KR20020043273A - 압축기용 흡입밸브의 고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기용 흡입밸브의 고정장치에 관한 것으로, 본 발명은 구동모터의 가동자에 결합되어 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하고 그 내부에 왕복방향과 동일한 방향으로 냉매유로가 형성되는 피스톤과, 상기 피스톤의 선단면에 배치되어 그 피스톤의 냉매유로를 개폐하는 흡입밸브와, 상기 흡입밸브가 미끄러져 착탈 가능하게 그 흡입밸브를 수용하도록 피스톤의 선단면에 장착되어 흡입밸브의 개폐를 안내함과 아울러 열림정도를 제한하는 가이드 스토퍼로 구성함으로써, 상기 흡입밸브의 일정부위가 집중응력을 받지 않도록 하여 장기간 사용하더라도 그 흡입밸브가 피로에 의한 파손을 미연에 방지할 수 있다.

Description

압축기용 흡입밸브의 고정장치{APPARATUS FOR SUCTION VALVE OF COMPRESSOR}

본 발명은 압축기용 흡입밸브의 고정장치에 관한 것으로, 특히 흡입밸브의 개폐시 피로에 의한 파손을 방지할 수 있는 압축기용 흡입밸브의 고정장치에 관한 것이다.

일반적으로 압축기의 흡입밸브는 압축공간의 흡입측에 배치되어 피스톤의 흡입 및 압축운동시 양측의 압력차에 따라 개폐되면서 유체의 흡입정도를 제한하는 것으로, 도 1은 이러한 흡입밸브가 장착된 리니어 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 리니어 압축기는, 저면에 오일이 채워지는 케이싱(V)의 내부에 설치되는 환형의 프레임(1)과, 그 프레임(1)의 일측면에 고정 설치되는 커버(2)와, 상기 프레임(1)의 중앙에 횡방향으로 고정되는 실린더(3)와, 그 실린더(3)를 지지하는 프레임(1)의 외주면에 고정되는 내측 고정자 조립체(4A) 및 그 내측 고정자 조립체(4A)의 외주면에 소정 공극을 두고 고정되는 외측 고정자 조립체(4B)와, 상기 내 외측 고정자 조립체(4A,4B) 사이의 공극에 개재되어 리니어 모터의 가동자를 이루는 마그네트 조립체(5)와, 그 마그네트 조립체(5)에 일체로 고정되어 실린더(3)의 내부에서 미끄럼운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축시키는 피스톤(6)과, 상기 마그네트 조립체(5)가 내 외측 고정자 조립체(4A,4B) 사이의 공극에서 지속적으로 공진운동을 하도록 유도하는 내측 공진스프링(7A) 및 외측 공진스프링(7B)과, 상기 실린더(3)의 선단에 장착되어 피스톤(6)의 왕복운동시 압축가스의 토출을 제한하는 토출밸브 조립체(8)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 피스톤(6)은 소정의 길이를 갖는 몸통부(6a)의 전방측에 헤드부(6b)가 형성되고, 상기 몸통부(6a)의 후방측에 마그네트 조립체(5)와 연결되는 연결부(6c)가 형성되며, 그 몸통부(6a) 및 헤드부에는 냉매가스를 실린더(3)로 안내하는 냉매유로(F)가 형성되어 이루어져 있다.

또한, 상기 피스톤(6)의 헤드부(6b) 전방면에는 냉매유로(F)를 통한 냉매가스의 흡입을 제한하는 흡입밸브(9)가 고정볼트(B)에 의해 체결 고정되어 있다.

도면중 미설명 부호인 6e는 가스통구, 9a는 개폐부, 9b는 밸브체결용 관통공, DP는 토출관, SP는 흡입관, O는 오일피더이다.

상기한 바와 같은 종래 리니어 압축기는 다음과 같이 동작된다.

즉, 상기 내,외측 고정자 조립체(4A,4B)에 전류가 인가되어 마그네트 조립체(5)가 직선 왕복운동을 하게 되면, 이에 결합된 피스톤(6)이 실린더(3)의 내부를 직선으로 왕복운동을 하게 되어 실린더(3)내에 압력차가 발생되고, 이 실린더(3)내의 압력차에 의해 케이싱(V)내의 냉매가스가 피스톤(6)의 냉매유로(F)를 통해 실린더(3)로 흡입되어 압축 토출되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이때, 상기 피스톤(6)이 후방측으로 이동하는 흡입행정시에는 냉매가스가 냉매유로(6d)와 가스통구(6e)를 거치면서 흡입밸브(9)를 밀어 젖히게 되므로, 그 흡입밸브(9)가 피스톤(6)에 견고하게 장착되어야 피스톤(6)의 왕복운동에도 이탈되지 않고 압축기의 신뢰성을 견고하게 유지할 수 있게 된다. 이 때문에 종래에는 도 2에 도시된 바와 같이, 별도의 고정볼트(B)를 이용하여 흡입밸브(9)를 피스톤(6)의 헤드부(6b) 선단면에 체결시키는 방안이 제시되어 왔다.

이러한 종래의 흡입밸브 고정장치에 있어서는, 상기 흡입밸브(9)가 고정볼트(B)에 의해 체결되는 것이나, 이는 압축기의 장기간 사용시 흡입밸브(9)가 지속적으로 개폐되면서 고정볼트(B)의 특성상 미세한 풀림현상이 발생되고, 이로 인해 흡입밸브(9)가 고정볼트(B)를 중심으로 미세하게 겉돌면서 그 개폐부(9a)와 가스통구(6e)가 불일치되어 압축기의 신뢰성이 크게 저하되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점들을 감안하여 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 흡입밸브(9)를 피스톤(6)의 선단면에 용접(W)으로 직접 장착시키는 방안을 제시하였으며, 또 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 피스톤(6)의 선단면에 용접매체 삽입홈(6f)을 형성하고 이 용접매체 삽입홈(6f)에 별도의 용접매체(M)를 압입하며 그 용접매체(M)에 흡입밸브(9)를 용접(W)하여 장착시키는 방안을 제시한 바 있다.

그러나, 상기와 같이 고정볼트(B)를 이용한 흡입밸브의 고정장치는 물론 용접(W)을 이용하여 흡입밸브(9)를 피스톤(6)의 선단면에 용접 결합시키는 방안들은 모두 결합부위가 고정볼트(B) 또는 용접점(W)에 의해 국부적으로만 지지되므로 인해 흡입밸브(9)의 잦은 개폐동작시 그 지지부위가 집중응력을 받아 쉽게 깨지면서 흡입밸브가 파손될 우려가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 압축기용 흡입밸브의 고정장치가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 상기 흡입밸브가 집중응력을 받는 것을 방지하여 장기간 사용되더라도 안정적으로 동작될 수 있도록 하는 압축기용 흡입밸브의 고정장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 리니어 압축기의 일례를 보인 종단면도.

도 2a 및 도 2b는 종래 리니어 압축기의 흡입밸브 고정장치를 보인 사시도 및 종단면도.

도 3a 및 도 3b는 종래 리니어 압축기의 흡입밸브 고정장치에 대한 다른 실시예를 보인 사시도 및 종단면도.

도 4a 및 도 4b는 종래 리니어 압축기의 흡입밸브 고정장치에 대한 또다른 실시예를 보인 사시도 및 종단면도.

도 5a 및 도 5b는 본 발명 압축기용 흡입밸브의 고정장치에 대한 일례를 보인 사시도 및 종단면도.

도 6은 본 발명 압축기용 흡입밸브의 고정장치에서 흡입밸브와 가이드 스토퍼의 겹쳐진 상태를 보인 개략도.

도 7a 및 도 7b는 본 발명 압축기용 흡입밸브의 고정장치에서 피스톤의 왕복운동시 흡입밸브의 동작을 각각 보인 종단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

3 : 실린더 10 : 피스톤

10a : 냉매유로 12 : 헤드부

12A : 개폐면 12B : 실링면

12a : 가스통구 12b : 고정홈

20 : 흡입밸브 21 : 미끄럼공

30 : 가이드 스토퍼 31 : 실링부

31a : 가스통공 32 : 안내부

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 구동모터의 가동자에 결합되어 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하고 그 내부에 왕복방향과 동일한 방향으로 냉매유로가 형성되는 피스톤과, 상기 피스톤의 선단면에 배치되어 그 피스톤의 냉매유로를 개폐하는 흡입밸브와, 상기 흡입밸브가 미끄러져 착탈 가능하게 그 흡입밸브를 수용하도록 피스톤의 선단면에 장착되어 흡입밸브의 개폐를 안내함과 아울러 열림정도를 제한하는 가이드 스토퍼로 구성한 압축기용 흡입밸브의 고정장치가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 압축기용 흡입밸브의 고정장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명 압축기용 흡입밸브의 고정장치에 대한 일례를 보인 사시도 및 종단면도이고, 도 6은 본 발명 압축기용 흡입밸브의 고정장치에서 흡입밸브와 가이드 스토퍼의 겹쳐진 상태를 보인 개략도이며, 도 7a 및 도 7b는 본 발명 압축기용 흡입밸브의 고정장치에서 피스톤의 왕복운동시 흡입밸브의 동작을 각각 보인 종단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 압축기용 흡입밸브의 고정장치는, 리니어 모터의 가동자에 결합되어 실린더(도 1에 도시)(3)의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하는 피스톤(10)과, 상기 피스톤(10)의 선단면에 배치되어 그 피스톤(10)의냉매유로(10a)를 개폐하는 흡입밸브(20)와, 상기 흡입밸브(20)가 미끄러져 착탈 가능하도록 피스톤(10)의 선단면에 장착되는 가이드 스토퍼(30)로 구성된다.

상기 피스톤(10)은 소정의 길이를 갖는 몸통부(11)의 전방측에 헤드부(12)가 형성되고, 상기 몸통부(11)의 후방측에 가동자와 연결되는 연결부(13)가 형성되며, 상기 몸통부(11)의 중앙에는 냉매가스를 실린더(3)로 안내하는 냉매유로(10a)가 형성되어 이루어진다.

상기 헤드부(12)의 선단면에는 흡입밸브(20)의 내측면이 착탈되는 개폐면(12A)이 형성되고, 그 개폐면(12A)에 연이어 가이드 스토퍼(30)의 내측면이 밀착 고정되는 실링면(12B)이 형성된다.

상기 개폐면(12A)과 실링면(12B) 사이는 흡입밸브(20)가 유동할 수 있는 유동공간을 두고 형성되며, 상기 실링면(12B)과 헤드부(12)의 선단면 사이는 가이드 스토퍼(30)의 두께와 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. 또, 상기 실링면(12B)이 가이드 스토퍼(30)의 내측면 가장자리와 그 외주면에서 함께 형성되도록 헤드부(12)의 선단에 가이드 스토퍼(30)가 삽입 고정도는 것이 바람직하다.

또한, 상기 개폐면(12A)에는 냉매유로(10a)와 연통되는 수개의 가스통구(12a)가 동일 원주상에 관통 형성되고, 그 개폐면(12A)의 중앙에는 흡입밸브(20)를 장착하기 위한 고정홈(12b)이 나사 형성된다.

상기 흡입밸브(20)는 피스톤(10)의 가스통구(12a)를 전부 차단할 수 있도록 원판형으로 형성되고, 그 중앙에는 후술할 가이드 스토퍼(30)의 안내부(32)가 관통되도록 미끄럼공(21)이 형성되어 이루어진다.

상기 가이드 스토퍼(30)는 원판형으로 형성되어 상기한 헤드부(12)의 실링면(12B)에 밀착되는 실링부(31)와, 그 실링부(31)의 내측면 중앙에서 돌출되어 흡입밸브(20)의 미끄럼공(21)에 삽입되는 안내부(32)로 이루어진다.

상기 실링부(31)에는 수개의 원형 또는 원호형 등으로 된 가스통공(31a)이 형성되고, 상기 안내부(32)의 끝단에는 개폐면(12A)의 고정홈(12b)에 나사 결합되도록 나사부(미부호)가 형성된다.

상기 가스통공(31a)은 도 6에 도시된 바와 같이 흡입밸브(20)에 의해 절반 정도가 중첩되도록 흡입밸브(20)의 직경 원주상에 각 가스통공(31a)의 중심이 위치하도록 형성되는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같은 본 발명에 의한 압축기용 흡입밸브의 고정장치는 다음과 같은 작용효과를 갖는다.

즉, 상기 리니어 모터에 전원이 인가되어 가동자인 마그네트 조립체(도 1에 도시)(5)가 직선 왕복운동을 하게 되면, 이에 결합된 피스톤(10)이 실린더(3)의 내부를 직선으로 왕복운동을 하면서 밀폐용기(도 1에 도시)(V)의 내부에 채워져 있던 냉매가스를 흡입하여 압축 토출시키게 되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이를 보다 상세히 살펴 보면 다음과 같다.

먼저, 도 7a에서와 같이 상기 피스톤(10)이 도면의 우측으로 이동하면서 흡입행정을 수행하는 경우에는 냉매가스가 피스톤(10)의 냉매유로(10a)를 따라 흡입되다가 그 헤드부(12)의 가스통구(12a)를 막고 있던 흡입밸브(20)를 밀어내게 되고, 이로 인해 상기 흡입밸브(20)는 가이드 스토퍼(30)의 안내부(32)를 따라 피스톤(10)의 왕복방향으로 미끄러지면서 가스통구(12a)를 열게 되며, 이 열린 가스통구(12a)를 통해 냉매가스가 빠져나와 다시 가이드 스토퍼(30)의 실링부(31)에 형성된 가스통공(31a)을 통해 실린더(3)의 압축공간으로 흡입된다.

이때, 상기 흡입밸브(20)는 그 외측면이 가이드 스토퍼(30)의 내측면에 접촉되어 열림정도가 제한되는 한편 상기 가이드 스토퍼(30)의 가스통공(31a)이 흡입밸브(20)의 외곽에 절반정도 노출되도록 형성되므로 냉매가스가 원활하게 유동될 수 있다.

이후, 도 7b에서와 같이 상기 피스톤(10)이 도면의 좌측으로 이동하여 압축행정을 수행하는 경우에는 상기 가이드 스토퍼(30)에 접촉되어 있던 흡입밸브(20)가 자체 관성력 및 그 접촉면 사이로 스며든 압축가스에 밀려나게 되고, 이 흡입밸브(20)는 가이드 스토퍼(30)의 안내부(32)를 따라 피스톤 헤드부(12)의 개폐면(12A)쪽으로 미끄러져 그 내측면이 피스톤 헤드부(12)의 개폐면(12A)에 밀착되면서 압축가스가 역류하는 것을 방지하게 된다.

이때, 상기 흡입밸브(20)의 일부가 가이드 스토퍼(30)의 가스통공(31a)에 노출되도록 형성되므로 인해 피스톤(10)의 압축행정시 실린더(3)의 압축공간에 흡입되어 있던 압축가스의 일부가 그 가이드 스토퍼(30)의 가스통공(31a)을 통해 역류하다가 흡입밸브(20)의 노출단을 밀어내게 된다. 이로 인해 상기 흡입밸브(20)는 그 자체의 관성 뿐만이 아니라 역류하는 압축가스에 의해 밀려 빠르게 피스톤(10)의 가스통구(12a)를 차단할 수 있게 된다.

이렇게 하여, 상기 흡입밸브의 개폐시 그 흡입밸브 전체가 가이드 스토퍼의 안내부를 따라 미끄러지면서 피스톤의 가스통구를 개폐하게 되므로 상기 흡입밸브의 일정부위가 집중응력을 받는 것을 방지함으로써 상기 흡입밸브를 장기간 사용하더라도 피로에 의한 파손을 미연에 방지할 수 있다.

본 발명에 의한 압축기용 흡입밸브의 고정장치는, 피스톤의 선단면에 배치되는 흡입밸브가 가이드 스토퍼에 의해 미끄럼 왕복운동을 하면서 상기 피스톤의 냉매유로를 개폐하도록 구성함으로써, 상기 흡입밸브의 일정부위가 집중응력을 받지 않도록 하여 장기간 사용하더라도 그 흡입밸브가 피로에 의한 파손을 미연에 방지할 수 있다.

Claims (5)

1. 구동모터의 가동자에 결합되어 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 하고 그 내부에 왕복방향과 동일한 방향으로 냉매유로가 형성되는 피스톤과,

   상기 피스톤의 선단면에 배치되어 그 피스톤의 냉매유로를 개폐하는 흡입밸브와,

   상기 흡입밸브가 미끄러져 착탈 가능하게 그 흡입밸브를 수용하도록 피스톤의 선단면에 장착되어 흡입밸브의 개폐를 안내함과 아울러 열림정도를 제한하는 가이드 스토퍼로 구성한 압축기용 흡입밸브의 고정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 피스톤의 선단면에 대응되는 가이드 스토퍼의 내측면에는 흡입밸브에 구비된 미끄럼공에 삽입되어 그 흡입밸브의 미끄럼운동을 안내하는 안내부가 구비되는 것을 특징으로 하는 압축기용 흡입밸브의 고정장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 안내부의 끝단에 나사 형성되어 이에 대응되도록 피스톤의 선단면에 구비된 고정홈에 나사 체결되는 것을 특징으로 하는 압축기용 흡입밸브의 고정장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 가이드 스토퍼에는 흡입밸브의 열림시 피스톤의 냉매유로와 연통되는 수개의 가스통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기용 흡입밸브의 고정장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 가스통공은 그 일부가 흡입밸브에 간섭되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기용 흡입밸브의 고정장치.