KR200407542Y1 - 냉매의 방향 전환용 밸브 - Google Patents

Abstract

본 고안은 냉매의 방향 전환용 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 푸시풀(PUSH-PULL) 방식으로 가동자를 이동시켜 소형에서 저소비전력으로 큰 기동력을 발생할 수 있는 냉매의 방향 전환용 밸브에 관한 것이다.

이를 위하여 본 고안은 축방향으로 관통 형성된 한 쌍의 관통구멍과, 상기 관통구멍과 외부를 연통하도록 냉매 유출구 및 냉매 유입구를 구비한 밸브 몸체와; 상기 밸브 몸체의 각 관통구멍 내의 양단부에 삽입고정되어 제어부에서 인가되는 전류의 방향에 따라 보빈의 양측단부에 형성되는 자극이 반전되는 여자코일; 및 상기 여자코일의 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입되며, 축 방향의 상단부로 동일한 극성이 향하도록 배치된 제 1 및 제 2 영구자석이 부착되어 상기 여자코일의 여자 여부에 따라 상기 밸브 몸체의 관통구멍 내에서 축방향으로 상하로 이동하면서 관로의 개폐상태를 설정하는 가동자;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

냉매, 방향 전환, 밸브, 여자코일, 가동자

Description

냉매의 방향 전환용 밸브{A VALVE FOR CONTROLLING THE FLOW}

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 냉매의 방향 전환용 밸브의 사시도.

도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 밸브 몸체의 단면도.

도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 밸브 몸체의 상면을 도시한 도면.

도 4a는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 여자코일 및 가동자를 개략적으로 도시한 도면.

도 4b는 상기 도 4a의 단면도.

도 5a는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 가동자의 분리사시도.

도 5b에 상기 도 5a의 단면도.

도 6a는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 냉매의 방향 전환용 밸브의 결합관계를 개략적으로 도시한 도면.

도 6b는 상기 도 6a의 결합도.

도 7a는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른, 밸브의 동작원리를 설명하기 위한 설명도로서, 양방향 닫힘모드의 경우.

도 7b는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른, 밸브의 동작원리를 설명하기 위한 설명도로서, 왼쪽 방향 열림모드의 경우.

도 7c는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른, 밸브의 동작원리를 설명하기 위한 설명도로서, 오른쪽 방향 열림모드인 경우.

도 7d는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른, 밸브의 동작원리를 설명하기 위한 설명도로서, 양방향 열림모드인 경우.

도 8은 종래의 방향 전환용 밸브의 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10. 밸브 몸체 20. 여자코일

30,31. 가동자 32. 실리콘 패드

34. 영구자석 40. 마개

50. 모듈보드 52. 메인보드

60a,60b. 스냅링 110,120. 관통구멍

130. 냉매 유입구 132. 좌측포트

134. 우측포트 140,142. 냉매 유출구

150. 리드선 홈 210. 보빈

212. 보빈 내측구멍 220. 코일

222. 리드선 310. 돌출부

320. 유로 홈 330. 오-링 홈

332. 오-링

본 고안은 냉매의 방향 전환용 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가동자의 양측에 동일 방향으로 극성(N-S:N-S)을 배치시켜 일체로 구비하고 여자코일에 의한 가동자의 이동력에 일측자석에 의한 흡착력과 타측 자석에 의한 반발력이 부가되는 푸시풀(PUSH-PULL) 방식으로 가동자를 이동시켜 소형에서 저소비전력으로, 큰 이동력을 발생할 수 있는 냉매의 방향 전환용 밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 냉장고 등의 냉동 싸이클에서 2개 이상의 증발기가 1개의 압축기와 조합하여 냉동 싸이클을 이루는 경우에 각 증발기의 냉매 흐름을 선택적으로 제어하기 위해서 솔레노이드 밸브를 2개 이상 사용한다.

즉, 솔레노이드 밸브를 증발기의 개수만큼 병렬로 연결하여 증발기로 냉매를 관류시키고자 할 때 각 증발기에 대응하는 솔레노이드 밸브를 개방시켜 냉매를 관류시키도록 하고, 반대로 냉매의 흐름을 중지시키고자 할 경우에는 해당 솔레노이드 밸브를 폐쇄시켜 냉매의 관류를 중지시키게 된다.

도 8에서는 종래의 대표적인 방향전환용 밸브를 예시하고 있다.

상부에는 고정철심(14a,14b)이 고정되어 있고, 그 하부에는 탄성력을 지닌 인장 스프링(12a,12b)이 형성되고, 인장스프링 하부에는 냉매유입구(18a,18b)를 온오프시키는 플런저(16a,16b)가 형성된다.

그리고, 보빈 코일(14a,14b)이 플런저를 중심으로 하여 배치되어 있다.

플런저(16a,16b)의 상하운동에 의해서 밸브가 온오프된다.

먼저, 도 8의 (가)와 같이, 보빈 코일에 전기가 인가되지 않은 경우에는 인 장 스프링(12a,12b)의 탄성력에 의해서 냉매유입구(18a,18b)가 오프된 상태를 유지한다(닫혀진 상태).

이 경우에, 보빈 코일(10a,10b)에 전기가 인가되면, 도 1의 (나)와 같이 플런저는 자기력에 의해서 인장 스프링(12a,12b)을 밀어올림으로써, 냉매 유입구(18a, 18b)로 냉매가 유입되어 입력포트를 통해서 시스템(즉, 증발기)에 냉매가 유입된다.

두 개의 각 솔레노이드 밸브는 서로 독립적으로 움직일 수 있어, 증발기로 유입되는 냉매의 량을 적정하게 조절할 수 있다.

그러나, 이러한 종래의 냉매 방향 전환용 밸브는 첫째, 플런저의 자중이 가미되고는 있으나, 견실한 밀폐를 위해서는 인장스프링의 탄성 계수가 높아야 하므로 이를 작동시키기 위한 전력 소모가 급증하여야 한다는 단점이 있으며, 둘째, 장기간 사용시 인장스프링의 탄성력 저하로 플런저의 하측공간에 작용하는 냉매의 압력에 의해서 플런저가 상향이동되면서 냉매가 누출되는 오작동의 문제가 있으며, 셋째, 인장스프링에 의해서 온오프(ON-OFF)되기 때문에 냉매를 시스템에 계속적으로 공급하기 위해서는, 즉 밸브를 계속적으로 온(ON)상태(열려진 상태)를 유지하기 위해서는 계속적으로 보빈 코일에 전기를 공급하여야 하므로 전기 소모량이 높다는 문제점이 있었다.

한편, 인장스프링을 사용함으로써 발생되는 문제점을 없애기 위해서, 일부에서는 스테핑 모터(Stepping Motor)를 사용하고 있다.

스테핑 모터는 펄스 모양의 전압 신호에 의해 일정 각도 회전하는 모터로서, 회전 각도는 입력 펄스 신호의 수에 비례하고 회전 속도는 입력 펄스 신호의 주파수에 비례하는 모터이다.

그러나, 이러한 스테핑 모터를 이용한 밸브의 경우 제조시 필요한 부품 수가 과다하고, 많은 펄스 수를 조절하여야 함으로 제어의 어려움이 있었으며, 각 밸브가 모터의 회전에 의해서 제어됨으로 독립적으로 작동할 수 없다는 단점이 있었다.

본 고안은 상기의 문제점들을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 계속적으로 전류를 인가해야 하는 종래의 솔레노이드 방식에 비하여 극히 짧은 순간의 구동전류로도 동작이 되고, 상태유지가 가능해질 수 있는 냉매의 방향 전환용 밸브를 제공하는 것이다.

또한, 본 고안의 다른 목적은 동일한 구동전류를 인가하는 경우 본 고안의 솔레노이드는 종래에 비하여 큰 이동력을 받게 되어 고속의 동작이 가능하게 되고, 가동자의 양측에 영구자석을 일체로 형성하는 것으로 구현될 수 있어 소형으로 큰 이동력을 얻을 수 있으므로 냉동, 냉장, 냉방 등에 필요한 밸브뿐만 아니라 각종 유로를 온·오프시키는 다양한 분야에서 사용될 수 있는 냉매의 방향 전환용 밸브를 제공하는데 있다.

또한, 본 고안은 종래의 스테핑 모터(Stepping Motor) 방식에서의 제조 복잡성과 제어 난해성을 개선하고, 밸브의 상태변화 시에만 순간적으로 전류를 인가함으로써 소비전력을 대폭 낮출 수 있는 냉매의 방향 전환용 밸브를 제공하는데 있다.

또한, 본 고안의 또 다른 목적은 각각의 밸브가 하나의 냉매 유입구를 각자 독립적으로 제어할 수 있는 냉매의 방향 전환용 밸브를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 고안의 냉매의 방향 전환용 밸브는 축방향으로 관통 형성된 한 쌍의 관통구멍과, 상기 관통구멍과 외부를 연통하도록 냉매 유출구 및 냉매 유입구를 구비한 밸브 몸체와; 상기 밸브 몸체의 각 관통구멍 내의 양단부에 삽입고정되어 제어부에서 인가되는 전류의 방향에 따라 보빈의 양측단부에 형성되는 자극이 반전되는 여자코일; 및 상기 여자코일의 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입되며, 축방향의 상단부로 동일한 극성이 향하도록 제 1 및 제 2 영구자석이 부착되어 상기 여자코일의 여자 여부에 따라 상기 밸브 몸체의 관통구멍 내에서 축방향으로 상하로 이동하면서 관로의 개폐상태를 설정하는 가동자;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 따른 상기 여자코일은, 상기 영구자석의 외측을 감싸도록 내측구멍을 지닌 보빈에 코일을 권선하고 리드선을 연결한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 따른 상기 가동자는, 양측단부에 영구자석이 부착되고, 중간부에 관로를 개폐시킬 수 있는 돌출부가 구비되며, 돌출부의 하단으로 단차진 유로 홈이 형성되어 있어 상기 밸브 몸체의 관통구멍 내부에 삽입되어 상기 제어부에서 인가되는 통전상태에 따라 여자코일의 여자에 의해서 소정 간격으로 상하 이동되어 관로를 개폐시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 따른 상기 가동자는, 외부에서 인가되는 제어신호의 통전상 태의 변화 시에만 위치가 변화되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안의 바람직한 다른 실시예에 따른 냉매의 방향 전환용 밸브는 외부로부터 인가되는 단순 온오프 신호를 정극성 신호 또는 부극성 신호로 변환시켜주는 모듈보드;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 냉매의 방향 전환용 밸브를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 냉매의 방향 전환용 밸브의 사시도이고, 도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 밸브 몸체의 단면도이고, 도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 밸브 몸체의 상면을 도시한 도면이고, 도 4a는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 여자코일 및 가동자를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4b는 상기 도 4a의 단면도이고, 도 5a는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 가동자의 분리사시도이고, 도 5b에 상기 도 5a의 단면도이고, 도 6a는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 냉매의 방향 전환용 밸브의 결합관계를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6b는 상기 도6a의 결합도이고, 도 7a는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른, 밸브의 동작원리를 설명하기 위한 설명도로서, 양방향 닫힘모드의 경우이고, 도 7b는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른, 밸브의 동작원리를 설명하기 위한 설명도로서, 왼쪽 방향 열림모드의 경우이고, 도 7c는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른, 밸브의 동작원리를 설명하기 위한 설명도로서, 오른쪽 방향 열림모드인 경우이고, 도 7d는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른, 밸브의 동작원리를 설명하기 위한 설명도로서, 양방향 열림모드인 경우를 각각 도시한 것이다.

먼저 도 1을 참고하면, 본 고안에 따른 냉매의 방향 전환용 밸브의 구성은 크게 밸브 몸체(10)와, 밸브 몸체(10)의 내부로 삽입되는 여자코일(20) 및 가동자(30)로 대별되는 것으로, 예를 들면 피티비(PTB) 재질로 이루어진 보빈(210)에 코일(220)이 권선되어 여자코일(20)을 구성하며, 상기 보빈(210)의 내측구멍(212)으로 상하 슬라이딩 가능하게 삽입되어 있는 가동자(30)가 설치되어 있다.

도 2는 본 고안에 따른 밸브 몸체의 단면도를 도시한 것이고, 도 3은 본 고안에 따른 상기 밸브 몸체의 상면을 도시한 것이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 밸브 몸체(10)는 하우징으로서 알루미늄 금속합금 재질의 직육면체 형상으로 형성되고, 그 내부로 계단진 형상을 하는 원기둥 모양의 한 쌍의 관통구멍(110,120)이 뚫려 구비된다.

또한, 상기 밸브 몸체(10)는 관통구멍(110,120)의 가운데를 연결하는 대략 '┬' 형상으로 관통된 냉매 유입구(130)가 형성되고, 상기 냉매 유입구(130)와 연결되어 외부로 관통되는 냉매 유출구(140,142)가 양측면에 형성된다.

여기서, 상기 냉매 유입구(130)에 있어서 상기 관통구멍(110,120)으로 연결되는 양측 유로 홈을 좌측포트(132) 및 우측포트(134)라 칭한다.

또한, 상기 한 쌍의 관통구멍(110,120)은 좌측 관통구멍(110)과 우측 관통구멍(120)으로 이루어지는 것으로서 전체적으로 원기둥 형상으로 이루어지며, 그 내측은 다단으로 계단진 형상을 갖는다.

도 4a는 본 고안에 따른 여자코일 및 가동자를 개략적으로 도시한 것이고, 도 4b는 상기 도 4a의 단면도를 도시한 것이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 고안에 따른 여자코일(20)은 상기 관통구멍(110)의 양측 단부에 삽입고정되는 것으로서, 상측 단부에는 제 1 여자코일(20a)이 하측 단부에는 제 2 여자코일(20b)이 삽입 고정된다.

상기 제 1 여자코일(20a) 및 제 2 여자코일(20b)은 비자성체로 되는 보빈(210a,210b)으로 되어 있으며, 그 보빈(210a,210b)의 원주벽에 코일(220a,220b)을 권선하여 이루어지고 외부로 리드선이 연결된다.

또한, 상기 보빈(210a,210b)은 내측으로 관통된 내측구멍(212a,212b)이 형성되어 있다.

여기서, 상기 관통구멍(110)에 삽입되는 2개의 여자코일(20a,20b)은 서로 상반되는 효과를 내게끔 작동되는데, 즉 이들 보빈(210a,210b)은 코일(220a,220b)의 감는 방향이 반대로 되어 반대 극성을 갖게 된다.

따라서 제 1 여자코일(20a)과 제 2 여자코일(20b)에 전류를 흘렸을 시 전류의 방향이 반대가 되며, 상단부는 상단부 영구자석과 흡착력을, 하단부는 하단부 영구자석과 반발력을 갖게 된다.

따라서, 가동자는 상부로 이동하게 된다.

한편, 도 5a는 본 고안에 따른 가동자의 분리사시도이고, 도 5b에 상기 도 5a의 단면도를 도시한 것이다.

도 5a 및 도 5b에 도시하는 바와 같이 본 고안에 따른 상기 가동자(30)는, 상기 밸브 몸체(10)의 관통구멍(110,120) 내부에서 축방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입되는 것으로서, 상기 여자코일(20)의 보빈(210) 내측구멍(212)에 밀착되지 않 고 미끄럼이 가능하게 위치함과 동시에 그 상부에는 원판 형상의 실리콘 패드(32)가 형성되어 상기 가동자(30)가 승강시, 하측 이탈방지판(32)이 밸브몸체(10)의 더 좁은 관통구멍에 부딪혀서 밸브 몸체(10)의 관통구멍(110,120)에서 이탈되지 않고, 필요 간격만큼만 이동되도록 한다.

또한, 상기 가동자(30)는 제 1 및 제 2 영구자석(34a,34b)이 축의 상향으로 해서 같은 극성을 갖도록 조립되고, 스냅링(60a,60b)에 의해 고정된다.

또한, 상기 가동자(30)는 중간부에 좌측포트(132) 또는 우측포트(134)를 개폐시킬 수 있는 돌출부(310)가 구비되고, 상기 돌출부(310)의 하단으로 단차진 유로 홈(320)이 형성되어 있다.

또한, 상기 가동자(30)의 외경은 밸브 몸체(10)의 관통구멍(110) 내경보다도 작게 형성되어 있고, 이 가동자(30)와 밸브 몸체(10)의 관통구멍과(110)의 간극은, 오-링(332)에 의해서 밀폐되도록 형성되어 있다.

따라서, 상기 가동자(30)에는 오-링(332)을 설치하기 위한 오-링홈(330)이 더 구비된다.

바람직하게는 상기 가동자(30)는 양측 단부로 제 1 및 제 2 영구자석(34a,34b)을 구비하고 그 가운데로 오-링홈(330), 돌출부(310), 오-링홈(330), 유로 홈(320), 오-링홈(330)의 순서로 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 도시된 바와 같이 가동자(30)를 기계 가공하여 제조한 후, 상기 가동자(30)에 돌출부(310)와 유로 홈(320) 및 오-링 홈(330)을 각각 가공한다.

또, 가동자(30) 상부 측에 제 1 영구자석(34a)을 결합하고, 그 하측으로 실 리콘 패드(32) 및 오-링(332)을 3곳 삽입하고 다시 실리콘 패드(32) 및 제 2 영구자석(34b)을 결합한 뒤, 스냅링(600으로 양단부를 고정한다.

다음으로 도 6a는 본 고안에 따른 냉매의 방향 전환용 밸브의 결합관계를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6b는 상기 도6a의 결합도를 나타낸 것이다.

도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 밸브 몸체(10)를 도면의 형태대로 알루미늄 다이캐스팅 제조하여, 밸브 몸체(10)를 수직으로 관통하는 한 쌍의 관통구멍(110,120)을 가공하고, 또 다른 정해진 위치 3곳에 하나의 냉매 유입구(130)와 두 개의 냉매 유출구(140,142)를 가공한다.

다음으로, 각각의 관통구멍(110,120)에 가동자(30)를 삽입하고, 가동자(30a,30b)의 외측을 감싸도록 내측구멍(212)을 지닌 보빈(210)에 코일(220)을 정해진 턴 수와 정해진 사이즈로 감고 리드선(222)을 연결한 여자코일(20)을 차례로 삽입 고정한다.

마지막으로, 마개(40)를 기계 가공하고 상기 밸브 몸체(10)의 일측면 상단에 리드선(222) 인출하여 모듈보드(50)에 연결한다.

상기 모듈보드(50)는 메인보드(52)로부터 인가되는 단순 온오프(ON-OFF) 신호를 정극성 신호 또는 부극성 신호로 변환시켜주는 역할을 한다.

상기 가동자(30)와 밸브 몸체(10)의 이러한 구성은 여러 형상으로 변형될 수 있으며, 본 고안은 밸브 몸체(10)의 특정 형상에 국한되지 않는다.

따라서, 오-링(332) 및 오링 홈(330)을 어떠한 제한 없이 그 수와 배열을 변경시킬 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 고안에 따른 냉매의 방향 전환용 밸브는, 도 7a 내지 도 7d에 도시하는 바와 같이, 밸브 몸체(10)에 한 쌍의 관통구멍(110,120)에 각각 설치되는 가동자(30,31)를 구비하고, 상기 가동자(30,31)의 수직이동 동작에 의하여 좌,우측포트(132,134)와의 개폐를 선택하도록 하는 것이다.

즉, 좌측의 가동자(30) 쪽의 제 1 및 제 2 여자코일(20a,20b)에는 제 1의 코일(220a) 및 제 2의 코일(220b)이 감겨져 있고, 전류를 흘렸을 때 서로 반대방향의 자속이 발생하도록 결선되어 있으며, 우측의 가동자(31) 쪽의 제 3 및 제 4 여자코일(20c,20d)에도, 똑같이 권선된 제 3의 코일(220c) 및 제 4의 코일(220d)이 감겨져 있다.

따라서, 상기 여자코일(20a,20b)에 전류를 흐르게 하면 앙페르의 법칙에 따라 여자코일(20a,20b)의 자기장이 형성되는데, 2개의 보빈(210a,210b)을 통과하는 전류방향에 따라, 축방향으로 자속이 발행한다.

또한, 좌측의 가동자(30)는 보빈(210a,210b)을 통과하는 전류흐름 방향에 따라 상기 위치로부터 축방향으로 이동되며, 가동자(30)가 실리콘 패드(32)에 닿을 때까지 이동하여 정지한다.

또, 전류가 차단된 후에는 냉매 압력의 영향이 거의 없으므로 이동된 위치에 그대로 정지해 있게 된다.

즉, 상기 좌측의 가동자(30)는 제 1 및 제 2 여자코일(20a,20b)의 여자 여부에 따라 영구자석(34a,34b)의 자장에 의해 제 1 여자코일(20a)로부터 멀어지거나, 제 2 여자코일(20b)로 근접하여 돌출부(310) 또는 유로 홈(320)에 의해 좌측포트 (132)를 개방 또는 폐쇄할 수 있으며, 이와 마찬가지로 상기 우측의 가동자(31)는 제 3 및 제 4 여자코일(20c,20d)의 여자 여부에 따라 영구자석(34c,34d)의 자장에 의해 제 3 여자코일(20c)로부터 멀어지거나, 제 4 여자코일(20d)로 근접하여 돌출부(310) 또는 유로 홈(320)에 의해 우측포트(132)를 개방 또는 폐쇄하여 냉매가 흐르는 관로를 방향전환할 수 있다.

상술한 냉매의 방향 전환용 밸브의 동작에 관하여, 도 7a 내지 도 7d를 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 따른 냉매의 방향 전환용 밸브는 양방향 닫힘, 왼쪽 방향 열림, 오른쪽 방향 열림, 양방향 열림의 4개의 운전모드를 선택할 수 있다.

이 경우에 있어서, 초기상태는 양방향 닫힘모드인 것으로 한다.

이 상태는, 도 7a에 도시하는 바와 같이, 밸브 몸체(10) 내부에 있는 양측의 가동자(30,31)가 하강하여 양측 가동자(30,31)의 돌출부(310,311)가 좌,우측포트(132,134)를 폐쇄시켜 냉매가 흐르고 있지 않은 상태이다.

즉, 제 1 여자코일(20a)은 보빈(210a)에 권선되는 코일(220a)의 권선방향이 보빈(210a)에 대하여 오른손 방향(반시계방향)으로 되어 있고 '왼손 방향'으로 전류가 인가되는 경우 보빈(210a)의 상부측 극성은 S극이 형성되고, 하부측 극성은 N극이 형성된다.

이때 상기 제 1 영구자석(34a)의 상부측 극성은 N극이고 하부측 극성은 S극이므로, 제 1 영구자석(34a)과 면대향하는 제 1 여자코일의 하부측 극성(N)은 제 1 영구자석의 상부측 극성(N)과 서로 동일한 N극을 이루어 상호간에 반발력(F1)이 작 용하게 된다.

이와 반대로 상기 제 2 여자코일(20b)은 보빈(210b)에 권선되는 코일의 권선방향이 보빈(210b)에 대하여 왼손 방향(시계방향)으로 되어 있고 '오른손 방향'으로 전류가 인가되는 경우 보빈(210b)의 상부측 극성은 N극이 형성되고, 하부측 극성은 S극이 형성된다.

이때, 상기 제 2 영구자석(34b)과 면대향하는 제 2 여자코일(20b)의 상부측 극성(N)은 제 2 영구자석(34b)의 하부측 극성(S)과 서로 반대의 극성을 갖게 되어 상호간에 흡착력(F2)이 작용하게 된다.

따라서, 상기 좌측의 가동자(30)는 하단으로 이동된 상태가 되며, 이와 마찬가지로 우측의 가동자(31) 또한 하단으로 이동된 상태가 된다.

이 상태에서 왼쪽방향 열림모드의 신호가 입력되었다고 하면, 상기 좌측의 가동자(30)만 상승하여 돌출부(310)가 좌측포트(132)를 개방시켜야 한다.

이를 위해, 도 7b에 도시하는 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 여자코일(20a,20b)에 전류를 흐르게 하면 앙페르의 법칙에 따라 제 1 및 제 2 여자코일(20a,20b)의 자기장이 형성되는데, 이때 제 1 여자코일(20a)의 권선방향이 보빈(210a)에 대하여 오른손 방향으로 되어 있고, '오른손 방향'으로 전류가 인가되는 경우, 보빈(210a)의 상부측 극성이 N극이 되고, 하부측 극성이 S극이 된다.

또한, 제 2 여자코일(20b)의 권선방향이 보빈(210b)에 대하여 왼손 방향으로 되어 있고, '왼손 방향'으로 전류가 인가되는 경우 보빈(210b)의 상부측 극성이 S극이 되고, 하부측 극성이 N극이 된다.

이에 따라 좌측의 가동자(30)의 제 1 영구자석(34a)과 면대향하는 제 1 여자코일(20a)의 하부측 극성(S)은 제 1 영구자석(34a)의 극성(N)과 서로 반대의 극성을 갖게 되어 상호간에 흡착력(F1)이 작용하며, 이와 반대로 제 2 영구자석(34b)과 면대향하는 제 2 여자코일(20b)의 상부측 극성(S)은 제 2 영구자석의 극성(S)과 서로 동일한 극성을 갖게 되어 상호간에 반발력(F2)이 작용하게 된다.

그 결과 위치가 고정된 제 1 여자코일(20a)의 하부측에서는 좌측의 가동자(30)를 제 1 여자코일(20a) 쪽으로 끌어당기는 흡착력(F1)이 형성되고, 제 2 여자코일(20b)의 상부측에서는 좌측의 가동자(30)를 상방으로 밀어내는 반발력(F2)이 형성되어, 좌측의 가동자(30)에 미치는 상방향 이동력은 두 힘의 합(F1 + F2)으로 이루어진다.

따라서, 좌측의 가동자(30)는 푸시풀 방식으로 빠르게 상방으로 이동된다.

이것에 의해, 좌측의 가동자(30)의 돌출부(310)를 좌측포트(132)로부터 밀어내어 좌측포트(132)가 개방상태로 되고, 밸브 몸체(10)의 유체 유입구(130)로부터 들어온 냉매가, 유로통로를 거쳐서 좌측의 냉매 유출구(140)로 유출되게 된다.

여기서, 상기 좌측의 냉매 유출구(140)의 폐쇄를 위해, 모듈보드(50)에서 인가한 전류의 방향과 반대 방향의 전류 신호를 인가한다.

이것에 의해, 좌측의 가동자(30)는 재차 하강하여 밸브 몸체(10)의 좌측의 가동자(30)가 폐쇄상태로 된다.

따라서, 밸브 몸체(10)의 냉매 유입구(130)로부터 좌측포트(132)를 거쳐 좌측의 냉매 유출구(140)로 진행되는 냉매의 유출이 정지된다.

한편, 양방향 닫힘모드 상태에서 오른쪽방향 열림모드의 신호가 입력되었다고 하면, 도 7c에 도시하는 바와 같이, 상술한 바와 같은 방법으로 상기 우측의 가동자(31)가 상승하여 우측포트(134)를 개방하여 냉매 유입구(130)로부터 들어온 냉매가 우측의 냉매 유출구(142)로 흐르고 있는 상태가 된다.

마찬가지로, 양방향 열림모드에서는 도 7d에 도시하는 바와 같이, 양측 가동자(30,31)가 상승하여 양측포트(132,134)를 개방하여 양측의 냉매 유출구(140,142)로 냉매가 흐르고 있는 상태가 된다.

이상, 설명한 바와 같이 본 고안의 냉매의 방향 전환용 밸브에 의하면, 냉매의 압력에 영향을 거의 받지 않는 유로 홈이 형성된 가동자를 사용함으로써 상태 변환시에만 전류가 인가되어 전력 소모를 대폭 줄일 수 있다는 것과, 스테핑 모터 방식에 비해서는 작업성이 좋아 제작이 용이하다는 이점이 있다.

전술한 내용은 후술할 고안의 실용신안등록청구범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 고안의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 고안의 실용신안등록청구범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 고안의 개념과 특정 실시예는 본 고안과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 본 고안에서 개시된 고안 개념과 실시예가 본 고안의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용되어질 수 있을 것이다. 또한, 당해 기술분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 실용신안등록청구범위에서 기술한 고안의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 고안의 냉매의 방향 전환용 밸브는 코일에 인가되는 구동전류에만 의존하여 가동부(또는 플런저)가 이동되고 상태가 유지되는 종래의 솔레노이드에 비하여, 상태변환 시의 단시간 동안만 전류가 인가되므로 전력소모가 대폭 절감될 수 있는 장점이 있다.

또한, 다른 한편으로는 동일한 구동전류를 인가하는 경우 본 고안의 솔레노이드는 가동자의 양측에 영구자석을 일체로 형성하는 것으로 구현될 수 있어 소형으로 큰 이동력을 얻을 수 있으므로 냉동, 냉장, 냉방 등에 필요한 밸브뿐만 아니라 각종 유로를 온·오프시키는 다양한 분야에서 사용될 수 있다는 장점이 있다.

또한, 각각의 밸브가 하나의 냉매 유입구를 각자 독립적으로 제어할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (5)

1. 축방향으로 관통 형성된 한 쌍의 관통구멍과, 상기 관통구멍과 외부를 연통하도록 냉매 유출구 및 냉매 유입구를 구비한 밸브 몸체;

   상기 밸브 몸체의 각 관통구멍 내의 양단부에 삽입고정되어 제어부에서 인가되는 전류의 방향에 따라 보빈의 양측단부에 형성되는 자극이 반전되는 여자코일; 및

   상기 여자코일의 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입되며, 축방향의 상단부로 동일한 극성이 향하도록 제 1 및 제 2 영구자석이 부착되어 상기 여자코일의 여자 여부에 따라 상기 밸브 몸체의 관통구멍 내에서 축방향으로 상하로 이동하면서 관로의 개폐상태를 설정하는 가동자;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 냉매의 방향 전환용 밸브.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 여자코일은,

   상기 영구자석의 외측을 감싸도록 내측구멍을 지닌 보빈에 코일을 권선하고 리드선을 연결한 것을 특징으로 하는 냉매의 방향 전환용 밸브.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 가동자는,

   양측단부에 영구자석이 부착되고, 중간부에 관로를 개폐시킬 수 있는 돌출부가 구비되며, 돌출부의 하단으로 단차진 유로 홈이 형성되어 있어 상기 밸브 몸체 의 관통구멍 내부에 삽입되어 외부에서 인가되는 제어신호의 통전상태에 따라 여자코일의 여자에 의해서 소정 간격으로 상하 이동되어 관로의 개폐시키는 것을 특징으로 하는 냉매의 방향 전환용 밸브.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 가동자는,

   외부에서 인가되는 제어신호의 통전상태의 변화 시에만 위치가 변화되는 것을 특징으로 하는 냉매의 방향 전환용 밸브.
5. 제 1 항에 있어서,

   외부로부터 인가되는 단순 온오프 신호를 정극성 신호 또는 부극성 신호로 변환시켜주는 모듈보드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매의 방향 전환용 밸브.

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