KR20130125546A - 오리피스 어셈블리 장치 및 그를 구비한 전자 팽창밸브 - Google Patents

오리피스 어셈블리 장치 및 그를 구비한 전자 팽창밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오리피스 어셈블리 장치 및 그를 구비한 전자 팽창밸브에 관한 것이다. 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 하우징; 하우징의 내측 상부에 설치되되 중앙에 홀을 구비한 오리피스; 하우징 내에서 하부가 탄성적으로 지지되되 상부가 오리피스의 홀의 하부로 삽입되며 홀의 개방 정도를 조절하는 조절핀; 하우징 내에 설치되며 조절핀을 탄성적으로 지지하는 탄성지지부; 및 하우징의 하부에 설치되되 중앙에 유로홀이 구비된 하부 캡; 을 포함하여 이루어지는, 오리피스 어셈블리 장치가 제안된다. 또한, 그를 포함하는 전자 팽창밸브가 제안된다.

Description

오리피스 어셈블리 장치 및 그를 구비한 전자 팽창밸브{ORIFICE ASSEMBLY APPARATUS AND ELECTRONIC EXPANSION VALVE HAVING IT}
본 발명은 오리피스 어셈블리 장치 및 그를 구비한 전자 팽창밸브에 관한 것이다. 구체적으로는 교체가 가능하고 개방정도가 조절 가능한 오리피스 어셈블리 장치 및 그를 구비한 전자 팽창밸브에 관한 것이다.
전자 팽창밸브는 일반적으로 고효율 열펌프, 에어콘 등의 공조기 및 냉동냉장 유닛 등에 사용되는 것으로, 통상 스텝모터를 구동하여 오리피스(Orifice)의 개도를 조정함으로써 냉매 토출량 또는 경우에 따라서는 밸브실로 유입되는 유입량을 조절할 수 있다.
이러한 전자 팽창밸브는 내장된 스텝모터의 회전에 의해 니들이 승강되어 오리피스의 냉매 유/출입구를 개폐하게 구성된다. 스텝 모터에서는 회전자가 코일에 의해 구동되어 순방향 및 역방향으로 회전하고, 회전자의 회전 움직임이 샤프트 또는 니들의 상하 움직임으로 변환된다. 샤프트에 연결된 니들은 상하로 이동하여 전자 팽창밸브의 오리피스의 개방 정도를 조절하여 밸브 내의 냉매의 유량을 제어한다.
이때, 통상의 전자 팽창밸브의 오리피스는 밸브 몸체의 밸브실과 연결된 냉매 유출구 측에 고정되어 설치되거나, 밸브몸체와 일체로 설치된다. 이에 따라, 오리피스를 교체하는 것이 어렵다.
또한, 오리피스의 개방 정도를 조절하는 것이 쉽지 않다.
특히, 전자 팽창밸브에 사용되는 스프링의 기계적 마찰에 의해 생성되는 이물이 오리피스의 여백을 막아 고장이 나는 경우 밸브 전체를 교체해야 하는 불편함이 있었다.
또한, 일반적인 전자 팽창밸브는 사용 온도범위가 주어지므로 사용범위가 제한되고, 사용하는 냉매 종류 또한 각 팽창밸브마다 정해져 있다. 따라서 사용자는 냉매종류 및 사용온도에　따라 조건에 맞는 팽창밸브만 사용할 수 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2008-0067401호(2008. 7. 21.공개) 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0007962호(2011. 1. 25. 공개)
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 오리피스 어셈블리의 교체가 용이하고 오리피스의 개방 정도가 조절되는 새로운 오리피스 어셈블리 및 그를 이용한 전자 팽창밸브를 제안하고자 한다.
또한, 본 발명의 하나의 실시예에서는 오리피스 어셈블리의 교체뿐만 아니라 오리피스의 개방정도를 조절할 수 있도록 하여, 전자 팽창밸브에 사용시에 사용 온도조건 및 냉매종류에 관계없이 전체적으로 사용할 수 있는 전자 팽창밸브를 제안하고자 한다.
전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 하나의 모습에 따라, 하우징; 하우징의 내측 상부에 설치되되 중앙에 홀을 구비한 오리피스; 하우징 내에서 하부가 탄성적으로 지지되되 상부가 오리피스의 홀의 하부로 삽입되며 홀의 개방 정도를 조절하는 조절핀; 하우징 내에 설치되며 조절핀을 탄성적으로 지지하는 탄성지지부; 및 하우징의 하부에 설치되되 중앙에 유로홀이 구비된 하부 캡; 을 포함하여 이루어지는, 오리피스 어셈블리 장치가 제안된다.
이때, 하나의 예에 있어서, 조절핀의 상부는 테이퍼진 형상으로 상측으로 갈수록 좁아지고, 조절핀의 최상단은 평탄부를 구비하고, 오리피스의 홀을 통해 상부에서 삽입되는 니들이 평탄부를 누름에 따라 오리피스의 홀의 개방 확대가 이루어지고 평탄부에 대한 니들의 가압력이 해제됨에 따라 조절핀이 탄성력에 의해 상승하며 오리피스의 홀의 개방 축소 내지 폐색이 이루어질 수 있다.
또한, 하나의 예에서, 조절핀이 관통하는 가이드홀을 구비하고 하우징 내측에 상하방향으로 고정되게 설치된 가이드를 더 포함하고, 탄성지지부는 하우징 내측에 상하방향으로 고정되게 설치된 하부 지지대, 하부 지지대에 장착된 스프링 및 스프링의 상단에 장착되되 조절핀이 안착되는 핀 받침대를 포함하고, 가이드 및 하부 지지대는 둘레에 오리피스의 홀과 유로홀 사이에 유체가 흐를 수 있도록 공간이 형성될 수 있다.
또 하나의 예에 따르면, 하우징 내부에 하부 캡의 상부에 장착되고 오리피스의 홀과 유로홀 사이에 유체가 통과하여 흐를 수 있도록 망 형상으로 이루어진 하부 망을 더 포함할 수 있다.
이때, 또 하나의 예에서, 하부 망은 상부로 갈수록 테이퍼진 원추 형상일 수 있다.
다음으로, 전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 하나의 모습에 따라, 전자 팽창밸브에 있어서, 회전에 따라 상승 및 하강하는 회전자; 회전자의 하강에 따라 하강하며 오리피스의 개방을 확대시키고 회전자의 상승에 따라 오리피스의 개방을 축소 내지 폐색되게 하는 니들; 전술한 실시예들 중 어느 하나에 따른 오리피스 어셈블리 장치로서, 니들의 하강에 따라 오리피스의 홀을 통하여 조절핀에 압력이 가해져 오리피스의 홀의 개방이 확대되고 니들의 조절핀에 대한 가압력이 해제됨에 따라 오리피스의 홀의 개방 축소 내지 폐색이 이루어지는 오리피스 어셈블리 장치; 및 내측에 형성된 밸브실, 니들이 승강하는 승강 홀, 냉매 유입구 및 냉매 유출구를 포함하고 냉매 유출구 또는 냉매 유입구에 오리피스 어셈블리 장치가 설치된 밸브몸체; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자 팽창밸브가 제안된다.
이때, 하나의 예에서, 오리피스 어셈블리 장치는: 하우징 내부에 하부 캡의 상부에 장착되고 오리피스의 홀과 유로홀 사이에 유체가 통과하여 흐를 수 있도록 망 형상으로 이루어진 하부 망을 더 포함할 수 있다.
또한, 하나의 예에 따르면, 전자 팽창밸브는: 밸브 몸체의 승강 홀의 상측에 설치되며 회전자의 내측에 형성된 암나사와 맞물리는 수나사가 둘레에 형성되고 내부에 니들이 승강하는 샤프트홀이 형성된 샤프트를 더 포함할 수 있다.
또 하나의 예에서, 니들의 하단부는 오리피스의 홀의 직경보다 작은 직경을 갖고, 회전자의 하강에 따라 니들의 하단부가 오리피스의 홀을 관통하며 조절핀을 눌러 오리피스의 홀의 개방이 확대되고, 회전자의 상승에 따라 조절핀에 대한 니들의 하단부의 가압력이 해제되면서 탄성지지부의 탄성력에 의해 조절핀이 상승하며 오리피스의 홀의 개방이 축소 내지 폐색될 수 있다.
또한, 하나의 예에 따르면, 오리피스 어셈블리 장치는 냉매 유출구에 교환 가능하게 삽입 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라, 오리피스 어셈블리의 교체가 용이하게 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따라, 오리피스의 개방 정도가 정밀하게 조절될 수 있다.
또한, 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 오리피스 어셈블리의 교체뿐만 아니라 오리피스의 개방정도를 조절할 수 있도록 하여, 전자 팽창밸브에 사용시에 사용 온도조건 및 냉매종류에 관계없이 전체적으로 사용할 수 있다. 이때, 냉매별 및/또는 온도별 특성은 제어장치에서 냉매별/온도별 특성 데이터를 데이터베이스에 저장하여 각 특성에 맞게 전자 팽창밸브를 제어하도록 함으로써 적절하게 대응할 수 있다.
또한, 본 발명의 하나의 예에 따라, 오리피스 어셈블리의 교체가 가능하게 되어, 사용용량의 범위가 확대되고 그에 따라 한가지 전자 팽창밸브 모델의 구입으로도 사용할 수 있는 냉동장치의 용량이 확대될 수 있다. 또한, 전자 팽창밸브 모델에 대한 수요자의 선택 폭을 넓어지게 할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따라 직접적으로 언급되지 않은 다양한 효과들이 본 발명의 실시예들에 따른 다양한 구성들로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에 의해 도출될 수 있음은 자명하다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 오리피스 어셈블리 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 오리피스 어셈블리 장치를 개략적으로 나타내는 부분 절개 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 전자 팽창밸브의 오피리스 폐색 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전자 팽창밸브의 오리피스 개방 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다. 본 설명에 있어서, 동일부호는 동일한 구성을 의미하고, 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 이해를 도모하기 위하여 부차적인 설명은 생략될 수도 있다.
본 명세서에서 하나의 구성요소가 다른 구성요소와 연결, 결합 또는 배치 관계에서 '직접'이라는 한정이 없는 이상, '직접 연결, 결합 또는 배치'되는 형태뿐만 아니라 그들 사이에 또 다른 구성요소가 개재됨으로써 연결, 결합 또는 배치되는 형태로도 존재할 수 있다. 또한, '상에', '위에', '하부에', '아래에' 등의 '접촉'의 의미를 내포할 수 있는 용어들이 포함된 경우도 마찬가지이다. 방향을 나타내는 용어들은 기준이 되는 요소가 뒤집어지거나 그의 방향이 바뀌는 경우 그에 따른 대응되는 상대적인 방향 개념을 내포하는 것으로 해석될 수 있다.
본 명세서에 비록 단수적 표현이 기재되어 있을지라도, 발명의 개념에 반하거나 명백히 다르거나 모순되게 해석되지 않는 이상 복수의 구성 전체를 대표하는 개념으로 사용될 수 있음에 유의하여야 한다. 본 명세서에서 '포함하는', '갖는', '구비하는', '포함하여 이루어지는' 등의 기재는 하나 또는 그 이상의 다른 구성요소 또는 그들의 조합의 존재 또는 부가 가능성이 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 참조되는 도면들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 예시로써, 모양, 크기, 두께 등은 기술적 특징의 효과적인 설명을 위해 과장되게 표현된 것일 수 있다.
우선, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 오리피스 어셈블리 장치를 도면을 참조하여 구체적으로 살펴본다. 이때, 참조되는 도면에 기재되지 않은 도면부호는 동일한 구성을 나타내는 다른 도면에서의 도면부호일 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 오리피스 어셈블리 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 오리피스 어셈블리 장치를 개략적으로 나타내는 부분 절개 사시도이다.
도 1 및 2를 참조하여 살펴보면, 하나의 예에 따른 오리피스 어셈블리 장치는 오리피스 어셈블리 장치이다. 이때, 오리피스 어셈블리 장치는 하우징(10), 오리피스(20), 조절핀(30), 탄성지지부(40) 및 하부 캡(50)을 포함하여 이루어질 수 있다. 앞서 언급되지 않은 다른 구성요소들이 도 1 및 2에 도시되어 있으나, 앞서 언급되지 않은 구성요소들, 예컨대 하부 망(70) 및 가이드(60) 등의 전부 또는 일부가 생략되는 형태로 실시될 수도 있다.
하나의 예에서, 오리피스 어셈블리 장치는 전자 팽창밸브에 사용될 수 있다. 이때, 전자 팽창밸브의 냉매 유출구(도 3a 및 3b의 도면부호 177) 또는 냉매 유입구(도 3a 및 3b의 도면부호 175)에 설치될 수 있다. 통상 냉매 유출구(도 3a 및 3b의 도면부호 177)에 설치될 수 있다. 이때, 오리피스 어셈블리 장치는 용이하게 교환/교체할 수 있다.
도 1 및 2를 참조하여 구체적으로 살펴본다.
도 1 및 2에서, 하우징(10)은 오리피스 어셈블리 장치를 커버하는 케이스로, 상단에는 냉매가 오리피스(20)의 홀로 흐를 수 있도록 개구가 형성되어 있다. 도 1 및 2를 참조하면, 예컨대, 하우징(10)의 하단부는 하부 캡(50)의 단턱부 상에 장착되어 고정될 수 있다. 또한, 도 1 및 2를 참조하면, 예컨대, 하우징(10)은 둘레를 따라 반경이 줄어든 홈들이 형성되고, 각 홈과 홈 사이의 내부에 구비되는 구성요소들, 예컨대 오리피스(20), 가이드(60) 및/또는 하부 지지대(41) 등이 상하방향으로 움직이지 않도록 할 수 있다. 이때, 오리피스(20)가 설치되는 영역에 형성되는 홈을 더 깊게 형성하여 오리피스(20)가 밀착 고정되도록 할 수 있다.
다음으로, 도 1 및 2를 참조하면, 오리피스(20)는 하우징(10)의 내측 상부에 설치된다. 오리피스(20)의 중앙에는 홀(21)이 구비된다. 오리피스 홀(21)의 개방 정도가 조절핀(30)에 따라 조절되게 된다.
계속하여, 도 1 및 2를 참조하면, 조절핀(30)은 하우징(10) 내에서 설치되되 하부가 탄성적으로 지지되도록 설치된다. 또한, 조절핀(30)의 상부는 오리피스(20)의 홀(21)의 하부로 삽입되도록 설치된다.
오리피스(20)의 홀(21)의 개방 시에는 조절핀(30)이 오리피스 홀(21)의 하부에서 빠져나오면서 오리피스(20)의 홀(21)이 개방되게 된다. 조절핀(30)의 상단까지 완전히 빠져 나오면 오리피스(20)의 홀(21)이 완전히 개방된 상태가 된다. 반면, 조절핀(30)의 상단이 오리피스(20)의 홀(21) 내부로 완전히 삽입되고 조절핀(30)의 상단부가 오리피스(20)의 홀(21)의 하부에 밀착되게 되면 오리피스(20)의 홀(21)이 폐색되게 된다. 즉, 조절핀(30)에 의해 오리피스(20)의 홀(21)의 개방정도가 조절되게 된다. 이때, 조절핀(30)은 하기에서 설명된 탄성지지부(40)의 탄성력과 전자 팽창밸브의 니들(131)의 가압력의 상호작용에 의해 상승 및/또는 하강하며 오리피스(20)의 홀(21)을 개폐하게 된다.
또한, 도 1을 참조하면, 하나의 예에서, 조절핀(30)의 상부는 테이퍼진 형상으로 상측으로 갈수록 좁아진다. 또한, 조절핀(30)의 최상단에는 평탄부(31)가 구비된다. 이에 따라, 오리피스(20)의 홀(21)을 통해 상부에서 삽입되는 전자 팽창밸브의 니들(131)이 조절핀(30)의 평탄부(31)를 누름에 따라 오리피스(20)의 홀(21)의 개방 확대가 이루어진다.
한편, 조절핀(30)의 평탄부(31)에 대한 전자 팽창밸브의 니들(131)의 가압력이 해제됨에 따라, 조절핀(30)은 탄성지지부(40)의 탄성력에 의해 상승한다. 이에 따라, 오리피스(20)의 홀(21)의 개방 축소 내지 폐색이 이루어질 수 있다.
다음, 도 1 및 2를 참조하면, 탄성지지부(40)는 하우징(10) 내에 설치되며 조절핀(30)을 탄성적으로 지지한다. 보다 구체적으로 탄성지지부(40)를 살펴본다.
도 1 및 2를 참조하면, 탄성지지부(40)는 하부 지지대(41), 스프링(43) 및 핀 받침대(45)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, 하부 지지대(41)는 하우징(10) 내측에 상하방향으로 고정되게 설치된다. 예컨대, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 하우징(10)의 둘레에 형성된 홈에 의해 하부 지지대(41)가 하우징(10) 내측에 고정되게 설치될 수 있다. 하우징(10)의 둘레에 형성된 홈이 하부 지지대(41)를 고정하므로 하부 지지대(41)가 스프링(43)의 고정단의 역할을 수행할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 하부 지지대(41)는 스프링(43)이 안정적으로 안착될 수 있도록 중앙에 돌기가 형성될 수 있다.
하부 지지대(41)의 둘레에는 오리피스(20)의 홀(21)과 하부 캡(50)의 유로홀(51) 사이에 유체가 흐를 수 있는 공간(41a)이 형성될 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이 하부 지지대(41)의 중앙에도 냉매가 흐를 수 있는 관통홀이 구비될 수 있다.
또한, 스프링(43)은 일단이 하부 지지대(41)에 장착된다. 스프링(43)의 타단은 핀 받침대(45)에 장착된다. 스프링(43)의 탄성력에 의해 조절핀(30)이 상승 및/또는 하강이 조절되고, 그에 따라 오리피스(20)의 홀(21)의 개폐 및 개방정도가 조절될 수 있다.
핀 받침대(45)는 스프링(43)의 상단에 장착된다. 이때, 핀 받침대(45)에는 조절핀(30)이 안착된다. 도 1을 참조하면, 핀 받침대(45)의 하부는 스프링(43)의 상단이 안착되도록 하부 돌기가 형성될 수 있고, 핀 받침대(45)의 상부는 조절핀(30)이 쉽게 안착될 수 있도록 안착홀이 구비될 수 있다. 이때, 조절핀(30)의 하부는 테이퍼진 형상으로 이루어져 핀 받침대(45)의 안착홀에 용이하게 안착되게 할 수 있다. 핀 받침대(45)의 크기는 하우징(10)의 내경 보다 작게 하여 하우징(10) 내에서의 냉매의 흐름이 가급적 방해되지 않도록 한다.
계속하여, 도 1 및 2를 참조하면, 오리피스 어셈블리 장치의 하부 캡(50)은 하우징(10)의 하부에 설치된다. 이때, 하부 캡(50)의 중앙에는 유로홀(51)이 구비된다. 도시되지 않았으나, 예컨대 탄성지지부(40)의 고정단 역할을 수행하는 도 1 및 2의 하부 지지대(41)와 유사한 구성이 하부 캡(50)으로 이용될 수도 있다. 이 경우, 고정단의 역할을 수행하는 구성이 하부 캡(50)이 되며, 그 중앙부에는 유로홀(51)이 구비될 수 있다. 또는, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 탄성 지지부(40)의 하부 지지대(41)와 별개로 하부 캡(50)이 구비될 수도 있다.
또한, 도 1 및 2를 참조하여, 본 발명의 또 하나의 예를 살펴본다.
하나의 예에 따르면, 오리피스 어셈블리 장치는 가이드(60)를 더 포함할 수 있다. 이때, 가이드(60)는 하우징(10) 내측에 상하방향으로 고정되게 설치된다. 또한, 가이드(60)는 조절핀(30)이 관통하는 가이드홀을 구비하여 조절핀(30)의 상승 및/또는 하강 시 조절핀(30)이 이탈하지 않도록 할 수 있다.
예컨대, 가이드(60)의 둘레에는 오리피스(20)의 홀(21)과 하부 캡(50)의 유로홀(51) 사이에 유체가 흐를 수 있는 공간(60a)이 형성될 수 있다.
도 1 및 2를 참조하여, 또 하나의 예를 살펴본다.
하나의 예에 따르면, 오리피스 어셈블리 장치는 하부 망(70)을 더 포함할 수 있다. 하부 망(70)은 하우징(10) 내부에 하부 캡(50)의 상부에 장착될 수 있다. 하부 망(70)은 오리피스(20)의 홀(21)과 유로홀(51) 사이에 유체가 통과하여 흐를 수 있도록 망 형상으로 이루어진다.
이때, 도 1 및 2를 참조하면, 또 하나의 예에서, 하부 망(70)은 상부로 갈수록 테이퍼진 원추 형상일 수 있다. 도시되지 않았으나, 기타 다른 형상으로도 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 오리피스 어셈블리 장치는 도 3a 및 3b에 도시된 바를 참조하면, 전자 팽창밸브의 냉매 유출구 또는 냉매 유입구 측에 설치하기 쉽고, 나아가 교체가 용이하다.
일반적인 팽창밸브는 사용 온도범위가 각각 주어지어 사용범위가 제한되어 있고, 사용하는 냉매의 종류 또한 각 팽창밸브마다 정해져 있다. 따라서 종래에는 사용자는 냉매종류 및 사용온도에　따라 조건에 맞는 팽창밸브만 사용할 수 있었다. 그러나 본 발명에 따른 오리피스 어셈블리 장치를 전자 팽창밸브에 장착함으로써, 오리피스 어셈블리의 교체뿐만 아니라 오리피스의 개방정도를 조절할 수 있어, 사용 온도조건 및 냉매종류에 관계없이 전체적으로 사용할 수 있다. 이때, 냉매별 및/또는 온도별 특성은 제어장치(도시되지 않음)에서 냉매별/온도별 특성 데이터를 데이터베이스에 저장하여 각 특성에 맞게 전자 팽창밸브를 제어하도록 함으로써 적절하게 대응할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 전자 팽창밸브를 도면을 참조하여 구체적으로 살펴본다. 이때, 전술한 발명의 모습에 따른 오리피스 어셈블리 장치들 및 도 1 및 2가 참조될 수 있고, 그에 따라 중복되는 설명들은 생략될 수도 있다.
도 3a는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 전자 팽창밸브의 오피리스 폐색 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 3b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전자 팽창밸브의 오리피스 개방 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3a 및 3b를 참조하면, 하나의 예에 따른 전자 팽창밸브는 회전자(110), 니들(131), 오피피스 어셈블리(150) 및 밸브몸체(170)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, 밸브 하우징(120)이 더 포함될 수 있고, 도시되지 않았으나, 밸브 하우징(120)의 외곽에 고정자가 구비될 수 있다. 또한, 하나의 예에서, 도 3a 및 3b에 도시된 바와 같이 샤프트(140)를 더 포함할 수 있다.
하나의 예에 따르면, 전자 팽창밸브는 냉동사이클용 전자 팽창밸브일 수 있다.
도 3a 및 3b를 참조하여 더 구체적으로 살펴본다.
도 3a 및 3b에서, 회전자(110)는 회전에 따라 상승 및 하강한다. 회전자(110)는 도시되지 않았으나 밸브 하우징(120) 외곽의 고정자와의 자력에 의해 회전한다. 이때, 회전자(110)는 회전을 하면서 상승 및 하강하게 된다. 이때, 하나의 예에서, 샤프트(140)가 상승 및 하강 축을 이루고 샤프트(140) 둘레에 형성된 나사산과 회전자(110)의 내부홀(113a) 내측에 형성된 나사산이 맞물리게 형성된다. 이에 따라, 회전자(110)가 회전에 따라 상승 및 하강할 수 있다. 회전자(110)가 고정자(도시되지 않음)와의 자력에 의해 회전하게 되는데, 이때, 고정자는 전기적으로 제어가능한 전자석을 포함할 수 있고, 회전자(110)는 영구자석을 포함할 수 있다.
도 3a 및 3b를 참조하면, 예컨대, 회전자(110)는 마그넷(111)과 회전자 프레임(113)을 포함할 수 있다. 예컨대, 회전자 프레임(113)은 상부에 니들(131)이 관통하는 상부홀 및 하부 내부에 상부홀과 연통되게 형성된 하부홀(113a)을 구비할 수 있다. 이때, 하부홀(113a)의 내부면에는 암나사가 형성되어 샤프트(140)의 외주면에 형성된 수나사와 맞물리도록 할 수 있다. 회전자(110)의 마그넷(111)은 회전자 프레임(113)의 둘레에 형성될 수 있다. 예컨대, 마그넷(111)은 영구자석일 수 있다. 또한, 마그넷(111)은 플라스틱 자석일 수 있다. 이때, 도시되지 않았으나, 회전자 프레임(113)의 외주면에는 일정간격으로 세로홈이 형성되고, 세로홈에 마그넷(111)이 삽입되도록 형성될 수 있다. 또한, 도 3a 및 3b를 참조하면, 예컨대, 회전자(110)의 상부에는 상부홀을 관통한 니들(131)을 고정하는 고정캡이 구비될 수 있다.
계속하여, 도 3a 및 3b를 참조하면, 니들(131)은 회전자(110)의 하강에 따라 하강하며 오리피스(20)의 개방을 확대시킨다. 즉, 니들(131)이 하강하며 오리피스(20)의 홀(21) 내에 삽입된 조절핀(30)을 누루게 되면 조절핀(30)이 니들(131)의 가압력에 의해 하강하며 오리피스(20)의 홀(21)이 개방되게 된다. 한편, 니들(131)은 회전자(110)의 상승에 따라 오리피스(20)의 개방을 축소 내지 폐색되게 한다. 예컨대, 회전자(110)가 상승하면, 니들(131)에 전해지던 회전자(110)의 가압력이 해제되게 되고, 니들(131)이 조절핀(30)에 가하던 가압력 또한 점차 해제되게 되므로, 조절핀(30)이 탄성지지부(40)의 탄성력에 의해 상승하며 오리피스(20)의 홀(21)의 개방을 축소하거나 오리피스(20)의 홀(21)을 닫히게 한다.
이때, 하나의 예에서, 니들(131)의 하단부는 오리피스(20)의 홀(21)의 직경보다 작은 직경을 갖고, 회전자(110)의 하강에 따라 니들(131)의 하단부가 오리피스(20)의 홀(21)을 관통하며 조절핀(30)을 눌러 오리피스(20)의 홀(21)의 개방이 확대되고, 회전자(110)의 상승에 따라 조절핀(30)에 대한 니들(131)의 하단부의 가압력이 해제되면서 탄성지지부(40)의 탄성력에 의해 조절핀(30)이 상승하며 오리피스(20)의 홀(21)의 개방이 축소 내지 폐색될 수 있다.
계속하여, 도 3a 및 3b를 참조하여, 전자 팽창밸브의 오리피스 어셈블리 장치(150)를 살펴본다.
오리피스 어셈블리 장치(150)는 전술한 발명의 모습에 따른 실시예들 및 도 1 및 2를 참조하기로 하고, 중복되는 설명들은 생략하기로 한다.
오리피스 어셈블리 장치(150)는 니들(131)의 하강에 따라 오리피스(20)의 홀(21)을 통하여 조절핀(30)에 압력이 가해져 오리피스(20)의 홀(21)의 개방이 확대된다. 또한, 오리피스 어셈블리 장치(150)는 니들(131)의 조절핀(30)에 대한 가압력이 해제됨에 따라 오리피스(20)의 홀(21)의 개방이 축소되거나 오리피스(20)의 홀(21)이 닫히게 된다. 이에 따라, 오리피스(20)의 홀(21)이 개폐되며 개방정도가 조절될 수 있다.
본 실시예에 따라, 오리피스 어셈블리 장치(150)를 전자 팽창밸브에 장착함으로써, 오리피스 어셈블리의 교체뿐만 아니라 오리피스의 개방정도를 조절할 수 있고, 그에 따라 사용 온도조건 및 냉매종류에 관계없이 전체적으로 사용할 수 있다.
예컨대, 이때, 냉매별 및/또는 온도별 특성은 전자 팽창밸브의 동작을 제어하는 제어장치(도시되지 않음)에서 냉매별/온도별 특성 데이터가 저장된 데이터베이스에서 각 특성에 맞는 제어 데이터를 추출하여 전자 팽창밸브를 제어하도록 함으로써 냉매별 및/또는 온도별 특성에 맞게 적절하게 오리피스(20)의 홀(21)을 개폐할 수 있다.
계속하여, 도 3a 및 3b를 참조하여 밸브몸체(170)를 살펴본다. 밸브몸체(170)는 밸브실(171), 승강 홀(173), 냉매 유입구(175) 및 냉매 유출구(177)를 포함하고 있다. 밸브실(171)은 밸브몸체(170) 내측에 형성되고, 승강 홀(173), 냉매 유입구(175) 및 냉매 유출구(177)과 연결되어 있다. 도 3a 및 3b를 참조하면, 예컨대 승강 홀(173)은 밸브실(171)의 상부에 위치되며, 니들(131)이 승강하는 통로가 된다. 도시되지 않았으나, 다른 예에서, 샤프트(140)가 회전자(110)의 회전에 따라 승강하는 경우에 승강 홀(173)은 샤프트(140)가 승강하는 통로가 될 수도 있다. 이때, 샤프트(140)의 승강과 함께 니들(131)이 승강하게 할 수 있다.
밸브몸체(170)의 냉매 유입구(175)로 냉매가 유입되고, 냉매 유출구(177)로 냉매가 유출되며 팽창하게 된다. 이때, 냉매 유출구(177) 또는 냉매 유입구(175)에 오리피스 어셈블리 장치(150)가 설치될 수 있다. 예컨대, 도 3a 및 3b에 도시된 바와 같이, 냉매 유출구(177)에 오리피스 어셈블리 장치(150)가 설치될 수 있다. 냉동사이클용 전자 팽창밸브의 경우 통상 냉매 유출구(177)에 설치된다.
이때, 도 3a 및 3b를 참조하면, 하나의 예에서, 오리피스 어셈블리 장치(150)는 냉매 유출구(177)에 교환 가능하게 삽입 설치될 수 있다. 즉, 오리피스 어셈블리 장치(150)를 냉매 유출구(177) 배관에 삽입하여 장착하고 교환 시에는 냉매 유출구(177) 배관으로부터 꺼내어 분리할 수 있다. 이때, 도 3a 및 3b를 참조하면, 오리피스 어셈블리 장치(150)의 하부 캡(50)이 냉매 유출구(177)의 출구 배관을 함께 고정하도록 할 수도 있다.
다음으로, 도 3a 및 3b를 참조하여 본 발명의 또 하나의 구체적인 예를 살펴본다. 이때, 하나의 예에서, 전자 팽창밸브의 오리피스 어셈블리 장치(150)는 하부 망(70)을 더 포함할 수 있다. 하부 망(70)은 하우징(10) 내부에 하부 캡(50)의 상부에 장착될 수 있다. 또한, 하부 망(70)은 오리피스(20)의 홀(21)과 유로홀(51) 사이에 유체가 통과하여 흐를 수 있도록 망 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 도 3a 및 3b를 참조하여 또 하나의 예를 살펴본다. 이때, 하나의 예에 따르면, 전자 팽창밸브는 샤프트(140)를 더 포함할 수 있다. 도 3a 및 3b를 참조하면, 샤프트(140)는 밸브 몸체(170)의 승강 홀(173)의 상측에 설치될 수 있다. 또한, 샤프트(140)는 회전자(110)의 내측, 예컨대 회전자 프레임(113)의 하부홀(113a)의 내측에 형성된 암나사와 맞물리는 수나사가 샤프트(140) 둘레에 형성되어 있다. 또한, 샤프트(140)는 내부에 니들(131)이 승강하는 샤프트(140)홀이 형성되어 있다. 이에 따라, 회전자(110)가 회전하면서 하강 또는 상승하는 경우 샤프트홀(141)을 관통하는 니들(131)을 통하여 오리피스 어셈블리 장치(150)의 조절핀(30)에 압력을 가하거나 조절핀(30)에 대한 가압력을 해제함으로써, 오리피스(20)의 홀(21)이 개폐되며 개방정도가 조절될 수 있다.
또한, 도 3a 및 3b를 참조하면, 도면부호가 기재되지 않았으나, 전자 팽창밸브는 리미트 스톱퍼를 더 포함할 수 있다. 이때, 리미트 스톱퍼는 회전자(110)의 상승 및 하강 범위를 제한하도록 형성될 수 있다. 예컨대, 스텝 모터에 의한 회전자(110)의 상승의 상한치 및 하강의 하한치를 고정시킬 수 있으므로 더 정밀한 제어가 가능하다. 예컨대, 회전자(110)의 하단과 샤프트(140)의 상단에 각각 리미트 스톱퍼가 구비되어 회전자(110)의 하강의 하한 범위를 제한할 수 있고, 또한, 회전자(110)의 상단과 회전자(110) 상부의 밸브 하우징(120) 내에 브라켓 등에 각각 리미트 스톱퍼가 구비되어 회전자(110)의 상승의 상한 범위를 제한할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전자 팽창밸브는 냉매 유출구 또는 냉매 유입구에 교체 가능하고 오리피스 개방정도가 조절되는 오리피스 어셈블리 장치를 설치하기 때문에, 교체뿐만 아니라 냉매 종류 및 사용온도 조건에 관계없이 사용할 수 있다.
즉, 일반적인 팽창밸브는 사용 온도범위 및 냉매 종류가 각 팽창밸브마다 정해져 있어, 사용자는 조건에 맞는 팽창밸브만 사용할 수 있었다. 그러나 본 발명에 따른 전자 팽창밸브는 오리피스 어셈블리의 교체뿐만 아니라 오리피스의 개방정도를 조절할 수 있어서, 사용 온도조건 및 냉매종류에 관계없이 전체적으로 사용할 수 있다. 이때, 냉매별 및/또는 온도별 특성은 제어장치(도시되지 않음)에서 냉매별/온도별 특성 데이터를 데이터베이스에 저장하여 각 특성에 맞게 전자 팽창밸브를 제어하도록 함으로써 적절하게 대응할 수 있다.
이상에서, 전술한 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니라 본 발명에 대한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것이다. 또한, 전술한 구성들의 다양한 조합에 따른 실시예들이 앞선 구체적인 설명들로부터 당업자에게 자명하게 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시예는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 기재된 발명에 따라 해석되어야 하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변경, 대안, 균등물들을 포함하고 있다.
10 : 하우징 20 : 오리피스
21 : 홀 30 : 조절핀
31 : 평탄부 40 : 탄성지지부
41 : 하부 지지대 43 : 스프링
45 : 핀 받침대 50 : 하부 캡
51 : 유로홀 60 : 가이드
70 : 하부 망 110 : 회전자
111 : 마그넷 113 : 회전자 프레임
120 : 밸브 하우징 130 : 니들
131 : 니들 하단부 140 : 샤프트
141 : 샤프트 홀 150 : 오리피스 어셈블리 장치
170 : 밸브몸체 171 : 밸브실
173 : 승강 홀 175 :냉매 유입구
177 : 냉매 유출구

Claims (11)

  1. 하우징;
    상기 하우징의 내측 상부에 설치되되 중앙에 홀을 구비한 오리피스;
    상기 하우징 내에서 하부가 탄성적으로 지지되되 상부가 상기 오리피스의 홀의 하부로 삽입되며 상기 홀의 개방 정도를 조절하는 조절핀;
    상기 하우징 내에 설치되며 상기 조절핀을 탄성적으로 지지하는 탄성지지부; 및
    상기 하우징의 하부에 설치되되 중앙에 유로홀이 구비된 하부 캡; 을 포함하여 이루어지는, 오리피스 어셈블리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 조절핀의 상부는 테이퍼진 형상으로 상측으로 갈수록 좁아지고, 상기 조절핀의 최상단은 평탄부를 구비하고,
    상기 오리피스의 홀을 통해 상부에서 삽입되는 니들이 상기 평탄부를 누름에 따라 상기 오리피스의 홀의 개방 확대가 이루어지고 상기 평탄부에 대한 상기 니들의 가압력이 해제됨에 따라 상기 조절핀이 탄성력에 의해 상승하며 상기 오리피스의 홀의 개방 축소 내지 폐색이 이루어지는,
    오리피스 어셈블리 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 조절핀이 관통하는 가이드홀을 구비하고 상기 하우징 내측에 상하방향으로 고정되게 설치된 가이드를 더 포함하고,
    상기 탄성지지부는 상기 하우징 내측에 상하방향으로 고정되게 설치된 하부 지지대, 상기 하부 지지대에 장착된 스프링 및 상기 스프링의 상단에 장착되되 상기 조절핀이 안착되는 핀 받침대를 포함하고,
    상기 가이드 및 하부 지지대는 둘레에 상기 오리피스의 홀과 상기 유로홀 사이에 유체가 흐를 수 있도록 공간이 형성된,
    오리피스 어셈블리 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 조절핀이 관통하는 가이드홀을 구비하고 상기 하우징 내측에 상하방향으로 고정되게 설치된 가이드를 더 포함하고,
    상기 탄성지지부는 상기 하우징 내측에 상하방향으로 고정되게 설치된 하부 지지대, 상기 하부 지지대에 장착된 스프링 및 상기 스프링의 상단에 장착되되 상기 조절핀이 안착되는 핀 받침대를 포함하고,
    상기 가이드 및 하부 지지대는 둘레에 상기 오리피스의 홀과 상기 유로홀 사이에 유체가 흐를 수 있도록 공간이 형성된,
    오리피스 어셈블리 장치.
  5. 청구항 1 내지 4 중의 어느 하나에 있어서,
    상기 하우징 내부에 상기 하부 캡의 상부에 장착되고 상기 오리피스의 홀과 상기 유로홀 사이에 유체가 통과하여 흐를 수 있도록 망 형상으로 이루어진 하부 망을 더 포함하는,
    오리피스 어셈블리 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 하부 망은 상부로 갈수록 테이퍼진 원추 형상인,
    오리피스 어셈블리 장치.
  7. 전자 팽창밸브에 있어서,
    회전에 따라 상승 및 하강하는 회전자;
    상기 회전자의 하강에 따라 하강하며 오리피스의 개방을 확대시키고 상기 회전자의 상승에 따라 상기 오리피스의 개방을 축소 내지 폐색되게 하는 니들;
    청구항 1 내지 4 중의 어느 하나에 따른 오리피스 어셈블리 장치로서, 상기 니들의 하강에 따라 상기 오리피스의 홀을 통하여 상기 조절핀에 압력이 가해져 상기 오리피스의 홀의 개방이 확대되고 상기 니들의 상기 조절핀에 대한 가압력이 해제됨에 따라 상기 오리피스의 홀의 개방 축소 내지 폐색이 이루어지는 오리피스 어셈블리 장치; 및
    내측에 형성된 밸브실, 상기 니들이 승강하는 승강 홀, 냉매 유입구 및 냉매 유출구를 포함하고 상기 냉매 유출구 또는 냉매 유입구에 상기 오리피스 어셈블리 장치가 설치된 밸브몸체; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자 팽창밸브.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 오리피스 어셈블리 장치는: 상기 하우징 내부에 상기 하부 캡의 상부에 장착되고 상기 오리피스의 홀과 상기 유로홀 사이에 유체가 통과하여 흐를 수 있도록 망 형상으로 이루어진 하부 망을 더 포함하는,
    것을 특징으로 하는 전자 팽창밸브.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 전자 팽창밸브는: 상기 밸브 몸체의 승강 홀의 상측에 설치되며 상기 회전자의 내측에 형성된 암나사와 맞물리는 수나사가 둘레에 형성되고 내부에 상기 니들이 승강하는 샤프트홀이 형성된 샤프트를 더 포함하는,
    전자 팽창밸브.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 니들의 하단부는 상기 오리피스의 홀의 직경보다 작은 직경을 갖고,
    상기 회전자의 하강에 따라 상기 니들의 하단부가 상기 오리피스의 홀을 관통하며 상기 조절핀을 눌러 상기 오리피스의 홀의 개방이 확대되고,
    상기 회전자의 상승에 따라 상기 조절핀에 대한 상기 니들의 하단부의 가압력이 해제되면서 상기 탄성지지부의 탄성력에 의해 상기 조절핀이 상승하며 상기 오리피스의 홀의 개방이 축소 내지 폐색되는,
    것을 특징으로 하는 전자 팽창밸브.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 오리피스 어셈블리 장치는 상기 냉매 유출구에 교환 가능하게 삽입 설치되는,
    것을 특징으로 하는 전자 팽창밸브.
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