KR20230170164A

KR20230170164A - 냉매용 밸브

Info

Publication number: KR20230170164A
Application number: KR1020220069905A
Authority: KR
Inventors: 김종철; 이종문; 장성주; 한기성
Original assignee: 주식회사 두원공조
Priority date: 2022-06-09
Filing date: 2022-06-09
Publication date: 2023-12-19

Abstract

본 발명은 볼밸브를 통과하는 냉매의 압력강하 개선을 통하여 시스템 안정성이 증대되고, 상기 볼밸브의 폐쇄 모드가 추가됨에 따라 볼밸브의 응답성 향상 및 회전력을 발생하는 모터와 기어의 회전수 감소에 따른 부하가 감소하며, 냉매가 유동하는 복수 개의 냉매순환라인을 매니폴드모듈로 형성하고 유로 변경이 가능한 팽창밸브를 매니폴드모듈에 조립하는 형태로 구비함에 따라 재료비 및 가공비가 절감되는 냉매용 밸브를 제공한다.

Description

냉매용 밸브{Refrigerant valve}

본 발명은 냉매용 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 볼밸브를 통과하는 냉매의 압력강하 개선을 통하여 시스템 안정성이 증대되고, 상기 볼밸브의 폐쇄 모드가 추가됨에 따라 볼밸브의 응답성 향상 및 회전력을 발생하는 모터와 기어의 회전수 감소에 따른 부하가 감소하며, 냉매가 유동하는 복수 개의 냉매순환라인을 매니폴드모듈로 형성하고 유로 변경이 가능한 팽창밸브를 매니폴드모듈에 조립하는 형태로 구비함에 따라 재료비 및 가공비가 절감되는 냉매용 밸브에 관한 것이다.

종래의 차량 공기조화를 위한 냉매 회로는 압축기 및 증발기 또는 응축기로서 작동하고, 냉매를 사용하여 열을 전달하기 위한 다수의 열교환기를 갖는다.

냉매 회로의 컴포넌트들, 특히, 많은 수의 밸브는 각각 연결 라인들을 통해 상기 냉매 회로에 통합되었다.

이 경우 각각의 밸브는 단 하나의 기능을 수행하기 위해 형성되어 있으며, 그 결과 각각 다수의 밸브 및 연결 라인이 필요하며, 이는 높은 비용뿐만 아니라, 냉매 회로의 중량을 증가시키고 많은 설치 공간을 필요로 한다.

이러한 이유로 공개특허 제10-2018-0087142호(2018.08.01)에 기재된 바와 같이 '하나 이상의 유입구, 2개 이상의 유출구 그리고 밸브 부재를 갖는 차량의 열펌프 시스템용 밸브로서, 상기 밸브 부재가 하나 이상의 통로와 하나 이상의 팽창 리세스를 구비하고, 상기 팽창 리세스가 하나 이상의 유출구와 유동 연결될 수 있는 차량용 열펌프 시스템용 밸브'를 제공하였다.

하지만, 상기한 종래의 밸브는 밸브의 유입구 및 유출구의 지나가는 과정에서 유입구, 유출구 사이의 부채꼴 모양의 부재 및 직각형태의 유로구성으로 압력강하 발생하는 문제점이 있었고, 팽창리세스가 개구와 연통되어 있어, 선택적으로 유로의 개방과 냉매의 팽창 기능을 수행하기 어렵다.

그리고 시스템 구성을 위해서는 복수 개의 냉매 밸브가 필요한데, 각 밸브를 시스템과 연결하기 위한 연결부가 필수적으로 구축되어야 함에 따라 재료비 및 가공비가 증대되는 문제점이 있었다.

본 발명은 볼밸브를 통과하는 냉매의 압력강하 개선을 통하여 시스템 안정성이 증대되고, 상기 볼밸브의 폐쇄 모드가 추가됨에 따라 볼밸브의 응답성 향상 및 회전력을 발생하는 모터와 기어의 회전수 감소에 따른 부하가 감소하며, 냉매가 유동하는 복수 개의 냉매순환라인을 매니폴드모듈로 형성하고 유로 변경이 가능한 팽창밸브를 매니폴드모듈에 조립하는 형태로 구비함에 따라 재료비 및 가공비가 절감되는 냉매용 밸브를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 냉매용 밸브는 전체적인 형상이 원주형으로, 외면에는 외부에서 내부로 연통하는 복수 개의 연통홀을 형성한 바디; 상기 바디의 내부에 수용되고, 선택적으로 상기 바디의 내부에서 회전하여 냉매의 유로 변경 및 냉매를 팽창시키는 볼밸브; 상기 볼밸브에 인접하게 구비되고, 상기 바디의 내측면과 상기 볼밸브 사이를 기밀하는 복수 개의 볼씰; 상기 바디 중 상기 볼밸브가 출입하는 연통홀에 나사 결합되어, 상기 바디 내부에 수용된 상기 볼밸브가 외부로 이탈하지 않도록 고정하는 볼캡;을 포함하는 밸브부; 및 상기 바디 내부에 수용된 상기 볼밸브를 회전시키는 회전력을 선택적으로 발생시키는 액츄에이터를 포함한다.

이때 본 발명에 따른 상기 바디는 그 전체적인 형상이 상면의 넓이보다 하면의 넓이가 작은 테이퍼 형상으로 형성하는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명에 따른 상기 바디의 테이퍼 형상은 상기 바디의 중심선을 기준으로, 좌, 우 양측면의 경사가 대칭을 이루는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 상기 바디의 상측 주변과, 하측 주변에는 각각 O링을 구비하는 것이 바람직하다.

더불어 본 발명에 따른 상기 볼밸브는 상기 볼밸브의 내부에서 수직방향에서 수평방향으로, 또는 수평방향에서 수직방향으로 냉매가 유동할 수 있도록 직각 형태로 길이를 갖도록 형성된 유로를 형성한다.

이때 본 발명에 따른 상기 유로는 곡선으로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명에 따른 상기 유로의 내측면을 이루는 부채꼴 부재를 제거하여, 상기 유로의 그 단면형상을 유선형으로 형성한 것이 바람직하다.

여기서 본 발명에 따른 상기 볼밸브의 외면에 홈 형태로 형성되어, 상기 볼밸브의 외면을 따라 냉매를 유출시켜 팽창시키는 팽창리세스를 형성한다.

이때 본 발명에 따른 상기 볼밸브는 상기 팽창리세스와 유로 사이에 개방(Open) 모드와 팽창 모드를 구분하는 격벽을 형성한 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 상기 격벽의 두께는 0.2W<w`<2W을 이루는 것이 바람직하다.(여기서, w'는 격벽의 두께이고, W은 팽창리세스의 너비이다.)

그리고 본 발명에 따른 상기 볼밸브와 상기 액츄에이터 사이에 구비되어, 상기 볼밸브와 상기 액츄에이터의 사이를 기밀하면서, 상기 액츄에이터에서 발생한 회전력을 상기 볼밸브로 전달하는 스템을 더 포함한다.

더불어 본 발명에 따른 상기 볼밸브의 상측에 형성되고, 상기 스템의 회전단과 연결되는 회전조절공을 형성한다.

본 발명에 따른 냉매용 밸브에 의해 나타나는 효과는 다음과 같다.

첫째, 볼밸브의 유로 유입구와 유출구 사이의 부채꼴 모양의 부재를 제거하면서, 직각으로 꺾이는 유로를 유선형으로 개선하여, 볼밸브를 통과하는 냉매의 압력강하가 개선되어 시스템의 안정성이 증대되는 효과를 가진다.

둘째, 팽창리세스에 격벽을 형성하여, 상기 볼밸브의 회전에 따라 개방A, 폐쇄A, 팽창, 폐쇄B, 개방B 총 다섯가지 모드로 운영될 수 있으며, 폐쇄 모드가 추가됨에 따라 상기 볼밸브의 응답성 향상 및 모터 및 기어의 회전수 감소에 따른 부하가 감소되는 효과를 가진다.

셋째, 냉매 밸브 조립 시 상측 조립형상으로 A/S(After Service) 용이성을 확보하였으며, 매니폴드모듈에 냉매 팽창 기능을 갖는 유로 변경용 밸브를 조립하여 개별 하우징됨에 따라 연결부가 불필요하여, 재료비 및 가공비가 절감되는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매용 밸브를 적용한 차량용 히트펌프시스템을 간략하게 보인 참고도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 매니폴드모듈에 냉매용 밸브를 조립하는 상태를 보인 참고도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매용 밸브를 보인 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매용 밸브를 보인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매용 밸브의 볼밸브를 참고도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 볼밸브의 격벽을 보인 참고도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 볼밸브의 회전으로 개방A, 폐쇄A, 팽창, 폐쇄B, 개방B의 다섯 가지 모드로 실시되는 상태를 보인 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매용 밸브를 구비한 차량용 히트펌프시스템의 외기흡열 난방모드(PE(Power Electric)+외기흡열)에서 냉매의 순환과정을 보인 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매용 밸브를 구비한 차량용 히트펌프시스템의 난방 및 제습모드에서 냉매의 순환과정을 보인 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매용 밸브를 구비한 차량용 히트펌프시스템의 난방모드(PE(Power Electric) only)에서 냉매의 순환과정을 보인 예시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매용 밸브를 구비한 차량용 히트펌프시스템의 냉방 및 배터리 냉각모드에서 냉매의 순환과정을 보인 예시도이다.

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.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 볼밸브를 통과하는 냉매의 압력강하 개선을 통하여 시스템 안정성이 증대되고, 상기 볼밸브의 폐쇄 모드가 추가됨에 따라 볼밸브의 응답성 향상 및 회전력을 발생하는 모터와 기어의 회전수 감소에 따른 부하가 감소하는 냉매용 밸브에 관한 것으로, 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 1을 참조한 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매용 밸브를 구비한 차량용 히트펌프시스템(100)은 압축기(110), 실내콘덴서(120), 수냉식콘덴서(130), 공냉식콘덴서(140), 증발기(150), 배터리칠러(160), 어큐뮬레이터(170) 등을 포함하는데, 먼저 상기 압축기(110)는 유입단을 통해 유입된 냉매를 고온고압으로 압축하여 토출한다.

이때 상기 압축기(110)는 전원으로 구동하는 전동압축기로, 상기 차량용 히트펌프시스템(100)의 제어부(미도시)에서 송출한 구동신호에 따라 외부에서 인가되는 전원에 의해 구동하여 유입된 냉매를 압축하여 토출한다.

그리고 상기 압축기(110)에서 토출된 냉매는 실내콘덴서(120)로 유입되는데, 상기 실내콘덴서(120)는 상기 압축기(110)에서 토출된 냉매를 유입하여 실내로 제공되는 급기와 열교환으로 급기를 가열한다.

따라서 상기 실내콘덴서(120)로 유입된 냉매는 상기 실내콘덴서(120)에서 차량의 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기를 가열하고, 가열된 급기는 자동차 실내로 제공되어 자동차 실내의 난방이 이루어진다.

여기서 상기 압축기(110)와 상기 실내콘덴서(120)는 제1냉매순환라인(10)으로 연결되는데, 상기 제1냉매순환라인(10)은 상기 압축기(110)의 토출단과 일측이 연결되고, 타측은 상기 실내콘덴서(120)의 유입단과 연결되어, 상기 압축기(110)에서 압축된 냉매가 상기 실내컨덴서(120)로 유입된다.

그리고 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매는 수냉식콘덴서(130) 및 공냉식콘덴서(140)로 유입되는데, 상기 수냉식콘덴서(130)는 유입된 냉매를 냉각수로 수냉한 후, 공냉식콘덴서(140)로 유출하고, 상기 공냉식콘덴서(140)는 유입된 냉매를 외부공기와의 열교환으로 공냉하여 유출한다.

여기서 수냉식콘덴서(130)로 유입되는 냉각수는 전장품(미도시)을 순환하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 실내콘덴서(120)와 상기 수냉식콘덴서(130)는 제2냉매순환라인(20)으로 서로 연결되는데, 상기 제2냉매순환라인(20)은 상기 실내콘덴서(120)의 유출단과 일측이 연결되고, 타측은 상기 수냉식콘덴서(130)의 유입단과 연결되어, 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매가 상기 수냉식콘덴서(130)로 유입된다.

이때 상기 제2냉매순환라인(20) 중 상기 수냉식콘덴서(130)의 유입단측에는 제1팽창밸브(210)를 구비하는데, 상기 제1팽창밸브(210)는 냉매 팽창 기능을 갖는 냉매용 밸브로, 난방 및 난방+제습 모드 시에 냉매를 팽창시키는 팽창 기능을 발휘하는 난방 팽창밸브(EXV)이고, 차량용 히트펌프시스템의 제어부(미도시)에서 송출된 신호 또는 사용자의 선택에 의해 선택된 모드에 따라 냉매를 선택적으로 팽창하지 않고 그대로 유출하거나, 팽창시켜 유출한다.

따라서 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인(20)을 따라 유동하면서, 상기 제1팽창밸브(210)에 의해 선택적으로 팽창되지 않고 그대로 상기 수냉식콘덴서(130)로 유입되거나, 또는 팽창된 후 유입될 수 있다.

그리고 상기 공냉식콘덴서(140)는 상기 수냉식콘덴서(130)와 제3냉매순환라인(30)으로 연결되어, 상기 수냉식콘덴서(130)에서 유출된 냉매를 외부공기와의 열교환으로 공냉하여 유출한다.

또한, 상기 공냉식콘덴서(140)에서 유출되는 냉매는 선택적으로 증발기(150)로 유입되는데, 상기 증발기(150)는 상기 공냉식콘덴서(140)와 제4냉매순환라인(40)으로 연결되어, 상기 공냉식콘덴서(140)에서 유출된 냉매를 유입한 후, 자동차 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기를 냉각한다.

이때 상기 제4냉매순환라인(40) 중 상기 증발기(150)의 유입단측에는 상기 제2팽창밸브(230)를 구비하는데, 상기 제2팽창밸브(230)는 솔레노이드 팽창밸브(SOL TXV)로 차량용 히트펌프시스템의 제어부(미도시)에서 송출된 신호 또는 사용자의 선택에 의해 선택된 모드에 따라 선택적으로 개방 제어되어, 상기 제4냉매순환라인(40)을 따라 상기 증발기(150)로 유입되는 냉매를 팽창시켜, 팽창된 냉매가 상기 증발기(150)로 유입되도록 한다.

따라서 상기 제2팽창밸브(230)에 의해 팽창된 후, 상기 증발기(150)로 유입된 냉매는 상기 증발기(150)에서 차량 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기를 냉각하고, 냉각된 급기는 차량 실내로 제공되어 자동차 실내의 냉방이 이루어진다.

여기서 상기 실내콘덴서(120) 및 증발기(150)는 공조유닛의 하우징(미도시) 내부에 구비되는데, 상기 공조유닛의 하우징(미도시) 선단에는 송풍수단(미도시)이 구비되고, 상기 송풍수단(미도시)의 후방에는 상기 실내콘덴서(120) 및 증발기(150)가 구비되어, 차량 히트펌프시스템의 제어부(미도시)에서 송출하는 운전 모드별 신호에 따른 상기 송풍수단(미도시)의 구동으로 차량 외부에서 유입된 외기 또는 차량 실내에서 유입된 내기가 급기로 전환되면서, 상기 실내콘덴서(120) 및 증발기(150)를 통과한 후 후방인 차량 실내로 송풍된다.

그리고 상기 실내콘덴서(120) 및 증발기(150)의 후방에는 격벽으로 난방통로 및 냉방통로로 구획될 수 있고, 상기 격벽의 선단에는 통로개폐도어(미도시)가 구비되어, 차량용 히트펌프시스템의 제어부(미도시)에서 송출하는 운전 모드별 신호에 따른 상기 통로개폐도어(미도시)의 회전으로 상기 난방통로 또는 냉방통로가 선택적으로 개폐되거나, 개도가 조절된다.

또한, 상기 실내콘덴서(120) 후방에는 PTC히터(미도시)가 구비되는데, 상기 PTC히터(미도시)는 히트펌프시스템의 제어부(미도시)에서 송출하는 운전 모드별 신호에 따라 외부에서 인가되는 전원에 의해 선택적으로 구동하여 상기 실내콘덴서(120)를 통과한 급기에 열을 더하는데, 동계에 차량 실내 난방 시 부족한 열을 PTC히터(미도시)를 통해 보충할 수 있다.

그리고 상기 증발기(150)에서 유출된 냉매는 제5냉매순환라인(50)을 따라 상기 압축기(110)로 다시 유입되는 냉매순환경로를 이룬다.

상기 제5냉매순환라인(50) 중 압축기(110)의 후방에는 어큐뮬레이터(170)를 구비하는데, 상기 어큐뮬레이터(170)는 유입된 냉매를 액상과 기상으로 분리하면서 기상 냉매만을 유출하여 상기 압축기(110)로 유입되도록 한다.

따라서 상기 제1냉매순환라인(10) 내지 제5냉매순환라인(50)은 상기 압축기(110), 실내콘덴서(120), 제1팽창밸브(210), 수냉식콘덴서(130), 공냉식콘덴서(140), 제2팽창밸브(230), 증발기(150), 어큐뮬레이터(170) 순으로 연결하여, 냉매가 유동되도록 한다.

그리고 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 히트펌프시스템(100)은 상기 실내콘덴서(120)와 상기 수냉식콘덴서(130)를 연결한 상기 제2냉매순환라인(20) 중 상기 실내콘덴서(120)의 유출단 측에서 분기되어, 상기 수냉식콘덴서(130)와 상기 공냉식콘덴서(140)를 연결한 상기 제3냉매순환라인(30) 중 상기 공냉식콘덴서(140)의 유입단 측에 연결되는 제6냉매순환라인(60)을 포함하여, 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매가 상기 공냉식콘덴서(140)로 유입된다.

이때 상기 제6냉매순환라인(60)에는 제3팽창밸브(240)를 구비하는데, 상기 제3팽창밸브(240)는 냉매 팽창 기능을 갖는 냉매용 밸브로, 난방 및 난방+제습 모드 시에 냉매를 팽창시키는 팽창 기능을 발휘하는 제습 팽창밸브(EXV)이고, 선택적으로 냉매가 유동하는 유로 개방 또는 폐쇄하거나, 유로를 전환하면서 냉매를 팽창시켜 유출한다.

여기서 상기 제3팽창밸브(240)에는 제7냉매순환라인(70)이 분기되는데, 상기 제7냉매순환라인(70)은 상기 제6냉매순환라인(60) 중 제3팽창밸브(240)에서 분기되어, 상기 공냉식콘덴서(140)와 상기 증발기(150)를 연결한 제4냉매순환라인(40) 중 상기 증발기(150)의 유입단 측과 연결된다.

상기 제3팽창밸브(240)는 차량용 히트펌프시스템의 제어부(미도시)에서 송출된 신호 또는 사용자의 선택에 의해 선택된 모드에 따라 냉매를 선택적으로 유동시키거나, 유로를 전환하면서 팽창시켜 유출한다.

따라서 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인(20)을 따라 유동하면서, 상기 제3팽창밸브(240)에 의해 선택적으로 팽창되면서 제6냉매순환라인(60)을 따라 상기 공냉식콘덴서(140)로 유입되거나, 또는 팽창되면서 제7냉매순환라인(70)을 따라 상기 증발기(150)로 유입될 수 있다.

그러므로 상기 제7냉매순환라인(70)이 개방되면, 상기 제1팽창밸브(210) 유입 전, 고온고압의 냉매 중 일부가 제6냉매순환라인(60)을 따라 유동하면서 상기 제3팽창밸브(240)에서 저온저압으로 팽창되어, 팽창된 냉매가 상기 제7냉매순환라인(70)을 따라 상기 증발기(150)로 유입되어 차량의 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기에 포함된 수분이 제거됨에 따라 차량 실내의 제습 성능이 발휘된다.

그리고 상기 수냉식콘덴서(130)와 상기 공냉식콘덴서(140)를 연결한 상기 제3냉매순환라인(30) 중 상기 수냉식콘덴서(130)의 유출단 측에서 분기되어, 상기 실내콘덴서(120)와 상기 어큐뮬레이터(170)를 연결한 상기 제5냉매순환라인(50) 중 상기 어큐뮬레이터(170)의 유입단 측과 연결되는 제8냉매순환라인(80)을 포함하여, 상기 수냉식콘덴서(130)에서 냉각수로 수냉된 냉매가 상기 어큐뮬레이터(170)로 유입된다.

이때 상기 제3냉매순환라인(30) 중 제8냉매순환라인(80)이 분기되는 분기지점에는 3웨이밸브(220)를 구비하는데, 상기 3웨이밸브(220)는 선택적으로 상기 제8냉매순환라인(80)을 개방 또는 폐쇄시켜, 상기 수냉식콘덴서(130)에서 유출된 냉매가 선택적으로 상기 제2냉매순환라인(20)을 따라 유동하거나, 상기 제8냉매순환라인(80)을 따라 상기 제5냉매순환라인(50)으로 합류되도록 한다.

따라서 상기 3웨이밸브(220)에 의해 상기 수냉식콘덴서(130)의 유출된 냉매가 상기 제3냉매순환라인(30)을 따라 상기 공냉식콘덴서(140)로 유입되거나, 또는 상기 수냉식콘덴서(130)의 유출된 냉매가 상기 제8냉매순환라인(80)을 따라 상기 어큐뮬레이터(170)로 유입된다.

또한, 상기 공냉식콘덴서(140)와 증발기(150)를 연결한 상기 제4냉매순환라인(40) 중 상기 공냉식콘덴서(140)의 유출단 측에서 분기되어, 상기 증발기(150)와 상기 어큐뮬레이터(170)를 연결한 상기 제5냉매순환라인(50) 중 상기 어큐뮬레이터(170)의 유입단 측에 연결되는 제9냉매순환라인(90)을 포함하여, 상기 공냉식콘덴서(140)에서 유출된 냉매가 상기 어큐뮬레이터(170)로 유입된다.

이때 상기 제9냉매순환라인(90) 상에는 제4팽창밸브(250)와 배터리칠러(160)를 구비하는데, 상기 배터리칠러(160)는 배터리(미도시)와 면접하고, 상기 제9냉매순환라인(90)을 따라 유입된 냉매를 배터리(미도시)에서 발생한 열과 열교환시켜 상기 배터리(미도시)가 냉각되도록 한다.

그리고 상기 제4팽창밸브(250)는 냉매 팽창 기능을 갖는 냉매용 밸브로, 냉방+배터리냉각 모드 시에 냉매를 팽창시키는 팽창 기능을 발휘하는 배터리 팽창밸브(EXV)이고, 선택적으로 냉매가 유동하는 유로를 개방 또는 폐쇄하거나, 냉매를 팽창시켜 유출한다.

여기서 상기 제4팽창밸브(250)에서는 제10냉매순환라인(91)이 분기되는데, 상기 제10냉매순환라인(91)은 상기 제9냉매순환라인(90) 중 제4팽창밸브(250)에서 분기되어, 상기 수냉식콘덴서(130)와 상기 어큐뮬레이터(170)를 연결한 제8냉매순환라인(80) 중 상기 어큐뮬레이터(170)의 유입단 측과 연결된다.

상기 제4팽창밸브(250)는 차량용 히트펌프시스템의 제어부(미도시)에서 송출된 신호 또는 사용자의 선택에 의해 선택된 모드에 따라 냉매를 선택적으로 팽창시켜 유출하거나, 팽창하지 않고 그대로 유로를 전환하여 유동시킨다.

따라서 상기 공냉식콘덴서(140)에서 유출된 냉매는 상기 제4냉매순환라인(40)을 따라 유동하면서, 상기 제4팽창밸브(250)에 의해 선택적으로 저온저압으로 팽창되어, 팽창된 냉매가 제9냉매순환라인(90)을 따라 상기 배터리칠러(160)로 유입되어, 배터리(미도시)에서 발생한 열과 열교환하여 상기 배터리(미도시)가 냉각되도록 하고, 또는 상기 공냉식콘덴서(140)에서 유출된 냉매가 상기 제10냉매순환라인(91)을 따라 상기 어큐뮬레이터(170)로 유입되도록 한다.

도 2를 참조한 상기한 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1냉매순환라인(10) 내지 제10냉매순환라인(91)은 배관으로 형성되지 않고, 매니폴드 구조로 형성하는 것이 바람직한데, 상기 매니폴드모듈(1000)은 그 내부에 난방, 제습, 냉방 등의 히트펌프시스템 모드에 따라 냉매가 흐를 수 있는 제1냉매순환라인(10) 내지 제10냉매순환라인(91)을 매니폴드 형태의 유로로 형성하고, 상기 제1팽창밸브(210) 내지 제4팽창밸브(250) 및 배터리칠러(160) 등을 장착할 수 있는 장착홀을 형성하여, 각 요소는 냉각수모듈(미도시)과도 연결되어 통합적인 차량 내 열관리가 가능하다.

상기 매니폴드모듈(1000)의 상판(1000a)은 단조 공정으로 제조되는 것이 바람직하고, 하판(1000b)은 프레스 공정으로 제작되는 것이 바람직하다. 이렇게 제작된 매니폴드모듈(1000) 상판(1000a) 및 하판(1000b)을 브레이징 과정을 통해 서로 접합하여 형성한다.

상기 매니폴드모듈(1000)는 열간섭 방지 구조를 통하여 열효율을 극대화할 수 있는 구조이고, 냉매가 유동하는 각각의 냉매순환라인을 매니폴드 구조를 적용함으로서 개별 하우징 및 연결부가 대폭 줄어들어 원가절감 측면의 장점이 있다.

여기서, 상기 제1팽창밸브(210), 제3팽창밸브(240), 및 제4팽창밸브(250)는 냉매용 팽창밸브(2000)로, 크게 밸브를 구동하기 위한 액츄에이터(2500)와, 스템(2600)과 팽창 및 냉매 유로 전환을 위한 밸브부(2700)로 나눠진다.

도 3 내지 도 7을 참조한 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매용 밸브(2000)를 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

상기 밸브부(2700)는 바디(2100), 볼밸브(2200), 볼씰(2300), 볼캡(2400)을 포함하는데, 상기 바디(2100)는 전체적인 형상이 원주형으로, 외면에는 외부에서 내부로 연통하는 복수 개의 연통홀(2101)을 형성한다.

이때 상기 바디(2100)는 그 전체적인 형상이 상면의 넓이보다 하면의 넓이가 작은 테이퍼 형상으로 형성하는데, 상기 테이퍼 형상은 상기 바디(2100)의 중심을 수직으로 가르는 중심선을 기준으로, 좌, 우 양측면의 경사가 대칭을 이루는 것이 바람직하다.

상기 바디(2100)를 매니폴드모듈(1000)의 장착홀에 조립할 시, 상기 바디(2100)의 상, 하측에 구비되는 O링(2102)이 유로와 간섭되어 씹히거나, 찢어지는 손상이 발생할 염려가 있었으나, 상기 바디(2100)를 테이퍼 형상으로 형성함으로 O링(2102)이 개구부를 지나 압축되어 파손의 염려를 예방할 수 있다.

따라서 상기 바디(2100)를 테이퍼 형상으로 형성함에 따라 장착성이 용이하다는 장점이 있다.

상기 볼밸브(2200)는 상기 바디(2100)의 내부에 수용되고, 상기 바디(2100)의 내부에서 회전하여 냉매의 유로 변경 및 냉매를 팽창시킨다.

이때 상기 볼밸브(2200)에는 유로(2201)와, 팽창리세스(2202) 및 회전조절공(2203)을 형성하는데, 상기 볼밸브(2200)의 유로(2201)는 수직방향에서 수평방향으로, 또는 수평방향에서 수직방향으로 냉매가 유동할 수 있도록 직각형태로 길이를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 유로(2201)는 곡선으로 형성하고, 상기 유로(2201)의 내측벽을 이루는 부채꼴 부재(2205)가 제거되어, 상기 유로(2201)의 단면이 유선형을 이루는 것이 바람직하다.

종래의 직각을 이루는 유로는 급격한 유로 변경으로 인한 압력강하가 주된 요인인데, 본 발명의 상기 유로(2201)를 모서리가 없는 곡선으로 형성하면서, 상기 유로(2201)의 내측면을 이루는 부채꼴 부재(2205)를 제거함에 따라 상기 유로(2201)의 유입구와 유출구간의 압력강하 개선효과가 발휘된다. 따라서, 압력강하를 통해 히트펌프시스템 내 콘덴서들(120, 140, 150), 압축기(110), 어큐뮬레이터(170)와 같은 타 요소에 전해질 수 있는 데미지를 최소화하여 히트펌프시스템 안정성을 확보할 수 있다.

그리고 상기 볼밸브(2200)의 팽창리세스(2202)는 상기 볼밸브(2200)의 외면 중 일측에 홈 형태로 형성되어, 상기 볼밸브(2200)의 회전에 따라 완전 개방(Full Open)이 아닌 일정량의 냉매를 팽창시킬 수 있다.

여기서 상기 팽창리세스(2202)와 유로(2201) 사이에는 격벽(2204)을 형성하는데, 상기 격벽(2204)에 의해 개방(Open) 모드와 팽창 모드를 구분한다.

이때 상기 격벽(2204)의 두께는 밸브부재와 씰링을 형성하는 밸브시트의 면적에 따라 변경될 수 있으나, 상기 격벽(2204)의 두께(w`)는 0.2W<w`<2W으로 한정되는 것이 바람직하다.

여기서, w`는 상기 격벽(2204)의 두께이고, W은 팽창리세스(2202)의 너비이다.

또한, 상기 팽창리세스(2202)와 유로(2201) 사이의 격벽(2204)을 통해 추가적인 폐쇄(Close) 모드를 생성하여 밸브의 응답성 향상 및 모터 및 기어의 회전수 감소에 따른 부하를 감소시킬 수 있다.

그리고 상기 팽창리세스(2202)의 격벽(2204) 폭은 정확하게 볼밸브(2200) 원주의 길이에 해당하는 것이 바람직하고, 상기 볼밸브(2200)의 표면적은 볼씰(2300)에 밀착하여 움직이므로, 볼씰(2300)의 안쪽 면이 격벽(2204) 부분에 놓일 때는 냉매가 상기 팽창리세스(2202)를 통해 유동되지 않는다.

더불어 상기 팽창리세스(2202)의 깊이와 폭은 필요에 따라 가변적으로 형성할 수 있다.

그리고 상기 볼씰(2300)은 복수 개로, 상기 볼밸브(2200)의 인접하게 구비되고, 상기 바디(2100)의 내측면과 상기 볼밸브(2200) 사이를 기밀한다.

이때 상기 볼씰(2300)은 냉매의 유동이 가능하게 중앙에 홀을 형성한 고리형태로, 상기 볼씰(2300) 한 쌍이 상기 볼밸브(2200)를 중앙에 두고 양측에서 인접하는 것이 바람직하다.

상기 볼캡(2400)은 상기 바디(2100)의 연통홀(2101) 중 상기 볼밸브(2200)가 출입하는 연통홀(2101)에 나사 결합되어, 상기 바디(2100) 내부에 수용된 상기 볼밸브(2200)가 외부로 이탈하지 않도록 고정하면서, 상기 볼씰(2300)이 상기 볼밸브(2200)의 외면에 밀착되도록 압박한다.

이때 상기 볼캡(2400) 역시, 냉매의 유동이 가능하게 중앙에 관통홀을 형성한다.

그리고 상기 냉매용 팽창밸브(2000)는 엑추에이터(2500) 및 스템(2600)을 더 포함한다.

상기 액츄에이터(2500)는 상기 바디(2100) 내부에 수용된 상기 볼밸브(2200)를 회전시키는 회전력을 선택적으로 발생시킨다.

이때 상기 액츄에이터(2500)와 상기 볼밸브(2200)는 스템(2600)으로 연결되는데, 상기 스템(2600)은 상기 볼밸브(2200)와 상기 액츄에이터(2500)의 사이를 기밀하면서, 상기 액츄에이터(2500)의 회전력을 상기 볼밸브(2200)로 전달한다.

따라서, 도 7에 도시한 바와 같이 상기 볼밸브(2200)는 상기 바디(2100) 내부에 상기 액츄에이터(2500)의 회전력으로 축회전하여 유로의 개방, 폐쇄, 및 팽창 모드가 이루어지는데, 개방A, 폐쇄A, 팽창, 폐쇄B, 개방B 총 다섯가지 모드로 운영될 수 있다.

도 7을 참조하여 각 모드 별 상기 볼밸브(2200)의 운전을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 7에 도시한 바와 같이 C측유로는 냉매가 볼밸브로 유입되는 유입단을 이루고, A측유로 및 B측유로는 상기 볼밸브로유동한 냉매가 유출되는 유출단을 이룬다.

상기 볼밸브(2200)의 개방A 모드는 A측유로를 개방하는 모드로, C측유로를 통해 유입된 냉매가 상기 볼밸브(2200)의 유로(2201)를 따라 A측유로로만 유동하도록 C측유로와 A측유로가 개방된다.

상기 볼밸브(2200)의 폐쇄A 모드는 A측유로와, B측유로를 폐쇄하는 모드로, C측유로를 통해 유입된 냉매가 A측유로와, B측유로의 폐쇄로 유동하지 못하고 냉매의 순환이 정지된다.

상기 볼밸브(2200)의 팽창 모드는 냉매를 팽창시켜 유동시키는 모드로, C측 유로를 통해 유입된 냉매가 상기 볼밸브(2200)의 팽창리세스(2202)를 통해 B측유로로 유동하면서 팽창되고, 팽창된 냉매는 B측유로를 통해 유동한다.

상기 볼밸브(2200)의 폐쇄B 모드는 A측유로와, B측유로를 폐쇄하는 모드로, C측유로를 통해 유입된 냉매가 A측유로와, B측유로의 폐쇄로 유동하지 못하고 냉매의 순환이 정지된다.

상기 볼밸브(2200)의 개방B 모드는 B측유로를 개방하는 모드로, C측유로를 통해 유입된 냉매가 상기 볼밸브(2200)의 유로(2201)를 따라 B측유로로만 유동하도록 C측유로와, B측유로가 개방된다.

도 8 내지 도 11을 참조한 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 히트펌프시스템의 외기흡열 난방모드(PE(Power Electric)+외기흡열), 난방 제습모드, 냉방 및 배터리 냉각모드 별 냉매의 순환과정을 살펴보면 다음과 같다.

도 8을 참조한 외기흡열 난방모드(PE(Power Electric)+외기흡열)에서는 히트펌프시스템의 제어부(미도시)에서 송출된 신호 또는 사용자의 선택에 의해 외기흡열 난방모드가 선택되면, 상기 공조유닛의 하우징(미도시) 내부에 구비된 통로개폐도어(미도시)의 회전으로 난방통로는 개방되고, 냉방통로는 폐쇄된다.

그리고 상기 제1팽창밸브(210) 및 제3팽창밸브(240)는 팽창 모드로 제어되며, 상기 제2팽창밸브(230)는 폐쇄 모드로 제어되고, 상기 제4팽창밸브(250)는 개방(바이패스) 모드로 제어되며, 상기 제3냉매순환라인(30) 중 상기 제8냉매순환라인(80)의 분기지점에 구비된 3웨이밸브(220)는 제3냉매순환라인(30)에서 제8냉매순환라인(80)으로 냉매가 유동하도록 유로가 제어된다.

상기한 밸브들의 제어에 의해 냉매는 상기 압축기(110)로 유입되어 압축된 후 토출되고, 상기 압축기(110)에서 토출된 냉매는 상기 제1냉매순환라인(10)을 따라 실내콘덴서(120)로 유입되어, 상기 실내콘덴서(120)에서 차량 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기가 가열되고, 가열된 급기는 차량 실내로 제공되어 차량 실내의 난방이 이루어진다.

그리고 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인(20)을 따라 수냉식콘덴서(130)와 상기 공냉식콘덴서(140)로 각각 분기되는데, 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인(20)을 따라 제1팽창밸브(210)로 유입되어 팽창이 이루어지고, 상기 제1팽창밸브(210)에서 팽창된 냉매는 수냉식콘덴서(130)에서 냉각수온을 흡열한 후, 상기 수냉식콘덴서(130)에서 유출된 냉매는 상기 3웨이밸브(220)에 의해 상기 제8냉매순환라인(80)을 따라 상기 제5냉매순환라인(50)으로 유동한다.

상기 제5냉매순환라인(50)으로 유동한 냉매는 상기 어큐뮬레이터(170)를 통해 기체상태의 냉매만 상기 압축기(110)로 다시 유입되는 냉매의 순환경로를 이룬다.

또한, 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인(20)을 따라 상기 제6냉매순환라인(60)으로 분기되고, 상기 제6냉매순환라인(60)을 따라 제3팽창밸브(240)로 유입되어 팽창이 이루어지며, 상기 제3팽창밸브(240)에서 팽창된 냉매는 상기 제6냉매순환라인(60)을 따라 상기 공냉식콘덴서(140)로 유입되고, 상기 공냉식콘덴서(140)에서 외기와 열교환한 후, 상기 공냉식콘덴서(140)에서 유출된 냉매는 상기 제4냉매순환라인(40)을 따라 상기 제9냉매순환라인(90)으로 유동하고, 상기 제9냉매순환라인(90)을 유동하는 냉매는 상기 제4팽창밸브(250)의 개방(유로전환)으로 상기 제9냉매순환라인(90)에서 상기 제10냉매순환라인(91)을 따라 상기 제8냉매순환라인(80)로 합류하여, 상기 제8냉매순환라인(80)을 따라 상기 제5냉매순환라인(50)으로 유동한다.

도 9를 참조한 난방 제습모드에서는 히트펌프시스템의 제어부(미도시)에서 송출된 신호 또는 사용자의 선택에 의해 난방 제습모드가 선택되면, 상기 공조유닛의 하우징(미도시) 내부에 구비된 통로개폐도어(미도시)의 회전으로 난방통로는 개방되고, 냉방통로도 개방된다.

그리고 상기 제1팽창밸브(210)는 팽창 모드로 제어되며, 상기 제2팽창밸브(230)는 폐쇄 모드로 제어되고, 상기 제3팽창밸브(240)는 개방(바이패스) 모드로 제어되며, 상기 제4팽창밸브(250)는 폐쇄 모드로 제어되고, 상기 제3냉매순환라인(30) 중 상기 제8냉매순환라인(80)의 분기지점에 구비된 3웨이밸브(220)는 제3냉매순환라인(30)에서 제8냉매순환라인(80)으로 냉매가 유동하도록 유로가 제어된다.

그리고 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인(20)을 따라 수냉식콘덴서(130)와 상기 증발기(150)로 각각 분기되는데, 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인(20)을 따라 제1팽창밸브(210)로 유입되어 팽창이 이루어지고, 상기 제1팽창밸브(210)에서 팽창된 냉매는 수냉식콘덴서(130)에서 냉각수온을 흡열한 후, 상기 수냉식콘덴서(130)에서 유출된 냉매는 상기 3웨이밸브(220)에 의해 상기 제8냉매순환라인(80)을 따라 상기 제5냉매순환라인(50)으로 유동한다.

또한, 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인(20)을 따라 상기 제6냉매순환라인(60)으로 분기되고, 상기 제6냉매순환라인(60)을 따라 제3팽창밸브(240)로 유입되어 바이패스가 이루어지며, 상기 제3팽창밸브(240)에서 상기 제7냉매순환라인(70)을 따라 상기 제4냉매순환라인(40)으로 합류하여, 상기 제2팽창밸브(230)에 의해 팽창된 후, 상기 증발기(150)로 유입되어, 상기 증발기(150)에서 차량 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기에 포함된 수분이 제거되고, 제습된 급기는 차량 실내로 제공되어 차량 실내의 난방과 함께 제습이 이루어진다.

상기 증발기(150)에서 유출된 냉매는 상기 제5냉매순환라인(50)을 따라 상기 어큐뮬레이터(170)로 유입되어, 상기 어큐뮬레이터(170)를 통해 기체상태의 냉매만 상기 압축기(110)로 다시 유입되는 냉매의 순환경로를 이룬다.

여기서 상기 제5냉매순환라인(50)과 제7냉매순환라인(70)을 중첩시키는 중간열교환기(IHX)를 구비하는데, 상기 중간열교환기(IHX)는 상기 제7냉매순환라인(70)을 따라 유동하는 냉매와, 상기 증발기(150)에서 유출된 냉매를 서로 열교환시킨다.

상기 중간열교환기가 상기 제7냉매순환라인(70)을 따라 유동하는 냉매와, 상기 증발기(150)에서 유출된 냉매를 서로 열교환시킴에 따라 상기 증발기(150)에서 유출되는 냉매의 과열도가 상승하여 액냉매 유입으로 인한 상기 압축기(110)의 손상을 방지할 수 있고, 이를 통해 일정한 제습 성능을 유지할 수 있다.

도 10을 참조한 난방모드(PE(Power Electric) only)에서는 히트펌프시스템의 제어부(미도시)에서 송출된 신호 또는 사용자의 선택에 의해 난방모드가 선택되면, 상기 공조유닛의 하우징(미도시) 내부에 구비된 통로개폐도어(미도시)의 회전으로 난방통로는 개방되고, 냉방통로는 폐쇄된다.

그리고 상기 제1팽창밸브(210)는 팽창 모드로 제어되며, 상기 제2팽창밸브(230), 제3팽창밸브(240), 및 제4팽창밸브(250) 는 폐쇄 모드로 제어되고, 상기 제3냉매순환라인(30) 중 상기 제8냉매순환라인(80)의 분기지점에 구비된 3웨이밸브(220)는 제3냉매순환라인(30)에서 제8냉매순환라인(80)으로 냉매가 유동하도록 유로가 제어된다.

그리고 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인(20)을 따라 제1팽창밸브(210)로 유입되어 팽창이 이루어지고, 상기 제1팽창밸브(210)에서 팽창된 냉매는 수냉식콘덴서(130)에서 냉각수온을 흡열한 후, 상기 수냉식콘덴서(130)에서 유출된 냉매는 상기 3웨이밸브(220)에 의해 상기 제8냉매순환라인(80)을 따라 상기 제5냉매순환라인(50)으로 유동한다.

도 11을 참조한 냉방 및 배터리 냉각모드에서는 히트펌프시스템의 제어부(미도시)에서 송출된 신호 또는 사용자의 선택에 의해 냉방 및 배터리 냉각모드가 선택되면, 상기 공조유닛의 하우징(미도시) 내부에 구비된 통로개폐도어(미도시)의 회전으로 난방통로는 폐쇄되고, 냉방통로는 개방된다.

그리고 상기 제1팽창밸브(210)는 개방 모드로 제어되며, 상기 제2팽창밸브(230) 및 제4팽창밸브(250)는 팽창모드로 제어되고, 상기 제3팽창밸브(240)는 폐쇄 모드로 제어되며, 상기 제3냉매순환라인(30) 중 상기 제8냉매순환라인(80)의 분기지점에 구비된 3웨이밸브(220)는 제3냉매순환라인(30)으로만 냉매가 유동하도록 유로가 제어된다.

상기한 밸브들의 제어에 의해 냉매는 상기 압축기(110)로 유입되어 압축된 후 토출되고, 상기 압축기(110)에서 토출된 냉매는 상기 제1냉매순환라인(10)을 따라 실내콘덴서(120)로 유입되어, 상기 실내콘덴서(120)를 통과하게 된다.

그리고 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인(20)을 따라 제1팽창밸브(210)에 팽창되지 않고 그대로 유출되고, 상기 제1팽창밸브(210)를 통과한 냉매는 수냉식콘덴서(130)에서 방열된다.

상기 수냉식콘덴서(130)에서 유출된 냉매는 상기 3웨이밸브(220)에 의해 상기 제3냉매순환라인(30)을 따라 공냉식콘덴서(140)로 유입되어, 상기 공냉식콘덴서(140)에서 외기와 열교환으로 응축된 후, 상기 제4냉매순환라인(40)을 따라 상기 제2팽창밸브(230)로 유입되고, 상기 제2팽창밸브(230)로 유입된 냉매는 상기 제2팽창밸브(230)에 의해 팽창된 후, 상기 증발기(150)로 유입되어, 상기 증발기(150)에서 차량 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기를 냉각하고, 냉각된 급기는 차량 실내로 제공되어 차량 실내의 냉방이 이루어진다.

상기 증발기(150)에서 유출된 냉매는 상기 제5냉매순환라인(50)을 따라 유동하면서 상기 어큐뮬레이터(170)를 통해 기체상태의 냉매만 상기 압축기(110)로 다시 유입되는 냉매의 순환경로를 이룬다.

그리고 배터리의 냉각이 이루어지도록, 상기 공냉식콘덴서(140)에서 유출된 냉매는 상기 제4냉매순환라인(40)을 따라 분기되어 배터리칠러(160)로 유동하는데, 상기 공냉식콘덴서(140)에서 외기와 열교환으로 응축된 후, 상기 제4냉매순환라인(40)에서 분기된 냉매는 상기 제9냉매순환라인(90)을 따라 상기 제4팽창밸브(250)로 유입되고, 상기 제9냉매순환라인(90)을 따라 유동하는 냉매는 상기 제4팽창밸브(250)에 의해 팽창된 후, 상기 배터리칠러(160)에서 상기 배터리 냉각수(미도시)와의 열교환으로 상기 배터리(미도시)를 냉각하며, 상기 배터리칠러(160)에서 유출된 냉매는 상기 제5냉매순환라인(50)으로 합류하여, 상기 제5냉매순환라인(50)을 따라 상기 어큐뮬레이터(170)를 통해 상기 압축기(110)로 유입되는 냉매의 순환경로를 이룬다.

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.

10: 제1냉매순환라인 20: 제2냉매순환라인
30: 제3냉매순환라인 40: 제4냉매순환라인
50: 제5냉매순환라인 60: 제6냉매순환라인
70: 제7냉매순환라인 80: 제8냉매순환라인
90: 제9냉매순환라인 91: 제10냉매순환라인
110: 압축기 120: 실내콘덴서
130: 수냉식콘덴서 140: 공냉식콘덴서
150: 증발기 160: 배터리칠러
170: 어큐뮬레이터 210: 제1팽창밸브
220: 3웨이밸브 230: 제2팽창밸브
240: 제3팽창밸브 250: 제4팽창밸브
1000: 매니폴드모듈 1000a: 상판
1000b: 하판 2000: 냉매용 팽창밸브
2100: 바디 2101: 연통홀
2102: O링 2200: 볼밸브
2201: 유로 2202: 팽창리세스
2203: 회전조절공 2204: 격벽
2205: 부채꼴 부재 2300: 볼씰
2400: 볼캡 2500: 액츄에이터
2600: 스템 2700: 밸브부

Claims

전체적인 형상이 원주형으로, 외면에는 외부에서 내부로 연통하는 복수 개의 연통홀을 형성한 바디;
상기 바디의 내부에 수용되고, 선택적으로 상기 바디의 내부에서 회전하여 냉매의 유로 변경 및 냉매를 팽창시키는 볼밸브;
상기 볼밸브에 인접하게 구비되고, 상기 바디의 내측면과 상기 볼밸브 사이를 기밀하는 복수 개의 볼씰;
상기 바디 중 상기 볼밸브가 출입하는 연통홀에 나사 결합되어, 상기 바디 내부에 수용된 상기 볼밸브가 외부로 이탈하지 않도록 고정하는 볼캡;을 포함하는 밸브부; 및
상기 바디 내부에 수용된 상기 볼밸브를 회전시키는 회전력을 선택적으로 발생시키는 액츄에이터를 포함하는 냉매용 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 바디는
그 전체적인 형상이 상면의 넓이보다 하면의 넓이가 작은 테이퍼 형상으로 형성한 것을 특징으로 하는 냉매용 밸브.
청구항 2에 있어서,
상기 바디의 테이퍼 형상은
상기 바디의 중심선을 기준으로, 좌, 우 양측면의 경사가 대칭을 이루는 것을 특징으로 하는 냉매용 밸브.
청구항 2에 있어서,
상기 바디의 상측 주변과, 하측 주변에는 각각 O링을 구비하는 냉매용 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 볼밸브는
상기 볼밸브의 내부에서 수직방향에서 수평방향으로, 또는 수평방향에서 수직방향으로 냉매가 유동할 수 있도록 직각 형태로 길이를 갖도록 형성된 유로를 형성한 냉매용 밸브.
청구항 5에 있어서,
상기 유로는
곡선으로 형성되는 냉매용 밸브.
청구항 6에 있어서,
상기 유로의 내측면을 이루는 부채꼴 부재를 제거하여, 상기 유로의 그 단면형상을 유선형으로 형성한 것을 특징으로 하는 냉매용 밸브.
청구항 5에 있어서,
상기 볼밸브의 외면에 홈 형태로 형성되어, 상기 볼밸브의 외면을 따라 냉매를 유출시켜 팽창시키는 팽창리세스를 형성한 냉매용 밸브.
청구항 8에 있어서,
상기 볼밸브는
상기 팽창리세스와 유로 사이에 개방(Open) 모드와 팽창 모드를 구분하는 격벽을 형성한 것을 특징으로 하는 냉매용 밸브.
청구항 9에 있어서,
상기 격벽의 두께는
0.2W<w`<2W을 이루는 것을 특징으로 하는 냉매용 밸브.
(여기서, w'는 격벽의 두께이고, W은 팽창리세스의 너비이다.)
청구항 1에 있어서,
상기 볼밸브와 상기 액츄에이터 사이에 구비되어, 상기 볼밸브와 상기 액츄에이터의 사이를 기밀하면서, 상기 액츄에이터에서 발생한 회전력을 상기 볼밸브로 전달하는 스템을 더 포함하는 냉매용 밸브.
청구항 11에 있어서,
상기 볼밸브의 상측에 형성되고, 상기 스템의 회전단과 연결되는 회전조절공을 형성한 냉매용 밸브.