KR20160055500A - 왕복동식 압축기 - Google Patents

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조재호
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 왕복동식 압축기는, 구동유닛; 커넥팅 로드; 피스톤; 실린더; 및 밸브 조립체를 포함하고, 상기 밸브 조립체는, 본체를 형성하는 밸브 플레이트, 상기 밸브 플레이트에 구비되며, 상기 실린더의 압축 공간과 연통되어 냉매의 유동을 가이드하는 흡입구 및 토출구, 상기 밸브 플레이트에 구비되며, 상기 흡입구 및 토출구를 선택적으로 개방하는 흡입 밸브 및 토출 밸브, 상기 밸브 플레이트에 구비되는 복수의 결합부를 포함하고, 상기 실린더에는 각각의 결합부와 대응되도록 배치되며, 상기 밸브 조립체의 오조립을 방지하는 복수의 대응 결합부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

왕복동식 압축기 {RECIPROCATING COMPRESSOR}
본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것이다.
왕복동식 압축기(Reciprocating Compressor)는 실린더 내에서의 피스톤의 왕복 운동을 통해 냉매를 흡입 압축하여 토출하는 방식으로 유체를 압축하는 장치를 말한다. 왕복동식 압축기는 피스톤의 구동 방식에 따라 연결형 왕복동식 압축기와 진동형 왕복동식 압축기로 구분할 수 있다. 여기서, 연결형 왕복동식 압축기는 구동유닛의 회전축에 커넥팅 로드를 통해 연결된 피스톤의 실린더 내에서의 왕복 운동으로 냉매를 압축하는 방식이며, 진동형 왕복동식 압축기는 왕복동 모터의 가동자에 연결되어 진동하는 피스톤의 실린더 내에서의 왕복 운동으로 냉매를 압축하는 방식이다.
연결형 왕복동식 압축기는 한국 공개특허 제 10-2010-0085760호에 개시된다. 공보에 개시된 연결형 왕복동식 압축기는 밀폐공간을 형성하는 하우징 쉘, 하우징 쉘 내에 구비되며 구동력을 제공하는 구동유닛, 구동유닛의 회전 샤프트에 연결되며, 구동유닛으로부터의 구동력을 이용하여 실린더 내에서 피스톤의 왕복 운동으로 냉매를 압축하는 압축유닛 및 냉매를 유입하며 압축유닛의 왕복 운동을 통해 압축된 냉매를 토출하는 흡토출유닛을 포함한다. 여기서, 흡토출유닛은, 실린더에 조립되어 냉매의 흡입 또는 토출을 안내하기 위한 밸브 조립체를 포함한다.
이러한 밸브 조립체에는, 상기 조립체의 일면에 설치되는 흡입 밸브 및 상기 조립체의 타면에 설치되는 토출 밸브가 포함된다. 냉매의 흡입 및 토출과정에서, 상기 흡입 밸브는 냉매의 유동방향을 기준으로 후방으로 개방되고, 토출 밸브는 냉매의 유동방향을 기준으로, 전방으로 개방되도록 작동될 수 있다. 따라서, 잘못된 밸브 조립체의 조립방향으로 인한 밸브의 오작동이 문제될 수 있다.
그러나, 종래의 압축기에서는, 밸브 조립체의 조립방향을 가이드 하는 장치가 구비되지 않아 밸브 조립체의 앞뒤 방향이 뒤바뀌어 조립되는 경우, 밸브 조립체가 제 기능을 발휘할 수 없게 되는 문제가 있다.
따라서 본 발명의 목적은, 밸브 조립체의 오조립을 방지할 수 있는 구조를 가지는 왕복동식 압축기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 왕복동식 압축기는, 회전력을 제공하는 구동유닛; 상기 구동유닛과 결합되며, 회전 운동을 직선 운동으로 전환하는 커넥팅 로드; 상기 커넥팅 로드와 연결되어 직선 왕복 운동하는 피스톤; 상기 피스톤을 수용하며, 상기 피스톤의 직선 왕복운동을 통해 냉매를 압축하는 압축 공간이 구비되는 실린더; 및 상기 실린더의 단면부에 설치되어 냉매를 선택적으로 유동시키는 밸브 조립체를 포함하고, 상기 밸브 조립체는, 본체를 형성하는 밸브 플레이트, 상기 밸브 플레이트에 구비되며, 상기 실린더의 압축 공간과 연통되어 냉매의 유동을 가이드하는 흡입구 및 토출구, 상기 밸브 플레이트에 구비되며, 상기 흡입구 및 토출구를 선택적으로 개방하는 흡입 밸브 및 토출 밸브, 상기 밸브 플레이트에 구비되는 복수의 결합부를 포함하고, 상기 실린더에는 각각의 결합부와 대응되도록 배치되며, 상기 밸브 조립체의 오조립을 방지하는 복수의 대응 결합부가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 밸브 플레이트는 상기 밸브 플레이트의 외주면을 형성하는 테두리부를 포함하고, 상기 복수의 결합부는 상기 테두리부에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 복수의 결합부는, 상기 테두리부에 서로 이격되어 배치되는 제 1 결합부 및 제 2 결합부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 2 결합부는,상기 제 2 결합부의 중심부가 상기 제 1 결합부의 중심부와 상기 밸브 플레이트의 중심을 지나는 직선과 이격되어 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 복수의 결합부는 서로 다른 폭 또는 서로 다른 크기로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 밸브 플레이트는 원형 또는 타원형인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 1 결합부의 중심부로부터 상기 테두리부를 따라 상기 제 2 결합부의 중심부까지 시계방향으로 연장된 거리는, 상기 제 1 결합부의 중심부로부터 상기 테두리부를 따라 상기 제 2 결합부의 중심부까지 반시계방향으로 연장된 거리와 서로 다른 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 복수의 결합부는, 상기 밸브 플레이트로부터 돌출 형성되는 적어도 2개 이상의 고정 돌기를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 대응 결합부는, 상기 적어도 2개 이상의 고정 돌기가 삽입되는 적어도 2개 이상의 돌기 홈을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 복수의 결합부는, 상기 밸브 플레이트로부터 함몰되는 적어도 2개 이상의 돌기 홈을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 대응 결합부는, 상기 적어도 2개 이상의 돌기 홈에 삽입되는 적어도 2개 이상의 고정 돌기를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 복수의 결합부는, 상기 밸브 플레이트로부터 돌출 형성되는 고정 돌기와, 상기 밸브 플레이트로부터 함몰되는 돌기 홈을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 밸브 조립체는, 상기 밸브 조립체의 테두리부에는, 상기 실린더의 일측과 접촉하여 상기 밸브 조립체의 유동을 방지하는 접촉 돌기가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 접촉 돌기는 복수 개인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 접촉 돌기는 세 개의 접촉 돌기로 이루어지며, 상기 세 개의 접촉 돌기는 소정 간격으로 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에서 제안되는 실시 예에 의하면, 밸브 조립체를 실린더에 조립하는 경우, 밸브 조립체에 구비되는 결합부와 실린더에 구비되는 대응 결합부의 특정 배치관계에 의하여 밸브 조립체의 앞뒤가 바뀌어 결합되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 밸브 조립체에는 실린더의 조립체 고정부와 접촉하는 접촉 돌기가 구비됨에 따라 밸브 조립체와 실린더 간의 조립 상태를 견고히 할 수 있으며, 이에 따라 밸브 조립체의 유동이 방지될 수 있다.
도 1는 본 발명의 실시 예에 따른 왕복동식 압축기의 사시도이다.
도 2은 도 1의 왕복동식 압축기의 분해 사시도이다.
도 3는 도 1의 왕복동식 압축기의 단면도이다.
도 4 및 도 5은 밸브 조립체의 전면부 및 후면부를 보여주는 도면이다.
도 6은 밸브 조립체의 고정 돌기의 위치관계를 설명하는 도면이다.
도 7 및 도 8은, 밸브 조립체가 실린더에 결합되는 모습을 보여주는 부분 사시도이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 여기서 설명되는 실시 예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
도 1는 본 발명의 실시 예에 따른 왕복동식 압축기의 사시도이다.
도 1를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 왕복동식 압축기(10)는, 외관을 형성하는 하우징 쉘(100)을 포함할 수 있다.
상기 하우징 쉘(100)은 내부에 밀폐 공간을 형성하며, 이러한 밀페 공간 내에 상기 왕복동식 압축기(10)를 이루는 각종 부품들을 수용한다. 상기 하우징 쉘(100)은 금속 재질로 이루어질 수 있다.
상기 하우징 쉘(100)은, 베이스 쉘(110) 및 커버 쉘(160)을 포함할 수 있다. 상기 베이스 쉘(110) 및 커버 쉘(160)은 대략 반구 형상으로서, 내부에 수용공간이 형성된다. 상기 커버 쉘(160)은 상기 베이스 쉘(110)의 상측에서 상기 베이스 쉘(110)을 패키징하여 내부에 밀폐된 수용 공간을 형성한다.
상기 베이스 쉘(110)에는 흡입 파이프(120)와, 토출 파이프(130) 및 프로세스 파이프(140)가 구비될 수 있다.
상기 흡입 파이프(120)는 상기 하우징 쉘(100)의 내부로 냉매를 유입시키며, 상기 베이스 쉘(110)을 관통하여 장착될 수 있다. 상기 흡입 파이프(120)는 상기 베이스 쉘(110)에 별도로 장착되거나 또는 상기 베이스 쉘(110)에 일체로 형성될 수 있다.
상기 토출 파이프(130)는 상기 하우징 쉘(100) 내에서 압축된 냉매를 배출시키며, 상기 베이스 쉘(110)을 관통하여 장착된다. 상기 토출 파이프(130) 또한 상기 베이스 쉘(110)에 별도로 장착되거나 또는 상기 베이스 쉘(110)에 일체로 형성될 수 있다.
상기 프로세스 파이프(140)는 상기 하우징 쉘(100) 내부를 밀폐시킨 이후 상기 하우징 쉘(100) 내부로 냉매를 충전시키기 위한 것으로서, 상기 흡입 파이프(120) 및 토출 파이프(130)와 같이 상기 베이스 쉘(110)을 관통하여 장착될 수 있다.
상기 왕복동식 압축기(10)는, 상기 베이스 쉘(110)에 구비되는 전원부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 전원부(미도시)는 상기 하우징 쉘(100) 내부에 수용되는 각종 부품에 전원을 공급하기 위한 것으로서, 상기 베이스 쉘(110)을 관통하여 장착될 수 있다.
도 2은 도 1의 압축기의 분해 사시도이며, 도 3는 도 1의 압축기의 단면도이다.
도 2 및 도 3를 참조하면, 상기 왕복동식 압축기(10)는 상기 하우징 쉘(100) 내에 구비되며 구동력을 제공하는 구동유닛(200)을 더 포함할 수 있다.
상기 구동유닛(200)은, 상기 구동유닛(200)의 구동 중 고정되어 있는 부분에 해당하는 스테이터 코어(210) 및 상기 스테이터 코어(210) 내측에 장착되는 스테이터 코일(220)을 포함할 수 있다. 상기 스테이터 코어(210) 및 스테이터 코일(220)을 통칭하여 “스테이터” 라 이름한다.
상기 스테이터 코어(210)는 금속 재질로 이루어지며, 대략 원통 형상을 이룰 수 있다.
상기 스테이터 코일(220)은 상기 전원부(미도시)로부터 전압이 인가되면 전자기력을 발생시켜 상기 스테이터 코어(220) 및 후술할 로터(240)와 함께 전자기적 상호 작용을 수행할 수 있다.
상기 구동유닛(200)은, 상기 스테이터 코어(210)와 상기 스테이터 코일(220) 사이에 배치되는 인슐레이터(230)를 더 포함할 수 있다.
상기 인슐레이터(230)는 상기 스테이터 코어(210)와 상기 스테이터 코일(220)의 직접적인 접촉을 방지한다. 왜냐하면, 상기 스테이터 코일(220)이 상기 스테이터 코어(210)와 직접적으로 접촉될 경우, 상기 스테이터 코일(220)로부터의 전자기력 발생이 방해될 수 있기 때문이다. 이를 방지하기 위해, 상기 인슐레이터(230)는 상기 스테이터 코어(210)와 상기 스테이터 코일(220) 사이에서 양자를 서로 소정 거리 이격시킨다.
상기 구동유닛(200)은, 상기 구동유닛(200)의 구동 중 회전되는 부분에 해당하는 로터(240)를 더 포함할 수 있다.
상기 로터(240)에는 마그네트가 구비될 수 있다. 이에 따라, 로터(240)는 전압 인가 시, 상기 스테이터 코어(210) 및 스테이터 코일(220)과의 전자기적 상호 작용을 통해 회전하게 된다.
상기 로터(240) 회전에 따른 회전력은 후술할 압축유닛(300)을 구동시킬 수 있는 구동력으로 작용한다. 다시 말해, 본 실시 예에서 상기 압축유닛(300)의 구동력은 상기 로터(240)의 회전력을 통해 발생될 수 있다.
상기 구동유닛(200)은, 상기 로터(240) 내에 상하 방향을 따라 관통 장착되는 회전 샤프트(250)를 더 포함할 수 있다. 상기 회전 샤프트(250)는 상기 로터(240)의 회전시 로터(240)와 함께 회전된다.
상기 회전 샤프트(250)는 베이스 샤프트(252), 회전 플레이트(254) 및 편심 샤프트(256)를 포함할 수 있다.
상기 베이스 샤프트(252)는 상기 로터(240) 내에 상하 방향(Z축 방향)으로 장착된다. 상기 베이스 샤프트(252)는 상기 로터(240)의 회전에 따라 상기 로터(240)와 함께 회전 동작하게 된다.
상기 회전 플레이트(254)는 상기 베이스 샤프트(250)의 일단부에 장착되며, 후술하는 실린더 블럭(310)의 회전 플레이트 안착부(320)에 회전 가능하게 장착된다.
상기 편심 샤프트(256)는 상기 회전 플레이트(254)의 상면으로부터 돌출되어 형성된다. 여기서, 상기 편심 샤프트(256)는 상기 베이스 샤프트(252)의 축 중심으로부터 편심되는 위치에서 돌출되어, 상기 회전 플레이트(254)의 회전시 편심 회전된다. 상기 편심 샤프트(256)에는 후술하는 커넥팅 로드(340)가 장착된다.
상기 왕복동식 압축기(10)는, 상기 하우징 쉘(100) 내에 구비되며 상기 구동유닛(200)으로부터 구동력을 전달받아 직선 왕복운동을 통해 냉매를 압축하는 압축유닛(300)을 더 포함할 수 있다.
상기 압축유닛(300)은, 상기 로터(240)의 상측에 구비되는 실린더 블럭(310)을 포함한다.
상기 실린더 블럭(310)은 상기 실린더 블럭(310)의 저부에 형성되는 회전 플레이트 안착부(320) 및 상기 실린더 블럭(310)의 전면부에 형성되는 실린더(330)를 포함할 수 있다.
상기 회전 플레이트 안착부(320)는, 상기 회전 플레이트(254)를 회전 가능하게 수용할 수 있다. 아울러, 상기 회전 플레이트 안착부(320)에는 상기 베이스 샤프트(250)가 관통될 수 있는 샤프트 개구(322)가 형성된다.
상기 실린더(330)는 개구가 형성될 수 있으며, 상기 개구를 통하여 후술할 피스톤(350)이 삽입될 수 있다.
상기 실린더(330)는 알루미늄 소재로 이루어질 수 있다. 알루미늄 소재는 알루미늄 또는 알루미늄 합금일 수 있다. 비자성체인 알루미늄 소재로 인해 상기 실린더(330)에는 상기 로터(240)에서 발생되는 자속이 전달되지 않는다. 이에 따라, 본 실시 예에서는 상기 로터(240)에서 발생되는 자속이 상기 실린더(330)에 전달되어 상기 실린더(330) 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
상기 압축유닛(300)은, 냉매를 압축하기 위한 피스톤(350)을 더 포함할 수 있다.
상기 피스톤(350)은 상기 실린더(330) 내에 수용되어 전후 방향(X축 방향)으로 직선 왕복 운동한다. 상기 피스톤(350)의 왕복 운동에 따라, 상기 실린더(330) 내에는 상기 흡입 파이프(120)로부터 유입된 냉매가 압축되는 압축 공간(C)이 형성된다.
상기 압축 공간(C)은, 상기 실린더(330) 내부에 형성되는 공간으로서, 상기 상기 피스톤(350)과 후술할 밸브 조립체(420) 사이 간격부에 냉매가 유동되는 공간을 의미한다.
상기 피스톤(350)은 실린더(330)와 같이 알루미늄 소재로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 본 실시 예에서는 상기 실린더(330)와 마찬가지로, 상기 로터(240)에서 발생되는 자속이 상기 피스톤(350)에 전달되어 상기 피스톤(350) 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
아울러, 상기 피스톤(350)은 상기 실린더(330)와 동일한 소재로 구성됨에 따라 상기 실린더(330)와 거의 동일한 열팽창 계수를 갖는다. 거의 동일한 열팽창 계수를 가짐에 따라, 상기 왕복동식 압축기(10) 구동시, 고온(일반적으로, 대략 100℃)의 상기 하우징 쉘(100) 내부 환경에서, 상기 피스톤(350)은 상기 실린더(330)와 거의 동일한 양만큼 열변형된다. 이에 따라, 상기 실린더(330) 내에서의 상기 피스톤(350)의 왕복 운동시, 상기 실린더(330)와의 간섭이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
상기 압축유닛(300)은, 상기 구동유닛(200)으로부터 제공된 구동력을 상기 피스톤(350)으로 전달하기 위한 커넥팅 로드(340)를 더 포함할 수 있다. 상기 커넥팅 로드(340)는 소결 합금 재질로 이루어질 수 있다.
상기 커넥팅 로드(340)의 일측은 상기 회전 샤프트(250)와 연결되어 상기 로터(240)에서 전달되는 회전 운동을 직선 왕복 운동으로 전환한다. 구체적으로, 커넥팅 로드(340)는 상기 편심 샤프트(256)의 편심 회전에 따라, 전후 방향(X축 방향)으로 직선 왕복 운동하게 된다.
상기 커넥팅 로드(340)의 타측은 상기 피스톤(350)과 연결된다. 상기 피스톤(350)은 커넥팅 로드(340)의 직선 왕복 운동에 따라 상기 실린더(330) 내에서 직선 왕복 운동하게 된다.
상기 압축유닛(300)은, 상기 피스톤(350)과 상기 커넥팅 로드(340)를 결합시키기 위한 피스톤 핀(370)을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 피스톤 핀(370)은 상기 피스톤(350)과 상기 커넥팅 로드(340)를 상하 방향(Z축 방향)으로 관통하여 상기 피스톤(350)과 상기 커넥팅 로드(340)를 연결할 수 있다.
상기 왕복동식 압축기(10)는 상기 하우징 쉘(100) 내에 구비되며 상기 압축유닛(300)의 냉매 압축을 위한 냉매를 흡입함과 아울러 상기 압축유닛(300)으로부터 압축된 냉매를 토출하는 흡토출유닛(400)을 더 포함할 수 있다.
상기 흡토출유닛(400)은 도시된 것과 같이 상기 압축유닛(300)의 전방에 구비될 수 있다.
여기서, 전방 또는 전면부라 함은, 상기 압축유닛(300)으로부터 상기 흡토출유닛(400)을 향하는 방향을 의미하고, 후방 또는 후면부라 함은 그 반대 방향을 의미한다. 또한, 전방이라 함은 X축의 양의 방향을 의미하고, 후방이라 함은 X축의 음의 방향을 의미할 수 있다. 이러한 방향의 규정은, 명세서 전반에 동일하게 적용된다.
상기 흡토출유닛(400)은, 머플러 조립체(410)를 포함할 수 있다.
상기 머플러 조립체(410)는 상기 흡입 파이프(120)로부터 흡입된 냉매를 상기 실린더(330)내부로 전달하고, 또한, 상기 실린더(330)의 압축 공간(C)에서 압축된 냉매를 상기 토출 파이프(130)로 전달한다. 이를 위해, 상기 머플러 조립체(410)에는 상기 흡입 파이프(120)로부터 흡입된 냉매를 수용하는 흡입 공간(S) 및 상기 실린더(330)의 압축 공간(C)에서 압축된 냉매를 수용하는 토출 공간(D)이 마련된다.
상기 흡토출유닛(400)은, 상기 실린더(330)와 상기 머플러 조립체(410) 사이에 배치되는 밸브 조립체(420)를 더 포함할 수 있다.
상기 밸브 조립체(420)는 상기 실린더(330)의 전면부에 조립될 수 있으며, 상기 흡입 공간(S)의 냉매를 상기 실린더(330) 내부로 안내하거나 또는 상기 실린더(330) 내에서 압축된 냉매를 상기 토출 공간(D)으로 안내할 수 있다.
상기 밸브 조립체(420)에 관해서는 도 4 및 도 5에서 자세히 설명한다.
상기 흡토출유닛(400)은, 상기 머플러 조립체(410)의 일측에 구비되는 토출 호스(430)를 더 포함할 수 있다.
상기 토출 호스(430)는 상기 토출 공간(D)에 수용된 압축된 냉매를 상기 토출 파이프(130)로 전달하는 중간 통로 역할을 할 수 있다. 상기 토출 호스(430)의 일단부는 상기 토출 공간(D)에 연통되도록 상기 머플러 조립체(410)에 장착되며, 상기 토출 호스(430)의 타단부는 상기 토출 파이프(130)에 연통되게 장착된다.
상기 흡토출유닛(400)은, 상기 머플러 조립체(410)와 상기 밸브 조립체(420)의 사이에 장착되는 제 1 개스킷(440) 및 상기 밸브 조립체(420)와 상기 실린더(330) 사이에 장착되는 제 2 개스킷(450)을 포함할 수 있다. 상기 개스킷(440, 450)은 냉매 누설을 방지하는 기능을 갖는다.
상기 제 1 개스킷(440) 및 제 2 개스킷(450)은 대략 링 형상으로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 냉매 누설을 방지할 수 있는 구조라면 설계에 따라 적절히 변경될 수 있다.
상기 흡토출유닛(400)은, 상기 머플러 조립체(410)의 전방에 장착되는 탄성부재(460)를 더 포함할 수 있다.
상기 탄성부재(460)는 상기 왕복동식 압축기(10)의 구동시, 상기 머플러 조립체(410)를 지지하기 위한 것으로서, 접시 스프링(Belleville Spring)으로 구비될 수 있다.
상기 흡토출유닛(400)은, 상기 머플러 조립체(410)의 전면부에 장착되는 클램프(470)를 더 포함할 수 있다.
상기 클램프(470)는 상기 밸브 조립체(420), 제 1 개스킷(440), 제 2 개스킷(450), 탄성부재(460) 및 머플러 조립체(410)를 상기 실린더 블록(310)에 고정한다. 상기 클램프(470)는 대략 삼발이 형상으로 이루어지며, 스크류부재 등의 체결 수단을 통해 상기 실린더(330)에 장착될 수 있다.
상기 왕복동식 압축기(10)는, 왕복동식 압축기(10) 구동시 발생되는 내부 구조물들의 진동 등을 완충시키는 전방 댐퍼(500), 후방 댐퍼(550) 및 하측 댐퍼(600, 650)를 포함할 수 있다.
상기 전방 댐퍼(500)는 상기 흡토출유닛(400)의 진동을 완충시키며, 머플러 조립체(410)의 전방 상측에 장착된다. 이러한 전방 댐퍼(500)는 고무 재질로 이루어질 수 있다.
상기 후방 댐퍼(550)는 상기 압축유닛(300)의 진동을 완충시키며, 상기 실린더 블럭(310)의 후방 상측에 장착된다. 상기 후방 댐퍼(550), 또한, 상기 전방 댐퍼(550)와 같이 고무 재질로 이루어질 수 있다.
상기 하측 댐퍼(600, 650)는 상기 구동유닛(200)의 진동을 완충시키며, 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 하측 댐퍼들(600, 650)는 하측 전방 댐퍼(600) 및 하측 후방 댐퍼들(650)을 포함할 수 있다.
상기 하측 전방 댐퍼(600)는 상기 구동유닛(200)의 전방측 진동을 완충시키며, 상기 스테이터 코어(210)의 전방 하측에 장착된다. 상기 하측 후방 댐퍼(650)는 상기 구동유닛(200)의 후방측 진동을 완충시키며, 상기 스테이터 코어(210)의 후방 하측에 장착된다.
상기 왕복동식 압축기(10)는, 상기 커넥팅 로드(340) 상측에서 상기 편심 샤프트(256)에 결합되는 밸런스 웨이트(700)를 더 포함할 수 있다. 상기 밸런스 웨이트(700)는 상기 회전 샤프트(250) 회전시 회전 진동을 제어할 수 있다.
이하에서는 상기 밸브 조립체(420) 및 실린더(330)와 이의 결합 관계에 대해 자세히 설명한다.
도 4는 밸브 조립체의 전면부를 보여주는 도면이며, 도 5은 밸브 조립체의 후면부를 보여주는 도면이며, 도 6은 밸브 조립체의 고정 돌기의 위치관계를 설명하는 도면이며, 도 7 및 도 8은, 밸브 조립체가 실린더에 결합되는 모습을 보여주는 부분 사시도이다.
도 4 내지 도 8을 참조하면, 상기 밸브 조립체(420)는 본체를 구성하는 밸브 플레이트(421)를 포함한다. 상기 밸브 플레이트(421)는 도시된 것과 같이 원형 또는 타원형의 판으로 구성될 수 있다.
상기 밸브 플레이트(421)에는, 상기 머플러 조립체(410)의 흡입 공간(S)과 연통하며, 상기 흡입 공간(S)의 냉매를 상기 실린더(330)의 압축 공간(C)으로 흡입하기 위한 흡입구(422a)가 구비된다.
상기 밸브 조립체(420)는, 상기 밸브 플레이트(421)의 후방에 제공되는 후면부(421b)에 장착되며 상기 흡입구(422a)를 개폐하기 위한 흡입 밸브(422)를 포함할 수 있다.
상기 밸브 플레이트(421)에는, 상기 머플러 조립체(410)의 토출 공간(D)과 연통하며, 상기 압축 공간(C)에서 압축된 냉매를 상기 토출 공간(D)으로 내보내기 위한 토출구(423a)가 구비된다.
상기 밸브 조립체(420)는, 상기 밸브 플레이트(421)의 전면부(421a)에 장착되며, 상기 토출구(423a)를 개폐하기 위한 토출 밸브(423)를 포함할 수 있다. 아래에서 상기 토출 밸브(423)와 흡입 밸브(422)의 개폐를 과정을 살펴 본다.
상기 흡입 공간(S)으로부터 상기 실린더(330) 내로 냉매의 흡입 시, 상기 피스톤(350)의 후진에 따라 상기 실린더(330)의 내부 압력이 작아진다. 이에 따라, 상기 흡입 밸브(422)가 상기 피스톤(350) 측으로 휘어지면서 상기 흡입구(422a)가 개방되고, 상기 흡입 공간(S)의 냉매가 상기 압축 공간(C)으로 유입된다. 이때, 상기 토출 밸브(423)는 상기 토출구(423a)를 폐쇄한다.
따라서, 상기 피스톤(350)이 후진할 때는, 상기 흡입 공간(S)의 냉매는 상기 압축 공간(C)으로 유입되지만 상기 압축 공간(C)으로 유입된 냉매는 상기 토출 공간(D)으로 토출되지 않게 된다.
반대로, 상기 실린더(330) 내의 압축 공간(C)에서 압축된 냉매의 토출시, 상기 토출 밸브(423)는 상기 토출 공간(D) 측으로 휘어지면서 상기 토출구(423a)는 개방되고, 상기 압축 공간(C)의 냉매가 상기 토출 공간(D)으로 토출된다. 이때, 상기 흡입 밸브(422)는 흡입구(422a)를 폐쇄한다.
따라서, 상기 실린더(330) 내에서 압축된 냉매는 상기 흡입 공간(S)으로 토출되지 않고 상기 토출 공간(D)으로 토출될 수 있다.
상기 왕복동식 압축기(10)가 제 기능을 발휘하기 위해서는, 상기 흡입 공간(S)과 압축 공간(C) 및 토출 공간(D) 순으로 냉매가 유동되도록 하는 것이 중요하다. 한편, 상기 밸브 조립체(420)가 상기 실린더(330)에 조립될 때 앞뒤 방향이 바뀌어 조립되는 경우, 냉매의 유동이 바뀌므로 문제될 수 있다.
이와 같은 오조립 문제를 방지하기 위하여, 상기 밸브 조립체(420)는 복수의 고정 돌기(425, 426)를 더 포함할 수 있다. 상기 복수의 고정 돌기(425, 426)는 상기 밸브 조립체(420)가 상기 실린더(330)에 조립될 때 앞뒤 조립 방향이 바뀌지 않도록 가이드한다.
상기 복수의 고정 돌기(425, 426)는, 상기 테두리부(424)의 일측에 배치되는 제 1 고정 돌기(425)와, 상기 제 1 고정 돌기(425)와 일정 간격 이격되어 배치되는 제 2 고정 돌기(426)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 고정 돌기(425)와 제 2 고정 돌기(426)는 서로 다른 폭 또는 서로 다른 크기로 형성될 수 있다.
구체적으로 상기 제 1 고정 돌기(425) 및 제 2 고정 돌기(426) 간의 배치관계에 관하여 설명한다.
상기 제 1 고정 돌기(425)의 중심부로부터 상기 제 2 고정 돌기(426)의 중심부까지 상기 테두리부(424)를 따라 시계방향으로 연장된 거리를 l1이라 하고, 반시계방향으로 연장된 거리를 l2라 한다. 이때, 상기 제 1 고정 돌기(425) 및 제 2 고정 돌기(426)는 상기 l1이 상기 l2보다 짧도록 배치될 수 있다(도 5 참조).
또한, 상기 제 1 고정 돌기(425) 및 제 2 고정 돌기(426) 간의 배치관계를 각도 측면에서 설명할 수 있다.
상기 밸브 플레이트(421)의 중심(O)과 상기 제 1 고정 돌기(425)의 중심부를 잇는 선분을 a, 상기 밸브 플레이트(421)의 중심(O)과 상기 제 2 고정 돌기(426)의 중심부를 잇는 선분을 b라고 하자. 이때, 상기 제 1 고정 돌기(425) 및 제 2 고정 돌기(426)는, 상기 선분 a, b 사이의 각도가 180도가 되지 않도록 배치될 수 있다(도5 참조).
또한, 상기 제 2 고정 돌기(426)의 중심부는, 상기 제 1 고정 돌기(425)의 중심부와 상기 밸브 플레이트(421)의 중심(O)을 지나는 직선(L)으로부터 소정 거리(d)만큼 이격되어 배치된다. 상기 소정 거리(d)에는 제한이 없으며, 0보다 크고 상기 밸브 플레이트(421)의 반지름보다 작거나 같은 길이라면 무관하다(도 6 참조).
이와 같이 배치됨에 따라, 상기 밸브 조립체(420)는 전면부(421a) 및 후면부(421b)의 외형이 서로 겹치지 않는 형상을 갖는다.
상기 밸브 조립체(420)는, 상기 테두리부(424)에 돌출되는 접촉 돌기(427a, 427b, 427c)를 더 포함할 수 있다.
상기 접촉 돌기(427a, 427b, 427c)는 서로 120도의 등간격을 이루며 배치될 수 있다. 다만, 상기 접촉 돌기(427a, 427b, 427c)의 개수 및 배치 각도가 이에 한정되는 것은 아니며, 설계에 따라 적절히 변경될 수 있음은 물론이다.
상기 접촉 돌기(427a, 427b, 427c)는 상기 복수의 고정 돌기(425, 426)보다 작은 폭 또는 크기로 형성될 수 있다.
이하, 상기 밸브 조립체(420) 및 실린더(330)의 결합 구조에 관해 상세히 설명한다.
상기 실린더(330)는, 상기 밸브 조립체(420)가 안착되는 단면부(331)를 포함할 수 있다.
상기 밸브 플레이트(421)의 지름은 상기 실린더(330)의 개구부(332)의 지름보다 작기 때문에, 상기 밸브 조립체(420)가 상기 실린더(330)에 결합되는 경우 상기 밸브 플레이트(421)의 후면부(421b)가 상기 단면부(331)에 의하여 지지될 수 있다.
상기 밸브 상기 실린더(330)는, 상기 단면부(331)에 돌출 형성되는 조립체 고정부(334)를 더 포함할 수 있다.
상기 조립체 고정부(334)는, 상기 밸브 조립체(420)의 테두리부(424)를 감싼다. 그리고, 상기 접촉 돌기(427a, 427b, 427c)는 상기 조립체 고정부(334)에 직접 접촉할 수 있다.
상기 접촉 돌기(427a, 427b, 427c)는 상기 조립체 고정부(334)의 접촉부(337a, 337b, 337c)에 각각 접촉하여 상기 밸브 조립체(420)의 유동을 방지 할 수 있다. 이에 따라, 상기 밸브 조립체(420)와 실린더(330)의 조립 상태를 견고히 할 수 있는 장점이 있다.
상기 조립체 고정부(334)에는, 상기 밸브 조립체(420)와 실린더(330) 결합 시 각각의 고정 돌기(425, 426)와 대응되는 위치에 형성되는 복수의 돌기 홈(335, 336)이 구비될 수 있다.
상기 복수의 돌기 홈(335, 336)은 상기 제 1 고정 돌기(425)와 결합하는 제 1 돌기 홈(335)과, 상기 제 2 고정 돌기(426)와 결합하는 제 2돌기 홈(336)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 돌기 홈(335, 336)은 상기 복수의 고정 돌기(425, 426)과 각각 대응되는 형상을 가질 수 있다.
상기 복수의 고정 돌기(425, 426)와 상기 복수의 돌기 홈(335, 336)이 각각 대응되는 위치에 결합되도록 하기 위하여, 상기 제 1 고정 돌기(425)와 제 2 고정 돌기(426)의 폭이 각각 다르게 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 고정 돌기(425)의 폭이 상기 제 2 고정 돌기(426)의 폭보다 넓거나 좁게 형성될 수 있다. 다만, 상기 제 1 고정 돌기(425)를 상기 제 2 돌기 홈(336)에 삽입할 수 없고, 상기 제 2 고정 돌기(426)를 상기 제 1 돌기 홈(335)에 삽입할 수 없는 경우라면, 상기 제 1 고정 돌기(425) 및 상기 제 2 고정 돌기(426)의 형상 및 크기는 제약되지 않는다.
상기 복수의 고정 돌기(425, 426)를 “복수의 결합부”라 이름할 수 있다. 이때, 상기 제 1 고정 돌기(425)를 “제 1 결합부”라 이름하고, 상기 제 2 고정 돌기(426)를 “제 2 결합부”라 이름할 수 있다. 그리고, 상기 복수의 돌기 홈(335, 336)을 “복수의 대응 결합부”라 이름할 수 있다. 이때, 상기 제 1 고정 돌기(425)가 삽입되는 상기 제 1 돌기 홈(335)을 “제 1 대응 결합부”라 이름하고, 상기 제 2 고정 돌기(426)가 삽입되는 상기 제 2 돌기 홈(336)을 제 2 대응 결합부”라 이름할 수 있다.
한편, 상기 밸브 플레이트에는 상기 복수의 고정 돌기(425, 426) 이외에 추가되는 고정 돌기를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 실린더(330)에는 상기 추가되는 고정 돌기에 대응하는 돌기 홈을 더 포함할 수 있다.
다른 실시 예를 제안한다.
상기한 실시 예에서는 상기 밸브 조립체(420)에 상기 복수의 고정 돌기(425, 426)가 포함되고 상기 실린더(330)에 상기 복수의 돌기 홈(335, 336)이 형성되는 것으로 설명되었다.
그러나, 이와는 달리, 상기 복수의 고정 돌기(425, 426)와 상기 복수의 돌기 홈(335, 336)이 형성되는 위치가 변경될 수 있다. 즉, 상기 밸브 조립체(420)의 테두리부(424)에는 복수의 돌기 홈(미도시)이 형성되고, 상기 실린더(330)의 조립체 고정부(334)에는 상기 복수의 돌기 홈(미도시)에 대응되는 위치에 형성되는 복수의 고정 돌기가 형성될 수 있다. 다만, 상기 밸브 조립체(420)에 상기 복수의 고정 돌기(425, 426)가 형성되고, 상기 실린더(330)에 상기 복수의 돌기 홈(335, 336)이 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
또 다른 실시 예를 제안한다.
상기 테두리부(424)에는 고정 돌기와 돌기 홈이 각각 하나씩 형성될 수 있다. 이때, 조립체 고정부(334)에는 각각에 대응하는 돌기 홈 또는 고정 돌기가 형성될 수 있다.
예를 들어, 제 1 실시예의 상기 테두리부(424)의 제 2 고정 돌기(426)를 돌기 홈으로 변경할 수 있다. 따라서 본 실시예에서는, 상기 테두리부(424)에는 제 1 고정 돌기(425)가 형성되고, 상기 조립체 고정부(334)에는 상기 제 1 고정 돌기(425)가 삽입되는 제 1 돌기 홈(335)이 형성되는 것은 제 1 실시예와 같다. 다만, 상기 테두리부(424)에 돌기 홈이 형성되고, 상기 조립체 고정부(334)에는 이에 대응하는 고정 돌기가 형성될 수 있다.
상기 밸브 조립체(420)에 형성되는 복수의 고정 돌기(425, 426) 또는 복수의 돌기 홈을 통칭하여 “복수의 결합부”라 이름하고, 상기 실린더(330)에 형성되며 각각의 결합부와 대응되는 위치에 형성되는 복수의 고정 돌기 또는 복수의 돌기 홈(335, 336)을 통칭하여 “복수의 대응 결합부”라 이름할 수 있다.
상기 복수의 결합부 및 상기 복수의 대응 결합부에 의하여, 상기 밸브 조립체(420)와 실린더(330) 결합 시 상기 밸브 조립체(420)의 앞뒷면이 바뀌어 오조립되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에서 제안되는 실시 예에 의하면, 밸브 조립체를 실린더에 조립하는 경우에, 밸브 조립체의 오조립을 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.
10: 압축기
100: 하우징 쉘
200: 구동유닛
300: 압축유닛
330: 실린더
400: 흡토출유닛
420: 밸브 조립체

Claims (15)

  1. 회전력을 제공하는 구동유닛;
    상기 구동유닛과 결합되며, 회전 운동을 직선 운동으로 전환하는 커넥팅 로드;
    상기 커넥팅 로드와 연결되어 직선 왕복 운동하는 피스톤;
    상기 피스톤을 수용하며, 상기 피스톤의 직선 왕복운동을 통해 냉매를 압축하는 압축 공간이 구비되는 실린더; 및
    상기 실린더의 단면부에 설치되어 냉매를 선택적으로 유동시키는 밸브 조립체를 포함하고,
    상기 밸브 조립체는,
    본체를 형성하는 밸브 플레이트,
    상기 밸브 플레이트에 구비되며, 상기 실린더의 압축 공간과 연통되어 냉매의 유동을 가이드하는 흡입구 및 토출구,
    상기 밸브 플레이트에 구비되며, 상기 흡입구 및 토출구를 선택적으로 개방하는 흡입 밸브 및 토출 밸브,
    상기 밸브 플레이트에 구비되는 복수의 결합부를 포함하고,
    상기 실린더에는 각각의 결합부와 대응되도록 배치되며, 상기 밸브 조립체의 오조립을 방지하는 복수의 대응 결합부가 구비되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 플레이트는 상기 밸브 플레이트의 외주면을 형성하는 테두리부를 포함하고,
    상기 복수의 결합부는 상기 테두리부에 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 결합부는, 상기 테두리부에 서로 이격되어 배치되는 제 1 결합부 및 제 2 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 결합부는,
    상기 제 2 결합부의 중심부가 상기 제 1 결합부의 중심부와 상기 밸브 플레이트의 중심을 지나는 직선과 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 결합부는 서로 다른 폭 또는 서로 다른 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 플레이트는 원형 또는 타원형인 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 결합부의 중심부로부터 상기 테두리부를 따라 상기 제 2 결합부의 중심부까지 시계방향으로 연장된 거리는,
    상기 제 1 결합부의 중심부로부터 상기 테두리부를 따라 상기 제 2 결합부의 중심부까지 반시계방향으로 연장된 거리와 서로 다른 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 결합부는, 상기 밸브 플레이트로부터 돌출 형성되는 적어도 2개 이상의 고정 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 대응 결합부는, 상기 적어도 2개 이상의 고정 돌기가 삽입되는 적어도 2개 이상의 돌기 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 결합부는, 상기 밸브 플레이트로부터 함몰되는 적어도 2개 이상의 돌기 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 대응 결합부는, 상기 적어도 2개 이상의 돌기 홈에 삽입되는 적어도 2개 이상의 고정 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 결합부는, 상기 밸브 플레이트로부터 돌출 형성되는 고정 돌기와, 상기 밸브 플레이트로부터 함몰되는 돌기 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 조립체는,
    상기 밸브 조립체의 테두리부에는, 상기 실린더의 일측과 접촉하여 상기 밸브 조립체의 유동을 방지하는 접촉 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 접촉 돌기는 복수 개인 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수 개의 접촉 돌기는 세 개의 접촉 돌기로 이루어지며,
    상기 세 개의 접촉 돌기는 소정 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기.
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