KR200235313Y1 - 냉매 유동방향 절환용 밸브 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전력소모 및 오작동을 최소화함은 물론 냉매의 유동방향을 신뢰성 있게 절환할 수 있도록 개선된 냉매 유동방향 절환용 밸브에 관한 것으로, 하단부에는 냉매 분기관과 연결되는 입력포트를 갖는 고정철심이 내장되고, 상단부에는 출력포트를 갖는 헤드부가 형성된 원통상의 밸브몸체와; 상기 밸브몸체의 외주연에 삽입고정되어 통전상태에 따라 여자 혹은 비여자되는 솔레노이드와; 상기 솔레노이드와 연동되어 상기 밸브몸체 내에서 그 길이방향으로 이동가능하도록 설치되고 상기 출력포트와 연통가능한 냉매유로를 갖는 가동자와; 상기 밸브몸체의 헤드부에 결합되고 상기 출력포트와 연통되는 냉매관이 배관된 연결관을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 냉매 유동방향 절환용 밸브를 제공한다.

이러한 본 고안은 더욱 우수한 밀폐력을 가지면서 오작동의 염려가 없고 전력소모도 최소화시키는 효과가 있다.

Description

냉매 유동방향 절환용 밸브{VALVE FOR CONVERTING DIRECTION OF FLOWING COOLANT}

본 고안은 전력소모 및 오작동을 최소화함은 물론 냉매의 유동방향을 신뢰성 있게 절환할 수 있도록 개선된 냉매 유동방향 절환용 밸브에 관한 것이다.

통상 냉장고 등의 냉동싸이클에서 2개 이상의 증발기가 1개의 압축기와 조합하여 냉동싸이클을 이루는 경우에 각 증발기의 냉매 흐름을 선택적으로 단속하기 위하여 솔레노이드밸브를 2개 이상 사용한다.

즉, 솔레노이드밸브를 증발기의 갯수만큼 병렬로 연결하여 증발기로 냉매를 관류시키고자 할 때에 각 증발기에 대응되는 솔레노이드밸브를 개방시켜 냉매를 관류시키도록 하고, 반대로 냉매의 흐름을 중지시키고자 할 경우에는 해당 솔레노이드밸브를 폐쇄시켜 냉매의 관류를 중지시키게 된다.

이와 같이 냉매 흐름을 절환시키기 위한 밸브는 통상 도 1과 같은 형상과 구조를 이루고 있는 바, 예컨대 솔레노이드밸브의 밸브몸체(9)는 입력포트(17), 출력포트(12) 및 냉매통로(10)로 구성되고 상기 밸브몸체(9)에는 하우징(1) 내측에 제어기가 연결된 솔레노이드코일(2), 고정철심(4), 코일스프링(5), 플런저(6) 및 플런저가이드(7) 등이 구성되어 코일스프링(5)에 의해 플런저(6)가 축방향으로 밀리어 플런저의 하단에 고정된 패킹(15)이 출력포트(12)의 상단부와 맞닿아 출력포트(12)를 폐쇄하고 있다가 솔레노이드코일(2)에 전원이 공급되어 여자되면 코일스프링(5)의 탄력에 반하여 플런저(6)가 폐쇄위치로부터 구동되어 개방위치로 되고 이때 패킹(15)이 출력포트(14)의 상단으로부터 이탈하면서 이를 개방시키도록 되어 있다.

그러나, 이러한 구조의 솔레노이드밸브는 많은 연결부위를 갖기 때문에 냉매의 누설가능성이 높고, 또한 부피가 커 운반 혹은 다른 부품과의 조립시 불편하고 취부할 공간이 많이 요구되는 단점을 가진다.

최근에는 기존의 냉매 방향절환용 밸브가 갖는 단점들을 효과있게 개선한 다수의 기술들이 공개되어 있는 바, 예컨대 도 2의 도시와 같은 등록실용 제192936호 '냉매 유동방향 절환장치'와 같은 것으로 여기에는 상면에 적어도 2개이상 형성된 유동방향 절환홈(40a)과, 상기 각 유동방향 절환홈(40a)의 일측으로부터 분지되어 외부로부터 냉매가 유입되는 입력포트(40b)와, 상기 각 유동방향 절환홈(40a)의 타측으로부터 분지되어 냉매가 외부로 배출되는 출력포트(40c)를 구비한 밸브몸체(40)와; 상기 각 유동방향 절환홈(40a)의 내부에 삽입지지되며, 하단부가 개구된 형상의 가이드몸체(41)와; 상기 가이드몸체(41)의 내부 폐쇄벽측에 고정설치된 고정철심(42)과; 상기 가이드몸체(41)의 내부에 슬라이드 가능하게 삽입되어 상기 유동방향 절환홈(40a)과 출력포트(40c)의 연통부분을 개폐하는 플런저(43)와; 상기 가이드몸체(41)의 외주면에 내주면이 접촉되게 설치되어 외부로부터의 전원공급 여부에 따라 상기 고정철심(42)을 여자 또는 비여자시키는 보빈코일(44)과; 상기 보빈코일(44) 및 가이드몸체(41)를 외부와 차단되도록 씌워져 고정된 하우징(45)을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매 유동방향 절환장치에 관해 기술되어 있다.

최근에는 기존의 냉매 방향절환용 밸브가 갖는 단점들을 효과있게 개선한 다수의 기술들이 공개되어 있는 바, 예컨대 도 2의 도시와 같은 등록실용 제192936호 '냉매 유동방향 절환장치'와 같은 것으로 여기에는 상면에 적어도 2개이상 형성된 유동방향 절환홈(40a)과, 상기 각 유동방향 절환홈(40a)의 일측으로부터 분지되어 외부로부터 냉매가 유입되는 입력포트(40b)와, 상기 각 유동방향 절환홈(40a)의 타측으로부터 분지되어 냉매가 외부로 배출되는 출력포트(40c)를 구비한 밸브몸체(40)와; 상기 각 유동방향 절환홈(40a)의 내부에 삽입지지되며, 하단부가 개구된 형상의 가이드몸체(41)와; 상기 가이드몸체(41)의 내부 폐쇄벽측에 고정설치된 고정철심(42)과; 상기 가이드몸체(41)의 내부에 슬라이드 가능하게 삽입되어 상기 유동방향 절환홈(40a)과 출력포트(40c)의 연통부분을 개폐하는 플런저(43)와; 상기 가이드몸체(41)의 외주면에 내주면이 접촉되게 설치되어 외부로부터의 전원공급 여부에 따라 상기 고정철심(42)을 여자 또는 비여자시키는 보빈코일(44)과; 상기 보빈코일(44) 및 가이드몸체(41)를 외부와 차단되도록 씌워져 고정된 하우징(45)을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매 유동방향 절환장치에 관해 기술되어 있다.

그러나 상기 등록된 고안은 다음과 같은 몇가지 단점을 가진다.

첫째, 플런저의 자중이 가미되고는 있으나 견실한 밀폐를 위해서는 인장스프링의 탄성계수가 높아야 하므로 이를 작동시키기 위한 전력소모가 급증하는 단점을 가진다.

둘째, 장기간 사용시 인장스프링의 탄성 저하로 플런저의 하측공간에 작용하는 냉매의 압력에 의해 플런저가 상향이동되면서 냉매가 누출되는 오작동의 문제를 가진다.

본 고안은 상기와 같은 고안의 단점을 효과있게 개선하여 더욱 우수한 밀폐력을 가지면서 오작동의 염려가 없고 전력소모도 최소화시킬 수 있는 냉매의 방향절환용 밸브를 제공할 목적에서 이루어진 것이다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 냉매 유동방향 절환용 밸브의 일 예를 보인 단면도,

도 3은 본 고안에 따른 방향절환용 밸브의 내부구조도,

도 4는 본 고안에 따른 방향절환용 밸브의 요부 분해사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 밸브몸체 130 : 입력포트

140 : 출력포트 200 : 솔레노이드

300 : 가동자 310a,b : 냉매유로

320 : 밀폐부 400 : 연결관

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 하단부에는 냉매 분기관과 연결되는 입력포트를 갖는 고정철심이 내장되고, 상단부에는 출력포트를 갖는 헤드부가 형성된 원통상의 밸브몸체와; 상기 밸브몸체의 외주연에 삽입고정되어 통전상태에 따라 여자 혹은 비여자되는 솔레노이드와; 상기 솔레노이드와 연동되어 상기 밸브몸체 내에서 그 길이방향으로 이동가능하도록 설치되고 상기 출력포트와 연통가능한 냉매유로를 갖는 가동자와; 상기 밸브몸체의 헤드부에 결합되고 상기 출력포트와 연통되는 냉매관이 배관된 연결관을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 냉매 유동방향 절환용 밸브를 제공한다.

이하에서는, 첨부도면을 참조하여 본 고안을 더욱 상세히 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 방향절환용 밸브의 설치상태 내부 구조를 보인 것이며, 도 4는 본 고안에 따른 방향절환용 밸브의 요부 분해 사시도이다.

도 3 내지 도 4에 따르면, 본 고안의 방향절환용 밸브는 밸브몸체(100)와, 상기 밸브몸체(100) 외측에 설치되어 통전상태에 따라 여자 혹은 비여자되도록 구비된 솔레노이드(200)와, 상기 밸브몸체(100)에 내장되고 상기 솔레노이드(200)의 여자 여부에 따라 승하강되는 가동자(300)와, 상기 밸브몸체(100)의 상단에 결합된 연결관(400)을 포함하여 구성된다.

밸브몸체(100)는 하단이 개구된 원통형상의 부재로서 상단일부는 다소 작은 직경을 갖고 그 외주연에 나사산을 갖는 헤드부(110)가 형성되고, 하단일부에는 플랜지(120)가 형성되며, 상기 플랜지(120)의 하측 일부에는 냉매 분기관중 어느 하나와 결합될 수 있는 나사산이 형성되는 구조로 이루어진다.

상기 헤드부(100)의 상단면 중앙에는 상기 밸브몸체(100)의 내부와 연통되는 출력포트(140)가 형성되며, 상기 밸브몸체(100)의 하단부에는 그 중심에 상하방향으로 관통된 입력포트(130)를 갖는 고정철심(160)이 내장된다.

상기 출력포트(140)의 하단은 그 주연방향을 따라 외향만곡지게 형성됨이 바람직하다.

상기 고정철심(160)은 용접과 같은 방식에 의해 상기 밸브몸체(100) 하단 내측에 삽입고정될 수 있으며, 또한 밸브몸체(100)의 내주연과 긴밀한 밀착관계를 가지며 강제압입되어 고정될 수도 있다.

상기 밸브몸체(100)의 하단부에 형성된 나사산은 분기관(미도시)중 어느 하나와의 결합을 위한 것으로 도 4의 도시와 같은 형상에 국한되지 않고 분기관중 어느 하나와 용접과 같은 방식으로 일체로 형성될 수 있다.

솔레노이드(200)는 그 중앙에 형성된 관통공(210)이 상기 밸브몸체(100)의 외주연에 상측에서 하측으로 삽입되어 플랜지(120)상에 거치된 후 상기 헤드부(110)에 조립되는 상기 연결관(400)에 의해 유동되지 않게 고정된다.

상기 솔레노이드(200)에는 도시하지 않은 전원이 연결되어 전원의 온/오프에 따라 여자되거나 혹은 비여자되게 된다.

가동자(300)는 상기 밸브몸체(100)의 내측 고정철심(160) 상측에 유격을 갖고 배치되는 것으로 상기 솔레노이드(200)의 여자 여부에 따라 승하강작동되는 부재이다.

상기 가동자(300)는 그 상단면에 반구형상의 밀폐부(320)가 돌출 형성되며, 그 길이 일부는 하측에 비해 상측 직경이 다소 작게 형성되는 구조를 가진다.

즉, 상기 가동자(300)의 하측은 상기 밸브몸체(100)의 내경과 거의 동일한 대경부(340)를 이루고, 상측 일부는 상기 대경부(340)보다 작은 직경의 소경부(350)를 이룬다.

이는 가동자(300)의 상단측과 밸브몸체(100)의 상단 내측에 냉매통로(370)를 만들어 후술할 냉매유로(310)를 통해 관류된 냉매가 상기 밸브몸체(100)의 출력포트(140)로 원활하게 안내될 수 있도록 하기 위함이다.

상기 소경부(350)의 일정위치에는 상기 가동자(300)의 길이방향과 직교되는 방향으로 관통된 냉매유로(310a)가 형성된다.

아울러, 상기 냉매유로(310a)는 상기 가동자(300)의 내부중심에서 그 길이방향을 따라 하단측으로 형성된 냉매유로(310b)와 연통되게 형성된다.

그리고, 상기 가동자(300)의 하측 내부중심에는 그 하단으로부터 그 내부 중심을 따라 일정길이 상방향으로 요입된 설치홈(330)이 형성된다.

상기 설치홈(330)에는 탄성스프링(380)이 내장되며, 또한 상기 냉매유로(310b)와 연통되게 형성된다.

연결관(400)은 상기 밸브몸체(100)의 헤드부(110)에 나사결합되어 방향절환된 냉매를 해당 부위로 이송하는 부재이다.

이를 위해 상기 연결관(400)에는 그 중심을 관통하여 상기 출력포트(140)와 연결되는 냉매관(410)이 결합된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 고안은 다음과 같이 작동된다.

솔레노이드(200)에 전원이 인가되지 않은 상태에서는 상기 솔레노이드(200)가 비여자된 상태이므로 입력포트(130)를 통해 공급되고 있는 냉매의 압력과 탄성스프링(380)의 인장력에 의해 가동자(300)는 상향이동되어 그 상단면에 형성된 밀폐부(320)가 출력포트(140)의 만곡진 부위를 자연스럽게 가압하여 폐쇄하는 상태에 놓이게 된다.

즉, 냉매의 유동압이 굉장히 크므로 가동자(300)는 항상 상방향으로 이동되어 출력포트(140)측을 밀착하고 있게 되며, 이로 인해 상기 탄성스프링(380)은 큰 탄성계수를 가질 필요가 없게 된다.

따라서, 상기 탄성스프링(380)의 인장력을 이기기 위해서는 솔레노이드(200)의 여자력이 그다지 크지 않아도 되므로 전력소모를 현저히 줄일 수 있음은 물론이다.

반면에, 솔레노이드(200)에 전원이 인가되어 여자되게 되면 상기 가동자(300)는 탄성스프링(380)의 인장력과 냉매압을 극복하며 고정철심(160)측으로 이동하게 되고, 이때 출력포트(140)를 폐쇄하고 있던 밀폐부(320)가 출력포트(140)로부터 이탈되면서 냉매가 관류되게 된다.

즉, 입력포트(130)를 통해 유입된 냉매는 가동자(300)의 냉매유로(310a,b)를 거쳐 냉매통로(370)로 이동된 후 출력포트(140)를 통해 연결관(400)에 고정된 냉매관(410)으로 배출되게 된다.

따라서, 분기관을 통해 분기된 냉매는 방향이 절환되어 해당 냉매관측으로용이하게 이동될 수 있게 된다.

더구나, 상기 냉매유로(310a)는 냉매의 진행방향을 전환시켜 냉매통로(370)로 유도하게 되므로 상기 출력포트(140)의 하단과 밀폐부(320)가 밀착되는 부위에 가하는 압력이 크게 변동되지 않고 균일하게 작용하므로 오작동의 염려가 없게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 구조가 간단하고 부피가 작아 설치가 용이하다.

둘째, 탄성스프링의 탄성계수가 크지 않다도 되므로 전력소모의 낭비를 방지한다.

세째, 냉매압의 변동이 심하지 않아 오작동을 방지한다.

Claims (2)

1. 하단부에는 냉매 분기관과 연결되는 입력포트(130)를 갖는 고정철심(160)이 내장되고, 상단부에는 출력포트(140)를 갖는 헤드부(110)가 형성된 원통상의 밸브몸체(100)와;

   상기 밸브몸체(100)의 외주연에 삽입고정되어 통전상태에 따라 여자 혹은 비여자되는 솔레노이드(200)와;

   상기 솔레노이드(200)와 연동되어 상기 밸브몸체(100) 내에서 그 길이방향으로 이동가능하도록 설치되고 상기 출력포트(140)와 연통가능한 냉매유로(310a,b)를 갖는 가동자(300)와;

   상기 밸브몸체(100)의 헤드부(110)에 결합되고 상기 출력포트(140)와 연통되는 냉매관(410)이 배관된 연결관(400)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 냉매 유동방향 절환용 밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 가동자(300)는 상단으로부터 길이 일부가 소경부(350)와 대경부(340)를 이루며,

   상단면 중앙에는 상기 출력포트(140)를 개폐하는 밀폐부(140)가 돌출형성되고,

   상기 소경부(350)를 직경방향으로 관통하여 냉매유로(310a)가 형성되며,

   상기 냉매유로(310a)와 가동자(300)의 중심에서 수직하게 연통되면서가동자(300)의 하단측을 향해 또다른 냉매유로(310b)가 형성되고,

   상기 냉매유로(310b)와 연통되며 가동자(300)를 탄압하는 탄성스프링(380)이 내장되도록 그 하단 중심에서 상방향으로 설치홈(330)이 요입형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 냉매 유동방향 절환용 밸브.