KR20080096838A - 팽창 밸브 및 공기 조화기 - Google Patents

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KR20080096838A KR1020087022885A KR20087022885A KR20080096838A KR 20080096838 A KR20080096838 A KR 20080096838A KR 1020087022885 A KR1020087022885 A KR 1020087022885A KR 20087022885 A KR20087022885 A KR 20087022885A KR 20080096838 A KR20080096838 A KR 20080096838A
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다이킨 고교 가부시키가이샤
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Abstract

조임부에 접속되고, 또한 대략 액상의 냉매로 채워지는 배관의 공명 특성을 조정 가능하게 함으로써, 음향 공조에 의한 소음을 저감하는 팽창 밸브 및 이 팽창 밸브를 이용한 공기 조화기를 제공한다. 팽창 밸브는, 밸브 본체(1)와, 밸브 본체(1)의 내부에 형성되는 조임부(18)와, 이 조임부(18)의 전후로 연통하는 2개의 배관 접속부(11, 12)와, 대략 액상의 상태의 냉매로 채워지는 배관(19)이 접속되는 배관 접속부(12)로부터 조임부(18)에 이르는 냉매 유통로를 밸브 본체(1)의 외부에 개방하는 적어도 1개의 개구(30)를 갖는다. 상기 밸브 본체(1)는, 대략 액상의 냉매로 채워지는 배관(19)의 공명 특성을 조정하는 공명 공간을 구비한 공명 조정기(31)를, 상기 개구(30)에 연통하는 상태로 밸브 본체(1)의 외부에 장착 가능하게 형성되어 있다.

Description

팽창 밸브 및 공기 조화기{EXPANSION VALVE AND AIR CONDITIONER}
본 발명은, 일반의 냉동 사이클에 이용되고, 고온 및 고압의 냉매를 팽창시켜 저온, 및 저압의 냉매로 하는 팽창 밸브 및 이것을 이용한 공기 조화기에 관한 것이다.
종래, 공기 조화 장치에 있어서 소음의 저하가 요구되고 있으며, 특히 팽창 밸브에 있어서의 저소음화가 필요로 되고 있다. 이 팽창 밸브에 있어서의 소음 문제로서 주로, 팽창 밸브의 상류에 위치하는 냉매 유통 저항의 증가, 응축기의 능력 부족 등의 요인에 의해, 팽창 밸브에 유입하는 냉매류가 기액 2상류가 되었을 경우의 소음이 주목되고 있었다. 이 소음의 발생 메커니즘에서는, 밀도가 다른 냉매가 불규칙하게 팽창 밸브의 밸브 본체의 내부를 통과함으로써, 팽창 밸브의 내부에 있어서의 압력의 변동이 심해져, 압력의 변동이 팽창 밸브를 형성하는 케이스에 전파된다. 그리고, 팽창 밸브의 압력의 변동에 의해 밸브 본체 자체가 가진(加振)되고, 그 진동이 샤프트를 통해 회전자에 전해져 케이스가 진동한다.
이러한 문제에 대해, 특허 문헌 1에서는, 밸브 본체의 내부에 연통하는 중공 형상의 공간이 팽창 밸브의 밸브 본체의 하우징(筐體) 내에 형성된 구성이 제안되어 있다. 이 구성에서는, 하우징 내에 형성된 중공 형상의 공간에 있어서의 압력의 변동의 주파수 특성과, 팽창 밸브의 밸브 본체의 내부에 있어서의 감압시의 압력의 변동에 의한 주파수 특성을 간섭시킴으로써, 불쾌하게 느껴지는 주파수의 소음 레벨을 낮출 수 있다. 특허 문헌 2에서는, 팽창 밸브 내에 있어서, 팽창 밸브의 출입구를 형성하는 2개의 배관과 조임부의 사이에 팽창실이 각각 설치된 구성이 제안되어 있다. 이 팽창 밸브는, 냉매가 2개의 팽창실을 통과할 경우에 냉매의 압력의 맥동을 단계적으로 감쇠함으로써 냉매의 통과음을 저감시켜, 2개의 팽창실을 소음기로서 기능시키고 있다. 특허 문헌 3에서는, 밸브 본체, 밸브 시트, 접속관 등의 팽창 밸브의 구성 부품 내에 소음실이 설치된 구성이 제안되어 있다. 이 구성은, 멀티 에어컨에 있어서, 부하의 변동에 대응하기 위하여 일부의 공기 조화기의 팽창 밸브의 밸브 개방도가 조정되었을 때에, 타실의 공기 조화기의 팽창 밸브의 입구측에 있어서 과도적으로 냉매류가 기액 2상류 상태가 되어, 압력의 맥동이 발생하는 경우의 소음 대책으로서 이용되고 있다. 이 소음실은, 밀폐된 공간과 이 공간에 연통하는, 소정의 길이 및 단면적을 갖는 직관으로 이루어지며, 헬름홀츠형 공명기와 근사한 구성을 갖고 있다.
[특허 문헌 1:일본 특허공개 평 10 - 160290호 공보]
[특허 문헌 2:일본 특허공개 평 11 - 325658호 공보]
[특허 문헌 3:일본 특허공개 평 8 - 135842호 공보]
그런데, 발명자의 연구에 의해, 팽창 밸브의 소음 발생은 상기와 같은 경우뿐만이 아니라, 팽창 밸브의 조임부에 접속되고, 또한 대략 액상의 냉매로 채워지는 배관에 대해서는, 배관 내의 음향 공명에 의해 냉매음이 악화되는 경우가 있는 것이 해명되었다. 조임부에 접속되는 배관이며, 또한 대략 액상의 냉매로 채워지는 배관으로서는, 통상의 운전에 있어서의 팽창 밸브의 상류측 배관이 이에 상당한다. 또, 조임부에 접속되고, 또한 대략 액상의 냉매로 채워지는 배관으로서, 이러한 팽창 밸브의 상류측 배관뿐만 아니라 하류측 배관이 상당하는 경우도 있다. 예를 들면, 멀티 에어컨에 있어서의 난방 운전시에 있어서는, 실내 유닛에 설치되는 실내 팽창 밸브의 상류측 배관 및 하류측 배관이 이에 상당한다.
이 멀티 에어컨에 있어서, 어느 배관이 조임부에 접속되고, 또한 대략 액상의 냉매로 채워지는 배관에 상당하는지에 대해서 설명한다. 도 8은, 일반적인 히트 펌프식 멀티 에어컨에 있어서의 냉매 회로를 도시한다. 이 냉매 회로에서는, 압축기(101), 4로 전환 밸브(102), 실외측 열교환기(103), 실외 팽창 밸브(104), 및 수액기(105) 등을 수납한 1대의 실외 유닛(106)에, 실내 팽창 밸브(107) 및 실내측 열교환기(108)를 수납한 복수대(예를 들면, 도 8에서는 2대)의 실내 유닛(109)이 접속되어 있다. 이 공기 조화기에 있어서는, 냉방 운전시에, 4로 전환 밸브(102)의 전환에 의해, 도 8에 있어서 실선의 화살표로 나타낸 바와 같이, 압축기(101), 4로 전환 밸브(102), 실외측 열교환기(103), 실외 팽창 밸브(104), 수액기(105), 실내 팽창 밸브(107), 실내측 열교환기(108), 4로 전환 밸브(102), 및 압축기(101)의 경로에서 냉매가 유통하는 냉매 회로가 형성된다. 각 실내 유닛(109)에 조립되어 있는 실내 팽창 밸브(107), 및 실내측 열교환기(108)의 회로 부분은 병렬로 접속되고 있다. 그리고, 냉방 운전시에 있어서는, 실외 팽창 밸브(104) 및 실내 팽창 밸브(107)로 냉매가 제어되고, 실외측 열교환기(103)가 응축기로서 작용하며, 실내측 열교환기(108)가 증발기로서 작용한다. 이러한 냉매 회로가 형성됨으로써, 실내의 공기가 실내측 열교환기(108)로 냉각 및 제습된다. 이 냉매 회로에 있어서는, 운전 조건이 정격 냉방 운전 조건에 가까운 상태의 경우에는, 실내 팽창 밸브(107)의 상류측 배관이, 전술한 조임부에 접속되고, 또한 대략 액상의 냉매로 채워지는 배관에 해당한다. 또, 이 냉매 회로의 운전에 있어서의 실내 팽창 밸브(107)의 상류측 배관에서, 배관 내의 음향 공명에 의해 냉매음이 악화되는 경우가 있는 것이 발명자에 의해 해명되었다.
한편, 난방 운전시에는, 4로 전환 밸브(102)의 전환에 의해, 도 8에 있어서 파선의 화살표로 나타낸 바와 같이, 압축기(101), 4로 전환 밸브(102), 실내측 열교환기(108), 실내 팽창 밸브(107), 수액기(105), 실외 팽창 밸브(104), 실외측 열교환기(103), 4로 전환 밸브(102), 및 압축기(101)의 경로에서 냉매가 유통하는 냉매 회로가 형성된다. 이 경우에 있어서도, 각 실내 유닛(109)에 수납되어 있는 실내측 열교환기(108), 및 실내 팽창 밸브(107)의 회로 부분은 병렬로 접속되고 있다. 그리고, 난방 운전시에 있어서는, 실외 팽창 밸브(104) 및 실내 팽창 밸브(107)로 냉매가 제어되고, 실외측 열교환기(103)가 증발기로서 작용하며, 실내측 열교환기(108)가 응축기로서 작용한다. 이러한 냉매 회로가 형성됨으로써, 실내의 공기가 실내측 열교환기(108)로 가열된다. 이 냉매 회로에 있어서는, 운전 조건이 정격 난방 운전 조건에 가까운 상태의 경우에는, 실외 팽창 밸브(104)의 상류측 배관이, 전술한 조임부에 접속되고, 또한 대략 액상의 냉매로 채워지는 배관에 해당한다. 또, 이 냉매 회로의 운전에 있어서의 실외 팽창 밸브(104)의 상류측 배관에서, 배관 내의 음향 공명에 의해 냉매음이 악화되는 경우가 있는 것이 발명자에 의해 해명되었다.
이러한 냉매 회로에 있어서, 일부의 실내 유닛(109)이 정지하는 경우, 이 실내 유닛(109)의 실내측 열교환기(108)는 고압 회로 중에 연통되고 있다. 이 때문에, 실내측 열교환기(108)의 출구에 위치하는 실내 팽창 밸브(107)가 전부 닫힌 상태에서 장시간 운전이 정지하는 경우는, 고압 가스 냉매가 운전 정지 중의 실내측 열교환기(108)로 응축 및 액화해 저류된다. 실내측 열교환기(108)에 냉매가 응축 및 액화해 저류되면 냉매 회로 내의 냉매량이 부족해, 정상적인 압력으로 운전할 수 없게 되어 난방 운전에 지장을 초래할 가능성이 있다. 따라서, 이를 회피하기 위하여, 난방 운전 정지중의 실내 유닛(109) 내의 실내 팽창 밸브(107)가 전부 닫히지 않고 조금 열림으로써, 소량의 액상의 냉매를 끊임없이 유통시켜 액상의 냉매의 체류를 억제한다. 이 상태에서는, 팽창 밸브의 상류측 배관이 액상의 냉매로 채워질 뿐만 아니라, 하류측 배관도 액상의 냉매로 채워진다. 따라서, 이 냉매 회로에 있어서의 실내 팽창 밸브(107)의 상류측 배관 및 하류측 배관은, 전술한 조임부에 접속되고, 또한 대략 액상의 냉매로 채워지는 배관에 해당한다. 또, 이 냉매 회로의 운전에 있어서의 실내 팽창 밸브(107)의 상류측 배관 및 하류측 배관에서, 배관 내의 음향 공명에 의해 냉매음이 악화되는 경우가 있는 것이 발명자에 의해 해명되었다.
이러한, 조임부에 접속되고, 또한 대략 액상의 냉매로 채워지는 배관에 있어서는, 도 9에 도시한 공명 공간이 상정된다. 도 9는, 팽창 밸브(110)의 조임부(111)에 접속되고, 또한 대략 액상의 냉매로 채워지는 배관(112)의 배치예이며, 이 배관(112)에는 필터(113)가 접속되어 있다. 이 경우에 있어서의 배관의 공명 공간에서는, 팽창 밸브(110)의 밸브실(114)의 측벽(114a)이 폐쇄단으로서 작용하고, 배관 접속부에 접속되어 있는 배관(112)에 있어서의 필터(113)의 대구경부(113a)가 개방단으로서 작용하는 공명 모드가 발생하는 경우가 있다. 도 9에 도시한 바와 같이, 폐쇄단 위치에서는 공명 모드의 진폭이 최대가 되고(소위 배(腹)가 되고), 개방단 위치에서는 공명 모드의 진폭이 0이 된다(소위 마디(節)가 된다). 한편, 팽창 밸브(110)에 있어서의 소음의 발신원은 조임부(111) 부근의 냉매의 불안정한 상태에 의한다고 생각되지만, 이 조임부(111)가 상기 공명 모드의 배의 위치에 존재함으로 인해 가진되기 쉽다. 따라서, 조임부(111)를 통과하는 고속 냉매의 에너지가 더해져 공명 모드가 여기(勵起)되기 쉽다.
도 10(a) 내지 (c)는, 진폭의 대소의 이미지를 파선으로 나타낸 공명 모드의 모식도이다. 상기 조임부(111)에 접속됨과 더불어 대략 액상의 냉매로 채워지는 배관(112)에서는, 도 9 또는 도 10(a)에 도시한 1차 모드뿐만 아니라, 도 10(b) 및 (c)에 도시한 2차, 3차 등의 모든 공명 모드가 여기되기 쉽다. 따라서, 발명자는, 조임부(111)의 위치를 바꿀 수 없지만, 공명 공간의 공명 특성의 조정, 특히 공명 모드의 배의 위치를 이동시키는 조정에 의해, 음향 공명에 있어서의 진폭 레벨을 저감시킬 수 있는 것을 찾아냈다. 또, 실기에 있어서의 공명 모드는, 팽창 밸브에 접속되는 부품, 예를 들면 필터, 소음기, 및 열교환기 등의 모든 단면적 변화부의 특성, 및 유통하는 냉매의 상태 등에 의해서 정해지는 것으로부터, 공명 특성은 공기 조화기의 시스템 설계에 의존하는 것을 알게 되었다. 즉, 공명 특성의 조정은 공기 조화기의 시스템 설계에 따라 상이한 것이 발명자에 의해 해명되었다.
그런데, 전술한 종래의 팽창 밸브의 소음 대책은, 팽창 밸브의 상류측의 기액 2상류에 의한 압력의 변동에 기인하는 소음에 주목한 것이고, 이러한 음향 공명에 기인하는 소음에 주목한 것은 아니다. 또, 음향 공명에 기인하는 소음에 주목한 것은 아직 발표되어 있지 않다. 상기 각 특허 문헌에 기재되어 있는 소음 대책은, 조임부의 근방에 소음기가 설치되어 있음으로 인해, 음향 공명에 영향을 줄 수 있지만, 원래 음향 공명에 주목한 것이 아니며, 공명 특성의 조정을 고려한 것은 아니다. 따라서, 공명 특성의 조정이 공기 조화기의 시스템 설계에 의존하는 점은 시사되어 있지 않다.
본 발명은, 조임부에 접속되고, 또한 대략 액상의 냉매로 채워지는 배관의 공명 특성을 조정 가능하게 함으로써, 음향 공명에 의한 소음을 저감하는 팽창 밸브 및 이 팽창 밸브를 이용한 공기 조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1의 양태에 의하면, 밸브 본체와, 밸브 본체의 내부에 형성되는 조임부와, 이 조임부의 전후에 연통하는 2개의 배관 접속부와, 대략 액상의 냉매로 채워지는 배관이 접속되는 배관 접속부로부터 조임부에 이르는 냉매 유통로를 밸브 본체의 외부에 개방하는 적어도 1개의 개구를 갖는 팽창 밸브가 제공된다. 상기 밸브 본체는, 대략 액상의 냉매로 채워지는 배관의 공명 특성을 조정하는 공명 공간을 구비한 공명 조정기를, 상기 개구에 연통하는 상태로 밸브 본체의 외부에 장착 가능하게 형성되어 있다.
이와 같이 구성된 팽창 밸브를 이용해 공기 조화기의 시스템 설계를 행함으로써, 공기 조화기에 있어서의 팽창 밸브의 조임부에 접속되고, 또한 대략 액상의 냉매로 채워지는 배관의 공명 특성에 대응한 공명 조정기를, 팽창 밸브의 밸브 본체의 외부에 장착할 수 있다. 이에 의해, 공명 모드의 배의 위치를 조정할 수 있고, 공명음의 진폭 레벨을 저감해 소음을 저감할 수 있다.
바람직하게는, 공명 조정기가, 상기 개구에 연통하는 상태로 밸브 본체의 외부에 장착되어 있다. 이 구성에 의해서, 공명 조정기가 팽창 밸브의 외부에 장착되어 있음으로 인해, 설치 공간에 자유도가 있어, 공기 조화기의 시스템 설계에 대응한 것이 장비될 수 있다. 또, 공기 조화기의 시스템에 따라 공명 특성이 상이한 것에 대응하기 위하여, 밸브 본체 및 밸브 구동부를 변경하지 않고 공명 조정기만을 변경하는 것만으로 양호한 것으로 인해, 팽창 밸브의 공용화를 행할 수 있다.
또, 바람직하게는, 복수의 상기 개구가 설치되어 있고, 이들 개구에 연통하도록 복수의 공명 조정기가 밸브 본체의 외부에 장착되어 있다. 이 구성에 의하면, 팽창 밸브의 조임부에 접속되고, 또한 대략 액상의 냉매로 채워지는 배관에는, 전술과 같이 1개의 공명 공간이 형성될 뿐만 아니라 복수의 공명 공간이 형성되는 경우가 있다. 예를 들면, 이 배관에 대구경의 필터와 수액기가 직렬로 접속되어 있는 경우, 필터를 개방단으로 하는 공명 공간과, 수액기를 개방단으로 하는 공명 공간이 형성되는 경우가 있다. 이러한 경우, 복수의 공명 조정기가 장착됨으로써, 개개의 공명 공간마다의 공명 특성을 개개의 공명 조정기로 조정할 수 있다. 바람직하게는, 상기 공명 조정기는, 관 형상을 갖는 용기에 의해 구성되어 있다. 또, 바람직하게는, 상기 공명 조정기는, 밀폐된 공간과, 이 공간에 연통하는 연통로를 구비하고 있다.
바람직하게는, 상기 공명 조정기의 내부에는, 음파를 반사하기 어려운 부재가 장착되어 있다. 이 구성에 의하면, 공명음은 반사되는 것으로 인해, 음파를 반사하기 어려운 부재가 장착됨으로써, 공명음을 저감하는 것이 가능해진다. 바람직하게는, 상기 음파를 반사하기 어려운 부재는 다공질체로 이루어진다.
본 발명의 제2 양태에 의하면, 상기 팽창 밸브를 이용한 공기 조화기가 제공된다. 이 구성에 의하면, 전술한 작용 및 효과를 갖는 공기 조화기를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관련된 팽창 밸브를 나타내는 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 2에 관련된 팽창 밸브를 나타내는 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 3에 관련된 팽창 밸브를 나타내는 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 4에 관련된 팽창 밸브를 나타내는 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 5에 관련된 팽창 밸브를 나타내는 종단면도이 다.
도 6은 본 발명의 실시 형태 6에 관련된 팽창 밸브를 나타내는 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태 7에 관련된 팽창 밸브를 나타내는 종단면도이다.
도 8은 멀티형 공기 조화기의 대표적인 냉매 회로를 나타내는 도면이다.
도 9는 종래의 팽창 밸브에 접속되는, 액상의 냉매로 채워져 있는 배관의 공명 공간을 설명하기 위한 도면이다.
도 10(a) 내지 (c)는 배관에 있어서의 공명 모드를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 각 실시 형태에 관련된 팽창 밸브에 대해, 도면에 의거해 설명한다.
실시 형태 2 ~ 7에 있어서, 실시예의 형태 1에 공통되는 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
(실시 형태 1)
이하, 이 발명의 실시 형태 1에 관련된 팽창 밸브에 대해서, 도 1에 의거해 설명한다. 도 1은 실시 형태 1에 관련된 팽창 밸브의 종단면도이다. 본 실시 형태에 관련된 팽창 밸브는, 도 1에 도시한 바와 같이, 밸브 본체(1)와, 밸브 본체(1)의 상부에 장착된 밸브 구동부(2)로 이루어진다.
밸브 본체(1)는, 이 밸브 본체(1)의 측면 및 하면에 배관 접속부(11, 12)를 각각 갖고 있고, 양 배관 접속부(11, 12)간에 냉매 유통로가 형성되어 있다. 이 냉매 유통로는 밸브 시트(13)에 의해 나누어져 있고, 이 밸브 시트(13)의 상부에 밸브실(14)이 형성되어 있다. 밸브 시트(13)에는 밸브 구멍(15)이 형성되어 있고, 밸브봉(16)의 선단에 형성된 니들 밸브(17)는, 밸브 구멍(15)에 대해서 상방으로부터 진퇴 가능하게 구동되도록 구성되어 있다. 이 니들 밸브(17)와 밸브 시트(13)에 의해 조임부(18)가 형성되어 있다. 상기 배관 접속부(11, 12)는, 팽창 밸브에 접속되는 배관(19)의 접속을 용이하게 하기 위하여 조인트용 배관에 의해 구성되어 있다.
밸브 구동부(2)는 밸브봉(16)을 상하동시키기 위한 구동부이며, 예를 들면 밸브봉(16)에 연결하는 회전자(21), 회전자(21)를 둘러싸는 회전자 케이스(22), 및 회전자 케이스(22)의 바깥쪽에 장착된 고정자(23)로 구성되어 있다. 이상의 구성은, 팽창 밸브로서 종래 공지의 일반적인 구성이다.
본 실시 형태에 관련된 팽창 밸브는, 이러한 구성에 있어서, 밸브 본체(1)에 있어서의 밸브실(14)의 측방으로서, 또한 배관 접속부(11)에 대향하는 위치에, 밸브실(14)을 외부에 개구하는 개구(30)가 설치되어 있다. 이 개구(30)는, 배관 접속부(11)에 접속되는 배관(19)의 내경과 대략 동일한 직경을 갖는 원형 구멍에 형성되어 있다. 밸브 본체(1)의 외부에는, 상기 배관(19)과 동일한 직경을 갖는 관 형상의 공명 조정기(31)를 장착 가능하게 하기 위하여, 소켓부(32)가 형성되어 있다.
공명 조정기(31)는, 배관(19)과 대략 동일한 직경을 갖는 관 형상의 용기로 구성되어 있고, 이 용기의 일단이 개방되어 있음과 더불어 타단이 폐쇄되어 있다. 이 관 형상의 용기로 이루어지는 공명 조정기(31)는, 개구(30)와 동심상으로 소켓 부(32)에 납땜되어져 장착되어 있다.
공명 조정기(31)가 밸브 본체(1)의 외부에 장착되면, 도 1에 도시한 바와 같이, 공명 공간의 개방단은 배관(19)에 장착된 필터(35)의 대구경부(35a)이고, 공명 공간의 폐쇄단은 밸브 본체(1)의 외부에 장착된 공명 조정기(31)의 폐쇄된 단부(31a)가 된다. 이에 의해, 공명 공간이 밸브실(14)의 외부로 밀려나와 형성된다. 이 결과, 도 1에 있어서의 1차 공명 모드를 파선으로 나타낸 바와 같이, 공명 모드의 배 및 마디가 조정된다. 이와 같이 공명 특성이 조정되면, 조임부(18)에서 발생하는 가진(加振) 에너지는, 공명 모드의 배로부터 벗어난 개소에서 더해지게 된다.
개구(30)에 연통하는 공명 조정기(31)의 장착 위치는, 배관(19)의 공명 공간에 대해서는 조임부의 앞일 필요가 있고, 조임부(18)로 할 수 있을 만큼 가까운 것이 바람직하다. 이러한 공명 조정기는 에너지 흡수 효과도 가짐으로 인해, 에너지 발생원에 가까운 곳에 위치하는 것이 바람직하다. 이러한 것으로부터 공명 조정기(31)는 밸브실(14)의 측면에 설치되어 있지만, 공명 조정기(31)의 위치는 배관 접속부(11)에 대향하는 위치가 아니어도 되고, 배관 접속부(11)의 축선에 대해서 소정의 각도로 교차하는 위치이어도 된다.
실시 형태 1의 팽창 밸브는, 상기와 같이 구성된 팽창 밸브로서, 공명 조정기(31)가 장착된 팽창 밸브와, 공명 조정기(31)가 장착되지 않은 팽창 밸브의 실시 형태로서 예시되는 것이다. 또, 이와 같이 구성된 공명 조정기(31)가 장착되지 않은 상태의 팽창 밸브에 의하면, 팽창 밸브의 조임부(18)에 접속되고, 또한 대략 액상의 냉매로 채워지는 배관(19)으로 이루어지는 공명 공간의 공명 특성에 대응한 공명 조정기(31)를, 팽창 밸브의 밸브 본체(1)의 외부에 장착할 수 있다. 이에 의해, 공명 모드의 배의 위치를 조정할 수 있고, 공명음의 진폭 레벨을 저감해 소음을 저감할 수 있다. 또, 이와 같이 공명 조정기(31)가 장착되지 않은 팽창 밸브의 경우는, 공기 조화기의 시스템 설계자가 각자 정하는 최적 특성의 공명 조정기(31)를 자유로 선택해 팽창 밸브에 장착할 수 있다.
또, 공명 조정기(31)가 장착된 상태의 팽창 밸브의 경우는, 공기 조화기의 시스템 설계에 즈음해, 미리 배관(19)으로 이루어지는 공명 공간의 공명 특성에 대응하는 공명 조정기(31)가 장착된 팽창 밸브가 준비된다. 이와 같이 하여, 공명 특성을 조정하는 것이 가능한 팽창 밸브가 공기 조화기의 시스템에 채용됨으로써, 공명 모드의 배의 위치를 조정할 수 있고, 공명음의 진폭 레벨을 저감해 소음을 저감할 수 있다.
(실시 형태 2)
실시 형태 2에 관련된 팽창 밸브에서는, 실시 형태 1에 관련된 공명 조정기(31) 대신에, 도 2에 도시한 바와 같이, 배관(19)의 직경보다 작은 직경을 갖는 공명 조정기(41)가 이용되고 있다. 이 경우의 공명 공간의 폐쇄단은, 밸브 본체(1)의 외부에 장착된, 공명 조정기(41)의 폐쇄된 단부(41a)가 된다. 실시 형태 2의 공명 조정기(41)의 기본적인 관점은 실시 형태 1의 공명 조정기(31)와 동일하며, 공명 조정기(41)의 길이 및 직경을 조정함으로써 공명 특성을 조정할 수 있고, 음향 공명에 의한 소음의 진폭 레벨을 낮추어 공명음을 저감할 수 있다.
(실시 형태 3)
실시 형태 3에 관련된 공명 조정기(42)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 밀폐된 공간(소음실)(43)과, 이 공간(43)에 연통하는, 소정의 길이 및 소정의 단면적을 갖는 연통로(44)를 구비하고 있다. 이 공명 조정기(42)가 밸브실(14)의 측방에 연결됨으로써, 공명 공간의 폐쇄단이 밸브 본체(1)의 외부에 장착된 공명 조정기(42)의 폐쇄된 단부(42a)가 된다. 실시 형태 3에 관련된 팽창 밸브는, 상기 구성을 갖는 공명 조정기(42)가 장착됨으로써, 배관(19)의 공명 특성을 조정함과 함께, 저주파수의 소음 레벨을 저감시킬 수 있다. 따라서, 공명음의 진폭 레벨이 보다 한층 저감된다.
(실시 형태 4)
실시 형태 4에 관련된 팽창 밸브에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 실시 형태 1에 관련된 공명 조정기(31)의 내부에 음파를 반사하기 어려운 부재(45)가 장착되어 있다. 음파를 반사하기 어려운 부재(45)의 재질로서는, 금속 섬유, 소결 합금 등의 다공질 재료를 들 수 있다. 음파를 반사하기 어려운 부재(45)가 공명 조정기(31)의 내부에 장착됨으로써, 공명 소리의 반사음을 저감할 수 있고, 공명음의 진폭 레벨을 저감해 소음을 보다 저감할 수 있다.
(실시 형태 5)
실시 형태 5에 관련된 팽창 밸브에서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 실시 형태 4와 마찬가지로, 실시 형태 1에 관련된 공명 조정기(31)의 내부에 음파를 반사하기 어려운 부재(46)가 장착되어 있다. 실시 형태 5에 있어서의 음파를 반사하기 어려운 부재(46)는, 스프링(46a)에 의해 탄성적으로 유지된 판재(46b)를 압력 변동 에 반응해 변위시키는 부재에 의해 구성되어 있다. 이 경우도 실시 형태 4와 마찬가지로 공명음의 반사음을 흡수할 수 있고, 공명음의 진폭 레벨을 저감해 소음을 보다 저감할 수 있다.
(실시 형태 6)
실시 형태 1 ~ 실시 형태 5는, 밸브실(14)의 측면에 접속되는 배관(19)의 공명 특성을 조정하는 공명 조정기에 관한 것이지만, 실시 형태 6은, 도 6에 도시한 바와 같이, 밸브 본체(1)의 하면의 배관 접속부(51)에 접속되는 배관(52)의 공명 모드의 조정에 관한 것이다. 이 실시 형태에 있어서의 밸브 본체(1)의 하면의 배관 접속부(51)에는, 실시 형태 1의 경우와 같은 조인트용 배관이 설치되어 있지 않다.
실시 형태 6에서는, 실시 형태 1 ~ 5의 경우와 같이 배관 접속부(51)에 대향하는 면에 공명 조정기(53)를 장착하는 장소가 없다. 또, 조임부(18)와 배관 접속부(51)의 사이에 밸브실(14)도 없다. 이 때문에, 밸브 시트(13)의 하방 부분에 공간부(54)가 설치됨과 더불어, 공간부(54)를 외부에 개구하는 개구(55)가 공간부(54)의 측방에 설치된다. 또한, 개구(55)의 외부에 소켓부(56)가 형성되어 있다. 그리고, 이 소켓부(56)에, 납땜에 의해 동심상으로 공명 조정기(53)가 장착되어 있다.
이 경우의 배관(52)에 대한 공명 공간은, 구부러진 것과 같은 형태가 된다. 그리고, 공명 모드의 마디는, 예를 들면 대구경의 필터(57)가 장착되어 있는 경우는, 그 대구경부(57a)의 위치가 된다. 또, 공명 모드의 폐쇄단은, 밸브 본체(1)의 외부에 장착된 공명 조정기(53)의 폐쇄된 단부(53a)가 된다. 이와 같이 공명 특성 이 조정됨으로써, 조임부(18)에서 발생하는 가진 에너지는 공명 모드의 배로부터 벗어난 개소에서 더해지게 되고, 공명음의 진폭을 저감할 수 있어 소음을 저하시킬 수 있다.
(실시 형태 7)
실시 형태 7에 관련된 팽창 밸브에서는, 실시 형태 6의 경우와 마찬가지로, 밸브 본체(1)의 하면의 배관 접속부(61)에 공명 조정기(62)가 설치되어 있다. 보다 구체적으로는, 도 7에 도시한 바와 같이, 배관 접속부(61)에는 실시 형태 1에 관련된 조인트용 배관이 설치되어 있다. 배관 접속부(61)의 조인트용 배관에는, 배관 내의 공간을 외부에 개구하는 개구(63)가 설치되어 있다. 개구(63)에는 조인트용 배관으로부터 버링부가 팽출되고 있으며, 실시 형태 3에 관련된 공명 조정기(42)와 동일한 구성을 갖는 공명 조정기(62)가 개구(63)와 동심상으로 배치되어, 납땜에 의해 장착되어 있다.
이와 같이 구성된 실시 형태 7에서는, 배관(52)에 대한 공명 공간 및 공명 모드는 실시 형태 6의 경우와 마찬가지로, 실시 형태 6의 경우와 동일한 공명 특성의 조정이 행해진다. 공명 모드의 폐쇄단은, 밸브 본체(1)의 외부에 장착된 공명 조정기(62)의 폐쇄된 단부(62a)가 된다. 또, 공명 조정기(62)가 장착되어 있음으로 인해, 실시 형태 7에 관련된 팽창 밸브는, 실시 형태 6에 관련된 팽창 밸브와 동일한 공명 특성을 조정함과 함께, 저주파수의 소음 레벨을 저감시킬 수 있다.
(변형예)
(1) 각 실시 형태에 있어서, 공명 조정기(31, 41, 42, 53, 62)의 개구(30, 55, 63)에의 장착은, 개구(30, 55, 63)에 소켓부(32, 56) 또는 버링부가 설치되고, 이 소켓부(32, 56) 또는 버링부에의 납땜에 의해 행해지고 있다. 그렇지만, 납땜이 아니라 용접에 의해 공명 조정기(31, 41, 42, 53, 62)가 장착되어도 된다. 또, 공명 조정기(31, 41, 42, 53, 62)의 납땜 및 용접에 의한 밸브 본체(1) 및 밸브 구동부(2)로의 열영향이 문제가 되는 경우에는, 배관 접속부(11, 12, 51, 61)에 조인트용 배관이 설치되어 있는 것과 마찬가지로, 개구(30, 55, 63)에 짧은 배관이 설치되어도 된다. 이 경우, 공명 조정기(31, 41, 42, 53, 62)가 장착되지 않은 상태의 팽창 밸브를 완성품으로 하는 경우는, 개구(30, 55, 63)에 짧은 배관이 설치된 상태의 팽창 밸브가 출하되면 양호하다. 공명 조정기(31, 41, 42, 53, 62)의 개구(30, 55, 63)에의 장착은, 누설이 생기지 않고 강도가 문제가 되지 않는 것이면, 상기와 같은 납땜 및 용접이 아니라 테이퍼 나사에 의해서도 가능하다.
(2) 각 실시 형태에 있어서는, 개구(30, 55)가 1개 밖에 명시되어 있지 않지만, 복수의 개구(30, 55)가 설치됨과 더불어, 각 개구(30, 55)에 연통하는 복수의 공명 조정기(31, 41, 42, 53)가 밸브 본체(1)의 외부에 장착되어도 된다. 팽창 밸브에 접속되는, 대략 액상의 냉매로 채워지는 배관(19, 51)에는, 필터(35, 57)뿐만 아니라 각종 기기가 설치됨으로 인해, 밸브실(14) 부분을 공명 모드의 배로 하는 복수의 공명 모드가 형성되는 일이 있다. 예를 들면, 실시 형태 1에 있어서, 배관(19)에 대구경의 필터(35)와 수액기(도시 않음)가 직렬로 접속되어 있는 경우, 폐쇄단을 밸브실(14)로 하고, 개방단을 필터(35)로 하는 공명 공간과, 폐쇄단을 밸브실(14)로 하고, 개방단을 수액기로 하는 공명 공간이 형성되는 경우가 있다. 이 러한 경우, 예를 들면, 동일 수평면상에 있어서, 배관 접속부(11)의 축선에 대해 각각 45도 기운 위치의 밸브실(14)의 벽에 2개의 개구(30)가 설치되고, 2개의 개구(30)에 대해, 상기 2개의 공명 공간의 공명 특성에 알맞은 공명 조정기(31)가 각각 장착된다. 이 구성에 의해, 2개의 공명 조정기(31)가 각 공명 공간에 의한 공명 진폭의 공명 레벨을 개별적으로 저감해 소음을 저하시킬 수 있다.
(3) 상기 각 실시 형태에서는 팽창 밸브에 대해 설명되고 있지만, 이들 팽창 밸브는, 가정용 공기 조화기, 점포, 오피스 빌딩 등의 업무용 에어컨, 냉장고, 냉동고 등 모든 냉동 장치에 사용될 수 있고, 이들 장치에 있어서의 팽창 밸브의 소음을 저감할 수 있다.

Claims (8)

  1. 밸브 본체와, 밸브 본체의 내부에 형성되는 조임부와, 이 조임부의 전후로 연통하는 2개의 배관 접속부와, 대략 액상의 냉매로 채워지는 배관이 접속되는 배관 접속부로부터 조임부에 이르는 냉매 유통로를 밸브 본체의 외부에 개방하는 적어도 1개의 개구를 갖고, 상기 밸브 본체는, 대략 액상의 냉매로 채워지는 배관의 공명 특성을 조정하는 공명 공간을 구비한 공명 조정기를, 상기 개구에 연통하는 상태로 밸브 본체의 외부에 장착 가능하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  2. 청구항 1에 있어서,
    공명 조정기가, 상기 개구에 연통하는 상태로 밸브 본체의 외부에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  3. 청구항 1에 있어서,
    복수의 상기 개구가 설치되어 있고, 이들 개구에 연통하도록 복수의 공명 조정기가 밸브 본체의 외부에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공명 조정기는, 관 형상을 갖는 용기에 의해 구성되어 있는 것을 특징 으로 하는 팽창 밸브.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공명 조정기는, 밀폐된 공간과, 이 공간에 연통하는 연통로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공명 조정기의 내부에는, 음파를 반사하기 어려운 부재가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 음파를 반사하기 어려운 부재는 다공질체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 팽창 밸브를 이용한 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
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