KR20070051064A - 밀폐형 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 이러한 본 발명의 목적은 밸브플레이트에 형성되는 토출공의 구조를 개선하여 토출공을 통한 냉매의 토출량이 증대되도록 마련된 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.

이를 위해 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 실린더의 압축실에서 압축된 냉매를 실린더헤드의 냉매토출실로 안내하기 위한 토출공을 구비하여 상기 실린더와 실린더헤드 사이에 마련되는 밸브플레이트와, 상기 토출공을 개폐하기 위해 상기 냉매토출실 측 상기 토출공의 출구를 덮도록 마련된 토출밸브와, 상기 토출밸브와 접하도록 상기 출구 가장자리 측 밸브플레이트에 돌출되게 형성된 밸브시트부를 구비하며, 상기 밸브시트부 내측 상기 토출공에는 상기 출구 측으로 갈수록 토출공의 직경이 점차적으로 확장되도록 확장부가 마련된다.

Description

밀폐형 압축기 {HERMETIC TYPE COMPRESSOR}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 밀폐형 압축기의 전체적인 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 2는 도 1의 밸브장치의 구조를 상세히 도시한 사시도로, 밸브장치의 각 구성을 분해 도시한 것이다.

도 3은 도 2에 있어서 밸브플레이트의 토출공 구조를 확대도시한 단면도이다.

도 4의 a와 b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸브플레이트의 토출공 구조를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

15: 밸브장치 40: 밸브플레이트

42: 토출공 42a: 출구

42b,42b′,42b″: 확장부 44: 밸브시트부

61: 토출밸브

본 발명은 밀폐형 압축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축실에서 압축된 냉매를 냉매토출실 측으로 안내하도록 밸브장치의 밸브플레이트에 형성되는 토출공의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기나 냉장고 등의 냉동사이클에 채용되어 냉매를 압축하도록 마련된 밀폐형 압축기는 밀폐용기 내부에 냉매의 압축작용을 수행하는 압축부와, 냉매의 압축에 따른 구동력을 제공하기 위한 구동부를 구비하며, 밀폐용기의 일측과 타측에는 외부로부터 밀폐용기 내부로 냉매를 안내하는 흡입관과 밀폐용기 내부의 압축부에서 압축된 냉매를 외부로 안내하는 토출관이 각각 설치된다.

이중 압축부는 피스톤이 설치되는 압축실을 형성하는 실린더와, 압축실을 밀폐시키도록 실린더에 결합되며 냉매흡입실과 냉매토출실이 상호 구획되게 마련된 실린더헤드와, 실린더와 실린더헤드 사이에 개재되어 냉매흡입실로부터 압축실로 흡입되거나 압축실에서 압축되어 냉매토출실로 토출되는 냉매의 흐름을 단속하는 밸브장치를 구비한다.

밸브장치는 냉매흡입실과 압축실을 연통시키기 위한 흡입공 및 압축실과 냉매토출실을 연통시키기 위한 토출공을 구비하여 실린더와 실린더헤드 사이에 마련되는 밸브플레이트와, 흡입공을 개폐하는 흡입밸브를 구비하여 실린더 측 밸브플레이트 외면에 설치되는 흡입밸브플레이트와, 토출공을 개폐하도록 실린더헤드 측 밸브플레이트 외면에 설치되는 토출밸브 및 토출밸브의 개방각을 제한하도록 토출밸브 외측에 복개되는 스토퍼를 포함하여 구성되고, 이러한 밸브장치는 상기 흡입밸브와 토출밸브를 통해 상기 흡입공과 토출공이 서로 상반되게 개폐되도록 함으로써 압축실로 흡입되거나 압축실로부터 토출되는 냉매의 흐름을 단속하게 된다.

이러한 구성을 통해 구동부의 구동으로 압축실 내부의 피스톤이 직선왕복운동하면서 압축실 내부와 외부의 압력차가 발생하게 되면, 이러한 압력차에 의해 흡입관으로부터 밀폐용기 내부로 유입된 냉매는 상기 냉매흡입실을 거쳐 상기 흡입공을 통해 압축실로 흡입되어 압축실 내부에서 압축되고, 압축실에서 압축된 냉매는 상기 토출공을 통해 냉매토출실로 토출된 후 상기 토출관을 따라 밀폐용기 외부로 안내된다.

한편, 이러한 압축기의 효율은 일정시간 내에 얼마만큼의 냉매를 토출시킬 수 있는가에 따라 결정되므로, 현재까지 상기 밸브플레이트의 토출공을 통해 토출되는 냉매의 토출량을 증대시키기 위한 노력이 계속되고 있다.

대한민국 공개실용신안공보 공개번호 실2001-0001106호에는 이와 같이 냉매의 토출량이 증대되도록 마련된 밀폐형 압축기의 일례가 개시되어 있다.

이러한 압축기는 밸브장치에 있어서, 스토퍼의 자유단 측 회동폭을 크게하여 토출공을 개폐하는 토출밸브의 개방각이 커지도록 함으로써 토출공을 통해 토출되는 냉매의 토출량이 증가되도록 하고 있다.

그러나 이러한 종래 밀폐형 압축기는 대부분 토출공을 개폐하는 토출밸브 측 구조를 개선하여 냉매의 토출량이 증대되도록 하고 있는데 반해, 실질적으로 토출냉매를 안내하는 토출공은 대부분 입구부터 출구까지의 직경이 동일한 직관형태를 취하고 있기 때문에, 냉매의 토출량을 증가시키는데 한계가 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이러한 본 발명의 목적은 밸브플레이트에 형성되는 토출공의 구조를 개선하여 토출공을 통한 냉매의 토출량이 증대되도록 마련된 밀폐형 압축기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 실린더의 압축실에서 압축된 냉매를 실린더헤드의 냉매토출실로 안내하기 위한 토출공을 구비하여 상기 실린더와 실린더헤드 사이에 마련되는 밸브플레이트와, 상기 토출공을 개폐하기 위해 상기 냉매토출실 측 상기 토출공의 출구를 덮도록 마련된 토출밸브와, 상기 토출밸브와 접하도록 상기 출구 가장자리 측 밸브플레이트에 돌출되게 형성된 밸브시트부를 구비하며, 상기 밸브시트부 내측 상기 토출공에는 상기 출구 측으로 갈수록 토출공의 직경이 점차적으로 확장되도록 확장부가 마련된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 확장부는 깔때기 형상을 취하도록 마련된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 확장부는 반구형상을 취하도록 마련된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 확장부는 나팔관 형상을 취하도록 마련된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 실시예에 따른 밀폐형 압축기는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 상부용기(1a)와 하부용기(1b)가 상호 결합되는 형성되는 밀폐용기(1)를 통해 외관을 이루게 되며, 밀폐용기(1)의 일측과 타측에는 외부로부터 밀폐용기(1) 내부로 유입되는 냉매의 안내를 위한 흡입관(2)과 밀폐용기(1) 내부에서 압축된 냉매를 밀폐용기(1) 외부로 안내하는 토출관(3)이 각각 설치된다.

밀폐용기(1)의 내부에는 냉매의 압축작용을 수행하는 압축부(10)와, 냉매의 압축에 따른 구동력을 제공하기 위한 구동부(20)가 프레임(30)을 통해 설치되는데, 이중 구동부(20)는 프레임(30)의 상부 외곽 측에 고정되도록 마련된 고정자(21)와, 고정자(21)와의 전기전인 상호작용으로 회전하도록 고정자(21) 내측에 마련되는 회전자(22)를 구비하며, 회전자(22)의 중앙에는 회전자(22)와 함께 회전하도록 회전축(23)이 압입된다.

회전축(23)의 하단은 프레임(30)의 중앙을 회전 가능하도록 관통하여 프레임(30) 하부로 연장되고, 이러한 회전축(23)의 하단에는 회전축(23)의 회전시 편심회전하도록 편심부(24)가 형성된다.

또 압축부(10)는 상기 편심부(24)와 커넥팅로드(11)를 통해 연결되는 피스톤(12)이 내부에 직선왕복운동하는 압축실(13a)을 형성하도록 프레임(30) 하부 일측에 마련된 실린더(13)와, 압축실(13a)을 밀폐시키도록 실린더(13) 일단에 결합되며 냉매흡입실(14a)과 냉매토출실(14b)이 상호 구획되게 마련된 실린더헤드(14)와, 실린더(13)와 실린더헤드(14) 사이에 개재되어 냉매흡입실(14a)로부터 압축실(13a)로 흡입되거나 압축실(13a)에서 압축되어 냉매토출실(14b)로 토출되는 냉매의 흐름을 단속하는 밸브장치(15)를 구비한다.

여기서 실린더헤드(14)의 냉매흡입실(14a) 측에는 흡입관(2)을 따라 밀폐용기(1) 내부로 전달된 냉매를 상기 냉매흡입실(14a) 측으로 안내함과 동시에 흡입냉 매의 흡입소음을 저감시키기 위한 흡입머플러(4)가 설치되며, 냉매토출실(14b)의 토출냉매는 프레임(30) 내부에 형성된 연결유로(미도시)를 통해 압축실(13a) 일측 프레임(30)의 하부에 형성된 토출머플러(5)로 안내되어 맥동이 저감된 상태로 그 입구가 토출머플러(5)에 연결되는 상기 토출관(3)을 따라 밀폐용기(1) 외부로 전달된다.

또한 상기 밸브장치(15)는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 냉매흡입실(14a)과 압축실(13a)을 연통시키기 위한 흡입공(41) 및 압축실(13a)과 냉매토출실(14b)을 연통시키기 위한 토출공(42)을 구비하여 실린더(13)와 실린더헤드(14) 사이에 마련되는 밸브플레이트(40)와, 흡입공(41)을 개폐하는 흡입밸브(51)가 중앙측에 절개되어 일체로 형성되며 실린더(13) 측 밸브플레이트(40) 외면에 설치되는 흡입밸브플레이트(50)와, 토출공(42)을 개폐하도록 실린더헤드(14) 측 밸브플레이트(40) 외면에 설치되는 토출밸브조립체(60)를 포함하여 구성된다. 참고로 미설명 부호 52는 토출공(42)과 압축실(13a) 사이를 연통시키도록 흡입밸브(51) 일측의 흡입밸브플레이트(50)에 형성된 연통공이다.

토출밸브조립체(60)는 실질적으로 토출공(42)을 개폐하는 것으로 냉매토출실(14b) 측 토출공(42)의 출구(42a)를 덮도록 리드밸브형태로 마련된 토출밸브(61)와, 토출밸브(61)의 개방각을 제한하도록 토출밸브(61) 외측에 복개되는 스토퍼(62)와, 토출밸브(61)와 스토퍼(62)를 밸브플레이트(40)에 고정시키기 위해 스토퍼(62) 외측에 설치되는 리테이너(63)를 포함하여 구성되며, 이러한 토출밸브조립체(60)의 설치를 위해 냉매토출실(14b) 쪽 토출공(42) 주변의 밸브플레이트(40) 외면 에는 토출밸브조립체(60)의 수용을 위한 수용홈(43)이 형성된다.

여기서 흡입밸브플레이트(50)와 실린더(13) 사이 및 밸브플레이트(40)와 실린더헤드(14) 사이에는 이들 사이를 밀폐시켜 냉매의 유출이 방지되도록 하는 제1 및 제2가스킷(71,72)이 각각 설치되며, 이러한 밸브장치(15)의 각 구성은 실린더(13)와 실린더헤드(14) 사이에 순차적으로 개재된 상태에서 실린더헤드(14)를 실린더(13)에 고정시키도록 실린더헤드(14)의 각 모서리 측에 체결되는 고정볼트(100)를 통해 실린더(13)와 실린더헤드(14) 사이에 설치된다.

이러한 구성을 통해 고정자(21)와 회전자(22) 간의 전기적인 상호작용으로 회전자(22)와 함께 회전축(23)이 회전하게 되면, 회전축(23)의 편심부(24)와 커넥팅로드(11)를 통해 연결된 피스톤(12)이 압축실(13a) 내부에서 직선왕복운동하며 압축실(13a) 내부와 외부의 압력차가 형성되고, 이러한 압력차에 의해 흡입밸브(51)와 토출밸브(61)가 서로 상반되게 개폐되면서 냉매의 압축작용이 수행된다.

즉, 피스톤(12)이 실린더헤드(14) 반대 측으로 후진하게 될 경우, 상기 흡입밸브(51)의 자유단은 압축실(13a) 측으로 회동되면서 흡입공(41)을 개방시켜 흡입관(2)과 흡입머플러(4)를 거쳐 실린더헤드(14)의 냉매흡입실(14a)로 유입된 냉매가 상기 흡입공(41)을 통해 압축실(13a)로 흡입되도록 하고, 이 상태에서 상기 토출밸브(61)의 자유단은 토출공(42)을 폐쇄시킨 상태를 유지하게 된다.

이후 반대로 피스톤(12)이 실린더헤드(14) 측으로 전진하게 되면 이번에는 토출밸브(61)의 자유단이 냉매토출실(14b) 측으로 회동하면서 토출공(42)이 개방되어 압축실(13a)에서 압축된 냉매는 토출공(42)을 따라 실린더헤드(14)의 냉매토출 실(14b)로 토출되며, 이 상태에서 상기 흡입밸브(51)의 자유단은 흡입공(41)을 폐쇄시킨 상태를 유지한다.

따라서 이러한 과정이 반복적으로 진행되면서 냉매흡입실(14a)로 안내된 냉매는 압축실(13a)에서 압축되어 냉매토출실(14b)로 토출되고, 냉매토출실(14b)로 토출된 냉매는 토출머플러(5)와 토출관(3)을 따라 밀폐용기(1) 외부로 공급된다.

한편, 밸브장치(15)의 상기 밸브플레이트(40)에 있어서, 상기 수용홈(43) 내측 토출공(42)의 출구(42a) 가장자리 측에는 토출밸브(61)의 자유단과 접하도록 돌출되게 형성되어 토출공(42)의 출구(42a)에 밀착되는 토출밸브(61)의 밀착력을 적정상태로 유지시키기 위한 밸브시트부(44)가 형성되는데, 도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 밸브시트부(44) 내측 상기 토출공(42)에는 토출공(42)의 출구(42a) 측으로 갈수록 토출공(42)의 직경이 점차적으로 확장되도록 하는 확장부(42b)가 마련된다.

이와 같은 확장부(42b)의 구성은 실질적으로 토출냉매를 안내하는 토출공(42)의 구조개선을 통해 냉매의 토출유량을 증대시기 위한 것으로 냉매토출부하를 저감시켜 밀폐형 압축기의 전체적인 효율이 향상되도록 한다.

또 이러한 확장부(42b)에 단차가 형성될 경우에는 출구(42a) 측 토출공(42)의 직경이 확대된다 하더라도 이러한 확장부(42b)에서 토출냉매의 유동에 따른 난류가 형성되면서 냉매의 토출맥동이 증가될 우려가 있으므로, 상기 확장부(42b)는 깔때기의 입구 형상을 취해 토출공(42)의 직경이 확장부(42b)에서 선형적으로 증가되도록 하여 확장부(42b)에 단차가 발생하지 않도록 형성되는 것이 바람직하다.

또 본 발명의 다른 실시예에 따른 확장부(42b′,42b″)를 도시한 도 4의 a 및 b와 같이, 확장부(42b′,42b″)는 토출공(42)의 출구(42a) 측으로 갈수록 토출공(42)의 직경이 점차적으로 확장되면서 단차가 없도록 형성되는 범위 내에서 토출공(42) 직경의 확장 정도가 출구(42a)로 갈수록 완만해지도록 대략 반구형상을 취하거나, 토출공(42)의 직경의 확장 정도가 출구(42a)로 갈수록 급격하게 커지도록 나팔관의 출구 형상을 취하도록 마련되어도 무방하다.

이상에서 상세히 설명한 바와, 본 발명에 따른 밀폐형 압축기는 밸브플레이트에 형성되는 토출공 자체의 구조개선을 통해 토출냉매의 토출유량이 증대되도록 하여 냉매토출부하가 저감되도록 함으로써 종래 직관형태의 토출공을 구비하던 밀폐형 압축기에 비해 냉매토출량이 큰 폭으로 증대되도록 하는 이점을 갖는다.

Claims (4)

1. 실린더의 압축실에서 압축된 냉매를 실린더헤드의 냉매토출실로 안내하기 위한 토출공을 구비하여 상기 실린더와 실린더헤드 사이에 마련되는 밸브플레이트와, 상기 토출공을 개폐하기 위해 상기 냉매토출실 측 상기 토출공의 출구를 덮도록 마련된 토출밸브와, 상기 토출밸브와 접하도록 상기 출구 가장자리 측 밸브플레이트에 돌출되게 형성된 밸브시트부를 구비하는 밀폐형 압축기에 있어서,

   상기 밸브시트부 내측 상기 토출공에는 상기 출구 측으로 갈수록 토출공의 직경이 점차적으로 확장되도록 확장부가 마련된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 확장부는 깔때기 형상을 취하도록 마련된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 확장부는 반구형상을 취하도록 마련된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 확장부는 나팔관 형상을 취하도록 마련된 것을 특징으로 하는 밀폐형 압축기.

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