KR20080053528A - 냉동장치의 팽창밸브 - Google Patents

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KR20080053528A KR1020087011667A KR20087011667A KR20080053528A KR 20080053528 A KR20080053528 A KR 20080053528A KR 1020087011667 A KR1020087011667 A KR 1020087011667A KR 20087011667 A KR20087011667 A KR 20087011667A KR 20080053528 A KR20080053528 A KR 20080053528A
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도오루 유키모토
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다이킨 고교 가부시키가이샤
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Abstract

오리피스의 개도 조정 기능의 조정 범위를 좁히지 않고, 팽창밸브로 유입하는 기액 이상 냉매 중의 기포를 미세화함으로써, 냉매 통과음을 저감한 팽창밸브 및 이 팽창밸브를 이용한 냉동장치를 제공한다. 팽창밸브는 밸브 본체(1)와, 냉매의 출입구로서 밸브 본체(1)에 형성된 2개의 포트(2, 3)와, 밸브 본체(1) 내부의 양 포트(2, 3)간에 형성된 냉매 통로(4)와, 냉매 통로(4)에 형성된 오리피스(5)와, 이 오리피스(5)의 상류측의 냉매 통로(4)에 형성된 냉매 흐름에 교란을 발생하는 교란부(6)를 갖는다.

Description

냉동장치의 팽창밸브{EXPANSION VALVE OF REFRIGERATING APPARATUS}
본 발명은, 냉동장치의 팽창밸브에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 공기 조화장치 등의 냉동장치에 이용되는 팽창밸브의 냉매 통과음을 저하시키는 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 냉동장치에서 응축기와 증발기 사이에는 팽창밸브, 예를 들면 전동 팽창밸브가 이용되고 있다.
일본국 특허 공개공보 2000-274886호는, 상기의 전동 팽창밸브를 개시하고 있다. 이 전동 팽창밸브는, 밸브 본체에 냉매의 출입구를 이루는 냉매배관 접속 포트가 형성되고, 내부에 밸브실이 형성되어 있다. 또한, 밸브실에는 니들 밸브와, 니들 밸브에 연결된 벨로우즈가 수납되어 있다.
이 전동 팽창밸브에서는, 펄스 모터의 동력 및 벨로우즈의 부세력으로 니들 밸브를 상하 이동시켜, 밸브 구멍의 개도를 조정함으로써 가변 오리피스를 구성하고 있다. 입구 포트로부터 밸브실 내로 유입한 액 냉매는, 이 오리피스에 의해 감압 및 유량 제어된 후에 출구 포트를 통해 증발기로 보내진다.
그러나, 공기 조화기 등의 냉동장치에서는, 설치 조건이나 운전 조건의 변화 에 의해, 팽창밸브의 입구 포트까지의 액관 내에서 기포가 발생하여 기액 이상 냉매류가 된다. 이 기액 이상 냉매류 중의 기포가 크게 성장하여, 냉매류 중에 큰 기포가 단속적에 존재하는 슬러그류나 플러그류가 된다. 이러한 슬러그류나 플러그류가 발생하면, 오리피스를 통과하는 액 냉매와 가스 냉매가 교대로 흐르는 상태가 되고, 불연속 압력 변동을 생기게 하여, 결과적으로 불연속 냉매 유동음이 발생한다.
또한, 이러한 문제점에 대해, 일본국 특허 공개공보 평7-146032호에서는 도 1, 도 2에서, 팽창밸브의 포트에 인접하여 배관 내에 다공질체나 극세관을 배치하여, 팽창밸브로 유입하는 냉매 중의 기포를 미세하게 분산시키는 기술을 개시하고 있다. 그러나, 다공질체나 극세관을 통과하는 냉매가 유통 저항을 받아, 팽창밸브로 유입하는 냉매의 유량이 제한되고, 오리피스의 개도 조정 기능의 제어 범위가 좁아진다. 또, 냉매류의 압력을 받는 다공질체나 극세관이 변형하기 쉬워진다. 더하여, 냉매류가 통과하는 다공질체나 극세관의 막힘을 초래한다. 이들 이유에 의해, 팽창밸브의 신뢰성이 저하한다.
또한, 상기 일본국 특허 공개공보 평7-146032호의 도 3 및 도 4는, 오리피스의 입구측에 개도가 고정된 제2 오리피스가 배치된 팽창밸브를 개시하고 있다. 그러나, 이와 같이 제2 오리피스를 설치한 경우는, 전술의 경우보다 더 팽창밸브의 개도 조정 기능의 제어 범위가 좁아진다. 따라서, 상기와 동일하게 팽창밸브의 신뢰성을 유지하는 것이 곤란하다.
본 발명은, 종래 기술에 존재하는 문제점에 착안하여 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은, 팽창밸브의 신뢰성을 유지하면서, 냉매 통과음이 저감되는 팽창밸브를 제공하는 것에 있다. 보다 구체적으로는, 본 발명의 목적은 가변 오리피스의 개도를 조정하는 기능을 유지하면서, 팽창밸브로 유입하는 기액 이상 냉매 중의 기포를 미세하게 분산시키는 것이 가능한 팽창밸브를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 팽창밸브를 이용한 냉동장치를 제공하는 것에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 냉동장치의 냉매회로에 배치되는 팽창밸브에 관한 것이다. 팽창밸브는 밸브실과, 상기 밸브실에 형성되고, 동 밸브실 내에 냉매류를 도입하기 위해 상류의 냉매 배관에 접속되는 입구와, 상기 밸브실에 형성되고, 동 밸브실로부터 냉매류를 배출하기 위해 하류의 냉매 배관에 접속되는 출구와, 상기 밸브실 내부에 있어서, 입구와 출구 사이에 형성된 냉매 통로와, 상기 냉매 통로 내에 있어서 냉매류의 유량을 가변적으로 제어하는 오리피스와, 상기 냉매 통로에 있어서 오리피스의 상류에서 냉매의 흐름을 교란하는 교란부를 갖는다.
오리피스는 밸브실에 형성된 밸브 구멍을 갖는 밸브 시트와, 동 밸브 구멍의 개도를 조절하는 밸브체로 이루어진다.
교란부는 밸브실의 내주면 및 밸브체의 외주면 중의 적어도 어느 한쪽에서 요철 형상으로 형성된다.
교란부는 나선 형상을 이루는 홈이다.
교란부는, 오리피스의 상류에서, 밸브체와 밸브 시트 사이의 냉매 통로를 사행시키도록 형성한 사행로로 구성된다.
사행로는, 밸브체와 밸브실의 벽면 사이에서 밸브체의 축 방향으로 냉매 흐름을 안내하는 축방향 통로와, 축방향 통로로부터의 냉매의 흐름을 경사 형상으로 변경시키는 경사형상로로 이루어진다.
경사형상로는 밸브체의 선단면에 형성된 라인형 오목부와, 밸브 시트에 형성된 라인형 돌출부로 이루어지고, 서로 대향하여 이간하는 라인형 오목부 및 라인형 돌출부의 면이 거의 평행하게 연장된다.
교란부는, 냉매 통로의 단면적을 대소로 변화시키는 공간을 포함한다.
냉매 통로는, 교란부와 오리피스 사이에 통로 단면적을 확대하는 공간을 갖는다.
교란부는 냉매 통로에서의 밸브 시트의 상류 및 하류에 형성된다.
밸브체 및 밸브실은 냉매 유통로에서의 밸브 시트의 상류 및 하류에 형성되고, 교란부는 각각의 밸브실의 내벽면 또는 밸브체의 외표면에 형성되고, 또 양 밸브체는, 밸브 시트에 형성되어 있는 밸브 구멍을 관통하는 축부에 의해 연결되어 있다.
또한, 본 발명에 관한 냉동장치는, 상기 팽창밸브를 이용한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 팽창밸브에 의하면, 팽창밸브로 유입한 냉매의 흐름은, 오리피스의 상류측의 냉매 통로에 형성된 교란부에 의해 교란된다. 이에 의해, 냉매가 감압되지 않고 기액 이상 냉매류 중의 기포가 미세하면서 균일하게 분산된다. 따라서, 하류에 있는 오리피스로 기액 이상 냉매류의 압력 변동을 저감할 수 있고, 나아가서는, 냉매가 팽창밸브의 오리피스를 통과할 때의 소음 및 불연속음을 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 밸브체를 수납하는 밸브실의 벽면, 또는, 밸브체의 외표면에 교란부를 형성하면, 오리피스의 가까이 교란부를 형성할 수 있다. 이 결과, 냉매 흐름을 교란함으로써 미세화된 기포가 오리피스에 도달하기 전에 재연결하는 것을 저감할 수 있다.
또한, 이 요철부를 나선형상 홈으로 형성하면, 냉매류에 선회 흐름 성분을 부여할 수 있다. 이 결과, 보다 한층 냉매류에 난류 효과를 가져올 수 있고, 보다 기포의 미세화 및 균일화가 한층 촉진된다.
또한, 냉매 통로에서의 오리피스 직전에, 오리피스를 구성하는 밸브체 및 밸브 시트 사이의 냉매 통로 부분을 사행시키도록 형성한 사행로를 형성하고, 이것을 교란부로 한 경우는, 교란부가 오리피스 직전에 형성되기 때문에, 교란부에서 미세화된 기포의 재연결을 보다 대폭 저감할 수 있다. 또한, 사행로를 밸브체와 밸브실의 벽면 사이에 형성된 밸브체의 축방향으로 냉매의 흐름을 안내하는 축방향 통로 와, 밸브체 선단면에 형성된 라인형 오목부 및 밸브 시트에 형성된 라인형 돌출부 사이에 형성되고, 또한 냉매의 흐름을 변경하는 경사형상로를 갖는 구성으로 하면, 사행로를 오리피스의 직전 상류에서 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 교란부를, 냉매 통로의 단면적을 대소로 변화시키는 공간으로 형성해도, 냉매의 흐름에 대해 큰 감압 효과를 주지 않고, 냉매의 교란을 생성할 수 있다. 이에 의해, 냉매중의 기포가 미세하게 균일화되어 분산된다.
또한, 교란부와 오리피스 사이에 통로 단면적을 확대하는 공간을 형성하면, 교란부에 의한 냉매류의 교란과, 공간에 의한 냉매류의 교란의 효과가 상승되어, 오리피스에서의 개도 조정 범위를 좁히지 않고 기포의 미세화 및 균일화를 보다 한층 촉진할 수 있다.
또한, 교란부를, 냉매 통로에서의 밸브 시트의 상류 및 하류에 형성하면, 팽창밸브에 대해 냉매를 가역으로 유통시키는 경우에, 어느 방향으로 냉매가 유입되어도 냉매 통과음을 경감할 수 있다. 따라서, 히트 펌프식 공기 조화기 등과 같이 냉매의 유통방향을 가역으로 절환하는 히트 펌프식 냉동 사이클 장치에서, 동일한 팽창밸브를 사용하면서, 오리피스를 통과할 때의 소음 및 불연속음을 저감할 수 있다. 또한, 이 경우에, 교란부를 밸브 시트의 상류와 하류의 밸브실 내벽멱 또는 밸브체 외표면에 형성함과 동시에, 밸브 구멍을 관통하는 축부에 의해 밸브체를 연결하면, 가역의 냉매의 흐름에 대해, 오리피스를 통과할 때의 소음 및 불연속음을 저감할 수 있는 팽창밸브의 구조를 간략화할 수 있다.
본 발명의 상술한 팽창밸브를 이용한 냉동장치에 의하면, 그 운전음을 보다 정숙하게 할 수 있다.
이하에, 본 발명을 구체화한 팽창밸브의 제1 실시예에 대해, 도 1에 기초하여 설명한다.
냉동장치의 냉매회로에 배치된 팽창밸브에서, 밸브 본체(1) 내에 형성된 단면 원형상을 이루는 밸브실(12)은 입구 포트(2) 및 출구 포트(3)를 통해 상류의 액 냉매배관(8) 및 증발기로 통하는 하류의 배관(9)에 접속되어 있다. 냉매의 출입구로서 밸브 본체(1)에 형성된 두개의 포트(2, 3)와, 밸브 본체(1) 내에서 양 포트(2, 3) 사이에 형성된 냉매 통로(4)와, 냉매 통로(4) 중에 형성된 개도가 가변의 오리피스(5)와, 교란부(6)를 구비하고 있다.
밸브실(12) 내에는 거의 원주형상을 이루는 밸브체(13)가 배치되고, 그 선단부에는 원추형상의 밸브부(14)가 형성되어 있다. 냉매 통로(4)는, 2개의 포트(2, 3) 사이에 냉매를 유통시키고, 그 도중에는 냉매 통로(4)를 구획하는 밸브 시트(11)에 원형의 밸브 구멍(10)이 형성되어 있다.
교란부(6)는, 통로(4)를 흐르는 냉매의 흐름을 교란한다. 교란부(6)는, 밸브체(13)의 원주부의 외표면에 형성된 요철부로 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 교란부(6)는 나선 형상의 홈을 이룬다.
가변 오리피스(5)는 밸브체(13) 및 밸브 구멍(10)으로 구성되어 있다. 밸브체(13)는 도시하지 않은 펄스 모터로 도 1의 상하방향으로 이동되고, 밸브부(14)가 밸브 구멍(10)에 대해 선택적으로 접근 및 이간됨으로써 밸브 구멍(10)의 개도가 조절된다.
또, 교란부(6)와 오리피스(5) 사이에, 냉매 통로(4)의 단면적이 커지는 공간(15)이 형성되어 있다. 즉, 원주형상 공간을 이루는 밸브실(12) 저부의 밸브 시트(11)와, 원추형상의 밸브부(14) 사이에 형성된 공간(15)에 의해, 밸브실(12)의 벽면과 밸브체(13) 사이에서의 냉매 통로(4)의 단면적이 대소로 변화되고 있다.
상기와 같이 구성된 팽창밸브에서, 입구 포트(2)로부터 유입한 기포를 포함하는 고압의 기액 이상 냉매류는 교란부(6)에 의해 교반된다. 이 때문에, 냉매류에 포함되는 기포는 균일하면서 미세하게 분산된다. 이후, 냉매의 난류는 통과 단면적이 커지는 공간(15)에 유입함으로써, 냉매중에 포함되는 기포의 미세화 및 균일화가 한층 촉진되어, 오리피스(5)에 유입한다. 따라서, 냉매류의 기포에 기인하는 오리피스(5)에서의 압력 변동이 완화된다. 따라서, 이 팽창밸브에서는, 냉매류가 오리피스(5)를 통과할 때에 발생하는 소음이 저감됨과 동시에, 냉매 통과음의 연속화에 의해 종래의 팽창밸브와 같은 불연속음을 저감할 수 있다.
또, 교란부(6)와 오리피스(5) 사이에 냉매 통로(4)의 단면적이 커지는 공간(15)을 생략해도 냉매 통과음 및 불연속음의 저감은 가능하다.
다음으로, 본 발명에서의 제2 실시예에 대해, 도 2에 의거하여 설명한다. 또, 도 2에는 제1 실시예와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
이 실시예의 팽창밸브는, 제1 실시예의 팽창밸브에서의 교란부(6)의 위치를 변경한 것이고, 그 밖의 구성은 제1 실시예와 동일이다.
즉, 교란부(26)는 밸브체(13)의 외표면 대신, 밸브실(12)의 벽면에 형성되어 있다. 또, 제2 실시예에서의 교란부(26)의 구체적 구조도, 제1 실시예와 동일하게 나선형상 홈을 이룬다. 따라서, 이 교란부(26)도 제1 실시예에서의 교란부(6)와 동일한 작용 효과를 나타낸다.
이상과 같이, 이 실시예에서의 팽창밸브에서도, 냉매가 오리피스(5)를 통과할 때에 발생하는 소음 및 불연속음이 저감된다.
다음으로, 본 발명의 제3 실시예에 대해, 도 3에 의거하여 설명한다. 또, 도 3에서 제1 실시예와 동일 또는 상당하는 부분에 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
제3 실시예에서, 팽창밸브는 가역전하는 냉매류에 대해 사용되기 때문에, 교란부(6, 36)가 밸브 시트(11)의 상류측 및 하류측에 설치되어 있다.
제1 실시예와 비교하여, 밸브 본체(1)는 길게 형성되고, 밸브 시트(11)와 포트(3) 사이에 밸브실(31)이 형성되어 있다. 밸브실(31) 내에는 대략 원주형상의 밸브체(32)가 배치되어 있다. 밸브체(32)의 선단부에는 원추형상의 밸브부(33)가 형성되어 있다. 또한, 이 밸브체(32)와 전술의 밸브체(13)는, 밸브 구멍(10)을 관통하는 세경의 축(34)에 의해 연결되어 있다. 따라서, 밸브체(13) 구동용 펄스 모터(도시 생략)에 의해 2개의 밸브체(13, 32)는 일체가 되어 이동 제어된다.
밸브체(32)의 밸브부(33)는, 상기 펄스 모터에 의해 밸브 구멍(10)에 대해 이접하는 방향으로 이동 제어됨으로써, 밸브 구멍(10)의 개도를 조절하여, 개도가 가변인 오리피스(35)가 구성되어 있다.
또 밸브체(32)에는, 교란부(36)로서, 밸브체(32)의 외표면에 제1 실시예의 밸브체(13)에서와 동일한 나선형상 홈이 형성되어 있다.
또한, 교란부(36)와 오리피스(35) 사이에는, 냉매 통로(4)의 단면적이 커지는 공간(37)이 형성되어 있다.
제3 실시예에 관한 팽창밸브는, 기액 이상 냉매류가 입구 포트(2)로부터 유입하는 경우, 제1 실시예와 완전히 같은 작용 효과를 나타내고, 냉매가 오리피스(5)를 통과할 때에 발생하는 소음 및 불연속음을 저감할 수 있다.
또한, 제3 실시예에 관한 팽창밸브는, 기포를 포함하는 고압의 기액 이상 냉매류가 포트(3)로부터 유입하는 경우는, 다음과 같이 작용한다. 또, 이러한 사용은, 이 팽창밸브를 히트 펌프식 냉매회로에 사용하여, 가역전하는 냉매류에 대해 공용하는 경우에 생긴다.
포트(3)로부터 유입한 기액 이상 냉매류는, 밸브체(32)와 밸브실(31) 사이에 형성된 통로(4)를 흐를 때에 교란부(36)에 의해 교란된다. 이 때문에, 기액 이상 냉매류 중의 기포가 미세하면서 균일하게 분산된다. 또한, 난류가 된 기액 이상 냉매류는, 통과 단면적이 커지는 공간(37)에 유입함으로써, 기액 이상 냉매류 중에 포함되는 기포의 미세화, 균일화가 한층 촉진된다. 이 결과, 오리피스(35)에 유입하는 냉매류는, 미세한 기포가 균일하게 분포된 상태로 되어 있기 때문에, 오리피스(35)에서의 압력 변동이 완화된다. 이 결과, 팽창밸브는, 냉매를 역방향으로 유통시키는 경우에도, 오리피스(35)를 통과할 때의 소음이 저감됨과 동시에, 냉매 통과음의 연속화에 의해 종래의 팽창밸브와 같은 불연속음을 저감할 수 있다.
다음으로, 제4 실시예에 대해 도 4에 의거하여 설명한다. 또, 도 4에서 제1 실시예와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여, 그 설명을 생략한다.
제4 실시예에서의 팽창밸브는, 제1 실시예의 팽창밸브에서의 교란부의 구성을 변경한 것으로, 이에 따라 제1 실시예에서의 밸브체 및 밸브 시트의 구조가 변경되어 있다.
냉매 통로(4)에서의 가변 오리피스의 직전에서, 밸브체(41)와 밸브 시트(42) 사이의 냉매 통로를 사행시키도록 형성한 사행로에 의해 교란부(43)를 구성하고 있다.
원주형상의 밸브체(41)는 그 선단부에 니들 밸브(44)를 갖고 있다. 또한, 밸브체(41)의 선단부에서 외주 가장자리부와, 이 니들 밸브(44) 사이에는 단면 V자 형상의 라인형 오목부(45)가 형성되어 있다. 한편, 밸브 시트(42)에는, 중앙부에 밸브 구멍(46)이 형성되어 있다. 또한, 밸브 시트(42)에는, 밸브 구멍(46)의 벽면을 밸브체 측으로 돌출하는 폭이 넓은 면(47a)과, 이 폭이 넓은 면(47a)의 정점으로부터 밸브 본체(1)의 외주측을 향하여 내려가는 사면(47b)으로 이루어지는 라인형 돌출부(47)가 형성되어 있다. 또한, 밸브 시트(42)의 라인형 돌출부(47)로부터 외주측의 부분은, 평탄면(42a)으로 형성되어 있다. 또, 이 라인형 돌출부(47)의 하향 사면(47b)과 상기 라인형 오목부(45)의 외주측 사면(45a)은 대략 평행하게 형성되어 있다.
이에 의해, 밸브실(12)의 밸브 시트(42)측 저부에는, 밸브체(41)와 밸브실(12)의 벽면 사이에 밸브체(41)의 축방향으로 냉매를 유통시키는 축방향 통 로(48)가 형성된다. 또한, 전술의 라인형 돌출부(47)의 사면(47b)과 라인형 오목부(45)의 사면(45a) 사이에는, 냉매의 흐름 방향을 축방향 통로(48)로부터 밸브체(41)를 향해 비스듬하게 변경하는 경사형상로(49)가 형성되어 있다. 또, 경사형상로(49)의 상단, 즉 라인형 오목부(45)의 꼭지부에서, 냉매는 밸브 구멍(46)을 향해 더 흐름 방향을 변경한다.
교란부(43)는, 상기 축방향 통로(48)와 경사형상로(49)를 포함한다.
이와 같이 구성된 제4 실시예에서는, 포트(2)로부터 유입한 기액 이상 냉매류는, 밸브체(41)와 밸브실(12)의 벽면 사이에 형성되는 냉매 통로(4)를 유통하여 교란부(43)에 이른다. 교란부(43)에서, 냉매가 축방향 통로(48)로부터 경사형상로(49)로 유통방향을 변경하여 흐름으로써, 냉매 흐름이 교란된다. 이에 의해, 기액 이상 냉매류 중의 기포가 미세화되면서 균일화된다.
이와 같이, 오리피스(5)에 유입하는 냉매류는, 오리피스(5) 직전의 교란부(43)에서 기포가 미세화되어 균일화된 상태로 되어 있기 때문에, 오리피스(5)에서의 압력 변동이 저감된다. 이 결과, 이 제4 실시예에 관한 팽창밸브는, 냉매가 오리피스(5)를 통과할 때의 소음이 저감됨과 동시에, 냉매 통과음이 연속화하여 발생하여, 종래의 팽창밸브와 같은 불연속음을 저감할 수 있다.
다음으로, 제5 실시예에 대해 도 5에 의거하여 설명한다. 또, 도 5에는 제4 실시예와 동일 또는 상당하는 부분에 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
제5 실시예의 팽창밸브는, 제4 실시예의 팽창밸브에서, 냉매를 가역류로 사용 가능하게 하기 위해, 제4 실시예에서의 교란부(43)를 밸브 시트의 상류측 및 하 류측에 설치하도록 한 것이다. 이하, 제4 실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.
제5 실시예에 관한 팽창밸브는, 밸브 시트(52)와 포트(3) 측 사이에 밸브실(50)을 설치하고 있다. 밸브체(51)가 밸브실(50) 내에 설치되어 있다.
밸브체(51)는, 밸브체(41)의 원주부의 길이를 짧게 한 것으로, 선단부에는 밸브체(41)와 동일하게 니들 밸브(44)를 가짐과 동시에, 단면 V자 형상의 라인형 오목부(45)를 갖고 있다.
또한, 제5 실시예에서의 밸브 시트(52)는, 중앙부에 밸브 구멍(56)을 갖는다. 또한, 밸브 시트(52)는, 밸브 구멍(56)의 벽면을 양 밸브체(41, 51) 측으로 돌출하는 폭이 넓은 면(47a)과, 이 폭이 넓은 면(47a)의 정점으로부터 밸브 본체(1)의 외주측을 향해 연장되는 사면(47b)으로 이루어지는 라인형 돌출부(47)를 양 밸브실 내에 구비하고 있다. 또한, 밸브 시트(52)에서의 라인형 돌출부(47)로부터 외주측에는, 평탄면(52a)이 형성되어 있다.
전술의 밸브체(51)는, 밸브 구멍(56)을 관통하는 축부(51a)에 의해 밸브체(41)에 의해 연결되어 있고, 펄스 모터(도시 생략)에 의해 밸브체(41)와 일체적으로 이동 제어된다.
밸브체(51)의 니들 밸브(44)는, 펄스 모터에 의해 밸브 구멍(56)에 대해 선택적으로 접근 및 이간하도록 이동되어, 밸브 구멍(56)의 개도를 조절한다. 따라서, 밸브체(51)의 니들 밸브(44)가 밸브 구멍(56)의 개도를 조절하고, 냉매가 역방향으로 유통하는 경우의 가변 오리피스(55)를 구성한다.
제5 실시예의 팽창밸브는, 양 밸브실(12, 50)의 밸브 시트(52)측 저부에서는, 밸브체(41, 51)와 밸브실(12, 50)의 벽면 사이에 밸브체(41, 51)의 축방향으로 냉매를 유통시키는 축방향 통로(48)가 형성되어 있다. 또한, 라인형 돌출부(47)의 사면(47b)과 라인형 오목부(45)의 사면(45a) 사이에는, 냉매 흐름 방향을 축방향 통로(48)로부터 밸브체(41, 51)를 향해 비스듬히 변경하는 경사형상로(49)가 형성되어 있다. 또, 경사형상로(49)의 상단에서, 냉매는 밸브 구멍(56)을 향해 흐름 방향을 변경하는 구성으로 되어있다.
이렇게 하여, 밸브 시트(52)의 상류 및 하류에, 축방향 통로(48)와 경사형상로(49)로 이루어지는 교란부(43)가 형성되어 있다.
이상과 같이 구성된 제5 실시예에 관한 팽창밸브는, 기액 이상 냉매류가 포트(2)로부터 유입하는 경우에 제4 실시예와 완전히 동일한 작용 효과를 나타냄으로써, 오리피스(5)를 통과할 때의 소음 및 불연속음을 저감할 수 있다.
또한, 본 제5 실시예에 관한 팽창밸브는, 기포를 포함하는 고압의 기액 이상 냉매류가 포트(3)로부터 유입하는 경우는, 다음과 같이 작용한다. 또, 이러한 사용은, 이 팽창밸브를 히트 펌프식 냉매회로에 사용하여, 가역전하는 냉매류에 대해 공용하는 경우에 생긴다.
포트(3)로부터 유입한 기액 이상 냉매류는, 밸브체(51)와 밸브실(50)의 벽면 사이에 형성되는 냉매 통로(4)를 유통하여 교란부(43)에 이른다. 그리고, 교란부(43)에서, 냉매가 축방향 통로(48)로부터 경사형상로(49)로 유통방향을 변경하여 흐름으로써, 냉매 흐름이 교란된다. 이에 의해, 기액 이상 냉매류 중의 기포가 미 세화되면서 균일적으로 분포된다.
이와 같이, 기액 이상 냉매류가 포트(3)로부터 유입한 경우도, 기액 이상 냉매류가 포트(2)로부터 유입한 경우와 동일하게, 오리피스(55) 직전의 교란부(43)에서 기포가 미세화되어 균일화된 상태로 되어 있기 때문에, 오리피스(55)에서의 압력 변동이 저감된다. 이 결과, 이 제5 실시예에 관한 팽창밸브는, 냉매가 오리피스(55)를 통과할 때의 소음이 저감됨과 동시에, 냉매 통과음이 연속화하여 종래의 팽창밸브와 같은 불연속음을 저감할 수 있다.
또 본 발명은, 다음과 같이 변경하여 구체화할 수도 있다.
(1) 제1 실시예∼5에서, 1단의 오리피스(5, 35, 55)를 갖는 구성을 나타내고 있는데, 오리피스(5, 35, 55)의 상류측에 교란부(6, 26, 43)를 갖는 한 2단 이상의 오리피스를 갖도록 구성한다.
또, 이러한 구성으로 해도 전술의 교란부(6, 26, 43)에 의한 효과를 감쇄하는 것은 아니다.
(2) 제3 실시예는 제1 실시예에서의 교란부(6)의 구조를 밸브 시트(11)의 상류 및 하류에 설치한 것인데, 이와 같이 제2 실시예의 교란부(26)의 구조를 밸브 시트(11)의 상류 및 하류에 설치할 수도 있다.
(3) 제1 실시예 및 2에서의 공간(15)은, 교란부(6, 26)와 오리피스(5) 사이에 설치된 통로 단면적을 확대하는 기능을 갖음과 동시에, 냉매 통로의 단면적을 대소로 변화시키는 기능도 갖는다. 이 공간을 후자의 기능만을 갖는 구성으로 해도 기액 이상 냉매류 중의 기포를 미세화할 수 있어, 냉매가 오리피스(5)를 통과할 때 의 소음 및 불연속음을 저감할 수 있다.
(4) 제1 및 제2 실시예에서, 교란부(6, 26)를 나선형상 홈으로 한정하지 않고, 냉매 흐름에 교란을 생기게 하는 것이면, 독립 형상의 돌기부나 오목부로 구성해도 된다.
(5) 각 실시예의 교란부(6, 26, 43)를 적절히 조합해도 된다. 이 경우는 기액 이상 냉매류 중의 기포를 보다 한층 미세화하여 균일화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 팽창밸브의 요부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 관한 팽창밸브의 요부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 관한 팽창밸브의 요부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 관한 팽창밸브의 요부 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 관한 팽창밸브의 요부 단면도이다.

Claims (11)

  1. 냉동장치의 냉매회로에 배치되는 팽창밸브로서, 상기 팽창밸브는
    밸브실과,
    상기 밸브실에 형성되고, 상기 밸브실 내에 냉매류를 도입하기 위해 상류의 냉매배관에 접속되는 입구와,
    상기 밸브실에 형성되고, 상기 밸브실로부터 냉매류를 배출하기 위해 하류의 냉매배관에 접속되는 출구와,
    상기 밸브실 내부에 있어서, 입구와 출구 사이에 형성된 냉매 통로와,
    상기 냉매 통로 내에 있어서 냉매류의 유량을 가변적으로 제어하는 오리피스와,
    상기 냉매 통로에 있어서 오리피스의 상류에서 냉매의 흐름을 교란하여 교란을 발생시키는 교란부를 갖고,
    상기 오리피스는 밸브실에 형성된 밸브 구멍을 갖는 밸브 시트와, 상기 밸브 구멍의 개도를 조절하는 밸브체로 이루어지며,
    상기 교란부는 밸브실의 내주면 및 밸브체의 외주면 중의 적어도 어느 한쪽에서 요철 형상으로 형성되는, 팽창밸브.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 교란부를 밸브체의 외주면에 형성한, 팽창밸브.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 교란부를 밸브실의 내주면에 형성한, 팽창밸브.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 교란부는 나선 형상을 이루는 홈인, 팽창밸브.
  5. 냉동장치의 냉매회로에 배치되는 팽창밸브로서, 상기 팽창밸브는
    밸브실과,
    상기 밸브실에 형성되고, 상기 밸브실 내에 냉매류를 도입하기 위해 상류의 냉매배관에 접속되는 입구와,
    상기 밸브실에 형성되고, 상기 밸브실로부터 냉매류를 배출하기 위해 하류의 냉매배관에 접속되는 출구와,
    상기 밸브실 내부에 있어서, 입구와 출구 사이에 형성된 냉매 통로와,
    상기 냉매 통로 내에 있어서 냉매류의 유량을 가변적으로 제어하는 오리피스와,
    상기 냉매 통로에 있어서 오리피스의 상류에서 냉매의 흐름을 교란하여 교란을 발생시키는 교란부를 갖고,
    상기 교란부는, 오리피스의 상류에서, 밸브체와 밸브 시트 사이의 냉매 통로를 사행시키도록 형성한 사행로(蛇行路)로 구성되는, 팽창밸브.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 사행로는, 밸브체와 밸브실의 벽면 사이에서 밸브체의 축방향으로 냉매 흐름을 안내하는 축방향 통로와, 축방향 통로로부터의 냉매의 흐름을 경사 형상으로 변경시키는 경사형상로로 이루어지는, 팽창밸브.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 경사형상로는 밸브체의 선단면에 형성된 라인형 오목부와, 밸브 시트에 형성된 라인형 돌출부로 이루어지고, 서로 대향하여 이간하는 라인형 오목부 및 라인형 돌출부의 면이 거의 평행하게 연장되는, 팽창밸브.
  8. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉매 통로는, 상기 교란부와 오리피스 사이에 통로 단면적을 확대하는 공간을 갖는 것을 특징으로 하는 팽창밸브.
  9. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 교란부는, 상기 냉매 통로에서의 밸브 시트의 상류 및 하류에 형성되는, 팽창밸브.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 밸브체 및 밸브실은, 상기 냉매 유통로에서의 밸브 시트의 상류 및 하류에 형성되고, 상기 교란부는, 각각의 밸브실의 내벽면 또는 밸브체의 외표면에 형성되고, 또, 양 밸브체는, 밸브 시트에 형성되어 있는 밸브 구멍을 관통하는 축부에 의해 접합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 팽창밸브.
  11. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 팽창밸브를 이용한 냉동장치.
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