KR20070092118A - Expansion valve - Google Patents
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Abstract
Description
도1은 본 발명의 팽창 밸브를 적용한 냉동 사이클을 도시하는 시스템도.1 is a system diagram showing a refrigeration cycle to which the expansion valve of the present invention is applied.
도2는 제1 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 구성을 도시하는 중앙 종단면도.FIG. 2 is a central longitudinal cross-sectional view showing a configuration of the expansion valve according to the first embodiment. FIG.
도3은 제2 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 구성을 도시하는 중앙 종단면도.3 is a central longitudinal sectional view showing a configuration of an expansion valve according to a second embodiment;
도4는 제3 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 구성을 도시하는 중앙 종단면도.4 is a central longitudinal sectional view showing a configuration of an expansion valve according to a third embodiment.
도5는 제4 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 구성을 도시하는 중앙 종단면도.5 is a central longitudinal cross-sectional view showing a configuration of an expansion valve according to a fourth embodiment.
도6은 제5 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 구성을 도시하는 중앙 종단면도.6 is a central longitudinal cross-sectional view showing a configuration of an expansion valve according to a fifth embodiment.
도7은 제6 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 구성을 도시하는 중앙 종단면도.FIG. 7 is a central longitudinal sectional view showing a configuration of an expansion valve according to a sixth embodiment. FIG.
도8은 제7 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 구성을 도시하는 중앙 종단면도.8 is a central longitudinal cross-sectional view showing a configuration of an expansion valve according to a seventh embodiment.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
1 : 압축기1: compressor
2 : 응축기2: condenser
3 : 팽창 밸브3: expansion valve
3a, 3b : 바이패스 통로3a, 3b: bypass passage
4 : 증발기4: evaporator
5 : 내부 열교환기5: internal heat exchanger
10 : 팽창 밸브10: expansion valve
11 : 몸체11: body
12 : 고압 냉매 입구12: high pressure refrigerant inlet
13 : 저압 냉매 출구13: low pressure refrigerant outlet
14 : 냉매 통로 입구14: refrigerant passage inlet
15 : 냉매 통로 출구15: refrigerant passage outlet
16 : 밸브 시트16: valve seat
17 : 밸브 본체17: valve body
18 : 밸브 본체 받이부18: valve body receiving part
19 : 압축 코일 스프링19: compression coil spring
20 : 스프링 받이부20: spring receiving part
21 : 조정 나사21: adjusting screw
22 : 상부 하우징22: upper housing
23 : 하부 하우징23: lower housing
24 : 다이어프램24: diaphragm
25 : 디스크25: disk
26 : 샤프트26: shaft
27 : 냉매 통로27: refrigerant passage
28 : 홀더28: holder
29 : 압축 코일 스프링29: compression coil spring
30 : 바이패스 통로30: bypass passage
31 : 밸브 시트31: valve seat
32 : 밸브 본체32: valve body
33 : 압축 코일 스프링33: compression coil spring
34 : 스프링 받이부34: spring receiving part
35 : 오리피스35: orifice
36 : 이중관36: double pipe
36a : 외관36a: appearance
36b : 내관36b: inner tube
40, 50, 60, 70, 80, 90 : 팽창 밸브 40, 50, 60, 70, 80, 90: expansion valve
[문헌 1] 일본 특허 공개 제2001-108308호 공보[Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-108308
본 발명은 팽창 밸브에 관한 것으로, 특히 자동차용 공기 조절 장치의 냉동 사이클에 의해 증발기 출구의 온도 및 압력에 따라 증발기에 공급하는 냉매의 유량을 제어하는 온도식의 팽창 밸브에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
자동차용 공기 조절 장치의 냉동 사이클에 있어서는 지구 온난화에 관한 환경 문제로부터, 사용 냉매를 대체 프레온(HFC-134a)으로부터 이산화탄소를 사용하는 것이 제안되어 있다. 냉매에 이산화탄소를 사용한 냉동 사이클의 시스템에서는 효율을 올리기 위해 일반적으로 내부 열교환기를 사용하도록 하고 있다(예를 들어, 문헌 1 참조).In the refrigeration cycle of the air conditioner for automobiles, it is proposed to use carbon dioxide from an alternative Freon (HFC-134a) as a refrigerant used from environmental problems related to global warming. In a refrigeration cycle system using carbon dioxide as a refrigerant, internal heat exchangers are generally used to increase efficiency (see, for example, Document 1).
내부 열교환기는 압축기에 의해 압축된 고온 고압의 냉매를 냉각하는 가스 쿨러로부터 팽창 밸브에 이르는 경로를 흐르는 냉매와, 어큐뮬레이터로부터 압축기에 이르는 경로를 흐르는 냉매 사이에서 열교환을 행하도록 구성되어 있다. 이에 의해, 어큐뮬레이터로부터 흡출된 기상의 냉매는 내부 열교환기의 고압측의 경로를 흐르는 냉매에 의해 과열된 후 압축기에 이송되게 된다. 이로 인해, 압축기에 있어서는 습기가 없는 냉매를 흡입하므로, 효율적으로 운전할 수 있다.The internal heat exchanger is configured to perform heat exchange between the refrigerant flowing through the path from the gas cooler to the expansion valve that cools the high temperature and high pressure refrigerant compressed by the compressor and the refrigerant flowing through the path from the accumulator to the compressor. As a result, the gaseous refrigerant taken out from the accumulator is overheated by the refrigerant flowing in the path on the high pressure side of the internal heat exchanger and then transferred to the compressor. For this reason, since a refrigerant | coolant without moisture is sucked in a compressor, it can operate efficiently.
이에 대해, 냉매에 HFC-134a를 사용한 냉동 사이클에 있어서도, 내부 열교환기를 도입한 시스템이 생각되어 있다. 이와 같은 시스템에 있어서도, 그 효율이 개선되는 것으로 기대되어 있다.On the other hand, also in the refrigerating cycle using HFC-134a as a refrigerant | coolant, the system which introduce | transduced the internal heat exchanger is considered. Even in such a system, the efficiency is expected to be improved.
그런데, 냉매로 HFC-134a를 사용한 냉동 사이클에 있어서는 팽창 밸브로서 온도식 팽창 밸브가 일반적으로 사용되고 있다. 이 온도식 팽창 밸브는 증발기의 출구에 있어서의 냉매가 소정의 과열도를 갖도록 제어하고 있다. 이로 인해, 응축기로부터 팽창 밸브에 이르는 경로를 흐르는 냉매와, 증발기로부터 압축기에 이르는 경로를 흐르는 냉매 사이에서 열교환을 행하도록 내부 열교환기를 마련한 냉동 사이클에서는, 증발기의 출구에서 이미 과열 상태에 있는 냉매를 내부 열교환기에서 더 과열한 후 압축기에 이송하게 되므로, 특히 냉동 사이클이 냉동 부하가 높은 상태에서 운전되어 있을 때에는, 압축기에서 압축된 냉매의 온도가 지나치게 높아 져 압축기의 윤활 오일이 높은 온도에서 열화되어 버린다는 문제가 있었다.By the way, in a refrigeration cycle using HFC-134a as a refrigerant, a thermal expansion valve is generally used as an expansion valve. This thermostatic expansion valve controls the refrigerant at the outlet of the evaporator to have a predetermined degree of superheat. For this reason, in a refrigeration cycle in which an internal heat exchanger is provided to perform heat exchange between the refrigerant flowing through the path from the condenser to the expansion valve and the refrigerant flowing through the path from the evaporator to the compressor, the refrigerant that has already been overheated at the outlet of the evaporator is stored inside. Since the heat exchanger is overheated and then transferred to the compressor, especially when the refrigeration cycle is operated under a high refrigeration load, the temperature of the refrigerant compressed in the compressor becomes excessively high, and the lubricating oil of the compressor deteriorates at a high temperature. Had a problem.
본 발명은, 이와 같은 점에 비추어 이루어진 것으로, 내부 열교환기를 사용한 냉동 사이클에 의해 냉동 부하가 높을 때에 압축기에서 압축된 냉매의 온도가 지나치게 높아지도록 할 수 있는 팽창 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide an expansion valve which can cause the temperature of the refrigerant compressed in the compressor to be too high when the refrigeration load is high by a refrigeration cycle using an internal heat exchanger.
본 발명에서는 상기 문제를 해결하기 위해, 감온부가 증발기를 나온 냉매의 온도 및 압력을 감지하여 상기 증발기로 송출하는 냉매의 유량을 제어하도록 한 온도식 팽창 밸브에 있어서, 고압의 냉매가 공급되는 고압 냉매 입구 또는 상기 증발기에 저압의 냉매를 송출하는 저압 냉매 출구와 상기 증발기를 나온 냉매를 통과시키는 냉매 통로 사이에 마련되어 고압의 액냉매 또는 저압의 기액 혼합 냉매를 상기 감온부의 하류측으로 흐르게 하는 바이패스 통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브가 제공된다.In the present invention, in order to solve the above problems, in the thermostatic expansion valve to control the flow rate of the refrigerant to be sent to the evaporator by sensing the temperature and pressure of the refrigerant exiting the evaporator, the high pressure refrigerant supplied with a high pressure refrigerant A bypass passage provided between an inlet or a low pressure refrigerant outlet for sending low pressure refrigerant to the evaporator and a refrigerant passage through which the refrigerant exiting the evaporator passes, allowing a high pressure liquid refrigerant or a low pressure gas-liquid mixed refrigerant to flow downstream of the temperature reduction portion; An expansion valve is provided, which is provided.
이와 같은 팽창 밸브에 따르면, 바이패스 통로를 거쳐서 습도가 높은 냉매를 과열 상태에 있는 냉매에 혼입시키는 구성으로 하고 있다. 이에 의해, 내부 열교환기에 들어가기 전에 과열 상태에 있는 냉매는 습도가 높은 냉매에 의해 강온(降溫)되어 있고, 그것이 내부 열교환기에 있어서의 열교환에 의해 과열되므로, 고부하 시에 압축기에 송입되는 냉매는 과도하게 과열되는 일은 없어져 압축기에서 압축된 냉매의 온도가 지나치게 높아지는 일도 없다.According to such an expansion valve, the refrigerant having high humidity is mixed with the refrigerant in an overheated state through the bypass passage. As a result, the refrigerant that is in the overheated state before entering the internal heat exchanger is cooled by the high humidity refrigerant and is overheated by the heat exchange in the internal heat exchanger. Therefore, the refrigerant supplied to the compressor at the time of high load is excessive. No overheating occurs and the temperature of the refrigerant compressed in the compressor is not too high.
이하, 본 발명의 실시 형태를 냉매에 HFC-134a를 사용하고, 내부 열교환기를 갖는 냉동 사이클에 적용한 경우를, 예로 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the case where HFC-134a is used for a refrigerant | coolant and it is applied to the refrigeration cycle which has an internal heat exchanger is described in detail with reference to drawings for example.
도1은 본 발명의 팽창 밸브를 적용한 냉동 사이클을 도시하는 시스템도이다.1 is a system diagram showing a refrigeration cycle to which the expansion valve of the present invention is applied.
이 냉동 사이클은 냉매를 압축하는 압축기(1)와, 압축된 냉매를 응축하는 응축기(2)와, 냉각된 냉매를 교축 팽창시키는 팽창 밸브(3)와, 팽창된 냉매를 증발시키는 증발기(4)를 구비하고, 또한 응축기(2)로부터 팽창 밸브(3)로 흐르는 냉매와 증발기(4)로부터 팽창 밸브(3)를 거쳐서 압축기(1)로 흐르는 냉매 사이에서 열교환을 행하는 내부 열교환기(5)를 구비하고 있다.The refrigeration cycle includes a compressor (1) for compressing refrigerant, a condenser (2) for condensing the compressed refrigerant, an expansion valve (3) for throttling and expanding the cooled refrigerant, and an evaporator (4) for evaporating the expanded refrigerant. And an internal heat exchanger (5) which performs heat exchange between the refrigerant flowing from the condenser (2) to the expansion valve (3) and the refrigerant flowing from the evaporator (4) to the compressor (1) through the expansion valve (3). Equipped.
팽창 밸브(3)는 증발기(4)를 나온 냉매의 온도 및 압력을 감지하는 감온부를 갖고, 그 감온부가 감지된 냉매의 온도 및 압력에 따라 증발기(4)로 송출하는 냉매의 유량을 제어하도록 한, 소위 온도식 팽창 밸브이다. 본 발명에 따른 팽창 밸브(3)는, 그 내부에 내부 열교환기(5)로부터 송입되는 고압의 액냉매를 감온부의 하류측으로 흐르게 하는 바이패스 통로(3a)(실선으로 나타낸 화살표) 또는 증발기(4)로 송출하는 저압의 기액 혼합 냉매를 감온부의 하류측으로 흐르게 하는 바이패스 통로(3b)(파선으로 나타낸 화살표)를 구비하고 있다. 다음에, 이 팽창 밸브(3)의 구체적인 구조에 대해 설명한다.Expansion valve (3) has a temperature sensing section for sensing the temperature and pressure of the refrigerant exiting the evaporator (4), so that the temperature reduction portion to control the flow rate of the refrigerant to be sent to the evaporator (4) in accordance with the detected temperature and pressure A so-called thermostatic expansion valve. The
도2는 제1 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 구성을 도시하는 중앙 종단면도이다.FIG. 2 is a central longitudinal sectional view showing the configuration of the expansion valve according to the first embodiment. FIG.
이 제1 실시 형태에 관한 팽창 밸브(10)는 그 몸체(11)의 측부에, 내부 열교환기(5)로부터 고온 고압의 액냉매가 송입되는 고압 냉매 입구(12)와, 이 팽창 밸브(10)에 의해 교축 팽창된 저온 저압의 냉매를 증발기(4)로 송출하는 저압 냉매 출구(13)와, 증발기(4)로부터 증발된 냉매를 받는 냉매 통로 입구(14)와, 이 팽창 밸브(10)를 통과한 냉매를 내부 열교환기(5)로 송출하는 냉매 통로 출구(15)를 구비하고 있다.The
고압 냉매 입구(12)로부터 저압 냉매 출구(13)에 연통하는 통로에는, 밸브 시트(16)가 몸체(11)와 일체로 형성되고, 그 밸브 시트(16)의 상류측에는 볼 형상의 밸브 본체(17)가 배치되어 있다. 이 밸브 본체(17)가 수용되어 있는 공간에는, 밸브 본체(17)를 받는 밸브 본체 받이부(18)와 이 밸브 본체 받이부(18)를 거쳐서 밸브 본체(17)를 밸브 시트(16)에 착좌시키는 방향으로 압박하는 압축 코일 스프링(19)이 배치되어 있다. 이 압축 코일 스프링(19)의 도면의 하단부는 스프링 받이부(20)에 의해 받칠 수 있고, 이 스프링 받이부(20)는 몸체(11)의 하단부에 나사 부착된 조정 나사(21)에 끼워 맞추어져 있다. 이 조정 나사(21)는 몸체(11)로의 나사 삽입량을 조정함으로써 압축 코일 스프링(19)의 하중을 조정할 수 있는 기능을 갖고 있다.In the passage communicating from the high pressure
또한, 이 팽창 밸브(10)는 몸체(11)의 상단부에 감온부가 마련되어 있다. 이 감온부는 상부 하우징(22)과, 하부 하우징(23)과, 이들에 의해 둘러싸여진 공간을 구획하도록 배치된 다이어프램(24)과, 이 다이어프램(24)의 하면에 배치된 디스크(25)에 의해 구성되어 있다.In addition, the
디스크(25)의 하방에는 다이어프램(24)의 변위를 밸브 본체(17)에 전달하는 샤프트(26)가 배치되어 있다. 이 샤프트(26)의 상부는 냉매 통로 입구(14)와 냉매 통로 출구(15) 사이를 연통하는 냉매 통로(27)를 가로질러 배치된 홀더(28)에 의해 보유 지지되어 있다. 이 홀더(28)에는 샤프트(26)의 상단부에 대해 횡하중을 부여 하는 압축 코일 스프링(29)이 배치되어 있고, 고압 냉매의 압력 변동에 대한 샤프트(26)의 길이 방향의 진동을 억제하도록 하고 있다.Below the
그리고, 몸체(11)에는 송입된 고압의 냉매가 이 팽창 밸브(10)를 바이패스하는 바이패스 통로(30)가 형성되어 있다. 이 바이패스 통로(30)는 고압의 액냉매가 송입되는 고압 냉매 입구(12)와 냉매 통로(27) 사이에 형성되고, 그 도중에 차압 제어 밸브가 삽입되어 끼워져 있다. 이 차압 제어 밸브는 밸브 시트(31)와, 그 하류측에 의해 그 밸브 시트(31)에 대향하여 접속 분리 가능하게 배치된 밸브 본체(32)와, 이 밸브 본체(32)를 폐쇄 방향으로 압박하는 압축 코일 스프링(33)과, 바이패스 통로(30)에 압입되어 압축 코일 스프링(33)을 받치고 있는 스프링 받이부(34)를 갖고 있다. 막대 형상의 밸브 본체(32)는 그 외주에 길이 방향으로 연장되는 복수의 연통 홈이 새겨져 있고, 차압 제어 밸브가 개방되었을 때에는, 그 연통 홈을 거쳐서 고압의 액냉매가 흐르게 된다.The
이상의 구성의 팽창 밸브(10)는 증발기(4)로부터 냉매 통로 입구(14)로 복귀한 냉매의 압력 및 온도를 감온부가 감지되고, 냉매의 온도가 높은 또는 압력이 낮을 경우에는 다이어프램(24)이 도면의 하방으로 변위하고, 그 변위는 샤프트(26)를 거쳐서 밸브 본체(17)에 전달되고, 밸브 본체(17)를 개방 방향으로 이동시키고, 반대로 온도가 낮은 또는 압력이 높을 경우에는 폐쇄 방향으로 밸브 본체(17)를 이동시켜 밸브 개방도를 제어하고, 증발기(4)로 송출하는 냉매의 유량을 제어하고 있다. 팽창 밸브(10)가 증발기(4)의 출구에 있어서의 냉매의 온도를 감지하여 증발기(4)로 송출하는 냉매의 유량을 제어하고 있음으로써, 증발기(4)로부터 냉매 통로 입구(14)에 들어가는 냉매는 소정의 과열도를 갖도록 제어되어 있다.The
한편, 내부 열교환기(5)로부터 고압 냉매 입구(12)에 송입된 액냉매는 바이패스 통로(30)를 거쳐서, 냉매 통로(27)를 통과하고 있는 과열 상태에 있는 냉매에 혼입된다. 그 액냉매의 바이패스량은 고압 냉매 입구(12)의 압력과 냉매 통로(27)의 압력의 차압에 따라 제어된다. 냉동 부하가 작을 때에는, 압축기(1)의 토출 압력과 흡입 압력의 차압은 작으므로, 고압 냉매 입구(12)의 압력과 냉매 통로(27)의 압력의 차압도 작아지고, 바이패스 통로(30)에 삽입되어 끼워진 차압 제어 밸브는 폐쇄하고 있고, 이와 같은 경우에는 액냉매가 감온부의 하류측에 직접 유입되는 일은 없다. 이는, 냉동 부하가 작을 때, 압축기(1)에서 압축된 냉매의 온도가 그다지 높아지지 않기 때문이다.On the other hand, the liquid refrigerant fed into the high pressure
냉동 부하가 높을 때에는, 압축기(1)의 토출 압력과 흡입 압력의 차압이 커지고, 고압 냉매 입구(12)의 압력과 냉매 통로(27)의 압력의 차압도 커지므로, 차압 제어 밸브는 그 전후의 차압비 소정치(예를 들어, 1.3 ㎫) 이상이 되면, 압축 코일 스프링(33)의 압박력에 대항하여 개방하고, 액냉매를 감온부의 하류측에 유입하여 과열 상태에 있는 냉매에 혼입시킨다. 이에 의해, 과열 상태에 있는 냉매는 강온하여 습기를 포함한 냉매가 된다. 이와 같은 냉매는 내부 열교환기(5)에 의해 응축기(2)로부터의 강온의 냉매와 열교환됨으로써, 증발 및 과열되어 과열된 냉매가 압축기(1)에 흡입되게 된다. 따라서, 압축기(1)에 흡입되는 냉매의 온도가 지나치게 높아지는 일이 없으므로, 압축기(1)에서 압축된 냉매의 온도가 지나치게 높아지는 일도 없어져 냉매와 함께 냉동 사이클 내를 순환하고 있는 압축기(1)의 윤 활 오일의 열 열화가 없어진다.When the refrigeration load is high, the pressure difference between the discharge pressure and the suction pressure of the
도3은 제2 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 구성을 도시하는 중앙 종단면도이다. 도3에 있어서, 도2에 도시한 구성 요소와 같은 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그러한 상세한 설명은 생략한다.3 is a central longitudinal sectional view showing a configuration of the expansion valve according to the second embodiment. In Fig. 3, the same components as those shown in Fig. 2 are denoted by the same reference numerals and the detailed description thereof will be omitted.
이 제2 실시 형태에 관한 팽창 밸브(40)는, 제1 실시 형태에 관한 팽창 밸브(10)가 바이패스 통로(30)에 차압 제어 밸브를 삽입하여 끼워지는 데 반해, 바이패스 통로(30)에 미소 개방도의 오리피스(35)를 마련하고 있다. 이 구성의 팽창 밸브(40)에 따르면, 바이패스 통로(30)에는 항상 액냉매가 흐르게 된다. 그로 인해, 냉동 부하가 작을 때에는 내부 열교환기(5)로 송출되는 냉매의 온도가 지나치게 내려갈 가능성은 있지만, 차압 제어 밸브를 구비한 제1 실시 형태에 관한 팽창 밸브(10)에 비해 비용을 저감시킬 수 있다.In the
도4는 제3 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 구성을 도시하는 중앙 종단면도이다. 도4에 있어서, 도2에 도시한 구성 요소와 같은 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그러한 상세한 설명은 생략한다.4 is a central longitudinal cross-sectional view showing a configuration of the expansion valve according to the third embodiment. In Fig. 4, the same components as those shown in Fig. 2 are denoted by the same reference numerals and the detailed description thereof will be omitted.
이 제3 실시 형태에 관한 팽창 밸브(50)는, 제1 실시 형태에 관한 팽창 밸브(10)가 바이패스 통로(30)를 고압 냉매 입구(12)와 냉매 통로(27) 사이에 형성하고 있는 데 반해, 저압 냉매 출구(13)와 냉매 통로(27) 사이의 몸체(11)에 형성하고 있는 점에서 다르다.In the
이 팽창 밸브(50)는 바이패스 통로(30)에 차압 제어 밸브를 삽입하여 끼워져 있지만, 그 차압 제어 밸브는, 예를 들어 0.03 ㎫의 소정치 이상일 때에 개방하도 록 압축 코일 스프링(33)의 스프링 하중이 설정되어 있다. 이에 의해, 냉동 부하가 작을 때에는 증발기(4)를 흐르는 냉매의 유량이 적으므로, 증발기(4)의 입구와 출구의 차압도 작아져 있고, 게다가 그 차압이 바이패스 통로(30)에 삽입되어 끼워진 차압 제어 밸브의 전후의 차압에는 거의 같게 되어 있고, 차압 제어 밸브는 폐쇄되어 있다. 이로 인해, 고압의 액냉매가 밸브 본체(17)와 밸브 시트(16) 사이의 간극을 빠져 나감으로써 저압 냉매 출구(13)에서 팽창된 기액 혼합의 냉매는 전부 증발기(4)로 송출되게 되어, 감온부의 하류측에 직접 유입되는 일은 없다.The
냉동 부하가 높을 때에는 증발기(4)를 흐르는 냉매의 유량이 많으므로, 증발기(4)의 입구와 출구의 차압이 크고, 즉 차압 제어 밸브의 전후의 차압이 커진다. 그 차압이 소정치 이상이 되면, 압축 코일 스프링(33)의 압박력에 대항하여 개방하고, 액냉매를 감온부의 하류측에 유입하여 과열 상태에 있는 냉매에 혼입시킨다. 이에 의해, 압축기(1)에 흡입되는 냉매의 온도가 지나치게 높아지는 일이 없고, 압축기(1)에서 압축된 냉매의 온도도 지나치게 높아지는 일이 없어져 압축기(1)의 윤활 오일이 열 열화되어 버리는 일도 없다.When the refrigeration load is high, since the flow rate of the refrigerant flowing through the evaporator 4 is large, the differential pressure between the inlet and the outlet of the evaporator 4 is large, that is, the differential pressure before and after the differential pressure control valve increases. When the differential pressure is higher than or equal to the predetermined value, the pressure is released against the pressing force of the
도5는 제4 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 구성을 도시하는 중앙 종단면도이다. 도5에 있어서, 도3에 도시한 구성 요소와 같은 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그러한 상세한 설명은 생략한다.5 is a central longitudinal sectional view showing a configuration of an expansion valve according to a fourth embodiment. In Fig. 5, the same components as those shown in Fig. 3 are denoted by the same reference numerals, and such detailed description is omitted.
이 제4 실시 형태에 관한 팽창 밸브(60)는 제2 실시 형태에 관한 팽창 밸브(40)와 마찬가지로, 바이패스 통로(30)에 오리피스(35)를 설치하고 있다. 이 구성의 팽창 밸브(40)에 따르면, 바이패스 통로(30)에는 항상 기액 혼합 냉매가 흐르 게 된다. 이와 같이 냉매 통로를 흐르는 냉매에 기액 혼합 냉매가 혼입됨으로써 내부 열교환기(5)로 송출되는 냉매의 온도가 내려가므로, 냉동 부하가 높을 때에 압축기(1)에서 압축된 냉매의 온도가 지나치게 높아지는 일이 없어진다.In the
도6은 제5 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 구성을 도시하는 중앙 종단면도이다. 도6에 있어서, 도2에 도시한 구성 요소와 같은 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그러한 상세한 설명은 생략한다.6 is a central longitudinal sectional view showing a configuration of the expansion valve according to the fifth embodiment. In Fig. 6, the same components as those shown in Fig. 2 are denoted by the same reference numerals, and such detailed description is omitted.
이 제5 실시 형태에 관한 팽창 밸브(70)에 있어서는, 바이패스 통로(30)는 감온부와 밸브 본체(17) 사이에 배치된 샤프트(26)가 삽입 관통하도록 몸체(11)에 형성된 관통 구멍에 의해 구성되어 있다. 그 바이패스 통로(30)에는 차압 제어 밸브의 밸브 본체(32)가 샤프트(26)를 가이드로서 축선 방향으로 진퇴하도록 배치되고, 압축 코일 스프링(33)이 밸브 본체(32)와 홀더(28) 사이에 배치되어 바이패스 통로(30) 내의 단차부로 구성된 밸브 시트(31)에 착좌하는 방향으로 밸브 본체(32)를 압박하고 있다.In the
이 팽창 밸브(70)는, 도4에 도시한 제3 실시 형태에 관한 팽창 밸브(50)와 비교하면, 바이패스 통로(30)의 설치 위치가 다를 뿐이며, 바이패스 통로(30) 내에는 그 전후의 차압이 소정치 이상이 되면 개방되는 차압 제어 밸브를 갖고 있으므로, 팽창 밸브(50)와 완전히 같도록 동작한다.Compared with the
또한, 바이패스 통로(30)로부터 냉매 통로(27)에 냉매가 공급되는 개구부는 냉매 통로(27)의 감온부와 대향하는 위치에 설치되어 있지만, 차압 제어 밸브를 통해 바이패스 통로(30)로부터 냉매 통로(27)에 공급된 저온의 기액 혼합 냉매는 증 발기(4)로부터의 냉매에 의해 냉매 통로 출구(15)의 측에 바로 압류되므로, 감온부에 의해 감온되는 일은 없으며, 감온부의 하류측에 의해 증발기(4)로부터 복귀해 온 냉매와 혼합된다.In addition, although the opening part through which the refrigerant is supplied from the
도7은 제6 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 구성을 도시하는 중앙 종단면도이다. 도7에 있어서, 도3에 도시한 구성 요소와 같은 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그러한 상세한 설명은 생략한다. 7 is a central longitudinal sectional view showing a configuration of an expansion valve according to a sixth embodiment. In Fig. 7, the same components as those shown in Fig. 3 are denoted by the same reference numerals and the detailed description thereof will be omitted.
이 제6 실시 형태에 관한 팽창 밸브(80)는 바이패스 통로(30)를 감온부와 밸브 본체(17) 사이에 배치된 샤프트(26)가 삽입 관통하도록 몸체(11)에 형성된 관통 구멍으로 구성되고, 그 도중에는 오리피스(35)를 갖고 있다. 이 팽창 밸브(80)에 따르면, 증발기(4)의 입구와 출구의 차압을 이용하여 증발기(4)로부터 송입된 과열 냉매에 습기 찬 냉매를 항상 혼입시키는 구성은, 도5에 도시한 제4 실시 형태에 관한 팽창 밸브(60)로 실질적으로 동일하므로, 이 팽창 밸브(80)는 팽창 밸브(60)와 같은 동작을 한다.The
도8은 제7 실시 형태에 관한 팽창 밸브의 구성을 도시하는 중앙 종단면도이다. 도8에 있어서, 도4에 도시한 구성 요소와 같은 또는 동등한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그러한 상세한 설명은 생략한다.8 is a central longitudinal sectional view showing a configuration of the expansion valve according to the seventh embodiment. In Fig. 8, the same or equivalent components as those shown in Fig. 4 are denoted by the same reference numerals, and such detailed description is omitted.
이 제7 실시 형태에 관한 팽창 밸브(90)는 압축기(1) 및 응축기(2)의 측의 배관에 이중관(36)을 채용한 냉동 사이클에 적용한 것이다. 이 이중관(36)은 외관(36a)과 내관(36b)이 동축에 배치되어 구성되어 있는 것으로, 외관(36a)을 흐르는 냉매와 내관(36b)을 흐르는 냉매가 내관(36b)에 의해 구획되어 있으므로, 내부 열교환기(5)의 기능을 갖고 있게 된다.The
이 팽창 밸브(90)는 밸브 본체(17)를 개방하는 측에 응축기(2)로부터 고온 고압의 액냉매가 송입되는 고압 냉매 입구(12)를 갖고, 밸브 본체(17)의 하류측에 압축 코일 스프링(19) 및 스프링 받이부(20)가 배치되어 있다. 이 밸브 본체(17)가 배치되어 있는 저온 저압의 방과 증발기(4)로부터 복귀해 온 냉매가 통과하는 냉매 통로(27) 사이에 바이패스 통로(30)가 형성되어 있다. 그 바이패스 통로(30)의 냉매 통로(27)로의 개구 단부에는 샤프트(26)에 보유 지지되어 있어 바이패스 통로(30)를 개폐하는 방향으로 진퇴 가능한 밸브 본체(32)가 배치되고, 그 밸브 본체(32)는 압축 코일 스프링(33)에 의해 밸브 시트(31)에 착좌하는 방향으로 압박되어 있어 차압 제어 밸브를 구성하고 있다. The
이중관(36)의 외관(36a)으로부터 고압 냉매 입구(12)에 송입된 고온 고압의 액냉매는 밸브 시트(16)와 밸브 본체(17) 사이의 간극을 통할 때에 교축 팽창되어 저온 저압의 냉매가 되어, 저압 냉매 출구(13)로부터 증발기(4)로 송출된다. 증발기(4)로부터 복귀해 온 냉매는 냉매 통로 입구(14)에서 받칠 수 있고, 냉매 통로(27)를 통해 냉매 통로 출구(15)로부터 이중관(36)의 내관(36b)으로 송출된다. 이때, 감온부가 냉매 통로(27)를 흐르는 냉매의 온도 및 압력을 감지하여 증발기(4)로 송출하는 냉매의 유량을 제어하고 있다. The high temperature and high pressure liquid refrigerant fed into the high pressure
또한, 바이패스 통로(30)에 마련된 차압 제어 밸브가 저압 냉매 출구(13)의 냉매의 압력과 냉매 통로(27)의 냉매의 압력의 차압을 감지하여 저압 냉매 출구(13)로부터 냉매 통로(27)로 바이패스시키는 냉매의 유량을 제어하고 있다. 바 이패스 통로(30)로부터 냉매 통로(27)에 냉매가 공급되는 개구부는 냉매 통로(27)의 감온부와 대향하는 위치에 설치되어 있지만, 차압 제어 밸브를 통해 바이패스 통로(30)로부터 냉매 통로(27)에 공급된 저온의 기액 혼합 냉매는 증발기(4)에 의해 증발된 냉매에 의해 냉매 통로 출구(15)에 압류되므로, 감온부에 의해 감온되는 일은 없다.In addition, the differential pressure control valve provided in the
이상의 실시 형태에서는 내부 열교환기를 갖고, HFC-134a를 냉매로 하는 냉동 사이클로 적용한 경우를, 예를 들어 설명하였지만 지구 온난화 계수가 작아져 물성이 유사한 것 외의 냉매를 사용한 냉동 사이클에도 적용할 수 있다. In the above embodiment, the case where an internal heat exchanger is applied to a refrigeration cycle in which HFC-134a is used as a refrigerant has been described, for example. However, the global warming coefficient is reduced, and thus it can be applied to a refrigeration cycle using refrigerants other than similar physical properties.
본 발명의 팽창 밸브는 바이패스 통로에 의해 습도가 높은 냉매를 감온부의 하류측으로 흐르게 하도록 구성하였으므로, 내부 열교환기를 사용한 냉동 사이클에 적용하였을 때에, 열교환기를 거쳐서 압축기에 송입되는 냉매를 강온 시킬 수 있고, 이에 의해 냉동 부하가 높을 때에 압축기에서 압축된 냉매의 온도가 지나치게 높아져 버리는 일이 없어, 압축기의 윤활 오일이 온도 열화되어 버리는 일도 방지할 수 있다는 이점이 있다.Since the expansion valve of the present invention is configured to allow a high humidity refrigerant to flow downstream of the temperature reducing portion by a bypass passage, when applied to a refrigeration cycle using an internal heat exchanger, the refrigerant supplied to the compressor through the heat exchanger can be cooled down. As a result, when the refrigeration load is high, the temperature of the refrigerant compressed by the compressor is not excessively high, and there is an advantage that the lubricating oil of the compressor is also prevented from being deteriorated in temperature.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |