KR20170065839A - 냉매 밸브 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉매 밸브 장치를 제공한다. 냉매 밸브 장치는, 구동부와, 유입구 및 제1 및 제2 유출구를 포함하는 밸브 플레이트와, 상기 밸브 플레이트에 밀봉 결합되어 상기 밸브 플레이트와 함께 냉매가 유동하는 챔버를 형성하는 밸브 하우징과, 상기 구동부에 의해 회전되는 종동 기어와 상기 제1 및 제2 유출구를 개폐하는 밸브체를 포함하고, 상기 밸브 하우징 내에 배치되는 밸브 기구와, 상기 밸브 기구를 상기 밸브 플레이트 쪽으로 바이어스하는 밸브 스프링을 포함한다. 상기 밸브체는, 상기 밸브체의 하면으로부터 하방으로 돌출하여 상기 밸브 플레이트에 면접촉하는 폐색부와, 상기 밸브체의 하면 중 상기 폐색부를 제외한 나머지 부분에 형성되고 상기 밸브 플레이트로부터 이격되는 개방부를 포함한다. 상기 경사부는 상기 밸브 회전축 수용부의 상단에서 상기 개방부 쪽에 위치한다.

Description

냉매 밸브 장치{REFRIGERANT VALVE APPARATUS}

본 발명은 냉매 밸브 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 냉장고 등에 사용되는 냉매 밸브 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 냉장고, 김치 냉장고 등은 압축기, 응축기, 팽창 장치 및 증발기를 주요 구성 요소로 하여 냉동사이클을 구성하게 된다. 특히, 김치 냉장고는 김치에 열을 가하여 김치를 적절하게 숙성시키는 기능 또는 김치를 저온 상태에서 장시간 보관하는 기능이 특화된 냉장고의 일종이다. 냉장고 및 김치 냉장고는 각각 개별적인 온도 제어가 가능한 복수개의 저장실(예를 들어, 냉동용 저장실, 냉장용 저장실, 숙성용 저장실 등)로 구성되고, 각 저장실에는 상이한 온도 및 상이한 유량으로 냉매가 선택적으로 공급되도록 구성된다. 이를 위해, 냉장고와 김치 냉장고에는 냉매를 선택적으로 제공하기 위한 냉매 밸브 장치가 장착된다.

종래 기술에 따른 냉매 밸브 장치는, 구동부에 의해 회전하는 밸브체와, 밸브체를 하방으로 가압하는 탄성 부재와, 밸브체의 회전에 의해 선택적으로 개폐되는 냉매 유출구가 형성된 밸브 플레이트를 포함한다. 밸브체의 하방에는 밸브 플레이트와 이격되어 있는 개방부와 밸브 플레이트와 접촉하도록 하면으로부터 돌출된 폐색부를 가진다.

대한민국 공개특허공보 제2004-0084784호

상술한 종래 기술에 따른 냉매 밸브 장치에 있어서, 밸브체가 회전함에 따라, 탄성부재의 하방 가압력에 의해 폐색부가 밸브 플레이트로부터 이격되는 경우가 있다. 이 경우에, 냉매 유출구가 폐색되어야 하는 경우에도, 냉매 유출구가 개방되어 의도하지 않은 냉매 가스의 누출이 발생하게 된다.

본 발명은, 상술한 종래 기술의 결함을 해결하기 위한 것으로, 밸브 회전축 수용부가 편평부와 경사부를 구비하여 폐색부가 유출구를 확실하게 폐색하는 냉매 밸브 장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 냉매밸브 장치는, 구동부와, 유입구 및 제1 및 제2 유출구를 포함하는 밸브 플레이트와, 상기 밸브 플레이트에 밀봉 결합되어 상기 밸브 플레이트와 함께 냉매가 유동하는 챔버를 형성하는 밸브 하우징과, 상기 구동부에 의해 회전되는 종동 기어와 상기 제1 및 제2 유출구를 개폐하는 밸브체를 포함하고, 상기 밸브 하우징 내에 배치되는 밸브 기구와, 상기 밸브 기구를 상기 밸브 플레이트 쪽으로 바이어스하는 밸브 스프링을 포함한다. 상기 종동 기어는 상단에 상기 밸브 플레이트와 평행한 편평부와 상기 편평부로부터 하방으로 경사진 경사부를 가지는 밸브 회전축 수용부를 포함한다. 상기 밸브체는, 상기 밸브체의 하면으로부터 하방으로 돌출하여 상기 밸브 플레이트에 면접촉하는 폐색부와, 상기 밸브체의 하면 중 상기 폐색부를 제외한 나머지 부분에 형성되고 상기 밸브 플레이트로부터 이격되는 개방부를 포함한다. 상기 경사부는 상기 밸브 회전축 수용부의 상단에서 상기 개방부 쪽에 위치한다.

일 실시예에 있어서, 상기 편평부는 상기 밸브 회전축 수용부의 상단에서 상기 폐색부 쪽에 위치한다.

일 실시예에 있어서, 상기 밸브 스프링은 선단이 상기 밸브 회전축 수용부의 상기 편평부 및 상기 경사부에 맞닿는 리프 스프링을 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 리프 스프링은 원호 형상으로 연장하고 캔틸레버 형태이다.

일 실시예에 있어서, 상기 폐색부가 상기 제1 및 제2 유출구를 폐색하고 있는 상태에서, 상기 리프 스프링의 선단은 상기 경사부에 맞닿는다.

일 실시예에 있어서, 상기 폐색부는 반원 형상을 가진다.

일 실시예에 있어서, 상기 밸브체는 상기 개방부에 형성되고 상기 밸브체의 하면으로부터 하방으로 돌출하는 지지 돌기를 더 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 지지 돌기의 돌출 길이는 상기 폐색부의 돌출 길이와 일치한다.

일 실시예에 있어서, 상기 지지 돌기는 복수개로 구성되고, 복수개의 상기 지지 돌기는 원호 형상으로 서로 이격되어 배치된다.

일 실시예에 있어서, 상기 폐색부는 상기 제1 및 제2 유출구 중 하나 이상을 폐색하고, 상기 개방부는 상기 제1 및 제2 유출구 중 하나 이상을 개방한다.

일 실시예에 있어서, 상기 밸브체가 제1 절환 위치, 제2 절환 위치, 제3 절환 위치, 및 제4 절환 위치에 위치하도록 상기 밸브체가 상기 구동부에 의해 정방향 및 역방향으로 회전된다. 상기 제1 절환 위치에서는 상기 제1 및 제2 유출구 모두가 상기 폐색부에 의해 폐색된다. 상기 제2 및 제4 절환 위치에서는, 상기 제1 및 제2 유출구 중 어느 하나가 상기 개방부에 의해 개방되고, 상기 제1 및 제2 유출구 중 나머지 하나가 상기 폐색부에 의해 폐색된다.

일 실시예에 따른 냉매 밸브 장치에 의하면, 밸브 스프링의 리프 스프링의 선단이 밸브 회전축 수용부의 편평부와 경사부와 맞닿도록 구성되므로, 폐색부가 밸브 플레이트로부터 이격되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 냉매 밸브 장치의 사시도이다.
도 2는 밸브 하우징을 절개하여 밸브 하우징의 내부를 도시하는 일 실시예에 따른 냉매 밸브 장치의 사시도이다.
도 3은 밸브 하우징, 밸브 플레이트 및 밸브 하우징의 내부에 위치하는 구성요소를 도시하는 일 실시예에 따른 냉매 밸브 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 밸브 회전 기구와 밸브 플레이트를 도시하는 하방 사시도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 냉매 밸브 장치의 밸브 기구를 도시하는 정면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 냉매 밸브 장치의 밸브체를 도시하는 저면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 냉매 밸브 장치의 밸브 시트를 도시하는 저면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 냉매 밸브 장치의 밸브체가 제1 절환 위치에 있는 것을 도시하는 저면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 냉매 밸브 장치의 밸브체가 제2 절환 위치에 있는 것을 도시하는 저면도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 냉매 밸브 장치의 밸브체가 제3 절환 위치에 있는 것을 도시하는 저면도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 냉매 밸브 장치의 밸브체가 제4 절환 위치에 있는 것을 도시하는 저면도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 냉매 밸브 장치의 리스 스프링 및 밸브 기구를 보인 정면도이다.
도 13은 다른 실시예에 따른 냉매 밸브 장치의 밸브체를 도시하는 저면도이다.
도 14는 다른 실시예에 따른 냉매 밸브 장치의 유출구를 도시하는 저면도이다.

첨부하는 도면을 참조하여 냉매 밸브 장치의 실시예를 설명한다. 첨부하는 도면에서, 동일한 참조부호는 동일하거나 대응하는 구성요소 또는 부품을 지시한다.

도 1 내지 도 12를 참조하면, 일 실시예의 냉매 밸브 장치(100)는, 밸브 기구를 단계적으로 회전시키기 위한 구동부(110)와, 유입구(121) 및 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)를 가지는 밸브 플레이트(120)와, 밸브 플레이트(120)에 밀봉 결합되어 냉매가 유동하는 공간인 챔버(VC)를 형성하는 밸브 하우징(131)과, 챔버(VC) 내에 배치되고 구동부(110)에 의해 회전되는 종동 기어(114)와 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)를 개폐하는 밸브체(140)를 가지는 밸브 기구와, 밸브 기구를 밸브 플레이트(120) 쪽으로 바이어스하는 밸브 스프링(150)을 포함한다. 따라서, 냉매 밸브 장치(100)는 유입구(121)로부터 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)로 냉매가 유동하는 냉매 유로를 제어할 수 있으며, 밸브체(140)의 선택적 개폐 동작에 의해 냉매 유로가 절환한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 구동부(110)는 구동을 위한 동력원으로서 스테이터(111)와 로터(112)를 구비한다. 스테이터(111)는 도넛 형상을 가지며 권선된 코일을 포함한다. 스테이터(111)는 급전에 의해 자기력을 발생시킨다. 일 실시예의 냉매 밸브 장치(100)에 있어서, 스테이터(111)는 스테이터 하우징(132)의 내부에 배치된다. 스테이터(111)를 유지하는 스테이터 하우징(132)이 브라켓(133)에 제거가능하게 결합되어 밸브 하우징(131)을 둘러싸도록 위치한다. 브라켓(133)은 그 개구(134)에서 밸브 플레이트(120)와 결합된다. 브라켓(133)은 대향하는 한 쌍의 걸림고정용 후크 핑거(135)를 가지며, 후크 핑거(135)와 스테이터 하우징(132)의 외면 간의 걸림결합에 의해 스테이터 하우징(132)이 브라켓(133)에 결합되어, 스테이터(111)가 로터(112)를 둘러싸도록 위치한다. 밸브 하우징(131)은 대략 밸브 플레이트(120)를 덮는 크기를 가지며 원통형인 대경부(131LD)와, 대경부(131LD)로부터 동축으로 연장하고 대경부(131LD)의 직경보다 작은 직경을 가지는 원통형의 소경부(131SD)를 구비한다. 로터(112)는 보어가 수직으로 뚫린 원통체를 포함하며, 영구자석을 포함한다. 로터(112)는 밸브 하우징(131)의 소경부(131SD)의 내부에 배치된다. 로터(112)는 스테이터(111)가 발생하는 자기력에 의해 단계적으로 정방향 및 역방향으로 회전한다.

또한, 구동부(110)는 스테이터(111)와 로터(112)가 발생시키는 회전력을 받아 밸브체(140)를 회전시키기 위한 밸브 회전 기구를 구비한다. 이 실시예에 있어서, 상기 밸브 회전 기구는, 로터(112)의 하단에 분리가능하게 결합되며 로터(112)와 함께 회전하는 구동 기어(113)를 구비한다. 구동 기어(113)는 그 내부에 로터 회전축(124)이 삽입되는 보어(113BR)가 길이방향으로 뚫린 원기둥체를 포함하며, 하단에 기어치(113GT)와 상단에 등간격으로 형성된 복수의 끼워맞춤 홈(113FG)을 구비한다. 로터(112)는 그 하단에 끼워맞춤 홈(113FG) 간의 간극에 끼워져 로터(112)와 구동 기어(113) 간의 분리가능한 결합을 실행하는 부품(미도시)을 가진다. 로터(112)는 구동 기어(113)에 의해 밸브 플레이트(120)에 대하여 지지된다.

밸브 기구는 종동 기어(114)와 밸브체(140)를 포함한다. 도 4를 참조하면, 종동 기어(114)는 후술하는 밸브 회전축(125)이 관통하여 삽입되는 관통공(114H)을 가지는 밸브 회전축 수용부(114A)를 구비한다. 밸브 회전축 수용부(114A)는 상단에 편평부(114AP)와 경사부(114AS)를 가진다. 편평부(114AP)는 밸브 플레이트(120)와 평행한 면이고, 경사부(114AS)는 편평부(114AP)로부터 하방으로 경사져 있는 면이다. 편평부(114AP)는 후술하는 밸브체(140)의 폐색부(142)의 위치에 대응하여 배치되고, 경사부(114AS)는 후술하는 밸브체(140)의 개방부(143)의 위치에 대응하여 배치된다. 구체적으로, 편평부(AP)는 밸브 회전축 수용부(114A)의 상단에서 폐색부(142) 쪽에 위치하고, 경사부(114AS)는 밸브 회전축 수용부(114A)의 상단에서 개방부(143) 쪽에 위치한다. 이로 인해, 후술하는 밸브 스프링(150)의 리프 스프링(157)의 선단이 밸브 회전축 수용부(114A)의 상단 중 개방부(143)의 상측을 가압하더라도, 밸브체(140)의 폐색부(142)가 를 밸브 플레이트(120)로부터 이격되지 않는다. 종동 기어(114)는 그 둘레에 구동 기어(113)의 기어치(113GT)와 치합하는 기어치(114GT)를 구비한다. 또한, 종동 기어(114)는 그 상단 외주에서 기어치(114GT)보다 더 돌출하는 한 쌍의 스토퍼(114ST)를 구비하며, 스토퍼(114ST)는 구동 기어(113)의 중간의 원통부에 접촉가능하다. 로터(112)의 회전에 의해 종동 기어(114)가 회전하는 도중, 종동 기어(114)의 스토퍼(114ST)가 구동 기어(113)의 상기 원통부에 접촉하면, 로터(112)로부터 밸브체(140)까지의 기어 전동이 정지된다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 냉매 밸브 장치(100)는, 밸브 하우징(131) 내에 배치되며 밸브체(140)를 밸브 플레이트(120)로 바이어스하는 밸브 스프링(150)과, 로터(112)를 구동 기어(113) 쪽으로 바이어스 하는 로터 스프링(160)을 구비한다. 밸브 스프링(150)은 구동 기어(113)의 단차부(113SP)와 밸브 플레이트(120)의 상면 사이에 배치된다. 로터 스프링(160)은 밸브 하우징(131)의 상단 내면과 로터(112)의 상단 사이에 배치된다. 로터 스프링(160)의 탄성력에 의해 밸브 스프링(150)이 밸브 플레이트(120) 쪽으로 바이어스될 수 있다.

밸브 스프링(150)은 디스크부(151)와, 디스크부(151)의 외주로부터 하방으로 절곡된 2개의 지지 다리(152)와, 지지 다리(152) 사이에 위치하고 하방으로 절곡된 3개의 위치설정 다리(153)를 가진다. 지지 다리(152)와 위치설정 다리(153)는 구동 기어(113)와 종동 기어(114)의 외측에 위치한다. 지지 다리(152)는 밸브 플레이트(120)의 상면과 접촉한다. 위치설정 다리(153)의 길이는 지지 다리(152)의 길이보다 짧으며, 외면에 외측으로 돌출하는 돌기(154)를 가진다. 위치설정 다리(153)는 그 하단이 지지 다리(152)의 하단보다 더 외측에 위치하도록 디스크부(151)에 대해 절곡되어 있으며, 예컨대, 돌기(154)에서 밸브 하우징(131)의 대경부(131LD)의 내면과 탄력적으로 접촉한다. 따라서, 밸브 스프링(150)은 위치설정 다리(153)가 밸브 하우징(131)의 대경부(131LD)의 내면에 가하는 탄성력에 의해 대경부(131LD) 내에서 위치설정되며, 위치설정 다리(153)가 돌기(154)를 통해 대경부(131LD)에 가하는 탄성력으로 인해 대경부(131LD)로부터 쉽게 분리되지 않는다.

또한, 밸브 스프링(150)의 디스크부(151)에는 밸브 플레이트(120)의 로터 회전축(124)이 통과하는 관통공(155)과 밸브 플레이트(120)의 밸브 회전축(125)이 끼워지는 관통공(156)이 형성되어 있다. 밸브 스프링(150)은 종동 기어(114) 및 밸브체(140)를 하방으로 탄력적으로 눌러 밸브체(140)를 밸브 플레이트(120)에 밀착시키기 위한 스프링을 구비한다. 이 실시예에 있어서, 상기 스프링으로서, 밸브 스프링(150)은 디스크부(151)로부터 원호 형상으로 연장하는 리프 스프링(157)을 구비한다. 리프 스프링(157)은 디스크부(151)에 캔틸레버 형태로 형성되어 있다. 리프 스프링(157)은 그 선단이 디스크부(151)보다 낮게 위치하도록 디스크부(151)에 대하여 약간 절곡되어 있다. 밸브 회전축(125)이 끼워지는 관통공(156)은 리프 스프링(157)의 선단에 뚫려 있다. 리프 스프링(157)의 선단은 밸브 회전축 수용부(114A)의 상단(즉, 편평부(114AP)와 경사부(AS))에 맞닿는다.

로터 스프링(160)은 상방으로 절곡된 3개의 탄성 다리(161)를 가지며, 그 중앙에는 밸브 플레이트(120)의 로터 회전축(124)이 끼워지는 관통공(162)이 뚫어져 있다. 로터 스프링(160)은 탄성 다리(161)가 스프링 힘을 로터(112)에 인가하도록 약간 변형되어, 로터(112)와 밸브 하우징(131)의 상단 내면 사이에 배치된다. 로터 스프링(160에 의해 로터(112)는 밸브 스프링(150) 쪽으로 바이어스된다.

밸브 플레이트(120)는 냉매가 챔버(VC)로 유입하는 유입구(121)와 챔버(VC)로부터 냉매가 유출하는 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)를 가지며, 디스크부(126)를 포함한다. 유입구(121)와 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)는 디스크부(126)를 관통해 형성되어 있다. 디스크부(126)의 상면의 중앙으로부터 로터(112)와 구동 기어(113)를 관통하는 로터 회전축(124)이 상방으로 연장한다. 또한, 디스크부(126)의 상면에는 밸브체(140)의 폐색부(142)와 면접촉하는 원형의 밸브 시트(123)가 마련되어 있다. 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)는 밸브 시트(123)를 관통해 디스크부(126)에 형성되어 있다. 또한, 밸브 시트(123)의 상면의 중앙으로부터 종동 기어(114)를 관통하는 밸브 회전축(125)이 상방으로 연장한다. 유입구(121)는 로터 회전축(124)을 기준으로 밸브 시트(123)의 반대쪽에 위치한다.

도 4를 참조하면, 밸브 플레이트(120)의 하면에는 유입관(IP)(도 1 참조)과의 연결을 위한 유입관 마운트(127)가 유입구(121)에 대응하여 마련되어 있다. 또한, 밸브 플레이트(120)의 하면에는, 제1 및 제2 유출관(OP1, OP2)(도 1 참조)과의 연결을 위한 유출관 마운트(128)가 마련되어 있다. 유출관 마운트(128)에는 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)에 대응하는 제1 및 제2 끼움구멍(128A, 128B)이 형성되어 있다. 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)는 제1 및 제2 끼움구멍(128A, 128B)에서 개방되어 있다. 제1 및 제2 끼움구멍(128A. 128B)에 제1 및 제2 유출관(OP1, OP2)이 끼워진다.

밸브 하우징(131)은 밸브 플레이트(120)의 디스크부(126)와 밀봉 결합된다. 즉, 밸브 하우징(131)의 대경부(131LD)의 외주연과 밸브 플레이트(120)의 디스크부(126)의 외주연이 용접에 의해 결합되어, 밸브 하우징(131)과 밸브 플레이트(120)가 냉매가 유동하는 챔버(VC)를 형성한다. 밸브 하우징(131)의 소경부(131SD)는 스테이터(111)의 내의 원통형 공간에 삽입된다.

밸브체(140)는 종동 기어(114)와 결합되어 있다. 따라서, 로터(112)의 회전과 구동 기어(113) 및 종동 기어(114)에 의해, 밸브체(140)는 밸브 플레이트(120)에 대해 상대 회전되어 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)를 개폐한다. 밸브체(140)는 종동 기어(114)와 일체로 되거나, 별개로 마련되어 종동 기어(114)에 결합될 수 있다. 밸브체(140)는 로터(112)의 정방향 및 역방향 회전에 의해 시계방향과 반시계방향으로 회전될 수 있다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 밸브체(140)는 디스크부(141)와, 폐색부(142)와, 개방부(143)를 구비한다. 밸브체(140)는 내마모성이 양호한 플라스틱 재료를 이용해 사출에 의해 형성될 수 있다. 폐색부(142)는 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)를 선택적으로 폐색한다. 폐색부(142)는 디스크부(141)로부터 하방으로 돌출하여 밸브 플레이트(120)(즉, 밸브 시트(123))에 면접촉하도록 돌출한 패드 형상으로 형성되어 있다. 개방부(143)는 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)를 선택적으로 개방한다. 개방부(143)는 밸브체(140)의 디스크부(141) 중 폐색부(142)를 제외한 나머지 부분에 형성되고 밸브 플레이트(120)(즉, 밸브 시트(123))로부터 이격되어 있다. 다시 말하면, 개방부(143)는 디스크부(141)로부터 폐색부(142)가 돌출하는 길이만큼의 두께를 갖는 디스크 형상의 공간에서 폐색부(142)의 공간을 뺀 공간으로 된다. 따라서, 디스크부(141)의 형상에 대응하게, 폐색부(142)와 개방부(143)는 밸브체(140)에서 원형의 디스크 형상을 이룬다. 또한, 밸브체(140)에 있어서, 개방부(143)는 폐색부(142)와 대향한다.

폐색부(142)가 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)에 위치하여 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)를 폐색하면, 냉매가 제1 및 제2 유출관(OP1, OP2)을 통해 유동되지 않는다. 개방부(143)가 제1 유출구(122A)에 위치하여 제1 유출구(122A)를 개방하고, 폐색부(142)가 제2 유출구(122B)에 위치하여 제2 유출구(122B)를 폐색하면, 냉매는, 제1 유출관(OP1)을 통해 유동되고, 제2 유출관(OP2)을 통해 유동되지 않는다. 개방부(143)가 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)에 위치하여 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)를 개방하면, 냉매는 제1 및 제2 유출관(OP1, OP2)을 통해 유동된다. 개방부(143)가 제2 유출구(122B)에 위치하여 제1 유출구(122B)를 개방하고, 폐색부(142)가 제1 유출구(122A)에 위치하여 제1 유출구(122A)를 폐색하면, 냉매는, 제2 유출관(OP2)을 통해 유동되고, 제1 유출관(OP1)을 통해 유동되지 않는다. 밸브체(140)의 회전중심(RC)은 관통공(114H)의 중심 또는 밸브 회전축(125)으로 되며, 폐색부(142) 내에 위치한다.

도 3 내지 도 7을 참조하면, 밸브 플레이트(120)를 상방 또는 하방에서 볼 때, 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)의 중심(122C)은 밸브체(140)의 디스크부(141)의 외주연보다 밸브체(140)의 회전중심(RC)에 근접하게 배치된다. 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)의 중심(122AC, 122BC)은 밸브체(140)의 회전중심(RC)을 중심으로 하는 하나의 가상 원(IC)의 원주에 배치될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)의 중심(122AC, 122BC)은 유출관 마운트(128)의 제1 및 제2 끼움구멍(128A, 128B)의 중심보다 밸브체(140)의 회전중심(RC)에 근접하게 배치된다. 즉, 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)의 중심(122AC, 122BC)과 제1 및 제2 끼움구멍(128A, 128B)의 중심은 동심을 이루지 않는다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)를 폐색하는 폐색부(142)는 디스크부(141)의 하면으로부터 대략 균일한 두께로 돌출해 있으며, 그 하면이 폐색면(142S)으로 된다. 폐색면(142S)이 밸브 시트(123)와 면접촉한 상태에서, 개방부(143)의 하면은 밸브 시트(123)로부터 소정의 길이만큼 이격되어 있다. 예컨대, 밸브체(140)를 하방에서 볼 때, 폐색부(142)의 폐색면(142S)은 적어도 밸브체(140)의 회전중심(RC)을 중심으로 하고 중심각이 예컨대 200도 이하인 부채꼴 형상, 바람직하게는 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)를 덮을 수 있는 형상을 가질 수 있다. 즉, 폐색부(142)의 폐색면(142S)은 밸브체(140)를 하방에서 볼 때 대략 반원 형상을 가진다. 개방부(143)에는 폐색면(142S)보다 덜 돌출하는 돌기(144)가 형성되어 있으며, 이 돌기(144)는 종동 기어(114)와의 결합을 위한 것이다.

일 실시예의 냉매 밸브 장치(100)에서는, 밸브체(140)가 밸브 플레이트(120)에 대해 상대 회전하여, 밸브체(140)의 폐색부(142)와 개방부(143)가 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)를 선택적으로 개방하고 폐색한다. 밸브체(140)의 회전은, 스테이터(111)의 자기력에 의해 회전하는 로터(112)와 구동 기어(113) 및 종동 기어(114)의 회전에 의해 행해진다. 스테이터(111)에는 펄스 형태의 전력이 인가된다. 스테이터(111)에 펄스 형태의 전력이 인가되어, 로터(112)는 단속적으로 회전하게 되며, 따라서, 로터(112)와 함께 회전하는 구동 기어(113)에 치합하고 있는 종동 기어(114)도 스테이터(111)에 인가되는 펄스 형태의 전력의 초당 펄스 수(pps: Pulse Per Second)에 따라 단속적으로 회전하게 된다. 여기서, 펄스는 단시간의 전기 흐름을 말한다.

일 실시예의 냉매 밸브 장치(100)는 밸브체(140)의 밸브 플레이트(120)에 대한 상대 회전(회전중심(RC)을 중심으로 하는 시계방향(CW) 및 반시계방향(CCW)의 회전)에 의해 냉매 밸브 장치(100)를 통과하는 냉매의 유로를 절환시킨다. 제1 및 제2 유출구(122A, 122B) 모두가 폐쇄되거나, 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)가 모두 개방되거나, 또는 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)중 어느 하나만 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 예컨대, 일 실시예의 냉매 밸브 장치(100)의 밸브체(140)는 제1 내지 제4 절환 위치의 사이에서 절환 동작을 행하여 냉매의 유로를 절환시킨다.

제1 절환 위치는 도 8에 도시하는 밸브체(140)의 위치로서, 제1 절환 위치에서는, 밸브체(140)의 폐색부(142)가 밸브 플레이트(120)의 제1 및 제2 유출구(122A)를 폐색한다. 따라서, 상기 제1 절환 위치에서는, 냉매는 유입구(121)로부터 제1 및 제2 유출구(122A)로 유동하지 않는다.

제2 절환 위치는 도 9에 도시하는 밸브체(140)의 위치로서, 밸브체(140)는 상기 제1 절환 위치로부터 반시계방향으로 회전되어 있다. 제2 절환 위치에서는, 제1 유출구(122A)는 밸브체(140)의 개방부(143)에 의해 밸브 플레이트(120)의 유입구(121)와 연통되고, 제2 유출구(122B)는 밸브체(140)의 폐색부(142)에 의해 폐색된다. 따라서, 상기 제2 절환 위치에서는, 냉매는, 유입구(121)로부터 제1 유출구(122A)로만 유동하고, 유입구(121)로부터 제2 유출구(122B)로는 유동하지 않는다.

제3 절환 위치는 도 10에 도시하는 밸브체(140)의 위치로서, 밸브체(140)는 상기 제2 절환 위치로부터 반시계 방향으로 회전되어 있다. 제3 절환 위치에서는, 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)는 밸브체(140)의 개방부(143)에 의해 밸브 플레이트(120)의 유입구(121)와 연통된다. 따라서, 상기 제3 절환 위치에서는, 냉매는 유입구(121)로부터 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)로 유동한다.

제4 절환 위치는 도 11에 도시하는 밸브체(140)의 위치로서, 밸브체(140)는 상기 제 3 절환 위치로부터 반시계 방향으로 회전되거나 상기 제1 절환 위치로부터 시계 방향으로 회전되어 있다. 제4 절환 위치에서는, 제1 유출구(122A)는 밸브체(140)의 폐색부(142)에 의해 폐색되고, 제2 유출구(122B)는 밸브체(140)의 개방부(143)에 의해 밸브 플레이트(120)의 유입구(121)와 연통된다. 따라서, 상기 제4 절환 위치에서는, 냉매는, 유입구(121)로부터 제2 유출구(122B)로만 유동하고, 유입구(121)로부터 제2 유출구(122B)로는 유동한다.

도 12에 도시된 바와 같이, 리프 스프링(157)의 선단(157A)이 경사부(114AS)에 위치하는 경우에 대해 설명한다. 도 12에 있어서, 밸브체(140)는 폐색부(142)가 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)에 위치하는 제1 절환 위치에 있는 상태이다. 이 상태에서, 리프 스프링(157)의 선단(157A)은 경사부(114AS)에 맞닿는다. 선단(157A)이 경사부(114AS)를 하방으로 가압하는 힘은 개방부(143)를 향하는 수직 방향의 힘과 폐색부(142)를 향하는 경사 방향의 힘으로 분산될 수 있다. 즉, 경사부(114AS)가 없는 경우에 비하여, 선단(157A)의 가압력 중, 상기 수직 방향 성분의 힘은 감소하고, 상기 경사 방향의 힘이 발생하게 된다. 그 결과, 선단(157A)이 개방부(143)를 향하여 과도하게 가압하지 않게 되므로, 폐색부(142)가 밸브 시트(123)로부터 이격되는 것을 방지할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 도 13에 도시된 바와 같이, 밸브체(140)는 개방부(143)에 형성되고 밸브체(140)의 하면(즉, 디스크부(141)의 하면)으로부터 하방으로 돌출하는 지지 돌기(143A)를 더 포함 할 수 있다. 지지 돌기(143A)의 밸브체(140)의 하면으로부터의 돌출 길이는 폐색면(142S)의 밸브체(140)의 하면으로부터의 돌출 길이와 일치하도록 구성될 수 있다. 또한, 지지 돌기(143A)는 복수개로 구성될 수 있고, 복수개의 지지 돌기(143A)는 원호 형상으로 이격되어 배치된다. 지지 돌기(143A)가 복수개로 구성되는 경우에, 각 지지 돌기(143A)는 관통공(114H)으로부터 일정한 반경(R)(도 13 참조)을 가지는 원호상에 서로 이격되어 배치된다. 지지 돌기(143A)가 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)를 폐색하지 않도록 하기 위해, 상기 반경(R)은 밸브 회전축(125)의 중심으로부터 제1 및 제2 유출구(122A, 122B)의 최외측까지의 거리(D)(도 7 참조)보다 크게 설정된다. 일 실시예의 냉매 밸브 장치(100)가 개방부(143)에 형성되고 폐색부(142)의 돌출 길이와 동일한 길이의 지지 돌기(143A)를 구비하므로, 밸브체(140)는 폐색면(142S) 및 지지 돌기(143A)에 의해 밸브 시트(123)에 대한 균일한 높이를 유지할 수 있다. 따라서, 밸브 기구(즉, 종동 기어(114)의 상측에 의도하지 않은 외력이 작용하는 경우에도, 폐색부(142)가 밸브 시트(123)로부터 이격되는 것이 더욱 확실하게 방지될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 도 14에 도시된 바와 같이, 밸브 플레이트(120)의 밸브 시트(123)는 복수개의 유출구(예컨대, 제1 내지 제3 유출구(222A, 222B, 222C))를 포함할 수 있다. 밸브 플레이트(120)를 상방 또는 하방에서 볼 때, 제1 내지 제3 유출구(222A, 222B, 222C)의 중심(222AC, 222BC, 222CC)은 밸브체(140)의 회전중심(RC)을 중심으로 하는 하나의 가상 원(IC)의 원주에 배치될 수 있다. 또한, 제1 내지 제3 유출구(222A, 222B, 222C)의 중심(222AC, 222BC, 222CC)은 밸브체(140)의 회전중심(RC)에 대하여 등각으로 서로 이격될 수 있다. 이 실시예에 있어서, 제1 내지 제3 유출구(222A, 222B, 222C)의 중심(222AC, 222BC, 222CC)은 밸브체(140)의 회전중심(RC)에 대하여 예컨대 90도의 등각으로 이격되어 있다. 이 실시예에 있어서, 제1 내제 제3 유출관이 제1 내지 제3 유출관(222A, 222B, 222C)에 연결될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 도시하는 예에 의해 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

구동부: 110 스테이터: 111
로터: 112 구동 기어: 113
종동 기어: 114 밸브 회전축 수용부: 114A
편평부: 114AP 경사부: 114AS
밸브 플레이트: 120 유입구: 121
제1 및 제2 유출구: 122A, 122B 밸브 시트: 123
로터 회전축: 124 밸브 회전축: 125
밸브 하우징: 131 밸브체: 140
디스크부: 141 폐색부: 142
개방부: 143 밸브 스프링: 150
리프 스프링: 157 로터 스프링: 160
지지 돌기: 143A

Claims (11)

1. 구동부와,
   유입구 및 제1 및 제2 유출구를 포함하는 밸브 플레이트와,
   상기 밸브 플레이트에 밀봉 결합되어 상기 밸브 플레이트와 함께 냉매가 유동하는 챔버를 형성하는 밸브 하우징과,
   상기 구동부에 의해 회전되는 종동 기어와, 상기 제1 및 제2 유출구를 개폐하는 밸브체를 포함하고, 상기 밸브 하우징 내에 배치되는 밸브 기구와,
   상기 밸브 기구를 상기 밸브 플레이트 쪽으로 바이어스하는 밸브 스프링을 포함하고,
   상기 종동 기어는 상단에 상기 밸브 플레이트와 평행한 편평부와 상기 편평부로부터 하방으로 경사진 경사부를 가지는 밸브 회전축 수용부를 포함하고,
   상기 밸브체는, 상기 밸브체의 하면으로부터 하방으로 돌출하여 상기 밸브 플레이트에 면접촉하는 폐색부와, 상기 밸브체의 하면 중 상기 폐색부를 제외한 나머지 부분에 형성되고 상기 밸브 플레이트로부터 이격되는 개방부를 포함하고,
   상기 경사부는 상기 밸브 회전축 수용부의 상단에서 상기 개방부 쪽에 위치하는, 냉매 밸브 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 편평부는 상기 밸브 회전축 수용부의 상단에서 상기 폐색부 쪽에 위치하는, 냉매 밸브 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 밸브 스프링은 선단이 상기 밸브 회전축 수용부의 상기 편평부 및 상기 경사부에 맞닿는 리프 스프링을 포함하는, 냉매 밸브 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 리프 스프링은 원호 형상으로 연장하고 캔틸레버 형태인, 냉매 밸브 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 폐색부가 상기 제1 및 제2 유출구를 폐색하고 있는 상태에서, 상기 리프 스프링의 선단은 상기 경사부에 맞닿는, 냉매 밸브 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 폐색부는 반원 형상을 가지는, 냉매 밸브 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 밸브체는 상기 개방부에 형성되고 상기 밸브체의 하면으로부터 하방으로 돌출하는 지지 돌기를 더 포함하는, 냉매 밸브 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 지지 돌기의 돌출 길이는 상기 폐색부의 돌출 길이와 일치하는, 냉매 밸브 장치.
9. 제7항에 있어서,
   상기 지지 돌기는 복수개로 구성되고, 상기 복수개의 지지 돌기는 원호 형상으로 서로 이격되어 배치되는, 냉매 밸브 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 폐색부는 상기 제1 및 제2 유출구 중 하나 이상을 폐색하고, 상기 개방부는 상기 제1 및 제2 유출구 중 하나 이상을 개방하는, 냉매 밸브 장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 밸브체가 제1 절환 위치, 제2 절환 위치, 제3 절환 위치, 및 제4 절환 위치에 위치하도록 상기 밸브체가 상기 구동부에 의해 정방향 및 역방향으로 회전되고,
    상기 제1 절환 위치에서는 상기 제1 및 제2 유출구 모두가 상기 폐색부에 의해 폐색되고,
    상기 제2 및 제4 절환 위치에서는, 상기 제1 및 제2 유출구 중 어느 하나가 상기 개방부에 의해 개방되고, 상기 제1 및 제2 유출구 중 나머지 하나가 상기 폐색부에 의해 폐색되는, 냉매 밸브 장치.

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