KR100451219B1 - 왕복동식 압축기의 토출밸브 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 토출밸브 구조에 관한 것으로, 본 발명은 실린더의 선단면에 착탈 가능하게 배치하여 왕복동식 모터의 가동자에 결합한 피스톤이 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 할 때 그 실린더의 선단면에 착탈하면서 상기한 실린더의 압축공간을 개폐하는 왕복동식 압축기의 토출밸브에 있어서, 실린더의 선단면에 접하는 가장자리는 그 실린더의 선단면과 대응하도록 편평하게 형성하는 반면 실린더의 압축공간을 이루는 압력면에는 그 압력면의 중앙으로 갈수록 깊어지는 변형부를 형성하여서 구성함으로써, 피스톤의 흡입행정시 토출밸브의 압력면 중앙부가 실린더의 압축공간으로 볼록하게 변형되더라도 그 압력면이 평평면을 유지하여 실린더의 선단면과 항상 면접촉을 할 수 있고, 이를 통해 토출밸브의 압력면이 실린더의 선단면 모서리와 선접촉하여 마모되는 것을 줄여 토출밸브의 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

왕복동식 압축기의 토출밸브 구조{DISCHARGE VALVE STRUCTURE FOR RECIPROCATING COMPRESSOR}

본 발명은 왕복동식 압축기의 토출밸브 구조에 관한 것으로, 특히 압력면 중앙부를 오목하게 경사지도록 형성하여 압축가스의 누설을 미연에 방지한 왕복동식 압축기의 토출밸브 구조에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 압축기는 왕복동식 모터의 가동자에 결합한 피스톤이 실린더의 내부에서 왕복운동을 하면서 가스를 흡입 압축하여 토출시키는 것으로, 도 1은 종래 왕복동식 압축기의 일례를 보인 종단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 왕복동식 압축기는, 흡입관(SP) 및 토출관(DP)을 연통하는 케이싱(10)과, 케이싱(10)의 내부에 탄력 지지하는 프레임 유니트(20)와, 프레임 유니트(20)에 지지하여 케이싱(10)의 내부에 고정하는 왕복동식 모터(30)와, 왕복동식 모터(30)에 기구적으로 연결하여 프레임 유니트(20)에 지지하는 압축 유니트(40)와, 왕복동식 모터(30)를 탄력 지지하여 공진을 유도하는 스프링 유니트(50)로 구성하고 있다.

압축 유니트(40)는 프레임 유니트(20)에 고정 설치하는 실린더(41)와, 왕복동식 모터(30)의 가동자(33)에 결합하여 실린더(41)의 압축공간(S1)에서 왕복운동을 하는 피스톤(42)과, 피스톤(42)의 선단에 장착하여 그 피스톤(42)의 흡입유로(F)를 개폐하면서 냉매가스의 흡입을 제한하는 흡입밸브(43)와, 실린더(41)의 토출측에 장착하여 압축공간(S1)을 개폐하면서 압축가스의 토출을 제한하는 토출밸브 조립체(44)로 이루어져 있다.

토출밸브 조립체(44)는 소정의 토출공간(S2)이 구비되어 실린더(41)의 선단면에 고정 설치하는 토출커버(44A)와, 실린더(41)의 선단면에 착탈하는 압력면을 평평하게 형성하여 토출커버(44A)의 내부에서 이동가능하게 탄력 지지하는 토출밸브(44B)와, 토출밸브(44B)를 탄력적으로 지지하는 밸브스프링(44C)으로 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 21 및 22 및 23은 각각 전방 및 중간 및 후방 프레임, 24는 고정자 커버, 31은 외측 고정자, 32는 내측 고정자, 51 및 52는 전방측 및 후방측 공진스프링이다.

상기와 같은 종래 왕복동식 압축기의 토출밸브는 다음과 같이 동작한다.

즉, 왕복동식 모터(30)에 전원을 인가하여 외측 고정자(31)와 내측 고정자(32) 사이에 플럭스(flux)가 형성되면, 그 외측 고정자(31)와 내측 고정자(32) 사이의 공극에 놓인 가동자(33)가 플럭스의 방향에 따라 움직이면서 스프링 유니트(50)에 의해 지속적으로 왕복운동을 하고, 이와 함께 피스톤(42)이 실린더(41)의 내부에서 왕복운동을 하면서 압축공간(S1)의 체적이 변화하여 냉매가스를 압축공간(S1)으로 흡입 압축하였다가 토출하는 일련의 과정을 반복하는 것이었다.

이때, 피스톤의 흡입행정시에는 압축공간과 토출공간(S2) 사이의 압력차와 밸브스프링(44C)의 탄성에 의해 토출밸브(44B)가 밀리면서 그 토출밸브(44B)의 압력면이 실린더(41)의 선단면에 밀착하여 압축공간(S1)과 토출공간(S2)을 구획하는반면, 피스톤(42)의 토출행정시에는 역시 압축공간(S1)의 압력과 토출공간(S2)의 압력차에 따라 토출밸브(44B)가 밸브스프링(44C)을 밀면서 압력면이 실린더(41)의 선단면에서 떨어지고 이 과정에서 압축공간(S1)의 압축가스가 토출공간(S2)으로 토출하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기는, 피스톤(42)의 흡입행정시 토출공간(S2)의 압력과 압축공간(S1)의 압력 차이 그리고 압축시 발생하는 열에 의해 도 2에서와 같이 토출밸브(44B)의 압력면 중앙부가 압축공간(S1)쪽으로 볼록하게 변형하고, 이로 인해 토출밸브(44B)의 압력면 중앙부가 실린더(41)의 선단측 모서리에 접촉하여 마모될 우려가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 압축기의 토출밸브가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 토출밸브의 압력면 중앙부가 볼록하게 변형하면서 실린더와의 사이에서 마모되는 것을 줄일 수 있는 왕복동식 압축기의 토출밸브 구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 왕복동식 압축기를 보인 종단면도.

도 2는 종래 왕복동식 압축기에서 토출밸브의 변형상태를 보인 개략도.

도 3은 본 발명 왕복동식 압축기에서 압축 유니트를 보인 종단면도.

도 4는 본 발명 왕복동식 압축기에서 토출밸브를 압력면에서 보인 사시도.

도 5는 본 발명 왕복동식 압축기에서 토출밸브의 변형상태를 보인 개략도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

41 : 실린더 42 : 피스톤

100 : 토출밸브 조립체 110 : 토출커버

120 : 토출밸브 121 : 압력면

121a : 실링부 121b : 변형부

122 : 압력배면 130 : 밸브스프링

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 실린더의 선단면에 착탈 가능하게 배치하여 왕복동식 모터의 가동자에 결합한 피스톤이 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 할 때 그 실린더의 선단면에 착탈하면서 상기한 실린더의 압축공간을 개폐하는 왕복동식 압축기의 토출밸브에 있어서, 실린더의 선단면에 접하는 가장자리는 그 실린더의 선단면과 대응하도록 편평하게 형성하는 반면 실린더의 압축공간을 이루는 압력면에는 그 압력면의 중앙으로 갈수록 깊어지는 변형부를 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 토출밸브 구조를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 토출밸브 구조를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 왕복동식 압축기에서 압축 유니트를 보인 종단면도이고, 도 4는 본 발명 왕복동식 압축기에서 토출밸브를 압력면에서 보인 사시도이며, 도 5는 본 발명 왕복동식 압축기에서 토출밸브의 변형상태를 보인 개략도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 토출밸브를 구비한 왕복동식 압축기는, 직선으로 왕복운동을 하는 가동자를 구비한 왕복동식 모터(도 1에 도시)(30)와, 왕복동식 모터(30)의 일측에 고정하는 실린더(41)와, 실린더(41)에 미끄러지게 삽입하고 왕복동식 모터의 가동자에 결합하여 함께 직선으로 왕복운동을 하는 피스톤(42)과, 실린더(41)의 토출측에 장착하여 압축가스의 토출을 조절하는 토출밸브 조립체(100)를 포함한다.

토출밸브 조립체(100)는 실린더(41)와 피스톤(42)와 흡입밸브(43)로 이루어진 압축공간(S1)과 연통하도록 토출공간(S2)을 구비하여 실린더(41)의 토출측에 장착하는 토출커버(110)와, 토출커버(110)의 내부에서 피스톤(42)의 운동방향으로 움직일 수 있도록 구비하여 압축공간(S1)과 토출공간(S2)을 구분하는 토출밸브(120)와, 토출밸브(120)의 압력배면(122)에 지지하여 그 토출밸브(120)가 실린더(41)의 압축공간(S1)을 탄력적으로 개폐하도록 하는 밸브스프링(130)으로 이루어진다.

토출밸브(120)는 실린더(41)의 압축공간(S1)에 대향하여 그 압축공간(S1)의 압력을 받는 압력면(121)과, 압력면(121)의 이면에 볼록하게 형성하여 토출공간(S2)의 압력을 받는 압력배면(122)으로 이루어진다.

압력면(121)은 실린더(41)의 선단면에 접촉하는 실링부(121a)를 평평하게 형성하는 반면 그 실링부(121a) 이외의 중앙부위는 중심으로 갈수록 안쪽으로 움푹하게 경사지도록 변형부(121b)를 형성하는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 111은 토출구멍, F는 흡입유로이다.

상기와 같은 본 발명 왕복동식 압축기의 토출밸브는 다음과 같은 작용 효과를 갖는다.

즉, 왕복동식 모터(30)에 전원을 인가하면, 그 왕복동식 모터의 가동자에 결합한 피스톤(42)이 실린더(41)의 내부에서 왕복운동을 하면서 냉매가스를 압축공간(S1)으로 흡입하였다가 토출공간(S2)으로 압축 토출한다.

여기서, 피스톤(42)의 흡입 행정시에는 압축공간(S1)의 압력이 토출공간(S2)의 압력에 비해 크게 낮아지는 동시에 밸브스프링(130)이 강한 복원력을 발생하여 토출밸브(120)가 실린더(41)의 선단면에 밀려 밀착하게 된다. 이때, 토출밸브(120)의 압력면(121)은 압축공간(S1)에 속하는 중앙부가 실린더(41)의 선단면에 접촉되지 않아 양 공간의 압력차와 압축시의 발생열에 의해 압축공간(S1)쪽으로 볼록하게 변형될 수 있으나, 압력면(121)의 중앙부를 미리 오목하게 변형부(121b)를 형성함에 따라 토출밸브(120)의 압력면(121)은 거의 평평한 면을 유지할 수 있다.

이렇게 하여, 토출밸브의 압력면이 압축공간으로 볼록하게 변형되더라도 그 토출밸브의 압력면이 평평면을 유지하여 토출밸브의 압력면과 실린더의 선단면이 거의 면접촉을 유지할 수 있고, 특히 실린더의 선단측 모서리면에 토출밸브의 압력면이 날카롭게 접촉하는 것을 방지하여 토출밸브의 마모를 줄일 수 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 토출밸브 구조는, 실린더의 압축공간에 대응하는 압력면 중앙부를 오목하게 함몰지도록 형성함으로써, 피스톤의 흡입행정시 토출밸브의 압력면 중앙부가 실린더의 압축공간으로 볼록하게 변형되더라도 그 압력면이 평평면을 유지하여 실린더의 선단면과 항상 면접촉을 할 수 있고, 이를 통해 토출밸브의 압력면이 실린더의 선단면 모서리와 선접촉하여 마모되는 것을 줄여 토출밸브의 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims (2)

1. 실린더의 선단면에 착탈 가능하게 배치하여 왕복동식 모터의 가동자에 결합한 피스톤이 실린더의 내부에서 직선으로 왕복운동을 할 때 그 실린더의 선단면에 착탈하면서 상기한 실린더의 압축공간을 개폐하는 왕복동식 압축기의 토출밸브에 있어서,

   실린더의 선단면에 접하는 가장자리는 그 실린더의 선단면과 대응하도록 편평하게 형성하는 반면 실린더의 압축공간을 이루는 압력면에는 그 압력면의 중앙으로 갈수록 깊어지는 변형부를 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 토출밸브 구조.
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