KR200412565Y1 - Refrigeration expansion valve with thermal mass power element - Google Patents

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KR200412565Y1
KR200412565Y1 KR2020057000003U KR20057000003U KR200412565Y1 KR 200412565 Y1 KR200412565 Y1 KR 200412565Y1 KR 2020057000003 U KR2020057000003 U KR 2020057000003U KR 20057000003 U KR20057000003 U KR 20057000003U KR 200412565 Y1 KR200412565 Y1 KR 200412565Y1
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valve
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expansion valve
diaphragm
passage
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KR2020057000003U
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유진 에이. 디아네티
로이 제이. 넌제서
다니엘 알. 라이스
게리 에이. 니어패스
케리 하라모토
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파커-한니핀 코포레이션
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    • F16K7/00Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/02Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with tubular diaphragm
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F25B2341/06Details of flow restrictors or expansion valves

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Abstract

차량 공기 조화 시스템용 온도 조절 팽창 밸브는 하우징 및 하우징에 의해 지지되는 동력 요소를 포함한다. 동력 요소는 다이어프램 및 다이어프램에 대해 배치되는 압력 패드를 포함한다. 압력 패드는 동, 동 합금 또는 다른 재료로부터 일 편으로 형성될 수 있는데, 상기 재료는 적어도 약 115 W/m-K(800 BTU-in/hr-ft2-℉), 양호하게는 적어도 약 170 W/m-K(1200 BTU-in/hr-ft2-℉), 더욱 양호하게는 적어도 약 280 W/m-K(2000 BTU-in/hr-ft2-℉)의 열 전도도 및 적어도 약 8 g/cm3(0.3 lb/in3)의 밀도를 갖는 융합물, 합성물, 혼합물 또는 다른 조합이 될 수 있으며, 압력 패드는 응축기와 증발기 사이의 냉매 유동을 제어하도록 하우징 내의 밸브 요소로 스템을 통해 연결된다. 압력 패드의 이러한 재료의 이용은 외부 온도 변화에 대한 밸브의 민감도를 감소시키며, 밸브의 난조를 감소시킨다.The thermostatic expansion valve for a vehicle air conditioning system includes a housing and a power element supported by the housing. The power element includes a diaphragm and a pressure pad disposed against the diaphragm. The pressure pad can be formed in one piece from copper, copper alloy or other material, which material is at least about 115 W / mK (800 BTU-in / hr-ft 2 -F), preferably at least about 170 W / mK (1200 BTU-in / hr-ft 2- ° F), more preferably at least about 280 W / mK (2000 BTU-in / hr-ft 2- ° F) thermal conductivity and at least about 8 g / cm 3 ( Fusion, composite, mixture, or other combination having a density of 0.3 lb / in 3 ), and the pressure pad is connected through the stem to a valve element in the housing to control the refrigerant flow between the condenser and the evaporator. The use of this material in the pressure pad reduces the valve's sensitivity to external temperature changes and reduces the valve's hunting.

팽창 밸브, 응축기, 증발기, 압축기, 동력 요소, 압력 패드 Expansion valve, condenser, evaporator, compressor, power element, pressure pad

Description

열 질량 동력 요소를 구비한 냉각 팽창 밸브 {REFRIGERATION EXPANSION VALVE WITH THERMAL MASS POWER ELEMENT}REFRIGERATION EXPANSION VALVE WITH THERMAL MASS POWER ELEMENT}

본 고안은 일반적으로 공기 조화 시스템용 온도 조절 팽창 밸브에 관한 것이며, 더 상세히는 차량 공기 조화 시스템용 온도 조절 팽창 밸브에 관한 것이다.The present invention relates generally to temperature controlled expansion valves for air conditioning systems, and more particularly to temperature controlled expansion valves for vehicle air conditioning systems.

전형적인 차량 공기 조화 시스템에서, 냉매는 차량 엔진에 의해 구동되는 압축기 유닛에 의해 압축된다. 고온 고압으로 압축된 냉매는 압축된 냉매로부터 열이 제거되는 응축기로 유입된다. 그 다음, 냉매는 리시버/드라이어를 통해 팽창 밸브까지 이동한다. 냉매가 밸브 오리피스를 통과하여 유동할 때 팽창 밸브는 냉매를 스로틀링하며, 이로 인해 냉매가 증발기에 유입될 때 냉매가 액체에서 포화 액상/기상 혼합물로 상변화한다. 증발기에서, 주변으로부터 흡수된 열이 냉매의 기화 잠열로 대체됨으로써, 주변 공기를 냉각한다. 증발기로부터의 저압 냉매는 압축기의 흡입측으로 다시 유동하여 사이클을 다시 시작한다.In a typical vehicle air conditioning system, the refrigerant is compressed by a compressor unit driven by the vehicle engine. The refrigerant compressed at high temperature and high pressure flows into the condenser where heat is removed from the compressed refrigerant. The refrigerant then moves through the receiver / dryer to the expansion valve. As the refrigerant flows through the valve orifice, the expansion valve throttles the refrigerant, which causes the refrigerant to phase change from liquid to saturated liquid / gas mixture as it enters the evaporator. In the evaporator, the heat absorbed from the surroundings is replaced by the latent heat of vaporization of the refrigerant, thereby cooling the surrounding air. The low pressure refrigerant from the evaporator flows back to the suction side of the compressor to restart the cycle.

공기 조화 시스템의 성능을 최대화하기 위해서, 팽창 밸브를 관통하여 흐르는 고압 냉매는 증발기와 압축기의 흡입측 사이를 흐르는 냉매의 과열 정도에 응답하여 조절되어야만 한다. 과열은 저압 냉매 유동의 실제 온도와 유동의 증발 온도 간 온도차로 정의된다. 유동의 과열 정도를 원격으로 감지하는데 사용되는 장치의 한 유형은 필러 벌브(feeler bulb)이다. 필러 벌브는 저압 냉매를 운반하는 파이프와 접촉하게 배치된다. 압력 캐리어(pressure carrier)가 필러 벌브로부터 팽창 밸브 내의 밸브 요소까지 연장되어 증발기와 응축기 사이의 냉매 유동을 조절한다.In order to maximize the performance of the air conditioning system, the high pressure refrigerant flowing through the expansion valve must be adjusted in response to the degree of superheat of the refrigerant flowing between the evaporator and the suction side of the compressor. Superheat is defined as the temperature difference between the actual temperature of the low pressure refrigerant flow and the evaporation temperature of the flow. One type of device used to remotely detect the degree of overheating of the flow is a filler bulb. The filler bulb is arranged in contact with the pipe carrying the low pressure refrigerant. A pressure carrier extends from the filler bulb to the valve element in the expansion valve to regulate the refrigerant flow between the evaporator and the condenser.

또한, 유동 과열의 정도를 감지하는 더 최근의 장치는 블록-형[벌브 없는(bulbless)] 온도 조절 팽창 밸브이다. 벌브 없는 온도 조절 팽창 밸브는 전형적으로는 돔형 헤드와 밸브 몸체 상의 지지 컵 사이에 장착된 다이어프램을 포함하는 동력 요소를 포함한다. "충진물(charge)"가 돔형 헤드와 다이어프램의 한 (상부) 표면에 의해 한정되는 헤드 챔버 내에 위치한다. 지지 컵과 다이어프램의 다른 (하부) 표면은 팽창 밸브의 몸체와 함께 다이어프램 챔버를 한정한다. 압력 패드는 다이어프램의 하부 표면에 대항하여 위치하며, 다이어프램 챔버와 밸브 몸체 내의 개구를 관통하여 증발기 출구로부터 냉매 유로 안으로 하향으로 연장한다. 밸브 스템은 압력 패드에 연결되어 있으며 밸브 몸체 내의 보어를 관통하여 밸브 몸체 내의 (응축기 쪽으로의) 제1 포트와 밸브 몸체 내의 (증발기 쪽으로의) 제2 포트 사이에 있는 밸브 오리피스를 조절하는 밸브 요소 쪽으로 더 하향으로 연장한다.Also, a more recent device for detecting the degree of flow overheating is a block-type (bulbless) thermostatic expansion valve. A bulbless temperature controlled expansion valve typically includes a power element that includes a diaphragm mounted between the domed head and the support cup on the valve body. A "charge" is located in the head chamber defined by the domed head and one (top) surface of the diaphragm. The support cup and the other (lower) surface of the diaphragm together with the body of the expansion valve define a diaphragm chamber. The pressure pad is located against the lower surface of the diaphragm and extends downwardly from the evaporator outlet into the refrigerant passage through the diaphragm chamber and the opening in the valve body. The valve stem is connected to the pressure pad and passes through the bore in the valve body towards the valve element that regulates the valve orifice between the first port (to the condenser) and the second port (to the evaporator) in the valve body. Extend further downward.

전형적인 온도 조절 팽창 밸브용 밸브 요소는 응축기 포트와 증발기 포트 사이에 있는 밸브 오리피스에 대항하는 스프링에 의해 편의되는 볼 리테이너 또는 볼 시트 안에 위치하는 볼을 포함한다. 스프링의 코일 단부에 대항하여 직접 볼을 지지하는 것과 볼 대신 원추형 요소를 사용하는 것도 공지되어 있다. 어떠한 경우에도, 밸브 스템은 볼과 맞물리며 다이어프램의 운동에 응답하여 밸브 오리피스로부터 멀어지게 볼을 가압한다. 스프링은 몸체 내의 출구 쪽으로 이어지는 통로로 나 사 결합될 수 있는 글랜드 또는 스프링 시트에 의해 그 자리에 유지된다. (글랜드를 밸브 몸체에 나사 결합하거나 나사 풀림시킴으로써와 같이) 글랜드의 축 방향 위치를 조절함으로써 밸브 볼 상의 스프링력을 조절하며, 이로써 밸브를 관통하는 유동을 조절한다. 볼 리테이너와 글랜드는 통상 황동으로 형성되며, 아니면 스프링에 의해 서로 분리된다.A valve element for a typical thermostatic expansion valve includes a ball located in a ball retainer or ball seat that is biased by a spring against a valve orifice between the condenser port and the evaporator port. It is also known to support the ball directly against the coil end of the spring and to use a conical element instead of the ball. In any case, the valve stem engages the ball and presses the ball away from the valve orifice in response to the movement of the diaphragm. The spring is held in place by a gland or spring seat that can be screwed into a passage leading to an outlet in the body. The spring force on the valve ball is controlled by adjusting the axial position of the gland (such as by screwing or unscrewing the gland into the valve body), thereby regulating the flow through the valve. Ball retainers and glands are usually made of brass or are separated from each other by springs.

냉매 유동을 제어하기 위해, 동력 요소 내의 다이어프램은 증발기에서 방출하는 냉매 조건을 감지하고 밸브 오리피스를 개방 또는 폐쇄함으로써 증발기로의 유량을 보정한다. 일정한 벌브 없는 밸브에서, 압력 패드는 열 전도성이고, 증발기 출구로부터의 냉매가 압력 패드 주위를 통과할 때, 열 에너지가 전도에 의해 패드를 통해 다이어프램 밸브 위의 헤드 챔버 내의 냉매 충진물로 전달된다. 또한, 압력 패드를 둘러싸는 다이어프램의 일부는 통상 증발기 출구로부터의 냉매에 노출되며 직접 접촉한다. 밸브 요소 상의 조절 스프링의 힘과 함께 다이어프램에 대한 증발기 출구로부터의 냉매 압력은 밸브를 폐쇄하는 경향이 있고, 충진물로부터의 압력은 밸브를 개방하는 경향이 있다. 다이어프램의 스프링 상수와 함께 다이어프램을 가로지르는 힘의 균형은 다이어프램의 편향을 결정하고, 따라서 응축기와 증발기 사이의 팽창 밸브 오리피스의 개방을 결정한다. 다이어프램은 이러한 힘들 사이의 균형을 유지하도록 적절히 편향된다. To control the refrigerant flow, the diaphragm in the power element senses the refrigerant condition exiting the evaporator and corrects the flow rate to the evaporator by opening or closing the valve orifice. In certain bulb-free valves, the pressure pad is thermally conductive, and when refrigerant from the evaporator outlet passes around the pressure pad, thermal energy is transferred through the pad to the refrigerant fill in the head chamber above the diaphragm valve by conduction. In addition, a portion of the diaphragm surrounding the pressure pad is typically exposed to and directly in contact with the refrigerant from the evaporator outlet. The refrigerant pressure from the evaporator outlet to the diaphragm along with the force of the regulating spring on the valve element tends to close the valve and the pressure from the fill tends to open the valve. The balance of the force across the diaphragm along with the diaphragm's spring constant determines the deflection of the diaphragm and thus the opening of the expansion valve orifice between the condenser and the evaporator. The diaphragm is properly deflected to maintain a balance between these forces.

다이어프램 밸브 위의 헤드 챔버 내의 충진물의 압력은 충진물 내의 가스(들)의 압력/온도 관계에 의해 조절된다. 압력 패드는 이상적으로는 밸브를 통해 유동하는 냉매와 동일한 온도가 되고, 냉매가 다이어프램과 직접 접촉함에 따라, 충진물의 온도는 대체로 증발기를 빠져나가는 냉매의 온도를 따르게 된다. 푸쿠다의 미국 특허 제6,223,994호, 프록터의 미국 특허 제3,691,783호, 트레더의 미국 특허 제3,537,645호 및 오쓰의 미국 특허 제3,450,345호는 상술한 바와 같은 벌브 없는 팽창 밸브의 예를 도시 및 기술하고 있다.
미국 특허 공개 제2221062호는 동 동력 로드를 갖는 팽창 장치를 개시한다. 일본 특허 제08210734호 및 일본 특허 제08210734호의 특허 요약서는 황동 압력 패드를 갖는 팽창 밸브를 개시한다.
The pressure of the fill in the head chamber above the diaphragm valve is controlled by the pressure / temperature relationship of the gas (s) in the fill. The pressure pad is ideally at the same temperature as the refrigerant flowing through the valve, and as the refrigerant is in direct contact with the diaphragm, the temperature of the fill will generally follow the temperature of the refrigerant exiting the evaporator. Fucuda's US Pat. No. 6,223,994, Procter's US Pat. No. 3,691,783, Treader's US Pat. No. 3,537,645 and Otsu's US Pat. .
US Patent Publication No. 2222106 discloses an expansion device having a dynamic power rod. The patent summaries of Japanese Patent No. 08210734 and Japanese Patent No. 08210734 disclose an expansion valve having a brass pressure pad.

벌브 없는 팽창 밸브의 설계자가 갖는 한가지 문제점은 외부 상태에 대한 밸브의 민감도이다. 예를 들어, 차량 엔진부에서, 팽창 밸브는 밸브의 작동 특성에 해로운 영향을 미쳐서 시스템의 성능에 영향을 주는 실질적인 온도의 일시적인 변화를 경험하게 된다. 이는 밸브를 둘러싸는 주위로부터 동력 요소를 통해 헤드 챔버 내의 충진물로 전도에 의해 제공되는 열 에너지에 부분적으로 기인하는 것으로 여겨진다. 차량 엔진으로부터의 열 에너지는 엔진 작동동안 증가되어, 헤드 챔버 내의 온도 및 압력이 압력 패드의 댐핑 효과 및 냉매의 다이어프램과의 직접적인 접촉에 관계없이 증가되게 한다. 이러한 상황에서, 밸브는 원하는 것 보다 더 개방되어, 과도한 냉매가 밸브를 통해 유동하여, 결과적으로 액체 냉매가 압축기로 유동하게 한다. 압축기로 유동하는 액체 냉매는 적절한 압축 기능에 해로울 수 있고, 압축기의 성능에 영향을 미쳐 공기 조화 시스템의 전체적인 성능에 영향을 미칠 수 있다. One problem with designers of bulbless expansion valves is the sensitivity of the valve to external conditions. For example, in a vehicle engine section, expansion valves have a detrimental effect on the operating characteristics of the valves and thus experience a temporary change in temperature that affects the performance of the system. This is believed to be attributable in part to the thermal energy provided by conduction from the surroundings surrounding the valve to the charge in the head chamber via the power element. Thermal energy from the vehicle engine is increased during engine operation, causing the temperature and pressure in the head chamber to be increased regardless of the damping effect of the pressure pad and direct contact with the diaphragm of the refrigerant. In such a situation, the valve opens more than desired, causing excess refrigerant to flow through the valve, resulting in liquid refrigerant to the compressor. Liquid refrigerant flowing into the compressor can be detrimental to the proper compression function and can affect the performance of the compressor, affecting the overall performance of the air conditioning system.

충진물을 냉매에 열적으로 밀접하게 결합하여 냉매를 히트 싱크로서 효과적으로 사용하기 위한 시도가 있었다. 하나의 공지된 기술은 예를 들어, 알루미늄으로 형성된 고 전도성 압력 패드를 사용하여, 밸브가 외부 조건에 덜 민감하게 하고 냉매의 온도 변화에 더욱 근접하게 따르도록 하는 것이다. Attempts have been made to thermally closely couple the charges to the refrigerant to effectively use the refrigerant as a heat sink. One known technique is to use a highly conductive pressure pad made of aluminum, for example, to make the valve less sensitive to external conditions and more closely follow the temperature change of the refrigerant.

그러나, 이렇게 하는 중에, 밸브는 냉매의 온도 변화에 상당히 민감하게 되었다. 예를 들어, 알루미늄 압력 패드는 냉매와 충진물 사이의 열 에너지를 거의 동시에 전달한다. 이는 또한 밸브가 난조(hunting)에 민감할 수 있기 때문에 좋지 않다. 즉, 저압 냉매 유동에서 일시적인 과열과 팽창 밸브의 보상 조절 사이에 지연 시간이 있게 된다. 밸브는 양 방향으로 과도하게 보상되는 경향이 있다. 이해할 수 있는 바와 같이, 이는 또한 공기 조화 시스템의 성능에 부정적인 영향을 미친다.In doing so, however, the valve became quite sensitive to changes in temperature of the refrigerant. For example, aluminum pressure pads transfer thermal energy between a refrigerant and a charge at about the same time. This is also not good because the valve may be sensitive to hunting. In other words, there is a delay between the transient overheating in the low pressure refrigerant flow and the compensation adjustment of the expansion valve. Valves tend to be overcompensated in both directions. As can be appreciated, this also negatively affects the performance of the air conditioning system.

이러한 민감도 및 난조 문제의 주된 이유 중 하나는 알루미늄으로 압력 패드를 형성하는 종래의 방식에 의한 것으로 생각된다. 알루미늄이 저렴하고, 용이하게 성형 가능한 재료이지만, 냉매의 일시적인 온도 변화를 흡수하기 위한 충분한 열 질량을 갖지 않고 밸브의 난조를 방지(또는 적어도 감소)할 수 없다. One of the main reasons for this sensitivity and hunting problem is believed to be the conventional way of forming pressure pads from aluminum. Although aluminum is an inexpensive, easily moldable material, it is not possible to prevent (or at least reduce) the hunting of the valve without having sufficient thermal mass to absorb the transient temperature change of the refrigerant.

알루미늄 압력 패드에 의한 밸브의 난조 문제를 처리하기 위해 시도되는 기술이 공지되어 있다. 한 가지 기술은 압력 패드의 핀 주위로 플라스틱 슬리브 등의 전열체를 부가하여 열 전달 속도를 감소시키는 것이다. 이는 밸브의 "난조"를 개선시키지만, 제작을 복잡하게 한다. Techniques are known which attempt to address the hunting problems of valves by aluminum pressure pads. One technique is to add heat transfer elements, such as plastic sleeves, around the fins of the pressure pad to reduce the rate of heat transfer. This improves the "hunting" of the valve, but complicates the fabrication.

따라서, 본 출원인은 지금까지 냉동 시스템의 냉매 유동의 적절한 제어를 유지하기 위해 밸브 내의 냉매 증기의 온도에 대한 적절한 감도를 얻는 것과 밸브의 원활한 작동 사이에 조율이 있은 것으로 생각한다. 따라서, 본 출원인은 상기의 문제를 극복하는 간단한 자동 온도 조절 팽창 밸브, 즉 외부 온도의 일시적인 변화, 특히 엔진 구획부 내의 엔진 열에 의한 온도 변동에 덜 민감하고 증발기로부터 의 냉매의 온도 변화에 더욱 적절하게 반응하는 밸브를 위한 산업계의 수요가 있다고 생각한다.The Applicant thus far considers that there has been a balance between achieving adequate sensitivity to the temperature of the refrigerant vapor in the valve and smooth operation of the valve to maintain proper control of the refrigerant flow of the refrigeration system. Accordingly, Applicant is a simple thermostatic expansion valve that overcomes the above problem, i.e. is less susceptible to transient changes in external temperature, in particular temperature fluctuations due to engine heat in the engine compartment and more appropriately to temperature changes of the refrigerant from the evaporator. I think there is industry demand for reactive valves.

외부 온도 과도, 특히 엔진실에서 엔진열에 의해 발생된 온도 변동에 대해 감소된 민감도를 갖고, 증발기로부터 냉매의 온도 변화에 적절하게 반응하는 신규하고 유일한 온도 조절 팽창 밸브가 제공된다.A novel and unique temperature controlled expansion valve is provided which has a reduced sensitivity to external temperature transients, especially temperature fluctuations caused by engine heat in the engine compartment, and which responds appropriately to changes in temperature of the refrigerant from the evaporator.

본 고안에 따라, 온도 조절 팽창 밸브는 밸브가 외부 조건에 지나치게 민감하게 되는 것을 방지하도록 충분한 전도도를 갖고, 또한 밸브의 난조를 감소시키도록 충분한 열 질량을 갖는 재료로부터 형성되는 압력 패드를 포함한다. 압력 패드는 중실형 원통형 본체, 일 단부에서의 확대 헤드 및 다른 단부로부터 하향으로 축방향 연장하는 기다란 핀을 포함하고, 이들 모두는 양호하게 일 편에서 동, 동 합금, 또는 다른 재료로부터 일체로 형성되고, 또한 재료는 적어도 약 115 W/m-K(800 BTU-in/hr-ft2-℉), 양호하게는 적어도 약 170 W/m-K(1200 BTU-in/hr-ft2-℉), 더욱 양호하게는 적어도 약 280 W/m-K(2000 BTU-in/hr-ft2-℉)의 열 전도도 및 적어도 약 8 g/cm3(0.3 lb/in3)의 밀도를 갖는 융합물, 합성물, 혼합물 또는 다른 조합이 될 수 있다. 양호하게는, 본 고안의 압력 패드는 제조가 상대적으로 간단하고, 적당한 비용을 갖는다.According to the present invention, a temperature controlled expansion valve includes a pressure pad formed from a material having sufficient conductivity to prevent the valve from becoming too sensitive to external conditions and also having sufficient thermal mass to reduce the hunting of the valve. The pressure pad includes a solid cylindrical body, an enlarged head at one end and an elongated pin extending axially downward from the other end, all of which are preferably integrally formed from copper, copper alloy, or other material on one side. And the material is at least about 115 W / mK (800 BTU-in / hr-ft 2 -F), preferably at least about 170 W / mK (1200 BTU-in / hr-ft 2 -F), better Preferably, a fusion, composite, mixture or mixture having a thermal conductivity of at least about 280 W / mK (2000 BTU-in / hr-ft 2 -F) and a density of at least about 8 g / cm 3 (0.3 lb / in 3 ) or It can be another combination. Preferably, the pressure pad of the present invention is relatively simple to manufacture and has a moderate cost.

본 고안은 신규하고 유일한 온도 조절 팽창 밸브를 제공하여 종래 장치의 많은 결점을 극복할 것으로 믿어진다. 밸브는 외부 온도 과도에 대해 감소된 민감도를 갖고, 증발기로부터 냉매의 온도 변화에 더욱 적절하게 반응한다.It is believed that the present invention overcomes many of the drawbacks of conventional devices by providing a novel and unique temperature controlled expansion valve. The valve has a reduced sensitivity to external temperature transients and responds more appropriately to changes in temperature of the refrigerant from the evaporator.

본 고안의 추가적 특징은 이하 명세서 및 첨부 도면을 검토함으로써 이 기술 분야의 숙련자에게 명백하게 될 것이다.Additional features of the present invention will become apparent to those skilled in the art upon reviewing the following specification and accompanying drawings.

도1은 본 고안의 원리에 따라 구성된 팽창 밸브의 측단면도이다.1 is a side cross-sectional view of an expansion valve constructed in accordance with the principles of the present invention.

도2는 팽창 밸브를 위한 동력 요소의 측단면도이다.2 is a side sectional view of a power element for an expansion valve;

도3은 팽창 밸브를 위한 압력 패드의 측단면도이다.3 is a side cross-sectional view of the pressure pad for the expansion valve.

도4는 종래 기술의 대표적인 동력 요소와 비교하여, 본 고안에 따라 형성된 열 질량 동력 요소를 포함하는 대표적인 온도 조절 팽창 밸브에 대한 유량 대 시간의 그래프이다.4 is a graph of flow rate versus time for a representative temperature controlled expansion valve comprising a thermal mass power element formed in accordance with the present invention, as compared to representative power elements of the prior art.

도5는 종래 기술의 대표적인 온도 조절 팽창 밸브와 비교하여, 본 고안에 따라 형성된 열 질량 동력 요소를 포함하는 온도 조절 팽창 밸브에 대한 표준화된 유량 대 시간의 그래프이다.5 is a graph of standardized flow rate versus time for a thermostatic expansion valve comprising a thermal mass power element formed in accordance with the present invention, compared to a representative thermostatic expansion valve of the prior art.

도면 및 처음 도1을 참조하여, 공기 조화 시스템에서 냉매는 압축기(10)로부터 응축기(12)로, 그리고 응축기로부터 리시버/드라이어(14)로 또는 대체로 도면 부호 16으로 표시된 온도 조절 팽창 밸브의 입구 포트(15) 내로 직접 유동한다. 팽창 밸브는 도면 부호 18로 표시된 제어 감지 섹션 및 도면 부호19로 표시된 계량 섹션을 갖는 본체(17)를 포함한다. 대체로 도면 부호 20으로 표시된 볼형 밸브 조립체는 계량 섹션의 공동(21) 내에 배치되어, 입구 포트(15)(응축기 출구)와 출구 포트(23)(증발기 입구) 사이에 한정된 계량 통로(22)를 통한 유동을 제어한다. 밸브 조립체(20)는 통로(22)를 통과하는 냉매 유동을 계측하도록 밸브 시트(27)에 대해 볼형 밸브(26)를 지지하는 홀더 또는 컵(25)을 편의시키는 스프링(24)을 포함한다. 스프링(24)은 본체(17)에 나사식으로 연결된 스프링 시트(32) 내에 지지되고, O-링 시일(32)에 의해 그에 밀봉된다. 밸브 조립체(20)는 본체(17)의 내향 또는 외향으로 스프링 시트(32)를 회전시킴으로써 조정될 수 있다.Referring to the drawings and initially to FIG. 1, in the air conditioning system, the refrigerant flows from the compressor 10 to the condenser 12 and from the condenser to the receiver / dryer 14 or inlet port of the temperature-controlled expansion valve, generally indicated at 16. (15) flows directly into. The expansion valve comprises a body 17 having a control sensing section, indicated at 18 and a metering section, indicated at 19. A ball valve assembly, generally indicated at 20, is disposed within the cavity 21 of the metering section, through a metering passage 22 defined between an inlet port 15 (condenser outlet) and an outlet port 23 (evaporator inlet). To control the flow. The valve assembly 20 includes a spring 24 for biasing the holder or cup 25 holding the ball valve 26 relative to the valve seat 27 to measure refrigerant flow through the passage 22. The spring 24 is supported in a spring seat 32 threadedly connected to the body 17 and sealed to it by an O-ring seal 32. The valve assembly 20 can be adjusted by rotating the spring seat 32 inward or outward of the body 17.

볼형 밸브는 내부 보어(37)와의 밀접 활주 관계로 하우징을 통해 축방향으로 연장하는 가압 핀 또는 스템(36)에 의해 작동된다. O-링 엘라스토머 시일(38)은 보어(37) 내에서 스템(36)을 둘러싸서 유체 밀봉하고, 링(39)에 의해 제 위치에 보유된다. 이로써 스템(36)은 다이어프램(42)에 연결되는 압력 패드(40)에 연결된다(도2 또는 도3 참조). 계량 섹션에서 밸브 입구 포트(23)로부터의 유동은 증발기(46)로 유동한 후 본체의 제어 감지 섹션의 입구 포트(48) 내로 통과한다. 그 후, 유동은 출구 포트(52)와 입구 포트(48)를 유체 상호 연결하는 복귀 통로(50)를 통과한 후, (도시되지 않은) 증발기 출구 제어 밸브를 통해 또는 압축기(10) 내로 직접 되돌아온다.The ball valve is actuated by a pressure pin or stem 36 extending axially through the housing in sliding relationship with the inner bore 37. The O-ring elastomeric seal 38 is fluid sealed around the stem 36 in the bore 37 and held in place by the ring 39. The stem 36 is thus connected to a pressure pad 40 which is connected to the diaphragm 42 (see FIG. 2 or FIG. 3). The flow from the valve inlet port 23 in the metering section flows into the evaporator 46 and then passes into the inlet port 48 of the control sensing section of the body. The flow then passes through a return passage 50 that fluidly interconnects the outlet port 52 and the inlet port 48 and then directly back into the compressor 10 or through an evaporator outlet control valve (not shown). come.

전술한 팽창 밸브는 양호하게는 금속(즉, 알루미늄 합금)과 같은 적당한 재료로 형성된 블록형 밸브이다. 밸브 본체는 본체(17)의 (통상적으로 대향된) 2개의 측부 표면 상에서 계량 섹션(19)의 입구 및 출구 포트(15, 23)를 통상적으로 구비하는 사각형이며 본체의 일 단부쪽으로 위치되는 한편, 제어 감지 섹션(18)의 입구 및 출구 포트(48, 52)는 상기 각각의 입구 및 출구 포트(15, 23)와 같이 동일한 측부 표면 상에 있지만, 본체(17)의 타 단부쪽으로 위치된다. 장착 구멍(54)에는 밸브를 시스템의 적절히 고정구에 장착하기 위해 본체에 제공된다. 제어 감지 섹션(18)에서의 복귀 통로(50)는 통상적으로 본체(17)를 관통하여 측방향으로 연장하거나, 다시 말해, 팽창 밸브(16)가 도1에서 도시된 수직 방향으로 사용될 때 상기 복귀 통로(50)는 밸브를 관통하여 필수적으로 수평방향으로 연장한다는 것을 알아야 한다.The above-mentioned expansion valve is preferably a block valve formed of a suitable material such as metal (ie, aluminum alloy). The valve body is rectangular and typically located towards one end of the body, with the inlet and outlet ports 15, 23 of the metering section 19 on the two (usually opposed) side surfaces of the body 17, The inlet and outlet ports 48, 52 of the control sensing section 18 are on the same side surface as the respective inlet and outlet ports 15, 23, but are located towards the other end of the body 17. Mounting holes 54 are provided in the body for mounting the valve to the appropriate fixture of the system. The return passage 50 in the control sensing section 18 typically extends laterally through the body 17, that is to say when the expansion valve 16 is used in the vertical direction shown in FIG. 1. It should be noted that the passage 50 extends essentially horizontally through the valve.

동력 요소(55)는 본체(17)의 단부 표면과 일체로, 양호하게는 그 (상)단부에 장착된다. 도2에 도시된 바와 같이, 동력 요소(55)는 환형 돔 헤드 또는 상부 하우징부(62) 및 환형 지지 컵 또는 하부 하우징부(64) 사이에 장착된 환형 다이어프램(42)을 포함한다. 상기 다이어프램(42)은 양호하게는 금속(즉, 스테인레스 강철)과 같은 열 전도성 재료로 형성되고, 그 주연부는 납땜 또는 브레이징에 의해 돔 헤드(62) 및 지지 컵(64)으로 밀봉되어 있다. 헤드 챔버(70)는 다이어프램(42)의 (상부) 표면과 돔 헤드(62) 사이에 형성된다. 헤드 챔버(70)는 개구 또는 (도시되지 않은) 적절한 모세관 튜브를 통해 온도 반응 충진물로 충진된 다음, 플러그(72) 또는 다른 적절한 수단으로 밀봉된다.The power element 55 is mounted integrally with the end surface of the body 17, preferably at its (upper) end. As shown in FIG. 2, the power element 55 comprises an annular diaphragm 42 mounted between an annular dome head or upper housing portion 62 and an annular support cup or lower housing portion 64. The diaphragm 42 is preferably formed of a thermally conductive material such as a metal (ie stainless steel), the periphery of which is sealed with the dome head 62 and the support cup 64 by soldering or brazing. The head chamber 70 is formed between the (top) surface of the diaphragm 42 and the dome head 62. The head chamber 70 is filled with a temperature reaction fill through an opening or a suitable capillary tube (not shown) and then sealed with a plug 72 or other suitable means.

다이어프램의 다른 측부 상에는, 지지 컵(64)이 동력 요소를 밸브 본체에 장착하기 위해 밸브 본체(17)의 상단부에 형성된 축방향 제어 통로(74)(도1)로 나사결합된 환형 칼라(73)를 가진다. 축방향 제어 통로(74)는 제어 감지 섹션의 입구 포트(48)와 출구 포트(52) 사이에서 연장하는 측방향 통로(50)로 그 내부 단부가 유체 개방되어 있다. O-링 밀봉부(75)는 본체(17)의 지지 컵(64)의 외부를 둘러싸 고 유체 밀봉한다. 지지 컵(64) 및 다이어프램(42)의 다른 (하부) 표면은 다이어프램 챔버(76)를 한정한다. (도3) 상기 다이어프램 챔버(76)는 축방향 제어 통로(74)와 유체 연통한다. On the other side of the diaphragm, an annular collar 73 is screwed into an axial control passage 74 (FIG. 1) formed in the upper end of the valve body 17 for mounting the power element to the valve body. Has The axial control passage 74 is a lateral passage 50 extending between the inlet port 48 and the outlet port 52 of the control sensing section with its inner end fluidly open. The O-ring seal 75 surrounds the outside of the support cup 64 of the body 17 and fluidically seals it. The support cup 64 and the other (lower) surface of the diaphragm 42 define a diaphragm chamber 76. The diaphragm chamber 76 is in fluid communication with the axial control passage 74.

본 고안에 따르면, 밸브를 통한 냉매 유동의 온도에 대한 적절한 감도를 유지하고 난조에 대한 밸브의 민감도를 감소시키기 위해, 압력 패드(40)는 실질적으로 전체가 동, 동 합금 또는 다른 재료와 같이 비교적 밀도가 높고 높은 열 전도성 재료로 형성되는데, 상기 재료는 융합물, 복합물, 혼합물 또는 다른 조합일 수 있으며, 적어도 약 115 W/m-K(800 BTU-in/hr-ft2-F), 양호하게는 적어도 약 170 W/m-K(1200 BTU-in/hr-ft2-F), 보다 양호하게는 적어도 약 280 W/m-K(2000 BTU-in/hr-ft2-℉)의 열 전도도 및 적어도 약 8g/cm3(0.3 lb/in3)의 밀도를 가진다. 이러한 재료로 압력 패드를 형성하는 것은 온도 조절 팽창 밸브에서 사용될 때 특히 유리한 성질을 갖는다는 것이 발견되었다. 이러한 성질은 i) 밸브 내의 냉매의 온도를 냉매에 대한 밸브의 양호한 민감도를 얻기 위한 대전 온도와 밀접히 연결하기에 충분한 우수한 열 전도도와, ii) 전도도는 높지만 상대적으로 비중이 낮거나, 상대적으로 비중은 높지만 전도도가 높지 않은 알루미늄 또는 통상적인 황동 또는 청동과 같은 재료로 형성된 압력 패드에서 발견되는 것만큼 동력 요소가 난조에 대해 민감하지 않도록 하는 충분한 열 질량을 포함한다. 동 또는 동 합금과 같은 재료는 특히 작업이 용이하고 비용이 합리적이다.According to the present invention, in order to maintain an adequate sensitivity to the temperature of the refrigerant flow through the valve and to reduce the sensitivity of the valve to hunting, the pressure pad 40 may be substantially like a fully mobile, copper alloy or other material. It is formed of a dense, high thermally conductive material, which material can be a fusion, composite, mixture, or other combination, at least about 115 W / mK (800 BTU-in / hr-ft 2 -F), preferably A thermal conductivity of at least about 170 W / mK (1200 BTU-in / hr-ft 2 -F), more preferably at least about 280 W / mK (2000 BTU-in / hr-ft 2 -F) and at least about 8 g / cm 3 (0.3 lb / in 3 ). It has been found that forming pressure pads from such materials has particularly advantageous properties when used in temperature controlled expansion valves. These properties include: i) good thermal conductivity sufficient to closely connect the temperature of the refrigerant in the valve with the charging temperature to obtain a good sensitivity of the valve to the refrigerant, and ii) high conductivity but relatively low specific gravity, or relatively low specific gravity. It contains sufficient thermal mass so that the power element is not as susceptible to hunting as found in pressure pads formed of materials such as high but not high conductivity aluminum or conventional brass or bronze. Materials such as copper or copper alloys are particularly easy to work with and are reasonably costly.

도2에서 도시된 바와 같이, 압력 패드(40)는 중실형 원통형 본체(77)와, 상 기 본체(77)의 일 (상)단부에서 환형으로 확장된 원형 헤드(78)와, 본체(77)의 타단부로부터 축방향으로 멀리(하향) 돌출하는 기다란 원통형 핀 또는 로드(79)를 포함한다. 상기 본체(77), 헤드(78), 및 핀(79)은 양호하게는 기계가공, 주조, 스탬핑, 몰딩되거나 달리 함께 일체로(일 부품으로) 형성되지만, 브레이징, 납땜, 접착 본딩, 열 또는 용매 용융 본딩에 의해 또는 기계적으로 접합 또는 달리 함께 결합될 수 있는 개별 부품으로 형성될 수 있다. 압력 패드(40)의 본체(77)는 양호하게는 다이어프램 챔버(76) 내에 배치된다. 다이어프램(42)의 하부 표면과 면접하는 헤드(78)의 상부 표면(80)은 이렇게 다이어프램과 직접적으로 밀접하게 열적으로 결합되어 있다. 다이어프램(42)에 대한 헤드(78)의 반경방향 크기는 변할 수 있고, 기부(78)의 주연부를 둘러싸는 다이어프램의 적어도 작은 부분이 챔버(76)의 유체 유동에 직접 노출되는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 2, the pressure pad 40 includes a solid cylindrical body 77, a circular head 78 extending annularly at one (upper end) of the body 77, and a body 77. An elongated cylindrical pin or rod 79 protruding axially (down) from the other end of The body 77, the head 78, and the pin 79 are preferably machined, cast, stamped, molded or otherwise formed integrally together (in one piece), but brazing, soldering, adhesive bonding, heat or It can be formed into individual parts that can be bonded together or otherwise joined together by solvent melt bonding or mechanically. The body 77 of the pressure pad 40 is preferably arranged in the diaphragm chamber 76. The upper surface 80 of the head 78, which is in interview with the lower surface of the diaphragm 42, is thus intimately and thermally coupled directly to the diaphragm. The radial size of the head 78 relative to the diaphragm 42 may vary, and at least a small portion of the diaphragm surrounding the periphery of the base 78 is preferably exposed directly to the fluid flow in the chamber 76.

핀(79)은 몸체(77)로부터 축방향 제어 통로(74) 및 복귀 통로(50)를 통해 하향으로 돌출된다. 핀(79)은, 핀(및 이에 따라 압력 패드)이 밸브에 작동 결합되도록, 밸브 조립체(20)의 스템(36)(도1)을 수용하기 위해 핀의 말단부로부터 내향으로 형성된 막힌 단부 보어(81)를 포함한다. 스템(36)은 가압 끼움 또는 나사 결합과 같은 임의의 종래의 방식으로 보어(81)내에 고정 유지될 수 있다.The pin 79 protrudes downward from the body 77 through the axial control passage 74 and the return passage 50. The pin 79 has a blind end bore formed inward from the distal end of the pin to receive the stem 36 (FIG. 1) of the valve assembly 20 such that the pin (and thus the pressure pad) is operatively coupled to the valve. 81). Stem 36 may remain fixed in bore 81 in any conventional manner, such as by pressing or screwing.

또한, 양호하게는, 전체 압력 패드가 양호한 열 전도도를 갖지만 온도 구배에 지나치게 민감하지 않도록 상대적으로 고밀도를 갖는 재료로 단일형으로 구성되거나 또는 분리된 부품으로 조립되어 형성된다. 즉, 이와 같이 형성된 압력 패드의 상대적으로 높은 열 질량으로 인해, 상기 재료는 밸브의 부드러운 작동을 제공 한다.Further, preferably, the entire pressure pad is formed of a single piece of material or of a relatively high density so as not to be overly sensitive to temperature gradients, or assembled into separate parts. That is, due to the relatively high thermal mass of the pressure pad thus formed, the material provides smooth operation of the valve.

동, 및 황동 또는 청동과 같은 동 합금 이외에, 다른 적합한 재료는 알루미늄 및 스테인레스 강철과 같은 다른 금속 및 합금을 포함하며, 또한 산화물, 탄소, 및 그래파이트 및 다이아몬드와 같은 그 동소체 및 열가소성 또는 열경화성일 수 있는 플라스틱 및 다른 중합체 재료 외에, 질화물, 탄화물 및 붕소화물을 포함하도록 여기에서 넓게 사용되는, 세라믹과 같은 비금속을 포함한다. 2개 이상의 다른 동 또는 동 합금, 또는 2개 이상의 다른 금속 또는 합금, 세라믹, 탄소 또는 탄소 동소체, 또는 중합체 재료 또는 플라스틱과 같은 2개 이상의 상기 재료의 조합이 적합할 수 있고, 또한 하나 이상의 금속과 하나 이상의 비금속과 같은 하나 이상의 상기 재료와 하나 이상의 다른 상기 재료의 조합도 본 고안의 범위에 포함되는 것으로 간주될 수 있다. 이러한 조합은 혼합물, 합금, 혼화물, 공중합체, 또는 합성물일 수 있다.In addition to copper, and copper alloys such as brass or bronze, other suitable materials include other metals and alloys, such as aluminum and stainless steel, and may also be oxides, carbon, and their allotrope such as graphite and diamond and thermoplastic or thermoset In addition to plastics and other polymeric materials, nonmetals such as ceramics are widely used herein to include nitrides, carbides and borides. Two or more other copper or copper alloys, or two or more other metals or alloys, ceramics, carbon or carbon allotropees, or combinations of two or more such materials, such as polymeric materials or plastics, may also be suitable, and also one or more metals Combinations of one or more such materials, such as one or more base metals, and one or more other such materials may also be considered to be within the scope of the present invention. Such combination may be a mixture, alloy, admixture, copolymer, or composite.

압력 패드의 단일형 구조의 경우, 패드는 실질적으로 전체가 상술된 재료로 형성될 수 있으며, 전체적으로 균질하게 또는 코어 위에 제공된 코팅과 같은 층상 또는 다른 구조로 형성된다. 패드가 분리된 부품의 조립체로서 형성되는 경우, 상기 부품의 각각은 동일하거나 또는 다른 재료로 형성될 수 있다.In the case of a unitary structure of pressure pads, the pads may be formed entirely of the above-mentioned materials and may be formed in a layered or other structure as a whole, homogeneously or as a coating provided on the core. If the pad is formed as an assembly of separate parts, each of the parts may be formed of the same or different material.

단일 재료 또는 재료들의 조합의 경우, 재료 그 자체는 부피면에서 적어도 약 115 W/m-K(800 BTU-in/hr-ft2-℉), 양호하게는 적어도 약 170 W/m-K(1200 BTU-in/hr-ft2-℉), 보다 양호하게는 적어도 약 280 W/m-K(2000 BTU-in/hr-ft2-℉)의 열 전도도, 및 적어도 약 8 g/㎤(0.3 1b/in3)의 밀도를 나타내도록 선택, 형성 또는 조합될 수 있다. 이와 관련하여, 그 자체로 유사하게 형성된 안내 패드는 적어도 약 115 W/m-K(800 BTU-in/hr-ft2-℉), 양호하게는 적어도 약 170 W/m-K(1200 BTU-in/hr-ft2-℉), 보다 양호하게는 적어도 약 280 W/m-K(2000 BTU-in/hr-ft2-℉)의 전체 열 전도도, 및 적어도 약 8 g/㎤(0.3 1b/in3)의 밀도를 나타낼 수 있다. 조립체의 경우, 개별 부품 각각의 재료는 부피면에서 적어도 약 115 W/m-K(800 BTU-in/hr-ft2-℉), 양호하게는 적어도 약 170 W/m-K(1200 BTU-in/hr-ft2-℉), 보다 양호하게는 적어도 약 280 W/m-K(2000 BTU-in/hr-ft2-℉)의 열 전도도, 및 적어도 약 8 g/㎤(0.3 1b/in3)의 밀도를 각각 나타내도록 선택, 형성 또는 조합될 수 있다. 그렇지 않다면, 재료는 패드 조립체 그 자체가 적어도 약 115 W/m-K(800 BTU-in/hr-ft2-℉), 양호하게는 적어도 약 170 W/m-K(1200 BTU-in/hr-ft2-℉), 보다 양호하게는 적어도 약 280 W/m-K(2000 BTU-in/hr-ft2-℉)의 전체 열 전도도, 및 적어도 약 8 g/㎤(0.3 1b/in3)의 밀도를 나타내도록 선택, 형성 또는 조합될 수 있다. 경제성 및 제조의 용이성을 이유로, 동, 또는 동을 포함하는 합금 또는 다른 재료가 양호한 것으로 고려될 수 있다.In the case of a single material or combination of materials, the material itself is at least about 115 W / mK (800 BTU-in / hr-ft 2 -F) in volume, preferably at least about 170 W / mK (1200 BTU-in / hr-ft 2- ° F, more preferably at least about 280 W / mK (2000 BTU-in / hr-ft 2- ° F) thermal conductivity, and at least about 8 g / cm 3 (0.3 1b / in 3 ) It may be selected, formed or combined to indicate the density of. In this regard, similarly formed guide pads per se are at least about 115 W / mK (800 BTU-in / hr-ft 2 -F), preferably at least about 170 W / mK (1200 BTU-in / hr- ft 2- ° F, more preferably at least about 280 W / mK (2000 BTU-in / hr-ft 2- ° F) total thermal conductivity, and at least about 8 g / cm 3 (0.3 1b / in 3 ) Can be represented. In the case of an assembly, the material of each of the individual parts is at least about 115 W / mK (800 BTU-in / hr-ft 2 -F), preferably at least about 170 W / mK (1200 BTU-in / hr-). ft 2 -F), more preferably at least about 280 W / mK (2000 BTU-in / hr-ft 2 -F) thermal conductivity, and at least about 8 g / cm 3 (0.3 1b / in 3 ) It may be selected, formed or combined to represent each. Otherwise, the material may be at least about 115 W / mK (800 BTU-in / hr-ft 2 -F), preferably at least about 170 W / mK (1200 BTU-in / hr-ft 2- ). Fahrenheit), more preferably at least about 280 W / mK (2000 BTU-in / hr-ft 2 -F), and a density of at least about 8 g / cm 3 (0.3 1b / in 3 ). May be selected, formed or combined. For reasons of economy and ease of manufacture, copper, or alloys or other materials comprising copper, may be considered to be good.

증발기 출구로부터 입구 포트(48)로 유입되는 냉매의 일부는 일반적으로 유 동 경로로부터 통로(50)를 통해 분기되어 통로(74)를 통해 다이어프램 챔버(76)로 유동된다. 챔버(76)의 냉매는 몸체(77) 및 헤드(78)의 하부면, 및 헤드(78)의 주연부 주위로 다이어프램(42)의 하부면과 직접 접촉하게 된다. 그 후, 냉매는 챔버(76) 및 통로(74)에서 유출되고, 출구 포트(52)를 통해 압축기 입구로 통과되도록 통로(50)를 통한 유동과 재결합된다. 증발기 출구로부터 포트(48)를 통해 헤드(78)의 하부면 및 다이어프램(42)에 대한 냉매 압력은, 밸브 요소에 대한 조절 스프링(24)의 힘과 함께, 시트(27)에 대해 볼 밸브를 가압한다. 반면, 압력 패드(40) 및 다이어프램(42)의 노출부를 통한 열 전달에 의해 영향을 받는, 챔버(70)의 충진물로부터의 압력은 밸브를 개방한다. 다이어프램의 스프링 상수와 함께 다이어프램을 가로지르는 힘의 균형은 다이어프램의 편향 및 이에 따라 응축기와 증발기 사이의 팽창 밸브 오리피스의 개방을 결정한다. 다이어프램은 이러한 힘들 사이의 균형을 유지하도록 적당하게 편향된다.Some of the refrigerant entering the inlet port 48 from the evaporator outlet generally branches from the flow path through the passage 50 and flows through the passage 74 into the diaphragm chamber 76. The refrigerant in the chamber 76 is in direct contact with the lower surface of the diaphragm 42 around the lower surface of the body 77 and the head 78, and around the periphery of the head 78. The refrigerant then exits chamber 76 and passage 74 and recombines with the flow through passage 50 to pass through the outlet port 52 to the compressor inlet. The refrigerant pressure on the diaphragm 42 and the lower surface of the head 78 through the port 48 from the evaporator outlet, together with the force of the regulating spring 24 against the valve element, causes the ball valve to rest against the seat 27. Pressurize. On the other hand, the pressure from the fill of the chamber 70, which is affected by heat transfer through the exposed portion of the pressure pad 40 and the diaphragm 42, opens the valve. The balance of the force across the diaphragm along with the diaphragm's spring constant determines the deflection of the diaphragm and thus the opening of the expansion valve orifice between the condenser and the evaporator. The diaphragm is properly deflected to maintain a balance between these forces.

또한, 본 고안의 개념을 따라 형성된 동, 동 합금 또는 다른 압력 패드는 헤드 챔버(70)의 충진물이 냉매에 열적으로 밀접하게 결합되어, 대기 온도보다는 냉매의 온도를 따르도록 하는 좋은 열 전도도를 가진다. 이러한 압력 패드의 열 질량은 냉매의 온도 과도의 효과를 약화시키거나 안정화시켜, 실질적으로 충진물에 대한 온도 변화의 전달에 시간적 지연이나 다른 형태의 지연을 야기시킨다. 결국, 헤드 챔버의 충진물은 외부 온도 영향에 덜 민감하며 증발기를 떠나는 냉매의 온도를 평탄하게 따른다.In addition, copper, copper alloy or other pressure pads formed in accordance with the inventive concept have a good thermal conductivity such that the fill of the head chamber 70 is thermally coupled to the refrigerant, so that it follows the temperature of the refrigerant rather than the ambient temperature. . The thermal mass of these pressure pads weakens or stabilizes the effect of the temperature transients of the refrigerant, causing a time delay or other form of delay in substantially the transfer of temperature changes to the fill. As a result, the fill of the head chamber is less sensitive to external temperature influences and follows the temperature of the refrigerant leaving the evaporator flat.

모든 백분율과 비율은 다른 설명이 없다면 중량에 의한 것인 하기의 예시들 은 본원과 관련된 본 고안을 구현하는 것을 설명하기 위한 것이며, 그 범위를 제한하고자 함은 아니다.The following examples, all percentages and ratios by weight unless otherwise indicated, are intended to illustrate the implementation of the present invention in connection with the present application, and are not intended to limit the scope thereof.

예시example

일 례 1Example 1

도2 및 도3에 일반적으로 도시된 구조의 압력 패드를 가지는 열 질량 동력 요소는 알루미늄(6061 타입), 쾌삭 황동(C360000 타입), 동 텔루륨(C14500 타입)으로 구성된다. 이러한 동력 요소는 압력 패드의 구성 재료를 제외하고는 본질적으로 동일하다. 패드를 구성하는 이러한 재료의 특성은 하기 표1에 주어진다.Thermal mass power elements with pressure pads of the structure generally shown in FIGS. 2 and 3 are composed of aluminum (type 6061), free cutting brass (type C360000), and tellurium (type C14500). These power elements are essentially identical except for the constituent material of the pressure pad. The properties of these materials that make up the pads are given in Table 1 below.

표1Table 1

재료material 밀도 g/cm3(lb/in3)Density g / cm 3 (lb / in 3 ) 열 전도도 W/m-K(BTU-in/hr-ft2-℉)Thermal Conductivity W / mK (BTU-in / hr-ft 2- ℉) 알루미늄aluminum 2.7(0.0975)2.7 (0.0975) 280(1250)280 (1250) 황동Brass 8.5(0.307)8.5 (0.307) 115(798)115 (798) copper 8.9(0.323)8.9 (0.323) 350(2460)350 (2460)

동 재료는 본 고안으로 이해되는 범위 내에서 밀도 및 열 전도도 강하를 가진다. 그러므로 동 압력 패드를 포함하는 동력 요소는 본 고안의 대표적인 것으로 여겨진다.The material has a drop in density and thermal conductivity within the range understood by the present invention. Therefore, power elements including copper pressure pads are considered representative of the present invention.

이러한 동력 요소는 구성된 온도 조절 팽창 밸브 내에 설치된다. 이어서, 밸브는 시스템에 대해서 외부에 있는 열원을 가지는 절연 엔클로저 내에 놓이는 통상적인 차량형 냉각 시스템(냉매는 R-134a) 내에 설치된다. 시스템은 정상 유동이 도달할 때까지 작동하며, 밸브를 둘러싸는 엔클로저 내의 대기 온도가 약 120 ℃(250 ℉)까지 상승한다. 대기 온도가 동력 요소의 온도를 증가시킬 때, 수반하는 고온으로 인해 밸브가 넓게 개방되며 더 많은 냉매가 증발기 내로 유동하게 된다. 유동의 증가하게 되면 결국 요소를 냉각시키며 압력을 낮추어 시간이 갈수록 주기적인 응답이 된다.This power element is installed in the configured temperature controlled expansion valve. The valve is then installed in a conventional vehicular cooling system (refrigerant R-134a) placed in an insulated enclosure with a heat source external to the system. The system operates until steady flow is reached, and the ambient temperature in the enclosure surrounding the valve rises to about 120 ° C (250 ° F). When the ambient temperature increases the temperature of the power element, the accompanying high temperature causes the valve to open wide and more refrigerant flows into the evaporator. As the flow increases, it eventually cools the element, lowers the pressure, and becomes a periodic response over time.

상이한 압력 패드에 대한 측정된 응답이 도4에 유량 대 시간의 비교 그래프로 도시되었다. 황동, 알루미늄 및 동 패드에 대한 각각의 트레이스는 쉽게 참조하기 위해 각각 110, 112 및 114로 표시되었다.The measured response to the different pressure pads is shown in FIG. 4 as a comparison graph of flow rate versus time. Each trace for brass, aluminum and copper pads is labeled 110, 112 and 114, respectively, for ease of reference.

도4에서 볼 수 있듯이, 싸이클의 크기는 고밀도 및 고 열 전도도 모두를 갖는 동(114)에 대해서 작다. 반대로, 알루미늄(112)은 열 전도도가 높지만 밀도가 낮아서 빠르게 반응하여 변화하며 대기의 감도에 매우 영향을 쉽게 받게 된다. 황동(110)은 알루미늄보다 열 전도도가 낮아서 더 느리게 반응하지만 밀도가 높아서 조합될 때 알루미늄과 매우 유사한 기능을 한다.As can be seen in FIG. 4, the size of the cycle is small for copper 114 having both high density and high thermal conductivity. In contrast, aluminum 112 has a high thermal conductivity but a low density, reacts quickly and changes, and is easily affected by the sensitivity of the atmosphere. Brass 110 reacts more slowly with lower thermal conductivity than aluminum, but functions very similar to aluminum when combined with high density.

동 패드에 있어서, 이론에 한정되지 않고 높은 열 전도도로 인해서 대기로부터 전달된 열은 밸브를 통해 유동하는 냉매로부터 전도될 수 있다. 고밀도, 그로 인한 패드의 높은 열 질량은 동력 요소 형태가 외부적 또는 내부적으로, 즉 시스템 내에서 유입되는 온도의 빠른 변화를 격는 것을 방지한다. 그러나, 높은 열 전도도로 인해 밸브는 시스템의 요구에 적절하게 응답하지만 시스템의 변화에 과도하게 민감할 필요는 없다.For the copper pad, the theory is not limited and the heat transferred from the atmosphere due to the high thermal conductivity can be conducted from the refrigerant flowing through the valve. The high density, and thus the high thermal mass of the pad, prevents the power element form from undergoing rapid changes in temperature, which enters the system externally or internally, ie within the system. However, due to the high thermal conductivity, the valve responds appropriately to the needs of the system but need not be overly sensitive to changes in the system.

일 례 2Example 2

대표적인 상업적 밸브의 성능은 본 고안에 따른 동 패드를 갖는 밸브의 성능과 비교된다. 밸브는 필수적으로 예1에 서술된 바와 같이, 관찰된 평균 유량을 공 제함에 의해 표준화된 R-134a 냉매에 대한 유량으로 반응의 직접적인 비교를 허용하도록 시험된다. 이들 반응들은 표준화된 유량 대 시간의 그래프에 따라 도5에 도해적으로 도시된다. 시험된 밸브는 또한 도5에 도시된 트레이스 수에 따른 표2에 서술된다.The performance of a representative commercial valve is compared with that of a valve with a copper pad according to the present invention. The valve is tested to allow a direct comparison of the reactions with the flow rate for the standardized R-134a refrigerant by subtracting the observed average flow rate, essentially as described in Example 1. These reactions are shown graphically in FIG. 5 according to a standardized flow versus time graph. The valves tested are also described in Table 2 according to the number of traces shown in FIG.

표2Table 2

밸브valve 트레이스Trace 설명Explanation 중공1 Hollow 1 120120 중공 핀 요소(미국 특허 제5,269,459)Hollow Pin Element (U.S. Patent 5,269,459) 황동 #1Brass # 1 122122 중실 황동(C36000) 압력 패드Solid Brass (C36000) Pressure Pad 인청동Phosphor Bronze 124124 중실 인-청동(C544001) 열 질량 압력 패드Solid Phosphor Bronze (C54400 1 ) Thermal Mass Pressure Pad 알루미늄 #1Aluminum # 1 126126 중실 알루미늄(6061) 압력 패드Solid Aluminum (6061) Pressure Pad 황동 #2Brass # 2 128128 중실 황동(C3600) 열 질량 압력 패드(황동 #1보다 체적 큼)Solid Brass (C3600) Thermal Mass Pressure Pads (larger than Brass # 1) 알루미늄 #2Aluminum # 2 130130 중실 알루미늄(6061) 압력 패드(알루미늄 #1보다 체적 큼)Solid aluminum (6061) pressure pad (larger than aluminum # 1) copper 132132 중실 동(C14500) 열 질량 압력 패드Solid Copper (C14500) Thermal Mass Pressure Pad

1밀도: 8.9 g/cm3(0.321 lb/in3); 열 전도: 87 W/m-K(604 BTU-in/hr-ft2-℉) 1 density: 8.9 g / cm 3 (0.321 lb / in 3 ); Thermal Conduction: 87 W / mK (604 BTU-in / hr-ft 2- ℉)

도5를 참조하면, 중공 핀 밸브(120)는 가장 안정적으로 보인다. 이 관점에서, 동력 요소에서의 냉매는 가장 차가운 점(spot), 즉 냉매 유동 기류 내에 있는 핀의 저부로 이동되는 것이 예측된다. 이는 밸브가 대기보다 오히려 냉매의 온도에 기초하여 제어를 유지할 수 있게 한다. 그러나, 중공 핀 설계는 상대적으로 복잡하고 제조 비용이 비싸다.Referring to Figure 5, the hollow pin valve 120 appears most stable. In this respect, it is expected that the coolant in the power element is moved to the coldest spot, ie the bottom of the fin in the coolant flow airflow. This allows the valve to maintain control based on the temperature of the refrigerant rather than the atmosphere. However, hollow pin designs are relatively complex and expensive to manufacture.

알루미늄 #1 밸브(126)는 (유량 축 상에 "0"으로 도시된) 평균 초기 유동 설정점으로부터 가장 이탈되는 것을 나타냄을 보인다. 이 설계에서의 압력 패드는 거의 질량이 없고, 열은 잘 전도하는 상대적으로 작은 알루미늄 부분이다. The aluminum # 1 valve 126 is shown to deviate most from the average initial flow set point (shown as "0" on the flow axis). The pressure pad in this design is almost massless and the heat is a relatively small piece of aluminum that conducts well.

황동 #1 밸브(122)는 알루미늄 #1 밸브보다 크지만, 황동 열 질량 압력 패드 밸브(황동 #2, 128)보다 작은 체적을 갖는 황동 패드를 갖는다.The brass # 1 valve 122 has a brass pad that is larger than the aluminum # 1 valve, but with a volume smaller than that of the brass thermal mass pressure pad valve (brass # 2, 128).

알루미늄 #2 밸브(130), 동 밸브(132), 황동 #2 밸브(128) 및 인청동 밸브(124)는 다른 밸브보다 큰 체적을 갖는 열 질량 압력 패드를 갖는다. 알루미늄은 높은 열 전도도 때문에 빠르게 반응한다. 인청동 패드는 열을 흡수하지만, 냉매 유동 기류로 잘 전달하지는 않아서, 다른 열 질량 밸브에 비교하여 보다 이탈을 야기한다.The aluminum # 2 valve 130, the copper valve 132, the brass # 2 valve 128 and the phosphor bronze valve 124 have thermal mass pressure pads having a larger volume than other valves. Aluminum reacts fast because of its high thermal conductivity. Phosphor Bronze pads absorb heat, but do not transfer well to the refrigerant flow stream, resulting in more breakdown compared to other thermal mass valves.

황동 패드는 근소하게 더 높은 열 전도도를 가지므로, 인청동뿐 아니라 알루미늄 및 동 패드보다 좋은 열 전도도를 가질 수 있다. 또한, 본 고안에 따른 동 패드는 가장 높은 열 전도도를 가지고, 따라서 대기로부터 냉매 유동 기류로 최상의 열전달을 할 수 있어서 유동을 최상으로 제어할 수 있다. 동 패드의 보다 높은 밀도는 열이 전도되는 동안, 보다 큰 질량이 열적으로 더 안정되고, 따라서 알루미늄 패드와 같이 온도 변화에 즉각적으로 반응하지 않아서 보다 안정된 작동을 초래한다는 것을 의미한다. 결국, 포함된 본 고안의 명세서에서 대표되는 동 패드는 중공 핀 설계와 유사한 성능을 보이지만, 덜 비싸고 제조가 용이하다.Brass pads have slightly higher thermal conductivity, so they can have better thermal conductivity than aluminum and copper pads as well as phosphor bronze. In addition, the copper pad according to the present invention has the highest thermal conductivity, so that the best heat transfer from the atmosphere to the refrigerant flow airflow can be best controlled the flow. The higher density of the copper pads means that during heat conduction, the larger mass is thermally more stable and therefore does not react immediately to temperature changes like aluminum pads, resulting in more stable operation. As a result, the copper pads represented in the specification of the present invention included exhibit similar performance to hollow pin designs, but are less expensive and easier to manufacture.

따라서, 상기한 바와 같이, 본 고안은 외부 온도 과도 현상에 대한 밸브의 민감도를 최소화하는, 즉 대기 온도 변화에 저항하고, 냉매 유동 내의 온도 변화에 적절히 대응하는, 즉 "난조" 또는 다른 진동(oscillatory) 효과와 그렇지 않으면 작동시에 안정한, 신규하고 유일한 자동 온도 조절 확장 밸브를 제공한다. 본 고안의 확장 밸브는 복잡한 하드웨어 없이, 어려움이나 제조 또는 조립 단계의 시간 소비 없이 단순하고 비용 효율이 높은 방식으로 이러한 결과를 얻을 수 있다.Thus, as noted above, the present invention minimizes the sensitivity of the valve to external temperature transients, i.e., resists changes in ambient temperature and appropriately corresponds to changes in temperature in the refrigerant flow, i.e. " hunting " or other oscillatory Provides a new and unique thermostatic expansion valve that is effective and otherwise stable in operation. The expansion valve of the present invention can achieve this result in a simple and cost-effective manner without complicated hardware and without difficulty or time consuming manufacturing or assembly steps.

본 고안의 기본적이고 바람직한 실시예 및 작동 모드는 앞의 명세서에 서술 되었다. 본 명세서에서 보호받고자 하는 고안은 제한적으로 서술된 것처럼 간주된 바와 같이 서술된 특정한 형태로 제한하려는 구성은 아니다. 첨부된 청구항에 개시된 바와 같이, 본 고안의 범주 및 사상을 벗어나지 않고 당 업계의 숙련자에 의해 수정 및 변경이 가능할 수 있다. 본 명세서에 인용된 임의의 우선권 서류를 포함하는 모든 참고문헌은 참조에 의해 분명히 합체된다Basic and preferred embodiments and modes of operation of the present invention have been described in the foregoing specification. The invention intended to be protected in this specification is not intended to be limited to the specific forms set forth as considered to be limited. As disclosed in the appended claims, modifications and variations may be made by those skilled in the art without departing from the scope and spirit of the present invention. All references, including any priority documents cited herein, are expressly incorporated by reference.

Claims (29)

응축기 출구 포트(15)와 증발기 입구 포트(23)를 유체 연결하는 계량 통로(22)와, 증발기 출구 포트(46)와 압축기 입구 포트(52)를 유체 연결하는 복귀 통로(50)를 포함하고, 상기 복귀 통로(50)에 유체 연결된 제어 통로(74)를 더 포함하는 밸브 본체(17)와,A metering passage 22 fluidly connecting the condenser outlet port 15 and the evaporator inlet port 23, and a return passage 50 fluidly connecting the evaporator outlet port 46 and the compressor inlet port 52, A valve body 17 further comprising a control passage 74 fluidly connected to the return passage 50; 상기 밸브 본체(17)에 장착되고, 다이어프램(42)을 지지하는 다이어프램 하우징부(62, 64)를 포함하며, 하나의 하우징부(62)가 다이어프램(42)의 일 표면과 함께 유체 충진물을 포함하는 헤드 챔버(70)를 한정하고, 다른 하우징부(64)가 다이어프램(42)의 타 표면과 함께 본체(17)와 협동하여 다이어프램 챔버(76)를 한정하고, 제어 통로(74)는 다이어프램 챔버(76)와 복귀 통로(50)를 유체 연통하는 동력 요소(55)와,A diaphragm housing portion (62, 64) mounted to the valve body (17) and supporting the diaphragm (42), wherein one housing portion (62) includes a fluid fill with one surface of the diaphragm (42). Define a head chamber 70, another housing portion 64 cooperates with the body 17 together with the other surface of the diaphragm 42 to define the diaphragm chamber 76, and the control passage 74 defines the diaphragm chamber. A power element 55 in fluid communication with the 76 and return passage 50, 계량 통로(22)와 복귀 통로(50) 사이에서 연장하는 밸브 보어(37) 내에 있으며, 계량 통로(22)를 통한 유체 유동을 방지하는 제1 위치로부터 계량 통로(22)를 통한 유체 유동을 허용하는 제2 위치로 이동 가능한 상기 계량 통로(22) 내에 배치된 밸브 요소(26)를 갖는 밸브 조립체(20)와,In the valve bore 37 extending between the metering passage 22 and the return passage 50, allowing fluid flow through the metering passage 22 from a first position that prevents fluid flow through the metering passage 22. A valve assembly (20) having a valve element (26) disposed in said metering passage (22) that is movable to a second position; 적어도 일부가 상기 복귀 통로(50)에 배치되며, ⅰ) 본체(77)와, ⅱ) 다이어프램(42)에 대해 배치된 압력 패드 본체(77)의 일 단부에 있고 그와 결합하여 이동 가능한 확대 헤드(78)와, ⅲ) 압력 패드 본체(77)의 타 단부와 일체로 되어 그 단부로부터 연장하고 상기 밸브 요소(26)에 작동식으로 연결된 핀(79)을 포함하는 압력 패드(40)를 포함하는 온도 조절 팽창 밸브(16)에 있어서,An enlarged head at least partially disposed in the return passage 50, i) at one end of the body 77 and ii) at one end of the pressure pad body 77 disposed relative to the diaphragm 42; 78 and iii) a pressure pad 40 which includes a pin 79 integral with the other end of the pressure pad body 77 and extending from the end thereof and operatively connected to the valve element 26. In the temperature control expansion valve 16, 상기 압력 패드(40)는 170 W/m-K(1200 BTU-in/hr-ft2-℉) 이상의 열 전도도 및 8 g/cm3(0.3 lb/in3) 이상의 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 온도 조절 팽창 밸브(16).The pressure pad 40 has a thermal conductivity of at least 170 W / mK (1200 BTU-in / hr-ft 2 -F) and a density of at least 8 g / cm 3 (0.3 lb / in 3 ) Expansion valve (16). 제1항에 있어서, 압력 패드(40)의 핀(79), 압력 패드 본체(77) 및 헤드(78)가 일체식인 온도 조절 팽창 밸브(16).The temperature-controlled expansion valve (16) of claim 1, wherein the pin (79) of the pressure pad (40), the pressure pad body (77), and the head (78) are integral. 제2항에 있어서, 상기 압력 패드 본체(77)는 중실형 실린더인 온도 조절 팽창 밸브(16).The temperature-controlled expansion valve (16) of claim 2, wherein the pressure pad body (77) is a solid cylinder. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 압력 패드(40)는 280 W/m-K(2000 BTU-in/hr-ft2-℉) 이상의 열 전도도를 갖는 온도 조절 팽창 밸브(16).The temperature controlled expansion valve (16) of claim 1, wherein the pressure pad (40) has a thermal conductivity of at least 2000 280 W / mK (2000 BTU-in / hr-ft 2 -F). 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 압력 패드 본체(77), 핀(79) 및 헤드(78) 중 하나 이상은 실질적으로 전체가 170 W/m-K(1200 BTU-in/hr-ft2-℉) 이상의 열 전도도 및 8g/cm3(0.3 lb/in3) 이상의 밀도를 갖는 재료로 형성되는 온도 조절 팽창 밸브(16). The heat sink of claim 1, wherein at least one of the pressure pad body 77, the pin 79, and the head 78 is substantially in total of at least 1200 BTU-in / hr-ft 2- ° F of 170 W / mK. A temperature controlled expansion valve (16) formed from a material having conductivity and a density of at least 8 g / cm 3 (0.3 lb / in 3 ). 제2항에 있어서, 상기 압력 패드(40)는 실질적으로 전체가 280 W/m-K(2000 BTU-in/hr-ft2-℉) 이상의 열 전도도 및 8g/cm3(0.3 lb/in3) 이상의 밀도를 갖는 재료로 형성되는 온도 조절 팽창 밸브(16).The pressure pad (40) of claim 2, wherein the pressure pad (40) is substantially at least a thermal conductivity of at least 280 W / mK (2000 BTU-in / hr-ft 2 -F) and at least 8 g / cm 3 (0.3 lb / in 3 ). Thermostatic expansion valve 16 formed of a material having a density. 제2항에 있어서, 상기 압력 패드(40)는 실질적으로 전체가 170 W/m-K(1200 BTU-in/hr-ft2-℉) 이상의 열 전도도 및 8g/cm3(0.3 lb/in3) 이상의 밀도를 갖는 재료로 형성되는 온도 조절 팽창 밸브(16).The pressure pad (40) of claim 2, wherein the pressure pad (40) is substantially at least 170 W / mK (1200 BTU-in / hr-ft 2 -F) of thermal conductivity and 8 g / cm 3 (0.3 lb / in 3 ) or more. Thermostatic expansion valve 16 formed of a material having a density. 한 쌍의 측면과 상부 및 하부 단부면을 갖고, 일 측면 상의 응축기 출구 포트(15)와 타 측면 상의 증발기 입구 포트(23)를 유체 연결하는 계량 통로(22)와, 상기 일 측면 상의 증발기 출구 포트(46)와 상기 타 측면 상의 압축기 입구 포트(52)를 유체 연결하는 복귀 통로(50)를 포함하고, 상기 복귀 통로(50)에 유체 연결된 제어 통로(74)를 더 포함하는 밸브 본체(17)와,A metering passage 22 having a pair of side surfaces and upper and lower end faces, which fluidly connects the condenser outlet port 15 on one side and the evaporator inlet port 23 on the other side, and the evaporator outlet port on the one side. A valve body 17 including a return passage 50 fluidly connecting the 46 and a compressor inlet port 52 on the other side, and further comprising a control passage 74 fluidly connected to the return passage 50. Wow, 상기 본체(17)의 일 단부면에 장착되고, 외부 돔형 헤드(62)와 내부 지지 컵(64)에 의해 지지되는 다이어프램(42)을 포함하고, 상기 돔형 헤드(62)와 상기 다이어프램(42)의 외부면은 유체 충진물을 수용하기 위한 충진물 챔버(70)를 한정하고, 상기 지지 컵(64)과 다이어프램(42)의 내부면은 밸브 본체(17)와 협동하여 다이어프램 챔버(76)를 둘러싸고, 상기 제어 통로(74)는 다이어프램 챔버(76)와 복귀 통로(50)를 유체 연결하는 동력 요소(55)와,A diaphragm 42 mounted on one end surface of the body 17 and supported by an outer dome head 62 and an inner support cup 64, wherein the dome head 62 and the diaphragm 42 are provided. The outer surface of the confinement defines a fill chamber 70 for receiving fluid fill, the support cup 64 and the inner surface of the diaphragm 42 cooperate with the valve body 17 to surround the diaphragm chamber 76, The control passage 74 includes a power element 55 fluidly connecting the diaphragm chamber 76 and the return passage 50; 계량 통로(22)와 복귀 통로(50) 사이에 연장된 밸브 보어(37) 내에 배치된 밸브 스템(36)을 갖고, 계량 통로(22)를 통한 유체 유동을 방지하는 제1 위치로부터 계량 통로(22)를 통한 유체 유동을 가능하게 하는 제2 위치로 이동 가능한 상기 계량 통로(22) 내의 밸브 스템(36)의 일단부에서 밸브 요소(26)를 포함하는 밸브 조립체(20)와,The metering passage from the first position having a valve stem 36 disposed in the valve bore 37 extending between the metering passage 22 and the return passage 50 and preventing fluid flow through the metering passage 22. A valve assembly (20) comprising a valve element (26) at one end of the valve stem (36) in the metering passage (22) that is movable to a second position to enable fluid flow through the (22); 다이어프램(42)의 내부면과 열 전도적으로 접촉하고 상기 복귀 통로(50)를 통해 유동하는 유체와 열 접촉하여 밸브 스템의 타단부에 존재하고, i) 다이어프램 챔버(76) 내에 배치된 중실형 원통형 본체(77)와, ii) 다이어프램(42)과 면대면 접촉하여 배치된 압력 패드 본체(77)의 일단부의 확대 원형 헤드(78)와, iii) 압력 패드 본체(77)의 타 단부와 일체식이고 압력 패드 본체(77)의 타 단부로부터 멀리 축방향으로 연장되어 상기 복귀 통로(50) 내로 연장되고 상기 밸브 요소(26)에 작동식으로 연결된 원통형 핀(79)을 포함하는 일체식 압력 패드(40)를 포함하는 온도 조절 팽창 밸브(16)에 있어서,Present in the other end of the valve stem in thermal contact with the inner surface of the diaphragm 42 and in thermal contact with the fluid flowing through the return passage 50, i) a solid type disposed within the diaphragm chamber 76 Integral with the cylindrical body 77, ii) an enlarged circular head 78 at one end of the pressure pad body 77 disposed in face-to-face contact with the diaphragm 42, and iii) the other end of the pressure pad body 77. Integral pressure pad including a cylindrical pin 79 that is axially extending axially away from the other end of the pressure pad body 77 and into the return passage 50 and operably connected to the valve element 26. A temperature controlled expansion valve (16) comprising 40, 상기 압력 패드(40)는 170 W/m-K(1200 BTU-in/hr-ft2-℉) 이상의 열 전도도 및 8 g/cm3(0.3 lb/in3) 이상의 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 온도 조절 팽창 밸브(16).The pressure pad 40 has a thermal conductivity of at least 170 W / mK (1200 BTU-in / hr-ft 2 -F) and a density of at least 8 g / cm 3 (0.3 lb / in 3 ) Expansion valve (16). 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제16항에 있어서, 상기 압력 패드(40)는 280 W/m-K(2000 BTU-in/hr-ft2-℉)이상의 열 전도도를 갖는 온도 조절 팽창 밸브(16).The temperature controlled expansion valve (16) of claim 16, wherein the pressure pad (40) has a thermal conductivity of at least 2000 280 W / mK (2000 BTU-in / hr-ft 2 -F). 삭제delete 제16항에 있어서, 상기 압력 패드(40)는 실질적으로 전체가 280 W/m-K(2000 BTU-in/hr-ft2-℉) 이상의 열 전도도 및 8g/cm3(0.3 lb/in3) 이상의 밀도를 갖는 재료로 형성되는 온도 조절 팽창 밸브(16).The pressure pad 40 of claim 16, wherein the pressure pad 40 is substantially in its entirety greater than or equal to 280 W / mK (2000 BTU-in / hr-ft 2 -F) thermal conductivity and greater than or equal to 8 g / cm 3 (0.3 lb / in 3 ). Thermostatic expansion valve 16 formed of a material having a density. 제16항에 있어서, 상기 압력 패드(40)는 실질적으로 전체가 170 W/m-K(1200 BTU-in/hr-ft2-℉) 이상의 열 전도도 및 8g/cm3(0.3 lb/in3) 이상의 밀도를 갖는 재료로 형성되는 온도 조절 팽창 밸브(16).18. The pressure pad 40 of claim 16, wherein the pressure pad 40 is substantially at least 170 W / mK (1200 BTU-in / hr-ft 2 -F) thermal conductivity and 8 g / cm 3 (0.3 lb / in 3 ) or more. Thermostatic expansion valve 16 formed of a material having a density. 제13항에 있어서, 상기 재료는 하나 이상의 금속, 하나 이상의 금속 합금, 하나 이상의 세라믹, 탄소, 하나 이상의 탄소 동소체, 하나 이상의 중합체 재료 또는 이들의 조합을 포함하는 온도 조절 팽창 밸브(16).14. The thermostatic expansion valve (16) of claim 13, wherein the material comprises at least one metal, at least one metal alloy, at least one ceramic, carbon, at least one carbon allotrope, at least one polymeric material, or a combination thereof. 제13항에 있어서, 상기 재료는 동을 포함하는 온도 조절 팽창 밸브(16).The temperature-controlled expansion valve (16) of claim 13, wherein the material comprises copper. 제15항에 있어서, 상기 재료는 하나 이상의 금속, 하나 이상의 금속 합금, 하나 이상의 세라믹, 탄소, 하나 이상의 탄소 동소체, 하나 이상의 중합체 재료 또는 이들의 조합을 포함하는 온도 조절 팽창 밸브(16).The temperature-controlled expansion valve (16) of claim 15, wherein the material comprises at least one metal, at least one metal alloy, at least one ceramic, carbon, at least one carbon allotrope, at least one polymeric material, or a combination thereof. 제15항에 있어서, 상기 재료는 동을 포함하는 온도 조절 팽창 밸브(16).16. The temperature-controlled expansion valve (16) of claim 15, wherein said material comprises copper. 제23항에 있어서, 상기 재료는 하나 이상의 금속, 하나 이상의 금속 합금, 하나 이상의 세라믹, 하나 이상의 탄소 동소체, 하나 이상의 중합체 재료 또는 이들의 조합을 포함하는 온도 조절 팽창 밸브(16).24. The thermostatic expansion valve (16) of claim 23, wherein the material comprises one or more metals, one or more metal alloys, one or more ceramics, one or more carbon allotrope, one or more polymeric materials, or a combination thereof. 제23항에 있어서, 상기 재료는 동을 포함하는 온도 조절 팽창 밸브(16).24. The temperature regulating expansion valve (16) of claim 23, wherein said material comprises copper.
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