KR101734265B1 - 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브 및 이를 포함하는 차량용 에어컨 시스템 - Google Patents

차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브 및 이를 포함하는 차량용 에어컨 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101734265B1
KR101734265B1 KR1020150121847A KR20150121847A KR101734265B1 KR 101734265 B1 KR101734265 B1 KR 101734265B1 KR 1020150121847 A KR1020150121847 A KR 1020150121847A KR 20150121847 A KR20150121847 A KR 20150121847A KR 101734265 B1 KR101734265 B1 KR 101734265B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flow path
expansion valve
elastic
conditioning system
evaporator
Prior art date
Application number
KR1020150121847A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170025425A (ko
Inventor
오동석
Original Assignee
현대자동차 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차 주식회사 filed Critical 현대자동차 주식회사
Priority to KR1020150121847A priority Critical patent/KR101734265B1/ko
Priority to JP2015218578A priority patent/JP6727792B2/ja
Priority to US14/942,318 priority patent/US20170059218A1/en
Priority to EP15195630.7A priority patent/EP3139114B1/en
Priority to CN201510886236.4A priority patent/CN106482403B/zh
Publication of KR20170025425A publication Critical patent/KR20170025425A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101734265B1 publication Critical patent/KR101734265B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/31—Expansion valves
    • F25B41/33—Expansion valves with the valve member being actuated by the fluid pressure, e.g. by the pressure of the refrigerant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00485—Valves for air-conditioning devices, e.g. thermostatic valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00507—Details, e.g. mounting arrangements, desaeration devices
    • B60H1/00557—Details of ducts or cables
    • B60H1/00571—Details of ducts or cables of liquid ducts, e.g. for coolant liquids or refrigerants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
    • F16K17/04—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded
    • F25B41/062—
    • 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
    • F25B2341/00—Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/06—Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/068—Expansion valves combined with a sensor
    • F25B2341/0683—Expansion valves combined with a sensor the sensor is disposed in the suction line and influenced by the temperature or the pressure of the suction gas

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Fluid-Driven Valves (AREA)

Abstract

본 기재의 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브는 서로 이격된 제1유로 및 제2유로가 형성된 몸체 부재, 상기 몸체 부재 내부에 설정된 방향으로 이동되도록 결합되고, 일단은 상기 제1유로에 노출되어 제1유로의 압력을 받고, 타단은 상기 제2유로를 개폐하도록 위치된 이동 부재 및 상기 이동 부재의 하측을 탄성 지지하도록 위치되어 상기 이동 부재가 상방으로 이동되게 하는 힘을 발생시키는 탄성 부재를 포함하며, 상기 제1유로 내부의 압력과 상기 탄성 부재의 탄성력의 차이에 의해 상기 이동 부재가 이동됨에 따라 제2유로가 개방 또는 폐쇄될 수 있다.

Description

차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브 및 이를 포함하는 차량용 에어컨 시스템{expansion valve of car air-conditioning system and car air-conditioning system including the same}
본 발명은 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량에 탑재된 외부 가변식 압축기를 적용한 에어컨 시스템에 설치될 수 있는 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브에 대한 것이다.
차량에 탑재되는 공기조화기는 차량 실내의 온도 및 습도를 조절하기 위한 장치로서, 난방용의 히터와, 냉방용의 에어 콘디셔너를 포함한다. 히터는 차량 엔진 냉각수로부터 열을 공급받아 차량 실내의 온도를 상승시킨다.
한편, 에어 콘디셔너는 열교환 매체, 예컨대 유체를 응축기, 팽창밸브, 증발기 및 압축기 등을 통해 순환시킴으로써 유체의 증발 잠열을 이용하여 실내 공기로부터 열을 흡수하여 차량 실내의 온도를 낮춘다. 여기서 팽창밸브는 증발기에서 나오는 유체의 온도에 따라 응축기로부터 증발기로 들어가는 유체의 양을 조절하는 역할을 한다.
기존의 팽창밸브는 다이아프램을 포함하는 것이 일반적이다. 이러한 다이아프램은 온도에 따라 압력을 변화시키는 부품으로 다른 부품보다 비용이 높은 편이다. 그리고, 기존의 팽창밸브는 다이아프램 내부의 압력, 증발기 출구의 압력 및 스프링의 탄성력을 고려하여 동작되도록 이루어져 있다. 그러므로, 기존의 팽창밸브는 3개의 제어 변수를 고려하여 설계하여야 한다. 또한 외부 가변식 압축기의 제어밸브와의 제어 변수 상이로 유량 제어 밸브 간 헌팅 발생 가능성이 있다.
본 발명의 일 실시예는 제조 비용을 절감할 수 있는 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 동작 신뢰성이 향상될 수 있는 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브는 서로 이격된 제1유로 및 제2유로가 형성된 몸체 부재, 상기 몸체 부재 내부에 설정된 방향으로 이동되도록 결합되고, 일단은 상기 제1유로에 노출되어 제1유로의 압력을 받고, 타단은 상기 제2유로를 개폐하도록 위치된 이동 부재 및 상기 이동 부재의 하측을 탄성 지지하도록 위치되어 상기 이동 부재가 상방으로 이동되게 하는 힘을 발생시키는 탄성 부재를 포함하며, 상기 제1유로 내부의 압력과 상기 탄성 부재의 탄성력의 차이에 의해 상기 이동 부재가 이동됨에 따라 제2유로가 개방 또는 폐쇄될 수 있다.
한편, 상기 제2유로의 일부분에는 오리피스부가 형성되고, 상기 몸체 부재는 상기 제1유로와 연통되고, 상기 제1유로에 대해 수직방향으로 형성된 실린더부를 포함하며, 상기 이동 부재는 상기 실린더부에 수용된 피스톤부, 상기 오리피스부의 내경보다 큰 직경으로 이루어져서 상기 오리피스부를 개폐하는 개폐부 및 상기 피스톤부와 상기 개폐부를 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.
한편, 상기 개폐부와 상기 탄성 부재 사이에 개제된 밀착 부재를 더 포함할수 있다.
한편, 상기 몸체 부재에서 상기 탄성 부재의 일단이 접촉되는 바닥면에는 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀에 나사결합되며, 회전함에 따라 상기 탄성 부재가 압축되거나 팽창되게 하는 탄성 제어 부재를 포함할 수 있다.
한편, 상기 이동 부재는 상기 피스톤부의 둘레면의 일부분을 감싸도록 형성된 제1 씰링 부재를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 이동 부재는 상기 연결부의 둘레면의 일부분을 감싸도록 형성된 제2 씰링 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템은 냉매가스를 증발시키는 증발기, 상기 증발기에서 증발된 냉매가스를 기체상태로 압축하는 외부 가변식 압축기, 상기 외부 가변식 압축기에 연결되어 냉매가스를 냉각하여 액체상태로 응축시키는 응축기, 상기 응축기에 연결되어 냉매가스가 저장되는 저장 용기 및 상기 저장 용기와 상기 증발기를 연결하고, 상기 증발기와 상기 외부 가변식 압축기를 연결하며, 상기 저장 용기에 저장된 냉매가스를 분무상태로 변환하는 팽창 밸브를 포함하며, 상기 팽창 밸브는 전술한 팽창 밸브이다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브는 몸체 부재, 이동 부재 및 탄성 부재를 포함한다. 이러한 구조에 의하여 상기 제1유로 내부의 압력과 상기 탄성 부재의 탄성력의 차이에 의해 상기 이동 부재가 이동됨에 따라 제2유로가 개방 또는 폐쇄될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브는 기존의 팽창밸브와 다르게 다이아프램을 포함하지 않음으로써, 다이아프램 비용만큼 제조 비용을 절감할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브는 피스톤부의 상면에 가해지는 힘(F)과 탄성 부재에 의한 탄성력(S)만 고려하여 설계가 가능하다. 그러므로 에어컨 시스템 냉매 유량 조절은 팽창밸브의 압력(힘)의 변수로만 조절이 가능하여 외부 가변식 압축기의 유량 제어 밸브와의 제어변수 통일로 시스템 헌팅 방지 기능이 가능할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브에서 Ⅱ-Ⅱ라인을 따라 절단한 부분 단면 사시도이다.
도 3은 도 2의 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브의 내부를 도시한 도면이다.
도 4는 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 이동 부재가 하강되어 제2유로의 오리피스부가 개방된 상태를 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브에서 Ⅱ-Ⅱ라인을 따라 절단한 부분 단면 사시도이며, 도 3은 도 2의 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브의 내부를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브(100)는 몸체 부재(110), 이동 부재(120) 및 탄성 부재(130)를 포함한다.
몸체 부재(110)는 팽창밸브(100)의 몸체가 된다. 몸체 부재(110)의 내부에는 이동 부재(120) 및 탄성 부재(130)가 위치될 수 있다. 이러한 몸체 부재(110)에는 서로 이격된 제1유로(F1) 및 제2유로(F2)가 형성된다. 제2유로(F2)는 제1유로(F1)로부터 하방으로 이격되도록 형성될 수 있다. 상기 제1유로(F1)에는 제1유입구(A1)와 제2유출구(B1)가 형성될 수 있다. 상기 제2유로(F2)에는 제2유입구(A2)와 제2유출구(B2)가 형성될 수 있다.
이동 부재(120)는 상기 몸체 부재(110) 내부에 설정된 방향으로 이동되도록 결합된다. 이동 부재(120)는, 예컨대, 몸체 부재(110)의 내부에서 상하방향으로 이동될 수 있다.
이동 부재(120)의 일단은 상기 제1유로(F1)에 노출되어 제1유로(F1)의 압력을 받는다. 그리고, 이동 부재(120)의 타단은 상기 제2유로(F2)를 개폐하도록 위치된다.
탄성 부재(130)는 상기 이동 부재(120)의 하측을 탄성 지지하도록 위치되어 상기 이동 부재(120)가 상방으로 이동되게 하는 힘을 발생시킨다. 탄성 부재(130)는 일례로 압축 코일 스프링일 수 있다.
이와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브(100)는 상기 제1유로(F1) 내부의 압력과 상기 탄성 부재(130)의 탄성력의 차이에 의해 상기 이동 부재(120)가 상승 또는 하강함에 따라 제2유로(F2)가 폐쇄 또는 개방된다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브의 상세한 구조를 설명한다.
상기 제2유로(F2)의 일부분에는 오리피스부(F3)가 형성될 수 있다. 제2유로(F2)의 형상은 적어도 한번 이상 절곡된 형상으로 이루어질 수 있다. 오리피스부(F3)는 제2유로(F2)에서 어느 하나의 절곡된 부분에 형성될 수 있다. 오리피스부(F3)는 제2유로(F2)의 내경보다 상대적으로 작은 크기로 형성될 수 있다.
이러한 오리피스부(F3)는 이동 부재(120)의 이동에 따라 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 오리피스부(F3)가 개방 또는 폐쇄됨에 따라, 제2유로(F2)를 통하여 이동되는 유체의 이동이 제어될 수 있다.
그리고, 전술한 몸체 부재(110)는 실린더부(111)를 포함할 수 있다. 실린더부(111)는 상기 제1유로(F1)와 연통되고, 상기 제1유로(F1)에 대해 수직방향으로 형성된다. 더욱 상세하게, 제1유로(F1)는 몸체 부재(110)에서 좌우방향으로 형성되며, 실린더부(111)의 가상의 중심축이 상기 제1유로(F1)에 대해 직교하도록 위치될 수 있다. 이러한 실린더부(111)는 제2유로(F2)에 노출되도록 형성될 수 있다.
한편, 몸체 부재(110)는 마개 부재(160)를 더 포함하고, 몸체 부재(110)에는 가공홀(113)이 더 형성될 수 있다. 가공홀(113)은 몸체 부재(110)의 상측에 형성될 수 있다. 더욱 상세하게, 가공홀(113)은 몸체 부재(110)에서 실린더부(111)와 마주하는 부분에 형성될 수 있다.
가공홀(113)은 제1유로(F1)와 연통될 수 있다. 가공홀(113)은 몸체 부재(110) 내부에 실린더부(111)를 형성하기 위한 공구가 출입될 수 있는 공간이 될 수 있다.
마개 부재(160)는 상기 가공홀(113)를 밀폐할 수 있다. 실린더부(111)의 가공이 완료된 이후 가공홀(113)에 마개 부재(160)가 결합될 수 있다. 마개 부재(160)는 제1유로(F1)를 통하여 이동되는 유체가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 전술한 이동 부재(120)의 상세한 구조는 일례로 피스톤부(121), 개폐부(122) 및 연결부(123)를 포함할 수 있다.
피스톤부(121)는 상기 실린더부(111)에 수용된다. 피스톤부(121)는 실린더부(111)를 따라 상하방향으로 직선 왕복 이동될 수 있다. 제1유로(F1)를 통하여 흐르는 유체의 압력이 피스톤부(121)의 상부면에 가해질 수 있다.
개폐부(122)는 상기 오리피스부(F3)의 내경보다 큰 직경으로 이루어져서 상기 오리피스부(F3)를 개폐한다. 개폐부(122)의 형상은 일례로 구(sphere) 형상일 수 있다. 개폐부(122)가 오리피스부(F3)를 안정적으로 밀폐할 수 있도록, 구형상의 개폐부(122)의 직경은 오리피스부(F3)의 내경보다는 크게 이루어질 수 있다.
연결부(123)는 상기 피스톤부(121)와 상기 개폐부(122)를 연결한다. 연결부(123)의 형상은 일례로 기둥형상일 수 있다. 연결부(123)의 일단은 피스톤부(121)에 고정되고, 타단은 개폐부(122)에 고정될 수 있다. 연결부(123), 피스톤부(121) 및 개폐부(122)는 일체로 형성될 수 있다. 이와 다르게, 연결부(123), 피스톤부(121) 및 개폐부(122)는 서로 각각 제조되어 결합된 구조도 가능할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브(100)는 밀착 부재(140)를 더 포함할 수 있다.
밀착 부재(140)는 상기 개폐부(122)와 상기 탄성 부재(130) 사이에 개제된다. 밀착 부재(140)의 형상은 일례로, 밀착 부재(140)의 하측은 탄성 부재(130)의 상측과 결합될 수 있는 형상일 수 있다. 그리고, 개폐부(122)의 일부분이 밀착 부재(140)에 수용 가능하도록, 밀착 부재(140)의 상측의 형상은 상방에서 하방으로 인입되게 형성될 수 있다. 밀착 부재(140)는 탄성 부재(130)의 탄성력이 이동 부재(120)에 안정적으로 전달될 수 있도록 한다.
한편, 상기 몸체 부재(110)에는 관통홀(112)이 형성될 수 있다. 관통홀(112)은 몸체 부재(110)에서 상기 탄성 부재(130)의 일단이 접촉되는 바닥면에 형성된다.
이때, 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브(100)는 탄성 제어 부재(150)를 더 포함할 수 있다. 탄성 제어 부재(150)는 상기 관통홀(112)에 나사결합된다. 탄성 제어 부재(150)가 회전함에 따라 상기 탄성 부재(130)가 압축되거나 팽창되게 한다.
예를 들어, 탄성 제어 부재(150)가 시계 방향으로 회전되어 상방으로 이동되면, 탄성 부재(130)가 길이 방향으로 압축될 수 있다. 반대로, 탄성 제어 부재(150)가 반시계 방향으로 회전되어 하방으로 이동되면, 탄성 부재(130)가 길이 방향으로 팽창될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브(100)는 제1유로(F1)를 통하여 이동되는 유체에 의한 압력이 피스톤부(121)의 상면에 가해질 때의 힘과 탄성 부재(130)의 탄성력의 합력에 의한 차이에 의해 오리피스부(F3)가 개방 및 폐쇄될 수 있다.
한편, 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브(100) 제조 과정에서 피스톤부(121)에 가해지는 힘에 의해 탄성 부재(130)가 압축될 수 있도록, 탄성 부재(130)가 적절하게 튜닝하는 과정이 실시될 수 있다.
전술한 바와 같이 탄성 제어 부재(150)에 의해 탄성 부재(130)의 탄성력이 용이하게 변경될 수 있다. 따라서, 탄성 부재(130)가 정밀하게 튜닝되지 않더라도, 탄성 제어 부재(150)로 탄성 부재(130)의 탄성력을 조절할 수 있다.
뿐만 아니라, 탄성 부재(130)의 튜닝이 올바르게 이루어지지 않아서, 탄성 부재(130)의 사용이 불가능한 경우, 탄성 제어 부재(150)를 몸체 부재(110)로부터 분리하여 다른 탄성 부재(130)로 신속하게 교체할 수 있다.즉, 탄성 제어 부재(150)는 탄성 부재(130)를 용이하게 교체하는 것도 가능할 수 있게 한다.
한편, 상기 이동 부재(120)는 제1 씰링 부재(124)를 더 포함할 수 있다.
제1 씰링 부재(124)는 상기 피스톤부(121)의 둘레면의 일부분을 감싸도록 형성된다. 제1 씰링 부재(124)는 피스톤부(121)와 실린더부(111) 사이를 씰링하여 제1유로(F1)를 따라 이동하는 유체가 피스톤부(121)의 아래로 유출되어 제2유로(F2)에 유입되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 이동 부재(120)는 제2 씰링 부재(125)를 더 포함할 수 있다.
제2 씰링 부재(125)는 상기 연결부(123)의 둘레면의 일부분을 감싸도록 형성된다. 제2 씰링 부재(125)는 연결부(123)가 설치되는 공간과 연결부(123) 사이를 씰링하여 제2유로(F2)를 따라 이동하는 유체가 피스톤부(121)의 위로 유출되어 제1유로(F1)에 유입되는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같은 제1 씰링 부재(124) 및 제2 씰링 부재(125)에 의해 제1유로(F1)와 제2유로(F2)가 안정적으로 밀폐됨으로써, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브(100)가 오동작되는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는 전술한 구조로 이루어진 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브(100)의 동작과정을 설명한다.
우선, 차량용 에어컨 시스템은 증발기(10), 외부 가변식 압축기(20), 응축기(30), 저장 용기(40) 및 팽창밸브(100)로 구성될 수 있다.
증발기(10)는 냉매가스를 증발시킨다. 증발기(10)내에서 흡열작용에 의해 증발된 냉매가스는 외부 가변식 압축기(20)로 이동된다.
외부 가변식 압축기(20)는 상기 증발기(10)에서 증발된 냉매가스를 기체상태로 압축한다. 즉, 냉매가스는 외부 가변식 압축기(20)에서 고온고압의 기체상태로 압축되어 응축기(30)로 이동된다.
응축기(30)는 상기 외부 가변식 압축기(20)에 연결되어 냉매가스를 냉각하여 액체상태로 응축시킨다. 즉, 고온고압의 냉매가스는 응축기(30)에서 공기로 강제냉각되면, 상변화가 일어나서 고압의 액체냉매로 되어 저장 용기(40)로 이동된다.
저장 용기(40)는 상기 응축기(30)에 연결되어 냉매가스가 저장된다.
팽창 밸브(100)는 상기 저장 용기(40)와 상기 증발기(10)를 연결하고, 상기 증발기(10)와 상기 외부 가변식 압축기(20)를 연결한다. 팽창 밸브(100)는 상기 저장 용기(40)에 저장된 냉매가스를 분무상태로 변환한다. 팽창밸브(100)는 저장 용기(40)내의 고압의 냉매가스의 증발이 용이하게 진행되도록 교축시키면서 압력강하를 시켜서 냉매가스를 분무상태로 변환한다. 이러한 분무상태의 냉매는 다시 증발기(10)로 이동되어 흡열작용에 의해 냉동효과를 발생시킨다.
도 4는 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브(100)의 작동에는 2가지의 힘이 작용한다. 2가지 힘은 탄성 부재(130)에 의한 탄성력(S)과, 제1유로 내부의 압력에 의하여 피스톤부(121)의 상면에 가해지는 힘(F)이다.
도 5는 이동 부재가 하강되어 제2유로의 오리피스부가 개방된 상태를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 에어컨 시스템에 구비된 증발기(10)의 유출구는 제1유로(F1)의 제1유입구(A1)에 연결되고, 증발기(10)의 유입구는 제2유로(F2)의 제2유출구(B2)에 연결된다. 그리고, 에어컨 시스템에 구비된 외부 가변식 압축기(20)의 유입구는 제1유로(F1)의 제1유출구(B1)에 연결되고, 에어컨 시스템에 구비된 저장 용기(40)의 유출구는 제2유로(F2)의 제2유입구(A2)에 연결된다.
우선, 에어컨 시스템이 동작되지 않는 경우, 제1유로(F1) 내부의 압력에 의해 피스톤부(121)의 상면에 가해지는 힘(F)이 탄성 부재(130)에 의한 탄성력(S)보다 큰 상태이다. 이 상태에서는 이동 부재(120)가 하강되어 개폐부(122)가 오리피스부(F3)로부터 멀어져서 오리피스부(F3)가 개방된다.
에어컨 시스템의 동작되면, 냉매가 증발기(10)로부터 외부 가변식 압축기(20)로 이동되면서 제1유로(F1) 내부의 압력이 낮아진다. 이때, 도 3에 도시된 바와 같이 증발기(10) 유출구의 유출압력에 의하여 피스톤부(121)의 상면에 가해지는 힘(F)이 탄성 부재(130)에 의한 탄성력(S)보다 낮아진다.
따라서, 이동 부재(120)는 상승하게 되고, 개폐부(122)가 오리피스부(F3)를 폐쇄하게 된다. 이때, 제2유로(F2)의 제2유출구(B2)로 유입되는 냉매의 압력도 감소됨으로써, 증발기(10)의 유입구로 유입되는 냉매의 압력이 감소된다. 그리고, 증발기(10) 유출구의 압력도 감소된다.
계속해서 에어컨 시스템이 동작되는 과정에서 제1유로(F1) 내부 압력이 변화됨에 따라 이동 부재(120)가 승강 또는 하강하면서 개폐부(122)가 오리피스부(F3)를 개방 또는 폐쇄하게 된다. 즉, 응축기(30)로부터 증발기(10)로 들어가는 유체의 양이 팽창밸브(100)에 의해 자동적으로 조절될 수 있다.
상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브(100)는 몸체 부재(110), 이동 부재(120) 및 탄성 부재(130)를 포함한다. 이러한 구조에 의하여 상기 제1유로(F1) 내부의 압력과 상기 탄성 부재(130)의 탄성력의 차이에 의해 상기 이동 부재(120)가 이동됨에 따라 제2유로(F2)가 개방 또는 폐쇄될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브(100)는 기존의 팽창밸브와 다르게 다이아프램을 포함하지 않음으로써, 다이아프램 비용만큼 제조 비용을 절감할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브(100)는 피스톤부(121)의 상면에 가해지는 힘(F)과 탄성 부재(130)에 의한 탄성력(S)만 고려하여 설계가 가능하다. 그러므로 에어컨 시스템 냉매 유량 조절은 팽창밸브의 압력(힘)의 변수로만 조절이 가능하여 외부 가변식 압축기의 유량 제어 밸브와의 제어변수 통일로 시스템 헌팅 방지 기능가 가능하다.
이상에서 본 발명의 여러 실시예에 대하여 설명하였으나, 지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브
110: 몸체 부재 111: 실린더부
112: 관통홀 121: 피스톤부
122: 개폐부 123: 연결부
124: 제1 씰링 부재 125: 제2 씰링 부재
120: 이동 부재 130: 탄성 부재
140: 밀착 부재 150: 탄성 제어 부재
160: 커버 부재

Claims (7)

  1. 서로 이격된 제1유로 및 제2유로가 형성되고, 상기 제1 유로에 연통된 가공홀이 형성되며, 상기 가공홀은 마개부재로 밀폐되는 몸체 부재;
    상기 몸체 부재 내부에 설정된 방향으로 이동되도록 결합되고, 일단은 상기 제1유로에 노출되어 제1유로의 압력을 받고, 타단은 상기 제2유로를 개폐하도록 위치된 이동 부재; 및
    상기 이동 부재의 하측을 탄성 지지하도록 위치되어 상기 이동 부재가 상방으로 이동되게 하는 힘을 발생시키는 탄성 부재;
    를 포함하며,
    상기 제1유로 내부의 압력과 상기 탄성 부재의 탄성력의 차이에 의해 상기 이동 부재가 상승 또는 하강함에 따라 제2유로가 폐쇄 또는 개방되는 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2유로의 일부분에는 오리피스부가 형성되고,
    상기 몸체 부재는 상기 제1유로와 연통되고, 상기 제1유로에 대해 수직방향으로 형성된 실린더부를 포함하며,
    상기 이동 부재는,
    상기 실린더부에 수용된 피스톤부,
    상기 오리피스부의 내경보다 큰 직경으로 이루어져서 상기 오리피스부를 개폐하는 개폐부, 및
    상기 피스톤부와 상기 개폐부를 연결하는 연결부를 포함하는 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 개폐부와 상기 탄성 부재 사이에 개제된 밀착 부재를 더 포함하는 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 몸체 부재에서 상기 탄성 부재의 일단이 접촉되는 바닥면에는 관통홀이 형성되고,
    상기 관통홀에 나사결합되며, 회전함에 따라 상기 탄성 부재가 압축되거나 팽창되게 하는 탄성 제어 부재를 포함하는 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 이동 부재는,
    상기 피스톤부의 둘레면의 일부분을 감싸도록 형성된 제1 씰링 부재를 더 포함하는 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 이동 부재는,
    상기 연결부의 둘레면의 일부분을 감싸도록 형성된 제2 씰링 부재를 더 포함하는 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브.
  7. 냉매가스를 증발시키는 증발기;
    상기 증발기에서 증발된 냉매가스를 기체상태로 압축하는 외부 가변식 압축기;
    상기 외부 가변식 압축기에 연결되어 냉매가스를 냉각하여 액체상태로 응축시키는 응축기;
    상기 응축기에 연결되어 냉매가스가 저장되는 저장 용기; 및
    상기 저장 용기와 상기 증발기를 연결하고, 상기 증발기와 상기 외부 가변식 압축기를 연결하며, 상기 저장 용기에 저장된 냉매가스를 분무상태로 변환하는 팽창 밸브;
    를 포함하는 차량용 에어컨 시스템에 있어서,
    상기 팽창 밸브는 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 따른 팽창 밸브인 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨 시스템.
KR1020150121847A 2015-08-28 2015-08-28 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브 및 이를 포함하는 차량용 에어컨 시스템 KR101734265B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150121847A KR101734265B1 (ko) 2015-08-28 2015-08-28 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브 및 이를 포함하는 차량용 에어컨 시스템
JP2015218578A JP6727792B2 (ja) 2015-08-28 2015-11-06 車両用エアコンシステムの膨張バルブ及びこれを含む車両用エアコンシステム
US14/942,318 US20170059218A1 (en) 2015-08-28 2015-11-16 Expansion valve of vehicle air-conditioning system and vehicle air-conditioning system including the same
EP15195630.7A EP3139114B1 (en) 2015-08-28 2015-11-20 Expansion valve for a vehicle air-conditioning system and vehicle air-conditioning system including the same
CN201510886236.4A CN106482403B (zh) 2015-08-28 2015-12-04 车辆空调系统的膨胀阀及包括该膨胀阀的车辆空调系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150121847A KR101734265B1 (ko) 2015-08-28 2015-08-28 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브 및 이를 포함하는 차량용 에어컨 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170025425A KR20170025425A (ko) 2017-03-08
KR101734265B1 true KR101734265B1 (ko) 2017-05-11

Family

ID=54695574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150121847A KR101734265B1 (ko) 2015-08-28 2015-08-28 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브 및 이를 포함하는 차량용 에어컨 시스템

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20170059218A1 (ko)
EP (1) EP3139114B1 (ko)
JP (1) JP6727792B2 (ko)
KR (1) KR101734265B1 (ko)
CN (1) CN106482403B (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD931903S1 (en) * 2017-06-29 2021-09-28 Zhejiang Sanhua Automotive Components Co., Ltd. Thermal bypass valve
KR102518659B1 (ko) * 2018-07-30 2023-04-06 현대자동차주식회사 형상기억합금 스프링을 이용한 팽창밸브 및 이를 이용한 차량용 에어컨시스템
CN113970001A (zh) * 2020-07-25 2022-01-25 浙江三花汽车零部件有限公司 集成组件

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5243829A (en) * 1992-10-21 1993-09-14 General Electric Company Low refrigerant charge detection using thermal expansion valve stroke measurement
JP3207659B2 (ja) * 1994-02-22 2001-09-10 株式会社テージーケー 温水循環式暖房装置
JP4014688B2 (ja) * 1997-03-27 2007-11-28 株式会社不二工機 膨張弁
DE19852127B4 (de) * 1998-11-12 2008-09-11 Behr Gmbh & Co. Kg Expansionsorgan und hierfür verwendbare Ventileinheit
JP2000241048A (ja) * 1999-02-24 2000-09-08 Saginomiya Seisakusho Inc 感温膨張弁
JP2001336862A (ja) * 2000-05-26 2001-12-07 Tgk Co Ltd 膨張弁
KR20040031244A (ko) * 2002-10-04 2004-04-13 현대자동차주식회사 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체
JP2004270975A (ja) * 2003-03-06 2004-09-30 Tgk Co Ltd 流量制御弁
JP4096796B2 (ja) * 2003-04-22 2008-06-04 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
JP2005164208A (ja) * 2003-12-05 2005-06-23 Fuji Koki Corp 膨張弁
KR100551820B1 (ko) * 2004-05-24 2006-02-13 기아자동차주식회사 에어컨 시스템의 소음 방지용 팽창밸브 구조
KR101364499B1 (ko) * 2007-08-13 2014-02-19 한라비스테온공조 주식회사 공조장치의 팽창밸브
JP5440155B2 (ja) * 2009-12-24 2014-03-12 株式会社デンソー 減圧装置
KR20130134760A (ko) * 2012-05-31 2013-12-10 학교법인 두원학원 차량의 공기조화장치용 팽창밸브

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017044463A (ja) 2017-03-02
CN106482403B (zh) 2020-05-05
US20170059218A1 (en) 2017-03-02
EP3139114B1 (en) 2022-02-16
EP3139114A1 (en) 2017-03-08
KR20170025425A (ko) 2017-03-08
CN106482403A (zh) 2017-03-08
JP6727792B2 (ja) 2020-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
USRE42908E1 (en) Vapor-compression-type refrigerating machine
JP3637651B2 (ja) 温度式膨張弁
US20080053125A1 (en) Expansion device
KR101734265B1 (ko) 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브 및 이를 포함하는 차량용 에어컨 시스템
JP7026979B2 (ja) 膨張弁
US5845511A (en) Receiver having expansion mechanism
JP3130246B2 (ja) 温度式膨張弁
JP2010112616A (ja) 温度式膨張弁
JP2007139208A (ja) 冷凍サイクル用膨張弁
KR102009234B1 (ko) 차량 공기조화장치용 팽창밸브
EP3001124B1 (en) Control valve
JP6447906B2 (ja) 膨張弁
JP6007369B2 (ja) 制御弁
JP2011133168A (ja) 減圧装置
US20070180854A1 (en) Expansion device
JP2007298273A (ja) 蒸気圧縮式冷凍機
JP3920059B2 (ja) 膨張弁
JP2004354042A (ja) 冷凍サイクルの安全弁装置
JP2022074741A (ja) 温度式弁装置及び冷却装置並びに冷凍サイクルシステム
JP7429602B2 (ja) 温度式膨張弁及び冷凍サイクルシステム
JP2009227027A (ja) 車両用防水構造
JP2007040601A (ja) 冷凍サイクル
JPH06241620A (ja) 冷凍サイクルの制御弁
JP3920060B2 (ja) 膨張弁
JP2006275428A (ja) 温度差圧感知弁

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant