KR20100087105A - 팽창밸브 - Google Patents

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KR20100087105A
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타카시 모기
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가부시기가이샤 후지고오키
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Abstract

볼트 감합홈의 배치에 궁리를 시행하여 밸브 본체에 필요로 하는 재료량의 더한층의 저감을 도모할 수 있는 팽창밸브를 제공한다. 팽창밸브(20)에서는, 밸브 본체(21)에 장치된 밸브부재 구동장치(36)의 변위가 밸브부재 구동봉(36f)에 의해 밸브 부재에 전달되고, 밸브 개도가 변경되어 냉매 유량이 제어된다. 밸브 본체(21)은 본체 상부(40)과 본체 상부(40)보다도 폭이 좁은 본체 하부(41)로 이루어지고, 본체 상부(40)과 본체 하부(41)의 경계부(42)에 밸브 본체(21)의 측방, 바람직하게는 경사하방으로 열린 볼트 감합홈(43, 43)이 형성되어 있다. 이 레이아웃에 의해, 경계부(42)에 필요로 하는 소재를 더욱 줄일 수 있고, 결과로서, 밸브 본체(21)에 필요로 하는 소재량의 더한층의 감축을 달성할 수 있다. 개구 폭(최소 공간 치수)(w)는 볼트 지름보다도 작기 때문에, 볼트 감합홈(43)의 주위에 좌면이 충분히 확보되고, 볼트는 볼트 감합홈(43)으로부터 탈락하는 일도 없다.

Description

팽창밸브{EXPANSION VALVE}
본 발명은, 예를 들면, 공조 장치에 이용하는 냉방 시스템에 적용되는 팽창밸브에 관한 것이다.
종래의 공조 장치의 냉동 사이클의 한 예가, 도 5에 도시되어 있다. 도 5에 도시하는 냉동 사이클(1)에서는, 모터 등의 구동원(2)에 의해 구동된 컴프레서(4)에서 압축된 냉매가 콘덴서(5)에 보내지고, 팬(12)에 의해 콘덴서(5)에 외기를 불어댐으로써 냉매가 액화된다. 콘덴서(5)에서 액화된 냉매는 레시버(6)에 수용되고, 레시버(6)로부터의 액냉매는, 통과량을 조정하는 팽창밸브(10)을 통과하고 이베퍼레이터(증발기)(8)에 보내지고, 이베퍼레이터(8)에서 기화된 냉매가 컴프레서(4)에 되돌아와, 이하, 냉동 사이클을 순환한다. 팽창밸브(10)는, 이베퍼레이터(8)의 출구측의 냉매 온도를 검지하는 온도 센서(10a)와, 팽창밸브(10)가 갖는 다이어프램의 균압용의 배관(10b)을 가지며, 이들의 값을 팽창밸브(10)에 피드백하여 밸브 개도를 조절한다.
도 6은, 도 5에 도시하는 냉동 사이클에 이용되는 팽창밸브의 한 예를 도시하는 개략 종단면도이다. 팽창밸브(10)의 밸브 본체(30)에는, 냉동 사이클의 냉매 관로(11)에서, 콘덴서(5)의 냉매 출구로부터 레시버(6)를 통하여 이베퍼레이터(8)의 냉매 입구를 향하는 부분에 개재되는 기액 2상 냉매의 도입을 위한 제 1 통로(32)와, 이베퍼레이터(8)의 냉매 출구로부터 컴프레서(4)의 냉매 입구를 향하는 부분에 개재되어 있고 기상 냉매가 흐르는 제 2 통로(34)가, 상하로 서로 이간하여 형성되어 있다. 제 1 통로(32)에는, 레시버(6)의 냉매 출구로부터 공급된 액체 냉매를 감압시키기 위한 밸브 구멍(32a)이 밸브 본체(30)의 길이 방향의 중심선에 따라 형성되어 있다. 밸브 구멍(32a)의 입구에는 밸브 시트가 형성되어 있고, 밸브 부재(32b)가 압축 코일 스프링과 같은 가세 수단(32c)에 의해 해당 밸브 시트를 향하여 가세되어 있다.
팽창밸브(10)는, 입구 포트(321)와, 상기 입구 포트(321)에 연결하는 밸브실(35)을 갖는다. 밸브실(35)은, 밸브 구멍(32a)의 중심선과 동축으로 형성되는 바닥이 있는 실(室)이고, 플러그(37)에 의해 밀폐되어 있다. 제 2 통로(34)에 대해서는, 냉매 관로(11)가 접속되는 포트(341, 342)가 형성되어 있다.
밸브 본체(30)의 상단에는 밸브 부재(32b)를 구동하기 위한 밸브부재 구동장치(36)가 장착되어 있다. 밸브부재 구동장치(36)는, 다이어프램(36a)에 의해 내부 공간을 상하 2개의 압력 작동실(36b, 36c)로 구획된 압력 작동 하우징(36d)을 갖고 있다. 압력 작동 하우징(36d) 중의 하방의 압력 작동실(36c)은 밸브 구멍(32a)의 중심선에 대해 동심적으로 형성된 균압구멍(36e)을 통하여 제 2 통로(34)에 연통되어 있기 때문에, 제 2 통로(34)에서의 냉매 증기의 압력이 하방의 압력 작동실(36c)에 부하되어 있다.
균압구멍(36e)에는, 다이어프램(36a)의 하면부터 제 1 통로(32)의 밸브 구멍(32a)까지 연장하여 나온 밸브부재 구동봉(36f)이 동심적으로 배치되어 있다. 밸브부재 구동봉(36f)은 압력 작동 하우징(36d)의 하방의 압력 작동실(36c) 및 밸브(30)에서의 제 1 통로(32)와 제 2 통로(34)를 사이에 두는 격벽에 상하 방향으로 활주 자유롭게 지지되어 있고, 하단을 밸브 부재(32b)에 접합시키고 있다. 또한, 상기 격벽을 활주 가능한 밸브부재 구동봉(36f)의 외주면에는 양 통로(32, 34) 사이의 냉매의 누출을 방지하는 밀봉 부재(36g)가 장착되어 있다.
압력 작동 하우징(36d)의 상방의 압력 작동실(36b) 중에는 공지의 다이어프램 구동 유체가 충전되어 있고, 다이어프램 구동 유체에는 제 2의 통로(34)나 균압구멍(36e)에 노출된 밸브부재 구동봉(36f) 및 다이어프램(36a)을 통과하고, 제 2 통로(34)를 흐르고 있는 이베퍼레이터(8)의 냉매 출구로부터의 냉매 증기의 열이 전달된다.
상방의 압력 작동실(36b) 중의 다이어프램 구동 유체는 전달된 열에 대응하여 가스화하고, 그 가스 압력은 다이어프램(36a)의 윗면에 부하된다. 다이어프램(36a)은 이 가스 압력과 다이어프램(36a)의 하면에 부하된 압력과의 차에 의거하여 상하로 변화하고, 해당 상하 변위는 밸브부재 구동봉(36f)을 통해 밸브 부재(32b)에 전달된다. 밸브 부재(32b)가 밸브 구멍(32a)의 밸브 시트에 대해 접근 또는 이간함에 의해, 밸브 구멍(32a)을 통과하는 냉매 유량이 제어된다.
도 7은, 도 6에 도시하는 팽창밸브를 포트(321) 측에서 본 도면이다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 종래의 팽창밸브에서는, 밸브 본체(30)는, 비교적 폭이 넓은 본체 상부(60)와, 비교적 폭이 좁은 본체 하부(61)와, 폭이 본체 상부(60)의 폭으로부터 본체 하부(61)의 폭으로 연속적으로 감소하는 접속부(62)를 구비하고 있다. 밸브 본체(30)에서, 볼트 구멍(63, 63)은 본체 상부(60)와 접속부(62)에 걸치는 영역에 드릴 가공이나 절삭 가공과 같은 천궁 가공에 의해 형성되어 있다.
일본국 특허 제3545847호 공보
본 발명의 목적은, 밸브 본체에 장치된 밸브부재 구동장치를 구성하는 다이어프램의 변위를 밸브 부재 구동봉에 의해 밸브 부재에 전달하여, 상기 밸브 부재를 밸브 시트에 대해 접리함에 의해 냉매 유량을 제어하는 팽창밸브에 있어서, 볼트 감합홈의 배치에 궁리를 시행하여, 밸브 본체에 필요한 재료량을 매우 저감하는 팽창밸브를 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 팽창밸브는, 밸브 본체에 장비된 밸브부재 구동장치를 구성하는 다이어프램의 변위를 밸브 부재 구동봉에 의해 밸브 부재에 전달하고, 상기 밸브 부재를 밸브 시트에 대해 접리함에 의해 냉매 유량을 제어하는 팽창밸브에 있어서, 상기 밸브 본체는 본체 상부와 해당 본체 상부보다도 폭이 좁은 본체 하부로 이루어지고, 상기 본체 상부와 본체 하부의 경계부에 상기 밸브 본체의 측방으로 열린 볼트 감합홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 의한 팽창밸브는, 상기한 바와 같이, 밸브 본체의 폭이 변화하는 경계부에 볼트 감합홈을 배치하는 레이아웃으로 하고 있어서, 경계부에 필요로 하는 소재를 더욱 줄일 수 있고, 결과로서, 밸브 본체에 필요로 하는 소재량의 감축을 보다 더 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 팽창밸브의 한 실시 형태를 도시하는 정면도.
도 2A는 도 1에 도시하는 팽창밸브의 측면도.
도 2B는 도 1에 도시하는 팽창밸브의 이면도.
도 2C는 도 1에 도시하는 팽창밸브의 상면도.
도 2D는 도 1에 도시하는 팽창밸브의 저면도.
도 3은 본 발명에 의한 팽창밸브의 다른 실시 형태를 도시하는 종단면도.
도 4는 도 3에 도시하는 팽창밸브의 이면도.
도 5는 종래의 공조 장치의 냉동 사이클의 한 예를 도시하는 개략도.
도 6은 도 5에 도시하는 냉동 사이클에 이용되는 팽창밸브의 한 예를 도시하는 개략 종단면도.
도 7은 도 6에 도시하는 팽창밸브를 입구 포트측에서 본 도면.
도 8A는 팽창밸브의 플러그의 종래의 코킹 고정의 양태를 도시하는 단면도.
도 8B는 도 8A와 직교하는 방향에서 본 일부 단면도.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명에 의한 팽창밸브의 실시 형태에 관하여 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 팽창밸브의 한 실시 형태를 도시하는 정면도이다. 도 2A는 도 1에 도시하는 팽창밸브의 측면도, 도 2B는 이면도, 도 2C는 상면도, 그리고 도 2D는 저면도이다.
도 1, 도 2A, 도 2B, 도 2C 및 도 2D에 도시하는 바와 같이, 팽창밸브(20)는, 밸브 본체(21)와 밸브부재 구동장치(36)를 구비하고 있고, 밸브 본체(21)는, 본체 상부(40)와 본체 상부(40)보다도 폭이 좁은 본체 하부(41)로 이루어져 있다. 밸브 본체(20)의 본체 하부(41)는 재료 저감을 위한 축폭부(縮幅部)로서 형성되어 있다. 본체 상부(40)와 본체 하부(41)의 경계부(42)에는, 좌우의 각 측에 밸브 본체(21)의 바깥쪽에 열린 볼트 감합홈(43, 43)이 형성되어 있다. 팽창밸브(20)에서는, 외관상, 제 1 통로(32), 제 2 통로(34), 밸브부재 구동장치(36), 및 밸브부재 구동봉(36f)이 나타나 있다.
본 실시 형태에서는, 밸브 본체(20)의 폭이 변화하는 영역인 경계부(42)에 볼트 감합홈(43, 43)을 배치하는 레이아웃으로 되어 있다. 따라서 볼트 감합홈(43, 43)의 빈곳에 의해 잘록해진 부분에서 본체 상부(40)와 본체 하부(41)가 접속되게 되고, 경계부(42)에 필요로 하는 소재를 더욱 줄일 수 있다. 또, 본체 상부(40)의 도중의 측부에 볼트 감합홈(43, 43)을 배치하는 경우와 비교하여도, 본체 상부(40)의 높이를 억제할 수 있다. 또한, 본체 하부(41)는 도 7에 도시하는 바와 같은 종래의 팽창밸브의 본체 하부(61)보다도 길게 되어 있다. 이들의 형상·구조로부터, 밸브 본체(21)에 필요로 하는 소재의 더한층의 감축이 실현되고 있다.
밸브 본체(21)는, 알루미늄 합금을 형(型) 내에서 정면·이면방향으로 통과하는 압출 가공에 의해 성형된다. 볼트 감합홈(43, 43)은, 압출 성형형(成形型)에 각 볼트 감합홈(43)에 대응한 볼록부를 구비함에 의해, 밸브 본체(21)의 압출 가공과 동시에 형성된다. 볼트 감합홈(43, 43)은, 천공 공정과 같은 전용의 가공 공정이 불필요해지기 때문에, 가공 작업을 간소화하고 가공 비용을 저감할 수 있다.
볼트 감합홈(43, 43)은, 단면 원호형을 하고 있고, 홈의 개구(43a, 43a)가 경계부(42)에서, 경사하방으로 개구하고 있다. 이러한 형상에 의해, 소재의 압출 가공할 때의 볼트 감합홈(43) 주위의 소재의 돌아들감 변형을 가급적 적게 하여, 가공성 및 품질의 향상을 기할 수 있다.
각 볼트 감합홈(43)의 개구 폭(최소 공간 치수)(w)은, 볼트 감합홈(43)에 삽통되는 부착 볼트의 볼트 지름(볼트 감합홈(43)의 최대 폭(D)보다도 약간 폭이 작음)보다도 작은 치수로 하고 있다. 이러한 치수 설정에 의해, 볼트 감합홈(43)에 삽통된 부착 볼트는, 볼트 감합홈(43)으로부터 측방으로 탈락하는 일이 없고, 팽창밸브(20)의 차체 등에의 부착이 벗겨진다는 사태를 확실하게 없앨 수 있다. 또한, 볼트 감합홈(43)의 주위에 재료(肉)를 비어져 나오게 함에 의해, 충분한 넓이의 볼트 좌면부를 확보할 수 있고, 유닛에의 조립시의 안정화를 도모할 수 있다.
본 발명에 의한 팽창밸브의 다른 실시 형태가 도 3 및 도 4에 도시되어 있다. 도 3은 해당 팽창밸브의 다른 실시 예의 종단면도, 도 4는 그 이면도이다. 팽창밸브(20a)의 각 통로나 밸브, 및 밸브 구동 장치 등의 내부 구조는, 도 6에 도시한 종래의 팽창밸브(10)의 구조와 같기 때문에, 동등한 구성 요소에는, 도 6에 이용한 것과 같은 부호를 붙임으로서, 재차의 설명을 생략한다.
팽창밸브(20a)의 밸브 본체(21a)에 있어서, 본체 상부(40), 본체 하부(41), 접속부(42), 및 볼트 감합홈(43, 43)의 구조에 관해서는, 도 1 및 도 2A, 도 2B, 도 2C 및 도 2D에 도시하는 것과 동등하다. 본 실시 형태에서는, 본체 하부(41)에는 밸브 시트(밸브 구멍(32a))에 통하는 밸브실(35)와, 본체 하부(41)의 하단부(44)에 형성되여 밸브실에 이어지는 장착 구멍(45)이 형성되어 있다. 장착 구멍(45)에 장착되는 플러그(37)에 의해, 밸브실(35)이 폐쇄된다. 플러그(37)과 장착 구멍(45) 사이에는 O링과 같은 실 부재(46)가 배설되어 있다.
하단부(44)에는, 주위의 제거 가공에 의해 코킹 원통부(50)가 형성되어 있다. 플러그(37)는, 코킹 원통부(50)을 내측에 코킹을 기행함에 의해, 본체 하부(41)에 대해 고정된다. 도 8A 및 도 8B는, 팽창밸브의 플러그(37)의 코킹 고정에 관한 종래례를 도시하는 도면이다. 도 8A는 단면도, 도 8B는 도 8A와는 직교하는 방향에서 본 일부 단면도이다. 이 종래예에서는, 단면 코킹 원통부(50)의 외주에는 홈(51)을 형성하고 있기 때문에, 홈의 외측의 단부(52)가 필요하게 되고, 그 만큼, 본체 폭을 크게 할 필요가 있다. 이에 대해, 본 실시 형태에서는, 코킹 원통부(50)의 주위의 재료를 제거 가공하여 코킹 원통부(50)를 형성하고 있기 때문에, 상기 종래의 것보다도 본체 폭을 작게 할 수 있고, 밸브 본체(21a) 재료를 더욱 저감할 수 있다.
팽창밸브의 상기 각 실시 형태에 있어서, 팽창밸브(20, 20a)는, 파워 엘레먼트부인 밸브부재 구동장치(36)가 상방을 향하는 자세, 즉, 본체 상부(40)가 상측이 되고 본체 하부(41)이 하측이 되는 자세로, 볼트 감합홈(43)에 부착 볼트를 통하여 유닛에 대해 장착된다. 이 부착 상태에서는, 볼트 감합홈(43)의 개구(43a)는 하방을 향하여 열려 있다. 냉동 사이클의 운전에 수반하여 팽창밸브(20)의 밸브 본체(21, 21a)가 식혀지면, 밸브 본체(21, 21a)의 표면에 부착한 수분이 자중으로 표면을 흘러내려갈려고 한다. 볼트 감합홈(43)에 부착한 수분, 또는 볼트 감합홈(43) 내에 흘러내려온 수분은, 볼트 감합홈(43) 내에 머무르는 일이 없이 개구(43a)로부터 흘러떨어지기 때문에, 밸브 본체(21, 21a)를 부식시키는 일이 없다. 종래의 팽창밸브에서는 마련 볼트가 삽통되는 부분은 볼트 감합 구멍에 형성되어 있고, 부착한 수분이 볼트 감합 구멍 내에 머무르기 쉬운 구조였지만, 본 실시예에 의한 팽창밸브에서는, 수분의 머무름이 없고, 내식성을 향상시킬 수 있다.
20, 20a : 팽창밸브
21, 21a : 밸브 본체
40 본체 상부
41 : 본체 하부
42 : 접속부
43, 43 : 볼트 감합홈
44 : 하단부
50 : 코킹 원통부

Claims (5)

  1. 밸브 본체에 장치된 밸브부재 구동장치를 구성하는 다이어프램의 변위를 밸브 부재 구동봉에 의해 밸브 부재에 전달하여, 상기 밸브 부재를 밸브 시트에 대해 접리함에 의해 냉매 유량을 제어하는 팽창밸브에 있어서,
    상기 밸브 본체는 본체 상부와 해당 본체 상부보다도 폭이 좁은 본체 하부로 이루어지고, 상기 본체 상부와 상기 본체 하부의 경계부에 상기 밸브 본체의 바깥쪽에 열린 볼트 감합홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 팽창밸브.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 볼트 감합홈은, 상기 밸브 본체의 압출 가공 성형과 함께 형성되는 것을 특징으로 하는 팽창밸브.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 볼트 감합홈은, 단면 원호형이면서 해당 홈의 개구가 상기 경계부에 경사 하방으로 개구하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 팽창밸브.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 볼트 감합홈의 개구 폭은 해당 볼트 감합홈에 삽통시키지는 부착 볼트의 볼트 지름보다도 좁은 것을 특징으로 하는 팽창밸브.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 본체 하부에는 상기 밸브 시트에 통하는 밸브실과 상기 본체 하부의 하단부에 형성되고 해당 밸브실에 이어지는 장착구멍이 형성되어 있고, 상기 장착구멍에 장착되는 상기 밸브실 폐쇄용의 플러그는 상기 하단부에 주위의 제거 가공에 의해 형성된 코킹 원통부에 의해 상기 본체 하부에 대해 코킹 고정되는 것을 특징으로 하는 팽창밸브.
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