KR20160092568A - 왕복동식 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구동축이 지지되는 후방하우징의 내부 중심에 형성되며, 내주면에 나사산을 형성한 조절홀 및 상기 조절홀에 나사 결합되어, 상기 구동축의 후단을 전방측으로 압박하며, 나사의 피치에 따라 구동축을 전방 또는 후방으로 이동시켜, 상기 피스톤 상사점과 밸브플레이트와의 사이 공간인 탑 클리어런스를 조절하는 조절부재를 포함하고, 상기 후방하우징의 조절홀 후방면에 형성된 고정홀에 고정편이 끼워져 회전이 단속되는 고정부재를 상기 조절부재에 결합하여, 상기 조절부재의 회전을 단속하도록 해, 조절부재 및 고정부재의 파손을 방지하는 왕복동식 압축기를 제공한다.

Description

왕복동식 압축기{Reciprocating Compressor}

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구동축이 지지되는 후방하우징의 내부 중심에 형성되며, 내주면에 나사산을 형성한 조절홀 및 상기 조절홀에 나사 결합되어, 상기 구동축의 후단을 전방측으로 압박하며, 나사의 피치에 따라 구동축을 전방 또는 후방으로 이동시켜, 상기 피스톤 상사점과 밸브플레이트와의 사이 공간인 탑 클리어런스를 조절하는 조절부재를 포함하고, 상기 후방하우징의 조절홀 후방면에 형성된 고정홀에 고정편이 끼워져 회전이 단속되는 고정부재를 상기 조절부재에 결합하여, 상기 조절부재의 회전을 단속하는 왕복동식 압축기에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 기계는 피스톤, 피스톤 구동장치, 실린더 블럭 및 밸브로 구성되어 있으며 압축기나 펌프 등에 광범위하게 사용되고 있다.

한편 왕복동식 압축기 또는 펌프는 밸브플레이트와 피스톤 사이에는 탑 클리어런스(TC;top clearance)가 존재하는데, 이는 피스톤과 밸브플레이트 사이의 충돌을 막기 위한 필수적인 공간이지만 가능한 작게 형성하는 것이 압축효율에 유리하다.

또한 경우에 따라 상기 탑 클리어런스(TC)의 조절이 필요한 경우가 있는데, 이와 같은 경우에는 실린더 블럭과 구동축 사이에 소정 폭의 스러스트베어링을 설치하는 것이 일반적이었다.

이에 따라 밸브의 특성이나 피스톤의 특성에 따라 탑 클리어런스를 변경시켜야 할 경우 스러스트베어링을 교체할 수밖에 없었다.

그러나 스러스트베어링을 교체할 경우 전체 부품을 분해하는 작업이 수반되기 때문에 교체작업이 번거로운 문제가 있었다.

더욱이 스러스트베어링이 적당한 치수가 마련되기 어려운 경우 별도 제작이 필요하게 되는데, 이에 따른 비용 증가가 매우 커지는 단점도 있었다.

한편 등록특허 제10-0529716호에 개시된 사판식 압축기의 구조에서는 탑 클리어런스는 2개의 레이스 사이에 개재되어 배치된 베어링에 의해 이루어진다.

즉 2개의 레이스 중 어느 1개의 레이스의 두께를 변경하여 탑 클리어런스를 조절하였다.

그러나 이와 같이 종래의 구조에 따르면, 탑 클리어런스를 정확히 맞추기 위해 많은 두께의 레이스를 등급 별로 마련해야 하므로 그 보관과 유지에 있어서 매우 번거로움이 있었고 조립작업도 복잡한 단점이 있었다.

전술한 문제점은 비단 압축기에만 한정되는 것은 아니며 펌프 등 피스톤, 피스톤 구동수단, 밸브 및 실린더 블럭 등으로 구성된 다른 왕복동식 기계에서도 발생하였다.

상기한 문제점을 해소하기 위해 등록특허 제10-1089859호에서는 하우징과, 복수개의 실린더 보어를 가지고 있는 실린더 블럭과, 상기 실린더 보어에 왕복이동이 가능하게 수용되는 피스톤과, 상기 피스톤을 구동하는 피스톤 구동수단과, 상기 피스톤에 연결된 피스톤 연결축과, 상기 피스톤의 바닥에 대향하여 설치된 흡입/토출 밸브와, 상기 흡입/토출 밸브를 개재하여 상기 하우징에 형성된 흡입실과 토출실을 포함하여 구성되는 왕복동식 기계의 탑 클리어런스 조절장치에 있어서, 상기 피스톤 연결축의 둘레에는 이송 너트가 나사결합되며, 축방향에서 바라볼 때, 상기 이송 너트의 중앙에는 둘레를 따라 다수의 요철이 형성되어 있는 고정용 홈이 형성되어 있으며, 상기 고정용 홈에는 둘레에 요철이 형성된 고정용 와셔가 설치되고, 상기 고정용 와셔는 피스톤 연결축을 관통하여 설치되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 기계의 탑 클리어런스 조절장치.

하지만 종래의 기술은 이송 너트 및 고정용 와셔가 구동축이 회점함에 따라 함께 회전하여, 상기 구동축의 회전력에 의해 이송 너트 및 고정용 와셔가 파손되는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 구동축이 지지되는 후방하우징의 내부 중심에 형성되며, 내주면에 나사산을 형성한 조절홀 및 상기 조절홀에 나사 결합되어, 상기 구동축의 후단을 전방측으로 압박하며, 나사의 피치에 따라 구동축을 전방 또는 후방으로 이동시켜, 상기 피스톤 상사점과 밸브플레이트와의 사이 공간인 탑 클리어런스를 조절하는 조절부재를 포함하고, 상기 후방하우징의 조절홀 후방면에 형성된 고정홀에 고정편이 끼워져 회전이 단속되는 고정부재를 상기 조절부재에 결합하여, 상기 조절부재의 회전을 단속하도록 해, 조절부재 및 고정부재의 파손을 방지하는 왕복동식 압축기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 왕복동식 압축기는 구동축이 지지되는 후방하우징의 중심에 형성되고, 내주면에는 나사산을 형성한 조절홀 및 상기 조절홀에 나사 결합되어, 상기 구동축의 후단을 전방측으로 압박하며, 나사의 피치에 따라 구동축을 전방 또는 후방으로 이동시켜, 상기 피스톤 상사점과 밸브플레이트와의 사이 공간인 탑 클리어런스를 조절하는 조절부재를 포함한다.

이때 본 발명에 따른 상기 왕복동식 압축기는 전방하우징, 모터하우징, 후방하우징, 후방커버를 포함하는 하우징과, 상기 전방하우징과 모터하우징의 사이에 배치되고, 내부에는 복수 개의 실린더보어를 형성한 실린더블록과, 상기 하우징 내부에서 회전이 가능하게 전방측은 상기 실린더블록의 중심에 후방측은 후방하우징의 중심에 베어링으로 지지되는 구동축과, 고정자는 상기 모터하우징의 내부 수용되고, 회전자는 상기 구동축에 구비되어, 외부에서 인가되는 전원으로 고정자 또는 회전자 중 어느 하나를 자화(磁化)시켜 구동축을 회전시키는 모터와, 상기 구동축의 전방측에 결합되어, 상기 구동축이 회전함에 따라 회전하는 사판과, 상기 사판과 슈로 연결되고, 상기 사판과의 미끄럼 이동에 의해 상기 실린더보어에서 직선왕복 운동하는 편두형의 피스톤을 포함한다.

그리고 본 발명에 따른 상기 조절부재의 회전을 단속하도록, 상기 조절부재의 후단에 형성되고, 외주연을 따라 요철을 형성한 고정부와, 상기 후방하우징의 조절홀 내부 중심에서 상기 고정부에 결합 되고, 내주연을 따라 상기 고정부의 요철과 상응하는 고정홈을 형성한 환상의 고정부재를 포함한다.

또한 본 발명에 따른 상기 고정부재의 일측에서 돌출 형성한 고정편과, 상기 후방하우징의 조절홀 후방면에 형성된 고정홀을 포함하여, 상기 고정부재의 고정편이 상기 조절홀의 고정홀에 끼워져 회전이 단속할 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 상기 고정부재의 후방에는 상기 조절홀에 수용되고, 상기 후방커버에 의해 탄지되어, 상기 고정부재를 가압하는 스프링을 포함한다.

더불어 본 발명에 따른 상기 조절부재의 중심에는 다각의 조절공을 형성하여, 렌치로 상기 조절부재를 정회전 또는 역회전으로 회전시켜, 탑 클리어런스를 조절할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 상기 구동축의 후방측은 스러스트베어링에 의해 지지되고, 상기 구동축의 후단은 상기 조절부재의 내부에 니들베어링에 의해 지지되면서 결합한다.

본 발명에 따른 왕복동식 압축기는 구동축이 지지되는 후방하우징의 내부 중심에 형성되며, 내주면에 나사산을 형성한 조절홀 및 상기 조절홀에 나사 결합되어, 상기 구동축의 후단을 전방측으로 압박하며, 나사의 피치에 따라 구동축을 전방 또는 후방으로 이동시켜, 상기 피스톤 상사점과 밸브플레이트와의 사이 공간인 탑 클리어런스를 조절하는 조절부재를 포함하고, 상기 후방하우징의 조절홀 후방면에 형성된 고정홀에 고정편이 끼워져 회전이 단속되는 고정부재를 상기 조절부재에 결합하여, 상기 조절부재의 회전을 단속하도록 해, 조절부재 및 고정부재의 파손을 방지하고, 압축기의 내구성이 향상되는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 왕복동식 압축기의 구성을 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 탑 클리어런스 조절부를 보인 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 왕복동식 압축기의 구성을 보인 예시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 탑 클리어런스 조절부를 보인 예시도이다.

본 발명은 후방하우징의 조절홀에 조절부재를 나사 결합하여, 구동축의 후단을 전방측으로 압박하며, 나사의 피치에 따라 구동축을 전방 또는 후방으로 이동시켜, 상기 피스톤 상사점과 밸브플레이트와의 사이 공간인 탑 클리어런스를 조절하고, 상기 조절부재의 회전을 단속하는 고정부재를 더 포함하는 왕복동식 압축기에 관한 것으로, 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

도 1을 참조하면 본 발명에 따른 왕복동식 압축기는 크게 하우징(100), 실린더블록(200), 구동축(300), 모터(400), 사판(310), 피스톤(500), 조절부재(600)를 포함한다.

상기한 구성요소를 도면을 참조하여 보다 상세하게 살펴보면, 먼저 상기 하우징(100)은 복수 개로 구획하여 구분하는데, 흡입실(부호 미기재)과 토출실(부호 미기재)을 구비한 전방하우징(110)과, 모터(400)를 내부에 수용하는 모터하우징(120)과, 상기 모터하우징(120)의 후방에 배치되어, 상기 구동축(300)의 후방측을 지지하는 후방하우징(130)과, 상기 후방하우징(130)의 후단을 마감하는 후방커버(140)를 포함한다.

이때 상기 전방하우징(110)과 모터하우징(120)의 사이에는 실린더블록(200)이 배치되고, 상기 실린더블록(200)은 그 내부에 복수 개의 실린더보어(210)를 형성한다.

상기 복수 개의 실린더보어(210)는 중심을 기준으로 방사상으로 배치되는 것이 바람직하고, 상기 전방하우징(110)과 실린더블록(200)의 사이에는 밸브플레이트(111)가 되어, 실린더보어(210)로 입출하는 유체의 출입을 단속한다.

그리고 상기 하우징(100)의 내부에는 구동축(300)이 회전이 가능하게 전방측은 상기 실린더블록(200)의 중심에 후방측은 후방하우징(130)의 중심에 베어링으로 지지된다.

이때 상기 구동축(300)의 전,후방측은 각각 스러스트베어링(320)에 의해 지지되고, 상기 구동축(300)의 전방측에는 사판(310)이 결합되어, 상기 구동축(300)이 회전함에 따라 회전하고, 상기 사판(310)에는 편두형의 피스톤(500)들이 슈(510)로 상기 사판(310)과 연결되어, 상기 사판(310)과의 미끄럼 이동에 의해 상기 실린더보어(210)에서 피스톤(500)들이 직선왕복 운동한다.

또한 상기 구동축(300)에 회전력을 제공하는 모터(400)는 상기 모터하우징(120)의 내부 수용되는데, 상기 모터(400)의 고정자(410)는 상기 모터하우징(120)의 내부 수용되고, 회전자(420)는 상기 구동축(300)에 구비되어, 외부에서 인가되는 전원으로 고정자 또는 회전자 중 어느 하나를 자화(磁化)시켜 구동축(300)을 회전시킨다.

따라서 외부에서 인가되는 전원으로 모터(400)의 고정자(410) 또는 회전자(420) 중 어느 하나를 자화(磁化)되어, 상기 구동축(300)이 회전하게 되면, 상기 구동축(300)이 회전함에 따라 상기 사판(310) 역시 회전하게 되고, 상기 사판(310)과 슈(510)로 연결된 피스톤(500)들은 상기 사판(310)과의 미끄럼 이동에 의해 상기 실린더보어(210)에서 직선왕복 운동하면서 유체를 압축하여 밸브플레이트(111)를 통해 흡입 및 토출한다.

더불어 본 발명에 따른 왕복동식 압축기는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 상기 구동축(300)이 지지되는 후방하우징(130)의 내부 중심에는 조절홀(131)를 형성하는데, 상기 조절홀(131)은 그 내주면에 나사산을 형성하고, 조절부재(600)가 상기 조절홀(131)에 나사 결합하여, 상기 구동축(300)의 후단을 전방측으로 압박하면서, 나사의 피치에 따라 상기 구동축(300)을 전방 또는 후방으로 이동시켜, 상기 피스톤(500) 상사점과 밸브플레이트(111)와의 사이 공간인 탑 클리어런스를 조절한다.

이때 상기 조절부재(600)의 중심에는 다각의 조절공(602)을 형성하여, 렌치등과 같은 장비를 체결하여, 상기 조절부재(600)를 정회전 또는 역회전으로 회전시켜, 상기 조절부재(600)가 회전하는 나사의 피치에 따라 탑 클리어런스를 조절한다.

상기 조절부재(600)는 상기 조절홀(131)에 나사 결합됨과 동시에 상기 구동축(300)의 후단이 결합되는데, 이때 상기 조절부재(600)의 내부에는 니들베어링(330)이 구비되고, 상기 구동축(300)의 후단은 니들베어링(330)에 의해 지지된다.

따라서 상기한 구성으로 상기 구동축(300)이 회전하여도 상기 조절부재(600)는 그 회전력에 지장을 받지 않는다.

또한 상기 조절부재(600)의 회전을 단속하도록, 상기 조절부재(600)의 후단에 고정부(601)를 형성하는데, 상기 고정부(601)는 외주연을 따라 요철을 형성하고, 상기 후방하우징(130)의 조절홀(131) 내부 중심에서 상기 고정부(601)와 결합 되는 고정부재(700)를 구비한다.

상기 고정부재(700)는 중심이 관통된 환상으로 상기 고정부재(700) 역시, 내주연을 따라 상기 고정부(601)의 요철과 상응하는 고정홈(701)을 형성하여, 상기 고정부(601)의 요철에 상기 고정부재(700)의 고정홈(701)이 서로 상응하여 결합한다.

이때 상기 고정부재(700)의 회전을 단속하도록, 상기 고정부재(700)의 일측에는 고정편(702)을 돌출 형성하고, 상기 후방하우징(130)의 조절홀(131) 후방면에 형성된 고정홀(132)을 포함하고, 상기 고정부재(700)의 고정편(702)이 상기 조절홀(131)의 고정홀(132)에 끼워져 회전이 단속된다.

또한 상기 고정부재(700)의 후방에는 스프링(710)을 구비하는데, 상기 스프링(710)은 상기 조절홀(131)에 수용되고, 상기 후방커버(140)에 의해 탄지되어, 상기 고정부재(700)를 가압하여 상기 고정부재(700)가 지정 위치에서 이탈하는 것을 방지한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 하우징 110: 전방하우징
111: 밸브플레이트 120: 모터하우징
130: 후방하우징 131: 조절홀
132: 고정홀 140: 후방커버
200: 실린더블록 210: 실린더보어
300: 구동축 310: 사판
320: 스러스트베어링 330: 니들베어링
400: 모터 410: 고정자
420: 회전자 500: 피스톤
510: 슈 600: 조절부재
601: 고정부 602: 다각의 조절공
700: 고정부재 701: 고정홈
702: 고정편 710: 스프링

Claims (7)

1. 중심에 위치하는 구동축의 회전에 의해 피스톤이 왕복 운동하여 가스를 응축압으로 압축하는 왕복동식 압축기를 구성함에 있어,
   상기 구동축이 지지되는 후방하우징의 중심에 형성되고, 내주면에는 나사산을 형성한 조절홀; 및
   상기 조절홀에 나사 결합되어, 상기 구동축의 후단을 전방측으로 압박하며, 나사의 피치에 따라 구동축을 전방 또는 후방으로 이동시켜, 상기 피스톤 상사점과 밸브플레이트와의 사이 공간인 탑 클리어런스를 조절하는 조절부재;를 포함하는 왕복동식 압축기.
   
2. 청구항 1에 있어서
   상기 왕복동식 압축기는
   전방하우징, 모터하우징, 후방하우징, 후방커버를 포함하는 하우징과;
   상기 전방하우징과 모터하우징의 사이에 배치되고, 내부에는 복수 개의 실린더보어를 형성한 실린더블록과;
   상기 하우징 내부에서 회전이 가능하게 전방측은 상기 실린더블록의 중심에 후방측은 후방하우징의 중심에 베어링으로 지지되는 구동축과;
   고정자는 상기 모터하우징의 내부 수용되고, 회전자는 상기 구동축에 구비되어, 외부에서 인가되는 전원으로 고정자 또는 회전자 중 어느 하나를 자화(磁化)시켜 구동축을 회전시키는 모터와;
   상기 구동축의 전방측에 결합되어, 상기 구동축이 회전함에 따라 회전하는 사판과;
   상기 사판과 슈로 연결되고, 상기 사판과의 미끄럼 이동에 의해 상기 실린더보어에서 직선왕복 운동하는 편두형의 피스톤;을 포함하는 왕복동식 압축기.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 조절부재의 회전을 단속하도록,
   상기 조절부재의 후단에 형성되고, 외주연을 따라 요철을 형성한 고정부와;
   상기 후방하우징의 조절홀 내부 중심에서 상기 고정부에 결합 되고, 내주연을 따라 상기 고정부의 요철과 상응하는 고정홈을 형성한 환상의 고정부재;를 포함하는 왕복동식 압축기.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 고정부재의 회전을 단속하도록,
   상기 고정부재의 일측에서 돌출 형성한 고정편과;
   상기 후방하우징의 조절홀 후방면에 형성된 고정홀을 포함하고, 상기 고정부재의 고정편이 상기 조절홀의 고정홀에 끼워져 회전이 단속되는 왕복동식 압축기.
   
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 고정부재의 후방에는
   상기 조절홀에 수용되고, 상기 후방커버에 의해 탄지되어, 상기 고정부재를 가압하는 스프링;을 포함하는 왕복동식 압축기.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 조절부재의 중심에는 다각의 조절공을 형성하여, 렌치로 상기 조절부재를 정회전 또는 역회전으로 회전시켜, 탑 클리어런스를 조절하는 왕복동식 압축기.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 구동축의 후방측은 스러스트베어링에 의해 지지되고,
   상기 구동축의 후단은 상기 조절부재의 내부에 니들베어링에 의해 지지되면서 결합하는 왕복동식 압축기.

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