KR101275071B1 - Expansion valve of air conditioning system for automotive vehicles - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 공조시스템의 팽창밸브에 관한 것으로서, 교축효율을 저하시키지 않고서도 냉매의 유량을 증가 또는 감소시키는 것을 목적으로 한다. The present invention relates to an expansion valve of a vehicle air conditioning system, and aims to increase or decrease the flow rate of the refrigerant without lowering the throttling efficiency.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 응축기의 냉매를 저온·저압으로 팽창시켜서 증발기로 공급하는 차량용 공조시스템의 팽창밸브에 있어서, 응축기의 냉매를 교축시키는 제 1 및 제 2교축유로와, 증발기에서 배출되는 냉매 온도에 따라 제 1 및 제 2교축유로의 개도량을 조절하는 개도량 조절장치를 포함하며, 개도량 조절장치는 제 1 및 제 2교축유로 각각의 개도량을 조절하도록 각 교축유로에 대응되는 제 1 및 제 2밸브와; 증발기의 출구측 냉매온도에 따라 팽창 또는 수축가능하도록 가스가 봉입된 감온실과; 가스의 팽창 또는 수축에 따라 하부 또는 상부로 변형하도록 감온실의 하측에 설치되는 다이아프램과; 제 1 및 제 2밸브가 증발기에서 배출되는 냉매의 온도에 따라 제 1 및 제 2교축유로에 대해 각각 운동하면서 개도량을 조절하도록 다이아프램의 상,하 변형운동을 제 1 및 제 2밸브에 전달하는 작동로드를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an expansion valve of a vehicle air conditioning system that expands a refrigerant of a condenser at a low temperature and a low pressure and supplies it to an evaporator, the first and second throttle passages for throttling a refrigerant of a condenser, and an evaporator. And an opening amount adjusting device for adjusting the opening amounts of the first and second throttle passages according to the discharged coolant temperature, wherein the opening amount adjusting device is provided to each throttling passage to adjust the opening amount of each of the first and second throttling passages. Corresponding first and second valves; A temperature sensing chamber in which gas is encapsulated so as to expand or contract according to the refrigerant temperature at the outlet side of the evaporator; A diaphragm installed below the thermostat chamber so as to deform to a lower portion or an upper portion as the gas expands or contracts; The upper and lower deformation movements of the diaphragm are transmitted to the first and second valves so that the first and second valves adjust the opening amount while respectively moving the first and second throttle passages according to the temperature of the refrigerant discharged from the evaporator. To include a working rod.
Description
도 1은 종래의 차량용 공조시스템의 팽창밸브를 나타내는 단면도,1 is a cross-sectional view showing an expansion valve of a conventional vehicle air conditioning system,
도 2는 종래의 팽창밸브가 설치된 공조시스템의 작동효율을 나타내는 t-s선도,Figure 2 is a t-s diagram showing the operating efficiency of the conventional air conditioning system is installed expansion valve,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조시스템의 팽창밸브를 나타내는 단면도,3 is a cross-sectional view showing an expansion valve of a vehicle air conditioning system according to the present invention;
도 4는 본 발명의 팽창밸브가 설치된 공조시스템의 작동효율을 나타내는 t-s선도이다.Figure 4 is a t-s diagram showing the operating efficiency of the air conditioning system is installed expansion valve of the present invention.
♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS
1: 응축기 8: 증발기1: condenser 8: evaporator
8a: 증발기의 출구측 9: 압축기8a:
30: 밸브몸체 32: 고압냉매유로30: valve body 32: high pressure refrigerant flow path
34: 도입유로 35: 제 1교축유로34: Introduction Euro 35: First Bridge Euro
36: 제 2교축유로 37: 배출유로36: second thoroughfare passage 37: discharge passage
38: 저압냉매유로 40: 개도량 조절장치38: low pressure refrigerant flow path 40: opening amount control device
42: 제 1밸브 44: 제 2밸브42: first valve 44: second valve
45: 제 1스프링 46: 제 2스프링45: first spring 46: second spring
50: 감온실 52: 가스50: thermal chamber 52: gas
60: 다이아프램(Diaphragm) 70: 작동로드60: diaphragm 70: working rod
72: 몸체로드부 74: 제 1분지로드부72: body rod portion 74: first branch rod portion
75: 제 2분지로드부 80: 팽창밸브75: second branch rod portion 80: expansion valve
본 발명은 차량용 공조시스템의 팽창밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 교축유로의 개도량을 증가 또는 감소시켜서 냉매의 유량을 증가 또는 감소시켜야 할 경우, 교축유로의 개도 증감 비율을 최소화시키면서 충분한 량의 냉매를 증가 또는 감소시킬 수 있는 차량용 공조시스템의 팽창밸브에 관한 것이다. The present invention relates to an expansion valve of a vehicle air conditioning system, and more particularly, when the flow rate of the refrigerant is to be increased or decreased by increasing or decreasing the opening amount of the throttle passage, a sufficient amount while minimizing the opening / closing ratio of the throttle passage. The expansion valve of the vehicle air conditioning system that can increase or decrease the refrigerant of the.
자동차는 실내의 공기 온도를 조절하기 위한 공조시스템을 갖추고 있다. 이러한 공조시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 응축기(1)에서 배출된 고압의 냉매를 저온·저압으로 팽창시키는 팽창밸브(2)를 구비한다.The car is equipped with an air conditioning system to regulate the air temperature in the room. As shown in FIG. 1, the air conditioning system includes an
팽창밸브(2)는, 밸브몸체(2a)를 구비하며, 밸브몸체(2a)에는 고압냉매유로(3)와 저압냉매유로(5)가 형성되어 있다.The
고압냉매유로(3)는, 응축기(1)의 냉매를 도입하는 도입유로(3a)와, 도입된 냉매를 교축(Throttling)시키는 교축유로(3b)와, 교축된 냉매를 증발기(8)로 배출시키는 배출유로(3c)로 구성된다. The high
특히, 교축유로(3b)는, 도입유로(3a)로 도입된 고압의 냉매를 교축시킴으로 써, 저온·저압의 냉매로 팽창시켜준다. 따라서, 저온·저압의 냉매가 증발기(8)를 통과하면서 기화될 수 있게 하며, 기화된 냉매가 주변의 열을 빼앗으면서 냉기를 발생시킬 수 있게 한다.In particular, the
저압냉매유로(5)는, 증발기(8)와 연결되는 입구(5a)와, 압축기(9)와 연결되는 출구(5b)를 갖추고 있다. 이러한 저압냉매유로(5)는, 증발기(8)에서 배출된 저온·저압의 냉매를 도입한 다음, 도입된 저온·저압의 냉매를 압축기(9)로 배출시킨다. The low pressure refrigerant flow passage 5 has an
그리고 종래의 팽창밸브(2)는, 증발기(8)로부터 배출되는 냉매의 온도에 따라 교축유로(3b)의 개도량을 조절하는 개도량 조절장치(10)를 구비한다. The
개도량 조절장치(10)는, 교축유로(3b)를 개폐할 수 있도록 도입유로(3a)에 배치되는 밸브(12)와, 밸브(12)를 교축유로(3b) 방향으로 탄성가압하는 스프링(14)을 구비한다. The opening
밸브(12)는, 구형의 볼(ball)로 구성되며, 교축유로(3b)에 대해 운동하면서 교축유로(3b)의 개도량을 조절한다. 스프링(14)은, 코일스프링으로 구성되며, 밸브(12)를 교축유로(3b) 방향으로 탄성가압한다. 특히, 교축유로(3b)를 폐쇄하는 방향으로 탄성가압한다.The
그리고 개도량 조절장치(10)는, 밸브몸체(2a)에 형성되는 감온실(15)과, 감온실(15)에 봉입되는 가스(15a)와, 가스(15a)의 팽창 또는 수축에 따라 상,하 변형운동하는 다이아프램(Diaphragm)(17) 및, 다이아프램(17)의 상,하 변형운동에 따라 축방향 운동하면서 밸브(12)를 가압하는 푸시로드(18)를 구비한다.In addition, the opening
감온실(15)은, 밸브몸체(2a)의 상측에 형성되며, 온도전달수단에 의해 증발기(8)의 출구측(8a)과 연결된다. 따라서, 증발기(8)로부터 배출되는 냉매의 온도가 전달된다. 여기서, 온도전달수단은, 푸시로드(18)로 구성될 수 있다. 푸시로드(18)는 저압냉매유로(5)로 유입된 증발기(8)의 냉매 온도를 상측의 감온실(15)로 전달한다. 따라서, 증발기(8)의 출구측(8a) 냉매 온도를 감온실(15)에 간접적으로 전달한다. The
가스(15a)는, 냉매와 동일하거나 또는 냉매와 유사한 성질의 갖는 것으로, 감온실(15)에 전달된 증발기(8)의 냉매 온도에 따라 팽창 또는 수축한다. The
다이아프램(17)은, 가스(15a)가 팽창되면 하부로 변형되고, 가스(15a)가 수축되면 상부로 변형된다. The
푸시로드(18)는, 다이아프램(17)의 밑면으로부터 연장되어 저압냉매유로(5)와 고압냉매유로(3)의 배출유로(3c)를 관통하며, 이렇게 관통한 푸시로드(18)는 교축유로(3b)를 통과한 후, 밸브(12)를 가압하도록 구성된다. 특히, 밸브(12)를 가압하되, 교축유로(3b)를 개방하는 방향으로 가압하도록 구성된다. 이러한 구성의 개도량 조절장치(10)는, 팽창밸브(19)에서 증발기(8)로 도입되는 냉매량이 매우 적어서 증발기(8)의 냉매가 과열되면, 과열된 냉매온도가 감온실(15)에 전달되고, 과열된 냉매온도가 감온실(15)로 전달되면, 감온실(15)의 온도가 상승되면서 내부의 가스(15a)가 팽창된다.The
그리고 내부의 가스(15a)가 팽창되면, 하측의 다이아프램(17)이 하부로 변형되며, 다이아프램(17)이 하부로 변형되면, 하측의 푸시로드(18)가 하부로 운동하면 서 밸브(12)를 가압하여 교축유로(3b)의 개도량을 증가시킨다. When the
따라서, 교축유로(3b)를 통과하는 냉매량이 증가되고, 증가된 냉매는 증발기(8)에 도입되면서 과열현상을 방지하며, 과열이 방지된 냉매는 적절하게 기화되면서 압축기(9)로 도입된다. Therefore, the amount of refrigerant passing through the
반대로, 팽창밸브(19)에서 증발기(8)로 도입되는 냉매량이 많아져서 증발기(8)의 냉매가 지나치게 감열되면, 감열된 냉매온도가 감온실(15)에 전달되고, 감열된 냉매온도가 감온실(15)로 전달되면, 감온실(15)의 온도가 하강하면서 내부의 가스(15a)가 수축된다.On the contrary, if the amount of refrigerant introduced from the expansion valve 19 to the
그리고 내부의 가스(15a)가 수축되면, 하측의 다이아프램(17)이 상부로 변형되며, 다이아프램(17)이 상부로 변형되면, 하측의 푸시로드(18)가 상부로 운동하면서 밸브(12)의 가압을 해제하여 교축유로(3b)의 개도량을 감소시킨다. When the
따라서, 교축유로(3b)를 통과하는 냉매량이 감소되고, 감소된 냉매는 증발기(8)에 도입되면서 감열현상을 방지하며, 감열이 방지된 냉매는 적절하게 기화되면서 압축기(9)로 도입된다. Accordingly, the amount of refrigerant passing through the
그런데, 이러한 종래의 팽창밸브는, 증발기(8)의 냉매가 과열될 경우, 교축유로(3b)의 개도량을 증가시키는 구조이므로, 교축유로(3b)의 개도량 증가에 따라 냉매의 교축효율이 급격히 저하된다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 증발기(8)의 냉각성능이 저하된다는 문제점이 있다. However, since the conventional expansion valve has a structure in which the opening amount of the
즉, 증발기(8)의 냉각성능을 증대시키기 위해서는, 도 2의 t-s선도에 도시된 바와 같이, 냉매의 팽창량(C-D)을 증대시켜서 냉매의 압력(D)을 낮추는 것이 중요 하며, 냉매의 압력(D)을 낮추기 위해서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 교축유로(3b)의 개도량을 감소시켜서 냉매의 교축효율을 증대시켜주는 것이 중요하다. That is, in order to increase the cooling performance of the
그러나, 종래의 팽창밸브(19)는, 증발기(8)의 냉매가 과열될 경우, 이에 비례하여 교축유로(3b)의 개도량을 증가시키는 구조이므로, 교축유로(3b)의 개도량 증가에 따라 냉매의 교축효율이 급격히 저하된다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 증발기(8)의 냉각성능이 급격히 저하된다는 문제점이 있다.However, the conventional expansion valve 19 has a structure in which the opening amount of the
특히, 냉매가 과열 정도가 심할 경우, 이에 비례하여 교축유로(3b)의 개도량도 더욱 증가시켜야 하므로, 냉매의 교축효율은 더욱 저하되고, 저하된 교축효율 때문에 증발기(8)의 냉각성능은 더욱 저하된다는 문제점이 있다.In particular, when the degree of overheating of the refrigerant is severe, the opening amount of the
결과적으로, 증발기(8)의 냉각성능이 저하되므로, 차량의 실내로 공급되는 공기가 충분히 냉각되지 않고, 실내로 공급되는 공기가 충분히 냉각되지 않음에 따라 실내의 냉방효율이 떨어진다는 문제점이 있으며, 이러한 문제점 때문에 기온이 매우 높은 하절기에는 충분한 냉방효과를 기대할 수 없다는 문제점이 있다.As a result, since the cooling performance of the
이 밖에도, 종래의 팽창밸브는, 증발기(8)로부터 배출되는 냉매가 지나치게 감열될 경우, 이에 비례하여 교축유로(3b)의 개도량을 감소시키는 구조이므로, 교축유로(3b)의 개도량이 감소될 시에, 증발기(8)로 공급되는 냉매의 유량이 급격히 감소된다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 증발기(8)의 냉매가 과열된다는 문제점도 있다. In addition, since the expansion valve of the conventional expansion valve reduces the opening amount of the
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 증발기의 냉매가 과열될 경우, 교축유로의 개도 증가 비율을 최소화시키고서도 냉매 과열의 해소에 필요한 충분한 양의 냉매를 확보할 수 있게 구성함으로써, 교축유로의 개도량 증가에 따른 냉매의 교축효율 저하를 방지할 수 있고 동시에 증발기의 냉매 과열현상도 해소할 수 있는 차량용 공조시스템의 팽창밸브를 제공하는 데 있다. The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, the object is, when the refrigerant in the evaporator is overheated, a sufficient amount of refrigerant required to solve the refrigerant overheating while minimizing the increase in the opening degree of the throttle passage It is possible to provide an expansion valve of a vehicle air conditioning system that can prevent the reduction of the throttling efficiency of the refrigerant due to the increase in the opening amount of the throttle flow passage and at the same time eliminate the refrigerant overheating of the evaporator.
본 발명의 다른 목적은, 증발기의 냉매가 과열될 경우, 냉매의 교축효율이 급격하게 저하되는 것을 미연에 방지함으로써, 증발기의 냉매가 과열될 경우, 증발기의 냉각성능이 급격히 저하되는 것을 방지할 수 있는 차량용 공조시스템의 팽창밸브를 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to prevent a rapid decrease in the throttling efficiency of the refrigerant when the refrigerant of the evaporator is overheated, thereby preventing the cooling performance of the evaporator from rapidly deteriorating when the refrigerant of the evaporator is overheated. The present invention provides an expansion valve for a vehicle air conditioning system.
본 발명의 또 다른 목적은, 증발기의 냉매가 지나치게 감열될 경우, 교축유로의 개도 감소 비율을 최소화시키고서도 냉매 감열 해소에 필요한 최적 량의 냉매만 감소시킬 수 있게 구성함으로써, 증발기의 냉매 감열현상을 해소할 수 있고 동시에 교축유로의 급격한 개도량 감소에 따른 증발기 냉매의 과열현상도 방지할 수 있는 차량용 공조시스템의 팽창밸브를 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to reduce the thermal deterioration rate of the duct flow path by minimizing the reduction in the opening degree of the throttle flow path when the refrigerant of the evaporator is excessively reduced, thereby reducing the refrigerant thermal phenomenon of the evaporator. The present invention provides an expansion valve for a vehicle air conditioning system that can solve the problem and prevent overheating of the evaporator refrigerant caused by the rapid decrease in the opening amount of the throttle passage.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 차량용 공조시스템의 팽창밸브는, 응축기의 냉매를 저온·저압으로 팽창시켜서 증발기로 공급하는 차량용 공조시스템의 팽창밸브에 있어서, 상기 응축기에서 도입된 냉매를 교축시키는 제 1 및 제 2교축유로와, 상기 증발기에서 배출되는 냉매의 온도에 따라 상기 제 1 및 제 2교축유로의 개도량을 조절하는 개도량 조절장치를 포함하며, 상기 개도량 조절장치 는, 상기 제 1 및 제 2교축유로 각각의 개도량을 조절할 수 있도록 각 교축유로에 대응되게 배치되는 제 1 및 제 2밸브와; 증발기의 출구측 냉매온도에 따라 팽창 또는 수축되는 가스가 봉입된 감온실과; 상기 가스의 팽창 또는 수축에 따라 하부 또는 상부로 변형운동할 수 있도록 상기 감온실의 하측에 설치되는 다이아프램과; 상기 제 1 및 제 2밸브가 상기 증발기에서 배출되는 냉매의 온도에 따라 상기 제 1 및 제 2교축유로에 대해 각각 운동하면서 개도량을 조절하도록 상기 다이아프램의 상,하 변형운동을 상기 제 1 및 제 2밸브에 전달하는 작동로드를 포함한다. In order to achieve the above object, the expansion valve of the vehicle air conditioning system of the present invention, in the expansion valve of the vehicle air conditioning system for expanding the refrigerant of the condenser at low temperature and low pressure to supply to the evaporator, it is to throttle the refrigerant introduced from the condenser And an opening amount adjusting device for adjusting the opening amounts of the first and second drawing passages according to the temperatures of the first and second drawing passages and the refrigerant discharged from the evaporator. First and second valves disposed corresponding to each of the throttling passages so as to adjust respective opening amounts of the first and second throttle passages; A temperature reduction chamber in which a gas which expands or contracts according to a refrigerant temperature at an outlet side of the evaporator is sealed; A diaphragm installed below the thermostat chamber so as to be deformed to a lower portion or an upper portion according to expansion or contraction of the gas; The first and second valves move the upper and lower deformation movements of the diaphragm so as to adjust the opening amount while the first and second valves respectively move with respect to the temperature of the refrigerant discharged from the evaporator. And an actuating rod for transmitting to the second valve.
이하, 본 발명에 따른 차량용 공조시스템의 팽창밸브의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of an expansion valve of a vehicle air conditioning system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3을 참조하면, 본 발명의 팽창밸브는, 밸브몸체(30)를 구비하며, 밸브몸체(30)에는 고압냉매유로(32)가 형성되어 있다.Referring to FIG. 3, the expansion valve of the present invention includes a
고압냉매유로(32)는, 응축기(1)의 냉매를 도입하는 도입유로(34)와, 도입된 냉매를 교축시키는 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)와, 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)에서 교축된 냉매를 증발기(8)로 배출시키는 배출유로(37)로 구성된다. The high pressure
특히, 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)는, 서로 간격을 두고 나란하게 형성되어 있으며, 도입유로(34)로 도입된 고압의 냉매를 교축시켜준다. 따라서, 도입유로(34)에서 배출유로(37)로 흐르는 냉매를 저온·저압의 냉매로 팽창시켜준다. In particular, the first and
여기서, 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)는, 도입유로(34)의 냉매를 2곳에서 동시에 교축시키는 구조이므로, 충분한 유량의 냉매를 교축시킬 수 있다. 따라서, 충분한 유량의 냉매를 증발기(8)에 공급할 수 있게 된다.Here, the first and
한편, 본 발명의 상세한 설명과 도 3에서는, 냉매를 교축시키기 위한 교축유로를 제 1 및 제 2교축유로(35, 36), 2개로 구성하였지만, 경우에 따라 3개 또는 4개 또는 그 이상의 개수로 구성할 수도 있다. Meanwhile, in the detailed description of the present invention and in FIG. 3, the throttling flow paths for throttling the refrigerant are composed of two first and second
다시, 도 3을 참조하면, 본 발명의 팽창밸브는, 밸브몸체(30)에 형성되는 저압냉매유로(38)를 구비한다. Referring again to FIG. 3, the expansion valve of the present invention includes a low pressure
저압냉매유로(38)는, 증발기(8)와 연결되는 입구(38a)와, 압축기(9)와 연결되는 출구(38b)를 갖추고 있다. 이러한 저압냉매유로(38)는, 증발기(8)에서 배출된 저온·저압의 냉매를 도입한 다음, 도입된 저온·저압의 냉매를 압축기(9)로 배출시킨다. The low pressure
그리고 본 발명의 팽창밸브는, 증발기(8)로부터 배출되는 냉매의 온도에 따라 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)의 개도량을 조절하는 개도량 조절장치(40)를 구비한다. In addition, the expansion valve of the present invention includes an opening
개도량 조절장치(40)는, 제 1교축유로(35)를 개폐할 수 있도록 도입유로(34)에 배치되는 제 1밸브(42)와, 제 2교축유로(36)를 개폐할 수 있도록 도입유로(34)에 배치되는 제 2밸브(44) 및, 제 1밸브(42)를 제 1교축유로(35) 방향으로 탄성가압하는 제 1스프링(45)과, 제 2밸브(44)를 제 2교축유로(36) 방향으로 탄성가압하는 제 2스프링(46)을 구비한다. The opening
제 1 및 제 2밸브(42, 44)는, 구형의 볼(Ball)로 구성되며, 각각에 대응되는 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)에 대해 운동하면서 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)의 개도량을 조절한다. The first and
제 1 및 제 2스프링(45, 46)은, 코일스프링으로 구성되며, 각각에 대응되는 제 1 및 제 2밸브(42, 44)를 제 1 및 제 2교축유로(35, 36) 방향으로 각각 탄성가압한다. 특히, 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)를 폐쇄하는 방향으로 탄성가압한다. 따라서, 제 1 및 제 2밸브(42, 44) 각각으로 하여금, 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)의 개도량을 감소시킬 수 있게 한다. The first and
한편, 밸브(42, 44)들은, 상기 교축유로의 개수가 3개 이상일 경우, 이에 대응되게 그 개수도 증가되어야 함은 물론이다. On the other hand, the
그리고 개도량 조절장치(40)는, 밸브몸체(30)에 형성되는 감온실(50)과, 감온실(50)에 봉입되는 가스(52)와, 가스(52)의 팽창 또는 수축에 따라 상,하 변형운동하는 다이아프램(Diaphragm)(60) 및, 다이아프램(60)의 상,하 변형운동을 제 1 및 제 2밸브(42, 44)에 전달하는 작동로드(70)를 구비한다.In addition, the opening
감온실(50)은, 밸브몸체(30)의 상측에 형성되며, 온도전달수단에 의해 증발기(8)의 출구측(8a)과 연결된다. 따라서, 증발기(8)로부터 배출되는 냉매의 온도가 전달된다. 여기서, 온도전달수단은, 작동로드(70)로 구성될 수 있다. 작동로드(70)는 저압냉매유로(38)로 유입된 증발기(8)의 냉매 온도를 상측의 감온실(50)로 전달한다. 따라서, 증발기(8)의 출구측(8a) 냉매온도를 감온실(50)에 간접적으로 전달한다. The
가스(52)는, 냉매와 동일하거나 또는 냉매와 유사한 성질을 갖는 것으로, 감온실(50)에 전달된 증발기(8)의 냉매 온도에 따라 팽창 또는 수축한다. 특히, 증발기(8)의 냉매 온도가 과열된 상태이면 급속히 팽창하고, 증발기(8)의 냉매 온도가 지나치게 감열된 상태이면 급속히 수축한다.The
다이아프램(60)은, 가스(52)가 팽창되면 하부로 변형되고, 가스(52)가 수축되면 상부로 변형된다. The
작동로드(70)는, 몸체로드부(72)와, 몸체로드부(72)의 끝부분으로부터 간격을 두고 분지되는 제 1 및 제 2분지로드부(74, 75)로 구성된다.The actuating
몸체로드부(72)는, 다이아프램(60)의 밑면으로부터 연장되어 저압냉매유로(38)와 고압냉매유로(32)의 배출유로(37)를 관통한다. The
제 1 및 제 2분지로드부(74, 75)는, 몸체로드부(72)로부터 분지된 후, 제 1 및 제 2교축유로(35, 36) 각각을 통과하고, 이렇게 통과한 제 1 및 제 2분지로드부(74, 75) 각각은, 제 1 및 제 2밸브(42, 44)에 각각 연결된다. After the first and second
이러한 작동로드(70)는, 다이아프램(60)의 상,하 변형운동함에 따라 동시에 상,하로 축방향운동하면서 제 1 및 제 2밸브(42, 44)를 운동시킨다. 특히, 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)에 대해 각각 운동시킨다. The
따라서, 제 1 및 제 2밸브(42, 44)가 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)의 개도량을 각각 조절할 수 있게 하며, 이에 따라, 제 1 및 제 2밸브(42, 44)로 하여금, 증발기(8)에서 배출되는 냉매의 온도에 따라 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)의 개도량을 조절할 수 있게 한다. Accordingly, the first and
한편, 작동로드(70)의 제 1 및 제 2분지로드부(74, 75)는, 제 1 및 제 2밸브(42, 44) 각각에 연결되어 있되, 상기 제 1 및 제 2밸브(42, 44)가, 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)에 대해 서로 동일한 위치를 유지할 수 있도록 연결된다.Meanwhile, the first and second
이렇게 구성한 이유는, 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)에 대한 제 1 및 제 2밸브(42, 44)의 위치를 서로 동일하게 유지시킴으로써, 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)의 개도량이 서로 동일하게 조절될 수 있게 하기 위함이며, 이는, 제 1 및 제 2교축유로(35, 36) 상호간의 개도량이 서로 다를 경우, 교축효율이 저하될 우려가 있고, 제 1 및 제 2밸브(42, 44)가 진동하는 이른바 "헌팅(Hunting)현상"이 발생될 우려가 있기 때문이다.The reason for this configuration is that the first and
본 발명에서는, 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)에 대한 제 1 및 제 2밸브(42, 44)의 위치를 서로 동일하게 유지시키기 위해서, 제 1 및 제 2분지로드부(74, 75)의 길이를 서로 동일하게 구성하였다. 따라서, 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)의 개도량이 동일하게 조절될 수 있도록 하였다.In the present invention, in order to keep the positions of the first and
한편, 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)의 위치가 서로에 대해 비대칭인 경우, 제 1 및 제 2분지로드부(74, 75)의 길이를 조절함으로써, 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)에 대한 제 1 및 제 2밸브(42, 44)의 위치를 서로 동일하게 유지시키면 된다. On the other hand, when the positions of the first and
다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작동예를 도 3을 참조하여 설명한다. Next, an operation example of the present invention having such a configuration will be described with reference to FIG. 3.
먼저, 증발기(8)의 냉매 온도가 정상적인 상태일 경우, 팽창밸브(80)의 작동예를 설명한다. First, the operation example of the
증발기(8)의 냉매 온도가 정상적일 경우에는, 감온실(50)의 가스(52)는 팽창과 수축 사이에서 균형을 유지하며, 감온실(50)의 가스(52)가 균형을 유지하면, 하 측의 다이아프램(60)도 변형없이 수평한 상태를 유지한다.When the refrigerant temperature of the
그리고 다이아프램(60)이 수평한 상태를 유지하면, 하측의 작동로드(70)도 중립을 유지하면서 하부의 제 1 및 제 2밸브(42, 44)를 적절한 압력으로 가압하며, 적절한 압력으로 가압된 제 1 및 제 2밸브(42, 44)는 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)를 최적의 개도량으로 개방한다. 특히, 최적의 교축효율이 나타날 수 있도록 개방한다.When the
이와 같은 상태에서, 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)를 통과하는 도입유로(34)의 냉매는, 효율좋게 교축되면서 배출유로(37)로 배출되고, 배출된 냉매는 증발기(8)로 도입되며, 도입된 냉매는 증발기(8)를 통과하면서 주변의 열을 빼앗아 냉기를 발생시킨다. In this state, the refrigerant in the
다음으로, 증발기(8)의 냉매 온도가 과열된 상태일 경우, 팽창밸브(80)의 작동예를 설명한다. Next, an operation example of the
먼저, 증발기(8)로 도입되는 냉매량이 매우 적어서 증발기(8)의 냉매가 과열되면, 과열된 냉매의 온도는 감온실(50)에 전달되고, 전달된 온도는 감온실(50)의 가스(52)를 팽창시킨다.First, when the amount of refrigerant introduced into the
그리고 감온실(50)의 가스(52)가 팽창되면, 하측의 다이아프램(60)이 하부로 변형되고, 다이아프램(60)이 하부로 변형되면, 하측의 작동로드(70)가 하부로 운동하면서 제 1 및 제 2밸브(42, 44)를 가압하며, 가압된 제 1 및 제 2밸브(42, 44)는 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)에 대해 이격되면서 개도량을 증가시킨다. When the
이때, 2곳의 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)에서 개도량이 증가되므로, 제 1 및 제 2교축유로(35, 36) 각각의 개도 증가 비율이 최소화된 상태에서도 전체적인 냉매의 유량은 증가된다. In this case, since the opening amounts are increased in the two first and
따라서, 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)에서의 교축효율 저하 현상은 최소화되면서 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)를 통과하는 전체적인 냉매량은 증가되고, 증가된 냉매는 증발기(8)에 도입되면서 과열현상을 해소하며, 과열이 해소된 냉매는 적절하게 기화되면서 압축기(9)로 도입된다. Therefore, while the reduction in the throttling efficiency in the first and
결과적으로, 교축효율의 저하 현상이 방지됨과 동시에 증발기(8)로의 냉매 공급량은 증가되므로, 교축효율의 저하로 인한 증발기(8)의 냉각성능 저하와 증발기(8)의 냉매 과열 현상은 동시에 방지된다.As a result, the reduction of the throttling efficiency is prevented and the amount of refrigerant supplied to the
다음으로, 증발기(8)의 냉매 온도가 지나치게 감열된 상태일 경우, 팽창밸브(80)의 작동예를 설명한다. Next, an operation example of the
먼저, 증발기(8)로 도입되는 냉매량이 매우 많아져서 증발기(8)의 냉매가 지나치게 감열되면, 감열된 냉매의 온도는 감온실(50)에 전달되고, 전달된 온도는 감온실(50)의 가스(52)를 수축시킨다.First, when the amount of the refrigerant introduced into the
그리고 감온실(50)의 가스(52)가 수축되면, 하측의 다이아프램(60)이 상부로 변형되고, 다이아프램(60)이 상부로 변형되면, 하측의 작동로드(70)가 상부로 운동하면서 제 1 및 제 2밸브(42, 44)의 가압을 해제하며, 해제된 제 1 및 제 2밸브(42, 44)는 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)에 대해 근접하면서 개도량을 감소시킨다. When the
이때, 2곳의 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)에서 개도량이 감소되므로, 제 1 및 제 2교축유로(35, 36) 각각의 개도 감소 비율이 최소화된 상태에서 냉매의 유량은 감소된다. In this case, since the opening amounts are reduced in the two first and
따라서, 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)를 통과하는 냉매는 소량만 감소되고, 소량만 감소된 냉매는 증발기(8)에 도입되면서 감열현상을 방지한다. 그리고 소량 감소된 냉매는, 다량의 냉매가 감소됨으로 인한 증발기(8)의 냉매 과열 현상도 동시에 방지한다. Therefore, only a small amount of the refrigerant passing through the first and
이와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 증발기(8)의 냉매 온도가 과열되면, 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)의 개도량을 증가시켜서 냉매의 유량을 증가시키되, 2곳의 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)를 통해 증가시키는 구조이므로, 제 1 및 제 2교축유로(35, 36) 각각의 개도 증가 비율을 최소화시키면서 냉매의 과열 해소에 필요한 냉매는 충분하게 증가시킬 수 있다. According to the present invention having such a configuration, when the refrigerant temperature of the
따라서, 증발기(8)의 냉매 온도가 과열될 경우, 냉매의 교축효율을 저감시키지 않고서도 냉매의 과열현상을 해소할 수 있으며, 이에 따라, 냉매의 교축효율 저하로 인한 증발기(8)의 냉각성능 저하를 미연에 방지하고, 증발기(8)의 냉매 과열현상도 동시에 방지할 수 있다. Therefore, when the refrigerant temperature of the
또한, 본 발명은, 증발기(8)의 냉매 온도가 지나치게 감열되면, 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)의 개도량을 감소시켜서 냉매의 유량을 감소시키되, 2곳의 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)를 통해 감소시키는 구조이므로, 제 1 및 제 2교축유로(35, 36)의 개도 감소 비율을 최소화시킬 수 있다. In addition, in the present invention, if the refrigerant temperature of the
따라서, 증발기(8)의 냉매 온도가 지나치게 감열되더라도, 제 1 및 제 2교축 유로(35, 36)의 개도 감소 비율이 최소화되므로, 급격한 냉매량 감소를 방지할 수 있고, 급격한 냉매량 감소를 방지할 수 있음에 따라 증발기(8)에서의 냉매 과열현상을 방지할 수 있다. Therefore, even if the refrigerant temperature of the
한편, 본 발명자는, 이러한 구성을 갖는 본 발명의 팽창밸브의 성능을 알아보기 위해, 본 발명의 팽창밸브가 설치된 공조시스템의 작동효율을 시험해 보았다.On the other hand, the present inventors tested the operation efficiency of the air conditioning system provided with the expansion valve of the present invention in order to find out the performance of the expansion valve of the present invention having such a configuration.
시험결과, 도 4에 도시된 바와 같이, 팽창밸브(80)에서 팽창된 냉매의 팽창량(C´-D´)은, 도 2에 나타난 종래의 팽창량(C-D)에 비해, 월등히 증대된 것으로 나타났다. 특히, 증발기(8)에서의 냉매 과열 여부에 관계없이 냉매의 팽창량(C´-D´)이 증대된 것으로 나타났으며, 따라서, 냉매의 압력(D´)이 내우 낮아졌음을 알 수 있다. As a result of the test, as shown in FIG. 4, the expansion amount C′-D ′ of the refrigerant expanded by the
결과적으로, 본 발명의 팽창밸브(80)는, 냉매의 교축효율을 향상시켜 증발기(8)의 냉각성능을 향상시켰음은 물론, 증발기(8)의 냉매가 과열되었을 경우라도, 증발기(8)로 공급되는 냉매를 효율좋게 교축하여 증발기(8)의 냉각성능이 저하되는 것을 방지하고, 증발기(8)의 냉매 과열현상을 효과적으로 방지할 수 있다. As a result, the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 공조시스템의 팽창밸브에 의하면, 복수의 교축유로를 통해 냉매를 교축시키는 구조이므로, 교축 유량을 증가시킬 필요가 있는 경우, 각 교축유로의 개도 증가 비율을 최소화시키고서도 교축 유량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the expansion valve of the vehicle air conditioning system according to the present invention, since the refrigerant is throttled through a plurality of throttle passages, when the throttle flow rate needs to be increased, the rate of increase in the opening degree of each throttle passage is increased. There is an effect that can increase the throttle flow rate while minimizing.
또한, 각 교축유로의 개도 증가 비율을 최소화시키고서도 교축 유량을 증가시킬 수 있으므로, 증발기의 냉매가 과열되어 냉매의 유량을 증가시켜야 할 경우, 교축유로의 급격한 개도량 증가에 따른 냉매의 교축효율 저하현상을 방지할 수 있으며, 동시에 냉매의 과열 해소에 필요한 충분한 양의 냉매는 확보할 수 있는 효과가 있다.In addition, the throttling flow rate can be increased while minimizing the increase rate of opening of each throttling passage. Therefore, when the refrigerant of the evaporator is overheated and the flow rate of the refrigerant needs to be increased, the throttling efficiency of the refrigerant decreases due to the rapid opening amount of the throttling passage. The phenomenon can be prevented, and at the same time, a sufficient amount of refrigerant required for overheating of the refrigerant can be secured.
또한, 증발기의 냉매가 과열될 경우, 냉매의 교축효율 저하를 방지하는 구조이므로, 증발기의 냉매가 과열될 시에, 증발기의 냉각성능이 급격히 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. In addition, when the refrigerant of the evaporator is overheated, the structure prevents the reduction of the throttling efficiency of the refrigerant, and when the refrigerant of the evaporator is overheated, there is an effect that the cooling performance of the evaporator can be prevented from being rapidly lowered.
또한, 복수의 교축유로를 통해 냉매를 교축시키는 구조이므로, 교축 유량을 감소시킬 필요가 있는 경우, 각 교축유로의 개도 감소 비율을 최소화시키고서도 교축 유량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, since the refrigerant is throttled through a plurality of throttle passages, when the throttle flow rate needs to be reduced, the throttle flow rate can be reduced while minimizing the opening reduction rate of each throttle passage.
또한, 각 교축유로의 개도 감소 비율을 최소화시키고서도 교축 유량을 감소시킬 수 있으므로, 증발기의 냉매가 지나치게 감열되어 냉매의 유량을 감소시켜야 할 경우, 증발기의 냉매 감열현상을 해소할 수 있고, 동시에 교축유로의 급격한 개도 감소에 따른 증발기의 냉매 과열현상도 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다. In addition, since the throttling flow rate can be reduced while minimizing the opening reduction rate of each throttle flow passage, when the refrigerant in the evaporator is excessively desensitized and the flow rate of the refrigerant must be reduced, the refrigerant deterioration of the refrigerant in the evaporator can be eliminated and at the same time It is also possible to prevent the refrigerant overheating of the evaporator due to the rapid decrease in the opening of the flow path.
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