KR20120020046A - 팽창 밸브 - Google Patents

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KR20120020046A
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야스시 이노우에
히로시 하야시
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가부시기가이샤 후지고오키
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Abstract

본 발명은, 냉동 사이클의 냉매를 감압함과 함께 냉매 유량을 제어하는 팽창 밸브의 소음 저감을 도모하는 것으로서, 이를 위한 수단으로, 팽창 밸브의 밸브 본체(30)에는, 고압의 냉매가 송출되어 들어가는 입구 포트(321)와 출구 포트(331)가 마련되고. 밸브실(25)에는 밸브구멍(32a)의 개방도를 제어하는 밸브 부재(32b)가 마련되어 있다. 출구 포트에는, 조임 부재(100)가 코킹부(334)에 의해 고정되어 에버퍼레이터측으로 유출되는 냉매를 정류하여, 기포의 파열에 기인하는 소음을 저감한다.

Description

팽창 밸브{EXPANSION VALVE}
본 발명은, 냉동 사이클에 이용되는 감온 기구 내장형의 팽창 밸브에 관한 것이다.
종래 자동차에 탑재되는 공조 장치 등에 이용되는 냉동 사이클에 관해서는, 설치 스페이스나 배관을 생략하기 위해, 냉매의 통과량을 온도에 따라 조정하는 감온 기구 내장형의 온도 팽창 밸브가 사용되고 있다.
도 11은, 종래의 감온 기구 내장형의 팽창 밸브의 한 예를 도시하는 단면도로서, 각주(角柱) 형상을 갖는 밸브 본체(30)에는, 콘덴서(5)에서 응축되고, 레시버(6)를 통과한 고압의 액냉매의 통로가 되는 제 1의 통로(32)와, 에버퍼레이터(evaporator;8)의 냉매 출구로부터 콤프레서(4)의 냉매 입구에 공급되는 기상 냉매가 흐르는 제 2의 통로(34)가 상하에 상호 이간하여 형성되어 있다. 또한, 부호 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 밸브 시트가 형성되어 있고, 이 밸브 시트에 대향하여 밸브 부재(32b)가 배치되어 있으며, 밸브 부재(32b)는 압축 코일 용수철(32c)에 의해 밸브 시트를 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(36)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 동심적으로 형성된 균압구멍(36e)을 통하여 제 2의 통로(34)에 연통하고 있다.
밸브 본체(30) 내에는, 다이어프램(36)의 하면에서 밸브구멍(32a)까지 연장된 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 안내 구멍에 의해 상하 방향으로 활주 자유롭게 안내되고 있고, 하단을 밸브 부재(32b)에 맞닿게 하고 있다. 또한, 상기 격벽에는 제 1의 통로(32) 도시 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(36)을 통하여. 제 2의 통로(34)를 흐른 기상 냉매의 열이 전달된다. 상방의 압력 작동실(36b)중의 다이어프램 구동 유체는 상기 전달된 열에 대응하여 가스화하고, 그 가스 압력이 다이어프램(36)의 윗면에 작용한다. 다이어프램(36)은, 그 상면에 작용하는 다이어프램 구동 유체의 압력과 다이어프램(36)의 하면에 부하되는 압력과의 차에 따라 상하로 변위한다. 다이어프램(36)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 밸브 시트에 대해 접근 또는 이간시킨다. 이 결과, 에버퍼레이터(8)를 향하는 냉매 유량이 제어된다. 이런 종류의 팽창 밸브는, 예를 들면 하기한 특허 문헌 1에 개시되어 있다.
[선행 기술 문헌]
[특허 문헌]
특허 문헌 1 : 일본 특개 2004-138292호 공보
이런 종류의 팽창 밸브에서는, 콤프레서(4)의 기동시에 에버퍼레이터(8)로부터 콤프레서(4)측으로 냉매 가스를 되돌리는 제 2의 통로(34) 내의 냉매 가스가 콤프레서(8)에 흡인되어 급격한 압력 저하가 발생하고, 제 2의 통로(34)와 밸브 부재 구동 장치(36)의 압력 작동실(36b)과의 압력차가 커져서, 밸브 부재(32b)가 밸브구멍(32a)을 급속하게 전부 개방한다. 이것에 의해, 제 1의 통로(32)를 통과하여 밸브실(35)에 도입되는 고압 냉매 중에 다수의 기포가 발생하고, 이 기포가 파열함에 의해 귀에 거슬리는 소음이 발생한다.
본 발명의 목적은, 상술한 부적합함을 해소하는 팽창 밸브를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 제 1의 팽창 밸브는, 콘덴서에서 응축한 고압의 냉매를 도입하는 입구 포트, 그 입구 포트에 연통하는 밸브실, 그 밸브실에 마련된 밸브구멍, 그 밸브구멍에서 팽창한 냉매를 외부를 향하여 도출하는 출구 포트 및 에버퍼레이터로부터 콤프레서에 되돌아오는 냉매가 통과하는 통로를 갖는 밸브 본체와, 상기 밸브구멍을 개폐하는 밸브 부재와, 상기 밸브 부재를 구동하여 상기 밸브구멍의 개방도를 제어하는 밸브 부재 구동 장치를 구비하고, 상기 밸브 본체를 소성가공함에 의해 형성된 코킹부(caulking)로 상기 출구 포트에 고정되는 조임(throttle) 부재를 마련한 것을 특징으로 한다.
그리고. 상기 코킹부는 상기 출구 포트의 속부에 마련된 단부착 축경부에 소성가공을 시행하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 조임 부재는, 중앙부에 1개의 관통구멍을 갖는 판형상의 부재, 또는 다수의 소경 관통구멍을 갖는 판형상의 부재로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 제 2의 팽창 밸브는, 콘덴서에서 응축한 고압의 냉매를 도입하는 입구 포트, 그 입구 포트에 연통하는 밸브실, 그 밸브실에 마련된 밸브구멍, 그 밸브구멍에서 팽창한 냉매를 외부를 향하여 도출하는 출구 포트 및 에버퍼레이터로부터 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 구비하는 팽창 밸브로서, 상기 출구 포트에 압입에 의해 고정되는 조임 부재를 마련한 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 조임 부재는, 상기 출구 포트에 압입되는 플랜지부와 중앙부에 형성되는 1개의 관통구멍을 갖는 판형상의 부재, 또는 상기 출구 포트에 압입되는 플랜지부와 다수의 소경 관통구멍을 갖는 판형상의 부재로 할 수 있다.
본 발명의 팽창 밸브는, 출구 포트에 조임 부재를 마련하고 있기 때문에, 밸브 본체 내를 통과하는 고압 냉매중의 기포가 세분화되어 기포의 파열에 기인하는 소음의 발생을 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예의 정면도 및 단면도.
도 2는 도 1의 코킹부의 형성 방법의 설명도.
도 3은 도 1의 조임 부재의 정면도 및 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예의 정면도 및 단면도.
도 5는 도 4의 코킹부의 형성 방법의 설명도.
도 6은 도 4의 조임 부재의 정면도 및 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예의 정면도 및 단면도.
도 8은 도 7의 조임 부재의 정면도 및 단면도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예의 정면도 및 단면도.
도 10은 도 9의 조임 부재의 정면도 및 단면도.
도 11은 종래의 기술의 단면도.
도 1에 도시하는 바와 같이, 전체를 부호 1로 나타내는 본 발명의 팽창 밸브의 밸브 본체(30)에는, 냉매의 통로와 평행하게 연장되는 한 쌍의 관통구멍(50)이 마련되어 있고, 이 관통구멍(50)은, 팽창 밸브를 다른 기기에 부착하기 위해 이용된다. 그 밖의 구조에서, 앞에서 설명한 종래의 것과 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 중복 설명은 생략한다.
도 1에 도시하는 실시예에서는, 1개의 관통구멍(110)을 갖는 원반형상의 조임 부재(100)가, 출구 포트(331)의 속의 단부착 축경부(332)에 대해 소성가공을 행함에 의해 형성된 코킹부(334)에 의해 고정된다.
도 2는, 조임 부재의 고정 방법의 상세를 도시하고, 도면의 (a)는 소성가공 전의 상태를 도시하는 설명도, 도면의 (b), (c)는 소성가공 후의 상태를 도시하는 설명도이다.
도 2의 (a)에서, 원반형상의 조임 부재(100)는, 출구 포트(331)의 속부의 단부착 축경부(332)에 장착된다. 그 후에 단부착 축경부(332)에 소성가공을 시행하여 코킹부(334)를 형성한다. 밸브 본체(30)는 알루미늄 합금 재료 등의 가공성이 좋은 재료로 만들어져 있기 때문에, 이 소성가공도 용이하게 달성할 수 있다.
이 코킹부(334)는, 이른바 필 코킹이라고 칭하여지는 것으로, 고리형상의 벽을 둘레방향으로 간격을 두고 국부적으로 소성가공함에 의해 형성된다. 도면의 실시예에서는, 원주상에 4개소의 코킹부(334)가 형성되고, 조임 부재(100)는 출구 포트(331)의 속부에 확실하게 고정된다.
도 3은 조임 부재(100)의 상세를 도시하는 설명도이다.
조임 부재(100)는, 중앙부에 비교적 대경의 1개의 관통구멍(110)을 갖는 원반형상의 부재이고, 예를 들면 알루미늄 합금 재료로 이루어지는 판재로 만들어진다.
조임 부재(100)의 치수는 특히 한정되는 것이 아니지만, 도 2에 도시하는 바와 같이, 그 관통구멍(110)의 직경을 d, 밸브구멍(32a)에서 감압된 직후의 냉매가 통과하는 통로(33)의 내경을 D로 하였을 때, 개구율=d2/D2×l00을 21.4 내지 79.0% 정도로 설정하면, 압력 손실과 소음의 저감의 점에서 바람직한 결과를 얻을 수 있음을 알고 있다.
조임 부재(100)의 외주부(102)는, 코킹부(334)에 확실하게 맞닿도록 평탄면으로 형성되지만, 중앙의 관통구멍(110)을 향하여 테이퍼면을 형성할 수도 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 설명도이다.
본 실시예에서는, 출구 포트(331)에 부착되는 조임 부재(150)는, 원반형상의 본체에 다수의 소경의 관통구멍(160)이 형성된 구조를 갖는다.
이 조임 부재(150)는, 예를 들면 알루미늄 합금 재료로 이루어지는 판재로 만들어지고, 코킹부(334)에 의해 출구 포트(331)의 속부에 고정되는 것은, 전술한 실시예와 마찬가지이다. 조임 부재(150)는, 다수의 소경 관통구멍(160)을 갖기 때문에, 팽창 밸브로부터 에버퍼레이터를 향하는 냉매중의 기포는 효율적으로 세분화되고, 소음의 저감 효과도 더욱 좋은 것으로 된다.
소경 관통구멍(160)의 지름이나 개수는 특히 한정되는 것은 아니지만, 도 5에 도시하는 바와 같이, 소경 관통구멍(160)의 지름을 d', 개수를 n, 통로(33)의 내경을 D로 하였을 때, 개구율=n×d'2/D2×100를 24.0 내지 66.4% 정도로 설정하면, 압력 손실과 소음의 저감의 점에서 바람직한 결과를 얻을 수 있음을 알고 있다.
도 7은, 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 설명도이다.
본 실시예에서는, 조임 부재(200)는 압입에 의해 출구 포트(331)의 속부에 고정된다.
도 8은 조임 부재의 상세를 도시한다. 조임 부재(200)는, 예를 들면 알루미늄 합금 재료로 이루어지는 판재를 원반형상으로 가공하여 제작되고, 외주부에는 플랜지부(202)가 형성된다.
조임 부재(200)의 중앙부에는 비교적 대경의 1개의 관통구멍(210)이 마련된다. 플랜지부(202)로부터 관통구멍(210)을 향하는 면은, 도시한 실시예에서는 테이퍼면(204)으로 형성되지만, 평탄면이라도 좋다.
플랜지부(202)를 마련함에 의해, 압입한 출구 포트(331)와의 사이의 접촉 면적도 커지고, 확실한 고정이 달성된다.
본 실시예에서는, 코킹부를 형성하는 소성가공을 생략할 수 있고, 가공 공수도 삭감할 수 있다.
도 9, 도 10은 본 발명의 실시예를 도시하는 설명도이다.
본 실시예에서는, 조임 부재(250)는 다수의 소경 관통구멍(260)을 갖는다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 조임 부재(250)는 외주부에 플랜지부(252)를 갖고서, 출구 보트(331)의 속에 압입에 의해 확실하게 고정된다.
본 발명은 이상과 같이, 팽창 밸브로부터 에버퍼레이터헤 향하는 냉매의 출구 포트에 냉매를 조임과 함께 냉매의 흐름을 정류하는 기능을 갖는 조임 부재를 코킹부 또는 압입에 의해 확실하게 고정하는 구성을 구비한 것이다.
이 구성에 의해, 출구 포트로부터 유출되는 냉매는 정류되어 기포의 충돌에 의한 소음은 저감된다. 또한, 조임 부재는 프레스 가공 등에 의해 염가로 제조할 수 있고, 또한 밸브 본체의 소성가공이나 압입 등에 의해 용이하게 밸브 본체에 고정할 수 있기 때문에, 종래 제품보다도 제조 비용, 부품 갯수 및 공수를 대폭적으로 증가시키는 일이 없고, 소음을 효과적으로 저감할 수 있는 것이다.
1 : 팽창 밸브 30 : 밸브 본체
32a : 밸브구멍 32b : 밸브 부재
34 : 통로 35 : 밸브실
36 : 밸브 부재 구동 장치
100 : 조임 부재 110 : 관통구멍
150 : 조임 부재 160 : 소경 관통구멍
200 : 조임 부재 210 : 관통구멍
250 : 조임 부재 260 : 소경 관통구멍
321 : 입구 포트 331 : 출구 포트
334 : 코킹부

Claims (7)

  1. 콘덴서에서 응축한 고압의 냉매를 도입하는 입구 포트와, 해당 입구 포트에 연통하는 밸브실과, 해당 밸브실에 마련된 밸브구멍과,
    상기 밸브구멍에서 팽창한 냉매를 외부로 향하여 도출하는 출구 포트 및 에버퍼레이터로부터 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 구비하는 팽창 밸브로서,
    상기 밸브 본체를 소성가공함에 의해 형성된 코킹부로 상기 출구 포트에 고정되는 조임 부재를 마련한 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 코킹부는, 상기 출구 포트의 속부에 마련되는 단부착 축경부에 소성가공을 시행하여 형성된 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 조임 부재는, 중앙부에 1개의 관통구멍을 갖는 판형상의 부재인 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 조임 부재는, 다수의 소경 관통구멍을 갖는 판형상의 부재인 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  5. 콘덴서에서 응축한 고압의 냉매를 도입하는 입구 포트와, 해당 입구 포트에 연통하는 밸브실과, 해당 밸브실에 마련된 밸브구멍과,
    상기 밸브구멍에서 팽창한 냉매를 외부로 향하여 도출하는 출구 포트 및 에버퍼레이터로부터 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 구비하는 팽창 밸브로서,
    상기 출구 포트에 압입에 의해 고정되는 조임 부재를 마련한 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 조임 부재는, 상기 출구 포트에 압입되는 플랜지부와, 중앙부에 형성되는 1개의 관통구멍을 갖는 판형상의 부재인 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 조임 부재는, 상기 출구 포트에 압입되는 플랜지부와, 다수의 소경 관통구멍을 갖는 판형상의 부재인 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
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