KR100416520B1 - 열팽창밸브 - Google Patents

Abstract

열팽창밸브(100)는 박스형의 외형과, 증발기(8)와 통하는 두개의 냉매통로(32,34)로 구성되는 밸브본체(110)을 포함한다. 밸브본체(110)는 또한 유입량이, 밸브구동장치(36)에 의하여 구동되는 밸브부재로 제어되는 밸브구멍을 포함한다. 밸브본체(110)은 밸브구동장치(36)의 반대편 일측면에 있는 단부부(120)를 포함하고, 밀봉부재 역할을 하는 부착요소 또한 단부부(120)에 부착되어있다. 따라서, 열팽창밸브를 신속하고 용이하게 정위치에 장착시킬수있다.

Description

열팽창 밸브{THERMOSTATIC EXPANSION VALVE}

본 발명은 자동차 에어콘 장치에 사용되는 열팽창 밸브에 관한 것이다.

제9도는 종래의 팽창 밸브(10)의 개요를 설명하는 단면도이다. 열팽창 밸브의 밸브 본체(30)는, 냉동 사이클용 냉매 관로(11)의 상하측에 분리되어 위치하는 제 1 통로(32)와 제 2 통로(34)를 포함한다. 제1 통로(32)는 응축기(5)의 냉매 출구로부터 나와 집수통(6)을 지난 부분과 증발기(8)의 냉매 입구 사이에 배치되어 있고, 제 2 통로(34)는 압축기(4)의 냉매 입구를 향하고 있는 증발기(8)의 냉매 출구의 하류측 부분에 위치하고 있다. 제 1 통로(32) 상에는, 집수통(6)의 냉매 출구에서 나온 액체 냉매를 열팽창시키는 밸브 구멍(32a)이 형성되어 있다. 밸브 구멍(32a)의 중심선은 밸브 본체(30)의 길이 방향으로 나 있다. 밸브 구멍(32a)의 입구에는, 압축 코일 스프링이나 또는 기타 적절한 바이어스(bias) 수단(32c)에 의해 압착되는 밸브 부재(32b)를 긴밀하게 수용할 수 있도록 하기 위한, 밸브 착좌부(seat)가 형성되어 있다.

액체 냉매를 집수통(6)에서 끌어들이는 제 1 통로(32)는 액체 냉매 통로이고, 인입구(321)와 이에 연결된 밸브실(35)을 포함한다. 밸브실(35)은 밸브 구멍(32a)의 중심선과 동축인 박스형 챔버이며, 플러그(37)로 밀봉되어 있다.

밸브 본체(30)의 상단에는 밸브 부재(32b)를 구동시키는 밸브 구동 장치가 장치되어 있다. 밸브 구동 장치(36)는 다이아프램(36a)에 의해 상부 압력 작동실(36b)과 하부 압력 작동실(36c)로 분할되어 있는 내부 공간을 형성하는 압력 작동 하우징(36d)을 포함한다. 압력 작동 하우징(36d)의 하부 압력 작동실(36c)은, 밸브 구멍(32a)의 중심선과 동심을 이루는 균압공(36e)(equalizer bore)을 경유하여 제 2 통로(34)와 서로 연통한다.

증발기(8)의 냉매 출구에서 나온 기상 냉매는, 결국에는 기상 냉매의 통로가 되는 제 2 통로(34)로 흘러들고, 기상 냉매의 압력은 균압공(36e)을 경유하여 하부 압력 작동실(36c)로 가해진다. 균압공(36c)에는, 다이아프램(36a)의 하면에서 제 1 통로(32)의 밸브 구멍(32a) 안으로 동심을 이루며 뻗어 있는 밸브 구동봉(36f)이 장착되어 있다.

밸브 구동봉(36f)은, 밸브 구동 장치(36)를 구성하는 압력 작동 하우징(36d)의 하부 압력 작동실(36c)의 안쪽면과, 밸브 본체(30)의 제 1 통로(32)와 제 2 통로(34) 사이에 있는 분할벽에 의해, 수직 활주 운동이 가능하게 지지되고 그 하단은 밸브 부재(32b)에 접하게 된다.

밀봉 부재(36g)는, 냉매가 제 1 통로에서 제 2통로로 누출되거나 제 2 통로에서 제 1 통로로 누출되는 것을 방지하기 위해, 분할벽에 의해 구획된 밸브 구동봉용 활주 안내 구멍의 내부에 있는 밸브 구동봉(36f)의 바깥쪽 원주면에 장착되어 있다.

압력 작동 하우징(36d)의 상부 압력 작동실(36b)은, 다이아프램(36a)을 구동시키기 위하여 필요한 감열 가스를 함유하고 있다. 다이아프램 구동 유체가 받아들이는 증기 냉매의 열은, 기상 냉매가 증발기(8)의 냉매 출구로부터 제2 통로(34) 안으로 흘러들어 가는 동안에, 제 2 통로(34)와, 제 2 통로(34)와 연통하는 균압공(36e)에 노출되어 있는 밸브 구동봉(36a)과, 그리고 다이아프램(36a)으로부터 받게 된다. 도면 부호 36h는, 감열 가스를 주입시키는 데 사용되며 주입 후에는 밀봉되는 튜브다. 상부 압력 작동실(36b) 안에 있는 감열 가스는, 다이아프램(36a)의 상면으로 냉매 증기에서 전달된 열에 수반되는 압력을 전달한다. 다이아프램(36a)은 그 상면에 전달된 다이어프램 구동 가스의 압력과 하면에 전달된 압력의 차이 때문에 상하로 움직인다. 다이아프램(36a)의 상하 변위는 밸브 구동봉(36f)을 이동시켜 밸브 부재(32b)를 밸브 구멍(32a)의 밸브 착좌부(seat)에서 멀어지게 하거나 가까워지게 하여, 결과적으로 냉매 유량이 제어된다.

제 10 도는 제 9 도에 나타나 있는 종래의 팽창 밸브(10)에 대한 측면도이다. 밸브 본체(30)는 두 개의 볼트 구멍(50)을 포함한다. 종래의 팽창 밸브에서는 밸브 구동봉(36f)이 밸브 본체(30)의 중심에 위치하고, 결국 밸브 구동 장치는 밸브 본체(30)의 중앙부에 위치하게 된다. 종래의 팽창 밸브의 상기 밸브 본체(30)와 밸브 구동봉(36f)은 알루미늄 합금으로 제조된다. 하우징(36d)과 다이아프램(36a)은 모두 밸브 구동 장치를 구성하며 스테인레스 강으로 제조된다.

제 11 도는 종래의 자동차(1) 에어콘 장치의 전체 구성을 나타내는 설명도이고, 제 12 또는 열팽창 밸브와 에어콘 장치의 증발기(8)의 배치 관계를 나타내는 설명도이며, 제 13 도는 순환 파이프를 제 12 도의 열팽창 밸브에 연결시키는 방법을 나타내는 설명도이다. 도면 부호 1로 표시한 자동차의 엔진룸에는 압축기(4), 응축기(5), 그리고 집수통(6)이 장착되어 있다. 엔진룸은 격벽(20)에 의하여 캐빈과 분리되어 있고, 증발기(8)는 캐빈 안에 위치되어 있다. 집수통(6)에서 전달된 압축 냉매는 열팽창 밸브의 내부에서 팽창하여 증발기(8)로 송출된다. 엔진룸에서 뻗어 나온 냉매 통로(11)는 커넥터(16)와, 커넥터에 끼워진 나사(17)를 이용하여 열팽창 밸브에 고정시킨다. 상기 열팽창 밸브는 볼트(18)에 의해 브라켓(14)에 고정된다. 브라켓(14)은 패킹(22)을 개재시켜서 격벽(20)의 구멍(20a)에 고정된다.

그러나, 위에서 설명한 종래의 팽창 밸브의 경우, 팽창 밸브를 격벽(20)에 부착시킬 때에 패킹(22)이나 브라켓(14) 등을 사용할 필요가 있고, 설치 작업에 시간이 걸리는 등 노동 비용이 증가하게 된다.

그러므로, 본 발명의 목적은, 열팽창 밸브의 밸브 본체에 형성된 설치 공간을 이용하여, 브라켓 등의 부품을 사용하지 않고도 격벽 등에 용이하게 장착할 수 있는 열팽창 밸브를 제공하는 것이다. 본 발명에 따르면, 밸브 본체의 표면에 설치 공간이 있는 열팽창 밸브가 제공되게 되며, 또한 엔진룸과 자동차 캐빈 사이에 있는 격벽에 만들어지는 구멍 속에 열팽창 밸브의 설치 공간에 끼워져 있는 밀봉요소를 이용하여 열팽창 밸브를 고정시키는 형태의 자동차 에어콘 장치를 제공하는 것이다.

제1도는 본 발명의 실시예에 따른 열팽창 밸브의 전체 구성을 나타내는 사시도.

제2도는 본 발명에 따른 열팽창 밸브의 부착 요소를 제거한 상태를 나타내는 사시도.

제3도는 부착 요소를 나타내는 사시도.

제4도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열팽창 밸브의 전체 구성을 나타내는 사시도.

제5도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열팽창 밸브의 부착 요소를 제거한 상태를 나타내는 사시도.

제6A도 및 제6B도는 부착 요소를 나타내는 사시도.

제7도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열팽창 밸브의 전체 구성을 나타내는 사시도.

제8도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열팽창 밸브의 전체 구성을 나타내는 사시도.

제9도는 열팽창 밸브의 내부 구성을 나타내는 단면도.

제10도는 제9도에 나타낸 열팽창 밸브의 측면도.

제11도는 자동차 에어콘 장치의 전체 구성을 나타내는 설명도.

제12도는 자동차 에어콘 장치에 열팽창 밸브가 장치된 상태를 나타내는 설명도.

제13도는 열팽창 밸브를 결합시키는 수단들을 나타내는 설명도.

제14도는 열팽창 밸브의 장착 상태를 나타내는 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 자동차 4: 압축기

5: 응축기 6: 집수통

8: 증발기 36: 밸브 부재 구동 장치

100: 열팽창 밸브 110: 밸브 본체

120: 단차부 150, 160: 부착 요소

제 1 도는 본 발명의 실시예에 대한 사시도이다.

도면 부호 100으로 표시하고 있는 열팽창 밸브는, 제 9 도의 단면도에 나타난 내부 구성, 즉 박스형 팽창 밸브 본체(110)를 포함하며, 이외에도 제 9 도와 제 10 도에 사용한 것과 동일한 도면 부호로 나타낸 부재들을 구비한다. 팽창 밸브 본체(110)는 그 상단 한쪽 끝에 형성되어 있는 밸브구동장치(36)를 포함한다. 밸브 구동 장치(36)에서 떨어져있는 밸브 본체의 측면에는 격벽(20)의 밀봉재가 되는 부착 요소(150)가 설치되어 있다. 따라서, 밸브 구동 장치(36)는 팽창 밸브 본체(110)의 상면에서 한쪽으로 치우쳐 있거나 동심이 아닌 형태로 되어 있다. 부착 요소(150)는 팽창 밸브 본체(110)에 형성된 측면부에 부착된다.

제 2 도는 박스형 밸브본체의 측단면의 가장자리 부위를 일정한 넓이와 깊이로 절삭하여, 밸브 본체의 측단부가 좁아진 상태를 나타낸다.

제 3a 도는 장방형 프레임 형태의 부착 요소(150)를 도시하고 있으며, 밸브본체의 단차부(120)에 탄성적으로 끼워 장착되어서 격벽(20)을 밀봉하도록 합성고무나 탄성 재질로 제조된다.

제 3b 도는 플랜지부가 있는 프레임 형태의 부착 요소(160)의 변형을 보이고 있다. 플랜지부(162)는 격벽(20)의 구멍에 열팽창 밸브(100)를 위치에 맞게 장착시키는 데 이용될 수 있으며, 부착 요소(160)는 여기서 다시 밀봉재가 된다.

제 4 도는 본 발명의 여타 실시예를 나타내는 사시도이다.

열팽창 밸브(200)의 밸브 본체(210)는 밸브 구동 장치가 장치된 상단의 반대편이 되는 하단부에 홀쭉해진 부분을 포함한다. 밸브 본체의 하측 너비를 축소시켜, 밸브 본체의 중량을 감소시킬 수 있다. 격벽(20)에 삽입 장착되어 밀봉하는 부착 요소(250)는 밸브 구동 장치(36)의 반대편에 있는 밸브 본체(210)의 일 측면에 부착된다. 제 4 도의 여타 구성은 전술한 실시예와 같다.

제 5 도는 밸브 본체(210)에 형성된 단차부의 형상을 나타내는 것으로, 밸브 본체(210)의 측면 형상에 따른 형상을 하는 홀쭉한 하단부를 포함한다.

제 6A 도 및 제 6B 도는 부착 요소(250)와 변형된 형태의 부착 요소(260)를 나타내고 있다. 제 6A 도의 부착 요소(250)는 밸브 본체(210)의 측면 형상에 대응하는 홀쭉한 부위(254)가 있는 프레임형 부재이며, 밸브 본체(210)의 단차부(220)에 맞는 크기로 형성되어 있다. 제 6B 도는 밸브 본체(210)의 측면 형상에 대응하는 홀쭉한 부위(264)와 플랜지부가 있는 변형된 형태의 부착 요소(260)의 사시도이다.

부착 요소(260)가 부착된 열팽창 밸브(200) 용이하게 격벽(20)의 구멍의 정위치에 장착되며, 부착 요소(260)는 상기 구멍을 밀봉한다.

제 7 도는 본 발명의 또 다른 실시예를 보여주는 사시도이다. 열팽창 밸브(300)는 상단에 있는 밸브 구동 장치(36)를 지지하는 박스형 밸브 본체(310)를 포함한다. 밸브 본체(310)는 냉매 통로(32, 34)와 볼트 수납용 구멍(50)을 포함한다. 밸브 본체(310)는 밸브 구동 장치(36)의 반대편 단부에서 다시 길게 연장되며, 그 연장부에는 부착 요소(350)가 감싸며 끼워져 있다. 부착 요소(350)는 제 3A도 및 제 3B 도에 도시된 형상 중 어느 한 형상을 가지며, 밸브 본체(310)에 긴밀하게 탄성적으로 장착되도록 고무 재질로 만들어진다. 플랜지부를 구비한 부착 요소는 격벽 및 기타의 수단에 대한 밸브 본체의 위치를 용이하게 결정할 수 있게 한다.

제 8 도는 본 발명의 또 다른 일 실시예이다. 열팽창 밸브(400)의 밸브 본체(410)는 홀쭉한 부위(412)를 포함한다. 밸브 본체(410)는 밸브 구동 장치(36)가 장치된 단부와 반대되는 단부에 연장부를 구비하며, 그 연장부에는 부착 요소(450)가 장착된다. 부착 요소(450)는 제 6A 도 및 제 6B 도에 도시된 형상 중 어느 한 형상을 취하며 밸브 본체(410)에 긴밀하게 끼워 장착되며, 부착 요소(450)가 플랜지부를 갖는 경우에는 격벽 등에 대한 밸브 본체의 위치 결정을 용이하게 할 수 있게 된다.

상기 열팽창 밸브는 적절한 형태의 부착 요소에 의해, 제 12 도에 도시된 격벽(20)에 장착된다. 즉, 격벽(20)과 팽창 밸브의 관계를 설명하는 평면도인 제 14 도에 도시된 바와 같이, 제 7 도의 부착 요소(350)와 일치하는 구멍(20a)은 격벽(20)에 절삭 형성되며, 열팽창 밸브(300)는 부착 요소(350)를 개재시켜서구멍(20a)에 삽입 고정된다. 결과적으로, 부착 요소(350)는 밸브 본체(300)와 격벽(20)을 연결하는 밀봉재가 되고, 밸브 본체(300)는 상기 격벽(20)에 확실히 고정됨으로서, 자동차 에어콘 장치의 신속한 장착을 구현한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 열팽창 밸브는 상기 밸브구동장치를 박스형 밸브 본체의 상면의 한쪽 단부에 편재시키고, 밸브 본체의 반대 측면을 설치공간으로 이용한다.

상기와 같은 장치 구조로 해서, 열팽창 밸브를 엔진룸과 자동차의 캐빈 사이의 격벽에 직접 장치할 수 있게 됨으로써, 설치작업이 용이해진다. 또한 설치 공간을 단차부의 형상과 맞게 구성함으로써, 밸브 본체가 밀봉 부재 등과 같은 부착 요소를 개재시켜서 제 위치에 정확하고 용이하게 고정될 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 고압 냉매를 송입시키는 통로와 저압 냉매를 송출시키는 통로를 구비하는 박스형 밸브 본체와,

   상기 통로 사이에 설치되어 냉매의 흐름을 제어하는, 상기 밸브 본체 내부의 밸브 부재와,

   상기 밸브 부재가 배치되는 밸브 착좌부를 구비한 밸브 구멍과,

   상기 밸브 부재 및 밸브 착좌부와 중심 위치가 합치되게 상기 밸브 본체의 상부에 설치된 다이어프램을 가지고 압력 공간을 형성하는, 밸브 부재를 구동하는 밸브 부재 구동 장치로 이루어지고,

   상기 밸브 본체는 상기 밸브 부재 구동 장치의 반대에서 연장되어 형성된 연장부를 구비함과 동시에, 그 연장부에는 부착 요소를 장착하는 것을 특징으로 하는 열팽창 밸브.
2. 고압 냉매를 송입시키는 통로와 저압 냉매를 송출시키는 통로를 구비하는 박스형 밸브 본체와,

   상기 통로 사이에 설치되어 냉매의 흐름을 제어하는, 상기 밸브 본체 내부의 밸브 부재와,

   상기 밸브 부재가 배치되는 밸브 착좌부를 구비한 밸브 구멍과,

   상기 밸브 부재 및 밸브 착좌부와 중심 위치가 합치되게 상기 밸브 본체의상부에 설치된 다이어프램을 가지고 압력 공간을 형성하는, 밸브 부재를 구동하는 밸브 부재 구동 장치로 이루어지고,

   상기 밸브 부재 구동 장치는 상기 밸브 본체의 상부의 일단 측에 편재되게 설치되고, 상기 일단 측과는 반대측의 타단 측면부에 단차부를 형성함과 동시에, 그 단차부에 부착 요소를 장착하는 것을 특징으로 하는 열팽창 밸브.