KR20110073215A - 팽창 밸브 - Google Patents

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KR20110073215A
KR20110073215A KR1020100067151A KR20100067151A KR20110073215A KR 20110073215 A KR20110073215 A KR 20110073215A KR 1020100067151 A KR1020100067151 A KR 1020100067151A KR 20100067151 A KR20100067151 A KR 20100067151A KR 20110073215 A KR20110073215 A KR 20110073215A
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KR
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valve
inlet port
hole
bubble
expansion valve
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KR1020100067151A
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Inventor
히로시 하야시
야스시 이노우에
다이스케 와타리
Original Assignee
가부시기가이샤 후지고오키
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Abstract

(과제)
냉동 사이클의 냉매를 감압함과 함께 냉매 유량을 제어한 팽창 밸브의 소음 저감을 도모한다.
(해결 수단)
팽창 밸브의 밸브 본체(30)에는, 고압의 냉매가 송입(送入)되는 입구 포트(32l)와 출구 포트(331)가 마련되고, 밸브실(25)에는 밸브구멍(32a)의 개방도를 제어하는 밸브 부재(32b)가 마련되어 있다. 입구 포트(321)에는 기포 세분화 부재로서 기능하는 정류 부재(100)가 마련된다. 고압 냉매 중에 포함되는 기포는 세분화 정류되어 밸브 본체(30) 내를 통과하고, 기포의 파열에 기인하는 소음이 저감화 된다.

Description

팽창 밸브{EXPANSION VALVE}
본 발명은, 냉동 사이클에 사용되는 감온(感溫) 기구 내장형의 팽창 밸브에 관한 것이다.
종래, 자동차에 탑재되는 공조 장치 등에 이용하는 냉동 사이클에 관해서는, 설치 스페이스나 배선을 생략하기 위해, 냉매의 통과량을 온도에 따라 조정하는 감온 기구 내장형의 온도 팽창 밸브가 사용되고 있다.
도 6은, 종래의 감온 기구 내장형의 팽창 밸브의 한 예를 도시하는 단면도로서, 각주(角柱) 형상을 갖는 밸브 본체(30)에는, 콘덴서(5)에서 응축하고, 레시버(6)를 통과한 고압의 액(液)냉매의 통로가 되는 제 1의 통로(32)와, 이베퍼레이터(8)의 냉매 출구로부터 콤프레서(4)의 냉매 입구에 공급되는 기상(氣相) 냉매가 흐르는 제 2의 통로(34)가 상하로 서로 이간하여 형성되어 있다. 또한, 11은 배관이다.
입구 통로(32)에는, 액냉매를 도입하는 입구 포트(321)와, 이 입구 포트(321)에 연통하는 밸브실(35)과, 이 밸브실(35)에 마련된 밸브구멍(32a)과, 이 밸브구멍(32a)에서 팽창한 냉매를 외부를 향하여 도출하는 출구 포트(331)가 마련되어 있다. 밸브구멍(32a)의 입구에는 밸브시트가 형성되어 있고, 이 밸브시트에 대향하여 밸브 부재(32b)가 배치되어 있고, 밸브 부재(32b)는 압축 코일 스프링(32c)에 의해 밸브시트를 향하여 가세되어 있다. 밸브실(35)의 하단은 밸브 본체(30)의 저면에 개구하고 있고, 밸브 본체(30)에 나착(螺着)된 플러그(37)에 의해 밀폐되어 있다.
밸브 본체(30)의 상단에는, 밸브 부재(32b)를 구동하기 위한 밸브 부재 구동 장치(36)가 장착되어 있다. 밸브 부재 구동 장치(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)은, 밸브구멍(32a)의 중심선에 대해 동심적(同心的)으로 형성된 균압구멍(36e)을 통하여 제 2의 통로(34)에 연통하고 있다.
밸브 본체(30) 내에는, 다이어프램(36a)의 하면부터 밸브구멍(32a)까지 늘어난 밸브 부재 구동봉(36f)이 배치되어 있다. 밸브 부재 구동봉(36f)은, 밸브 본체(30)에서의 제 1의 통로(32)와 제 2의 통로(34) 사이의 격벽에 마련한 활주 안내구멍에 의해 상하 방향으로 활주 자유롭게 안내되고 있고, 하단을 밸브 부재(32b)에 맞대고 있다. 또한, 상기 격벽에는 제 1의 통로(32)와 제 2의 통로(34)의 사이에서 냉매가 누설되는 것을 방지하는 밀봉 부재(36g)가 장착되어 있다.
압력 작동 하우징(36d)의 상방의 압력 작동실(36b)중에는 공지의 다이어프램 구동 유체가 충전되어 있고, 이 다이어프램 구동 유체에는, 제 2의 통로(34)나 균압구멍(36e) 내에 위치하는 밸브 부재 구동봉(36f) 및 다이어프램(36a)를 통하여, 제 2의 통로(34)를 흐르는 기상 냉매의 열이 전달된다. 상방의 압력 작동실(36b)중의 다이어프램 구동 유체는 상기 전달된 열에 대응하여 가스화하고, 그 가스 압력이 다이어프램(36a)의 윗면에 작용한다. 다이어프램(36a)은, 그 윗면에 작용하는 다이어프램 구동 유체의 압력과 다이어프램(36a)의 하면에 부하(負荷)되는 압력의 차에 응하여 상하로 변위한다. 다이어프램(36a)의 중심부의 상하로의 변위는, 받이 부재(36h) 및 밸브 부재 구동봉(36f)을 통하여 밸브 부재(32b)에 전달되고, 밸브 부재(32b)를 밸브구멍(32a)의 밸브시트에 대해 접근 또는 이간시킨다. 이 결과, 이베퍼레이터(8)를 향하는 냉매 유량이 제어된다. 이런 종류의 팽창 밸브는, 예를 들면 하기 특허 문헌 1에 개시되어 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특개 2004-138292호 공보
이런 종류의 팽창 밸브에서는, 콤프레서(4)의 기동시에 이베퍼레이터(8)로부터 콤프레서(4)측으로 냉매 가스를 되돌리는 제 2의 통로(34) 내의 냉매 가스가 콤프레서(4)에 흡인되어 급격한 압력 저하가 발생하고, 제 2의 통로(34)와 밸브 부재 구동 장치(36)의 압력 작동실(36b)과의 압력차가 커져, 밸브 부재(32b)가 밸브구멍(32a)를 급속하게 전개(全開)한다. 이에 의해, 제 1의 통로(32)를 통과하여 밸브실(35)에 도입되는 고압 냉매 중에 다수의 기포가 발생하고, 이 기포가 파열됨에 의해 귀에 거슬린 소음이 발생한다.
본 발명의 목적은, 상술한 부적합함을 해소하는 팽창 밸브를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 팽창 밸브는, 콘덴서에서 응축된 고압의 냉매를 도입하는 입구 포트, 해당 입구 포트에 연통하는 밸브실, 해당 밸브실에 마련된 밸브구멍, 해당 밸브구멍에서 팽창한 냉매를 외부를 향하여 도출하는 출구 포트 및 이베퍼레이터로부터 콤프레서로 되돌아오는 냉매가 통과하는 통로를 갖는 밸브 본체와. 상기 밸브구멍을 개폐하는 밸브 부재와, 해당 밸브 부재를 구동하여 상기 밸브구멍의 개방도를 제어하는 밸브 부재 구동 장치를 구비한 팽창 밸브로서, 상기 입구 포트 또는 상기 출구 포트 또는 상기 입구 포트 및 상기 출구 포트에 기포 세분화 부재를 마련한 것을 특징으로 한다.
그리고, 기포 세분화 부재는, 예를 들면 다공질 부재나 다수의 관통구멍을 갖는 정류(整流) 부재로 구성할 수 있다.
다공질 부재로서는, 예를 들면, 주(柱) 형상의 골격이 3차원으로 이어짐에 의해 형성된 연속 기공(氣孔)을 갖는 금속체를 이용할 수 있다. 그 경우, 압손(壓損)의 증대를 억제하기 위해, 다공질 부재의 기공율이 90% 이상인 것이 바람직하다. 또한. 다공질 부재를 이용하는 경우에는, 이물(異物)에 의한 눈막힘과 압손의 증대를 막기 위해, 다공질 부재의 상류측에 스트레이너를 마련하는 것이 바람직하다. 그와 같은 스트레이너로서는, 예를 들면, 망(網)형상의 시트를 원추형상으로 형성함과 함께 그 개구단측에 플랜지를 형성한 것으로 할 수가 있고, 이 경우, 입구 포트에 압입되는 링형상의 누름부재로 플랜지를 기포 세분화 부재와의 사이에 끼워넣음으로써, 입구 포트에 작업성 좋게 고정할 수가 있다.
또한, 소음을 효과적으로 저감하기 위해, 입구 포트에 마련된 기포 세분화 부재의 구멍의 지름을 0.4㎜ 내지 1.0㎜로 하는 것이 바람직하고, 압손의 증대를 억제하기 위해, 출구 포트에 마련된 기포 세분화 부재의 구멍의 지름을 0.4㎜ 내지 2.0㎜로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 팽창 밸브는, 입구 포트 또는 출구 포트 또는 입구 포트 및 출구 포트에 기포 세분화 부재를 마련하고 있기 때문에, 밸브 본체 내를 통과하는 고압의 냉매 중의 기포가 세분화되어, 기포의 파열에 기인하는 소음의 발생을 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예를 도시하는 도면이고, (a)는 정면 단면도, (b)는 우측면도, (c)는 좌측면도.
도 2는 도 1의 팽창 밸브의 정류 부재의 확대 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 도면이고, (a)는 정면 단면도, (b)는 우측면도, (c)는 좌측면도.
도 4는 본 발명의 또다른 실시예를 도시하는 정면 단면도.
도 5는 도 4의 주요부의 확대도.
도 6은 종래의 팽창 밸브의 대략 구성의 설명도.
도 1에서, 밸브 본체(30)에는, 냉매의 통로와 평행하게 늘어나는 한 쌍의 관통구멍(50)이 마련되어 있고, 이 관통구멍(50)은, 팽창 밸브를 다른 기기에 부착하기 위해 이용된다. 그 밖의 구조에서, 앞서 설명한 종래의 것과 동일한 부위에는 동일한 부호를 붙이고 재차의 설명은 생략한다.
본 발명의 팽창 밸브에서는, 고압의 냉매가 도입되는 입구 포트(321)의 속의 밸브실(35)에 통하는 개구부에 기포 세분화 부재로서 기능하는 정류 부재(100)가 삽입 장착되어 있다. 이 정류 부재(100)는, 예를 들면 플라스틱으로 형성되고, 도 2(a)에 도시하는 바와 같이, 대경부(110)와 소경부(120)를 갖는 단(段)이 있는 원반형상으로 형성되어 있다. 정류 부재(100)에는, 축방향으로 늘어나는 다수의 관통구멍(130)이 마련되어 있다. 도면에 도시하는 실시예에서는, 중심부에 마련되는 1개의 관통구멍(130) 및 이것과 동심(同心)의 원주상(圓周上)에 마련되는 8개의 관통구멍(130)의 합계 9개의 관통구멍(130)을 갖는다. 관통구멍(130)의 구멍 지름 치수(D1)는, 0.4㎜부터 1.0㎜의 사이에 설정된다.
이 정류 부재(100)를 구비함에 의해, 특히 콤프레서의 기동시에 냉매 중에서 많이 발생하는 기포가 세분화됨과 함께, 정류되고 밸브실(35) 내로 도입되기 때문에, 기포의 파열에 기인하는 소음의 발생을 저감할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 밸브구멍(32a)을 통과하여 이베퍼레이터측으로 향하는 냉매의 출구 포트(331)측에도 정류 부재(200)가 장착되어 있다.
이 정류 부재(200)는, 예를 들면 플라스틱으로 형성되고, 도 2(b)에 도시하는 바와 같이, 대경부(210)와 소경부(220)를 갖는 단이 있는 원반형상으로 형성되어 있다. 도면에 도시하는 실시예에서는, 중심부에 마련되는 1개의 관통구멍(230) 및 이것과 동심의 원주 상에 마련되는 8개의 관통구멍(230)의 합계 9개의 관통구멍(230)을 갖는다. 관통구멍(230)의 구멍 지름 치수(D2)는, 0.4㎜부터 2.0㎜의 사이에 설정된다. 또한, 압력 손실의 증대를 억제하기 위해, 관통구멍(230)의 지름은 정류 부재(100)의 관통구멍(130)의 지름보다도 크게 하는 것이 바람직하다.
이 정류 부재(200)를 구비함에 의해, 냉매가 밸브구멍(32a)을 통과함으로써 대경화한 기포가 세분화됨과 함께 정류되어 이베퍼레이터측을 향하기 때문에, 기포의 파열에 기인하는 소음의 저감을 도모할 수 있다.
본 발명의 팽창 밸브는, 기포 세분화 부재로서 기능하는 정류 부재를 입구 포트(321)측 또는 출구 포트(331)측에 선택적으로 마련하던지, 또는 양 포트(321, 331)에 마련함에 의해 효과적으로 소음의 저감을 도모할 수 있다.
도 3에 도시하는 실시예에서는, 입구 포트(321)에 장착되는 기포 세분화 부재(400)가 원반형상의 다공질 금속체로 구성되어 있다. 다공질 금속체는, 니켈 등의 분말형상의 금속을 소결(燒結)하여 제조되고, 삼각주(三角柱) 형상의 골격이 3차원으로 이어짐에 의해 형성된 연속 기공을 갖고 있고, 높은 기공율(90% 이상)를 갖고 있다. 이와 같은 다공질 금속체로서는, 예를 들면 스미토모전기공업주식회사제의 셀메트(등록상표)를 이용할 수 있다. 또한, 기포 세분화 부재(400)는 기공 지름이 0.4㎜부터 1.0㎜ 사이의 것을 사용하는 것이 바람직하고, 본 실시예에서는, 기공 지름 0.9㎜, 셀 수 27 내지 33개/인치, 비(比)표면적 1250㎡/㎥의 것을 사용하고 있다. 이 기포 세분화 부재(400)를 구비함에 의해, 특히 콤프레서의 기동시에 냉매 중에 많이 발생하는 기포가 세분화되어 밸브실(35)로 송입(送入)되기 때문에, 기포의 파열에 기인하는 소음의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 출구 포트(331)측에도 기포 세분화 부재(400)와 같은 구성을 갖는 기포 세분화 부재(500)가 장착되어 있다. 이 기포 세분화 부재(500)는, 기공 지름이 0.4㎜부터 2.0㎜ 사이의 다공질 금속재료로 구성된다. 또한, 압력 손실의 증대를 억제하기 위해, 기포 세분화 부재(500)의 기공 지름은 기포 세분화 부재(400)의 기공 지름보다도 크게 하는 것이 바람직하다.
이 기포 세분화 부재(500)를 장비함에 의해, 냉매가 밸브구멍(32a)를 통과함으로써 대경화한 기포가 세분화되어 이베퍼레이터측을 향하기 때문에, 기포의 파열에 기인하는 소음의 저감을 도모할 수 있다.
도 4에 도시하는 실시예에서는, 입구 포트(321)측에 장착되어 있는 다공질 금속체로 이루어지는 기포 세분화 부재(630)의 상류측에 스트레이너(600)가 마련되어 있다. 이 스트레이너(600)는, 플라스틱이나 금속 등으로 이루어지는 망형상의 시트를 성형하여 이루어지는 것으로, 도 5에 도시하는 바와 같이, 원추형상의 본체부(610)와, 그 개구단측에 형성된 플랜지(612)를 구비하고 있고, 입구 포트(321)에 압입되는 링형상의 누름 부재(620)에 의해 플랜지(612)를 기포 세분화 부재(630)와의 사이에 끼워넣음에 의해 고정되어 있다. 이에 의해, 냉매 중의 이물에 의한 다공질 금속체(630)의 눈막힘 및 압손의 증대를 억제할 수 있다.
이상, 본 발명의 구체적인 실시의 형태에 관해 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시의 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 상기 실시의 형태에 여러 가지의 개량 변경을 시행할 수 있다.
30 : 밸브 본체 32 : 제 1의 통로
32a : 밸브구멍 32b : 밸브 부재
321 : 입구 포트 331 : 출구 포트
34 : 제 2의 통로 35 : 밸브실
36 : 밸브 부재 구동 장치 100 : 정류 부재
130 : 관통구멍 200 : 정류 부재
230 : 관통구멍 400 : 다공질 금속체
500 : 다공질 금속체 600 : 스트레이너
620 : 고정 부재 630 : 다공질 금속체

Claims (11)

  1. 콘덴서에서 응축된 고압의 냉매를 도입하는 입구 포트, 해당 입구 포트에 연통하는 밸브실, 해당 밸브실에 마련된 밸브구멍, 해당 밸브구멍에서 팽창한 냉매를 외부를 향하여 도출하는 출구 포트 및 이베퍼레이터로부터 콤프레서로 되돌아오는 냉매가 통과하는 통로를 갖는 밸브 본체와, 상기 밸브구멍을 개폐하는 밸브 부재와, 상기 밸브 부재를 구동하여 상기 밸브구멍의 개방도를 제어하는 밸브 부재 구동 장치를 구비한 팽창 밸브로서, 상기 입구 포트에 기포 세분화 부재를 마련한 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  2. 콘덴서에서 응축된 고압의 냉매를 도입하는 입구 포트, 해당 입구 포트에 연통하는 밸브실, 해당 밸브실에 마련된 밸브구멍, 해당 밸브구멍에서 팽창한 냉매를 외부를 향하여 도출하는 출구 포트 및 이베퍼레이터로부터 콤프레서로 되돌아오는 냉매가 통과하는 통로를 갖는 밸브 본체와, 상기 밸브구멍을 개폐하는 밸브 부재와, 상기 밸브 부재를 구동하여 상기 밸브구멍의 개방도를 제어하는 밸브 부재 구동 장치를 구비한 팽창 밸브로서, 상기 출구 포트에 기포 세분화 부재를 마련한 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  3. 콘덴서에서 응축된 고압의 냉매를 도입하는 입구 포트, 해당 입구 포트에 연통하는 밸브실, 해당 밸브실에 마련된 밸브구멍, 해당 밸브구멍에서 팽창한 냉매를 외부를 향하여 도출하는 출구 포트 및 이베퍼레이터로부터 콤프레서로 되돌아오는 냉매가 통과하는 통로를 갖는 밸브 본체와, 상기 밸브구멍을 개폐하는 밸브 부재와, 상기 밸브 부재를 구동하여 상기 밸브구멍의 개방도를 제어하는 밸브 부재 구동 장치를 구비한 팽창 밸브로서, 상기 입구 포트 및 상기 출구 보트에 기포 세분화 부재를 마련한 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기포 세분화 부재가 다공질 부재인 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 다공질 부재는 주(柱)형상의 골격이 3차원으로 이어짐에 의해 형성된 연속 기공을 갖는 금속체인 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 기포 세분화 부재의 기공율이 90% 이상인 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  7. 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입구 포트에 마련되는 기포 세분화 부재의 상류측에 스트레이너를 마련한 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 스트레이너는, 망형상의 시트를 원추형상으로 형성함과 함께 그 개구단측에 플랜지를 형성한 것이고, 상기 입구 포트에 압입되는 링형상의 누름부재로 상기 플랜지를 상기 기포 세분화 부재와의 사이에 끼워넣음에 의해 상기 입구 포트 내에 고정되는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  9. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기포 세분화 부재가 다수의 관통구멍을 갖는 정류 부재인 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  10. 제 1항, 3항, 4항, 5항, 6항, 7항, 8항 및 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입구 포트에 마련된 기포 세분화 부재의 구멍의 지름이 0.4㎜ 내지 1.0㎜인 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  11. 제 2항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출구 포트에 마련된 기포 세분화 부재의 구멍의 지름이 0.4㎜ 내지 2.0㎜인 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
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