KR20040020546A - 밀폐형 압축기의 헤드커버조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기의 헤드커버조립체에 관한 것이다. 본 발명에서는 헤드커버조립체를 판금가공된 헤드플레이트(30)와 헤드커버플레이트(31)를 블레이징용접하여 형성한다. 헤드플레이트(30)와 헤드커버플레이트(31)에는 필요한 형성이 판금가공에 의해 형성된다. 헤드플레이트(30)와 헤드커버플레이트(31)의 양단에는 각각 흡입브릿지부(40)와 토출브릿지부(50)가 구비되고, 상기 흡입브릿지부(40)와 토출브릿지부(50)에 일체로 흡입소음기(42)와 토출소음기(52)가 형성된다. 흡입소음기(42)와 토출소음기(52)는 원통형상으로 길이방향으로 자른 절반이 각각 헤드플레이트(30)와 헤드커버플레이트(31)측에 일체로 형성되고, 헤드플레이트(30)와 헤드커버플레이트(31)의 결합에 의해 원통형상으로 된다. 토출브릿지부(50)에는 토출방과 토출소음기(52)를 연통시키면서 소음과 맥동을 저감시키는 맥동파이프부(60)가 형성된다. 맥동파이프부(60)는 지그재그로 다수회 절곡되게 형성되어 내부의 유로(62)가 지그재그로 형성된다. 유로(62)의 내부에는 다수개의 격벽(64)이 형성되어 있다. 격벽(64)은 유로(62)의 일부를 막도록 대향되는 벽면에 교대로 형성되어 유로(62) 내에서의 작동유체가 유동되는 거리를 길게 만들어준다.

Description

밀폐형 압축기의 헤드커버조립체{Head cover assembly for hermetic compressor}

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축실 내외부로 유동되는 작동유체가 통과하는 유로를 형성하는 헤드커버조립체에 관한 것이다.

압축기는 열교환사이클에서 사용되는 작동유체를 압축하는 역할을 하는 것으로, 도 1에는 일반적인 압축기에서 압축실로 작동유체를 전달하고, 압축된 작동유체를 토출하기 위한 구성이 도시되어 있다.

이에 도시된 바에 따르면, 실린더블록(1)의 내부에는 작동유체가 압축되는 압축실(2)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 실린더블록(1)에는 상기 압축실(2)로의 작동유체의 흡입이나, 압축된 작동유체의 압축실(2) 외부로의 토출을 위한 밸브어셈블리가 구비된다.

상기 밸브어셈블리는 흡입밸브(3), 밸브플레이트(5), 토출밸브(6) 및 가스켓(7)을 포함하여 구성된다. 이중 상기 밸브플레이트(5)에는 상기 압축실(2)로 작동유체를 흡입하기 위한 흡입공(5i)과 압축실(2) 외부로 토출하기 위한 토출공(5e)이 형성되어 있다. 상기 밸브플레이트(5)와 상기 실린더블록(1) 사이에는 상기 흡입공(5i)을 개폐하기 위한 흡입밸브(3)가 설치된다.

그리고, 상기 흡입밸브(3)가 설치된 반대쪽으로는 상기 밸브플레이트(5)와 밀착되게 토출밸브(6)가 설치된다. 그리고, 상기 밸브플레이트(5)와 접촉되는 반대쪽 면의 토출밸브(6)에는 헤드플레이트(8p)가 밀착되어 설치된다. 상기 토출밸브(6)와 헤드플레이트(8p)의 사이에는 누설 방지를 위한 가스켓(7)이 설치된다. 이와 같은 구성부품들은 각각 대응되는 위치에 천공되어 있는 볼트공(BH)에 볼트(B)가 관통되어 실린더블록(1)에 체결됨에 의해 조립된다.

한편, 상기 헤드플레이트(8p)에는 외부로부터 흡입된 작동유체를 상기 흡입공(5i)을 통해 압축실(2)로 전달할 때, 소음을 저감시켜 주는 흡입소음기(9)가 설치되어 있다. 도면 부호 9'는 흡입파이프이다.

그리고, 상기 헤드플레이트(8p)에는 헤드커버(8)가 블레이징용접되어 그 사이에 토출방(8')을 형성한다. 상기 토출방(8')은 상기 압축실(2)에서 압축되어 상기 토출공(5e)을 통해 토출된 작동유체가 위치된다. 상기 토출방(8')의 내부에는 상기 흡입소음기(9)에서 나온 작동유체를 압축실(2)로 안내하기 위해 흡입가이드(8g)가 설치된다. 상기 흡입가이드(8g)는 상기 헤드플레이트(8p)에 장착되어 상기 흡입소음기(9)와 압축실(2)을 상기 흡입공(5i)을 통해 연통시킨다.

상기 토출방(8')과 연통되게 토출소음기(10)가 설치되는데, 상기 토출소음기(10)의 내부와 상기 토출방(8')은 맥동파이프(11)에 의해 연통된다. 상기 맥동파이프(11)는, 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 원형으로 다수번 감겨져 있다. 한편, 상기 토출소음기(10)로 전달된 작동유체를 외부로 전달하기 위한 토출파이프(12)가 구비된다.

한편, 상기 헤드플레이트(8p)와 헤드커버(8)를 포함하는 도 2에 도시된 구성은 하나의 조립체를 형성하고 있다. 이를 헤드커버조립체라 하기로 한다. 헤드커버조립체에서는 상기 헤드플레이트(8p)와 헤드커버(8)가 용접에 의해 부착되어 내부에 토출방(8')을 형성하고 압축실(2)로 작동유체를 전달하는 흡입가이드(8g)를 구비한다. 그리고, 상기 헤드커버조립체에는 흡입소음기(9)와 토출소음기(10)가 별도로 제작되어 용접에 의해 부착되어 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 헤드커버조립체에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저, 상기 헤드커버조립체는 다수개의 부품을 별도로 제작하여 용접작업을 통해 조립된다. 따라서, 헤드커버조립체를 제작하기 위해서는 많은 수의 부품을 별도로 만들어 조립하는 과정을 거쳐야 하므로 제조원가가 높아지는 문제점이 있다.

그리고, 상기 토출소음기(10)의 내부에 설치되는 상기 맥동파이프(11)는 3차원으로 벤딩되어 형성된다. 즉, 상기 맥동파이프(11)는 코일스프링의 형태로 형성되는 것이다. 하지만, 상기와 같이 맥동파이프(11)를 벤딩하는 것은 용이한 작업이아니고, 특히 맥동저감을 위한 설계에 맞는 맥동파이프(11)의 길이를 설정하는 것이 매우 어려운 문제점이 있다. 또한, 종래의 맥동파이프(11)는 그 길이에 비해 작동유체의 유동길이가 상대적으로 짧아 맥동 및 소음저감 성능이 상대적으로 떨어지는 문제점도 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 헤드커버조립체의 부품수를 최소화하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 작동유체의 토출소음을 저감하기 위한 맥동파이프를 보다 정확한 길이로 제작할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 맥동파이프 내에서의 작동유체의 유동길이를 상대적으로 길게 하는 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 요부 구성을 보인 분해사시도.

도 2는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 맥동파이프가 구비된 헤드커버조립체의 구성을 보인 구성도.

도 3은 종래 기술에 의한 맥동파이프의 구성을 보인 측면도.

도 4는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 헤드커버조립체의 바람직한 실시예의 구성을 보인 배면 사시도.

도 5는 본 발명 실시예의 구성을 보인 정면사시도.

도 6은 본 발명 실시예를 구성하는 맥동파이프부의 구성을 보인 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 실린더블록2: 압축실

3: 흡입밸브5: 밸브플레이트

6: 토출밸브7: 가스켓

8p: 제1헤드커버8': 토출방

8: 제2헤드커버9: 흡입소음기

10: 토출소음기11: 맥동파이프

30: 헤드플레이트31: 헤드커버플레이트

32: 토출부33: 체결공

34: 흡입공35: 토출공

40: 흡입브릿지부42: 흡입소음기

43: 흡입가이드부45: 흡입파이프

50: 토출브릿지부52: 토출소음기

60: 맥동파이프부61: 입구

62: 유로63: 출구

64: 격벽

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 판금가공으로 소정의 형상으로 만들어지는 헤드플레이트와, 판금가공으로 소정의 형상으로 만들어지고 상기 헤드플레이트에 결합되어 내부에 토출방을 형성하는 헤드커버플레이트를 포함하여 구성된다.

상기 헤드플레이트와 헤드커버플레이트의 양단에는 각각 흡입브릿지부와 토출브릿지부가 형성되고, 상기 흡입브릿지부와 토출브릿지부의 단부에는 각각 흡입소음기와 토출소음기가 원통형으로 형성되는데, 상기 흡입소음기와 토출소음기는 각각 길이방향으로 자른 절반이 헤드플레이트와 헤드커버플레이트에 일체로 형성된다.

상기 흡입브릿지부와 토출브릿지부에는 상기 흡입소음기와 토출소음기를 헤드플레이트를 통해 압축실과 연통시키는 흡입가이드부와 맥동파이프부가 형성된다.

상기 맥동파이프부는 2차원평면 내에서 다수회 굴곡되어 내부의 유로가 지그재그로 형성되고, 상기 유로의 내부 일부를 막는 격벽이 다수개 형성된다.

상기 격벽은 상기 유로의 내벽에서 돌출되어 형성되는 것으로 서로 대향되는 벽면에 교대로 형성된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면 헤드커버조립체를 구성하는 부품이 최소화되어 헤드커버조립체의 제조원가를 낮출 수 있으며, 맥동파이프부가 2차원 평면내에서 굴곡되어 형성되므로 제작이 상대적으로 용이하고 정확한 길이로 형성할 수 있고, 내부의 유로에 형성된 격벽에 의해 유동길이가 길어지므로 맥동저감효과가 상대적으로 커지는 이점이 있다.

이하 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 헤드커버조립체의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 4에는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 헤드커버조립체의 바람직한 실시예가 배면사시도로 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명 실시예의 정면 사시도가 도시되어 있으며, 도 6에는 본 발명 실시예를 구성하는 맥동파이프부 단면도로 도시되어 있다. 본 발명 실시예를 설명하면서 일부 구성요소는 종래 기술의 도면부호를 원용한다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 본 발명 실시예는 크게 헤드플레이트(30)와 헤드커버플레이트(31)로 구성된다. 즉, 상기 헤드플레이트(30)와 헤드커버플레이트(31)는 각각 하나의 플레이트를 판금가공하여 형성하는 것이다. 그리고 판금가공되어 소정의 형상으로 된 상기 헤드플레이트(30)와 헤드커버플레이트(31)를 블레이징용접하여 도 4 및 도 5에 도시된 형태의 헤드커버조립체를 제작한다. 설명의 편의를 위해 상기 헤드플레이트(30)와 헤드커버플레이트(31)에 동시에 형성되는 것은 하나의 도면부호를 부여한다.

상기 헤드커버플레이트(31)는 상기 헤드플레이트(30)의 반대쪽으로 돌출되게 토출부(32)가 형성된다. 물론 상기 토출부(32)의 내부공간은 상기 헤드커버플레이트(31)의 배면에 요입된 부분과 헤드플레이트(30)에 의해 형성된다. 상기 헤드플레이트(30)와 헤드커버플레이트(31)를 관통하여서는 밸브어셈블리와 함께 실린더블록(1)에의 체결을 위한 체결공(33)이 다수개 형성된다.

상기 헤드플레이트(30)에는 흡입공(34)이 형성된다. 상기 흡입공(34)은 압축실(2)로 작동유체를 전달하기 위한 것으로, 밸브어셈블리의 흡입밸브측과 연통된다. 상기 헤드플레이트(30)에는 토출공(35)이 형성된다. 상기 토출공(35)은 상기 토출부(32)의 내부공간과 압축실(2)을 연통시키는 것으로 그 중앙을 가로질러 밸브어셈블리의 토출밸브의 구성을 위한 리테이너부(35')가 형성된다.

한편, 상기 헤드플레이트(30)와 헤드커버플레이트(31)의 양단에는 흡입브릿지부(40)와 토출브릿지부(50)가 형성된다. 상기 흡입브릿지부(40)와 토출브릿지부(50)는 각각 상기 헤드플레이트(30)와 헤드커버플레이트(31)의 양단에 대략 직각이 되도록 절곡되어 형성된다.

상기 흡입브릿지부(40)의 단부에는 흡입소음기(42)가 형성된다. 상기 흡입소음기(42)는 원통형으로 형성되는 것으로, 흡입소음기(42)의 길이방향으로 자른 절반은 헤드플레이트(30)측에 나머지 절반은 헤드커버플레이트(31)측에 형성된다. 따라서 흡입소음기(42)는 상기 헤드플레이트(30)와 헤드커버플레이트(31)가 용접되어 결합됨에 의해 원통형상으로 만들어진다. 흡입소음기(42)는 압축기의 외부에서 흡입되어 압축실(2)로 전달되는 작동유체의 소음과 맥동을 제거하는 것이다. 도면 부호 45는 작동유체를 흡입소음기(42)로 전달하는 흡입파이프이다.

상기 흡입소음기(42)와 상기 흡입공(43)이 연통되도록 상기 흡입브릿지부(40)를 통과해서 흡입가이드부(43)가 형성된다. 상기 흡입가이드부(43)는 본 실시예에서 상기 헤드커버플레이트(31)측 만을 블랭킹하여 형성하였으나, 반드시 그럴 필요는 없으며 헤드커버플레이트(31)와 헤드플레이트(30) 양측의 서로 대응되는 위치에 블랭킹하여 형성할 수도 있다.

상기 토출브릿지부(50)의 단부에는 토출소음기(52)가 형성된다. 상기 토출소음기(52) 역시 원통형으로 형성되는 것으로, 길이방향으로 자른 절반은 헤드플레이트(30) 측에 형성되고 나머지 절반은 헤드커버플레이트(31) 측에 형성된다. 상기 토출소음기(52)는 압축실(2)에서 압축되어 토출된 작동유체의 소음과 맥동을 제거하는 역할을 한다.

상기 토출소음기(52)와 토출부(32)의 내부공간을 연통시키기 위해 맥동파이프부(60)가 형성된다. 상기 맥동파이프부(60)는 내부를 유동하는 작동유체의 맥동과 소음을 저감시키는 역할을 한다. 상기 맥동파이프부(60)는 주로 상기 토출브릿지(50)에 형성되는 것으로 도 6에 그 내부 구조가 도시되어 있다.

상기 맥동파이프부(60)에는 도 6에 잘 도시된 바와 같이, 내부에 작동유체가 유동되는 유로(62)가 형성된다. 상기 유로(62)의 입구(61)는 상기 토출부(32)의 내부공간과 연통되고, 상기 유로(62)의 출구(63)는 상기 토출소음기(52)의 내부로 연통된다. 따라서, 상기 압축실(2)에서 압축되어 토출된 작동유체가 상기 맥동파이프부(60)의 유로(62)를 통해 상기 토출소음기(52)로 전달된다.

상기 유로(62)의 내부에는 다수개의 격벽(64)이 구비된다. 상기 격벽(64)은 상기 유로(62)의 내벽에 형성되는 것으로, 상기 유로(62)의 진행방향으로 다수개가 소정의 간격으로 배치된다. 이와 같은 격벽(64)은 상기 유로(62)의 일부를 막도록 하여 유로(62) 내에서 작동유체가 유동되는 유동길이를 길게 만들어준다. 이를 위해 상기 격벽(64)은 상기 유로(62)의 대향되는 벽면에 교대로 구비되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 격벽(64)의 형성위치가 유로(62)의 벽면에 교대로 됨에 의해 유로(62) 내에서 작동유체가 유동되는 길이가 길어지는 것이다.

한편, 본 실시예에서 상기 맥동파이프부(60)는 상기 헤드커버플레이트(31) 및/또는 헤드커버(30)에 블랭킹하여 형성되므로, 2차원 평면에 배치된다. 참고로 본 실시예에서는 상기 헤드커버플레이트(31)만을 블랭킹하여 맥동파이프부(60)를 형성한 것으로 도시되었으나, 반드시 그러한 것은 아니며 헤드커버(30)에도 동시에 블랭킹하여 형성할 수 있다.

또한, 도면으로 도시되지는 않았지만, 상기 흡입소음기(42)와 토출소음기(52)는 설계조건에 따라서 별개로 형성되어 흡입브릿지부(40)와 토출브릿지부(50)에 부착될 수도 있다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 헤드커버조립체의 작용을 설명하기로 한다.

본 발명에서는 상기 헤드플레이트(30)와 헤드커버플레이트(31)를 각각 하나의 판재를 판금가공하여 소정의 형상으로 만들고, 상기 판금가공된 헤드플레이트(30)와 헤드커버플레이트(31)를 블레이징용접하여 결합한다. 따라서 헤드커버조립체를 형성하기 위한 부품수는 2개에 불과하다. 그리고, 헤드커버조립체를 제작하기 위한 공정 또한 판재를 판금가공하는 것과 판금가공된 모재를 블레이징용접하는 것으로 구성된다.

상기와 같이 만들어지는 헤드커버조립체는 상기 체결공(33)을 볼트가 관통하여 밸브어셈블리와 함께 실린더블록(1)에 체결되어 설치된다. 이와 같이 설치되면, 상기 흡입공(34)은 밸브어셈블리의 흡입밸브를 통해 압축실(2)과 선택적으로 연통되고, 상기 토출공(35)은 토출밸브를 통해 압축실(2)과 선택적으로 연통된다.

이와 같은 구성에서, 압축기가 구동되면 압축실(2) 내에서 피스톤이 직선왕복운동하게 된다. 상기 피스톤의 운동에 따라 압축실(2)의 내부에는 압력이 변화하게 되고, 상기 압력변화에 따라 압축기의 외부에서 작동유체가 흡입되고, 압축된 작동유체가 압축기의 외부로 토출된다.

즉, 흡입행정에서는 상기 흡입파이프(45)를 통해 흡입소음기(42)로 작동유체가 전달된다. 상기 흡입소음기(42)에서 소음이 제거되고 상기 흡입가이드부(43)를 통해 작동유체가 상기 흡입공(34)으로 전달된다. 상기 흡입공(34)으로 전달된 작동유체는 흡입공(5i)을 거쳐 압축실(2)로 유동된다.

상기 압축실(2)로 전달된 작동유체는 피스톤의 운동에 의해 압축된다. 이와 같은 압축작동에 의해 상기 압축실(2)의 내부 압력이 높아지면서 토출밸브(6)가 개방되고 압축실(2)의 압축된 작동유체가 상기 토출공(5e)과 토출통공(35)을 거쳐 토출부(32)의 내부공간으로 토출된다.

상기 토출부(32)의 내부공간으로 토출된 작동유체는 상기 맥동파이프부(60)를 통해 상기 토출소음기(52)측으로 전달된다. 상기 맥동파이프부(60)에서는 상기 유로(62)를 통해 작동유체가 유동된다. 상기 유로(62)로 전달된 작동유체는 상기 유로(62) 자체의 굴곡을 따라 유동됨과 동시에 상기 격벽(64)에 의해 지그재그로 유동된다.

이와 같은 구성에 의해 상기 맥동파이프부(60)의 유로(62) 내에서 작동유체가 유동되는 거리는 상대적으로 길어지게 된다. 특히 상기 격벽(64)에 의해 작동유체의 유동거리가 크게 늘어나게 된다. 작동유체의 유동거리가 늘어나게 되면 작동유체의 맥동과 소음이 줄어들게 된다.

상기 맥동파이프부(60)의 유로(62) 내를 유동한 작동유체는 상기 출구(63)를 통해 토출소음기(52)의 내부로 토출된다. 상기 토출소음기(52) 내에서는 작동유체가 맥동파이프부(60)를 지나 갑자기 넓은 공간으로 토출되면서 맥동과 소음이 제거된다. 상기 토출소음기(52)에 있는 작동유체는 토출파이프를 통해 압축기의 외부로 전달된다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 헤드커버조립체는 헤드플레이트와 헤드커버플레이트를 각각 소정 형상으로 판금가공하고 블레이징용접하여 제작한다. 따라서 헤드커버조립체를 구성하는 부품의 수가 최소화되어 헤드커버조립체의 제조원가를 낮출 수 있다.

그리고, 맥동파이프부 구조에서는, 맥동파이프부가 2차원 평면내에서 굴곡되어 형성되어 있다. 즉, 판금가공된 헤드플레이트와 헤드커버플레이트의 결합에 의해 맥동파이프부가 형성되므로 상대적으로 파이프를 벤딩하는 것에 비해 맥동파이프부의 길이를 설계된 대로 보다 정확하게 제작하는 것이 가능하게 된다.

다음으로 맥동파이프부 내부에는 다수개의 격벽이 서로 대향되는 내벽에 교대로 구비되어 있어 맥동파이프부의 유로에서 작동유체가 유동되는 거리가 상대적으로 길어지게 된다. 따라서 동일한 맥동파이프부의 길이에 대해 상대적으로 작동유체의 유동거리를 길게할 수 있어 작동유체의 맥동과 소음을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 판금가공으로 소정의 형상으로 만들어지는 헤드플레이트와,

   판금가공으로 소정의 형상으로 만들어지고 상기 헤드플레이트에 결합되어 내부에 토출방을 형성하는 헤드커버플레이트를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 헤드커버조립체.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 헤드플레이트와 헤드커버플레이트의 양단에는 각각 흡입브릿지부와 토출브릿지부가 형성되고, 상기 흡입브릿지부와 토출브릿지부의 단부에는 각각 흡입소음기와 토출소음기가 원통형으로 형성되는데, 상기 흡입소음기와 토출소음기는 각각 길이방향으로 자른 절반이 헤드플레이트와 헤드커버플레이트에 일체로 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 헤드커버조립체.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 흡입브릿지부와 토출브릿지부에는 상기 흡입소음기와 토출소음기를 헤드플레이트를 통해 압축실과 연통시키는 흡입가이드부와 맥동파이프부가 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 헤드커버조립체.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 맥동파이프부는 2차원평면 내에서 다수회 굴곡되어 내부의 유로가 지그재그로 형성되고, 상기 유로의 내부 일부를 막는 격벽이 다수개 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 헤드커버조립체.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 격벽은 상기 유로의 내벽에서 돌출되어 형성되는 것으로 서로 대향되는 벽면에 교대로 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 헤드커버조립체.