KR100856119B1

KR100856119B1 - 온도식 팽창밸브

Info

Publication number: KR100856119B1
Application number: KR1020020020120A
Authority: KR
Inventors: 고바야시가즈토; 와타나베가즈히코
Original assignee: 가부시기가이샤 후지고오키
Priority date: 2001-04-13
Filing date: 2002-04-12
Publication date: 2008-09-03
Also published as: CN1237316C; DE60220472D1; JP3815978B2; EP1249673A3; JP2002310538A; DE60220472T2; EP1249673A2; US20020162896A1; CN1381702A; KR20020079608A; US6560982B2; EP1249673B1

Abstract

공조장치에 장비되는 냉매의 온도식 팽창 밸브의 구조 간소화와 부품수의 삭감을 꾀한다.

온도식 팽창 밸브(100)는 각주 형상의 밸브 본체(110)를 가지고, 밸브 본체(110)에는 냉매가 도입되는 바닥이 있는 제 1 통로(120)와, 통로의 바닥부 근방에 형성되는 밸브실(122)과, 증발기를 향하는 냉매의 제 2 통로(126)와, 증발기로부터 되돌아오는 냉매의 제 3 통로(128)가 형성된다. 밸브실 내에 설치되는 밸브체(130)는 작동봉(132)에 고착되고, 파워 엘리먼트(160)에 의하여 조작된다. 작동봉(132)은 세경부(135)를 가지며, 밸브 시트 부재(200)가 미리 장착되는 상태로 밸브체(130)가 용접가공 W₁에 의하여 고착된다. 밸브시트 부재(200)는 작동봉(132)에 의하여 밸브 본체의 구멍(116)에 압입 고착된다.

Description

온도식 팽창밸브{THERMOSTATIC EXPANSION VALVE}

도 1은 본 발명의 온도식 팽창밸브의 단면도.

도 2는 본 발명의 온도식 팽창밸브의 요부의 단면도.

도 3은 종래의 온도식 팽창밸브의 단면도.

*** 본 발명의 주요 도면부호의 설명***

100 온도식 팽창밸브

110 밸브 본체

120 압축기측에서의 냉매의 통로

122 밸브실

126 증발기로 향하는 냉매의 통로

128 증발기로부터 되돌아오는 냉매의 통로

130 밸브체

132 작동봉

140 스톱퍼 부재

160 파워 엘리먼트

166 다이어프램

본 발명은, 자동차 에어컨디셔너 등의 공기 조절장치에 설치되고, 냉매의 온도에 따라 증발기에 공급되는 냉매의 유량을 제어하는 온도식 팽창밸브에 관한 것이다.

도3은, 종래의 주지의 온도식 팽창밸브의 종단면 구조를 나타내는 설명도이다.

전체를 부호 1로 나타내는 팽창 밸브는, 알루미늄 합금 등으로 제조되는 각주 형상의 밸브 본체(10)를 가진다. 밸브 본체(10)는 공조장치의 압축기측으로부터 보내지는 고압 냉매를 도입하는 통로(20)를 가지고, 통로(20)에 연통되는 밸브실(22)이 밸브 본체(10)의 하부 내부에 형성된다.

밸브실(22)은, 밸브시트(24)를 사이에 두고 통로(20)로부터 통로(26)로 연통되고, 통로(26)로부터 증발기측으로 냉매를 송출한다.

밸브실(22) 내에는, 밸브 시트(24)에 대향하여 구형의 밸브체(30)가 장치되고, 밸브체(30)는 밸브체 받침부재(32)에 의하여 지지된다. 밸브체 받침부재(32)는, 스프링(34)을 사이에 두고 조절나사가 되는 너트부재(36)에 의하여 지지된다. 너트부재(36)는, 밸브 본체(10)에 대하여 나사부(37)에 의하여 나사결합되고, 6각 구멍(38)을 이용하여 렌치 등의 공구에 의하여 비틀어 넣어진다.

이 너트부재(36)가 들어간 양에 의하여 밸브체(30)를 지지하는 스프링(34)의 탄력을 조정함으로써 밸브체(30)를 밸브 잠금 방향으로 힘을 가할 수 있다. 너트부 재(36)에는, 실(Seal)부재(39)가 설치되어 밸브실(22)로부터 냉매가 누출되는 것을 방지한다.

밸브 본체(10)에는, 증발기측에서 압축기측으로 되돌아오는 냉매의 돌아오는 통로(28)가 통로(26)와 평행으로 형성된다.

밸브체(30)는, 밸브 본체(10)의 중심부를 관통하는 작동봉(40)에 의하여 조작된다. 작동봉(40)은, 스테인레스 등으로 만들어지는 세경의 샤프트로, 그 상단은 스톱퍼 부재(50)에 삽입되고, 그 하단은 밸브체(30)에 맞닿는다.

작동봉(40)과 밸브 본체(10)의 사이에는, 실부재(42)가 장비되고, 냉매가 송출되는 통로(26)와 냉매가 되돌아오는 통로(28) 사이의 실(seal)이 형성된다.

스톱퍼부재(50)는, 전체를 부호 60으로 나타내는 파워 엘리먼트라고 부르는 구동장치 내에 장비된다.

파워 엘리먼트(60)는, 윗뚜껑(621)과 아래뚜껑(622)으로 이루어지는 원반 형상의 캔체(62)를 가지며, 캔체(62)는 아래뚜껑(622)의 나사부(64)에 의하여 밸브 본체(10)의 상부에 나사 결합되는 동시에 스톱퍼 부재(50)는, 그 주변부가 아래뚜껑(622)에 지지된다.

캔체(62) 내에는, 다이어프램(66)이 설치되고, 그 주변부가 윗뚜껑(621)과 아래뚜껑(622)에 의하여 사이에 끼워져 용접에 의하여 고착되고 있으며, 상부 압력실(68)과 하부 압력실(69)이 형성된다. 상부 압력실(68) 내에는 작동 유체가 충전되어, 뚜껑체(70)에 의하여 봉해진다.

냉매가 돌아오는 통로(28) 내를 통과하는 냉매의 압력은, 스톱퍼부재(50)의 하면에 작용하고, 냉매의 온도는 작동봉(40)을 거쳐 스톱퍼부재(50)에 전달되며, 다이어프램(66)을 사이에 두고 상부 압력실(68) 내의 작동 유체에 전달된다.

상부 압력실(68) 내의 압력에 의하여 다이어프램(66)은 변위하고, 그 변위량은 작동봉(40)을 매개하여 밸브체(30)를 작동시켜, 통로(20)를 흐르는 냉매를 감압 팽창시키고, 밸브 시트(24)를 형성하는 스로틀 통로의 개구 면적을 조정시켜, 증발기측으로 유입되는 냉매의 유량을 제어한다.

이러한 종래의 온도식 팽창밸브에 있어서는, 밸브 받침 부재, 스프링 및 조절 나사 등을 가지며, 부품이 많이 필요하여, 온도식 팽창밸브의 소형화 및 경량화의 달성이 곤란하였다.

또한, 밸브실로부터 조절나사 부분을 통하여 냉매가 누출되는 문제가 발생할 우려가 있었다.

이러한 점을 감안하여, 본 발명은 자동차 에어컨디셔너의 소형화, 경량화의 요청에 따라, 구조를 간소화하고, 부품수를 삭감한 온도식 팽창밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 밸브 본체와, 상기 밸브 본체 내에 형성되어 고압 냉매가 통과하는 바닥이 막힌 구멍 모양의 제1 통로와, 상기 제1 통로 내의 바닥부측에 형성된 밸브실과, 상기 밸브 본체 내에 있어서 상기 제1 통로의 상방 부위에 형성되어 증발기측으로 송출되는 냉매가 통과하는 제2 통로와, 상기 제1 통로와 상기 제2 통로 사이에 상하로 연장되도록 형성되고 상기 밸브실과 상기 제2 통로를 연통하는 스로틀 통로와, 상기 스로틀 통로 내에 동축상으로 압입된 파이프 모양의 밸브 시트 부재와, 상기 밸브실 내에 있어서 상기 밸브실 부재의 개구에 대향하도록 배치되어 상기 개구를 개폐하는 밸브체와, 상기 밸브 본체 내에 있어서 상기 제2 통로의 상방의 부위에 상기 스로틀 통로와 정렬되도록 형성된 세로 구멍 내에 있어서 축 방향으로 이동 가능하게 설치되고 일단이 상기 밸브 시트 부재를 관통하는 동시에 선단부에 상기 밸브체가 고착된 작동봉을 구비하고, 상기 밸브체 및 상기 밸브 시트 부재가 설치된 상기 작동봉을 상기 밸브 본체의 상부로부터 상기 세로 구멍 내에 축방향으로 삽입하면, 상기 밸브체가 상기 스로틀 통로를 관통하여 상기 밸브실 내에 삽입되는 동시에 상기 밸브 시트 부재가 상기 스로틀 통로 내에 압입되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 밸브 시트 부재가 그 일단이 측방을 향하여 튀어나온 플랜지를 가지고 있고, 상기 스로틀 통로의 상단은 상기 플랜지를 수용하도록 단이 있는 모양으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 작동봉은, 밸브 시트 부재에 삽입되는 세경부를 가지고, 세경부의 선단에 구형의 밸브체가 고착되는 구조를 구비한다.

또한 작동봉을 다이어프램측을 향하여 떠받치는 스프링을 구비하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 온도식 팽창밸브의 종단면을 도시하는 설명도이다.

전체를 부호 100으로 도시하는 온도식 팽창밸브는, 밸브 본체(110)를 가지며, 밸브 본체(110)는, 예를 들면 알루미늄 합금으로 만들어지는 각주 형상의 부재이다.

밸브 본체(110)의 하부측에는, 공조장치의 압축기측으로부터 보내져온 고압의 냉매를 받아들이는 제1 통로(120)가 형성된다. 이 제1 통로(120)는, 바닥이 있는 구멍으로서, 그 바닥부 근방은 밸브실(122)을 형성한다. 밸브실(122)은, 밸브 본체(110) 내에 제1 통로(120)와 수직으로 형성된 스로틀 통로를 형성하는 구멍(116)에 압입되는 밸브 시트부재(200)를 사이에 두고 제1 통로(120)와 평행으로 밸브 본체(110) 내에 형성된 제2 통로(126)에 연통하고, 제2 통로(126)는 증발기측으로 냉매를 송출한다.

밸브 본체(110)의 상부측에는, 제2 통로(126)에 평행하게 설치되는 제3의 통로(128)가 형성된다.

제3 통로(128)는, 밸브 본체(110)를 관통하고, 증발기측에서 압축기측으로 되돌아가는 냉매가 통과한다.

밸브실(122) 내에는, 구형의 밸브체(130)가 제1 통로(120)의 상류측으로부터 스로틀 통로에 대향 설치되고, 밸브체(130)는 작동봉(132)의 하단과 용접에 의하여 고착되어 있다.

작동봉(132)은, 밸브 본체(110)의 세로구멍(114) 내를 슬라이딩하고, 작동봉(132)에 설치되는 밀봉부재(134)가 제2 통로(126)와 제3 통로(128) 사이의 실(seal)을 형성한다.

작동봉(132)은, 밸브 본체(110)의 구멍(112)을 관통하고, 그 상단(136)은 스톱퍼 부재(140)에 맞닿는다.

전체를 부호 160으로 나타내는 파워 엘리먼트라고 하는 구동 장치는, 스테인레스제의 윗뚜껑(163)과 아래뚜껑(163')으로 이루어지는 캔체(162)를 가지며, 캔체(162)는 아래뚜껑(163')의 나사부(164)에 의하여 본체(110)의 상단에 나사결합되는 동시에 스톱퍼 부재(140)는 그 주변부가 아래 뚜껑(163')에 의하여 지지된다. 캔체(162)에는, 다이어프램(166)이 마련되고, 그 주변부는 윗뚜껑(163)과 아래뚜껑(163')에 의하여 사이에 끼워져 있고, 용접에 의하여 함께 고착되고, 상부 압력실(168)과 하부 압력실(169)이 형성된다.

상부 압력실(168) 내에는 작동 유체, 예를 들면 냉매가 충전되고, 뚜껑체(170)에 의하여 봉해진다.

스톱퍼 부재(140)의 상면은 다이어프램(166)에 맞닿고, 스톱퍼부재(140)의 하면에 맞닿는 작동봉(132) 상단(136)의 단부와 구멍(112)을 형성하는 밸브 본체(110)의 돌기부(113)와의 사이에, 코일 스프링(142)이 설치되고, 그 탄력은 작동봉(132)을 매개하여 스톱퍼 부재(140)를 상부 압력실(168) 측을 향하여 탄력지지한다. 또한, 스톱퍼 부재(140)의 하면은 요부(141)가 형성되고, 요부(141)의 바닥면과 작동봉(132)의 상단(136)이 맞닿는다.

제3 통로(128)를 통과하는 증발기측에서 압축기측으로 되돌아오는 냉매는, 밸브 본체(110)의 구멍(112)을 지나 스톱퍼부재(140)의 하면에 압력을 전달한다.

작동봉(132)은, 감온부재로서 기능하고, 제3 통로(128)를 통과하는 냉매의 온도를 스톱퍼부재(140), 다이어프램(166)을 매개하여 상부 압력실(168) 내의 작동 유체에 전달한다.

압력실 내의 압력과 스톱퍼 부재의 하면에 작용하는 압력이 평형을 이루는 위치에 작동봉(132)은 변위하고, 밸브체(130)에 의하여 스로틀 통로의 개구 면적을 조정하여, 제1 통로(120)를 통과하여, 제2 통로(126)로부터 증발기측으로 송출되는 냉매의 유량을 제어한다.

도2는, 도1의 실시 형태의 밸브 시트 부재 근방의 구조 확대도이다.

제1 통로(120) 및 밸브실(122)은, 밸브 본체(110)에 화살표 T₁방향으로부터 기계 가공을 함으로써 형성된다.

제2 통로(126)도 마찬가지로, 밸브 본체(110)에 화살표 T₂방향으로부터 기계 가공을 함으로써 형성된다.

밸브 시트부재(200)는, 밸브 본체에 화살표 T₃방향으로부터 가공되는 스로틀 통로를 형성하는 구멍(116)에 압입됨으로써 설치된다.

밸브 시트부재는, 예를 들면 스테인레스 등으로 만들어지고, 플랜지(204)를 가지는 파이프상의 부재이다.

이 밸브 시트부재(200)는, 사전에 작동봉(132)의 세경부(135)를 관통시켜, 세경부(135)의 선단에 구형의 밸브체(130)를 용접W₁에 의하여 고착한 상태로 준비된다.

그리고, 밸브 본체(110)의 구멍(114)을 통하여 작동봉(132)과 밸브 시트부재(200)와 밸브체(130) 부재는 삽입되고, 밸브 시트부재(200)는, 밸브 본체(110)의 구멍(116)에 압입된다.

작동봉(132)은, 그 단차부(133)가 밸브 시트부재(200)를 압입하는 압입공구로서 기능한다.

상술한 구조에 의하여 밸브 본체의 일방측으로부터 기계가공을 하여, 밸브 시트부재를 압입함으로써 밸브기구를 완성할 수 있다.

또한, 상기 밸브 시트 부재를 구멍(116)에 고착시키는 것은, 압입에 한정될 뿐만 아니라, 접착 또는 구멍(116)과의 나사결합에 의하여 이루어질 수 있는 것은 물론이다.

본 발명의 온도식 팽창밸브는 이상과 같이, 부품수를 줄여, 간단한 구조를 가지므로 제조 코스트를 저감할 수 있다.

또 밸브실은 바닥이 있는 구멍 내에 형성되고, 실(seal) 구조를 가지지 않으므로 냉매의 누설도 발생하지 않는다.

Claims

밸브 본체와,

상기 밸브 본체 내에 형성되어 고압 냉매가 통과하는 제1 통로와,

상기 제1 통로 내에 형성된 밸브실과,

상기 제1 통로의 위쪽에 위치하도록 상기 밸브 본체 내에 형성되고 증발기측으로 송출되는 냉매가 통과하는 제2 통로와,

상기 밸브 본체 내에서 상하로 연장되도록 형성되어 상기 밸브실과 상기 제2 통로를 연통하는 스로틀 통로와,

상기 스로틀 통로 내에 동축상으로 압입된 파이프 모양의 밸브 시트 부재와,

상기 밸브실 내에 있어서 상기 스로틀 통로의 하단에 마주보도록 배치되고 상기 밸브 시트 부재의 하단 개구를 개폐하는 밸브체와,

상기 밸브 본체 내에 형성되고, 상기 증발기측으로부터 송출되는 냉매가 통과하는 제3의 통로와,

상기 밸브 본체 내에 상하로 뻗으면서 축 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 제3 통로를 통과하는 냉매의 온도를 감지하는 동시에 하단부에 상기 밸브체가 고착된 작동봉을 구비하고,

상기 작동봉은 그 하단측에 상기 밸브 시트 부재의 내경보다 지름이 작고 또한 상기 밸브 시트 부재의 축 방향 전체 길이보다 긴 세경부를 갖는 동시에, 상기 세경부의 위쪽 부분은 상기 밸브 시트 부재의 내경보다 지름이 크고, 상기 세경부와의 사이에 단차부를 형성하고 있고,

상기 작동봉의 세경부를 상기 밸브 시트 부재에 관통시키는 동시에 상기 세경부의 선단부에 상기 밸브체를 고착시킨 상태로 상기 작동봉을 상기 밸브 본체의 위쪽으로부터 상기 밸브 본체 내의 축방향으로 삽입함으로써, 상기 밸브 시트 부재가 상기 단차부에 의하여 상기 스로틀 통로 내에 압입되도록 구성된 것을 특징으로 하는 온도식 팽창 밸브.
제1항에 있어서,

상기 밸브 시트 부재는 그 일단이 측방을 향하여 튀어나온 플랜지를 가지고 있고, 상기 스로틀 통로의 상단은 상기 플랜지를 수용하도록 단이 있는 모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 온도식 팽창 밸브.