WO2023219295A1 - 볼밸브 - Google Patents

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WO2023219295A1
WO2023219295A1 PCT/KR2023/005311 KR2023005311W WO2023219295A1 WO 2023219295 A1 WO2023219295 A1 WO 2023219295A1 KR 2023005311 W KR2023005311 W KR 2023005311W WO 2023219295 A1 WO2023219295 A1 WO 2023219295A1
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WO
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ball
ball valve
shaft
actuator
cap
Prior art date
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PCT/KR2023/005311
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English (en)
French (fr)
Inventor
우상구
이해준
황인국
호바스졸탄
리테라티졸트
오렘칼스텐
젠스다니엘
Original Assignee
한온시스템 주식회사
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Filing date
Publication date
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    • F16K25/00—Details relating to contact between valve members and seats
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves

Definitions

  • the present invention relates to ball valves. Specifically, it relates to a cartridge-type ball valve that is removably mounted on a manifold of a refrigerant system.
  • Existing refrigerant ball valves have a needle or ball that enlarges or reduces the area of the refrigerant passage, a structure that prevents internal leakage, and a housing that surrounds these series of parts. Additionally, there is an actuator that operates the needle or ball at the top of the housing.
  • refrigerant piping must be separately assembled to allow refrigerant to flow without leakage through the inlet and outlet of the ball valve, so there was a problem of heat loss and pressure drop occurring at the connection area with the refrigerant piping.
  • An embodiment of the present invention provides a cartridge-type ball valve that can reduce material costs and weight by connecting existing refrigerant pipes and omitting the housing that serves as the body of the parts.
  • An embodiment of the present invention provides a cartridge-type ball valve that is simply inserted and mounted on a manifold in which a refrigerant passage is formed.
  • a ball valve includes an actuator; a shaft connected to the actuator and rotating through rotational force generated by the actuator; a ball having a passage through which refrigerant flows, connected to an end of the shaft and rotating with the shaft; and a cap disposed between the actuator and the ball, mounted on the actuator, and having a receiving hole in the center for receiving the shaft.
  • the cap may be provided with a screw thread on an outer circumferential surface concentric with the center of the receiving hole.
  • the cap may be provided with a cap O-ring that is fitted and fixed to the outer peripheral surface.
  • the ball has a connection groove for accommodating the end of the shaft, has a fixing hole connecting the connection groove and the flow path, and is detachably fastened to the shaft through a fixing bolt inserted into the fixing hole. You can.
  • It may further include a sheet mounted on the lower surface of the cap to support the ball.
  • the sheet may have a through hole in the center through which the shaft passes.
  • the sheet may be made of Teflon.
  • It may further include an auxiliary sheet arranged around the opening through which the passage of the ball is exposed to the outside in a structure surrounding the opening, and an auxiliary sheet O-ring fitted to the surface of the auxiliary sheet.
  • the auxiliary seat O-ring may protrude further outward than the surface of the auxiliary seat.
  • the auxiliary sheet may have a flow hole in the center that communicates with the opening and through which the refrigerant passes.
  • the ball has an expansion groove connected to an opening through which the flow passage is exposed to the outside, and the expansion groove may be provided in a groove structure on the surface of the ball.
  • the expansion grooves may be provided in at least one pair and arranged to face each other at the ends of the opening.
  • the passage When the ball is inserted into an installation hole of a manifold having a refrigerant passage, the passage may be configured to communicate with the refrigerant passage.
  • the existing refrigerant pipes are connected and the housing that serves as the body of the parts is omitted, thereby simplifying the structure, thereby reducing material costs and weight.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a ball valve according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is an exploded perspective view schematically showing a ball valve according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a cross-sectional view schematically showing a ball valve according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a diagram schematically showing the structure of a ball in a ball valve.
  • Figure 5 is a side view of the ball of Figure 4.
  • Figures 6a and 6b are schematic diagrams showing the process of assembling a ball valve to a manifold according to an embodiment of the present invention.
  • first, second, etc. may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the second component may be referred to as the first component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the first component may also be referred to as the second component.
  • the term and/or includes any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.
  • one component in the case where one component is described as being formed “on or under” another component, (on or under) includes both components that are in direct contact with each other or one or more other components that are formed (indirectly) between the two components. Additionally, when expressed as 'on or under', it can include not only the upward direction but also the downward direction based on one component.
  • Figure 1 is a perspective view schematically showing a ball valve according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is an exploded perspective view schematically showing a ball valve according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a ball valve according to an embodiment of the present invention. This is a cross-sectional view schematically showing the valve.
  • the ball valve 1 may include an actuator 10, a shaft 20, a ball 30, a cap 40, and a seat 50. .
  • the actuator 10 may be electrically connected to an external power source to generate rotational force.
  • Actuator 10 may generally be comprised of an electric actuator, a motor, or various other electrical actuation mechanisms.
  • the actuator 10 may include a case 11 and a rotation axis, rotor, stator, bus bar, etc. (not shown) disposed inside the case 11.
  • the actuator 10 may be fixed to the manifold M of the refrigerant system through a fastening means such as an actuator bolt 12.
  • the shaft 20 is connected to the actuator 10 and can rotate through the rotational force generated by the actuator 10.
  • shaft 20 may be connected to the rotation axis of actuator 10.
  • the ball 30 is connected to the end of the shaft 20 and can rotate together with the shaft 20.
  • the ball 30 may have an overall spherical shape and may have a flow path 31 through which refrigerant flows.
  • the flow path 31 may be connected to the refrigerant passage (P) in the manifold (M), which will be described later.
  • the ball 30 may be provided with a connection groove 32 that accommodates the end of the shaft 20.
  • the connection groove 32 may be formed by recessing the surface of the ball 30 to a predetermined depth.
  • the end of the shaft 20 may be seated within the connection groove 32.
  • the ball 30 may be provided with a fixing hole 33 that penetrates and connects the connection groove 32 and the internal flow path 31, and is connected to the shaft (33) through a fixing bolt 34 inserted into the fixing hole 33. 20) and can be detachably fastened.
  • the bolt O-ring 35 may be broken on the fixing bolt 34 to prevent refrigerant from leaking through the fixing hole 33.
  • the ball 30 can be detachably fastened to the shaft 20, it can be easily replaced with a ball 30 suitable for the purpose and structure in response to the manifold M of the refrigerant system having various structures. You can.
  • the ball 30 may have an expansion groove 30b connected to the opening 30a through which the flow path 31 is exposed to the outside.
  • the expansion groove 30b can be provided in an elongated groove structure on the surface of the ball 30, and can expand the refrigerant using pressure changes in the moving refrigerant.
  • the expansion grooves 30b may be provided in at least one pair and arranged to face each other at the end of the opening 30a.
  • the ball 30 can operate to move or expand the refrigerant. That is, the ball 30 can operate to move or expand the refrigerant by changing the position of the opening 30a and the expansion groove 30b of the flow path 31 through rotation.
  • the refrigerant is expanded by providing an expansion groove (30b) with a groove structure, but it is not limited to this.
  • an expansion hole (not shown) of a hole structure penetrating the ball 30.
  • the cap 40 is disposed between the actuator 10 and the ball 30 so that its upper surface can be mounted on the actuator 10.
  • the cap 40 may have a receiving hole 41 in the center that accommodates the shaft 20.
  • the shaft 20 accommodated in the receiving hole 41 may extend through the cap 40 and be connected to the ball 30 at the lower part of the cap 40.
  • a bearing member 44 may be provided inside the receiving hole 41 to smoothly rotate the shaft 20.
  • the cap 40 may be provided with a screw thread 42 by having a tapped outer peripheral surface concentric with the center of the receiving hole 41. Therefore, when assembling to the manifold M, the outer peripheral surface of the cap 40 rotates like a screw and can be easily assembled.
  • the cap 40 may be provided with a cap O-ring 43 that is fitted and fixed to the outer peripheral surface to prevent refrigerant from leaking.
  • the seat 50 may be mounted on the lower surface of the cap 40 to support the ball 30.
  • the sheet 50 may have a through hole 51 in the center through which the shaft 20 passes.
  • the contact surface 53 in contact with the ball 30 of the seat 50 may be formed to be curved or inclined to correspond to the curved surface of the ball 30 so that the ball 30 can rotate smoothly.
  • a sheet O-ring 52 may be fitted and fixed to the surface of the sheet 50 in contact with the cap 40.
  • the sheet 50 may be made of Teflon material.
  • the material of the sheet 50 is not limited to this.
  • the ball valve 1 may further include an auxiliary seat 60 and an auxiliary seat O-ring 62.
  • the auxiliary seat 60 is provided on both opposing sides of the ball 30 to stably support the rotating ball 30, and is located around the opening 30a where the flow path 31 of the ball 30 is exposed to the outside. It may be arranged in a structure surrounding the opening (30a).
  • the auxiliary sheet 60 may be provided with a flow hole 61 in the center that communicates with the opening 30a and through which the refrigerant passes.
  • the contact surface of the auxiliary seat 60 in contact with the ball 30 may be formed to be curved or inclined to correspond to the curved surface of the ball 30 so that the ball 30 can rotate smoothly.
  • the auxiliary seat O-ring 62 may be fitted and fixed to the surface of the auxiliary seat 60. In this case, the auxiliary seat O-ring 62 may protrude further outward than the surface of the auxiliary seat 60. Therefore, when assembling the manifold (M), the auxiliary seat O-ring (62) contacts the surface of the manifold (M) to prevent refrigerant from leaking.
  • Figures 6a and 6b schematically show the process of assembling the ball valve (1) to the manifold (M).
  • the ball valve (1) is inserted with the ball (30) facing downward into the installation hole (H) provided in the manifold (M), and the cap (40) is rotated like a screw and inserted into the installation hole (H) to secure it. Complete assembly.
  • the actuator 10 can be fixed to the manifold (M) using the actuator bolt 12.
  • the flow path (31) of the ball (30) can be directly connected to the refrigerant passage (P) in the manifold (M) without connecting a separate piping, and the auxiliary seat O-ring (62) and cap O-ring (43) can prevent refrigerant from leaking to the outside.

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Abstract

볼밸브는, 액추에이터; 상기 액추에이터와 연결되어 상기 액추에이터에서 발생하는 회전력을 통해 회전하는 샤프트; 냉매가 유동하는 유로를 구비하며, 상기 샤프트의 끝단에 연결되어 상기 샤프트와 함께 회전하는 볼; 및 상기 액추에이터와 상기 볼 사이에 배치되어 상기 액추에이터에 장착되고, 중앙에 상기 샤프트를 수용하는 수용홀을 구비하는 캡;을 포함할 수 있다.

Description

볼밸브
본 발명은 볼밸브에 관한 것이다. 구체적으로, 냉매 시스템의 매니폴드에 탈착이 가능하게 장착되는 카트리지 타입의 볼밸브에 관한 것이다.
기존의 냉매 볼밸브는 냉매 유로의 면적을 확대하거나 축소하는 니들 또는 볼과 내부 리크를 방지하는 구조물 그리고 이러한 일련의 부품들을 감싸주는 하우징이 존재한다. 그리고, 하우징의 상부에는 니들 또는 볼을 작동시켜주는 액추에이터가 존재한다.
그러나, 기존의 냉매 볼밸브의 경우 볼밸브의 입구와 출구에 냉매가 누설없이 유동할 수 있도록 냉매 배관을 별도로 조립해야 하므로, 냉매 배관과의 연결부위에서 열손실 및 압력강하가 발생하는 문제가 있었다.
최근 냉매 시스템 모듈화 트렌드는 배관들이 일체화되어 모듈의 몸체 역할을 하는 매니폴드들이 개발되고 있다. 이에 별도의 배관 조립이 필요하지 않는 카트리지 타입의 냉매 볼밸브의 필요성이 대두되고 있으며, 이에 대한 연구가 진행되고 있다.
본 발명의 실시예는 기존 냉매 배관들이 체결되고 부품들의 몸체 역할을 하는 하우징이 생략되어 재료비와 무게를 절감할 수 있는 카트리지 타입의 볼밸브를 제공한다.
본 발명의 실예는 냉매 통로가 형성된 매니폴드에 간단히 삽입되어 장착되는 카트리지 타입의 볼밸브를 제공한다.
실시예가 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 볼밸브는, 액추에이터; 상기 액추에이터와 연결되어 상기 액추에이터에서 발생하는 회전력을 통해 회전하는 샤프트; 냉매가 유동하는 유로를 구비하며, 상기 샤프트의 끝단에 연결되어 상기 샤프트와 함께 회전하는 볼; 및 상기 액추에이터와 상기 볼 사이에 배치되어 상기 액추에이터에 장착되고, 중앙에 상기 샤프트를 수용하는 수용홀을 구비하는 캡;을 포함할 수 있다.
상기 캡은 상기 수용홀의 중심과 동심원을 갖는 외주면에 나사산을 구비할 수 있다.
상기 캡은 외주면에 끼워져 고정되는 캡오링을 구비할 수 있다.
상기 볼은 상기 샤프트의 끝단을 수용하는 연결홈을 구비하고, 상기 연결홈과 상기 유로를 연결하는 고정홀을 구비하며, 상기 고정홀에 삽입되는 고정볼트를 통해서 상기 샤프트와 탈착이 가능하게 체결될 수 있다.
상기 캡의 하면에 장착되어 상기 볼을 지지하는 시트를 더 포함할 수 있다.
상기 시트는 중앙에 상기 샤프트가 통과하는 관통홀을 구비할 수 있다.
상기 시트는 테프론을 재질로 이루어질 수 있다.
상기 볼의 상기 유로가 외부로 노출되는 개구 둘레에서 상기 개구를 감싸는 구조로 배치되는 보조시트와, 상기 보조시트의 표면에 끼움고정되는 보조시트오링을 더 포함할 수 있다.
상기 보조시트오링은 상기 보조시트의 표면보다 외측으로 더 돌출될 수 있다.
상기 보조시트는 중앙에 상기 개구와 연통하여 상기 냉매가 통과하는 유동홀을 구비할 수 있다.
상기 볼은 상기 유로가 외부로 노출되는 개구에 연결되는 팽창홈을 구비하며, 상기 팽창홈은 상기 볼의 표면에 홈 구조로 마련될 수 있다.
상기 팽창홈은 적어도 한 쌍으로 마련되어 상기 개구의 단부에서 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
상기 볼은 냉매 통로를 구비하는 매니폴드의 설치홀에 삽입되면 상기 유로가 상기 냉매 통로와 연통하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기존 냉매배관들이 체결되고 부품들의 몸체 역할을 하는 하우징이 생략되어 구조가 간략해지고, 이에 따라서 재료비와 무게를 절감시킬 수 있다.
또한, 냉매 통로가 형성된 매니폴드에 간단히 삽입되어 장착될 수 있어서 조립의 편리성이 증가하고, 다양한 냉매 시스템의 매니폴드에 적용할 수 있어 높은 호환성을 갖는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 볼밸브를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 볼밸브를 개략적으로 나타내는 분해사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 볼밸브를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 4는 볼밸브에서 볼의 구조를 개략적으로 나타내는 도면.
도 5는 도 4의 볼을 측면에서 바라본 도면.
도 6a 및 6b는 본 발명의 실시예에 따른 볼밸브가 매니폴드에 조립되는 과정을 나타내는 개략도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 구성요소가 다른 구성요소의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소가 상기 두 구성요소 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 '상(위) 또는 하(아래)(on or under)'로 표현되는 경우 하나의 구성요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지게 된다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 볼밸브를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 볼밸브를 개략적으로 나타내는 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 볼밸브를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 볼밸브(1)는 액추에이터(10), 샤프트(20), 볼(ball)(30), 캡(40), 시트(50)를 포함할 수 있다.
액추에이터(10)는 외부 전원과 전기적으로 연결되어 회전력을 발생시킬 수 있다.
액추에이터(10)는 일반적으로 전기 액추에이터, 모터, 기타 다양한 전기 작동 기구로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 액추에이터(10)는 케이스(11) 및 케이스(11) 내부에 배치되는 미도시된 회전축, 로터, 스테이터, 버스바 등을 포함할 수 있다.
액추에이터(10)는 액추에이터 볼트(12)와 같은 고정수단을 통해 냉매 시스템의 매니폴드(M)에 고정될 수 있다.
샤프트(20)는 액추에이터(10)와 연결되어 액추에이터(10)에서 발생하는 회전력을 통해 회전할 수 있다. 실시예에서, 샤프트(20)는 액추에이터(10)의 회전축과 연결될 수 있다.
볼(30)은 샤프트(20)의 끝단에 연결되어 샤프트(20)와 함께 회전할 수 있다. 볼(30)은 전체적으로 구 형상으로 이루어질 수 있으며, 내부에 냉매가 유동하는 유로(31)를 구비할 수 있다. 유로(31)는 추후 설명하는 매니폴드(M) 내의 냉매 통로(P)와 연결될 수 있다.
볼(30)은 샤프트(20)의 끝단을 수용하는 연결홈(32)을 구비할 수 있다. 연결홈(32)은 볼(30)의 표면에서 소정 깊이로 함몰되어 형성될 수 있다. 샤프트(20)의 끝단은 연결홈(32) 내에 안착될 수 있다.
볼(30)은 연결홈(32)과 내부의 유로(31)를 관통하여 연결하는 고정홀(33)을 구비할 수 있으며, 고정홀(33)에 삽입되는 고정볼트(34)를 통해서 샤프트(20)와 탈착이 가능하게 체결될 수 있다. 이 경우, 고정홀(33)을 통해 냉매가 누설되는 것을 방지하도록 고정볼트(34)에는 볼트오링(35)이 깨워질 수 있다.
이와 같이 볼(30)이 샤프트(20)에 탈착이 가능하게 체결될 수 있으므로, 다양한 구조를 가지는 냉매 시스템의 매니폴드(M)에 대응하여 용도 및 구조에 맞는 볼(30)로 용이하게 교체할 수 있다.
도 4 및 도 5에서는 볼(30)의 변형예를 개시하고 있다.
도 4 및 도 5에서와 같이, 볼(30)은 유로(31)가 외부로 노출되는 개구(30a)에 연결되는 팽창홈(30b)을 구비할 수 있다.
팽창홈(30b)은 볼(30)의 표면에 세장형의 홈 구조로 마련될 수 있으며, 이동하는 냉매의 압력변화를 이용하여 냉매를 팽창시킬 수 있다. 실시예에서, 팽창홈(30b)은 적어도 한 쌍으로 마련되어 개구(30a)의 단부에서 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
이와 같이, 볼(30)이 팽창홈(30a)을 구비함에 따라서 볼(30)은 냉매를 이동시키거나 팽창하도록 작동할 수 있다. 즉, 볼(30)은 회전을 통해서 유로(31)의 개구(30a)와 팽창홈(30b)의 위치를 변경시켜 냉매를 이동시키거나 팽창하도록 동작할 수 있다.
본 실시예에서는 홈 구조의 팽창홈(30b)을 구비하여 냉매를 팽창시키는 것으로 설명하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 볼(30)을 관통하는 홀 구조의 팽창홀(미도시)을 구비하는 것도 가능하다.
캡(40)은 액추에이터(10)와 볼(30) 사이에 배치되어 상면이 액추에이터(10)에 장착될 수 있다.
캡(40)은 중앙에 샤프트(20)를 수용하는 수용홀(41)을 구비할 수 있다. 수용홀(41) 내에 수용되는 샤프트(20)는 캡(40)을 관통하는 구조로 연장되어 캡(40)의 하부에서 볼(30)과 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 수용홀(41)의 내부에는 샤프트(20)의 원활한 회전 구동을 위해 베어링부재(44)가 구비될 수 있다.
캡(40)은 수용홀(41)의 중심과 동심원을 갖는 외주면에 탭가공이 되어 나사산(42)을 구비할 수 있다. 따라서, 매니폴드(M)에 조립 시 캡(40)의 외주면이 나사처럼 회전하며 용이하게 조립될 수 있다.
캡(40)은 냉매가 누설되는 것을 방지하도록 외주면에 끼워져 고정되는 캡오링(43)을 구비할 수 있다.
시트(50)는 캡(40)의 하면에 장착되어 볼(30)을 지지할 수 있다.
시트(50)는 중앙에 샤프트(20)가 통과하는 관통홀(51)을 구비할 수 있다.
시트(50)의 볼(30)과 접촉하는 접촉면(53)은 볼(30)이 원활하게 회전할 수 있도록 볼(30)의 곡면에 대응하여 곡면 또는 경사지게 형성될 수 있다.
시트(50)의 캡(40)과 접촉하는 표면에는 시트오링(52)이 끼워져 고정될 수 있다.
일 실시예에서, 시트(50)는 테프론 재질로 이루어질 수 있다. 다만, 시트(50)의 재질이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예에 따른 볼밸브(1)는 보조시트(60)와 보조시트오링(62)을 더 포함할 수 있다.
보조시트(60)는 회전하는 볼(30)을 안정적으로 지지하도록 볼(30)의 서로 대향하는 양측에 각각 마련되며, 볼(30)의 유로(31)가 외부로 노출되는 개구(30a) 둘레에서 개구(30a)를 감싸는 구조로 배치될 수 있다.
보조시트(60)는 중앙에 개구(30a)와 연통하여 냉매가 통과하는 유동홀(61)을 구비할 수 있다.
보조시트(60)의 볼(30)과 접촉하는 접촉면은 볼(30)이 원활하게 회전할 수 있도록 볼(30)의 곡면에 대응하여 곡면 또는 경사지게 형성될 수 있다.
보조시트오링(62)은 보조시트(60)의 표면에 끼움고정될 수 있다. 이 경우, 보조시트오링(62)은 보조시트(60)의 표면보다 외측으로 더 돌출될 수 있다. 따라서, 매니폴드(M)에 조립 시 보조시트오링(62)이 매니폴드(M)의 표면에 접촉하여 냉매가 누설되는 것을 방지할 수 있다.
도 6a 및 도 6b에서는 볼밸브(1)를 매니폴드(M)에 조립하는 과정을 개략적으로 나타내고 있다.
볼밸브(1)는 매니폴드(M)에 구비된 설치홀(H)에 볼(30)이 하부를 향하도록 삽입하고, 캡(40)을 나사처럼 회전시키며 설치홀(H)에 끼워서 고정시킴으로써 조립을 완료한다.
추가적으로, 액추에이터(10) 작동 시 진동 등에 의한 볼밸브(1)의 유동을 방지하기 위해 액추에이터 볼트(12)를 사용하여 액추에이터(10)를 매니폴드(M)에 고정시킬 수 있다.
이처럼 단순히 매니폴드(M) 내에 삽입되는 것으로 볼(30)의 유로(31)는 별도의 배관을 연결함이 없이 매니폴드(M) 내의 냉매 통로(P)와 직접적으로 연결될 수 있으며, 보조시트오링(62)과 캡오링(43)을 통해 냉매가 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 수정과 변경에 관계된 차이점들을 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 액추에이터;
    상기 액추에이터와 연결되어 상기 액추에이터에서 발생하는 회전력을 통해 회전하는 샤프트;
    냉매가 유동하는 유로를 구비하며, 상기 샤프트의 끝단에 연결되어 상기 샤프트와 함께 회전하는 볼; 및
    상기 액추에이터와 상기 볼 사이에 배치되어 상기 액추에이터에 장착되고, 중앙에 상기 샤프트를 수용하는 수용홀을 구비하는 캡;
    을 포함하는 볼밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캡은 상기 수용홀의 중심과 동심원을 갖는 외주면에 나사산을 구비하는 것을 특징으로 하는 볼밸브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 캡은 외주면에 끼워져 고정되는 캡오링을 구비하는 것을 특징으로 하는 볼밸브.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 볼은 상기 샤프트의 끝단을 수용하는 연결홈을 구비하고, 상기 연결홈과 상기 유로를 연결하는 고정홀을 구비하며, 상기 고정홀에 삽입되는 고정볼트를 통해서 상기 샤프트와 탈착이 가능하게 체결되는 것을 특징으로 하는 볼밸브.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 캡의 하면에 장착되어 상기 볼을 지지하는 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼밸브.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 시트는 중앙에 상기 샤프트가 통과하는 관통홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 볼밸브.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 시트는 테프론을 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 볼밸브.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 볼의 상기 유로가 외부로 노출되는 개구 둘레에서 상기 개구를 감싸는 구조로 배치되는 보조시트와, 상기 보조시트의 표면에 끼움고정되는 보조시트오링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼밸브.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보조시트오링은 상기 보조시트의 표면보다 외측으로 더 돌출되는 것을 특징으로 하는 볼밸브.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 보조시트는 중앙에 상기 개구와 연통하여 상기 냉매가 통과하는 유동홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 볼밸브.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 볼은 상기 유로가 외부로 노출되는 개구에 연결되는 팽창홈을 구비하며, 상기 팽창홈은 상기 볼의 표면에 홈 구조로 마련되는 것을 특징으로 하는 볼밸브.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 팽창홈은 적어도 한 쌍으로 마련되어 상기 개구의 단부에서 서로 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 볼밸브.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 볼은 냉매 통로를 구비하는 매니폴드의 설치홀에 삽입되면 상기 유로가 상기 냉매 통로와 연통하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 볼밸브.
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