KR20010038196A - 체크밸브 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 체크밸브 조립체에 관한 것으로서, 본 발명은 일정압 이상의 작동유체가 토출되는 토출포트가 형성된 토출지지대와, 상기 토출포트를 개폐시킬 수 있도록 상기 토출지지대의 상측에 상하 이동 가능하게 설치되고 상기 토출포트에서 토출된 작동유체의 흐름을 매끄럽게 유도할 수 있도록 상기 토출지지대와 마주보는 면이 상측으로 오목하게 형성된 체크밸브와, 상기 체크밸브의 상하 이동을 지지하도록 상기 토출지지대에 고정된 밸브하우징을 포함함으로써 상기 작동유체에 의한 항력이 증가되어 이상소음이 발생되는 시점의 압력비가 기존보다 높아지게 됨은 물론, 상기 작동유체의 흐름이 안정되어 상기 체크밸브의 거동도 함께 안정되게 되고, 이에 따라 본 발명이 적용된 압축기의 작동 소음이 기존보다 저감되도록 한 것이다.

Description

체크밸브 조립체{CHECK VALVE ASSEMBLY}

본 발명은 체크밸브 조립체에 관한 것으로서, 특히 토출지지대의 토출포트를 통해 토출된 작동유체의 유로가 반구형이 되도록 체크밸브의 형상을 변경시킨 체크밸브 조립체에 관한 것이다.

이하, 상기한 체크밸브 조립체에 대하여 스크롤 압축기를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 체크밸브 조립체가 적용된 스크롤 압축기의 종단면도이고, 도 2는 종래 기술에 의한 체크밸브가 열린 상태가 도시된 단면도이고, 도 3은 종래 기술에 의한 체크밸브가 닫힌 상태가 도시된 단면도이다.

일반적인 스크롤 압축기는, 도 1에 도시한 바와 같이, 소정의 내부 체적을 갖는 밀폐용기(1)의 내부 상, 하측으로 상, 하부프레임(2, 3)이 각각 결합되며, 상기 상부프레임(2)과 하부프레임(3)의 사이에 모터를 이루는 고정자(4) 및 회전자(5)가 설치되어 있다.

또한, 상기 회전자(5)의 중심에 회전자(5)의 회전에 따라 함께 회전하는 편심부(6a)가 형성된 회전축(6)이 결합되어 있으며, 상기 상부프레임(2)에 고정스크롤(7)이 고정되어 있다.

또한, 상기 고정스크롤(7)에 형성된 인벌류트 형상의 랩(7a)과 이에 맞물리는 선회스크롤(8)의 랩(8a)은 서로 선회 가능하도록 맞물려 있고, 상기 선회스크롤(8)의 하부는 상기 회전축(6)의 편심부(6a)와 결합되며, 상기 선회스크롤(8)의 하부에는 선회스크롤(8)의 자전을 방지하는 올담링(9)이 결합되어 있다.

또한, 상기 고정스크롤(7)의 중심부에는 압축공간인 압축포켓(P)에서 압축된 고온고압의 냉매가스를 상기 압축포켓(P) 외부로 토출시키는 토출포트(7b)가 형성되고, 상기 고정스크롤(7)의 상면에는 토출포트(7b)를 개폐시키는 체크밸브 조립체가 설치되어 있다.

여기서, 상기한 체크밸브 조립체는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 고정스크롤(7)의 상측에 상하 이동토록 설치되어 토출포트(7b)를 개폐시키는 판형의 체크밸브(10)와, 상기 체크밸브(10)의 상하 이동을 지지하도록 고정스크롤(7)의 상면에 체결볼트(12)에 의해 고정된 밸브하우징(11)으로 구성된다.

여기서, 상기 밸브하우징(11)의 상면에는 고압부의 압력이 체크밸브(10)의 상면에 작용될 수 있도록 하는 압력공(11a)이 형성되고, 상기 밸브하우징(11)의 측면에는 체크밸브(10)를 통과한 냉매가스가 상기 고압부로 토출될 수 있도록 하는 토출공(미도시)이 형성되어 있다.

또한, 상기 고정스크롤(7)의 상측에는 밀폐용기(1)의 내부를 고압부와 저압부로 분리하는 고저압 분리판(13)이 설치되고, 상기 고저압 분리판(13)은 다수개의 볼트(14)에 의해 상기 고정스크롤(7)에 결합되는 동시에 밀폐용기(1)에 용접되어 있다.

또한, 상기 밀폐용기(1)의 측부에는 냉매가스가 흡입되는 흡입관(15) 및 토출관(16)이 형성되어 있으며, 상기 밀폐용기(1)의 하부에는 슬라이딩되는 부분의 윤활을 위해 공급되는 오일이 채워져 있다.

상기한 바와 같은 각 구성 부품을 포함하여 구성된 스크롤 압축기에서는 먼저, 인가되는 전류에 의해 회전자(5)가 회전하게 되면 회전자(5)의 회전에 의해 회전축(6)이 회전하면서 회전축 편심부(6a)의 편심된 거리를 반지름으로 하여 선회스크롤(8)을 원운동, 즉 공전운동시키게 된다.

이때, 상기 선회스크롤(8)은 올담링(9)에 의해 자전이 방지되면서 축 중심을 원점으로 하여 선회반경 만큼 떨어진 거리에서 선회원을 그리며 선회운동하게 된다.

상기와 같은 선회스크롤(8)의 선회운동에 의해 고정스크롤(7)과 선회스크롤(8)의 랩(7a, 8a) 사이에 압축공간인 압축포켓(P)이 형성되며, 이 압축포켓(P)은 선회스크롤(8)의 지속되는 선회운동에 의해 중심으로 이동하면서 체적이 감소되어 흡입되는 냉매가스를 압축한다.

이와 같은 과정을 통해 냉매가스가 압축 완료되어 일정압 이상이 되면 상기 고정스크롤(7)의 토출포트(7b)를 막고 있던 체크밸브(10)가 상기한 냉매가스의 토출압에 의해 상승되어 상기 토출포트(7b)가 오픈된다. 이후, 상기한 냉매가스는 상기 토출포트(7b)를 통해 압축포켓(P)의 외부로 토출된다.

상기와 같이 토출포트(7b)를 통해 밸브하우징(11) 내부로 토출된 냉매가스는 상기 밸브하우징(11)의 측면에 형성된 토출공을 통해 고압부로 이동된 후 토출관(16)을 통해 압축기 외부로 토출되고, 상기 체크밸브(10)는 밸브하우징(11)의 압력공(11a)을 통해 체크밸브(10)의 상면에 작용되는 압력에 의하여 다시 하강되어 상기 토출포트(7b)를 막는다.

이로써, 상기 압축포켓(P) 외부로 토출된 냉매가스가 상기 토출포트(7b)를 통해 다시 압축포켓(P)으로 유입되는 냉매가스의 역류 현상이 방지되어 상기 선회스크롤(8)의 역회전이 방지된다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 체크밸브 조립체는 압축기의 고압부와 저압부의 압력비가 일정 수준 이상으로 높아지면 체크밸브(10) 주위의 압력분포가 불안정해져 상기 체크밸브(10)가 요동치게 되는 등 체크밸브(10) 자체의 거동이 불안정해지고, 이로 인해 상기 고정스크롤(7) 및 밸브하우징(11)과 체크밸브(10)의 충돌로 인한 이상 소음이 발생되어 압축기의 전체 소음을 증가시키는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은, 체크밸브의 거동 불안정으로 인한 이상소음이 발생되는 시점의 압력비가 상승되어 상기 체크밸브에 의한 소음이 저감될 수 있도록 하는 체크밸브 조립체를 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 체크밸브 조립체가 적용된 스크롤 압축기의 종단면도,

도 2는 종래 기술에 의한 체크밸브가 열린 상태가 도시된 단면도,

도 3은 종래 기술에 의한 체크밸브가 닫힌 상태가 도시된 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 체크밸브 조립체가 도시된 단면도,

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 체크밸브 조립체가 도시된 단면도이다.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

51 : 토출지지대 51a : 토출포트

53 : 체크밸브 53a : 돔부

53b : 플레이트부 55 : 밸브하우징

57 : 유로가이드

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일정압 이상의 작동유체가 토출되는 토출포트가 형성된 토출지지대와, 상기 토출포트를 개폐시킬 수 있도록 상기 토출지지대의 상측에 상하 이동 가능하게 설치되고 상기 토출포트에서 토출된 작동유체의 흐름을 매끄럽게 유도할 수 있도록 상기 토출지지대와 마주보는 면이 상측으로 오목하게 형성된 체크밸브와, 상기 체크밸브의 상하 이동을 지지하도록 상기 토출지지대에 고정된 밸브하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 체크밸브 조립체가 제공된다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 체크밸브 조립체가 도시된 단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 체크밸브 조립체가 도시된 단면도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 체크밸브 조립체는 일정압 이상의 작동유체가 토출되는 토출포트(51a)가 형성된 토출지지대(51)와, 상기 토출포트(51a)를 개폐시킬 수 있도록 상기 토출지지대(51)의 상측에 상하 이동 가능하게 설치되고 상기 토출포트(51a)에서 토출된 작동유체의 흐름을 매끄럽게 유도할 수 있도록 상기 토출지지대(51)와 마주보는 면이 상측으로 오목하게 형성된 체크밸브(53)와, 상기 체크밸브(53)의 상하 이동을 지지하도록 상기 토출지지대(51)에 고정된 밸브하우징(55)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 토출지지대(51)에는 토출포트(51a)와 연통되도록 중앙에 토출구(57a)가 형성된 반구형으로 형성되어 상기 체크밸브(53)의 하면과 함께 상기 토출포트(51a)에서 토출된 작동유체의 유로를 형성하는 유로가이드(57)가 설치되어 있다.

또한, 상기 체크밸브(53)는 상측으로 볼록하게 형성된 반구형의 돔부(53a)와, 상기 돔부(53a)의 가장자리에 형성된 플레이트부(53b)로 구성되고, 상기 밸브하우징(55)은 체크밸브(53)와 맞닿는 하면이 상기 체크밸브(53)의 상면과 동일한 형태가 되도록 형성되어 있다.

또한, 상기 밸브하우징(55)의 상면에는 고압부의 압력이 체크밸브(53)의 상면에 작용될 수 있도록 하는 압력공(55a)이 형성되고, 상기 밸브하우징(55)의 측면에는 체크밸브(53)를 통과한 냉매가스가 상기 고압부로 토출될 수 있도록 하는 토출공(미도시)이 형성되어 있다.

도 5에 도시된 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 체크밸브(153)는 하면에 상측으로 오목한 반구형의 홈(153a)이 형성된 원통형으로 되어 있으며, 상기에서 미설명된 참조번호 151은 토출지지대, 151a는 토출포트, 155는 밸브하우징, 155a는 압력공, 157은 유로가이드, 157a는 토출구를 각각 나타낸다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 체크밸브 조립체의 작동은 다음과 같다.

먼저, 작동유체가 일정압 이상이 되면 상기한 작동유체의 유압이 체크밸브(53)의 하면에 작용하여 상기 체크밸브(53)가 상승되고, 이렇게 상승된 체크밸브(53)에 의해 토출지지대(51)의 토출포트(51a)가 오픈된다.

상기와 같이 토출포트(51a)가 오픈되면 상기 토출포트(51a)와 유로가이드(57)의 토출구(57a)를 통해 작동유체가 밸브하우징(55) 측으로 토출된다.

이후, 상기 밸브하우징(55) 측으로 토출된 작동유체는 체크밸브(53)의 하면과 상기 유로가이드(57)의 상면에 의해 형성된 반구형의 유로를 따라 매끄럽게 이동되고, 이렇게 이동된 작동유체는 밸브하우징(55)의 측면에 형성된 토출공을 통해 상기 밸브하우징(55)의 외부로 이동된다.

이와 같이 작동유체의 유로가 반구형이 되도록 구성하면 상기 작동유체에 의한 항력(Drag force)이 증가되어 이상소음이 발생되는 시점의 압력비가 높아지게 됨은 물론 상기 작동유체의 흐름이 안정되어 상기 체크밸브(53)의 거동도 함께 안정되게 된다.

상기와 같이 작동유체의 토출이 끝나면 상기 밸브하우징(55)의 상면에 형성된 압력공(55a)을 통해 상기 체크밸브(53)의 상면에 작용하는 밸브하우징(55) 상측의 압력에 의해 체크밸브(53)가 하강된다.

이와 같이 체크밸브(53)가 하강되어 상기 토출포트(51a)가 다시 막히게 되면 상기 토출포트(51a)를 통한 작동유체의 역류가 방지되게 된다. 이후, 상기의 과정은 계속해서 반복된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 체크밸브 조립체는, 토출지지대(51)의 토출포트(51a)를 통해 토출된 작동유체의 유로가 반구형이 되도록 상기 토출지지대(51)와 마주보는 체크밸브(53)의 하면을 상측으로 오목하게 형성함으로써 상기 작동유체에 의한 항력이 증가되어 이상소음이 발생되는 시점의 압력비가 기존보다 높아지게 됨은 물론, 상기 작동유체의 흐름이 안정되어 상기 체크밸브(53)의 거동도 함께 안정되게 되는 이점이 있다.

따라서, 본 발명의 체크밸브 조립체가 적용된 압축기의 작동 소음은 기존보다 저감되게 되고, 특히, 본 발명에서 이상소음이 발생되는 시점의 압력비가 상기한 압축기가 주로 사용되는 에어컨 세트 등의 적용제품에서 나타날 수 없는 영역에 존재하도록 상기 체크밸브(53)의 형상을 변경하면 체크밸브(53)에 의한 적용제품의 소음이 제거되게 되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 일정압 이상의 작동유체가 토출되는 토출포트가 형성된 토출지지대와, 상기 토출포트를 개폐시킬 수 있도록 상기 토출지지대의 상측에 상하 이동 가능하게 설치되고 상기 토출포트에서 토출된 작동유체의 흐름을 매끄럽게 유도할 수 있도록 상기 토출지지대와 마주보는 면이 상측으로 오목하게 형성된 체크밸브와, 상기 체크밸브의 상하 이동을 지지하도록 상기 토출지지대에 고정된 밸브하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 체크밸브 조립체.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 체크밸브는 상측으로 볼록하게 형성된 반구형의 돔부와, 상기 돔부의 가장자리에 형성된 플레이트부로 구성되고, 상기 밸브하우징은 체크밸브와 맞닿는 하면이 상기 체크밸브의 상면과 동일한 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 체크밸브 조립체.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 체크밸브는 하면에 상측으로 오목한 반구형의 홈이 형성된 원통형인 것을 특징으로 하는 체크밸브 조립체.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 토출지지대에는 토출포트와 연통되도록 중앙에 토출구가 형성된 반구형으로 형성되어 상기 체크밸브의 하면과 함께 상기 토출포트에서 토출된 작동유체의 유로를 형성하는 유로가이드가 설치된 것을 특징으로 하는 체크밸브 조립체.