KR20030069844A - 쌍안정성 전자기 밸브 - Google Patents

Abstract

두 개의 극편 사이에 배치된 밸브 챔버와, 이 밸브 챔버 내의 두 개의 최종 위치 사이에서 이동 가능하고 적어도 하나의 영구 자석 및 적어도 하나의 제어 코일용 자석 앵커로서 형성되는 밸브 본체를 포함하는 쌍안정성 전자기 밸브가 제안되는데, 상기 전자기 밸브는 공지된 냉매 순환 회로용 밸브에 비해 장애 발생율이 보다 낮다. 이 목적은 밸브(1)가 오염 필터(18, 19)를 포함함으로써 달성된다.

Description

쌍안정성 전자기 밸브{BISTABLE ELECTROMAGNETIC VALVE}

본 발명은 청구범위 제1항의 상위 개념에 따른 쌍안정성 전자기 밸브에 관한 것이다.

이런 종류의 밸브는 예를 들어 특허 독일 특허 제37 18 490호 또는 유럽 특허 제10 54 200호의 명세서에 기술된 바와 같이 냉매 순환 회로에 사용된다.

이런 밸브에서 쌍안정 상태는, 영구 자석이 밸브 하우징 외측에서 밸브 챔버 또는 극편의 측면에 배치되어, 밸브 본체가 상기 영구 자석을 통해 고정되는 극편에서 두 개의 최종 위치를 가짐으로써 달성된다.

이런 밸브는 기밀성 및 지속적 안정성과 관련된 많은 조건이 요구된다. 일반적으로 밸브는 제작 과정에서 제작된 후 다른 과정에서 냉매 순환 회로에 조립되므로, 기능 장애가 발생되는 경우 이에 대한 원인을 규명하는 것이 어렵다.

따라서 본 발명의 목적은 장애 발생율이 낮은, 특히 냉매 회로용 밸브를 제안하는 것이다.

이 목적은 서두에 언급된 유형의 밸브에서 청구범위 제1항에 기술된 특징을 통해 달성된다.

종속항에 언급된 조치를 통해 본 발명의 바람직한 실시예 및 개선이 가능하다.

이에 상응하게 본 발명은 밸브가 오염 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 냉매 순환 회로내로의 조립 후 밸브로 유입되는 오염물로 인해 빈번히 기능 장애가 발생된다는 인식을 기초로 한다. 본 발명에 따르면 이러한 오염물 유입은 밸브의 임계적 위치, 즉 밸브 본체 영역 및 밸브 본체의 실링 시트에서 오염 필터를 통해 억제된다.

바람직하게는 오염 필터는 밸브 하우징 내에서 밸브 챔버의 유입측에 배치된다. 이런 방식으로 임계적 부품, 즉 밸브 본체 및 밸브 시트 또는 밸브 본체를 포함하는 밸브 챔버 전체가 냉매 순환 회로의 제조 후에 외부 오염 물질의 유입으로부터 안정적으로 보호되는데, 그 이유는 세정된 유체만이 밸브 챔버에 도달될 수 있기 때문이다.

바람직하게는 오염 필터는 극편의 연결부에 배치된다. 이 위치는 밸브 챔버와 분리된 오염 필터의 설치를 위한 밸브 챔버의 가장 인접한 위치이므로, 유체 순환 회로의 운전 시 밸브 챔버로 도달되는 거의 모든 유체가 필터링된다.

본 발명에 따른 오염 필터는 필터 용량이 유체 순환 회로의 1회 세정에 충분하다면, 고정식으로, 즉 교체가 불가능한 형태 또는 밸브 전체와 교체 가능한 형태로 밸브 하우징 내에 설치될 수 있다.

일반적으로, 필터는 사용에 따라 막힐 수 있으므로, 필터는 교체 가능한 형태로 또는 세정을 위해 접근이 가능하도록 유체 순환 회로 내에 장착된다. 그러나 본 발명은 이런 밸브가 밸브의 수명 기간 동안 보통 밀폐상태로 유지되는 순환 회로에 장착될 때 오염 필터를 밸브 내로 고정 장착할 방법이 존재한다는 인식을 근거로 한다. 그러나 이런 필터는 순환 회로에 존재하는 모든 유체의 1회 세정에 충분한 필터 용량을 포함해야 한다.

이런 1회 세정 후에는 다른 오염 물질이 필터에 유입되지 않기 때문에, 막힘 현상이 발생하지 않으므로, 필터의 교체 또는 세정이 요구되지 않는다.

본 발명의 개선된 형태에서 자기 오염 필터가 제공된다. 자기 필터는 예를들어 냉매 순환 회로의 파이프 내벽에서 씻겨져 나오거나 또는 예를 들어 납땜을 통한 유체 순환 회로의 조립 시 순환 회로의 내부로 유입될 수 있는 자성 또는 자기화 가능 오염 입자를 필터링할 수 있다. 특히 이런 자성 또는 자기화 가능 오염 입자는 기능 장애와 관련하여 매우 위험한 요인으로 작용하는데, 그 이유는 사전 필터링 조치가 없을 경우 이런 입자가 쌍안정성 조건에 필요한 영구 자석으로 인해 밸브 챔버 내에 잔류하여 여기에서 밸브의 수밀성을 지속적으로 침해하고 동시에 마모를 증대시키기 때문이다.

자기 오염 필터가 유체와 직접적으로 접촉할 때 자기 오염 필터는 특히 효율적이다. 따라서 본 발명의 바람직한 실시예에서 영구 자석이 밸브 하우징 내부 또는 밸브 하우징의 연결관의 내부에 배치된다.

본 발명의 개선된 형태에서 고리 자석이 오염 필터로서 제공된다. 고리 자석은 저렴하게 시중에서 구입될 수 있으며, 양호한 조립 조건 하에서 환형 파이프 내부에 오염 입자의 적재가 가능한 넓은 표면을 제공하고, 동시에 예를 들어 냉매와 같은 유체를 위한 충분히 넓은 흐름 구간이 형성된다.

본 발명의 다른 실시예에서 기계적 필터가 단독으로 또는 자기 필터와의 조합으로 사용된다. 기계적 필터는 비자성 오염 입자 또는 비자기화 오염 입자를 필터링할 수 있고 이에 따라 냉매를 완전히 세정하기 위해 사용된다.

기계적 필터는 흐름 방향을 기준으로 전단에 설치되는 자기 필터와 조합적으로 사용되는 것이 특히 바람직한데, 그 이유는 자성 오염 입자 또는 자기화 가능 오염 입자의 일차 필터링을 통해 기계적 필터의 부하를 줄일 수 있으므로 기계적필터의 크기를 더 작게 설계할 수 있기 때문이다.

다른 바람직한 실시예에서 자기 필터가 기계적 필터의 홀더(holder)로서 동시에 사용되므로, 별도의 홀더가 자기 필터 위치에서 제거될 수 있다.

특히 고리 자석과의 조합에서 바람직하게는 기계적 필터가 파이프 체(sieve)로서 형성된다. 이런 파이프 체 상에는 밸브 챔버의 유입측 내벽에 여유 없이 접촉하는 예를 들어 고리 자석이 삽입될 수 있다. 이런 방식으로 한편으로는 파이프 체가 이 위치에 고정되고, 다른 한편으로는 유입부의 횡단면이 파이프 체의 외부에서 고리 자석에 의해 밀폐되므로, 유체는 파이프 체의 내부 공간으로만 유입될 수 있다.

특히 전술된 특징과 관련하여 파이프 체의 내부 공간은 예를 들어 냉매와 같은 유체의 유입부와 결합되고 파이프 체의 외부 공간은 밸브 챔버와 결합된다. 이러한 경우 필터링된 오염 입자는 파이프 체의 내부 공간에 축적되고, 경우에 따라 자성 오염 입자 또는 자기화 가능 오염 입자가 전술된 바와 같이 이미 영구 자성에서 필터링된다.

이런 기계적 필터의 체 구멍(sieve hole) 직경은 예를 들어 대략 50 μ 내지 80 μ로 형성된다. 자기 필터의 이런 형태는 냉매 순환 회로에 장착된 상태에서 이루어진 밸브에 대한 시험에서 양호한 필터링 특성 및 충분한 유량과 관련하여 특히 양호한 실시예로서 입증되었다.

파이프 체를 기계적 필터로서 사용하는 것은 전술된 바와 같이 (흐름 방향을 기준으로) 밸브 챔버 전단에서의 유리한 배치뿐만 아니라 파이프 체의 상응하는 축방향 길이를 통해 필터 용량이 충분히 크게 선택될 수 있는 가능성도 제공한다.

또한 파이프 체의 필터 용량은 표면 확대부로서 형성되는 상응하는 횡단면 형태를 통해 증대될 수 있다. 따라서 이런 파이프 체는 웨이브형 또는 주름형 횡단면을 가질 수 있다.

매우 바람직한 실시예에서 파이프 체는 별 형상 횡단면을 갖는데, 그 이유는 표면이 양호하게 확대되는 경우 전체 둘레에 걸쳐 균일한 흐름이 형성되기 때문이다.

본 발명의 실시예는 도면에 도시되며 이하에서 도면을 통해 상세히 설명된다.

도1은 본 발명에 따른 2/2방 밸브를 통한 단면도.

도2는 본 발명에 따른 3/2방 밸브를 통한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 밸브

2: 밸브 하우징

3: 제어 코일

4: 어댑터

5, 6: 극편

7: 밸브 챔버

8: 밸브 본체

9: 볼 시트

10: 관통구

11: 배출관

12, 13: 고리 자석

14: 스페이서 링

15: 유체 채널

16: 볼 시트

17: 층계부

18: 파이프 체

19: 자기 필터

20: 유입관

21: 체 개구

22: 외부 공간

23: 배출관

24: 보어

25: 밀폐부

26: 사이 공간

27: 유입관

28: 관통구

29: 흐름 안내판

30: 차단판

도1에 따른 밸브(1)는 제어 코일(3)을 완전히 관통하는 파이프 형태의 밸브 하우징(2)을 포함한다. 어댑터(4)는 밸브 하우징(2) 내에서의 안정적인 안착을 보장하며 동시에 극편(5, 6) 또는 밸브 챔버(7)로의 증가된 자기 흐름을 위한 흐름 안내 부재로서 형성된다. 밸브 챔버(7)의 내부에는, 도시된 위치에서 극편(6)의 볼 시트(9) 상에 위치하고 관통구(10)를 차단하는 구형의 밸브 본체(8)가 존재한다. 관통구(10)는 밸브(1)의 배출관(11)으로 연결된다.

밸브 하우징(2)의 외부에 존재하는 고리 자석(12, 13)은 밸브의 쌍안정 상태를 보장하고, 어댑터(4) 사이의 스페이서 링(14)에 의해 고정된다.

극편(5)은 자체의 외측 원주에서, 극편(5)과 밸브 하우징(2) 사이에서 밸브 챔버(7)의 내부로 유체 채널(15)을 형성하는 홈 또는 평탄부를 포함한다. 또한 유입측 개구가 파이프 체(18)와 밸브 하우징(2)의 외벽 사이의 링 구간에 존재하는 극편(5) 내의 보어를 통해서도 유체 채널이 형성될 수 있다. 여기에 도시되지 않은 제2 최종 위치에서 밸브 본체(8)의 위치를 결정하기 위해 극편(5)은 이외에도 하나의 볼 시트(16)를 갖는다.

극편(5)은 층계부(17)를 포함하고, 파이프 체(18)가 이 층계부로 밀린다. 대향측 단부에서 파이프 체(18)가 고리 자석으로서 형성된 자기 필터(19) 내에서 고정된다. 파이프 체(18) 및 자기 필터(19)가 존재하는 밸브 하우징(2)의 관형 구간은 상응하는 유체, 특히 냉매를 위한 유입관(20)의 기능을 한다.

우선 유입되는 유체(화살표 P 참고)는 고리 자석으로서 형성되고 직접 유체와 접촉하는 자기 필터(19)의 영역에 도달한다. 이를 통해 밸브 챔버(7)로부터 멀리 이격된 자기 필터(19)에 이미 자성 또는 자기화 가능 오염 입자가 지속적으로 부착된다.

그 다음 유체는, 대향측 정면 단부가 극편(5) 또는 이 극편의 층계부(17)를 통해 밀폐되는 파이프 체(18)의 내부에 도달한다. 그 다음 유체 흐름은 파이프 체(18) 내에서 반경 방향 외측으로 이루어져야 하고, 파이프 체(18)의 체 개구(21)보다 큰 오염 입자가 파이프 체(18)의 내부 공간에 잔류된다. 따라서 세정된 유체만이 파이프 체(18)와 밸브 하우징(2) 사이의 외부 공간(22)으로 도달된다. 유체는 이 외부 공간으로부터 유체 채널(15)을 통해 밸브 챔버(7)의 내부로 유입된다.

흐름은 물론 밸브가 개방된 경우에만, 즉 밸브 본체(8)가 볼 시트(16) 상에 놓여 있고 관통구(10)가 개방된 경우에만 이루어진다.

본 발명에 따른 밸브(1)는, 종래의 냉매 밸브에서는 용인될 수 없어 기능 장애를 유발시키는 오염 입자를 제조 공정 상의 이유로 포함하는 유체 순환 회로, 예를 들어 냉매 순환 회로에 아무런 문제없이 조립될 수 있다.

밸브(1)는 제조 후 밸브(1)의 전체 수명 기간에 걸쳐 폐쇄된 상태로 유지되는 폐쇄된 유체 순환 회로에 사용될 수 있다. 파이프 체(18) 및 자기 필터(19)를 포함하는 필터 시스템의 필터링 용량은 순환 회로 내에 존재하는 유체를 막힘 없이 한 번에 완전히 세정할 수 있을 정도로 설계되어야 한다.

이러한 방식으로, 즉 밸브 하우징(2)의 유입관(20) 내에서 필터(18, 19)를 사용하고 특히 밸브 챔버(7)에 인접한 위치에 배치함으로써, 지속적인 수밀 상태 및 저마모 상태에서 밸브(1)의 기능이 보장될 수 있을 정도로 밸브 챔버(7)로의 오염 입자 유입이 신뢰성 있게 차단된다.

도2는 전술된 실시예와 거의 일치하고, 파이프 형태의 제2 배출관(23)이 밸브 하우징(2) 내부에서 극편(5)까지 안내되고 여기에서 상응하는 보어(24)에 의해 밀폐 고정된다. 밸브 하우징(2) 및 배출관(23)은 밀폐부(25)에서 예를 들어 압착 또는 납땜을 통해 서로 밀폐된다.

따라서 배출관(23)과 밸브 하우징(2) 사이에는 유입관(27)이 연결되는 사이 공간(26)이 형성된다. 유입관(27)은 예를 들어 상응하는 밸브 하우징(2)의 개구에서 납땜될 수 있다.

본 실시예의 경우 극편(5)은 유체 채널(15)을 통해 사이 공간(26)과 밸브 챔버(7)를 결합시키는 관통구(28)를 포함한다.

유체 또는 냉매는 화살표(P) 방향으로 사이 공간(26)에 도달할 수 있고 여기에서 자기 필터(19)를 통해 파이프 체(18)와 배출관(23) 사이의 거의 환형인 내부 공간으로 도달된다. 그 다음 유체는 반경 방향에서 외측으로, 즉 파이프 체(18)와 밸브 하우징(2) 사이의 외부 공간으로 흐르고, 여기로부터 유체는 유체 채널(15)을 거쳐 밸브 챔버(7)에 도달된다.

밸브 본체(8)의 개폐 상태에 따라 유체는 배출관(23)으로 배출되거나 또는 배출관(11)으로 배출된다. 도시된 개폐 형태에서 극편(5)의 관통구(28)는 개방되어 있는데, 즉 배출관(23)을 통해 배출이 이루어진다.

제어 코일(3) 중 하나의 제어 코일을 통해 밸브 본체(8)는 대향측 볼 시트(16) 상에 안착될 수 있고, 이를 통해 관통구(28)가 차단되고 관통구(10)가 개방된다. 도시되지 않았지만 전술된 개폐 상태에서 유체가 배출관(11)을 통해 배출된다.

제어 코일(3)의 내부에서 원추형 배출면을 포함하는 어댑터(4) 대신, 거의 슬리브 형태인 흐름 안내판(29)이 제어 코일(3) 내부에서의 자기 흐름을 안내하기 위해 제공되고, 밸브 하우징(2)과 제어 코일(3) 사이의 사이 공간이 이 흐름 안내판을 통해 완전히 채워진다. 각 흐름 안내판(29)은 차단판(30)과 결합되고, 이 차단판은 다시 여기에 상세히 도시되지 않은 소위 요크 시트와 결합되거나 또는 요크 시트로 전환된다. 흐름 안내판(29)은 차단판(30) 및 여기에 상세히 도시되지 않은 판재 재질의 요크 시트 장치와 함께 단조 및 절곡 또는 권취된다.

본 발명에 따르면, 장애 발생율이 낮은, 특히 냉매 회로용 밸브를 제공하는 효과를 가질 수 있다.

Claims (18)

1. 두 개의 극편 사이에 배치된 밸브 챔버와, 이 밸브 챔버 내의 두 개의 최종 위치 사이에서 이동 가능하고 적어도 하나의 영구 자석 및 적어도 하나의 제어 코일용 자석 앵커로서 형성되는 밸브 본체를 포함하는 쌍안정성 전자기 밸브에 있어서,

   밸브(1)가 오염 필터(18, 19)를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브.
2. 제1항에 있어서, 오염 필터(18, 19)가 밸브 하우징(2) 내에서 밸브 챔버(7)의 유입측(20)에 배치되는 것을 특징으로 하는 밸브.
3. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 오염 필터(18, 19)가 극편(5)에 바로 인접되어 배치되는 것을 특징으로 하는 밸브.
4. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 오염 필터(18, 19)가 밸브 하우징(2)에 고정 장착되는 것을 특징으로 하는 밸브.
5. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 자기 오염 필터(19)가 제공되는 것을 특징으로 하는 밸브.
6. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 자기 오염 필터(19)가 유체와 직접 접촉하는 영구 자석으로 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브.
7. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 자기 오염 필터(19)가 고리 자석으로 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브.
8. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 기계적 필터(18)가 제공되는 것을 특징으로 하는 밸브.
9. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 기계적 필터(18) 및 자기 필터(19)가 제공되는 것을 특징으로 하는 밸브.
10. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 자기 필터(19)가 기계적 필터(18)용 홀더로서 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브.
11. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 기계적 필터(18)가 파이프 체로서 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브.
12. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 파이프 체(18)의 내부 공간은 유입부(20)와 연결되고 외부 공간(22)은 밸브 챔버(7)와 연결되는 것을 특징으로 하는 밸브.
13. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 체 개구(21)는 50 μ 내지 80 μ사이 범위의 직경을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브.
14. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 파이프 체(18)는 웨이브형 또는 주름형 횡단면을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브.
15. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 파이프 체(18)가 별 형상 횡단면을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브.
16. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 자기 필터(19)가 기계적 체(18)의 유입측(20) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 밸브.
17. 특히, 복수의 냉각실과, 압축기와, 응축기와, 냉각실들 중 적어도 하나에 부속된 복수의 증발기와, 증발기에 상응하게 사전 설정된 하나의 또는 복수의 운전 모드와 응축기를 결합하기 위한 적어도 하나의 전기식 제어 밸브를 포함하는 냉각 설비용 냉각 회로에 있어서,

    제어 밸브(1)가 상기 항 중 어느 한 항에 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각 회로.
18. 냉각 회로를 포함하는 가전 기기, 특히 냉장고 또는 냉동고에 있어서,

    냉각 회로에는 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 밸브가 제공되는 것을 특징으로 하는 가전 기기.