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KR100814549B1 - 가압 유체용 결합식 이중 제한기 차단 밸브 - Google Patents

가압 유체용 결합식 이중 제한기 차단 밸브 Download PDF

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KR100814549B1
KR100814549B1 KR1020037005274A KR20037005274A KR100814549B1 KR 100814549 B1 KR100814549 B1 KR 100814549B1 KR 1020037005274 A KR1020037005274 A KR 1020037005274A KR 20037005274 A KR20037005274 A KR 20037005274A KR 100814549 B1 KR100814549 B1 KR 100814549B1
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Abstract

본 발명은 파이프(62, 86)에 의해 서로 연통하는 적어도 하나의 유체 증발기와 적어도 하나의 응축기를 포함하는 공기 냉각/가열 장치 내에 가압 유체를 위한 차단 밸브(10)에 관한 것이다. 밸브(10)는 유체가 모세관으로부터 빠져나갈 때, 유체의 급속한 팽창을 유발하도록 설계되어 가열 또는 냉각 모드에서 유체의 팽창을 허용하는 모세관(46, 46a)과 동축으로 형성된 제한기(34, 34a)를 각각 포함한다. 밸브(10)는 가열 또는 냉각 모드에서의 작동 중 팽창 전에 가압된 유체를 표본 추출하기 위한 도관(18)을 추가로 포함한다.
증발기, 도관, 응축기, 공기 냉각 장치, 공기 가열 장치, 차단 밸브

Description

가압 유체용 결합식 이중 제한기 차단 밸브 {COMBINED DUAL RESTRICTOR SHUT-OFF VALVE FOR PRESSURIZED FLUIDS}
본 발명은 공조기 등과 같은 공기 냉각/가열 시스템의 가압 유체용 차단 밸브에 관한 것이다.
응축기와 증발기가 차단 밸브 및 냉매가 일 부품으로부터 다른 부품으로 유동할 때 냉매의 팽창을 유발하도록 설계된 다른 장치에 의해 서로 연통하도록 배치되어야만 하는 것은 공조기 및 열 펌프의 기술 분야에 공지된 사실이다.
특히, 냉각 및 가열 모드 모두에서 냉매 시스템을 작동할 때, 두 개의 팽창 장치가 양 방향으로의 유체의 팽창을 허용하는 하나의 시스템으로 합체될 수 있다. 또한, 차단 밸브는 예를 들어, 수리 중과 같이 냉매 유동을 종료해야 할 필요가 있을 때 시스템으로 합체될 수 있다. 특허 참조 EP 0821210-A1은 한 쌍의 팽창 장치를 갖는 이러한 차단 밸브를 도시 및 설명한다. 또한, 냉매 시스템은 냉매가 팽창 장치에 진입하기 전에 고압 냉매의 압력을 검출 및 측정하기 위한 표본 추출 포트를 포함할 수 있다. 또한, 팽창 장치를 용이하게 상호 교환할 수 있는 성능은 차단 밸브의 설치 후 팽창도를 선택적으로 변경할 수 있게 한다.
차단 밸브, 팽창 장치 및 표본 추출 기구를 하나의 유닛으로 결합하는 것은 냉매 시스템의 복잡성을 감소시키는데 바람직하다. 그러나, 공지된 냉매 시스템은 액체가 냉각 및 가열 모드 모두에서 팽창 장치로 진입하기 전에 액체 냉매를 표본 추출하기 위한 기구가 부족하다. 따라서, 두 팽창 장치 사이에서 고압 액체를 표본 추출하는 것을 허용하는 차단 밸브가 요구된다.
본 발명은 냉각 또는 가열 모드 모두에서 팽창 전에 유체 냉매의 표본 추출을 허용하는 기구를 제공하여 상술된 문제점을 해결한다. 특히, 적어도 두 개의 도관을 포함하는 차단 밸브가 개시된다. 제1 도관은 증발기와 연통하도록 위치 설정된다. 제2 도관은 응축기와 연통하도록 위치 설정된다. 양호하게는, 제3 도관이 유체를 표본 추출하기 위한 기구를 수용하도록 구성된다. 제한기는 제1 및 제2 도관 내에 배치되며, 각 제한기는 유체가 통과하고 유체가 모세관으로부터 빠져나갈 때 유체의 급속한 팽창을 유발하는 모세관으로 형성된다. 각 제한기는 유체 유동의 방향으로 제한기의 축방향 이동을 제한할 수 있는 밸브의 본체 및 카트리지에 의해 형성된 영역에 제한된다.
양호한 실시예에 따르면, 삽입 부재는 제1 도관에 카트리지를 보유하다. 삽입 부재는 제1 도관의 외부 나사식 단부 상에 나사 결합되어 밀봉부를 형성하는 삽입 부재의 원추형 표면에 대해 파이프의 플레어형 단부를 직접 클램핑하는 플레어형 너트에 의해 보유되는 것이 양호하다. 제2 도관 내의 카트리지는 제2 도관 및 카트리지 사이에 생성된 카운터 보어 내에 수용되는 파이프에 의해 보유되는 것이 양호하다. 파이프는 납땜 또는 다른 부착에 적절한 수단에 의해 밸브의 본체에 고 정식으로 부착된다.
작동시, 가압 유체는 가열 모드에서 도관 1로부터 도관 2로 유동하고 냉각 모드에서 도관 2로부터 도관 1로 유동한다. 밸브는 도관 3 또는 표본 추출 기구를 수용하는 도관이 도관 1과 도관 2 사이에 위치되도록 배치된다. 이러한 장치에서, 기구는 유체가 도관 1과 도관 2 사이를 유동할 때 유체의 압력을 측정할 수 있다. 차단 밸브 장치는 유체가 가열 또는 냉각 모드 모두에서 팽창 전에 표본 추출될 수 있도록 하기 때문에 유리하다.
제2 실시예에 따르면, 각 카트리지는 각 카트리지와 상응하는 도관 사이에 생성된 카운터 보어 내에 수용된 파이프에 의해 보유된다. 파이프는 납땜 또는 다른 부착에 적절한 수단에 의해 밸브의 본체에 고정식으로 부착된다. 납땜된 파이프 연결은 플레어형 파이프 연결 외에 다른 요소를 거의 요구하지 않기 때문에 유리하다.
제3 실시예에서, 삽입 부재는 제1 및 제2 도관 모두에 각각의 카트리지를 보유한다. 각 삽입 부재는 각 도관의 외부 나사식 단부 상에 나사 결합되어 밀봉부를 형성하는 삽입 부재의 원추형 표면에 대해 파이프의 플레어형 단부를 직접 클램핑하는 너트에 의해 보유된다. 플레어형 파이프 연결은 다른 모세관 직경을 갖는 제한기로의 대체할 수 있도록 분해될 수 있어 유리하다. 제한기를 상호 교환할 수 있는 성능은 차단 밸브가 복잡한 납땜 작업 없이 사용될 수 있게 한다.
도1은 본 발명을 따르는 차단 밸브의 부분 단면도이다.
도2는 차단 밸브의 부분 단면 분해도이다.
도3은 가열 모드에서 작동하는 차단 밸브의 부분 단면도이다.
도4는 냉각 모드에서 작동하는 차단 밸브의 부분 단면도이다.
도5는 도4의 5-5에 의해 지시된 평면을 따르는 단면도이다.
도6은 두 개의 납땜된 파이프 연결부를 갖는 차단 밸브의 제2 실시예의 부분 단면도이다.
도7은 두 개의 플레어형 연결부를 갖는 차단 밸브의 제3 실시예의 부분 단면도이다.
도1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 원리에 따른 차단 밸브(10)의 양호한 실시예가 도시된다. 차단 밸브(10)는 적어도 두 개의 도관을 통해 형성된 본체(12)를 포함한다. 제1 도관(14)은 (도시되지 않은) 증발기와 연통한다. 제2 도관(16)은 (도시되지 않은) 응축기와 연통한다. 양호하게는, 밸브 본체(12)는 이후 상세하게 설명되는 도관들(14, 16, 18) 사이의 유체 압력의 검출 및 측정을 허용하는 표본 추출 기구(20)를 수용하도록 구성된 제3 도관(18)을 포함한다. 밸브(10)는 제1 도관(14)과 제2 도관(16) 사이의 유체 유동이 차단되는 폐쇄 위치(도시되지 않음)와 제1 도관(14)과 제2 도관(16) 사이의 유동이 허용되는 개방 위치(도1에 개방으로 도시됨) 사이에 회전에 의해 배치될 수 있는 밀폐 장치(22)를 추가로 포함한다.
도2에 도시된 바와 같이, 증발기와 연통하는 제1 도관은 본체(12) 상에 위치 된 외부 나사(26)로 본체(12)의 제1 방출구(24)의 내부에 형성된다. 방출구(24)는 세 개의 원추형 장착부(28, 30, 32)를 위치시킨다. 원추형 장착부(28, 30, 32)는 제한기(34), 카트리지(36) 및 삽입 부재(38)를 각각 둘러싸고 수용한다.
각 원추형 장착부(28, 30, 32)의 내경은 각각 제한기(34), 카트리지(36) 및 삽입 부재(38)의 외경보다 조금 커서, 제한기(34), 카트리지(36) 및 삽입 부재(38)가 간섭 없이 그들 각각의 장착부 내에 활주식으로 조립된다. 적절한 게이지의 스크린 부분(42)을 갖는 여과 요소(40)는 카트리지(36)의 말단부(43)에 고정식으로 부착되고 시스템 내에의 봉쇄를 방지하기 위해 오염물을 포획하도록 설계된다. 양호하게는, 여과 요소(40)는 가압 끼워 맞춤 결합에 의해 카트리지(36)의 전방 챔버(44) 내에 보유된다. 그러나, 다른 적절한 부착 기구가 사용될 수도 있다.
제한기(34)는 유체의 소정의 팽창도에 상응하는 소정의 직경을 갖는 축방향 모세관 도관(46)으로 형성된다. 제한기(34)는 돌출부(48) 내에서 종단하는 복수의 방사형 핀(47)을 구비한다. 방사형 핀(47)은 유체의 자유 유동을 위해 (도5에 가장 잘 도시된) 복수의 유동 채널(52)을 생성하도록 시트(28)와 카트리지(36)의 내부 표면(50) 모두와 협동한다. 카트리지(36)의 내부 경사 밀봉부 표면(56)과 시트(28)의 견부(58) 사이에 형성된 (도1에 가장 잘 도시된) 공간(54)은 제한기(34)의 축방향 이동의 제한된 정도를 허용한다. 돌출부(48)는 밀폐 장치(22)를 향한 방향으로 제한기(44)의 축방향 이동을 제한하도록 시트(28)의 견부(58)와 협동하도록 설계된다. 유사하게, 카트리지(36)의 내부 경사 밀봉부 표면(56)은 연결 파이프(62)를 향한 방향으로 제한기(34)의 축방향 이동을 제한하 도록 제한기(34)의 밀봉 단부(60)와 협동한다.
삽입 부재(38)는 카트리지(36)의 상부 경사 부분을 결합하여 장착부(30) 내에 카트리지(36)를 보유하도록 방출구(24) 내에 수용된 단부 부분(64)을 갖는다. 삽입 부재(38)의 원통형 부분(68)은 유체의 통과를 방지하는 밀봉부를 제공하도록 방출구(24) 내에 장착부(32)와 결합한다. 양호하게는, 삽입 부재(38)의 원통형 부분(68)도 O-링과 같은 환형 밀봉 요소(72)를 둘러싸는 환형 장착부(70)로 형성된다. 삽입 부재(38)는 밀봉을 보장하도록 연결 파이프(62)의 플레어형 단부(74)와 협동하도록 설계된 원추형 표면(73)을 추가로 포함한다. 양호하게는, 삽입 부재(38)는 방출구(24)의 외부 나사(26) 상에 조여질 수 있는 너트(76)에 의해 장착부(32) 내에 보유된다. 너트(76)의 내부 원추형 표면(78)은 연결 파이프(62)와 삽입 부재(38) 사이에 밀봉부를 형성하는 연결 파이프(62)의 플레어형 단부(74)에 대해 작용한다.
응축기와 연통하는 제2 도관(16)은 본체(12)의 제2 방출구(80) 내측에 형성된다. 출구(80)는 내부에 두 개의 동축 장착부(82, 84)를 형성한다. 동축 장착부(82, 84)는 제1 도관(14)의 카트리지(36)와 제한기(34)와 대체로 동일한 카트리지(36a)와 제한기(34a)를 수용하고 둘러싼다. 카트리지(36a)는 장착부(82)와 카트리지(36a)의 상부 경사 부분(66a) 사이에 생성된 카운터 보어(88) 내에 위치 설정된 제2 연결 파이프(86)에 의해 장착부(82) 내에 보유된다. 연결 파이프(86)는 양호하게는 연결 파이프(86)를 방출구(80)에 납땜하여 밸브 본체(12)에 고정식으로 부착된다. 그러나 연결 파이프(86)와 방출구(80)를 부착하는 다른 적절한 수 단도 사용될 수 있다.
도3에 도시된 바와 같이, 가열 모드에서 작동 중에, 유체는 우선 여과 요소(40)를 통과하고 연결 파이프(62)로부터 연결 파이프(86)로 밸브(10)를 통해 유동한다. 유체의 압력은 카트리지(36)로부터 멀어지는 제한기(34)의 축방향 이동을 생성하여, 유동 채널(52)의 개방을 유발한다. 이러한 구성에서, 파이프(62)로부터의 유체는 유동 채널(52)을 통해 제1 도관(14)으로 제한기(34)의 밀봉 단부(60) 주위를 자유롭게 유동할 수 있다. 밀폐 장치(22)가 개방 위치에 있을 때, 유체는 제1 도관(14)으로부터 제2 도관(16)으로 자유롭게 유동할 수 있어, 유체는 제한기(34a)와 직면한다. 유체의 압력은 제한기(34a)의 밀봉 단부(60a)가 카트리지(36a)의 내부 경사 밀봉부 표면(56a)과 접촉해서 밀봉부로 작용할 때까지 제한기(34a)의 이동을 생성한다. 이러한 구성에서, 제2 도관(16)으로부터의 유체는 유체가 제한기(34a)를 통과하기 위해, 모세관으로 흘러 유체가 밀봉 단부(60a)에서 모세관을 빠져나갈 때 유체의 팽창을 유발하는 제한기(34a)와 직면할 때가지 자유롭게 유동할 수 있다. 그 후, 팽창된 유체는 여과 요소(40a)를 통해 파이프(86)로 밸브(10)를 빠져나간다.
작동이 도4에 도시된 바와 같이, 냉각 모드에서의 밸브의 작동 중 대체로 유사한 방식으로 발생되지만, 방향은 반대이다. 냉각 모드에서의 작동 중, 유체는 파이프(86)를 통해 방출구(80)에 진입하여 유체 압력은 카트리지(36a)로부터 멀어지는 제한기(34a) 내의 이동을 생성하고 유동 채널(52a)의 개방을 유발한다. 밀폐 장치(22)가 개방 위치에 있을 때, 유체 압력이 제한기(34)의 밀봉 단부(60)와 카트 리지(36)의 경사 밀봉 표면(56) 사이에 밀봉부로 작용하기 위해 제한기(34) 내의 카트리지(36)를 향한 이동을 생성하도록 유체는 도관(14)으로 지향된다. 이러한 구성에서, 유체는 유체가 모세관으로 흘러 유체가 밀봉 단부(60a)에서 모세관(46)을 빠져나갈 때 유체의 팽창을 유발하는 제한기(34a)와 직면할 때가지 자유롭게 유동할 수 있다.
작동에서, 유체는 가열 모드에서 파이프(62)로부터 파이프(86)로 유동하고 냉각 모드에서 파이프(86)로부터 파이프(62)로 밸브(10)를 통해 이동한다. 가열 모드에서, 유체는 제한기(34) 주변에서 도관(14)으로 자유롭게 유동한다. 밀폐 장치(22)가 개방 위치에 있을 때, 유체는 도관(16) 및 도관(18)으로의 이동이 자유롭다. 도관(18) 내에서는, 유체 압력이 도관(18) 내에 수용된 표본 추출 기구(20)를 거쳐 검출 및 측정될 수 있다. 작동은 냉각 모드에서의 밸브의 작동 중 대체로 유사한 방식으로 발생되지만, 방향은 반대이다.
도6은 납땜 연결이 제1 및 제2 방출구 모두에서 사용된 밸브(10)의 실시예의 변형을 도시한다. 밸브 작동 및 팽창 프로세스는 도3 및 도4에 도시된 구성에서 설명된 바와 동일하게 수행된다. 납땜 파이프 연결은 조립 요소를 거의 필요로 하지 않기 때문에 유리하다.
도7은 플레어형 연결이 제1 및 제2 방출구 모두에서 사용된 밸브(10)의 실시예의 변형을 도시한다. 밸브 작동 및 팽창 프로세스는 도3 및 도4에 도시된 구성에서 설명된 바와 동일하게 수행된다. 플레어형 연결은 연결이 제한기들의 교체를 허용하도록 용이하게 해체될 수 있어 유리하다. 제한기를 상호 교환하는 성능은 차단 밸브가 복잡한 납땜 작업 없이 사용될 수 있도록 한다. 또한, 다른 모세관 직경을 갖는 제한기들이 사용될 수 있어, 팽창도가 선택적으로 변경될 수 있다.

Claims (14)

  1. 공기 냉각/가열 장치 내의 적어도 하나의 응축기와 적어도 하나의 유체 증발기와 소통하는 가압된 유체를 위한 차단 밸브(10)로서,
    상기 차단 밸브(10)는 증발기와 소통하는 제1 도관(14)과, 응축기와 소통하는 제2 도관(16)과, 상기 제1 도관 및 제2 도관의 중간에 위치한 제3 도관(18)을 갖는 본체(12)를 가지며,
    표본 추출 기구(20)가 상기 제3 도관(18)에 위치하는 차단 밸브에 있어서,
    상기 제1 도관(14) 및 제2 도관(16)은 각각 카트리지(36, 36a)를 수용하고,
    상기 각각의 카트리지(36, 36a)는 제한기(34, 34a)를 수용하고,
    각각의 카트리지(36, 36a) 내의 제한기(34, 34a)는 유체가 통과하는 모세관(46, 46a)과 동축으로 형성되고, 상기 모세관은 유체가 모세관(46, 46a)의 말단부로부터 빠져나갈 때 유체의 급속한 팽창을 유발하며,
    상기 표본 추출 기구(20)는 상기 카트리지(36, 36a) 사이에서 상기 차단 밸브 내의 유체를 표본 추출하여, 공기 냉각/가열 장치가 한 작동 모드에 있을 때 유체가 일 카트리지(36a) 내의 제한기(34a)를 통과하기 전에 유체를 표본 추출할 수 있으며, 공기 냉각/가열 장치가 다른 작동 모드에 있을 때 유체가 다른 카트리지(36) 내의 제한기(34)를 통과하기 전에 유체를 표본 추출할 수 있는 것을 특징으로 하는 차단 밸브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 도관(14) 및 제2 도관(14) 내의 각 제한기(34, 34a)는 상기 제1 도관(14) 및 제2 도관(16) 내에서 독립적인 축방향 이동이 가능한 차단 밸브.
  3. 제1항에 있어서, 각 제한기(34, 34a)의 외부는 유체 유동을 위한 적어도 하나의 유동 채널(52)을 생성하도록 상기 제1 도관(14) 및 제2 도관(14) 내에 형성된 시트 및 상기 카트리지(36, 36a)의 내부 표면(50)과 협동하는 적어도 두 개의 방사형 핀(47, 47a)들로 형성된 차단 밸브.
  4. 제3항에 있어서, 각 제한기(34, 34a)는 미리 설정된 제1 방향으로의 축방향 이동을 제한하도록 상기 제1 도관(14) 및 제2 도관(16) 각각의 내부의 견부(58)와 협동하는 돌출부(48, 48a)를 상기 방사형 핀들(47, 47a)의 일단부에서 추가로 포함하는 차단 밸브.
  5. 제1항에 있어서, 각각의 카트리지(36, 36a)는 상기 모세관(46, 46a)을 통한유체 유동을 흐르게 하도록 각 제한기(34, 34a)의 밀봉 단부(60, 60a)와 협동하는 내부 경사 밀봉부 표면(56, 56a)을 갖는 차단 밸브.
  6. 제1항에 있어서, 여과 요소(40, 40a)는 상기 카트리지(36, 36a)의 일 단부에 고정식으로 부착된 차단 밸브.
  7. 제6항에 있어서, 상기 여과 요소(40, 40a)는 가압 끼워 맞춤 결합에 의해 각 카트리지의 전방 챔버(44, 44a) 내에 보유되는 차단 밸브.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 도관(14)의 단부에 고정된 삽입 부재(38)를 추가로 포함하여 파이프(62)의 플레어형 단부(64)를 상기 삽입 부재(38)의 원추형 표면(73)에 대해 직접 클램핑하는 차단 밸브.
  9. 제8항에 있어서, 상기 삽입 부재(38)는 나사식 결합에 의해 상기 제1 도관(14)과 선택적으로 고정되는 차단 밸브.
  10. 제1항에 있어서, 밸브(10)에 고정식으로 부착되고, 제2 도관(16) 내의 장착부(82)와 상기 카트리지(36a) 사이에 생성된 카운터 보어(88) 내에 수용된 연결 파이프(86)를 추가로 포함하는 차단 밸브.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 도관(14)과 상기 제2 도관(16) 사이의 유체 유동이 차단되는 폐쇄 위치와 상기 제1 도관(14)과 상기 제2 도관(16) 사이의 유동이 허용되는 개방 위치 사이에 회전에 의해 변위될 수 있는 밀폐 장치(22)를 상기 본체(12) 내에 추가로 포함하는 차단 밸브.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
KR1020037005274A 2000-10-30 2001-10-15 가압 유체용 결합식 이중 제한기 차단 밸브 Expired - Fee Related KR100814549B1 (ko)

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