KR101088043B1 - 사방 리버싱밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히트펌프 시스템에 주로 적용되어 냉방측과 난방측으로의 냉매공급을 선택적으로 제어하는 사방 리버싱밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전부단부에 전ㆍ후면캡이 각각 결합되는 파이프형상으로 된 밸브몸체의 내부에 환봉형상으로 된 유로조정용 리버싱로터가 수평으로 삽입 설치되며 상기 유로조정용 리버싱로터의 상하측과 내부에는 유로조정용 리버싱로터의 회전에 따라 제 1분기관 또는 제 2분기관을 배출관과 선택적으로 연통시키는 스위치홈과 유입관을 제 1분기관 또는 제 2분기관과 선택적으로 연통시키는 유동통로가 각각 형성되는 메인밸브와, 상기 메인밸브의 내부에 삽입 설치된 유로조정용 리버싱로터를 회전시키기 위한 로터구동용 실린더와, 상기 로터구동용 실린더를 구동시켜 메인밸브의 밸브작동을 제어하게 되는 파일럿밸브로 구성되는 사방 리버싱밸브를 제공함으로써, 배관의 연결 및 브레이징 작업시 발생하는 결함 등을 최소화시킬 수 있게 하여 메인밸브의 구조적인 강도를 대폭 향상시킬 수 있도록 하며, 또 고온고압의 조건하에서도 메인밸브의 변형이나 파손 등을 방지하여 내구성을 대폭 향상시킬 수 있도록 할 뿐만 아니라 유체의 압력에 제약을 받지 않고 파일럿밸브에 의한 메인밸브의 유로조정작업을 보다 신속하고 정확하게 수행할 수 있도록 한 것이다.

사방밸브, 리버싱밸브, 파일럿밸브, 유로조정용 리버싱로터, 실린더

Description

사방 리버싱밸브{Four-way type reversing valve}

본 발명은 히트펌프 시스템에 주로 적용되어 냉방측과 난방측으로의 냉매공급을 선택적으로 제어하는 사방 리버싱밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전부단부에 전ㆍ후면캡이 각각 결합되는 파이프형상으로 된 밸브몸체의 내부에 환봉형상으로 된 유로조정용 리버싱로터가 수평으로 삽입 설치되며 상기 유로조정용 리버싱로터의 상하측과 내부에는 유로조정용 리버싱로터의 회전에 따라 제 1분기관 또는 제 2분기관을 배출관과 선택적으로 연통시키는 스위치홈과 유입관을 제 1분기관 또는 제 2분기관과 선택적으로 연통시키는 유동통로가 각각 형성되는 메인밸브와, 상기 메인밸브의 내부에 삽입 설치된 유로조정용 리버싱로터를 회전시키기 위한 로터구동용 실린더와, 상기 로터구동용 실린더를 구동시켜 메인밸브의 밸브작동을 제어하게 되는 파일럿밸브로 구성되는 사방 리버싱밸브를 제공함으로써, 배관의 연결 및 브레이징 작업시 발생하는 결함 등을 최소화시킬 수 있게 하여 메인밸브의 구조적인 강도를 대폭 향상시킬 수 있도록 하며, 또 고온고압의 조건하에서도 메인밸브의 변형이나 파손 등을 방지하여 내구성을 대폭 향상시킬 수 있도록 할 뿐만 아니라 유체의 압력에 제약을 받지 않고 파일럿밸브에 의한 메인밸브의 유로조정작업을 보다 신속하고 정확하게 수행할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 사방 리버싱밸브(사방밸브라고도 함)는 냉난방 겸용 히트펌프 시스템에 주로 사용되는 것으로서, 컴프레셔로부터 토출된 냉매가스(핫가스)의 공급경로를 실내기 또는 실외기측으로 제어하여 실내기로 하여금 난방 또는 냉방의 기능을 선택적으로 수행할 수 있도록 한 것이며, 대표적인 선행기술문헌으로서 국내 등록실용신안 제 20-240135호를 들 수 있으며, 이 외에도 가스나 유체의 공급경로를 선택적으로 제어하는 다른 장치나 시스템에도 적용된다.

종래의 사방 리버싱밸브(100)는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 유로의 조정을 위한 메인밸브(110)와, 상기 메인밸브(110)의 밸브케이싱(111)에 설치되어 메인밸브(110)의 밸브작동을 제어하는 파일럿밸브(120)로 이루어지며, 상기 밸브케이싱(111)의 상ㆍ하부면 중앙에는 유입관(112)과 배출관(113)이 각각 연결 설치되고, 상기 배출관(113)의 양측에 해당하는 밸브케이싱(111)의 하부면에는 제 1분기관(114)과 제 2분기관(115)이 연결 설치되어 있다.

상기 파일럿밸브(120)는 파일럿스풀(123)이 내장된 밸브바디(122)와, 상기 파일럿스풀(123)의 작동을 위한 솔레노이드 코일(121)을 포함하며, 상기 파일럿밸브(120)의 밸브바디(122)는 공급튜브(116)와 배출튜브(117)에 의하여 유입관(112) 및 배출관(113)과 각각 연결 설치되는 한편, 제 1전환튜브(118)와 제 2전환튜브(119)에 의하여 메인밸브(110)의 밸브케이싱(111)의 양측단부와 각각 연결 설치된다.

상기와 같은 종래의 사방 리버싱밸브(100)가 냉난방 히트펌프 시스템에 적용 된 것을 대표적인 실시예로 하여 그 작동관계를 설명하면, 최초 도 2에 도시된 바와 같이 파일럿밸브(120)가 오프(Off)인 상태에서는, 컴프레셔로부터 유입관(112)을 통하여 공급된 냉매가스(핫가스)가 메인밸브(110)의 밸브케이싱(111) 내부로 유입되는 한편, 그 일부는 공급튜브(116)를 거쳐 파일럿밸브(120)의 밸브바디(122) 내부로 유입된다.

상기와 같이 파일럿밸브(120)의 밸브바디(122) 내부로 유입된 냉매가스는 파일럿스풀(123)을 통과하여 제 1전환튜브(118)를 따라 밸브케이싱(111)의 우측단부로 공급됨으로써 밸브케이싱(111)의 내부에 삽입된 피스톤(126)을 좌측 방향으로 밀어내게 되며, 이로 인하여 상기 유입관(112)이 커넥팅로드(127)에 형성된 유동구멍(128)을 거쳐 제 1분기관(114)과 연통되는 한편, 커넥팅로드(127)에 설치된 메인스풀(125)이 제 2분기관(115)과 배출관(113)을 연통시키게 된다.

상기와 같은 상태로 사방 리버싱밸브(100)가 세팅되면, 유입관(112)을 거쳐 유입된 냉매가스가 제 1분기관(114)을 거쳐 실내기(난방기)로 공급된 다음, 팽창변과 실외기(증발기)를 거쳐 제 2분기관(115) 및 배출관(113)을 따라 컴프레셔로 재유입되는 순환싸이클을 수행하게 되며, 피스톤(126)의 이동 과정에서 제 2전환튜브(119)를 따라 밀려나온 냉매가스는 파일럿스풀(123)의 바닥부와 배출튜브(117)를 거쳐 배출관(113)으로 혼합 배출된다.

이와는 반대로, 파일럿밸브(120)가 온(On)인 상태에서는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 솔레노이드 코일(121)의 작동에 따라 파일럿스풀(123)이 스프링(124)을 압축하면서 우측 방향으로 이동하게 되며, 이로 인하여 컴프레셔로부터 유입관(112)을 통하여 공급되는 냉매가스 중의 일부가 공급튜브(116)를 거쳐 파일럿밸브(120)의 밸브바디(122) 내부로 유입된 다음, 제 2전환튜브(119)를 거쳐 밸브케이싱(111)의 좌측단부로 공급된다.

상기와 같은 전환(Reversing) 작동에 의하여, 밸브케이싱(111)의 내부에 삽입된 피스톤(126)이 우측 방향으로 밀려나게 되는 동시에, 상기 유입관(112)이 커넥팅로드(127)에 형성된 유동구멍(128)을 거쳐 제 2분기관(115)과 연통되는 한편, 커넥팅로드(127)에 설치된 메인스풀(125)이 제 1분기관(114)과 배출관(113)을 연통시키게 된다.

이로 인하여, 컴프레셔로부터 유입관(112)을 통하여 유입된 냉매가스(핫가스)가 제 2분기관(115)을 거쳐 실외기(방열기)로 먼저 공급된 다음, 팽창변을 거쳐 실내기(냉방기)로 공급됨으로써 최초 난방기의 역할을 수행하였던 실내기를 냉방기로 전환시키게 되며, 실내기(냉방기)를 통과한 냉매는 제 1분기관(114)으로부터 배출관(113)을 따라 컴프레셔로 재유입된다.

이와 더불어, 파일럿밸브(120)의 전환작동에 의한 피스톤(126)의 이동 과정에서 제 1전환튜브(118)로 밀려나온 냉매가스는 파일럿스풀(123)의 바닥부와 배출튜브(117)를 거쳐 배출관(113)으로 혼합 배출되는 바, 이러한 사방 리버싱밸브(100)에 의하여 실내에 설치된 열교환기 즉, 실내기를 필요에 따라 난방기나 냉방기로 변경시켜 사용이 가능하게 되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 사방 리버싱밸브(100)는 파이프 형상을 가지는 메인밸브(110)의 밸브케이싱(111)에 파이프 형상의 유입관(112)과 배출관(113) 및 제 1, 제 2분기관(114)(115)을 브레이징(Brazing) 작업으로 연결 설치함에 따라, 배관의 연결부위가 구면(球面)을 이루게 되어 브레이징 작업이 까다롭게 될 뿐만 아니라, 브레이징 작업부위의 결함 등에 의하여 메인밸브(110)의 구조적인 강도가 취약하게 되는 문제점이 있었다.

다시 말해서, 종래의 사방 리버싱밸브(100)의 경우, 밸브케이싱(111)은 황동 재질이 되는 반면, 유입관(112)과 배출관(113) 및 제 1, 제 2분기관(114)(115)은 순동(純銅) 재질이 되므로, 이종(異種)의 파이프를 브레이징 하는 작업이 난해할 뿐만 아니라 파이프의 브레이징 작업 과정에서 결함이 쉽게 발생하게 될 뿐만 아니라, 냉매가스 등에 의해 배관연결 부위가 부식되는 현상이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

이와 더불어, 통상적으로 사방 리버싱밸브(100)는 유입관(112)측이 고압측이 되고 배출관(113)측이 저압측이 되는 바, 종래의 사방 리버싱밸브(100)에 의하면 유입관(112)을 거쳐 밸브케이싱(111)의 내부로 유입된 유체가 밸브케이싱(111)의 내부에 일정 압력으로 충진된 상태를 유지하게 되는데, 이로 인하여 밸브케이싱(111)의 내압이 유체의 압력에 의하여 크게 상승되는 문제점이 있었다.

상기와 같이 메인밸브(110)의 구조적 강도가 취약하게 되는 한편, 밸브케이싱(111)의 내압이 크게 됨에 따라 종래의 사방 리버싱밸브(100)를 고온고압용 유체의 유로조정에 적용시킬 경우, 메인밸브(110)의 변형이나 파손이 쉽게 발생하는 문제점이 있었으며, 밸브케이싱(111)의 내압에 의하여 피스톤(126)의 왕복운동 및 이를 기초로 하는 메인밸브(110)의 유로조정 작업이 원활하게 수행되지 못하는 문제 점이 있었다.

특히, 유체의 유로를 실질적으로 조정하는 메인스풀(125)이 밸브케이싱(111)의 내부에 덮개 형상으로 설치되므로, 유입관(112)측의 높은 압력과 배출관(113)측의 낮은 압력에 의하여 메인스풀(125) 자체가 변형될 우려가 높게 되며, 이러한 메인스풀(125)의 변형으로 말미암아 메인밸브(110)의 오작동 및 유체의 누설이 쉽게 발생하는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 선박용 대용량 히트펌프 시스템에 종래의 사방 리버싱밸브(100)를 적용시키기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전부단부에 전ㆍ후면캡이 각각 결합되는 파이프형상으로 된 밸브몸체의 내부에 환봉형상으로 된 유로조정용 리버싱로터가 수평으로 삽입 설치되며 상기 유로조정용 리버싱로터의 상하측과 내부에는 유로조정용 리버싱로터의 회전에 따라 제 1분기관 또는 제 2분기관을 배출관과 선택적으로 연통시키는 스위치홈과 유입관을 제 1분기관 또는 제 2분기관과 선택적으로 연통시키는 유동통로가 각각 형성되는 메인밸브와, 상기 메인밸브의 내부에 삽입 설치된 유로조정용 리버싱로터를 회전시키기 위한 로터구동용 실린더와, 상기 로터구동용 실린더를 구동시켜 메인밸브의 밸브작동을 제어하게 되는 파일럿밸브로 구성되는 사방 리버싱밸브를 제공함으로써, 배관의 연결 및 브레이징 작업시 발생하는 결함 등을 최소화시킬 수 있게 하여 메인밸브의 구조적인 강도를 대폭 향상시킬 수 있도록 하며, 또 고온고압의 조건하에서도 메인밸브의 변형이나 파손 등을 방지하여 내구성을 대폭 향상시킬 수 있도록 할 뿐만 아니라 유체의 압력에 제약을 받지 않고 파일럿밸브에 의한 메인밸브의 유로조정작업을 보다 신속하고 정확하게 수행할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 파이프형상으로 된 밸브몸체의 상ㆍ하측 중앙에 유입관과 배출관이 각각 연결 설치되는 메인밸브가 구비되며, 상기 메인밸브의 측면에는 밸브바디의 내부에 솔레노이드 코일에 의해 작동하는 파일럿스풀이 설치된 파일럿밸브가 브라켓에 의해 고정 설치되고, 상기 파일럿밸브의 밸브바디의 외부에는 메인밸브의 유입관과 배출관에 각각 연결되는 공급튜브 및 배출튜브가 각각 연결 설치되는 사방 리버싱밸브에 있어서, 상기 메인밸브의 밸브몸체의 전ㆍ후단부에는 전면캡과 후면캡이 밀폐링을 개재한 상태로 각각 결합되는 캡체결부가 형성되며 밸브몸체의 상ㆍ하면부에는 배관설치용 상·하측평면부가 형성되고, 상기 메인밸브의 밸브몸체의 내부에는 상ㆍ하측에 상부스위치홈과 하부스위치홈이 각각 오목하게 형성되고 상부스위치홈과 하부스위치홈에는 유동통로가 각각 관통 형성되며 후단부에는 구동기어부가 형성된 유로조정용 리버싱로터가 삽입 설치되고, 상기 메인밸브의 후면캡의 상부에는 내부에 한 쌍의 피스톤이 삽입 설치되며 상기 피스톤사이에는 래크기어부가 형성되는 로터구동용 실린더가 고정 설치되고, 상기 파일럿밸브의 밸브바디의 외부에는 로터구동용 실린더의 양측에 연결되는 제 1전환튜브와 제 2전환튜브가 각각 연결 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명에 의한 사방 리버싱밸브는 전부단부에 전ㆍ후면캡이 각각 결합되는 파이프형상으로 된 밸브몸체의 내부에 환봉형상으로 된 유로조정용 리버싱로터가 수평으로 삽입 설치되며 상기 유로조정용 리버싱로터의 상하측과 내부에는 유로조정용 리버싱로터의 회전에 따라 제 1분기관 또는 제 2분기관을 배출관과 선택적으로 연통시키는 스위치홈과 유입관을 제 1분기관 또는 제 2분기관과 선택적으로 연통시키는 유동통로가 각각 형성되는 메인밸브와, 상기 메인밸브의 내부에 삽입 설치된 유로조정용 리버싱로터를 회전시키기 위한 로터구동용 실린더와, 상기 로터구동용 실린더를 구동시켜 메인밸브의 밸브작동을 제어하게 되는 파일럿밸브로 구성됨으로써, 배관의 연결 및 브레이징 작업시 발생하는 결함 등을 최소화시킬 수 있게 되어 메인밸브의 구조적인 강도를 대폭 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 사방 리버싱밸브는 고온고압의 조건하에서도 메인밸브의 변형이나 파손 등을 방지하여 내구성을 대폭 향상시킬 수 있게 될 뿐만 아니라 유체의 압력에 제약을 받지 않고 파일럿밸브에 의한 메인밸브의 유로조정작업을 보다 신속하고 정확하게 수행할 수 있게 되는 효과가 있는 것이다.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 도 4 내지 도 8b를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 의한 사방 리버싱밸브를 나타내는 사시도이며, 도 5는 본 발명에 의한 사방 리버싱밸브의 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명에 의한 사방 리버싱밸브의 조립상태를 나타내는 단면도이며, 도 7은 도 6의 A-A선 단면도이고, 도 8a 및 도 8b는 본 발명에 의한 사방 리버싱밸브의 작동상태를 나타내는 설명도이다.

본 발명에 의한 사방 리버싱밸브는 도 4 내지 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 유로의 조정을 위한 메인밸브(11)와, 상기 메인밸브(11)의 내부에 설치되는 유로조정용 리버싱로터(10)를 회전시키기 위한 로터구동용 실린더(13)와, 상기 로터구동용 실린더(13)를 구동시켜 메인밸브(11)의 밸브작동을 제어하게 되는 파일럿밸브(20)로 이루어진다.

상기 메인밸브(11)는 전ㆍ후단부에 전면캡(3)과 후면캡(4)이 밀폐링(3a)(4a)을 개재한 상태로 각각 결합되는 캡체결부(2a)(2b)가 형성되고 상ㆍ하면부에 배관설치용 상·하측평면부(2c)(2d)가 형성된 파이프형상의 밸브몸체(2)가 구비된다.

상기 밸브몸체(2)의 배관설치용 상ㆍ하측평면부(2c)(2d)의 중앙에는 유입관(5)과 배출관(6)이 각각 연결 설치되고, 상기 배출관(6)의 양측에 해당하는 밸브몸체(2)의 배관설치용 하측평면부(2d)에는 제 1분기관(7)과 제 2분기관(8)이 각각 연결 설치된다.

상기 밸브몸체(2)의 내부에는 후단부에 구동기어부(9)가 형성된 환봉형상의 유로조정용 리버싱로터(10)가 회전가능하게 수평방향으로 삽입 설치되는데, 상기 유로조정용 리버싱로터(10)의 상ㆍ하측에는 유로조정용 리버싱로터(10)의 회전에 따라 제 1분기관(7) 또는 제 2분기관(8)을 배출관(6)과 선택적으로 연통시키는 상부스위치홈(10a)과 하부스위치홈(10b)이 각각 오목하게 형성되며, 상기 상부스위치홈(10a)과 하부스위치홈(10b)에는 유로조정용 리버싱로터(10)의 회전에 따라 유입관(5)을 제 1분기관(7) 또는 제 2분기관(8)과 선택적으로 연통시키는 유동통로(10c)(10d)가 각각 관통되도록 형성된다.

이 때, 상기 메인밸브(11)는 파이프형상으로 된 밸브몸체(2)의 상ㆍ하면부에 평탄하게 형성된 배관설치용 상·하측평면부(2c)(2d)에 유입관(5)과 배출관(6) 및 제 1, 2분기관(7)(8)을 연결 설치하도록 구성됨에 따라, 각각의 배관을 밸브몸체(2)상에 수직 방향으로 끼움 고정시킨 상태에서 배관의 연결 및 브레이징 작업을 보다 손쉽고 정확하며 견고하게 수행할 수 있게 되므로, 사방 리버싱밸브의 원가절감을 이루어낼 수 있을 뿐만 아니라 브레이징 작업시 발생하는 결함 등을 최소화시켜 메인밸브(11)의 구조적인 강도를 크게 향상시킬 수 있게 된다.

그리고, 상기 로터구동용 실린더(13)는 상기 메인밸브(11)의 내부에 삽입 설치된 유로조정용 리버싱로터(10)를 회전시키기 위해 메인밸브(11)의 후면캡(4)의 상부에 설치되는 것으로, 내부에 한 쌍의 피스톤(12a)(12b)이 삽입 설치되며, 상기 피스톤(12a)(12b)사이에는 유로조정용 리버싱로터(10)의 구동기어부(9)와 맞물리는 래크기어부(12)가 설치되도록 구성된다.

그리고, 상기 파일럿밸브(20)는 상기 메인밸브(11)의 밸브작동을 제어하기 위해 메인밸브(11)의 측면에 브라켓(21a)(21b)에 의해 고정설치되는 것으로, 솔레노이드 코일(14)에 의해 작동하는 파일럿스풀이 내장된 밸브바디(15)가 구비되며, 상기 밸브바디(15)의 외부일측에는 상기 메인밸브(11)의 유입관(5)과 배출관(6)에 각각 연결되는 공급튜브(16)와 배출튜브(17)가 각각 연결 설치되고, 외부타측에는 상기 로터구동용 실린더(13)의 양측에 연결되는 한 쌍의 전환튜브(18)(19)가 각각 연결 설치되도록 구성된다.

상기 파일럿밸브(20)는 종래의 사방 리버싱밸브에 사용되고 있는 것과 동일한 구조로 된 것이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 사방 리버싱밸브의 작용관계를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 냉난방 히트펌프 시스템에 적용된 것을 대표적인 실시예로 하여 그 작용관계를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 8a에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명에 의한 사방 리버싱밸브(1)에 구비된 파일럿밸브(20)가 오프(Off)인 상태에서는, 컴프레셔로부터 유입관(5)을 통하여 공급된 냉매가스(핫가스)가 메인밸브(11)의 밸브몸체(2) 내부에 삽입된 유로조정용 리버싱로터(10)의 내부로 유입되는 한편, 그 일부는 유입관(5)의 일측에 연결된 공급튜브(16)를 거쳐 파일럿밸브(20)의 밸브바디(15) 내부로 유입된다.

상기 파일럿밸브(20)의 밸브바디(15)의 내부로 유입된 냉매가스는 제 1전환튜브(18)를 거쳐 로터구동용 실린더(13)의 내부로 공급되므로써 로터구동용 실린더(13)의 내부에 삽입된 피스톤(12a)(12b)을 제 2전환튜브(19)가 연결된 쪽으로 이동시키게 되는데, 이때 피스톤(12a)(12b)이 제 2전환튜브(19)가 연결된 쪽으로 이동함에 따라 피스톤(12a)(12b)사이에 설치된 래크기어부(12)에 맞물려 있는 구동기어부(9)가 시계방향으로 회전하게 되면서 메인밸브(11)의 밸브몸체(2)의 내부에 삽입 설치된 유로조정용 리버싱로터(10)가 시계 방향으로 회전하게 된다.

상기 메인밸브(11)의 밸브몸체(2)의 내부에 삽입 설치된 유로조정용 리버싱로터(10)가 시계 방향으로 회전하게 됨에 따라, 유입관(5)은 유로조정용 리버싱로터(10)의 상측에 형성된 상부스위치홈(10a)과, 상부스위치홈(10a)에 연통되는 유동통로(10c)를 거쳐 제 1분기관(7)과 연통되는 동시에 제 2분기관(8)은 유로조정용 리버싱로터(10)의 하측에 형성된 하부스위치홈(10b)에 의해 배출관(6)과 연통되는데, 이때 상기 하부스위치홈(10b)에 연통되는 유동통로(10d)의 출구는 메인밸브(11)의 밸브몸체(2)의 내측면에 밀착되면서 폐쇄된다.

이와 같은 상태로 사방 리버싱밸브(1)가 세팅되면, 유입관(5)을 거쳐 유입된 냉매가스가 제 1분기관(7)을 거쳐 실내기(난방기)로 공급된 다음, 팽창변과 실외기(증발기)를 거친 후 제 2분기관(8) 및 배출관(6)을 통해 컴프레셔로 재유입되는 순환싸이클이 이루어지게 되는데, 이때 상기 피스톤(12a)(12b)의 이동 과정에서 제 2전환튜브(19)를 따라 밀려나온 냉매가스는 파일럿밸브(20)의 밸브바디(15)와 배출튜브(17)를 거쳐 배출관(6)으로 혼합 배출된다.

한편, 도 8a에 도시되어 있는 바와 같이 상기 파일럿밸브(20)가 온(On)인 상태에서는, 종래의 경우와 같이 솔레노이드 코일(14)의 작동에 따라 파일럿밸브(20)의 유로가 조정됨에 따라, 컴프레셔로부터 유입관(5)을 통하여 공급되는 된 냉매가스(핫가스) 중의 일부가 유입관(5)의 일측에 연결된 공급튜브(16)를 거쳐 파일럿밸브(20)의 밸브바디(15) 내부로 유입된 후, 제 2전환튜브(19)를 거쳐 로터구동용 실린더(13)의 내부로 공급된다.

이와 같이 냉매가스가 제 2전환튜브(19)를 거쳐 로터구동용 실린더(13)의 내부로 공급되면, 로터구동용 실린더(13)의 내부에 삽입된 피스톤(12a)(12b)이 제 1전환튜브(18)가 연결된 쪽으로 이동하게 되는데, 이때 상기 피스톤(12a)(12b)이 제 1전환튜브(18)가 연결된 쪽으로 이동함에 따라 피스톤(12a)(12b)사이에 설치된 래크기어부(12)에 맞물려 있는 구동기어부(9)가 반시계방향으로 회전하게 되면서 메인밸브(11)의 밸브몸체(2)의 내부에 삽입 설치된 유로조정용 리버싱로터(10)가 반시계 방향으로 180도 회전하게 된다.

상기 메인밸브(11)의 밸브몸체(2)의 내부에 삽입 설치된 유로조정용 리버싱로터(10)가 반시계 방향으로 180도 회전하게 되면, 도 8b에 도시되어 있는 바와 같이 상기 유로조정용 리버싱로터(10)의 하부에 있던 하부스위치홈(10b)이 유로조정용 리버싱로터(10)의 상부에 위치하게 되고, 유로조정용 리버싱로터(10)의 상부에 있던 상부스위치홈(10a)이 유로조정용 리버싱로터(10)의 하부에 위치하게 되므로, 상기 유입관(5)은 유로조정용 리버싱로터(10)의 상부에 위치하게 된 하부스위치홈(10b)과, 하부스위치홈(10b)과 연통된 유동통로(10d)를 거쳐 제 2분기관(8)과 연통되고, 제 1분기관(7)은 유로조정용 리버싱로터(10)의 하부에 위치하게 된 상부스위치홈(10a)에 의해 배출관(6)과 연통되는데, 이때 상부스위치홈(10a)과 연통되어 있는 유동통로(10c)의 출구는 메인밸브(11)의 밸브몸체(2)의 내측면에 밀착되면서 폐쇄된다.

상기와 같은 상태로 사방 리버싱밸브(1)의 유로가 조정되면, 유입관(5)을 거쳐 유입된 냉매가스가 제 2분기관(8)을 거쳐 실외기(방열기)로 먼저 공급된 다음, 팽창변과 실내기(냉방기)로 공급됨으로써 최초 난방기 역할을 수행했던 실내기를 냉방기로 전환시킬 수 있게 되며, 실내기(냉방기)를 통과한 냉매는 제 1분기관(7)및 배출관(6)을 거쳐 컴프레셔로 재유입된다.

이와 더불어 상기 파일럿밸브(20)의 전환작동에 의한 피스톤(12a)(12b)의 이동 과정에서 제 1전환튜브(18)로 밀려나온 냉매가스는 파일럿밸브(20)의 밸브바디(15)와 배출튜브(17)를 거쳐 배출관(6)으로 혼합 배출되는 바, 이러한 본 발명의 사방 리버싱밸브(1)에 의해서도 실내에 설치된 열교환기 즉, 실내기를 필요에 따라 난방기나 냉방기로 변경시켜 사용이 가능하게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명의 사방 리버싱밸브는 파이프형상으로 된 메인밸브(11)의 밸브몸체(2)의 상ㆍ하면부에 평탄하게 형성된 배관설치용 상·하측평면부(2c)(2d)에 유입관(5)과 배출관(6) 및 제 1, 2분기관(7)(8)을 연결 설치하도록 구성됨에 따라, 각각의 배관을 밸브몸체(2)상에 수직 방향으로 끼움 고정시킨 상태에서 배관의 연결 및 브레이징 작업을 보다 손쉽고 정확하며 견고하게 수행할 수 있게 되므로, 사방 리버싱밸브의 원가절감을 이루어낼 수 있게 될 뿐만 아니라 브레이징 작업시 발생하는 결함 등을 최소화시켜 메인밸브의 구조적인 강도를 대폭 향상시킬 수 있게 된다.

아울러, 본 발명의 의한 사방 리버싱밸브는 유입관(5)을 거쳐 메인밸브(11)의 밸브몸체(2)의 내부로 유입되는 유체가 밸브몸체(2)의 내부에는 전혀 충진되지 않고, 유로조정용 리버싱로터(10)의 내부에 관통형성된 유동통로(10c)(10d)를 거쳐 제 1분기관(7) 또는 제 2분기관(8)을 통해 외부로 신속히 빠져 나가게 되는데, 이로 인하여 메인밸브(11)의 밸브몸체(2) 내부에는 유체의 압력이 전혀 가해지지 않게 되므로 종래의 경우와 비교하여 메인밸브(11)의 내압강도가 크게 향상됨에 따라 고온고압의 조건하에서도 메인밸브(11)의 변형이나 파손 등이 방지되어 내구성을 대폭 향상시킬 수 있게 될 뿐만 아니라 유체의 압력에 제약을 받지 않고 파일럿밸브에 의한 메인밸브의 유로조정작업을 보다 신속하고 정확하게 수행할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 사방 리버싱밸브를 나타내는 사시도.

도 2 및 도 3은 종래의 사방 리버싱밸브의 작동상태를 나타내는 설명도.

도 4는 본 발명에 의한 사방 리버싱밸브를 나타내는 사시도.

도 5는 본 발명에 의한 사방 리버싱밸브의 분해 사시도.

도 6은 본 발명에 의한 사방 리버싱밸브의 조립상태를 나타내는 단면도.

도 7은 도 6의 A-A선 단면도.

도 8a 및 도 8b는 본 발명에 의한 사방 리버싱밸브의 작동상태를 나타내는 설명도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 사방 리버싱밸브 2 : 밸브몸체

2a, 2b : 캡체결부 2c, 2d : 배관설치용 상·하측평면부

3 : 전면캡 3a : 밀폐링

4 : 후면캡 4a : 밀폐링

5 : 유입관 6 : 배출관

7 : 제 1분기관 8 : 제 2분기관

9 : 구동기어부 10 : 유로조정용 리버싱로터

10a, 10b : 상ㆍ하부스위치홈 10c, 10d : 유동통로

11 : 메인밸브 12 : 래크기어부

12a, 12b : 피스톤 13 : 로터구동용 실린더

14 : 솔레노이드 코일 15 : 밸브바디

16 : 공급튜브 17 : 배출튜브

18, 19 : 제 1, 제 2전환튜브 20 : 파일럿밸브

Claims (1)

1. 파이프형상으로 된 밸브몸체(2)의 상ㆍ하측 중앙에 유입관(5)과 배출관(6)이 각각 연결 설치되는 메인밸브(11)가 구비되며, 상기 메인밸브(11)의 측면에는 밸브바디(15)의 내부에 솔레노이드 코일(14)에 의해 작동하는 파일럿스풀이 설치된 파일럿밸브(20)가 브라켓(21a)(21b)에 의해 고정 설치되고, 상기 파일럿밸브(20)의 밸브바디(15)의 외부에는 메인밸브(11)의 유입관(5)과 배출관(6)에 각각 연결되는 공급튜브(16) 및 배출튜브(17)가 각각 연결 설치되는 사방 리버싱밸브에 있어서,

   상기 메인밸브(11)의 밸브몸체(2)의 전ㆍ후단부에는 전면캡(3)과 후면캡(4)이 밀폐링(3a)(4a)을 개재한 상태로 각각 결합되는 캡체결부(2a)(2b)가 형성되며 밸브몸체(2)의 상ㆍ하면부에는 배관설치용 상·하측평면부(2c)(2d)가 형성되고,

   상기 메인밸브(11)의 밸브몸체(2)의 내부에는 상ㆍ하측에 상부스위치홈(10a)과 하부스위치홈(10b)이 각각 오목하게 형성되고 상부스위치홈(10a)과 하부스위치홈(10b)에는 유동통로(10c)(10d)가 각각 관통 형성되며 후단부에는 구동기어부(9)가 형성된 유로조정용 리버싱로터(10)가 삽입 설치되고,

   상기 메인밸브(11)의 후면캡(4)의 상부에는 내부에 한 쌍의 피스톤(12a)(12b)이 삽입 설치되며 상기 피스톤(12a)(12b)사이에는 래크기어부(12)가 형성되는 로터구동용 실린더(13)가 고정 설치되고,

   상기 파일럿밸브(20)의 밸브바디(15)의 외부에는 로터구동용 실린더(13)의 양측에 연결되는 제 1전환튜브(18)와 제 2전환튜브(19)가 각각 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 사방 리버싱밸브.

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