KR101175269B1 - 압축기의 체크밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명의 압축기의 체크밸브는, 냉매유입구(111)가 형성되는 밸브 캡(110); 상기 냉매유입구(111)와 연통되는 냉매배출유로(121)가 형성되는 밸브하우징(120); 상기 밸브 캡(110)과 밸브하우징(1200 사이를 이동하며 상기 냉매유입구(111)와 냉매배출유로(121)의 냉매 흐름을 제어하는 밸브체(130); 및 상기 밸브체(130)와 밸브하우징(120) 사이에 개재되는 가세수단(140)을 포함하되, 상기 냉매유입구(111)와 냉매배출유로(121)는 직선유로를 형성하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 냉매유입구와 냉매배출구를 동일선상(직선유로)에 배치하여 체크밸브를 통과한 냉매의 급격한 유로 변화로 인한 압력손실 및 진동?소음이 발생하는 것을 방지한다.

Description

압축기의 체크밸브{CHECK VALVE OF COMPRESSOR}

본 발명은 압축기의 체크밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 체크밸브를 통과한 냉매의 급격한 유로 변화로 인한 압력손실 및 진동?소음이 발생하는 것을 방지하는 압축기의 체크밸브에 관한 것이다.

자동차용 공조장치의 냉방 시스템에 포함되는 압축기는 벨트를 통해 엔진에 직접 연결되어 있기 때문에 회전수를 제어할 수 없다.

따라서, 근래에는 엔진의 회전수에 의해 규제되는 경우 없이 냉방 능력을 얻기 위해 냉매의 토출량을 변화시킬 수 있는 용량가변형 압축기가 많이 사용되고 있다.

용량가변형 압축기로는 사판식, 로터리식 및 스크롤식 등 다양한 종류가 개시되어 있다.

이 중 사판식 압축기는, 크랭크실 내에서 경사각이 가변되도록 설치된 사판이 회전축의 회전운동에 따라 회전하고, 상기 사판의 회전운동에 의해 피스톤이 왕복운동하는 방식으로 되어 있다. 이 경우, 상기 피스톤의 왕복운동에 의해 흡입실의 냉매가 실린더 내에 흡입되어 압축된 후 토출실로 배출되는데, 상기 크랭크실 내의 압력과 실린더 보어 내의 압력 차이에 따라 사판의 경사각이 변화하여 냉매의 토출량이 조절되게 된다.

특히, 전자 솔레노이드식 용량제어밸브를 채택하여 통전에 의해 밸브를 개폐함으로써 크랭크실의 압력을 조정하고, 이를 통해 사판의 경사각을 조정하여 토출용량을 조절하는 것이 보통이다.

이때, 용량제어밸브의 가동은, 검지된 엔진의 회전수, 차실 내외의 온도 또는 증발기 온도 등의 신호가 CPU 등을 내장하는 제어부에 의해 연산되고, 그 연산결과에 근거하여 전류가 용량제어밸브의 전자코일로 보내짐으로써 이루어진다.

또한, 토출실과 연통된 토출구에는 체크밸브가 설치되어 압축기의 최소용량 운전시에 냉매의 역류를 방지한다.

이하, 도면을 참조하여 종래기술에 따른 체크밸브의 구조에 관하여 설명한다.

도 1은 종래기술에 따른 용량가변형 압축기의 체크밸브를 도시한 종단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 체크밸브(1)는, 토출냉매가 유입되는 냉매 유입구(2a)와 토출냉매가 배출되는 냉매 배출구(2b)가 각각 형성되는 밸브하우징(2)과, 상기 밸브하우징(2)의 내부를 왕복 운동하며 상기 냉매 유입구(2a)와 냉매 배출구(2b)를 개폐하는 밸브체(3)와, 상기 밸브하우징(2)의 개방된 단부를 덮는 커버(4) 및 상기 커버(4)와 밸브체(3) 사이에 개재되는 스프링(5)으로 구성된다.

이와 같이 구성되는 체크밸브(1)는 압축기의 토출구에 설치되어 최소용량 운전시(저압토출시) 냉매의 역류를 방지하게 된다.

그러나, 종래기술의 체크밸브(1)에 따르면 상기 냉매 유입구(2a)와 냉매배출구(2b)를 거치며 냉매의 유로(운동)방향이 급격하게 변경되어 압력손실 및 진동?소음이 발생하였다.

즉, 냉매의 유로(운동)방향이 밸브체(3)의 수압면에 대해 수직방향에서 수평 방향으로 변환되어 토출 냉매의 압력손실과 유동손실이 발생하여 압축기의 압축효율이 저하된다.

또한, 토출압(Pd)에 의해 밸브체(3)가 냉매 유입구(2a)와 냉매 배출구(2b)를 개방하고(도 1a), 그로 인해 토출압(Pd)이 하강하여 차압이 발생하게 되면 스프링(5)의 탄성력에 의해 밸브체(3)가 폐쇄하는 방향으로 이동하여 밸브체(3)와 밸브하우징(2)의 대향면이 맞부딪치며 타격음이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 체크밸브를 통과한 냉매의 급격한 유로 변화로 인한 압력손실 및 진동?소음이 발생하는 것을 방지하는 압축기의 체크밸브를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 토출압의 차압에 의해 밸브의 개폐가 반복될 때에도 타격음이 발생하지 않는 압축기의 체크밸브를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 압축기의 체크밸브는, 냉매유입구(111)가 형성되는 밸브 캡(110); 상기 냉매유입구(111)와 연통되는 냉매배출유로(121)가 형성되는 밸브하우징(120); 상기 밸브 캡(110)과 밸브하우징(1200 사이를 이동하며 상기 냉매유입구(111)와 냉매배출유로(121)의 냉매 흐름을 제어하는 밸브체(130); 및 상기 밸브체(130)와 밸브하우징(120) 사이에 개재되는 가세스단(140)을 포함하되, 상기 냉매유입구(111)와 냉매배출유로(121)는 직선유로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 밸브 캡(110)의 내주면과 상기 밸브 캡(110)의 내주면과 대향하는 상기 밸브하우징(120)의 외주면에는 각각 경사면(112,122)이 형성되며, 상기 밸브 캡(110)과 밸브하우징(120)의 경사면(112,122) 사이에는 밸브체(130)가 경사 이동하도록 설치되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 밸브체(130)는, 상기 냉매유입구(111)를 기준으로 한 쌍으로 분할되게 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 밸브체(130)는, 상기 냉매유입구(111)의 중심을 기준으로 한 쌍으로 분할되게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 분할된 밸브체(130)가 맞닿는 면은 평면인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 밸브하우징(120)에는 가세수단(140)이 삽입되는 수용부(123)가 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 냉매의 유동방향에서 바라볼 때, 상기 수용부(123)는 원형의 링 형상으로 이루어진 것이 바람직하다.

또한, 상기 가세수단(140)은 냉매의 유동방향으로 연장 설치되며, 상기 가세수단(140)과 맞닿는 밸브체(130)의 면은 상기 유동방향에 대하여 수직으로 형성된 평면인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 압축기의 체크밸브에 따르면, 냉매유입구와 냉매배출구를 동일선상(직선유로)에 배치하여 체크밸브를 통과한 냉매의 급격한 유로 변화로 인한 압력손실 및 진동?소음이 발생하는 것을 방지한다.

즉, 냉매의 유로(운동)방향이 변화되지 않으므로 토출 냉매의 압력손실과 유동손실의 발생을 방지하여 압축기의 압축효율을 향상시킨다.

또한, 밸브캡과 밸브하우징의 대향면에 각각 형성된 경사면을 따라 밸브체가 이동함에 따라 토출압의 차압에 의해 밸브체의 개폐가 반복될 때에도 타격음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 용량가변형 압축기의 체크밸브를 도시한 종면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 압축기의 구조를 나타내는 종단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 체크밸브를 분해 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 체크밸브의 구조를 나타내는 종단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 체크밸브의 작동상태를 도시한 종단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 압축기의 구조를 나타내는 종단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 체크밸브를 분해 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 체크밸브의 구조를 나타내는 종단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 체크밸브의 작동상태를 도시한 종단면도이다.

먼저, 본 발명에 따른 체크밸브가 설치된 사판식 압축기의 구조를 개략적으로 설명하도록 한다.

도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 사판식 압축기(C)는, 내주면에 길이방향을 따라 평행하게 형성된 다수의 실린더 보어(12)를 가지는 실린더 블럭(10)과, 상기 실린더 블럭(10)의 전방에 밀폐 결합된 전방 하우징(16)과, 상기 실린더 블럭(10)의 후방에 밸브 플레이트(20)를 개재하여 밀폐 결합된 후방 하우징(18)을 포함한다.

상기 전방 하우징(16)의 안쪽에는 크랭크실(86)이 마련되며, 전방 하우징(16)의 중심 부근에는 구동축(44)의 일단이 회전가능하게 지지되는 한편, 상기 구동축(44)의 타단은 상기 크랭크실(86)을 통과하여 실린더 블럭(10)에 설치된 베어링을 매개로 하여 지지된다.

또한, 상기 크랭크실(86) 내에는 구동축(44) 둘레에 러그 플레이트(54)와 사판(50)이 설치되어 있다.

상기 러그 플레이트(54)에는, 중앙부에 가이드홀(64)이 각각 직선 천공된 한쌍의 동력전달용 지지 암(62)이 일면에 일체로 돌출되게 형성되어 있고, 상기 사판(50)의 일면에는 볼(66)이 형성되어 있어, 상기 러그 플레이트(54)가 회전함에 따라 상기 사판(50)의 볼(66)이 러그 플레이트(54)의 가이드홀(64) 내에서 슬라이딩 이동하면서 사판(50)의 경사각이 가변되게 되어 있다.

또한, 상기 사판(50)의 외주면은 슈(76)를 개재하여 각 피스톤(14)에 미끄럼이동이 가능하게 끼워진다.

따라서, 상기 사판(50)이 경사된 상태에서 회전함에 따라, 그 외주면에 슈(76)를 개재하여 끼워진 피스톤(14)들은 상기 실린더 블럭(10)의 각 실린더 보어(12) 내에서 왕복운동하게 된다.

그리고, 상기 후방 하우징(18)에는 흡입실(22)과 토출실(24)이 각각 형성되어 있고, 후방 하우징(18)과 실린더 블럭(10) 사이에 개재되는 밸브 플레이트(20)에는 각 실린더 보어(12)에 대응하는 곳에 흡입밸브(32)와 토출밸브(36)가 각각 형성되어 있다.

상기 피스톤(14)의 왕복운동에 의해 흡입실(22)의 냉매가 실린더 보어(12) 내에 흡입되어 압축된 후 토출실(24)로 배출되는데, 상기 크랭크실(86) 내의 압력과 실린더보어(12)의 압력 차이에 따라 사판(50)의 경사각이 변화하여 냉매의 토출량이 조절되는데, 이는 통전에 의해 밸브를 개폐함으로써 크랭크실(86)의 압력을 조정하고, 이를 통해 사판(50)의 경사각을 조정하여 토출용량을 조절하는 용량제어밸브(200)에 의해 구현되는 것이 보통이다.

아울러, 상기 후방 하우징(18)에는 토출구실(24)과 연통된 토출구(25)가 형성되며, 상기 토출구(25)에는 설정차압 이상에서 압축된 냉매를 외부로 배출시킴과 동시에 배출된 냉매가 역류되는 것을 방지하는 체크밸브(100)가 설치된다.

전술한 압축기는 본원 발명에 따른 체크밸브(100)가 설치되는 하나의 예에 불과하며, 그 밖의 다양한 형식의 압축기에 모두 적용 가능하다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 체크밸브(100)를 설명한다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 체크밸브(100)는, 토출실(24)로부터 토출된 냉매를 다음 냉각 사이클로 보내주는 작용을 반복적으로 수행하는 것으로, 크게 밸브 캡(110)과, 상기 밸브 캡(110)의 개방된 단부를 폐쇄하도록 설치되는 밸브하우징(120)과, 상기 밸브 캡(110)과 밸브하우징(120) 사이에 설치되는 밸브체(130) 및 상기 밸브체(130)에 탄성력을 가하는 가세수단(140)으로 구성된다.

먼저, 상기 밸브 캡(110)의 일측 중심으로 냉매유입구(111)가 형성되며, 타측으로 상기 밸브하우징(120)이 설치되도록 개방되게 형성된다.

또한, 상기 밸브하우징(120)에는 상기 냉매유입구(111)와 연통되는 냉매배출유로(121)가 상기 밸브하우징(120)의 길이방향을 따라 관통형성된다.

그리고, 상기 밸브체(130)는 상기 밸브 캡(110)과 밸브하우징(120) 사이를 이동하며 상기 냉매유입구(111)와 냉매배출유로(121)의 냉매 흐름을 제어하게 된다. 구체적으로 상기 밸브체(130)는 냉매유입구(121)를 토출 냉매의 압력에 의해 개방 또는 폐쇄하게 된다.

한편, 상기 냉매유입구(111)와 냉매배출유로(121)는 직선유로를 형성하도록 동일선상에 형성된다. 즉 상기 밸브체(130)가 개방시에 직선유로를 형성하는 냉매유입구(111)와 냉매배출유로(121)에 의해 본 발명의 체크밸브(100)를 통과한 냉매의 급격한 유로 변화를 방지하여 압력손실 및 진동?소음이 발생하는 것을 억제한다.

즉, 냉매의 유로(운동)방향이 변화되지 않으므로 토출 냉매의 압력손실과 유동손실의 발생을 방지하여 압축기의 압축효율을 향상시킨다.

또한, 상기 밸브 캡(110)의 내주면과 상기 밸브 캡(110)의 내주면과 대향하는 상기 밸브하우징(120)의 외주면에는 각각 경사면(112,122)이 형성되며, 상기 밸브 캡(110)과 밸브하우징(120)의 경사면(112,122) 사이에는 밸브체(130)가 경사 이동하도록 설치된다.

이 경우, 상기 밸브 캡(110)과 밸브하우징(120)의 대향면에 각각 형성된 경사면(112,122)을 따라 상기 밸브체(130)가 경사 이동함에 따라 토출압의 차압에 의해 밸브체(130)의 개폐가 반복될 때에도 상기 밸브체(130)와 밸브캡(110)의 부딪치지 않아 타격음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 밸브체(130)는 냉매유입구(111)를 기준으로 한 쌍으로 분할되게 형성된다. 즉, 도 5와 같이 한 쌍의 밸브체(130)는 각각 반대 방향으로 경사이동하여 상기 냉매유입구(111)와 냉매배출유로(121)의 냉매 흐름을 제어하게 된다.

이외에도, 상기 밸브체(130)는 상기 냉매유입구(111)의 중심을 기준으로 한 쌍으로 분할되게 형성될 수도 있다.

또한, 상기 분할된 밸브체(130)가 맞닿는 면은 평면인 것이 바람직하다.

더욱이, 상기 밸브하우징(120)에는 가세수단(140)이 삽입되는 수용부(123)가 형성된다.

구체적으로, 상기 수용부(123)는 냉매의 유동방향에서 바라볼 때 원형의 링 형상으로 이루어진다.

그리고, 상기 가세수단(140)은 냉매의 유동방향으로 연장 설치되며, 상기 가세수단(140)과 맞닿는 밸브체(130)의 면은 상기 유동방향에 대하여 수직으로 형성된 평면인 것이 바람직하다.

즉, 상기 가세수단(140)은 일단이 밸브체(130)를 가압하고 타단은 밸브하우징(120) 수용부(123)에 끼움 고정된다.

이러한, 상기 가세수단(140)은 그 탄성계수의 크기에 따라 밸브체(130)가 개폐되는 압력차를 조절할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.

예를 들어, 전술한 설명에서는 본 발명의 체크밸브가 압축기의 토출 측에 설치된 것으로 설명하였지만, 이를 특별히 한정하는 것은 아니며 압축기의 흡입 측에도 동일하게 적용할 수 있다.

100 - 체크밸브 110 - 밸브 캡
120 - 밸브하우징 130 - 밸브체
140 - 가세수단

Claims (8)

1. 냉매유입구(111)가 형성되는 밸브 캡(110);
   상기 냉매유입구(111)와 연통되는 냉매배출유로(121)가 형성되는 밸브하우징(120);
   상기 밸브 캡(110)과 밸브하우징(1200 사이를 이동하며 상기 냉매유입구(111)와 냉매배출유로(121)의 냉매 흐름을 제어하는 밸브체(130); 및
   상기 밸브체(130)와 밸브하우징(120) 사이에 개재되는 가세수단(140)을 포함하되,
   상기 냉매유입구(111)와 냉매배출유로(121)는 직선유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 압축기의 체크밸브.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 밸브 캡(110)의 내주면과 상기 밸브 캡(110)의 내주면과 대향하는 상기 밸브하우징(120)의 외주면에는 각각 경사면(112,122)이 형성되며, 상기 밸브 캡(110)과 밸브하우징(120)의 경사면(112,122) 사이에는 밸브체(130)가 경사 이동하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 압축기의 체크밸브.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 밸브체(130)는,
   상기 냉매유입구(111)를 기준으로 한 쌍으로 분할되게 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기의 체크밸브.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 밸브체(130)는,
   상기 냉매유입구(111)의 중심을 기준으로 한 쌍으로 분할되게 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기의 체크밸브.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 분할된 밸브체(130)가 맞닿는 면은 평면인 것을 특징으로 하는 압축기의 체크밸브.
   
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 밸브하우징(120)에는 가세수단(140)이 삽입되는 수용부(123)가 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기의 체크밸브.
   
7. 제 6항에 있어서,
   냉매의 유동방향에서 바라볼 때, 상기 수용부(123)는 원형의 링 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 압축기의 체크밸브.
   
8. 제 6항에 있어서,
   상기 가세수단(140)은 냉매의 유동방향으로 연장 설치되며, 상기 가세수단은(140)과 맞닿는 밸브체(130)의 면은 상기 유동방향에 대하여 수직으로 형성된 평면인 것을 특징으로 하는 압축기의 체크밸브.
   

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