KR20030019116A - 밀폐형 압축기 - Google Patents

Abstract

구조가 간소하며, 공간 절약화를 도모함과 동시에, 토출 구멍부의 용적을 최소로 하는 토출 밸브 기구를 구비한 밀폐형 압축기를 제공하는데 목적이 있다.

토출 밸브(1)를 누르는 밸브 멈춤부(2)에 스프링성을 갖는 아암부(2a)를 설치하여, 이 밸브 멈춤부(2)를 밸브 시트 커버(5)로 밀어 넣는 것에 의해 토출 밸브(1) 및 밸브 멈춤부(2)를 밸브 시트 판(3)에 고정한다.

Description

밀폐형 압축기 {Sealed Type Compressor}

본 발명은 냉동, 냉장, 냉방, 제습 등에 사용되는 냉장차, 공기조화기, 냉동 장치 등에 이동되는 밀폐형 전동 압축기에 관한 것으로, 특히 밸브 장치에 관한 것이다.

종래, 이러한 종류의 압축기에 사용되는 밸브 장치는 예를 들면 일본 실공평2-14704호 공보에 기재되고 도6에 도시된 바와 같이, 토출 밸브(11) 및 밸브 멈춤부(12)는 토출 구멍(15)에 대하여 그들의 일단이 대향하고, 그들의 타단이 밸브 시트 판(13)에 볼트(14)에 의해 고정되는 구조로 되어 있다.

이러한 종래 구조의 경우, 볼트 조임 강도를 밸브 시트 판(13)에 확보하기 위하여, 밸브 시트 판(13)은 제법 큰 두께(4 mm 정도)가 필요하다. 또한, 토출 밸브(11)의 기능상, 고정된 단부와 토출 구멍(15)에 대향하는 단부 각각의 단면은 동일 평면 상에 있을 필요가 있다. 이 때문에, 밸브 시트 판(13)의 판 두께가 두꺼운 경우에는 무효 공간으로 되는 토출 구멍(15)의 용적이 판 두께에 따라 커진다. 이 때문에 압축기의 용적 효율을 올리지 못한다는 문제가 있다.

특히, 최근의 지구 환경 문제로 인해 전기 기기의 에너지 절약화를 꾀하는 것은 필수 사항이며, 토출 밸브부의 구성에 의해 용적 효율이 나빠지는 것은 피해야 한다.

또한, 토출 밸브 및 밸브 멈춤부는 볼트 등을 사용하여 고정되어 있는 것과, 밸브 장치의 외측을 덮는 커버(밸브 시트 커버)도 필요하기 때문에 볼트 취부용 지그(비트)의 삽입 공간을 확보하는 만큼, 덮는 커버도 더욱 크게 해야 한다. 이 때문에 공간 절약화 및 구조의 간단화를 꾀할 수 없다는 문제도 있다.

본 발명의 목적은 상기 문제를 해결한 밸브 기구를 구비한 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.

도1은 본 발명의 일 실시예를 도시한 토출 밸브부의 종단면도.

도2는 본 발명의 기본 부품인 밸브 멈춤부의 사시도.

도3은 본 발명의 밸브 기구부가 삽입되는 밸브 시트 판의 홈파기부를 도시한 사시도.

도4는 본 발명의 밸브 기구부를 구성하는 토출 밸브의 사시도.

도5는 본 발명의 일 실시예가 적용된 밀폐형 압축기의 단면도.

도6은 종래의 토출 밸브부의 구조를 도시한 종단면도.

도7은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 토출 밸브부의 종단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 토출 밸브

1a : 밸브부

1b : 토출 밸브 고정부

2 : 밸브 멈춤부

2a : 아암부

2b : 토출 밸브 압박부

2c : 토출 밸브 멈춤부

3 : 밸브 시트 판

3a : 토출 밸브부 포켓

3b : 고정부 포켓

3c : 밸브 베어링부

4 : 토출 구멍

5 : 밸브 시트 커버

6 : 실린더 헤드

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 밸브 장치를 구비한 밀폐형 압축기에 있어서, 밸브 장치의 토출 밸브 및 밸브 멈춤부를 밸브 시트 판에 고정하는 구조로 하고, 밸브 멈춤부에 돌출 밸브를 밸브 시트 판에 눌러 부착한 구조로 한다. 이의 눌러붙이는 힘은 적어도 밸브 멈춤부의 일부를 덮는 커버와 밸브 시트 판과의 사이에 고정력을 생기게 한다. 이것에 의해, 볼트 등의 체결 부재를 거쳐서 밸브 멈춤부를 밸브 시트 판에 고정하는 것이 불필요하게 된다. 또한, 필요로 하는 밸브 시트 판의 강도를 대폭 저감할 수 있어서, 토출 구멍부의 판 두께를 얇게 할 수 있다.

이하, 본 발명의 제1 실시예를 도1 내지 도5를 이용하여 설명한다. 도5는 본 발명의 일 실시 형태가 적용된 밀폐형 압축기의 단면도이다. 밀폐형 압축기로서 왕복형 압축기에 적용한 실시 형태를 도시하였으나, 본 발명은 왕복형 압축기에만 적용되는 것은 아니다.

바닥부에 윤활유를 저류하는 밀폐 용기(100) 내에는 전동기로서 로터(101) 및 스테이터(102)가 설치되어 있다. 로터(101)가 고정된 크랭크 축(103)은 베어링 구조를 구비한 프레임(104)에 지지되어, 전동기의 회전 구동력을 압축기구부에 전달한다. 압축기구부에는 크랭크 축(103)의 구동력이 전해진 피스톤(105)이 실린더(106) 내를 왕복 운동하는 것에 의해 실린더(106) 내에 흡입된 가스를 압축한다. 압축된 가스는 실린더 헤드부(107)의 내부에 설치된 토출 구멍(후술)을 통하여 밀폐용기 내에 토출된다. 압축기구부 및 전동기부는 프레임(104)의 상하에 배치된 압축기 본체를 구성한다. 이 압축기 본체는 스프링(108)에 지지되어 밀폐 용기(1) 내에 수납된다. 도1은 본 발명의 일 실시 형태에 있어서 압축기의 밸브 기구부의 종단면도를 도시한다. 이 밸브 기구부는 도5의 실린더 헤드부(107)에 설치되어 있다. 도1에 있어서, 밸브 기구부는 실린더(6)의 상면에 도1에 도시된 바와 같이 설치된다. 토출 밸브(1)는 체결 부재로서의 기능을 갖는 밸브 멈춤부(2)에 의해 밸브 시트 판(3)에 눌러 부착되어 압축기 본체에 장착된다.

밸브 멈춤부(2)는 도2에 도시된 바와 같이, 압박력 부여부로서의 스프링성(스프링력)을 갖춘 아암부(2a), 토출 밸브 압박부(2b), 토출 밸브 멈춤부(2c)를 갖는다. 아암부(2a)는 밸브 멈춤부(2)의 일단을 지점으로 하여 토출 밸브 압박부(2b)에 대해서 대향 방향, 즉 토출 밸브 압박부(2b)에 압박력을 발생하는 방향으로 신장되어 있다. 또한, 밸브 멈춤부(2)는 아암부(2a)가 스프링성(스프링력)을 갖도록 하는 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. (예를 들면, SK 재의 급냉 제품 등)

본 실시 형태에 따른 밸브 시트 판(3)은 도3에 도시된 바와 같이 토출 밸브부 포켓(3a) 및 고정부 포켓(3b)으로 이루어진 오목부를 갖는다. 또한, 토출 밸브(1)는 도4에 도시된 바와 같이 밸브부(1a) 및 토출 밸브 고정부(1b)로 형성되어 있다. 도3에는 오목부로 되어 있으나 반드시 각 포켓(3a, 3b)을 오목부로 할 필요는 없다. 토출 구멍(4)이 판 두께의 얇은 부분에 형성되어 밸브 멈춤부(2)의 토출 밸브 압박부(2b) 및 토출 밸브(1)의 토출 밸브 고정부(1b)가 일정 위치에 위치가 부여된 구조를 이루는 것이 좋다. 그러므로, 밸브 시트 판(3)의 토출 밸브부 포켓(3a)이 충분히 넓은 영역에 걸쳐 설치된 경우, 밸브 멈춤부(2)의 토출 밸브 압박부(2b) 및 토출 밸브(1)의 토출 밸브 고정부(1b)를 일정 위치에 위치 부여하는 리브부(볼록부)를 밸브 시트 판(3)에 설치한 구조로 해도 좋다.

이러한 토출 밸브(1) 및 밸브 멈춤부(2)의 밸브 시트 판(3)으로의 장착은 도1에 그 종단면을 도시한 바와 같이, 우선, 밸브 시트 판(3)의 고정부 포켓(3b) 안에 토출 밸브 고정부(1b)가 수용되도록 토출 밸브(1)가 삽입되고, 이어서, 밸브 멈춤부(2)의 토출 밸브 압박부(2b)가 토출 밸브 고정부(1b)를 압박하도록 고정부포켓(3b)에 삽입된다. 그 다음에, 밸브 시트 커버(5) 및 밸브 시트 판(3)이 체결 부재(도시 생략)에 의해, 실린더의 상면(6)에 부착된다.

밸브 멈춤부(2)의 스프링성(스프링력)을 갖춘 아암부(2a)는 밸브 시트 커버(5)에 의해 밀어 넣어진다. 이 때문에 밸브 멈춤부(2) 및 토출 밸브(1)는 밸브 시트 판(3)의 고정부 포켓(3b) 내에 각각의 고정부가 탄성적으로 고정된다. 도1에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태는 종래의 밸브 기능을 손상하지 않는다. 즉, 토출 밸브(1)의 밸브부(1a)는 토출 구멍(4)을 개폐 가능하게 위치되어 있다. 또한, 이 밸브부(1a)에 대하여 반대측의 단부[토출 밸브 고정부(1b)]는 고정되어 있다.

본 발명의 일 실시 형태는 도1에 도시된 바와 같이 밸브 멈춤부(2)를 고정하기 위해 체결 부재로서 볼트 등을 필요로 하지 않는다. 이 때문에 밸브 시트 판(3)에 체결 부재에 대응하는 나사산 등을 확보하기 위한 판 두께는 밸브 시트 판(3) 전체에는 불필요하다. 즉, 본 발명의 일 실시 형태는 종래 필요로 했던 체결 부재용 강도를 밸브 시트 판의 전체에 필요로 하지 않는다. 따라서, 도1에 도시된 바와 같이, 밸브 시트 판(3)의 밸브 베어링부[3c, 도3에 있어서의 토출 밸브부 포켓(3a) 및 고정부 포켓(3b)을 합한 부분]의 판 두께를 밸브의 부착에 필요한 강도만큼의 두께를 빼서 작게하는 것이 가능하다. 그리고, 도1에 도시된 바와 같이 토출 구멍(11) 부분의 체적도 최소화하는 것이 가능하다.

이 토출 구멍(11) 부분의 체적에 대하여 설명한다. 밸브 시트 판(8)의 판 두께는 종래의 경우 약 4 mm 이었던 데에 대하여, 본 발명의 경우 실린더로 압축에지장이 없는 약 1 mm 까지는 가능하다. 토출 구멍의 내경은 Φ5 mm 정도이기 때문에, 그 체적(밸브 시트 판의 내부를 측면으로 하는 원통부의 체적)은 종래의 압축기에서는 약 0.08 cc였다. 본 실시 형태를 적용하면, 그 체적은 약 0.02 cc로 된다.

예를 들면, 일본의 냉장고의 주류를 이루는 400L 급에 사용되는 밀폐형 전동 압축기의 실린더 용적은 5.7 cc 정도로 압축비는 약 10으로 사용되고 있다. 실린더로부터 압축된 고압 가스를 토출한(토출 공정) 후, 다음 흡입 공정에서 토출 구멍(11)에 남은 고압 잔류 가스가 압축실 내에서 재팽창된 경우, 종래의 압축기에서는 압축된 가스는 압축비에 기초하여 약 0.8 cc 의 가스로 되며, 그 재팽창 가스가 실린더 용적에 점하는 비율은 약 14%로 된다. 한편, 본 발명의 실시 형태에 의한 압축기에서는 압축된 가스가 재팽창되어도 약 0.2 cc로 되고, 이 재팽창 가스가 실린더 용적에 점하는 비율은 약 3.5 % 일 뿐이다. 이 비율의 차는 상당한 저감 효과이며, 그 만큼 용적 효율이 향상된다.

또한, 밸브 멈춤부(2) 및 토출 밸브(1)를 고정하는 데, 볼트 같은 체결 부재를 필요로 하지 않으므로, 밸브 시트 판(3) 및 밸브 시트 커버(5)가 폐쇄하는 공간이 작더라도 밸브 기구를 수용하는 것이 가능하고, 억지로 이 부분의 소형화를 도모하는 것이 가능하다.

또한, 체결 부재를 사용하지 않고, 단순히 밸브 시트 판(3)의 고정부 포켓(3b)에 토출 밸브(1) 및 밸브 멈춤부(2)를 끼워 넣는 것만으로 끝낼 수 있기 때문에, 구조도 간소하게 함과 동시에 조립도 간단하게 되며 원가 저감을 도모하는것이 가능하다.

또한, 아암부(2a)의 스프링력에 대하여, 토출 밸브 멈춤부(2c) 및 토출 밸브 압박부(2b)를 균형을 맞추어서 토출 밸브 멈춤부(2c)의 선단부를 밸브 시트 커버(5)에 접촉시키도록 하면, 공간 절약화를 손상시키는 일없이 안정성을 간단하게 향상시키는 것이 가능하다.

또한, 밸브 멈춤부(2)의 압박력 부여부인 아암부(2a)가 밸브 멈춤부(2)와는 별개 부품인 것이 좋다. 이 경우에는 밸브 시트 커버(5)에 대하여 탄성력으로 밸브 멈춤부(2)의 토출 밸브 압박부(2b)를 꽉 누르는 구조를 가진다. 예를 들면, 활형부의 판상 부재에 의해 밸브 시트 커버(5)와 밸브 멈춤부(2)의 토출 밸브 압박부(2b)의 사이에 압박력을 발생시키도록 하여도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에서는 적용된 압축기로서 왕복형 압축기를 사용하여 설명하였으나, 본 발명은 밸브 기구를 구비하고 있으면 다른 유형의 압축기에도 적용 가능하다. 예를 들면, 도7에 도시된 바와 같이, 압축실(7)에 대하여 밸브 시트 커버(5)의 고정부를 밸브 시트 판(3)의 두께부에 고정함으로써 밸브 시트 판(3)의 밸브의 부착부를 얇은 두께로 할 수 있고, 밀폐형 압축기의 용적 효율을 올리는 것이 가능하다. 압축실(7)은 압축기의 구조에 의해서는 압축실에 이어지는 토출실만으로도 같은 작용이 이루어질 수 있다.

도7의 밸브 시트 커버(5)는 밸브 멈춤부(2)의 아암부(2a)가 스프링력을 생성시키는 부분만 덮도록 하고 있다. 이러한 밸브 시트 커버(5)의 형상으로 하는 것으로서, 밸브 시트 커버(5)의 고정 개소를 적게 할 수 있고, 밸브 시트 커버(5)를설치하는 자유도가 높다.

본 발명에 의하면, 밀폐형 압축기의 용적 효율을 높이는 것이 가능하다.

Claims (8)

1. 압축실에서 압축된 유체를 토출하는 토출 구멍을 갖는 밸브 시트 판과, 압축실의 압력의 변동에 따라 그 토출 구멍을 개폐하는 토출 밸브와, 이 토출 밸브의 일단을 상기 밸브 시트 판의 방향으로 압박하는 압박부 및 이 압박부에 힘을 부여하는 압박력 부여부를 갖고 상기 토출 밸브의 개도를 규제하는 밸브 멈춤부를 구비하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
2. 제1항에 있어서, 상기 밸브 멈춤부의 적어도 일부를 덮는 커버 일부를 구비하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
3. 제2항에 있어서, 상기 밸브 멈춤부의 압박력 부여부는 상기 커버 일부와 접촉하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
4. 제2항에 있어서, 상기 밸브 멈춤부의 압박력 부여부는 상기 밸브 멈춤부의 압박부에 대하여, 상기 커버 일부와의 접촉에 의한 반력을 받아 압박력을 발생시키는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
5. 제1항에 있어서, 상기 밸브 멈춤부의 압박력 부여부가 상기 밸브 멈춤부에 대하여 밸브 시트 판의 반대측으로 신장하는 탄성을 갖는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
6. 제1항에 있어서, 상기 밸브 멈춤부의 압박력 부여부가 상기 토출 밸브 및 상기 밸브 멈춤부의 압박부가 접촉하고 있는 단부 방향으로 신장되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
7. 제1항에 있어서, 상기 밸브 시트 판은 상기 밸브 멈춤부의 압박부에 압박된 상기 토출 밸브의 단부를 보유 지지하는 보유부를 적어도 구비하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
8. 상기 밸브 멈춤부의 압박력 부여부가 상기 밸브 멈춤부와는 별개의 부품인 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.