KR20040031244A - 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 공기조화장치에서 콘덴서에서 압축된 고압냉매를 단열팽창시켜 증발기에 보내는 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체에 관한 것이다.

본 발명에 따른 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체는 상부가 개방된 중공의 몸체; 상기 몸체의 상부에서 저압냉매유로를 형성하는 저압냉매관부; 상기 몸체 하부에서 상기 저압냉매유로와 나란한 고압냉매유로를 형성하는 고압냉매관부; 상기 몸체 내부에서 상기 저압냉매유로의 압력에 변화에 의해 승강되는 다이아프램; 상기 고압냉매관 내에서 상기 고압냉매유로의 유로면적을 축소하여 고압냉매유로를 따라 흐르는 고압냉매를 팽창시키는 오리피스 유로를 형성하는 것으로, 상기 압력차단실을 관통하는 압력전달로드에 의해 상기 다이아프램 하부에 연결되어 상기 다이아프램에 의해 승강되면서 오리스피의 유로의 면적을 가변시키는 팽창밸브를 포함하여 이루어지는 바, 소음을 유발하는 스프링과 볼 밸브 등의 구성이 배제되어 구성이 간단하고 소음이 작다는 장점이 있다.

Description

자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체{Extension Valve Assembly for Air Conditioner of Vehicle}

본 발명은 자동차 공기조화장치에서 콘덴서에서 압축된 고압냉매를 단열팽창시켜 증발기에 보내는 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체에 관한 것으로, 특히, 스프링과 볼 밸브 등의 구성이 배제되어 구조가 간단한 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체에 관한 것이다.

팽창밸브는 공기조화장치에서 증발기 입구에 부착되어 리저버 드라이어에서 송출되는 고온고압냉매를 교축 작용에 의하여 노상(露狀)의 저압상태로 바꾸어 증발기로 보내 냉매의 증발효율을 높이는 것으로서, 이는 외기온도, 습도, 승차인원, 압축기의 회전수 등에 의해 변화되는 공기조화장치의 열부하에 대응하여 공기조화장치의 효율이 저하되지 않도록 사이클을 따라 순환하는 냉매량을 조절하는 기능도 겸한다.

도 1과 2에는 대표적인 종래 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체의 사시도와 단면도가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 종래 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체는 증발기(도시되지 않음)에서 배출된 냉매가 통과하도록 형성된 저압냉매유로부(100a)와 리저버탱크로부터 고압냉매를 유입하는 고압냉매유입부(100b), 고압냉매유입부(100b)를 통해 유입된 후 오리피스(100c)를 통과하면서 팽창되어진 냉매를 증발기의 유입측으로 보내는 팽창냉매배출부(100d)가 형성된 보내는 밸브블록(100)과, 상기 밸브블록(100)의 상부에서 상기 저압냉매유로부(100a)를 통과하는 저압냉매의 압력과 그 상부에 설치된 정압실(111)의 차이에 의해 승강되도록 설치되는 다이어프램(110), 상기 오리피스(100c)의 유로면적 조정을 위하여 오리피스(100c)의 유입측에 설치되는 볼 밸브(120), 상기 볼 밸브(120)를 상기 다이어프램(110)에 연결하여 상기 다이어프램(110)에 의해 승강되면서 상기 볼 밸브(120)를 개도량을 조절하는 압력전달로드(130), 오리피스(100c)의 개도량 조정을 통해 증발기의 냉매 유출압력을 조절할 수 있도록 상기 볼 밸브(120)를 탄성지지하는 압축스프링(140)과 그 압축스프링(140)의 장력을 조정하기 위한 압력조정볼트(150) 등으로 구성되어 있다.

이와 같은 구성에 따라 종래 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체는, 리저버 탱크로부터 고압냉매유입부(100b)에 고압냉매가 유입되는 경우 압축스프링(150)에 탄성지지되는 볼 밸브(120)가 정압실(111)의 압력에 의해 하강하는 다이어프램(110)에 의해 하강하여 오리피스(100c)를 개방함으로써 고압냉매유입부(100b)에 유입된 고압냉매를 오리피스(100c)를 통과하는 동안 팽창시킨 다음 팽창배출부(100d)를 통해 증발기 유입측으로 송출한다. 그리고, 저압냉매유로(100a)의 압력이 높아지는 경우 그 압력에 의해 서로 연동하여 상승하는 다이어프램(110), 압력전달로드(130), 볼 밸브(120)에 의해서 오리피스(100c)의 개도율을 줄여 증발기에 유입되는 냉매량을 줄이고, 반대로 저압냉매유로(100a)의 압력이 낮아지는 경우에는 서로 연동하여 상승하는 다이어프램(110)과 압력전달로드(130), 볼 밸브(120) 등에 의해서 오리피스(100c)의 개도율을 증가시켜 증발기에 유입되는 냉매량을 증가시킴으로써, 공기조화장치의 열부하에 따라 냉동사이클을 따라 순환하는 냉매량을 조정하여 열부하로 인한 공기조화장치의 냉방효율의 저하를 막는다.

그러나, 이상과 같은 종래 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체는, 도 1, 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 예컨대 다이어프램(110), 압력전달로드(130), 볼 밸브(120), 압축스프링(140), 압력조정볼트(150) 등과 같은 증발기에 유입되는 냉매의 양을 조정하기 위한 구성들을 포함하고 있는 바, 그들로 인해 그 구조가 매우 복잡할 뿐만 아니라 각 부품에 대해서 정밀한 가공이 요구되기 때문에 설계 및 제작이 난해하여 제조원가가 높다는 문제점이 있었다.

또한, 압력전달로드(130)가 저압냉매유로(100a)와 팽창배출부(100d)에서 냉매유동방향과 직교하므로 유동되는 냉매에 의해 진동하게 되고 이에 그 진동으로 인해 다이어프램(110)이 떨리게 되어 소음을 유발하는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체의 문제점을 해소하기 위하여 진동을 유발하는 압력전달로드나 스프링 등의 사용이 배제되어 구성이 극히 간단하면서 소음도 유발하지 않는 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체 사시도.

도 2는 종래 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체 단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체 사시도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체의 절개사시도

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체의 작동단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 몸체10 : 압력차단실

2 : 저압냉매관부20 : 저압냉매유로

3 : 고압냉매관부30 : 고압냉매유로

31 : 오리피스 유로4 : 다이아프램

4a: 압력전달실40 : 상부격판

41 : 하부격판5 : 팽창밸브

6 : 압력전달로드

본 발명에 따른 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체는, 상부가 개방된 중공의 몸체; 상기 몸체의 상부에서 상기 몸체 내부와 연통하면서 상기 몸체를 가로지는 방향으로 저압냉매유로를 형성하는 저압냉매관부; 상기 몸체 하부에서 상기 저압냉매유로와 나란한 고압냉매유로를 형성하는 고압냉매관부; 상기 몸체 내부에 상기 저압냉매유로와 접하게 설치되어 그 하부에 압력차단실을 형성하면서 상기 저압냉매유로의 압력에 변화에 의해 승강되는 다이아프램; 상기 고압냉매관 내에서 상기 고압냉매유로의 유로면적을 축소하여 고압냉매유로를 따라 흐르는 고압냉매를 팽창시키는 오리피스 유로를 형성하는 것으로, 상기 압력차단실을 관통하는 압력전달로드에 의해 상기 다이아프램 하부에 연결되어 상기 다이아프램에 의해 승강되면서 오리스피의 유로의 면적을 가변시키는 팽창밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 구성에 있어서, 상기 다이어프램은 상기 저압냉매유로와 상기 압력차단실에 각각 접하면서 상기 몸체에 성형된 지지부를 매개로 서로 접합되어 압력전달유체가 충전되는 압력전달실을 형성하는 상,하부 격판으로 이루어져, 상기 저압냉매유로의 압력 변화에 따라 상기 하부 격판이 승강되면서 그 하부 격판에 고정된 상기 압력전달로드를 승강시키도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 몸체는 납작한 중공 원통체이고, 상기 고압냉매관부와 상기 저압냉매관부는 상기 몸체와 일체로 성형되어 상기 몸체의 상면과 하면을 중앙을 가로지르도록 구성되는 것이 바람직하다.

이하, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 따른 자동차 엔진용 가변 밸브 리프트 기구의 구성과 작용을 보다 구체적으로 살펴본다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체의 사시도이고 도 4는 그 절개사시도이다. 그리고 도 5는 그 작동단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체는 납작한 중공 원통형의 몸체(1), 상기 몸체(1) 상부를 가로지르는 방향으로 저압냉매유로(20)를 형성하는 저압냉매관부(2), 상기 몸체(1)의 하부를 가로지르는 방향으로 고압냉매유로(30)를 형성하는 고압냉매관부(3), 상기 몸체(1)의 중간부분에 설치되는 다이아프램(4), 상기 고압냉매유로(30) 상에 설치되어 고압냉매 유로의 면적을 축소하였다 확장하는 오리피스 유로(31)를 형성하는 팽창밸브(5) 등으로 구성되어 있다.

상기 몸체(1)는 상부가 개방되고 하부가 밀폐된 중공의 원통체로서, 그 상,하부의 일부가 각각 상기 저압냉매관부(2)와 고압냉매관부(3)에 수용되도록 성형된다. 몸체(1)의 중간부분에는 지지부(1a)가 성형되어 다이아프램(4)이 설치되고 그다이아프램(4)의 아래에는 다이아프램(4)에 의해 격리된 압력차단실(4a)이 설치된다. 압력차단실(4a)에는 바람직한 구성으로 다이아프램(4)에 대하여 일정한 크기의 상대압력을 가할 수 있도록 냉매와 유사한 포화증기상태의 가스가 충전된다. 바람직한 구성에 따르면, 이 몸체(1)는 후술하는 고압냉매관부(3)와 저압냉매관부(2)와 일체로 성형된다.

상기 고압냉매관부(3)의 유입구는 리저버 탱크(도시되지 않음)에 연결되고 배출측은 증발기의 유입측에 연결된다. 이 고압냉매관부(3)가 형성하는 고압냉매유로(30) 상에는 후술하는 팽창밸브(5)가 설치되어 유로의 단면적을 급격히 축소하였다 확장하는 오리피스 유로(31)가 형성된다. 이에 리저버 탱크에서 고압의 상태로 유입된 냉매를 오리피스 유로(31)를 통해 급속 팽창시켜 증발기로 보낸다.

그리고, 저압냉매관부(2)의 유입측은 증발기의 배출측에 연결되고 배출측은 압축기(도시되지 않음)에 연결된다. 이에, 증발기에서 배출된 저압 냉매를 압축기 쪽으로 흘려보내고, 그 저압냉매의 압력을 다이아프램(4)의 상부격판(40)에 작용한다.

다이아프램(4)은 상기 지지부(1a)를 매개로 서로 접합되어 그 사이에 압력전달실(4a)을 형성하는 금속제의 상부격판(40)과 하부격판(41)으로 구성도미??, 그 내부의 압력전달실(4a)에는 상부격판(40)의 가해진 압력을 하부격판(41)에 전달하는 압력전달유체가 충전된다. 이에, 저압냉매유로(20)의 압력 변화에 따라 상부격판(40)이 상하로 변위되고, 압력전달유체는 그 압력을 하부격판(41)에 전달하여 하부격판(41)이 상부격판(40)에 연동하여 상하방향으로 변위되게 한다. 이에 압력차단실(4a)을 통해 하부격판(41)의 밑면에 고정된 압력전달로드(6)를 상하로 변위시켜 팽창밸브(5)의 오리피스 유로 개도량을 조정하게 된다.

이상과 같은 구성으로 이루어짐에 따라 본 발명에 따른 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체는 자동차 공기조화장치에서 다음과 같은 작용하게 된다.

리저버 탱크로부터 고압냉매가 고압냉매유로(30)에 유입되는 경우 이를 팽창밸브(5)가 형성하는 오리피스 유로(31)를 통해 급속 팽창시킨 다음 증발기로 보내고, 증발기에서 배출된 저압냉매는 저압냉매유로(20)에 유입하여 냉매를 압축기에 보낸다. 이 때 다이아프램(4)은 저압냉매유로(20)의 압력에 따라 팽창밸브(5)를 상하로 이동시켜 오리피스 유로(31)의 개도량을 조정하여 증발기에 유입되는 냉매의 양을 조절하여 공기조화장치의 냉동사이클을 순환하는 냉매의 양을 조절한다. 예컨대, 공기조화장치의 열부하가 감소되어 저압냉매유로의 압력이 높아지는 경우에는 그 높아진 압력에 의해 도 5에 도시된 바와 같이 다이아프램(4)이 팽창밸브(5)를 하강시켜 오리피스 유로(31)의 단면적을 축소시킴으로써 증발기에 유입되는 냉매량을 줄이고, 반대로 공기조화장치의 열부하가 커서 저압냉매유로의 압력이 낮아지는 경우에는 압력 감소에 따라 다이아프램(4)이 상승하면서 팽창밸브(5)를 위로 이동시켜 오리피스 유로(31)의 단면적을 증가시킴으로써 증발기에 유입되는 냉매량을 증가시키게 된다. 즉, 본 발명에 따른 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체는 응축기에서 응축된 고압의 냉매를 급속 팽창하여 증발기로 보내는 한편, 공기조화장치의 열부하에 따라 냉동사이클을 따라 순환하는 냉매량을 조정하여 열부하로 인한 공기조화장치의 냉방효율의 저하를 막아주게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체는 리저버 탱크로부터 유입되는 고압냉매를 오리피스 유로를 통해 급속 팽창시킨 다음 증발기로 보내는 한편, 열부하에 따라 냉동사이클을 따라 순환하는 냉매량을 조정하여 열부하로 인한 공기조화장치의 냉방효율의 저하를 막아주게 되는 바, 구성이 극히 간단하기 때문에 설계 및 가공이 용이하여 제조원가가 저렴하다는 장점이 있다. 또한, 냉매유동방향과 직교하여 냉매의 흐름을 방해하여 진동의 원인이 되는 예컨대 압력전달로드나 스프링 등의 사용이 배제되어 소음도 유발하지 않는다.

Claims (3)

1. 상부가 개방된 중공의 몸체;

   상기 몸체의 상부에서 상기 몸체 내부와 연통하면서 상기 몸체를 가로지는 방향으로 저압냉매유로를 형성하는 저압냉매관부;

   상기 몸체 하부에서 상기 저압냉매유로와 나란한 고압냉매유로를 형성하는 고압냉매관부;

   상기 몸체 내부에 상기 저압냉매유로와 접하게 설치되어 그 하부에 압력차단실을 형성하면서 상기 저압냉매유로의 압력에 변화에 의해 승강되는 다이아프램;

   상기 고압냉매관 내에서 상기 고압냉매유로의 유로면적을 축소하여 고압냉매유로를 따라 흐르는 고압냉매를 팽창시키는 오리피스 유로를 형성하는 것으로, 상기 압력차단실을 관통하는 압력전달로드에 의해 상기 다이아프램 하부에 연결되어 상기 다이아프램에 의해 승강되면서 오리스피의 유로의 면적을 가변시키는 팽창밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 다이어프램은 상기 저압냉매유로와 상기 압력차단실에 각각 접하면서 상기 몸체에 성형된 지지부를 매개로 서로 접합되어 압력전달유체가 충전되는 압력전달실을 형성하는 상,하부 격판으로 이루어져, 상기 저압냉매유로의 압력 변화에 따라 상기 하부 격판이 승강되면서 그 하부 격판에 고정된 상기 압력전달로드를 승강시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 몸체는 납작한 중공 원통체이고, 상기 고압냉매관부와 상기 저압냉매관부는 상기 몸체와 일체로 성형되어 상기 몸체의 상면과 하면을 중앙을 가로지르도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 공기조화장치용 팽창밸브 조립체.