시 새롭게 분입되는 압축가스에 밀려 토출밸브 조립체의 외부로 토출된다.

반면, 상기 피스톤(1)의 후진운동시에는 새로운 흡입가스가 피스톤(1)의 냉매유로(1a)를 따라 분입되어 그 피스톤(1)의 선단면에 장착된 흡입밸브(6)를 밀면서 상기한 압축공간(S1)으로 유입 압축되었다가 전술한 바와 같이 어느 시점에서 토출공간(S2)으로 분출된다.

한편, 상기 밸브스프링(5)은 피스톤(1)의 전진운동시 도 3a에서와 같이 토출밸브(4)와 함께 밀려나면서 일정하게 수축되었다가 상기한 피스톤(1)의 후진운동시 도 3b에서와 같이 일정하게 신장되면서 토출밸브(4)를 복귀시키게 되는 것이었다.

그러나, 일반적으로 토출밸브 조립체에서는 토출밸브가 빨리 열리고 빨리 닫히는 것이 유리함에도 불구하고, 종래의 토출밸브 조립체에서는 토출밸브(4)가 단수개의 밸브스프링(5)으로부터 동일한 탄성력을 전달받게 되어 토출밸브(4)의 반응속도가 저하되는 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 토출밸브 조립체가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 상기 토출밸브의 열림시에는 상대적으로 작은 탄성력을 전달받도록 하는 반면, 닫힘시에는 상대적으로 큰 탄성력을 전달받도록 하여 상기한 토출밸브의 반응속도를 증가시켜 성능이 현저하게 향상되는 토출밸브 조립체를 제공하려는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 토출밸브 조립체의 일례를 분해하여 보인 사시도.

도 2는 종래 토출밸브 조립체의 조립된 상태를 보인 종단면도.

도 3a 및 도 3b는 종래 토출밸브 조립체의 개폐동작을 보인 종단면도.

도 4는 본 발명 토출밸브 조립체의 일례를 분해하여 보인 사시도.

도 5는 본 발명 토출밸브 조립체의 조립된 상태를 보인 종단면도.

도 6a 및 도 6d는 본 발명 토출밸브 조립체의 개폐동작을 보인 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 토출커버 120 : 토출밸브

130 : 제1 밸브스프링 140 : 제2 밸브스프링

150 : 밸브가이드 151 : 지지돌부

160 : 지지링

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 피스톤이 삽입되어 직선 왕복운동을 하는 실린더의 선단면에 토출공간이 구비되어 고정 설치되는 커버부재와, 그 커버부재의 내측에 설치되어 상기 실린더의 선단면에 착탈되면서 실린더를 개폐하여 압축가스의 토출을 제한하는 밸브부재와, 상기 커버부재의 내측에 장착되어 밸브부재의 열림시 수축되면서 이를 탄력 지지하는 제1 탄성부재와, 그 제1 탄성부재의 수축시 일정한 시간차를 두고 함께 수축되도록 상기 커버부재의 내측에 장착되어 밸브부재의 닫힘시 상기한 제1 탄성부재와 함께 복원되면서 밸브부재를 실린더의 선단면쪽으로 함께 밀어주되 상기한 제1 탄성부재와는 다른 스프링상수를 갖는 제2 탄성부재로 구성한 토출밸브 조립체가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 토출밸브 조립체를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 토출밸브 조립체의 일례를 분해하여 보인 사시도이고, 도 5는 본 발명 토출밸브 조립체의 조립된 상태를 보인 종단면도이며, 도 6a 및 도 6d는 본 발명 토출밸브 조립체의 동작을 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 토출밸브 조립체는, 피스톤(1)이 삽입되는 실린더(2)를 복개하도록 그 선단면에 소정의 토출공간(S2)이 구비되어 고정 설치되는 토출커버(110)와, 그 토출커버(110)의 내측에 구비되어 상기 피스톤(1)의 왕복운동시 실린더(2)의 선단면에서 착탈되면서 그 실린더(2)를 개폐하는 토출밸브(120)와, 상기 토출커버(110)의 내측면과 이에 대향되는 토출밸브(120)의 후면 사이에 양단이 각각 밀착 지지되는 제1 밸브스프링(130)과, 그 제1 밸브스프링(130)의 외곽에서 토출커버(110)의 내측에 장착되어 토출밸브(120)의 닫힘시 제1 밸브스프링(130)과 함께 그 토출밸브(120)를 실린더쪽으로 밀어주는 제2 밸브스프링(140)과, 그 제2 밸브스프링(140)의 일단을 지지함과 아울러 토출밸브(120)의 열림시 접촉되어 함께 상기 제2 밸브스프링(140)을 수축시키는 밸브가이드(160)와, 상기 토출밸브(120)의 닫힘시 밸브가이드(150)가 얹혀져 그 밸브가이드(150)와 토출밸브(120)로부터 일정간격을 유지하도록 토출커버(110)의 내주면에 단차부를 이루는 지지링(160)으로 구성된다.

상기 제1 밸브스프링(130) 및 제2 밸브스프링(140)은 모두 압축코일 스프링으로 구비되고, 그 중 제1 밸브스프링(130)은 일단이 토출밸브(120)의 후면에 끼여 일체로 결합되는 반면 타단은 토출커버(110)의 내측면에 밀착 지지되며, 상기 제2 밸브스프링(140)은 제1 밸브스프링(130)의 외곽에서 그 일단은 제1 밸브스프링(130)과 마찬가지로 토출커버(110)의 내측면에 밀착 지지되는 반면 타단은 토출밸브(120)와 착탈되는 밸브가이드(150)에 끼워져 지지된다.

상기 제1 밸브스프링(130)는 토출밸브의 닫힘속도가 그 열림속도 보다는 빠르게 진행될 수 있도록 상기한 제2 밸브스프링(140)의 스프링상수 보다 작은 스프링상수를 갖도록 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 밸브가이드(150)는 환상으로 형성되고, 그 내경은 제1 밸브스프링(130)의 외경보다는 크나 토출밸브(120)의 직경보다는 작게 이루어져 토출밸브(120)의 열림시 그 토출밸브(120)가 걸려 함께 밀리도록 형성되며, 상기 밸브가이드(150)의 외주면에는 제2 밸브스프링(140)이 지지되도록 수개의 지지돌부(151)가 등간격으로 배치되어 단차지게 형성된다.

도면중 미설명 부호인 1a는 냉매유로, 6은 흡입밸브, S1은 압축공간이다.

상기와 같은 본 발명에 의한 토출밸브 조립체의 일반적인 동작은 종래와 동일하다.

즉, 리니어 모터(미도시)의 가동자에 일체된 피스톤(1)이 실린더(2)내에서 직선 왕복운동하게 되면, 그 피스톤(1)의 내부에 형성된 냉매유로(1a)를 통해 냉매가스가 실린더(2)의 압축공간(S1)내로 흡입되어 압축되었다가 다시 토출커버(110)의 토출공간(S2)을 거쳐 외부로 토출되는 과정을 반복하게 된다.

여기서, 상기 피스톤(1)이 후진운동을 하게 되면, 새로운 흡입가스가 피스톤(1)의 냉매유로(1a)를 따라 분입되어 그 피스톤(1)의 선단면에 장착된 흡입밸브(6)를 열면서 상기한 압축공간(S1)으로 유입되고, 이 냉매가스는 피스톤(1)의 전진운동시 그 피스톤(1)에 밀려 압축되었다가 상기한 제1 밸브스프링(130)을 이기면서 토출밸브(120)를 밀어내게 되며, 이 밀리면서 열리는 토출밸브(120)에 의해 상기 토출공간(S2)에 채워져 있던 압축가스가 그 토출밸브(120)에 밀려 외부로 토출됨과 동시에, 상기 피스톤(1)에 의해 압축공간(S1)에서 압축되던 냉매가스는 토출밸브(120)가 열릴 때 토출커버(110)의 토출공간(S2)으로 새롭게 유입된다.

이때, 상기 토출밸브(120)의 열림시에는 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 그 토출밸브(120)와 밸브가이드(150)가 접촉되기 전까지는 토출밸브(120)가 제1 밸브스프링(130)으로부터만 탄성력을 받게 되어 빠른 속도로 열리면서 압축가스도 빠르게 토출되는 반면, 그 토출밸브(120)와 밸브가이드(150)가 접촉된 이후에는 상기 토출밸브(120)가 제1 밸브스프링(130)의 탄성력 및 제2 밸브스프링(140)의 탄성력을 동시에 받게 된다.

이와는 반대로, 상기 토출밸브(120)의 닫힘시에는 도 6c 및 도 6d에 도시된 바와 같이, 그 토출밸브(120)가 닫히기 시작하려는 시점에서는 제1 밸브스프링(130)의 탄성력 및 제2 밸브스프링(140)의 탄성력을 동시에 받게 되어 빠른 속도로 닫히면서 흡입가스의 누설을 방지하게 되는 반면, 상기 밸브가이드(150)가 지지링(160)에 접촉되는 시점에서는 상기한 토출밸브(120)가 제1 밸브스프링(130)의 탄성력만을 받으면서 실린더(2)의 선단면에 안착된다.

이렇게, 상기 토출밸브가 서로 다른 스프링상수를 갖는 복수개의 밸브스프링에 의해 함께 지지되도록 하면, 그 토출밸브의 열림시에는 전체 밸브스프링의 탄성력이 작아 빠르게 열리는 반면 닫힘시에는 전체 밸브스프링의 탄성력이 커져 빠르게 닫히게 되어, 압축가스의 토출은 빠르고 흡입가스의 누설은 감소되면서 효율이 현저하게 향상된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 토출밸브 조립체는, 실린더의 선단면에 고정 설치되는 토출커버의 내측에 설치되어 상기 실린더를 개폐하는 밸브부재가 적어도 2개 이상의 서로 다른 스프링상수를 갖는 각각의 탄성부재에 의해 탄력적으로 지지되도록 구성함으로써, 상기 밸브부재의 열림시에는 약탄성을 갖는 탄성부재에 의해 지지되어 빠르게 열리는 반면 닫힘시에는 약탄성을 갖는 탄성부재는 물론 강탄성을 갖는 또다른 탄성부재의 합력에 의해 빠르게 닫혀 결국 밸브부재의 개폐동작이 신속하게 진행되면서 효율이 현저하게 상승된다.

Claims (3)

1. 피스톤이 삽입되어 직선 왕복운동을 하는 실린더의 선단면에 토출공간이 구비되어 고정 설치되는 커버부재와, 그 커버부재의 내측에 설치되어 상기 실린더의 선단면에 착탈되면서 실린더를 개폐하여 압축가스의 토출을 제한하는 밸브부재와, 상기 커버부재의 내측에 장착되어 밸브부재의 열림시 수축되면서 이를 탄력 지지하는 제1 탄성부재와, 그 제1 탄성부재의 수축시 일정한 시간차를 두고 함께 수축되도록 상기 커버부재의 내측에 장착되어 밸브부재의 닫힘시 상기한 제1 탄성부재와 함께 복원되면서 밸브부재를 실린더의 선단면쪽으로 함께 밀어주되 상기한 제1 탄성부재와는 다른 스프링상수를 갖는 제2 탄성부재로 구성한 토출밸브 조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 탄성부재는 밸브부재의 후면과 이에 대향되는 커버부재 내측면에 양단이 각각 밀착되어 장착되고, 상기 제2 탄성부재는 제1 탄성부재의 외곽에서 커버부재의 내측면에 일단이 밀착되도록 장착되되 그 타단은 밸브부재와 착탈되면서 힘을 전달하는 안내부재에 밀착 지지되는 것을 특징으로 하는 토출밸브 조립체.
3. 제2항에 있어서, 상기 안내부재는 환상으로 형성되고, 그 내경은 제1 탄성부재의 외경보다는 크나 밸브부재의 직경보다는 작게 이루어져 밸브부재의 열림시 그 밸브부재가 걸려 함께 밀리도록 형성되며, 그 외주면에는 제2 탄성부재가 끼워져 지지되도록 수개의 지지돌부가 단차지게 형성되는 것을 특징으로 하는 토출밸브 조립체.