KR20010084549A - 왕복동식 밀폐형 압축기용 밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 밀폐형 압축기용 밸브장치에 관한 것으로, 흡입밸브가 밀착되는 밸브플레이트의 시트부와 흡입포트 및 토출패스포트가 공명음 및 충격음의 발생을 최대한 억제할 수 있는 영역을 갖도록 한 왕복동식 밀폐형 압축기용 밸브장치에 관한 것이다.

본 발명의 목적은, 흡입 토출시 밸브의 거동을 최적화시키고 밸브플레이트의 시트부와 밸브간의 공명음 및 충격음 발생을 최대한 억제시켜 소음을 정음화하도록 한 왕복동식 밀폐형 압축기용 밸브장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 밸브플레이트의 일측면에는 토출밸브와 키퍼가 고정되고 반대측면에는 흡입밸브가 밀착되어 실린더블록에 결합된 왕복동식 밀폐형 압축기용 밸브장치에 있어서, 상기 밸브플레이트는, 상기 흡입밸브의 연동에 의해 개폐되는 흡입포트의 직경이 5.0 ~ 6.0㎜이고, 상기 흡입밸브가 밀착되는 시트부의 외경은 6.2 ~ 7.2㎜, 외곽 직경은 9.5 ~ 10.5㎜이며, 토출패스포트는 직경이 3.5 ~ 4.5㎜인 것을 특징으로 한다.

Description

왕복동식 밀폐형 압축기용 밸브장치{A VALVE DEVICE FOR COMPRESSOR FORM AIR-TIGHT TYPE RETERN POSE}

본 발명은 왕복동식 밀폐형 압축기의 밸브장치에 관한 것으로, 특히 흡입밸브가 밀착되는 밸브플레이트의 시트부와 흡입포트 및 토출패스포트가 공명음 및 충격음의 발생을 최대한 억제할 수 있는 영역을 갖도록 한 왕복동식 밀폐형 압축기용밸브장치에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 저온 저압의 가스상태 냉매를 압축시켜 고온 고압의 가스 상태로 하도록 된 것으로, 본원에서는 피스톤이 왕복으로 운동하는 밀폐형 압축기에 대한 것이다.

이러한 왕복동식 밀폐형 압축기는 일반적으로, 내부의 기밀을 유지시키고 외관을 형성시키는 본체내에 고정된 고정자와 회전자에 형성된 자장 등에의해 크랭크샤프트가 회전가능하게 설치되고, 이 크랭크샤프트에 일단이 접속되어서 블록에서 왕복운동되는 피스톤에 의해 가압된 냉매가 밸브장치를 통해 토출관으로 토출되도록 설치되어 있다.

여기서 종래 왕복동식 밀폐형 압축기의 밸브장치를 본 발명을 설명하는 도 1 내지 도 3에 의거 설명하면, 실린더블록(9)의 상면으로부터 흡입밸브(12)와, 이 흡입밸브(12)에 의해 개폐되는 흡입포트(13a)가 형성된 밸브플레이트(13)와, 이 밸브플레이트(13)에 형성된 토출포트(13b)를 개폐하는 토출밸브(14)와, 이 토출 밸브(14)의 개폐 영역을 규제하여 정위치에서 벗어나지 않도록 하는 키퍼(15)가 순차적으로 동시에 리벳(16)에 의해 고정되어 있다.

그리고 상기 흡입포트(13a)와 흡입밸브(12)의 밸브(12c)가 밀착되는 밸브플레이트(13)의 시트부(P), 상기 흡입포트(13a)는 직경이 이론적으로 기초하여 6.5㎜로 형성되어 있고, 상기 시트부(P)의 시트외경(C)은 7.9㎜, 외곽 직경은 10㎜로 형성되어 있고, 상기 밸브플레이트(13)에 형성된 압축가스의 토출패스포트(13e)는 6.5㎜로 형성되어 있다.

도 3의 B는 흡입포트(13a)이다.

이와 같이 구성되어 있는 밀폐형 압축기는 압축기가 구동되어 크랭크 샤프트(6)가 회전되면, 상기 피스톤(10)이 실린더내에서 왕복운동하여 냉매의 흡입, 압축 및 토출 과정이 발생되는바, 상기 흡입관(8)을 통해 유입된 냉매는 흡입 머플러(8a)를 거쳐 실린더헤드(11)의 흡입실(11a)로 유입되고, 계속해서 밸브플레이트(13)의 흡입포트(13a)를 통해 실린더의 내부로 흡입되며, 이와 같이 실린더 내부로 흡입된 냉매는 피스톤(10)에 의해 압축된다.

이렇게 실린더내에서 압축된 냉매는 밸브플레이트(13)의 토출포트(13b)를 통해 토출밸브(14)를 개방시키면서 토출되어 실린더헤드(11)의 토출실(11b)과 토출관(미도시)을 거쳐 상,하부케이스(1,2)의 외부로 토출된다.

그러나 상기 흡입포트(13a)의 직경 6.5㎜는 이론상 산술한 것으로 타당하나 상기 흡입밸브(12)와 흡입포트(13a)과의 관계에서 나타나는 공명음을 실측으로 실험한 결과 변조음이 발생되어 흡입포트(13a)의 직경 6.5㎜는 너무 크다는 문제점이 있었다.

또한 상기 흡입포트(13a)의 직경을 6.5㎜로 정하고 토출패스포트(13e)의 성능과 소음을 측정한 결과 흡입포트(13a)의 직경과 동일한 6.5㎜의 토출패스포트 (13e)는 너무 크다는 문제점이 있었다.

이에 동시에 상기 시트부(P)도 너무커서 밸브 거동시 여러차례의 충격음이 발생되고 점성저항의 증가로 인한 압력상승으로 고주파대역에서 피크(PEAK)가 발생되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 흡입 토출시 밸브의 거동을 최적화시키고 밸브플레이트의 시트부와 밸브간의 공명음 및 충격음 발생을 최대한 억제시켜 소음을 정음화하도록 한 왕복동식 밀폐형 압축기용 밸브장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 압축기를 설명하는 개략도,

도 2는 본 발명의 밸브플레이트가 설치되는 상태를 나타내는 밸브장치의 분해사시도,

도 3은 도 2의 A - A선 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10: 실린더블록 12: 흡입밸브

13: 밸브플레이트 13a: 흡입포트

13e: 토출패스포트 14: 토출밸브

15: 키퍼

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 밸브플레이트의 일측면에는 토출밸브와 키퍼가 고정되고 반대측면에는 흡입밸브가 밀착되어 실린더블록에 결합된 왕복동식 밀폐형 압축기용 밸브장치에 있어서, 상기 밸브플레이트는, 상기 흡입밸브의 연동에 의해 개폐되는 흡입포트의 직경이 5.0 ~ 6.0㎜이고, 상기 흡입밸브가 밀착되는 시트부의 외경은 6.2 ~ 7.2㎜, 외곽 직경은 9.5 ~ 10.5㎜이며, 토출패스포트는 직경이 3.5 ~ 4.5㎜인 것을 특징으로 한다.

상기 흡입포트의 직경이 5.5㎜이고, 상기 흡입밸브가 밀착되는 시트부의 외경은 6.7㎜, 외곽 직경은 10㎜이며, 토출패스포트는 직경이 4.0㎜인 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 의한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 압축기를 설명하는 개략도이고, 도 2는 본 발명의 밸브플레이트가 설치되는 상태를 나타내는 밸브장치의 분해사시도이며, 도 3은 도 2의 A - A선 단면도이다.

본 발명에 따른 왕복동식 밀폐형 압축기는 도 1에 도시된 것과 같이, 상,하부케이스(1,2)의 내부에 고정자(3)와 회전자(4)로 이루어지는 전동 기구부(5)와, 회전자(4)의 중앙에 압입고정된 크랭크샤프트(6)의 회전 동작에 의해 냉매를 흡입하여 압축시킨후 토출시키는 압축기구부(7)로 구분할 수 있다.

상기 압축기구부(7)는 흡입관(8)을 통해 유입되는 냉매의 압축 공간을 이루는 실린더블록(9)과, 이 실린더블록(9)의 내부에서 크랭크샤프트(6)의 회전에 의해 왕복 운동을 하는 피스톤(10)과, 상기 실린더블록(9)을 복개하는 실린더헤드(11)와, 이 실린더블록(9)과 실린더헤드(11)의 사이에 개재되어 실린더의 내부로 냉매를 흡입함과 아울러 압축된 냉매를 토출시키는 밸브장치 등으로 구성되어 있다.

여기서 상기 밸브장치는 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 상기 실린더블록(9)의 상면으로부터 흡입밸브(12)와, 이 흡입밸브(12)에 의해 개폐되는 흡입포트(13a)가 형성된 밸브플레이트(13)와, 이 밸브플레이트(13)에 형성된 토출포트 (13b)를 개폐하는 토출밸브(14)와, 이 토출 밸브(14)의 개폐 영역을 규제하여 정위치에서 벗어나지 않도록 하는 키퍼(15)가 순차적으로 동시에 리벳(16)에 의해 고정되어 있다.

또한 상기 실린더헤드(11)와 밸브장치의 이에는 냉매가스의 누설을 방지하기 위한 실린더헤드가스켓(17)이 개재되어 있다.

한편 상기 흡입포트(13a)와 흡입밸브(12)의 밸브(12c)가 밀착되는 밸브플레이트(13)의 시트부(P)를 도 3에 의거 설명하면, 먼저 상기 흡입밸브(12)와 흡입포트(13a)과의 관계에서 나타나는 공명음을 실측으로 실험한 결과 5.0 ~ 6.0㎜에서 소음이 거의 나지 않고, 5.5㎜에서 가장 적은 실험치를 얻을 수 있었다.

이때 상기 흡입포트(13a)를 5.5㎜로 놓고 토출패스포트(13e)의 효율과 소음을 측정한 결과 3.5 ~ 4.5㎜에서 소음이 거의 없고, 4.0㎜에서 가장적은 실험치를 얻을 수 있었다.

상기 시트부(P)의 시트외경(C)은 6.2 ~ 7.2㎜, 외곽 직경(D)은 9.5 ~ 10.5㎜에서 밸브 거동시 여러차례의 충격음이 발생되지 않고 점성저항과 압력도 증가하지 않으며 고주파대역에서 피크(PEAK)도 발생하지 않았다.

미설명부호 B는 흡입포트(13a)이고, 12a는 상기 토출포트(13b)와 연통되는 구멍이고, 12b는 상기 리벳(16)이 안착될 때 간섭을 일으키지 않도록 형성된 도피홈이며, 13c,13d는 상기 리벳(16)이 끼워져 삽입되는 구멍이다.

이와 같이 구성되어 있는 밀폐형 압축기는 압축기가 구동되어 크랭크 샤프트(6)가 회전되면, 상기 피스톤(10)이 실린더내에서 왕복운동하여 냉매의 흡입, 압축 및 토출 과정이 발생되는바, 상기 흡입관(8)을 통해 유입된 냉매는 흡입 머플러(8a)를 거쳐 실린더헤드(11)의 흡입실(11a)로 유입되고, 계속해서 밸브플레이트(13)의 흡입포트(13a)를 통해 실린더의 내부로 흡입되며, 이와 같이 실린더 내부로 흡입된 냉매는 피스톤(10)에 의해 압축된다.

이렇게 실린더내에서 압축된 냉매는 밸브플레이트(13)의 토출포트(13b)를 통해 토출밸브(14)를 개방시키면서 토출되어 실린더헤드(11)의 토출실(11b)과 토출관(미도시)을 거쳐 상,하부케이스(1,2)의 외부로 토출된다.

이때 상기 흡입포트(13a)와 시트부(P) 및 토출패스포트(13e)가 최적의 조건으로 형성되어 소음이 감소하였다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 흡입 토출시 밸브의 거동을 최적화시키고 밸브플레이트의 시트부와 밸브간의 공명음 및 충격음 발생을 최대한 억제시켜 소음을 정음화할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 구체적인 일 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (1)

1. 밸브플레이트의 일측면에는 토출밸브와 키퍼가 고정되고 반대측면에는 흡입밸브가 밀착되어 실린더블록에 결합된 왕복동식 밀폐형 압축기용 밸브장치에 있어서,

   상기 밸브플레이트는, 상기 흡입밸브의 연동에 의해 개폐되는 흡입포트의 직경이 5.0 ~ 6.0㎜이고, 상기 흡입밸브가 밀착되는 시트부의 외경은 6.2 ~ 7.2㎜, 외곽 직경은 9.5 ~ 10.5㎜이며, 토출패스포트는 직경이 3.5 ~ 4.5㎜인 것을 특징으로 하는 왕복동식 밀폐형 압축기용 밸브장치.