KR20010054595A - 토출밸브 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토출밸브 조립체에 관한 것으로, 토출포트를 갖는 밸브 플레이트와, 상기 밸브 플레이트에 토출포트에 직선으로 미끄러지도록 삽입되는 토출밸브와, 상기 토출밸브의 안내홈부에 미끄러지게 삽입되어 미끄럼운동을 안내하는 안내부재와, 상기 안내부재가 일정범위내에서 자유롭게 미끄러져 움직일 수 있도록 안착홈부가 구비되는 토출커버로 구성함으로써, 상기 밸브 플레이트와 토출커버의 조립시 일정정도의 조립공차가 발생되더라도 그 토출밸브가 밸브 플레이트의 토출포트에 정확하게 삽입되어 압축가스의 누설을 미연에 방지할 수 있다.

Description

토출밸브 조립체{DISCHARGE VALVE ASSEMBLY}

본 발명은 토출밸브 조립체에 관한 것으로, 특히 수직 개폐식 토출밸브와 토출포트의 오정렬시 정위치로 보정할 수 있도록 하여 가스누설을 방지하는 토출밸브 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 토출밸브 조립체는 실린더의 토출포트에 개폐 가능하게 장착되어 압축되는 가스의 토출시점을 관장하는 것으로, 상기 실린더의 상사점과 하사점 사이를 왕복운동하는 피스톤에 의해 유기적으로 작동하게 된다.

즉, 상기 토출밸브 조립체는 피스톤이 흡입행정을 위해 하사점으로 이동할 때에 닫힘상태로 전환되는 반면, 상기 피스톤이 토출행정을 위해 다시 상사점으로 이동할 때에 열림상태로 전환되는 일련의 작동을 반복 수행하게 된다.

이러한 토출밸브 조립체는 그 토출행정시 피스톤이 상사점에 도달하였다고 해도 실린더 체적이 "영(ZERO)"으로 감소되지 않는데, 이는 상기 피스톤과 토출밸브 조립체 사이에 충돌을 방지하는 미세간극이 구비되거나 또는 상기 피스톤이 상사점에 도달하더라도 토출포트의 체적이 그대로 남아 있기 때문이다.

이를 통상 "사체적(Dead Volume)"이라고 하는데, 이러한 사체적에는 토출압력을 갖는 가스가 그대로 잔존하였다가 흡입행정시 단열팽창을 하면서 흡입압력을 저하시켜 흡입가스의 손실을 발생시키게 된다.

이를 감안하여, 최근에는 이 사체적을 최소한을 줄이기 위한 방안들이 다양하게 모색되고 있는 실정이다. 그 중 하나가 국내특허 출원번호 제91-19464에 개시된 기술로서, 이는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같다.

즉, 종래의 토출밸브 조립체는 소정의 체적을 갖는 토출포트(11)가 구비되어 실린더(C)의 선단면에 장착되는 밸브 플레이트(10)와, 그 밸브 플레이트(10)의 토출포트(11)에 삽입식으로 개폐되는 토출밸브(20)와, 그 토출밸브(20)의 미끄럼운동을 안내함과 아울러 일정한 토출공간(S)을 구비하는 토출커버(30)와, 상기 토출밸브(20)와 토출커버(30) 사이에 개재되어 토출밸브(20)를 탄력적으로 지지하는 밸브스프링(40)으로 구성되어 있다.

상기 토출포트(11)는 토출밸브(20)의 직경보다 넓게 형성되어 토출가스의 유로를 이루는 토출홈부(11a) 및 그 토출홈부(11a)의 중앙에서 실린더(C)로 관통 형성되되 토출밸브(20)의 외주면과 원주방향으로 선접촉하도록 입구측으로 갈수록 좁아지게 만곡져 형성되는 토출공부(11b)로 이루어져 있다.

상기 토출밸브(20)는 전술한 토출포트(11)의 토출공부(11a)에 선접촉되는 개폐부(21)가 "U"자형 단면으로 형성되고, 그 개폐부(21)의 중앙부에는 후술할 토출커버(30)의 미끄럼 지지부(31)가 미끄러지게 삽입되는 안내홈부(22)가 길게 형성되어 있다.

상기 토출커버(30)는 그 내저면 중앙에 상기 토출밸브(20)의 안내홈부(22)에 미끄러지게 삽입되어 토출밸브(20)의 개폐부(21)가 직선으로 왕복운동을 하도록 안내하는 미끄럼 지지부(31)가 일체로 돌출 형성되어 있다.

상기 밸브스프링(40)은 압축코일 스프링으로 토출밸브(20)의 후단을 탄력적으로 지지하도록 토출커버(30)의 미끄럼 지지부(31)에 삽입되어 있다.

도면중 미설명 부호인 P는 피스톤이다.

상기와 같이 구성된 종래 토출밸브 조립체는 다음과 같이 동작된다.

즉, 상기 피스톤(P)이 상사점으로 이동하면서 실린더(C)에 채워져 있던 가스를 압축시키게 되면, 그 압축되는 가스는 어느 시점에 이르러 토출밸브(20)를 밀어내면서 토출포트(11)를 개방시키게 되고, 이 개방된 토출포트(11)를 통해 압축가스가 토출되면서 토출커버(30)의 토출공간(S)에 채워지게 된다.

이후, 상기 피스톤(P)이 다시 하사점으로 이동하게 되면, 상기 실린더(C)의 내부압력이 토출공간(S)의 내부압력에 비해 상대적으로 저압이 되어 토출밸브(20)가 밸브스프링(40)에 밀리면서 토출포트(11)를 폐쇄시키게 된다.

이때, 상기 토출밸브(20)의 개폐시 그 토출밸브(20)의 안내홈부(22)에 토출커버(30)의 미끄럼 지지부(31)가 미끄러지게 삽입되어 토출밸브(20)의 직선 왕복운동을 안정적으로 지지하도록 안내하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 토출밸브 조립체는 토출밸브(20)의 안내홈부(22)에 삽입되는 미끄럼 지지부(31)가 토출커버(30)에 일체로 형성되는 구조이므로, 상기 토출커버가(30) 밸브 플레이트(10)에 정확하게 조립되지 못하는 경우에는 상기한 토출밸브(20)의 개폐시 그 토출밸브(20)가 토출포트(11)의 토출공부(11b)에 긴밀하게 삽입되지 아니하고 중간에 걸친다거나 심하면 토출홈부(11a)에 비스듬하게 얹혀져 압축가스의 누설을 발생시키게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 토출밸브 조립체가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 상기 밸브 플레이트와 토출커버의 조립시 일정정도의 조립공차가 발생되더라도 그 토출밸브가 밸브 플레이트의 토출포트에 정확하게 삽입되어 압축가스의 누설을 미연에 방지할 수 있는 토출밸브 조립체를 제공하려는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 토출밸브 조립체의 일례를 보인 종단면도.

도 2는 종래 토출밸브 조립체를 분해하여 보인 사시도.

도 3은 종래 토출밸브 조립체의 오동작을 보인 종단면도.

도 4는 본 발명 토출밸브 조립체의 일례를 보인 종단면도.

도 5는 본 발명 토출밸브 조립체를 분해하여 보인 사시도.

도 6은 본 발명 토출밸브 조립체의 오정렬시 보정동작을 보인 종단면도.

도 7은 본 발명 토출밸브 조립체의 변형예를 보인 요부 종단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

110 : 밸브 플레이트 111 : 토출포트

111a : 토출홈부 111b : 토출공부

120 : 토출밸브 121 : 개폐부

122 : 안내홈부 130,230 : 안내부재

131,231 : 안내부 132,232 : 지지부

140 : 탄성부재 150 : 토출커버

151 : 안착홈부 232a : 안내홈

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 소정의 체적을 갖는 토출포트가 구비되어 실린더의 선단면에 장착되는 밸브 플레이트와, 상기 밸브 플레이트의 토출포트에 직선으로 미끄러져 삽입되면서 그 토출포트를 개폐함과 아울러 안내홈부가 일직선으로 길게 형성되는 토출밸브와, 상기 토출밸브의 안내홈부에 미끄러지게 삽입되어 상기한 토출밸브의 미끄럼운동을 안내하는 안내부재와, 상기 안내부재가 일정범위내에서 자유롭게 미끄러져 움직일 수 있도록 안착홈부가 구비되어 상기한 밸브 플레이트에 장착되는 토출커버를 포함한 토출밸브 조립체가 제공된다.

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

도 4는 본 발명 토출밸브 조립체의 일례를 보인 종단면도이고, 도 5는 본 발명 토출밸브 조립체를 분해하여 보인 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 토출밸브 조립체는 소정의 체적을 갖는 토출포트(111)가 구비되어 실린더(C)의 선단면에 장착되는 밸브 플레이트(110)와, 그 밸브 플레이트(110)의 토출포트(111)에 미끄러져 직선왕복운동을 하도록 삽입되는 토출밸브(120)와, 그 토출밸브(120)에 미끄러지게 삽입되는 안내부재(130)와, 그 안내부재(130)와 토출밸브(120) 사이에 개재되어 토출밸브(120)를 탄력적으로 지지하는 밸브스프링(140)과, 상기 안내부재(130)가 일정범위내에서 자유롭게 움직일 수 있도록 안착홈부(151)가 구비되어 상기한 밸브 플레이트(110)에 장착되는 토출커버(150)를 포함하여 구성된다.

상기 밸브 플레이트(110)의 토출포트(111)는 후술할 토출밸브(120)의 개폐부(121) 직경보다 넓게 형성되어 토출가스의 유로를 이루는 토출홈부(111a) 및 그 토출홈부(111a)의 중앙에서 실린더(C)로 관통 형성되되 토출밸브(120)의 개폐부(121) 외주면과 선접촉하도록 입구측으로 갈수록 좁아지게 만곡져 형성되는 토출공부(111b)로 이루어진다.

상기 토출밸브(120)는 전술한 토출포트(111)의 토출공부(111b)에 선접촉되도록 "U"자형 단면으로 개폐부(121)가 형성되고, 그 후단측(피스톤측을 전방측)에는 안내부재(130)가 미끄러지게 삽입되는 안내홈부(122)가 길게 형성된다.

상기 안내부재(130)는 토출밸브(120)의 안내홈부(122)에 미끄러지게 삽입되는 안내부(131) 및 그 안내부(131)에 연장되어 토출커버(150)의 안착홈부(151)에 삽입되는 원판형의 지지부(132)로 이루어지는데, 상기 지지부(132)는 안내부(131) 보다 넓게 형성되는 것이 안내부재(130)의 안정성 측면에서 바람직하다.

또한, 상기 안내부재(130)를 실시함에 있어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 안내부(231)와 지지부(232)를 별개로 형성하여 후조립할 수도 있는데, 이 때에는 상기 지지부(232)의 중심에 안내부(231)의 직경보다 큰 안내홈(232a)이 형성되어 상기한 안내부(231)가 지지부(232)의 일정범위내에서 자유롭게 미끄러질 수 있도록 하되, 상기 안내부(231)의 양단 및 그 양단에 각각 대향되는 토출밸브(120)의 안내홈부(122)와 지지부(232)의 안내홈(232a)은 모두 "U"자형 단면으로 라운드지게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 밸브스프링(140)은 압축코일 스프링으로 안내부재(130)의 안내부(131)에 외삽되어 토출밸브(120)와 안내부재(130)의 지지부(132) 사이에 개재된다.

상기 토출커버(150)는 소정의 토출공간(S)이 구비되어 밸브 플레이트(110)의 외측면에 장착되고, 그 내저면 중앙에 안내부재(130)가 미끄러지게 삽입되도록 환상의 안착홈부(151)가 형성된다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 P는 피스톤이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명 토출밸브 조립체의 조립과정은 다음과 같다.

먼저, 상기 실린더(C)의 선단면에 밸브 플레이트(110)를 체결시킨 다음에 그 밸브 플레이트(110)의 토출포트(111)에 토출밸브(120)를 삽입시키고, 그 토출밸브(120)의 후면에 밸브스프링(140)을 끼우면서 상기 안내부재(130)의 안내부(131)를 토출밸브(120)의 안내홈부(122)에 삽입시키며, 상기 안내부재(130)의 지지부(132)를 상기한 토출커버(150)의 안착홈부(151)에 삽입시킨 다음에 그 토출커버(150)를 밸브 플레이트(110)에 볼트로 체결시켜 조립을 완성한다.

이렇게 조립된 토출밸브 조립체의 일반적인 동작은 다음과 같다.

즉, 상기 피스톤(P)이 상사점으로 이동하면서 실린더(C)에 채워져 있던 가스를 압축시키게 되면, 그 압축되는 가스는 어느 시점에 이르러 토출밸브(120)를 밀어내면서 토출포트(111)를 개방시키게 되고, 이 개방된 토출포트(111)를 통해 압축가스가 토출되면서 토출커버(150)의 토출공간(S)에 채워지게 된다.

이후, 상기 피스톤(P)이 다시 하사점으로 이동하게 되면, 상기 실린더(C)의 내부압력이 토출공간(S)의 내부압력에 비해 상대적으로 저압이 되어 토출밸브(120)가 밸브스프링(140)에 밀리면서 토출포트(111)를 폐쇄시키게 된다.

이때, 상기 토출밸브(120)의 개폐시 그 토출밸브(120)의 안내홈부(122)에 안내부재(130)의 안내부(131)가 삽입되어 토출밸브(120)가 그 안내부재(130)를 따라 미끄러져 직선으로 왕복운동을 하면서 토출포트(111)를 여닫게 된다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 토출커버(150)를 밸브 플레이트(110)에 체결시키는 과정에서 토출커버(150)의 안착홈부(151) 중심과 밸브 플레이트(110)의 토출포트(111) 중심 사이에 오차가 발생하게 되나, 이 오차로 인해 상기 토출밸브(120)의 개폐시 그 토출밸브(120)의 개폐부(121)가 토출포트(111)에 정확하게 삽입되지 않고 비스듬히 걸쳐질 수 있으나, 상기 토출밸브(120)를 안내하는 안내부재(130)가 토출커버(150)의 안착홈부(151)에서 자유롭게 미끄러지게 되므로 토출공간(S)의 압력 및 밸브스프링(140)의 복원력에 의해 토출밸브(120)가 피스톤(P)의 운동방향(도면에선, 종방향)으로 밀리는 과정에서 안내부재(130) 역시 피스톤(P)의 운동방향에 대해 엇방향(도면에선, 횡방향)으로 미끄러지면서 토출밸브(120)가 토출포트(111)에 정확하게 삽입되는 것이다.

본 발명에 의한 토출밸브 조립체는, 토출포트를 갖는 밸브 플레이트와, 상기 밸브 플레이트에 토출포트에 직선으로 미끄러지도록 삽입되는 토출밸브와, 상기 토출밸브의 안내홈부에 미끄러지게 삽입되어 미끄럼운동을 안내하는 안내부재와, 상기 안내부재가 일정범위내에서 자유롭게 미끄러져 움직일 수 있도록 안착홈부가 구비되는 토출커버로 구성함으로써, 상기 밸브 플레이트와 토출커버의 조립시 일정정도의 조립공차가 발생되더라도 그 토출밸브가 밸브 플레이트의 토출포트에 정확하게 삽입되어 압축가스의 누설을 미연에 방지할 수 있다.

Claims (4)

1. 소정의 체적을 갖는 토출포트가 구비되어 실린더의 선단면에 장착되는 밸브 플레이트와, 상기 밸브 플레이트의 토출포트에 직선으로 미끄러져 삽입되면서 그 토출포트를 개폐함과 아울러 안내홈부가 일직선으로 길게 형성되는 토출밸브와, 상기 토출밸브의 안내홈부에 미끄러지게 삽입되어 상기한 토출밸브의 미끄럼운동을 안내하는 안내부재와, 상기 안내부재가 일정범위내에서 자유롭게 미끄러져 움직일 수 있도록 안착홈부가 구비되어 상기한 밸브 플레이트에 장착되는 토출커버를 포함한 토출밸브 조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 안내부재는 토출밸브의 안내홈부에 삽입되는 안내부 및 그 안내부에 연장되어 상기한 토출커버의 안착홈부에 삽입되는 지지부가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 토출밸브 조립체.
3. 제1항에 있어서, 상기 안내부재는 토출밸브의 안내홈부에 삽입되는 안내부 및 그 안내부에 연장되어 상기 토출커버의 안착홈부에 삽입되는 지지부가 별개로 형성되어 일체로 후조립되는 것을 특징으로 하는 토출밸브 조립체.
4. 제3항에 있어서, 상기 지지부의 중심에 안내부가 삽입되어 일정범위내에서 자유롭게 미끄질 수 있도록 안착홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 토출밸브 조립체.