KR20010081640A

KR20010081640A - 압축기의 가스 흡입장치

Info

Publication number: KR20010081640A
Application number: KR1020000007555A
Authority: KR
Inventors: 오원식
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 2000-02-17
Filing date: 2000-02-17
Publication date: 2001-08-29

Abstract

본 발명은 압축기의 가스 흡입장치에 관한 것으로, 본 발명은 단부에 실링면을 이루는 밸브시트가 형성되고 그 밸브시트의 내부에 가스가 유입되는 가스유로와 연통되는 가스 유입구멍 및 밸브 삽입구멍이 구비되어 이루어져 실린더내부에 삽입되는 피스톤과, 상기 밸브 삽입구멍에 삽입됨과 아울러 상기 밸브시트에 안착되어 밸브시트를 개폐하는 밸브 콘과, 상기 밸브 콘과 피스톤내면사이에 위치하여 밸브 콘의 움직임을 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 포함하도록 구성하여 상기 피스톤의 직선 왕복운동에 따라 가스의 흐름을 개폐하는 응답성을 우수하게 할 뿐만 아니라 사체적을 최소화함으로써 압축 성능을 높임과 아울러 작동 소음을 줄일 수 있도록 한 것이다.

Description

압축기의 가스 흡입장치{SUCTION VALVE FOR COMPRESSOR}

본 발명은 압축기의 흡입장치에 관한 것으로, 특히 가스를 흡입시키는 밸브의 응답성을 우수하게 할 뿐만 아니라 압축공간의 사체적을 최소화할 수 있도록 한 압축기의 가스 흡입장치에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 공기나 냉매 가스 등의 유체를 압축하는 기기로, 전동기구부의 구동력을 전달받아 압축기구부에서 유체를 흡입하고 압축하여 토출시키게 된다. 상기 압축기의 구성요소 중 압축공간에 가스를 흡입하기 위한 종래 압축기의 가스 흡입장치의 일례로, 도 1에 도시한 바와 같이, 소정의 형상을 갖는 실린더(1)의 내부에 삽입되어 외부에서 전달되는 구동력을 전달받아 상기 실린더(1)내부에서 왕복운동하면서 가스를 흡입하고 압축하는 피스톤(10)에 장착된다.

상기 피스톤(10)은 일정 직경과 소정의 길이를 갖는 피스톤 몸체부(11)와 상기 피스톤 몸체부(11)의 일측 단부에 흡입 밸브체(20)가 장착되는 밸브장착부(K)가 형성되어 있으며, 상기 피스톤 몸체부(11)의 타측 단부에는 일정 내경과 깊이를 갖도록 홀(H)이 형성되어 있다.

그리고 상기 밸브장착부(K)는 일정 내경과 깊이를 갖도록 장착홈(12)이 형성되고 그 장착홈(12)의 저면 가운데 다단으로 돌출된 장착돌기부(N)가 형성되어 있다. 상기 피스톤 몸체부(11)의 일측 단부에 형성된 장착홈(12)에 의해 피스톤 몸체부(11)의 단부는 일정 높이와 두께를 갖는 환형의 테두리벽(13)이 형성되며 그테두리벽(13)의 내측 단부는 경사진 제1 밸브시트(Valve Seat)(14)로 형성된다. 상기 테두리벽(13)에는 장착홈(12)과 연통되는 복수개의 흡입구멍(15)이 형성되어 있다.

그리고 상기 장착돌기부(N)는 장착홈(12)의 저면에서 장착홈(12)의 내경보다 작은 외경과 높이로 연장 형성된 제1 원형돌기(16)와 상기 제1 원형돌기(16)의 상면에 제1 원형돌기(16)의 외경보다 작고 일정 높이로 연장 형성된 제2 원형돌기(17)로 이루어진다. 상기 제1,2 원형돌기(16)(17)로 형성된 장착돌기부(N)의 가운데에 반대편에 형성된 홀(H)과 관통되는 관통공(18)이 형성되고 장착돌기부(N)의 단부는 피스톤 몸체부(11)의 단부보다 낮게 된다. 그리고 상기 제2 원형돌기(17)의 테두리에 경사면을 갖도록 돌출되어 제1 원형돌기(16)의 상면과 함께 제2 밸브시트(19)를 이루게 된다.

그리고 상기 피스톤의 밸브장착부(K)에 장착되는 흡입 밸브체(20)는 소정의 높이를 갖는 원추형으로 형성되어 있다. 그리고 상기 원추형의 외주면은 단이지도록 형성되어 외경이 큰 측으로 위치하는 상측(도면상) 외주면은 제1 접촉면(21)을 이루고 그 하측에 위치하는 외주면은 제2 접촉면(22)을 이루게 되며, 면적이 작은 하단면(도면상)은 제3 접촉면(23)을 이루게 된다.

상기 흡입 밸브체(20)의 가운데에 축방향으로 관통된 관통공(24)이 형성되며, 상기 제3 접촉면(23)의 가운데에 피스톤 밸브장착부 제2 원형돌기(17)의 외경 및 높이에 상응하는 내경과 깊이를 갖도록 제1 삽입홈(25)이 형성되고 상기 면적이 넓은 평면의 가운데에 일정 내경과 깊이를 갖는 제2 삽입홈(26)이 형성된다. 상기 제1 삽입홈(25)의 내경은 제2 삽입홈(26)의 내경보다 크게 형성되며 상기 제1,2 삽입홈(25)(26)은 관통공(24)과 같은 중심선상에 형성된다.

상기 피스톤(10)에 흡입 밸브체(20)가 장착되는 구조는 흡입 밸브체의 제1 삽입홈(25)이 피스톤 밸브장착부(K)의 제2 원형돌기(17)에 삽입되도록 결합된다. 이때 흡입 밸브체(20)의 제3 접촉면(23)과 제2 접촉면(22)의 일부가 제2 밸브시트(19)에 접촉되며 아울러 제1 접촉면(21)이 제1 밸브시트(14)에 접촉된다. 상기 흡입 밸브체의 관통공(24)과 피스톤의 관통공(18)이 일치하게 된다.

그리고 상기 일치된 흡입 밸브체의 관통공(24)과 피스톤의 관통공(18)에 소정의 길이를 가지며 그 양단에 머리부(31)가 형성된 결합 가이드봉(30)이 체결되며, 상기 흡입 밸브체의 제2 삽입홈(26)에 결합 가이드봉(30)의 머리부(31)가 위치하게 되며 그 결합 가이드봉(30)의 머리부(31) 높이는 제2 삽입홈(26)의 깊이보다 낮고 그 외경은 제2 삽입홈(31)의 내경보다 작게 된다. 상기 흡입 밸브체(20)는 결합 가이드봉(30)이 체결된 상태에서 상하움직임이 가능하게 된다.

상기한 바와 같은 종래 압축기의 흡입장치의 작동은 다음과 같다.

상기 흡입 밸브체(20)의 개폐는 모두 흡입 밸브체(20)의 양측 압력차와 피스톤(10)의 운동에 의한 관성에 의해 열리게 되는데, 먼저, 도 2에 도시한 바와 같이, 피스톤(10)이 구동력을 전달받아 상사점에서 하사점으로, 즉 a 방향으로 이동하게 되면 그 흡입력에 의해 흡입구멍(15)으로 가스가 유입됨과 함께 흡입 밸브체(20)가 결합 가이드봉(30)을 따라 피스톤이 움직이는 반대방향으로 이동하면서 유입된 가스가 장작홈(12) 및 흡입 밸브체의 제1 접촉면(21)과 제1 밸브시트(14)사이를 통해 실린더(1)내부로 흡입된다.

그리고 상기 피스톤(10)이 하사점에서 상사점으로, 즉 b 방향으로 이동하게 되면 흡입구멍(15)으로 가스의 흡입이 정지됨과 동시에 가압력에 의해 흡입 밸브체(20)가 결합 가이드봉(30)을 따라 하측으로 이동하면서 흡입 밸브체의 제1 접촉면(21)이 제1 밸브시트(14)에 안착됨과 아울러 제2 접촉면(22)의 하부 및 제3 접촉면(23)이 제2 밸브시트(19)에 접촉되어 실링되면서 실린더(1)내로 유입된 가스를 압축하게 된다.

이와 같은 과정을 반복하면서 가스를 실린더(1)내로 흡입하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 구조는 흡입 밸브체(20)가 양측의 압력차와 피스톤 운동에 의한 관성력에 의해서만 개폐가 이루어지므로 흡입 밸브체(20)의 응답성이 좋지 않은 단점이 있었다.

또한, 상기 흡입 밸브체(20)의 개폐시 제1 밸브시트(14)와 제1 접촉면(21)사이와 흡입 밸브체(20)를 피스톤(10)과 체결하는 결합 가이드봉(30)이 삽입되는 관통공(18)(24) 및 제2 밸브시트(19)와 흡입 밸브체의 제2,3 접촉면(22)(23)사이로 가스의 누설이 발생하게 될 우려가 많고, 결합 가이드봉(30)이 삽입된 흡입 밸브체의 제2 삽입홈(26)에 의해 사체적(Dead Volume)이 항상 존재하게 되어 재팽창 손실이 발생하게 된다.

상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 흡입 밸브체의 응답성을 우수하게 할 뿐만 아니라 사체적을 최소화할 수 있도록 한 압축기의 가스 흡입장치를 제공함에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 작동 소음을 줄이고 구조를 간단하게 할 수 있도록 한 압축기의 가스 흡입장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래 압축기의 가스 흡입장치를 도시한 정단면도,

도 2는 종래 압축기의 가스 흡입장치의 작동상태를 도시한 정단면도,

도 3a,3b는 본 발명의 압축기 가스 흡입장치를 도시한 평면도 및 정단면도,

도 4는 본 발명의 압축기 가스 흡입장치의 작동상태를 도시한 정단면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 ; 실린더 40 ; 피스톤

42 ; 경사접촉면 43 ; 면접촉면

44 ; 밸브 삽입구멍 45 ; 가스 유입구멍

46 ; 단턱면 47 ; 가스 유입구멍

50 ; 밸브 콘 51 ; 콘부

52 ; 가이드부 53 ; 걸림턱부

60 ; 탄성부재 V ; 밸브시트

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 단부에 실링면을 이루는 밸브시트가 형성되고 그 밸브시트의 내부에 가스가 유입되는 가스유로와 연통되는 가스 유입구멍 및 밸브 삽입구멍이 구비되어 이루어져 실린더내부에 삽입되는 피스톤과, 상기 밸브 삽입구멍에 삽입됨과 아울러 상기 밸브시트에 안착되어 밸브시트를 개폐하는 밸브 콘과, 상기 밸브 콘과 밸브시트의 내면사이에 위치하여 밸브 콘의 움직임을 탄성적으로 지지하는 탄성부재로 구성함을 특징으로 하는 압축기의 가스 흡입장치가 제공된다.

이하, 본 발명의 압축기의 흡입장치를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 3a, 3b는 본 발명의 압축기의 가스 흡입장치를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 압축기 가스 흡입장치는 먼저 압축기구부를 구성하는 실린더의 내부에 피스톤(40)이 삽입되며 그 피스톤(40)은 실린더(1)의 내경과 상응하는 환봉 형태의 몸체부(41)의 단부에 밸브시트(V)가 형성된다. 상기 밸브시트(V)는 음각으로 경사지게 경사접촉면(42)이 형성되고 그 경사접촉면(42)에 이어 단면과 평행하도록 소정의 면적을 갖는 평접촉면(43)이 형성되어 이루어진다. 그리고 상기 밸브시트(V)를 구성하는 평접촉면(43)에 밸브가 삽입되어 안내되는 밸브 삽입구멍(44)이 형성되고 그 밸브 삽입구멍(44)에 이어 밸브 삽입구멍(44)보다 내경이 큰 가스유로(45)가 형성되며 그 밸브 삽입구멍(44)과 가스유로(45)의 내경 차에 의해 단턱면(46)이 형성된다. 그리고 단턱면(46)과 평접촉면(43)에 의해 형성되는 격벽에 가스가 유동하는 가스 유동구멍(47)이 형성되며 그 가스 유동구멍(47)은 상기 밸브 삽입구멍(44)과 이어 지도록 형성됨이 바람직하다.

상기 밸브 콘(50)은 외주면에 상기 밸브시트(V)와 상응하도록 콘부(51)가 형성되고 그 콘부(51)에 소정의 길이로 연장되어 상기 밸브 삽입구멍(44)에 삽입되는 가이드부(52)가 형성되며 그 가이드부(52)의 단부에 돌출되도록 걸림턱부(53)가 형성되어 이루어진다. 상기 가이드부(52)의 내부에 소정의 깊이와 내경을 갖도록 원통홈(54)이 형성됨이 바람직하다.

상기 탄성부재(60)는 원뿔형 코일 스프링으로 이루어짐이 바람직하다.

이하, 본 발명의 압축기의 가스 흡입장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기 피스톤(40)이 실린더(1)에 삽입되며 그 피스톤(40)이 구동력을 발생시키는 전동기구부와 연결된다. 그리고 상기 밸브 콘(50)은 그 콘부(51)가 피스톤(40)의 밸브시트(V)에 안착됨과 아울러 그 가이드부(52)가 피스톤(40)의 밸브 삽입구멍(44)에 삽입된다. 그리고 상기 탄성부재(60)인 원뿔형 코일 스프링의 장경 단부가 단턱면에 지지되고 그 단경 단부가 밸브 콘(50)의 걸림턱부(53)에 지지된다. 상기 밸브 콘(50)은 작동하지 않는 상태에서 탄성부재(60)의 탄성력에 의해 그 콘부(51)가 피스톤(40)의 밸브시트(V)에 밀착된다. 이와 같은 상태에서, 도 4에 도시한 바와 같이, 피스톤(40)이 구동력을 전달받아 상사점에서 하사점으로, 즉 c 방향으로 이동하게 되면 그 밸브 콘(50) 양측의 압력차에 의한 흡입력에 의해 밸브 콘(50)이 압축공간(P)측으로 이동하면서 밸브 콘(50)의 콘부(51)와 피스톤(40)의 밸브시트(V)사이가 열리게 됨과 동시에 상기 피스톤(40)의 가스유로(45) 및 가스 유동구멍(47)을 통해 유입되는 가스는 밸브 콘(50)의 콘부(51)와 피스톤(40)의 밸브시트(V)사이를 통해 압축공간(P)내로 흡입된다. 이때, 탄성부재(60)는 압축력이 작용한 상태가 된다.

그리고 상기 피스톤(40)이 하사점에서 상사점으로, 즉 d 방향으로 이동하게 되면 밸브 콘(50)의 양측 압력 차에 의한 힘과 탄성부재(60)의 복원력에 의해 밸브 콘(50)이 하측으로 이동하여 그 콘부(51)가 피스톤(40)의 밸브시트(V)에 안착되면서 피스톤(40)에 형성된 가스 유동구멍(47)을 막게 되어 압축공간(P)으로의 가스 유입이 차단되면서 압축공간(P)에 흡입된 가스를 압축하게 된다.

본 발명은 압축공간(P)과 접촉되는 밸브 콘(50)의 면이 별도의 홈이나 결합부분이 없이 평면 상태를 이루게 되므로 사체적을 최소화하게 되어 재팽창 손실을 감소시키게 된다. 또한, 밸브의 개폐가 밸브 콘(50) 양측의 압력차 뿐만 아니라 탄성부재(60)인 코일 스프링의 탄성력에 의해 밸브 콘(50)이 개폐되므로 밸브 콘(50)의 개폐가 쉽게 이루어지고 그 응답성이 좋게 된다.

또한, 본 발명은 밸브 콘(50)과 그 밸브 콘(50)을 걸어 지지하는 탄성부재(60)로 구성되므로 구조가 간단하고 밸브 콘(50)과 피스톤(40)의 실링면, 즉 접촉면이 작으므로 작동시 밸브 콘(50)과 피스톤(40)사이의 접촉 소음이 감소된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 압축기의 가스 흡입장치는 피스톤의 직선 왕복운동에 따라 가스의 흐름을 개폐하는 응답성이 우수하게 될 뿐만 아니라 사체적을 최소화하게 됨으로써 압축 성능을 높이게 되고, 또한 구조가 간단하게 되어 제작을 수월하게 하며 작동 소음이 감소되어 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

단부에 실링면을 이루는 밸브시트가 형성되고 그 밸브시트의 내부에 가스가 유입되는 가스유로와 연통되는 가스 유입구멍 및 밸브 삽입구멍이 구비되어 이루어져 실린더내부에 삽입되는 피스톤과, 상기 밸브 삽입구멍에 삽입됨과 아울러 상기 밸브시트에 안착되어 밸브시트를 개폐하는 밸브 콘과, 상기 밸브 콘과 피스톤내면사이에 위치하여 밸브 콘의 움직임을 탄성적으로 지지하는 탄성부재로 구성함을 특징으로 하는 압축기의 가스 흡입장치.
제1항에 있어서, 상기 피스톤은 그 단부에 음각으로 경사지게 경사접촉면과 그 경사접촉면에 이어 소정의 면적으로 형성되는 평접촉면으로 이루어지는 밸브시트와 상기 밸브시트의 평접촉면에 밸브가 삽입되어 안내되는 밸브 삽입구멍이 형성됨과 아울러 그 밸브 삽입구멍에 이어 가스유로가 형성되며 그 밸브 삽입구멍과 가스유로의 직경차에 의해 단턱면이 형성되고 그 단턱면과 평접촉면에 의해 이루어지는 격벽에 가스 유입구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 압축기의 가스 흡입장치.
제1항에 있어서, 상기 밸브 콘은 외주면에 상기 밸브시트와 상응하도록 형성된 콘부와, 그 콘부에 연장 형성되어 상기 밸브 삽입구멍에 삽입되는 가이드부와 그 가이드부의 단부에 형성되는 걸림턱부가 형성된 것을 특징으로 압축기의 가스 흡입장치.
제1항에 있어서, 상기 탄성부재는 원뿔형 코일 스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 압축기의 가스 흡입장치.