KR20110010560A - 엔드 커버 및 그것을 사용하는 4-방향 리버싱 밸브와 그것의 조립 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉동 순환 시스템을 위한 4-방향 리버싱 밸브에 관한 것으로서, 특히 4-방향 리버싱 밸브의 메인 밸브의 밸브 체와 맞추기 위한 엔드 커버, 그것을 사용하는 4-방향 리버싱 밸브 및 그것의 조립 방법에 관한 것이다. 엔드 커버는 축 방향에서 순차적으로 제공되는 큰 직경의 섹션 및 작은 직경의 섹션을 갖는데, 상기 엔드 커버의 큰 직경의 섹션의 외부 주변은 밸브 체와 단단히 연결되도록 적용되며, 엔드 커버의 작은 직경의 섹션의 단 부는 피스톤의 작동 위치를 한정하기 위하여 메인 밸브의 피스톤과 함께 장착되도록 적용되며, 엔드 커버의 큰 직경의 섹션은 큰 외부 단 부 및 작은 내부 단 부를 갖는 절두체 모양을 가지며, 혹은 엔드 커버의 큰 직경의 섹션의 단 부는 밸브 체의 단 부 표면과 인접하고 함께 장착하기 위하여 방사상으로 돌출된 플렌지를 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 밸브 체 사이의 위치 정밀도를 위한 요구사항을 만족시키고 그것들 사이의 용접 정밀도를 더 개량시킬 수 있다.

Description

엔드 커버 및 그것을 사용하는 4-방향 리버싱 밸브와 그것의 조립 방법{END COVER AND FOUR-WAY REVERSING VALVE USING THE SAME AND ASSEMBLING METHOD THEREOF}
본 발명은 냉방 순환 시스템을 위한 4-방향 리버싱 밸브(four-way reversing valve)에 관한 것으로서, 특히 엔드 커버(end cover), 그것을 사용하는 리버싱 밸브 및 그것의 조립 방법에 관한 것이다.
현존하는 4-방향 리버싱 밸브는 주로 전자기 코일, 파일럿 밸브(pilot valve) 및 메인 밸브(main valve)를 포함한다. 제어 동안에, 메인 밸브의 리버싱은 히트 펌프 에어 컨디셔너가 냉방 상태 및 난방 상태 사이에서 전환되는 것과 같이, 냉매(refrigerant)의 순환 방향으로 전환하기 위하여 전자기 코일 및 파일럿 밸브의 협력을 통하여 달성되는데, 따라서 하나의 기계에 두 가지의 기능, 즉 여름에서의 냉방 및 겨울에서의 난방이 실현된다.
현존하는 4-방향 리버싱 밸브의 메인 밸브는 세 개의 포트를 갖는다; 컴프레서(compressor)의 흡기 부(suction port)와 접촉하는 S 포트, 실내의 열교환기와 접촉하는 E 포트 및 실외의 열교환기와 접촉하는 C 포트. 두 개의 엔드 커버는 메인 밸브의 폐쇄된 내부 밸브 챔버(chamber)를 형성하기 위하여 실린더형 밸브 체의 두 측단 부에 단단히 연결된다. 메인 밸브의 내부 밸브 챔버는 두 개의 피스톤에 의해 세 개의 챔버, 즉, 왼쪽, 중간, 오른쪽 챔버로 나뉘는데, 왼쪽 챔버는 파일럿 밸브의 e 포트와 접촉하며 오른쪽 챔버는 파일럿 밸브의 c 포트와 접촉한다. 이러한 방법으로, 파일럿 밸브의 제어 하에서, 메인 밸브 내부의 슬라이더(slider)는 피스톤과 함께 대치되며, 냉방 상태 및 난방 상태의 두 작동 상태 사이에서의 전환을 달성한다. 냉방 위치에서, 슬라이더는 왼쪽으로 미끄러지며, E 포트는 S 포트와 접촉하고 D 포트는 C 포트와 접촉하며, 왼쪽 피스톤 및 왼쪽 엔드 커버의 내부로의 돌출부는 이 상태에서 서로 인접한다. 난방 위치에서, 슬라이더는 오른쪽으로 미끄러지며, S 포트는 C 포트와 접촉하고 D 포트는 E 포트와 접촉하며, 오른쪽 피스톤 및 오른쪽 엔드 커버의 내부로의 돌출부는 이 상태에서 서로 인접한다.
위에 설명한 작동 원리의 분석으로부터, 두 개의 엔드 커버 및 밸브 체 사이의 조립 및 용접 과정에서의 정밀성을 위한 요구조건이 상대적으로 높다는 것이 알려져 있다. 도 1이 참조되는데, 이는 선행 기술의 4-방향 리버싱 밸브의 엔드 커버(1a) 및 밸브 체(2a) 사이의 위치 관계를 도시한다. 밸브 체(2a)의 두 면에서 내부 챔버로 삽입된 후에, 엔드 커버(1a)는 아르곤(argon) 용접에 의해 거기에 고정되어 연결된다. 이러한 피팅(fitting) 관계는 서로 인접한 엔드 커버(1a)의 실린더형 외부 주변(periphery) 표면 및 밸브 체(2a)의 내벽에 의해 엔드 커버의 내부로의 돌출부의 위치 공차(position tolerance)의 요구조건의 실현을 보장한다.
또한 도 2가 참조되는데, 이는 도 1에서의 Ⅰ부의 확대도이다. 그러나 현존하는 밸브 체는 드로잉(drawing)에 의해 스테인레스 강 시트(sheet)로 만들어지며, 대부분의 완성된 밸브 체는 원통도 오류(cylindricity error)를 나타낸다; 즉, 밸브 체의 일 단(end)은 큰 내부 직경(larger inner diameter)을 가지며 타 단은 작은(smaller) 내부 직경을 갖는 현상이 존재한다. 그러므로, 엔드 커버 및 밸브 체 사이의 피팅은 타 단에서 팽팽할 동안에 일 단에서 큰 갭(gap)을 갖는다. 따라서, 실제 조립에서, 밸브 체는 대개 엔드 커버가 밸브 체의 작은 직경 단 내로 프레스된 후에 팽창하는데, 따라서 엔드 커버 및 밸브 체의 큰 직경 단 사이에 헐거운 끼워 맞춤(clearance fit)이 형성된다. 엔드 커버 및 밸브 체의 큰 직경 단 사이에 헐거운 끼워 맞춤이 상대적으로 크기 때문에, 따라서 그들 사이의 위치 정밀도 및 용접의 질이 영향을 받을 수 있다.
이러한 이유 때문에, 엔드 커버 및 밸브 체 사이의 조립 및 용접 정밀성을 확보하기 위하여 구조적 형태의 개량을 통하여 현존하는 엔드 커버의 최적화된 디자인이 만들어져야 한다.
위의 단점에 관하여, 본 발명에 의해 해결하려는 기술적 문제는 밸브 체의 원통도 오류가 엔드 커버 및 밸브 체 사이의 조립 및 용접 정밀도에 영향을 미치는 단점을 엔드 커버 및 밸브 체 사이의 피팅 관계를 향상시키기 위한 구조의 개량을 통하여 극복하기 위한 엔드 커버를 제공하는 것이다. 그것을 기초로 하여, 본 발명은 또한 엔드 커버를 사용하는 4-방향 리버싱 밸브 및 그 조립 방법을 제공한다.
본 발명은 4-방향 리버싱 밸브의 메인 밸브의 밸브 체와 맞추기 위한 엔드 커버를 제공하는데, 엔드 커버는 축 방향으로 순차적으로 제공되는 큰 직경 섹션(larger diameter section)과 작은 직경 섹션을 가지며, 상기 엔드 커버의 큰 직경 섹션의 외부 주변은 밸브 체와 단단히 연결되도록 적용되며, 엔드 커버의 작은 직경 섹션의 단 부는 피스톤의 작동 위치를 한정하기 위하여 메인 밸브의 피스톤과 맞추도록 적용되며, 엔드 커버의 큰 직경 섹션은 큰 외부 단 및 작은 내부 단을 갖는 절두체(frustrum) 모양을 갖는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 위에 제공되는 것과 같은 엔드 커버와 함께, 엔드 커버의 절두체 모양의 큰 직경 섹션은 특히 4°에서 32°의 원뿔 각을 갖는다; 바람직하게는, 위에 제공되는 것과 같은 엔드 커버와 함께, 엔드 커버의 절두체 모양의 큰 직경 섹션은 특히 1㎜에서 5㎜의 모체 길이(generatrix length)를 갖는다.
더욱이, 본 발명은 4-방향 리버싱 밸브의 메인 밸브의 밸브 체와 맞추기 위한 엔드 커버를 제공하는데, 엔드 커버는 축 방향으로 순차적으로 제공되는 큰 직경 섹션과 작은 직경 섹션을 가지며, 상기 엔드 커버의 큰 직경 섹션의 외부 주변은 밸브 체와 단단히 연결되도록 적용되며, 엔드 커버의 작은 직경 섹션의 단 부는 피스톤의 작동 위치를 한정하기 위하여 메인 밸브의 피스톤과 맞추도록 적용되며, 엔드 커버의 큰 직경 섹션은 밸브 체의 단 부 표면과 인접하고 맞추기 위하여 방사상으로 돌출된 플렌지(flange)를 갖는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 본 발명은 4-방향 리버싱 밸브의 메인 밸브의 밸브 체와 맞추기 위한 엔드 커버를 제공하는데, 엔드 커버는 축 방향으로 순차적으로 제공되는 큰 직경 섹션과 작은 직경 섹션을 가지며, 상기 엔드 커버의 큰 직경 섹션의 외부 주변은 밸브 체와 단단히 연결되도록 적용되며, 엔드 커버의 작은 직경 섹션의 단 부는 피스톤의 작동 위치를 한정하기 위하여 메인 밸브의 피스톤과 맞추도록 적용되며, 엔드 커버의 큰 직경 섹션은 큰 외부 단 및 작은 내부 단을 갖는 절두체 모양을 가지며, 엔드 커버의 큰 직경 섹션의 단 부는 밸브 체의 단 표면과 인접하고 맞추기 위하여 방사상으로 돌출된 플렌지를 갖는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 본 발명은 메인 밸브 및 파일럿 밸브를 포함하는 4-방향 리버싱 밸브를 포함하는데, 메인 밸브는 엔드 커버 및 밸브 체를 포함하며, 엔드 커버 및 밸브 체는 스테인레스 강 재료로 만들어지며, 엔드 커버는 위에서 설명한 것과 같은 엔드 커버인 것을 특징으로 한다.
더욱이, 본 발명은 4-방향 리버싱 밸브의 조립 방법을 제공하는데, 용접에 의해 파일럿 밸브를 메인 밸브의 밸브 체와 고정되어 연결하는 단계, 슬라이더, 링크(link) 및 피스톤을 포함하는 부품을 조립하는 단계 및 용접 등에 의해 엔드 커버를 밸브 체와 고정되어 연결하는 단계를 포함하며, 엔드 커버는 축 방향에서 순차적으로 제공되는 큰 직경 섹션과 작은 직경 섹션을 가지며, 상기 엔드 커버의 큰 직경 섹션의 외부 주변은 피스톤의 작동 위치를 한정하기 위하여 메인 밸브의 피스톤과 맞춰지며, 엔드 커버 및 밸브 체의 단 부는 아르곤 용접, 레이저 용접 혹은 높은 에너지 밀도의 빔 용접에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 위에 제공되는 조립 방법과 함께, 엔드 커버의 큰 직경 섹션은 큰 외부 단 및 작은 내부 단을 갖는 절두체 모양을 가지며, 엔드 커버의 큰 직경 섹션의 외부 단 및 밸브 체의 내벽 사이에 억지 끼워 맞춤(interference fit)이 형성된다.
더욱이, 위에 제공되는 조립 방법과 함께, 용접에 의해 엔드 커버 및 밸브 체가 연결되기 전에, 엔드 커버는 가압(pressurization) 하에서 밸브 체의 두 단 내로 프레스된다.
더욱이, 위에 제공되는 조립 방법과 함께, 엔드 커버의 큰 직경 섹션의 단 부는 방사상으로 돌출된 플렌지를 가지며, 용접에 의해 엔드 커버 및 밸브 체가 연결되기 전에, 엔드 커버의 플렌지는 밸브 체의 단 표면과 인접하고 맞춰진다.
바람직하게는, 위에 제공되는 조립 방법과 함께, 상기 엔드 커버 및 밸브 체는 스테인레스 강 재료로 만들어진다.
선행 기술과 비교하여, 본 발명의 엔드 커버의 큰 직경 섹션은 큰 외부 단 및 작은 내부 단을 갖는 절두체 모양을 가진다. 본 발명의 엔드 커버의 큰 직경 섹션의 바디(body)는 얇은 벽 구조를 가진다는 사실 때문에, 만약 방사상으로 내부로의 압출력(extrusion force)이 적용되면, 엔드 커버의 큰 직경 섹션은 대체로 큰 직경 단이 밸브 체의 내벽과 인접하는 그것의 큰 직경 단과 함께 작은 직경 단 주위에 내부로의 폴딩 변형을 만들 것이다. 원통도 오류와 함께 조립되는 것을 기초로 하여, 큰 직경 단에 관한 한, 그들 사이의 지나친 클리어런스(clearance)는 절두체 모양의 밸브 커버의 큰 직경 단의 치수 공차(dimension tolerance)가 디자인 동안에 제어되는 한, 효과적으로 예방할 수 있으며; 작은 직경 단에 관한 한, 결과적으로 생기는 폴딩 변형은 엔드 커버로의 프레스 동안에 큰 방사상의 압출력을 예방할 수 있으며, 밸브 체가 지나친 방사상의 압출력에 의해 팽창되는 문제를 효과적으로 해결할 수 있으며, 따라서 그것들 사이의 지나친 클리어런스를 예방할 수 있다. 조립 후에, 큰 직경 단의 외부 주변 표면 혹은 두 엔드 커버의 큰 직경 단 근처는 밸브 체의 내벽과 인접하고 맞춰지는데, 따라서 그것들 사이의 위치 정밀도를 위한 요구사항을 만족시키고 그것들 사이의 용접 정밀도를 더 개량시키는 것이 가능하다.
또한, 동일한 기술적 문제를 해결하기 위한 기술적인 생각에 비추어 본 발명의 다른 특별한 해결책은 제공되는 엔드 커버의 큰 직경 섹션이 밸브 체의 단 표면과 인접하고 맞춰지는 방사상으로 돌출된 플렌지를 가지며, 엔드 커버 및 밸브 체 사이의 용접부는 밸브 체의 단 표면의 외부로 전환된다는 것이다. 이러한 방법으로, 그것들 사이에 큰 방사상의 클리어런스가 존재한다 하더라도, 조립 과정은 큰 영향을 받지 않고 실행될 수 있다. 본 발명에 의해 제공되는 엔드 커버는 특히 4-방향 리버싱 밸브를 위하여, 실린더와 맞춰지는 구조 관계를 위하여 적용된다.
본 발명에 의해 제공되는 4-방향 리버싱 밸브는 메인 밸브 및 파일럿 밸브를 포함하는데, 메인 밸브는 밸브 체의 두 측단 부와 단단히 연결된 밸브 체 및 엔드 커버를 포함하며, 엔드 커버는 위에서 설명한 것과 같은 엔드 커버 구조체를 사용한다.
본 발명에 의해 제공되는 4-방향 리버싱 밸브의 조립 방법과 함께, 엔드 커버 및 밸브 체는 아르곤 용접, 레이저 용접 혹은 높은 에너지 밀도의 빔 용접에 의해 연결된다. 상기 엔드 커버 구조체의 사용 때문에, 엔드 커버는 시트 스탬핑(sheet stamping)에 의해 생산될 수 있으며, 따라서 용접 과정은 신뢰할만하며 제품의 조립이 편리하다.
본 발명에 의해 제공되는 4-방향 리버싱 밸브 및 그 조립 방법은 높은 조립 후의 정밀도를 허용하며, 따라서 아르곤 용접, 레이저 용접 혹은 높은 에너지 밀도의 빔 용접에 의한 스테인레스 강 재료의 엔드 커버 및 밸브 체 사이의 연결을 위한 프로세스 요구사항의 충족을 허용한다.
도 1은 선행 기술에서의 엔드 커버 및 밸브 체 사이의 위치 관계를 도시한다.
도 2는 도 1의 Ⅰ 부분의 확대도이다.
도 3은 4-방향 리버싱 밸브의 전체 구조에 대한 개략도이다.
도 4는 제 1 실시 예에 따른 엔드 커버의 전체 구조의 개략도이다.
도 5는 도 4의 Ⅱ 부분의 확대도이다.
도 6은 제 2 실시 예에 따른 엔드 커버의 전체 구조의 개략도이다.
도 7은 제 2 실시 예에 따른 조립된 엔드 커버 및 밸브 체의 전체 구조의 개략도이다.
아래에, 본 발명의 실시 예가 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다.
본문과 관련된 "상부의(upper)", "하부의(lower)", "왼쪽의(left)", "오른쪽의(right)", "외부의(outer)", "내부의(inner)" 등의 용어는 동반하는 도면에 도시되는 4-방향 리버싱 밸브의 위치에 관하여 정의되며, 이는 본 발명의 보호 범위에 한정하여서는 안된다는 것을 명심해야만 한다.
도 3은 본 실시 예에 따른 4-방향 리버싱 밸브의 전체 구조의 개략도이다.
도 3에 도시된 것과 같이, 4-방향 리버싱 밸브는 주로 메인 밸브(10), 파일럿 밸브(20) 및 전자기 코일이 포함된다.
4-방향 리버싱 밸브의 메인 밸브(10)는 밸브 체(2), 밸브 체의 양 측단 부에 단단히 연결되는 엔드 커버(1), 밸브 체(2)의 내부 챔버에 고정되어 제공되는 밸브 시트(valve seat, 5), 밸브 시트(5)의 두 면에 개별적으로 위치하는 두 개의 피스톤(3, 도에서는 하나만 도시됨), 두 개의 피스톤(3)을 연결하는 링크(link, 6), 및 링크의 중간부에 고정되어 제공되는 슬라이더(4)를 포함한다. 메인 밸브는 두 개의 피스톤(3)에 의해 세 개의 챔버, 즉, 왼쪽, 중간, 오른쪽 챔버로 나뉘어진다. 피스톤(3)이 왼쪽 및 오른쪽으로 이동함에 따라, 슬라이더(4)의 하부 표면이 폐쇄되어 부착될 것이며 밸브 시트(5)의 상부 표면을 따라 미끄러지는데, 그것의 왼쪽 및 오른쪽 리미트 위치(limit position)가 각각 냉방 상태 및 난방 상태가 된다. 냉방 상태가 도 3에 도시된다. 도시된 것과 같이, 컴프레서의 토출 포트(discharge port)에 연결되는 연결 파이프 D가 밸브 시트(5)의 반대 면에서 밸브 체(1)에 삽입되어 장착된다. 밸브 시트(5) 상의 세 개의 밸브 포트가 각각 순차적으로 내부의 열교환기와 연결되는 연결 파이프 E, 컴프레서의 흡기 포트(intake port)와 연결되는 연결 파이프 S 및 외부의 열교환기와 연결되는 연결 파이프 C와 접촉한다.
파일럿 밸브의 주요 기능적 구성 요소는 선행 기술의 그것과 완전히 동일한데, 예를 들면, 밸브 시트는 메인 밸브의 왼쪽 챔버, 연결 파이프 S 및 메인 밸브의 오른쪽 챔버와 각각 순차적으로 통하는 캐필러리(capillary) e, 캐필러리 s, 캐필러리 c와 용접되며, 밸브 시트 면에 의한 슬리브(sleeve)는 메인 밸브의 연결 파이프 D와 통하는 캐필러리 d와 용접된다.
전자기 코일(30)은 코일 부품 및 파일럿 밸브 체를 포함하며, 파일럿 밸브(20) 위에 바깥쪽으로 고정된다.
파일럿 밸브(20), 전자기 코일(30) 등의 상세한 기술적 설명은 이것들이 선행 기술을 기초로 하여 통상의 지식을 가진 자에 의해 달성될 수 있다는 사실 때문에, 여기서는 더 설명하지 않는다.
여기에 현존하는 메인 밸브의 엔드 커버 및 밸브 체 사이의 피팅 관계를 기초로 하여 다음과 같이 개량된 솔루션이 제공된다.
도 4가 참조되는데, 이는 첫 번째 종류의 엔드 커버의 전체 구조의 개략도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 엔드 커버(1)는 축 방향으로 순차적으로 제공되는 큰 직경 섹션 및 작은 직경 섹션을 가지며, 상기 엔드 커버의 큰 직경 섹션(11)은 밸브 체와 단단히 연결하기 위한 외부 주변을 가지며, 엔드 커버의 작은 직경 섹션(12)은 피스톤의 작동 위치를 한정하기 위하여 메인 밸브의 피스톤과 맞추기 위한 엔드 부(121)를 갖는다는 점에서 현존하는 엔드 커버와 같다. 엔드 커버의 큰 직경 섹션(11)은 큰 외부 단 및 작은 내부 단을 갖는 절두체 모양을 갖는다.
엔드 커버의 큰 직경 섹션(11)의 외부 단의 원형 치수(radial dimension)는 밸브 체(1)의 내부 직경보다 크며, 엔드 커버의 큰 직경 섹션(11)의 내부 단의 원형 치수는 밸브 체(1)의 내부 직경보다 작다. 엔드 커버(1) 및 밸브 체(2)의 조립 동안에, 엔드 커버의 큰 직경 섹션(11)은 방사상의 안쪽으로의 압출력이 적용될 것이다. 더욱이, 엔드 커버의 큰 직경 섹션(11)의 바디는 얇은 벽의 구조라는 점 때문에, 방사상의 압출력의 효과 하에서 대체로 작은 직경 단 주위에 안쪽으로의 폴딩 변형을 만들 것이다. 일단 엔드 커버의 큰 직경 섹션(11)이 밸브 체 내에 완전하게 위치하면, 그것의 큰 직경은 엔드 커버(1) 및 밸브 체(2) 사이의 위치 정밀도를 위한 요구사항을 만족시키기 위하여 밸브 체의 내벽과 인접한다. 본 발명의 발명 사상을 명확히 설명하기 위하여, 도 5가 또한 참조되는데, 이는 도 4의 Ⅱ부의 확대도이다.
엔드 커버의 큰 직경 섹션(11)의 원형 치수는 밸브 체의 규격 치수에 따라 결정되어야만 한다는 것을 명심하여야 한다. 예를 들면, 엔드 커버의 큰 직경 섹션(11)의 원형 치수 D를 결정하는 것을 필요로 하는데, 이용 수요를 충족시키는 모든 것은 본 발명의 보호 범위 내에 존재한다.
현존하는 엔드 커버의 실린더형의 큰 직경 섹션과 비교하여, 본 실시 예에 의해 제공되는 위에서 설명한 엔드 커버는 그것의 두 단의 내부 직경 치수가 결정된 허용 오차 범위를 갖는 밸브 체에 적용된다. 큰 직경 단에 관한 한, 그들 사이의 지나친 클리어런스의 문제는 디자인 동안에 절두체 모양의 밸브 커버의 큰 직경 단의 치수 공차가 효과적으로 제어되는 한, 효과적으로 예방할 수 있다. 작은 직경 단에 관한 한, 결과적으로 생기는 폴딩 변형은 엔드 커버의 프레스 동안에 큰 방사상의 압출력의 발생을 예방할 수 있으며, 밸브 체가 지나친 방사상의 압출력에 의해 팽창되는 문제를 효과적으로 해결할 수 있으며, 따라서 그들 사이의 지나친 클리어런스를 예방할 수 있다. 조립 후에, 큰 직경 단의 외부 주변 표면 혹은 두 엔드 커버의 큰 직경 단 근처는 밸브 체의 내벽과 인접하고 함께 맞춰지는데, 따라서 그것들 사이의 위치 정밀도를 위한 요구사항을 만족시키고 그것들 사이의 용접 정밀도를 더 개량시키는 것이 가능하다.
위에서 설명한 구조의 개량을 통하여, 새로운 물질 및 기술이 4-방향 리버싱 밸브 제품을 위하여 사용될 수 있다. 특히, SUS304 재료와 같은, 스테인레스 강 재료가 엔드 커버 및 밸브 체에 사용될 수 있는데, 이는 조립 후에 아르곤 용접, 레이저 용접 혹은 높은 에너지 밀도의 빔 용접에 의해 연결된다.
받게 되는 힘의 관점에서 분석하기 위하여, 절두체 모양의 엔드 커버의 큰 직경 섹션이 너무 큰 원뿔 각 A를 가질 때, 엔드 커버를 밸브 체(2) 내로 그에 알맞게 프레스하도록 적용되기 위하여 큰 힘이 요구된다. 따라서 엔드 커버(1)는 이러한 힘이 크면 그것의 얇은 벽 구조 때문에 변형될 것이다.
상기 엔드 커버(1)의 변형을 예방하기 위하여, 엔드 커버의 절두체 모양의 큰 직경 섹션은 특히 4° 및 32°사이, 바람직하게는 4° 및 20°사이의 원뿔 각 A를 갖는다.
더하여, 도 5에 도시된 바와 같이, 절두체 모양의 큰 직경 섹션은 조립 동안에 스탬핑 특성 및 가이딩 성능을 개량하고 프레스된 엔드 커버의 수직성을 확보하기 위하여 특히 1㎜에서 5㎜의 모체 길이를 갖는다.
더하여, 도 5에 도시된 바와 같이, 엔드 커버(1) 및 밸브 체(2) 사이의 용접 과정 특성을 개량하기 위하여, 엔드 커버(1)의 단 표면의 두께는 바람직하게는 밸브 체(2)의 그것과 상응하며, 엔드 커버(1)의 단 표면의 두께는 밸브 체(2)의 그것의 0.8에서 1.2배 사이에서 제어되어야만 한다.
도 6은 엔드 커버의 제 2 실시 예의 전체 구조의 개략도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 실시 예에 따른 엔드 커버와 비교하여, 본 실시 예에 따른 엔드 커버(11')의 큰 직경 섹션의 단 부는 밸브 체(2')의 단 표면과 인접하고 맞추기 위하여 방사상으로 돌출된 플렌지(111')가 부가적으로 제공된다. 다른 구성 및 연결 관계는 제 1 실시 예와 같다. 유사하게, 본 실시 예에 따른 엔드 커버(1')는 스탬핑에 의해 스테인레스 강으로부터 만들어질 수 있다.
따라서, 엔드 커버(1') 및 밸브 체(2')가 조립된 후에, 엔드 커버(1') 및 밸브 체(2') 사이의 수직성 요구는 만족될 수 있다. 도 7이 참조되는데, 이는 제 2 실시 예에 따른 조립된 엔드 커버 및 밸브 체의 개략도이다. 위에서 설명한 구조의 개량을 통하여, 새로운 물질 및 기술이 4-방향 리버싱 밸브 제품을 위하여 사용될 수 있다. 특히, SUS304 재료와 같은, 스테인레스 강 재료가 엔드 커버 및 밸브 체에 사용될 수 있는데, 이는 조립 후에 아르곤 용접, 레이저 용접 혹은 높은 에너지 밀도의 빔 용접에 의해 연결된다.
본 발명에 의해 제공되는 4-방향 리버싱 밸브는 메인 밸브 및 파일럿 밸브를 포함한다. 메인 밸브는 스테인레스 강 재료로 만들어진 엔드 커버 및 밸브 체를 포함한다. 엔드 커버는 위에서 설명한 엔드 커버 구조를 갖는다. 4-방향 리버싱 밸브의 구성 방법 및 효과는 엔드 커버 구조를 참조하여 앞에서의 설명에서 자세히 설명하였으며 아래에서는 반복하지 않을 것이다.
본 발명에 의해 제공되는 4-방향 리버싱 밸브의 조립 방법은 주로 다음의 단계를 포함한다:
1 단계: 엔드 커버 및 밸브 체의 형성
SUS304와 같은 스테인레스 강이 엔드 커버에 사용되는데, 이는 블랭킹(blanking) 후에 딥 드로잉(deep drawing)을 통하여 완성된 피스로 제조되는데, 도 4에 도시된 바와 같이 엔드 커버의 큰 직경 섹션은 큰 외부 단 및 작은 내부 단을 가지며(아래에는 간단하게 제 1 엔드 커버 구조체로 언급됨); 혹은 도 6에 도시된 바와 같이 엔드 커버의 큰 직경 섹션의 단 부에 방사상으로 돌출된 플렌지를 갖는다(아래에는 제 2 엔드 커버 구조체로 언급됨). 밸브 체는 스테인레스 강의 관 모양의 재료에 의해 만들어진다.
2 단계: 밸브 체 부품의 결합
밸브 체, 밸브 시트 및 연결 파이프 E, S, C와 D가 조립되며, 그리고 나서 퍼니스 브레이징(furnace brazing) 혹은 화염 브레이징(flame brazing)을 통하여 하나의 유닛으로 용접되는데, 만약 화염 브레이징이 사용되면, 용접 후에 표면 처리에 의한 산화 막 제거의 처리 과정이 여전히 필요하다.
3 단계: 파일럿 밸브 및 밸브 체의 결합
파일럿 밸브 및 밸브 체 부품이 용접에 의해 조립되고 고정되어 연결된다.
4 단계: 조립
슬라이더, 링크, 피스톤 등이 조립된다.
5 단계: 엔드 커버를 맞춤
만약 제 1 엔드 커버 구조체의 경우라면, 엔드 커버의 큰 직경 섹션의 외부 단 및 밸브 체의 내벽 사이에 억지 끼워 맞춤이 형성된다. 특히, 재료 및 치수에 따라, 억지 끼워 맞춤 값이 바람직하게 제어되는데, 예를 들면 0.1㎜ 및 0.6㎜ 사이에 있다. 엔드 커버는 수동, 유압, 공기압 혹은 프레스 기계의 다른 종류에 의해 밸브 체의 두 단 내로 프레스되는데, 따라서 엔드 커버의 외부 단은 밸브 체의 외부 단과 동일 평면이거나 혹은 외부 단으로부터 약간 정렬이 불량하게 되는데, 그때에 작업 피스가 클램핑되고 안전하게 되기 위하여 클램프 상에 위치한다. 만약 제 2 엔드 커버 구조체의 경우라면, 억지 끼워 맞춤 혹은 전이 형태가 이러한 두 개의 피스 사이의 매칭 치수에 따라 선택될 수 있는데, 엔드 커버의 플렌지는 밸브 체의 단 표면에 인접하여 맞춰지며, 그리고 나서 작업 피스는 클램핑되고 안전하게 되기 위하여 클램프 상에 위치한다.
단계 6: 용접에 의한 엔드 커버 및 밸브 체의 고정되어 연결
그것들 모두 아르곤 용접, 플라즈마 용접, 레이저 용접 등에 의해 하나의 유닛 내로 용접된다. 용접 동안에, 밸브 체의 내부 부품은 그들의 중심부에 위치하며, 용접된 부위는 피스톤 상에 적용된 열 효과를 완화하기 위하여 용접 후에 젖은 수건, 냉기 등에 의해 즉시 냉각된다.
본 발명에 의해 제공되는 4-방향 리버싱 밸브의 작동 과정은 다음과 같다.
에어 컨디셔너가 냉방 상태에서 작동을 필요로 할 때, 전자기 코일(30)은 전원이 끊기며, 파일럿 밸브(20)의 두 개의 캐필러리 e 및 s와 두 개의 캐필러리 c 및 d가 서로 분리되어 통하게 된다. 이때에, 메인 밸브의 왼쪽 챔버는 낮은 압력, 낮은 온도 구역이며, 메인 밸브의 오른쪽 챔버는 높은 압력, 높은 온도 구역이다. 따라서, 압력 차이는 메인 밸브(10) 내의 왼쪽 챔버 및 오른쪽 챔버 사이에서 확립된다. 이러한 압력 차이의 효과 하에서, 슬라이더(4) 및 피스톤(3)은 왼쪽으로 이동하며, 따라서 두 개의 파이프 E 및 S가 서로 통하게 되며, 두 개의 파이프 D 및 C가 서로 통하게 된다. 이때에, 시스템 내의 냉매 순환 통로는 다음과 같으며: 컴프레서 토출 포트 → 연결 파이프 D → 메인 밸브 체 → 연결 파이프 C → 외부 열 교환기 → 팽창 요소 → 내부 열 교환기 → 연결 파이프 E → 슬라이더(4) → 연결 파이프 S → 컴프레서 흡입 포트, 따라서 시스템은 냉방 사이클을 수행한다.
에어 컨디셔너가 난방 상태에서 작동을 필요로 할 때, 전자기 코일(30)은 전원이 생기며, 파일럿 밸브(20)의 두 개의 캐필러리 c 및 s와 두 개의 캐필러리 e 및 d가 서로 분리되어 통하게 된다. 이때에, 메인 밸브의 오른쪽 챔버는 낮은 압력, 낮은 온도 구역이며, 메인 밸브의 왼쪽 챔버는 높은 압력, 높은 온도 구역이다. 따라서, 압력 차이는 메인 밸브(10) 내의 왼쪽 챔버 및 오른쪽 챔버 사이에서 확립된다. 이러한 압력 차이의 효과 하에서, 슬라이더(4) 및 피스톤(3)은 오른쪽으로 이동하며, 따라서 두 개의 파이프 C 및 S가 서로 통하게 되며, 두 개의 파이프 D 및 E가 서로 통하게 된다. 이때에, 시스템 내의 냉매 순환 통로는 다음과 같으며: 컴프레서 토출 포트 → 연결 파이프 D → 메인 밸브 체 → 연결 파이프 E → 내부 열 교환기 → 팽창 요소 → 외부 열 교환기 → 연결 파이프 C → 슬라이더(4) → 연결 파이프 S → 컴프레서 흡입 포트, 따라서 시스템은 난방 사이클을 수행한다.
위에서의 설명은 본 발명의 바람직한 실시 예만을 언급하며, 본 발명의 보호 범위 내에 포함되는 복수의 개발 및 변경이 본 발명의 본질에 왜곡되지 않고 만들어질 수 있다.
1, 1' : 엔드 커버
2, 2' : 밸브 체
3 : 피스톤
4 : 슬라이더
5 : 밸브 시트
6 : 링크
10 : 메인 밸브
11, 11' : 엔드 커버의 큰 직경 섹션
12 : 엔드 커버의 작은 직경 섹션
20 : 파일럿 밸브
30 : 전자기 코일
111 : 플렌지
121 : 단 부

Claims (11)

  1. 축 방향에서 순차적으로 제공되는 큰 직경 섹션 및 작은 직경 섹션을 가지며, 상기 엔드 커버의 큰 직경 섹션의 외부 주변은 밸브 체와 단단히 연결되도록 적용되며, 엔드 커버의 작은 직경 섹션의 단부는 피스톤의 작동 위치를 한정하기 위하여 메인 밸브의 피스톤과 함께 맞춰지도록 적용되는, 4-방향 리버싱 밸브의 메인 밸브의 밸브 체에 맞추기 위한 엔드 커버에 있어서, 상기 엔드 커버의 큰 직경 섹션은 큰 외부 단 및 작은 내부 단을 갖는 절두체 모양인 것을 특징으로 하는 엔드 커버.
  2. 제 1항에 따른 엔드 커버에 있어서, 상기 엔드 커버의 절두체 모양의 큰 직경 섹션은 4°에서 32°의 원뿔 각을 갖는 것을 특징으로 하는 엔드 커버.
  3. 제 2항에 다른 엔드 커버에 있어서, 상기 엔드 커버의 절두체 모양의 큰 직경 섹션은 1㎜에서 5㎜의 모체 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 엔드 커버.
  4. 축 방향에서 순차적으로 제공되는 큰 직경 섹션 및 작은 직경 섹션을 가지며, 상기 엔드 커버의 큰 직경 섹션의 외부 주변은 밸브 체와 단단히 연결되도록 적용되며, 엔드 커버의 작은 직경 섹션의 단부는 피스톤의 작동 위치를 한정하기 위하여 메인 밸브의 피스톤과 함께 맞춰지도록 적용되는, 4-방향 리버싱 밸브의 메인 밸브의 밸브 체에 맞추기 위한 엔드 커버에 있어서, 상기 엔드 커버의 큰 직경 섹션의 단 부는 밸브 체의 단 표면에 인접하고 맞춰지기 위하여 방사상으로 돌출된 플렌지를 갖는 것을 특징으로 하는 엔드 커버.
  5. 축 방향에서 순차적으로 제공되는 큰 직경 섹션 및 작은 직경 섹션을 가지며, 상기 엔드 커버의 큰 직경 섹션의 외부 주변은 밸브 체와 단단히 연결되도록 적용되며, 엔드 커버의 작은 직경 섹션의 단 부는 피스톤의 작동 위치를 한정하기 위하여 메인 밸브의 피스톤과 함께 맞춰지도록 적용되는, 4-방향 리버싱 밸브의 메인 밸브의 밸브 체에 맞추기 위한 엔드 커버에 있어서, 상기 엔드 커버의 큰 직경 섹션은 큰 외부 단 및 작은 내부 단을 갖는 절두체 모양을 가지며, 엔드 커버의 큰 직경 섹션의 단 부는 밸브 체의 단 표면에 인접하고 맞춰지기 위하여 방사상으로 돌출된 플렌지를 갖는 것을 특징으로 하는 엔드 커버.
  6. 메인 밸브 및 파일럿 밸브를 포함하는 4-방향 리버싱 밸브에 있어서, 상기 메인 밸브는 엔드 커버 및 밸브 체를 포함하며, 엔드 커버 및 밸브 체는 스테인레스 강 재료로 만들어지며, 엔드 커버는 제 1 내지 5항에 따른 엔드 커버인 것을 특징으로 하는 4-방향 리버싱 밸브.
  7. 용접에 의해 파일럿 밸브를 메인 밸브의 밸브 체와 고정되어 연결하는 단계, 슬라이더, 링크(link) 및 피스톤을 포함하는 부품을 조립하는 단계 및 용접 등에 의해 엔드 커버를 밸브 체와 고정되어 연결하는 단계를 포함하며, 엔드 커버는 축 방향에서 순차적으로 제공되는 큰 직경 섹션과 작은 직경 섹션을 가지며, 상기 엔드 커버의 큰 직경 섹션의 외부 주변은 피스톤의 작동 위치를 한정하기 위하여 메인 밸브의 피스톤과 함께 맞춰지는, 4-방향 리버싱 밸브의 조립 방법에 있어서, 상기 엔드 커버 및 밸브 체의 단 부는 아르곤 용접, 레이저 용접 혹은 높은 에너지 밀도의 빔 용접에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 조립 방법.
  8. 제 7항에 따른 4-방향 리버싱 밸브의 조립 방법에 있어서, 상기 엔드 커버의 큰 직경 섹션은 큰 외부 단 및 작은 내부 단을 갖는 절두체 모양을 가지며, 엔드 커비의 큰 직경 섹션의 외부 단 및 밸브 체의 내벽 사이에 억지 끼워 맞춤이 형성되는 것을 특징으로 하는 조립 방법.
  9. 제 8항에 따른 4-방향 리버싱 밸브의 조립 방법에 있어서, 상기 용접에 의해 엔드 커버 및 밸브 체가 연결되기 전에, 엔드 커버는 가압 하에서 밸브 체의 두 단 내로 프레스되는 것을 특징으로 하는 조립 방법.
  10. 제 7항에 따른 4-방향 리버싱 밸브의 조립 방법에 있어서, 상기 엔드 커버의 큰 직경 섹션의 단 부는 방사상으로 돌출된 플렌지를 가지며, 용접에 의해 엔드 커버 및 밸브 체가 연결되기 전에, 엔드 커버의 플렌지는 밸브 체의 단 표면과 인접하고 맞춰지는 것을 특징으로 하는 조립 방법.
  11. 제 7 내지 10항 중 어느 한 항에 따른 4-방향 리버싱 밸브의 조립 방법에 있어서, 상기 엔드 커버 및 밸브 체는 스테인레스 강 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 조립 방법.
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