KR20010076700A - 밀폐형 압축기의 실린더 헤드 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로써, 흡입구 및 토출구를 차폐하고 있는 흡입밸브 및 토출밸브가 불규칙하고 급격하게 개방되지 않도록 하여, 상기 흡입밸브 및 토출밸브의 개폐에 따른 진동 및 소음을 최대한 줄이고, 이에 따라 압축기의 수명을 늘이고자 하는데 그 목적이 있다.

냉매가 흡입되는 흡입구(18) 및 냉매가 토출되는 토출구(19)가 형성된 실린더 헤드(12)와, 상기 흡입구와 토출구를 각각 개폐하는 흡입밸브(14) 및 토출밸브(17)를 구비한 밀폐형 압축기에 있어서, 흡입밸브(14)와 접촉하는 실린더 헤드의 접촉면(22) 또는, 토출밸브(17)와 접촉하는 실린더 헤드의 접촉면(21)에 함몰부를 형성하여, 상기 흡입밸브 또는 토출밸브와 실린더 헤드와의 접촉면적을 상기 함몰부 만큼 줄이도록 함을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 실린더 헤드 구조가 제공된다.

Description

밀폐형 압축기의 실린더 헤드 구조{The structure of cylinder in hermetic compressor }

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 흡입구와 토출구가 형성된 실린더 헤드와, 상기 실린더 헤드에 형성된 흡입구 및 토출구를 선택적으로 개폐하는 흡입밸브와 토출밸브에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 증발기와 응축기 사이에 설치되어 증발기에서 유입되는 냉매가스를 고온고압으로 압축하여 응축기로 보내주는 작용을 한다.

도 1 은 이러한 종래의 밀폐형 압축기의 종단면도로써, 상부용기(1a)와 하부용기(1b)로 이루어진 밀폐용기(1)와, 상기 밀폐용기 내측 상부에 위치하여 냉매가스를 압축하는 압축부와, 상기 압축부의 하부 위치하여 회전동력을 발생시키는 전동부로 크게 구성된다.

상기 전동부는 프레임(3)에 고정자(2a)가 체결되고, 상기 프레임의 중앙에는 회전축(4)이 삽입 설치되며, 상기 회전축의 상부에는 편심부(7)가 일체로 형성되고, 상기 회전축의 하부에 회전자(2b)가 압입 설치되어 상기 고정자와 함께 유도전동기(2)를 형성한다.

또한, 밀폐용기(1) 내부 저면에 저장되는 오일은 회전축(4)의 하부에 체결된 오일 흡입관(6)을 통하여 흡입되어 상기 회전축에 구비된 오일 유로(5)을 따라 상승하도록 되어 있다.

그리고, 상기 압축부는 편심부(7)에 결합되어 상기 편심부의 회전을 직선 왕복운동으로 전환시키는 커넥팅로드(8)와, 상기 커넥팅로드와 결합되어 압축실(11)로 흡입된 냉매를 압축하는 피스톤(9)과, 상기 피스톤의 일단이 삽입되는 실린더(10)와, 상기 실린더 전면에 설치되는 실린더 헤드(12)와, 실린더 헤드커버(13)로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래 밀폐형 압축기에 전원이 인가되면, 회전자(2b)와 고정자(2a) 사이에 유도전류가 발생하여 상기 회전자가 회전하게 되고, 상기 회전자에 결합된 회전축(4) 역시 회전하게 된다.

그리고, 상기 회전축의 회전에 따라 편심부(7)가 편심 회전하게 되고, 커넥팅로드(8)에 체결된 피스톤(9)이 실린더(10) 내에 형성된 압축실(11)을 왕복운동하게 된다.

이 때, 저온저압의 냉매가스가 압축실(11)내로 흡입되어 피스톤(9)에 의해 고온고압의 냉매가스로 압축된 후 토출되는 것이다.

한편, 회전축(4)의 회전에 의해 밀폐용기(1) 저면에 저장되어 있던 오일은 오일 흡입관(6)에 의해 흡입되어 회전축(4) 형성된 오일 유로(5)를 통하여 상승하여 편심부(7)에서 비산되고, 실린더 헤드(12) 및 피스톤(9)등 각 기구부를 윤활 및 냉각시키게 된다.

상기한 압축기의 냉매 압축과정 중에서 냉매가 압축실(11)로 흡입되어 토출되는 과정에 관해 도 2, 도 3 을 참조하여 보다 자세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 종래 실린더 헤드와 흡입밸브 및 토출밸브의 분해 사시도이고, 도 3 은 도 2 의 "A" 방향에서 본 실린더 헤드의 배면도이다.

도시한 바와 같이 실린더 헤드(12)에는 흡입구(18)와 토출구(19)가 형성되어 있으며, 상기 실린더 헤드의 전면에는 상기 토출구를 개폐하는 토출밸브(17)가 결합되고, 배면에 형성된 요홈(20)에는 상기 흡입구를 개폐하는 흡입밸브(14)와 상기 흡입밸브에 변위를 일정하게 유지하기 위한 밸브스프링(15) 및 상기 흡입밸브와 밸브스프링을 지지하는 리테이너(16)가 차례대로 결합된다.

특히, 상기 실린더 헤드커버(13)측의 토출구(19) 주위에는 실린더 헤드 표면에서 돌출된 환형의 토출밸브 접촉면(21)이 형성되어 있으며, 압축실(11)측 흡입구(18) 주위에는 요홈 표면에서 돌출된 환형의 흡입밸브 접촉면(22)이 형성되어 있다.

상기와 같이 각 밸브와의 접촉면(21),(22)을 돌출 형성한 것은 헤드(12) 표면에 이물질이 끼더라도 흡입구(18), 토출구(19)가 완전히 밀폐되도록 하기 위함이다.

한편, 토출밸브(17)가 형성된 평판에는 흡입구(18)와 연통하는 구멍이 형성되어, 실린더 헤드커버(13)를 통해 흡입되는 냉매의 흐름을 방해하지 않도록 한다.

따라서, 상기 실린더 헤드커버를 통해 유입된 냉매는 피스톤(9)이 후진하여 압축실(11)의 압력이 낮어지면 헤드(12)에 형성된 흡입구(18)를 통해 흡입밸브(14)를 개방한 후 상기 압축실 내로 흡입된다.

그리고, 피스톤(9)이 커넥팅로드(8)에 의해 전진하면서 압축실(11) 내의 냉매를 압축하게 되고, 이와 같이 압축되는 냉매가 일정압력을 넘게 되면 토출밸브(17)를 개방하여 토출되는 것이다.

그런데, 전술한 바와 같이 압축기의 각 기구부는 편심부(7)에서 비산된 오일에 의해 윤활 및 냉각되며, 이러한 오일은 실린더 헤드(12)에 돌출 형성된 각 밸브와의 접촉면(21),(22)에도 존재하게 된다.

도 4 는 도 2 의 Ⅰ-Ⅰ 선에 따른 실린더 헤드의 요부 종단면도로써, 토출밸브(17)와 상기 토출밸브가 토출구(19)를 차폐할 때 접촉하는 접촉면(21)에 오일막이 형성된 것을 나타낸다.

한편, 전술한 바와 같이 각 기구부를 윤활 및 냉각하는 오일은 접촉한 물체와 떨어지지 않으려는 성질이 강한 점성 물질이다.

즉, 이와 같은 강한 점성을 갖는 오일이 접촉면(21)에 잔류하여 존재하게 됨에 따라, 토출밸브(17)가 압축된 냉매에 의해 자연스럽게 떨어지지 못하고, 상기한 오일의 점성보다 냉매의 압력이 커질 때, 갑자기 떨어져 개방됨에 따라 진동과 소음을 발생시키게 된다.

그리고, 이러한 토출밸브의 불규칙한 떨어짐으로 발생되는 진동 및 소음은 압축기의 수명에도 나쁜 영향을 미치게 된다.

이러한 현상은 비단 전술한 토출밸브(17)에서만 발생하는 것은 아니며, 흡입밸브(14)에서도 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 흡입구 및 토출구를 차폐하고 있는 흡입밸브 및 토출밸브가 불규칙하고 급격하게 개방되지 않도록 하여, 상기 흡입밸브 및 토출밸브의 개폐에 따른 진동 및 소음을 최대한 줄이고, 이에 따라 압축기의 수명을 늘이고자 하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 종래의 밀폐형 압축기의 종단면도

도 2 는 종래 실린더 헤드와 흡입밸브 및 토출밸브의 분해 사시도

도 3 은 도 2 의 "A" 방향에서 본 실린더 헤드의 배면도

도 4 는 도 2 의 Ⅰ-Ⅰ 선에 따른 실린더 헤드의 요부 종단면도

도 5 는 본 발명의 제1실시예에 따른 실린더 헤드의 요부 종단면도

도 6 은 본 발명의 제2실시예에 따른 실린더 헤드의 요부 종단면도

도면의 주요부분에 대한 설명

12. 실린더 헤드 17. 토출밸브

212. 홈 300. 오일막

210, 211. 실린더 헤드의 토출밸브와의 접촉면

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태는, 냉매가 흡입되는 흡입구 및 냉매가 토출되는 토출구가 형성된 실린더 헤드와, 상기 흡입구와 토출구를 각각 개폐하는 흡입밸브 및 토출밸브를 구비한 밀폐형 압축기에 있어서, 흡입밸브와 접촉하는 실린더 헤드의 접촉면 또는, 토출밸브와 접촉하는 헤드의 접촉면에 함몰부를 형성하여, 상기 흡입밸브 또는, 토출밸브와 실린더 헤드와의 접촉면적을 상기 함몰부 만큼 줄이도록 함을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 실린더 헤드 구조가 제공된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 도 5 또는 도 6 을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 5 는 본 발명의 제1실시예에 따른 실린더 헤드의 요부 확대 단면도이다.

도시한 바와 같이 본 발명의 제1실시예에따른 함몰부는 토출밸브(17)가 접촉하는 실린더 헤드(12)에 돌출 형성된 접촉면(210)을 그 단면의 형상이 만곡되도록 한 것이다.

상기와 같이 접촉면(210)을 만곡 형성함에 따라 토출밸브(17)가 토출구(19)를 차폐할 경우에 접촉면적이 줄어들게 됨에 따라, 상기 토출밸브와 접촉하게 되는 오일의 양 역시 줄어들게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 따른 작용을 보다 자세하게 설명하면 후술하는 바와 같다.

회전축(4)의 회전하여 편심부(7)에서 비산되는 오일에 의해 실린더 헤드(12)에 형성된 접촉면(210)에 오일막(300)이 형성되는 과정은 종래와 같으므로 이해 가능하다.

그러나, 본 발명의 제1실시예에서는 종래 평면이었던 접촉면(21)을 만곡 형성하였기 때문에 토출밸브(17)가 접촉하게 되는 실린더 헤드 접촉면(210)의 접촉면적이 줄어들게 된다.

즉, 이는 점성이 강한 오일과 상기 토출밸브와의 접촉면적이 줄어들게 되는 것을 의미하고, 오일에 의한 점성의 영향을 최대한 줄일 수 있음을 뜻한다.

따라서, 압축실(11)에서 피스톤(9)에 의해 압축된 냉매가 일정압력이 되었을 때, 종래 실린더 헤드의 접촉면(21)에서 오일막(30)에 의해 불규칙하고 급격하게 떨어지던 토출밸브(17)는 상기한 바와 같은 이유로 보다 쉽게 개방된다.

그리고, 토출밸브(17)는 피스톤(9)이 후진하여 압축실(11)의 압력이 떨어지게 되면 복원력에 의해 상기 토출밸브를 다시 차폐하게 된다.

즉, 상기와 같이 토출밸브(17)가 보다 규칙적이고, 부드럽게 개폐됨에 따라 상기 토출밸브에 의해 발생되는 진동 및 소음을 최대한 줄일 수 있게 되는 것이다.

도 5 는 본 발명의 제2실시예에 따른 실린더 헤드의 요부 확대 단면도이다.

도시한 바와 같이 본 발명의 제2실시예에따른 함몰부는 토출밸브(17)가 접촉하는 헤드(12)에 돌출 형성된 접촉면(211)에 그 원주방향을 따라 하나로 연통되는 홈(212)을 형성하여서 이루어지도록 한 것이다.

상기와 같이 접촉면(211)에 하나의 연통되는 홈(212)을 형성함에 따라 토출밸브(17)가 토출구(19)를 차폐할 경우에 접촉면적이 줄어들게 되고, 상기 토출밸브와 접촉하게 되는 오일막(300)과의 접촉면적 역시 줄어들게 된다.

따라서, 이와 같이 구성된 본 발명의 제2실시예에서도 종래 평면이었던 접촉면(211)에 홈(212)을 형성하였기 때문에 토출밸브(17)가 접촉하게 되는 실린더 헤드와의 접촉면적이 줄어들게 된다.

즉, 이 역시 점성이 강한 오일과 토출밸브(17)와의 접촉면적이 줄어들게 되는 것을 의미하여, 오일에 의한 점성의 영향을 최대한 줄일 수 있게 되어, 상기 토출밸브의 진동 및 소음을 줄일 수 있게 된다.

한편, 전술한 실시예에서는 토출밸브를 기준으로 설명한 것이지만, 도 2 에 도시된 바와 같이 실린더 헤드(12)에 형성된 흡입구(18) 주위면에도 흡입밸브(14)가 접촉하는 면(22)이 돌출되어 있음을 알 수 있다.

따라서, 흡입밸브(14)가 접촉하는 접촉면(22)에 홈을 형성하거나 만곡시킴에 따라, 상기 흡입밸브와 상기 접촉면과의 접촉면적을 줄일 수 있게 되어, 결국 오일에 의한 점성의 영향을 줄일 수 있게 된다.

즉, 본 발명은 토출밸브(17)의 경우에만 국한되는 것은 아니며, 흡입밸브(14)가 접촉하는 실린더 헤드의 접촉면(22)에도 적용 가능함에 따라, 흡입밸브(14)에서 발생하는 진동 및 소음 역시 줄일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 흡입밸브 및 토출밸브와 실린더 헤드와의 접촉면을 줄임으로써, 상기 접촉면에 생기는 점성이 강한 오일막과 상기 흡입밸브 및 토출밸브와의 접촉면적을 줄일 수 있다.

따라서, 전술한 바와 같이 오일의 강한 점성에 의해 발생하는 흡입밸브 및 토출밸브의 급격하고 불규칙한 떨어짐 때문에 발생하는 진동 및 소음을 최대한 줄이는 효과가 있다.

또한, 이와 같이 압축기 수명에 영향을 미치는 진동 및 소음을 줄임으로써,압축기를 더 오래 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 냉매가 흡입되는 흡입구 및 냉매가 토출되는 토출구가 형성된 실린더 헤드와, 상기 흡입구와 토출구를 각각 개폐하는 흡입밸브 및 토출밸브를 구비한 밀폐형 압축기에 있어서,

   흡입밸브와 접촉하는 실린더 헤드의 접촉면 또는 토출밸브와 접촉하는 실린더 헤드의 접촉면에 함몰부를 형성하여, 상기 흡입밸브 또는 토출밸브와 실린더 헤드와의 접촉면적을 상기 함몰부 만큼 줄이도록 함을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 실린더 헤드 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   함몰부는 흡입밸브 또는 토출밸브와 접촉하는 실린더 헤드 접촉면의 종단면 형상이 만곡을 이루도록 형성하여서 됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 실린더 헤드 구조
3. 제 1 항에 있어서,

   함몰부는 흡입밸브 또는 토출밸브와 접촉하는 실린더 헤드 접촉면에 원주방향을 따라 하나로 연통되는 홈을 형성하여서 됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 실린더 헤드 구조.