KR100339599B1 - Discharge valve structure for linear compressor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리니어 압축기의 토출밸브 구조에 관한 것으로, 본 발명은 피스톤의 왕복운동시 실린더의 선단면에 착탈되면서 실린더내 압축공간을 개폐하는 밸브몸체의 압축면에 구비되어 상기한 실린더의 내주면에 미끄러지게 삽입되는 안내돌부를 형성하고, 그 안내돌부에 피스톤의 토출행정시 압축가스의 토출유로가 되는 가스유로홈을 형성하여 구성함으로써, 상기 토출밸브의 개폐시 그 토출밸브가 제위치를 벗어나는 것을 미연에 방지하여 압축기 신뢰성을 향상시키고, 상기 안내돌부에 가스유로홈을 곡면지게 형성하여 유로저항을 최소화함으로써 토출소음을 감소시킬 수 있게 된다.The present invention relates to a discharge valve structure of a linear compressor, and the present invention is provided on the compression surface of the valve body for opening and closing the compression space in the cylinder while being detached to the front end surface of the cylinder during the reciprocating motion of the piston and slips on the inner peripheral surface of the cylinder By forming a guide protrusion to be inserted into the fork, and by forming a gas flow path groove that is a discharge flow path of the compressed gas in the discharge stroke of the piston, the discharge valve is out of position when the discharge valve is opened and closed. It is possible to reduce the discharge noise by preventing the compressor to improve the reliability of the compressor, and by forming the gas flow path grooves in the guide protrusions to minimize the flow path resistance.
Description
본 발명은 리니어 압축기의 토출밸브 조립체에 관한 것으로, 특히 토출밸브의 안정적인 동작 및 유로저항을 저감시킬 수 있는 리니어 압축기의 토출밸브 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a discharge valve assembly of a linear compressor, and more particularly to a discharge valve structure of a linear compressor that can reduce the stable operation of the discharge valve and the flow path resistance.
이에 도시한 바와 같이, 리니어 압축기의 압축기구부는 내부에 압축공간(P)을 이루는 관통구멍(1a)이 형성된 실린더(1)와, 상기 실린더(1)의 관통구멍(1a)에 직선운동이 가능하도록 삽입되는 피스톤(2)과, 상기 실린더(1)의 단부에 관통구멍을 복개하도록 결합되는 토출밸브 조립체(10)를 포함하여 구성되어 있다.As shown in the figure, the compression mechanism of the linear compressor can linearly move in the cylinder 1 having the through-hole 1a constituting the compression space P therein and the through-hole 1a of the cylinder 1. And a discharge valve assembly 10 coupled to cover the through hole at the end of the cylinder 1.
상기 피스톤(2)은 소정의 길이를 갖는 몸통부(2a)의 일측에 헤드부(2b)가 형성되고, 상기 몸통부(2a)의 타측에 전동기구부와 연결되는 연결부(미도시)가 형성되며, 상기 피스톤(2)을 관통하여 냉매 가스가 유동할 수 있도록 가스유로(2c)가 형성되고, 그 가스유로(2c)에 연통되어 상기 헤드부(2b)내에 관통 형성되는 가스통로(2d)로 이루어져 있다. 그리고 상기 피스톤(2)의 헤드부(2b) 선단면에는 가스통로(2d)를 개폐하는 흡입밸브(3)가 장착되어 있다.The piston 2 has a head portion (2b) is formed on one side of the body portion (2a) having a predetermined length, the connection portion (not shown) is formed on the other side of the body portion (2a) is connected to the power mechanism portion A gas passage 2c is formed to allow the refrigerant gas to flow through the piston 2, and is in communication with the gas passage 2c to penetrate the gas passage 2d in the head portion 2b. consist of. In addition, a suction valve 3 for opening and closing the gas passage 2d is attached to the front end face of the head 2b of the piston 2.
상기 토출 밸브 조립체(10)는 실린더(1)의 단부를 복개하도록 결합되는 토출커버(11)와, 그 토출커버(11)의 내부에 삽입되어 실린더(1)의 관통구멍(1a) 및 피스톤(2)에 의해 형성되는 압축공간(P)을 개폐하는 토출밸브(12)와, 그 토출밸브(12)를 탄성적으로 지지하는 밸브스프링(13)으로 이루어져 있다.The discharge valve assembly 10 includes a discharge cover 11 coupled to cover an end of the cylinder 1, a through hole 1a of the cylinder 1, and a piston inserted into the discharge cover 11. The discharge valve 12 which opens and closes the compression space P formed by 2), and the valve spring 13 which elastically supports the discharge valve 12 are comprised.
상기 토출밸브(12)는 플라스틱 재질로 된 '반구형' 모양으로 성형되어 그 편평면(12a)이 실린더(1)의 선단면에 착탈되는 반면 그 구면(12b)이 상기한 밸브스프링에 지지되도록 장착되어 있다.The discharge valve 12 is molded into a 'semi-spherical' shape made of plastic so that the flat surface 12a is detachably attached to the front end surface of the cylinder 1 while the spherical surface 12b is mounted to be supported by the valve spring. It is.
도면중 미설명 부호인 11a는 토출구이다.In the figure, reference numeral 11a denotes a discharge port.
상기한 바와 같은 리니어 압축기의 압축기구부는 전동기구부의 구동력이 피스톤(2)에 전달되어 피스톤(2)이 실린더(1)의 내부를 직선으로 왕복운동하면서 냉매가스를 흡입하여 압축 토출시키게 된다.The compression mechanism of the linear compressor as described above transmits the driving force of the electric mechanism to the piston 2 so that the piston 2 reciprocates the inside of the cylinder 1 in a straight line to suck and discharge the refrigerant gas.
이때, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 피스톤(2)이 하사점에서 상사점으로 이동하게 되면 흡입밸브(3)가 닫히면서 실린더(1)의 압축공간(P)에 흡입되어 있던 냉매가스를 압축하게 되고 이 과정에서 냉매가스의 압력이 일정정도 이상이 되면 토출밸브(12)가 열리면서 압축가스가 토출커버(11)로 토출된다. 이후 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 피스톤(2)이 상사점에서 하사점으로 이동하게 되면 열렸던 토출밸브(12)가 피스톤(2)과 함께 같은 방향으로 이동하면서 실린더(1)의 선단면에 접촉되어 압축공간(P)을 차단하게 됨과 동시에 피스톤(2)에 결합된 흡입밸브(3)가 열리면서 피스톤(2)의 내부에 형성된 가스유로(2c)를 통해 냉매가스가 실린더(1)의 압축공간(P)으로 흡입되는 일련의 과정이 지속적으로 반복되는 것이었다.In this case, as shown in FIG. 3A, when the piston 2 moves from the bottom dead center to the top dead center, the suction valve 3 is closed and the refrigerant gas sucked in the compression space P of the cylinder 1 is closed. When the pressure of the refrigerant gas reaches a predetermined level or more in this process, the discharge valve 12 is opened and the compressed gas is discharged to the discharge cover 11. 3B, when the piston 2 moves from the top dead center to the bottom dead center, the opened discharge valve 12 moves in the same direction with the piston 2 to the front end surface of the cylinder 1. While contacting to block the compression space (P) and at the same time the intake valve (3) coupled to the piston 2 opens the refrigerant gas through the gas flow path (2c) formed inside the piston (2) to compress the cylinder (1) A series of processes inhaled into the space P was repeated continuously.
그러나, 상기와 같은 종래의 리니어 압축기에서는, 토출밸브(12)의 외주면이 토출커버(11)의 내주면과 일정틈새를 유지하도록 설치되어 압축기의 토출행정시 그 일정틈새를 통해 압축가스가 토출커버(11)로 토출되도록 하는 것이나, 압축기의 흡입행정시 상기 토출밸브(12)가 열렸다가 닫힐 때에 밸브스프링(13)의 이상반동 또는 잔여가스의 이상분포 등에 의해 토출밸브(12)가 방사상 어느 한쪽으로 치우치면서 불안전한 개폐가 지속되어 압축기 효율을 저하시킬 우려가 있었다.However, in the conventional linear compressor as described above, the outer circumferential surface of the discharge valve 12 is installed to maintain a constant gap with the inner circumferential surface of the discharge cover 11 so that the compressed gas is discharged through the constant gap during the discharge stroke of the compressor. 11), or when the discharge valve 12 is opened and closed during the suction stroke of the compressor, the discharge valve 12 moves radially to one side due to abnormal reaction of the valve spring 13 or abnormal distribution of residual gas. There was a fear that unstable opening and closing continued while lowering the compressor efficiency.
또한, 상기 피스톤(2)에 의해 토출되는 압축가스가 토출밸브(12)의 편평면에 부딪혀 수직방향으로 꺾였다가 다시 토출커버(11)의 내주면에 부딪혀 수평방향으로 꺾여 토출되는 등 유로의 흐름이 각지게 형성됨에 따라 유로저항이 커져 토출소음이 증가될 소지가 있었다.In addition, the flow of the flow path such that the compressed gas discharged by the piston 2 hits the flat surface of the discharge valve 12 and is bent in the vertical direction and then hits the inner circumferential surface of the discharge cover 11 and is bent in the horizontal direction. As the angle is formed, the flow resistance increases, which may increase the discharge noise.
본 발명은 상기와 같은 종래 리니어 압축기의 토출밸브가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 토출밸브가 안전하게 개폐되도록 하여 압축가스가 균일하게 토출되로로 함으로써 압축기효율을 향상시킬 수 있는 리니어 압축기의 토출밸브 구조를 제공하려는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the problems with the discharge valve of the conventional linear compressor as described above, the discharge of the linear compressor that can improve the compressor efficiency by allowing the discharge valve to be opened and closed safely so that the compressed gas is uniformly discharged. The purpose is to provide a valve structure.
본 발명의 다른 목적으로는 압축가스의 토출시 유로저항을 줄여 토출소음을 저감시킬 수 있는 리니어 압축기의 토출밸브 구조를 제공하려는데 있다.Another object of the present invention is to provide a discharge valve structure of a linear compressor which can reduce the discharge noise by reducing the flow path resistance during discharge of the compressed gas.
도 1 및 도 2는 종래 리니어 압축기의 요부를 보인 종단면도 및 분해 사시도.1 and 2 are a longitudinal sectional view and an exploded perspective view showing the main portion of a conventional linear compressor.
도 3a 및 도 3b는 종래 리니어 압축기의 요부에 대한 동작과정을 보인 종단면도.Figure 3a and Figure 3b is a longitudinal sectional view showing the operation of the main portion of the conventional linear compressor.
도 4 및 도 5는 본 발명 리니어 압축기의 요부를 보인 종단면도 및 분해 사시도.4 and 5 are a longitudinal sectional view and an exploded perspective view showing the main part of the linear compressor of the present invention.
도 6a 및 도 6b는 본 발명 리니어 압축기의 요부에 대한 동작과정을 보인 종단면도.6a and 6b are longitudinal cross-sectional views showing the operation of the main portion of the linear compressor of the present invention.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **
1 : 실린더 2 : 피스톤1: cylinder 2: piston
3 : 흡입밸브 110 : 토출커버3: intake valve 110: discharge cover
120 : 토출밸브 120a : 토출밸브의 편평면120: discharge valve 120a: flat surface of the discharge valve
120b : 토출밸브의 구면 121 : 안내돌부120b: spherical surface of the discharge valve 121: guide protrusion
122 : 가스유로홈 130 : 밸브스프링122: gas flow groove 130: valve spring
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 피스톤의 왕복운동시 실린더의 선단면에 착탈되면서 실린더내 압축공간을 개폐하는 밸브몸체의 압축면에 구비되어 상기한 실린더의 내주면에 미끄러지게 삽입되는 안내돌부를 형성하고,In order to achieve the object of the present invention, the guide protrusion is provided on the compression surface of the valve body for opening and closing the compression space in the cylinder while being detached to the front end surface of the cylinder during the reciprocating motion of the piston to be slidably inserted into the inner peripheral surface of the cylinder. and,
그 안내돌부에 피스톤의 토출행정시 압축가스의 토출유로가 되는 가스유로홈을 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 토출밸브 구조가 제공된다.The discharge valve structure of the linear compressor is provided in the guide protrusion formed by forming a gas flow path groove that becomes a discharge flow path of the compressed gas during the discharge stroke of the piston.
이하, 본 발명에 의한 리니어 압축기의 토출밸브 구조를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the discharge valve structure of the linear compressor according to the present invention will be described in detail based on the embodiment shown in the accompanying drawings.
도 4 및 도 5는 본 발명 리니어 압축기의 요부를 보인 종단면도 및 분해 사시도이고, 도 6a 및 도 6b는 본 발명 리니어 압축기의 요부에 대한 동작과정을 보인 종단면도이다.4 and 5 are longitudinal cross-sectional views and exploded perspective views showing the main portion of the linear compressor of the present invention, Figures 6a and 6b is a longitudinal cross-sectional view showing the operation process for the main portion of the linear compressor of the present invention.
이에 도시된 바와 같이 본 발명의 토출밸브 구조가 구비된 리니어 압축기는, 압축공간(P)을 이루는 관통구멍(1a)이 내부에 형성되어 케이싱(미도시)내 프레임(미도시)에 고정되는 실린더(1)와, 상기 실린더(1)의 관통구멍에 직선운동이 가능하도록 삽입되는 피스톤(2)과, 상기 실린더(1)의 선단면에 압축공간(P)을 개폐하도록 결합되는 토출밸브 조립체(100)를 포함하여 구성된다.As shown therein, the linear compressor having the discharge valve structure according to the present invention includes a cylinder in which a through hole 1a constituting the compression space P is formed therein and fixed to a frame (not shown) in a casing (not shown). (1), a piston (2) inserted into the through hole of the cylinder (1) to enable linear movement, and a discharge valve assembly coupled to open and close the compression space (P) to the front end surface of the cylinder ( 100).
상기 토출 밸브 조립체(100)는 실린더(1)의 단부를 복개하도록 결합되는 토출커버(110)와, 그 토출커버(110)의 내부에 삽입되어 실린더(1)의 관통구멍(1a) 및 피스톤(2)에 의해 형성되는 압축공간(P)을 개폐하는 토출밸브(120)와, 그 토출밸브(120)를 탄성적으로 지지하는 밸브스프링(130)으로 이루어진다.The discharge valve assembly 100 includes a discharge cover 110 coupled to cover an end of the cylinder 1, a through hole 1a of the cylinder 1, and a piston inserted into the discharge cover 110. It consists of a discharge valve 120 for opening and closing the compression space (P) formed by 2), and a valve spring 130 for elastically supporting the discharge valve 120.
상기 토출밸브(120)는 플라스틱 재질로 된 '반구형' 모양으로 성형되어 그 편평면(120a)이 실린더(1)의 선단면에 착탈되는 반면 그 구면(120b)이 상기한 밸브스프링(130)에 지지되도록 장착되되, 상기 편평면(120a)에는 상기한 실린더(1)의 관통구멍(1a) 내주면에 미끄러지게 접촉되도록 삽입되는 안내돌부(121)가 돌출 형성되고, 그 안내돌부(121)의 외주연에는 피스톤(2)의 토출행정시 압축가스의 토출유로가 되도록 배면투영시 수개의 원호형 가스유로홈(122)이 등간격으로 형성된다.The discharge valve 120 is molded into a 'semi-spherical' shape made of plastic so that the flat surface 120a is detachable from the front end surface of the cylinder 1 while the spherical surface 120b is formed on the valve spring 130. It is mounted to be supported, but the guide surface 121 is inserted into the flat surface (120a) is inserted so as to slide in contact with the inner circumferential surface of the through hole (1a) of the cylinder (1) protrudingly formed, the outside of the guide protrusion 121 At the periphery, several arc-shaped gas flow path grooves 122 are formed at equal intervals in the rear projection so as to be the discharge flow path of the compressed gas in the discharge stroke of the piston 2.
상기 안내돌부(121)는 밸브몸체의 착탈시 항상 실린더(1)내에서 움직일 수 있는 길이로 단차져 형성되는 것이 바람직하다.The guide protrusion 121 is preferably formed stepped to a length that can be moved in the cylinder (1) at all times when the valve body is attached and detached.
상기 가스유로홈(122)은 압축가스의 토출시 유로저항이 감소되도록 방사상 바깥쪽으로 곡면지게 형성되는 것이 바람직하다.The gas flow path groove 122 is preferably formed to be radially outwardly curved so as to reduce the flow resistance when discharging the compressed gas.
도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.In the drawings, the same reference numerals are given to the same parts as in the prior art.
도면중 미설명 부호인 110a는 토출구이다.In the figure, reference numeral 110a denotes a discharge port.
상기와 같은 본 발명의 토출밸브가 구비된 리니어 압축기의 일반적인 동작은 종래와 동일하다.The general operation of the linear compressor with a discharge valve of the present invention as described above is the same as in the prior art.
즉, 전동기구부의 구동력이 피스톤(2)에 전달되어 피스톤(2)이 실린더(1)의 관통구멍(1a) 내부를 직선으로 왕복운동하면서 케이싱(미도시)내 냉매가스를 흡입하여 압축 토출시키게 된다.That is, the driving force of the electric mechanism part is transmitted to the piston 2 so that the piston 2 reciprocates the inside of the through hole 1a of the cylinder 1 in a straight line to suck and discharge the refrigerant gas in the casing (not shown). do.
이를 보다 상세히 살펴보면, 먼저 상기 피스톤(2)이 하사점으로 이동하는 과정에서 피스톤(2)의 선단면에 장착된 흡입밸브(3)가 열리면서 케이싱(미도시)내의 냉매가스를 실린더(1)의 압축공간(P)으로 흡입하게 된다. 이때, 상기 실린더(1)의 선단면은 토출밸브(120)에 의해 차단되어 일정체적의 압축공간(P)을 형성하게 된다.In more detail, first, in the process of moving the piston 2 to the bottom dead center, the suction valve 3 mounted on the front end surface of the piston 2 is opened to cool refrigerant gas in the casing (not shown) of the cylinder 1. It is sucked into the compression space (P). At this time, the front end surface of the cylinder 1 is blocked by the discharge valve 120 to form a predetermined volume of the compression space (P).
다음, 도 6a에 도시된 바와 같이 상기 피스톤(P)이 하사점에서 상사점으로 이동하는 과정에서 피스톤(2)의 선단면에 장착된 흡입밸브(3)가 닫히면서 압축공간(P)내 냉매가스를 압축시키게 되고, 이 압축공간(P)내 냉매가스의 압력이 일정압력 이상이 되면 상기 토출밸브(120)가 밸브스프링(130)의 탄성력을 이기면서열리게 되어 압축공간(P)내 압축가스가 토출커버(110)로 토출된다. 이때, 상기 압축공간(P)내 압축가스는 토출커버(120)의 안내돌부(121)에 구비된 곡선형의 가수유로홈(122)을 따라 완만하게 토출된다.Next, as shown in FIG. 6A, the suction valve 3 mounted on the front end surface of the piston 2 is closed while the piston P moves from the bottom dead center to the top dead center, and the refrigerant in the compression space P is closed. When the gas is compressed and the pressure of the refrigerant gas in the compression space P is greater than or equal to a predetermined pressure, the discharge valve 120 opens while winning the elastic force of the valve spring 130 to compress the gas in the compression space P. Is discharged to the discharge cover 110. At this time, the compressed gas in the compression space (P) is gently discharged along the curved gas flow path groove 122 provided in the guide protrusion 121 of the discharge cover (120).
다음, 도 6b에 도시된 바와 같이 상기 피스톤(2)이 하사점으로 이동하는 과정에서 피스톤(2)의 선단면에 장착된 흡입밸브(3)는 열리는 반면 토출밸브(120)는 실린더(1)의 압축공간(P)내 압력이 순간적으로 저하되는 동시에 상기한 토출밸브(120)를 탄력 지지하고 있던 밸브스프링(130)의 탄성력에 의해 피스톤(2)의 이동방향(즉, 압축공간측)으로 이동하면서 실린더(1)의 선단면을 막게 된다. 이때, 상기 토출밸브(120)의 압축면에는 실린더(1)의 관통구멍(1a) 내주면에 미끄러지도록 접촉되는 안내돌부(121)가 구비되어 토출밸브(120)가 실린더(1)의 선단면을 안정적으로 닫도록 유도하게 되는 일련의 과정을 반복하게 된다.Next, as shown in FIG. 6B, the suction valve 3 mounted on the front end surface of the piston 2 is opened while the piston 2 moves to the bottom dead center, while the discharge valve 120 has the cylinder 1. Pressure in the compression space (P) is reduced instantaneously and in the direction of movement of the piston (2) by the elastic force of the valve spring (130) which is elastically supporting the discharge valve (120). While moving, the front end surface of the cylinder 1 is blocked. At this time, the compression surface of the discharge valve 120 is provided with a guide protrusion 121 to be in contact with the inner circumferential surface of the through hole (1a) of the cylinder (1) so that the discharge valve 120 is a front end surface of the cylinder (1) It repeats a series of processes that lead to a stable closure.
이렇게, 상기 실린더의 관통구멍내에서 움직이는 안내돌부를 토출밸브의 압축면에 형성함으로써 상기한 토출밸브의 개폐시 그 토출밸브가 제위치를 벗어나는 것을 미연에 방지하여 안정적인 개폐동작이 이루어질 수 있게 된다.In this way, the guide protrusion moving in the through hole of the cylinder is formed on the compression surface of the discharge valve, thereby preventing the discharge valve from being out of position when opening and closing the discharge valve, thereby enabling a stable opening and closing operation.
또한, 상기 안내돌부에 가스유로홈을 형성하되 그 가스유로홈을 곡면지게 형성하여 토출되는 압축가스가 곡면을 타고 원활하게 토출되도록 하여 유로저항을 최소화함으로써 유로저항에 의한 토출소음을 감소시킬 수 있게 된다.In addition, a gas flow path groove is formed in the guide protrusion, but the gas flow path groove is formed to be curved so that the discharged compressed gas is smoothly discharged on the curved surface, thereby minimizing flow resistance, thereby reducing the discharge noise caused by the flow resistance. do.
본 발명에 의한 리니어 압축기의 토출밸브 구조는, 밸브몸체의 압축면에 구비되어 상기한 실린더의 내주면에 미끄러지게 삽입되는 안내돌부를 형성하고, 그안내돌부에 피스톤의 토출행정시 압축가스의 토출유로가 되는 가스유로홈을 형성하여 구성함으로써, 상기 토출밸브의 개폐시 그 토출밸브가 제위치를 벗어나는 것을 미연에 방지하여 압축기 신뢰성을 향상시키고, 상기 안내돌부에 가스유로홈을 곡면지게 형성하여 유로저항을 최소화함으로써 토출소음을 감소시킬 수 있게 된다.The discharge valve structure of the linear compressor according to the present invention includes a guide protrusion provided on the compression surface of the valve body and slidably inserted into the inner circumferential surface of the cylinder, and the discharge passage of the compressed gas at the discharge stroke of the piston in the guide protrusion. By forming and configuring the gas flow path grooves, the discharge valve is prevented from being out of position when the discharge valve is opened and closed, thereby improving the compressor reliability, and forming the gas flow path grooves in the guide protrusions to be curved to provide flow resistance. By minimizing this, the discharge noise can be reduced.
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