KR20090064911A - 단순구조를 갖는 전자식 팽창밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단순구조를 갖는 전자식 팽창밸브에 관한 것으로서, 스텝모터에 의해 구동되는 다단기어가 내부에 형성되어 밀폐되는 캔과, 상기 캔 하부에 결합되되 냉매가 이동되는 유입배관과 배출배관이 수직으로 형성된 하부몸체가 상부몸체와 오링으로 결합되어 밸브실이 형성되는 밸브본체와, 상기 밸브실내에서 다단기어에 의해 수직운동하는 포지셔너가 형성된 포지셔너본체와, 상기 포지셔너가 누르는 힘에 의해 포펫밸브가 수직운동하며 배출배관으로 배출되는 냉매의 량을 조절하는 팽창밸브에 있어서, 상기 포지셔너가 중앙을 관통하여 결합된 포지셔너홀더 내측홈에 유동냉매가 밀폐되도록 삽입되되, 포지셔너의 외주연을 감싸며 형성된 립씰이 결합된 구조로 이루어진다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 단순구조를 갖는 전자식 팽창밸브는 포지셔너홀더 내측홈에 립씰을 고정함으로써 종전의 팽창밸브 보다 단순화된 구조로 설계되어 가공과 조립에 소요되는 비용과 시간을 절감할 수 있고, 포펫밸브플레이트에 다수개의 관통공을 형성함으로써 밸브실에 냉매의 출입이 원활하게 되어 냉매로 인하여 밸브실에 가해지는 압력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

팽창밸브, 포지셔너, 오링, 립씰, 포펫밸브

Description

단순구조를 갖는 전자식 팽창밸브 { Electronical expansion valve having simple structure }

본 발명은 냉동기 또는 공기조화기에 사용되어 밸브실 내의 유동냉매의 유량을 선형적으로 비례제어하고, 고압의 냉매를 증발하기 쉽도록 교축하고 감압하여 액상냉매를 분무가스화 할 수 있는 단순구조를 갖는 전자식 팽창밸브에 관한 것이다.

일반적으로 전자식 팽창밸브는 고효율 열펌프, 에어콘 및 공조기에 사용되는 것으로, 스텝모터를 구동하여 밸브실로 유입되는 냉매유량을 제어하는 것이다.

도 1은 대한민국 공개특허공보(제10-2006-0073427호)에 등록된 종래의 "전동밸브"를 설명하기 위한 도면으로서, 전동밸브(100)는 밸브실(140)과 밸브시트(120)를 갖는 밸브 본체(200)와, 밸브 본체(200) 내에 장비되는 밸브체(500)와, 밸브체(500)를 조작하는 밸브로드(600)와, 밸브실(140)과 밸브로드(600) 내부와의 사이를 시일하는 벨로우즈(700)와, 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 나사로드(800)와, 전동모터와, 전동모터의 출력을 감속시켜 나사로드(800)에 전달하는 기어감속장치를 수용하는 금속제의 캔(300)과, 캔(300)의 개구부(400)를 시일하는 시일구조 부재(900)가 결합된 구조로 이루어진다.

특히, 캔(300)의 개구부(400)를 밀봉하는 시일구조부재(900)의 일부에 캔(300) 내부의 고압을 개방하는 고압개방부(410)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 종래 팽창밸브는 벨로우즈가 용접에 의하여 포펫밸브와 일체화되어 고정되는 형태로서, 캔 내부를 밀폐하기 위하여 포펫밸브로드 하단에 벨로우즈 하단 외주연을 따라 접합 비드를 빈틈없이 융착시켜야 하므로 작업공수가 증가하게 되고, 제조비용까지 상승하는 문제점이 있다.

본 발명에서는 포지셔너홀더 내측홈에 결합된 립씰로 인하여 밸브실 내의 냉매가 캔 내부로 유입되는 것이 차단되는 단순구조를 갖는 전자식 팽창밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 스텝모터에 의해 구동되는 다단기어가 내부에 형성되어 밀폐되는 캔과, 상기 캔 하부에 결합되되 냉매가 이동되는 유입배관과 배출배관이 수직으로 형성된 하부몸체가 상부몸체와 오링으로 결합되어 밸브실이 형성되는 밸브본체와, 상기 밸브실 내에서 다단기어에 의해 수직운동하는 포지셔너가 형성된 포지셔너본체와, 상기 포지셔너가 누르는 힘에 의해 포펫밸브가 수직운동하며 배출배관으로 배출되는 냉매의 유량을 조절하는 팽창밸브에 있어서, 상기 포지셔너가 중앙을 관통하여 결합된 포지셔너홀더 내측홈에 유동냉매가 밀폐되도록 삽입되되, 포지셔너 의 외주연을 감싸며 형성된 립씰이 결합된 구조로 이루어진다.

또한, 상기 밸브본체는 포펫밸브가 압축 후 복귀되도록 밸브실에 형성된 단차면과 포펫밸브플레이트 저면 사이에 스프링이 형성된다.

또한, 상기 포펫밸브는 포펫밸브로드 끝단에 형성된 포펫밸브플레이트에 잔류냉매의 원활한 흐름을 위한 관통공이 형성된다.

또한, 상기 포펫밸브플레이트는 잔류냉매의 원활한 흐름을 위하여 외주연에 반원형으로 관통된 다수개의 관통홈이 형성된다.

또한, 상기 포지셔너의 외주연을 감싸며 포지셔너가 고정되는 포지셔너홀더의 내측 도중에 사각홈을 형성하고, 상기 사각홈 내부에 밀착되어 오링이 형성된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 단순구조를 갖는 전자식 팽창밸브는 포지셔너홀더 내측홈에 립씰을 고정함으로써 종전의 팽창밸브 보다 단순화된 구조로 설계되어 가공과 조립에 소요되는 비용과 시간을 절감하고, 캔 내부를 효과적으로 밀폐 할 수 있다.

또한, 포펫밸브플레이트에 다수개의 관통공을 형성함으로써 밸브실에 냉매의 출입이 원활하게 되어 냉매로 인하여 밸브실에 가해지는 압력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명에 의한 단순구조를 갖는 전자식 팽창밸브의 구성 및 작용에 따 른 바람직한 실시예를 첨부도면과 함께 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 단순구조를 갖는 전자식 팽창밸브의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 단순구조를 갖는 전자식 팽창밸브의 사용상태 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 단순구조를 갖는 전자식 팽창밸브의 포펫밸브플레이트 평면도이고, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 포펫밸브플레이트의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 팽창밸브의 단면도로서, 도면 중에 표시되는 도면부호 1은 본 발명에 의해서 형성된 팽창밸브를 지시하는 것이다.

본 발명의 단순구조를 갖는 전자식 팽창밸브는, 전기에너지에 의해 동력을 발생시키는 스텝모터(11)에 연결되어 회전운동하는 다단기어(12)가 결합된 금속제의 캔(10)과, 상기 캔(10) 하단에 하부몸체(21)와 상부몸체(22)로 나뉘어 분해되되 그 사이에 오링(25)을 이용하여 결합된 밸브본체(20)와, 상기 상부몸체(22) 내부에 밀착 결합되는 포지셔너홀더(32)를 관통하는 포지셔너(31)가 다단기어(12)에 결합되어 회전운동을 직선운동으로 바꾸는 포지셔너본체(30)와, 상기 포지셔너본체(30)의 누룸 작용에 의하여 수직으로 직선운동하며 냉매의 흐름을 제어하는 포펫밸브(40)를 포함하는 구조로 이루어진다.

특히, 밸브본체(20)로 유입된 냉매가 캔(10) 내부로의 유입이 방지되도록 포지셔너홀더(32)에 립씰(50)이 형성된 것을 특징으로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 박스와 같이 일체형으로 형성된 캔(10)은 내부에서 동력을 제공하는 스텝모터(11)에 제1기어(121), 제2기어(122), 제3기어(123), 제4기어(124), 제5기어(125), 제6기어(126)로 구성된 다단기어(12)가 순차적으로 연결되어 회전하며, 상기 제 6기어(126)는 중심에 결합되어 같이 회전하는 포지셔너(31)가 형성된다.

포지셔너본체(30)는 상기 다단기어(12)에 상부가 결합되되 외주연에 수나사(311)가 형성된 포지셔너(31)와, 상부몸체(32) 내측에 결합되며 중앙 관통부위 도중에 암나사(321)가 형성된 포지셔너홀더(32)와, 상기 포지셔너(31) 하면에 반원형으로 돌출된 돌기(33)가 형성된다.

상기 포지셔너홀더(32)는 내측에 원형으로 가공되어 공간을 형성한 내측홈(322)이 형성된다.

상기 포지셔너(31)는 포지셔너홀더(32) 중심을 관통하여 형성되는데, 포지셔너(31) 외측에 형성된 수나사(311)가 포지셔너홀더(32) 내측에 형성된 암나사(321)에 결합되어 제6기어(126)에 의한 회전운동이 직선운동으로 변환된다.

특히 포지셔너(31)의 상단부와 하단부에는 위치결정용 E링(도면 미도시)이 부착되어 포지셔너(31)에서 제6기어(126)의 조립위치가 이탈되는 것이 방지되고, 상기 포지셔너(31)가 상승 최고점을 초과하여도 포지셔너홀더(32)와 조립된 위치에서 이탈되는 것이 방지된다.

포펫밸브(40)는 상기 포지셔너(31)와 동일 선상에서 직선운동하되 돌기(33)와 밀착/탈착되는 돌기홈(331)이 상부면에 형성된 포펫밸브플레이트(43)와, 상기 포펫밸브플레이트(43)에 상단이 연결된 원기둥 형상의 포펫밸브로드(42)와, 상기 포펫밸브로드(42) 하단에 연결되어 배출배관(212)으로 배출되는 냉매의 유량을 조절하는 포펫밸브헤드(41)가 형성된다.

또한 상기 포지셔너(31) 끝단에 반원형으로 돌출된 돌기(33)는 직선운동에 의해 포지셔너(31)가 하부로 내려오게 되면 포펫밸브플레이트(43) 상부면에 형성된 돌기홈(331)을 누르게 된다.

그러면 일단이 포펫밸브플레이트(43) 저면에 결합된 포펫밸브로드(42)가 하강하고, 상기 포펫밸브로드(42)의 타단에 결합된 포펫밸브헤드(41)가 밸브시트(24)와의 간격을 좁히며 밸브실(23)을 통하는 냉매의 유량이 조절되는 것이다.

밸브본체(20)는 하부몸체(21)와 상부몸체(22)의 결합부위가 오링(25)을 이용하여 밀폐되고, 상기 상부몸체(22)와 하부몸체(21)의 결합에 의해 내부에 형성되어 냉매가 유동되는 공간인 밸브실(23)과, 상기 하부몸체(21)에 형성되어 포펫밸브헤드(41)와 밀착/탈착되며 냉매 유동면적을 조절하는 밸브시트(24)가 형성된다.

상기 하부몸체(21)는 외측 하부에 직각으로 형성되어 밸브실(23)로 통하는 유입배관(211), 배출배관(212)이 형성되고, 하부몸체(21) 내측 하부에 스프링(26)이 지지되는 단차면(213)이 형성된다.

특히 하부몸체(21)에 형성된 밸브시트(24)에 포펫밸브헤드(41)가 상하운동을 하며 거리를 넓히거나 좁혀가며 유로 단면적을 적절하게 형성하여 밸브실(23)을 통과하는 냉매의 유량이 조절된다.

한편 포지셔너홀더(32)의 내측홈(322)에는 상하로 운동하는 포지셔너(31)의 외측면을 감싸되 밸브실(23)로 들어온 냉매가 포펫밸브(40)의 상하운동에 의하여 유동하며 캔(10) 내부로 유입되는 것이 방지되도록 립씰(50)이 형성된다.

상기 립씰(50)은 회전용으로 사용되는 것으로, 중앙에 포지셔너(31)의 지름 보다 작게 형성된 통공으로 인하여 포지셔너(31)와 같은 축을 감싸 냉매의 누설을 방지하는 것이다.

또한 밸브본체(20)는 도 2와 같이 폐쇄 상태의 포펫밸브(40)를 도 3과 같이 개방된 상태로 복귀시키기 위하여 포펫밸브로드(42)의 외주연을 둘러싸는 형태로 스프링(26)이 고정된다.

상기 스프링(26)은 밸브본체(20)의 하부몸체(21) 내측에 형성된 단차면(213)에 지지되어 포지셔너(31) 상승시 포펫밸브플레이트(43)를 밀어올려 포펫밸브(40)를 개방상태로 복귀시키는 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 포펫밸브플레이트(43)는 밸브실(23)로 냉매의 출입을 원활히 하기 위한 다수의 관통공(431)이 형성된다. 상기 관통공(431)은 포펫밸브헤드(41)가 스프링(26)에 의해 하부에서 상부로 전환되는 과정에서 포펫밸브플레이트(43) 상부에 남아있는 냉매가 관통공(431)으로 이동되도록 하여 포펫밸브헤드(41)가 원활하게 상부로 복귀되도록 하는 것이다.

도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 단순구조를 갖는 전자식 팽창밸브로, 도 4와는 다르게 포펫밸브플레이트(43)의 외주연에 냉매가 이동되도록 반원형상의 관통홈(432)이 다수개 형성되는 것이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 단순구조를 갖는 전자식 팽창밸브로, 도 2의 냉매가 캔(10)으로 유입되는 것을 방지하기 위한 립씰(50) 대신에 포지셔너홀더(32) 내측 도중에 사각홈(323)을 형성하고, 상기 사각홈(323)에 냉매에 내화학성을 가진 오링(324)을 설치하여 냉매 밀봉구조를 개선시킨 효과가 있는 것 이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 밸브본체(20)의 상부몸체(22)와 하부몸체(21) 사이에 오링(25)이 형성되고, 도면에는 미도시 되었지만 밸브본체(20)와 포지셔너홀더(32) 사이에는 사각 씰링이 설치되는데, 이러한 구조를 통해 밸브본체(20) 내부에서 냉매가 외부로 누출되는 것을 방지함과 동시에 외부에서 밸브본체(20) 내부로 수분이나 이물질 등이 침입되는 것이 방지된다.

또한, 포지셔너홀더(32) 내측홈(322)에 립씰(50)을 내장하여 종래의 벨로우즈 방식의 냉매 밀봉구조보다 단순하면서도, 부품의 개수를 줄임으로써 제조 단가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 캔 내부를 효과적으로 밀폐 할 수 있다.

또한, 포펫밸브(40)에 수직으로 관통되는 관통공(431)으로 인하여 포펫밸브헤드(41)가 하부에서 상부로 복귀시 밸브실(23) 내의 잔류 냉매가 관통공(431)으로 원활히 이동되도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 상기한 특징의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 전동밸브를 나타낸 설명도

도 2는 본 발명에 따른 단순구조를 갖는 전자식 팽창밸브의 단면도

도 3은 본 발명에 따른 단순구조를 갖는 전자식 팽창밸브의 사용상태 단면도

도 4는 본 발명에 따른 단순구조를 갖는 전자식 팽창밸브의 포펫밸브플레이트 평면도

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 포펫밸브플레이트의 평면도

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 팽창밸브의 단면도

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 >

1 : 팽창밸브 10 : 캔

11 : 스텝모터 12 : 다단기어

121 : 제1기어 122 : 제2기어

123 : 제3기어 124 : 제4기어

125 : 제5기어 126 : 제6기어

20 : 밸브본체 21 : 하부몸체

211 : 유입배관 212 : 배출배관

213 : 단차면 22 : 상부몸체

23 : 밸브실 24 : 밸브시트

25 : 오링 26 : 스프링

30 : 포지셔너본체 31 : 포지셔너

311 : 수나사 32 : 포지셔너홀더

321 : 암나사 322 : 내측홈

323 : 사각홈 324 : 오링

33 : 돌기 331 : 돌기홈

40 : 포펫밸브 41 : 포펫밸브헤드

411 : 포펫밸브헤드홈 42 : 포펫밸브로드

43 : 포펫밸브플레이트 431 : 관통공

432 : 관통홈 50 : 립씰

Claims (5)

1. 스텝모터(11)에 의해 구동되는 다단기어(12)가 내부에 형성되어 밀폐되는 캔(10)과, 상기 캔(10) 하부에 결합되되 냉매가 이동되는 유입배관(211)과 배출배관(212)이 수직으로 형성된 하부몸체(21)가 상부몸체(22)와 오링(25)으로 결합되어 밸브실(23)이 형성되는 밸브본체(20)와, 상기 밸브실(23) 내에서 다단기어(12)에 의해 수직운동하는 포지셔너(31)가 형성된 포지셔너본체(30)와, 상기 포지셔너(31)가 누르는 힘에 의해 포펫밸브(40)가 수직운동하며 배출배관(212)으로 배출되는 냉매의 량을 조절하는 팽창밸브에 있어서,

   상기 포지셔너(31)가 중앙을 관통하여 결합된 포지셔너홀더(32) 내측홈(322)에 유동냉매가 밀폐되도록 삽입되되, 포지셔너(31)의 외주연을 감싸며 형성된 립씰(50)이 구성된 것을 특징으로 하는 단순구조를 갖는 전자식 팽창밸브.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 밸브본체(20)는 포펫밸브(40)가 압축 후 복귀되도록 밸브실(23)에 형성된 단차면(213)과 포펫밸브플레이트(43) 저면 사이에 스프링(26)이 형성된 것을 특징으로 하는 단순구조를 갖는 전자식 팽창밸브.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 포펫밸브(40)는 포펫밸브로드(42) 끝단에 형성된 포펫밸브플레이트(43) 에 잔류냉매의 원활한 흐름을 위한 관통공(431)이 형성된 것을 특징으로 하는 단순구조를 갖는 전자식 팽창밸브.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 포펫밸브플레이트(43)는 잔류냉매의 원활한 흐름을 위하여 외주연에 반원형으로 관통된 다수개의 관통홈(432)이 형성된 것을 특징으로 하는 단순구조를 갖는 전자식 팽창밸브.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 포지셔너(31)의 외주연을 감싸며 포지셔너(31)가 고정되는 포지셔너홀더(32)의 내측 도중에 사각홈(323)을 형성하고, 상기 사각홈(323) 내부에 밀착되어 오링(324)이 형성된 것을 특징으로 하는 단순구조를 갖는 전자식 팽창밸브.

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