KR20070099148A - 유로전환밸브 및 이를 갖춘 냉장고 - Google Patents

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KR20070099148A
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Abstract

복수의 출구를 개방상태로 유지하면서도 복수의 출구로 유체가 균일하게 분배될 수 있도록 한 유로전환밸브 및 이를 갖춘 냉장고를 개시한다. 본 발명의 유로전환밸브는 입구와 복수의 출구를 구비한 하우징과, 복수의 출구를 개폐하는 개폐부재와, 개폐부재를 동작시키는 구동장치를 포함하는 것에 있어서, 복수의 출구가 입구보다 낮은 위치에 마련된다. 또 하우징 내에 액체가 고일 수 있도록 입구보다 낮은 방향으로 함몰된 고임부를 구비하고, 복수의 출구가 고임부에 형성된다.

Description

유로전환밸브 및 이를 갖춘 냉장고{REFRIGERANT PASSAGE CONVERSION VALVE AND REFRIGERATOR HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명에 따른 유로전환밸브가 적용된 냉장고의 냉각장치를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명 제1실시 예에 따른 유로전환밸브를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명 제1실시 예에 따른 유로전환밸브의 입구와 제1 및 제2출구 위치를 나타낸 것이다.
도 4a 내지 도 4d는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ'선에 따른 단면도로, 제1 및 제2출구의 개폐상태를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명 제1실시 예에 따른 유로전환밸브의 개폐부재를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명 제2실시 예에 따른 유로전환밸브를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명 제2실시 예에 따른 유로전환밸브의 개폐부재를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명 제3실시 예에 따른 유로전환밸브를 나타낸 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
20: 유로전환밸브, 21: 케이싱,
22: 밸브플레이트, 23: 유로전환공간,
25: 입구, 26,260: 제1출구,
27,270: 제2출구, 30: 개폐부재,
32: 폐쇄부, 40: 스탭모터,
41: 회전자, 42: 코일조립체,
51: 구동기어, 52: 피동기어,
60,600: 고임부.
본 발명은 유로전환밸브 및 이를 갖춘 냉장고에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 출구로 유체를 균일하게 분배할 수 있는 유로전환밸브 및 이를 갖춘 냉장고에 관한 것이다.
일반적으로 유로전환밸브는 냉동기기나 공조기기 등에서 유로를 바꾸거나 개폐하는 용도로 흔히 사용된다. 예를 들면 복수의 증발기를 구비하는 냉장고에서 어느 하나의 증발기에 냉매를 선택적으로 공급해야 하거나 모든 증발기에 냉매를 공급해야 하는 경우 이러한 유로전환밸브가 사용될 수 있다.
대한민국 공개특허공보 2004-4063호(2004년 1월 13일 공개)에는 냉장고에서 사용하는 유로전환밸브의 예가 개시되어 있다. 이 유로전환밸브는 밀폐케이스와, 밀폐케이스의 하단에 결합된 밸브시트 플레이트를 갖추고 있다. 밸브시트 플레이트 에는 한쪽에 냉매가 유입되는 입구가 형성되어 있고, 반대편에 냉매가 배출되는 제1출구와 제2출구가 각각 형성되어 있다. 또 제1 및 제2출구 쪽에는 스텝모터의 동작에 의해 회전하면서 두 출구를 개폐하는 밸브체가 설치되어 있다. 따라서 이 유로전환밸브는 밸브체의 회전에 의하여 두 출구 중 어느 하나를 개방하거나, 두 출구 모두를 개방하거나, 두 출구 모두를 폐쇄할 수 있다.
그러나 이러한 유로전환밸브는 제1출구와 제2출구를 모두 개방하여 두 출구 쪽으로 냉매가 흐르도록 할 경우 두 출구 중 어느 한쪽으로 냉매가 쏠리는 현상이 생기기 때문에 두 출구 쪽으로의 냉매분배가 균일하지 못한 결점이 있었다. 이러한 현상은 입구의 높이와 두 출구의 높이가 유사하여 일부 액체냉매가 밸브시트 플레이트의 내면을 따라 입구로부터 출구 쪽으로 흐르면서 한 쪽으로 쏠리기 때문이다.
이러한 문제는 유로전환밸브를 장착할 때 약간이라도 기울경우 두 출구의 높이차가 생겨 더욱 심화될 수 있었다.
따라서 종래에는 두 출구로 냉매가 균일하게 흐르도록 하기 위해 일정한 주기로 제1출구와 제2출구를 번갈아 개폐함으로써 두 출구로 흐르는 냉매의 평균유량이 같아지도록 하기도 하였다. 그러나 이러한 방식은 제1출구와 제2출구를 번갈아 개폐하기 위해 스텝모터가 계속 동작해야 하기 때문에 에너지손실 클 뿐 아니라 스텝모터의 수명을 단축할 수 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 복수의 출구를 개방상태로 유지하면서도 복수의 출구로 유체가 균일하게 분배될 수 있도록 하는 유로전환밸브 및 이를 갖춘 냉장고를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유로전환밸브는 입구와 복수의 출구를 구비한 하우징과, 상기 복수의 출구를 개폐하는 개폐부재와, 상기 개폐부재를 동작시키는 구동장치를 포함하며, 상기 복수의 출구가 상기 입구보다 낮은 위치에 마련된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 하우징은 액체가 고이도록 상기 입구보다 낮은 방향으로 함몰된 고임부를 포함하고, 상기 복수의 출구가 상기 고임부에 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 개폐부재는 상기 고임부에 진입하여 회전에 따라 상기 복수의 출구에 밀착되거나 이격되는 폐쇄부를 포함하고, 상기 구동장치는 상기 개폐부재를 정방향과 역방향으로 회전시키는 스텝모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 고임부와 상기 개폐부재는 원뿔형이고, 상기 폐쇄부는 상기 개폐부재의 외면으로부터 돌출하여 상기 고임부 내면에 밀착되고, 상기 복수의 출구 사이 거리보다 긴 회전방향 길이와 상기 출구의 직경보다 큰 상하 폭을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 복수의 출구는 동일한 높이에 형성되고 상호 근접하도록 배치된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 하우징의 내면은 상기 입구로부터 상기 출구 쪽으로 유체가 흘러내리도록 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 하우징은 하부가 개방된 케이싱과, 상기 케이싱의 개방된 하부를 폐쇄하는 밸브플레이트를 포함하고, 상기 입구와 상기 복수의 출구가 상기 밸브플레이트에 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 냉장고는 복수의 저장실과, 상기 각 저장실을 냉각시키는 복수의 증발기와, 상기 복수의 증발기로의 냉매공급을 제어하는 유로전환밸브를 포함하고, 상기 유로전환밸브는 입구와 복수의 출구를 구비한 하우징과, 상기 복수의 출구를 개폐하는 개폐부재와, 상기 개폐부재를 동작시키는 구동장치를 포함하고, 상기 복수의 출구가 상기 입구보다 낮은 위치에 마련된 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 유로전환밸브를 갖춘 냉장고는 도 1에 도시한 바와 같이, 상호 구획된 제1저장실(1)과 제2저장실(2)을 구비하고, 제1저장실(1)과 제2저장실(2)의 냉각을 위한 냉각장치를 구비한다.
냉각장치는 제1저장실(1)과 제2저장실(2)을 각각 냉각시키는 제1증발기(3)와 제2증발기(4), 두 증발기(3,4)를 거친 냉매를 압축하는 압축기(5), 압축기(5)를 거친 냉매를 응축시키는 응축기(6), 응축기(6)를 거친 냉매를 제1증발기(3)나 제2증발기(4) 쪽으로 공급하거나 함께 공급하도록 유로를 전환시키는 유로전환밸브(20)를 구비한다. 또 유로전환밸브(20)와 제1증발기(3) 사이의 제1배관(7)에 설치된 제1모세관(9), 유로전환밸브(20)와 제2증발기(4) 사이의 제2배관(8)에 설치된 제2모세관(10)을 포함한다.
이러한 냉각장치는 유로전환밸브(20)의 동작에 의해 제1증발기(3)와 제2증발기(4) 중 어느 한쪽으로 냉매가 공급됨으로써 두 저장실(1,2) 중 어느 한쪽만 냉각시킬 수 있고, 제1 및 제2증발기(3,4) 모두에 냉매가 공급됨으로써 두 저장실(1,2) 모두를 냉각시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 유로전환밸브를 나타낸 것이다. 유로전환밸브(20)는 하부가 개방된 원통형의 케이싱(21)과, 케이싱(21)의 하단 개방부에 결합된 밸브플레이트(22)를 갖춘 하우징을 구비한다. 따라서 하우징의 내부에는 밀폐된 유로전환공간(23)이 형성된다. 또 밸브플레이트(22)에는 도 2 내지 도 4a에 도시한 바와 같이, 한쪽에 유로전환공간(22)으로 냉매가 유입되는 입구(25)가 형성되고, 다른 쪽에 냉매가 유출되는 제1출구(26)와 제2출구(27)가 형성된다. 제1출구(26)와 제2출구(27)에는 제1증발기(3)와 제2증발기(4) 쪽으로 냉매를 안내하는 제1배관(7)과 제2배관(8)이 각각 연결된다.
또 유로전환밸브(20)는 제1 및 제2출구(26,27) 쪽에 회전 가능하게 설치되며 회전동작에 의해 제1출구(26)와 제2출구(27) 중 적어도 하나가 열리거나 닫힐 수 있도록 하는 개폐부재(30)와, 개폐부재(30)를 정방향과 역방향으로 회전시키는 스탭모터(40)를 구비하고, 스탭모터(40)의 회전을 감속시켜 개폐부재(30)에 전달하기 위해 유로전환실(23) 내에 설치된 구동기어(51) 및 피동기어(52)를 구비한다.
스탭모터(40)는 케이싱(21) 내부에 회전 가능하게 설치된 회전자(41)와, 케이싱(21)의 외측에 설치된 코일조립체(42)를 포함한다. 회전자(41)를 지지하는 축(43)은 상부가 케이싱(21)의 상부에 회전 가능하게 지지되고 하부가 밸브플레이 트(22)에 회전 가능하게 지지된다. 이러한 스탭모터(40)는 냉장고 제어부(미도시)의 제어에 의해 코일조립체(42)에 전원이 인가될 때 회전자(41)가 회전함으로써 개폐부재(30)를 동작시킬 수 있다.
구동기어(51)는 스탭모터(40)의 축(43)에 결합되고, 피동기어(52)는 제1 및 제2출구(26,27)를 개폐하는 개폐부재(30)와 일체로 형성된다. 그리고 피동기어(52)와 일체인 개폐부재(30)는 밸브플레이트(22)에 고정된 축(29)에 회전 가능하게 지지된다. 구동기어(51)는 피동기어(52)보다 작은 것이 채용되는데, 이는 개폐부재(30)의 감속회전을 구현하기 위함이다.
개폐부재(30)가 설치되는 위치의 밸브플레이트(22) 내면에는 도 2에 도시한 바와 같이, 유로전환실(23) 내부의 액체냉매가 고일 수 있도록 입구(25)보다 낮은 방향으로 함몰된 고임부(60)가 형성된다. 그리고 제1출구(26)와 제2출구(27)는 고임부(60)에 형성된다. 이는 제1 및 제2출구(26,27)의 위치가 입구(25)보다 낮은 곳에 위치하여 입구(25)로부터 두 출구(26,27)로 냉매가 흐르기 용이하도록 한 것이다. 또 액체상태의 냉매가 고임부(60)에 고였다가 두 출구(26,27)로 흐르도록 함으로써 두 출구(26,27)의 냉매분배가 균일해 질 수 있도록 한 것이다.
고임부(60)는 냉매가 고이기 용이하도록 역 원뿔형상으로 형성되고, 고임부에 설치되는 개폐부재(30)도 도 5에 도시한 바와 같이, 역 원뿔형상으로 형성된다.
또 개폐부재(30)는 도 2에 도시한 바와 같이, 원뿔형의 외면(31)이 고임부(60) 내면과 이격 상태를 유지하고, 그 외면(31)에는 개폐부재(30)의 회전에 따라 제1 및 제2출구(26,27)에 밀착되거나 이격됨으로써 제1 및 제2출구(26,27)를 개 폐하는 폐쇄부(32)가 마련된다. 이 폐쇄부(32)는 도 4a 및 도 5에 도시한 바와 같이, 개폐부재(30)의 외면으로부터 돌출하여 고임부(60)의 내면에 밀착되며, 두 출구(26,27) 사이의 거리보다 긴 회전방향의 길이를 구비한다. 또한 폐쇄부(32)는 출구(26,27)의 직경보다 큰 상하 폭을 구비한다. 이는 개폐부재(30)의 회전에 의해 폐쇄부(32)가 제1 및 제2출구(26,27) 중 적어도 하나를 폐쇄하도록 위치하거나 두 출구(26,27) 모두를 개방하도록 위치할 수 있게 한 것이다.
따라서 유로전환밸브(20)는 도 4a에 도시한 바와 같이, 최초상태에서 폐쇄부(32)가 제1출구(26)와 제2출구(27)를 폐쇄하도록 위치함으로써 두 출구(26,27)로의 냉매 흐름을 차단할 수 있고, 도 4b에 도시한 바와 같이, 개폐부재(30)가 회전하여 폐쇄부(32)가 제1출구(26)를 개방하고 제2출구(27)를 폐쇄하도록 위치함으로써 제1출구(26)로만 냉매가 흐르도록 할 수 있다. 또 도 4c에 도시한 바와 같이, 개폐부재(30)가 회전하여 폐쇄부가 제1 및 제2출구(26,27)를 모두 개방하도록 위치함으로써 제1 및 제2출구(26,27)로 냉매가 흐르도록 할 수 있고, 도 4d에 도시한 바와 같이, 개폐부재(30)가 회전하여 폐쇄부(32)가 제1출구(26)를 폐쇄하고 제2출구(27)를 개방하도록 위치함으로써 제2출구(27)로만 냉매가 흐르도록 할 수 있다.
이러한 유로전환밸브(20)는 두 출구(26,27)의 위치가 입구(25)보다 낮은 곳에 위치하기 때문에 도 4c에 도시한 바와 같이, 제1출구(26)와 제2출구(27)가 모두 개방될 경우 밸브플레이트(22) 내면을 따라 흐르는 액체상태의 냉매가 두 출구(26,27) 쪽으로 용이하게 유도될 수 있다. 따라서 본 발명은 두 출구(26,27)를 개방할 때 스텝모터(40)가 정지상태를 유지하면서도 두 출구(26,27) 쪽으로의 균일 한 냉매분배를 구현할 수 있다.
특히 본 발명은 액체상태의 냉매가 고임부(60)에 고였다가 두 출구(26,27) 쪽으로 흐르기 때문에 두 출구(26,27) 쪽으로의 냉매분배가 더욱 균일해질 수 있다. 이처럼 냉매의 분배가 균일해지도록 하기 위해서는 제1출구(26)와 제2출구(27)가 동일한 높이에 형성되고, 제1출구(26)와 제2출구(27)가 상호 근접한 위치에 형성되는 것이 좋다.
한편, 이상의 실시 예는 출구가 두 개인 유로전환밸브(20)에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이러한 구성으로 한정되지 않는다. 본 발명의 유로전환밸브는 증발기가 3개 이상인 냉장고 등에 적용될 수 있도록 출구가 3개 또는 그 이상일 수도 있다. 즉 고임부 쪽에 3개 이상의 출구가 형성되고, 각 출구들이 개폐부재의 동작에 의해 개폐되도록 할 수도 있다.
도 6과 도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 유로전환밸브이다. 제2실시 예는 밸브플레이트(22)에 형성되는 고임부(600)가 원통형으로 형성되고, 복수의 출구(260,270)가 고임부(600)의 바닥에 형성된다. 또 개폐부재(300)도 원통형으로 마련되고, 개폐부재(300)의 하단에는 도 7에 도시한 바와 같이, 회전에 의해 복수의 출구(260,270)를 개폐할 수 있도록 고임부(600)의 바닥과 밀착되는 폐쇄부(310)와 고임부(600)의 바닥과 이격되는 이격부(320)를 마련한 것이다. 그 밖의 구성의 제1실시 예와 동일하다. 이러한 제2실시 예는 복수의 출구(260,270)가 입구(25)보다 낮은 곳에 위치할 뿐 아니라 복수의 출구(260,270)로 배출되는 액냉매가 고임부(600)에 고이기 때문에 복수의 출구(260,270)로 냉매가 균일하게 분배될 수 있 다.
도 8은 본 발명의 제3실시 예에 따른 유로전환밸브이다. 제3실시 예는 입구(25)로부터 두 출구(26,27) 쪽으로 냉매가 흘러내리기 용이하도록 밸브플레이트(22)의 내면(220)이 소정각도(θ)로 경사지게 형성된 것이다. 그 밖의 구성은 제1실시 예와 동일하다. 따라서 제3실시 예는 입구(25)로부터 두 출구(26,27) 쪽으로 흐르는 액냉매가 고임부(60) 쪽으로 모이기 용이하므로 더욱 균일한 냉매분배를 구현할 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유로전환밸브는 복수의 출구가 입구보다 낮은 곳에 위치하여 내부의 액상 유체가 출구 쪽으로 흘러서 모이기 때문에 복수의 출구로 유체의 분배가 균일하게 이루어지는 효과가 있다.
또한 본 발명은 입구보다 낮은 위치에 고임부를 구비하고, 복수의 출구가 고임부에 마련됨으로써 내부의 유체가 고임부에 고였다가 복수의 출구로 분배되기 때문에 복수의 출구로 유체의 분배가 균일하게 이루어지는 효과가 있다.
또한 본 발명은 고임부가 원뿔형이기 때문에 복수의 출구 쪽으로 유체가 용이하게 안내되는 효과가 있다.
또한 본 발명은 복수의 출구를 개방한 상태에서 개폐부재를 정지상태로 유지하는 경우에도 유체의 균등분배를 구현할 수 있기 때문에 종래보다 모터의 제어를 단순화할 수 있어 모터의 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 입구와 복수의 출구를 구비한 하우징과, 상기 복수의 출구를 개폐하는 개폐부재와, 상기 개폐부재를 동작시키는 구동장치를 갖춘 유로전환밸브에 있어서,
    상기 복수의 출구가 상기 입구보다 낮은 위치에 마련된 것을 특징으로 하는 유로전환밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 액체가 고이도록 상기 입구보다 낮은 방향으로 함몰된 고임부를 포함하고, 상기 복수의 출구가 상기 고임부에 형성된 것을 특징으로 하는 유로전환밸브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 개폐부재는 상기 고임부에 진입하여 회전에 따라 상기 복수의 출구에 밀착되거나 이격되는 폐쇄부를 포함하고,
    상기 구동장치는 상기 개폐부재를 정방향과 역방향으로 회전시키는 스텝모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유로전환밸브.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고임부와 상기 개폐부재는 원뿔형이고,
    상기 폐쇄부는 상기 개폐부재의 외면으로부터 돌출하여 상기 고임부 내면에 밀착되고, 상기 복수의 출구 사이 거리보다 긴 회전방향 길이와 상기 출구의 직경보다 큰 상하 폭을 구비하는 것을 특징으로 하는 유로전환밸브.
  5. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 출구는 동일한 높이에 형성되고 상호 근접하도록 배치된 것을 특징으로 하는 유로전환밸브.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 입구로부터 상기 출구 쪽으로 유체가 흘러내리도록 상기 하우징의 내면이 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 유로전환밸브.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 하부가 개방된 케이싱과, 상기 케이싱의 개방된 하부를 폐쇄하는 밸브플레이트를 포함하고,
    상기 입구와 상기 복수의 출구가 상기 밸브플레이트에 형성된 것을 특징으로 하는 유로전환밸브.
  8. 복수의 저장실과, 상기 각 저장실을 냉각시키는 복수의 증발기와, 상기 복수의 증발기로의 냉매공급을 제어하는 유로전환밸브를 포함하는 냉장고에 있어서,
    상기 유로전환밸브는 입구와 복수의 출구를 구비한 하우징과, 상기 복수의 출구를 개폐하는 개폐부재와, 상기 개폐부재를 동작시키는 구동장치를 포함하고, 상기 복수의 출구가 상기 입구보다 낮은 위치에 마련된 것을 특징으로 하는 냉장고.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하우징은 액체가 고이도록 상기 입구보다 낮은 방향으로 함몰된 고임부를 포함하고, 상기 복수의 출구가 상기 고임부에 형성된 것을 특징으로 냉장고.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 개폐부재는 상기 고임부에 진입하여 회전에 따라 상기 복수의 출구에 밀착되거나 이격되는 폐쇄부를 포함하고,
    상기 구동장치는 상기 개폐부재를 정방향과 역방향으로 회전시키는 스텝모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 고임부와 상기 개폐부재는 원뿔형이고,
    상기 폐쇄부는 상기 개폐부재의 외면으로부터 돌출하여 상기 고임부 내면에 밀착되고, 상기 복수의 출구 사이 거리보다 긴 회전방향 길이와 상기 출구의 직경보다 큰 상하 폭을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 하우징은 하부가 개방된 케이싱과, 상기 케이싱의 개방된 하부를 폐쇄하는 밸브플레이트를 포함하고,
    상기 입구와 상기 복수의 출구가 상기 밸브플레이트에 형성된 것을 특징으로 하는 냉장고.
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