KR20030055036A - 흡입밸브 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡입밸브 조립체에 관한 것으로, 본 발명은 가스유로를 이루는 흡입통구를 적어도 한 개 이상 구비한 피스톤과, 피스톤의 선단면에서 착탈하면서 흡입통구를 개폐하는 흡입밸브와, 흡입밸브가 일정거리만큼 축방향으로 이동하면서 흡입통구를 개폐하도록 그 흡입밸브의 중앙부를 관통하여 피스톤의 선단면에 고정하는 스토퍼와, 흡입밸브의 외측면과 이에 대응하는 스토퍼 사이에 개재하여 흡입밸브의 닫힘시 탄성력을 부가하는 밸브스프링으로 구성함으로써, 냉매가스의 흡입면적을 넓혀 흡입손실을 줄이고, 실린더와의 마찰손실을 줄이며, 사체적을 줄이고, 흡입밸브의 닫힘속도를 높여 압축가스의 누설을 방지하며, 밸브스프링을 원추형으로 구성하여 소음을 줄일 수 있다.

Description

흡입밸브 조립체{SUCTION VALVE ASSEMBLY}

본 발명은 흡입밸브 조립체에 관한 것으로, 특히 소형 왕복동식 압축기에 적용하는데 적합한 흡입밸브 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 압축기의 흡입밸브는 압축공간의 흡입측에 배치하여 피스톤의 흡입 및 압축운동시 토출측과의 압력차에 따라 압축공간을 개폐하면서 유체의 흡입정도를 제한하는 것으로, 이러한 흡입밸브에는 왕복동식 압축기의 피스톤에 장착하여 그 피스톤과 함께 왕복운동을 하면서 압축공간을 개폐하여 흡입저항과 토출저항을 줄이는 관성형 흡입밸브가 알려져 있다.

도 1은 종래 흡입밸브 조립체를 분해하여 보인 사시도이고, 도 2는 종래 흡입밸브 조립체를 조립한 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 관성형 흡입밸브 조립체는, 왕복동식 모터(미도시)의 가동자 등에 결합하여 함께 직선으로 왕복운동을 하는 피스톤(10)과, 피스톤(10)의 흡입유로(12)를 개폐하는 흡입밸브(20)와, 흡입밸브(20)를 수용하여 피스톤(10)에 결합하는 밸브하우징(30)으로 구성하고 있다.

피스톤(10)은 피스톤 몸체(11)의 중앙을 축방향으로 관통하는 한 개의 흡입유로(12)를 형성하고, 선단측 외주면에는 상기한 밸브하우징(30)을 압입할 수 있도록 하우징 장착홈(13)을 형성하고 있다.

흡입밸브(20)는 얇은 판형으로 형성하되, 그 중앙에는 피스톤(10)의 흡입유로(12)를 개폐하는 개폐부를 형성하고, 가장자리에는 상기 흡입유로(12)를 통과한 유체가 소정의 압축공간(P)으로 흡입할 수 있도록 가스흡입홈(22)을 등간격으로 홈파기 형성하며, 각 가스흡입홈(22)의 사이에는 밸브하우징(30)의 내주면에 미끄럼 접촉하도록 안내돌부(23)를 형성하고 있다.

밸브하우징(30)은 원통형으로 형성하되, 그 일측 개구부에는 흡입밸브(20)의 안내돌부(23)를 걸어 지지하도록 지지돌부(31)를 절곡 형성하고 있다. 또, 지지돌부(31)의 내경은 흡입밸브(20)의 개폐부(21) 외경 보다 크게 가스통공(32)을 구비하고 있다.

도면중 미설명 부호인 S는 흡입밸브의 왕복공간이다.

상기와 같은 종래 흡입밸브 조립체는 다음과 같이 동작한다.

즉, 피스톤(10)이 왕복동식 모터(미도시)의 가동자 등과 함께 직선으로 왕복운동을 하면, 흡입밸브(20)가 자체 관성과 흡입유로(12)를 통한 냉매가스의 압력에 밀려 밸브하우징(30)의 왕복공간(S) 내에서 축방향으로 이동하면서 냉매가스를 압축공간(P)으로 유도한다.

이를 보다 상세히 살펴보면, 도 3에서와 같이 피스톤(10)이 후방측(가동자와의 연결측)으로 이동하면서 흡입행정을 실시할 때 흡입밸브(20)는 밸브하우징(30)의 지지돌부(31)쪽으로 이동하여 밀착하나 흡입밸브(20)의 개폐부(21) 외경이 밸브하우징(30)의 가스통공(32) 직경 보다 작아 피스톤(10)의 흡입유로(12)를 통과하는 냉매가스가 가스흡입홈(22)과 가스통공(32)을 거쳐 압축공간(P)으로 원활하게 유입한다.

반면, 도 4에서와 같이 피스톤(10)이 압축행정을 실시할 때 흡입밸브(20)는 피스톤(10)의 선단면 쪽으로 이동하면서 밀착하여 흡입유로(12)를 차단하므로 압축가스가 압축중에 흡입유로(12)를 통해 누설하는 것을 방지하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 흡입밸브 조립체에 있어서는, 흡입밸브(20)의 개폐부(21)가 피스톤(10)의 흡입유로(12)를 일부 차단할 뿐만 아니라 밸브하우징(30)의 지지돌부(31) 역시 흡입밸브(20)의 가스흡입홈(22)을 일부 차단함에 따라 흡입면적이 좁아져 흡입손실이 증가하는 문제점이 있었다.

또, 흡입밸브(20)의 안내돌부(23)와 밸브하우징(30)의 내주면이 접촉하므로 밸브의 개폐시 마찰손실이 발생하는 문제점도 있었다.

또, 흡입밸브(20)의 압축 또는 토출행정시 흡입밸브(20)는 피스톤(10)의 선단면에 밀착하는 반면 밸브하우징(30)이 맞은편에 위치한 토출밸브(미부호) 등에 의해 왕복거리가 제한되므로 결국 밸브하우징(30)의 왕복공간(S)이 사체적으로 남는 문제점도 있었다.

또, 흡입밸브(20)가 압축행정을 개시할 때 열렸던 흡입밸브(20)가 신속하게 닫히지 못해 순간적으로 압축공간(P)의 냉매가스가 흡입유로(12)로 역류하면서 압축손실을 유발할 우려가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 흡입밸브 조립체가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 흡입면적을 넓혀 냉매가스의 흡입손실을 줄일 수 있는 흡입밸브 조립체를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

또, 흡입밸브의 개폐시 마찰손실을 줄일 수 있는 흡입밸브 조립체를 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.

또, 피스톤의 압축 및 토출행정시 사체적을 줄여 효율을 높일 수 있는 흡입밸브 조립체를 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.

또, 압축행정을 개시할 때 흡입밸브가 신속하게 닫히도록 하여 냉매가스의 누설을 줄일 수 있는 흡입밸브 조립체를 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 흡입밸브 조립체를 분해하여 보인 사시도.

도 2는 종래 흡입밸브 조립체를 조립한 종단면도.

도 3 및 도 4는 종래 흡입밸브 조립체의 동작과정을 보인 종단면도.

도 5는 본 발명 흡입밸브 조립체를 분해하여 보인 사시도.

도 6은 본 발명 흡입밸브 조립체를 조립한 종단면도.

도 7 및 도 8은 본 발명 흡입밸브 조립체의 동작을 보인 종단면도.

도 9는 본 발명 흡입밸브 조립체에서 밸브스프링의 다른 배치형상을 보인 종단면도.

도 10은 본 발명 흡입밸브 조립체의 다른 실시예를 보인 종단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

110 : 피스톤 111 : 피스톤 몸체

112 : 흡입유로 113 : 흡입통구

120 : 흡입밸브 121 : 관통구멍

130 : 스토퍼 131 : 안내부

132 : 지지부 140 : 밸브스프링

P : 압축공간

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 가스유로를 이루는 흡입통구를 한 개 이상 구비한 피스톤과, 피스톤의 선단면에서 착탈하면서 흡입통구를 개폐하는 흡입밸브와, 흡입밸브가 일정거리만큼 축방향으로 이동하면서 흡입통구를 개폐하도록 그 흡입밸브의 중앙부를 관통하여 피스톤의 선단면에 고정하는 스토퍼로 구성한 것을 특징으로 하는 흡입밸브 조립체를 제공한다.

또, 가스유로를 이루는 흡입통구를 적어도 한 개 이상 구비한 피스톤과, 피스톤의 선단면에서 착탈하면서 흡입통구를 개폐하는 흡입밸브와, 흡입밸브가 일정거리만큼 축방향으로 이동하면서 흡입통구를 개폐하도록 그 흡입밸브의 중앙부를 관통하여 피스톤의 선단면에 고정하는 스토퍼와, 흡입밸브의 외측면과 이에 대응하는 스토퍼 사이에 개재하여 흡입밸브의 닫힘시 탄성력을 부가하는 밸브스프링으로 구성한 것을 특징으로 하는 흡입밸브 조립체를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 흡입밸브 조립체를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명 흡입밸브 조립체를 분해하여 보인 사시도이고, 도 6은 본 발명 흡입밸브 조립체를 조립한 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 흡입밸브 조립체는, 왕복동식 모터(미도시)의 가동자 등에 결합하여 직선으로 왕복운동을 하는 피스톤(110)과, 피스톤(110)의 선단면에 배치하여 후술할 흡입통구(113)를 개폐하는 흡입밸브(120)와, 흡입밸브(120)가 이동할 수 있도록 그 흡입밸브(120)의 중앙을 관통하여 피스톤(110)에 고정하는 스토퍼(130)와, 흡입밸브(120)의 외측면과 이에 대응하는 스토퍼(130) 사이에에 개재하여 흡입밸브(120)의 닫힘시 탄성력을 부가하는 밸브스프링(140)으로 구성한다.

피스톤(110)은 피스톤 몸체(111)의 중앙부에 흡입유로(112)를 길게 형성하고, 흡입유로(112)의 출구측에 일괄 연통하여 피스톤 몸체(111)의 선단면 가장자리를 관통하는 흡입통구(113)를 여러 개 형성하며, 피스톤 몸체(111)의 선단면 중앙에는 후술할 스토퍼(130)의 안내부(131)를 나사 결합하는 나사홈(114)을 형성하여 이루어진다.

흡입밸브(120)는 피스톤 몸체(111)의 선단면 직경과 동일하거나 약간 작은 직경으로 형성하고, 그 중앙에 상기한 스토퍼(130)의 안내부(131)가 통과하도록 관통구멍(121)을 피스톤(110)의 나사홈(114)과 일직선으로 형성하여 이루어진다.

스토퍼(130)는 흡입밸브(120)가 일정거리에서 왕복할 수 있도록 그 흡입밸브(120)의 관통구멍(121)을 통과하여 피스톤(110)의 나사홈(114)에 나사 결합하는 안내부(131)와, 안내부(131)의 끝단에 일체로 확장 형성하여밸브스프링(140)의 타단을 지지하는 지지부(132)로 이루어진다.

밸브스프링(140)은 일단이 흡입밸브(120)의 외측면에 지지하고 타단이 전술한 바와 같이 스토퍼(130)의 지지부(131)에 지지하는 압축코일스프링으로 이루어진다.

또, 밸브스프링(140)은 압축시 감긴선이 이웃하는 감긴선과 접촉하지 않도록 원추형으로 형성하고, 상대적으로 외경이 넓은 쪽을 흡입밸브(120)에 접촉하도록 배치하는 것이 그 흡입밸브(120)의 거동을 안정하게 하는데 유리할 수 있다.

또, 흡입밸브(120)와 접하는 밸브스프링(140)의 일단은 그 외경이 피스톤(110)의 흡입통구(113)를 잇는 내경 보다는 작게 형성하는 것이 흡입통구(113)를 원활하게 여는데 바람직하다.

한편, 도 9에서와 같이 밸브스프링(140)의 배치 형상을 바꿔 상대적으로 좁은 끝단이 흡입밸브(120)에 접촉하도록 할 수도 있는데, 이 경우 피스톤(110)의 흡입통구(113)를 보다 넓게 형성할 수 있어 냉매가스의 흡입량을 높일 수 있다.

상기와 같은 본 발명 흡입밸브 조립체의 작용 효과는 다음과 같다.

즉, 피스톤(110)이 왕복동식 모터(미도시)의 가동자 등과 함께 직선으로 왕복운동을 하면, 흡입밸브(120)가 자체 관성과 흡입유로(112)를 통한 냉매가스의 압력에 밀려 스토퍼(130)의 안내부(131) 길이 내에서 축방향으로 이동하면서 냉매가스를 압축공간(P)으로 유도한다.

이를 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 7에서와 같이 피스톤(110)이 후방측(가동자와의 연결측)으로 이동하면, 냉매가스가 흡입유로(112)와 흡입통구(113)를 통과하여 흡입밸브(120)를 밀고 이와 동시에 흡입밸브(120)는 자체 관성에 의해 스토퍼(130)의 안내부(131)를 따라 지지부(132) 쪽으로 휘어지면서 이동하는 형태가 되어 상기한 여러 개의 흡입통구(113)가 일시에 열리면서 냉매가스가 압축공간(P)으로 유입한다.

이때, 흡입밸브(120)의 외측면과 스토퍼(130)의 지지부(132) 사이에 개재한 밸브스프링(140)은 각각의 감긴선이 겹치면서 압축하여 탄성력을 축적한다.

다음, 도 8에서와 같이 피스톤(110)이 전방측으로 이동하면, 흡입밸브(120)는 압축공간(P)의 가스압력과 자체 관성 그리고 밸브스프링(140)의 탄성력에 의해 스토퍼(130)의 안내부(131)를 따라 피스톤(110)의 선단면쪽으로 이동하는 형태가 되어 피스톤(110)의 흡입통구(113)를 차단한다.

이때, 압축하였던 밸브스프링(140)이 복원하면서 흡입밸브(120)를 피스톤(110)의 선단면 쪽으로 밀어냄으로써 흡입밸브(120)는 빠른 속도로 피스톤(110)의 흡입통구(1130를 닫아 압축가스의 역류를 방지한다.

한편, 본 발명에 의한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 일례에서는 흡입밸브와 스토퍼 사이에 밸브스프링을 구비하는 것이나, 본 실시예는 도 10에서와 같이 밸브스프링을 배제하여 흡입밸브를 스토퍼만으로 지지하는 것이다.

이 경우에도 피스톤(110)의 흡입통구(13)는 피스톤 몸체(111)의 선단면 가장자리에 고르게 형성하는 것이 바람직하고, 스토퍼(130)의 지지부(132) 외경이 흡입통구(113)를 잇는 내경 보다 작게 형성하는 것이 바람직하다.

이렇게 하여, 흡입밸브가 휘어지면서 열림에 따라 냉매가스의 흡입면적은 넓히고 흡입저항은 줄여 냉매가스의 흡입손실을 낮출 수 있다.

또, 흡입밸브가 휘어지면서 개폐됨과 아울러 그 직경도 피스톤 보다 약간 작게 형성할 수 있어 실린더와의 마찰을 방지함으로써 마찰손실을 줄일 수 있다.

또, 피스톤의 압축 및 토출행정시 이에 대응하는 토출밸브에 스토퍼 삽입홈을 형성하는 경우 사체적을 제거할 수 있어 밸브 효율을 높일 수 있다.

또, 압축행정을 개시할 때 흡입밸브가 압축가스력과 자체 관성 외에 밸브스프링의 탄성력도 부가됨으로써 흡입밸브의 닫힘 속도가 빨라져 압축가스의 누설을 방지하고 이를 통해 밸브 효율을 높일 수 있다.

또, 밸브스프링을 원추형 코일스프링으로 형성함에 따라 완충역할을 함과 아울러 각 감긴선 사이의 접촉을 막아 이로 인한 소음을 줄일 수 있다.

본 발명에 의한 흡입밸브 조립체는, 피스톤의 흡입통구를 개폐하는 원판형의 흡입밸브를 상기 피스톤의 선단면에 일정거리만큼 이동할 수 있도록 스토퍼로 고정하고, 흡입밸브와 스토퍼 사이에는 탄성력을 부가하는 밸브스프링을 개재하여 구성함으로써, 냉매가스의 흡입면적을 넓혀 흡입손실을 줄이고, 실린더와의 마찰손실을 줄이며, 사체적을 줄이고, 흡입밸브의 닫힘속도를 높여 압축가스의 누설을 방지하며, 밸브스프링을 원추형으로 구성하여 소음을 줄일 수 있다.

Claims (7)

1. 가스유로를 이루는 흡입통구를 적어도 한 개 이상 구비한 피스톤과,

   피스톤의 선단면에서 착탈하면서 흡입통구를 개폐하는 흡입밸브와,

   흡입밸브가 일정거리만큼 축방향으로 이동하면서 흡입통구를 개폐하도록 그 흡입밸브의 중앙부를 관통하여 피스톤의 선단면에 고정하는 스토퍼로 구성한 것을 특징으로 하는 흡입밸브 조립체.
2. 제1항에 있어서,

   흡입통구는 피스톤의 선단면 가장자리에 원주방향을 따라 등간격으로 형성하는 것을 특징으로 하는 흡입밸브 조립체.
3. 가스유로를 이루는 흡입통구를 적어도 한 개 이상 구비한 피스톤과,

   피스톤의 선단면에서 착탈하면서 흡입통구를 개폐하는 흡입밸브와,

   흡입밸브가 일정거리만큼 축방향으로 이동하면서 흡입통구를 개폐하도록 그 흡입밸브의 중앙부를 관통하여 피스톤의 선단면에 고정하는 스토퍼와,

   흡입밸브의 외측면과 이에 대응하는 스토퍼 사이에 개재하여 흡입밸브의 닫힘시 탄성력을 부가하는 밸브스프링으로 구성한 것을 특징으로 하는 흡입밸브 조립체.
4. 제3항에 있어서,

   흡입통구는 피스톤의 선단면 가장자리에 원주방향을 따라 등간격으로 형성하는 것을 특징으로 하는 흡입밸브 조립체.
5. 제3항에 있어서,

   밸브스프링은 원추형 코일스프링인 것을 특징으로 하는 흡입밸브 조립체.
6. 제5항에 있어서,

   밸브스프링은 상대적으로 넓은 끝단이 흡입밸브에 접촉하도록 배치하는 것을 특징으로 하는 흡입밸브 조립체.
7. 제5항에 있어서,

   밸브스프링은 상대적으로 좁은 끝단이 흡입밸브에 접촉하도록 배치하는 것을 특징으로 하는 흡입밸브 조립체.