KR20110016557A

KR20110016557A - 공기 조화기용 서비스밸브

Info

Publication number: KR20110016557A
Application number: KR1020090074117A
Authority: KR
Inventors: 김일근
Original assignee: (주)로커스
Priority date: 2009-08-12
Filing date: 2009-08-12
Publication date: 2011-02-18
Also published as: KR101153412B1

Abstract

본 발명은 공기 조화기용 서비스밸브에 관한 것으로서, 구체적으로는 에어컨 등의 공기 조화 시스템에서 실내기와 실외기를 연결하는 냉매 순환시스템에 설치되는 것으로서 냉매관 제작비용이 저렴하고, 냉매관의 연결이나 해제가 신속하고 용이하며, 냉매관의 규격 변화에 유연하게 대응할 수 있도록 그 구조 및 형상이 개선된 공기 조화기용 서비스밸브에 관한 것이다.

본 발명에서는, 공기 조화기의 냉매 순환 라인에 연결 설치하여 사용하기 위한 서비스밸브(100)에 있어서, 입구측 외주면에는 수나사부(111)가 형성되고, 입구측 단부에는 입구에서 내측으로 유로의 직경이 작아지도록 입구 경사면(112)이 형성되며, 전방 내주면(113a)과 후방 내주면(113b) 사이에 유로의 직경이 작아지도록 단차(113c)를 형성하여 된 시트 수용부(B)가 마련되는 제1 분지관(110); 상기 시트 수용부에 장착되어, 냉매관(190)의 일측 단부와 접촉하는 링 형상의 시트(160); 상기 냉매관이 관통 삽입되어 밀착하는 것으로서, 내주면에 형성되는 암나사부(181a)에 의하여 상기 제1 분지관의 수나사부에 나사결합하는 조임너트(180); 상기 냉매관이 관통 삽입되어 밀착하는 것으로서, 상기 조임너트(180)와 상기 제1 분지관의 경사면(112) 사이에 위치하여 상기 조임너트의 나사 회전에 의하여 일측 단부가 상기 경사면(112)에 밀착하여 고정됨으로써 기밀을 유지하는 페럴(170); 제2 냉매관이 연결되는 제2 분지관(120);

냉매 주입밸브가 장착되는 제3 분지관(130); 및 스핀들밸브가 장착되는 제4 분지관(140)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기용 서비스밸브를 제공한다.

서비스밸브, 밸브본체, 제1 분지관, 제2 분지관, 제3 분지관, 제4 분지관, 냉매관, 페럴, 제1 경사면, 제2 경사면, 평탄면, 조임너트, 관체 지지부, 시트, 시트 수용부

Description

공기 조화기용 서비스밸브{Service valve for Air conditioning system}

본 발명은 공기 조화기용 서비스밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 서비스밸브와 달리 서비스밸브에 연결되는 냉매관의 단부를 확관할 필요가 없어 조립비용이 저렴하며, 냉매관의 연결 또는 해제가 매우 용이하고 신속하며, 냉매관 연결 부위에서 냉매가 누설되는 것을 완벽히 차단할 수 있도록 개선된 서비스밸브에 관한 것이다.

서비스밸브는 공기 조화 시스템의 냉매 순환 라인에 연결 설치하여 사용하는 것으로서, 에어컨이나 냉동기기 등의 공기조화장치를 순환하는 냉매를 보충하거나 공급하기 위한 밸브의 일종이다.

도 1은 종래의 공기 조화기용 서비스밸브의 부분 단면 외관도이며, 도 2는 종래의 실내기측 냉매관 연결부의 상세 사시도이다. 도시한 것처럼, 서비스밸브는 실내기측에서 연장되는 냉매관(14)이 연결되는 제1 분지관(10), 펌프 등의 장치에 연결되는 냉매관(21)이 연결되는 제2 분지관(20), 냉매의 주입 등을 위한 것으로서 체크밸브의 일종인 밸브코어가 내설되는 제3 분지관(30) 및 냉매의 유로 전환을 위 한 스핀들밸브가 내설되는 제4 분지관(40)으로 구성된다. 도면에서 미설명부호 31은 코어캡을 나타내고, 41은 너트캡을 나타낸다.

상기 제1 분지관(10)의 외주면에는 나사부(11)가 형성되고, 여기에 냉매관(14)을 삽입한 상태의 너트(12)가 결합한다. 이때 종래에는 도시한 것처럼, 제1 분지관(10)의 입구측 단부에 경사면(12)을 형성한 후 냉매관(14)의 단부를 상기 경사면(12) 대응하도록 확관하는 작업을 수행하는 방식으로 냉매관을 서비스밸브에 연결하였다. 즉, 냉매관(14)의 단부를 도시한 것처럼 깔대기 형상 또는 원뿔대의 형상으로 확관한 후 상기 확관부(14a)의 내주면을 상기 경사면(12)의 외주면에 밀착하도록 너트(12)을 사용하여 결합하는 것이 주류를 이루었다. 그러나, 이러한 확관 방식은 고가의 확관 장비를 요하므로 비용이 매우 고가이며, 냉매관의 규격 변화에 신속하게 대처하기 어렵다는 문제가 항상 지적되어 왔다. 또한, 현장에서 서비스밸브에 냉매관을 교체 연결하거나 수리하는 경우에 냉매관의 단부를 확관하기가 불가능하여 매우 불편하다는 문제점이 지적되어온 것이 사실이다. 게다가 종래의 서비스밸브에 있어서 더욱 심각한 문제는 냉매관(14)의 확관부(14a)와 제1 분지관(10)의 경사면(12)의 접촉 부위에서 냉매가 누설되는 현상이 자주 발생한다는 치명적인 문제가 있어 왔다. 따라서, 일정 기간 사용 후 또는 에어컨 등의 이전 및 재설치시에 냉매를 재주입하여 보충해주어야 하는 불편이 있었다.

따라서, 냉매관을 쉽고 간편하고 신속하게 서비스밸브에 연결할 수 있으며, 연결을 위한 사전 조립비용도 저렴한 구조의 서비스밸브의 개발이 해당 업계에서 절실히 요청되어 왔다.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 냉매관의 확관부 형성이 필요 없도록 하여 냉매관 연결작업에 소요되는 사전 공정을 생략함으로써 생산성을 높이고, 비용을 절감함과 동시에 냉매관을 서비스밸브에 쉽고 간단하며 신속하게 연결할 수 있으면서, 아울러 냉매 누설을 완전하게 차단할 수 있는 서비스밸브를 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는, 공기 조화기의 냉매 순환 라인에 연결 설치하여 사용하기 위한 서비스밸브(100)에 있어서, 입구측 외주면에는 수나사부(111)가 형성되고, 입구측 단부에는 입구에서 내측으로 유로의 직경이 작아지도록 입구 경사면(112)이 형성되며, 전방 내주면(113a)과 후방 내주면(113b) 사이에 유로의 직경이 작아지도록 단차(113c)를 형성하여 된 시트 수용부(B)가 마련되는 제1 분지관(110), 상기 시트 수용부에 장착되어, 냉매관(190)의 일측 단부와 접촉하는 링 형상의 시트(160), 상기 냉매관이 관통 삽입되어 밀착하는 것으로서, 내주면에 형성되는 암나사부(181a)에 의하여 상기 제1 분지관의 수나사부에 나사결합하는 조임너트(180), 상기 냉매관이 관통 삽입되어 밀착하는 것으로서, 상기 조임너트(180)와 상기 제1 분지관의 경사면(112) 사이에 위치하여 상기 조임너트의 나사 회전에 의하여 일측 단부가 상기 경사면(112)에 밀착하여 고정됨으로써 기밀을 유지하는 페럴(170), 제2 냉매관이 연결되는 제2 분지관(120), 냉 매 주입밸브가 장착되는 제3 분지관(130) 및 스핀들밸브가 장착되는 제4 분지관(140)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기용 서비스밸브를 제공한다.

여기서, 상기 조임너트(180)는 내주면에 암나사부(181a)가 형성되는 너트 몸체(181)와 상기 너트 몸체에서 연장하여 형성되어 상기 냉매관을 수용 지지하는 관체 지지부(182)로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 너트 몸체의 내주면인 암나사부(181a)면과 상기 관체 지지부(182)의 내주면 간에는 제1 단차부(182a)와 제2 단차부(182b)가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 페럴은 상기 냉맨관을 수용하도록 내부가 중공되고, 외주면에는 내주면에 대하여 일정 각을 이루는 제1 경사면(171a), 상기 제1 경사면에 연결되고 내주면과 평행한 평탄면(172), 상기 평탄면과 연결되고 내주면에 대하여 일정 각을 이루는 제2 경사면(171b) 및 상기 제2 경사면에 연결되고 제2 경사면보다 완만한 경사각을 가지는 제3 경사면(171c)이 형성된다.

이때, 상기 평탄면 상에는 내주면에 대하여 평행한 제2 평탄면(176c)이 상기 평탄면에 대하여 돌출하여 형성되도록 할 수도 있다.

본 발명의 서비스밸브에 의하면 결합하고자 하는 냉매관의 단부를 확관할 필요가 없으므로, 고가의 배관 확관장치를 구비할 필요가 없게 되어 매우 경제적이며, 확관부 형성 작업을 생략할 수 있으므로 냉매관 제작 공정이 단순화되어 생산성이 향상된다.

또한, 서비스밸브 중 냉매관이 연결되는 제1 분지관의 구조 및 형상을 개선하고, 냉매관을 연결하는 연결부재 등을 개선함으로써 배관 연결작업이 쉽고 간편하며, 신속하다는 장점이 있다.

아울러, 개선된 또는 신규한 형상의 시트, 페럴, 조임너트 등을 사용하여 냉매관을 서비스밸브에 연결함으로써 냉매의 누설을 완벽하게 차단할 수 있게 되었다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작동원리를 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 서비스밸브의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 서비스밸브의 조립 단면 사시도이며, 도 5는 도 4의 단면도이다.

이하의 설명에서는 도면에 도시한 서비스밸브(100)의 제1 분지관(110)을 기준으로 그 좌측을 전방 또는 입구측이라 정의하고, 제1 분지관의 우측을 후방 또는 출구측이라 정의한다.

본 발명의 서비스밸브(100)는 크게 에어컨 등의 실내기 측에 연결되는 제1 분지관(110), 펌프 등의 기기류에 연결되는 제2 분지관(120), 냉매의 주입을 위하여 체크밸브의 일종인 밸브코어가 내설되는 제3 분지관(130) 및 냉매의 유로전환을 위한 스핀들밸브가 내설되는 제4 분지관(140)으로 구성된다. 각 분지관들은 서로 직각을 이루어 그 내부가 서로 소통하도록 형성된다. 도면에서 미설명부호 150은 서비스밸브를 실외기 등에 결합하기 위한 브라켓(150)을 나타내며, 150a는 나사나 볼트 등을 위한 체결공을 나타낸다.

상기 제1 분지관(110)에는 실내기 등에 연결되는 제1 냉매관(190)이 연결되는데, 이 연결을 위하여 본 발명에서는 조임너트(180), 페럴(170) 및 시트(160)가 연결 구성요소로 사용된다. 상기 제1 분지관(110)의 외주면에는 나사산 형태의 수나사부(111)가 형성되며, 여기에 후술할 조임너트(180)의 내주면에 형성되는 암나사부(181a)가 나사 결합한다. 전술한 각 연결 구성들은 도시한 순서대로 제1 분지관(110)에 결합하는데, 먼저 시트(160, seat)가 후술할 시트 수용부(B)에 삽설되고, 내부에 제1 냉매관(190)이 관통하여 삽입된 페럴(170)과 조임너트(180)가 순서대로 제1 분지관(110)에 결합한다.

도 5에서 미설명부호 120a는 펌프 등에 연결되는 제2 냉매관(미도시)의 연결을 위한 연결부이고, 130a는 밸브코어를 내장하기 위한 밸브코어 수용부이며, 140a는 스핀들밸브 수용부이다.

이하에서는 냉매관의 연결을 위한 각 연결 구성요소들의 특징을 첨부 도면을 참조하여 각각 상술한다.

도 6은 본 발명에 따른 서비스밸브 본체의 단면도이다. 본 발명의 서비스밸브(100)의 제1 분지관(110)의 입구측 단부에는 출구측으로 갈수록 유로의 직경이 작아지도록 입구 경사면(112,A 부분)이 형성된다. 이는 후술할 페럴(170)의 선단 경사면과의 결합을 용이하게 하기 위한 것으로서 도 1 및 도 2에 도시한 종래의 서 비스밸브의 제1 분지관(10)에 형성되는 경사면(12)과는 그 용도와 기능이 전혀 상이하다.

상기 제1 분지관(110)의 내주면은 전방부(입구측)와 후방부(출구측)가 평탄하지 않고 단차지게 형성된다. 즉, 입구측에는 유로의 직경이 큰 전방 내주면(113a)이 형성되고, 출구측에는 유로의 직경이 전방 내주면(113a) 보다 작아지는 후방 내주면(113b)이 형성되며, 이 두 내주면 사이의 높이 차이에 의하여 그 경계부에 단차(113c)가 형성된다. 이렇게 단차가 형성된 부분(113, B 부분)을 시트 수용부라고 정의하고 여기에 후술할 링 형상의 시트(160)가 착설된다. 이렇게 형성되는 시트 수용부의 단차(113c)는 제1 냉매관(190)의 단부 측면에 의하여 시트(160)가 측방으로 가압되더라도 제1 분지관(110)의 출구측으로 밀리지 않도록 고정하는 역할을 하게 된다.

상기 시트(160)는 테프론 등의 수지 계열의 것을 사용하며, 통상적으로 누설 방지용 씰에 사용되는 재질이면 충분하다.

도 7은 본 발명에 따른 페럴의 일 실시예를 보인 사시도 및 단면도이다. 상기 페럴(170)은 조임너트(180)와 제1 분지관(110)의 입구 경사면(112) 사이에 결합하여 제1 냉매관(190)을 공고하게 결합시키기 위한 것이다. 도면에서 페럴(170)의 좌측을 페럴 후단이라 정의하고, 우측을 페럴 전단이라고 정의하면, 페럴(170)의 후단에서 전단에 이르기까지 내주면(173)에 대하여 서로 다른 경사각을 가지는 경사면들이 페럴의 외주면에 형성된다. 즉, 페럴의 후단부에서부터 순서대로 제1 경사면(171a), 평탄면(172), 제2 경사면(171b) 및 제3 경사면(171c)이 형성된다. 이 에 반하여 페럴의 내주면(173)은 평탄한 형상을 가지게 하여 페럴의 내주면에 제1 냉매관(190)이 면접촉하여 밀착될 수 있도록 한다. 전술한 경사면들의 경우 페럴(170)의 전단부에 형성되는 제3 경사면(171c)의 경사각이 제1 및 제2 경사면(171a,171b) 보다는 완만하게 형성하고, 경사면의 길이도 더 길게 형성한다. 이렇게 함으로써 조임너트(180)의 나사운동에 의하여 페럴(170)이 제1 냉매관(190)의 외주면을 타고 전진하여 제1 분지관(110)의 입구 경사면(112)에 공고히 밀착하여 결합할 수 있게 되는 것이다. 즉, 페럴(170)의 제1 경사면(171a)을 후술할 조임너트(180)의 내주면에 형성되는 제1 단차부(182a)가 안정적으로 밀어 페럴(170)을 전진시키며, 이에 따라 페럴 전단의 상기 제3 경사면(171c)이 제1 분지관(110)의 입구 경사면(112)을 타고 깊숙이 진입하면서 압착 결합되는 것이다. 상기 페럴(170)은 비교적 연성인 구리나 알루미늄 계열의 금속으로 형성하는 것이 바람직하다.

도 8은 본 발명에 따른 조임너트의 단면도이다. 조임너트(180)의 내부는 냉매관이 관통하여 삽입될 수 있도록 개구되어 있으며, 전단부의 너트몸체(181)와 후단부의 관체 지지부(182)로 구성된다. 상기 관체 지지부(182)는 조임너트(180)에 끼워지는 제1 냉매관(190)의 단부를 지지하여 냉매관이 휘거나 찌그러져 손상되는 것을 방지하기 위한 것으로서 일정한 길이를 가지도록 형성된다. 상기 너트몸체(181)의 내주면에는 암나사부(181a)가 형성되며, 관체 지지부(182)의 내주면은 평탄하게 형성된다. 상기 관체 지지부(182)의 내주면(182a)의 직경은 이에 삽입되는 제1 냉매관(190)의 외경에 대응하도록 형성된다. 일체로 형성되는 상기 너 트몸체(181)와 관체 지지부(182)의 각 내주면은 서로 단차지게 형성되는데, 도면의 실시예에는 제1 단차부(182a) 및 제2 단차부(182b)를 형성하고 있다. 상기 제1 단차부(182a)는 페럴(170)의 후단을 밀어 전진시키는 역할을 한다. 이에 관하여 자세한 작동원리는 후술한다.

도 9는 본 발명에 따른 페럴의 다른 실시예를 보인 사시도 및 단면도이고, 도 10은 도 9를 사용한 서비스밸브의 단면도이다.

본 실시예의 페럴(175)은 전술한 실시예의 페럴(170)과는 달리 그 외주면에 두 개의 평탄면(176b,176c)을 가진다. 즉, 페럴(175)의 후단으로부터 전단에 이르기까지 제1 경사면(176a), 제1 평탄면(176b), 제2 평탄면(176c), 제2 경사면(176d) 및 제3 경사면(176e)이 형성된다. 페럴(175)의 내주면(177)은 전술한 실시예에서와 같이 평탄하게 형성한다.

본 발명의 서비스밸브(100)에 제1 냉매관(190)을 연결하는 방법을 설명하면 다음과 같다. 우선 제1 분지관(110) 내부의 시트 수용부(B)에 수지 등으로 형성된 씨트(160)를 장착한다. 이후 제1 냉매관(190)을 페럴(170) 및 조임너트(180)의 내주면에 밀착하도록 순서대로 삽입한다. 그런다음, 조임너트(180)의 암나사부(181a)를 제1 분지관(110)의 수나사부(111)에 결합한 후 조임너트(180)를 회전시켜 나사운동시킨다. 이때 조임너트(180)가 나사 회전하여 진행함에 따라 페럴(170)의 후단부를 밀어 페럴(170)도 전진하여 진행하게 된다. 조임너트(180)를 계속 돌려 나사운동시키면 페럴(170)의 전단부 경사면(171c)이 결국에는 제1 분지관(110)의 입구 경사면(112)을 타고 미끄러지듯이 내측으로 깊숙히 진행하여 제1 분지관(110)에 결 합한다. 이때 조임너트(180)의 가압력에 의하여 페럴(170)이 압착되면서 내주면 직경이 작아지게 되고, 결국 제1 냉매관(190)에 압착 결합된다. 또한, 이러한 상태에서 조임너트(180)가 회전하면서 전진하므로 페럴(170)의 전진과 함께 제1 냉매관(190)도 전진하게 되고, 결국에는 제1 냉매관(190)의 출구축 측단부가 시트(160)에 공고하게 탄성 밀착된다. 따라서, 냉매의 누설이 완벽하게 방지될 수 있게 된다.

도 1은 종래의 공기 조화기용 서비스밸브의 부분 단면 외관도.

도 2는 종래의 실내기측 냉매관 연결부의 상세 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 서비스밸브의 분해 사시도.

도 4는 도 3의 서비스밸브의 조립 단면 사시도.

도 5는 도 4의 단면도.

도 6은 본 발명에 따른 서비스밸브 본체의 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 페럴의 일 실시예를 보인 사시도 및 단면도.

도 8은 본 발명에 따른 조임너트의 단면도.

도 9는 본 발명에 따른 페럴의 다른 실시예를 보인 사시도 및 단면도.

도 10은 도 9를 사용한 서비스밸브의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 서비스밸브 110: 제1 분지관

111: 수나사부 112: 입구 경사면

113a: 전방 내주면 113b: 후방 내주면

113c: 단차 120: 제2 분지관

130: 제3 분지관 140: 제4 분지관

160: 시트(seat) 170: 페럴

171a: 제1 경사면 171b: 제2 경사면

171c: 제3 경사면 172: 평탄면

180: 조임너트 181: 너트몸체

182: 관체 지지부 182a: 제1 단차부

182b: 제2 단차부 190: 제1 냉매관

Claims

공기 조화기의 냉매 순환 라인에 연결 설치하여 사용하기 위한 서비스밸브(100)에 있어서,

입구측 외주면에는 수나사부(111)가 형성되고, 입구측 단부에는 입구에서 내측으로 유로의 직경이 작아지도록 입구 경사면(112)이 형성되며, 전방 내주면(113a)과 후방 내주면(113b) 사이에 유로의 직경이 작아지도록 단차(113c)를 형성하여 된 시트 수용부(B)가 마련되는 제1 분지관(110);

상기 시트 수용부에 장착되어, 냉매관(190)의 일측 단부와 접촉하는 링 형상의 시트(160);

상기 냉매관이 관통 삽입되어 밀착하는 것으로서, 내주면에 형성되는 암나사부(181a)에 의하여 상기 제1 분지관의 수나사부에 나사결합하는 조임너트(180);

상기 냉매관이 관통 삽입되어 밀착하는 것으로서, 상기 조임너트(180)와 상기 제1 분지관의 경사면(112) 사이에 위치하여 상기 조임너트의 나사 회전에 의하여 일측 단부가 상기 경사면(112)에 밀착하여 고정됨으로써 기밀을 유지하는 페럴(170);

제2 냉매관이 연결되는 제2 분지관(120);

냉매 주입밸브가 장착되는 제3 분지관(130); 및

스핀들밸브가 장착되는 제4 분지관(140)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기용 서비스밸브.
제 1항에 있어서,

상기 조임너트(180)는 내주면에 암나사부(181a)가 형성되는 너트 몸체(181)와 상기 너트 몸체에서 연장하여 형성되어 상기 제1 냉매관을 수용 지지하는 관체 지지부(182)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기 조화기용 서비스밸브.
제 2항에 있어서,

상기 너트 몸체의 내주면인 암나사부(181a)면과 상기 관체 지지부(182)의 내주면 간에는 제1 단차부(182a)와 제2 단차부(182b)가 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기용 서비스밸브.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 페럴은 상기 냉매관을 수용하도록 내부가 중공되고, 외주면에는 내주면에 대하여 일정 각을 이루는 제1 경사면(171a), 상기 제1 경사면에 연결되고 내주면과 평행한 평탄면(172), 상기 평탄면과 연결되고 내주면에 대하여 일정 각을 이루는 제2 경사면(171b) 및 상기 제2 경사면에 연결되고 제2 경사면보다 완만한 경사각을 가지는 제3 경사면(171c)이 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기용 서 비스밸브.
제 4항에 있어서,

상기 평탄면 상에는 내주면에 대하여 평행한 제2 평탄면(176c)이 상기 평탄면에 대하여 돌출하여 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기용 서비스밸브.