KR20050011715A - 팽창 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 내부에서 직각으로 구부러진 저압 통로를 갖는 팽창 밸브에 있어서, 저압 통로를 냉매가 통과함으로서 발생하는 이상음 및 냉매 유동음을 저감시키는 것이다.

증발기로부터 복귀되어 온 냉매가 도입되는 포트(T3) 및 본체 블럭(2)을 통과하여 압축기로 냉매가 도출되는 포트(T4)의 축선이 직교하는 저압 통로 내의 교차부에 있어서, 파워 엘리먼트로부터 밸브 부재로 구동력을 전달하는 샤프트(15) 및 그 홀더(18)가 삽입되는 방향에 본체 블럭(2)에 구멍(20)을 개방하고, 이 구멍(20)과 동일 직경의 드릴로 포트(T3, T4)와 동축의 구멍(22, 21)을 개방하였을 때에 한 쪽 드릴의 선단부가 다른 쪽 드릴에 의해 개방되는 구멍(22, 21)을 넘는 일이 없도록 하여 서로 구멍(22, 21)을 개방하고, 냉매의 유속이 빨라지는 외주측의 내벽을 원활하게 연속시키도록 하여 경계가 직각 이하의 오목부 또는 엣지부가 없는 구조로 하였다.

Description

팽창 밸브 {Expansion Valve}

본 발명은 팽창 밸브에 관한 것으로, 특히 자동차용 에어컨 시스템의 냉동 사이클 중에서 증발기 출구에서의 냉매의 온도 및 압력을 감지하여 증발기에 공급하는 냉매의 유량을 제어하는 팽창 밸브에 관한 것이다.

자동차용 에어컨 시스템에서는 압축기에 의해 압축된 고온 및 고압의 가스 냉매를 콘덴서에서 응축하고, 리시버/드라이어로 기액 분리된 액냉매를 팽창 밸브로 단열 팽창시킴으로써 저온 및 저압의 냉매로 하고, 그것을 증발기에서 증발시켜 압축기로 복귀시키는 냉동 사이클이 형성되어 있다. 저온의 냉매가 공급되는 증발기는 차 실내의 공기와 열교환을 행함으로써 냉방을 행한다.

팽창 밸브는 증발기 출구측의 냉매의 온도 및 압력의 변화를 감지하여 내부의 압력이 승강하는 파워 엘리먼트와, 그 파워 엘리먼트 내의 압력의 승강을 기초로 하여 증발기 입구측에 공급하는 냉매의 유량을 제어하는 밸브부로 구성되어 있다.

파워 엘리먼트는 금속의 박판으로 이루어지는 다이어프램에 의해 구획된 감온실을 갖고, 냉매의 온도 및 압력의 변화를 받으면 감온실 내의 압력이 변화되어 다이어프램을 변위시키고, 그 다이어프램의 변위는 축선 방향으로 연장되는 샤프트를 거쳐서 밸브부의 밸브 부재로 전달되고, 이에 의해 밸브부를 개폐 동작시킴으로써 냉매의 유량을 제어하도록 하고 있다. 밸브부는 고압의 냉매가 도입되는 포트와 단열 팽창된 저압의 냉매가 도출되는 포트 사이에 형성된 통로에 밸브 시트를 갖고, 고압의 냉매를 받는 상류측으로부터 밸브 시트에 대해 가까이 또는 멀리 이동 가능하게 밸브 부재가 배치되고, 그 밸브 부재가 파워 엘리먼트로부터 밸브 구멍을 관통하여 연장되는 샤프트에 의해 개폐 구동된다.

이와 같은 팽창 밸브는 엔진 룸 내, 차 실내 또는 그들을 구획하는 격벽에 배치되고, 밸브부의 고압 입구의 포트에는 리시버/드라이어에의 배관이 접속되고, 밸브부의 저압 출구의 포트에는 증발기에의 배관이 접속되고, 파워 엘리먼트의 저압 입구의 포트에는 증발기로부터의 배관이 접속되고, 파워 엘리먼트의 저압 출구의 포트에는 압축기에의 배관이 접속되어 있다. 일반의 팽창 밸브에서는 밸브부의 고압 입구의 포트가 설치되어 있는 측면과 동일한 측면에 압축기에의 저압 출구의 포트가 설치되고, 그 측면과 반대측의 측면에는 밸브부의 저압 출구의 포트 및 증발기로부터의 저압 입구의 포트가 설치되어 있다. 즉, 팽창 밸브로부터 냉매가 도출되는 저압 출구의 포트는 팽창 밸브에 냉매가 도입되는 고압 입구의 포트의 축선에 평행한 축선에 형성되고, 증발기로부터 복귀되어 온 냉매를, 압축기를 향하게 하는 저압 출구의 포트는 동일 축선 상에 배치되어 있다. 이는, 예를 들어 좁은 엔진 룸 등의 설치 공간에 팽창 밸브 및 증발기를 부착하는 경우에, 그들의 레이아웃의 자유도에 제한을 받는 일이 있다. 예를 들어, 증발기에 접속되는 팽창 밸브의 배관의 방향과, 리시버/드라이어 및 압축기에 접속되는 팽창 밸브의 배관의 방향을 직교시키는 경우에는 팽창 밸브에 접속되는 배관을 도중에 구부려야만 하므로, 배관을 구부리기 위한 공간이 여분으로 필요해진다.

이로 인해, 배관을 접속하기 위한 포트를 각주 형상의 본체 블럭의 인접하는 2개의 측면에 설치하도록 하고 본체 블럭에 대해 직각의 방향으로 배관을 접속할 수 있도록 한 팽창 밸브가 제안되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 이 팽창 밸브에서는 밸브부의 고압 입구의 포트의 축선과 저압 출구의 포트와의 축선이 직교하고, 증발기로부터 복귀되어 온 냉매가 통과하는 저압 입구의 포트와 저압 출구의 포트와의 축선이 직교하도록 구성되어 있다. 이에 의해, 본체 블럭의 인접하는 2개의 측면에 4개의 포트가 설치되어 있으므로, 한정된 공간에 효율적으로 팽창 밸브를 설치하는 것이 가능해진다. 여기서, 증발기로부터 복귀되어 온 냉매가 통과하여 압축기를 향하는 저압 통로의 구조에 대해 설명한다.

도26은 종래의 팽창 밸브의 저압 통로의 단면을 도시하는 도면이다.

종래의 팽창 밸브는 각주 형상의 본체 블럭(100)의 인접하는 2개의 측면에 증발기로부터 복귀되어 온 냉매를 도입하는 저압 입구의 포트(101)와, 압축기에 접속되는 배관용 저압 출구의 포트(102)를 갖고, 이들 저압 입구의 포트(101) 및 저압 출구의 포트(102)와 동일한 축선 방향으로 연장되어 본체 블럭(100) 내에서 직교하는 저압 통로(103)가 형성되어 있다. 이 저압 통로(103)는 드릴로 각각의 축선이 서로 직교하도록 구멍을 개방하고, 그 때에 서로 개방된 구멍이 본체 블럭(100) 내에서 확실하게 연통하도록 한 쪽 드릴의 선단부가 다른 쪽 드릴에 의해 개방되는 구멍을 충분히 통과하는 위치까지 파들어 간다.

이에 의해, 증발기로부터 저압 입구의 포트(101)로 도입된 냉매는 저압 통로(103)에서 유동 방향이 직각으로 바뀌어지고, 저압 출구의 포트(102)로부터 압축기로 흘러가게 된다. 이 팽창 밸브 자체에서 냉매의 통로가 직각이 되어 있으므로, 이 팽창 밸브에 접속되는 배관을 구부릴 필요가 없어 최단 거리에서 배관할 수 있다.

[특허 문헌 1]

일본 특허 공개 2001-241808호 공보(단락 번호〔0024〕, 도7, 도8)

그러나, 그 저압 통로(103)는 인접하는 2개의 측면으로부터 드릴로 뚫음으로써 형성되지만, 그 때에 드릴은 그 선단부가 다른 드릴에 의해 직교하는 방향으로 개방된 원주형의 저압 통로(103)를 확실하게 통과하는 위치에 올 때까지 파들어 가므로, 서로 직교하는 저압 통로(103)의 외주측의 내벽에는 드릴의 선단부 근방에 의해 오목부(104) 및 엣지부(105)가 형성되어 있고, 이들을 내주측보다도 유속이 빠른 냉매가 통과할 때에 흐름을 흐트러뜨려 이상음을 발생시키고, 냉매의 흐름이 흐트러짐으로써 냉매 유동음이 커지게 되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 점에 비추어 이루어진 것으로, 내부에서 직각으로 구부러진 저압 통로를 갖는 팽창 밸브에 있어서, 저압 통로를 냉매가 통과함으로써 발생하는 이상음 및 냉매 유동음을 저감시키는 것을 목적으로 한다.

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 외관을 도시하는 정면도.

도2는 제1 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 외관을 도시하는 측면도.

도3은 도1의 A-A 화살표 단면도.

도4는 도2의 B-B 화살표 단면도.

도5는 도1의 C-C 화살표 단면도.

도6은 도2의 D-D 화살표 단면도.

도7은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 팽창 밸브를 고압 입구 및 저압 출구의 포트의 축선을 통과하는 평면으로부터 본 종단면도.

도8은 제2 실시 형태에 관한 팽창 밸브를 증발기측의 저압 출입구의 포트의 축선을 통과하는 평면으로부터 본 종단면도.

도9는 제2 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 저압 통로의 축선을 통과하는 평면으로부터 본 횡단면도.

도10은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 팽창 밸브를 고압 입구 및 저압 출구의 포트의 축선을 통과하는 평면으로부터 본 종단면도.

도11은 제3 실시 형태에 관한 팽창 밸브를 증발기측의 저압 출입구의 포트의축선을 통과하는 평면으로부터 본 종단면도.

도12는 제3 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 저압 통로의 축선을 통과하는 평면으로부터 본 횡단면도.

도13은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 저압 통로의 축선을 통과하는 평면으로부터 본 횡단면도.

도14는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 저압 통로의 축선을 통과하는 평면으로부터 본 횡단면도.

도15는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 저압 통로의 축선을 통과하는 평면으로부터 본 횡단면도.

도16은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 외관을 도시하는 정면도.

도17은 제7 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 외관을 도시하는 측면도.

도18은 도16의 A-A 화살표 단면도.

도19는 도17의 B-B 화살표 단면도.

도20은 도16의 C-C 화살표 단면도.

도21은 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 외관을 도시하는 정면도.

도22는 제8 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 외관을 도시하는 측면도.

도23은 도21의 A-A 화살표 단면도.

도24는 도22의 B-B 화살표 단면도.

도25는 도21의 C-C 화살표 단면도.

도26은 종래의 팽창 밸브의 저압 통로의 단면을 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 팽창 밸브

2 : 본체 블럭

3 : 밸브 시트

4 : 밸브 부재

5 : 밸브 부재 받침

6 : 압축 코일 스프링

7 : 스프링 받침

8 : 조정 나사

9 : 파워 엘리먼트

10 : 상부 하우징

11 : 하부 하우징

12 : 다이어프램

13 : 디스크

14 : 금속 볼

15 : 샤프트

16 : 관통 구멍

17 : O링

18 : 홀더

19 : 스프링

20, 21, 22 : 구멍

23 : 관통 구멍

24 : 나사 구멍

25 : 보링 구멍

26 : 내열 캡

27 : 내벽

28 : 능선

29 : 절삭면

30 : 밸브 케이스

31 : 균압 구멍

32 : 본체

33 : 스토퍼

34, 37 : 스프링

35 : 구획판

36 : 활성탄

38 : 덮개

39 : 고정륜

T1, T2, T3, T4 : 포트

본 발명에서는 상기 문제를 해결하기 위해, 각주체의 인접하는 측면에 내부에서 직각으로 구부러진 저압 통로에 연통하는 포트가 개구되어 있는 팽창 밸브에 있어서, 상기 저압 통로는 상기 인접하는 측면으로부터 상기 포트의 축선에 따라서각각 제1 및 제2 구멍을 개방해 갈 때에 한 쪽 드릴의 선단부가 다른 쪽 드릴에 의해 개방되는 상기 제1 또는 제2 구멍 속에서 정지하도록 하여 서로 상기 제1 및 제2 구멍을 개방함으로써 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브가 제공된다.

이와 같은 팽창 밸브에 따르면, 드릴에 의해 개방되는 제1 및 제2 구멍이 서로 관통하는 전방에서 교차하도록 하여 저압 통로가 형성되므로, 저압 통로의 교차부의 외주에 경계가 직각 이하의 오목부 또는 엣지부를 없앨 수 있다. 이에 의해, 증발기로부터 복귀되어 온 냉매가 저압 통로를 통과할 때, 유속이 빨라지는 교차부의 외주측에서 냉매의 흐름이 흐트러지는 일이 없어져 흐름의 흐트러짐에 기인하는 이상음 및 냉매 유동음의 발생을 저감시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 외관을 도시하는 정면도, 도2는 제1 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 외관을 도시하는 측면도, 도3은 도1의 A-A 화살표 단면도, 도4는 도2의 B-B 화살표 단면도, 도5는 도1의 C-C 화살표 단면도, 도6은 도2의 D-D 화살표 단면도이다.

제1 실시 형태에 관한 팽창 밸브(1)는, 도1에 도시한 바와 같이 그 본체 블럭(2)의 정면에 콘덴서로부터 고온 및 고압의 냉매를 받도록 고압 냉매 배관이 접속되는 고압 입구의 포트(T1)와, 압축기에 이르는 냉매 배관에 접속되는 저압 출구의 포트(T4)가 설치되고, 도2에 도시한 바와 같이 본체 블럭(2)의 좌측면에는 이 팽창 밸브(1)로 감압 및 팽창된 저온 및 저압의 냉매를 증발기로 공급하도록 저압 냉매 배관이 접속되는 저압 출구의 포트(T2)와, 증발기 출구로부터의 냉매 배관에접속되는 저압 입구의 포트(T3)가 설치되어 있다.

본체 블럭(2) 중에는, 도3 및 도4에 도시한 바와 같이 포트(T1)로부터 포트(T2)로 연통하는 유체 통로에 밸브 시트(3)가 본체 블럭(2)과 일체로 형성되고, 그 밸브 시트(3)의 상류측에는 밸브 시트(3)와 대향하여 볼형의 밸브 부재(4)가 배치되어 있다. 이에 의해, 밸브 시트(3)와 밸브 부재(4) 사이의 간극이 고압의 냉매를 교축하는 가변 오리피스를 구성하고, 냉매는 이 가변 오리피스를 통과할 때에 단열 팽창된다.

또한, 고압 입구의 포트(T1)측의 유체 통로에는 밸브 부재(4)를 받는 밸브 부재 받침(5)과, 밸브 부재(4)를 밸브 시트(3)에 안착시키는 방향에 밸브 부재 받침(5)을 거쳐서 압박하는 압축 코일 스프링(6)이 배치되고, 이 압축 코일 스프링(6)은 스프링 받침(7) 및 이 압축 코일 스프링(6)의 하중을 조절하도록 본체 블럭(2)에 나사 부착된 조정 나사(8)에 의해 받아지고 있다.

본체 블럭(2)의 상단부에는 파워 엘리먼트(9)가 설치되어 있다. 이 파워 엘리먼트(9)는 두꺼운 금속제의 상부 하우징(10) 및 하부 하우징(11)과, 이들에 의해 둘러싸인 공간을 구획하도록 배치된 가요성이 있는 금속 박판으로 이루어지는 다이어프램(12)과, 이 다이어프램(12)의 하면에 배치된 디스크(13)에 의해 구성되어 있다. 상부 하우징(10)과 다이어프램(12)에 의해 둘러싸인 공간은 감온실을 구성하고, 여기에 냉매 가스 등이 충전되고, 금속 볼(14)을 상부 하우징(10)에 저항 용접함으로써 폐지되어 있다. 디스크(13)는 그 상부가 반경 방향 외측으로 돌출되어 대경으로 형성되어 있고, 그 대경부의 하면은 하부 하우징(11)의 대향하는 내벽면에 접촉되도록 하여 다이어프램(12)의 하방에의 이동을 규제하는 스토퍼로서 기능하고, 이 팽창 밸브(1)의 최대의 밸브 개방도를 규정하고 있다.

디스크(13)의 하방에는 다이어프램(12)의 변위를 밸브 부재(4)로 전달하는 샤프트(15)가 배치되어 있다. 이 샤프트(15)는 본체 블럭(2)의 중심에 형성된 관통 구멍(16)에 삽입 관통되어 있다.

이 관통 구멍(16)은 그 상부가 확대 개방 형성되어 있고, 그 단차부에 O링(17)이 배치되어 있다. 이 O링(17)은 샤프트(15)와 관통 구멍(16) 사이의 간극을 밀봉하고, 그 간극을 거쳐서 냉매가 포트(T3, T4) 사이의 저압 통로로 누설되는 것을 방지하고 있다.

또한, 샤프트(15)의 상단부는 포트(T3, T4) 사이의 저압 통로를 가로질러 수직 하강하는 통형부를 갖는 홀더(18)에 의해 보유 지지되어 있다. 이 홀더(18)의 하단부는 관통 구멍(16)의 확대 개방부에 끼워 넣어지고, 그 하부 단부면이 관통 구멍(16)의 상부 개구단부 방향에의 O링(17)의 이동을 규제하고 있다.

홀더(18)의 상부에는 디스크(13)가 다이어프램(12)의 변위 방향으로 전후진 가능하게 보유 지지되어 있고, 또한, 샤프트(15)에 대해 횡방향으로부터 압박하는 스프링(19)이 배치되어 있다. 이 스프링(19)으로 샤프트(15)에 횡하중을 부여하는 구성으로 한 것에 의해, 고압 입구의 포트(T1)로 도입되는 고압 냉매에 압력 변동이 있었을 때에 샤프트(15)의 축선 방향의 동작이 민감하게 반응하지 않도록 하고, 샤프트(15)의 축선 방향의 진동에 의한 이상 진동음의 발생을 억제하는 제진 기구를 구성하고 있다. 또한, 홀더(18)의 상부는 포트(T3, T4) 사이를 연통하고 있는저압 통로와 다이어프램(12)의 하방 공간을 연통시키는 균압 통로를 갖고, 증발기로부터 복귀되어 온 냉매를 다이어프램(12)의 하방 공간으로 도입할 수 있도록 하고 있다.

포트(T3, T4) 사이를 연통하고 있는 저압 통로는, 도3 내지 도5에 도시한 바와 같이 본체 블럭(2)의 상면으로부터 엔드밀과 같은 도구를 이용하여 원주형의 구멍(20)을 형성하고, 또한 본체 블럭(2)의 정면의 측면으로부터 드릴을 이용하여 구멍(20)에 연통하도록 포트(T4)와 동축의 구멍(21)을 개방하고, 본체 블럭(2)의 좌측면으로부터 드릴을 이용하여 구멍(20)에 연통하도록 포트(T3)와 동축의 구멍(22)을 개방함으로써 형성된다. 이 때, 구멍(20, 21, 22)의 직경을 동일하게 하고, 그들의 중심 축선을 서로 직교시킴으로써 저압 통로에 있어서의 교차부의 외주부가 R형상이 된다. 따라서, 저압 통로를 냉매가 흐를 때, 유속이 빨라지는 교차부의 R형상이 냉매를 정류하여 원활하게 흐르기 때문에, 냉매의 흐름이 흐트러지는 데 기인하는 이상음 및 냉매 유동음의 발생을 저감시킬 수 있다.

또한, 본체 블럭(2)에는 도2 및 도3에 도시한 바와 같이, 팽창 밸브를 부착하기 위한 볼트를 통과시키는 관통 구멍(23)이 형성되고, 도1 및 도3에 도시한 바와 같이 팽창 밸브를 부착하기 위한 스터드 볼트를 심어 마련하는 나사 구멍(24)이 형성되어 있다. 볼트를 통과시키는 관통 구멍(23)에 대해서는, 도6에 도시한 바와 같이 한 쪽의 개구단부측에 관통 구멍(23)과 동축의 보링 구멍(25)이 형성되어 있다. 이에 의해, 부착용 볼트의 헤드부를 보링 구멍(25)에 위치하도록 관통 구멍(23)에 볼트를 통과시킴으로써 볼트의 헤드부가 본체 블럭(2)으로부터 비어져 나오는 일이 없어져 팽창 밸브(1)의 설치 공간을 더 줄일 수 있다. 그리고, 본체 블럭(2)의 상부의 파워 엘리먼트(9)에는 내열 캡(26)이 씌워져 있다. 이 내열 캡(26)은, 특히 팽창 밸브(1)를 엔진 룸 내에 배치하는 경우에 이용되는 것으로, 엔진 룸 내의 분위기가 매우 고온이 되므로, 파워 엘리먼트(9)가 그 분위기의 온도에 영향을 받지 않도록 하여 팽창 밸브(1)의 온도 특성을 개선하도록 하고 있다.

이상의 구성의 팽창 밸브(1)에 있어서, 에어컨을 기동하기 전, 파워 엘리먼트(9)는 에어컨 운전 중의 경우보다도 충분히 높은 온도를 검출하고 있으므로, 파워 엘리먼트(9)의 감온실의 압력이 올라가고 있고, 다이어프램(12)은 도면의 하방으로 변위하여 디스크(13)가 하부 하우징(11)에 접촉하고 있다. 이 다이어프램(12)의 변위는 샤프트(15)를 거쳐서 밸브부의 밸브 부재(4)로 전달되고, 팽창 밸브(1)는 완전 개방 상태가 되어 있다. 이로 인해, 에어컨 기동시에 팽창 밸브(1)는 최대 유량의 냉매를 증발기로 공급한다.

증발기로부터의 냉매가 차가워짐에 따라서 파워 엘리멘트(9)의 감온실의 온도가 내려가고, 감온실 내의 냉매 가스가 다이어프램(12)의 내표면에서 응축된다. 이에 의해, 감온실 내의 압력이 저하되어 다이어프램(12)이 상방으로 변위되므로, 샤프트(15)가 압축 코일 스프링(6)에 압박되어 상방으로 이동한다. 그 결과, 밸브 부재(4)가 밸브 시트(3)측으로 이동함으로써 가변 오리피스의 유로 면적이 줄고, 증발기로 송입되는 냉매의 유량이 줄어, 냉방 부하에 따른 유량의 밸브 개방도로 정정된다.

도7은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 팽창 밸브를 고압 입구 및 저압 출구의 포트의 축선을 통과하는 평면으로부터 본 종단면도, 도8은 제2 실시 형태에 관한 팽창 밸브를 증발기측의 저압 출입구의 포트의 축선을 통과하는 평면으로부터 본 종단면도, 도9는 제2 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 저압 통로의 축선을 통과하는 평면으로부터 본 횡단면도이다. 또한, 제2 실시 형태에 관한 팽창 밸브는 제1 실시 형태에 관한 팽창 밸브와 동일한 개관을 갖고 있으므로, 외관을 나타내는 도면은 생략하고 있다. 또한, 도7 내지 도9에 있어서, 도1 내지 도6에 도시한 구성 요소와 동일하거나 또는 동등한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 상세한 설명은 생략한다.

본 제2 실시 형태에 관한 팽창 밸브에서는 포트(T3, T4) 사이를 연통하고 있는 저압 통로의 교차부를 제1 실시 형태에 관한 팽창 밸브보다도 넓게 형성하고 있다. 즉, 도7 내지 도9에 도시한 바와 같이, 본체 블럭(2)의 상면으로부터 엔드밀과 같은 도구를 이용하여 구멍을 개방한 후, 보링 바이트와 같은 도구를 이용하여 보링 가공함으로써 원주형의 구멍(20)을 형성하고, 또한 본체 블럭(2)의 정면의 측면으로부터 드릴을 이용하여 구멍(20)에 연통하도록 포트(T4)와 동축의 구멍(21)을 개방하고, 본체 블럭(2)의 좌측면으로부터 드릴을 이용하여 구멍(20)에 연통하도록 포트(T3)와 동축의 구멍(22)을 개방함으로써 저압 통로의 교차부를 형성하고 있다. 이에 의해, 저압 통로에 있어서의 교차부의 외주부가 R형상이 되는 동시에, 교차부의 통로가 넓어진다. 따라서, 저압 통로를 냉매가 흐를 때, 유속이 빨라지는 교차부의 R형상이 냉매를 정류하여 원활하게 흐르기 때문에, 냉매의 흐름이 흐트러지는 데 기인하는 이상음 및 냉매 유동음의 발생을 저감시킬 수 있다.

도10은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 팽창 밸브를 고압 입구 및 저압 출구의 포트의 축선을 통과하는 평면으로부터 본 종단면도, 도11은 제3 실시 형태에 관한 팽창 밸브를 증발기측의 저압 출입구의 포트의 축선을 통과하는 평면으로부터 본 종단면도, 도12는 제3 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 저압 통로의 축선을 통과하는 평면으로부터 본 횡단면도이다. 또한, 제3 실시 형태에 관한 팽창 밸브에 대해서도 제1 실시 형태에 관한 팽창 밸브와 동일한 개관을 갖고 있으므로, 외관을 도시하는 도면은 생략하고 있다. 또한, 도10 내지 도12에 있어서, 도1 내지 도6에 도시한 구성 요소와 동일하거나 또는 동등한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 상세한 설명은 생략한다.

본 제3 실시 형태에 관한 팽창 밸브에서는 포트(T3, T4) 사이를 연통하고 있는 저압 통로를 선단부가 둥글게 되어 있는 도구를 이용하여 형성하고 있다. 즉, 본체 블럭(2)의 정면의 측면으로부터 선단부가 둥글게 되어 있는 드릴을 이용하여 포트(T4)와 동축의 구멍(21)을 개방하고, 본체 블럭(2)의 좌측면으로부터 선단부가 둥글게 되어 있는 드릴을 이용하여 포트(T3)와 동축의 구멍(22)을 개방함으로써 저압 통로의 교차부를 형성하고 있다. 이 때, 구멍(21, 22)의 한 쪽을 개방하는 경우에 드릴의 선단부가 구멍(21, 22)의 다른 쪽 내벽에 일치하는 위치에서 드릴을 멈추도록 한다. 이에 의해, 저압 통로의 교차부는 그 외주부가 드릴 선단부의 외형에 따른 R형상의 내벽(27)에 형성되게 된다. 따라서, 포트(T3)로 도입된 냉매는 저압 통로의 R형상의 내벽(27)에 따라서 흐르기 때문에, 냉매의 흐름이 흐트러지는 데 기인하는 이상음 및 냉매 유동음의 발생을 저감시킬 수 있다.

도13은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 저압 통로의 축선을 통과하는 평면으로부터 본 횡단면도이다. 또한, 제4 실시 형태에 관한 팽창 밸브는 제3 실시 형태에 관한 팽창 밸브와 동일한 개관 및 종단면 구조를 갖고 있으므로, 외관 및 종단면을 나타내는 도면은 생략하고 있다. 또한, 도13에 있어서 도12에 도시한 구성 요소와 동일하거나 또는 동등한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 상세한 설명은 생략한다.

본 제4 실시 형태에 관한 팽창 밸브에서는 포트(T3, T4) 사이를 연통하고 있는 저압 통로의 교차부에 있어서, 드릴 가공에 의해 생긴 가공의 이음매인 능선(28)을 깎아내어 교차부의 내주측에 엣지부를 없애도록 하고 있다. 능선(28)은 포트(T3, T4)의 각각으로부터 가공 바이트 또는 엔드밀과 같은 도구를 넣음으로써 절삭 가공된다. 이에 의해, 교차부의 내주측의 내벽면에 절삭면(29)이 형성되어 제3 실시 형태에 관한 팽창 밸브에 있던 90도의 엣지부가 그것보다 큰 각도가 되고, 냉매는 교차부의 내주측을 원활하게 흐를 수 있게 되어, 이에 의해 이상음 및 냉매 유동음의 발생을 더욱 저감시킬 수 있다.

도14는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 저압 통로의 축선을 통과하는 평면으로부터 본 횡단면도이다. 또한, 제5 실시 형태에 관한 팽창 밸브는 제3 실시 형태에 관한 팽창 밸브와 대략 같은 개관 및 종단면 구조를 갖고 있으므로, 외관 및 종단면을 나타내는 도면은 생략하고 있다. 또한, 도14에 있어서 도12에 도시한 구성 요소와 동일하거나 또는 동등한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 상세한 설명은 생략한다.

본 제5 실시 형태에 관한 팽창 밸브에서는 포트(T3, T4) 사이를 연통하고 있는 저압 통로를 120도의 선단부각(절삭날각)을 갖고 있는 도구를 이용하여 형성하고 있다. 즉, 본체 블럭(2)의 정면의 측면으로부터 선단부각이 120도인 드릴을 이용하여 포트(T4)와 동축의 구멍(21)을 개방하고, 본체 블럭(2)의 좌측면으로부터 선단부각이 120도인 드릴을 이용하여 포트(T3)와 동축의 구멍(22)을 개방함으로써 저압 통로의 교차부를 형성하고 있다. 이 드릴 가공시에 드릴의 선단부가 구멍(21, 22)의 내벽에 이르는 전방의 위치에서 드릴을 각각 멈추도록 한다. 이에 의해, 저압 통로의 교차부는 그 외주부가 드릴 선단부의 외형에 따른 형상의 조합에 의한 내벽(27)에 형성되게 된다. 이 때, 드릴 선단부의 가공에 의해 가공의 이음매인 엣지부가 생기지만, 그 엣지부의 각도는 150도로 둔각이므로, 엣지부에 의해 냉매류의 흐트러짐의 영향은 적다. 따라서, 포트(T3)로 도입된 냉매는 저압 통로의 외주부에서 대략 내벽(27)에 따라서 흐르기 때문에, 냉매의 흐름이 흐트러지는 데 기인하는 이상음 및 냉매 유동음의 발생을 저감시킬 수 있다.

도15는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 저압 통로의 축선을 통과하는 평면으로부터 본 횡단면도이다. 또한, 제6 실시 형태에 관한 팽창 밸브는 제3 실시 형태에 관한 팽창 밸브와 대략 같은 개관 및 종단면 구조를 갖고 있으므로, 외관 및 종단면을 도시하는 도면은 생략하고 있다. 또한, 도15에 있어서 도14에 도시한 구성 요소와 동일하거나 또는 동등한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 상세한 설명은 생략한다.

본 제6 실시 형태에 관한 팽창 밸브에서는 포트(T3, T4) 사이를 연통하고 있는 저압 통로를 90도의 선단부각(절삭날각)을 갖고 있는 도구를 이용하여 형성하고 있다. 즉, 본체 블럭(2)의 정면의 측면으로부터 선단부각이 90도인 드릴을 이용하여 포트(T4)와 동축의 구멍(21)을 개방하고, 본체 블럭(2)의 좌측면으로부터 선단부각이 90도인 드릴을 이용하여 포트(T3)와 동축의 구멍(22)을 개방함으로써 저압 통로의 교차부를 형성하고 있다. 이 드릴 가공에서 구멍(21, 22)의 한 쪽을 개방하는 경우에 드릴의 선단부가 구멍(21, 22)의 다른 쪽 내벽에 일치하는 위치에서 드릴을 멈추도록 한다. 이에 의해, 저압 통로의 교차부는 그 외주부가 드릴의 선단부 형상에 일치한 내벽(27)에 형성되게 된다. 따라서, 포트(T3)로 도입된 냉매는 저압 통로의 내벽(27)에 따라서 흐르기 때문에, 냉매의 흐름이 흐트러지는 데 기인하는 이상음 및 냉매 유동음의 발생을 저감시킬 수 있다.

도16은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 외관을 도시하는 정면도, 도17은 제7 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 외관을 도시하는 측면도, 도18은 도16의 A-A 화살표 단면도, 도19는 도17의 B-B 화살표 단면도, 도20은 도16의 C-C 화살표 단면도이다. 도16 내지 도20에 있어서, 도1 내지 도5에 도시한 구성 요소와 동일하거나 또는 동등한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 상세한 설명은 생략한다.

제7 실시 형태에 관한 팽창 밸브(1)는 제1 내지 제6 실시 형태에 관한 팽창 밸브(1)가 소위 블럭 타입인 것에 대해 플러그 타입이라 불리우고 있는 것이다. 이 팽창 밸브(1)는 밸브부와 파워 엘리먼트(9)를 갖고 팽창 밸브 기능을 가진 블럭과, 밸브 케이스(30)를 구비하고, 블럭을 밸브 케이스(30)에 삽입하여 고정함으로써 구성되어 있다. 도16 및 도17에 도시한 바와 같이, 밸브 케이스(30)에는 그 인접하는 2개의 측면에 포트(T1, T4) 및 포트(T2, T3)가 설치되어 있다.

포트(T3, T4) 사이를 연통하고 있는 저압 통로는, 도20에 도시한 바와 같이 밸브 케이스(30)의 상면으로부터 엔드밀과 같은 도구를 이용하여 원주형의 구멍(20)을 형성하고, 또한 밸브 케이스(30)의 정면의 측면으로부터 드릴을 이용하여 구멍(20)에 연통하도록 포트(T4)와 동축의 구멍(21)을 개방하고, 밸브 케이스(30)의 좌측면으로부터 드릴을 이용하여 구멍(20)에 연통하도록 포트(T3)와 동축의 구멍(22)을 개방함으로써 형성된다. 이 저압 통로를 가로질러 배치되는 플러그는 제1 내지 제6 실시 형태에 관한 팽창 밸브(1)의 홀더(18)의 외부 직경보다도 크기 때문에, 구멍(20)의 직경을 구멍(21, 22)보다도 크게 하고 있다. 이에 의해, 저압 통로의 외주측의 내벽에는 예각의 엣지부가 없어지므로, 저압 통로를 냉매가 흐를 때에 냉매가 교차부를 원활하게 흐르는 것이 되므로, 이상음 및 냉매 유동음의 발생을 저감시킬 수 있다.

플러그의 파워 엘리먼트(9)는, 도18 및 도19에 도시한 바와 같이 상부 하우징(10), 하부 하우징(11), 다이어프램(12) 및 디스크(13)를 구비하고 있다. 디스크(13)는, 도19에 도시된 바와 같이 중앙부에 다이어프램(12)과 접촉하고 있는 평면에 대해 비스듬히 경사진 경사면부와, 그 경사면부로부터 연장되어 수직 하강되어 있고 하부 하우징(11)의 내벽면에 접촉하고 있는 미끄럼 이동부가 일체로 형성되어 있다.

하부 하우징(11)의 하방의 개구단부에는 홀더(18)가 용착되어 있고, 그 용착된 외주부의 일부에는 디스크(13)가 배치되어 있는 다이어프램(12)의 하측의 공간을 개방하는 균압 구멍(31)이 마련되어 있다.

플러그의 밸브부는 상단부가 홀더(18)에 나사 부착된 본체(32)를 갖고, 그 본체(32)의 축선 방향으로 전후진 가능하게 샤프트(15)가 지지되어 있다. 그 샤프트(15)의 상단부는 홀더(18)를 관통하여 다이어프램(12)의 하측의 공간으로 연장되어 있고, 디스크(13)의 중앙의 경사면에 접촉하고 있다. 샤프트(15)의 하단부면에는 볼 형상의 밸브 부재(4)가 스폿 용접되어 있고, 따라서 이 밸브 부재(4)는 샤프트(15)의 전후진 동작에 연동하여 본체(32)에 일체로 형성된 밸브 시트(3)에 대해 접리 가능하게 되어 있다.

샤프트(15)는, 또한 그 상방 위치에 홈이 주위 설치되어 있고, 그 홈에 스토퍼(33)가 끼워 맞추어져 있다. 이 스토퍼(33)와 본체(32) 내에 형성된 단차부 사이에는 워셔를 거쳐서 스프링(34)이 샤프트(15)를 권취하도록 배치되어 있다. 이에 의해, 스프링(34)은 본체(32)에 관하여 샤프트(15)를 디스크(13)의 경사면에 항시 압박하여 샤프트(15)에 횡하중을 부여하는 동시에, 샤프트(15)에 고정 부착된 밸브 부재(4)를 폐쇄 밸브 방향으로 압박한다. 이 스프링(34)은, 또한 샤프트(15)에 부여하는 횡하중의 반력이 디스크(13)의 미끄럼 이동부를 하부 하우징(11)의 내벽면에 압박하는 작용을 하고, 샤프트(15)의 축선 방향의 움직임에 미끄럼 이동 저항을 부여하여 축선 방향의 불필요 진동을 억제하도록 하고 있다.

그리고, 홀더(18)에 나사 부착되어 있는 본체(32)는 홀더(18)에 나사 삽입하는 양을 조절함으로써 스프링(19)의 하중을 바꿀 수 있고, 이에 의해 이 팽창 밸브(1)의 세트치를 조정하도록 하고 있다.

이상과 같은 구성의 플러그를 밸브 케이스(30)에 장착함으로써 팽창 밸브(1)가 구성된다. 플러그의 밸브 케이스(30)에의 부착은 플러그를 밸브 케이스(30) 상으로부터 삽입하고, 하부 하우징(11)의 수직 하강부 외주위면에 새겨진 나사부에 의해 파워 엘리멘트(9)를 밸브 케이스(30)에 나사 부착함으로써 행해진다. 또한, 이 구성의 팽창 밸브(1)에 있어서도 그 동작은 제1 내지 제6 실시 형태에 관한 팽창 밸브(1)와 동일하므로 그 설명은 생략한다.

도21은 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 외관을 도시하는 정면도, 도22는 제8 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 외관을 도시하는 측면도, 도23은 도21의 A-A 화살표 단면도, 도24는 도22의 B-B 화살표 단면도, 도25는 도21의 C-C 화살표 단면도이다. 도21 내지 도25에 있어서, 도16 내지 도20에 도시한 구성 요소와 동일하거나 또는 동등한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 상세한 설명은 생략한다.

제8 실시 형태에 관한 팽창 밸브(1)는 캡슐 타입이라 불리우는 것으로, 밸브부와 파워 엘리먼트(9)를 갖고 팽창 밸브 기능을 가진 캡슐과, 밸브 케이스(30)를 구비하고, 캡슐을 밸브 케이스(30) 내에 장착함으로써 구성되어 있다. 도21 및 도22에 도시한 바와 같이, 밸브 케이스(30)에는 그 인접하는 2개의 측면에 포트(T1, T4) 및 포트(T2, T3)가 설치되어 있다.

포트(T3, T4) 사이를 연통하고 있는 저압 통로는, 도25에 도시한 바와 같이 밸브 케이스(30)의 상면으로부터 엔드밀과 같은 도구를 이용하여 원주형의 구멍(20)을 형성하고, 또한 밸브 케이스(30)의 정면의 측면으로부터 드릴을 이용하여 구멍(20)에 연통하도록 포트(T4)와 동축의 구멍(21)을 개방하고, 밸브 케이스(30)의 좌측면으로부터 드릴을 이용하여 구멍(20)에 연통하도록 포트(T3)와 동축의 구멍(22)을 개방함으로써 형성된다. 이 저압 통로에는 캡슐의 파워 엘리먼트(9)가 배치되어 그 상부의 공간을 냉매가 흐른다. 저압 통로의 교차부는, 그 외주측의 내벽에는 예각의 엣지부가 없으므로, 냉매는 이 교차부를 원활하게 흐르게 할 수 있으므로, 이상음 및 냉매 유동음의 발생을 저감시킬 수 있다.

캡슐의 파워 엘리먼트(9)는, 도23 및 도24에 도시한 바와 같이 상부 하우징(10), 하부 하우징(11), 다이어프램(12), 구획판(35) 및 디스크(13)를 구비하고, 상부 하우징(10)과 구획판(35)에 의해 둘러싸인 방에는 온도 특성을 조절하기 위한 활성탄(36)이 들어가 있다.

캡슐의 밸브부는 상단부가 하부 하우징(11)에 나사 부착된 본체(32)를 갖고, 그 본체(32)의 축선 방향으로 전후진 가능하게 샤프트(15)가 배치되어 있다. 그 샤프트(15)의 상단부는 본체(32)의 상단부에 배치된 홀더(18)에 의해 지지되어 있다. 홀더(18)는 스프링(37)에 의해 디스크(13)에 접촉하도록 압박되어 있다. 샤프트(15)의 하단부면은 압축 코일 스프링(6)에 의해 밸브 부재 받침(5)을 거쳐서 압박되는 볼 형상의 밸브 부재(4)가 접촉되어 있다. 압축 코일 스프링(6)은 밸브 케이스(30)에 나사 부착된 조정 나사(8)에 의해 하중이 조절되고, 이에 의해 이 팽창 밸브(1)의 세트치가 조정되어 있다.

이상과 같은 구성의 캡슐을 밸브 케이스(30)에 장착함으로써 팽창 밸브(1)가구성된다. 캡슐의 밸브 케이스(30)에의 부착은 캡슐을 밸브 케이스(30) 상으로부터 삽입하고, 밸브 케이스(30)의 상부 개구부를 덮개(38)로 폐지하고, 이 덮개(38)를 C링과 같은 고정륜(39)에 의해 고정함으로써 행해진다. 또한, 이 구성의 팽창 밸브(1)에 있어서도 그 동작은 제1 내지 제7 실시 형태에 관한 팽창 밸브(1)와 동일하므로 그 설명은 생략한다.

본 발명의 팽창 밸브는 이상음 및 냉매 유동음을 저감할 수 있으므로, 승무원에게 불쾌감을 주는 일이 없다는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 각주체의 인접하는 측면에 내부에서 직각으로 구부러진 저압 통로에 연통하는 포트가 개구되어 있는 팽창 밸브이며,

   상기 저압 통로는 상기 인접하는 측면으로부터 상기 포트의 축선에 따라서 각각 제1 및 제2 구멍을 개방해 갈 때에 한 쪽 드릴의 선단부가 다른 쪽 드릴에 의해 개방되는 상기 제1 또는 제2 구멍 속에서 정지하도록 하여 서로 상기 제1 및 제2 구멍을 개방함으로써 형성되어 있는 팽창 밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 포트의 축선과 서로 직교하는 축선에 따라서 개방되어 상기 저압 통로의 교차부에 적어도 상기 저압 통로를 형성하는 상기 제1 및 제2 구멍의 직경과 같은 직경을 갖는 제3 구멍을 구비하고 있는 팽창 밸브.
3. 제1항에 있어서, 상기 저압 통로는 상기 한 쪽 드릴의 선단부가 상기 다른 쪽 드릴에 의해 개방되는 상기 제1 또는 제2 구멍의 외주측의 내벽에 일치하도록 하여 서로 상기 제1 및 제2 구멍을 개방함으로써 형성되어 있는 팽창 밸브.
4. 제1항에 있어서, 상기 저압 통로는 상기 한 쪽 드릴의 선단부가 상기 다른 쪽 드릴에 의해 개방되는 상기 제1 또는 제2 구멍의 외주측의 내벽에 일치하는 동시에 상기 한 쪽 드릴의 절삭날각의 경사면이 상기 다른 쪽 드릴의 절삭날각의 경사면에 일치하도록 하여 서로 상기 제1 및 제2 구멍을 개방함으로써 형성되어 있는 팽창 밸브.
5. 제1항에 있어서, 상기 저압 통로는 드릴 가공에 의해 생기는 상기 제1 및 제2 구멍의 가공의 이음매인 능선이 절삭되어 있는 팽창 밸브.