KR20120027911A

KR20120027911A - 밀폐형 압축기

Info

Publication number: KR20120027911A
Application number: KR1020100089760A
Authority: KR
Inventors: 김정현
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2012-03-22
Also published as: CN102400891A

Abstract

피스톤과, 내부공간이 상기 피스톤이 직선 왕복 운동하는 압축실을 형성하고 선단 둘레에 체결부가 연장된 실린더와, 상기 압축실을 밀폐시키도록 상기 체결부를 통해 상기 실린더에 체결되는 실린더헤드와, 상기 실린더헤드를 상기 체결부에 고정시키는 복수개의 고정볼트와, 상기 고정볼트의 체결을 위해 상기 실린더헤드 각 모서리에 마련된 복수개의 제1볼트체결공과, 상기 고정볼트의 체결을 위해 상기 제1볼트체결공과 일치되도록 상기 체결부에 마련된 복수개의 제2볼트체결공을 구비하고, 상기 제2볼트체결공과 상기 압축실 사이의 체결부에는 상기 압축실과 동심을 이루도록 호 형상으로 마련된 복수개의 그루브가 원주방향을 상호 이격되게 마련되어 실린더헤드 체결과정에서 발생할 수 있는 실린더의 변형을 효과적으로 억제하도록 된 밀폐형 압축기가 개시된다.

Description

밀폐형 압축기{A HERMETIC TYPE COMPRESSOR}

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실린더헤드 체결과정에서 발생할 수 있는 실린더의 변형을 효과적으로 억제하도록 마련된 밀폐형 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐형 압축기는 냉장고나 공기조화기의 냉동사이클에 채용되어 냉매를 압축하도록 마련된 장치를 가리킨다.

이러한 밀폐형 압축기는 밀폐용기를 통해 외관을 이루며, 밀폐용기의 내부에는 냉매의 압축작용을 수행하는 압축유닛과, 냉매의 압축구동력을 제공하는 구동유닛이 설치된다.

그리고 밀폐형 압축기 중에는 압축유닛으로써, 내부공간이 압축실을 형성하는 실린더와, 압축실 내부에 직선왕복 운동 가능하도록 마련된 피스톤을 구비한 것이 많이 이용되고 있다.

내부에 피스톤이 설치된 상기 실린더의 일단에는 실린더헤드가 체결되고, 압축실은 실린더헤드가 실린더에 체결됨에 따라 냉매의 압축이 가능하도록 밀폐된다.

한편, 실린더와 실린더헤드는 고정볼트를 통해 상호 체결된다. 실린더헤드와의 체결을 위해 실린더의 선단 둘레로는 체결부가 연장되고, 실린더헤드의 각 모서리와 이에 대응하는 체결부에는 고정볼트의 체결을 위해 상호 일치되도록 마련된 복수개의 볼트체결공이 각각 형성된다.

일반적으로 고정볼트는 실린더헤드에 형성된 볼트체결공을 회전 가능하게 관통하여 체결부에 형성된 볼트체결공에 나사방식으로 체결됨으로써 실린더헤드를 실린더에 고정시키게 되며, 이때는 실린더와 실린더헤드 사이를 통해 냉매가 누설되는 것을 확실하게 차단하기 위해 상기 고정볼트에 강력한 회전력이 가해지게 된다.

그러나 종래 밀폐형 압축기의 경우 실린더헤드를 실린더에 체결하는 과정에서 고정볼트의 체결력이 과도하게 크게 형성되기 때문에, 고정볼트의 체결력이 실린더로 전달되면서 실린더가 변형되는 일이 빈번하였고, 이에 따라 압축실이 변형되면서 피스톤과 압축실 내벽 간의 공차가 설계공차를 벗어나게 되어 피스톤이 마모되고 냉매의 원활한 압축작용이 어려워지게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 실린더헤드 체결과정에서 발생할 수 있는 실린더의 변형을 효과적으로 억제하도록 마련된 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.

이를 해결하기 위해 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 피스톤과, 내부공간이 상기 피스톤이 직선 왕복 운동하는 압축실을 형성하고 선단 둘레에 체결부가 연장된 실린더와, 상기 압축실을 밀폐시키도록 상기 체결부를 통해 상기 실린더에 체결되는 실린더헤드와, 상기 실린더헤드를 상기 체결부에 고정시키는 복수개의 고정볼트와, 상기 고정볼트의 체결을 위해 상기 실린더헤드 각 모서리에 마련된 복수개의 제1볼트체결공과, 상기 고정볼트의 체결을 위해 상기 제1볼트체결공과 일치되도록 상기 체결부에 마련된 복수개의 제2볼트체결공을 구비하고, 상기 제2볼트체결공과 상기 압축실 사이의 체결부에는 상기 압축실과 동심을 이루도록 호 형상으로 마련된 복수개의 그루브가 원주방향으로 상호 이격되게 마련된 것을 특징으로 한다.

상기 제2볼트체결공은 원주방향을 따라 90도 간격으로 상호 이격 배치된 4개로 마련되고, 상기 그루브는 상기 각 제2볼트체결공에 대응하도록 4개로 마련되되, 상기 그루브는 중앙부가 상기 제2볼트체결공 및 압축실의 중심에 대응하고 양단 사이의 각도가 45도를 이루도록 마련된 것을 특징으로 한다.

상기 그루브의 폭은 상기 압축실 반지름의 0.2배로 마련된 것을 특징으로 한다.

상기 그루브의 깊이는 상기 체결부 두께의 반보다 작게 마련된 것을 특징으로 한다.

상기 고정볼트는 상기 제1볼트체결공을 회전 가능하게 관통하여 상기 제2볼트체결공에 나사방식으로 체결되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 고정볼트를 이용하여 실린더헤드를 실린더의 체결부에 체결시키는 과정에서 고정볼트의 체결력이 실린더로 전달되지 않고 체결부에 마련된 그루브를 통해 흡수되므로, 실린더헤드를 실린더에 체결하는 과정에서 실린더가 변형되는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기의 전체적인 구조를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기에 있어서, 실린더블럭을 발췌하여 도시한 사시도로, 실린더헤드가 실린더에 체결된 상태를 나타낸 것이다.
도 3은 도 2의 절취선 A-A를 따라 절취한 후 화살표 방향에서 바라본 단면도로, 실린더와 실린더헤드 사이의 결합구조를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기에 있어서, 실린더블럭더 발췌하여 도시한 사시도로, 실린더헤드가 분리된 상태를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기에 있어서, 실린더의 구조를 도시한 정면도이다.

다음은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기의 구조를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

본 실시예에 따른 밀폐형 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 밀폐용기(1)를 통해 외관을 이룬다. 밀폐용기(1) 일측에는 냉동사이클의 증발기를 거친 냉매를 밀폐용기 내부로 안내하는 흡입안내관(2)이 연결되고, 밀폐용기(1) 타측으로는 밀폐용기(1) 내부에서 압축되어 토출되는 냉매를 냉동사이클의 응축기 쪽으로 안내하는 토출안내관(3)이 연결된다.

그리고 밀폐용기(1)의 내부에는 냉매의 압축작용을 수행하는 압축유닛(20)과, 냉매의 압축구동력을 제공하는 구동유닛(30)이 마련되며, 압축유닛(20)과 구동유닛(30)은 압축유닛(20)의 실린더(21)가 일체로 형성된 실린더블럭(10)을 통해 밀폐용기(1) 내부에 설치된다.

실린더블럭(10)은 완충장치(11)를 통해 탄성 지지된 상태로 밀폐용기(1) 내부에 고정되는데, 압축유닛(20)은 실린더블럭(10)의 하부 일측에 실린더블럭(10)과 일체로 형성되어 내부공간이 압축실(21a)을 형성하는 실린더(21)와, 압축실(21a) 내부에 직선왕복운동 가능하도록 설치된 피스톤(22)과, 압축실(21a)을 밀폐시키도록 실린더(21) 일단에 결합되는 실린더헤드(23)를 구비한다.

실린더헤드(23)는 상호 구획되도록 마련된 냉매흡입실(23a)과 냉매토출실(23b)을 구비한다. 이중 냉매흡입실(23a)은 상기 흡입안내관(2)과 연계되어 압축실(21a)로 냉매를 안내하고, 냉매토출실(23b)은 상기 토출안내관(3)과 연계되어 압축실(21a)에서 압축되어 토출되는 냉매를 토출안내관(3)으로 안내하게 된다. 그리고 실린더헤드(23)와 실린더(21) 사이에는 냉매흡입실(23a)로부터 압축실(21a)로 흡입되거나 압축실(21a)로부터 냉매토출실(23b)로 토출되는 냉매의 흐름을 단속하기 위한 밸브장치(24)가 마련된다.

또한 구동유닛(30)은 실린더블럭(10) 상부 외곽 쪽에 고정되는 고정자(31)와, 고정자(31)와의 전자기적인 상호작용에 의해 회전하도록 고정자(31) 내부에 회전 가능하게 마련된 회전자(32)를 포함하여 구성된다. 회전자(32)에는 구동유닛(30)의 구동력을 압축유닛(20)으로 전달하기 위한 회전축(4)이 압입된다. 회전축(4a) 하단은 실린더블럭(10) 하부로 연장되어 편심회전하는 편심축(4a)을 형성하게 되며, 편심축(4a)과 피스톤(22) 사이에는 편심축(4a)의 편심 회전운동을 피스톤(22)의 직선왕복운동으로 전환시키기 위한 커넥팅로드(25)가 연결된다.

따라서 구동유닛(30)의 구동으로 회전축(4)이 회전하면서 편심축(4a)이 편심 회전운동 하게 되면, 커넥팅로드(25)를 통해 편심축(4a)의 편심 회전운동이 피스톤(22)의 직선왕복운동으로 전환되면서 피스톤(22)은 압축실(21a) 내부에서 직선왕복운동을 수행하게 된다. 피스톤(22)의 직선왕복운동으로 압축실(21a)의 압력이 변화되면, 압축실(21a) 내부와 외부에 압력차가 형성되면서 흡입안내관(2)을 통해 밀폐용기(1) 내부로 유입된 냉매는 냉매흡입실(23a)을 거쳐 압축실(21a)로 흡입되어 압축되고, 압축실(21a)에서 압축되어 토출된 냉매는 냉매토출실(23b)을 거쳐 토출안내관(3)을 따라 밀폐용기(10) 외부로 토출된다.

한편, 상기 실린더(21)의 선단 둘레에는 실린더헤드(23)의 체결을 위한 체결부(50)가 마련되고, 실린더헤드(23)는 고정볼트(60)를 통해 체결부(50)에 체결됨으로써 압축실(21a)을 밀폐시키도록 실린더(21)에 결합되는데, 상기 체결부(50)에는 고정볼트(60)를 통한 실린더헤드(23)의 체결과정에서 고정볼트(60)의 체결력으로 인해 실린더(21)가 변형되는 것을 억제하기 위한 구조가 마련된다.

도 2 내지 도 5를 참고하여 보다 상세히 설명하자면, 고정볼트(60)의 체결을 위해 실린더헤드(23)의 각 모서리에는 제1볼트체결공(23c)이 형성된다. 실린더헤드(23)는 대략 사각모양을 이루고, 제1볼트체결공(23c)은 4개로 마련되어 상호 90도의 각을 이루도록 배치된다.

상기 체결부(50)는 실린더(21) 선단 둘레에 실린더(21)의 반경방향으로 연장된 것으로, 실린더헤드(23)의 모양에 대응하도록 사각형태로 형성되고, 이러한 체결부(50)에 있어서 제1볼트체결공(23c)에 대응하는 모서리 쪽에는 제1볼트체결공(23c)과 일치될 수 있도록 제2볼트체결공(51)이 마련된다.

제1볼트체결공(23c)은 고정볼트(60)가 회전 가능하게 관통하도록 마련되고, 제2볼트체결공(51)의 내주에는 암나사(51a)가 가공된다. 그리고 고정볼트(60)는 제1볼트체결공(23c) 쪽 실린더헤드(23) 외면에 걸려 지지되도록 마련된 머리부(61)와, 머리부(61)로부터 연장된 다리부(62)를 구비하며, 다리부(62)의 끝단 외주에는 상기 암나사(51a)와 나사체결 되도록 수나사(62a)가 형성된다. 또 실린더(21)와 실린더헤드(23) 사이에 위치되는 밸브장치(24)도 상기 실린더헤드(23)가 실린더(21)에 고정되는 과정에서 상기 고정볼트(60)를 통해 고정되며, 이를 위해 밸브장치(24)의 각 모서리에는 상기 제1 및 제2볼트체결공(23c,51)과 일치되도록 관통공(24a)이 형성된다.

따라서 실린더헤드(23)를 실린더(21)에 결합시키고자 할 경우에는 먼저 실린더헤드(23)의 제1볼트체결공(23c)이 체결부(50)의 제2볼트체결공(51)과 밸브장치(24)의 관통공(24a)에 일치되도록 실린더헤드(23)를 체결부(50) 전방 쪽에 맞추게 된다. 그리고 이 상태에서 고정볼트(60)는 제1볼트체결공(23c)과 관통공(24a)을 회전 가능하게 관통한 후 상기 수나사(62a)가 암나사(51a)에 나사체결 되도록 회전되는데, 이때는 실린더(21)와 실린더헤드(23) 사이를 통해 냉매가 누설되는 것을 확실하게 차단하기 위해 상기 고정볼트(60)에 강력한 회전력이 가해지게 된다.

따라서 고정볼트(60)가 강력한 힘에 의해 회전하면서 제2볼트체결공(51)의 암나사(51a)와 고정볼트(60)의 수나사(62b)가 나사 체결되는 과정에서는 고정볼트(60)의 체결력이 실린더(21) 쪽으로 전달되면서 실린더(21)가 변형될 우려가 생기게 되는데, 이를 억제하기 위해 제2볼트체결공(51)과 압축실(21a) 사이의 체결부(50) 전면에는 압축실(21a)과 동심을 이루도록 호 형상으로 마련된 복수개의 그루브(52)가 원주방향을 따라 상호 이격되게 마련된다.

제2볼트체결공(51)과 압축실(21a) 사이의 체결부(50)에 형성되는 그루브(52)는 고정볼트(60)가 제2볼트체결공(51)에 나사 결합되는 과정에서 발생하는 체결력이 실린더(21) 쪽으로 전달되는 것을 중간에서 흡수하여 차단함으로써 실린더헤드(23)의 체결과정에서 실린더(21)가 변형되는 것을 억제하게 된다. 여기서 그루브(52)를 압축실(21a)과 동심을 이루는 호 형상으로 마련한 것은 고정볼트(60)의 체결 도중 제2볼트체결공(51) 쪽에서 실린더(21) 쪽으로 전달되는 응력을 제2볼트체결공(51) 양 쪽으로 원활하게 분산시켜 실린더(21)의 변형을 더욱 효과적으로 억제하기 위한 것이다.

제2볼트체결공(51)으부터 실린더(21) 쪽으로 전달되는 응력을 양쪽으로 고르게 분산시킬 수 있도록 그루브(52)는 중앙부가 제2볼트체결공(51) 및 압축실(21a)의 중심에 대응하고 양단 사이의 각도(θ)가 45도를 이루도록 마련되는 것이 바람직하다. 도 5에서 부호 B는 제2볼트체결공(51)과 압축실(21a)의 중심을 연결한 가상선을 가리킨다.

또 그루브(52)의 폭이 과도하게 넓게 형성될 경우에는 체결부(50)와 실린더(21)의 접촉면적이 줄어들게 되어 냉매의 누설이 발생될 우려가 있고, 그루브(52)의 폭이 너무 좁게 형성될 경우에는 그루브(52)를 통해 고정볼트(60)의 체결력을 제대로 흡수할 수 없게 되므로, 이를 감안하여 그루브(52)의 폭(t3)은 압축실(21a) 반지름의 0.2배로 마련되는 것이 바람직하다.

또한 상기 그루브(52)의 깊이가 과도하게 길게 형성될 경우에는 체결부(50)의 강성이 저하될 우려가 있고 그루브(52)의 깊이가 너무 얇게 형성될 경우에는 그루브(52)를 통해 고정볼트(60)의 체결력을 제대로 흡수할 수 없게 되므로, 이러한 점을 감안했을 때, 그루브(52)의 깊이(t2)는 체결부(50) 두께(t1)의 반을 넘지 않는 범위 내에서 가능하면 깊게 마련되는 것이 바람직하다. 즉 그루브(52)의 깊이(t2)는 체결부(50) 두께의 반보다 작은 쪽으로 체결부(50) 두께의 반에 가깝게 마련되는 것이 좋다.

따라서 본 실시예에 따른 밀폐형 압축기는 체결부(50)에 형성되는 그루브(52)를 통해 고정볼트(60)를 이용하여 실린더헤드(23)를 실린더(21) 선단에 고정시키는 과정에서 실린더(21)가 변형되는 것을 효과적으로 억제할 수 있게 되며, 이에 따라 압축실(21a)의 변형으로 인해 피스톤(22)이 마모되거나 냉매의 압축작용이 원활하지 못하게 되는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

10: 실린더블럭 21: 실린더
21a: 압축실 22: 피스톤
23: 실린더헤드 23c: 제1볼트체결공
50: 체결부 51: 제2볼트체결공
51a: 암나사 52: 그루브

Claims

피스톤과, 내부공간이 상기 피스톤이 직선 왕복 운동하는 압축실을 형성하고 선단 둘레에 체결부가 연장된 실린더와, 상기 압축실을 밀폐시키도록 상기 체결부를 통해 상기 실린더에 체결되는 실린더헤드와, 상기 실린더헤드를 상기 체결부에 고정시키는 복수개의 고정볼트와, 상기 고정볼트의 체결을 위해 상기 실린더헤드 각 모서리에 마련된 복수개의 제1볼트체결공과, 상기 고정볼트의 체결을 위해 상기 제1볼트체결공과 일치되도록 상기 체결부에 마련된 복수개의 제2볼트체결공을 구비하는 밀폐형 압축기에 있어서,
상기 제2볼트체결공과 상기 압축실 사이의 체결부에는 상기 압축실과 동심을 이루도록 호 형상으로 마련된 복수개의 그루브가 원주방향으로 상호 이격되게 마련된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
제 1항에 있어서,
상기 제2볼트체결공은 원주방향을 따라 90도 간격으로 상호 이격 배치된 4개로 마련되고, 상기 그루브는 상기 각 제2볼트체결공에 대응하도록 4개로 마련되되,
상기 그루브는 중앙부가 상기 제2볼트체결공 및 압축실의 중심에 대응하고 양단 사이의 각도가 45도를 이루도록 마련된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
제 1항에 있어서,
상기 그루브의 폭은 상기 압축실 반지름의 0.2배로 마련된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
제 1항에 있어서,
상기 그루브의 깊이는 상기 체결부 두께의 반보다 작게 마련된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
제 1항에 있어서,
상기 고정볼트는 상기 제1볼트체결공을 회전 가능하게 관통하여 상기 제2볼트체결공에 나사방식으로 체결되는 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.