KR20080067401A - Abrasion resistance improved electronic expansion valve - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 전자팽창밸브를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing an electromagnetic expansion valve according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 A확대 단면도.2 is an enlarged cross-sectional view of FIG.
도 3은 도 1의 B확대 단면도.3 is an enlarged cross-sectional view of FIG.
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 오리피스의 사시도와 단면도.4 is a perspective view and a cross-sectional view of an orifice according to a first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 고정나사부가 결합된 단면도.5 is a cross-sectional view of the fixing screw unit according to the first embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10: 상부체 11: 상부케이스 10: upper body 11: upper case
12: 하부케이스 13: 마그네트 12: lower case 13: magnet
14: 이동나사부 15: 니들14: Moving screw part 15: Needle
15a: 고정용와셔 16: 고정프레임 15a: fixing washer 16: fixed frame
16a: 회전스프링 17: 고정나사부 16a: rotary spring 17: set screw part
18: 압축스프링 19,19': 스톱퍼 18:
20: 베이스 21: 배출관20: base 21: discharge pipe
22: 유입관 23: 오리피스22: inlet tube 23: orifice
23a: 돌출턱 30: 스테이터코일23a: protruding jaw 30: stator coil
40: 밸브본체40: valve body
본 발명은 내마모성 향상 전자팽창밸브에 관한 것으로, 전자팽창밸브의 내부에 삽입되는 고정나사부의 재질을 윤활성재질로 별도 제작하여 내마모성을 증대시키고, 오리피스 또한 별도로 가공하여 조립함으로써 부품의 정밀성 향상과 다양한 모양의 오리피스를 제공할 수 있는 내마모성 향상 전자팽창밸브에 관한 것이다.The present invention relates to an electromagnetic expansion valve having improved wear resistance, and the material of the fixing screw inserted into the electromagnetic expansion valve is manufactured separately with a lubricating material to increase wear resistance, and the orifice is separately processed and assembled to improve the precision of parts and various shapes. A wear resistance improving electromagnetic expansion valve capable of providing an orifice of
일반적으로 에어컨, 냉동기기, 히트펌프등에 사용되는 전자팽창밸브의 고정프레임의 구성은 내측면에 이동 나사부가 조립되어 이동되는 정밀 나사부가 구성되며, 고정자 외주면에는 이동 나사부의 회전운동을 제어하는 나사산모양으로 가공하여 일체형으로 구성되어 내측면의 정밀 가공과 외측면의 또 다른 나사산의 가공으로 인하여 과도한 가공 시간을 필요로 하는 단점이 있다.In general, the structure of the fixed frame of the electronic expansion valve used in an air conditioner, a freezer, a heat pump, etc. is composed of a precision screw part which is assembled by moving a moving screw part on the inner side, and a thread shape that controls the rotational movement of the moving screw part on the outer circumference of the stator It has a disadvantage in that it requires an excessive processing time due to the one-piece processing and the machining of the inner surface and the processing of another thread on the outer surface.
또한, 고정프레임의 재질은 황동계열의 쾌삭성이 있는 재료를 사용하여 정밀가공 후 경질도금을 이용하여 구성되어 내마모성이 요구되는 정밀 나사부에 경질 도금으로 코팅되어 자체 윤활성이 없는 문제점과 후처리 공정이 추가되는 단점이 있다.In addition, the material of the fixed frame is made of hard plating after precision processing by using brass-based materials with high machinability, and is coated with hard plating on precision screw parts requiring wear resistance. There is an added disadvantage.
상기 종래의 전자팽창밸브 베이스의 오리피스는 일체형으로 가공되어 형성되 며, 특히 황동계열의 쾌삭성이 있는 재질을 사용하여 일체형으로 가공된다.Orifice of the conventional electronic expansion valve base is formed integrally processed, in particular is processed integrally using a brass-based free machinability material.
여기서 오리피스의 문제점은 황동계열의 재료를 사용하여 구성함으로써 밸브본체의 조립 및 용접과정에서 오리피스의 변형 및 경도가 떨어지는 문제가 있으며, 상기 오리피스의 면적을 조절하는 상대물인 니들의 재료가 스테인레스 계열로 구성되어 계속적인 오리피스의 개폐과정을 반복하는 밸브의 특성상 오리피스의 마모가 발생되고 시간이 경과 될수록 누설이 커지는 문제가 있고, 고압의 압력을 사용하는 냉매의 경우 고압의 토출압력으로 인하여 냉매의 팽창부인 오리피스에 과부하 및 고열발생으로 마모발생이 커지며, 그로 인하여 오리피스의 재질과 형상에 대한 개선이 필요하며, 또한, 오리피스 끝단에는 고온 고압의 냉매 팽창 작용으로 인하여 밸브 본체의 마찰 소음이 커지는 현상이 발생되는 문제점이 있다.The problem of the orifice is that there is a problem that the deformation and hardness of the orifice falls during the assembly and welding of the valve body by using a brass-based material, the material of the needle that is the counterpart for adjusting the area of the orifice is made of stainless steel series Due to the characteristics of the valve which repeats the opening and closing of the orifice continuously, orifice wear occurs and leakage increases as time passes.In the case of a refrigerant using a high pressure, the orifice is an expansion part of the refrigerant due to the high pressure discharge pressure. Increasing wear occurs due to overload and high heat generation, and therefore, the material and shape of the orifice need to be improved, and the friction noise of the valve body increases due to the expansion of the refrigerant at high temperature and high pressure at the end of the orifice. There is this.
본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 고온 고압의 천연냉매 CO2등에 사용할 수 있고 유량을 선현적으로 원활하게 제어하며, 장기간 사용하더라도 동작의 문제가 발생되지 않도록 고정나사부의 재질을 윤활성 재질로 별도로 구성하여 내마모성을 증대시키며, 별도의 윤활성 오일을 첨가하지 않더라도 동작에 문제가 발생되지 않는 고정나사부를 제공하며, 또한, 오리피스를 별도로 가공하여 조립하기 때문에 부품의 정밀성 향상과 다양한 모양의 오리피스의 형상을 적용할 수 있는 내마모성 향상 전자팽창밸브를 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been created to solve the above problems, can be used for natural refrigerant CO 2 of high temperature and high pressure, and smoothly control the flow rate, and even if used for a long time, the material of the fixed screw portion so as not to cause the problem of lubricating material It is designed separately to increase abrasion resistance, and provides a fixed screw part that does not cause any problems even if no additional lubricant oil is added. Also, because the orifice is separately processed and assembled, it improves the precision of parts and provides various shapes of orifices. It is an object of the present invention to provide an electromagnetic expansion valve having improved wear resistance that can be applied to a shape.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.The present invention has the following features to achieve the above object.
팽창밸브에 있어서, 상부에 돔형태의 상부케이스와, 상기 상부케이스의 하측의 양단부에 결합되는 하부케이스와; 상기 상케이스의 내측에 홀이 형성되어 결합되는 마그네트와; 상기 마그네트의 내측에 형성된 홀에 삽입되며, 내측에 홀이 관통된 이동나사부와; 상기 이동나사부의 내주면에 삽입되며, 하부면이 뾰족하게 형성되어 하부케이스 보다 하측으로 돌출된 니들과; 상기 이동나사부의 외주면에 결합되어 하부면이 하케이스에 비해 하측으로 돌출된 고정프레임과; 상기 고정프레임의 내주면에 결합되는 고정나사부로 이루어진 상부체와; 하측에 냉매가 배출될 수 있도록 형성된 배출관과; 상기 배출관와 직각을 이루며, 냉매가 유입될 수 있도록 형성된 유입관과; 상기 배출관의 상측 내주면에 결합되어 상측으로 돌출되는 오리피스로 이루어진 베이스;를 포함하여 구성되되, 상기 고정나사부는 원통형의 내부가 관통되어 내주면에 나사산이 형성되고, 상기 고정프레임의 내주면에 고정되며, 상기 오리피스는 다단으로 형성되어 상기 베이스의 내측에 결합되며, 내주면에 홀이 관통되고, 출구방향은 입구에 비해 내경이 증가하며, 고정나사부의 고정방식은 접착방식과, 압입방식 등으로 고정되고, 상기 오리피스는 스테인레스계열의 재질로 제작되며, 니들에 접하는 상부면을 모따기 처리하여 조도를 높이고 냉매의 누설량을 줄일 수 있는 것을 특징으로 한다.An expansion valve, comprising: an upper case in a dome shape at an upper portion thereof, and a lower case coupled to both ends of a lower side of the upper case; Magnets are formed and coupled to the inside of the upper case; A moving screw part inserted into a hole formed inside the magnet and having a hole penetrated therein; A needle inserted into the inner circumferential surface of the moving screw and having a lower surface pointed to protrude downward than the lower case; A fixing frame coupled to the outer circumferential surface of the moving screw part and having a lower surface protruding downwardly from the lower case; An upper body formed of a fixing screw coupled to an inner circumferential surface of the fixing frame; A discharge pipe formed to discharge refrigerant from the lower side; An inlet tube formed at a right angle with the discharge tube and configured to introduce a refrigerant; A base formed of an orifice which is coupled to the upper inner circumferential surface of the discharge pipe and protrudes upwards, wherein the fixing screw is formed with a thread through the inner circumferential surface of the cylindrical body, and is fixed to the inner circumferential surface of the fixing frame. Orifice is formed in multiple stages are coupled to the inside of the base, the hole is penetrated through the inner circumferential surface, the outlet direction is increased in diameter compared to the inlet, the fixing method of the fixing screw portion is fixed by the adhesive method, the press-in method, etc., The orifice is made of a stainless series material, it is characterized by the chamfering treatment of the upper surface in contact with the needle to increase the roughness and reduce the leakage of the refrigerant.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 보다 명확히 설명될 수 있을 것이다. 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하도록 한다.The present invention having such a feature will be more clearly described through the preferred embodiment accordingly. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 전자팽창밸브를 나타낸 단면도이며, 도 2는 도 1의 A 확대 단면도이고, 도 3은 도 1의 B 확대 단면도이며, 도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 오리피스의 사시도와 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 고정나사부가 결합된 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating an electromagnetic expansion valve according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of FIG. 1, FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of FIG. 1, and FIG. 4 is a first view of the present invention. 5 is a perspective view and a cross-sectional view of an orifice according to an embodiment, and FIG. 5 is a cross-sectional view of a fixing screw unit according to a first embodiment of the present invention.
전자팽창밸브는 크게 스테이터코일(30)과 밸브본체(40)로 구성되며, 상기 스테이터코일(30)의 내주면으로 돔 형태의 상부케이스(11)가 구성되며, 상기 상부케이스(11) 내측으로 마그네트(13)가 위치하고, 마그네트(13) 내측으로는 이동나사부(14)가 삽입되며, 상기 이동나사부(14)의 내주면으로 막대형태의 하단부가 뾰족하게 형성된 니들(15)이 삽입되며, 상기 니들(15)의 외주면에 압축스프링(18)이 결합되고, 상기 니들(15)은 이동나사부(14)의 상부면에 형성된 고정용와셔(15a)에 의해 이동나사부(14)의 상부면에 고정된다.The electromagnetic expansion valve is composed of a
상기 이동나사부(14)의 외주면으로 고정프레임(16)이 결합되며, 상기 고정프레임(16)의 내주면에는 고정나사부(17)가 삽입되고, 상기 고정프레임(16)은 후술될 베이스(20)의 상측에 압입되어 고정되며, 상기 고정프레임(16)의 외주면은 회전스프링(16a)이 설치될 수 있도록 나사산 형태로 형성되어 회전스프링(16a)이 설치되고, 상기 회전스프링(16a)의 이동간격을 조절하기 위해 고정프레임(16)의 상측과 하측에 스톱퍼(19,19')가 설치되며, 또한, 상기 고정프레임(16)은 하부케이스(12) 에 비해 하측으로 돌출되어 후술될 베이스(20)와 결합 됨으로써 상부체(10)와 베이스(20)의 결합이 이루어지게 된다.The
상기 고정프레임(16)에 삽입되는 고정나사부(17)의 가공은 자동 가공기에서 가공하는 것과 프레스로 형성하여 소결하는 방법과 사출하는 방식 등이 있으며, 윤활성 재질로 제작하여 냉매의 윤활유 혼합율이 감소하더라도 밸브의 동작에는 지장이 없으며, 또한, 장기간 오일의 공급이 없는 액상상태 및 기체상태의 다양한 매체에 유량제어에 사용되는 것도 가능하고, 고정나사부(17)의 내주면의 암나사산의 가공방식 중에 프레스 방식은 분말소재를 사용하여 프레스 성형하여 소결한 후 가공을 통하여 나사산을 형성하기 때문에 윤활성을 가질 수 있으며, 자동가공기에서는 인, 청동 등을 쾌삭성과 윤활성을 가지고 있는 재질을 사용하여 나사부를 정밀가공하여 베어링 역할을 하는 윤활성을 갖게된다.Processing of the
상기 고정나사부(17)의 사출방식은 엔지니어링 플라스틱 수지에 테프론 계열등의 윤활제가 첨가된 수지를 이용한 정밀 사출방식을 적용하여 내마모성의 증대와 윤활성을 증대하는 가공방식을 사용하며, 대량생산이 가능하고, 생산비용을 절감할 수 있으며, 상기 고정프레임(16)과 고정나사부(17)를 분리함으로써 소재의 선택과 가공방식에 대해 다양하게 적용할 수 있고, 냉매의 종류에 따라 다양한 소재를 선택적으로 가공하여 적용할 수 있기 때문에 내마모성에 대한 적용을 손쉽게 할 수 있으며, 또한 분리가공으로 인하여 나사부에 대한 가공 정밀도를 더 높일 수 있으며 래핑등의 고정을 통하여 다양한 방법으로 나사부의 가공 조도를 향상시킬 수 있으며 나사부에 대한 마모를 줄일 수 있다.The injection method of the
이러한, 고정나사부(17)와 고정프레임(16)의 조립은 압입방법으로 하며, 코킹공정으로 2차 고정을 하게 되고, 고정나사부(17)의 재질과 냉매의 사양에 따라 고정방법은 다양하게 적용할 수 있는데, 또 다른 고정방법으로는 고정나사부(17)의 고정프레임(16)에 접하는 외주면에 접착제를 도포하여 접착하는 방법이 있다.The assembly of the
또한, 상기 고정프레임(16) 외주면의 하측에 형성된 스톱퍼(19')는 자동가공기에 의해 가공되어 나사산의 나사산모양의 가이드를 형성하며, 상기 회전스프링(16a)이 상,하로 움직여 이동나사부(14)의 회전수를 제한하게 된다.In addition, the stopper 19 'formed on the lower side of the outer circumferential surface of the fixed
상기 마그네트(13)는 전기신호를 회전운동으로 변환하게 하는 역할을 하며, 특성에 따라 자속밀도가 높은 희토류계인 네오듐 마크네트(30)를 사출하여 사용하고, 다양한 형태로 사출이 가능하다.The
또한, 상기 마그네트(13)로 이동나사부(14)와 상기 이동동나사부(40)의 내측으로 니들(15)과 압축스프링(18)이 삽입되며, 상기 이동나사부(14)는 쾌삭성 재료를 사용하는 것이 바람직하며, 정밀도 향상을 위해 자동가공기를 적용하여 가공하고, 경도를 증가하기 위해 별도의 경질도금을 할 수 있으며, 상기 니들(15)은 오리피스(23)의 면적을 선형적으로 조절하는 역할을 하고, 내마모성과 쾌삭성의 스테인레스계를 사용하는 것이 내구성이 향상되며, 상기 압축스프링(18)의 역할은 니들(15)의 끝단이 오리피스(23)를 일정한 압력으로 눌러주는 역할을 한다.In addition, a
상기 베이스(20)는 냉매가 유입되는 유입관(22)과, 상기 유입관(22)으로 부터 유입된 냉매가 배출되는 배출관(21)과, 상기 배출관(21)의 상부면에 결합되어 냉매의 배출량을 상기 니들(15)에 의해 조절할 수 있도록 형성된 오리피스(23)로 구성되며, 상기 오리피스(23)의 재질은 스테인레스계열을 사용하여 용접에 따른 변형을 줄일 수 있으며, 분리가공으로 인하여 니들(15)과 닿는 부위는 모따기 처리하여 조도를 높일 수 있어 냉매의 누설량을 줄일 수 있으며, 상기 오리피스(23)는 다단으로 가공되어 상부의 외주면에 돌출턱(23a)이 형성됨으로써 보다 견고하게 베이스(20)의 내측에 결합되며, 고압의 압력에서도 빠지지 않도록 견고하게 고정된다.The
또한, 상기 오리피스(23)의 출구방향은 냉매가 팽창되는 출구 측으로 고온 고압의 2종류의 냉매가 팽창되는 부분으로 유속이 매우 빠르게 지나가는 이상 유동구간으로 일정한 각도를 이루도록 가공하며, 이렇게 형성된 상기 오리피스(23)는 팽창소음을 줄일 수 있게되고, 또한, 오리피스(23) 상부면의 외주면을 다단형태로 가공하여 베이스(20)와 조립시 동심도와 평탄도를 확보할 수 있다.In addition, the outlet direction of the
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 전자팽창밸브의 내부에 삽입되는 고정나사부의 재질을 윤활성 재질로 별도 구성함으로써 내마모성이 증대되고 별도의 윤활성 오일을 첨가하지 않더라도 동작에 문제가 발생되지 않으며, 또한, 오리피스를 별도로 가공하여 부품의 정밀성 향상과 다양한 모양의 오리피스의 형상을 적용할 수 있고, 고온 고압의 냉매의 팽창시 발생되는 소음을 저감할 수 있는 효과를 갖는다.As described above, in the present invention, since the material of the fixing screw inserted into the expansion valve is made of a lubricating material, wear resistance is increased, and a problem does not occur even if no additional lubricating oil is added. By processing the orifices separately, it is possible to improve the precision of parts and to apply the shapes of orifices of various shapes, and has the effect of reducing the noise generated during the expansion of the high temperature and high pressure refrigerant.
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J301 | Trial decision |
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