KR101909496B1 - 체크밸브 겸용 전자팽창밸브, 냉난방 시스템, 및 히트펌프 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 체크밸브 겸용 전자팽창밸브, 냉난방 시스템 및 히트펌프 시스템에 관한 것이다. 하측 둘레에 형성되고 유체가 출입하는 제1 포트 및 제1 포트보다 상측 둘레에 형성되고 유체가 출입하는 제2 포트를 구비하는 본체 하우징; 본체 하우징 내의 상측 공간에 설치되며 승강 작동하는 승강로드를 구비하는 작동로드 어셈블리; 본체 하우징 내의 하측 공간에 설치되어, 승강로드의 상승 시 오리피스홀을 차단하고, 승강로드의 하강 시 오리피스홀을 개방하며 제1 포트와 제2 포트 사이의 유로를 형성시켜 팽창밸브의 기능을 수행하는 오리피스 어셈블리; 및 오리피스 어셈블리의 둘레와 본체 하우징 내측 사이의 환형 이격공간에 설치되되, 제1 포트를 통해 유입되는 유체의 환형 이격공간을 통한 흐름을 차단하고 제2 포트를 통해 유입되는 유체의 환형 이격공간을 통한 흐름을 허용하며 체크밸브 기능을 수행하는 체크밸브 전환유닛을 포함하고, 체크밸브 기능의 수행은 승강로드의 상승에 따른 오리피스홀의 차단 시 이루어지는 것을 특징으로 하는 체크밸브 겸용 전자팽창밸브가 제안된다. 또한, 그를 포함하는 냉난방 시스템 및 히트펌프 시스템가 제안된다.
Description
본 발명은 체크밸브 겸용 전자팽창밸브, 냉난방 시스템, 및 히트펌프 시스템에 관한 것이다. 구체적으로는 유체의 유입방향에 따라 전자팽창밸브의 기능과 체크밸브의 기능을 각각 수행할 수 있는 체크밸브 겸용 전자팽창밸브, 그를 이용한 냉난방 시스템 및 히트펌프 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 밸브는 유체의 흐름을 차단하거나 유체를 흐르게 하는데 사용된다. 팽창밸브는 고압의 유체를 저압으로 감압해주는 밸브로, 일반적으로 고효율 열펌프, 에어콘 등의 냉/난방 공조기 및 냉동냉장 유닛 등에서 고온고압의 냉매를 저온저압으로 방출시키는데 사용된다.
팽창밸브 중 전자식 팽창밸브는 통상 스텝모터를 구동하여 오리피스(Orifice)의 개방정도를 조절함으로써 냉매 토출량 또는 경우에 따라서는 밸브실로 유입되는 유입량을 조절할 수 있다. 전자 팽창밸브는 내장된 스텝모터의 회전에 의해 니들 또는 로드가 승강되어 오리피스의 냉매 유/출입구를 개폐한다. 스텝 모터에서는 회전자가 코일에 의해 구동되어 순방향 및 역방향으로 회전하고, 회전움직임이 샤프트 로드 또는 니들의 상하 움직임으로 변환된다. 샤프트 로드에 연결된 니들은 상하로 이동하여 전자 팽창밸브의 오리피스의 개방 정도를 조절하여 밸브 내의 냉매의 유량을 제어한다.
이때, 통상의 전자식 팽창밸브는 오리피스 구조를 가지고 있으므로, 일방향으로의 냉매의 흐름만을 유지시키고, 양방향 밸브의 기능을 수행하기 어렵다.
따라서, 순방향 흐름 시 팽창밸브의 기능을 수행하고 역방향 흐름 시 체크밸브의 기능을 수행하기 위해서는 통상적으로 2개의 관로를 형성하고 각 관로에 팽창밸브와 체크밸브를 구비하여 2개의 관로를 선택적으로 동작하도록 제어하는 방식을 택하였다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 유체의 유입방향에 따라 전자팽창밸브의 기능과 체크밸브의 기능을 각각 수행할 수 있는 체크밸브 겸용 전자팽창밸브를 제안하고자 한다.
전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 하나의 모습에 따라, 하측 둘레에 형성되고 유체가 출입하는 제1 포트 및 제1 포트보다 상측 둘레에 형성되고 유체가 출입하는 제2 포트를 구비하는 본체 하우징; 본체 하우징 내의 상측 공간에 설치되며 승강 작동하는 승강로드를 구비하는 작동로드 어셈블리; 본체 하우징 내의 하측 공간에 설치되어, 승강로드의 상승 시 오리피스홀을 차단하고, 승강로드의 하강 시 오리피스홀을 개방하며 제1 포트와 제2 포트 사이의 유로를 형성시켜 팽창밸브의 기능을 수행하는 오리피스 어셈블리; 및 오리피스 어셈블리의 둘레와 본체 하우징 내측 사이의 환형 이격공간에 설치되되, 제1 포트를 통해 유입되는 유체의 환형 이격공간을 통한 흐름을 차단하고 제2 포트를 통해 유입되는 유체의 환형 이격공간을 통한 흐름을 허용하며 체크밸브 기능을 수행하는 체크밸브 전환유닛을 포함하고, 체크밸브 기능의 수행은 승강로드의 상승에 따른 오리피스홀의 차단 시 이루어지는 것을 특징으로 하는 체크밸브 겸용 전자팽창밸브가 제안된다.
이때, 하나의 예에서, 체크밸브 전환유닛은: 제1 포트 및 제2 포트 사이의 환형 이격공간에 설치되며 환형상을 따라 상하부를 관통하는 적어도 하나 이상의 체크밸브홀이 형성된 환형밸브시트; 환형밸브시트의 하측에서 오리피스 어셈블리의 둘레에 설치된 체크밸브 스프링; 및 오리피스 어셈블리의 둘레에서 체크밸브 스프링에 의해 일단이 지지되며 상부 및 하부의 압력 차에 따라 체크밸브홀의 차단 및 개방을 수행하는 기밀유지부를 포함할 수 있다.
또한, 이때, 또 하나의 예에서, 환형밸브시트는 오리피스 어셈블리의 둘레와 대면하는 내측면을 따라 형성된 환형 내측홈 및 본체 하우징의 내측과 대면하는 외측면을 따라 형성된 환형 외측홈을 구비한다. 또한, 환형밸브시트는 내측면에 의해 형성되는 어셈블리 삽입홀을 구비한다. 체크밸브 전환유닛은 환형 내측홈에 삽입되어 오리피스 어셈블리와 기밀을 유지하는 내측 밀폐링 및 환형 외측홈에 삽입되어 본체 하우징과 기밀을 유지하는 외측 밀폐링을 더 포함할 수 있다.
게다가, 이때, 또 하나의 예에서, 기밀유지부는 오리피스 어셈블리가 관통하는 센터홀, 수평방향 외측으로 돌출 연장되어 체크밸브 스프링의 타단에 의해 지지되는 환형 날개부 및 환형 날개부의 상면에 형성되어 체크밸브홀의 하부 차단 시 기밀을 유지시키는 기밀시트를 포함할 수 있다.
또한 하나의 예에서, 오리피스 어셈블리는: 둘레에 적어도 하나 이상의 하우징 관통홀이 형성되고 상부에 오리피스홀이 구비된 오리피스 하우징; 오리피스 하우징 내에 설치된 오리피스 스프링; 및 오리피스 하우징 내에 설치되어 오리피스 스프링에 의해 탄성 지지되며 승강로드의 하강에 의한 가압력과 오리피스 스프링의 탄성력에 의해 하강 및 상승하여 오리피스홀을 개방 및 차단하는 오리피스 조절자를 포함하고, 오리피스 어셈블리는 본체 하우징 내의 하측 공간에 교체가능하게 삽입 설치된다.
또한, 오리피스 하우징은 기밀유지부의 센터홀 및 환형밸브시트의 어셈블리 삽입홀을 관통하며 삽입되고 내측 밀폐링에 의해 환형밸브시트와의 기밀이 유지되고, 하우징 관통홀은 제1 포트 측과 오리피스 하우징 내를 연통시킬 수 있다.
또한, 작동로드 어셈블리는 승강로드를 관통시키는 가이드홀에 의해 무회전 승강을 안내하고, 승강로드의 하강 시 승강로드의 상단 둘레에 수평방향으로 돌출된 머리부가 가이드홀의 상단 주위면 상에 걸리며 최대 하강 범위가 제한될 수 있다.
또한, 체크밸브 스프링의 일단은 본체 하우징의 하단 커버부 상에 지지되고, 환형밸브시트는 내측면 상측에서 내측면보다 큰 내경을 갖도록 수직 돌출되고 오리피스 어셈블리의 외측면과 함께 오리피스 어셈블리 둘레에 환형홈을 형성시키는 수직돌부를 더 구비할 수 있다.
또한 하나의 예에서, 오리피스 어셈블리는: 둘레에 적어도 하나 이상의 하우징 관통홀이 형성되고 상부에 오리피스홀이 구비된 오리피스 하우징; 오리피스 하우징 내에 설치된 오리피스 스프링; 및 오리피스 하우징 내에 설치되어 오리피스 스프링에 의해 탄성 지지되며 승강로드의 하강에 의한 가압력과 오리피스 스프링의 탄성력에 의해 하강 및 상승하여 오리피스홀을 개방 및 차단하는 오리피스 조절자를 포함하고, 오리피스 어셈블리는 본체 하우징 내의 하측 공간에 교체가능하게 삽입 설치된다.
또한, 오리피스 하우징은 기밀유지부의 센터홀 및 환형밸브시트의 어셈블리 삽입홀을 관통하며 삽입되고 내측 밀폐링에 의해 환형밸브시트와의 기밀이 유지되고, 하우징 관통홀은 제1 포트 측과 오리피스 하우징 내를 연통시킬 수 있다.
또한, 작동로드 어셈블리는 승강로드를 관통시키는 가이드홀에 의해 무회전 승강을 안내하고, 승강로드의 하강 시 승강로드의 상단 둘레에 수평방향으로 돌출된 머리부가 가이드홀의 상단 주위면 상에 걸리며 최대 하강 범위가 제한될 수 있다.
또한, 체크밸브 스프링의 일단은 본체 하우징의 하단 커버부 상에 지지되고, 환형밸브시트는 내측면 상측에서 내측면보다 큰 내경을 갖도록 수직 돌출되고 오리피스 어셈블리의 외측면과 함께 오리피스 어셈블리 둘레에 환형홈을 형성시키는 수직돌부를 더 구비할 수 있다.
또한, 이때, 또 하나의 예에 따르면, 작동로드 어셈블리는 상단부에 승강로드를 관통시켜 무회전 승강을 안내하는 가이드홀을 구비하고 하단부가 환형홈에 삽입 설치되며 둘레에 적어도 하나 이상의 유로홀이 형성된 가이드 하우징을 더 구비하고, 승강로드의 하강 시 승강로드의 상단 둘레에 수평방향으로 돌출된 머리부가 가이드홀의 상단 주위면 상에 걸리며 최대 하강 범위가 제한된다.
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또 하나의 예에서, 오리피스 어셈블리는 오리피스 스프링의 하단을 지지하며 오리피스 하우징의 하단을 막는 어셈블리 캡을 더 포함하고, 오리피스 조절자는 오리피스 스프링의 상단에 탄성 지지되는 지지부, 지지부의 상측에 원뿔기둥 형상으로 이루어져 상승 시 오리피스홀의 하측을 막는 테이퍼부 및 테이퍼부의 상측에서 돌출되어 오리피스홀을 관통하는 상향 첨단부로 이루어지고, 상향 첨단부의 상면에 승강로드의 첨단이 안착되는 수용홈을 구비할 수 있다.
또한, 하나의 예에서, 작동로드 어셈블리는: 승강로드의 승강 동력을 제공하는 모터; 및 둘레에 수 나사산이 형성되고 모터의 회전에 따라 회전하며 승강로드를 승강시키는 샤프트 로드를 더 포함하고, 승강로드는 상부측으로 개방되어 암 나사산 형성된 샤프트 삽입홈을 구비하고, 수평절단면이 비원형 구조로써 샤프트 삽입홈에 삽입된 샤프트 로드의 회전에 따라 무회전 승강한다.
이때, 또 하나의 예에서, 승강로드의 상부는 상단 둘레에 수평방향으로 돌출되게 형성되고, 승강로드의 하단은 하향으로 돌출 형성된 하향 첨단부를 구비하고, 작동로드 어셈블리는, 모터, 샤프트 로드 및 적어도 승강로드의 상부를 수용하는 어셈블리 하우징과, 모터에 연결되며 모터의 회전을 받아 감속시켜 하측에 연결된 샤프트 로드로 감속회전을 전달하는 감속기를 더 포함하고, 어셈블리 하우징은 내측에 샤프트 로드가 관통하는 샤프트홀을 형성하도록 단턱이 형성되고, 단턱 상측 공간에 감속기를 수용하고 단턱 하측 공간에 승강로드의 상부를 수용하며 승강로드의 상승범위를 제한하고, 하향 첨단부는 승강로드의 하강에 따라 오리피스홀을 관통 돌출된 상단을 누르며 오리피스홀을 개방시킨다.
다음으로, 전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 하나의 모습에 따라, 배관 상에 전자팽창밸브를 구비한 냉난방 시스템에 있어서, 전자팽창밸브는 전술한 발명의 모습의 실시예들 중 어느 하나에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브인 것을 특징으로 하는 냉난방 시스템이 제안된다.
게다가, 전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 또 다른 하나의 모습에 따라, 배관 상에 전자팽창밸브를 구비한 히트펌프 시스템에 있어서, 전자팽창밸브는 전술한 발명의 모습의 실시예들 중 어느 하나에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브인 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템이 제안된다.
본 발명의 하나의 실시예에 따라, 유체의 유입방향에 따라 전자팽창밸브의 기능과 체크밸브의 기능을 각각 수행할 수 있다.
이에 따라, 유체의 흐름방향에 따라 팽창밸브의 기능과 체크밸브의 기능을 수행하기 위해 종래와 같이 2개의 관로를 형성시키지 않고서도 본 발명의 하나의 예에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브를 사용함으로써 배관 구성을 간단히 할 수 있다. 또한, 그에 따라, 시스템의 설치비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 명세서에서 직접적으로 언급되지 않은 효과라도, 본 발명의 다양한 실시 예 및 변형 예들에 포함되는 구성 내지 다양한 구성들의 특징으로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자의 이해 범위 내에서 다양한 특징적 효과가 도출될 수 있음은 자명하다.
도 1a는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브에서 전자팽창밸브의 기능을 수행하는 상태의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1a는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브에서 체크밸브의 기능을 수행하는 상태의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2a는 도 1a에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브에서 전자팽창밸브의 기능을 수행하는 상태의 1/4 부분 절개 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2b는 도 1b에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브에서 체크밸브의 기능을 수행하는 상태의 1/4 부분 절개 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 하나의 예에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브의 일부 부품들의 분해 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1a는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브에서 체크밸브의 기능을 수행하는 상태의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2a는 도 1a에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브에서 전자팽창밸브의 기능을 수행하는 상태의 1/4 부분 절개 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2b는 도 1b에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브에서 체크밸브의 기능을 수행하는 상태의 1/4 부분 절개 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 하나의 예에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브의 일부 부품들의 분해 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다. 본 설명에 있어서, 동일부호는 동일한 구성을 의미하고, 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 이해를 도모하기 위하여 부차적인 설명은 생략될 수도 있다.
본 명세서에서 하나의 구성요소가 다른 구성요소와의 관계에서 연결 내지 결합 등의 결합관계, 또는 전송 내지 이송 등의 전달관계 등을 형성하는 경우 '직접'이라는 한정이 없는 이상, '직접적인' 결합관계 내지 전달관계 등의 형태뿐만 아니라 그들 사이에 또 다른 구성요소가 관계됨으로써 매개체에 의한 결합관계 내지 경유되는 전달관계 등의 형태로도 존재할 수 있다. 또한, '상에', '위에', '하부에', '아래에' 등의 '접촉'의 의미를 내포할 수 있는 용어들이 포함된 경우도 마찬가지이다. 게다가, 방향을 나타내는 용어들은 기준이 되는 요소에 대한 상대적 개념으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 비록 단수로 표현된 구성일지라도, 발명의 개념에 반하거나 모순되게 해석되지 않는 이상 복수의 구성들 전체를 대표하는 개념으로 사용될 수 있다는 점에 유의하여야 한다.
게다가, 본 명세서에서 '포함하다', '포함하여 이루어진다' 등의 단어 및 그들로부터 파생된 용어의 기재는 본래의 요소 내지 요소들에 하나 또는 그 이상의 다른 구성요소의 부가, 조합 내지 결합의 가능성을 배제하지 않으며, 나아가, '구비하다', '구성되다' 등의 의미를 갖는 단어 및 그들로부터 파생된 용어의 기재도 본래의 요소 내지 요소들에 하나 또는 그 이상의 다른 구성요소의 부가, 조합 내지 결합에 의하여 본래의 요소 내지 요소들이 자신의 특징, 기능 및/또는 성질이 상실되지 않는 경우라면 그러한 하나 또는 그 이상의 다른 구성요소의 부가 내지 결합 가능성이 배제되지 않아야 한다.
본 명세서에서 참조되는 도면들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 예시로써, 모양, 크기, 두께 등은 기술적 특징의 효과적인 설명을 위해 과장되게 표현된 것일 수 있다.
본 발명의 하나의 모습에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브를 도면을 참조하여 구체적으로 살펴본다. 이때, 참조되는 도면에 기재되지 않은 도면부호는 동일한 구성을 나타내는 다른 도면에서의 도면부호일 수 있다. 이때, 각 도면에 개시된 구성들은 실시예의 변형에 따라 일부 생략되거나 변형되어 실시될 수 있음에 유의해야 한다.
도 1a는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브에서 전자팽창밸브의 기능을 수행하는 상태의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 1a는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브에서 체크밸브의 기능을 수행하는 상태의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2a는 도 1a에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브에서 전자팽창밸브의 기능을 수행하는 상태의 1/4 부분 절개 단면을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2b는 도 1b에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브에서 체크밸브의 기능을 수행하는 상태의 1/4 부분 절개 단면을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 하나의 예에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브의 일부 부품들의 분해 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1a, 1b, 2a 및/또는 2b를 참조하면, 하나의 예에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브는 본체 하우징(10), 작동로드 어셈블리(30), 오리피스 어셈블리(50) 및 체크밸브 전환유닛(70)을 포함하고 있다. 이때, 본체 하우징(10)은 하측 둘레에 제1 포트(10a) 및 제1 포트(10a)보다 상측 둘레에 제2 포트(10b)를 구비한다. 작동로드 어셈블리(30)는 본체 하우징(10) 내의 상측 공간에 설치되며 승강 작동하는 승강로드(35)를 구비한다. 오리피스 어셈블리(50)는 본체 하우징(10) 내의 하측 공간에 설치되어 승강로드(35)의 상승 시 오리피스홀(51a)을 차단하고 승강로드(35)의 하강 시 오리피스홀(51a)을 개방하며 팽창밸브의 기능을 수행한다. 그리고 체크밸브 전환유닛(70)은 오리피스 어셈블리(50)의 둘레와 본체 하우징(10) 내측 사이의 환형 이격공간에 설치된다. 이때, 체크밸브 전환유닛(70)은 제1 포트(10a)를 통해 유입되는 유체의 환형 이격공간을 통한 흐름을 차단하고 제2 포트(10b)를 통해 유입되는 유체의 환형 이격공간을 통한 흐름을 허용하며 체크밸브 기능을 수행한다. 한편, 체크밸브 기능의 수행은 승강로드(35)의 상승에 따른 오리피스홀(51a)의 차단 시 이루어진다.
이제, 본 발명의 하나의 예에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브의 각 구성들을 구체적으로 살펴볼 것이다. 이하에서는, 하나의 예에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브의 기본 구성인 본체 하우징(10), 작동로드 어셈블리(30), 오리피스 어셈블리(50) 및 체크밸브 전환유닛(70)을 순차로 살펴본다.
본체
하우징
(10)
도 1a, 1b, 2a 및/또는 2b를 참조하면, 본체 하우징(10)은 하측 둘레에 형성된 제1 포트(10a) 및 제1 포트(10a)보다 상측 둘레에 형성된 제2 포트(10b)를 구비한다. 제1 포트(10a) 및 제2 포트(10b) 각각은 유체가 출입한다. 즉, 유체는 제1 포트(10a)에서 제2 포트(10b) 사이의 경로를 통해 흐르거나, 제2 포트(10b)에서 제1 포트(10a) 사이의 경로를 통해 흐를 수 있다. 이때, 유체가 제1 포트(10a)에서 제2 포트(10b) 사이의 경로를 통해 흐르는 경우 본 발명에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브에 의해 전자팽창밸브의 기능이 수행될 수 있고, 유체가 제2 포트(10b)에서 제1 포트(10a) 사이의 경로를 통해 흐르는 경우 본 발명에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브에 의해 체크밸브의 기능이 수행될 수 있다.
예컨대, 제1 포트(10a)와 제2 포트(10b)는 서로 다른 방향에서 형성될 수 있고, 또는 동일 또는 유사방향에서 형성될 수도 있다. 제2 포트(10b)의 위치는 제1 포트(10a) 보다 높다. 이때, 제1 포트(10a)와 제2 포트(10b)의 위치 사이에 후술되는 체크밸브 전환유닛(70)의 환형밸브시트(71)가 설치될 수 있다.
한편, 본체 하우징(10) 내의 상측 공간에는 작동로드 어셈블리(30)가 설치되고, 하측 공간에는 오리피스 어셈블리(50)가 설치된다. 예컨대, 작동로드 어셈블리(30)의 설치 위치는 제2 포트(10b)의 위치보다 높거나 또는 작동로드 어셈블리(30)에 형성된 예컨대 유로홀(36b)이 제2 포트(10b)의 위치에 대응하도록 설치될 수 있다. 또한, 예컨대, 오리피스 어셈블리(50)는 교체 가능하게 본체 하우징(10)의 하단에서 체결 내지 결합되므로, 오리피스 어셈블리(50)의 하우징 관통홀(51b)이 제1 포트(10a)의 위치에 대응하도록 제1 포트(10a)의 위치가 결정될 수 있다.
예컨대, 본체 하우징(10)의 하부는 오리피스 어셈블리(50)를 삽입 설치함으로써 밀폐시킬 수 있다. 즉, 교체 가능한 오리피스 어셈블리(50)를 본체 하우징(10)의 하단에서 삽입 설치할 수 있다. 이때, 본체 하우징(10)은 하단 체결부(13)를 구비하여, 하우징 몸체(11)의 하부에 하단 체결부(13)를 밀폐 체결하고, 오리피스 어셈블리(50)의 삽입 설치에 의해 하단 체결부(13)가 밀폐될 수 있다. 이때, 오리피스 어셈블리(50), 예컨대 오리피스 어셈블리(50)의 어셈블리 캡(57)이 본체 하우징(10)의 하단 체결부(13)와 나사결합되며 본체 하우징(10)의 하단에 밀폐되게 결합될 수 있다. 예컨대, 본체 하우징(10)의 하단 체결부(13)는 하우징 몸체(11)의 하단부에 적어도 부분적으로 삽입되어 설치되며, 하우징 몸체(11)의 하단에 예컨대 로브레이징(Furnace Brazing) 등과 같은 용접 또는 기타 방식으로 고정되어 밀폐되고, 내부면 나사산에 의해 예컨대 오리피스 어셈블리(50)의 어셈블리 캡(57)과 나사결합될 수 있다. 한편, 오리피스 어셈블리(50)의 어셈블리 캡(57)과 본체 하우징(10)의 하단 체결부(13)와의 밀폐를 위해 예컨대 오링 등과 같은 밀폐수단을 구비하여 기밀을 유지할 수 있다.
예컨대, 하나의 예에서, 본체 하우징(10)은 하우징 캡(15)을 구비하고, 하우징 몸체(11)의 상단에 하우징 캡(15)이 결합될 수 있다. 예컨대, 하나의 파이프를 가공하여 형성되는 하우징 몸체(11)의 상단 둘레에 나사산을 형성시켜 하우징 캡(15)의 내측면 나사산과 체결되도록 할 수 있다. 또는, 하우징 몸체(11)의 상단 둘레에 예컨대 로브레이징 등의 용접으로 결합부위(15a)를 고정 및 밀폐시키고 결합부위(15a) 상에 하우징 캡(15)이 나사결합할 수 있다. 이때, 결합부위(15a)와 하우징 캡(15) 사이의 밀폐를 위해 오링 등과 같은 밀폐수단을 구비하여 기밀을 유지할 수 있다.
예컨대, 이때, 본체 하우징(10)의 하우징 캡(15)은 하우징 몸체(11)의 상단뿐만 아니라 본체 하우징(10)으로부터 돌출되는 어셈블리 하우징(34)의 돌출부위도 함께 나사 체결하며, 하우징 몸체(11), 어셈블리 하우징(34) 및 하우징 캡(15) 간에 일체로 고정되게 결합될 수 있다. 이에 따라, 하우징 캡(15)의 결합 해제를 통해 작동로드 어셈블리(30)의 교체가 가능할 수 있고, 하우징 캡(15)의 결합 전 작동로드 어셈블리(30)를 하우징 몸체(11) 내로 삽입 설치한 후 하우징 캡(15)을 예컨대 나사결합 체결함으로써 작동로드 어셈블리(30)를 본체 하우징(10)에 고정되게 결합시킬 수 있다.
예컨대, 또한, 하우징 캡(15)은 절곡되어 본체 하우징(10)의 상단 또는/및 작동로드 어셈블리(30)의 상단을 커버하며, 상부 중앙부에 모터(31)에 외부 전원을 공급하는 커넥터가 설치될 수 있도록 재절곡되어 커넥팅부가 형성될 수 있다. 이때, 하우징 캡(15)의 커넥터부 내에 모터(31)에 외부 전원을 공급하는 커넥터가 설치된 일체로 하우징 캡(15)이 구성될 수도 있다.
한편, 도 1a, 1b, 2a 및/또는 2b를 참조하면, 본체 하우징(10)의 제1 포트(10a)와 제2 포트(10b)에는 배관이 연결되거나 또는 배관 연결을 위한 배관커넥터(110)가 형성될 수 있다. 배관커넥터(110)는 본체 하우징(10)의 둘레에 예컨대 용접 등으로 고정될 수 있고, 배관 커넥터(20)의 타측에 배관을 연결시킴으로써 배관 상에 체크밸브 겸용 전자팽창밸브가 설치될 수 있다. 이때, 배관 커넥터(20)는 본체 하우징(10)과 별도 구성이거나 또는 본체 하우징(10)의 일부일 수 있다.
또한, 본체 하우징(10)은 동, 철 등의 금속 재질로 이루어지거나 또는 스테인레스, 동이나 철 합금 등의 합금 재질로 이루어질 수 있다.
예컨대, 본체 하우징(10)의 하우징 몸체(11)는 하나의 파이프로 형성될 수 있고, 이때, 하우징 몸체(11)의 상단과 하단이 동일 직경이거나 또는 인발 가공으로 직경을 달리할 수도 있다. 예컨대, 하나의 파이프로 형성된 하우징 몸체(11) 상에 제1 포트(10a)와 제2 포트(10b)를 형성시킬 수 있다.
작동로드
어셈블리(30)
다음으로, 도 1a, 1b, 2a 및/또는 2b를 참조하여 살펴보면, 작동로드 어셈블리(30)는 본체 하우징(10) 내의 상측 공간에 설치되며 승강 작동하는 승강로드(35)를 구비하고 있다. 승강로드(35)의 상승 시 후술되는 오리피스 어셈블리(50)의 오리피스홀(51a)이 차단되고, 승강로드(35)의 하강 시 오리피스홀(51a)이 개방된다. 승강로드(35)의 하강에 따른 오리피스홀(51a)의 개방에 따라 제1 포트(10a)로부터 오리피스홀(51a)을 거쳐 제2 포트(10b)으로의 유료가 형성될 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브는 전자팽창밸브로서 동작하게 된다.
한편, 승강로드(35)가 상승 상태에 있는 경우 오리피스 어셈블리(50)의 오리피스홀(51a)은 차단되고, 이때, 제2 포트(10b) 측의 유체의 압력이 제1 포트(10a) 측보다 높으면 제2 포트(10b)로부터 오리피스홀(51a)을 우회하여 제1 포트(10a)로 흐르는 유로가 형성될 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브는 체크밸브로서 동작하게 된다.
예컨대, 작동로드 어셈블리(50)는 승강로드(35)를 관통시키는 가이드홀(36a)에 의해 무회전 승강을 안내하고, 승강로드(35)의 하강 시 승강로드(35)의 상단 둘레에 수평방향으로 돌출된 머리부가 가이드홀(36a)의 상단 주위면 상에 걸리며 최대 하강 범위가 제한될 수 있다.
예컨대, 작동로드 어셈블리(50)는 승강로드(35)를 관통시키는 가이드홀(36a)에 의해 무회전 승강을 안내하고, 승강로드(35)의 하강 시 승강로드(35)의 상단 둘레에 수평방향으로 돌출된 머리부가 가이드홀(36a)의 상단 주위면 상에 걸리며 최대 하강 범위가 제한될 수 있다.
예컨대, 승강로드(35)의 승강 동력은 후술되는 모터(31)에서 제공되고, 하나의 예에서, 승강로드(35)는 무회전 승강하며 오리피스홀(51a)을 차단 및 개방시킬 수 있다. 예컨대, 승강로드(35)의 하단은 하강 시 오리피스홀(51a)을 관통 돌출된 오리피스 조절자(55)의 상단을 누르며 오리피스홀(51a)을 개방시킬 수 있다.
예컨대, 도 3을 참조하면, 승강로드(35)는 상단 둘레에 수평방향으로 돌출되게 형성된 머리부(35c)와, 하향으로 돌출 형성된 하향 첨단부(35b)를 구비할 수 있다. 또한, 승강로드(35)의 수평 절단면상 비원형 구조로 형성될 수 있다.
예컨대, 하나의 예에서, 작동로드 어셈블리(30)는 승강로드(35) 외에 모터(31) 및 샤프트 로드(33)를 더 포함할 수 있다. 이때, 모터(31)는 승강로드(35)의 승강 동력을 제공한다. 승강로드(35)는 모터(31)의 회전에 따라 승강하며 유로의 차단과 개방을 도모할 수 있다. 예컨대, 승강로드(35)의 승강은 모터(31)의 정/역회전에 따라 이루어질 수 있다. 예컨대, 모터(31)의 정회전 시 승강로드(35)는 하강하고 모터(31)의 역회전 시 승강로드(35)는 상승하거나 또는 이와 반대로 동작할 수 있다. 이때, 모터(31)의 회전이 직선운동으로 변환되어 승강로드(35)를 승강시킬 수 있고, 예컨대, 승강로드(35)는 무회전 승강될 수 있다. 예컨대, 승강로드(35)는 샤프트 로드(33)와 결합되어, 모터(31)의 회전에 따른 샤프트 로드(33)의 회전운동이 승강로드(35)의 상하운동으로 전환될 수 있다. 예컨대, 모터(31)는 스텝핑 모터일 수 있다.
샤프트 로드(33)는 모터(31)의 회전에 따라 회전한다. 이때, 샤프트 로드(33)의 회전에 따라 승강로드(35)가 승강될 수 있다. 샤프트 로드(33)는 모터(31)의 회전에 따라 회전하며 승강로드(35)를 승강시킨다. 이때, 샤프트 로드(33)와 승강로드(35)의 조합으로 회전운동이 직선운동으로 변환된다. 예컨대, 샤프트 로드(33)의 둘레에 수 나사산이 형성되어 승강로드(35)와 나사결합 관계를 형성하며, 샤프트 로드(33)의 회전운동이 승강로드(35)의 승강(상하이동)으로 전환될 수 있다. 이때, 승강로드(35)는 내부면에 암 나사산이 구비되고 상부측 개방된 샤프트 삽입홈(35a)을 구비하고, 샤프트 삽입홈(35a)에 삽입된 샤프트 로드(33)의 회전에 따라 승강로드(35)가 무회전 승강할 수 있다. 이때, 승강로드(35)의 수평절단면이 비원형 구조로 형성됨으로써 무회전 승강할 수 있다. 예컨대, 수평절단면이 비원형 구조로 형성된 승강로드(35)가 가이드 하우징(36)의 가이드홀(36a)에 의해 안내되며 무회전 승강할 수 있다.
또한, 도 1a, 1b, 2a, 2b 및/또는 3을 참조하면, 하나의 예에 따르면, 작동로드 어셈블리(30)는 가이드 하우징(36)을 더 구비할 수 있다. 이때, 가이드 하우징(36)는 상단부에 가이드홀(36a)을 구비하고 둘레에 적어도 하나 이상의 유로홀(36b)을 구비한다. 가이드 하우징(36)의 가이드홀(36a)은 승강로드(35)를 관통시키며 승강로드(35)의 무회전 승강을 안내할 수 있다. 즉, 가이드홀(36a)은 승강로드(35)의 단면형상에 상응하는 수평 절단면상 비원형 구조로 형성되어 승강로드(35)의 회전을 차단하며 승강만을 안내할 수 있다. 이에 따라, 승강로드(35)는 가이드홀(36a)을 따라 무회전 승강할 수 있다.
한편, 전자팽창밸브 동작 시 오리피스홀(51a)을 통과한 유체가 가이드 하우징(36)의 둘레에 형성된 적어도 하나 이상의 유로홀(36b)을 통해 제2 포트(10b) 측으로 흐르거나, 또는 체크밸브 동작 시 제2 포트(10b)로부터 유입되는 유체가 유로홀(36b)을 통해 오리피스 어셈블리(50)의 상부 주위로 퍼져 흐르고 후술되는 체크밸브 전환유닛(70)의 체크밸브홀(71a)을 거쳐 제1 포트(10a) 측으로 흐를 수 있다.
가이드 하우징(36)은 또한 하단부가 후술되는 체크밸브 전환유닛(70)의 환형밸브시트(71)와 오리피스 어셈블리(50) 외주면에 의해 형성되는 환형홈에 삽입 설치될 수 있다. 또한, 이때, 승강로드(35)의 하강 시 승강로드(35)의 상단 둘레에 수평방향으로 돌출된 머리부(35c)가 가이드홀(36a)의 상단 주위면 상에 걸리며 최대 하강 범위가 제한될 수 있다. 예컨대, 가이드 하우징(36)은 후술되는 어셈블리 하우징(34)의 하단부에 삽입 결합되며 어셈블리 하우징(34)와 함께 승강로드(35)의 작동 제한 공간을 형성할 수 있다. 예컨대, 가이드 하우징(36)에 의한 승강로드(35)의 최대 하강 범위 제한은 승강로드(35)의 오버 하강으로 승강로드(35)의 하향 첨단부(35b)가 오리피스홀(51a)의 개방을 넘어서서 차단시키는 결과를 생기는 것을 방지하는 것이다.
또한, 하나의 예에서, 작동로드 어셈블리(30)는 어셈블리 하우징(34)과 감속기(32)를 더 포함할 수 있다. 어셈블리 하우징(34)은 모터(31), 샤프트 로드(33) 및 적어도 승강로드(35)의 상부를 수용할 수 있다. 감속기(32)는 모터(31)에 연결되며 모터(31)의 회전을 받아 감속시켜 하측에 연결된 샤프트 로드(33)로 감속회전을 전달한다. 이때, 도 1a, 1b, 2a, 2b 및/또는 3을 참조하면, 어셈블리 하우징(34)에 적어도 수용되는 승강로드(35)의 상부는 상단 둘레에 수평방향으로 돌출되게 형성된 머리부(35c)일 수 있다. 예컨대, 어셈블리 하우징(34)은 내측에 샤프트 로드(33)가 관통하는 샤프트홀(34a)을 형성하도록 단턱(34b)이 형성되고, 단턱 상측 공간에 감속기(32)를 수용하고 단턱 하측 공간(34c)에 승강로드(35)의 상부, 즉 머리부(35c)를 수용하며 승강로드(35)의 상승범위를 제한할 수 있다. 예컨대, 어셈블리 하우징(34)의 하단부에 가이드 하우징(36)이 나사 결합되며 어셈블리 하우징(34)의 하단 공간(34c)과 가이드 하우징(36)의 상단면에 의해 승강로드(35)의 상부, 즉 머리부(35c)가 승강 동작하는 제한 공간을 형성할 수 있다. 이때, 샤프트홀(34a)을 통해 샤프트 로드(33)의 상단이 감속기(32)에 연결되고, 샤프트홀(34a)을 통해 하부로 돌출된 샤프트 로드(33) 첨단부위는 승강로드(35) 상부측에서 개방된 샤프트 삽입홈(35a)에 삽입될 수 있다.
또한, 도 1a, 1b, 2a, 2b 및/또는 3을 참조하면, 승강로드(35)의 하단은 하향으로 돌출 형성된 하향 첨단부(35b)를 구비할 수 있다. 이때, 하향 첨단부(35b)는 승강로드(35)의 하강에 따라 오리피스홀(51a)을 관통 돌출된 상단, 예컨대 상향 첨단부(55a)을 누르며 오리피스홀(51a)을 개방시킨다.
예컨대, 어셈블리 하우징(34)은 본체 하우징(10) 내측에 밀폐되게 장착될 수 있다. 어셈블리 하우징(34)은 예컨대 로브레이징으로 본체 하우징(10) 내측에 고정될 수 있다. 이때, 어셈블리 하우징(34)의 하단은 가이드 하우징(36)과 나사 결합되며 승강로드(35)의 승강 동작 제한 공간(34c)을 형성할 수 있고, 어셈블리 하우징(34)의 상단은 하우징 캡(15)과 나사 결합되며 본체 하우징(10) 내측에 밀폐되게 장착될 수 있다. 예컨대, 어셈블리 하우징(34)의 하단은 내측면에 암나사산이 형성되고 가이드 하우징(36)의 상단부는 외측면에 수나사산이 형성되어 나사 결합할 수 있다.
예컨대, 어셈블리 하우징(34)은 단차를 이루며 하측으로 갈수록 좁아지게 형성될 수 있다. 이때, 최상단의 외경은 본체 하우징(10)의 내경과 매치되도록 하고, 예컨대 모터(31) 삽입구간, 감속기(32) 삽입구간 및 승강로드(35)의 머리부(35c) 승강 동작구간에 따라 점차 외경이 작아지게 형성될 수 있다.
오리피스
어셈블리(50)
다음으로, 도 1a, 1b, 2a 및/또는 2b를 참조하여 오리피스 어셈블리(50)를 살펴본다. 오리피스 어셈블리(50)는 본체 하우징(10) 내의 하측 공간에 설치된다. 오리피스 어셈블리(50)는 승강로드(35)의 상승 시 오리피스홀(51a)을 차단하고, 승강로드(35)의 하강 시 오리피스홀(51a)을 개방하며 제1 포트(10a)와 제2 포트(10b) 사이의 유로를 형성시켜 팽창밸브의 기능을 수행한다. 이때, 오리피스 어셈블리(50)는 본체 하우징(10) 내의 하측 공간에 교체가능하게 삽입 설치될 수 있다. 예컨대, 오리피스 어셈블리(50)는 본체 하우징(10)의 하측으로부터 삽입 및 교체가 가능하게 본체 하우징(10)의 하부와 나사 체결될 수 있다.
예컨대, 하나의 예에서, 오리피스 어셈블리(50)는 오리피스 하우징(51), 오리피스 스프링(53) 및 오리피스 조절자(55)를 포함하고 있다. 이때, 오리피스 어셈블리(50)는 본체 하우징(10) 내의 하측 공간에 교체가능하게 삽입 설치될 수 있다. 또한, 하나의 예에서, 오리피스 어셈블리(50)는 어셈블리 캡(57)을 더 포함할 수 있다.
오리피스 하우징(51)은 둘레에 형성된 적어도 하나 이상의 하우징 관통홀(51b) 및 상부에 형성된 오리피스홀(51a)을 구비한다. 이때, 하우징 관통홀(51b) 및 오리피스홀(51a)은 제1 포트(10a)와 제2 포트(10b) 사이의 유로를 형성할 수 있다. 이때, 제1 포트(10a)로부터 하우징 관통홀(51b) 및 오리피스홀(51a)을 거쳐 제2 포트(10b)로 이어지는 유로는 본 발명에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브의 전자팽창밸브 기능 시 형성되는 유로이다. 본 발명에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브의 체크밸브 기능 시 오리피스홀(51a)은 차단 상태가 된다.
예컨대, 오리피스 하우징(51)은 후술되는 기밀유지부(75)의 센터홀(75a) 및 환형밸브시트(71)의 어셈블리 삽입홀(71d)을 관통하며 삽입되고 내측 밀폐링(72a)에 의해 환형밸브시트(71)와의 기밀이 유지되고, 하우징 관통홀(51b)은 제1 포트(10a) 측과 오리피스 하우징(51) 내부를 연통시킬 수 있다.
예컨대, 오리피스 하우징(51)은 후술되는 기밀유지부(75)의 센터홀(75a) 및 환형밸브시트(71)의 어셈블리 삽입홀(71d)을 관통하며 삽입되고 내측 밀폐링(72a)에 의해 환형밸브시트(71)와의 기밀이 유지되고, 하우징 관통홀(51b)은 제1 포트(10a) 측과 오리피스 하우징(51) 내부를 연통시킬 수 있다.
예컨대, 하우징 관통홀(51b)의 위치는 본체 하우징(10)의 제1 포트(10a)와 실질적으로 동일한 높이 범위에 배치될 수 있다. 하우징 관통홀(51b)은 형상은 원형에 한정될 필요가 없고 다양한 형상이 가능하다.
또한, 오리피스 하우징(51)의 내부에 오리피스 스프링(53)과 오리피스 조절자(55)가 구비한다. 예컨대, 오리피스 하우징(51) 후단은 후술되는 어셈블리 캡(57)에 의해 막힌다.
오리피스 스프링(53)은 오리피스 하우징(51) 내에 설치된다. 오리피스 스프링(53)은 오리피스 하우징(51) 내에서 오리피스 조절자(55)를 탄성적으로 지지한다. 예컨대, 오리피스 스프링(53)의 일단은 후술되는 어셈블리 캡(57)에 지지되고 타단은 오리피스 조절자(55)를 지지한다.
오리피스 조절자(55)는 오리피스 하우징(51) 내에 설치되어 오리피스 스프링(53)에 의해 탄성 지지된다. 오리피스 조절자(55)는 승강로드(35)의 하강에 의한 가압력과 오리피스 스프링(53)의 탄성력에 의해 하강 및 상승하여 오리피스홀(51a)을 개방 및 차단한다. 예컨대, 오리피스 조절자(55)는 승강로드(35)의 하강 시 하향 후퇴하여 오리피스홀(51a)을 개방하고 승강로드(35)의 상승 시 오리피스 스프링(53)에 의한 탄성력으로 상승하여 오리피스홀(51a)을 차단한다.
예컨대, 오리피스 조절자(55)에 의한 오리피스홀(51a)의 차단은 모터(31)의 역회전 또는 정회전에 의한 승강로드(35)의 상승에 따라 오리피스 스프링(53) 탄성력에 의해 오리피스 조절자(55)가 상승하여 차단하거나, 또는 모터(31)의 구동 오프 시 샤프트 로드(33)가 공회전하며 오리피스 스프링(53)의 탄성력에 의한 오리피스 조절자(55)의 상승에 따라 승강로드(35)가 밀려 올라갈 수도 있다.
하나의 예에서, 오리피스 조절자(55)는 지지부(55c), 테이퍼부(55b) 및 상향 첨단부(55a)로 이루어질 수 있다. 예컨대, 이때, 지지부(55c), 테이퍼부(55b) 및 상향 첨단부(55a)가 일체로 이루어질 수 있다. 지지부(55c)는 오리피스 스프링(53)의 상단에 탄성 지지된다. 테이퍼부(55b)는 지지부(55c)의 상측에 원뿔기둥 형상으로 이루어져 상승 시 오리피스홀(51a)의 하측을 막는다. 그리고 상향 첨단부(55a)는 테이퍼부(55b)의 상측에서 돌출되어 오리피스홀(51a)을 관통한다. 예컨대, 상향 첨단부(55a)의 상면에 승강로드(35)의 첨단이 안착되는 수용홈이 구비될 수 있다.
또한, 이때, 오리피스 조절자(55)의 상향 첨단부(55a)는 승강로드(35)의 하강 시 승강로드(35)의 하향 첨단부(35b)에 의해 밀리며 하강하고, 그에 따라 상향 첨단부(55a)와 일체로 형성된 테이퍼부(55b)가 하강하며 테이퍼부(55b)에 의해 막고 있던 오리피스홀(51a)의 하측이 개방된다. 예컨대, 승강로드(35)의 하강과 오리피스 스프링(53) 탄성력에 의한 오리피스 조절자(55)의 하강 및 승강 시 오리피스홀(51a)을 개방 및 차단하게 되는데, 작동로드 어셈블리(30)의 모터(31)의 제어에 따라 회전속도 혹은 정/역회전 속도가 제어되며 오리피스 조절자(55)의 하강/승강 속도가 제어될 수 있다. 또는, 스텝모터 등을 이용하여 단계적으로 오리피스 조절자(55)의 하강 및 승강이 이루어질 수 있다. 또한 하나의 예에서, 스텝조절에 따라 오리피스 조절자(55)의 하강 및 승강 높이를 단계적으로 조절함에 따라 유체의 양을 조절할 수도 있다.
다음으로, 어셈블리 캡(57)을 살펴본다. 하나의 예에서, 오리피스 어셈블리(50)는 어셈블리 캡(57)을 더 포함할 수 있다. 어셈블리 캡(57)은 오리피스 스프링(53)의 하단을 지지하며 오리피스 하우징(51)의 하단을 막는다. 예컨대, 어셈블리 캡(57)은 오리피스 하우징(51)의 내측으로 삽입 체결되며 오리피스 하우징(51)의 하단을 막을 수 있다. 이때, 어셈블리 캡(57)이 본체 하우징(10)의 하부와 나사결합하며 밀폐 결합할 수 있다. 이에 따라, 오리피스 어셈블리(50)는 본체 하우징(10)의 하측으로부터 삽입 및 교체가 가능해진다.
또한, 어셈블리 캡(57)은 오리피스 하우징(51)의 하단뿐만 아니라 본체 하우징(10)과 결합될 수 있다. 어셈블리 캡(57)은 본체 하우징(10)의 하부와 나사결합되며 결합해제에 따라 오리피스 어셈블리(50)가 본체 하우징(10)으로부터 분리될 수 있다. 예컨대, 오리피스 어셈블리(50)는 본체 하우징(10)의 하측, 즉 하단 체결부(13)를 통해 본체 하우징(10)에 결합되고 하단 체결부(13)로부터 분리될 수 있다. 예컨대, 어셈블리 캡(57)은 상단부(57a), 상단부(57a)의 하측에 형성된 본체 결합부(57b) 및 하우징 밀폐부(57c)를 구비할 수 있다. 이때, 상단부(57a)는 오리피스 스프링(53)의 하단을 지지하며 오리피스 하우징(51)의 하단을 막고, 본체 결합부(57b)는 상단부(57a)의 하측에서 확장된 둘레에 나사산이 형성되어 본체 하우징(10)의 하부와 나사결합하고, 하우징 밀폐부(57c)는 본체 하우징(10)의 하부와의 밀착부위를 밀폐시킬 수 있다. 예컨대, 어셈블리 캡(57)의 본체 결합부(57b)는 하우징 몸체(11)의 하단부에 결합된 하단 체결부(13)의 내측과 나사결합할 수 있고, 하단 체결부(13)의 하단면과 밀착되는 하우징 밀폐부(57c)는 예컨대 오링 등과 같은 밀폐수단을 구비하여 기밀을 유지할 수 있다. 또한, 어셈블리 캡(57)의 하단부, 즉 하우징 밀폐부(57c)의 하단부는 오리피스 어셈블리(50)의 본체 하우징(10)의 하부, 예컨대 하단 체결부(13)와 나사체결 및 결합해제를 도모하기 위한 볼트머리 구조일 수 있다.
체크밸브 전환유닛(70)
다음으로, 도 1a, 1b, 2a 및/또는 2b를 참조하여 체크밸브 전환유닛(70)을 살펴본다. 체크밸브 전환유닛(70)은 오리피스 어셈블리(50)의 둘레와 본체 하우징(10) 내측 사이의 환형 이격공간에 설치된다. 체크밸브 전환유닛(70)은 제1 포트(10a)를 통해 유입되는 유체의 환형 이격공간을 통한 흐름을 차단하고 제2 포트(10b)를 통해 유입되는 유체의 환형 이격공간을 통한 흐름을 허용하며 체크밸브 기능을 수행한다. 이때, 체크밸브 기능의 수행은 승강로드(35)의 상승에 따른 오리피스홀(51a)의 차단 시 이루어진다.
예컨대, 하나의 예에서, 체크밸브 전환유닛(70)은 환형밸브시트(71), 체크밸브 스프링(73) 및 기밀유지부(75)를 포함할 수 있다. 또한, 하나의 예에서, 체크밸브 전환유닛(70)은 내측 밀폐링(72a) 및 외측 밀폐링(72b)을 더 포함할 수 있다. 각 구성들을 구체적으로 살펴본다.
도 1a, 1b, 2a, 2b 및/또는 3을 참조하면, 환형밸브시트(71)는 제1 포트(10a) 및 제2 포트(10b) 사이의 환형 이격공간에 설치된다. 환형밸브시트(71)에는 환형상을 따라 상하부를 관통하는 적어도 하나 이상의 체크밸브홀(71a)이 형성되어 있다. 예컨대, 체크밸브홀(71a)은 환형상을 따라 형성된 환형 호형상 구조일 수 있고, 이에 한정되지 않는다. 예컨대 도 3을 참조하면, 체크밸브홀(71a)은 후술되는 수직돌부(71e)의 둘레를 따라 환형 호형상으로 형성될 수 있다.
또한, 하나의 예에서, 환형밸브시트(71)는 환형 내측홈(71b) 및/또는 환형 외측홈(71c)을 더 구비할 수 있다. 환형 내측홈(71b)은 오리피스 어셈블리(50)의 둘레와 대면하는 내측면을 따라 형성된다. 환형 외측홈(71c)은 본체 하우징(10)의 내측과 대면하는 외측면을 따라 형성된다. 이때, 내측 밀폐링(72a)은 환형 내측홈(71b)에 삽입되어 오리피스 어셈블리(50)와 기밀을 유지하고, 외측 밀폐링(72b)은 환형 외측홈(71c)에 삽입되어 본체 하우징(10)과 기밀을 유지할 수 있다.
환형밸브시트(71)는 후술되는 기밀유지부(75)와 조합으로 제1 포트(10a)를 통해 유입되는 유체의 환형 이격공간을 통한 흐름을 차단하고 제2 포트(10b)를 통해 유입되는 유체의 환형 이격공간을 통한 흐름을 허용한다.
예컨대, 하나의 예에서, 환형밸브시트(71)는 어셈블리 삽입홀(71d) 및 수직돌부(71e)를 더 구비할 수 있다. 어셈블리 삽입홀(71d)은 내측면에 의해 형성되고, 수직돌부(71e)는 내측면 상측에서 내측면보다 큰 내경을 갖도록 수직 돌출되고 오리피스 어셈블리(50)의 외측면과 함께 오리피스 어셈블리(50) 둘레에 환형홈을 형성시킨다.
이때, 수직돌부(71e)와 오리피스 어셈블리(50)의 외측면에 의해 오리피스 어셈블리(50) 둘레에 형성된 환형홈에 가이드 하우징(36)의 하단이 삽입 설치될 수 있다. 환형홈에 하단부가 삽입 설치된 가이드 하우징(36)는 상단부에 승강로드(35)를 관통시켜 무회전 승강을 안내하는 가이드홀(36a)을 구비한다. 이때, 승강로드(35)의 하강 시 승강로드(35)의 상단 둘레에 수평방향으로 돌출된 머리부(35c)가 가이드홀(36a)의 상단 주위면 상에 걸리며 최대 하강 범위가 제한될 수 있다.
한편, 체크밸브 스프링(73)은 환형밸브시트(71)의 하측에서 오리피스 어셈블리(50)의 둘레에 설치된다. 예컨대, 체크밸브 스프링(73)의 일단은 본체 하우징(10)의 하단 커버부 상에, 예컨대, 하단 체결부(13) 상에, 어셈블리 캡(57) 상에, 또는 하단 체결부(13)와 어셈블리 캡(57) 상에 지지될 수 있다.
기밀유지부(75)는 오리피스 어셈블리(50)의 둘레에서 체크밸브 스프링(73)에 의해 일단이 지지된다. 또한, 기밀유지부(75)는 기밀유지부(75)를 기준으로 상부 및 하부의 압력 차에 따라 체크밸브홀(71a)의 차단 및 개방을 수행한다. 이때, 상부 및 하부의 압력 차는 기밀유지부(75) 하측에서 가해지는 체크밸브 스프링(73)의 탄성력에 의한 압력이 함께 고려된 차이이다.
예컨대, 하나의 예에서, 기밀유지부(75)는 센터홀(75a), 환형 날개부(75b) 및 기밀시트(75c)를 포함하여 이루어진다. 이때, 오리피스 어셈블리(50)는 센터홀(75a)을 관통한다. 환형 날개부(75b)는 수평방향 외측으로 돌출 연장되어 체크밸브 스프링(73)의 타단에 의해 지지된다. 기밀시트(75c)는 환형 날개부(75b)의 상면에 형성되어 체크밸브홀(71a)의 하부 차단 시 기밀을 유지시킨다.
다음으로, 전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 하나의 모습에 따른 냉난방 시스템을 살펴본다. 본 발명의 하나의 예에 따른 냉난방 시스템은 배관 상에 전자팽창밸브를 구비하고 있다. 이때, 전자 팽창밸브는 전술한 발명의 하나의 모습에 따른 실시예들 중 어느 하나에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브일 수 있다. 체크밸브 겸용 전자팽창밸브의 구체적인 설명은 전술된 설명들에 의해 대체된다. 전술한 발명의 모습의 실시예들에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브는 제어에 따라 전자팽창밸브의 본 기능뿐만 아니라 체크밸브 기능을 수행할 수 있으므로, 냉난방 시스템에서 배관 구성을 간단히 할 수 있고, 그에 따른 비용을 절감할 수 있다. 배선관로 상에서 전자팽창밸브 기능을 수행하는 관로와 체크밸브 기능을 수행하는 관로를 병행시켜 제어에 따라 어느 하나의 관로로 유체가 흐르도록 하는 배관 구성은 당해 기술분야에서 이미 자명하게 널리 알려져 있으므로, 본 발명에 따라 종래에 이미 널리 알려진 병행 관로 구성을 하나의 관로로 줄이고 그 관로 상에 본 발명에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브를 구비토록 함으로써 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브를 구비토록 하여 2개의 관로를 하나의 관로로 줄일 수 있는 배관 구성에 대해서는 구체적인 설명을 생략하도록 한다.
게다가, 전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 또 다른 하나의 모습에 따른 히트펌프 시스템를 살펴본다. 본 발명의 하나의 예에 따른 히트펌프 시스템는 배관 상에 전자팽창밸브를 구비하고 있다. 이때, 전자팽창밸브는 전술한 발명의 하나의 모습에 따른 실시예들 중 어느 하나에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브일 수 있다. 체크밸브 겸용 전자팽창밸브의 구체적인 설명은 전술된 설명들에 의해 대체된다. 전술한 바와 같이, 종래에 히트펌프 시스템에서 전자팽창밸브의 관로와 체크밸브의 관로가 병행으로 구성된 병행 관로는 이미 자명하게 널리 알려진 배관 구성이고, 본 발명에서는 종래의 2개의 병행하는 관로를 하나로 하되 본 발명의 예에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브를 구비토록 하여 제어에 따라 전자팽창밸브 기능 및 체크밸브 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브를 구비토록 하여 2개의 관로를 하나의 관로로 줄일 수 있는 배관 구성에 대해서는 구체적인 설명을 생략하도록 한다.
이상에서, 전술한 실시 예들 및 첨부된 도면들은 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니라 본 발명에 대한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것이다. 이때, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 전술한 구성요소들의 다양한 조합에 따라 다양한 변형 예들이 자명하게 구현될 수 있다. 즉, 본 발명의 다양한 실시 예는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 전술한 구성요소들의 다양한 조합에 따라 다양한 변형된 형태로도 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 기재된 발명에 따라 해석되어야 하며 전술된 실시 예들뿐만 아니라 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변경, 대안, 균등 실시 예들을 포함하고 있다.
10: 본체 하우징 10a: 제1 포트
10b: 제2 포트 13: 하단 체결부
15: 하우징 캡 30: 작동로드 어셈블리
31: 모터 32: 감속기
33: 샤프트 로드 34: 어셈브리 하우징
35: 승강로드 35a: 샤프트 삽입홈
35b: 하향 첨단부 35c: 머리부
36: 가이드 하우징 36a: 가이드홀
36b: 유로홀 50: 오리피스 어셈블리
51: 오리피스 하우징 51a: 오리피스홀
51b: 하우징 관통홀 53: 오리피스 스프링
55: 오리피스 조절자 55a: 상향 첨단부
57: 어셈블리 캡 70: 체크밸브 전환유닛
71: 환형밸브시트 71a: 체크밸브홀
72a: 내측 밀폐링 72b: 외측 밀폐링
73: 체크밸브 스프링 75: 기밀유지부
10b: 제2 포트 13: 하단 체결부
15: 하우징 캡 30: 작동로드 어셈블리
31: 모터 32: 감속기
33: 샤프트 로드 34: 어셈브리 하우징
35: 승강로드 35a: 샤프트 삽입홈
35b: 하향 첨단부 35c: 머리부
36: 가이드 하우징 36a: 가이드홀
36b: 유로홀 50: 오리피스 어셈블리
51: 오리피스 하우징 51a: 오리피스홀
51b: 하우징 관통홀 53: 오리피스 스프링
55: 오리피스 조절자 55a: 상향 첨단부
57: 어셈블리 캡 70: 체크밸브 전환유닛
71: 환형밸브시트 71a: 체크밸브홀
72a: 내측 밀폐링 72b: 외측 밀폐링
73: 체크밸브 스프링 75: 기밀유지부
Claims (11)
- 하측 둘레에 형성되고 유체가 출입하는 제1 포트 및 상기 제1 포트보다 상측 둘레에 형성되고 상기 유체가 출입하는 제2 포트를 구비하는 본체 하우징;
상기 본체 하우징 내의 상측 공간에 설치되며 승강 작동하는 승강로드를 구비하는 작동로드 어셈블리;
상기 본체 하우징 내의 하측 공간에 설치되어, 상기 승강로드의 상승 시 오리피스홀을 차단하고, 상기 승강로드의 하강 시 상기 오리피스홀을 개방하며 상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이의 유로를 형성시켜 팽창밸브의 기능을 수행하는 오리피스 어셈블리; 및
상기 오리피스 어셈블리의 둘레와 상기 본체 하우징 내측 사이의 환형 이격공간에 설치되되, 상기 제1 포트를 통해 유입되는 상기 유체의 상기 환형 이격공간을 통한 흐름을 차단하고 상기 제2 포트를 통해 유입되는 상기 유체의 상기 환형 이격공간을 통한 흐름을 허용하며 체크밸브 기능을 수행하는 체크밸브 전환유닛을 포함하고,
상기 체크밸브 기능의 수행은 상기 승강로드의 상승에 따른 상기 오리피스홀의 차단 시 이루어지고,
상기 체크밸브 전환유닛은: 상기 제1 포트 및 상기 제2 포트 사이의 상기 환형 이격공간에 설치되며 환형상을 따라 상하부를 관통하는 적어도 하나 이상의 체크밸브홀이 형성된 환형밸브시트; 상기 환형밸브시트의 하측에서 상기 오리피스 어셈블리의 둘레에 설치된 체크밸브 스프링; 및 상기 오리피스 어셈블리의 둘레에서 상기 체크밸브 스프링에 의해 일단이 지지되며 상부 및 하부의 압력 차에 따라 상기 체크밸브홀의 차단 및 개방을 수행하는 기밀유지부를 포함하고,
상기 환형밸브시트는 상기 오리피스 어셈블리의 둘레와 대면하는 내측면에 의해 형성되는 어셈블리 삽입홀, 상기 내측면을 따라 형성된 환형 내측홈 및 상기 본체 하우징의 내측과 대면하는 외측면을 따라 형성된 환형 외측홈을 구비하고,
상기 체크밸브 전환유닛은 상기 환형 내측홈에 삽입되어 상기 오리피스 어셈블리와 기밀을 유지하는 내측 밀폐링 및 상기 환형 외측홈에 삽입되어 상기 본체 하우징과 기밀을 유지하는 외측 밀폐링을 더 포함하고,
상기 기밀유지부는 상기 오리피스 어셈블리가 관통하는 센터홀, 수평방향 외측으로 돌출 연장되어 상기 체크밸브 스프링의 타단에 의해 지지되는 환형 날개부 및 상기 환형 날개부의 상면에 형성되어 상기 체크밸브홀의 하부 차단 시 기밀을 유지시키는 기밀시트를 포함하고,
상기 오리피스 어셈블리는: 둘레에 적어도 하나 이상의 하우징 관통홀이 형성되고 상부에 상기 오리피스홀이 구비된 오리피스 하우징; 상기 오리피스 하우징 내에 설치된 오리피스 스프링; 및 상기 오리피스 하우징 내에 설치되어 상기 오리피스 스프링에 의해 탄성 지지되며 상기 승강로드의 하강에 의한 가압력과 상기 오리피스 스프링의 탄성력에 의해 하강 및 상승하여 상기 오리피스홀을 개방 및 차단하는 오리피스 조절자를 포함하고,
상기 오리피스 어셈블리는 상기 본체 하우징 내의 하측 공간에 교체가능하게 삽입 설치되고,
상기 오리피스 하우징은 상기 기밀유지부의 상기 센터홀 및 상기 환형밸브시트의 상기 어셈블리 삽입홀을 관통하며 삽입되고 상기 내측 밀폐링에 의해 상기 환형밸브시트와의 기밀이 유지되고,
상기 하우징 관통홀은 상기 제1 포트 측과 상기 오리피스 하우징 내를 연통시키는 것을 특징으로 하는 체크밸브 겸용 전자팽창밸브.
- 청구항 1에서,
상기 작동로드 어셈블리는 상기 승강로드를 관통시키는 가이드홀에 의해 상기 승강로드의 무회전 승강을 안내하고,
상기 승강로드의 하강 시 상기 승강로드의 상단 둘레에 수평방향으로 돌출된 머리부가 상기 가이드홀의 상단 주위면 상에 걸리며 최대 하강 범위가 제한되는 것을 특징으로 하는 체크밸브 겸용 전자팽창밸브.
- 청구항 1에서,
상기 체크밸브 스프링의 일단은 상기 본체 하우징의 하단 커버부 상에 지지되고,
상기 환형밸브시트는 수직돌부를 더 구비하고, 상기 수직돌부는 상기 내측면 상측에서 상기 내측면보다 큰 내경을 갖도록 수직 돌출되고 상기 오리피스 어셈블리의 외측면과 함께 상기 오리피스 어셈블리 둘레에 환형홈을 형성시키는 것을 특징으로 하는 체크밸브 겸용 전자팽창밸브.
- 청구항 3에서,
상기 작동로드 어셈블리는 가이드 하우징을 구비하고, 상기 가이드 하우징은 상단부에 상기 승강로드를 관통시켜 무회전 승강을 안내하는 가이드홀을 구비하고 하단부가 상기 환형홈에 삽입 설치되고 둘레에 적어도 하나 이상의 유로홀이 형성되고,
상기 승강로드의 하강 시 상기 승강로드의 상단 둘레에 수평방향으로 돌출된 머리부가 상기 가이드홀의 상단 주위면 상에 걸리며 최대 하강 범위가 제한되는 것을 특징으로 하는 체크밸브 겸용 전자팽창밸브.
- 청구항 1에서,
상기 오리피스 어셈블리는 상기 오리피스 스프링의 하단을 지지하며 상기 오리피스 하우징의 하단을 막는 어셈블리 캡을 더 포함하고,
상기 오리피스 조절자는 상기 오리피스 스프링의 상단에 탄성 지지되는 지지부, 상기 지지부의 상측에 원뿔기둥 형상으로 이루어져 상승 시 상기 오리피스홀의 하측을 막는 테이퍼부 및 상기 테이퍼부의 상측에서 돌출되어 상기 오리피스홀을 관통하는 상향 첨단부로 이루어지고,
상기 상향 첨단부의 상면에 상기 승강로드의 첨단이 안착되는 수용홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 체크밸브 겸용 전자팽창밸브.
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1 내지 5 중 어느 하나에서,
상기 작동로드 어셈블리는:
상기 승강로드의 승강 동력을 제공하는 모터; 및
둘레에 수 나사산이 형성되고 상기 모터의 회전에 따라 회전하며 상기 승강로드를 승강시키는 샤프트 로드를 더 포함하고,
상기 승강로드는 상부측으로 개방되어 암 나사산 형성된 샤프트 삽입홈을 구비하고, 수평절단면이 비원형 구조로써 상기 샤프트 삽입홈에 삽입된 상기 샤프트 로드의 회전에 따라 무회전 승강하는 것을 특징으로 하는 체크밸브 겸용 전자팽창밸브.
- 청구항 8에서,
상기 승강로드의 상부는 상단 둘레에 수평방향으로 돌출되게 형성되고, 상기 승강로드의 하단은 하향으로 돌출 형성된 하향 첨단부를 구비하고,
상기 작동로드 어셈블리는, 상기 모터, 상기 샤프트 로드 및 적어도 상기 승강로드의 상부를 수용하는 어셈블리 하우징과, 상기 모터에 연결되며 상기 모터의 회전을 받아 감속시켜 하측에 연결된 상기 샤프트 로드로 감속회전을 전달하는 감속기를 더 포함하고,
상기 어셈블리 하우징은 내측에 상기 샤프트 로드가 관통하는 샤프트홀을 형성하도록 단턱이 형성되고, 단턱 상측 공간에 상기 감속기를 수용하고 단턱 하측 공간에 상기 승강로드의 상부를 수용하며 상기 승강로드의 상승범위를 제한하고,
상기 하향 첨단부는 상기 승강로드의 하강에 따라 상기 오리피스홀을 관통 돌출된 상단을 누르며 상기 오리피스홀을 개방시키는 것을 특징으로 하는 체크밸브 겸용 전자팽창밸브.
- 배관 상에 전자팽창밸브를 구비한 냉난방 시스템에 있어서,
상기 전자팽창밸브는 청구항 1 내지 5 중 어느 하나에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브인 것을 특징으로 하는 냉난방 시스템.
- 배관 상에 전자팽창밸브를 구비한 히트펌프 시스템에 있어서,
상기 전자팽창밸브는 청구항 1 내지 5 중 어느 하나에 따른 체크밸브 겸용 전자팽창밸브인 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
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| KR1020160057021A KR101909496B1 (ko) | 2016-05-10 | 2016-05-10 | 체크밸브 겸용 전자팽창밸브, 냉난방 시스템, 및 히트펌프 시스템 |
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