KR100437398B1 - 밀폐형 압축기의 실린더장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기의 실린더장치 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 실린더베이스(20,20'), 실린더전면(30) 및 실린더통체(40)를 압연강판을 프레스가공 또는 딥드로잉가공을 통해 일체로 형성한다. 그리고 상기 실린더베이스(20,20')를 프레임에 체결하기 위한 장착공(22)을 장공형태로 형성하였다. 상기 실린더베이스(20,20')의 사이에는 상기 실린더통체(40)의 형성위치를 낮출 수 있도록 간섭회피부(24)를 형성하고, 상기 실린더베이스(20,20')와 실린더전면(30)의 사이에는 절개부(26)를 형성하였다. 이와 같이 함에 의해 실린더 장치를 제조하기 위한 작업공수가 상대적으로 줄어들게 되고, 실린더장치가 프레임에 체결되는 위치를 작업자가 용이하게 설정할 수 있어 실린더장치를 공용화할 수 있게 된다.

Description

밀폐형 압축기의 실린더장치 및 그 제조방법{Cylinder apparatus for hermetic compressor and making method the same}

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부에 작동유체의 압축을 위한 압축실이 구비되고 프레임 상에 장착되는 실린더장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 밀폐형 압축기는 크랭크축의 회전을 피스톤의 직선왕복으로 변환하는 방식에 따라 스카치 요크식과 커넥팅 로드식으로 나눌 수 있다. 도 1에는 커넥팅로드 방식의 밀폐형 압축기의 내부 구성이 도시되어 있다.

이에 따르면, 상부용기(1t)와 하부용기(1b)로 이루어지는 밀폐용기(1)가 구비되고, 상기 밀폐용기(1)의 내부에는 프레임(2)이 설치되어 있다. 상기 프레임(2)에는 고정자(3)가 고정되어 있고, 이와 같은 프레임(2)은 스프링(2S)에 의해 밀폐용기(1) 내부에 지지되어 있다. 상기 프레임(2)의 중앙을 관통하여서는 크랭크축(5)이 설치되어 있다. 상기 크랭크축(5)에는 회전자(4)가 일체로 설치되어 상기 고정자(3)와의 전자기적 상호작용에 의해 상기 크랭크축(5)과 함께 회전된다.

상기 크랭크축(5)의 상단에는 편심핀(5b)이 상기 크랭크축(5)의 회전중심에 대해 편심되게 형성되어 있다. 그리고 상기 편심핀(5b)이 형성된 반대쪽에는 균형추(5c)가 형성되어 있다. 도면 부호 5a는 오일(L)을 공급하기 위해 크랭크축(5)의내부에 형성된 통로이다.

한편, 내부에 압축실(6')이 구비된 실린더블록(6)이 상기 프레임(2)에 일체로 성형되어 있다. 그리고 상기 압축실(6')에는 상기 크랭크축(5)의 편심핀(5b)과 커넥팅로드(8)로 연결된 피스톤(7)이 설치되어 있다. 그리고 상기 실린더블록(6)의 선단에는 상기 압축실(6)로 유입되고 배출되는 작동유체를 제어하는 밸브어셈블리(15)가 설치된다. 상기 작동유체에 의해 발생되는 소음을 감소시키기 위한 소음기(11)가 상기 헤드커버(10)와 연결설치되어 있다.

도면 부호 5d는 오일(L)을 상기 통로(5a)로 흡상시키는 펌핑기구이고, 12는 작동유체를 밀폐용기(1)의 내부로 전달하는 흡입파이프이고, 13은 압축된 작동유체를 압축기의 외부로 토출하는 토출파이프이다.

이와 같은 구성을 가지는 일반적인 밀폐형 압축기에서 상기 프레임(2)에 착탈가능하게 구성된 실린더블록(6)과 이에 장착되는 밸브어셈블리(15) 및 헤드커버(10)의 구성이 도 2에 상세하게 도시되어 있다. 이에 따르면, 상기 실린더블록(6)은 상기 프레임(2)의 상면에 안착되는 실린더베이스(6b)가 그 하단부에 형성된다. 상기 실린더베이스(6b)에는 프레임(2)에의 장착을 위한 볼트(도시되지 않음)가 관통되는 장착공(6m)이 형성되어 있다. 상기 실린더블록(6)에는 상기 밸브어셈블리(15)가 장착되는 실린더전면(6f)이 4각형상으로 형성되어 있다. 상기 실린더전면(6f)에는 헤드커버(10)와 밸브어셈블리(15)의 체결을 위한 체결공(6h)이 네 모서리에 형성되어 있다.

상기 실린더전면(6f)과 헤드커버(10)의 사이에는 흡입밸브판(21),밸브판(23), 토출밸브판(25) 및 가스켓(27)이 차례로 설치된다. 상기 밸브판(23)에는 각각 흡입공(23i)과 토출공(23e)이 천공되어 있다. 상기 흡입공(32i)은 상기 흡입밸브판(21)에 형성된 흡입밸브(22)에 의해 개폐된다. 그리고 상기 토출공(23e)은 상기 토출밸브판(25)에 있는 토출밸브(26)에 의해 개폐된다.

한편, 상기 밸브어셈블리(15)를 구성하는 각각의 요소들의 네 모서리에는 각각 볼트공(H)이 천공되어 있다. 이와 같은 볼트공(H)은 상기 실린더블록(6)에 천공되어 있는 체결공(6h) 및 상기 헤드커버(10)에 천공되어 있는 볼트공(10')과 대응되는 것으로 이들에는 각각 볼트(29)가 관통하여 상기 체결공(6h)에 체결되어 상기 밸브어셈블리(15) 및 헤드커버(10)가 상기 실린더블록(6)에 체결되게 한다.

그리고, 상기 실린더블록(6)은 회주철을 재료로 주물작업을 통해 압축시(6')이 형성된 대략의 형상을 만들고, 상기 압축실(6')과 실린더전면(6f)을 정밀가공하고 상기 장착공(6m)과 체결공(6h)을 정확한 치수로 가공하여 제작을 완료한다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기 실린더블록(6)을 주물작업을 통해 일체로 제작하는 방식으로 생산하게 되면, 회주철을 사용하므로 상대적으로 재료비가 많이 들고, 다수개의 장착공(6m)과 체결공(6h)을 각각 천공하여야 하는 등, 주물작업 후의 가공공정이 많아 작업성이 떨어지고 제작이 까다로운 문제점이 있다.

그리고 상기 실린더블록(6)을 별도로 제작하여 프레임(2)에 장착하는 경우에 예를 들어 크랭크축(5)의 편심정도가 달라지면 크랭크축(5)의 편심핀(5b)과 커넥팅로드(8)를 통해 연결되는 실린더(7) 선단의 상기 실린더블록(6) 선단에 대한 상대위치가 달라진다. 다시 말해, 상기 실린더(7)의 선단과 밸브어셈블리(15) 사이에 형성되는 탑클리어런스가 달라지게 된다.

예를 들어 실린더(7)의 선단과 밸브어셈블리(15) 사이의 간격인 탑클리어런스가 커지면 데드볼륨이 늘어나 압축효율이 떨어지는 등의 문제점이 발생한다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 상기 실린더블록(6)의 설치위치를 그만큼 조절하면 되나, 이를 위해서는 상기 실린더블록(6)에 형성되는 장착공(6m)의 위치를 달리 해야 한다. 따라서 다른 편심도를 가지는 크랭크축(5)을 사용하기 위해서는 이에 맞는 별도의 실린더블록(6)을 제작하여야 하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 보다 간단하게 제작할 수 있는 실린더장치를 제공하도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 압축기의 설계조건이 달라지더라도 공용으로 사용할 수 있는 실린더장치를 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 밀폐형 압축기의 내부 구성을 보인 단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 밀폐형 압축기의 실린더장치와 그 주변 구성을 보인 분해사시도.

도 3은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 실린더장치의 바람직한 실시예를 실린더전면 방향에서 본 사시도.

도 4는 본 발명 실시예의 실린더장치를 실린더통체 방향에서 본 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 밀폐용기 2: 프레임

3: 고정자 4: 회전자

5: 크랭크축 6: 실린더블록

7: 피스톤 8: 커넥팅로드

9: 밸브 어셈블리 10: 헤드커버

11: 소음기 15: 밸브어셈블리

20: 실린더베이스 22: 장착공

24: 간섭회피부 26: 절개부

30: 실린더전면 34: 체결공

40: 실린더통체 42: 압축실

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 금속판으로 형성되고 프레임에의 체결을 위한 장착공이 구비되는 실린더베이스와, 상기 실린더베이스와 일체로 절곡되어 형성되고 전면에 작동유체의 출입을 제어하는 밸브어셈블리가 장착되는 실린더전면과, 내부를 관통하여 압축실이 구비되고 상기 실린더전면의 후단에 일체로 구비되는 금속판으로 형성되는 실린더통체를 포함하여 구성되고, 상기 실린더베이스, 실린더전면 및 실린더통체는 한장의 압연강판을 프레스가공하여 형성된다.

상기 실린더베이스, 실린더전면 및 실린더통체는 하나의 압연강판을 프레스가공하여 형성된다.

상기 실린더베이스는 상기 실린더전면의 하단 양측에서 절곡되어 나란히 연장되는 것으로, 상기 실린더베이스의 사이에는 상기 실린더통체와의 간섭을 방지하는 간섭회피부가 형성된다.

상기 장착공은 상기 실린더베이스의 전후 방향으로 길게 형성되는 장공이다.

상기 실린더베이스와 실린더전면의 사이에는 절개부가 더 구비된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 실린더전면과 상기 실린더전면의 일단부에 일체로 형성되는 실린더베이스와 를 상기 실린더전면의 중앙을 관통하여 형성되는 실린더통체를 강판으로 가공하여 일체로 제작하는 단계와, 상기 실린더전면과 실린더통체 내부의 압축실을 정밀가공하는 단계를 포함하여 구성된다.

상기 실린더전면, 실린더베이스 및 실린더통체는 일체로 프레스가공을 통해 형성될 수 있다.

상기 실린더전면과 실린더베이스는 프레스가공을 통해 형성되고 상기 실린더통체는 딥드로잉으로 형성될 수 있다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 실린더장치 및 그 제조방법에 의하면 실린더장치의 제조가 보다 용이하고 신속하게 되고 실린더장치를 공용화할 수 있게 되는 이점이 있다.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 실린더장치 및 그제조방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3에는 본 발명 실시예의 실린더장치를 실린더전면 방향에서 본 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명 실시예의 실린더장치를 실린더통체의 후방에서 본 사시도가 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 본 발명 실시예의 실린더장치는 일체로 형성되는 실린더베이스(20,20'), 실린더전면(30) 및 실린더통체(40)로 구성된다.

이와 같은 실린더장치는 대략 열간압연강판을 프레스가공으로 형성하는 것으로, 상기 실린더베이스(20,20')에 대해 상기 실린더전면(30)은 수직으로 절곡된다. 상기 실린더베이스(20,20')는 압축기의 내부에서 프레임에 장착되는 것으로, 그 양단에 장착공(22)이 천공되어 있다.

상기 장착공(22)을 관통하여서는 상기 프레임에의 체결을 위한 볼트(도시되지 않음)가 체결된다. 여기서 상기 장착공(22)은 크랭크축의 편심도 등의 설계조건이 달라지더라도 한종류의 실린더장치를 사용할 수 있도록 장공으로 형성된다. 따라서 상기 장착공(22)을 관통하여 프레임에 체결되는 볼트가 상기 장착공(22)에 안착되는 위치에 따라 상기 프레임 상에 실린더장치가 장착되는 위치가 달라진다.

상기 실린더베이스(20,20')는 실린더전면(30)의 일단부 양단에서 각각 연장되는 것으로, 그들의 사이에는 실린더통체(40)와의 간섭을 피하기 위한 간섭회피부(24)가 형성된다. 상기 간섭회피부(24)의 존재에 의해 상기 실린더통체(40)를 최대로 프레임의 상면에 인접하게 형성하여 압축기의 효율을 높일 수 있다.

상기 실린더베이스(20,20')와 상기 실린더전면(30)의 사이에는 절개부(26)가 소정길이 형성된다. 상기 절개부(26)는 상기 간섭회피부(24) 측에서 시작해서 상기 실린더베이스(20,20')와 실린더전면(30)의 사이를 따라 소정 길이 형성된다. 이와 같은 절개부(26)는 상기 실린더베이스(20,20')와 실린더전면(30) 사이의 절곡을 보다 용이하게 한다.

상기 실린더전면(30)은 상기 실린더베이스(20,20')의 일단부에 수직으로 절곡되어 형성된 것으로, 대략 그 중앙을 관통하여 실린더통체(40)가 형성된다. 상기 실린더전면(30)의 실린더통체(40) 입구 주위에는 체결공(34)이 천공된다. 상기 체결공(34)은 대략 사각형으로 형성되는 실린더전면(30)의 네 모서리에 각각 천공된다. 이와 같은 체결공(34)은 밸브어셈블리와 헤드커버(도시되지 않음)의 체결을 위한 볼트(도시되지 않음)가 체결되는 부분이다.

상기 실린더전면(30)의 후방을 향해서는 실린더통체(40)가 형성된다. 상기 실린더통체(40)의 내부에는 압축실(42)이 형성된다. 상기 압축실(42)에서는 피스톤이 직선왕복운동하면서 작동유체를 압축하게 된다.

이와 같은 실린더통체(40)는 상기 실린더전면(30)의 중앙을 프레스가공을 통해 원통형상으로 형성되는 것으로, 설계조건에 따라서는 딥드로잉가공을 통해 형성할 수도 있다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 실린더장치의 제조과정을 설명하기로 한다.

본 발명의 실린더장치는 한장의 열간압연강판을 프레스가공 또는 프레스가공과 딥드로잉가공하여 형성하는 것이다. 일반적으로 모재가 되는 상기 열간압연강판의 두께는 대략 5mm 내외의 것을 사용하나 상기 실린더통체(40)의 형성을 위해서 필요하다면 더 두꺼운 것을 사용할 수도 있다.

상기 실린더통체(40)는 프레스공정을 통해 상기 실린더전면(30)에 일체로 형성하는 것이나, 경우에 따라서는 딥드로잉가공으로 형성한다. 이는 설계조건에 따라 선택하여 사용할 수 있다.

한편, 상기 실린더베이스(20,20')와 실린더전면(30)에 구비되는 장착공(22), 간섭회피부(24), 절개부(26) 및 체결공(34)은 프레스가공시에 함께 형성된다. 그리고 상기 실린더베이스(20,20')와 실린더전면(30) 사이의 절곡 역시 마찬가지이다.

이와 같이 프레스가공, 프레스가공과 딥드로잉을 통해 실린더장치의 형상을 구현하고 나면, 상기 압축실(42) 내면과 밸브어셈블리가 안착되는 실린더전면(30)을 정밀하게 가공하는 과정이 진행된다. 상기 압축실(42)의 내면에는 피스톤이 마찰없이 슬라이딩되어야 하고, 상기 실린더전면(30)에는 밸브어셈블리와 사이에서 누설이 발생하지 않아야 하므로 정밀하게 가공하여야 한다.

이와 같이 하여 완성된 실린더장치는 압축기의 프레임에 상기 실린더베이스(20,20')의 장착공(22)을 관통하는 볼트를 체결하여 장착하고, 상기 실린더전면(30)에는 밸브어셈블리와 헤드커버 등을 동시에 관통하는 볼트를 상기 체결공(34)에 체결하여 설치하여 사용하게 된다.

그리고 상기 실린더장치를 프레임에 체결할 때, 압축실(42)의 선단에 형성되는 탑클리어런스는 실린더장치를 프레임에 체결하기 위한 볼트가 상기 장착공(22)에 안착되는 위치를 결정함에 의해 조정된다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 밀폐형 압축기의 실린더장치 및 그 제조방법은 실린더장치를 구성함에 있어 프레스가공 또는 딥드로잉가공을 포함하여 압연강판으로 실린더베이스, 실린더전면 및 실린더통체를 일체로 동시에 형성하므로 다수개의 체결공 및 장착공 등을 한번에 형성할 수 있고 실린더장치의 제작이 보다 용이하면서도 신속하게 이루어져 제조원가를 줄일 수 있게 되는 효과를 얻을 수 있다.

그리고 실린더장치를 프레임에 장착하는 실린더베이스에 장착공을 장공형태로 가공하였으므로 압축실 선단의 탑클리어런스 조정이 보다 용이하게 이루어져 실린더장치를 공용화할 수 있게 되는 이점도 있다.

또한 프레임에 체결되는 실린더베이스의 사이에 간섭회피부를 두어 실린더통체를 상대적으로 높이를 낮출 수 있게 되어 압축기의 효율을 높일 수 있고, 실린더베이스와 실린더전면의 사이에 절개부를 형성하여 실린더베이스와 실린더전면의 절곡작업을 보다 용이하게 수행할 수 있게 된다.

Claims (8)

1. 금속판으로 형성되고 프레임에의 체결을 위한 장착공이 구비되는 실린더베이스와,

   상기 실린더베이스와 일체로 절곡되어 형성되고 전면에 작동유체의 출입을 제어하는 밸브어셈블리가 장착되는 실린더전면과,

   내부를 관통하여 압축실이 구비되고 상기 실린더전면의 후단에 일체로 구비되는 금속판으로 형성되는 실린더통체를 포함하여 구성되고,

   상기 실린더베이스, 실린더전면 및 실린더통체는 한장의 압연강판을 프레스가공하여 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 실린더장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 실린더베이스는 상기 실린더전면의 하단 양측에서 절곡되어 나란히 연장되는 것으로, 상기 실린더베이스의 사이에는 상기 실린더통체와의 간섭을 방지하는 간섭회피부가 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 실린더장치.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 장착공은 상기 실린더베이스의 전후 방향으로 길게 형성되는 장공임을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 실린더장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 실린더베이스와 실린더전면의 사이에는 절개부가 더 구비됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 실린더장치.
6. 실린더전면과 상기 실린더전면의 일단부에 일체로 형성되는 실린더베이스와 를 상기 실린더전면의 중앙을 관통하여 형성되는 실린더통체를 강판으로 가공하여 일체로 제작하는 단계와,

   상기 실린더전면과 실린더통체 내부의 압축실을 정밀가공하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 실린더장치 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 실린더전면, 실린더베이스 및 실린더통체는 일체로 프레스가공을 통해 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 실린더장치 제조방법.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 실린더전면과 실린더베이스는 프레스가공을 통해 형성되고 상기 실린더통체는 딥드로잉으로 형성됨을 특징으로 하는 밀폐형 압축기의 실린더장치 제조방법.