KR20010087213A

KR20010087213A - 팽창밸브

Info

Publication number: KR20010087213A
Application number: KR1020010010080A
Authority: KR
Inventors: 후쿠다에이지; 와타나베가즈히코
Original assignee: 요코야마 다카요시; 가부시기가이샤 후지고오키
Priority date: 2000-03-02
Filing date: 2001-02-27
Publication date: 2001-09-15
Also published as: US20010018830A1; DE60118823D1; DE60118823T2; US6434971B2; JP3998887B2; KR100652256B1; JP2001241808A; EP1130345A1; EP1130345B1

Abstract

카 에어컨디셔너 등의 냉동 사이클에 사용되는 팽창밸브의 설치 구조의 자유도의 향상을 꾀한다.

팽창밸브(1)는, 각주 형상의 본체(10)를 가지고, 본체(10)중에 밸브실(20)이 형성된다. 압축기 측에서 공급되는 냉매는, 통로(22)로부터 밸브실로 유입되고, 밸브체(42)와 밸브시트(23)의 사이를 통과하여, 통로(24)로부터 증발기 측으로 향한다. 증발기 측으로부터 되돌아오는 냉매는 통로(26)로부터 본체(10)중에 들어가고, 작동 봉(40)에 대하여 냉매의 온도정보를 전달한 후에 통로(28)로부터 압축기 측으로 유출된다. 통로(22)와 통로(28)는 본체의 제 1 측면으로, 통로(24,26)는, 직각인 제 2 측면으로 개구된다. 이 구성에 의하여 팽창밸브(1)의 설치 구조의 자유도가 향상된다.

Description

팽창밸브{EXPANSION VALVE}

본 발명은 카 에어컨디셔너 등의 냉동 사이클에 장비되어 냉매의 유량을 제어하는 팽창밸브에 관한 것이다.

각주 형상의 밸브 본체를 가지고, 밸브 본체 내에 밸브실과 밸브실내에 설치된 밸브체를 조작하는 파워 엘리먼트를 구비한 팽창밸브가 알려져 있다.

이러한 종류의 팽창밸브는, 밸브실로 통하는 2개의 통로와, 증발기로부터 압축기에 되돌아오는 냉매가 통과하는 통로를 가지고, 증발기부터 압축기로 되돌아오는 냉매의 통로 내를 파워 엘리먼트의 작동을 밸브체에 전달하는 작동봉이 관통하여 냉매의 온도 정보를 파워 엘리먼트측에 전달한다.

이러한 종래의 팽창밸브의 구성을 도 9 및 도 10에 나타낸다. 도 9는, 팽창밸브의 외관구성을 나타내는 사시도이고, 도 10은 도 9의 A-A'단면을 화살표 방향에서 본 단면도이다. 도 9 및 도 10에 있어서, 밸브 본체(30)에는, 냉동 사이클의 냉매관로(11)에 있어서, 콘덴서(5)의 냉매출구에서 리시버(6)를 거쳐 증발기(8)의 냉매 입구로 향하는 부분에 개재되는 제 1 통로(32)와, 냉매관로(11)에 있어서 증발기(8)의 냉매출구에서 압축기(4)의 냉매입구로 향하는 부분에 개재되는 제 2 통로(34)가, 상하로 서로 간격을 두고 형성되어 있다. 제 １ 통로(32)에는 개구(321)로부터 유입되는 리시버(６)의 냉매 출구로부터 공급된 액체 냉매를 단열 팽창시키기 위한 밸브공(23)이 형성되어 있다. 밸브공은 밸브 본체(30)의 길이방향을 따른 중심선을 가지고 있다. 밸브공(23)의 입구에는 밸브시트가 형성되어 있고, 밸브 시트에는 볼 상의 밸브체(42)가 압축 코일 스프링과 같은 스프링(32)에 의하여 밸브 지지부재(31)를 사이에 두고 탄력 지지되어 있다.

리시버(6)로부터 액 냉매가 도입되는 제 1 통로(32)는, 액 냉매의 통로가 되고, 출구 포트(322)와, 입구 포트(321)와, 이 입구 포트(321)에 연결되는 밸브실(20)을 가지며, 냉매는 팽창 후, 출구 포트(322)로부터 증발기(8)로 유입된다. 밸브실(20)은, 밸브구멍(23)의 중심선과 동축으로 형성되는 바닥을 가진 밸브실이며, 플러그(34)에 의하여 밀폐되어 있다. 플러그(34)에는 밀봉부재(36)가 끼워져 있다.

밸브 본체(30)의 상단에는 밸브체(42)를 구동하기 위한 파워 엘리먼트(50)가 장착되어 있다. 파워 엘리먼트(50)는, 다이어프램(54)에 의하여 내부 공간을 상하 두 개의 압력 작동실로 칸막이된 케이스(56)를 가지고 있다. 아래쪽의 압력 작동실(55’)은 밸브공(32a)의 중심선에 대하여 동심적으로 형성된 균압공(36e)을거쳐 제２ 통로(34)로 연통되어 있다.

제 2 통로(34)는, 입구 포트(342) 및 출구 포트(341)를 가지고, 증발기(8)의 냉매 출구로부터 나온 냉매 증기가 입구포트(342)로부터 흘러나와, 출구 포트(341)로부터 압축기(4)를 향한다. 통로(34)는 기상 냉매의 통로가 되고, 그 냉매증기의 압력이 균압공(36e)을 거쳐 하방의 압력 작동실(55′)에 부하된다. 균압공(36e)에는, 다이어프램(54)의 하면으로부터 제 1 통로(32)의 밸브공(23)까지 뻗은 작동봉(44)이 동심적으로 배치되어 있다. 작동봉(40)은 스톱퍼(52)가 하방의 압력 작동실(55′)내에 설치된 다이어프램(54)의 하면에 맞닿아져 있다. 작동봉(40)은 파워 엘리먼트(50)를 구성하는 하방의 압력 작동실(55)의 내부 표면 및 밸브 본체(30)에 있어서 제 1 통로(34)와 제 2 통로 (32)와의 격벽에 의하여 상하 방향으로 섭동이 자유롭게 지지되어 있고, 하단을 밸브체(42)에 맞닿게 하고 있다. 더욱이 상기 격벽에 있어서 작동 봉 슬라이드 안내 공에 대응한 작동봉(40)의 외주면 영역에는, 제 1 통로(32)와 제 2 통로(34)와의 사이에서 냉매가 새는 것을 방지하는 밀봉부재(44)가 장착되어 있다.

상방의 압력 작동실(55) 중에는 공지의 다이어프램 구동용 감온 가스가 충전되어 있어, 다이어프램 구동 유체에는 제 2 통로(34)나 제 2 통로 (34)에 연통되어 있는 균압공(36e)에 노출된 밸브 부재 구동봉(36f) 및 다이어프램(54)을 거쳐 제 2 통로(34)를 흐르고 있는 증발기(8)의 냉매 출구로부터의 냉매 증기의 열이 전달된다. 또한 58은 감온 가스 봉입용 플러그부재이다.

상방의 압력 작동실(55) 중의 감온 가스는 상기 전달된 열에 대응한 압력을다이어프램(54)의 표면에 부하한다. 다이어프램(54)은 상기 표면에 부하된 다이어프램 구동 가스 압력과 다이어프램(54)의 하면에 부하된 압력과의 차에 의하여 상하로 변화한다. 다이어프램(54)의 상하 변위는 작동봉(40)을 매개하여 밸브체(42)를 밸브공(23)의 밸브시트에 대하여 접근 또는 이간시킨다. 이 결과, 냉매 유량이 제어된다.

이러한 종래의 팽창밸브에 있어서는, 밸브 부재 구동 봉(36f)이 밸브 본체(30)의 중심부에 위치하고 있고, 따라서, 파워 엘리먼트(36)가 밸브 본체(30)의 중심부에 설치되어 있다.

종래의 팽창밸브의 구조에서는, 대항하는 방향으로 배관을 설치하고, 이 배관에 증발기 및 압축기가 접속되기 때문에, 팽창밸브, 증발기 및 압축기의 부착 위치의 자유도가 제한되며, 특히 자동차에 있어서 엔진 룸 등, 부착 스페이스에 제약이 있는 경우에는 팽창 밸브의 부착 구조가 문제가 되는 경우가 발생하였다.

본 발명의 목적은, 이러한 과제를 해결하기 위한 것으로, 설치 구조의 자유 도를 향상시킨 팽창 밸브를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관계되는 팽창밸브는, 압축기로부터 증발기로 공급되는 냉매의 유량을 제어하는 팽창밸브이고, 각주 형상의 밸브 본체를 가지며, 본체의 제 1 측면으로 개구하는 압축기로부터의 냉매가 유입되는 통로 및 압축기로 되돌아오는 냉매가 유출되는 통로와, 이러한 통로가 개구하는 제 1 측면에 인접하는 제 2 측면으로 개구하는 증발기로 향하는 냉매의 통로 및 증발기부터 되돌아오는 냉매의 통로를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 관계되는 팽창 밸브의 바람직한 태양으로서는, 파워 엘리먼트가 밸브 본체에 편재되어 마련되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

또 본 발명에 관계되는 팽창밸브는, 밸브 본체에 제 1 측면에 식설되는 설치용 스터드 볼트를 구비하고, 제 2 측면과, 제 2 측면과는 반대측 측면을 관통하여 설치되는 설치용 2개의 관통 혈을 구비한 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성으로 된 본 발명에 관한 팽창 밸브는 밸브 본체의 인접하는 측면에 냉매의 통로가 개구되어 있으므로, 부착 구조의 자유도를 향상시킨 팽창 밸브를 실현시킬 수 있다. 그 밖에도, 파워 엘리먼트를 밸브 본체에 대하여 편재되도록 설치하기 때문에, 스터드 볼트와 관통 혈과의 간섭을 회피할 수 있다.

도 1은 본 발명의 팽창 밸브의 정면도.

도 2는 본 발명의 팽창 밸브의 좌측면도.

도 3은 본 발명의 팽창 밸브의 우측면도.

도 4는 본 발명의 팽창 밸브의 배면도.

도 5는 본 발명의 팽창 밸브의 상면도.

도 6은 본 발명의 팽창 밸브의 하면도.

도 7은 도 1의 A-A 단면도.

도 8은 도 3의 B-B 단면도.

도 9는 종래의 팽창 밸브의 외관을 도시하는 사시도.

도 10은 도 9의 A-A′단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 팽창 밸브

10 본체

12 스터드 볼트

20 밸브실

22 냉매가 압축기로부터 유입되는 통로

24 냉매가 증발기를 향하는 통로

26 냉매가 증발기로 돌아가는 통로

28 냉매가 압축기로 돌아가는 통로

40 작동 봉

42 밸브체

50 파워 엘리먼트

70 커버

도 1은, 본 발명에 관계되는 팽창밸브의 정면도, 도 2는 좌측면도, 도 3은 우측면도, 도 4는 배면도, 도 5는 상면도, 도 6은 하면도, 도 7은 도 1의 A-A단면도, 도 8은 도3의 B-B단면도이다. 또한, 본 발명에 관계되는 팽창밸브는, 도 9 및 도 10에 도시하는 팽창밸브와 기본적 구성 및 동작은 동일하기 때문에, 동일부분에는 동일부호를 붙이고 설명은 생략한다.

전체를 부호1로 나타내는 팽창밸브는, 알루미늄 합금 등의 재료로 제조해지는 각주 형상의 본체(10)를 가진다.

본체(10)는, 4매의 직사각형 측면(10a, 10b, 10c, 10d)을 가지고, 제 1 측면(10a)에는, 냉매를 증발기 측으로 내보내는 통로(24)와, 증발기 측에서 되돌아오는 냉매의 통로(26) 및 2개의 관통혈(14)이 개구한다.

제 2 측면(10b)에는 개구부는 형성되지 않고, 제 3 측면(10c)에는 압축기로부터 공급되는 냉매의 도입 통로(22)와, 압축기로 되돌아오는 냉매의 통로(28)가 개구한다.

이 제 3 측면(10c)에는, 설치용 스터드 볼트(12)가 식설되어 있다. 또 이 스터드 볼트(12)의 근방에는, 바닥이 있는 구멍(16)이 개구된다. 제 4의 측면(10d)에는, 설치용 2개의 관통혈(14)이 개구된다.

도7, 도8의 단면도에 있어서, 냉매가 도입되는 통로(22)는, 밸브실(20)에 연통하고, 밸브실(20)과 냉매를 증발측으로 보내는 통로(24)와의 사이에 밸브공(23)이 형성되고, 이 입구는 밸브시트가 된다. 이 통로(22)와 통로(24)는, 그 축선이 서로 90도의 각도로 엇갈리는 방향으로 형성되어 있다. 밸브실 (20)중에는, 볼 상의 밸브체(42)가 스프링(32)에 의하여 밸브지지부재(31)를 사이에 두고 설치되고, 스프링(32)의 타단은, 밸브 실(20)을 봉지(封止)하는 플러그(34)에 의하여 지지된다. 플러그(34)에는 밀봉부재(36)가 끼워져 장착된다.

볼 상의 밸브체(42)는, 작동 봉(40)에 의해 압압되고, 밸브시트(23) 사이의 유로 면적을 바꾸며, 증발기 측에 공급되는 냉매의 유량을 제어한다.

작동봉(40)의 타단측은, 전체를 부호 50으로 도시하는 파워 엘리먼트에 연결되는 파워 엘리먼트(50)는, 케이스(56)내에 끼워지는 다이어프램(54)을 가지고, 다이어프램(54)과 케이스(56) 사이에 상방의 압력 작동실(55)이 만들어진다. 작동실(55) 중에는, 감온 가스가 동봉되고, 플러그부재(58)에 의해 밀폐된다. 파워엘리먼트(50)는, 밸브 본체(10)에 대하여 편재되어 설치되어, 스터드 볼트(12)와 관통공(14)과의 간섭을 방지하고 있다. 이 때, 스터드 볼트(12)가 식설되는 측의 밸브 본체(10)는 두꺼워진다.

다이어프램(54)의 하방의 압력 작동실(55′)에는 스톱퍼(52)가 배설되고, 다이어프램(54)의 움직임을 스터드(52)에 끼워진 작동봉(40)에 전달된다. 파워 엘리먼트(50)는, 커버(70)에 의하여 덮어진다. 또한, 작동봉(40)은, 도 9 및 도 10의 팽창밸브에 있어서 작동봉에 비하여 세경의 것을 가지고 있다.

증발기로부터 돌아오는 냉매는, 밸브 본체(10)내에 설치된 통로(26)에 유입된다. 통로(26)와 냉매를 압축기로 돌려보내는 통로(28)는 직각으로 교차하고, 작동봉(40)은 통로(28)를 직경방향으로 관통한다. 통로(26, 28)를 통과하는 냉매의 온도는, 작동봉(40) 및 스톱퍼(52)에 의하여 작동실(55)내의 작동 유체에 전달된다.

작동실(55) 내의 작동 유체는 이 냉매의 온도 변화에 따라 다이어프램(54)을 매개하여 밸브체(42)의 위치를 조작하고, 증발기로 송출하는 냉매의 유량을 제어한다.

팽창 밸브(1)는, 각주상의 밸브 본체(10)를 가지고, 본체의 인접하는 직행 측면에 냉매의 네 개의 통로가 개구되고 있으므로, 팽창 밸브의 부착 스페이스가 작은 카 에어콘 등의 장치이더라도, 팽창 밸브의 부착 구조의 자유도를 확보할 수 있다.

이상 서술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 부착 구조의 자유도가 높은 팽창 밸브를 실현할 수 있고, 엔진 룸 내의 증발기 및 콘덴서 등의 배치를 용이하게 할 수 있다.

Claims

냉동 사이클에 장비되고, 압축기로부터 증발기에 공급되는 냉매의 유량을 제어하는 팽창밸브로서,

각주 형상의 밸브 본체를 가지고, 본체의 제 1 측면으로 개구하는 압축기로부터 냉매가 유입되는 통로 및 압축기로 되돌아가는 냉매가 유출되는 통로와,

이러한 통로가 개구하는 제 1 측면에 인접하는 제 2 측면으로 개구하는 증발기로 향하는 냉매의 통로 및 증발기로부터 되돌아오는 냉매의 통로를 구비하는 팽창밸브.
제 1항에 있어서,

제1 측면에 식설되는 설치용 스터드 볼트를 구비한 팽창밸브.
제 1항에 있어서,

제 2 측면과, 제 2 측면과는 반대쪽 측면을 관통하여 설치되는 2개의 설치용 관통 혈을 구비한 팽창밸브.