KR100421966B1 - 압축기의 밸브조립체 - Google Patents

Abstract

압축기의 밸브조립체가 개시된다. 개시된 본 발명에 의한 압축기의 밸브조립체는, 실린더 블록과 실린더 헤드 사이에 배치되며, 냉매흡입공 및 냉매토출공을 갖추고 있는 밸브 플레이트; 상기 밸브 플레이트와 상기 실린더 헤드에 지지되도록 설치되며, 하부에 다수의 냉매 유동홀이 일정간격을 두고 형성된 밸브 가이드; 상기 밸브 가이드 내부에서 이동 가능하도록 설치된 마그네틱 토출밸브; 및 상기 밸브 가이드의 상기 마그네틱 토출밸브 반대편에 고정되어 이들 사이에 척력을 발생시키는 마그네틱;을 포함한다. 상기 마그네틱 토출밸브는 P1>P2+M의 조건을 만족하면 열리고, P1<P2+M의 조건을 만족하면 닫히면서 냉매의 압축 및 토출이 이루어지도록 한다. 여기서, P1은 실린더 내의 압력, P2는 실린더 외부의 압력, M은 마그네틱 토출밸브와 마그네틱 사이에 발생되는 척력이다. 이에 의하면, 냉매 토출을 위한 밸브의 개방시 이 마그네틱 토출밸브와 마그네틱 사이에 발생되는 척력에 의해 밸브가 그 상부의 마그네틱을 타격하는 일이 없기 때문에, 소음을 감소시킬 수 있으며, 또한, 토출 행정동안 밸브가 항상 열려 있기 때문에, 종래 토출행정에서 밸브가 수회 반복 개폐함에 따라 발생되는 냉력 손실을 방지할 수 있다.

Description

압축기의 밸브조립체{VALVE ASSEMBLY FOR COMPRESSOR}

본 발명은 압축기에 관한 것이며, 보다 상세하게는 밀폐형 왕복동식 압축기의 냉매 토출공을 개폐하는 밸브조립체에 관한 것이다.

일반적인 밀폐형 왕복동식 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 밀폐케이스(1)의 내부에 고정자(2)와 회전자(3)로 이루어지는 전동기구부(4)와, 상기 회전자(3)에 압입고정된 크랭크 샤프트(5)의 회전동작에 의해 냉매를 흡입하여 압축시킨 후 토출시키는 압축기구부(6)가 설치되어 구성된다.

상기 압축기구부(6)는 냉매 압축공간을 이루는 실린더블록(7)과, 상기 실린더블록(7)의 내부에서 상기 크랭크 샤프트(5)의 회전에 의해 왕복운동하는 피스톤(8)과, 상기 실린더블록(7)을 복개하는 실린더헤드(9)와, 상기 실린더블록(7)과 실린더헤드(9) 사이에 개재되어 실린더의 내부로 냉매가 흡입되도록 함과 아울러 압축된 냉매가 토출되도록 하는 밸브조립체(10) 등으로 구성된다.

상기 밸브조립체(10)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 냉매흡입공(11a) 및 냉매토출공(11b)을 갖는 밸브플레이트(11)와, 상기 밸브플레이트(11)의 냉매흡입공(11a)을 개폐하는 흡입리드밸브(12)와, 상기 밸브플레이트(11)의 냉매토출공(11b)을 개폐하는 토출리드밸브(13)와, 상기 토출리드밸브(13)의 개폐 영역을 규제하는 스토퍼(14)와, 상기 토출리드밸브(13) 및 스토퍼(14)가 정위치에서 벗어나지 않도록 지지하는 키퍼(15)로 구성된다.

상기 밸브플레이트(11)에는 소정의 단차를 가지는 수용부(11c)가 형성되며, 이 수용부(11c)에 상기 토출리드밸브(13), 스토퍼(14) 및 키퍼(15)가 수용되어 지지되며, 상기 키퍼(15)는 그 양단부가 상기 실린더헤드(9)에 의해 눌려 지지된다. 도 2에서 미설명부호 16은 밸브플레이트 개스킷 이고, 17은 실린더헤드 개스킷이다.

이와 같이 구성된 일반적인 압축기는, 압축기가 구동되어 크랭크 샤프트(5)가 회전되면, 피스톤(8)이 실린더 내에서 왕복운동하여 냉매의 흡입, 압축 및 토출과정이 발생된다. 냉매는 흡입관(18)을 통해 유입되어 실린더 헤드(9)의 흡입실(9a)로 유입되고, 계속해서 밸브플레이트(11)의 냉매흡입공(11a)을 통해 실린더 내부로 흡입된다. 이와 같이 실린더 내부로 흡입된 냉매은 피스톤(8)에 의해 압축되며, 압축된 냉매는 밸브플레이트(11)의 냉매토출공(11b)을 통해 토출리드밸브(13)를 개방시키면서 토출되어 실린더 헤드(9)의 토출실(9b)과 토출관(도시되지 않음)을 거쳐 밀폐케이스(1)의 외부로 배출된다.

상기한 바와 같은 일반적인 압축기의 동작에서 토출리드밸브(13)는 도 4에서 보는 바와 같이, 피스톤의 압축 행정에서 실린더내의 압력(P1)이 실린더 외부 압력(P2)보다 클 때 열리고, 피스톤의 흡입 행정에서 P1이 P2보다 작아지면 닫히게 된다. 이 때, 밸브 개방시 토출리드밸브(13)에 매우 큰 압력(P1)이 작용하게 되므로, 토출리드밸브(13)가 스토퍼(14)를 강하게 타격할 뿐만 아니라 밸브가 가지는 자체 탄성으로 한 번의 토출 행정동안 최소 3∼4회 정도의 개폐운동(CHATTERING)을 반복하기 때문에, 이로 인한 타격음으로 압축기 전체적인 소음이 증가하는 문제가발생되고 있다. 또한, 상기와 같이 한 번의 토출 행정동안 토출리드밸브가 3∼4회 정도의 개폐운동을 반복하기 때문에, 냉매 토출이 제약을 받음으로써 냉력 손실이 야기되는 문제도 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 마그네트의 척력을 이용하여 밸브를 개폐시킴으로써 밸브 개폐시의 타격음을 줄여 소음을 감소시킴과 동시에 토출 행정동안 밸브가 항상 열려 있으므로 냉매 토출이 원활히 이루어져 냉력 증대를 도모할 수 있는 압축기의 밸브조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 밀폐형 왕복동식 압축기를 나타낸 종단면도,

도 2는 일반적인 압축기에 구비된 밸브조립체를 나타낸 분해 사시도,

도 3은 도 2에 나타낸 밸브조립체의 조립 상태 단면도,

도 4는 종래 밸브조립체의 문제점을 설명하기 위하여 도시한 단면도,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 압축기의 밸브조립체를 나타낸 단면도,

도 6은 본 발명의 요부 구성을 발췌하여 도시한 사시도,

도 7은 본 발명의 밸브조립체에 의한 토출공 개방시 상태를 나타낸 단면도, 그리고,

도 8은 본 발명의 밸브조립체에 의한 토출공 폐쇄시 상태를 나타낸 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

7;실린더 블록 9;실린더 헤드

11;밸브 플레이트 11b;냉매 토출공

30;밸브 가이드 31;냉매 유동홀

32;스토퍼 40;마그네틱

50;마그네틱 토출밸브 51;가이드 돌기

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 압축기의 밸브조립체는, 실린더 블록과 실린더 헤드 사이에 배치되며, 냉매흡입공 및 냉매토출공을 갖추고 있는 밸브 플레이트; 상기 밸브 플레이트와 상기 실린더 헤드에 지지되도록 설치되며, 하부에 다수의 냉매 유동홀이 일정간격을 두고 형성된 밸브 가이드; 상기 밸브 가이드 내부에서 이동 가능하도록 설치된 마그네틱 토출밸브; 및 상기 밸브 가이드의 상기 마그네틱 토출밸브 반대편에 고정되어 이들 사이에 척력을 발생시키는 마그네틱;을 포함한다.

상기 마그네틱 토출밸브는 P1>P2+M의 조건을 만족하면 열리고, P1<P2+M의 조건을 만족하면 닫히며, P1=P2+M의 조건을 만족하는 위치에서 열린 상태로 정지하면서 냉매의 압축 및 토출이 이루어지도록 한다. 여기서, 상기 P1은 실린더 내의 압력, P2는 실린더 외부의 압력, 그리고, M은 마그네틱 토출밸브와 마그네틱 사이에발생되는 척력이다.

이에 의하면, 냉매 토출을 위한 밸브의 개방시 이 마그네틱 토출밸브와 마그네틱 사이에 발생되는 척력에 의해 밸브가 그 상부의 마그네틱을 타격하는 일이 없기 때문에, 소음을 감소시킬 수 있으며, 또한, 토출 행정동안 밸브가 항상 열려 있기 때문에, 종래 토출행정에서 밸브가 수회 반복 개폐함에 따라 발생되는 냉력 손실을 방지할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 밸브 가이드는 상부가 개방된 원통형 또는 상부가 막힌 원통형으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 밸브 가이드의 내부 상측에는 상기 마그네틱을 고정하기 위한 스토퍼가 그 내주면을 따라 형성될 수 있다.

또한, 상기 마그네틱 토출밸브의 상면 가장자리에는 가이드 돌기가 형성될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 설명한다.

첨부한 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 압축기의 밸브조립체를 나타낸 단면도, 도 6은 본 발명의 요부 구성을 발췌하여 도시한 사시도, 도 7은 본 발명의 밸브조립체에 의한 토출공 개방시 상태를 나타낸 단면도, 그리고, 도 8은 본 발명의 밸브조립체에 의한 토출공 폐쇄시 상태를 나타낸 단면도이다. 참고로 본 실시예를 설명함에 있어서 종래와 그 구성 및 작용이 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하여 인용한다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 압축기의 밸브조립체는, 밸브플레이트(11), 밸브 가이드(30), 마그네틱 토출밸브(40) 및 마그네틱(50)을 구비한다.

상기 밸브플레이트(11)는 실린더 블록(7)과 실린더 헤드(9) 사이에 배치되며, 그 일측에는 냉매 토출공(11b)이 형성된다. 물론, 이러한 밸브플레이트(11)에는 상기한 냉매 토출공(11b)과 더불어 냉매 흡입공도 형성되나, 이러한 냉매 흡입공이나 이 냉매 흡입공을 개폐하는 흡입리드밸브의 구성은 앞서 설명한 경우와 같으므로, 여기서는 그에 대한 도시 및 설명은 생략한다.

상기 밸브 가이드(30)는 상기 밸브 플레이트(11)와 실린더 헤드(9) 사이의 공간부에 밸브 플레이트(11)와 실린더 헤드(9)에 지지되도록 설치된다. 이 밸브 가이드(30)는 원통형 구조를 가지는 것이 바람직하며, 또한, 밸브 가이드(30)는 그 하부에 일정 간격을 두고 형성된 다수의 냉매 유동홀(31)을 구비한다. 이러한 밸브 가이드(30)는 상부가 개방된 원통형 구조를 가질 수도 있고, 상부가 막힌 원통형 구조를 가질 수도 있는 등 이를 특별히 한정하는 것은 아니다.

상기 마그네틱 토출밸브(40)는 상기 밸브 가이드(30)의 내부에서 슬라이딩 이동 가능하도록 설치되며, 밸브 가이드(30)의 내경과 대략 같은 직경을 가지는 원판 형태로 형성된다. 이에 의해 밸브 플레이트(11)의 냉매 토출공(11b)은 밀폐되거나 개방될 수 있다.

상기 마그네틱(50)은 상기 밸브 가이드(30)의 상기 마그네틱 토출밸브(40)의 반대편, 도면에서 밸브 가이드(30)의 상부에 고정, 설치되며, 이 마그네틱(50)은 상기 마그네틱 토출밸브(40)와 같은 극이 서로 마주보도록 배치된다. 이에 의해 상기 마그네틱(50)과 마그네틱 토출밸브(40) 사이에는 소정의 척력(M;도 7 및 도 8 참조)이 발생될 수 있으며, 따라서, 실린더 내의 압력(P1)에 의한 밸브(40)의 개방시 이 밸브(40)가 그 상부의 마그네틱(50)을 타격하지 않고 일정 위치에서 개방된 상태로 유지될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 밸브 플레이트(11)의 냉매 토출공(11b) 주위에는 마그네틱 토출밸브(40)와의 긴밀한 밀착을 위한 기밀유지홈(11d)이 형성된다.

또한, 상기 밸브 가이드(30)의 내부 상부측에는 상기 마그네틱(40)을 고정하기 위한 스토퍼(32)가 그 내주면을 따라 형성된다.

또한, 상기 마그네틱 토출밸브(50)의 상면 가장자리에는 가이드 돌기(51)가 형성된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 압축기의 밸브조립체의 작동을 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.

도 7은 냉매 토출 상태를 나타낸 것으로, 상기 마그네틱 토출밸브(50)는 냉매 흡입 행정에서는 밸브 플레이트(11)의 냉매 토출공(11b)을 폐쇄하도록 닫혀 있다. 이와 같은 상태에서 피스톤(8;도 5 참조)의 압축 행정으로 실린더 내의 압력(P1)이 실린더 외부의 압력(P2)과 마그네틱(40)과 마그네틱 토출밸브(50) 사이의 척력(50)의 합보다 커지게 되면, 즉, P1>P2+M의 조건을 만족하게 되면, 도면과 같이 이동하면서 냉매 토출공(11b)을 개방하게 된다. 이에 따라 실린더 내에서 압축된 냉매는 냉매 토출공(11b)과 밸브 가이드(30)의 냉매 유동홀(31)을 통하여 실린더 헤드(9)의 토출실로 토출되게 된다. 이 때, 상기 마그네틱 토출밸브(50)는 P1=P2+M의 조건을 만족하는 밸브 가이드(30)의 소정 위치에서 정지된 상태로 개방된다. 즉, 토출 행정동안 상기 토출밸브(50)가 항상 열려 있게 되는 바, 종래에는 토출밸브가 토출 행정동안 개폐를 수회 반복함으로써 냉매의 토출이 원활치 않아 냉력 손실을 유발하였으나, 본 발명에 의하면, 토출밸브가 토출 행정동안 항상 열려 있기 때문에, 냉매가 보다 원활이 토출될 수 있고, 따라서, 종래와 같은 냉력 손실을 줄일 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 의하면, 상기 토출밸브(50)의 개방시 이 토출밸브(50)가 그 상부의 마그네틱(40)을 타격하지 않게 된다. 즉, 마그네틱(40)과 토출밸브(50)가 위치가 가까워 질수록 두 부재간에는 보다 큰 척력이 작용하게 되므로 이들 부재가 접촉되는 일이 없으며, 따라서, 종래와 같은 밸브의 타격에 의한 소음 발생을 제거할 수 있다.

도 8은 냉매 흡입 행정을 나타낸 것이다. 이와 같은 경우는, 실린더 내의 압력(P1)이 실린더 외부의 압력(P2)과 척력(M)의 합보다 작아짐으로써 마그네틱 토출밸브(50)가 밸브 플레이트(11)의 토출공(11b)을 폐쇄하는 상태로 위치되어 이루어진다. 물론, 이 때 피스톤(8)은 도 5의 일점쇄선 위치에서 실선 위치로 이동하는 상태이며, 이에 따라 도시되지 않은 밸브 플레이트(11)의 냉매 흡입공이 개방되면서 실린더 내로 냉매가 유입되게 된다.

이 후, 피스톤이 다시 전진하면서 냉매를 압축하게 되고, 실린더 내의 압력이 높아지게 되면, 상술한 바와 같이 마그네틱 토출밸브(50)가 이동하면서 냉매 토출공(11b)을 개방하여 압축된 냉매가 토출되게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명에 의한 밸브조립체는 냉매의 토출을 위한 밸브의 작동시 밸브가 그 상부의 부재를 타격하는 일이 없으며, 또한, 토출 행정동안 밸브가 항상 열려 있는 상태에 있게 되므로, 종래와 같은 밸브 타격음이나 냉력 손실을 방지할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 냉매 토출을 위한 밸브의 개방시 이 마그네틱 토출밸브와 마그네틱 사이에 발생되는 척력에 의해 밸브가 그 상부의 마그네틱을 타격하는 일이 없기 때문에, 종래와 같은 타격음에 따른 소음발생을 제거할 수 있으며, 따라서, 압축기의 전체적인 소음을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 토출 행정동안 밸브가 항상 열려 있기 때문에, 종래 토출행정에서 밸브가 수회 반복 개폐함에 따라 발생되는 냉력 손실을 방지할 수 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러란 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (6)

1. 실린더 블록과 실린더 헤드 사이에 배치되며, 냉매흡입공 및 냉매토출공을 갖추고 있는 밸브 플레이트;

   상기 밸브 플레이트와 상기 실린더 헤드에 지지되도록 설치되며, 하부에 다수의 냉매 유동홀이 일정간격을 두고 형성된 밸브 가이드;

   상기 밸브 가이드 내부에 이동 가능하게 설치되어 상기 냉매토출공을 개폐하는 것으로써, 그 상면 가장자리에는 환상의 가이드돌기가 형성된 마그네틱 토출밸브; 및

   상기 밸브 가이드의 상기 마그네틱 토출밸브 반대편에 설치되어 상기 마그네틱 토출밸브와의 사이에 척력을 발생시키는 마그네틱;을 포함하며,

   상기 마그네틱 토출밸브는 P1>P2+M의 조건을 만족하면 열리고, P1<P2+M의 조건을 만족하면 닫히며, P1=P2+M의 조건을 만족하는 위치에서 열린 상태로 정지하는 것을 특징으로 하는 압축기의 밸브조립체.

   여기서, 상기 P1은 실린더 내의 압력, P2는 실린더 외부의 압력, 그리고, M은 마그네틱 토출밸브와 마그네틱 사이에 발생되는 척력이다.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 밸브 가이드는 상부가 개방된 원통형으로 형성된 것을 특징으로 하는 압축기의 밸브조립체.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 밸브 가이드는 상부가 막힌 원통형으로 형성된 것을 특징으로 하는 압축기의 밸브조립체.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 밸브 가이드의 내부 상측에는 상기 마그네틱을 고정하기 위한 스토퍼가 그 내주면을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 압축기의 밸브조립체.
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