KR20050072273A - 리니어 압축기의 흡입 밸브 장착 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 리니어 압축기의 흡입 밸브 장착 구조는, 전면에 흡입구 및 체결홀이 형성된 피스톤과, 상기 피스톤의 전면에 위치되어 상기 흡입구를 개폐하는 흡입 밸브와, 상기 체결홀에 체결되어 상기 흡입 밸브를 상기 피스톤에 고정하는 체결 부재를 포함하고; 상기 체결 부재는, 상기 피스톤에 비하여 상기 피스톤과 마주하는 토출밸브로부터의 거리가 동일하거나 더 멀도록 형성됨으로써, 압축실 내의 사체적을 줄여 압축 용량을 확대할 수 있고, 토출 밸브와의 간섭 발생을 최소화시켜 소음 및 진동 발생을 줄일 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Description

리니어 압축기의 흡입 밸브 장착 구조{Structure for mounting suction valve for linear compressor}
본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로서, 특히 피스톤에 돌출된 부분이 없이 흡입 밸브를 장착할 수 있도록 한 리니어 압축기의 흡입 밸브 장착 구조에 관한 것이다.
일반적으로 리니어 압축기(Linear compressor)는 리니어 모터의 직선 구동력을 이용하여 실린더 내에서 피스톤을 직선 왕복 운동시키면서 유체를 흡입하고 압축하여 토출하는 기기이다.
도 1은 일반적인 리니어 압축기가 도시된 종단면도이고, 도 2는 종래 리니어 압축기의 흡입 밸브 장착 구조가 도시된 종단면도이다.
리니어 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이 밀폐 용기(10)의 내부에, 실린더(13)가 구비된 실린더 블록(12)과 유체 흡입구(16)가 구비된 백 커버(15)가 구비되고, 이 실린더 블록(12)과 백 커버(15)는 제 1 댐퍼(17)와 제 2 댐퍼(18)를 통해 밀폐 용기(10) 내에 완충 가능하게 지지된다.
상기 실린더 블록(12)과 백 커버(15)의 사이에는 유체를 압축하기 위해 구동력을 발생시키는 리니어 모터(20)가 배치된다. 이 리니어 모터(20)에는 상기 실린더(13) 내부에서 직선 왕복 운동하면서 실린더(13) 내부로 흡입된 유체를 압축하는 피스톤(30)이 연결된다.
여기서 상기 리니어 모터(20)는 크게 고정자와 가동자로 이루어지는 바, 고정자는 아우터 코어(21)와, 이너 코어(22)와, 자장을 형성하는 코일(23)로 이루어지고, 가동자는 상기 코일(23) 주변에 형성된 자기력에 의해 직선 이동되는 마그네트(25)와, 상기 피스톤(30)에 직선 운동력을 전달하는 마그네트 프레임(27)으로 이루어진다.
상기 피스톤(30)은 뒷부분에 상기 마그네트 프레임(27)에 고정되는 플랜지부(32)가 구비되어, 상기 플랜지부(32)와 실린더 블록(12) 사이에 배치된 제 1 스프링(28)과, 상기 플랜지부(32)와 백 커버(15) 사이에 배치된 제 2 스프링(29)에 의해 탄성력 있게 지지된다.
상기 피스톤(30)은 도 2를 참고하면, 후방이 개방된 원통 구조 내에 유체가 유입되는 흡입 유로(33)가 형성되며, 전면은 막힌 구조로 이루어져 이 막힌 부분에 복수개의 흡입구(34)가 형성된다.
상기 피스톤(30)의 전면에는 상기 흡입구(34)를 개폐하는 흡입밸브(35)가 구비되는 데, 이 흡입밸브(35)는 상기 피스톤(30)에 볼트(37)로 고정된 밸브판(36)이 양측의 압력차에 따라 탄성적으로 휘면서 상기 흡입구(34)를 개폐하는 구조로 이루어진다.
상기 토출부(40)는, 도 1을 참고하면, 상기 실린더(13)의 압축실(C) 전방에서 실린더 블록(12)에 내측 토출 커버(41)와 외측 토출 커버(47)가 구비되고, 상기 내측 토출 커버(41) 내에는 상기 실린더(13)의 압축실(C)을 개폐하는 토출 밸브(45)가 스프링(43)으로 지지되게 구성된다.
한편, 상기 토출 밸브(45)에는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 흡입 밸브(35) 쪽과 마주하는 면에 흡입 밸브(35)를 고정하는 볼트(37)의 머리가 돌출되어 있으므로 볼트(35) 머리와의 간섭을 피하기 위해 회피홈(45a)이 가공된다.
이와 같은 리니어 압축기의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
리니어 모터(20)가 작동됨에 따라 피스톤(30)이 상기 토출부(40)의 토출밸브(45)와 백 커버(15) 사이에서 연속적으로 직선 왕복 운동하게 된다.
상기 피스톤(30)이 상기 토출부(40) 방향으로 전진되면, 상기 흡입밸브(35)는 상기 흡입 유로(33)와 압축실(C)의 압력차에 의해 닫히게 되고, 상기 압축실(C) 내부에 있던 유체는 압축된 후 토출부(40)를 통해 토출되며, 상기 백 커버(15) 외측의 유체는 상기 백 커버(15)의 흡입구(16)를 통해 흡입된다.
여기서, 상기 피스톤(30)이 상기 토출 밸브(45) 방향으로 과도하게 이동하여 토출 밸브(45)에 접촉하는 경우에 피스톤(30)에서 돌출된 볼트(37) 머리는 토출 밸브(45)의 회피홈(451) 내로 들어가면서 피스톤(30)과 토출 밸브(45) 사이의 간섭은 어느 정도 피할 수 있게 된다.
반대로 상기 피스톤(30)이 후진하게 되면, 상기 흡입 유로(33)와 압축실(C) 사이의 압력차에 의해 상기 흡입밸브(35)가 열리게 되고, 이때 피스톤(30)의 흡입 유로(33) 상에 유체는 흡입구(34)를 통해 압축실(C) 내부로 유입된다. 이후 피스톤(30)이 전진하게 되면 상기한 바와 같이 압축실(C) 내의 유체가 압축된 후 토출되는 과정을 반복하게 된다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래 리니어 압축기는 피스톤(30)에 흡입 밸브(35)를 고정하는 볼트(37)의 머리가 밖으로 돌출되어 있기 때문에 압축실(C) 내에 사체적이 커지게 되어 압축 공간이 협소해지는 문제점이 있고, 토출 밸브(45) 측에 회피홈(45a)을 형성하더라도 스프링(43)으로 지지되는 토출 밸브(45)가 일정 이상 옆으로 움직이게 되면 볼트(37)가 토출 밸브에 직접 충돌하면서 간섭이 발생되어 부품이 손상될 수 있음은 물론 소음 및 진동 발생이 심해질 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 체결 부재를 상기 피스톤에 비하여 상기 피스톤과 마주하는 토출밸브로부터의 거리가 동일하거나 더 멀도록 형성하여, 피스톤의 전면에 흡입 밸브를 평면 구조로 조립할 수 있도록 구성함으로써 압축실 내의 사체적을 줄여 압축 용량을 확대할 수 있고, 토출 밸브와의 간섭 발생을 최소화시켜 소음 및 진동 발생을 줄일 수 있는 리니어 압축기의 흡입 밸브 장착 구조를 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 흡입 밸브 장착 구조는, 전면에 흡입구 및 체결홀이 형성된 피스톤과, 상기 피스톤의 전면에 위치되어 상기 흡입구를 개폐하는 흡입 밸브와, 상기 체결홀에 체결되어 상기 흡입 밸브를 상기 피스톤에 고정하는 체결 부재를 포함하고; 상기 체결 부재는, 상기 피스톤에 비하여 상기 피스톤과 마주하는 토출밸브로부터의 거리가 동일하거나 더 멀도록 형성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 압축기의 흡입 밸브 장착 구조가 도시된 종단면도 및 상세도이다.
본 발명에 따른 리니어 압축기는, 도 3에 도시된 바와 같이, 실린더(70)의 뒤쪽에 삽입되어 직선 왕복 운동하면서 흡입구(55)를 통해 유입된 유체를 압축하는 피스톤(50)과, 상기 피스톤(50)의 전면에 위치되어 상기 흡입구(55)를 개폐하는 흡입 밸브(60)와, 상기 실린더(50)의 앞쪽에 위치되어 실린더(70) 내의 압력이 일정 이상이 되면 개방되면서 압축된 유체를 배출하는 토출 밸브(80)가 포함되어 구성된다.
여기서, 상기 흡입 밸브(60)는 상기 피스톤(50)의 전면에 볼트 등의 체결 부재(65)로 고정되어 설치되는 바, 상기 흡입 밸브(60)와 체결 부재(65)는 상기 피스톤(50)과 마주하는 상기 토출 밸브(80)에 평면 접촉되도록 동일 평면을 이루도록 구성된다. 즉, 상기 체결 부재(65)가 토출 밸브(80)에 접촉하는 상기 흡입 밸브(60)의 외측면과 동일 평면을 이루거나 더 낮게 돌출되는 구조로 이루어진 상태 즉, 상기 피스톤(50)에 비하여 상기 피스톤(50)과 마주하는 토출밸브(80)로부터의 거리가 동일하거나 더 멀도록 형성되어, 상기 흡입 밸브(60)를 상기 피스톤(50)에 고정하는 구성으로 이루어진다.
이하 상기 각 구성 부품에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 피스톤(50)은 원통 형상의 바디부(51)와, 상기 바디부(51)의 뒤쪽에 형성되어 마그네트 프레임(미도시)에 고정되는 플랜지부(52)와, 상기 바디부(51)의 앞쪽에 막혀 있는 부분으로 상기 실린더(70) 내부로 통하는 흡입구(55)가 형성된 전면부(54)로 이루어진다.
특히 상기 피스톤(50)의 전면부(54) 중앙에는 상기 흡입 밸브(60)가 고정될 수 있도록 상기 체결 부재(65)가 결합되는 체결홀(56)이 형성된다.
상기 체결홀(56)은 상기 흡입 밸브(60)의 일부분이 삽입되어 고정되는 고정홀부(56a)와, 상기 고정홀부(56a)보다 더 깊은 위치에 형성되어 상기 체결 부재(65)가 나사 결합되는 나사홀부(56b)로 이루어진다. 상기 고정홀부(56a)는 나사홀부(56b)보다 내경이 더 크게 형성되고, 상기 고정홀부(56a)와 나사홀부(56b) 사이에는 경사진 연결부(56c)가 형성된다.
다음, 상기 흡입 밸브(60)는 상기 피스톤(50)의 전면에 위치되어 전후의 압력차에 의해 탄성적으로 휘어지면서 상기 흡입구(55)를 개폐하는 플레이트부(61)와, 상기 플레이트부(61)에서 원통 구조로 돌출되어 상기 체결홀(56)의 고정홀부(56a)에 삽입되는 고정 삽입부(62)와, 상기 고정 삽입부(62)의 끝단에 구비되어 직경이 점차 좁아지는 경사진 구조로 형성된 끝단부(63)로 이루어진다.
다음, 상기 체결 부재(65)는 상기 체결홀(56)의 고정홀부(56a) 내에서 상기 흡입 밸브(60)의 고정 삽입부(62)를 압착하여 고정하는 압착부(66)와, 상기 압착부(66)에서 길게 연장되고 수나사가 형성되어 상기 피스톤(50)의 체결홀(56)의 나사홀부(56b)에 체결되는 체결부(67)로 구성된다.
상기 체결 부재(65)는 그 상면에 드라이버 등 공구가 이용하여 회전시킬 수 있는 오목한 구조의 홈(66a)이 형성된다. 또한 상기 압착부(66)의 외경이 체결부(67)의 내경보다 크게 형성되는 바, 상기 압착부(66)와 체결부(67) 사이에는 경사진 구조의 경사부(68)가 형성된다.
여기서 상기 체결 부재(65)의 경사부(68)는 상기 흡입 밸브(60)의 끝단부(63)를 체결홀(56)의 연결부(56c) 내에 밀착시켜 흡입 밸브(60)가 체결홀(56)에서 이탈하는 것을 방지하게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 압축기의 흡입 밸브 장착 구조의 작용을 설명하면 다음과 같다.
리니어 모터가 작동됨에 따라 피스톤(50)은 상기 실린더(70) 내에서 연속적으로 직선 왕복 운동하게 된다.
여기서, 상기 피스톤(50)의 전면을 이루는 흡입 밸브(60)와 이를 고정하는 체결 부재(65)가 돌출된 부분이 없이 평면 구조를 이루게 되므로 토출 밸브(80)에 별도의 회피홈을 가공하지 않아도 피스톤(50)의 오버 스트로크가 발생할 경우에 흡입 밸브(60)와 토출 밸브(80)가 평면 접촉되어 부품의 간섭에 따른 파손 등을 방지할 수 있게 된다.
이와 같이 상기 피스톤(50)이 실린더(70) 내에서 전진 및 후진을 계속하면서 실린더 내에서 유체를 압축한 후 토출시키는 과정을 반복하게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리니어 압축기의 흡입 밸브 장착 구조가 도시된 주요부 상세도이다.
전술한 본 발명의 일 실시예에서는, 도 3을 참고하면, 흡입 밸브(60)의 플레이트부(61)와 고정 삽입부(62)가 직각으로 절곡된 구조로 형성된 것을 예시하고 있으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이 흡입 밸브(60)의 플레이트부(61)와 고정 삽입부(62)가 연결되는 부분이 라운드형상의 곡면부(64)로 이루어진다.
따라서, 피스톤(50)의 체결홀(56) 입구부도 상기 흡입 밸브(60)의 곡면부(64)의 형상과 동일하게 곡면부(54a)를 이루고, 체결 부재(65)도 그 상측 둘레면이 상기 흡입 밸브(60)의 곡면부(64)를 상기 피스톤(50)의 곡면부(54a)에 밀착시킬 수 있도록 곡면으로 확장된 확장부(69)가 형성된다.
이와 같은 본 발명의 다른 실시예에서는 흡입 밸브(60)의 플레이트부(61)와 고정 삽입부(62) 사이가 곡면부(64)로 이루어지므로 흡입 밸브(60)가 피스톤(50)의 전면에 고정되어 흡입구를 개폐하는 과정에서, 상기 플레이트부(61)와 고정 삽입부(62) 사이 절곡된 부분이 쉽게 손상되거나 파손되지 않게 된다.
상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 흡입 밸브 장착 구조는, 체결 부재가 흡입 밸브와 동일한 평면을 이루면서 흡입 밸브를 피스톤에 고정할 수 있도록 구성되어 있기 때문에 압축실 내의 사체적을 줄여 압축 용량을 확대할 수 있고, 토출 밸브와의 간섭 발생을 최소화시켜 소음 및 진동 발생을 줄일 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 리니어 압축기가 도시된 종단면도,
도 2는 종래 리니어 압축기의 흡입 밸브 장착 구조가 도시된 종단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 압축기의 흡입 밸브 장착 구조가 도시된 종단면도 및 상세도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리니어 압축기의 흡입 밸브 장착 구조가 도시된 주요부 상세도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
50 : 피스톤 51 : 바디부
52 : 플랜지부 54 : 전면부
54a : 곡면부 55 : 흡입구
56 : 체결홀 56a : 고정홀부
56b : 나사홀부 56c : 연결부
60 : 흡입 밸브 61 : 플레이트부
62 : 고정삽입부 63 : 끝단부
64 : 곡면부 65 : 체결 부재
66 : 압착부 66a : 홈
67 : 체결부 69 : 확장부
70 : 실린더 80 : 토출 밸브

Claims (8)

  1. 전면에 흡입구 및 체결홀이 형성된 피스톤과, 상기 피스톤의 전면에 위치되어 상기 흡입구를 개폐하는 흡입 밸브와, 상기 체결홀에 체결되어 상기 흡입 밸브를 상기 피스톤에 고정하는 체결 부재를 포함하고;
    상기 체결 부재는, 상기 피스톤에 비하여 상기 피스톤과 마주하는 토출밸브로부터의 거리가 동일하거나 더 멀도록 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입 밸브 장착 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡입 밸브는 일부분이 상기 체결홀에 삽입된 상태에서 상기 체결 부재에 의해 압착되어 고정된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입 밸브 장착 구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 피스톤의 체결홀은 상기 흡입 밸브의 일부분이 삽입되어 고정되는 고정홀부와, 상기 고정홀부보다 더 깊은 위치에 형성되어 상기 체결 부재가 나사 결합되는 나사홀부로 이루어진 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입 밸브 장착 구조.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 고정홀부는 나사홀부보다 내경이 더 크게 형성되고, 상기 고정홀부와 나사홀부 사이에는 경사진 연결부가 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입 밸브 장착 구조.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 흡입 밸브는 상기 피스톤의 전면에 위치되어 상기 흡입구를 개폐하는 플레이트부와, 상기 플레이트부에서 원통 구조로 돌출되어 상기 체결홀에 삽입되는 고정 삽입부로 구성되고,
    상기 고정 삽입부의 끝단은 직경이 점차 좁아지는 경사진 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입 밸브 장착 구조.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 흡입 밸브는 상기 피스톤의 전면에 위치되어 상기 흡입구를 개폐하는 플레이트부와, 상기 플레이트부에서 원통 구조로 돌출되어 상기 체결홀에 삽입되는 고정 삽입부로 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입 밸브 장착 구조.
  7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피스톤의 체결홀 입구부는 피스톤의 전면에서 체결홀 내부로 곡면으로 연결되고,
    상기 흡입 밸브는 상기 체결홀에 삽입되는 부분이 체결홀을 따라 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입 밸브 장착 구조.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 체결 부재는 그 상측 둘레면이 상기 흡입 밸브의 곡면에 밀착되게 확장된 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 흡입 밸브 장착 구조.
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