KR101139390B1

KR101139390B1 - 다방향 전자식 팽창 밸브

Info

Publication number: KR101139390B1
Application number: KR1020090100231A
Authority: KR
Inventors: 강신일; 이종필
Original assignee: 자화전자(주)
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2009-10-21
Publication date: 2012-04-27
Also published as: KR20110043208A

Abstract

본 발명은, 양면을 관통하는 다수의 오리피스 홀들을 포함하는 베이스 부재; 상기 베이스 부재의 일면에서 상기 오리피스 홀들 중 하나에 각각 연결되는 다수의 유출관들; 및 상기 베이스 부재의 타면에서 상기 베이스 부재에 회전 가능하게 결합되어 상기 오리피스 홀들을 선택적으로 개폐시키는 밸브 포트를 구비하고, 상기 오리피스 홀들은 상기 밸브 포트의 회전축을 중심으로 하는 지름이 서로 다른 동심원들 상에 각각 배치되는 다방향 전자식 팽창 밸브를 개시한다. 상기와 같이 구성된 다방향 전자식 팽창 밸브는 베이스 부재에 형성되는 오리피스 홀들을 지름이 서로 다른 동심원들 상에 각각 배치함으로써, 3개 이상의 오리피스 홀들을 형성하더라도 각 오리피스 홀의 개폐 동작을 다른 오리피스 홀들에 대하여 독립적으로 제어하기 용이하고, 전자식 팽창 밸브의 구조를 단순화 하면서도 다수의 유출관을 설치하는데 기여할 수 있다.

냉각 매체, 팽창 밸브, 오리피스, 코일, 자성체, 다방향

Description

다방향 전자식 팽창 밸브 {MULTI-WAY ELECTRONIC EXPANSION VALVE}

본 발명은 전자식 팽창 밸브에 관한 것으로서, 특히, 하나의 유입 경로를 통해 냉각 매체를 공급받아 다수의 유출 경로를 통해 팽창시켜 공급하는 다방향 전자식 팽창 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고, 에어컨 등에 사용되는 전자식 팽창 밸브는 냉각 매체를 공급하는 배관 내에 설치되어 오리피스 홀을 개폐함으로써, 오리피스 홀을 통과하는 냉각 매체의 팽창을 조절한다. 이러한 전자식 팽창 밸브는 솔레노이드나 모터에 의해 작동되며 오리피스 홀의 개도를 조정함으로써, 냉각 매체의 토출, 팽창 양을 조절하여 냉각 온도를 조절하게 된다.

한편, 이러한 냉각 기능을 제공하는 기기는 점차 다수의 냉각실을 구비한 냉장고나, 단순히 식품이나 음료를 저장하는 기능에서 점차 식품이나 음료의 종류에 따라 서로 다른 온도로 제어 가능한 다기능 냉장고와 같이 하나의 가전 제품 내에서도 냉각실의 온도를 각기 다르게 설정, 유지할 필요성이 증대되고 있다.

따라서 각 냉각실마다 냉각 매체가 흐르는 배관이 별도로 설치되고 있으며, 상기와 같은 팽창 밸브 또한 각각의 배관에 설치되어야만 한다. 하나의 완제품 내 에서 다수의 냉각실 각각에 배관을 설치하고, 각각의 배관에 전자식 팽창 밸브를 설치하게 되면, 각 냉각실의 온도를 제어하기 용이하지만, 냉각 매체가 흐르는 배관이 복잡해지는 단점이 있다.

한편, 본 출원인에게 특허 허여된 국내 등록특허 제835259호(2008. 05. 29.)에는 냉각 매체가 토출되는 다수의 오리피스 홀과 유출관을 연결한 구조의 다방향 전자식 팽창 밸브를 개시하고 있는데, 이러한 다방향 전자식 팽창 밸브는 냉각 매체가 흐르는 배관을 좀더 간단하게 구성하면서, 각 냉각실마다 서로 다른 온도로 설정하는 것이 가능하다.

그러나 상기와 같은 다방향 전자식 팽창 밸브를 이용한다 하더라도, 하나의 팽창 밸브를 통해 냉각 매체의 흐름을 제어할 수 있는 배관, 즉, 유출관의 수가 한정될 수밖에 없다.

다시 말해서, 3개 이상의 냉각실들을 가지는 제품에서는 종래의 다방향 전자식 팽창 밸브를 이용하여 각 냉각실의 온도를 독립적으로 조절하기 어렵다. 예를 들어, 국내 등록특허 제835259호(2008. 05. 29.)의 경우, 두 개의 출구 파이프들이 설치된 구성을 예시하고 있는데, 이러한 전자식 팽창 밸브에 출구 파이프를 추가로 설치할 수 있는 있겠지만, 각각의 출구 파이프들이 각각 하나만 개방된 상태를 유지할 수 없게 된다. 즉, 새로이 추가된 출구 파이프가 현재의 두 출구 파이프들 사이에 배치할 경우, 추가된 출구 파이프만 개방된 상태를 확보할 수 없는 것이다.

이에, 본 발명은 다수의 냉각실 온도를 각각 사용자가 조절할 수 있는 전자식 팽창 밸브를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 구조가 간단하면서도 유체, 즉, 냉각 매체의 유출관을 추가하기 용이한 구조를 가지는 전자식 팽창 밸브를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 다수의 냉각실을 가지는 냉장고라 할지라도, 냉각 매체가 흐르는 배관을 단순화할 수 있는 전자식 팽창 밸브를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 다수의 냉각실을 가지면서도 냉각 매체가 흐르는 배관을 단순화함으로써, 냉장고와 같은 완제품의 크기를 줄이고 제조 비용을 절감할 수 있는 전자식 팽창 밸브를 제공하고자 한다.

따라서, 본 발명은,

양면을 관통하는 다수의 오리피스 홀들을 포함하는 베이스 부재;

상기 베이스 부재의 일면에서 상기 오리피스 홀들 중 하나에 각각 연결되는 다수의 유출관들; 및

상기 베이스 부재의 타면에서 상기 베이스 부재에 회전 가능하게 결합되어 상기 오리피스 홀들을 선택적으로 개폐시키는 밸브 포트를 구비하고,

상기 오리피스 홀들은 상기 밸브 포트의 회전축을 중심으로 하는 지름이 서로 다른 동심원들 상에 각각 배치되는 다방향 전자식 팽창 밸브를 개시한다.

이때, 상기 밸브 포트는 일면의 일부분이 부채꼴 형상으로 함몰된 제1 개방 영역과 함몰되지 않은 나머지 부분으로 이루어지는 제1 폐쇄 영역을 포함하고,

상기 오리피스 홀들이 상기 제1 폐쇄 영역에 대면하는 위치에서 해당 오리피스 홀들에 연결된 유출관으로의 유체 공급이 차단되고, 상기 오리피스 홀들이 상기 제1 개방 영역에 대면하는 위치에서 해당 오리피스 홀들에 연결된 상기 유출관들을 통해 유체가 공급된다.

또한, 상기 오리피스 홀들은, 상기 밸브 포트의 회전축을 중심으로 하는 제1의 동심원 상에 적어도 한 쌍이 형성되고, 상기 제1 동심원보다 더 큰 지름을 가지는 제2의 동심원 상에 적어도 하나가 형성될 수 있다.

아울러, 상기 밸브 포트는, 일면의 일부분이 부채꼴 형상으로 함몰된 제1 개방 영역; 함몰되지 않은 나머지 부분으로 이루어지는 제1 폐쇄 영역; 상기 제1 개방 영역 내에서 돌출되어 형성된 제2 폐쇄 영역; 및 상기 제1 폐쇄 영역의 일부분이 함몰되어 형성된 제2 개방 영역을 포함할 수 있다.

이때, 상기 오리피스 홀들은 상기 제1 개방 영역 및 제1 폐쇄 영역에 의해 개폐됨과 아울러, 상기 제2 동심원 상에 형성되는 오리피스 홀은 상기 제2 폐쇄 영역 및 제2 개방 영역에 의해서도 개폐된다.

또한, 상기 오리피스 홀들은 상기 제1 또는 제2 개방 영역에 대면하는 때 개방되고, 상기 제1 또는 제2 폐쇄 영역에 대면하는 때 폐쇄된다.

또한, 상기 밸브 포트는 40도 각도 간격으로 회전이 정지되면서 각각의 상기 오리피스 홀들의 개폐 조합이 변경되며, 초기 0도 각도 지점인 원점에서 상기 오리피스 홀들이 모두 폐쇄되고, 상기 원점으로부터 320도만큼 회전한 지점에서도 상기 오리피스 홀들이 모두 폐쇄된다.

이러한 다방향 전자식 팽창 밸브는, 상기 베이스의 타면에 결합되어 상기 밸브 포트를 수용하는 케이싱; 상기 케이싱의 외주면에 장착되는 코일; 및 상기 밸브 포트에 연결되며 상기 케이싱 내에 회전 가능하게 수용되는 자성체를 더 구비하고, 상기 코일에 전원을 인가하여 상기 코일과 자성체 사이에 전자기력을 발생시킴으로써, 상기 자성체와 밸브 포트를 회전시킴이 바람직하다.

이때, 상기 케이싱의 내벽과 상기 자성체 사이에 개재되어 상기 자성체를 가압함으로써 상기 밸브 포트를 상기 베이스에 밀착시키는 탄성 부재를 더 구비하고, 아울러, 상기 자성체와 상기 탄성 부재 사이에 개재되는 와셔를 더 구비함으로써, 상기 자성체의 회전에 따른 마찰력을 완화시킬 수 있다.

또한, 상기 전자식 팽창 밸브는 상기 자성체와 상기 밸브 포트 사이에 개재되는 기어 모듈을 더 구비하고, 상기 기어 모듈은 상기 자성체의 회전 속도를 줄이되 회전력을 증가시켜 상기 밸브 포트를 회전시킬 수 있다.

이때, 상기 기어 모듈은, 상기 자성체에 고정되어 상기 자성체와 함께 회전하는 구동 기어; 상기 구동 기어에 치합되는 제1 태양기어와, 상기 제1 태양 기어와 동축 정렬되어 함께 회전하는 제2 태양 기어를 포함하는 감속 기어; 및 상기 밸브 포트에 고정되며 상기 제2 태양 기어에 치합되는 종동 기어를 구비하고, 상기 제2 태양 기어는 상기 제1 태양 기어보다 더 작은 지름을 가짐이 바람직하다.

또한, 상기 밸브 포트, 종동 기어, 구동 기어 및 자성체는 상기 밸브 포트의 회전축을 중심으로 회전하며, 상기 감속 기어는 상기 밸브 포트의 회전축으로부터 이격된 또 다른 회전축을 중심으로 회전할 수 있다.

상기와 같이 구성된 다방향 전자식 팽창 밸브는 베이스 부재에 형성되는 오리피스 홀들을 지름이 서로 다른 동심원들 상에 각각 배치함으로써, 3개 이상의 오리피스 홀들을 형성하더라도 각 오리피스 홀의 개폐 동작을 다른 오리피스 홀들에 대하여 독립적으로 제어하기 용이한 장점이 있다. 이로써, 다수의 냉각실 온도를 각각 사용자가 조절할 수 있으며, 전자식 팽창 밸브의 구조를 단순화하면서도 다수의 유출관을 설치하는데 기여할 수 있다. 또한, 하나의 유입관을 전자식 팽창 밸브에 설치하면서도 유출관의 수는 3개 이상으로 설치할 수 있기 때문에, 냉장고와 같은 완제품의 소형화에 기여할 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다방향 전자식 팽창 밸브(100)는 적어도 세 개의 유출관들(111)을 구비하며, 각각의 유출관 들(111)을 서로에 대하여 독립적으로 개폐하는 것이 가능하다. 이는 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스 부재(101)에 형성되는 오리피스 홀들(113)이 적어도 서로 다른 지름을 가지는 동심원들(C1, C2; 도 4에 도시됨) 상에 배치됨으로써 가능하게 된다.

상기 전자식 팽창 밸브(100)는 상기 유출관들(111)과 오리피스 홀들(113)이 설치된 상기 베이스 부재(101)와 상기 베이스 부재(101)에 회전 가능하게 설치되어 상기 오리피스 홀들(113)을 개폐시키는 밸브 포트(102)를 구비하며, 상기 밸브 포트(102)를 회전시키기 위한 자성체(104)와 코일(미도시), 기어 모듈을 구비할 수 있으며, 아울러, 상기 밸브 포트(102), 자성체(104), 기어 모듈을 수용하는 케이싱(103)을 구비함이 바람직하다.

상기 베이스 부재(101)의 일면에는 상기 유출관들(111)이 각각 설치되어 있다. 상기 유출관들(111)은 각각 상기 오리피스 홀들(113) 중 하나에 연결되어 있으며, 상기 베이스 부재(101)의 내부에서 상기 오리피스 홀들(113)은 굴곡지게 연장될 수 있다.

도 1과 도 3을 참조하면, 상기 오리피스 홀들(113)은 상기 베이스 부재(101)의 양면을 관통하게 형성되며, 앞서 언급한 바와 같이, 상기 베이스 부재(101)의 타면에서 3개가 서로 다른 지름의 동심원들(C1, C2) 상에 각각 배치됨이 바람직하다. 이때, 도 3에서는 상기 베이스 부재(101)가 상기 밸브 포트(102)와 거의 동일한 지름을 가지는 크기로 도시되었지만, 실제로 상기 베이스 부재(101)는, 도 1에서와 같이, 상기 밸브 포트(102)보다 더 큰 지름을 가지며, 도 3에서는 상기 오리 피스 홀들(113)의 배치를 설명하기 위해 단순화하여 도시하고 있음에 유의한다.

도 4를 더 참조하면, 상기 오리피스 홀들(113)이 배치된 동심원들(C1, C2)은 상기 밸브 포트(102)의 회전축(A1)을 중심으로 2개가 형성되어 있으며, 한 쌍의 오리피스 홀들은 지름이 상대적으로 작은 제1의 동심원(C1) 상에 배치되고, 나머지 하나의 오리피스 홀은 상기 제1 동심원(C1)보다 더 큰 지름을 가지는 제2의 동심원(C2) 상에 배치된다. 아울러, 상기 제2 동심원(C2) 상에 배치된 오리피스 홀은, 도 3에 도시된 상태로 볼 때, 상기 제1 동심원(C1) 상에 배치된 오리피스 홀들 사이에 배치됨이 바람직하다. 즉, 도 3에 도시된 평면 상에서 각각의 상기 오리피스 홀들(113)과 상기 회전축(A1)을 지나게 직선을 긋는다면, 상기 제2 동심원(C2) 상에 배치된 오리피스 홀을 지나는 직선은 상기 제1 동심원(C1) 상에 배치된 오리피스 홀들을 지나는 직선들 사이에 위치되는 것이다.

아울러, 상기 베이스 부재(101)는 상기 밸브 포트(102), 기어 모듈 등을 설치하기 위하여 지지축들(115, 117)을 구비할 수 있다. 상기 지지축들(115, 117) 중 하나는 상기 밸브 포트(102), 기어 모듈을 구성하는 일부 기어들 및 상기 자성체(104)의 회전 중심을 제공하게 되며, 다른 하나는 상기 기어 모듈을 구성하는 기어들 중 다른 기어의 회전 중심을 제공하게 된다.

상기 밸브 포트(102)는 상기 베이스 부재(101)에 대면한 상태로 밀착되어 회전 가능하게 결합된다. 상기 베이스 부재(101)에 대면하는 상기 밸브 포트(102)의 일면은 일부분이 부채꼴 형상으로 함몰되어 형성된 제1 개방 영역(121)과, 함몰되지 않은 나머지 부분으로 이루어지는 제1 폐쇄 영역(123)을 포함한다. 또한, 상기 베이스 부재(101)의 일면은 상기 제1 개방 영역(121) 내에서 돌출된 제2 폐쇄 영역(127)과 상기 제1 폐쇄 영역(123)의 일부분이 함몰되어 형성된 제2 개방 영역(125)을 포함한다.

상기 제1 개방 영역(121)과 제1 폐쇄 영역(123)은 상기 밸브 포트(102)의 회전 방향으로 각각 거의 180도 각도만큼 형성되어 있는데, 상기 제1 개방 영역(121)과 제1 폐쇄 영역(123)이 형성되는 각도 범위는 다양하게 변경될 수 있다. 본 실시 예에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 개방 영역(121)은 180도에 미치지 못하고, 제1 폐쇄 영역(123)이 180도를 초과하는 각도 범위로 형성되어 있음을 알 수 있다. 이는 실제 제품 제조 과정에서 상기 오리피스 홀(113)들이 형성된 간격 등을 고려하여 다양하게 변경될 수 있는 것이며, 도 4에 도시된 바에 따라 상기 오리피스 홀들(113)을 배치하고 상기 제1 개방 영역과 제1 폐쇄 영역의 형성 각도 범위를 설정할 수 있다.

상기 밸브 포트(102)가 상기 베이스 부재(101)에 밀착된 상태에서 회전하면, 상기 오리피스 홀들(113)은 상기 제1 개방 영역(121)과 제1 폐쇄 영역(123)에 의해 각각 개폐되며, 상기 제2 동심원(C2) 상에 배치된 하나의 오리피스 홀은 상기 제2 개방 영역(125)과 제2 폐쇄 영역(127)에 의해서도 개폐된다. 상기 밸브 포트(102)의 회전에 따른 상기 오리피스 홀들(113)의 개폐 동작은 도 4를 통해 더 상세하게 설명될 것이다.

상기 케이싱(103)은 상기 베이스 부재(101)의 타면에 결합되어 상기 베이스 부재(101)와 함께 상기 밸브 포트(102), 기어 모듈 등을 수용하여 밀봉하게 된다. 상기 케이싱(103)과 베이스 부재(101) 사이의 밀봉 구조는 본 실시 예에서 상세하게 설명되지 않을 것이다. 그러나 상기 전자식 팽창 밸브(100)가 냉장고 등의 가전 제품 내에서 냉각 매체의 팽창에 이용되는 것임을 고려한다면, 상기 케이싱(103)과 베이스 부재(101) 사이의 밀봉 및 결합 구조는 그 내부의 냉각 매체 압력을 견딜 수 있도록 내압 구조로 구성되어야할 것임은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

상기 자성체(104)는 상기 케이싱(103)의 내측에 회전 가능한 상태로 수용되며, 도시되지 않은 상기 코일은 상기 케이싱(103)의 외측면에서 상기 케이싱(103)을 감싸게 배치된다. 결국, 상기 자성체(104)와 코일은 상기 케이싱(103)을 사이에 두고 상기 자성체(104)가 상기 코일에 감싸지는 형태로 배치되는 것이다.

상기 코일로는 별도로 전원 신호가 인가되는데, 상기 코일에 인가되는 전원 신호에 따라 상기 자성체(104)가 회전하게 되며, 상기 기어 모듈은 상기 자성체(104)의 회전력을 전달하여 상기 밸브 포트(102)를 회전시키게 된다. 결국, 상기 코일에 전원 신호가 인가되면 상기 자성체(104)와 밸브 포트(102)가 서로 연결되어 함께 회전하는 것이다.

이때, 상기 자성체(104)와 상기 케이싱(103)의 내벽 사이에는 탄성 부재(141)가 설치되는데, 상기 탄성 부재(141)는 상기 자성체(104)를 가압하게 되며, 상기 자성체(104)는 상기 밸브 포트(102)를 가압하여 상기 베이스 부재(101)에 밀착시키게 된다. 아울러, 상기 탄성 부재(141)가 가압하는 상태에서는 마찰력에 의해 상기 자성체(104)의 회전이 원활하지 못하게 된다. 따라서 상기 자성체(104)와 탄성 부재(141) 사이에는 와셔(143)가 개재되어 윤활 작용을 함으로써, 상기 자성체(104) 회전시 마찰력을 완화할 수 있다. 상기와 같은 와셔(143)는 윤활성과 함께 내마모성이 우수한 폴리카보네이트 등의 합성 수지로 제작됨이 바람직하며, 필요에 따라서는 그리스(grease)와 같은 윤활유를 도포할 수도 있다. 다만, 상기 케이싱(103) 내부에는 별도의 유입관을 통해 냉각 매체가 충진되므로, 윤활유를 도포하는 경우에는 윤활유가 유출되어 상기 오리피스 홀(113) 등을 오염시키지 않도록 유의해야 할 것이다.

상기 기어 모듈은 구동 기어(151), 감속 기어(152), 종동 기어(153)를 포함한다. 상기 구동 기어(151)는 상기 밸브 포트(102)가 설치된 지지축(115)에 회전 가능하게 결합되면서 상기 자성체(104)에 고정된다. 따라서 상기 구동 기어(151)는 상기 자성체(104)와 함께 회전하게 된다. 상기 감속 기어(152)는 상기 구동 기어(151)에 치합된 제1 태양 기어(152a)와 상기 종동 기어(153)에 치합되는 제2 태양 기어(152b)를 포함한다. 상기 제2 태양 기어(152b)는 상기 제1 태양 기어(152a)의 일면에 일체형으로 형성될 수 있다. 상기 감속 기어(152)는 상기 베이스 부재(101)에 형성된 지지축들 중 다른 하나(117)에 결합되어, 상기 밸브 포트(102)의 회전축(A1)으로부터 이격된 또 다른 회전축(A2)을 중심으로 회전하게 된다. 아울러, 상기 종동 기어(153)는 상기 밸브 포트(102)에 고정되어 있으며 상기 제2 태양 기어(152b)와 치합된다. 이로써, 상기 구동 기어(151)가 상기 자성체(104)와 함께 회전하면 상기 감속 기어(152)가 회전하면서, 상기 종동 기어(153)와 밸브 포트(102) 또한 회전하게 된다.

이때, 상기 제2 태양 기어(152b)는 상기 제1 태양 기어(152a)보다 더 작은 지름으로 형성됨으로써, 상기 자성체(104)의 회전 속도는 상기 감속 기어(152)에 의해 감속되어 상기 밸브 포트(102)로 전달된다. 이와 동시에, 상기 자성체(104)의 회전력은 상기 감속 기어(152)에 의해 강화되어 상기 밸브 포트(102)로 전달된다. 이로써, 상기 밸브 포트(102)와 베이스 부재(101) 사이에 마찰력이 발생되더라도 상기 자성체(104)의 회전력은 상기 밸브 포트(102)를 효과적으로 회전시킬 수 있다.

이로써, 상기 코일에 전원이 인가되면, 상기 코일과 자성체(104) 사이의 전자기력은 상기 자성체(104)를 회전시키며, 상기 기어 모듈을 통해 회전 속도는 감소되고 회전력은 증가된 상태로 상기 밸브 포트(102)가 회전하게 된다. 상기 밸브 포트(102)가 회전하는 위치에 따라 상기 오리피스 홀들(113)은 각각 개폐되며, 개방된 오리피스 홀을 통해 상기 전자식 팽창 밸브(100) 내의 냉각 매체들이 상기 유출관들(111)로 유입되면서 팽창된다. 이때, 냉각 매체의 팽창은 냉각 매체의 온도를 낮추게 되며, 팽창으로 인해 온도가 낮아진 냉각 매체는 각 배관을 흐르면서 냉각실 등을 냉각시키게 된다.

도 4는 상기 밸브 포트(102)의 회전에 따라 상기 오리피스 홀들(113)이 개폐되는 동작을 순차적으로 도시하고 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 밸브 포트(102)가 40도 간격으로 회전이 정지됨에 따라 각 오리피스 홀들(113)의 개폐 조합이 달라짐을 알 수 있다.

우선, 상기 밸브 포트(102)가 회전하기 전 초기 위치인 원점을 0도 지점으로 설정한다면, 반 시계 방향으로 40도, 240도, 280도만큼 각각 회전한 지점에서는 상기 오리피스 홀들(113) 중 하나만 개방되어 있음을 알 수 있다. 즉, 상기 전자식 팽창 밸브(100)가 3개의 냉각실을 가지는 제품에 설치되어 있다면, 상기한 원점으로부터 40도, 240도, 280도만큼 상기 밸브 포트(102)가 회전한 위치에서는, 냉각실들 중 하나만 냉각시킬 수 있는 것이다.

또한, 상기 밸브 포트(102)가 상기한 원점으로부터 반 시계 방향으로 80도, 120도, 200도만큼 각각 회전한 지점에서는 상기 오리피스 홀들(113) 중 하나만 폐쇄되고 두 개는 개방된 것을 알 수 있다. 따라서 상기 전자식 팽창 밸브(100)가 3개의 냉각실을 가지는 제품에 설치되어 있다면, 상기한 원점으로부터 80도, 120도, 200도만큼 상기 밸브 포트(102)가 회전한 위치에서는, 냉각실들 중 하나를 제외한 나머지 두 개의 냉각실들을 냉각시키게 된다.

또한, 상기 밸브 포트(102)가 상기한 원점으로부터 160도만큼 회전한 위치에서는 상기 오리피스 홀들(113)이 모두 개방되며, 상기 전자식 팽창 밸브(100)가 3개의 냉각실을 가지는 제품에 설치되어 있다면, 상기한 원점으로부터 160도만큼 상기 밸브 포트(102)가 회전한 위치에서는, 냉각실들 모두를 냉각시킬 수 있다.

상기한 원점에서 상기 오리피스 홀들(113)이 모두 폐쇄되는 것과 마찬가지로, 상기 원점으로부터 상기 밸브 포트(102)가 320도 회전한 지점에서는 상기 오리피스 홀들(113)이 모두 폐쇄된다. 결국, 상기 밸브 포트(102)는 상기 베이스 부재(101)에 대하여 360도 회전하는 동안 9개의 지점에서 정지되는데, 이들 9개의 지 점 중에서 두 지점에서는 상기 오리피스 홀들(113)이 모두 폐쇄되는 것이다.

이와 같이, 상기 전자식 팽창 밸브(100)는 세 개의 오리피스 홀들(113)을 각각 독립적으로 개폐하는 것이 가능하므로, 상기 밸브 포트(102)의 회전 각도에 따라 상기 오리피스 홀들(113)의 개폐 조합을 다양하게 할 수 있게 된다. 따라서 다수의 냉각실의 온도를 각각 독립적으로 제어하기 용이하다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다방향 전자식 팽창 밸브를 분리하여 나타내는 측면도,

도 2는 도 1에 도시된 전자식 팽창 밸브의 밸브 포트를 나타내는 사시도,

도 3은 도 2에 도시된 밸브 포트가 베이스 부재에 결합되는 모습을 설명하기 위한 도면,

도 4는 도 1에 도시된 전자식 팽창 밸브의 동작에 따른 오리피스 홀의 개폐 조합을 설명하기 위한 도면.

Claims

다방향 전자식 팽창 밸브에 있어서,

양면을 관통하는 다수의 오리피스 홀들을 포함하는 베이스 부재;

상기 베이스 부재의 일면에서 상기 오리피스 홀들 중 하나에 각각 연결되는 다수의 유출관들; 및

상기 베이스 부재의 타면에서 상기 베이스 부재에 회전 가능하게 결합되어 상기 오리피스 홀들을 선택적으로 개폐시키는 밸브 포트를 구비하고,

상기 오리피스 홀들은 상기 밸브 포트의 회전축을 중심으로 하는 제1의 동심원 상에 적어도 한 쌍이 형성되고, 상기 제1 동심원보다 더 큰 지름을 가지는 제2의 동심원 상에 적어도 하나가 형성되고,

상기 밸브 포트는, 일면의 일부분이 부채꼴 형상으로 함몰된 제1 개방 영역과, 함몰되지 않은 나머지 부분으로 이루어지는 제1 폐쇄 영역과, 상기 제1 개방 영역 내에서 돌출되어 형성된 제2 폐쇄 영역과, 상기 제1 폐쇄 영역의 일부분이 함몰되어 형성된 제2 개방 영역을 포함하며,

상기 제1, 제2 개방 영역에 의해, 상기 오리피스 홀들 중 하나 또는 상기 오리피스 홀들 중 적어도 한 쌍이 선택적으로 개방됨을 특징으로 하는 다방향 전자식 팽창 밸브.
제1 항에 있어서, 상기 밸브 포트는 일면의 일부분이 부채꼴 형상으로 함몰된 제1 개방 영역과 함몰되지 않은 나머지 부분으로 이루어지는 제1 폐쇄 영역을 포함하고,

상기 오리피스 홀들이 상기 제1 폐쇄 영역에 대면하는 위치에서 해당 오리피스 홀들에 연결된 유출관으로의 유체 공급이 차단되고, 상기 오리피스 홀들이 상기 제1 개방 영역에 대면하는 위치에서 해당 오리피스 홀들에 연결된 상기 유출관들을 통해 유체가 공급됨을 특징으로 하는 다방향 전자식 팽창 밸브.
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제1 항에 있어서, 상기 오리피스 홀들은 상기 제1 개방 영역 및 제1 폐쇄 영역에 의해 개폐됨과 아울러, 상기 제2 동심원 상에 형성되는 오리피스 홀은 상기 제2 폐쇄 영역 및 제2 개방 영역에 의해서도 개폐됨을 특징으로 하는 다방향 전자식 팽창 밸브.
제1 항에 있어서, 상기 오리피스 홀들은 상기 제1 또는 제2 개방 영역에 대면하는 때 개방되고, 상기 제1 또는 제2 폐쇄 영역에 대면하는 때 폐쇄됨을 특징으로 하는 다방향 전자식 팽창 밸브.
제1 항에 있어서, 상기 밸브 포트는 40도 각도 간격으로 회전이 정지되면서 각각의 상기 오리피스 홀들의 개폐 조합이 변경되며, 초기 0도 각도 지점인 원점에서 상기 오리피스 홀들이 모두 폐쇄되고, 상기 원점으로부터 320도만큼 회전한 지점에서도 상기 오리피스 홀들이 모두 폐쇄됨을 특징으로 하는 다방향 전자식 팽창 밸브.
제1 항에 있어서,

상기 베이스의 타면에 결합되어 상기 밸브 포트를 수용하는 케이싱;

상기 케이싱의 외주면에 장착되는 코일; 및

상기 밸브 포트에 연결되며 상기 케이싱 내에 회전 가능하게 수용되는 자성체를 더 구비하고,

상기 코일에 전원을 인가하여 상기 코일과 자성체 사이에 전자기력을 발생시킴으로써, 상기 자성체와 밸브 포트를 회전시킴을 특징으로 하는 다방향 전자식 팽창 밸브.
제8 항에 있어서,

상기 케이싱의 내벽과 상기 자성체 사이에 개재되어 상기 자성체를 가압함으로써 상기 밸브 포트를 상기 베이스에 밀착시키는 탄성 부재를 더 구비함을 특징으로 하는 다방향 전자식 팽창 밸브.
제9 항에 있어서,

상기 자성체와 상기 탄성 부재 사이에 개재되는 와셔를 더 구비하고,

상기 와셔는 상기 자성체의 회전에 따른 마찰력을 완화시키는 윤활 작용을 함을 특징으로 하는 다방향 전자식 팽창 밸브.
제8 항에 있어서,

상기 자성체와 상기 밸브 포트 사이에 개재되는 기어 모듈을 더 구비하고,

상기 기어 모듈은 상기 자성체의 회전 속도를 줄이되 회전력을 증가시켜 상기 밸브 포트를 회전시킴을 특징으로 하는 다방향 전자식 팽창 밸브.
제11 항에 있어서, 상기 기어 모듈은,

상기 자성체에 고정되어 상기 자성체와 함께 회전하는 구동 기어;

상기 구동 기어에 치합되는 제1 태양기어와, 상기 제1 태양 기어와 동축 정렬되어 함께 회전하는 제2 태양 기어를 포함하는 감속 기어; 및

상기 밸브 포트에 고정되며 상기 제2 태양 기어에 치합되는 종동 기어를 구비하고,

상기 제2 태양 기어는 상기 제1 태양 기어보다 더 작은 지름을 가짐을 특징으로 하는 다방향 전자식 팽창 밸브.
제12 항에 있어서, 상기 밸브 포트, 종동 기어, 구동 기어 및 자성체는 상기 밸브 포트의 회전축을 중심으로 회전하며, 상기 감속 기어는 상기 밸브 포트의 회전축으로부터 이격된 또 다른 회전축을 중심으로 회전함을 특징으로 하는 다방향 전자식 팽창 밸브.