KR20130134760A

KR20130134760A - 차량의 공기조화장치용 팽창밸브

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Publication number: KR20130134760A
Application number: KR1020120058504A
Authority: KR
Inventors: 이건호; 권윤기; 이용주; 한준석
Original assignee: 학교법인 두원학원; 주식회사 두원전자
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2013-12-10

Abstract

본 발명은, 응축기로부터 유입되는 냉매를 교축시켜서 증발기에 공급하고, 상기 증발기로부터 유입되어 압축기로 유출되는 냉매에 의하여 개도가 제어되는 차량의 공기조화장치용 팽창밸브에 있어서, 상기 응축기로부터 냉매가 유입되는 제1포트와, 상기 제1포트로부터 유입된 냉매가 교축되어 상기 증발기로 공급되는 제2포트와, 상기 증발기로부터 냉매가 유입되는 제3포트와, 상기 제3포트로 유입된 냉매가 상기 압축기로 유출되는 제4포트를 구비하며, 내부에는 상기 제1포트로 유입되어 상기 제2포트로 유출되는 냉매가 교축되는 교축유로와, 상기 교축유로 및 상기 제1포트와 연통되어 상기 제1포트로 유입된 상기 냉매를 상기 교축유로로 유출하는 제1내부유로와, 상기 제3포트와 상기 제4포트와 연통되어 상기 제3포트로 유입된 상기 냉매를 상기 제4포트로 유출하는 제2내부유로가 형성되고, 상기 제1내부유로와 상기 제2내부유로를 관통하도록 상하 방향을 따라 형성된 관통홀이 형성된 밸브본체; 상기 관통홀에 삽입되어 상기 상하 방향을 따라 이동 가능한 니들과, 상기 니들의 일 단부에 결합되어 상기 니들의 이동에 따라 상기 교축유로의 개도를 조절하는 슬리브를 구비하는 밸브부; 상기 밸브본체에 결합되며, 상기 제3포트로 유입된 냉매에 의하여 상기 니들을 상기 상하 방향으로 이동시키는 구동부; 및 상기 관통홀 내에 배치되어 상기 니들이 삽입되고, 상기 관통홀 내에 형성된 단턱에 하방 지지되며, 상기 니들의 반경 방향 진동을 방지하는 실링부재를 포함하는 차량의 공기조화장치용 팽창밸브를 제공한다.
따라서, 실링부재의 복수개의 돌기가 니들의 헌팅을 방지할 수 있고, 니들의 반경 방향 진동을 방지하여 니들의 반경 방향 진동에 의해 발생되는 팽창밸브의 소음 발생을 억제할 수 있다.

Description

차량의 공기조화장치용 팽창밸브{Expansion valve for an air-conditioner of a vehicle}

본 발명은 차량의 공기조화장치용 밸창밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 니들의 헌팅을 방지할 수 있는 차량의 공기조화장치용 팽창밸브에 관한 것이다.

대한민국 등록특허 제10-1077691호에 기재된 배경기술을 참조하면, 통상적으로 자동차에는 내외기를 가열하거나 냉각시켜 자동차의 실내로 유입 또는 순환시킴으로써 실내온도를 적정한 상태로 유지시킴으로써 탑승자에게 쾌적한 승차감을 주기 위한 공기조화장치가 구비되어 있다. 이러한 차량용 공기조화장치는 차량의 실내를 냉방하기 위한 냉방 장치와, 차량의 실내를 난방하기 위한 난방 장치를 포함한다. 냉방장치는 압축기의 구동에 의하여 토출되는 열교환 매체가 응축기, 리시버 드라이어, 팽창밸브 및 증발기를 거쳐 다시 압축기로 순환하는 과정에서 증발기와 실내외기간의 열교환에 의하여 자동차의 실내를 냉방하도록 구성된다. 이에 반하여, 난방 장치는 냉각수를 히터 코어로 유입시켜 실내외기와 열교환시킴으로써 자동차의 실내를 난방하도록 구성된다.

상기 팽창밸브로는 최근 들어 L-타입 팽창밸브가 많이 이용되고 있다. 도 1을 참조하면, 상기 L-타입 팽창밸브(1)는 밸브본체(10), 제1브래킷(15) 및 제2브래킷(16)을 포함한다. 상기 밸브본체(10)는 직사각형 기둥형상을 가진다. 상기 제1브래킷(15)은 응축기 출구배관(11) 및 압축기 입구배관(14)을 상기 밸브본체(10)에 거치하는 기능을 하며, 상기 제2브래킷(16)은 증발기 입구배관(12) 및 증발기 출구배관(13)을 상기 밸브본체(10)에 거치하는 기능을 수행한다.

여기서, 상기 팽창밸브(1)는, 도시하지 않았지만 상기 밸브본체(10)의 내부에 상기 응축기 출구배관(11)으로부터 유입되는 냉매를 교축하기 위한 교축 유로와, 상기 교축유로와 연결되고 상기 응축기 출구배관(11)과 연통되는 내부유로가 각각 형성되어 있다. 그리고, 상기 팽창밸브(1)는, 상기 냉매에 의하여 변형되는 구동부와, 상기 구동부와 연결되고 상기 내부유로 상에 설치되어 상기 교축유로의 개도를 제어하는 밸브부를 구비하며, 상기 밸브부는 상기 교축유로의 개도를 조절하는 슬리브와, 상기 슬리브에 결합되며 상기 구동부에 의하여 움직이는 니들을 포함한다.

그런데, 종래의 팽창밸브(10)는, 상기 냉매온도변화에 대하여 상기 구동부가 민감하게 반응하거나 상기 냉매로부터 상기 구동부로 열전달이 불규칙한 현상 등으로 인하여 상기 니들이 불안정하게 진동하는 헌팅현상이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 실링부재의 내측면에 복수개의 돌기를 구비함으로 인하여 니들의 축방향 이동에는 영향을 미치지 않으나, 니들의 반경 방향 진동 헌팅을 방지할 수 있는 차량의 공기조화장치용 팽창밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은, 응축기로부터 유입되는 냉매를 교축시켜서 증발기에 공급하고, 상기 증발기로부터 유입되어 압축기로 유출되는 냉매에 의하여 개도가 제어되는 차량의 공기조화장치용 팽창밸브에 있어서, 상기 응축기로부터 냉매가 유입되는 제1포트와, 상기 제1포트로부터 유입된 냉매가 교축되어 상기 증발기로 공급되는 제2포트와, 상기 증발기로부터 냉매가 유입되는 제3포트와, 상기 제3포트로 유입된 냉매가 상기 압축기로 유출되는 제4포트를 구비하며, 내부에는 상기 제1포트로 유입되어 상기 제2포트로 유출되는 냉매가 교축되는 교축유로와, 상기 교축유로 및 상기 제1포트와 연통되어 상기 제1포트로 유입된 상기 냉매를 상기 교축유로로 유출하는 제1내부유로와, 상기 제3포트와 상기 제4포트와 연통되어 상기 제3포트로 유입된 상기 냉매를 상기 제4포트로 유출하는 제2내부유로가 형성되고, 상기 제1내부유로와 상기 제2내부유로를 관통하도록 상하 방향을 따라 형성된 관통홀이 형성된 밸브본체; 상기 관통홀에 삽입되어 상기 상하 방향을 따라 이동 가능한 니들과, 상기 니들의 일 단부에 결합되어 상기 니들의 이동에 따라 상기 교축유로의 개도를 조절하는 슬리브를 구비하는 밸브부; 상기 밸브본체에 결합되며, 상기 제3포트로 유입된 냉매에 의하여 상기 니들을 상기 상하 방향으로 이동시키는 구동부; 및 상기 관통홀 내에 배치되어 상기 니들이 삽입되고, 상기 관통홀 내에 형성된 단턱에 하방 지지되며, 상기 니들의 반경 방향 진동을 방지하는 실링부재를 포함하는 차량의 공기조화장치용 팽창밸브를 제공한다.

본 발명에 따른 차량의 공기조화장치용 팽창밸브에 있어서, 상기 실링부재의 내측면에는 상기 니들의 반경 방향 진동을 억제하는 복수개의 돌기가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 차량의 공기조화장치용 팽창밸브는 상기 니들이 관통된 상태로 상기 관통홀 내에 삽입되어, 상기 실링부재가 상기 제2내부유로로 이탈되는 것을 방지하는 부시를 더 포함할 수 있고, 상기 부시의 일 단부는 상기 제2내부유로 상에 노출되게 형성되며, 노출된 상기 부시의 일단부가 상기 니들의 일부분을 감쌈으로써 상기 냉매와 상기 니들의 접촉 면적을 조절하여, 상기 냉매로부터 상기 니들로의 열전달율을 조절할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 차량의 공기조화장치용 팽창밸브는 상기 제1내부유로 상에 배치되며, 상기 제1포트를 통하여 유입된 상기 냉매가 상기 교축유로로 흐르도록 유동홀이 형성되어 있으며, 상기 유동홀의 면적은 상기 제1내부유로의 면적보다 작게 형성된 스로틀부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 차량의 공기조화장치용 팽창밸브는, 실링부재의 복수개의 돌기가 니들의 헌팅을 방지할 수 있고, 니들의 반경 방향 진동을 방지하여 니들의 반경 방향 진동에 의해 발생되는 팽창밸브의 소음 발생을 억제할 수 있다.

도 1은 L-타입 구조를 가지는 차량의 공기조화장치용 팽창밸브의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량의 공기조화장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 공기조화장치용 팽창밸브의 개략적인 분해사시도이다.
도 4는 도 3의 팽창밸브의 조립사시도이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선에 따라 팽창밸브의 내부구조를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 5의 실링부재를 나태내는 사시도이다.
도 7은 도 6의 A - A선 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 2는 본 발명에 따른 차량의 공기조화장치의 개략적인 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 공기조화장치용 팽창밸브의 개략적인 분해사시도이다. 도 4는 도 3의 팽창밸브의 조립사시도이고, 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선에 따라 팽창밸브의 내부구조를 개략적으로 보여주는 단면도이며, 도 6은 도 5의 실링부재를 나태내는 사시도이고, 도 7은 도 6의 A - A선 단면도이다.

먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 공기조화장치용 팽창밸브(이하, "팽창밸브"라 함;100)는 응축기(70)로부터 유입되는 냉매를 교축시켜서 증발기(80)에 공급하고, 상기 증발기(80)로부터 유입되어 압축기(60)로 유출되는 냉매에 의하여 개도가 제어되는 것으로서, 공기조화장치(50)에서 교축 및 유량 제어의 기능을 수행한다. 이에 상기 팽창밸브(100)가 설치된 공기조화장치(50)의 작동을 살펴보면, 압축기(60)로 유입된 냉매는 상기 압축기(60)에서 고온 고압의 상태로 압축된 후, 응축기(70)에서 응축된다. 상기 응축된 냉매는 상기 팽창밸브(100)에서 교축된 후, 증발기(80)에서 증발한다. 상기 증발된 기체는 상기 팽창밸브(100)로 유입되어 상기 팽창밸브(100)의 개도를 제어하는데 이용된 후, 다시 상기 압축기(60)로 유입된다. 그런데, 본 발명의 일 실시예서는 상기 증발기(80)에서 유출되는 냉매가 모두 상기 팽창밸브(100)로 유입되도록 구성되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 증발기(80)로부터 일부 냉매가 바이패스되어 상기 팽창밸브(100)로 유입될 수도 있다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 팽창밸브(100)는, 외부구조상 크게 밸브본체(110), 제1브래킷(120), 제2브래킷(130), 제3브래킷(140)을 포함하며, 내부적으로는 밸브부(160)와 구동부(150)를 포함한다.

먼저, 상기 밸브본체(110)는, 전체적으로 직사각형 기둥 형상을 가진다. 하지만, 이는 일실시 예로 상기한 직사각형 기둥 형상 외에 원기둥 형상 등을 가질 수 있다.

상기 밸브본체(110)의 하면(111)에는 길이 방향(Z방향)을 따라 상기 응축기(70)로부터 냉매가 유입되는 제1포트(114)가 형성되어 있다.

또한, 상기 밸브본체(110)의 전방인 제1측면(112)에는 상기 제1포트(114)로부터 유입된 냉매가 교축되어 X방향(+)에 따라 상기 증발기로 공급되는 제2포트(115) 및 상기 제1측면(112)에서 상기 제2포트(115)의 상부에 이격되게 형성되며 상기 개도의 제어를 위하여 상기 증발기 출구로부터 X방향(-)에 따라 냉매가 유입되는 제3포트(116)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 밸브본체(110)의 제2측면(113)에는 상기 제3포트(116)로 유입된 냉매가 Y방향에 따라 상기 압축기로 유출되는 제4포트(117)가 형성되어 있다.

여기서, 상기 제1측면(112)과 상기 제2측면(113)은 서로 인접하는 측면으로서, 서로 직각 방향(X방향-Y방향)을 이룬다.

상기 제1포트(114)는 응축기 출구배관(101)이 삽입되어 상기 응축기 출구로부터 냉매가 유입된다. 상기 제2포트(115)는 증발기 입구배관(102)이 삽입되어 상기 팽창밸브(100)에 의하여 교축된 냉매가 상기 증발기 입구로 공급된다. 상기 제3포트(116)는 증발기 출구배관(103)이 삽입되어 상기 증발기 출구로부터 냉매가 유입된다. 상기 제4포트(117)는 압축기 입구배관(104)이 삽입되어 상기 제3포트(116)로 유입된 냉매가 상기 압축기 입구로 유출된다.

상기 제1브래킷(120)은 상기 제1포트(114)에 삽입되는 응축기 출구배관(101)을 상기 밸브본체(110)의 하면(111)에 거치하는 역할을 한다. 상기 제1브래킷(120)은 상기 밸브본체(110)의 하면(111)과 평행하게 밀착 배치되며 상기 응축기 출구배관(101)이 관통되어 끼워진다. 이때, 상기 제1브래킷(120)은 제1체결수단(122)에 의하여 상기 밸브본체(110)에 고정되며, 상기 제1체결수단(122)이 체결되면서 상기 제1브래킷(120)이 제1플랜지부(101d)를 가압하여 상기 응축기 출구배관(101)이 상기 밸브본체(110)에 밀착 고정된다. 여기서, 상기 제1체결수단(122)은 상기 제1브래킷(120)의 외측에서 상기 밸브본체(110)의 하부측 내부로 관통 삽입되어 나사고정되는 하나 또는 복수개의 체결볼트로 할 수 있다.

상기 제2브래킷(130)은, 상기 증발기 입구배관(102)과 상기 증발기 출구배관(103)을 상기 밸브본체(110)의 제1측면(112)에 거치하는 역할을 한다. 상기 제2브래킷(130)은 상기 밸브본체(110)의 제1측면(112)과 평행하게 밀착 배치되며, 상기 증발기 입구배관(102)과 상기 증발기 출구배관(103)이 상하 방향으로 이격되게 관통 삽입되어 있다. 이때, 상기 제2브래킷(130)은 제2체결수단(132)에 의하여 밸브본체(110)에 고정되며, 상기 제2체결수단(132)은 상기 제1측면(112)에서 상기 제2브래킷(130)으로 관통삽입되는 체결볼트로 되어 있다.

상기 제3브래킷(140)은 상기 제4포트(117)에 삽입되는 압축기 입구배관(104)을 상기 밸브본체(110)의 제2측면(113)에 거치하기 위한 역할을 한다. 상기 제3브래킷(140)은 상기 밸브본체(110)의 제2측면(113)과 평행하게 밀착 배치되며 상기 압축기 입구배관(104)이 관통되어 끼워진다. 이때, 상기 제3브래킷(140)은 제3체결수단(142)에 의하여 상기 밸브본체(110)에 고정되며, 상기 제3체결수단(142)이 체결되면서 상기 제3브래킷(140)이 제2플랜지부(104a)를 가압하여 상기 압축기 입구배관(104)이 상기 밸브본체(110)에 고정된다. 여기서, 상기 제3체결수단(142)은 상기 제3브래킷(140)의 외측에서 상기 밸브본체(110)의 제2측면(113) 내부로 관통 삽입되어 나사체결되는 체결볼트로 되어 있다.

여기서, 상기 응축기 출구배관(101)은, 상기 제1포트(114)에 삽입되는 것으로서, 삽입부(101a)와, 절곡부(101b)와, 연장부(101c)와, 제1플랜지부(101d)를 포함한다. 상기 삽입부(101a)는 상기 밸브본체(110)의 하부에서 상방향으로 삽입고정되며, 삽입부(101a)는 상기 제1내부유로(192)에 삽입고정된다. 상기 연장부(101c)는 상기 압축기 입구배관(104)과 평행하게 Y방향으로 연장되게 형성되어 있다. 상기 절곡부(101b)는 상기 제1내부유로(192)와 연통되게 수직방향(Z방향)으로 배치된 상기 삽입부(101a)와, 상기 압축기 입구배관(104)과 평행한 방향(Y방향)으로 배치된 연장부(101c)를 서로 연결하여, 상기 연장부(101c)로부터 유입되는 냉매의 유동방향을 상기 제1내부유로(192)가 형성된 방향으로 변경한다. 상기 제1플랜지부(101d)는 상기 삽입부(101a)에 반경방향으로 돌출되도록 형성되어 있으며, 상기 밸브본체(110)의 하면(111)에 대면 접촉하여 상기 응축기 출구배관(101)을 삽입되는 방향으로 지지하는 역할을 한다. 따라서, 상기 응축기 출구배관(101)은 상기 압축기 입구배관(104)과 평행하도록 곡관 형태로 연장되며, 나아가 상기 응축기 출구배관(101) 및 상기 압축기 입구배관(104)의 연장 방향과, 상기 증발기 입구배관(102) 및 상기 응축기 출구배관(101)의 연장 방향은 서로 수직하게 형성되어 있다.

또한, 상기 압축기 입구배관(104)은 상기 제4포트(117)에 삽입 고정되며, 상기 제2측면(113)의 외측 방향(Y방향)으로 연장된다. 상기 압축기 입구배관(104)의 삽입단부에는 반경방향으로 돌출되도록 제2플랜지부(104a)가 형성되어 있으며, 상기 제2플랜지부(104a)는 상기 밸브본체(110)의 제2측면(113)에 형성된 걸림턱(미도시)에 대면 접촉하여 상기 압축기 입구배관(104)을 삽입되는 방향으로 지지하는 역할을 한다.

여기서, 상기 제1 및 제2플랜지부(101d,104a)는 상기 응축기 출구배관(101) 및 상기 압축기 입구배관(104)과 일체로 형성되며, 반경방향으로 돌출되도록 형성되어 있다. 그리고, 상기 삽입부(101a), 절곡부(101b), 연장부(101c) 및 제1플랜지부(101d)는 일체구조를 가진다. 또한, 도시되지 않았지만 상기 증발기 입구배관(102)과 상기 증발기 출구배관(103)의 삽입단부에는 제 3 및 제4플랜지부가 돌출되게 형성되어 있으며, 상기 제3 및 제4플랜지부는 상기 제2브래킷(130)과 상기 밸브본체(110)의 제1측면(112) 사이에 위치하며, 이에 대한 상세한 설명은 상기 응축기 출구배관(101)과 상기 압축기 입구배관(104))의 제1 및 제2플랜지부(101d,104a)와 실질적으로 동일하므로 생략하기로 한다.

다음으로, 상기 팽창밸브(100)의 내부구성을 살펴보면, 상기 밸브본체(110)의 내부에는, 교축유로(191)와, 제1내부유로(192)와, 제2내부유로(193)가 형성되어 있으며, 상기 밸브본체(110)는 밸브부(160), 구동부(150), 실링부재(170) 및 부시(180)가 구비되어 있다.

상기 교축유로(191)는, 상기 밸브본체(110)의 상하 방향(Z축 방향)으로 형성되며 상기 제1포트(114)로 유입되어 상기 제2포트(115)로 유출되는 냉매가 교축되는 부분이다.

상기 제1내부유로(192)는 상기 교축유로(191)와 상기 제1포트(114)와 연통되어 상기 제1포트(114)로부터 유입된 상기 냉매를 상기 교축유로(191)로 유출하며, 이러한 상기 제1내부유로(192)를 유동하는 냉매는 대체적으로 고압의 상태이다.

상기 제2내부유로(193)는, 상기 제3포트(116)와 상기 제4포트(117)와 연통되어 상기 제3포트(116)로 유입된 상기 냉매를 상기 제4포트(117)로 유출하며, 이때 상기 제2내부유로(193)를 유동하는 냉매는 대체로 저압의 상태이다.

상기 밸브본체(110)의 내부에는 상기 제1내부유로(192)와 상기 제2내부유로(193)를 관통하도록 상하 방향을 따라 관통홀(118)이 형성되어 있다.

상기 밸브부(160)는, 니들(163)과, 슬리브(161)와, 지지스프링(164)을 포함한다.

상기 니들(163)은 상기 관통홀(118)에 슬라이딩 가능하게 삽입되어, 상기 상하 방향을 따라 이동한다.

상기 슬리브(161)는 상기 니들(163)의 일 단부에 결합되어 상기 니들(163)의 이동에 따라 이동하며, 상기 교축유로(191) 상에 설치되어 상기 교축유로(191)의 개도를 조절한다. 상기 슬리브(161)의 측면에는 슬리브 지지부재(161a)가 일체로 돌출되게 형성되어 있으며, 상단부에는 슬리브볼(162)이 구비되어 있다. 여기서, 상기 슬리브볼(162)은 상기 슬리브(161)와 일체로 형성될 수도 있다.

상기 지지스프링(164)은, 상기 제1내부유로(192) 상에 설치되며, 상부 내주면으로 상기 슬리브(161)의 하부가 삽입되고, 상면이 상기 슬리브지지부재(161a)의 하면(111)에 접촉되면서 상기 슬리브(161)를 탄력적으로 상방 지지한다.

한편, 본 실시예는 상기 제1내부유로(192)상에 설치되며, 중앙부에는 유동홀(165a)이 형성되어 있고, 상기 지지스프링(164)의 하부가 내주측면으로 삽입 안착되어 상기 지지스프링(164)을 상방 지지하는 스로틀부재(165)를 더 포함한다.

여기서, 상기 스로틀부재(165)는, 상기 제1내부유로(192) 상에 배치되어, 버블들을 포함하는 액상의 냉매가 상기 교축유로(191)를 통과할 때 상기 버블들이 팽창하면서 발생하는 소음을 감소시키는 역할을 한다. 상기 스로틀부재(165)에 대하여 상세하게 살펴보면, 상기 스로틀부재(165)는 상기 제1포트(114)를 통하여 유입된 냉매가 상기 교축유로(191)로 흐르도록 중앙부에 유동홀(165a)이 형성되어 있으며, 상기 유동홀(165a)의 면적은 상기 냉매가 통과할 때 상기 냉매의 압력을 떨어뜨려 냉매에 포함된 버블들이 팽창하여 터지도록 하고, 상기 유동홀(165a) 주변에 형성된 측벽에 버블들을 부딪치게 하여 상기 버블들이 미세화되도록 상기 제1내부유로(192)의 면적보다 작게 형성되어 있다. 이때, 상기 유동홀(165a)의 면적은 상기 제1내부유로(192)의 면적과 유동하는 냉매의 유량 및 미세화 하고자하는 버블의 크기 등에 따라 선택적으로 조절할 수 있으며, 또한 상기 유동홀(165a)의 형상은 원형 또는 육각형을 포함한 다각형 등 다양하게 할 수 있다.

한편, 상기 스로틀부재(165)는 냉매의 유량, 팽창밸브(100)의 설계 등에 따라, 상기 제1내부유로(192)의 상하 방향으로 이동하여 상기 지지스프링(164)의 탄성력을 조절할 수 있다. 이를 위하여 상기 제1내부유로(192)의 내주면에는 제1나사산(192a)이 형성되어 있고, 상기 스로틀부재(165)의 외주측면에는 상기 제1나사산(192a)과 대응되어 나사결합되는 제2나사산(165a)이 형성되어 있다. 여기서, 본 실시 예에서는 상기 스로틀부재(165)가 상기 제1내부유로(192)상에 나사결합하는 방식을 예로 하였지만, 이는 일 실시예로 상기한 나사결합방식이 아닌 지지턱 등을 이용하여 상기 스로틀부재(165)의 위치를 고정할 수 있음은 물론이며, 상기 유동홀(165a)은 육각렌치와 대응되는 육각형상으로 형성하여 육각렌치를 통하여 상기 스로틀부재(165)의 체결을 용이하게 할 수 있다.

상기한 바에 따라, 상기 팽창밸브(100)는, 상기 스로틀부재(165)의 유동홀(165a)을 통과하면서 버블들을 1차적으로 미세화하고, 그런 다음 상기 지지스프링(164)을 통과하면서 상기 버블들이 부딪쳐 터지도록 하여 상기 버블들을 2차로 미세화 함으로써 결과적으로 상기 냉매 속에 포함된 버블들을 대부분 제거할 수 있어 상기 버블들에 의한 소음을 크게 감소할 수 있다.

상기 구동부(150)는 상기 밸브본체(110)의 상부에 결합되며, 다이아프램의 원리를 이용하여 상기 제3포트(116)로 유입된 냉매에 의하여 상기 니들(163)을 상기 상하 방향으로 이동시키는 역할을 한다. 상세하게는, 상기 구동부(150)는, 다이아프램(151)과, 버퍼플레이트(buffer plate;152)를 포함한다.

상기 다이아프램(151)은 온도에 의하여 변형이 되는 것으로서, 상기 제3포트(116)로부터 유입되는 냉매에 의하여 변형되는 특성을 가지고 있다. 상기 다이아프램(151)의 상부에는 상부캡(155)이 결합되어 있으며, 상기 상부캡(155)의 상부에는 상기 상부캡(155)을 덮는 외부캡(156)이 배치되어 있다. 여기서, 상기 다이아프램(151)과 상기 상부캡(155) 사이의 공간은 상부 압력실(153)로서, 상기 상부압력실(153) 내에는 감온 가스가 동봉되고, 상기 상부 압력실(153)은 밀폐부재(157)에 의하여 밀폐된다. 상기 다이아프램(151)의 하부공간에는 하부 압력실(154)이 형성되며, 상기 하부압력실(154)에는 상기 버퍼플레이트(152)가 설치된다.

상기 버퍼플레이트(152)는 상기 다이아프램(151)과 연결되어 상기 다이아프램(151)의 변형에 따라 상하방향으로 왕복이동하며, 상기 니들(163)의 일단부와 결합되어 상기 니들(163)을 상기 상하 방향으로 이동시킨다.

상기한 바에 따르면, 상기 팽창밸브(100)는 상기 제3포트(116)를 통하여 유입된 상기 냉매가 상기 하부 압력실(154)을 통하여 상기 상부 압력실(153) 내의 감온가스의 온도를 변화시키게 되고, 이러한 상기 감온가스의 온도 변화에 의하여 상기 다이아프램(151)이 움직이면서 상기 버퍼플레이트(152)를 상하방향으로 왕복 이동시킴으로써, 이에 따라 상기 니들(163) 및 상기 슬리브(161)가 상하방향으로 이동하여 상기 교축유로(191)의 개도가 조절된다. 여기서, 미설명부호 159는 가스켓을 나타낸다.

도 6과 도 7를 참조하면, 상기 실링부재(170)는, 상기 관통홀(118) 내에 배치되어 상기 니들(163)이 삽입되고, 상기 제1내부유로(192)로 이탈되지 않도록 상기 관통홀(118) 내에 형성된 단턱에 하방 지지되며, 고압의 냉매가 유동하는 상기 제1내부유로(192)와 저압의 냉매가 유동하는 상기 제2내부유로(193) 간의 기밀을 유지하여 누설을 방지하고, 상기 니들(163)의 반경 방향 진동을 방지하는 역할을 한다.

상기 실링부재(170)의 내측면에는 상기 니들(163)의 반경 방향 진동을 억제하는 복수개의 돌기(172)가 형성된다. 상기 복수개의 돌기(172)는 상기 니들(163)에 접지됨으로 인하여 상기 니들(163)의 반경 방향 진동을 억제하나 상기 니들(163)의 축방향 이동에는 영향을 미치지 않게 된다. 상기 실링부재(170)가 상기 니들(163)의 반경 방향 진동을 억제함으로 인하여 상기 니들(163)의 반경 방향 진동에 의해 발생되는 팽창밸브(100)의 소음을 억제하게 된다.

또한, 상기 팽창밸브(100)는, 상기 니들(163)이 관통된 상태로 상기 관통홀(118) 내에 삽입되어, 상기 실링부재(170)가 상기 제2내부유로(193)로 이탈되는 것을 방지하는 부시(180)를 더 포함한다.

한편, 상기 부시(180)는, 상기 실링부재(170)의 이탈을 방지하는 것뿐만 아니라, 상기 부시(180)가 상기 니들(163)의 일부분을 감쌈으로써 상기 냉매와 니들(163)의 접촉면적을 조절하여, 상기 냉매로부터 상기 니들(163)로의 열전달율을 조절하는 역할도 한다. 상세하게는, 상기 부시(180)의 일 단부는 상기 제2내부유로(193) 상에 노출되게 형성되어, 상기 제2내부유로(193)의 냉매와 상기 니들(163)의 접촉면적을 조절함으로써 상기 냉매로부터 상기 니들(163)로의 열전달율을 조절한다. 이렇게, 본 실시예는, 상기 부시(180)를 통하여 상기 냉매와 상기 니들(163)의 접촉면적을 조절함으로써 상기 니들(163)의 헌팅을 효과적으로 방지할 수 있다. 이러한 이유는, 우선 상기 니들(163)의 헌팅은 상기 구동부(150)가 상기 냉매의 온도에 대하여 지나치게 민감하게 반응하여 빠르고 불안정한 떨림 또는 진동을 함으로써 발생하는 것으로, 상기 구동부(150)는 상기 냉매의 대류에 의한 열전달보다는 상기 니들(163)의 전도에 의한 열전달에 더 크게 영향을 받고 빠르게 반응을 하므로, 이에 상기 니들(163)의 온도를 조절함으로써 상기 구동부(150)가 상기 냉매의 온도에 대하여 둔감하게 반응하도록 하여 상기 냉매에 의한 민감한 반응을 억제하여, 결과적으로 상기 니들(163)의 헌팅을 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.

또한, 상기 팽창밸브(100)는, 상기 관통홀(118), 상기 제2내부유로(193), 상기 교축유로(191), 상기 제1내부유로(192) 및 상기 제1포트(114)가 상기 상하 방향으로 얼라인(align)되게 배치되어 있다. 이 때문에, 상기 제1내부유로(192)와 상기 제1포트(114)가 각각 다른 방향으로 배치되어 상기 제1내부유로(192)의 가공과 상기 제1포트(114)의 가공을 각각 별도로 하였던 종래의 팽창밸브(100)에 비하여, 상기 팽창밸브(100)는 상기 교축유로(191)와, 상기 제1내부유로(192)와 상기 제1포트(114)를 일방향 가공이 가능하여 가공을 간편하게 할 수 있으며 가공공수를 줄일 수 있어 가공성이 용이하며 경제적이다.

한편, 본 실시예에서는, 상기 제1포트(114)가 하면(111)에, 상기 제2포트(115) 및 상기 3포트(116)는 제1측면(112)에, 상기 제4포트(117)는 상기 제2측면(113)에 형성된 밸브본체(110)를 실시예로 하였으나, 이는 바람직한 실시예로서, 상기 각 포트가 상기 제1측면(112) 및 상기 제2측면(113)에 각각 형성될 수 있는 등 다양한 구조의 밸브본체가 적용가능하다.

따라서, 실링부재(170)의 복수개의 돌기(172)가 니들(163)의 헌팅을 방지할 수 있고, 니들(163)의 반경 방향 진동을 방지하여 니들(163)의 반경 방향 진동에 의해 발생되는 팽창밸브(100)의 소음 발생을 억제할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100 : 차량의 공기조화장치용 팽창밸브
101 : 응축기 출구배관 102 : 증발기 입구배관
103 : 증발기 출구배관 104 : 압축기 입구배관
110 : 밸브본체 111 : 하면
112 : 제1측면 113 : 제2측면
114 : 제1포트 115 : 제2포트
116 : 제3포트 117 : 제4포트
120 : 제1브래킷 130 : 제2브래킷
140 : 제3브래킷 150 : 구동부
151 : 다이아프램 152 : 버퍼플레이트
160 : 밸브부 170 : 실링부재
172 : 돌기 180 : 부시
191 : 교축유로 192 : 제1내부유로
193 : 제2내부유로

Claims

응축기로부터 유입되는 냉매를 교축시켜서 증발기에 공급하고, 상기 증발기로부터 유입되어 압축기로 유출되는 냉매에 의하여 개도가 제어되는 차량의 공기조화장치용 팽창밸브에 있어서,
상기 응축기로부터 냉매가 유입되는 제1포트와, 상기 제1포트로부터 유입된 냉매가 교축되어 상기 증발기로 공급되는 제2포트와, 상기 증발기로부터 냉매가 유입되는 제3포트와, 상기 제3포트로 유입된 냉매가 상기 압축기로 유출되는 제4포트를 구비하며, 내부에는 상기 제1포트로 유입되어 상기 제2포트로 유출되는 냉매가 교축되는 교축유로와, 상기 교축유로 및 상기 제1포트와 연통되어 상기 제1포트로 유입된 상기 냉매를 상기 교축유로로 유출하는 제1내부유로와, 상기 제3포트와 상기 제4포트와 연통되어 상기 제3포트로 유입된 상기 냉매를 상기 제4포트로 유출하는 제2내부유로가 형성되고, 상기 제1내부유로와 상기 제2내부유로를 관통하도록 상하 방향을 따라 형성된 관통홀이 형성된 밸브본체;
상기 관통홀에 삽입되어 상기 상하 방향을 따라 이동 가능한 니들과, 상기 니들의 일 단부에 결합되어 상기 니들의 이동에 따라 상기 교축유로의 개도를 조절하는 슬리브를 구비하는 밸브부;
상기 밸브본체에 결합되며, 상기 제3포트로 유입된 냉매에 의하여 상기 니들을 상기 상하 방향으로 이동시키는 구동부; 및
상기 관통홀 내에 배치되어 상기 니들이 삽입되고, 상기 관통홀 내에 형성된 단턱에 하방 지지되며, 상기 니들의 반경 방향 진동을 방지하는 실링부재를 포함하는 차량의 공기조화장치용 팽창밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 실링부재의 내측면에는 상기 니들의 반경 방향 진동을 억제하는 복수개의 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 공기조화장치용 팽창밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 니들이 관통된 상태로 상기 관통홀 내에 삽입되어, 상기 실링부재가 상기 제2내부유로로 이탈되는 것을 방지하는 부시를 더 포함하는 차량의 공기조화장치용 팽창밸브.
청구항 3에 있어서,
상기 부시의 일 단부는 상기 제2내부유로 상에 노출되게 형성되며, 노출된 상기 부시의 일단부가 상기 니들의 일부분을 감쌈으로써 상기 냉매와 상기 니들의 접촉 면적을 조절하여, 상기 냉매로부터 상기 니들로의 열전달율을 조절하는 차량의 공기조화장치용 팽창밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 제1내부유로 상에 배치되며, 상기 제1포트를 통하여 유입된 상기 냉매가 상기 교축유로로 흐르도록 유동홀이 형성되어 있으며, 상기 유동홀의 면적은 상기 제1내부유로의 면적보다 작게 형성된 스로틀부재를 더 포함하는 차량의 공기조화장치용 팽창밸브.