KR870001338Y1 - 압축기의 토출밸브장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

압축기의 토출밸브장치

제1도는 종래의 압축기의 토출밸브장치의 요부를 나타낸 부분단면도.

제2도는 본 원 고안의 토출밸브장치가 설치된 압축기 전체를 나타낸 개략구성도.

제3도는 본 원 고안의 토출밸브장치 전체를 나타낸 확대사시도.

제4도, 제5도는 본 원 고안의 제1 및 제2의 실시예를 나타낸 요부단면도.

제6도는 제5도에 나타낸 실시예의 요부분해사시도.

제7도, 제8도는 본 원 고안의 제3 및 제4도의 실시예를 나타낸 요부단면도.

제9도는 본원 공안의 각 실시예에 의한 유막강도의 설명도.

본 원 고안은 예를들면 냉동사이클에 설치되는 압축기에 사용하는 토출밸브장치에 관한 것이며, 특히 토출효율의 개선에 관한 것이다.

제1도는 예를들면 일본국 특허출원공고 제1982-12909호 공보에 개시된 종래의압축기의 토출밸브장치의 요부단면도이며, (1)은 하우징벽(1a)에 형성된 토출구, (2)는 토출밸브시트(valve seat)이며, 상기 토출구(1)의 토출측 주위부에 위치하며, 상기 하우징벽(1a)과 일체로 돌출 성형되며, 또한 그 단면현상은 반원(半圓) 형상의 곡률을 이루고 있다. (3)은 토출밸브누르개, (4)는 그 한끝부가 하우징벽(1a)에 고정된 탄성제료로 구성된 토출밸브이며, 상기 토출밸브시트(2)와 토출밸브누르개(3) 사이에 설치되어, 압축실(도시생략)의 압력차에 따라서 토출구(1)의 개폐동작을 하도록 되어 있다.

종래의 압축기의 토출밸브장치는 이상과 같이 구성되며, 예를들면 압축실(도시생략)에서 압축된 가스는 소정의 토출압력이 되면 상기 압축실과 유통하는 토출구(1)의 토출측에 설치한 토출밸브시트(2)와 밀착하고 있는 토출밸브(4)가 상기 토출압력에 의해 개방쪽으로 동작하여, 그 토출밸브(4)와 토출밸브시트(2)에 생긴 틈새에서 압축된 가스가 토출된다. 그후 압축실의 압축이 저하하면, 토출밸브(4)가 닫히는 쪽으로 동작하여 토출밸브시트(2)에 착좌(着座)하고, 다시 압축실의 압축행정으로 이행한다. 그리고, 이 일련의 동작을 연속해서 하도록 되어 있다.

이와 같은 일련의 동작을 원활하게 하는 데는 특히 토출밸브(4)와 토출밸브시트(2)에 있어서 토출밸브(4)가 닫힌 상태일 때의 가스 역류와 개방상태시의 열리는 것이 지연되는 것을 방지하는 것이 중요한 점으로 되며, 그 토출밸브(4)와 토출밸브시트(2)와의 접촉부에는, 가스밀폐성을 높이기 위한 유막과 함께, 상기 토출밸브시트(2)의 단면형상을 반원형상의 곡률로 하고, 외표면에 곡률면을 갖게 함으로써, 토출밸브(4)와의 접촉부를 환상(環狀)의 접촉으로 하며, 다시 토출밸브시트(2)의 정점부(頂點部)를 잇는 직경을 토출구(1)의 직경보다도 크게 하여 토출밸브(4)와 토출밸브시트(2)의 접촉압력을 높이도록 하고 있었다.

그런데, 상기와 같은 종래의 압축기의 토출밸브장치에 있어서는, 예를들면 압축실에서 압축된 가스의 토출시, 그 가스와 함께 윤활유도 동시에 토출되기 때문에, 토출밸브(4)와 토출밸브시트(2)와의 접촉부에는 그 유막이 띠 모양으로 퍼져, 원하는 밀폐형 접촉폭을 넘어 버리며, 그 결과 토출밸브(4)를 열 때, 상기 띠 모양으로 퍼진 유막 때문에 유막저항이 증가하여 열리는 것이 지연되는 문제가 생기고 있었다.

그 때문에 종래의 장치에서는 압축기의 압력을 증가시키는 원인으로 되고 있었다.

또 상기 토출밸브(4)가 상기 유막을 파괴하고 개방쪽으로 동작할때에 상기 유막의 저항력이 크기 때문에, 그 유막을 파괴할 때에 소음이 발생되는 원인으로 되어 있었다.

본 원 고안은 상기 종래의 압축기의 토출밸브장치가 갖고 있었던 문제점을 개선할 목적으로 이루어진 것이며, 토출밸브와 토출밸브시트와의 접촉에 의해 생기는 유막밀폐 접촉폭을 토출밸브시트의 곡률이 같으며 또한 평탄한 토출밸브에 의해 생기는 유막밀폐 접촉폭과 비교하여 감소시킴으로써, 토출밸브의 개방작동에 있어서의 열리는 것이 지연되는 것을 방지하며, 토출효율이 뛰어난 압축기의 토출밸브장치를 제한하는 것이다.

본 원 고안의 다른 목적은 토출밸브와 토출밸브시트와의 접촉위치를 토출밸브시트 정점부에서 바깥쪽 또는 안쪽으로 어긋나게 하여 위치시킴으로써, 토출밸브의 개방동작의 열리는 것이 지연되는 것을 방지하며, 토출효율이 뛰어난 압축기의 토출밸브장치를 제공하는 것이다.

다음에 도면에 의하여 본 원 고안 압축기의 토출밸브장치를 상세히 설명한다.

제2도는 본 원 고안의 실시예에 의한 압축기의 개략구성도이며, 밀폐용기(11)내에 스테이터(stator)(12), 로터(roter)(13)로 이루어진 전동기를 수납하고, 이 전동기에 의해 구동되는 크랭크축(14)과 실린더(15)와 피스톤(16)과 압축실을 고압실과 저압실로 나누는 베인(도시생략)에 의해 압축동작이 행해진다. 또, 압축실을 형성하며, 크랭크축(14)의 베어링을 겸한 사이드하우징(17a)(17b)이 실린더 양끝부에 배치되어 있다.

흡입관(도시생략)에서 인도된 냉매는 압축실에 인도되어, 전동기에 의해 구동되는 크랭크축(14)에 의해 편심 회전하는 피스톤(16)과 실린더(15), 베인에 의해 압축동작이 행해지고, 밀폐용기(11)의 내압에 비해 압축실 압력이 조금 높아지면 토출밸브(18)가 열려 사이드하우징(17a)에 의해 형성한 토출구로부터, 토출머플러(muffler)(20)내로 가스가 유출된다, 이때의 토출밸브(18)의 운동을 규제하기 위해 토출밸브누르개(19)가 설치되어 있다. 토출머플러내에서 소음이 감소된 토출냉매가스는 밀폐용기(11)내로 유출되어, 토출판을 지나 열교환기로 인도되어 냉동사이클을 구성하게 된다.

제3도는 보 원 고안의 실시예에 의한 토출밸브장치의 확대사시도이며, 본원 고안의 토출밸브에 대한 상세한 구성에 대하여는 후술하므로 설명을 생략한다.

제3도에 있어서, 사이드하우징(17a)에 설치된 토출구 부분은 토출밸브(18)와 토출밸브누르개(19)가 볼트(21)등에 의해 사이드하우징(17a)에 고정되어 있다.

다음에 이하의 상세한 도면에 의하여 본 원 고안의 실시예에 의한 압축기의 토출밸브장치를 상세히 설명한다.

제4도는 본원 고안의 제1의 실시예를 나타낸 요부 구성단면도이며, (1)은 하우징(17a)에 성형된 토출구이다. (22)는 대략 원형을 이루는 토출밸브시트이며, 상기 토출구(1)의 토출측 주위부에 위치하고, 단면형상이 대략 동일한 곡률을 갖는 것이다. (19)는 토출밸브 누르게, (18a)는 탄성을 갖는 박판으로 구성된 토출밸브이며, 토출밸브시트(22)의 대응부에 프레스가공등에 의해 일부 오목한 부분을 형성하고, 그 모서리부가 토출밸브시트 곡률면의 정점보다 바깥쪽에서 착좌하도록 되어 있다.

본원 고안의 제1의 실시예는 상기와 같이 구성되며, 그 동작은 제1도에서 설명한 종래의 장치와 대략 같은 기본동작을 하지만, 토출밸브(18a) 및 토출밸브시트(22)와의 접촉부에서 압축실(도시생략)밖의 고압부에서 압축실내로 역류하는 냉매가스를 밀폐하고 있다.

또 토출밸브(18a)가 개방동작으로 이행할 때의 저항력은 주로 토출밸브(18a)와 토출밸브시트(22)와의 접촉부에 있어서의 유막량, 즉 유막밀폐 접촉폭 및 유막두께로 결정되지만, 상기 토출밸브(18a)에 불록한 부분을 형성하는 것으로 그 유막밀폐폭을 감소시킴으로써 유막량을 억제하고, 토출밸브(18a)의 개방동작시의 유막저항을 감소시키므로, 열리는 것이 지연되는 일이 없도록 되어 있다. 또 토출밸브(18a)가 역류방지용으로 형성된 유막을 파괴하고 개방동작으로 이행할 때, 소음이 발생하고 있었지만, 유막저항의 감소에 의해 소음을 억제할 수 있는 것이다.

다음에 본원 고안의 제2의 실시예를 제5도 및 제6도에 나타내고 설명한다. 제5도는 그 구성단면도, 제6도는 토출밸브장치의 조립 개략도이다. 제5도, 제6도에 있어서, 토출밸브(28b)는 토출구(1)의 대응부에 구멍이 뚫려 있으며, 토출밸브(28b) 및 토출밸브시트(22)와의 접촉부에서 압축실(도시생략)밖의 고압부에서 압축실내로 유입하는 냉매가스를 밀폐하고 있다. 토출밸브(28b)는 토출밸브시트(22)의 곡률단면의 정점의 바깥쪽에 착좌하는 것이며, 상기 제1의 실시예와 마찬가지로 토출밸브(28b)가 열리는 것이 지연되는 것을 방지하며, 또한 소음을 억제할 수 있다. 당연하지만, 토출밸브(28b)와 (28a)간이 열리기 이전에 토출밸브(28b)와 토출밸브시트(22) 사이가 열리는 구조가 아니면 안되지만, 이것은 토출밸브(28a)와 (28b)간의 유막접촉면적이 토출밸브(28b)와 토출밸브시트(22)간의 유막접촉 면적보다 크면 용이하게 구성할 수 있는 것이다.

본 고안의 제1 및 제2의 실시에는 이상 설명한 바와 같이 토출밸브의 토출밸브시트 대응부에 볼록한 부분을 형성하거나, 또는 복수매의 형상이 다른 토출밸브를 사용하여 토출밸브시트 곡률면의 정점보다 바깥쪽에서 착좌하는 구조로 했으므로 접촉부인 토출밸브시트와 토출밸브와의 사이에 형성되는 유막층을 제한하며 상기 토출밸브가 개방동작으로 이행할 때의 유막저항을 감소시키므로 상기 토출밸브가 열리는 것이 지연되는 것을 방지할 수있다. 또, 토출밸브가 동작할때의 유막층을 파괴하는 에너지가 감소되므로써, 그 파되시에 발생되는 소음을 억제하는 효과도 갖고 있다.

다음에 본 고안의 실시예에 다른 실시예를 제7도, 제8도에 나타내며, 상세히 설명한다.

제7도는 본원 고안의 제3의 실시예를 나타낸 구성단면도로서, (1)은 하우징(17a)에 형성된 토출구이다. (22)는 토출밸브시트이며, 상기 토출구(1)의 토출측 주위부에 위치하며, 단면형상이 대략 동일한 곡률을 갖는다. (19)는 토출밸브누르개, (18c)는 토출밸브이며, 토출밸브시트(22)의 대응부에 일부 볼록한 부분을 형성하고, 그 모서리부가 토출밸브시트 곡률면의 정점보다 안쪽에서 착좌하도록 되어 있다.

본원 고안의 제3의 실시예는 상기와 같이 구성되며, 그 동작은 제4도에서 설명한 제1의 실시예의 장치와 대략 같은 동작을 하며, 토출밸브(18c) 및 토출밸브시트(22)와의 접촉부에서 압측실(도시생략)밖의 고압부로부터 압축실내의 역류하는 가스를 밀폐하고 있다.

또, 토출밸브(18c) 개방동작으로 이행할때의 저항력은 주로 토출밸브(18c)와 토출밸브시트(22)와의 접촉부에 있어서의 유막량, 즉 유막밀폐 접촉폭 유막두께로 결정되지만, 상기 토출밸브(18c)에 볼록한 부분을 설치하는 것으로 그 유막밀폐폭을 감소함으로써 유막량을 억제하고, 토출밸브(18c)의 개방동작시의 유막저항을 감소시키므로, 열리는 것이 지연되는 일이 없도록 되어 있다. 또 토출밸브(18c)가 역류방지용으로 형성된 유막을 파과히고 개방동작으로 이행할 때, 소음을 발생하고 있었지만, 유막저항의 감소에 의해 소음을 억제할 수 있다.

또 제8도는 보원 고안의 제4의 실시예의 구성단면도를 나타낸 것이며, 토출출밸브(18d)의 끝부분이 토출밸브시트(22)의 곡률단면의 정점의 안쪽에 착좌하는 것이며, 상기 제3도의 실시예와 마찬가지로 토출밸브(18d)가 열리는 것이 지연되는 것을 방지하며, 또한 소음을 억제할 수 있는 것이다.

본원 고안의 제3 및 제4의 실시예는 이상 설명한 바와 같이 토출밸브(18c)(18d)의 토출밸브시트(22)의 대응부에 볼록한 부분을 형성하고, 토출밸브시트 곡률면의 정점보다 안쪽에서 착좌하는 구조로 했으므로, 접촉부인 토출밸브시트와 토출밸브와의 사이에 형되성는 유막층을 제한하며, 상기 토출밸브가 개방동작으로 이행할 때의 유막 저항을 감소시키므로 상기 토출밸브가 열리는 것이 지연되는 것을 방지할 수 있다. 또 토출밸브(18c)(18d)가 동작할 때의 유막층을 파괴하는 에너지가 감소함으로써 그 파괴시에 발생하는 소음을 억제하는 효과도 가지고 있다.

여기서, 본원 고안의 요부를 이루는 토출밸브시트와 토출밸브와의 사이의 윤활유의 유막강도에 대해 제9도에 의하여 간단히 설명한다. 제9도는 토출밸브시트(50)와 토출밸브(51)와의 접촉상태를 개념적으로 나타낸 것이며, 제9도의 (1)은 제1도에 대응한 종래예를, (2)는 제4도에 대응한 본원 고안의 제1의 실시예를, (3)은 제7도에 대응한 본원 고안의 제3의 실시예를 나타낸 것이다.

다음에, 토출밸브가 열리기 쉬운 것에 대해 검토하면, 그 열리기 위운 정도 α는 (1)식과 같이 된다.

열리기 쉬운 정도 : α=(1)

단," : 윤활유의 표면장력

: 내압 Pc와 외압 Pd와의 압력차

또, 윤활유의 표면장력및 압력차는 (2)식 및 (3)식과 같이 된다.

(2)

(3)

단, a : 평균 유막폭

r : 평균 유막변경

다음에, (2) (3)식을 (1)식에 대입해서 정리하면 (4)와 같이 된다.

(4)

따라서, 토출밸브의 열리기 쉬운 정도 α는, a/r에 비례하게 된다.

여기서, 제9도 (1)의 종래예의 열리기 쉬운 정도 α①과, 동도면 (2), (3)에 나타낸 각 실시예의 열리기 쉬운 정도 α②, α③에 대해, 다음에 설명한다. 그리고, 소번호 ① 내지 ③은 동 도면 (1) 내지 (3)에 대응하는 값을 나타낸다.

제9도 (2)의 경우는 동 도면(2)에서 알 수 있듯이,

a② ＜a①, r②＞rⓛ

의 각 조건이 성립하므로, 다음과 같이 α②는 α①보다 작아진다.

다음에, 제9도는 (3)의 경우, 동 도면(3)에서 알 수 있듯이,

의 각 조건이 성립되며,

로 되며, α③는 조건부로 α①보다 작아진다.

그리고, 통상의 압축기에 있어서는 상기 조건을 만족하게 되며, 실질적인 조건으로는 되지 않는다.

이상 설명한 바와 같이 제9도 (3)은 조건부이며, (1)은 무조건 제9도 (1)의 토출밸브와 비교하여 각 토출밸브가 열리기 쉬워지게 된다. 또 밀폐성에 대해서는 냉동성능을 해치지 않는 범위에서 각 부의 치수를 적당히 선정함으로써 본원 고안을 실시할 수 있게 된다.

상기 설명한 바와 같이 본원 고안에 의하면 접촉부인 토출밸브시트와 토출밸브와의 사이에 형성되는 유막층을 제한하며, 상기 토출밸브가 개방동작으로 이행할 때의 유막저항을 감소시키므로 상기 토출밸브가 열리는 것이 지연되는 것을 방지할 수 있다. 또, 토출밸브가 동작할 때의 유막층을 파괴하는 에너지가 감소하므로, 그 파괴시에 발생하는 소음을 억제하는 효과도 가지고 있다.

Claims (4)

1. 압축실과 유통하는 토출구를 가지며, 토출측 주위부의 단면현상이 곡률을 이루는 토출밸브시트와, 상기 토출밸브시트의 일부에 눌려서 접촉하여 상기 토출구를 상기 압축실내의 압력에 따라 개폐동작을 하는 토출밸브를 구비하며, 압축실에서 압축된 가스를 상기 토출밸브시트를 누르는 토출밸브의 누르는 힘과, 상기 토출밸브와 상기 토출밸브와의 접촉부 근방에 부착한 윤활유의 유막 밀착력에 대항하여 압축실 밖으로 토출시키도록 한 압축기의 토출밸브 장치에 있어서, 상기 토출밸브와 상기 토출밸브시트와의 접촉에 의해 생기는 유막밀폐 접촉폭을 상기 토출밸브시트와 곡률이 동일한 토출밸브시트와 평탄한 토출밸브와에 의해 생기는 경우의 유막밀폐 접촉폭과 비교하여 감소폭과 비교하여 감소시키며, 토출밸브와 토출밸브시트와의 접촉위치를 상기 토출밸브시트의 정점부보다 바깥쪽 또는 안쪽에 위치시킨 것을 특징으로 하는 압축기의 토출밸브장치.
2. 제1항에 있어서, 토출밸브는 모서리부를 가지며, 이 모서리부에서 토출밸브시트와 접촉시키도록 한 것을 특징으로 하는 압축기의 토출밸브장치.
3. 제2항에 있어서, 토출밸브의 모서리부를 프레스 가공으로 오목한 형태로 형성한 것을 특징으로 하는 압축기의 토출밸브장치.
4. 제2항에 있어서, 토출밸브의 모서리부를 구멍이 뚫린 토출밸브와 구멍이 없는 토출밸브의 조합으로 구성한 것을 특징으로 하는 압축기의 토출밸브장치.