KR20010112524A - 가스 토출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스 토출장치에 관한 것으로, 본 발명은 가스가 토출되는 토출구를 구비하여 피스톤이 왕복 운동하는 실린더의 압축공간을 복개하는 토출커버와 그 토출커버 내부에 삽입되어 피스톤의 움직임에 따라 압축공간을 개폐하면서 압축된 가스를 토출시키는 토출밸브와 상기 토출커버내에 위치하여 토출밸브의 움직임을 탄성적으로 지지하는 밸브스프링과 상기 토출밸브에 움직임 가능하도록 복개 결합되어 토출밸브의 개폐 운동에 따라 그 토출밸브에 에어 댐핑력을 유발시키는 밸브 댐핑커버를 포함하도록 구성하여 전동기구부의 구동력을 전달받아 피스톤이 실린더의 압축공간에서 직선 왕복 운동함에 따라 토출밸브의 개폐 동작과 함께 그 압축공간에 냉매 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키는 과정을 반복하면서 토출밸브의 개폐 동작에 의해 발생되는 충돌을 최소화함으로써 부품의 파손을 감소시킬 뿐만 아니라 충돌 소음 및 진동을 억제하여 압축기의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

가스 토출장치{GAS DISCHARGING SYSTEM}

본 발명은 가스 토출장치에 관한 것으로, 특히 실린더의 압축공간에서 피스톤이 직선 왕복 운동을 반복함에 따라 토출밸브의 개폐 동작과 함께 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키는 과정에서 발생되는 밸브의 충돌을 최소화할 수 있도록 한 가스 토출장치에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 유체를 압축시키는 기기로, 밀폐용기내부에 장착되어 구동력을 발생시키는 전동기구부와 그 전동기구부의 구동력을 전달받아 가스를 압축시키는 압축기구부를 포함하여 구성되며 이와 같은 압축기는 인가되는 전원에 의해 전동기구부에서 구동력을 발생시키게 되면 그 구동력을 전달받아 압축기구부에서 냉매 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키게 된다.

한편, 상기 압축기구부는 내부에 압축 공간이 형성된 실린더와 그 실린더의 내부에 삽입되어 전동기구부의 구동력을 전달받아 직선 왕복 운동하는 피스톤을 포함하여 구성되며, 또한 상기 피스톤이 직선 왕복 운동함에 의해 압축 공간에서 압축된 가스를 토출시키는 가스 토출장치가 실린더에 장착되어 있다.

도 1은 상기 가스 토출장치의 일례를 도시한 것이다. 이에 도시한 바와 같이, 종래 가스 토출장치는 전동기구부의 구동력을 전달받아 왕복 운동하는 피스톤(10)이 삽입되는 실린더(20)의 압축공간(P)을 복개하도록 결합되는 토출커버(30)와, 상기 토출커버(30)의 내부에 삽입되어 실린더(20)의 압축공간(P)을 개폐하는 토출밸브(40)와, 상기 토출커버(40)내부에 삽입되어 토출밸브(40)를 탄성적으로 지지하는 밸브스프링(41)을 포함하여 구성되어 있다.

상기 토출커버(30)는 일측이 개구된 원통 형상으로 형성된 몸체부(31)와 상기 몸체부(31)의 개구된 부분이 소정의 면적을 갖도록 절곡 연장되어 타 부품에 고정 지지되는 고정 지지부(32)와 상기 몸체부(31)의 내부 영역을 2등분으로 구획하여 일측에 상기 토출밸브(40)와 밸브스프링(41)이 위치하는 토출영역(a)과 그 토출영역(a)을 통한 토출 가스의 압력 맥동 저감 및 고주파 소음 저감을 위한 토출 플레넘 영역(b)으로 분리하는 구획벽(33)과 상기 구획벽(33)에 형성되어 토출영역(a)과 토출 플레넘 영역(b)을 연통시키는 관통구멍(34)과 상기 토출 플레넘 영역(b)과 연통되도록 토출커버(30)에 형성되는 토출관부(35)를 구비하여 형성된다.

상기 토출밸브(40)는 실린더(20)의 압축공간(P)을 개폐하도록 실린더(20)의 일측면에 접촉되며 상기 밸브스프링(41)은 구획벽(33)과 토출밸브(40)사이에 위치하여 토출밸브(40)를 탄성 지지하도록 결합된다. 미설명 부호 11은 흡입밸브이다.

상기한 바와 같은 종래 가스 토출장치의 작동과정은 다음과 같다.

먼저, 전동기구부의 구동력을 전달받아 피스톤(10)이 실린더(20)내부에서 직선 왕복 운동하게 된다. 이때, 도 2에 도시한 바와 같이, 피스톤(10)이 하사점(c)에서 상사점(d)으로 움직이게 되면 피스톤(10)과 실린더(20)에 의해 형성되는 압축공간(P)의 체적이 줄어들면서 압축공간(P)에 흡입된 냉매 가스가 압축되면서 상사점(d)에 이르게 되면 밸브스프링(41)에 의해 지지되던 토출밸브(40)가 열리면서 가스를 토출시키게 된다. 상기 토출밸브(40)가 열리면서 토출된 고온 고압 상태의 가스는 토출커버(30)의 토출영역(a) 및 구획벽(33)의 관통구멍(34)을 통해 완충 공간인 토출 플레넘 영역(b)으로 유입됨과 동시에 토출 플레넘 영역(b)측에 형성된 토출관부(35)를 통해 외부로 토출된다.

그리고 상기 피스톤(10)이 상사점(d)에서 하사점(c)으로 이동하게 되면 밸브스프링(41)에 의해 지지되는 토출밸브(40)가 실린더(20)의 압축공간(P)을 막게 됨과 동시에 실린더(20)의 압축공간(P)으로 냉매 가스가 흡입된다.

이와 같이 상기 피스톤(10)이 실린더(20)내부에서 직선 왕복 운동을 반복함에 따라 상기 토출밸브(40)가 밸브스프링(41)에 의해 탄성적으로 지지된 상태에서 반복적으로 상하로 움직이면서 실린더(20)의 압축공간(P)을 개폐시키게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 가스 토출장치는 실린더(20)의 압축공간(P)에서 피스톤(10)이 움직임에 따라 토출밸브(40)가 개폐되면서 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키는 행정이 반복적으로 지속되는 과정에서 토출밸브(40)가 닫힘시 실린더(20)와의 접촉 충돌에 의해 진동 및 충돌 소음이 발생하게 되며 그 진동 및 충돌 소음으로 인하여 압축기의 신뢰성을 저하시키게 되는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 실린더의 압축공간에서 피스톤이 직선 왕복 운동을 반복함에 따라 토출밸브의 개폐 동작과 함께 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키는 과정에서 발생되는 밸브의 충돌을 최소화할 수 있도록 한 가스 토출장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래 가스 토출장치의 일례를 도시한 정단면도,

도 2는 종래 가스 토출장치의 작동상태를 도시한 정단면도,

도 3은 본 발명의 가스 토출장치를 도시한 정단면도,

도 4,5는 본 발명의 가스 토출장치를 구성하는 토출밸브와 밸브 댐핑커버의 결합 상태를 도시한 정단면도 및 측면도,

도 6,7은 본 발명의 가스 토출장치의 작동상태를 단계별로 각각 나타낸 정단면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10 ; 피스톤 20 ; 실린더

30 ; 토출커버 35 ; 토출구

41 ; 밸브스프링 50 ; 토출밸브

51 ; 지지면 52 ; 접촉면

53 ; 밸브몸체 54 ; 유로홈

60 ; 밸브 댐핑커버 61 ; 댐핑면부

62 ; 복개 절곡부 P ; 압축공간

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 가스가 토출되는 토출구를 구비하여 피스톤이 왕복 운동하는 실린더의 압축공간을 복개하는 토출커버와, 그 토출커버 내부에 삽입되어 피스톤의 움직임에 따라 압축공간을 개폐하면서 압축된 가스를 토출시키는 토출밸브와, 상기 토출커버내에 위치하여 토출밸브의 움직임을 탄성적으로 지지하는 밸브스프링과, 상기 토출밸브에 움직임 가능하도록 복개 결합되어 토출밸브의 개폐 운동에 따라 그 토출밸브에 에어 댐핑력을 유발시키는 밸브 댐핑커버를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 가스 토출장치가 제공된다.

이하, 본 발명의 가스 토출장치를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 가스 토출장치의 일례를 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 본 발명의 가스 토출장치는 구동력을 발생시키는 전동기구부의 구동력을 전달받아 직선 왕복 운동하는 피스톤(10)이 실린더(20)의 압축공간(P)에 삽입되고 상기 실린더(20)의 압축공간(P)을 복개하도록 토출커버(30)가 결합된다. 그리고 상기 토출커버(30)내에 피스톤(10)의 움직임에 따라 압축공간(P)을 개폐하면서 압축된 가스를 토출시키는 토출밸브(50)가 삽입됨과 아울러 그 토출밸브(50)를 탄성 지지하는 밸브스프링(41)이 토출밸브(50)를 지지하도록 결합되며 상기 토출밸브(50)의 개폐 동작에 따라 그 토출밸브(50)에 에어 댐핑력을 유발시키는 밸브 댐핑커버(60)가 토출밸브(50)에 움직임 가능하도록 복개 결합되어 이루어진다. 상기 토출커버(30)는 일측이 개구된 원통 형상으로 형성된 몸체부(31)의 개구된 부분에 소정의 면적을 갖도록 절곡 연장되어 타 부품에 고정 지지되는 고정 지지부(32)가 형성되고 상기 몸체부(31)의 내부 영역을 2등분하여 토출밸브(50) 및 밸브스프링(41)이 위치하는 토출영역(a)과 토출 플레넘 영역(b)으로 구획하는 구획벽(33)이 형성되며 그 구획벽(33)에 관통구멍(34)이 형성되고 상기 토출 플레넘 영역(b)측에 가스가 토출되는 토출구(35)가 형성되어 이루어진다.

도 4, 5는 상기 토출밸브(50)와 밸브 댐핑커버(60)가 결합된 상태를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 상기 토출밸브(50)는 소정의 두께와 면적을 갖도록 형성되어 그 일면에 밸브스프링(41)이 지지되는 지지면(51)이 구비되고 다른면에 접촉면(52)이 구비된 밸브몸체(53)의 지지면(51)에 공기가 유입되는 유로홈(54)이 복수개 형성되어 이루어진다. 상기 접촉면(52)은 실린더 압축공간(P)의 내경보다 큰 원형의 평면으로 형성되고 상기 지지면(51)은 곡면으로 형성됨이 바람직하다. 그리고 상기 밸브 댐핑커버(60)는 상기 밸브몸체(53)의 접촉면(52)보다 크게 형성된 댐핑면부(61)와 그 댐핑면부(61)의 가장자리에 연장 절곡 형성되어 밸브몸체(53)의 가장자리를 감싸는 복개 절곡부(62)로 이루어진다. 상기 댐핑면부(61)는 토출밸브(50)의 접촉면(52)보다 큰 외경으로 형성되며 상기 복개 절곡부(62)의 단부에 의해 형성되는 내경은 토출밸브(50)의 유로홈(54)의 일부를 커버하는 크기로 형성됨과 아울러 밸브스프링(41)의 외경보다 크게 형성된다. 상기 토출밸브(50)는 밸브 댐핑커버(60)의 질량보다 작도록 형성되며 그 일예로 상기 토출밸브(50)는 플라스틱으로 형성되고 상기 밸브 댐핑커버(60)는 강판으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 밸브스프링(41)은 소정의 외경을 갖는 코일 스프링으로 이루어짐이 바람직하다.

이하, 본 발명의 가스 토출장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저 전동기구부의 구동력을 전달받아 피스톤(10)이 실린더(20)내부를 직선 왕복 운동하게 된다. 이때 상기 피스톤(10)이, 도 6에 도시한 바와 같이, 하사점(c)에서 상사점(d)으로 움직이게 되면 토출밸브(50) 및 밸브 댐핑커버(60)에 의해 실린더(20)의 압축공간(P)이 막힌 상태에서 압축공간(P)으로 흡입된 가스가 압축되면서 상사점(d)에 이르러 일정 압력 상태가 되면서 밸브스프링(41)에 의해 탄성적으로 지지되는 토출밸브(50) 및 밸브 댐핑커버(60)가 서로 밀착된 상태로 움직이면서 압축공간(P)을 열게되어 압축된 가스가 토출된다.

그리고 상기 피스톤(10)이, 도 7에 도시한 바와 같이, 상사점(d)에서 하사점(c)으로 움직이게 되면 밸브스프링(41)의 탄성력에 의해 토출밸브(50)와 밸브 댐핑커버(60)가 실린더(20)의 단부에 접촉되면서 실린더(20)의 압축공간(P)을 막음과 동시에 실린더(20) 압축공간(P)내부로 가스가 흡입된다. 이때 상기 토출밸브(50)와 밸브 댐핑커버(60)가 움직이면서 실린더 압축공간(P)을 막는 과정에서 밸브 댐핑커버(60)의 무게가 토출밸브(50)의 무게보다 상대적으로 무거우므로 밸브 댐핑커버(60)가 실린더(20)측으로 먼저 움직이게 되어 토출밸브(50)의 접촉면(52)과 밸브 댐핑커버(60)의 댐핑면부(61)사이에 틈이 형성됨과 아울러 토출밸브(50)의 유로홈(54)을 통해 공기가 그 틈새로 유입된다. 그리고 상기 밸브 댐핑커버(60)가 먼저 실린더(20)의 단부에 접촉되면서 실린더(20)의 압축공간(P)을 막고 이어 밸브스프링(41)의 탄성력에 의해 토출밸브(50)의 접촉면(52)이 밸브 댐핑커버(60)의 댐핑면부(61)에 밀착 지지되며 이때 토출밸브(50)의 접촉면(52)과 밸브 댐핑면부(61)가 밀착되는 과정에서 그 사이에 위치한 공기가 댐핑 역할을 하면서 빠져나가게 되어 밸브 댐핑커버(60)와의 충돌을 방지하게 된다. 또한 상기 밸브 댐핑커버(60)가 흡입력에 의해 실린더(20) 단부에 접촉되는 과정에서는 단지 흡입력에 의해 판재로 형성된 밸브 댐핑커버(60)가 실린더(20) 단부에 접촉되므로 충돌이 극히 미비하게 된다.

이와 같은 토출밸브(50) 및 밸브 댐핑커버(60)의 작동이 반복됨과 함께 가스가 흡입되고 압축되어 토출되는 과정이 반복되므로 토출밸브(50) 및 밸브 댐핑커버(60)의 작동에 의한 충돌이 최소화되고 아울러 부품을 파손을 억제하게 된다.

한편, 상기 실린더(20)의 압축공간(P)에서 토출된 고온 고압 상태의 냉매 가스는 토출커버(30)의 토출영역과 토출 플레넘 영역(b)을 거쳐 토출구(35)를 통해 토출된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 가스 토출장치는 피스톤이 실린더의 압축공간에서 직선 왕복 운동함에 따라 토출밸브의 개폐 동작과 함께 그 압축공간에 냉매 가스를 흡입하고 압축하여 토출시키는 과정을 반복하면서 토출밸브의 개폐 동작에 의한 발생되는 충돌을 최소화하게 됨으로써 부품의 파손을 감소시킬 뿐만 아니라 충돌 소음 및 진동을 억제하게 되어 압축기의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 가스가 토출되는 토출구를 구비하여 피스톤이 왕복 운동하는 실린더의 압축공간을 복개하는 토출커버와, 그 토출커버 내부에 삽입되어 피스톤의 움직임에 따라 압축공간을 개폐하면서 압축된 가스를 토출시키는 토출밸브와, 상기 토출커버내에 위치하여 토출밸브의 움직임을 탄성적으로 지지하는 밸브스프링과, 상기 토출밸브에 움직임 가능하도록 복개 결합되어 토출밸브의 개폐 운동에 따라 그 토출밸브에 에어 댐핑력을 유발시키는 밸브 댐핑커버를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 가스 토출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 토출밸브는 소정의 두께와 면적을 갖도록 형성되어 그 일면에 밸브스프링이 지지되는 지지면이 구비되고 다른면에 접촉면이 구비된 밸브몸체의 지지면에 공기가 유입되는 유로홈이 복수개 형성되어 이루어지고 상기 밸브 댐핑커버는 상기 밸브몸체의 접촉면보다 크게 형성된 댐핑면부와 그 댐핑면부의 가장자리에 연장 절곡 형성되어 밸브몸체의 가장자리를 감싸는 복개 절곡부로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스 토출장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 토출밸브는 밸브 댐핑커버의 질량보다 작도록 토출밸브는 플라스틱으로 형성되고 상기 밸브 댐핑커버는 강판으로 형성된 것을 특징으로 하는 가스 토출장치.