KR20130108042A - 밸브 장치 - Google Patents

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KR20130108042A
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Abstract

본 발명은 밸브 장치에 관한 것이다. 일 측면에 따른 밸브 장치는, 유체의 유동공간을 형성하는 실린더; 상기 실린더의 일측에 제공되어, 유체가 상기 실린더로 유입되도록 하는 유입부; 상기 실린더 내부로 유입된 유체가 토출되도록 하기 위한 다수의 홀을 가지는 토출 기구; 상기 실린더의 내부에 적어도 일 부분이 수용되는 피스톤; 상기 피스톤의 일측에 연결되며, 상기 피스톤에 구동력을 제공하는 구동부; 상기 피스톤에 결합되며, 상기 다수의 홀 중 하나의 토출부를 선택적으로 개방하는 댐퍼부; 및 상기 댐퍼부를 상기 토출 기구 측으로 가압하는 가압기구를 포함한다.

Description

밸브 장치 {A valve apparatus}
본 발명은 밸브 장치에 관한 것이다.
일반적으로 밸브 장치란, 유체의 양이나 압력을 제어하는 장치로서, 유체의 유동방향을 전환하거나 유동속도를 조절할 수 있도록 구성된다. 상기 밸브 장치는, 장치에 유입된 유체의 토출 방향을 일방향 또는 타방향으로 가이드 할 수 있는 사방 밸브를 포함한다.
일례로, 상기 사방 밸브는 공기 조화기에 사용될 수 있다. 상기 사방 밸브는, 상기 공기 조화기를 구성하는 압출기의 토출 측에 제공되어 냉매의 유동 방향을 전환하도록 구성된다.
상세히, 공기 조화기에는 냉매 사이클을 구성하는 압축기, 실외 열교환기, 팽창장치 및 실내 열교환기를 포함한다. 상기 공기 조화기의 운전모드, 즉 냉방 또는 난방운전 모드에 따라, 상기 압축기에서 압축된 냉매는 상기 실외 열교환기 또는 실내 열교환기로 유입될 수 있다.
따라서, 상기 운전모드에 기초하여, 상기 압축기에서 토출된 냉매는 상기 실외 열교환기의 입구측으로부터 상기 실내 열교환기의 입구측으로, 또는 상기 실내 열교환기의 입구측으로 상기 실내 열교환기의 입구측으로 방향 전환될 필요가 있다. 이 때, 상기 압축기의 토출측에는 사방 밸브가 제공되어, 냉매의 유동방향을 전환할 수 있다.
상기 사방 밸브는, 하우징과, 상기 하우징 내부에 슬라이딩 가능하게 구비되어 유로를 조절하는 피스톤과, 상기 피스톤에 의해서 선택적으로 열리거나 닫히는 다수의 토출부를 포함한다. 상기 피스톤은 솔레노이드와 같은 피스톤 구동부에 의해서 구동될 수 있다.
이와 같은 종래의 사방 밸브에 의하면, 상기 피스톤의 이동이 완료된 상태에서 냉매의 유동에 의해서 상기 피스톤과 상기 다수의 토출부를 가지는 하우징 사이에 틈새가 생겨(피스톤의 들뜸 현상), 냉매가 틈새로 새어나가는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 냉매가 냉매 유로 이외의 영역으로 새어나가는 것이 방지되는 밸브 장치를 제공하는 것에 있다.
일 측면에 따른 밸브 장치는, 유체의 유동공간을 형성하는 실린더; 상기 실린더의 일측에 제공되어, 유체가 상기 실린더로 유입되도록 하는 유입부; 상기 실린더 내부로 유입된 유체가 토출되도록 하기 위한 다수의 홀을 가지는 토출 기구; 상기 실린더의 내부에 적어도 일 부분이 수용되는 피스톤; 상기 피스톤의 일측에 연결되며, 상기 피스톤에 구동력을 제공하는 구동부; 상기 피스톤에 결합되며, 상기 다수의 홀 중 하나의 토출부를 선택적으로 개방하는 댐퍼부; 및 상기 댐퍼부를 상기 토출 기구 측으로 가압하는 가압기구를 포함한다.
제안되는 발명에 의하면, 밸브 장치의 구조가 간단하고 조립이 용이하다는 효과가 있다. 특히, 피스톤과 댐퍼부가 일체로 이동하는 과정에서 다수의 배출부가 선택적으로 개폐되도록 작용하므로, 유체를 이동하기 위한 별도의 배관 등이 필요없게 되는 장점이 있다.
또한, 유체의 압력이 작용하는 별도의 배관등이 필요하지 않게 되므로, 유체가 배관 등을 이동하면서 발생할 수 있는 유로 손실 등을 줄일 수 있다는 효과가 있다.
또한, 하나의 실린더 내에 피스톤 및 댐퍼부가 구비되고, 댐퍼부가 실린더 일측의 토출부를 선택적으로 차폐하도록 구성되므로, 밸브 장치의 전체 크기가 소형화 될 수 있다는 장점이 있다.
또한, 가압기구에 의해서 댐퍼부의 들뜸 현상이 방지되므로, 냉매가 댐퍼부와 토출 기구 사이로 새어 나가거나 냉매가 댐퍼부와 토출 기구 사이로 유입되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 댐퍼부는 유입부의 내측에 배치되고 상기 댐퍼부에는 가이드 면이 형성되어 유체를 토출부측으로 용이하게 가이드 할 수 있으므로, 유체의 유동저항을 줄일 수 있다는 효과가 있다.
또한, 밸브 장치의 간단한 구조 및 작용에 의하여, 장치에 고장이 발생할 가능성이 적어지고 장치의 작동에 대한 신뢰성이 개선될 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 밸브 장치의 사시도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 밸브 장치의 일부 구성에 관한 도면.
도 4는 도 1의 A-A를 따라 절개한 단면도.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 댐퍼부의 저면 구성을 보여주는 도면.
도 6은 본 발명 제1실시 예에 따른 구동부의 구성을 보여주는 분해도.
도 7은 도 6의 B-B를 따라 절개한 단면도.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 밸브 장치의 구성을 보여주는 블럭도.
도 9는 본 발명의 제1실시 예에 따른 구동부의 작동을 보여주는 도면.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 밸브 장치의 작용을 보여주는 단면도.
도 12는 본 발명의 제2실시 예에 따른 밸브 장치의 단면도.
도 13은 본 발명의 제3실시 예에 따른 밸브 장치의 단면도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 밸브 장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 밸브 장치(100)는 사방 밸브일 수 있다.
상세히, 상기 밸브 장치(100)는, 대략 원통 형상의 본체(111)를 구비하며 유체의 유동공간을 형성하는 실린더(110)와, 상기 실린더(110)의 일측에 제공되며 상기 실린더(110)의 내부로 유체를 유입시키는 유입부(112) 및 상기 실린더(110)의 타측에 제공되며 상기 실린더(110) 내부의 유체를 배출시키는 다수의 토출부(115, 116, 117)를 포함할 수 있다.
상기 다수의 토출부(115, 116, 117)는, 상기 실린더(110)의 하면에 서로 이격되어 나란하게 배치되는 제 1 토출부(115), 제 2 토출부(116) 및 제 3 토출부(117)를 포함할 수 있다.
싱기 밸브 장치(100)는, 상기 실린더(110)에 결합되며, 피스톤(190, 도 2 참조)의 이동을 위하여 구동력을 제공하는 구동부(170)를 더 포함할 수 있다. 이하에서는, 상기 실린더(110) 및 구동부(170)의 구성에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 밸브 장치의 일부 구성에 관한 도면이고, 도 4는 도 1의 A-A를 따라 절개한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 댐퍼부의 저면 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 상기 본체(111)를 제거하여 실린더(110)의 내부 구성을 보여주며, 도 3은 도 2에서 댐퍼부(130)를 제거한 상태의 모습을 보여준다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 밸브 장치(100)는, 구동부(170)와, 상기 구동부(170)에 의하여 이동 가능하게 제공되는 피스톤(190) 및 상기 피스톤(190)과 결합되어 상기 피스톤(190)과 함께 이동하며 상기 다수의 토출부(115, 116, 117) 중 적어도 일부의 토출부를 선택적으로 개방하는 댐퍼부(130)를 포함할 수 있다.
상기 구동부(170)는, 상기 피스톤(190)에 이격되어 배치되며 전류가 인가되면 자성을 가지게 되는 전자석(205)를 가지는 코어(200)와, 상기 코어(200)와 상기 피스톤(190)의 사이에 제공되어 상기 피스톤(190)을 탄성 지지하는 탄성부재(210) 및 상기 피스톤(190)을 수용하며, 상기 피스톤(190)의 이동을 가이드하는 슬리브(180)를 포함할 수 있다.
상기 탄성부재(210)의 일측 단부는 상기 코어(200)에 지지되고, 타측 단부는 상기 피스톤(190)의 단부에 지지될 수 있다. 일 예로, 상기 탄성부재(210)는 압축 스프링일 수 있다.
상기 전자석(205)이 자성을 가지게 되면, 상기 피스톤(190)에는 상기 전자석(205)에 가까워지는 방향으로 인력이 작용하게 된다. 이를 위하여, 상기 피스톤(190)의 적어도 일부분, 일 예로 상기 피스톤(190)의 단부는 상기 전자석(205)과 작용하는 재질로 구성될 수 있다.
한편, 상기 전자석(205)이 자성을 잃어버리게 되면 상기 인력은 작용하지 않게 되며, 상기 피스톤(190)은 상기 탄성부재(210)의 복원력에 의하여 상기 전자석(205)으로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 된다.
상기 슬리브(180)는 중공의 원통 형상을 가진다. 상세히, 상기 슬리브(180)의 일측 단부는 상기 실린더(110)의 일측 단부에 결합되며, 타측 단부에는 상기 코어(200)가 결합된다.
그리고, 상기 슬리브(180)의 내부에는 상기 탄성부재(210)가 배치되며, 상기 피스톤(190)의 이동을 위한 공간이 형성된다.
상기 피스톤(190)의 적어도 일부분은 상기 실린더(110)의 내부에 위치하며, 나머지 부분은 상기 슬리브(180)의 내부에 위치할 수 있다. 그리고, 상기 피스톤(190)은 상기 구동부(170)의 작용에 따라 가로 방향으로 이동되며, 이 과정에서 상기 실린더(110) 내에 위치하는 피스톤(190)의 길이가 달라지게 된다.
상기 피스톤(190)의 일측에는, 상기 피스톤(190)과 댐퍼부(130)를 결합시키기 위한 피스톤 결합부(125)가 제공된다. 상기 피스톤 결합부(125)는 상기 실린더(110)의 내부에 위치되며, 상기 댐퍼부(130)의 일측면에 결합될 수 있다.
상세히, 상기 피스톤 결합부(125)에는, 상기 피스톤(190)의 제 1 홈(도 6의 192참조)에 삽입되는 다수의 삽입부(127) 및 상기 다수의 삽입부(127)의 사이에 형성되며, 상기 피스톤(190)의 적어도 일부분을 수용하는 제 2 홈(126)이 형성된다.
상기 제 1 홈(도 6의 192참조)은 상기 피스톤(190)의 외주면에서 내부 방향으로 함몰되는 절개홈으로서 이해되며, 상기 제 2 홈(126)은 상기 피스톤 결합부(125)의 상단부로부터 하방으로 절개되는 절개홈으로서 이해된다.
그리고, 상기 피스톤(190)이 상기 피스톤 결합부(125)에 결합된 상태에서 상기 피스톤(190)은 회전할 수 있다.
상기 피스톤 결합부(125)에는 상기 피스톤 결합부(125)가 수평 방향으로 이동할 때, 상기 실린더 내부의 냉매가 통과할 수 있는 개구부(128)가 형성될 수 있다. 상기 피스톤 결합부(125)에 개구부(128)가 형성됨에 따라 상기 실린더 내부의 유체가 상기 개구부(128)를 통과함에 따라 상기 피스톤 결합부(125)에 작용하는 유체의 저항력이 줄어들 수 있는 장점이 있다.
상기 댐퍼부(130)는, 대략 판상으로 형성되는 댐퍼 본체(131)를 포함할 수 있다. 상기 댐퍼 본체(1310는 유체의 유동을 가이드하기 위한 유로 가이드(134)와, 유체가 통과하기 위한 개구부(135)를 포함할 수 있다.
상기 댐퍼 본체(131)는 토출 기구(140)의 상측에 이동 가능하게 배치된다.
상기 토출 기구(140)는, 상기 다수의 토출부(115, 116, 117)와 연결된다. 일 예로, 상기 토출부(115, 116, 117)는 도 3에 도시되는 바와 같이, 3개로 제공될 수 있다. 그리고, 상기 토출 기구(140)는 상기 다수의 토출부(115, 116, 117)와 댐퍼부(130)의 사이에 배치된다.
상기 토출 기구(140)는 상기 실린더와 일체로 형성되거나 상기 실린더에 결합될 수 있다.
상세히, 상기 토출 기구(140)는, 상기 다수의 토출부(115, 116, 117)의 상측에 결합되는 결합 본체(141)와, 상기 결합 본체(141)의 적어도 일부분이 관통되어 형성되는 다수의 관통 홀(142, 143, 144)을 포함할 수 있다.
상기 다수의 관통 홀(142, 143, 144)은, 상기 다수의 토출부(115, 116, 117)에 각각 대응하여 배치되는 제 1 홀(142), 제 2 홀(143) 및 제 3 홀(144)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 홀 내지 제 3 홀(142, 143, 144)은 동일한 크기로 형성되며, 가로 방향, 즉 상기 피스톤(190) 및 댐퍼부(130)가 이동하는 방향으로 서로 이격되어 형성된다.
상기 실린더(110) 내부의 유체는 상기 다수의 관통 홀(142, 143, 144) 중 하나의 홀을 통하여 유동하며, 상기 하나의 홀에 대응하는 토출부를 통하여 배출될 수 있다.
상기 유로 가이드(134)는 상기 3개의 관통 홀(142, 143, 144) 중 2개의 관통 홀을 연결하는 역할을 한다. 그리고, 상기 개구부(135)는 상기 제3관통 홀(144)과 선택적으로 연통될 수 있다.
상기 댐퍼부(130)의 이동 위치에 따라서, 상기 3개의 관통 홀(142,143,144) 중 상기 유로 가이드(134) 및 개구부(135)에 대응하는 홀은 서로 달라질 수 있다.
상기 댐퍼부(130)는, 상기 댐퍼 본체(131)의 상측으로 돌출되는 차폐부(132)를 포함할 수 있다.
상기 차폐부(132)에 상기 유로 가이드(134)가 형성된다. 일 예로, 상기 유로 가이드(134)가 상기 제 1 홀(142) 및 제 2 홀(143)의 상측에 위치되면, 상기 실린더(110) 내의 유체는 제 1 및 제 2 홀(142, 143)을 통과할 수 없게 된다.
상기 차폐부(132)의 상면에는, 하방으로 경사지게 형성되는 가이드 면(133)이 형성된다. 일 예로, 상기 가이드 면(133)은 상기 유입부(11)에 인접한 상기 차폐부(132)의 상부로부터 하부를 향하여, 소정의 곡률로 라운드지게 형성될 수 있다.
유체가 상기 유입부(112)를 통하여 상기 실린더(110) 내로 유입되면, 상기 유체는 상기 가이드 면(133)을 따라 하방으로 가이드 된다. 그리고, 유체는 상기 제 1 홀 내지 제 3 홀(142, 143, 144) 중 개방된 하나의 홀을 통하여 일 토출부(115, 116, 117)로 유동할 수 있다. 이와 같이, 상기 가이드 면(133)이 구성되는 것에 의하여, 유체는 상기 실린더(110) 내에서 상기 일 토출부로 용이하게 가이드 될 수 있다.
상기 차폐부(132)의 상면에는 탄성부재(138)를 수용하는 수용부(137)와, 상기 수용부(137)에 수용된 상기 탄성부재(138)에 의해서 상방으로 탄성 지지되는 볼(139)이 구비될 수 있다.
상기 탄성부재(138)에 지지된 상기 볼(139)은 상기 실린더(110)의 내면에 접촉한다. 이 때, 상기 볼(139)이 상기 실린더(110)의 내면(내부 상면)을 가압하는 가압력의 반작용으로서, 실린더(110)가 상기 볼(139)을 가압하게 된다. 따라서, 상기 댐퍼부(130)가 상기 실린더(110) 내부의 토출 기구(140) 측으로 가압되어, 상기 댐퍼부(130)와 상기 토출 기구(140) 사이에 틈새가 발생하지 않게 되어, 유체가 상기 댐퍼부(130)와 상기 토출 기구(140) 사이로 누설되는 것이 방지될 수 있다. 또는, 유체가 상기 댐퍼부(130)와 상기 토출 기구(140) 사이로 유입되는 것이 방지될 수 있다. 즉, 본 발명에 의하면, 상기 댐퍼부(130)와 상기 토출 기구(140) 사이로 냉매가 유동하는 것이 방지될 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 볼(139)이 상기 실린더(110) 내면에 접촉한 상태에서 회전될 수 있으므로, 상기 댐퍼부(130)가 가로 방향으로 원활히 이동할 수 있게 된다.
본 실시 예에서 상기 탄성부재(138)와 상기 볼(139)을, 상기 댐퍼부(130)를 상기 토출 기구(140) 측으로 가압함과 동시에 상기 댐퍼부(130)의 이동을 가이드하는 가압기구라 이름할 수 있다.
한편, 상기 댐퍼 본체(131)의 일측면에는, 상기 피스톤 결합부(125)에 결합되는 결합면(136)이 형성된다. 상기 댐퍼부(130)는 소정의 결합 방법에 의하여, 상기 결합면(136)에서 상기 피스톤 결합부(125)에 결합된다.
따라서, 상기 피스톤 결합부(126)가 일 방향으로 이동하면, 상기 댐퍼부(130)는 상기 피스톤 결합부(125)와 함깨 이동된다. 정리하면, 상기 피스톤(190), 피스톤 결합부(125) 및 댐퍼부(130)는 소정의 결합 구조에 의하여 일체로 구성될 수 있으며, 상기 피스톤(190)의 이동에 따라 상기 피스톤 결합부(125)와 댐퍼부(130)는 상기 피스톤(190)과 함께 이동될 수 있다.
도 6은 본 발명 제1실시 예에 따른 구동부의 구성을 보여주는 분해도이고, 도 7은 도 6의 B-B를 따라 절개한 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 피스톤(190)은 원통 형상으로 형성되며, 일측 단부에는 상술한 바와 같이 제 1 홈(192)이 형성된다. 상기 피스톤(190)의 타측 단부에는 다수의 돌출부(193)가 형성된다. 상기 다수의 돌출부(193)는 원주 방향으로 이격된다.
상기 다수의 돌출부(193)는 도 6에서 도면상 좌측에 형성되는 제1경사면(194)과, 우측에 형성되는 제2경사면(195)을 포함할 수 있다.
상기 제1경사면(194)과 상기 제2경사면(195)는 서로 가까워지는 방향으로 경사진다. 따라서, 상기 다수의 돌출부(193)는 일 예로 사다리꼴 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1경사면(194)과 상기 제2경사면(195)의 경사각은 동일할 수 있다.
상기 슬리브(180)의 내주면에는 다수의 가이드(182)가 원주 방향으로 이격되어 형성된다. 일 예로 상기 다수의 가이드(182)는 상기 슬리브(180)의 중심축 방향(도 6에서는 좌우 방향)으로 길게 형성된다. 이 때, 상기 다수의 가이드(182)는 상기 슬리브(180)의 일측 단부(일 예로 도 6에서는 좌측 단부)에서 상기 슬리브(180)의 우측 단부를 향하여 연장된다. 이 때, 상기 다수의 가이드(182)의 길이는 상기 슬리브(180)의 전체 길이 보다는 짧게 형성된다.
상기 다수의 가이드(182)가 상기 슬리브(180)의 원주 방향으로 이격되기 때문에, 인접하는 두 가이드(182) 사이에는 상기 피스톤(190)의 돌출부(193)가 이동할 수 있는 경로(181)가 형성된다. 이 때, 상기 경로(181)의 개수는 상기 다수의 돌출부(193)의 개수와 동일하다.
상기 각 가이드(182)는 상기 피스톤(190)의 돌출부(193)가 걸리기 위한 걸림홈(183)과 제2 슬리브 경사면(186)이 형성된다. 상기 걸림홈(183)은 상기 돌출부(193)의 제1경사면(194)과 동일한 각으로 경사지는 제1 슬리브 경사면(184)과, 상기 슬리브(180)의 중심축 방향과 나란한 접촉면(185)을 포함할 수 있다. 상기 제1 슬리브 경사면(184)과 상기 제2 슬리브 경사면(186)은 동일한 방향으로 경사진다.
따라서, 상기 피스톤(190)의 돌출부가 상기 걸림홈(183)에 삽입되면, 상기 피스톤(190)은 탄성부재(210)에 의해서 탄성지지된 상태에서 더 이상 움직이지 않게 된다.
상기 코어(200)의 일측 단부에는 상기 피스톤(190)의 돌출부(193)와 접촉할 수 있는 다수의 접촉돌기(202)가 형성될 수 있다.
상기 다수의 접촉돌기(202)는 상기 코어(200)의 원주 방향으로 이격될 수 있다. 상기 각 접촉돌기(202)는 상기 피스톤(190)의 돌출부(193)의 제2경사면(195)과 동일각으로 경사지는 코어 경사면(203)과, 상기 코어(200)의 중심축 방향(도 6에서는 좌우 방향)과 나란한 접촉면(204)을 포함할 수 있다.
상기 피스톤(190)의 돌출부(193)의 각 경사면(194, 195)의 길이는 상기 제1 슬리브 경사면(184) 및 상기 코어 경사면(203)의 길이 보다 짧다. 따라서, 상기 제1경사면(194)이 상기 제1 슬리브 경사면(184)에 접촉한 상태에서 상기 제1경사면(194)이 상기 제1 슬리브 경사면(184)을 따라 슬라이딩될 수 있다. 또한, 상기 제2경사면(195)이 상기 코어 경사면(203)에 접촉한 상태에서 상기 제2경사면(195)이 상기 코어 경사면(206)을 따라 슬라이딩될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 밸브 장치의 구성을 보여주는 블럭도이고, 도 9는 본 발명의 제1실시 예에 따른 구동부의 작동을 보여주는 도면이고, 도 10 및 도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 밸브 장치의 작용을 보여주는 단면도이다.
도 9의 (a)는 구동부가 온되었을 때의 구동부의 작동 상태를 보여주고, 도 9의 (b)는 구동부가 오프되었을 때의 구동부의 작동 상태를 보여주면, 도 9의 (c)는 구동부가 다시 온되었을 때의 구동부의 작동 상태를 보여주는 도면이다. 그리고, 도 9는 용이한 이해를 위하여, 슬리브와 코어를 평면으로 전개한 상태를 보여준다.
먼저, 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 밸브 장치(100)는, 상기 전자석(205)에 선택적으로 전류를 인가하여 자성이 생기도록 하는 전원 공급부(220) 및 상기 전원 공급부(220)의 작동을 제어하는 제어부(220)를 포함할 수 있다.
상기 전원 공급부(220)는 온/오프 제어되는 스위칭 부재일 수 있다. 상기 전원 공급부(220)가 온 되면, 상기 전자석(205)에는 자성이 발생하며 상기 피스톤(190)은 상기 전자석(205)의 인력에 의하여 상기 전자석(205)을 향하여 이동한다.
반면에, 상기 전원 공급부(220)가 오프 되면, 상기 전자석(205)의 자성 및 인력은 소멸하며, 상기 피스톤(190)은 상기 탄성부재(210)의 복원력에 의하여 상기 전자석(205)으로부터 멀어지는 방향으로 이동된다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 밸브 장치의 작용에 대하여 설명한다.
먼저, 도 9에서, 상기 슬리브 경사면(184, 186)의 단부는 상기 코어 경사면(203)의 대략 중간 부분에 대응한 위치에 배치된다. 즉, 도 9의 (a)에서 슬리브 경사면(184, 186)의 단부에서 수평 방향으로 연장되는 가상선(L)은 상기 코어 경사면(203)의 중간 부분을 통과한다.
그리고, 상기 코어(200)의 일 부분이 상기 슬리브(180)에 삽입되며, 상기 코어(200)가 상기 슬리브(180)에 삽입된 상태에서 상기 슬리브(180)의 가이드(182)와 상기 코어(200)의 접촉돌기(202)는 이격된다. 그 이유는, 상기 피스톤(190)의 돌출부(193)가 상기 슬리브(180)의 가이드(182)와 상기 접촉돌기(202) 사이에서 이동할 수 있도록 하기 위함이다.
도 10은 밸브 장치의 제1작동모드를 위하여 상기 전원 공급부(220)가 온 될 경우에, 상기 밸브 장치(100)의 작용을 보여준다.
도 9의 (a) 및 10을 참조하면, 상기 전원 공급부(220)가 온 되면, 상기 피스톤(190)이 상기 코어(200)에 가까워지는 방향(도 10에서는 우측 방향)으로 이동한다. 이 때, 상기 피스톤(190)의 돌출부(193)는 상기 슬리브(180)의 경로(181)를 따라 이동하게 된다. 상기 피스톤(190)이 우측으로 이동하게 되면, 상기 피스톤(190)의 돌출부(193)의 제2경사면(195)이 상기 코어 경사면(203)에 접촉하게 된다. 이 때, 상기 탄성부재(210)는 압축될 수 있다.
이 상태에서 상기 전원 공급부(220)는 온되어 있기 때문에, 상기 돌출부(193)의 제2경사면(195)이 상기 코어 경사면(203)을 따라 슬라이딩되고 상기 피스톤(190)은 일정 각도 회전하게 된다.
그 다음, 상기 전원 공급부(220)가 오프된다. 그러면, 상기 탄성부재(210)의 복원력에 의해서 상기 피스톤(190)이 상기 코어(200)에서 멀어지는 방향(도 10에서는 좌측 방향)으로 이동한다. 상기 피스톤(190)이 좌측으로 이동하게 되면, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 피스톤(190)의 돌출부(193)의 제1경사면(194)이 상기 제1 슬리브 경사면(184)에 접촉한다. 이 상태에서 상기 피스톤(190)은 지속적으로 상기 탄성부재(210)로부터 탄성력을 받고 있기 때문에 상기 제1경사면(194)이 상기 제1 슬리브 경사면(184)을 따라 슬라이딩되고, 상기 피스톤(190)은 일정 각도 회전된다.
상기 제1경사면(194)이 상기 제1 슬리브 경사면(184)을 따라 슬라이딩되는 중에 상기 피스톤(190)의 돌출부(193)가 상기 접촉면(185)에 접촉하게 되면, 상기 피스톤(190)은 더 이상 좌측으로 이동하지 못하게 된다.
상기 제1작동모드에서 상기 피스톤(190)의 이동을 정리하면, 상기 피스톤(190)은 상기 전원 공급부(220)의 온 시에 우측으로 이동한 후에 상기 전원 공급부(220)가 오프되면, 상기 탄성부재(210)의 탄성력에 의해서 좌측으로 일정 거리 이동한 후에 정지하게 된다.
상기 피스톤(190)이 이동되면, 상기 피스톤 결합부(125)와 댐퍼부(130)는 상기 피스톤(190)과 함께 우측 방향으로 이동하고, 좌측 방향으로 일정 거리 이동한 후에 정지한다. 그리고, 상기 댐퍼부(130)의 이동이 완료되면, 상기 유로 가이드(134)는 상기 제 2 토출부(116) 및 제 3 토출부(117)의 상측에 위치되며 이에 따라 상기 제 2 토출부(116) 및 제 3 토출부(117)는 상기 차폐부(132)에 의하여 폐쇄된다.
결국, 상기 유입부(112)를 통하여 상기 본체(111) 내부로 유입된 유체는 상기 유입부(112)의 하측에 위치한 제 1 토출부(115)로 배출하게 된다.
한편, 도 11은 밸브 장치의 제2작동모드를 위하여 상기 전원 공급부(220)가 다시 온될 경우에, 상기 밸브 장치(100)의 작용을 보여준다.
도 9의 (c) 및 도 11을 참조하면, 상기 전원 공급부(220)가 다시 온되면, 상기 상기 피스톤(190)이 상기 코어(200)에 가까워지는 방향으로 이동한다. 상기 피스톤(190)이 우측으로 이동하게 되면, 상기 피스톤(190)의 돌출부(193)의 제2경사면(195)이 상기 코어 경사면(203)에 다시 접촉하게 된다.
이 때, 도 9의 (c)에서 상기 피스톤의 돌출부가 접촉하는 접촉 돌기와 도 9의 (a)에서 상기 피스톤의 돌출부가 접촉한 접촉 돌기는 다르다. 도 9의 (c)에서 상기 피스톤의 돌출부가 접촉하는 접촉 돌기는 도 9의 (a)에서 상기 피스톤의 돌출부가 접촉하는 접촉 돌기의 다음에 위치하는 돌기이다.
상기 돌출부(190)의 제2경사면(195)이 상기 코어 경사면(203)에 접촉한 후에는 상기 제2경사면(195)이 상기 코어 경사면(203)을 따라 슬라이딩되고, 상기 피스톤(190)은 일정 각도 회전된다. 그 다음, 상기 전원 공급부(220)가 오프되면, 상기 피스톤(190)은 상기 탄성부재(210)의 탄성력에 의해서 좌측 방향으로 이동하게 된다.
상기 피스톤(190)이 좌측 방향으로 이동하게 되면, 상기 돌출부(193)의 제1경사면(194)이 상기 제2 슬리브 경사면(186)과 접촉하게 된다. 그 다음, 상기 제1경사면(194)이 상기 제2 슬리브 경사면(186)을 따라 슬라이딩된다. 상기 제1경사면(194)이 상기 제2 슬리브 경사면(186)을 따라 슬라이딩되는 중에 상기 돌출부(193)가 상기 슬리브(180)의 경로(181) 상에 위치하게 된다. 그러면, 최종적으로 상기 돌출부(193)가 상기 경로(181)를 따라 좌측으로 이동하게 된다.
상기 제2작동모드에서의 상기 피스톤(190)의 이동을 정리하면, 상기 피스톤(190)은 상기 전원 공급부(220)의 온 시에 우측으로 일정 거리 이동한 후에 상기 전원 공급부(220)가 오프되면, 상기 탄성부재(210)의 탄성력에 의해서 좌측으로 이동한 후에 정지하게 된다.
상기 피스톤(190)이 좌측으로 이동되면, 상기 피스톤 결합부(125)와 댐퍼부(130)는 상기 피스톤(190)과 함께 좌측 방향으로 이동한다. 그리고, 상기 댐퍼부(130)가 이동되면, 상기 유로 가이드(134)는 상기 제 1 토출부(115) 및 제 2 토출부(116)의 상측에 위치되며 이에 따라 상기 제 1 토출부(115) 및 제 2 토출부(116)는 상기 차폐부(132)에 의하여 폐쇄된다.
결국, 상기 본체(111) 내부로 유입된 유체는 상기 가이드면(133)을 따라 우측으로 유동하며, 개방된 제 3 토출부(117)로 배출하게 된다. 이 때, 상기 가이드면(133)은 소정 곡률로 하방으로 라운드지게 형성되므로, 유체를 상기 제 3 토출부(117)측으로 용이하게 가이드 할 수 있다.
이와 같은 본 실시 예에 의하면, 밸브 장치의 유로 전환 시 상기 전원 공급부(220)를 지속적으로 온 시킬 필요가 없이, 일정 시간 동안 온한 후에 오프하면 되므로, 상기 구동부(170)의 전력 소비가 줄어드는 장점이 있다. 이 때, 상기 전원 공급부(220)의 온 시간은 상기 피스톤(190)이 이동하여 상기 코어(200)에 접촉할 때까지의 소요되는 시간이다.
또한, 밸브 장치의 내부구조가 단순하여 고장 발생의 염려가 적고, 장치의 작동에 관한 신뢰성이 개선될 수 있다는 장점이 있다.
도 12는 본 발명의 제2실시 예에 따른 밸브 장치의 단면도이다.
본 발명의 제2실시 예는 다른 부분에 있어서는 제1실시 예와 동일하고, 다만, 가압기구에 있어서 차이가 있다. 따라서, 이하에서는 본 발명의 제2실시 예의 특징적인 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 제2실시 예에 따른 가압기구(300)는, 상기 본체(110)의 내면에 형성되는 수용부(310)와, 상기 수용부(310) 내에 수용되는 탄성부재(320)와, 상기 탄성부재(320)에 의해서 하방으로 탄성 지지되는 볼(320)을 포함할 수 있다.
상기 탄성부재(320)에 지지된 상기 볼(330)은 상기 댐퍼부(130)의 상면에 접촉하여 상기 댐퍼부(130)를 하방으로 가압한다. 따라서, 상기 댐퍼부(130)가 상기 실린더(110) 내부의 토출 기구(140) 측으로 가압되어, 상기 댐퍼부(130)와 상기 토출 기구(140) 사이에 틈새가 발생하지 않게 되어, 유체가 상기 댐퍼부(130)와 상기 토출 기구(140) 사이로 유동하는 것이 방지될 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 볼(320)이 상기 댐퍼부(130)에 접촉한 상태에서 회전될 수 있으므로, 상기 댐퍼부(130)가 가로 방향 또는 수평 방향으로 원활히 이동할 수 있게 된다.
도 13은 본 발명의 제3실시 예에 따른 밸브 장치의 단면도이다.
본 발명의 제3실시 예는 다른 부분에 있어서는 제1실시 예와 동일하고, 다만, 가압기구에 있어서 차이가 있다. 따라서, 이하에서는 본 발명의 제3실시 예의 특징적인 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 제3실시 예에 따른 가압기구(400)는, 상기 본체(111)의 내면에 설치되는 하나 이상의 탄성부재(411)와, 상기 탄성부재(411)의 탄성력을 받는 제1가이드부(413)와, 상기 제1가이드(413)에 구비되는 하나 이상의 볼(415)과, 상기 볼(415)과 접촉하며 상기 댐퍼부(420)에 구비되는 제2가이드부(420)를 포함할 수 있다.
상기 볼(415)의 일부는 상기 제1가이드부(413)에 수용될 수 있다. 즉, 상기 제1가이드부(413)에는 상기 볼(415)과 대응되는 형상의 수용홈이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 볼(415)은 상기 제1가이드부(413)에 수용된 상태에서 회전될 수 있다.
상기 제2가이드부(420)의 상면에 상기 볼(415)이 접촉되어 상기 볼(415)이 상기 탄성부재(411)의 탄성력을 전달받아 상기 제2가이드부(420)를 가압할 수 있다.
상기 제2가이드부(420)의 상면에는 상기 제2가이드부(420)의 가로 방향 또는 수평 방향 이동이 원활하도록, 상기 볼(415)의 일부가 수용될 수 있는 가이드홈(미도시)이 형성될 수 있다. 이 때, 상기 가이드홈은, 상기 댐퍼부(130)가 이동할 때 상기 볼(415)과 상기 댐퍼부(130)가 간섭되는 것을 방지하기 위하여 상기 댐퍼부(130)의 이동 방향과 나란한 방향으로 길게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 볼(415)은 상기 제1가이드부(411)에 수용된 상태에서 회전을 하게 되고, 상기 댐퍼부(130)는 상기 제2가이드부(420)와 함께 수평 방향 이동하게 된다.
위의 실시 예에서는 상기 탄성부재(411)가 상기 본체(111)와 상기 제1가이드부(413) 사이에 배치되어 상기 제1가이드부(413)를 탄성지지하는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 상기 댐퍼부(130)에 탄성부재(411)가 고정되고, 상기 탄성부재(411)에 상기 제2가이드부(413)가 연결되는 것도 가능하다. 이 경우에는 상기 제1가이드부(413)는 상기 본체(111)의 내면에 고정되거나 일체로 형성될 수 있다.
다른 예로서, 상기 볼(415)이 상기 제2가이드부(420)에 수용되어 회전 동작하면서 상기 제2가이드부(420)와 함께 수평 이동하는 것도 가능하다.
본 실시 예에 의해서도, 상기 댐퍼부(130)가 상기 실린더(110) 내부의 토출 기구(140) 측으로 가압되어, 상기 댐퍼부(130)와 상기 토출 기구(140) 사이에 틈새가 발생하지 않게 되어, 유체가 상기 댐퍼부(130)와 상기 토출 기구(140) 사이로 유동하는 것이 방지될 수 있다.
100: 밸브장치 110: 실린더
130: 댐퍼부 170: 구동부
180: 슬리브 190: 피스톤
200: 코어

Claims (11)

  1. 유체의 유동공간을 형성하는 실린더;
    상기 실린더의 일측에 제공되어, 유체가 상기 실린더로 유입되도록 하는 유입부;
    상기 실린더 내부로 유입된 유체가 토출되도록 하기 위한 다수의 홀을 가지는 토출 기구;
    상기 실린더의 내부에 적어도 일 부분이 수용되는 피스톤;
    상기 피스톤의 일측에 연결되며, 상기 피스톤에 구동력을 제공하는 구동부;
    상기 피스톤에 결합되며, 상기 다수의 홀 중 하나의 토출부를 선택적으로 개방하는 댐퍼부; 및
    상기 댐퍼부를 상기 토출 기구 측으로 가압하는 가압기구를 포함하는 밸브장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 댐퍼부는, 상기 다수의 홀 중 일부의 홀을 차폐하는 차폐부; 및
    상기 차폐부의 일측에 제공되며, 상기 다수의 관통홀 중 나머지 홀에 대응하도록 배치되어 유체를 통과시키는 연통부를 포함하는 밸브장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 차폐부는 상기 유입부의 하방에 배치되며,
    상기 차폐부의 상면은 하방으로 라운드지게 경사진 것을 특징으로 하는 밸브장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 피스톤과 댐퍼부를 결합시키는 피스톤 결합부를 더 포함하며,
    상기 피스톤 결합부는, 상기 피스톤의 제 1 홈에 삽입되는 복수의 삽입부를 포함하는 밸브장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 피스톤 결합부는,
    상기 복수의 삽입부 사이에 형성되어, 상기 피스톤의 적어도 일부분이 삽입되도록 하는 제 2 홈을 포함하는 밸브장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 피스톤 결합부에는 상기 실린더 내부의 냉매가 통과할 수 있는 개구부를 포함하는 밸브장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 댐퍼부는 상기 실린더 내부의 냉매가 통과하기 위한 개구부를 포함하는 밸브장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 가압기구는, 상기 댐퍼부와 접촉하는 볼과, 상기 볼을 상기 댐퍼부 측으로 탄성 지지하는 탄성부재를 포함하는 밸브장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 가압기구는, 상기 실린더와 접촉하는 볼과, 상기 볼을 상기 실린더 측으로 가압하는 탄성부재를 포함하는 밸브장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 가압기구는, 볼과,
    상기 볼과 접촉하며 상기 실린더에 연결되는 제1가이드부와,
    상기 볼과 접촉하며 상기 댐퍼부에 연결되는 제2가이드부와,
    상기 제1가이드부와 상기 제2가이드부 중 어느 하나를 가압하는 탄성부재를 포함하는 밸브장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1가이드부와 상기 제2가이드부 중 어느 하나에는 상기 볼이 회전되도록 상기 볼과 대응되는 형상으로 형성되는 수용홈이 형성되는 밸브장치.
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