KR200183778Y1 - 공기압축기용 에어밸브 - Google Patents

Abstract

본 고안은 공기압축기용 에어밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실린더의 상부에 설치되는 에어밸브를 흡입구와 토출구를 일체로 형성하여 공기의 흡입양과 토출양의 통과 면적을 대폭 증대시켜 압축기의 압축 효율을 대폭 향상시킬 수 있는 공기압축기용 에어밸브에 관한 것이다.

본 고안은 중심부에 고정볼트(21)가 상향 돌출되는 원판 형태의 밸브시트(20)와, 상기 밸브시트(20)의 상부에는 중심부에 고정볼트(21)가 관통되어 고정너트(35)로서 고정되는 밸브가아드(10)에 있어서, 상기 밸브시트(20)의 상면 중앙에는 원형경계부(25)가 형성되며, 이 원형경계부(25)의 내주연에는 원형경계부(25)보다 높이가 낮게 흡입공간부(24)가 형성되고, 이 흡입공간부(24)에는 다수개의 하부흡입구(22)가 일정간격으로 관통 형성되며, 상기 원형경계부(25)의 외주연에는 다수개의 하부토출구(23)가 일정 간격으로 관통 형성되고, 상기 밸브가아드(10)는 밸브시트(20)의 원형경계부(25)와 맞닿는 면에 원형경계부(15)가 형성되며, 원형경계부(15)의 외주연에는 원형경계부(15)보다 낮게 토출공간부(14)가 형성되고, 상기 토출공간부(14)에는 하부토출구(23)와 통하는 다수개의 상부토출구(13)가 관통 형성되며, 원형경계부(15)의 내주연에는 상기 하부흡입구(22)와 통하는 다수개의 상부흡입구(12)가 관통 형성되고, 상기 밸브시트(20)의 상부에 밸브가아드(10)가 조립된 상태에서 흡입공간부(24)에는 상부흡입구(12)를 선택적으로 개폐하는 흡입구개폐플레이트(31)가 흡입측스프링(33)에 의해 탄력적으로 분할 설치되고, 상기 토출공간부(14)에는 하부토출구(23)의 상부측을 선택적으로 개폐하는 토출구개폐플레이트(32)가 토출측스프링(34)에 의해 탄력적으로 분할 설치하여, 피스톤(6)의 승하강에 따라 공기를 흡입, 토출시키는 것을 특징으로 한다.

[색인어]

에어밸브, 밸브시트, 밸브가아드, 흡입구, 토출구, 개폐플레이트, 스프링, 피스톤, 흡입, 토출

Description

공기압축기용 에어밸브

본 고안은 공기압축기용 에어밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실린더의 상부에 설치되는 에어밸브를 흡입구와 토출구를 일체로 형성하여 공기의 흡입양과 토출양의 통과 면적을 대폭 증대시켜 압축기의 압축 효율을 대폭 향상시킬 수 있는 공기압축기용 에어밸브에 관한 것이다.

종래에 일반적으로 알려져 있는 공기압축기는 제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이 압축기몸체(1)의 몸체케이스(7)의 중앙 내부에 크랭크축(8)이 외부로부터 동력을 전달받아 회전하게 되고, 이 크랭크축(8)에는 실린더(5)의 내부에 삽입 설치되어 있는 피스톤(6)과 힌지식으로 연결되어 있는 커넥팅로드(9)가 설치되어 있어 크랭크축(8)의 회전에 의해 피스톤(6)이 실린더(5)의 내부에서 승하강하게 된다.

그리고, 상기 실린더(5)의 상부에는 흡입관과 토출관이 각각 연결되는 공기유입구(3) 및 압축공기토출구(4)를 구비한 실린더헤드(2)가 설치되며, 이 실린더헤드(2)와 실린더(5)의 상단부 사이에는 에어밸브(100)가 설치되어 피스톤(6)의 승하강에 의해 외부공기를 실린더(5)의 내부로 흡입시키고 실린더(5)의 내부에서 압축된 압축공기는 압축공기토출구(4)를 통해 에어탱크로 공급시키게 되는 것이다.

상기와 같이 작용하는 종래의 에어밸브(100)는 제6도 및 제7(b)도에 도시되어 있는 바와같이 실린더(5)의 상부에 흡입밸브(41)와 토출밸브(42)가 각각 별도로 설치되어 있으며, 피스톤(6)의 승하강동작에 따라 개별적으로 개폐되도록 흡입공(43)과 토출공(44)이 각각 형성되어 있는 각각의 흡입밸브(41)와 토출밸브(42)로 구성되어 있다.

상기와 같은 종래의 에어밸브(100)의 작용 관계를 간략하게 설명하면 다음과 같다.

초기에 피스톤(6)이 정지하여 흡입밸브(41)와 토출밸브(42)가 모두 닫혀져 있는 상태에서는 피스톤(6)의 상부에 흡입밸브(41)와 토출밸브(42)가 설치된 실린더헤드(2)의 하측 사이의 실린더(5) 내부의 공간은 밀폐된 상태가 되며, 이때의 실린더(5)의 내부압력은 외부압력과 동일한 상태에서, 피스톤(6)이 하강하게 되면 실린더(5) 내부의 압력이 외부의 압력 보다 낮아지게 되어 외부의 공기가 실린더(5)의 내부로 흡입되면서 상기 흡입 압력에 의해 흡입공(43)을 막고 있던 개폐플레이트(45)가 개방되어 외부공기가 실린더(5)의 내부로 흡입되게 된다.

상기 피스톤(6)이 하사점까지 하강하는 과정에서 실린더(5)의 내부 압력이 더욱더 낮아져 외부공기가 계속 흡입되게 되며, 피스톤(6)이 하사점까지 하강하게 되면 실린더(5)의 내부에 외부 공기가 채워진 상태로 되며, 이 실린더(5) 내부의 압력은 외부 압력과 동일하게 되어 개폐플레이트(45)를 탄력적으로 지지하고 있던 스프링의 탄력에 의해 상기 개폐플레이트(45)가 흡입공(43)을 막아 실린더(5)는 다시 밀폐상태가 된다.

이 상태에서 상기 피스톤(6)이 상승하게 되면 실린더(5)의 내부에 흡입되어 있던 흡입공기가 압축되면서 압력이 높아진 실린더(5) 내부의 공기는 팽창압력에 의해 흡입밸브(41)와 별도로 설치되어 있는 토출밸브(42)에 형성되어 있는 토출공(44)을 막고 있던 개폐플레이트(45)가 위로 이동하여 열리면서 실린더(5) 내부의 압력 보다 압력이 낮은 에어탱크로 상기 압축공기가 공급되게 되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 흡입밸브(41)와 토출밸브(42)는 제7(b)도에서 보는 바와 같이 실린더(5)의 상부에 개별적으로 각각 설치되며 흡입공(43)과 토출공(44)의 흡입 및 토출 면적이 작기 때문에 공기의 흡입량 및 토출량이 작을 뿐만 아니라 공기의 흡입 및 토출속도도 늦어서 압축 효율이 낮을 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 본 고안은, 동일한 크기의 실린더에서 많은 량의 공기가 신속하게 흡입 및 토출될 수 있도록 실린더의 상부에 설치되는 에어밸브를 흡입구와 토출구를 일체로 형성하여 공기의 흡입양과 토출양의 통과 면적을 대폭 증대시켜 압축기의 압축 효율을 대폭 향상시킬 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안에 의한 공기압축기용 에어밸브는 중심부에 고정볼트가 상향 돌출되는 원판 형태의 밸브시트와, 상기 밸브시트의 상부에는 중심부에 고정볼트가 관통되어 고정너트로서 고정되는 밸브가아드에 있어서, 상기 밸브시트의 상면 중앙에는 원형경계부가 형성되며, 이 원형경계부의 내주연에는 원형경계부보다 높이가 낮게 흡입공간부가 형성되고, 이 흡입공간부에는 다수개의 하부흡입구가 일정간격으로 관통 형성되며, 상기 원형경계부의 외주연부에는 다수개의 하부토출구가 일정 간격으로 관통 형성되고, 상기 밸브가아드는 밸브시트의 원형경계부와 맞닿는 면에 원형경계부가 형성되며, 원형경계부의 외주연에는 원형경계부보다 낮게 토출공간부가 형성되고, 상기 토출공간부에는 하부토출구와 통하는 다수개의 상부토출구가 관통 형성되며, 원형경계부의 내주연에는 상기 하부흡입구와 통하는 다수개의 상부흡입구가 관통 형성되고, 상기 밸브시트의 상부에 밸브가아드가 조립된 상태에서 흡입공간부에는 상부흡입구를 선택적으로 개폐하는 흡입구개폐플레이트가 흡입측스프링에 의해 탄력적으로 분할 설치되고, 상기 토출공간부에는 하부토출구의 상부측을 선택적으로 개폐하는 토출구개폐플레이트가 토출측스프링에 의해 탄력적으로 분할 설치하여, 피스톤의 승하강에 따라 공기를 흡입, 토출시키며, 상기 각각의 상하부흡입구와 상하부토출구는 호 형태의 장공으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

제1도는 일반적인 공기압축기의 측면도.

제2도는 본 고안의 설치상태 단면도.

제3도는 본 고안의 설치상태를 확대 도시한 단면도.

제4도는 본 고안에 따른 공기압축기용 에어밸브를 나타내는 도면으로서,

제4(a)도는 본 고안의 분해 사시도이고,

제4(b)도는 본 고안의 분해상태의 단면도이며,

제4(c)도는 본 고안의 결합상태 단면도이다.

제5(a)도 및 제5(b)도는 본 고안의 작용상태 단면도.

제6(a)도 및 제6(b)도는 종래 고안의 설치상태도와 단면도.

제7(a)도 및 제7(b)도는 본 고안과 종래 고안의 비교도로서,

제7(a)도는 본 고안의 평면도이고,

제7(b)도는 종래 고안의 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 압축기몸체 2 : 실린더헤드

3 : 공기유입구 4 : 압축공기토출구

5 : 실린더 6 : 피스톤

7 : 몸체케이스 8 : 크랭크축

9 : 커넥팅로드 10 : 밸브가아드

11 : 통공 12 : 상부흡입구

13 : 상부토출구 14 : 토출공간부

15,25 : 원형공간부 16 : 핀삽입홈

20 : 밸브시트 21 : 고정볼트

22 : 하부흡입구 23 : 하부토출구

24 : 흡입공간부 26 : 위치설정핀

31 : 흡입구개폐플레이트 32 : 토출구개폐플레이트

33 : 흡입측스프링 34 : 토출측스프링

35 : 고정너트 41 : 흡입밸브

42 : 토출밸브 43 : 흡입공

44 : 토출공 45 : 개폐플레이트

100 : 에어밸브

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안은 제2도 내지 제7도를 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 고안의 설치상태 단면도를 나타낸 것이며, 제3도는 본 고안의 설치상태를 확대 도시한 단면도를 나타낸 것이고, 제4도는 본 고안에 따른 공기압축기용 에어밸브를 나타내는 도면으로서, 제4(a)도는 본 고안의 분해 사시도이며, 제4(b)도는 본 고안의 분해상태의 단면도이고, 제4(c)도는 본 고안의 결합상태 단면도를 나타낸 것이며, 제5(a)도 및 제5(b)도는 본 고안의 작용상태 단면도를 나타낸 것이고, 제7(a)도는 본 고안의 평면도를 나타낸 것이다.

흡기와 배기가 이루어지는 흡입구와 토출구를 일체로 형성하고, 실린더(5)의 직경과 동일한 크기로 실린더(5)의 상부에 설치하여 많은 량의 공기가 신속하게 흡입 및 토출될 수 있도록 한 본 고안에 의한 에어밸브(100)는, 제3도에 도시되어 있는 바와 같이 실린더(5)의 상부에 실린더(5)의 내경보다 확대된 내경을 가지는 안착홈(5a)에 안착 설치되며, 에어밸브(1)는 실린더(5)과 실린더헤드(2) 사이에 고정된다.

상기 에어밸브(1)는 제4(a)도, 제4(b)도, 제4(c)도에 도시되어 있는 바와같이 다수의 상부흡입구(12)와 토출공간부(14)를 구비한 원판 형태의 밸브시트(20)와, 이 밸브시트(20)의 상부에 얹혀지는 다수의 하부흡입구(22)와 하부토출구(23)가 형성된 원판형밸브가아드(10)와, 각각의 상부흡입구(12)와 하부토출구(23)를 개폐하는 흡입구개폐플레이트(31) 및 상기 흡입구개폐플레이트(31) 및 토출구개폐플레이트(32)를 탄력적으로 지지하는 흡입측스프링(33) 및 토출측스프링(34)으로 이루어지며, 상기 흡입측스프링(33) 및 토출측스프링(34)은 속이 채워지지 않은 원판의 판스프링으로 형성되며 원형경계부(25)와 흡입공간부(24)에 포개어지도록 흡입구개폐플레이트(31) 및 토출구개폐플레이트(32)와 나란히 안치된다.

상기의 원판 형태로 형성된 밸브시트(20)는 중심부에 고정볼트(21)가 상향돌출되고, 이 밸브시트(20)의 상면 중앙에 원형경계부(25)가 보다 높이가 낮게 흡입공간부(24)가 형성되고, 이 흡입공간부(24)에는 다수개의 하부흡입구(22)가 관통 형성되며, 상기 원형공간부(25)의 외주연에는 다수개의 하부토출구(23)가 일정간격으로 관통되어 있다.

그리고, 상기 밸브가아드(10)는 밸브시트(20)의 원형공간부(25)와 맞닿는 면에 원형공간부(15)가 형성되고, 이 원형공간부(15)의 외주연에는 원형공간부(15)보다 낮게 토출공간부(14)가 형성되며, 이 토출공간부(14)에는 하부토출구(23)와 통하는 다수개의 상부토출구(13)가 관통형성되고, 상기 원형공간부(15)의 내주연에는 상기 하부흡입구(22)와 통하는 다수개의 상부흡입구(12)가 관통 형성되어 있으며, 밸브가아드(10)는 밸브시트(20)의 상부 중심부에 통공(11)이 형성되어 이 통공(11)을 통하여 상기 고정볼트(21)가 관통되어 고정너트(35)에 의하여 고정된다.

또한, 상기 밸브시트(20)의 상부에 밸브가아드(10)가 결합된 상태에서 형성되는 흡입공간부(24)에는 상부흡입구(12)의 하측을 선택적으로 개폐하는 흡입구개폐플레이트(31)가 흡입측스프링(33)에 의해 탄력적으로 설치되고, 상기 토출공간부(14)에는 하부토출구(23)의 상부측을 선택적으로 개폐하는 토출구개폐플레이트(32)가 토출측스프링(34)에 의해 탄력적으로 설치되어 있다.

그리고, 상기 각각의 상하부흡입구(12)(22)와 상하부토출구(13)(23)는 원호형태의 장공으로 형성되어 다량의 공기가 신속하게 흡입 및 토출될 수 있도록 되어있다.

제4(c)도에 도시된 미설명부호 “16”은 핀삽입홈이고 “26”은 상기 핀삽입홈(16)에 삽입될 위치설정핀으로써, 상기 핀삽입홈(16)과 위치설정핀(26)은 밸브가아드(10)와 밸브시트(20)를 조립시 일정한 위치에 맞추어서 조립된다.

상기와 같이 구성되어 있는 본 고안의 작용 관계를 설명하면 다음과 같다.

초기에는 제4(c)도에 도시되어 있는 바와같이 피스톤(6)이 정지된 상태에서 에어밸브(1)의 상하부흡입구(12)(22)와 상하부토출구(13)(23)가 토출측스프링(34)과 흡입측스프링(34)의 탄성력에 의해 탄발되어 토출구개폐플레이트(32)와 흡입구개폐플레이트(31)가 모두 닫혀진 상태로 되어 피스톤(6)의 상부와 에어밸브(1) 하부에 위치한 실린더(5)의 내부공간은 밀폐된 상태가 되어 실린더(5)의 내부압력은 대기압력과 동일한 상태가 된다.

이 상태에서 제5(b)에 도시되어 있는 바와같이 크랭크축(8)의 회전에 의해 피스톤(6)이 하강하게 되면 실린더(5) 내측의 압력이 대기압력 보다 낮아지게 되어 외부의 공기가 실린더(5)의 내부로 흡입되게 되면, 밸브시트(20)와 밸브가이드(10)의 사이에 설치되어 있는 직경이 적은 분할된 2개의 흡입측스프링(33)이 압축되는 동시에 흡입측스프링(33)이 아래로 이동하여 흡입압력에 의해 상부흡입구(12)를 막고 있던 직경이 적은 분할된 2개의 흡입구개폐플레이트(31)가 개방되게 된다.

상기와 같이 상부흡입구(12)가 개방됨에 따라 외부의 공기가 상부흡입구(12)를 통하여 개방된 흡입공간부(24)와 하부흡입구(22)를 통해 실린더(5)의 내부로 흡입되게 되며, 피스톤(6)의 하사점까지 계속 하강하는 동안 실린더(5)의 내부 압력이 더욱더 낮아져 외부공기가 계속 흡입되게 된다.

이와같이 외부공기가 실린더(5)의 내부로 계속 흡입되는 과정에서 피스톤(6)이 하사점까지 완전히 하강하게 되면, 실린더(5)의 내부에 외부 공기가 가득 채워져서 실린더(5)의 내부압력이 외부압력과 동일하게 되고, 실린더(5)가 상승하게 되면 실린더(5) 내부의 압력은 흡입구개폐플레이트(31)를 탄력적으로 지지하고 있는 흡입측스프링(33)을 밀어 올리는 동시에 흡입구개폐플레이트(31)가 위로 올라가면서 상부흡입구(12)를 막아 실린더(5)는 다시 밀폐 상태가 된다.

이 상태에서 상기 피스톤(6)이 상승하면 제5(a)도에 도시되어 있는 바와같이 실린더(5)의 내부에 충만되어 있던 흡입공기가 압축되며, 압축된 공기는 하부토출구(23)를 막고 있던 토출측스프링(34)에 의해 하측으로 가압되는 토출구개폐플레이트(32)가 위로 밀려 올라가면서 하부토출구(23)를 개방시키게 된다.

상기와 같이 하부토출구(23)가 개방됨에 따라 실린더(5) 내부의 압축된 공기는 토출공간부(14)와 상부토출구(13)를 거쳐 실린더(5)에 형성되어 있는 공기토출구(4)를 통하여 실린더(5) 내부의 가압된 압력 보다 압력이 낮은 에어탱크로 공급되게 되는 것이다.

따라서 종래의 에어밸브(1)는 제7(b)도에서와 같이 원형상의 실린더(5)의 상부에 원형으로 형성된 두 개의 흡입밸브(41)와 토출밸브(42)가 각각 설치되어 공기의 흡입 및 토출되는 공간의 협소로 인하여 공기가 흡입, 토출되는 양이 적어 압축기에서 생성되는 공기의 양이 적게 생산되는 것인데 반하여, 본 고안에 의한 에어밸브(1)는 제2도 내지 제7(a)도에서 보는 바와 같이, 원형의 실린더(5) 상부 전체에 실린더(5)의 전체직경과 동일한 크기의 하나의 에어밸브(1)에 직경이 적은 분할된 2개의 흡입구(22)에 의해 공기를 흡입한 후 직경이 큰 1개의 토출구(23)에 의해 일시에 많은 양의 공기를 배출하므로서, 본 고안의 에어밸브(1)는 종래의 에어밸브(1)보다 크기가 대폭 커져서 공기가 흡입, 토출되는 흡입구 및 토출구의 크기도 대폭 증대되어 다량의 공기가 신속하게 흡입 및 토출될 수 있는 것이다.

본 고안에 의한 에어밸브는 실린더의 상부에 설치되어 흡입구와 토출구를 일체로 형성하여 공기의 흡입양과 토출양의 통과 면적을 대폭 증대시키는 한 쌍으로 이루어지는 밸브시트와 밸브가이드 사이에 분할되는 흡입구개폐플레이트와 토출구개폐플레이트에 의해 다량의 공기가 신속하게 흡입 및 토출되게 하므로서 압축기의 체적효율을 대폭 향상시키게 되는 매우 특출한 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 중심부에 고정볼트(21)가 상향 돌출되는 원판 형태의 밸브시트(20)와, 상기 밸브시트(20)의 상부에는 중심부에 고정볼트(21)가 관통되어 고정너트(35)로서 고정되는 밸브가아드(10)에 있어서, 상기 밸브시트(20)의 상면 중앙에는 원형경계부(25)가 형성되며, 이 원형경계부(25)의 내주연에는 원형경계부(25)보다 높이가 낮게 흡입공간부(24)가 형성되고, 이 흡입공간부(24)에는 다수개의 하부흡입구(22)가 일정간격으로 관통 형성되며, 상기 원형경계부(25)의 외주연에는 다수개의 하부토출구(23)가 일정 간격으로 관통 형성되고, 상기 밸브가아드(10)는 밸브시트(20)의 원형경계부(25)와 맞닿는 면에 원형경계부(15)가 형성되며, 원형경계부(15)의 외주연에는 원형경계부(15)보다 낮게 토출공간부(14)가 형성되고, 상기 토출공간부(14)에는 하부토출구(23)와 통하는 다수개의 상부토출구(13)가 관통 형성되며, 원형경계부(15)의 내주연에는 상기 하부흡입구(22)와 통하는 다수개의 상부흡입구(12)가 관통 형성되고, 상기 밸브시트(20)의 상부에 밸브가아드(10)가 조립된 상태에서 흡입공간부(24)에는 상부흡입구(12)를 선택적으로 개폐하는 흡입구개폐플레이트(31)가 흡입측스프링(33)에 의해 탄력적으로 분할 설치되고, 상기 토출공간부(14)에는 하부토출구(23)의 상부측을 선택적으로 개폐하는 토출구개폐플레이트(32)가 토출측스프링(34)에 의해 탄력적으로 분할 설치하여, 피스톤(6)의 승하강에 따라 공기를 흡입, 토출시키는 것을 특징으로 하는 공기압축기용 에어밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 각각의 상하부흡입구(12)(22)와 상하부토출구(13)(23)는 호 형태의 장공으로 형성되어 다량의 공기가 신속하게 흡입, 토출시키는 것을 특징으로 하는 공기압축기용 에어밸브.