KR20070006172A - 왕복동 압축기 - Google Patents

Abstract

실린더블럭과 실린더헤드의 체결력에 의해 실린더블럭이 변형되는 것을 방지한 왕복동 압축기를 제공한다. 본 발명의 왕복동 압축기는 축방향으로 압축실이 형성된 실린더블럭과, 압축실에 끼워지는 피스톤과, 실린더블럭에 결합되는 실린더헤드와, 실린더블럭과 실린더헤드를 체결하는 복수의 볼트의 체결력에 의해 실린더블럭이 변형되는 것을 방지하기 위해 변형 방지수단으로서 실린더헤드에 마련된 변형 방지홈을 구비한다. 실린더헤드와 실린더블럭의 각 코너에는 볼트가 관통되기 위한 볼트홀이 형성되고, 변형 방지홈은 실린더블럭과 접촉하게 되는 실린더헤드의 내측면에서 각 볼트홀과 인접한 주위에 형성된다. 변형 방지홈은 깊이가 폭보다 더 크게 형성된 구조를 가진다.

Description

왕복동 압축기{Reciprocating Compressor}

도 1은 본 발명에 따른 왕복동 압축기의 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 실린더헤드의 평면도이다.

도 3은 도 2의 선 III-III을 따라 취해진 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

1: 하우징 10: 구동장치

20: 압축장치 21: 실린더블럭

23: 압축실 30: 실린더헤드

31: 볼트홀 32: 흡입용 리세스

33: 배출용 리세스 35: 변형 방지홈

40: 피스톤 41: 가동부재

본 발명은 왕복동 압축기에 관한 것으로, 더 상세하게는 실린더블럭과 실린더헤드의 체결력에 의해 실린더블럭이 변형되는 것을 방지하여 피스톤이 왕복 운동할 때 실린더블럭과 접촉하여 마찰소음이 발생하거나 마모되지 않게 한 왕복동 압 축기에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐형 압축기는 기체를 압축하는 압축장치와 이 압축장치를 구동시키는 구동장치가 밀폐된 하우징의 내부에 설치되어서 하우징의 내부로 기체를 흡입하여 압축한 다음 하우징의 외부로 배출시키는 장치이다. 이러한 밀폐형 압축기는 냉동사이클을 이용하여 주위공간을 냉방시키는 공기조화기와 냉장고 등에 설치되어 증발기를 거친 저압의 냉매가스를 고압으로 압축하여 응축기로 보내는 기능을 하게 된다.

이러한 밀폐형 압축기에는 왕복동 압축기와 로터리 압축기 등이 있는데, 왕복동 압축기는 압축장치로서 실린더블럭과 피스톤 등을 구비하고, 구동장치로서 고정자와 마그네트 등을 구비하여 구성되는데, 한국 공개특허공보 10-2004-91485호에는 이러한 왕복동 압축기의 일종인 밀폐형 리니어 압축기가 개시되어 있다.

상기 종래의 왕복동 압축기는 기체를 압축시키기 위한 압축실을 제공하는 실린더블럭과, 기체의 흡입과 토출을 안내하기 위해 실린더의 단부에 결합된 실린더헤드와, 압축실에 끼워져서 왕복운동하는 피스톤과, 실린더블럭의 외측에 배치되는 고정 프레임에 설치되는 고정자와, 피스톤과 연결된 가동부재에 설치되어 고정자에 의해 가동부재와 함께 왕복 운동하게 되는 마그네트와, 외측은 고정 프레임의 단부에 고정되고 중심부에는 가동부재가 결합되어 가동부재를 탄성력있게 지지함과 동시에 피스톤과 함께 공진하도록 하는 공진 스프링을 구비하여 이루어진다.

따라서 고정자에 전류가 인가되어 가동부재가 마그네트와 함께 왕복 운동하게 되면 공진 스프링과 함께 피스톤이 왕복 운동하게 되면서 압축실에서 기체를 압 축하여 하우징의 외부로 배출하게 된다.

그러나 이러한 종래의 왕복동 압축기는 실린더헤드와 실린더블럭 사이에서 기체가 누설되지 않게 하기 위해 실린더헤드와 실린더블럭을 관통하여 결합시키는 볼트의 체결력이 매우 높게 되어 실린더블럭에 변형이 발생하게 되기 때문에 압축실을 형성하는 실린더블럭이 설계상으로 설정된 공차를 유지할 수 없게 되며, 이에 따라 압축실에 끼워진 피스톤이 왕복 운동할 때 실린더블럭과 접촉하게 되어 마찰소음이 발생하게 됨은 물론, 실린더블럭과의 접촉부위에서 마모가 발생하게 되어 압축이 원활하게 이루어지지 않게 되고, 수명이 단축되게 되는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 실린더블럭과 실린더헤드의 체결력에 의해 실린더블럭이 변형되는 것을 방지한 왕복동 압축기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 축방향으로 압축실이 형성된 실린더블럭과, 상기 압축실에 끼워지는 피스톤과, 상기 실린더블럭에 결합되는 실린더헤드를 구비한 왕복동 압축기에 있어서,

상기 실린더헤드에는 상기 실린더블럭과 상기 실린더헤드를 체결하는 복수의 볼트의 체결력에 의해 상기 실린더블럭이 변형되는 것을 방지하기 위한 변형 방지수단이 마련된 것을 특징으로 한다.

상기 실린더헤드와 상기 실린더블럭의 각 코너에는 볼트가 관통되기 위한 볼트홀이 형성되고, 상기 변형 방지수단은 상기 실린더블럭과 접촉하게 되는 상기 실린더헤드의 내측면에서 상기 각 볼트홀과 인접한 주위에 형성된 변형 방지홈으로 구성된다.

바람직하게, 상기 변형 방지홈은 깊이가 폭보다 더 크게 형성된 구조를 가진다.

바람직하게, 상기 변형 방지홈은 상기 볼트홀을 둘러싸는 구조를 가진다.

상기 왕복동 압축기는 상기 실린더블럭의 외측에 배치된 고정프레임과, 상기 고정프레임의 단부에 결합된 공진 스프링과, 일단은 상기 피스톤에 연결되고 타단은 상기 공진 스프링의 중심부에 연결되어 상기 피스톤이 상기 공진 스프링과 함께 왕복 운동하게 하는 가동부재를 더 구비한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 왕복동 압축기의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 왕복동 압축기는 밀폐용기를 형성하는 하우징(1)과, 하우징(1)의 내부에 설치되며 구동력을 발생시키는 구동장치(10)와 이 구동장치(10)의 구동력에 의해 기체를 압축시키는 압축장치(20)를 구비한다.

압축장치(20)는 압축실(23)을 형성하도록 축방향으로 보어(22)가 마련된 실린더블럭(21)과, 실린더블럭(21)의 일단(도 1에서는 하단)에 결합된 실린더헤드(30)와, 실린더블럭(21)의 타단(도 1에서는 상단)을 통해 보어(22)에 끼워지는 피 스톤(40)과, 실린더블럭(21)의 외측에서 실린더블럭(21)과 일체로 형성된 고정프레임(24)과, 고정프레임(24)의 단부에 결합된 공진 스프링(25)과, 일단은 피스톤(40)의 단부에 연결되고 타단은 공진 스프링(26)의 중심부에 연결된 가동부재(41)를 구비한다.

구동장치(10)는 고정프레임(24)에 움직이지 않게 결합되는 고정자(11)와, 가동부재(41)에 결합되어 고정자(11)와의 전자기 작용에 의해 가동부재(41)와 함께 왕복 운동하게 되는 마그네트(12)로 구성된다.

또한, 기체를 하우징(1)의 내부로 흡입시키기 위한 흡입관(2)이 흡입소음을 줄이기 위한 흡입머플러(3)를 통해 실린더헤드(30)와 연결되어 있고, 압축실(23)에서 피스톤(40)에 의해 압축된 기체를 하우징(1)의 외부로 배출시키기 위한 배출관(5)이 토출 맥동을 줄이기 위한 토출챔버(4)를 통해 실린더헤드(30)와 연결되어 있으며, 실린더블럭(21)과 실린더헤드(30) 사이에는 흡입밸브(7)와 토출밸브(8)가 마련되어 있는 밸브플레이트(6)가 배치되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 왕복동 압축기는 고정자(11)에 전원이 인가되어 자속이 형성되면 마그네트(12)가 가동부재(41)와 함께 상하로 왕복 운동하게 되고, 이에 따라 피스톤(40)이 공진 스프링(25)과 공진되면서 실린더(21)의 내부에서 직선 왕복 운동하게 됨으로써 흡입관(2)을 통해 기체를 흡입하여 압축한 후 배출관(5)을 통해 배출하게 된다.

다음에는 도 2 및 도 3을 참조하여 복수의 볼트(9)에 의해 높은 체결력으로 실린더블럭(21)에 결합되는 실린더헤드(30)의 구조에 대해 설명한다.

도 2는 도 1에 도시된 실린더헤드의 평면도를 도시한 것이고, 도 3은 도 2의 선 III-III을 따라 취해진 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실린더헤드(30)는 대략 사각형상을 가져서 각 모서리에 볼트홀(31)이 관통되어 있고, 그 내측면에는 흡입용 리세스(32)와 배출용 리세스(33)가 형성되어 각각 밸브플레이트(6)의 흡입밸브(7)와 배출밸브(8)에 의해 압축실(23)과 연통되거나 차단되게 된다.

또한, 실린더헤드(30)의 내측면에는 실린더헤드(30)와 실린더블럭(21)이 그 사이에서 기체가 누설되지 않도록 높은 체결력으로 볼트 결합될 때 실린더헤드(30)와 접촉하게 되는 실린더블럭(21)의 하단부가 변형되어 실린더블럭(21)의 보어(22)가 설계상으로 설정된 공차를 유지할 수 없게 되는 것을 방지하기 위한 변형 방지수단으로서 변형 방지홈(35)들이 마련되어 있다.

각 변형 방지홈(35)은 실린더헤드(30)의 각 코너에 형성된 볼트홀(31)의 안쪽에서 일정 깊이와 폭으로 볼트홀(31)을 둘러싸는 구조를 가져서 실린더헤드(30)의 각 볼트홀(31)과 실린더블럭(21)의 각 볼트홀을 통해 볼트(9)(도 1 참조)가 높은 체결력으로 체결될 때 변형 방지홈(35)이 대신 변형되게 됨으로써 실린더헤드(30)와 접촉하게 되는 실린더블럭(21)의 하단부에서는 변형이 발생하지 않게 된다.

바람직하게는, 변형 방지홈(35)은 그 깊이(D)가 그 폭(W)보다 더 크게 되는 구조를 갖도록 하여 변형 방지홈(35)이 볼트(9)의 높은 체결력에 따른 변형을 더욱 효과적으로 흡수할 수 있게 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 왕복동 압축기의 일종인 밀폐형 리니어 압축기에 적용된 구조를 예시하여 설명하였는데, 본 발명은 이에 한정되지 않고 피스톤이 커넥팅로드에 의해 크랭크 샤프트와 연결되어 구성된 구조를 가진 밀폐형 왕복동 압축기에도 적용될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 변형 방지홈이 실린더헤드에 마련된 구조를 예시하여 설명하였는데, 본 발명은 이에 한정되지 않고 실린더블럭의 보어의 형상이 변형되지 않는 한 보어의 외측에 형성되는 구조를 가질 수도 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 왕복동 압축기는 실린더블럭이 높은 볼트 체결력에 의해 변형되는 것을 방지하여 실린더블럭의 보어가 설계상으로 설정된 공차를 유지할 수 있기 때문에 피스톤이 실린더블럭의 보어에서 마찰이나 틈새가 발생하지 않게 됨으로써 정숙하게 왕복 운동하게 되고 기체의 압축이 효과적으로 이루어질 수 있게 되며, 피스톤과 실린더블럭 사이에서 마모가 발생하지 않게 되어 수명이 연장되는 효과를 가진다.

Claims (5)

1. 축방향으로 압축실이 형성된 실린더블럭과, 상기 압축실에 끼워지는 피스톤과, 상기 실린더블럭에 결합되는 실린더헤드를 구비한 왕복동 압축기에 있어서,

   상기 실린더헤드에는 상기 실린더블럭과 상기 실린더헤드를 체결하는 복수의 볼트의 체결력에 의해 상기 실린더블럭이 변형되는 것을 방지하기 위한 변형 방지수단이 마련된 것을 특징으로 하는 왕복동 압축기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 실린더헤드와 상기 실린더블럭의 각 코너에는 볼트가 관통되기 위한 볼트홀이 형성되고, 상기 변형 방지수단은 상기 실린더블럭과 접촉하게 되는 상기 실린더헤드의 내측면에서 상기 각 볼트홀에 인접한 주위에 형성된 변형 방지홈으로 구성된 것을 특징으로 하는 왕복동 압축기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 변형 방지홈은 깊이가 폭보다 더 크게 형성된 구조를 가진 것을 특징으로 하는 왕복동 압축기.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 변형 방지홈은 상기 볼트홀을 둘러싸는 구조를 가진 것을 특징으로 하는 왕복동 압축기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 실린더블럭의 외측에 배치된 고정프레임과, 상기 고 정프레임의 단부에 결합된 공진 스프링과, 일단은 상기 피스톤에 연결되고 타단은 상기 공진 스프링의 중심부에 연결되어 상기 피스톤이 상기 공진 스프링과 함께 왕복 운동하게 하는 가동부재를 더 구비한 것을 특징으로 하는 왕복동 압축기.

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