KR20190073100A - 전자팽창밸브 및 냉난방 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자팽창밸브 및 냉난방 시스템에 관한 것이다. 둘레에 형성된 제1 포트를 구비하는 본체하우징; 본체하우징 내에 설치되되, 내부에 가이드홀을 구비하는 작동하우징, 작동하우징의 상측공간에 설치된 회전구동부 및 회전구동부의 하부에 설치되어 회전구동부의 회전동력을 받아 가이드홀을 관통하며 무회전 승강하는 승강로드를 포함하는 작동어셈블리; 및 본체하우징의 하단을 통해 교체가능하게 본체하우징 내에서 작동어셈블리의 하부에 설치되되, 상단 중앙에서 오리피스홀을 노출시키는 오리피스 하우징 및 팽창밸브 기능이 수행되도록 승강로드의 하강 및 상승에 따라 오리피스 하우징 내에서 오리피스홀을 개폐하는 오리피스세트를 포함하는 교체형 오리피스유닛을 포함하는 전자팽창밸브에 있어서, 작동하우징은 가이드홀의 상부에 승강구속공간을 형성하고, 작동어셈블리는 승강구속공간에 설치되되 승강로드의 상승제한높이를 조절하는 상승한계 조절자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자팽창밸브가 제안된다. 또한, 그를 포함하는 냉난방 시스템이 제안된다.

Description

전자팽창밸브 및 냉난방 시스템{ELECTRONIC EXPANSION VALVE AND COOLING AND HEATING SYSTEM}

본 발명은 전자팽창밸브 및 냉난방 시스템에 관한 것이다. 구체적으로는 오리피스 교체형 전자팽창밸브, 그를 이용한 냉난방 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 밸브는 유체의 흐름을 차단하거나 유체를 흐르게 하는데 사용된다. 팽창밸브는 고압의 유체를 저압으로 감압해주는 밸브로, 일반적으로 고효율 열펌프, 에어콘 등의 냉/난방 공조기 및 냉동냉장 유닛 등에서 고온고압의 냉매를 저온저압으로 방출시키는데 사용된다. 전자팽창밸브는 내장된 스텝모터의 회전에 의해 로드가 승강되어 오리피스의 냉매 유/출입구를 개폐한다. 스텝 모터에서는 회전자가 코일에 의해 구동되어 순방향 및 역방향으로 회전하고, 회전움직임이 로드 또는 니들의 상하 움직임으로 변환되어 오리피스를 개방한다.

다양한 유체 및 배관 압력 특성에 맞추어 적용할 수 있도록 전자팽창밸브의 오리피스를 교체하는 기술이 제안되고 있다. 이때, 다양한 유체 및 배관 압력 특성에 맞추어 적용할 수 있도록 다양한 오리피스 어셈블리를 교체하게 되고, 오리피스 어셈블리에 따라 오리피스를 차단 및 개방하는 조절자 내지 니들의 오리피스 관통높이 내지 돌출높이가 달라질 수 있다. 이에 따라, 오리피스를 개방 및 차단하기 위해 상하로 승강하는 로드 내지 니들의 승강구간 범위가 달라져야 함에도 기존 제안되는 기술들에서는 승강구간 범위가 고정된 상태로 장기간 반복 사용할 수 밖에 없다.

교체되는 오리피스 어셈블리에 따라 승강구간 범위를 조절하지 않고 장기간 반복 사용하다보면 전자팽창밸브의 제어의 정밀성이 떨어질 수 있다.

대한민국 실용신안공개공보 제20-1998-0060715호(1998. 11. 05. 공개) 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0037262호(2005. 4. 21. 공개) 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0126673호 (2017. 11. 20. 공개) 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0088608호 (2017. 8. 2. 공개)

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 오리피스 교체형 전자팽창밸브에서 오리피스 교체에 따라 적절한 승강구간 범위를 갖도록 상승높이를 조절할 수 있는 전자팽창밸브를 제안하고자 한다.

전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 하나의 모습에 따라, 둘레에 형성된 제1 포트를 구비하는 본체하우징; 본체하우징 내에 설치되되, 내부에 가이드홀을 구비하는 작동하우징, 작동하우징의 상측공간에 설치된 회전구동부 및 회전구동부의 하부에 설치되어 회전구동부의 회전동력을 받아 가이드홀을 관통하며 무회전 승강하는 승강로드를 포함하는 작동어셈블리; 및 본체하우징의 하단을 통해 교체가능하게 본체하우징 내에서 작동어셈블리의 하부에 설치되되, 상단 중앙에서 오리피스홀을 노출시키는 오리피스 하우징 및 팽창밸브 기능이 수행되도록 승강로드의 하강 및 상승에 따라 오리피스 하우징 내에서 오리피스홀을 개폐하는 오리피스세트를 포함하는 교체형 오리피스유닛을 포함하는 전자팽창밸브에 있어서, 작동하우징은 가이드홀의 상부에 승강구속공간을 형성하고, 작동어셈블리는 승강구속공간에 설치되되 승강로드의 상승제한높이를 조절하는 상승한계 조절자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자팽창밸브가 제안된다.

이때, 하나의 예에서, 회전구동부는 모터 및 모터의 회전에 따라 회전하며 둘레에 나사산이 형성된 샤프트로드를 구비하고, 승강로드는 가이드홀 삽입부위가 가이드홀과 대응되게 비원형 수평단면구조이고 상단부에 샤프트로드가 나사결합되는 로드체결홈을 구비하여 로드체결홈에 체결된 샤프트로드의 회전에 따라 무회전 승강할 수 있다. 또한, 상승한계 조절자는 가장자리를 따라 형성되되 가이드홀 상단에서 확대된 승강구속공간의 내주면과 나사결합되는 높이조절부, 승강로드의 상승한계를 정하는 천정부 및 천정부의 중앙에 형성되어 샤프트로드가 관통하는 로드관통홀을 구비할 수 있다.

이때, 또 하나의 예에서, 높이조절부는 가장자리를 따라 하부에서 상측으로 형성된 다수의 조절홈을 구비하고, 작동하우징은 가이드홀 상단에서 확대된 승강구속공간과 작동하우징의 외부를 관통하는 다수의 관통조절홀을 더 구비하고, 관통조절홀을 통해 노출되는 조절홈을 통해 상승한계 조절자를 회전시킴에 따라 상승한계 높이가 조절될 수 있다.

또한, 이때, 하나의 예에서, 작동하우징은 내부에 가이드홀이 형성되고 가이드홀 하측의 둘레에 제1 포트와 통하는 하나 이상의 제1 유로홀이 형성된 가이드하우징 및 내부에 회전구동부를 안치하고 가이드홀 상단에서 확대된 가이드하우징의 상단부에 체결되는 구동부 하우징을 구비하고, 구동부 하우징은 하측 내주면에서 돌기가 돌출되어 상승한계 조절자의 상승높이를 제한하며 가이드하우징의 상단부와 함께 승강구속공간을 형성할 수 있다.

또한, 하나의 예에서, 회전구동부는 모터에 연결되며 모터의 회전을 감속시켜 샤프트로드로 감속회전을 전달하는 감속기를 더 구비하고, 승강로드는 상단 둘레에 수평방향으로 돌출 형성되어 상승한계 조절자의 천정부 하부의 승강구속공간 내에 배치된 로드헤드, 로드헤드의 하부에 연결되며 비원형 수평단면구조를 갖는 로드바디 및 로드바디의 하단에서 하향으로 돌출된 하향 첨단부를 더 구비할 수 있다.

또 하나의 예에서, 전자팽창밸브는 교체형 오리피스유닛의 상측 둘레와 본체하우징 내측 사이의 환형이격공간에 설치되고 교체형 오리피스유닛의 상측 둘레와 대면하는 내측면 상에 내측 밀폐링을 구비하고 오리피스홀 개방 시 환형이격공간의 기밀을 유지하는 환형유닛을 더 포함할 수 있다. 또한, 본체하우징 하단에 하단 체결부가 설치되되, 하단 체결부는 교체형 오리피스유닛이 관통하며 지지되는 하단홀을 구비할 수 있다.

이때, 하나의 예에서, 본체하우징은 제1 포트의 하측 둘레에 형성된 제2 포트를 더 구비하고, 오리피스 하우징의 둘레에 제2 포트와 통하는 하나 이상의 제2 유로홀이 형성될 수 있다.

또한, 환형유닛은 승강로드의 하강 시 환형이격공간을 통한 유체 흐름을 차단하고 승강로드의 상승 시 환형이격공간을 통한 유체 흐름을 허용하여 체크밸브 기능을 수행하는 환형 체크밸브유닛이고, 환형 체크밸브유닛은, 제1 포트 및 제2 포트 사이의 환형이격공간에 설치되며 환형상을 따라 상하부를 관통하는 적어도 하나 이상의 체크밸브홀이 형성된 환형밸브시트, 체크밸브홀 하단에 설치되고 상하부 압력차에 따라 체크밸브홀의 차단 및 개방을 수행하는 체크밸브부, 및 체크밸브부의 하측에서 교체형 오리피스유닛의 둘레에 설치되며 체크밸브부를 탄성 지지하는 체크밸브 스프링을 포함하고, 내측 밀폐링은 환형밸브시트의 내측면 상에 구비될 수 있다.

이때, 또 하나의 예에서, 환형밸브시트는 외측면 상에서 본체하우징과 기밀을 유지하는 외측 밀폐링, 내측면의 상단부에서 확대되어 단턱지며 교체형 오리피스유닛의 상단부 둘레와 함께 제1 환형홈을 형성시키는 상단 단턱부 및 내측면 하단부에서 단턱지며 확장되어 교체형 오리피스유닛의 둘레와 함께 제2 환형홈을 형성시키는 하단 단턱부를 더 구비하고, 가이드홀 하측의 둘레에 제1 포트와 통하는 하나 이상의 제1 유로홀이 형성되는 작동하우징의 하단부가 제1 환형홈에 삽입 설치되고, 체크밸브부는 교체형 오리피스유닛에 의해 관통되며 체크밸브 스프링에 의해 지지되도록 둘레에 환형상으로 돌출되게 형성되되 체크밸브 스프링 및 상하부 압력차에 의해 승강하고 상승시 상단부가 상기 제2 환형홈에 삽입되는 환형밸브체 및 환형밸브체의 환형상 돌출부위 상에 형성되어 체크밸브홀의 차단 시 기밀을 유지하는 밀폐시트를 포함하고, 체크밸브 스프링의 타단은 하단 체결부 상에 지지될 수 있다.

또 하나의 예에서, 오리피스세트는, 오리피스 하우징 내에서 제2 유로홀의 상측에 삽입 설치되고 상단에 오리피스홀이 형성된 조절자 하우징, 테이퍼진 형상의 헤드를 구비하고 승강로드의 하강에 따라 승강로드의 하향 첨단부와 헤드 상단부가 맞닿아 하강하고 탄성력에 의해 상승하며 조절자 하우징 내에서 오리피스홀을 개폐하는 오리피스 조절자, 조절자 하우징 내에서 오리피스 조절자의 헤드에 연결된 조절자로드 둘레에서 오리피스 조절자의 헤드 하부를 탄성지지하는 오리피스 스프링 및 조절자 하우징의 후단에 설치되며 조절자로드가 관통하는 조절자 가이드홀을 구비하고 오리피스 스프링을 지지하는 스프링지지부를 포함하고, 오리피스 하우징은 상단에 개구가 형성되어 내부에 삽입된 조절자 하우징의 오리피스홀을 노출시킬 수 있다.

다음으로, 전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 하나의 모습에 따라, 배관 상에 전자팽창밸브를 구비한 냉난방 시스템에 있어서, 전자팽창밸브는 전술한 발명의 모습의 실시예들 중 어느 하나에 따른 전자팽창밸브인 것을 특징으로 하는 냉난방 시스템이 제안된다.

본 발명의 하나의 실시예에 따라, 오리피스 교체형 전자팽창밸브에서 오리피스 교체에 따라 적절한 승강구간 범위를 갖도록 상승높이를 조절할 수 있다.

본 발명의 명세서에서 직접적으로 언급되지 않은 효과라도, 본 발명의 다양한 실시 예 및 변형 예들에 포함되는 구성 내지 다양한 구성들의 특징으로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자의 이해 범위 내에서 다양한 특징적 효과가 도출될 수 있음은 자명하다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전자팽창밸브를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 전자팽창밸브를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2에 따른 전자팽창밸브의 분해상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4a 및 4b는 각각 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 전자팽창밸브를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전자팽창밸브의 일부 구성인 상승한계 조절자를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전자팽창밸브의 일부 구성인 작동하우징 내지 가이드하우징을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전자팽창밸브의 일부 구성인 작동어셈블리와 환형 체크밸브유닛의 분해 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8a 및 8b는 각각 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전자팽창밸브의 일부 구성인 교체형 오리피스유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다.

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 구성요소와의 관계에서 연결 내지 결합 등의 결합관계, 또는 전송 내지 이송 등의 전달관계 등을 형성하는 경우 '직접'이라는 한정이 없는 이상, '직접적인' 결합관계 내지 전달관계 등의 형태뿐만 아니라 그들 사이에 또 다른 구성요소가 관계됨으로써 매개체에 의한 결합관계 내지 경유되는 전달관계 등의 형태로도 존재할 수 있다. 또한, '상에', '위에', '하부에', '아래에' 등의 '접촉'의 의미를 내포할 수 있는 용어들이 포함된 경우도 마찬가지이다. 게다가, 방향을 나타내는 용어들은 기준이 되는 요소에 대한 상대적 개념으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 비록 단수로 표현된 구성일지라도, 발명의 개념에 반하거나 모순되게 해석되지 않는 이상 복수의 구성들 전체를 대표하는 개념으로 사용될 수 있다는 점에 유의하여야 한다.

게다가, 본 명세서에서 '포함하다', '포함하여 이루어진다' 등의 단어 및 그들로부터 파생된 용어의 기재는 본래의 요소 내지 요소들에 하나 또는 그 이상의 다른 구성요소의 부가, 조합 내지 결합의 가능성을 배제하지 않으며, 나아가, '구비하다', '구성되다' 등의 의미를 갖는 단어 및 그들로부터 파생된 용어의 기재도 본래의 요소 내지 요소들에 하나 또는 그 이상의 다른 구성요소의 부가, 조합 내지 결합에 의하여 본래의 요소 내지 요소들이 자신의 특징, 기능 및/또는 성질이 상실되지 않는 경우라면 그러한 하나 또는 그 이상의 다른 구성요소의 부가 내지 결합 가능성이 배제되지 않아야 한다.

본 명세서에서 참조되는 도면들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 예시로써, 모양, 크기, 두께 등은 기술적 특징의 효과적인 설명을 위해 과장되거나 축소되게 표현된 것일 수 있다.

[전자팽창밸브]

본 발명의 하나의 모습에 따른 전자팽창밸브를 도면을 참조하여 구체적으로 살펴본다. 이때, 참조되는 도면에 기재되지 않은 도면부호는 동일한 구성을 나타내는 다른 도면에서의 도면부호일 수 있다. 이때, 각 도면에 개시된 구성들은 실시예의 변형에 따라 일부 생략되거나 변형되어 실시될 수 있음에 유의해야 한다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전자팽창밸브를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 전자팽창밸브를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 2에 따른 전자팽창밸브의 분해상태를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4a 및 4b는 각각 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 전자팽창밸브를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전자팽창밸브의 일부 구성인 상승한계 조절자를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전자팽창밸브의 일부 구성인 작동하우징 내지 가이드하우징을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전자팽창밸브의 일부 구성인 작동어셈블리와 환형 체크밸브유닛의 분해 상태를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 8a 및 8b는 각각 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전자팽창밸브의 일부 구성인 교체형 오리피스유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다.

이때, 도 1의 전자팽창밸브는 닫혀진 상태를 나타내고, 도 2 및 4a의 전자팽창밸브는 개방된 상태로 팽창밸브 기능을 수행하는 상태를 나타내고, 도 4b의 전자팽창밸브는 팽창밸브 기능이 차단되고 체크밸브 기능을 수행하는 상태를 나타내고 있다. 본 실시예에 따른 전자팽창밸브의 기능은 도 1, 2, 4a 및 4b에 도시된 밸브의 차단 및 개방을 각각에 적용함에 따라 다양하게 구현될 수 있다.

도 1 내지 4b를 참조하여 하나의 예에 따른 전자팽창밸브를 살펴본다. 하나의 예에 따른 전자팽창밸브는 본체하우징(10), 작동어셈블리(30) 및 교체형 오리피스유닛(50)을 포함하고 있다. 본체하우징(10)은 둘레에 형성된 제1 포트(10a)를 구비한다. 작동어셈블리(30)는 본체하우징(10) 내에 설치된다. 이때, 작동어셈블리(30)는 내부에 가이드홀(131a)을 구비하는 작동하우징(31), 작동하우징(31)의 상측공간에 설치된 회전구동부(33) 및 회전구동부(33)의 하부에 설치되어 회전구동부(33)의 회전동력을 받아 가이드홀(131a)을 관통하며 무회전 승강하는 승강로드(35)를 포함한다. 교체형 오리피스유닛(50)은 본체하우징(10)의 하단을 통해 교체가능하게 본체하우징(10) 내에서 작동어셈블리(30)의 하부, 예컨대 승강로드(35)의 하부에 설치된다. 이때, 교체형 오리피스유닛(50)은 상단 중앙에서 오리피스홀(50a)을 노출시키는 오리피스 하우징(51) 및 팽창밸브 기능이 수행되도록 승강로드(35)의 하강 및 상승에 따라 오리피스 하우징(51) 내에서 오리피스홀(50a)을 개폐하는 오리피스세트(53)를 포함한다. 이때, 본 발명의 실시예에서, 작동하우징(31)은 가이드홀(131a)의 상부에 승강구속공간(31c)을 형성하고, 작동어셈블리(30)는 승강구속공간(31c)에 설치되되 승강로드(35)의 상승제한높이를 조절하는 상승한계 조절자(37)를 더 포함한다. 또한, 도 1 내지 4b를 참조하면, 또 하나의 예에 따른 전자팽창밸브는 환형유닛(70, 70')을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 도 2 내지 4b를 참조하면, 환형유닛(70, 70')은 환형 체크밸브유닛(70')일 수 있다.

전자팽창밸브의 각 구성들을 구체적으로 살펴볼 것이다. 이하에서는, 하나의 예에 따른 전자팽창밸브의 기본 구성인 본체하우징(10), 작동어셈블리(30) 및 교체형 오리피스유닛(50)을 먼저 살펴보고, 다음에 환형유닛(70, 70')을 구체적으로 살펴볼 것이다.

본체하우징(10)

도 1 내지 4b를 참조하여 본체하우징(10)을 살펴본다. 본체하우징(10)은 둘레에 형성된 제1 포트(10a)를 구비한다. 도 1 내지 4b를 참조하면, 하나의 예에서, 본체하우징(10)은 제1 포트(10a)의 하측 둘레에 형성된 제2 포트(10b)를 더 구비할 수 있다. 도시되지 않았으나, 본체하우징(10)은 제2 포트(10b) 없이 후술되는 교체형 오리피스유닛(50)의 하단 개구, 예컨대 도 4b에 도시된 오리피스 포트유닛(55)을 통해 유체가 유입되며 팽창밸브 기능을 수행할 수도 있다. 제1 포트(10a)는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전자팽창밸브에서 팽창밸브 기능 수행 시 출구측 포트가 되고, 도 2 내지 4b를 참조하면 또 하나의 실시예에 따른 전자팽창밸브에서는 체크밸브 기능 수행 시 입구측 포트 역할을 수행할 수 있다. 하나의 예에서, 제2 포트(10b)가 구비되는 경우, 제2 포트(10b)는 하나의 실시예에서 팽창밸브 기능 수행 시 입구측 포트가 되고, 또 하나의 실시예에서 체크밸브 기능 수행 시 출구측 포트 역할을 수행할 수 있다. 하나의 예에서, 제2 포트(10b)가 구비되지 않은 경우 교체형 오리피스유닛(50)의 하단 개구, 예컨대 하단 개구에 설치된 오리피스 포트유닛(55)의 개구는 팽창밸브 기능 수행 시 입구측 포트가 되고, 실시예에 따라 체크밸브 기능을 겸하는 경우 체크밸브의 출구측 포트 역할을 수행할 수 있다.

본체하우징(10) 내에 작동어셈블리(30)가 설치되고 본체하우징(10)의 하단 개구를 통해 내부로 교체형 오리피스유닛(50)이 설치된다. 예컨대, 교체형 오리피스유닛(50)은 본체하우징(10) 하단의 하단 체결부(13)에 형성된 하단홀(13a)을 관통하며 본체하우징(10) 내로 삽입 설치될 수 있다. 예컨대, 작동어셈블리(30)의 설치 위치는 제1 포트(10a)의 위치보다 높거나 또는 작동어셈블리(30)에 형성된 예컨대 제1 유로홀(231a)이 제1 포트(10a)의 위치에 대응하도록 설치될 수 있다.

예컨대, 제2 포트(10b)가 구비되는 경우, 제1 포트(10a)와 제2 포트(10b)는 서로 다른 방향이나 동일방향에서 형성될 수 있고, 이때, 설치 높이가 다르다. 교체형 오리피스유닛(50)은 교체 가능하게 본체하우징(10)의 하단에서 체결 내지 결합되므로 교체형 오리피스유닛(50)의 제2 유로홀(51b)이 제2 포트(10b)의 위치에 대응하도록 제2 포트(10b)의 위치가 결정될 수 있다. 예컨대, 제1 포트(10a)와 제2 포트(10b)의 위치 사이에 후술되는 환형유닛(70) 내지 환형밸브시트(71)가 설치될 수 있다.

예컨대, 하나의 예에서, 본체하우징(10) 하단에 하단 체결부(13)가 설치될 수 있다. 하단 체결부(13)는 교체형 오리피스유닛(50)이 관통하며 지지되는 하단홀(13a)을 구비할 수 있다. 예컨대, 도 2, 3 및 4a를 참조하면 하단 체결부(13)는 본체하우징 몸체(11)의 내측면 내지 몸체(11)에 용접 내지 결합된 결합부재(113)의 내측면에 나사산이 형성되어 교체형 오리피스유닛(50)과 나사결합될 수 있다. 이때, 결합부위에 밀폐를 위한 기밀부재(13b)가 설치될 수 있다.

예컨대, 본체하우징(10)은 하우징 몸체(11)의 상단에 하우징 캡(15)이 기밀을 유지하며 결합될 수 있다. 또는, 후술되는 구동부 하우징(31b)이 하우징 몸체(11)의 상단을 돌출하여 결합된 경우 하우징 캡(15)으로 하우징 몸체(11)와 구동부 하우징(31b)의 돌출부위 둘레를 동시에 체결하며 기밀을 유지시킬 수 있다. 예컨대, 하우징 캡(15)의 결합 해제 후 하우징몸체(11)의 상단을 통해 작동어셈블리(30)의 교체가 가능할 수 있다. 예컨대, 하우징 캡(15)의 상부 중앙부에 모터(33a)에 외부 전원을 공급하는 커넥터(133a)가 구비될 수 있다. 예컨대, 도 3을 참조하면, 하우징 캡(15)은 하우징 몸체(11)의 상단에 용접 내지 체결되는 결합부재(115)에 체결되는 제1 캡(15a)과 제1 캡(15a)의 상단부에 설치된 커넥터(133a)를 커버하는 제2 캡(15b)을 포함할 수 있다. 제1 캡(15a)과 하우징 몸체(11)의 상단 결합부재(115)와의 기밀을 유지하기 위한 밀폐부재(115a)와 제1 캡(15a) 상단부와 커넥터(133a)와의 기밀을 유지하기 위한 밀폐부재(115b)를 구비할 수 있다.

한편, 본체하우징(10)의 제1 포트(10a), 또는 제1 포트(10a)와 제2 포트(10b)에는 배관이 연결되거나 또는 배관 연결을 위한 배관커넥터(110)가 형성될 수 있다. 예컨대, 도 4b를 참조하면, 제2 포트(10b)에 연결되는 배관커넥터(110)의 개구에 커넥터 캡(110a)이 설치되어 제2 포트(10b)를 통한 유체의 흐름을 차단하고 후술되는 교체형 오리피스유닛(50)의 오리피스 포트유닛(55)의 개구를 통해 유체가 흐르도록 할 수 있다. 이때, 배관 커넥터(110)는 본체하우징(10)과 별도 구성이거나 또는 본체하우징(10)의 일부일 수 있다.

또한, 본체하우징(10)은 동, 철 등의 금속 내지 합금 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 본체하우징(10)의 재질은 동 재질 내지 동 합금 재질일 수 있다.

작동어셈블리(30)

다음으로, 도 1 내지 4b를 참조하여 작동어셈블리(30)를 구체적으로 살펴본다. 작동어셈블리(30)는 본체하우징(10) 내에, 예컨대 본체하우징(10) 내의 상측 공간에 설치된다. 이때, 작동어셈블리(30)는 작동하우징(31), 회전구동부(33) 및 승강로드(35)를 포함한다. 작동하우징(31)은 내부에 가이드홀(131a)을 구비한다. 회전구동부(33)는 작동하우징(31)의 상측공간에 설치된다. 승강로드(35)는 회전구동부(33)의 하부에 설치되어 회전구동부(33)의 회전동력을 받아 가이드홀(131a)을 관통하며 무회전 승강한다. 본 발명의 실시예에서, 작동어셈블리(30)는 승강로드(35)의 상승제한높이를 조절하는 상승한계 조절자(37)를 더 포함한다.

이하에서, 승강로드(35)의 동작 및 구성, 작동하우징(31)의 구성, 회전구동부(33)의 동작 및 구성, 그리고 상승한계 조절자(37) 순으로 구체적으로 살펴본다.

먼저, 승강로드(35)의 동작을 살펴보면, 승강로드(35)의 상승 시 후술되는 교체형 오리피스유닛(50)의 오리피스홀(50a)이 차단되고, 승강로드(35)의 하강 시 오리피스홀(50a)이 개방된다. 승강로드(35)의 하강 시, 본 발명에 따른 전자팽창밸브는 팽창밸브로서 동작하게 된다. 예컨대, 하나의 예에서, 도 2 내지 4b를 참조하면, 승강로드(35)가 상승 상태에 있는 경우 교체형 오리피스유닛(50)의 오리피스홀(50a)은 차단되고, 이때, 제1 포트(10a) 내의 유체압력이 후술되는 환형 체크밸브유닛(70') 하측 유체의 압력보다 높으면 오리피스홀(50a)을 우회하여 환형 체크밸브유닛(70')가 개방되며 하나의 실시예에 따른 전자팽창밸브는 체크밸브로서 동작하게 된다.

예컨대, 도 7을 참조하면 하나의 예에서, 승강로드(35)는 가이드홀 삽입부위가 가이드홀(131a)과 대응되게 비원형 수평단면구조로 형성되어, 승강로드(35)로 전달되는 회전력에 저항하며 무회전 승강이 이루어질 수 있다. 이때, 도 1 내지 4b를 참조하면 승강로드(35)는 상단부에 샤프트로드(33c)가 나사결합되는 로드체결홈(35a)을 구비하고, 로드체결홈(35a)에 체결된 후술되는 샤프트로드(33c)의 회전에 따라 무회전 승강할 수 있다.

예컨대, 하나의 예에서, 도 1 내지 4b 및 도 7을 참조하면, 승강로드(35)는 로드헤드(35b), 로드바디(35c) 및 하향 첨단부(35d)를 더 구비할 수 있다. 로드헤드(35b)는 상단 둘레에 수평방향으로 돌출 형성되어 후술되는 상승한계 조절자(37)의 천정부(37b) 하부의 승강구속공간(31c) 내에 배치된다. 도 7을 참조하면 로드바디(35c)는 로드헤드(35b)의 하부에 연결되며 비원형 수평단면구조를 갖는다. 하향 첨단부(35d)는 로드바디(35c)의 하단에서 하향으로 돌출된다. 승강로드(35)의 하향 첨단부(35d)는 하강 시 교체형 오리피스유닛(50)의 오리피스홀(50a)을 관통하는 오리피스 조절자(53b)의 헤드(153b) 단부와 맞닿으며 오리피스 조절자(53b)의 헤드(153b)를 하향으로 밀어 오리피스홀(50a)을 개방시킬 수 있다.

다음으로, 작동하우징(31)의 구성을 살펴본다. 작동하우징(31)은 내부에 가이드홀(131a)을 구비한다. 이때, 승강로드(35)는 가이드홀(131a)을 관통하며 무회전 승강한다. 예컨대, 승강로드(35)의 상단, 예컨대 로드헤드(35b)는 가이드홀(131a)의 상부 공간에 배치되고 승강로드(35)의 바디(35c)는 가이드홀(131a)을 관통하고, 승강로드(35)의 하단, 예컨대 하향 첨단부(35d)는 가이드홀(131a) 하부로 돌출된다. 작동하우징(31)의 상측공간에는 회전구동부(33)가 설치된다.

예컨대, 가이드홀(131a)은 승강로드(35)의 바디(35c)의 단면형상에 상응하는 수평 절단면상 비원형 구조로 형성될 수 있다. 이에 따라 가이드홀(131a)은 승강로드(35)의 회전을 차단하며 승강만을 안내하게 되고, 승강로드(35)는 가이드홀(131a)을 따라 무회전 승강할 수 있다.

작동하우징(31)은 승강구속공간(31c)을 형성하며 가이드홀(131a)의 상단에서 내경이 확대되는데, 이때 가이드홀(131a)의 상단 주위면은 승강로드(35)의 하강 시 승강로드(35)의 로드헤드(35b)가 걸리도록 형성되어 최대 하강 범위가 제한된다. 가이드하우징(31a)에 의한 승강로드(35)의 최대 하강 범위 제한은 승강로드(35)의 오버 하강으로 승강로드(35)의 하향 첨단부(35d)가 오리피스홀(50a)의 개방을 넘어서서 오리피스홀(50a)을 차단시키는 결과를 생기는 것을 방지할 수 있다.

도 1을 참조하면, 예컨대 작동하우징(31)은 하단부에 커버(31d)를 구비하고 커버(31d) 상에 가이드홀(131a)이 형성될 수 있다. 도 2 내지 4b, 6 및 도 7을 참조하면 작동하우징(31)은 가이드하우징(31a)을 구비하고 가이드하우징(31a) 내에 가이드홀(131a)이 형성될 수 있다.

하나의 예에서, 도 2 내지 4b, 6 및 도 7을 참조하면 작동하우징(31)은 가이드홀(131a) 하측으로 연장된 둘레에 본체하우징(10)의 제1 포트(10a)와 통하는 하나 이상의 제1 유로홀(231a)을 구비할 수 있다. 도 1에서는 가이드홀(131a) 하측으로 작동하우징(31)이 연장되어 있지 않아 제1 유로홀(231a)이 없어도 바로 제1 포트(10a)를 통해 유체가 흐를 수 있다. 도 2 내지 4b, 6 및 도 7에서는 제1 유로홀(231a)이 구비되어 오리피스홀(50a)을 통해 빠져나온 유체가 작동하우징(31) 내부에서 제1 유로홀(231a)을 통해 제1 포트(10a)로 빠져나갈 수 있다. 반대방향으로의 유체 흐름도 가능하다.

예컨대, 도 6을 참조하면, 하나의 예에서, 작동하우징(31)은 가이드홀(131a) 상단에서 확대된 승강구속공간(31c)과 작동하우징(31)의 외부를 관통하는 다수의 관통조절홀(331a)을 더 구비할 수 있다. 이때, 관통조절홀(331a)을 통해 노출되는 상승한계 조절자(37)의 조절홈(137a)을 통해 상승한계 조절자(37)를 회전시킴에 따라 상승한계 높이가 조절될 수 있다.

예컨대, 도 2 내지 4b를 참조하면, 하나의 예에서, 작동하우징(31)은 가이드하우징(31a) 및 구동부 하우징(31b)을 구비하여 이루어질 수 있다. 이때, 가이드하우징(31a)의 내부에 가이드홀(131a)이 형성된다. 가이드하우징(31a)은 하나 이상의 제1 유로홀(231a)을 구비한다. 즉, 가이드홀(131a) 하측의 둘레에 제1 포트(10a)와 통하는 하나 이상의 제1 유로홀(231a)이 형성된다. 이때, 가이드하우징(31a) 내에 승강로드(35)가 가이드홀(131a)를 관통하여 장착된다. 예컨대, 가이드하우징(31a)의 하단은 환형유닛(70, 70'), 예컨대 환형 체결밸브유닛(70')의 상단에 체결될 수 있다.

예컨대, 도 6을 참조하면 하나의 예에서, 가이드하우징(31a)은 승강구속공간(31c)과 작동하우징(31)의 외부를 관통하는 다수의 관통조절홀(331a)을 구비할 수 있다. 관통조절홀(331a)은 가이드하우징(31a)의 상단부의 수평방향으로 확대된 환형영역 하부와 외측둘레에 걸쳐 도 6에 도시된 바와 같은 단면 일측 상 '』' 구조로 형성됨으로써 예컨대 구동부 하우징(31b)이 상단부 확대된 부위의 내측면과 체결되더라도 상단부 확대된 부위의 하부를 통해 상승한계 조절자(37)의 조절홈(137a)이 노출될 수 있다. 예컨대, 도 6을 참조하면, 가이드하우징(31a)은 가이드홀(131a) 둘레 및 그 하측을 구성하는 하단부와 가이드홀(131a) 상부 둘레를 구성하는 상단부를 형성되고 상단부 내경이 하단부 외경보다 더 크게 형성될 수 있다. 이때, 관통조절홀(331a)의 수평측은 가이드홀 방향의 내측면이 가이드하우징(31a) 하단부의 상단 둘레에 의해 형성되며 가이드하우징(31a)의 상단부의 수평방향으로 확대된 환형영역의 하부를 관통하고 나아가 관통조절홀(331a)의 수직측은 내측상부면이 가이드하우징(31a)의 상단부 둘레에서 원주방향과 수직한 소정 높이에 형성되며 단면 일측 상 '』' 구조가 형성될 수 있다.

예컨대, 관통조절홀(331a)의 개수는 조절홈(137a)의 개수와 동일하거나 적을 수 있다. 예컨대, 원주방향을 기준으로 할 때, 각 관통조절홀(331a)의 폭이 각 조절홈(137a)보다 넓게 하며 조절홈(137a)의 개수보다 적게 관통조절홀(331a)이 형성될 수 있다. 원주방향을 기준으로 각 관통조절홀(331a)의 폭이 넓으므로 노출된 공간을 통해 조절홈(137a)에 도구를 삽입시켜 상승한계 조절자(37)를 용이하게 회전시키며 높이를 조절할 수 있다.

구동부 하우징(31b)은 가이드하우징(31a)의 상단부에 체결되며 내부에 회전구동부(33)를 안치한다. 가이드하우징(31a)의 상단부는 가이드홀(131a) 상단에서 확대되며 후술되는 승강구속공간(31c)의 하부를 형성할 수 있다. 예컨대, 구동부 하우징(31b)은 하측 내주면에서 돌기가 돌출되어 상승한계 조절자(37)의 상승높이를 제한하며 가이드하우징(31a)의 상단부와 함께 승강구속공간(31c)을 형성할 수 있다.

다음으로, 회전구동부(33)를 살펴본다. 하나의 예에서, 도 1 내지 4b를 참조하면 회전구동부(33)는 모터(33a) 및 샤프트로드(33c)를 구비할 수 있다. 샤프트로드(33c)는 모터(33a)의 회전에 따라 회전하며 승강로드(35)를 승강시킨다. 샤프트로드(33c)는 둘레에 나사산이 형성되어 있어 승강로드(35)에 나사결합하며 모터(33a)의 회전력을 받아 승강로드(35)가 승강하도록 한다.

예컨대, 샤프트로드(33c)는 상승한계 조절자(37)의 상단 중앙에 형성된 로드관통홀(37c)을 관통하며 승강로드(35)의 로드체결홈(35a)에 나사 회전가능하게 결합하며 체결될 수 있다.

예컨대, 승강로드(35)의 승강은 모터(33a)의 정/역회전에 따라 이루어질 수 있다. 예컨대, 모터(33a)의 정회전 시 승강로드(35)는 하강하고 모터(33a)의 역회전 시 승강로드(35)는 상승하거나 또는 이와 반대로 동작할 수 있다. 예컨대, 모터(33a)는 스텝핑 모터일 수 있다. 승강로드(35)는 샤프트로드(33c)와 결합되어, 모터(33a)의 회전에 따른 샤프트로드(33c)의 회전운동이 승강로드(35)의 상하운동으로 전환될 수 있다.

하나의 예에서, 회전구동부(33)는 모터(33a)에 연결되며 모터(33a)의 회전을 감속시켜 샤프트로드(33c)로 감속회전을 전달하는 감속기(33b)를 더 구비할 수 있다.

다음으로, 상승한계 조절자(37)를 구체적으로 살펴본다. 본 발명의 실시예에서, 작동어셈블리(30)는 승강로드(35)의 상승제한높이를 조절하는 상승한계 조절자(37)를 더 포함한다. 작동하우징(31)은 가이드홀(131a)의 상부에 승강구속공간(31c)을 형성하고, 상승한계 조절자(37)는 승강구속공간(31c)에 설치된다.

본 발명에 따른 전자팽창밸브는 교체형 오리피스유닛(50)을 포함하고 있는데, 오리피스 유닛에서 오리피스홀(50a)을 관통하는 오리피스 조절자(53b)의 관통높이 내지 돌출높이는 교체형 오리피스유닛(50)의 종류에 따라 달라질 수 있다. 교체형 오리피스유닛(50)을 포함하는 전자팽창밸브는 다양한 오리피스 유닛의 교체가 원할하게 이루어질 수 있도록 해야 하므로, 승강로드(35)의 상승높이의 한계치가 최고로 설정되는 것이 바람직하다. 이때, 오리피스 조절자(53b)의 관통높이 내지 돌출높이가 낮은 교체형 오리피스유닛(50)로 교체되는 경우 오리피스홀(50a)이 차단된 후에도 모터회전에 따라 승강로드(35)가 계속 상승하게 된다. 승강로드(35)의 재하강시에도 모터 회전에 따라 승강로드(35)의 하단부가 오리피스홀(50a)을 차단하는 오리피스 조절자(53b)의 상단을 바로 누르지 못하고 일정 거리 하강 후에 비로소 오리피스 조절자(53b)의 상단을 누르게 된다. 이러한 과정이 반복되다보면 전자팽창밸브의 제어의 정밀성이 떨어질 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에서와 같이 작동어셈블리(30)에 상승한계 조절자(37)를 구비할 수 있다. 이에 따라, 교체되는 교체형 오리피스유닛(50)에 따라 적절한 승강구간을 설정할 수 있다. 또한, 전자팽창밸브의 계속적인 사용에 따라 승강구간 한계 도달 후 잔여 모터회전이 반복되고 이에 따라 승강구간 제어가 느슨해질 수 있다. 반복적인 사용에 따라 미세하게 승강구간 한계 범위가 느슨해지는 것은 회전에 대한 저항력을 가지고 동작제어를 하는 경우만이 아니라 승강거리를 가지고 동작제어를 수행하는 경우에도 발생될 수 있다. 이러한 경우에, 본 발명의 실시예에서는 상승한계 조절자(37)를 통해 승강높이를 조절함으로써 승강구간 한계범위가 느슨해지더라도 승강높이 조절을 통해 전자팽창밸브의 제어 정밀성을 높일 수 있다.

예컨대, 도 1 내지 4b 및 도 5를 참조하면, 상승한계 조절자(37)는 높이조절부(37a), 천정부(37b) 및 로드관통홀(37c)을 구비할 수 있다. 높이조절부(37a)는 가장자리를 따라 형성되되 가이드홀(131a) 상단에서 확대된 승강구속공간(31c)의 내주면과 나사결합된다. 예컨대, 도 5를 참조하면 하나의 예에서, 높이조절부(37a)는 가장자리를 따라 하부에서 상측으로 형성된 다수의 조절홈(137a)을 구비할 수 있다. 이때, 작동하우징(31), 예컨대 가이드하우징(31a)에 형성된 다수의 관통조절홀(331a)을 통해 조절홈들(137a)이 노출될 수 있다. 관통조절홀(331a)을 통해 노출되는 조절홈(137a)을 통해 상승한계 조절자(37)를 회전시킴에 따라 상승한계 높이가 조절될 수 있다. 예컨대, 가이드하우징(31a)에 형성된 관통조절홀(331a)의 개수는 높이조절부(37a)에 형성된 조절홈들(137a)의 개수와 일치하거나 적을 수 있고, 예컨대 적게 형성될 수 있다. 관통조절홀(331a)의 개수가 적은 대신 원주방향을 기준으로 폭을 각 조절홈(137a) 보다 넓게 형성시켜 용이하게 조작가능하도록 할 수 있다. 예컨대 조절홈들(137a)은 원주방향을 따라 6개 형성되고, 관통조절홀들(331a)은 4개로 형성되되 원주방향 폭이 더 넓도록 형성될 수 있고 이에 한정되지 않는다. 예컨대 조절홈(137a)은 높이조절부(37a)의 원주방향을 따라 균등간격으로 형성될 수 있다.

천정부(37b)는 승강로드(35)의 상승한계를 정한다. 천정부(37b)는 작동하우징(31), 예컨대 가이드하우징(31a)의 가이드홀(131a) 상단 확대부위와 이격되어 상승높이의 한계를 제한한다. 또한, 로드관통홀(37c)은 천정부(37b)의 중앙에 형성되며 샤프트로드(33c)에 의해 관통된다.

교체형 오리피스유닛(50)

다음으로, 도 1 내지 4b, 8a 및 8b를 참조하여 교체형 오리피스유닛(50)을 살펴본다. 교체형 오리피스유닛(50)은 본체하우징(10)의 하단을 통해 교체가능하게 본체하우징(10) 내에서 작동어셈블리(30)의 하부, 예컨대 승강로드(35)의 하부에 설치된다. 이때, 교체형 오리피스유닛(50)은 오리피스 하우징(51) 및 오리피스세트(53)를 포함한다. 오리피스 하우징(51)은 상단 중앙에서 오리피스홀(50a)을 노출시킨다. 오리피스세트(53)는 오리피스 하우징(51) 내에 구비된다. 오리피스세트(53)는 팽창밸브 기능이 수행되도록 승강로드(35)의 하강 및 상승에 따라 오리피스 하우징(51) 내에서 오리피스홀(50a)을 개폐한다.

도 1 내지 4b, 8a 및 8b에 도시된 교체형 오리피스유닛(50)은 실시예에 따라 다른 도면의 구성들과 함께 조합되어 본 발명의 하나의 예에 따른 전자팽창밸브를 구성할 수 있다.

오리피스 하우징(51)과 오리피스세트(53) 순으로 살펴보고, 추가로 오리피스 포트유닛(55)을 살펴본다.

예컨대, 오리피스 하우징(51)은 상단 중앙부에서 오리피스홀(50a)을 직접 구비하거나 또는 오리피스홀(50a)이 구비된 조절자 하우징(53a)을 감싸므로써 오리피스홀(50a)을 노출시킬 수 있다. 예컨대, 도 1 및 8a에 도시된 바와 같이, 오리피스 하우징(51) 상당 중앙에 오리피스홀(50a)이 직접 형성되어 노출되거나 또는 도 2 내지 4b 및 도 8b에 도시된 바와 같이 오리피스 하우징(51)의 상단 중앙에 형성된 개구(51a)를 통해 오리피스홀(50a)이 노출될 수 있다. 도 2 내지 4b 및 도 8b에서, 오리피스 하우징(51)의 상단 개구(51a)는 오리피스 하우징(51) 내부에 삽입된 조절자 하우징(53a)의 오리피스홀(50a)을 노출킨다.

도 1 내지 4b, 8a 및 8b를 참조하면 하나의 예에서, 오리피스 하우징(51)은 둘레에 본체하우징(10)의 제2 포트(10b)와 통하는 하나 이상의 제2 유로홀(51b)을 구비할 수 있다. 예컨대, 본체하우징(10)에 제2 포트(10b)가 없는 경우 교체형 오리피스유닛(50)의 하단 개구를 통해 유체가 흐르므로, 제2 유로홀(51b)은 구비되지 않아도 된다. 예컨대, 도 1 내지 4a를 참조하면, 교체형 오리피스유닛(50)의 하단 개구가 막혀 있으므로, 오리피스 하우징(51)에 구비된 제2 유로홀(51b)을 통해 제2 포트(10b)와 유체가 교환될 수 있다. 예컨대, 제2 유로홀(51b)의 위치는 본체하우징(10)의 제2 포트(10b)와 실질적으로 동일한 높이 범위에 배치될 수 있고, 이에 한정되지 않는다.

다음으로, 오리피스세트(53)를 살펴본다. 도 2 내지 4b를 참조하면 하나의 예에서, 오리피스세트(53)는 조절자 하우징(53a), 오리피스 조절자(53b), 오리피스 스프링(53c) 및 스프링지지부(53d)를 포함할 수 있다. 조절자 하우징(53a)은 오리피스 하우징(51) 내에서 제2 유로홀(51b)의 상측에 삽입 설치되고 상단에 오리피스홀(50a)이 형성된다. 예컨대, 조절자 하우징(53a)의 오리피스홀(50a)은 오리피스 하우징(51)에 형성된 상단 개구(51a)를 통해 노출될 수 있다. 참고로, 도 1에서는 조절자 하우징(53a)이 없이 오리피스 하우징(51) 상에 오리피스홀(50a)이 형성된다.

도 1 내지 4b를 참조하면, 오리피스 조절자(53b)는 테이퍼진 형상의 헤드(153b)를 구비하고 승강로드(35)의 하강에 따라 하향 첨단부(35d)와 헤드 상단부가 맞닿아 하강하고 탄성력에 의해 상승한다. 오리피스 조절자(53b)의 하강 및 상승에 따라 오리피스홀(50a)이 개폐된다. 도 1에서는 오리피스 조절자(53b)가 오리피스 하우징(51) 내에 구비되고, 도 2 내지 4b에서는 오리피스 조절자(53b)가 조절자 하우징(53a) 내에 구비된다. 예컨대, 오리피스 조절자(53b)에 의한 오리피스홀(50a)의 차단은 모터(33a)의 역회전 또는 정회전에 의한 승강로드(35)의 상승에 따라 오리피스 스프링(53c)의 탄성력에 의해 오리피스 조절자(53b)가 상승하여 차단할 수 있다. 예컨대, 오리피스 조절자(53b)는 조절자로드(253b) 및 헤드(153b)를 구비할 수 있다. 헤드(153b)는 조절자로드(253b)의 상측에 원뿔기둥 형상을 포함하여 이루어져 상승 시 상단부가 오리피스홀(50a)에 삽입되며 오리피스홀(50a)의 하측을 막는다. 예컨대, 헤드(153b)의 상단면에는 승강로드(35)의 하향 첨단부(35d)가 안착되는 수용홈이 구비될 수 있다.

도 1 내지 4b를 참조하면, 오리피스 스프링(53c)은 오리피스 조절자(53b)의 헤드(153b)에 연결된 조절자로드(253b) 둘레에서 오리피스 조절자(53b)의 헤드(153b) 하부를 탄성지지한다. 이때, 오리피스 스프링(53c)은 도 1에서 오리피스 하우징(51) 내에 설치되고, 도 2 내지 4b에서는 조절자 하우징(53a) 내에 설치된다.

도 2 내지 4b를 참조하면, 스프링지지부(53d)는 조절자 하우징(53a)의 후단에 설치되며 오리피스 스프링(53c)을 지지한다. 도 1에서는 오리피스 스프링(53c)을 지지하는 역할을 오리피스 캡(54)이 수행하고 있다. 도 2 내지 4b에서, 스프링지지부(53d)는 조절자로드(253b)가 관통하는 조절자 가이드홀(153d)을 구비할 수 있다. 도 2 내지 4b에서, 스프링지지부(53d)는 유체가 통과될 수 있도록 형성된다.

다음으로, 교체형 오리피스유닛(50)에서 실시예에 따라 추가되는 구성들을 살펴본다. 예컨대, 오리피스 하우징(51)의 하단에는 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이 오리피스 캡(54)이 구비될 수 있다. 오리피스 캡(54)은 오리피스 하우징(51)의 하단 개구를 막는다. 또한, 오리피스 캡(54) 상에 오리피스 하우징(51)이 체결되고, 오리피스 캡(54)이 교체형 오리피스유닛(50)이 본체하우징(10) 하단 체결부(13)의 하단홀(13a)에 나사결합될 수 있다. 이때, 오리피스 캡(54)을 돌려 교체형 오리피스유닛(50)을 하단홀(13a)에 체결시키거나 하단홀(13a)로부터 분리시킬 수 있다. 예컨대, 오리피스 캡(54)이 하단 체결부(13)의 하단홀(13a)에 체결되는 경우 하단 체결부(13)와 사이에 밀폐부재가 구비되어 기밀을 유지할 수 있다. 예컨대, 오리피스 캡(54)은 도 2 내지 3에서와 같이 하단에 공구삽입홈이 형성되어 예컨대 육각렌치 등을 공구삽입홈에 끼워 돌리거나 도 1에서와 같이 하단에 볼트머리를 형성하여 공구로 볼트머리를 돌리며 하단 체결부(13)와의 결합 내지 해제가 수행될 수 있다.

도 4a 및 4b를 참조하면, 교체형 오리피스유닛(50)는 오리피스 포트유닛(55)을 더 포함할 수 있다. 오리피스 포트유닛(55)은 내부에 포트유로(55a)가 형성된다. 오리피스 포트유닛(55)의 포트유로(55a)는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전자팽창밸브의 하나의 유로를 형성할 수 있다. 예컨대, 도 4b에 도시된 바와 같이 제2 포트(10b)가 차단된 경우 오리피스 포트유닛(55)의 포트유로(55a)를 통해 유체가 흐를 수 있다. 오리피스 포트유닛(55)은 오리피스 하우징(51)의 하단에 설치된다. 예컨대, 오리피스 하우징(51)의 하측 둘레와 오리피스 포트유닛(55)의 둘레의 적어도 일부가 본체하우징(10) 하단체결부(13)의 하단홀(13a)에 체결될 수 있다.

도 4a를 참조하면, 오리피스 포트유닛(55)의 포트유로(55a)를 차단하기 위한 포트캡(55c)이 설치될 수 있다. 도 4b를 참조하면, 포토유로(55a)가 개방되는 경우, 제2 포트(10b) 측에 커넥터 캡(110a)이 설치될 수 있다.

예컨대, 도 4a 및 4b를 참조하면 하나의 예에서, 오리피스 포트유닛(55)은 오리피스 포트유닛(55)의 하측에 체결되는 오리피스 커넥터(155)를 더 포함할 수 있다. 도 4a에서 오리피스 커넥터(155)는 포트캡(55c)을 고정시키기 위해 설치될 수 있고, 도 4b에서는 다른 배관과 포토유로(55a)를 연결시키기 위해 설치될 수 있다. 예컨대, 도 4a 및 4b를 참조하면 오리피스 커넥터(155)는 오리피스 포트유닛(55)의 하측에 체결되면서 본체하우징(10)의 하단 체결부(13)와 나사결합하며 교체형 오리피스유닛(50)을 본체하우징(10) 하단에 고정시킬 수 있다.

도 2 내지 4b를 참조하면 하나의 예에서, 오리피스 포트유닛(55)은 유체 투과망(55b)을 더 포함할 수 있다. 유체 투과망(55b)은 오리피스 포트유닛(55)의 상측에 설치된다. 유체 투과망(55b)은 포토유로(55a)로부터 유입되는 유체나 포토유로(55a)로 나가는 유체를 투과시킨다.

환형유닛(70, 70') 내지 환형 체크밸브유닛(70')

다음으로, 도 1 내지 4b를 참조하여 환형유닛(70, 70') 내지 환형 체크밸브유닛(70')을 살펴본다. 하나의 예에서, 전자팽창밸브는 환형유닛(70, 70')을 더 포함할 수 있다. 환형유닛(70, 70')은 교체형 오리피스유닛(50)의 상측 둘레와 본체하우징(10) 내측 사이의 환형이격공간에 설치된다. 환형유닛(70, 70')은 교체형 오리피스유닛(50)의 상측 둘레와 대면하는 내측면 상에 내측 밀폐링(72a)을 구비하고 오리피스홀(50a) 개방 시 환형이격공간의 기밀을 유지할 수 있다.

도 1에서 환형유닛(70)은 단순히 환형이격공간의 기밀을 유지하기 위한 것이고, 도 2 내지 4b에 도시된 환형 체크밸브유닛(70')과 같은 체크밸브 기능을 수행할 수 없다. 도시되지 않았으나, 도 2 내지 4b에 도시된 전자팽창밸브에서 환형 체크밸브유닛(70') 대신에 도 1의 환형유닛(70)이 설치됨으로써, 전자팽창밸브가 체크밸브 겸용이 아닌 단순 팽창밸브 기능을 수행하도록 할 수도 있다.

도 2 내지 4b를 참조하면, 환형유닛(70, 70')은 환형 체크밸브유닛(70')일 수 있다. 이때, 환형 체크밸브유닛(70')은 승강로드(35)의 하강 시 환형이격공간을 통한 유체 흐름을 차단하고 승강로드(35)의 상승 시 환형이격공간을 통한 유체 흐름을 허용하여 체크밸브 기능을 수행할 수 있다. 체크밸브 기능의 수행은 승강로드(35)의 상승에 따른 오리피스홀(50a)의 차단 시 이루어진다.

예컨대, 도 2 내지 4b를 참조하면 하나의 예에서, 환형 체크밸브유닛(70')은 환형밸브시트(71), 체크밸브부(75) 및 체크밸브 스프링(73)을 포함할 수 있다. 도 2 내지 4b 및 도 7을 참조하면 환형밸브시트(71)는 제1 포트(10a) 및 제2 포트(10b) 사이의 환형이격공간에 설치된다. 환형밸브시트(71)의 환형상을 따라 상하부를 관통하는 적어도 하나 이상의 체크밸브홀(71a)이 형성된다. 예컨대, 체크밸브홀(71a)은 환형상을 따라 형성된 환형 호형상 구조일 수 있고, 이에 한정되지 않는다. 이때, 내측 밀폐링(72a)은 환형밸브시트(71)의 내측면 상에 구비될 수 있다.

도 2 내지 4b를 참조하면 하나의 예에서, 환형밸브시트(71)는 외측 밀폐링(72b) 및 상단 단턱부(71b)를 더 구비할 수 있다. 또한, 하나의 예에서, 환형밸브시트(71)는 하단 단턱부(71c)를 더 구비할 수 있다. 외측 밀폐링(72b)은 환형밸브시트(71)의 외측면 상에서 본체하우징(10)과 기밀을 유지한다. 상단 단턱부(71b)는 환형밸브시트(71) 내측면의 상단부에서 확대되어 단턱지며 교체형 오리피스유닛(50)의 상단부 둘레와 함께 제1 환형홈(171b)을 형성시킨다. 예컨대, 이때, 작동하우징(31)의 하단부, 예컨대 가이드하우징(31a)의 하단부가 제1 환형홈(171b)에 삽입 설치될 수 있다. 이때, 작동하우징(31) 내지 가이드하우징(31a)의 둘레에는 제1 포트(10a)와 통하는 하나 이상의 제1 유로홀(231a)이 형성된다.

하단 단턱부(71c)는 환형밸브시트(71)의 내측면 하단부에서 단턱지며 확장되어 교체형 오리피스유닛(50)의 둘레와 함께 제2 환형홈(171c)을 형성시킨다. 예컨대, 이때, 체크밸브 스프링(73)에 의한 상승 시 체크밸브부(75)의 상단부가 제2 환형홈(171c)에 삽입될 수 있다.

다음으로, 체크밸브부(75)를 살펴본다. 도 2 내지 4b를 참조하면 체크밸브부(75)는 체크밸브홀(71a) 하단에 설치되고 상하부 압력차에 따라 체크밸브홀(71a)의 차단 및 개방을 수행한다. 상하부 압력차는 체크밸브 스프링(73)의 탄성력에 의한 압력이 함께 고려된 압력차이다.

예컨대, 도 2 내지 4b를 참조하면 하나의 예에서, 체크밸브부(75)는 환형밸브체(75a) 및 밀폐시트(75b)를 포함할 수 있다. 환형밸브체(75a)는 교체형 오리피스유닛(50)에 의해 관통되며 체크밸브 스프링(73)에 의해 지지되도록 둘레에 환형상으로 돌출되게 형성된다. 환형밸브체(75a)는 체크밸브 스프링(73) 및 상하부 압력차에 의해 승강한다. 예컨대 환형밸브체(75a)는 상승시 상단부가 제2 환형홈(171c)에 삽입될 수 있다. 밀폐시트(75b)는 환형밸브체(75a)의 환형상 돌출부위 상에 형성되어 체크밸브홀(71a)의 차단 시 기밀을 유지한다.

다음으로, 도 2 내지 4b를 참조하면, 체크밸브 스프링(73)은 체크밸브부(75)의 하측에서 교체형 오리피스유닛(50)의 둘레에 설치되며 체크밸브부(75)를 탄성 지지한다. 예컨대, 체크밸브 스프링(73)의 타단은 하단 체결부(13) 상에 지지될 수 있다.

[냉난방 시스템]

다음으로, 전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 하나의 모습에 따른 냉난방 시스템을 살펴본다. 본 발명의 하나의 예에 따른 냉난방 시스템은 배관 상에 전자팽창밸브를 구비하고 있다. 이때, 전자 팽창밸브는 전술한 발명의 하나의 모습에 따른 실시예들 중 어느 하나에 따른 전자팽창밸브일 수 있다. 전자팽창밸브의 구체적인 설명은 전술된 설명들에 의해 대체된다. 전술한 발명의 모습의 실시예들에 따른 전자팽창밸브는 제어에 따라 전자팽창밸브의 본 기능뿐만 아니라 체크밸브 기능을 수행할 수 있으므로, 냉난방 시스템에서 배관 구성을 간단히 할 수 있고, 그에 따른 비용을 절감할 수 있다. 배선관로 상에서 전자팽창밸브 기능을 수행하는 관로와 체크밸브 기능을 수행하는 관로를 병행시켜 제어에 따라 어느 하나의 관로로 유체가 흐르도록 하는 배관 구성은 당해 기술분야에서 이미 자명하게 널리 알려져 있으므로, 본 발명에 따라 종래에 이미 널리 알려진 병행 관로 구성을 하나의 관로로 줄이고 그 관로 상에 본 발명에 따른 전자팽창밸브를 구비토록 함으로써 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 전자팽창밸브를 구비토록 하여 2개의 관로를 하나의 관로로 줄일 수 있는 배관 구성에 대해서는 구체적인 설명을 생략하도록 한다.

이상에서, 전술한 실시 예들 및 첨부된 도면들은 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니라 본 발명에 대한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것이다. 이때, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 전술한 구성요소들의 다양한 조합에 따라 다양한 변형 예들이 자명하게 구현될 수 있다. 즉, 본 발명의 다양한 실시 예는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 전술한 구성요소들의 다양한 조합에 따라 다양한 변형된 형태로도 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 기재된 발명에 따라 해석되어야 하며 전술된 실시 예들뿐만 아니라 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변경, 대안, 균등 실시 예들을 포함하고 있다.

10: 본체하우징 10a: 제1 포트
10b: 제2 포트 13: 하단 체결부
30: 작동어셈블리 31: 작동하우징
31a: 가이드하우징 31b: 구동부 하우징
131a: 가이드홀 231a: 제1 유로홀
331a: 관통조절홀 31c: 승강구속공간
33: 회전구동부 33a: 모터
33b: 감속기 33c: 샤프트로드
35: 승강로드 35a: 로드체결홈
37: 상승한계 조절자 37a: 높이조절부
137a: 조절홈 37b: 천정부
37c: 로드관통홀 50: 교체형 오리피스유닛
50a: 오리피스홀 51: 오리피스 하우징
51b: 제2 유로홀 53: 오리피스세트
53a: 조절자 하우징 53b: 오리피스 조절자
53c: 오리피스 스프링 53d: 스프링지지부
54: 오리피스 캡 55: 오리피스 포트유닛
70, 70': 환형유닛 70': 환형 체크밸브유닛
71: 환형밸브시트 71a: 체크밸브홀
73: 체크밸브 스프링 75: 체크밸브부
75a: 환형밸브체 75b: 밀폐시트
110: 배관커넥터

Claims (10)

1. 둘레에 형성된 제1 포트를 구비하는 본체하우징; 상기 본체하우징 내에 설치되되, 내부에 가이드홀을 구비하는 작동하우징, 상기 작동하우징의 상측공간에 설치된 회전구동부 및 상기 회전구동부의 하부에 설치되어 상기 회전구동부의 회전동력을 받아 상기 가이드홀을 관통하며 무회전 승강하는 승강로드를 포함하는 작동어셈블리; 및 상기 본체하우징의 하단을 통해 교체가능하게 상기 본체하우징 내에서 상기 작동어셈블리의 하부에 설치되되, 상단 중앙에서 오리피스홀을 노출시키는 오리피스 하우징 및 팽창밸브 기능이 수행되도록 상기 승강로드의 하강 및 상승에 따라 상기 오리피스 하우징 내에서 상기 오리피스홀을 개폐하는 오리피스세트를 포함하는 교체형 오리피스유닛을 포함하는 전자팽창밸브에 있어서,
   상기 작동하우징은 상기 가이드홀의 상부에 승강구속공간을 형성하고,
   상기 작동어셈블리는 상기 승강구속공간에 설치되되 상기 승강로드의 상승제한높이를 조절하는 상승한계 조절자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자팽창밸브.
   
2. 청구항 1에서,
   상기 회전구동부는 모터 및 상기 모터의 회전에 따라 회전하며 둘레에 나사산이 형성된 샤프트로드를 구비하고,
   상기 승강로드는 가이드홀 삽입부위가 상기 가이드홀과 대응되게 비원형 수평단면구조이고 상단부에 상기 샤프트로드가 나사결합되는 로드체결홈을 구비하여 상기 로드체결홈에 체결된 상기 샤프트로드의 회전에 따라 무회전 승강하고,
   상기 상승한계 조절자는 가장자리를 따라 형성되되 상기 가이드홀 상단에서 확대된 상기 승강구속공간의 내주면과 나사결합되는 높이조절부, 상기 승강로드의 상승한계를 정하는 천정부 및 상기 천정부의 중앙에 형성되어 상기 샤프트로드가 관통하는 로드관통홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자팽창밸브.
   
3. 청구항 2에서,
   상기 높이조절부는 상기 가장자리를 따라 하부에서 상측으로 형성된 다수의 조절홈을 구비하고,
   상기 작동하우징은 상기 가이드홀 상단에서 확대된 상기 승강구속공간과 상기 작동하우징의 외부를 관통하는 다수의 관통조절홀을 더 구비하고,
   상기 관통조절홀을 통해 노출되는 상기 조절홈을 통해 상기 상승한계 조절자를 회전시킴에 따라 상승한계 높이가 조절되는 것을 특징으로 하는 전자팽창밸브.
   
4. 청구항 3에서,
   상기 작동하우징은 내부에 상기 가이드홀이 형성되고 상기 가이드홀 하측의 둘레에 상기 제1 포트와 통하는 하나 이상의 제1 유로홀이 형성된 가이드하우징 및 내부에 상기 회전구동부를 안치하고 상기 가이드홀 상단에서 확대된 상기 가이드하우징의 상단부에 체결되는 구동부 하우징을 구비하고,
   상기 구동부 하우징은 하측 내주면에서 돌기가 돌출되어 상기 상승한계 조절자의 상승높이를 제한하며 상기 가이드하우징의 상단부와 함께 상기 승강구속공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자팽창밸브.
   
5. 청구항 3에서,
   상기 회전구동부는 상기 모터에 연결되며 상기 모터의 회전을 감속시켜 상기 샤프트로드로 감속회전을 전달하는 감속기를 더 구비하고,
   상기 승강로드는 상단 둘레에 수평방향으로 돌출 형성되어 상기 상승한계 조절자의 상기 천정부 하부의 상기 승강구속공간 내에 배치된 로드헤드, 상기 로드헤드의 하부에 연결되며 상기 비원형 수평단면구조를 갖는 로드바디 및 상기 로드바디의 하단에서 하향으로 돌출된 하향 첨단부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전자팽창밸브.
   
6. 청구항 1 내지 5 중 어느 하나에서,
   상기 교체형 오리피스유닛의 상측 둘레와 상기 본체하우징 내측 사이의 환형이격공간에 설치되고 상기 교체형 오리피스유닛의 상측 둘레와 대면하는 내측면 상에 내측 밀폐링을 구비하고 상기 오리피스홀 개방 시 상기 환형이격공간의 기밀을 유지하는 환형유닛을 더 포함하고,
   상기 본체하우징 하단에 하단 체결부가 설치되되, 상기 하단 체결부는 상기 교체형 오리피스유닛이 관통하며 지지되는 하단홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자팽창밸브.
   
7. 청구항 6에서,
   상기 본체하우징은 상기 제1 포트의 하측 둘레에 형성된 제2 포트를 더 구비하고, 상기 오리피스 하우징의 둘레에 상기 제2 포트와 통하는 하나 이상의 제2 유로홀이 형성되고,
   상기 환형유닛은 상기 승강로드의 하강 시 상기 환형이격공간을 통한 유체 흐름을 차단하고 상기 승강로드의 상승 시 상기 환형이격공간을 통한 유체 흐름을 허용하여 체크밸브 기능을 수행하는 환형 체크밸브유닛이고,
   상기 환형 체크밸브유닛은, 상기 제1 포트 및 상기 제2 포트 사이의 상기 환형이격공간에 설치되며 환형상을 따라 상하부를 관통하는 적어도 하나 이상의 체크밸브홀이 형성된 환형밸브시트, 상기 체크밸브홀 하단에 설치되고 상하부 압력차에 따라 상기 체크밸브홀의 차단 및 개방을 수행하는 체크밸브부, 및 상기 체크밸브부의 하측에서 상기 교체형 오리피스유닛의 둘레에 설치되며 상기 체크밸브부를 탄성 지지하는 체크밸브 스프링을 포함하고,
   상기 내측 밀폐링은 상기 환형밸브시트의 내측면 상에 구비되는 것을 특징으로 하는 전자팽창밸브.
   
8. 청구항 7에서,
   상기 환형밸브시트는 외측면 상에서 상기 본체하우징과 기밀을 유지하는 외측 밀폐링, 내측면의 상단부에서 확대되어 단턱지며 상기 교체형 오리피스유닛의 상단부 둘레와 함께 제1 환형홈을 형성시키는 상단 단턱부 및 내측면 하단부에서 단턱지며 확장되어 상기 교체형 오리피스유닛의 둘레와 함께 제2 환형홈을 형성시키는 하단 단턱부를 더 구비하고,
   상기 가이드홀 하측의 둘레에 상기 제1 포트와 통하는 하나 이상의 제1 유로홀이 형성되는 상기 작동하우징의 하단부가 상기 제1 환형홈에 삽입 설치되고,
   상기 체크밸브부는 상기 교체형 오리피스유닛에 의해 관통되며 상기 체크밸브 스프링에 의해 지지되도록 둘레에 환형상으로 돌출되게 형성되되 상기 체크밸브 스프링 및 상기 상하부 압력차에 의해 승강하고 상승시 상단부가 상기 제2 환형홈에 삽입되는 환형밸브체 및 상기 환형밸브체의 환형상 돌출부위 상에 형성되어 상기 체크밸브홀의 차단 시 기밀을 유지하는 밀폐시트를 포함하고,
   상기 체크밸브 스프링의 타단은 상기 하단 체결부 상에 지지되는 것을 특징으로 하는 전자팽창밸브.
   
9. 청구항 6에서,
   상기 본체하우징은 상기 제1 포트의 하측 둘레에 형성된 제2 포트를 더 구비하고, 상기 오리피스 하우징의 둘레에 상기 제2 포트와 통하는 하나 이상의 제2 유로홀이 형성되고,
   상기 오리피스세트는, 상기 오리피스 하우징 내에서 상기 제2 유로홀의 상측에 삽입 설치되고 상단에 상기 오리피스홀이 형성된 조절자 하우징, 테이퍼진 형상의 헤드를 구비하고 상기 승강로드의 하강에 따라 상기 승강로드의 하향 첨단부와 헤드 상단부가 맞닿아 하강하고 탄성력에 의해 상승하며 상기 조절자 하우징 내에서 상기 오리피스홀을 개폐하는 오리피스 조절자, 상기 조절자 하우징 내에서 상기 오리피스 조절자의 헤드에 연결된 조절자로드 둘레에서 상기 오리피스 조절자의 헤드 하부를 탄성지지하는 오리피스 스프링 및 상기 조절자 하우징의 후단에 설치되며 상기 조절자로드가 관통하는 조절자 가이드홀을 구비하고 상기 오리피스 스프링을 지지하는 스프링지지부를 포함하고,
   상기 오리피스 하우징은 상단에 개구가 형성되어 내부에 삽입된 상기 조절자 하우징의 상기 오리피스홀을 노출시키는 것을 특징으로 하는 전자팽창밸브.
   
10. 배관 상에 전자팽창밸브를 구비한 냉난방 시스템에 있어서,
    상기 전자팽창밸브는 청구항 1 내지 5 중 어느 하나에 따른 전자팽창밸브인 것을 특징으로 하는 냉난방 시스템.

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