KR101839145B1

KR101839145B1 - 압축기용 제어밸브 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101839145B1
Application number: KR1020110048597A
Authority: KR
Inventors: 이용주; 이건호
Original assignee: 학교법인 두원학원; 주식회사 두원전자
Priority date: 2011-05-23
Filing date: 2011-05-23
Publication date: 2018-03-16
Also published as: KR20120130570A

Abstract

본 발명은 내부에 원통형상의 삽입홀이 형성되고 자성체로 이루어진 밸브본체, 밸브본체 내부에 구비되는 구동부, 삽입홀에 축방향으로 배치되는 니들과, 니들의 외주면을 감싸고 삽입홀에 삽입되며 구동부에 의하여 왕복 이동하며 자성체로 이루어진 플런저를 포함하는 작동부, 밸브본체와 작동부 사이에 위치하고 원통관 형상으로 내주면으로 플런저가 왕복 이동 가능하게 삽입되고, 제1비자성체로 이루어진 가이드관 및 밸브본체와 가이드관 사이에 형성되어, 밸브본체와 가이드관을 고정하고, 제1비자성체 보다 투자율이 낮은 제2비자성체로 이루어진 제1비자성체층을 포함하는 압축기용 제어밸브를 제공한다.
따라서, 비자성체를 용이하고 견고하게 고정할 수 있어 생산성 및 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

압축기용 제어밸브 및 그 제조방법 {Control valve for compressor and Manufacturing Method of}

본 발명은 압축기용 제어밸브 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 압축기용 제어밸브는, 밸브본체와, 상기 밸브본체의 내부에 구비되는 구동부와, 상기 밸브본체에 구비되어 상기 구동부에 의하여 왕복 이동하는 작동부를 포함한다. 이때, 상기 구동부는 외부에서 인가되는 전류에 의하여 상기 작동부를 이동시키게 하는 솔레노이드가 주로 이용되며, 상기 작동부는 왕복 이동하는 니들과, 니들과 결합하여 상기 니들과 연동하여 이동하는 플런저를 포함한다.

그런데, 상기 밸브본체와 상기 작동부는 자성체로 이루어져 있기 때문에 상기 작동부의 원활한 왕복이동을 위하여, 상기 밸브본체와 상기 작동부 사이에는 비자성체를 고정되게 구비하는데, 종래의 압축기용 제어밸브는 상기 비자성체를 고정하는데 있어서 작업이 까다롭고 고정성이 좋지 않은 문제점이 있었다.

본 발명은, 비자성체를 용이하고 견고하게 고정할 수 있어 대량생산이 용이하므로 생산성을 향상시킬 수 있는 압축기용 제어밸브 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 제1측면에 의하면, 본 발명은 내부에 원통형상의 삽입홀이 형성되고 자성체로 이루어진 밸브본체, 상기 밸브본체 내부에 구비되는 구동부, 상기 삽입홀에 축방향으로 배치되는 니들과, 상기 니들의 외주면을 감싸고 상기 삽입홀에 삽입되며 상기 구동부에 의하여 왕복 이동하며 자성체로 이루어진 플런저를 포함하는 작동부, 상기 밸브본체와 상기 작동부 사이에 위치하고 원통관 형상으로 내주면으로 상기 플런저가 왕복 이동 가능하게 삽입되고, 제1비자성체로 이루어진 가이드관 및 상기 밸브본체와 상기 가이드관 사이에 형성되어, 상기 밸브본체와 상기 가이드관을 고정하고, 상기 제1비자성체 보다 투자율이 낮은 제2비자성체로 이루어진 제1비자성체층을 포함하는 압축기용 제어밸브를 제공한다.

본 발명의 제2측면에 의하면, 본 발명은, 자성체인 밸브본체와, 상기 밸브본체 내부에 구비되는 구동부와, 상기 밸브본체에 구비되어 상기 구동부에 의하여 왕복 이동하는 작동부를 포함하는 압축기 제어밸브의 제조방법에 관한 것으로서, 자성체인 플런저에 니들을 축방향으로 관통삽입하고, 상기 니들의 단부를 니들하우징에 끼워 상기 작동부를 조립하는 단계, 상기 플런저와 상기 니들하우징 각각의 외주면 일부분을 원통관 형상이며 제1비자성체로 이루어진 가이드관의 내주면으로 끼워 상기 작동부와 상기 가이드관을 조립하는 단계, 서로 조립된 상기 작동부와 상기 가이드관을 상기 밸브본체에 형성된 삽입홀에 슬라이딩 이동이 가능하도록 삽입하여 조립하는 단계 및 상기 가이드관과 상기 밸브본체 및 상기 가이드관과 상기 니들하우징을 고정하기 위하여, 상기 가이드관과 상기 밸브본체 틈 사이 및 상기 가이드관과 상기 니들하우징 틈 사이로 상기 제1비자성체 보다 투자율이 낮은 제2비자성체로 이루어진 비자성체층을 형성하는 단계를 포함하는 압축기용 제어밸브의 제조방법을 제공한다.

따라서, 본 발명에 따른 압축기용 제어밸브 및 그 제조방법은, 비자성체를 용이하고 견고하게 고정할 수 있어 생산성 및 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압축기용 제어밸브의 내부구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 압축기용 제어밸브의 제조방법을 나타내는 절차도이다.
도 3은 도 2의 브레이징으로 인한 비자성체층의 형성과정을 나타내는 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 압축기용 제어밸브(600)는, 밸브본체(100)와, 구동부(200)와, 작동부(300)와, 가이드관(400)과, 제1비자성체층(510)과, 제2비자성체층(520)을 포함한다.

상기 밸브본체(100)는, 내부에 상기 작동부(300)가 배치될 수 있는 삽입홀(101)이 형성되어 있다. 상세하게는, 상기 밸브본체(100)는, 일단부 외측에 상기 크랭크실과 연통되는 복수 개의 크랭크실 포트(110)와, 외주측면에 상기 토출실과 연통되는 복수 개의 토출포트(120)와, 외주측면에 상기 토출포트(120)와 이격되고 상기 흡입실과 연통되는 복수 개의 흡입포트(130)가 형성되어 있으며, 내부적으로 상기 밸브본체(100)는, 상기 크랭크실 포트(110)와 상기 토출포트(120)가 서로 연통되게 형성된 제어유로(B)와, 상기 작동부(300)의 이동에 의하여 상기 크랭크실 포트(110)와 상기 흡입포트(130)가 서로 연통되게 형성된 추기유로(C)가 형성되어 있다. 여기서, 상기 제어유로(B)는, 크랭크실 내의 압력을 조절하여 상기 사판의 각도가 제어되는 노멀(normal)한 정상상태에서의 냉매의 유동경로이며, 상기 추기유로(C)는, 흡입실의 압력이 상승하거나 상기 크랭크실의 압력이 비정상적으로 높은 추기상태에서의 냉매의 유동경로이다.

상기 구동부(200)는, 상기 밸브본체(100) 내부에 구비되고, 상기 작동부(300)와 연결되어 외부로부터 인가되는 전류에 따라 상기 작동부(300)를 왕복 이동시키는 역할을 한다. 본 실시예에서 상기 구동부(200)는 코일을 포함하는 솔레노이드(210)를 적용할 수 있지만, 이는 일 실시예로 상기 작동부(300)에 왕복 이동을 할 수 있는 작동력을 부여할 수 있는 구성이라면 모두 가능하며, 이에 대한 상세한 설명은 공지의 솔레노이드(210)와 실질적으로 유사하므로 생략하기로 한다.

상기 작동부(300)는, 상기 삽입홀(101)에 구비되어 상기 구동부(200)에 의하여 왕복이동하면서 상기 제어유로(B)와 상기 추기유로(C)를 선택적으로 개폐하는 역할을 한다. 상세하게는, 상기 작동부(300)는, 상기 삽입홀(101)에 축방향으로 배치되는 니들(310)과, 상기 니들(310)의 외주면을 감싸고 상기 삽입홀(101)에 삽입되며 상기 구동부(200)에 의하여 왕복 이동하는 플런저(320)를 포함한다.

상기 니들(310)은 일단부로 니들(310)하우징(330)이 결합되어 있으며, 상기 니들(310)하우징(330)은, 상기 삽입홀(101)에 삽입되고 상기 니들(310)의 일단부 외주면을 감싸면서 결합되어, 상기 니들(310)을 지지하는 역할을 한다.

한편, 상기 작동부는, 상기 플런저와 결합하여 상기 플런저의 왕복 이동에 따라 상기 제어유로(B)와 상기 추기유로(C)를 선택적으로 개폐하는 추기밸브부(340)와 급기밸브부(350)가 구비되어 있다.

여기서, 상기 추기밸브부(340)는, 상기 니들(310)의 타단부에 결합되어 흡입실의 압력에 따라 이동하여 상기 추기유로(C)를 개폐하는 것으로서, 상기 니들과 결합된 지지부재(312)와 결합되고 상기 흡입실의 압력에 따라 수축 또는 팽창하는 벨로우즈(342)와, 상기 벨로우즈(342)의 수축 및 팽창에 따라 이동하는 밸브시트(343)와, 관형상으로 일단부가 상기 밸브시트(343)의 타단부와 일체로 결합하고, 상기 추기유로(C)와 연통되는 구조로 되어 있는 유동관(341)을 포함한다.

그리고, 상기 급기밸브부(350)는, 상기 플런저(320)의 이동에 따라 연동하여 이동하여 상기 제어유로(B)를 개폐하는 역할을 한다. 여기서, 상기한 제어밸브(600)의 상기 급기밸브부(350)와 상기 추기밸브부(340)의 상세한 설명은 공지의 제어밸브의 구성일부와 작동이 실질적으로 유사하므로 생략하기로 한다.

한편, 본 실시예에서 상기 밸브본체(100)와, 상기 플런저(320)는 모두 자성체로 이루어져 있다. 이 때문에, 상기 플런저(320)는 상기 밸브본체(100)와의 자력으로 인하여 왕복 이동이 원활하지 않을 수 있기 때문에, 상기 플런저(320)와 상기 밸브본체(100) 사이에, 재질은 제1비자성체로 이루어져야 하지만 상대적으로 높은 투자율을 갖는 가이드관(400)을 구비한다. 여기서, 상기 가이드관(400)의 재질에 대해서는 후술하기로 한다.

상기 가이드관(400)은, 상기 밸브본체(100)와 상기 플런저(320) 사이에 위치하고, 상기 플런저(320)와 상기 니들(310)하우징(330)의 형상에 대응하여 원통관 형상이며, 타단부 내주면으로 상기 플런저(320)가 왕복 이동 가능하게 삽입된다. 그리고, 상기 가이드관(400)은, 일단부가 상기 니들하우징(330)까지 연장되어 내주면으로 상기 니들하우징(330)을 삽입하여 상기 니들하우징(330)의 외주면을 감싸고 있다.

여기서, 본 실시예는 제1비자성체층(510)과 제2비자성체층(520)을 포함한다.

상기 제1비자성체층(510)은, 상기 밸브본체(100)와 상기 가이드관(400) 사이에 형성되어, 상기 밸브본체(100)와 상기 가이드관(400)과 일체로 형성되면서 상기 밸브본체(100)와 상기 가이드관(400)을 고정하는 역할을 하며, 상기 제1비자성체 보다 투자율이 낮은 제2비자성체로 이루어져 있다.

이때, 상기 제1비자성체층(510)은, 상기 제2비자성체를 브레이징을 통하여 상기 밸브본체(100)와 상기 가이드관(400) 사이 틈으로 녹아 스며들게 하여 형성된다.

상기 제2비자성체층(520)은, 상기 니들하우징(330)과 상기 가이드관(400) 사이에 형성되어, 상기 니들하우징(330)과 상기 가이드관(400)과 일체로 형성되면서 상기 니들하우징(330)과 상기 가이드관(400)을 고정하는 역할을 하며, 상기 제2비자성체로 이루어져 있다. 상기 제2비자성체층(520)은, 상기 제1비자성체층(510)과 마찬가지로 상기 제2비자성체를 브레이징을 통하여 상기 니들하우징(330)와 상기 가이드관(400) 사이 틈으로 녹아 스며들게 하여 형성된다.

한편, 상기 제1 및 제2비자성체층(510,520)을 이루는 상기 제2비자성체는, 상기 제1비자성체 보다 투자율이 낮은 재질로 형성하여, 상기 삽입홀(101)내에서의 상기 플런저(320)의 왕복이동 운동에 저항이 생기지 않도록 한다.

이에, 상기 가이드관(400)을 이루는 제1비자성체는, 투자율은 좋으며 부식성이 낮은 서스(SUS)재질로 형성하고, 상기 제2비자성체는, 브레이징에 의하여 용융이 용이하며, 상기 가이드관(400)과 상기 밸브본체(100) 및 상기 가이드관(400)과 상기 니들하우징(330) 사이의 미세한 틈 사이로 용융된 상기 제2비자성체가 잘 스며들 수 있는 동(Cu) 또는 동합금 재질로 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 본 실시예에 따른 압축기용 제어밸브(600)는, 가변 용량형 압축기용 제어밸브(600)에 적용될 수 있으며, 상기 가변 용량형 압축기용 제어밸브(600)는, 가변 용량형 압축기의 크랭크실에 배치된 사판(미도시)에 결합되어 왕복 운동하는 복수 개의 피스톤(미도시)들을 이용하여, 흡입실로부터 흡입된 냉매를 가압한 후, 토출실로 토출한다. 여기서, 상기한 압축기의 구조는, 등록특허번호 제529716호, 제515285호, 제572123호 등과 같이 다양하게 선택될 수 있다.

도 2를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 압축기용 제어밸브(600)의 제어방법을 살펴보기로 하며, 이때 후술되는 구성 중 상기한 압축기용 제어밸브(600)와 중복되는 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 압축기용 제어밸브(600)의 제어방법은, 작동부(300)를 조립하는 단계(S10)와, 가이드관(400)을 조립하는 단계(S20)와, 비자성체층을 형성하는 단계(S40)를 포함한다.

상기 작동부(300)를 조립하는 단계(S10)는, 자성체인 플런저(320)에 니들(310)의 타단부를 축방향으로 관통삽입하고, 상기 니들(310)의 일단부를 니들하우징(330)에 끼워 상기 작동부(300)를 조립하는 단계이다.

상기 가이드관(400)을 조립하는 단계(S20)는, 원통관 형상의 상기 가이드관(400) 내주면으로 상기 니들(310)에 결합된 상기 플런저(320)와 상기 니들하우징(330) 각각을 삽입하여 조립하는 단계이다.

한편, 본 실시예에서는, 상기 작동부(300)와 상기 가이드관(400)을 조립하는 데 있어서, 구조상 먼저 상기 니들(310)에 상기 플런저(320)를 서로 조립하고, 그런 다음 상기 플런저(320)의 외주면으로 상기 가이드관(400)의 타단부를 끼운 다음, 상기 가이드관(400)의 일단부로 상기 니들하우징(330)이 조립되는 구조로 되어 있지만, 이는 니들하우징(330)의 형상차이에 기인한 것으로서, 상기한 작동부(300)를 조립하는 단계와, 상기 가이드관(400)을 조립하는 단계로도 조립할 수 있음은 물론이다.

이후, 본 실시예는 서로 조립된 상기 작동부(300)와 상기 가이드관(400)을 상기 밸브본체(100)에 형성된 삽입홀(101)에 슬라이딩 이동이 가능하도록 삽입하여 조립하는 단계를 거친다(S30).

그런 다음, 본 실시예는 상기 가이드관(400)과 상기 밸브본체(100) 및 상기 가이드관(400)과 상기 니들하우징(330)을 고정하기 위하여, 상기 비자성체층을 형성하는 단계를 거친다(S40).

상기 비자성체층을 형성하는 단계(S40)는, 상기 가이드관(400)과 상기 밸브본체(100) 틈 사이 및 상기 가이드관(400)과 상기 니들하우징(330) 틈 사이로 상기 제2비자성체를 브레이징을 실시하여, 상기 가이드관(400)과 상기 밸브본체(100) 틈 사이 및 상기 가이드관(400)과 상기 니들하우징(330) 틈 사이로 녹아 스며들게 하여 형성한다.

이때 본 실시예는 상기 제2비자성체를 링형상의 제2비자성체링(501)을 형성하여 상기 가이드관(400)의 일단부와 상기 니들하우징(330)의 외주측면 및 상기 밸브본체(100)와 상기 가이드관(400)의 외주측면에 각각 끼운 상태에서 브레이징을 실시하고 있다. 이 때문에, 본 실시예는 상기 비자성체층 형성을 용이하게 할 수 있다.

나아가, 본 실시예는, 상기 제2비자성체링(501)이 상기 가이드관(400)의 일단부와 상기 니들하우징(330)의 외주측면 및 상기 밸브본체(100)와 상기 가이드관(400)의 외주측면 사이에 용이하게 끼워지고 끼워진 후 그 위치가 고정될 수 있도록, 상기 니들하우징(330)과 대면하는 상기 가이드관(400)의 일단부와, 상기 니들하우징(330)과 대면하는 상기 밸브본체(100)의 일단부에 삽입홈(410;도 3참조)을 형성하고 있다. 한편, 본 실시예에서 상기 삽입홈(410)은 상기 가이드관(400)의 일단부와, 상기 밸브본체(100)의 일단부에 각각 형성하였지만, 상기 제2비자성체가 끼워질 수 있는 구조라면 어느 구성이든 형성가능하다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100... 밸브본체 101... 삽입홀
200... 구동부 300... 작동부
310... 니들 320... 플런저
330... 니들하우징 340... 추기밸브부
350... 급기밸브부 400... 가이드관
510... 제1비자성체층 520... 제2비자성체층
600... 제어밸브

Claims

내부에 원통형상의 삽입홀이 형성되고 자성체로 이루어진 밸브본체;
상기 밸브본체 내부에 구비되는 구동부;
상기 삽입홀에 축방향으로 배치되는 니들과, 상기 니들의 외주면을 감싸고 상기 삽입홀에 삽입되며 상기 구동부에 의하여 왕복 이동하며 자성체로 이루어진 플런저를 포함하는 작동부;
상기 밸브본체와 상기 작동부 사이에 위치하고 원통관 형상으로 내주면으로 상기 플런저가 왕복 이동 가능하게 삽입되고, 제1비자성체로 이루어진 가이드관; 및
상기 밸브본체와 상기 가이드관 사이에 형성되어, 상기 밸브본체와 상기 가이드관을 고정하고, 상기 제1비자성체 보다 투자율이 낮은 제2비자성체로 이루어진 제1비자성체층을 포함하는 압축기용 제어밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 압축기용 제어밸브는, 상기 삽입홀에 삽입되고 상기 니들의 일단부 외주면을 감싸면서 결합되어 있는 니들하우징을 더 구비하고,
상기 가이드관은, 일단부가 상기 니들하우징까지 연장되어 상기 니들하우징의 외주면을 감싸며,
상기 니들하우징과 상기 가이드관 사이에는 상기 제2비자성체로 이루어진 제2비자성체층을 형성하여 상기 니들하우징과 상기 가이드관을 고정하는 압축기용 제어밸브.
청구항 2에 있어서,
상기 제1비자성체층과 상기 제2비자성체층은,
상기 제2비자성체가 브레이징을 통하여 상기 밸브본체와 상기 가이드관 사이 및 상기 니들하우징과 상기 가이드관 사이 틈으로 녹아 스며들게 하여 형성되는 압축기용 제어밸브.
청구항 3에 있어서,
상기 가이드관은 서스재질이고,
상기 제2비자성체는 동재질로 형성된 압축기용 제어밸브.
자성체인 밸브본체와, 상기 밸브본체 내부에 구비되는 구동부와, 상기 밸브본체에 구비되어 상기 구동부에 의하여 왕복 이동하는 작동부를 포함하는 압축기 제어밸브의 제조방법에 있어서,
자성체인 플런저에 니들의 일단부를 축방향으로 관통삽입하고, 상기 니들의 타단부를 니들하우징에 끼워 상기 작동부를 조립하는 단계;
상기 플런저와 상기 니들하우징 각각의 외주면 일부분을 원통관 형상이며 제1비자성체로 이루어진 가이드관의 내주면으로 끼워 상기 작동부와 상기 가이드관을 조립하는 단계;
서로 조립된 상기 작동부와 상기 가이드관을 상기 밸브본체에 형성된 삽입홀에 슬라이딩 이동이 가능하도록 삽입하여 조립하는 단계; 및
상기 가이드관과 상기 밸브본체 및 상기 가이드관과 상기 니들하우징을 고정하기 위하여, 상기 가이드관과 상기 밸브본체 틈 사이 및 상기 가이드관과 상기 니들하우징 틈 사이로 상기 제1비자성체 보다 투자율이 낮은 제2비자성체로 이루어진 비자성체층을 형성하는 단계를 포함하는 압축기용 제어밸브의 제조방법.
청구항 5에 있어서,
상기 비자성체를 형성하는 단계는,
상기 제2비자성체를 브레이징을 통하여 상기 가이드관과 상기 밸브본체 틈 사이 및 상기 가이드관과 상기 니들하우징 틈 사이로 녹아 스며들게 하여 형성하는 압축기용 제어밸브의 제조방법.
청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
상기 제2비자성체는,
링형상으로 형성되어, 상기 가이드관의 일단부와 상기 니들하우징의 외주측면 및 상기 밸브본체와 상기 가이드관의 외주측면에 끼워져 브레이징 되는 압축기용 제어밸브의 제조방법.
청구항 7에 있어서,
상기 니들하우징과 대면하는 상기 가이드관의 일단부와, 상기 니들하우징과 대면하는 상기 밸브본체의 일단부에 상기 링형상의 상기 제2비자성체가 끼워지도록 삽입홈을 형성하는 압축기 제어밸브의 제조방법.