KR860001222B1 - 소형 왕복 펌프 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

소형 왕복 펌프

제1도는 본 발명의 펌프의 수직 단면도.

제2도는 피스톤이 상사점에 있는 상태를 도시하는 제1도의 선 II-II의 단면도.

제3도는 제2도의 선 III-III의 단면도.

제4도는 본 발명의 다른 실시예의 부분 확대 수직 단면도.

제5도는 제2도의 부분 확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 크랭크케이스 2 : 크랭크샤프트

3,7,31 : 베어링 4 : 실린더블록

5 : 균형추 6 : 크랭크회전자

8 : 커넥팅로울러 9 : 피스톤

18 : 실린더 20 : 실린더헤드

21,23 : 밀폐링 22 : 금속판

24 : 흡입통로 25 : 배출통로

26,27 : 리이드밸브 30 : 밀폐부재

32 : 풀리 33 : 전자석클러치

34 : 벨트 90 : 절연물질

본 발명은 소형 왕복 펌프에 관한 것으로서, 특히 프레온과 같은 냉매를 압축시키도록 공기 조화기용의 냉매 장치에 적합하게 설치되는 펌프에 관한 것이다.

종래의 펌프는 플런저 형태로 구성되든지 피스톤 형태로 구성되든지간에 그의 행정 체적에 비해, 큰 틈새 체적을 갖는다. 더우기, 그의 압축실의 온도가 주위 환경의 영향을 받아 상승되기 쉽다. 그러므로, 이러한 시스템에서, 기화된 냉매는 완전히 액체화되지 못한다. 그리하여, 이와 같은 펌프는 작동시에 안정성이 결여되게 된다.

본 발명은 특히 냉매를 압축시키기 위한 펌프에 관한 것이다. 그 구조는 본 기술분야에서 가장 흔하게 사용되는 왕복 펌프와 근본적으로동일하게 되어 있다. 종래의 냉매 압축 펌프는 냉매를 증기-액체 혼합물의 형태로 배출하게 되지만, 본 발명은 냉매를 완전히 액체 상태로 배출하도록 구성된 펌프를 제공하도록 의도되었다. 종래의 펌프로는 냉매를 완전히 액체화시킬 수 없다. 종래의 플런저 펌프는 예를들면, 미합중국 특허 제3,538,961호에 기재되어 있으며, 일본 특허공보 제27366/77호에는 특수한 펌프가 기재되어 있으나, 이러한 종래의 펌프들은 냉매를 완전히 액체화시킬 수도 없고 구조도 너무 복잡하기 때문에 대량생산이나 실제 사용에는 적용할 수 없었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 단점을 갖지 않는 소형 왕복 펌프를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 공기 조화시스템의 액체냉매를 취급하기 위한 소형 왕복 펌프를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 열절연을 유지시키기 위해 환형 공간이 실린더와 실린더 블록사이에 제공된다. 실린더는 이중 밀폐링을 제고하도록 갈라진 상단을 가지며 실린더는 환형홈을 가지고 있어 상기 환형홈 내에서 실린더의 갈라진 단부들중 하나와 밀폐링이 실린더와 실린더 헤드를 가스 밀폐시키면서 결속시키도록 서로 접촉하게 되어 있다. 펌프는 냉매를 완전히 액체화시킬 수 있다.

프레온과 같은 소정의 공기 조화기내의 냉매는 외부로 누출될 때 환경 오염을 초래시키기 쉽기 때문에 외부로 누출되지 않게 해야만 한다. 상기한 바와 같은 실린더용의 밀폐 구성으로 거의 완전하게 냉매의 누출을 방지할 수 있다. 또한, 안전성을 기하기 위해, 실린더로부터 크랭크실로 흐르는 냉매가 크랭크 샤프트를 따라 누출되지 않게 하도록 크랭크 케이스에 지지된 크랭크 샤프트에 가스 밀폐를 제공하는 것이 바람직하다.

이후로는, 도면 및 본 발명의 적합한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명하겠다.

제1도, 제2도 및 제5도에 도시된 바와 같이, 크랭크 샤프트(2)는 크랭크 케이스(1)내에서 베어링(3)에 의해 지지된다. 실린더 블록(4) 및 실린더 헤드(20)는 볼트(29)에 의해 크랭크 케이스(1)에 가스밀폐되면서 결속되어 있다. 균형추(5) 및 크랭크 회전자(6)가 크랭크 케이스(1)에 의해 형성된 크랭크 실내로 돌출된 크랭크 샤프트(2)의 내단에 키이 결합되어 있다. 또한 크넥팅 로울러(8)가 베어링(7)에 의해 크랭크 회전자(6)에 장착되어 있다. 로드(9a)는 실린더 블록(4)의 중앙을 통해 하방으로 돌출되어 있으며, L형 단면을 갖는 합성수지의 패킹부재(10)가 실린더 블록(4)과 로드(9a) 사이에 위치된다.

L-형 패킹부재(10)는 유체가 크랭크 케이스(1)로 누출되지 못하게 하는 밀폐기능을 제공할 뿐만 아니라 피스톤(9)을 안내하도록 작용한다. 로드(9a)의 하단부는 핀(11) 및 합성수지 베어링(12)에 의해 커넥팅 로울러(8)에 고착된다.

직사각형 단면을 갖는 합성수지링(13)과, 링 호울더(14)와, L-형 단면을 갖는 합성수지링(15)과, 워셔(16)들이 로드(9a)의 상단에 차례로 위치된다. 그들은 접시 머리 나사(17)에 의해 함께 결속되어, 조합됨으로써 피스톤(9)의 일부를 형성하게 된다. L-형 링(15)은 고압에 대해 충분한 밀폐능력을 제공해 준다. 또한, L-형 링(15)과 링(13)이 공동으로 사용되기 때문에, 크랭크 케이스(1)내로의 유체의 누출이 상당히 감소될 수 있다. 실린더(18)는 실린더 블록(4) 내에 수용되어, 그의 내면을 따라 직사각형 단면을 갖는 링(13) 및 L-형 링(15)이 미끄러질 수 있게 된다.

실린더 블록(4) 및 실린더(18) 사이에는 환형 공간(19)이 제공된다. 실린더의 상단은 두 부분으로 갈라져 내단부(18b)와 상기 내단부(18b) 보다 좀더 길게 돌출해 있는 외단부(18a)를 포함한다. 실린더 헤드(20)에는 환형홈(20a)이 제공되어, 상기 홈(20a)내에 실린더(18)의 외단부(18a)가 끼이게 되며, 상기 홈(20a)내에서 상기 실린더 헤드(20)와 외단부(18a) 사이에는 밀폐링(21)이 위치하게된다. 실린더(18)에 의해 둘러싸인 실린더 헤드(20의 하단부에는 금속판(22)이 위치된다. 금속판(22)의 외경은 환형홈(20a)의 냉경과 대체로 동일하게 되어 있다. 실린더(18)의 외단부(18a)와 내단부(18b) 사이에는 밀폐릴(23)이 끼이게 되어, 금속판(22)과 밀접하게 접촉된다.

실린더 헤드(20)에는 각가 금속판(22)으로 통해 있는 흡입통로(24)와 배출통로(25)에 연결된 흡입구(24a)와 배출구(25a)가 제공된다. 금속판(22)에 면해 있는 흡입통로(24)의 출구에는 리이드 밸브(26)가 제공된다. 배출통로(25)의 양단의 중간에는 확대된 공간(25b)이 제공되며, 상기 공간(25b)에는 리이드 밸브(27)가 위치된다. 실린더(18)의 하단(40)의 실린더 블록(4)과 접촉하게 된다. 제4도에 도시된 바와 같이 실린더의 하단(40)과 실린더 블록(4) 사이에는 밀폐링(41)을 제공하는 것이 바람직하다.

베어링(3)의 외측에 위치한 크랭크 샤프트(2)와 크랭크 케이스(1) 사이에는 기계적인 밀폐부재(30)가 제공된다. 풀리(32)가 베어링(31)에 의해 크랭크 샤프트(2)의 외단에 지지된다. 풀리932)와 물리는 전자석 클러치(33)는 크랭크 샤프트(2)에 키이 결합되는 구멍을 갖는다. 벨트(34)가 제공되어 도시되지 않은 전기 모터의 회전을 풀리(32)에 전달하여 펌프를 작동시키게 한다.

금속판(22)은 탄성 금속판으로 구성된다. 흡입통로(24)의 흡입구(24a)에 제공되는 리이드 밸브(26)는 제3도에 도시된 바와 같이 텅(tongue)의 형태로 절단된 금속판(22)의 부분을 포함한다. 이러한 구성으로 실린더(18)의 틈새 체적이 감소하게 되어, 실린더 헤드(20)의 구조를 소형화시킬 수 있다. 밸브 시이트로서 작용하는 금속판(22)은 실린더(18)의 갈라진 단부들 사이에 위치한 밀폐링(23)에 의해 실린더 헤드(20)와의 접촉을 유지한다. 실린더 블록(4)과 실린더(18) 사이의 환형 공간(19)은 열이 실린더 블록(4)으로부터 피스톤실로 전달되지 못하게 해준다. 원한다면, 더 높은 열절연을 제공하도록, 제4도에 도시된 바와 같이 환형공간(19)에 절연물질(90)을 채울수도 있을 것이다. 금속판(22)에는 배출통로(25)의 배출구를 한정하는 단순한 구멍이 제공된다. 펌프의 배기량이 대단히 크고 공간(24b)의 내부 체적이 펌프의 배기량보다 상당히 작을 경우에는, 흡입통로(24)용의 리이드 밸브(26)를 금속판(22)과 일체로 형성시킬 필요는 없다. 제4도에 도시된 바와 같이 흡입통로(24)에 공간(24b)을 제공하여 그 공간내에 분리된 리이드 밸브(26)를 위치시키는 것이 가능하다.

본 발명의 펌프는 공기 조화기용의 냉매 장치에 쉽게 설치할 수 있을 정도로 충분히 소형으로 되어 있다. 실린더는 구조가 간단하게 되어 있어, 펌프는 실린더(18)의 외단부(18a)가 실린더 헤드(20)의 환형홈(20a)에 끼임으로써 쉽게 조립되게 된다.

작동시에, 모터가 시동되면 풀리(32)가 회전하게 되며, 상기 풀리(32)에 전자석 클러치(33)가 물리게 되어 크랭크 샤프트(2) 및 커넥팅 로울러(8)가 회전하게 됨으로써, 피스톤(9)은 수직으로 왕복운동하게 된다. 피스톤(9)이 하강할 때, 밸브(27)는 폐쇄되고, 밸브(26)는 개방되어 프레온과 같은 유체를 흡입구(24a) 및 흡입통로(24)를 통해 피스톤실로 흐르게 한다. 만약 피스톤(9)이 상승한다면, 밸브(26)는 폐쇄되고 밸브(27)는 개방되어 압축된 유체를 배출 통로(25) 및 배출구(25a)를 통해 피스톤실로부터 배출되게 한다.

비록 펌프가 고온환경에 설치된다 할지라도, 실린더 블록(4)과 실린더(18) 사이에 제공되는 열절연 공간(19)에 의해 실린더(18)의 바람직하지 못한 온도 상승이 방지되게 된다. 그러므로 실린더(18)내로 흐르는 프레온과 같은 냉매는 기화되지 않게 되고, 펌프는 게속 만족스러운 상태에서 작동할 수 있게된다. 비록 주위온도가 너무 높아 일부 냉매가 실린더(18)내로 유입도기 전에 기화된다 할지라도, 실린더(18)의 틈새 체적이 증기화된 유체를 액체화시키는데 필요한 압력을 제공할 수 있게끔 충분히 작게되어 있어, 펌프는 냉매를 완전히 액체 상태로 배출하게 될 것이다.

냉매의 전체 배출량은 펌프의 전체 회전수에 비례하게 된다. 그러므로, 펌프의 작동시간을 감시함으로써 공기 조화기 또는 그와 유사한 장치에 필요한 양의 냉매를 공급할 수 있다. 밀폐링(21,23)은 실린더(18)과 실린더 헤드(20) 사이에서 이중밀폐를 형성한다. 이러한 이중밀폐로 어떠한 냉매 누출로 방지할 수 있으며 기화된 소정의 냉매를 액체화시키는데 필요한 압력을 유지시킬 수 있다. 기계적인 밀폐부(30)는 피스톤(9)과 실린더(18) 사이에서 크랭크 케이스(1) 내로 하방으로 흐르는 냉매가 크랭크 샤프트(2)를 따라 누출되지 못하게 해준다. 만약 냉매가 계속 크랭크 케이스(1)내로 흐른다면, 크랭크 케이스(1)내의 냉매의 압력은 피스톤실내의 냉매의 압력과 대체로 동일하게 되어, 냉매는 크랭크 케이스(1)내로 흐르지 않게 된다. 이러한 점에서, 예를들면 제5도에 도시된 바와 같이 흡입통로 또는 배출통로와 크랭크 실 사이에 통로를 제공함으로써, 크랭크실내의 유체의 압력을 소정의 양 압력으로 확립시킬 수 있다. 상기한 바와 같은 통로가 배출통로와 크랭크실 사이에 제공될 경우에는 통로에 첵크밸브 V를 제공하는 것이 필요하다.

지금까지 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명의 펌프는 구조가 간단하여 조립하기가 쉬우며, 어떠한 유체 누출의 위험도 없게 되어 있다. 그러므로, 본 발명의 펌프는 프레온과 같은 냉매를 공기조화기 또는 그와 유사한 장치로 이송시키는 가장 이롭게 사용되어 프레온의 누출로 초래될 수도 있는 환경오염을 방지할 수 있다. 실린더가 그의 주위환경으로부터 열절연 되어 있고 틈새 체적이 작기 때문에 냉매는 실린더에서 거의 기화되지 않는다. 비록 소정의 냉매가 실린더 내로 흐를때 기화될 수도 있다 하더라도 기화된 냉매는 실린더에서 완전히 액화된다. 그러므로, 펌프는 항상 만족스러운 상태에서 작동할 수 있어, 압축된 냉매를 정확히 제어된 흐름율로 배출시키게 된다.

Claims (5)

1. 크랭크축을 회전시켜 실린더내의 피스톤을 왕복시키는 펌프에 있어서, 실린더(18)의 외부와 실린더 블록(4)의 내부와의 사이에 단열용의 환형공간(19)을 형성하도록 하여 상기 실린더(18)의 하단부를 실린더 블록(4)내에 고정하고, 상기 실린더(18)의 상단부를, 외단부(18a)가 내단부(18b) 보다 축방향으로 길게 연장하도록 두 부분으로 갈라지게 형성하고, 실린더 헤드(20)의 하부면에 상기 외단부(81a)와 결합하는 환형홈(20a)을 형성하고, 상기 외단부(18a)와 내단부(18b) 사이의 환형홈 부분과 상기 환형홈(20a)에 밀폐링(21,23)을 장착하고, 이들을 거쳐 상기 실린더 헤드(20)를 상기 실린더(18)에 기밀하게 결합시키고, 상기 실린더 헤드(20)에 리이드 밸브(26)를 구비한 흡입통로(24)와 리이드 밸브(27)를 구비한 배출통로(25)를 설치하고, 상기 실린더 블록(4)을 크랭크 케이스(1)에 기밀하게 고정시키고, 상기 크랭크 케이스(1)내에 크랭크 샤프트(2)를 베어링 지지한 것을 특징으로하는 소형 왕복 펌프.
2. 제1항에 있어엇, 상기 외단부(18a)는 상기 내단부(18b)로부터 발경 외측방향으로 이격되어 있고, 상기 실린더 헤드(20)의 하부면에는 상기 환형홈(20a)의 내경과 동일한 외경을 갖는 원형의 탄성 금속판(22)이 밀폐링(23)에 의해 지지되며, 상기 탄성 금속판(22)에는 상기 실린더(18)와 상기 흡입통로(24)를 연통시키는 리이드 밸브(26)와 상기 실린더(18)와 상기 배출통로(25)를 연통시키는 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로하는 소형 왕복펌프.
3. 제1항에 있어서, 상기 크랭크 케이스(1)와 상기 크랭크 샤프트(2)와의 사이에 기계적인 밀폐부재(30)가 제공되고, 사익 크랭크 샤프트(2)가 상기 밀폐부재(30)를 통해 상기 크랭크 케이스(1)로부터 외향으로 돌출되는 것을 특징으로하는 소형 왕복펌프.
4. 제1항에 있어서, 상기 크랭크 케이스(2)를 상기 흡입통로(24)와 상기 배출통로(25)중의 하나와 연통시키는 통로가 제공된 것을 특징으로하는 소형 왕복펌프.
5. 제1항에 있어서, 상기 피스톤실을 절연시키기 위해 상기 환형공간(19)에 절연물질(20)을 채우는 것을 특징으로하는 소형 왕복펌프.

Images