KR20040007290A - 팽창 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 에어컨 기동시의 소음을 억제하여, 동력 절약화를 도모한 팽창 밸브를 제공하는 것이다.

밸브 부재의 스트로크를, 설정된 톤수 유량의 1.0 내지 1.4배 흐르도록 설정한다. 이에 의해, 기동시의 전체 개방 상태에 있어서, 밸브 개방도가 설정된 톤수 유량의 1.0 내지 1.4배밖에 흐르지 않는 개방도로 제한되므로, 불필요한 여분의 양의 냉매가 흐르지 않게 되어, 기동시에 있어서의 냉매의 유동 소음을 억제할 수 있다. 또한, 여분으로 흐르는 냉매의 양이 적어지므로, 동력 절약화할 수 있다.

Description

팽창 밸브 {EXPANSION VALVE}

본 발명은 팽창 밸브에 관한 것으로, 특히 자동차용 에어컨 시스템의 냉동 사이클 중에서 고온 및 고압의 액냉매를 팽창시켜 저온 및 저압으로 한 냉매를 증발기에 공급하는 동시에 증발기 출구에서의 냉매의 상태가 소정의 과열도가 되도록 냉매 유량을 제어하는 온도식 팽창 밸브에 관한 것이다.

자동차용 에어컨 시스템에서는 압축기에 의해 압축된 고온 및 고압의 가스 냉매를 방열기로 응축하고, 응축된 액냉매를 팽창 밸브로 단열 팽창시킴으로써 저온 및 저압의 냉매로 하고, 그것을 증발기로 증발시켜 압축기로 복귀시키는 냉동 사이클이 형성되어 있다. 저온의 냉매가 공급되는 증발기는, 차실 내의 공기와 열교환을 행함으로써 냉방이 행해진다.

팽창 밸브로서는, 증발기 출구에 있어서의 냉매의 압력 및 온도를 감지하여 그 냉매의 상태가 소정의 과열도가 되도록 증발기에 공급하는 냉매의 유량을 제어하는 온도식 팽창 밸브가 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

도7은 종래의 팽창 밸브의 일구성예를 도시한 종단면도이다.

팽창 밸브(101)는 그 본체 블럭(102) 측부에, 냉매 도입용의 냉매 관로 접속 구멍(103)과, 냉매 도출용의 냉매 관로 접속 구멍(104)과, 증발기로부터 압축기에 이르는 배관에 개재 삽입되는 냉매 관로 접속 구멍(105, 106)이 마련되어 있다.

냉매 관로 접속 구멍(103)과 냉매 관로 접속 구멍(104) 사이의 유체 통로에는, 밸브 시트(107)가 본체 블럭(102)과 일체로 형성되고, 그 밸브 시트(107)에 대향하여 상류측으로부터 볼형의 밸브 부재(108)가 배치되고, 냉매가 밸브 시트(107)와 밸브 부재(108) 사이의 간극을 통과할 때에 단열 팽창된다. 또한, 밸브 부재(108)는 이를 받는 밸브 부재 받침부(109)를 거쳐서 압축 코일 스프링(110)에 의해 밸브 시트(107)에 착좌시키는 방향으로 압박되어 있다. 이 압축 코일 스프링(110)은 스프링 받침부(111) 및 조정 나사(112)에 의해 받쳐지고 있다.

본체 블럭(102)의 상단부에는 파워 엘리멘트(113)가 설치되어 있다. 이 파워 엘리멘트(113)는 상부 하우징(114), 하부 하우징(115), 다이어프램(116) 및 센터 디스크(117)에 의해 구성되어 있다. 상부 하우징(114)과 다이어프램(116)에 의해 둘러싸인 감온실에는 냉매가 충전되어, 금속 볼(118)에 의해 밀봉되어 있다.

센터 디스크(117)는 샤프트(119)의 상단부가 접촉되어 있다. 이 샤프트(119)는 본체 블럭(102)에 형성된 관통 구멍(120)에 삽통되고, 하단부는 밸브 부재(108)에 접촉되어 있다.

관통 구멍(120)의 상부는 확대 개방 형성되어 있고, 그 단차부에 O링(121)이 배치되어 샤프트(119)와 관통 구멍(120) 사이의 간극을 밀봉하고 있다.

또한, 샤프트(119)의 상단부는 냉매 관로 접속 구멍(105, 106) 사이를 연통하고 있는 유체 통로를 가로로 잘라 늘어뜨린 통형부를 갖는 홀더(122)에 의해 보유 지지되어 있다. 이 홀더(122)의 하단부는, 관통 구멍(120)의 확대 개방부에 끼워 넣어져 O링(121)을 압박하고 있다.

홀더(122)의 상부에는, 샤프트(119)의 축선 방향의 진동을 억제하는 코일 스프링(123)이 배치되어 있다. 홀더(122)의 정상면은, 이 팽창 밸브(101) 최대 밸브 개방도를 규정하는 스톱퍼로서 기능하고 있다.

이상의 구성의 팽창 밸브(101)에 있어서, 에어컨을 기동하기 전은 도시한 바와 같이 센터 디스크(117)가 홀더(122)의 상부 정상면에 접촉하고, 팽창 밸브(101)는 전체 개방 상태에 있다. 따라서, 에어컨을 기동할 때, 팽창 밸브(101)는 전체 개방 상태로부터 개시한다.

그런데, 자동차용 에어컨 시스템은, 적용되는 차량에 따라 필요한 냉동 능력이 달라, 팽창 밸브에 요구되는 용량도 다르다. 팽창 밸브의 용량은 톤수로 나타낸다. 차량에 의해 설정되는 톤수로부터는, 팽창 밸브를 흐르는 유량이 결정되므로, 설정된 톤수의 유량은 최저한 보증하도록 팽창 밸브가 설계되어 있다. 이 때, 최대의 밸브 개방도는 어떠한 톤수의 팽창 밸브라도, 설정된 톤수보다도 충분히 큰 값으로 일의적으로 설정되어 있는 경우가 대부분이다.

[특허 문헌 1]

일본 특허 공개 2002-310539호 공보(단락 번호[0034] 내지 [0041], 도6)

그러나, 종래의 팽창 밸브는 에어컨 기동시에 전체 개방 상태로 되어 있고, 그 때의 밸브 개방도가 필요 유량 이상으로 커져 있어, 대량의 냉매가 흐르게 되므로, 냉매가 통과할 때에 발생하는 유동 소음이 커지고, 게다가 팽창 밸브는 필요 이상으로 개방되어 있으므로, 그 만큼 불필요하게 냉매가 흘러 버리게 되므로 동력이 증가되어 버린다는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 점에 비추어 이루어진 것이며, 기동시의 소음을 억제하여 동력 절약화한 팽창 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 본 발명에 의한 팽창 밸브의 구성예를 도시한 종단면도.

도2는 밸브의 스트로크와 냉동 톤과의 관계를 나타낸 도면.

도3은 냉동 능력의 배수에 대한 기동시 소음의 관계를 나타낸 도면.

도4는 팽창 밸브의 기동 직후에 있어서의 소음의 변화를 나타낸 도면.

도5의 (a)는 공차 변동을 설명하는 도면으로, 종래의 팽창 밸브의 경우를 도시한 도면, 도5의 (b)는 상기 본 발명의 팽창 밸브의 경우를 도시한 도면.

도6은 본 발명에 의한 팽창 밸브의 다른 구성예를 도시한 종단면도.

도7은 종래의 팽창 밸브의 일구성예를 도시한 종단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 1a : 팽창 밸브

2 : 본체 블럭

3, 4, 5, 6 : 냉매 관로 접속 구멍

7 : 밸브 시트

8 : 밸브 부재

9 : 밸브 부재 받침부

10 : 압축 코일 스프링

11 : 스프링 받침부

12, 12a : 조정 나사

13 : 파워 엘리멘트

14 : 상부 하우징

15 : 하부 하우징

16 : 다이어프램

17 : 센터 디스크

18 : 금속 볼

19 : 샤프트

20 : 관통 구멍

21 : O링

22 : 홀더

23 : 코일 스프링

본 발명에서는 상기 문제를 해결하기 위해, 증발기 출구의 냉매 압력 및 온도를 감지하여 밸브부의 밸브 개방도를 제어함으로써 증발기에 공급하는 냉매의 유량을 제어하는 파워 엘리멘트를 구비한 팽창 밸브에 있어서, 상기 밸브 개방도의 최대치를, 설정된 톤수 유량의 1.0 내지 1.4배가 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 팽창 밸브가 제공된다.

이러한 팽창 밸브에 따르면, 전체 개방시의 밸브 개방도를, 설정된 톤수 유량의 1.0 내지 1.4배밖에 흐르지 않도록 규제하였으므로, 기동시의 전체 개방 상태에 있어서 불필요한 여분의 양의 냉매가 흐르지 않는다. 이에 의해, 기동시에 있어서의 냉매의 유동 소음을 억제할 수 있는 동시에, 여분으로 흐르는 냉매가 적어지므로, 압축기의 동력 절약화가 도모된다.

또한, 본 발명의 팽창 밸브는 파워 엘리멘트의 센터 디스크를, 밸브부측 하우징의 내벽에 접촉시켜 최대 밸브 개방도를 규정하도록 하였다. 이에 의해, 센터 디스크의 전체 개방측의 스트로크가 하우징에 의해 규제되게 되고, 센터 디스크의 하우징과의 접촉면의 위치가 파워 엘리멘트의 부착 기준면으로부터의 하우징의 두께만으로 결정되므로, 밸브 스트로크의 공차 변동 요소를 저감할 수 있다.

또한, 본 발명의 팽창 밸브는 센터 디스크를, 샤프트의 밸브부와 반대측 단부를 보유 지지하고 있는 홀더가 다이어프램의 변위 방향으로 가이드하도록 하였다. 이에 의해, 센터 디스크는 홀더에 의해 샤프트와 동일 축선 상에 위치 결정되므로, 다이어프램이 변위하여 그 변위 방향으로 진퇴 이동할 때에, 주연부가 하우징의 내측 측벽에 접촉하는 일이 없어, 안정된 유량 특성을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 팽창 밸브는 밸브 시트에 밸브 부재의 축선 방향의 이동량과 동일량 이상의 테이퍼를 부여하도록 하였다. 이에 의해, 전체 개방시에 밸브 부재가 테이퍼의 부분으로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 의한 팽창 밸브의 구성예를 도시한 종단면도이다.

본 발명에 의한 팽창 밸브(1)는, 그 본체 블럭(2) 측부에 리시버/드라이어로부터 고온 및 고압의 냉매를 받도록 고압 냉매 배관이 접속되는 냉매 관로 접속 구멍(3)과, 이 팽창 밸브(1)에 의해 감압 및 팽창된 저온 및 저압의 냉매를 증발기에 공급하도록 저압 냉매 배관이 접속되는 냉매 관로 접속 구멍(4)과, 증발기 출구로부터의 냉매 배관에 접속되는 냉매 관로 접속 구멍(5)과, 압축기에 이르는 냉매 배관에 접속되는 냉매 관로 접속 구멍(6)이 마련되어 있다.

냉매 관로 접속 구멍(3)으로부터 냉매 관로 접속 구멍(4)으로 연통하는 유체 통로에는, 밸브 시트(7)가 본체 블럭(2)과 일체로 형성되고, 그 밸브 시트(7)의 상류측에는 밸브 시트(7)와 대향하여 볼형의 밸브 부재(8)가 배치되어 있다. 이에 의해, 밸브 시트(7)와 밸브 부재(8) 사이의 간극이 고압의 냉매를 교축하는 가변 오리피스를 구성하고, 냉매는 이 가변 오리피스를 통과할 때에 단열 팽창한다. 밸브 시트(7)는 밸브 부재(8)의 축선 방향의 이동량(스트로크)과 동일량 이상의 테이퍼가 부여되어 있다. 즉, 밸브 구멍의 밸브 부재(8)에 대향하는 쪽은 엣지 커트되어 있어 테이퍼 구멍으로 되어 있고, 그 테이퍼 구멍의 축선 방향의 길이(높이)는 밸브 부재(8)의 스트로크와 동일한 길이 이상으로 되어 있다. 여기서, 테이퍼 구멍의 최소 직경 부분이 밸브 부재(8)의 착좌 위치가 되므로, 이 위치로부터 밸브 부재(8)가 가장 떨어진 위치까지 이동하여 전체 개방 상태가 되어도, 밸브 부재(8)의 일부는 테이퍼 구멍 속에 위치하여 있으며, 이에 의해 전체 개방시에 밸브 부재(8)가 테이퍼 구멍으로부터 이탈하는 것을 방지하고 있다.

또한, 냉매 관로 접속 구멍(3)측의 유체 통로에는 밸브 부재(8)를 받는 밸브 부재 받침부(9)와, 밸브 부재(8)를 밸브 시트(7)에 착좌시키는 방향으로 밸브 부재 받침부(9)를 거쳐서 압박하는 압축 코일 스프링(10)이 배치되고, 이 압축 코일 스프링(10)은 스프링 받침부(11) 및 이 압축 코일 스프링(10)의 하중을 조절하는 본체 블럭에 나사 부착된 조정 나사(12)에 의해 받쳐지게 되어 있다.

본체 블럭(2)의 상단부에는 파워 엘리멘트(13)가 설치되어 있다. 이 파워 엘리멘트(13)는 두꺼운 금속제의 상부 하우징(14) 및 하부 하우징(15)과, 이들에 의해 둘러싸인 공간을 구획하도록 배치된 가요성이 있는 금속 박판으로 이루어지는 다이어프램(16)과, 이 다이어프램(16)의 하면에 배치된 센서 디스크(17)에 의해 구성되어 있다. 상부 하우징(14)과 다이어프램(16)에 의해 둘러싸인 공간은 감온실을 구성하고, 여기에 2 종류 이상의 냉매 가스와 불활성 가스가 충전되어, 금속 볼(18)을 저항 용접함으로써 폐지되어 있다. 센터 디스크(17)는 그 하부가 반경 방향 외측으로 돌출하여 대경으로 형성되어 있고, 그 하면은 편평하게 형성되어 있다. 이 센터 디스크(17)의 돌출부 하면에 대향하는 하부 하우징(15)의 내벽면도 편평하게 형성되어 있다. 이 내벽면의 편평한 부분은 센터 디스크(17)의 하방으로의 이동을 규제하는 스톱퍼로서 기능하고, 이 팽창 밸브(1) 최대의 밸브 개방도를 규정하고 있다.

센터 디스크(17)의 하방에는, 다이어프램(16)의 변위를 밸브 부재(8)에 전달하는 샤프트(19)가 배치되어 있다. 이 샤프트(19)는 본체 블럭(2)에 형성된 관통 구멍(20)에 삽통되어 있다.

이 관통 구멍(20)은 그 상부가 확대 개방 형성되어 있고, 그 단차부에 0링(21)이 배치되어 있다. 이 O링(21)은 샤프트(19)와 관통 구멍(20) 사이의 간극을 밀봉하고, 그 간극을 거쳐서 냉매가 냉매 관로 접속 구멍(5, 6) 사이의 유체 통로로 누설되는 것을 방지하고 있다.

또한, 샤프트(19)의 상단부는 냉매 관로 접속 구멍(5, 6) 사이의 유체 통로를 가로로 잘라 늘어뜨리는 통형부를 갖는 홀더(22)에 의해 보유 지지되어 있다. 이 홀더(22)의 하단부는 관통 구멍(20)의 확대 개방부에 끼워 넣어져, 그 하부 단부면이 관통 구멍(20)의 상부 개구단부 방향으로의 O링(21)의 이동을 규제하고 있다.

홀더(22)의 상부에는, 샤프트(19)에 대해 가로 방향으로부터 압박하는 코일 스프링(23)이 배치되어 있다. 이 코일 스프링(23)으로 샤프트(19)에 횡하중을 부여하는 구성으로 함으로써, 냉매 관로 접속 구멍(3)에 있어서의 고압 냉매에 압력 변동이 있었을 때에 샤프트(19)의 축선 방향의 동작이 민감하게 반응하지 않도록 하고 있다. 즉, 이 코일 스프링(23)은 샤프트(19)의 축선 방향의 진동에 의한 이상 진동음의 발생을 억제하는 제진 기구를 구성하고 있다.

또한, 홀더(22)의 상부는 냉매 관로 접속 구멍(5, 6) 사이를 연통하고 있는 유체 통로와 다이어프램(16)의 하방 공간을 연통시키는 통로를 갖고, 또한 센터 디스크(17)의 하면에는 샤프트(19)가 접촉하는 중심부를 제외하고 복수개의 통기 홈이 방사형으로 형성되어 있어, 증발기로부터 복귀해 온 냉매를 다이어프램(16)의 하방의 방으로 도입할 수 있도록 되어 있다.

이상의 구성의 팽창 밸브(1)에 있어서, 에어컨을 기동하기 전, 파워 엘리멘트(13)는 에어컨 운전 중인 경우보다도 충분히 높은 온도를 검출하고 있으므로, 파워 엘리멘트(13)의 감온실의 압력이 상승하고 있어, 다이어프램(16)은 도시한 바와 같이 도면의 하방으로 변위하고, 센서 디스크(17)가 하부 하우징(15)의 스톱퍼부에 접촉하고 있다. 이 다이어프램(16)의 변위는 샤프트(19)를 거쳐서 밸브부의 밸브 부재(8)에 전달되고, 팽창 밸브(1)는 전체 개방 상태로 되어 있다. 이로 인해, 에어컨 기동시는 전체 개방 상태로부터 개시하기 때문에, 팽창 밸브(1)는 최대 유량의 냉매를 증발기에 공급한다.

증발기로부터의 냉매가 차가워짐에 따라, 파워 엘리멘트(13)의 감온실의 온도가 내려가, 감온실 내의 냉매 가스가 다이어프램(16)의 내표면에서 응축한다. 이에 의해, 감온실 내의 압력이 저하되어 다이어프램(16)이 상방으로 변위하므로, 샤프트(19)가 압축 코일 스프링(10)에 압박되어 상방으로 이동한다. 그 결과, 밸브 부재(8)가 밸브 시트(7)측으로 이동함으로써 고압 냉매의 유로 면적이 감소하고, 증발기로 송입되는 냉매의 유량이 감소하고 있어 냉방 부하에 따른 유량의 밸브 개방도로 조정한다.

도2는 밸브의 스트로크와 냉동 톤과의 관계를 나타낸 도면이다.

팽창 밸브(1)는 시스템으로부터 요구되는 냉동 능력에 따라서 용량이 결정되고, 일반적으로는 1톤 타입, 1.5톤 타입, 2톤 타입이 있다. 어떠한 타입도, 밸브 부재(8)는 각각의 냉동 톤에 상당하는 스트로크의 범위에서 밸브 개방도가 제어되도록 설정되어 있다. 기동시의 최대 밸브 개방도에 대해서는, 종래의 팽창 밸브에서는 타입에 관계 없이, 충분히 큰 일정 값의 스트로크(A), 예를 들어 0.8 ㎜로 설정되어 있지만, 본 발명의 팽창 밸브(1)에서는 지정된 톤수 유량의 1.0 내지 1.4배 흐르는 스트로크로 설정되어 있다. 예를 들어 1톤 타입의 팽창 밸브이면, 최대 스트로크는 1톤의 용량을 만족하는 유량이 흐르는 스트로크 위치(B)로부터 그 1.4배의 유량이 흐르는 최대 밸브 개방도의 위치(B') 사이로 설정되어 있다.

도3은 냉동 능력의 배수에 대한 기동시 소음의 관계를 나타낸 도면, 도4는 팽창 밸브의 기동 직후에 있어서의 소음의 변화를 나타낸 도면이다.

팽창 밸브(1)의 기동시에 있어서의 소음이 냉동 능력의 배율 변화에 의해 어떻게 변화하는지의 여부를 나타낸 것이 도3이다. 이 도3에 따르면, 냉동 능력이 1.4배의 근방을 초과한 때로부터 소음이 급증하고 있는 것을 알 수 있다. 본 발명의 팽창 밸브에서는 전체 개방 상태에 있어서의 냉동 능력이 1.4배까지 밖에 나오지 않도록 하고 있으므로, 기동시의 소음을 억제할 수 있다.

또한, 기동 직후의 소음은 전체 개방 상태에 있어서의 냉동 능력을 1.4배로 억제함으로서, 도4에 도시한 바와 같이 종래보다 크게 저감하고 있다. 시간이 지남에 따라 냉동 사이클이 안정되어지면, 팽창 밸브(1)의 제어 영역에 포함되므로, 소음은 종래와 같게 된다.

도5는 공차 변동을 설명한 도면이며, 도5의 (a)는 종래의 팽창 밸브의 경우를 도시하고, 도5의 (b)는 본 발명의 팽창 밸브의 경우를 도시하고 있다.

본 발명에 의한 팽창 밸브는, 종래의 팽창 밸브에 비교하여 샤프트의 최대 스트로크를 작게 할 필요가 있다. 예를 들어 1톤 타입의 팽창 밸브에서는 샤프트의 최대 스트로크를 종래의 0.8 ㎜로부터 0.3 ㎜ 정도까지 작게 하고 있다. 이로 인해, 스트로크를 정하는 부재의 치수 공차 변동이 크게 영향을 미치게 되어, 이것을 작게 억제할 필요가 있다. 본 발명의 팽창 밸브에서는 최대 밸브 개방도를 정하는 센터 디스크(17)의 스톱퍼를 홀더(22)로부터 파워 엘리멘트(13)의 하부 하우징(15)으로 변경함으로써 해결하고 있다.

즉, 종래의 팽창 밸브에서는 도5의 (a)에 도시한 바와 같이, 샤프트(119)의 스트로크(S)는 센터 디스크(117)가 홀더(122)의 정상면에 접촉하고 있는 위치로부터 전체 폐쇄시의 도시한 위치까지이다. 또한, 본체 블럭(102)의 정상면으로부터 완전 폐쇄시에 있어서의 샤프트(119)의 돌출량을 P로 나타내고 있다. 또한, 본체 블럭(102)의 홀더(122)를 받치고 있는 단차부로부터 정상면까지의 높이를 A, 그 단차부에 놓여져 있는 홀더(122)의 하면으로부터 전체 개방시에 홀더(122)에 접촉하는 면까지의 높이를 B, 센터 디스크(117)의 샤프트(119)가 접촉되어 있는 면으로부터 전체 개방시에 홀더(122)에 접촉하는 면까지의 높이를 C로 나타내고 있다.

본체 블럭(102)의 홀더(122)를 받치고 있는 단차부를 기준으로 하면, (A + P) + C = B + S로 나타내고, 이제부터 스트로크(S)는 S = A + P + C - B가 된다. 즉, 스트로크(S)를 정하는 변수는 4개가 된다.

한편, 본 발명의 팽창 밸브(1)에서는 도5의 (b)에 도시한 바와 같이, 샤프트(19)의 스트로크(S)는 센터 디스크(17)가 하부 하우징(15)의 내벽면에 접촉하고 있는 위치로부터 전체 폐쇄시의 도시한 위치까지이다. 여기서, 파워 엘리멘트(13)가 부착되는 본체 블럭(2)의 정상면을 기준면으로 하고, 하부 하우징(15)의두께를 t로 나타내면, 기준면으로부터의 샤프트(19)의 돌출량(P)은 P = t + S가 되며, 스트로크(S)는 S = P - t로 나타낼 수 있다. 따라서, 스트로크(S)를 정하는 변수는 2개가 되어 변동 요소를 반감할 수 있다. 이에 의해, 종래의 팽창 밸브에 비교하여 공차 변동을 작게 할 수 있다.

특히, 홀더(22)를 수지로 형성한 경우, 수지는 열팽창하므로, 종래의 팽창 밸브에서는 변수(B)가 냉매 온도에 의해 변동되어 버려, 스트로크(S)의 값이 온도의 함수가 되어 있다. 이에 대해, 본 발명의 팽창 밸브에서는 스트로크(S)를 정하는 변수에 변수(B)가 포함되어 있지 않으므로, 공차 변동을 더욱 작게 할 수 있다.

도6은 본 발명에 의한 팽창 밸브의 다른 구성예를 도시한 종단면도이다. 또, 이 도6에 있어서 도1에 도시한 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는, 동일 부호를 부여하여 그 상세한 설명은 생략한다.

본 실시 형태의 팽창 밸브(1a)는, 도1에 도시한 팽창 밸브(1)에서는 센터 디스크(17)가 하부 하우징(15)의 수직부 내벽면으로 가이드되어 있는 데 반해, 샤프트(19)의 홀더(22)에 의해 가이드되어 있는 점이 다르다.

즉, 센터 디스크(17)는 그 하면 중앙부가 하방으로 돌출 설치되고, 그 돌출 설치부는 홀더(22)의 상부에 마련된 구멍에 삽통되어 샤프트(19)의 축선 방향으로 진퇴 가능하게 가이드되는 구성으로 되어 있다. 이에 의해, 센터 디스크(17)는 홀더(22)에 의해 샤프트(19)와 동일 축선 상에 위치 결정되므로, 다이어프램(16)이 변위하여 그 변위 방향으로 진퇴 이동할 때에, 하부 하우징(15)에 걸리는 일 없이 원활하게 이동할 수 있으므로, 안정된 유량 특성을 얻을 수 있게 된다.

센터 디스크(17)는, 또한 그 돌출부의 샤프트(19)와의 접촉면과 하부 하우징(15)의 스톱퍼부와의 접촉면은, 모두 편평하게 형성되고, 스톱퍼부와의 접촉면에는 복수개의 통기 홈이 방사형으로 형성되어 있어, 센터 디스크(17)가 하부 하우징(15)에 접촉되어 있는 최대 밸브 개방도 상태에 있을 때라도, 증발기로부터 복귀해 온 냉매를 그 통기 홈을 거쳐서 다이어프램(16)의 하방의 방으로 도입할 수 있도록 되어 있다.

또한, 본 실시 형태의 팽창 밸브(1a)에서는 조정 나사(12a)가 스프링 받침부를 겸한 구성으로 하여 부품 개수의 삭감을 도모하고 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 최대 밸브 개방도를, 지정된 톤수의 1.0 내지 1.4배의 유량이 되도록 설정하는 구성으로 하였다. 이에 의해, 기동시에 있어서 전체 개방시의 냉매 유량이 제한되므로, 냉매가 통과할 때의 소음을 저감할 수 있어, 불필요하게 여분의 냉매를 흐르게 하는 일이 없어지므로, 동력의 낭비를 줄일 수 있다.

또한, 파워 엘리멘트의 센터 디스크의 밸브부측 스트로크를 밸브부측 하우징의 내벽에서 규제하도록 하였다. 이에 의해, 스트로크를 정하는 변수가 감소되므로, 밸브 스트로크의 공차 변동 요소를 종래보다도 저감할 수 있다.

또한, 밸브 시트에는 테이퍼가 부여되어 있지만, 그 테이퍼 부분의 축선 방향의 길이를 밸브 부재의 스트로크와 동일한 길이 이상으로 하고 있다. 이에 의해, 가령 밸브 부재를 압박하고 있는 압축 코일 스프링이 기울어진 상태에 있어도,전체 개방시에 밸브 부재가 테이퍼 구멍으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (4)

1. 증발기 출구의 냉매 압력 및 온도를 감지하여 밸브부의 밸브 개방도를 제어함으로써 증발기에 공급하는 냉매의 유량을 제어하는 파워 엘리멘트를 구비한 팽창 밸브에 있어서,

   상기 밸브 개방도의 최대치를, 설정된 톤수 유량의 1.0 내지 1.4배가 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 파워 엘리멘트는 상기 냉매의 압력 및 온도를 감지하는 다이어프램의 변위를 샤프트를 거쳐서 상기 밸브부의 밸브 부재에 전달시키는 센터 디스크를, 상기 밸브부측의 하우징 내벽에 접촉시킴으로써, 상기 밸브부의 최대 밸브 개방도를 규정하도록 한 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
3. 제2항에 있어서, 상기 센터 디스크는 상기 샤프트의 상기 밸브부와 반대측 단부를 보유 지지하고 있는 홀더에 의해 상기 다이어프램의 변위 방향으로 가이드되어 있는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
4. 제1항에 있어서, 상기 밸브부는 밸브 시트와, 상기 밸브 시트에 상류측으로부터 대향하여 배치된 볼 형상의 밸브 부재와, 상기 밸브 부재를 밸브 폐쇄 방향으로 압박하는 스프링을 구비하고, 상기 밸브 시트는 상기 밸브 부재의 축선 방향의이동량과 동일량 이상의 테이퍼가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.