KR101060614B1 - 자동차용 에어컨 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 에어컨 시스템을 제공하고자 하는 것으로, 고압유입부를 구비한 팽창밸브와, 고압유입부에 접속되는 고압배관을 포함한 자동차용 에어컨 시스템에 있어서, 고압유입부의 입구에는 수용공간이 마련되고, 고압배관에는 고압유입부에 삽입되며 고압배관의 선단부 일측에 마련된 제1오링과, 수용공간에 압입되는 제2오링이 마련됨으로써, 고압유입부의 기밀성을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

자동차용 에어컨 시스템{AIR CONDITIONER SYSTEM FOR VEHICLE}

본 발명은 자동차용 에어컨 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차용 에어컨 시스템의 팽창밸브와 고압배관의 연결부분의 실링구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 HVAC 시스템은 차량의 냉난방 기능을 하는 장치로서, 차량의 실내공간을 향하여 냉각되는 공기가 토출되는 냉풍토출구를 구비한 히터유닛본체와, 히터유닛본체에 설치되어 내부를 통과하는 냉매에 의해 차량의 실내공간의 공기를 냉각하는 증발기와, 차량의 실내공간의 공기를 흡입하여 증발기 측으로 전달하는 송풍유닛을 포함한다.

이러한 HVAC 시스템은 엔진을 냉각하여 고온으로 가열된 냉각수를 순환시켜 주위의 공기를 가열하는 난방사이클과 냉매를 순환시켜 주위 공기의 열을 흡수함으로써 공기를 냉각시키는 냉동사이클로 구분된다.

냉동사이클은 냉매를 고온 고압의 기체상태로 압축시키도록 차량의 엔진에 의해 구동되는 압축기와, 압축된 냉매를 응축시키는 응축기와, 응축기로부터 응축된 고압의 액체 냉매를 저장하는 리시버탱크와, 리시버탱크의 고압의 냉매를 증발하기 용이하도록 감압시키는 팽창밸브와, 팽창밸브로부터 공급된 냉매가 증발 잠열 에 의해 차량의 실내 공기로부터 열을 흡수하여 실내공기를 냉각시키는 증발기를 포함한다.

그리고, 냉동사이클은 냉매배관을 통해 냉매가 순환되며, 이러한 냉매배관의 연결부분은 냉매의 누설을 방지하기 위한 기밀구조를 가진다. 특히, 고압의 냉매가 유입되는 팽창밸브와 냉매배관의 연결부분에서는 고압으로 인하여 기밀유지의 중요성이 더욱더 중요하게 된다.

종래의 고압의 냉매가 유입되는 팽창밸브의 고압연결포트와 냉매배관의 기밀은 도 1에 도시한 바와 같이, 팽창밸브(1)의 고압의 냉매가 유입되는 고압연결포트(3)에 고압배관(5)의 선단부를 삽입하고, 고압배관(5)의 환형의 홈에 오링(O-ring)(7)을 끼움으로써 고압배관(5)과 고압연결포트(3) 사이의 기밀을 유지하도록 구성된다.

그러나, 이러한 팽창밸브(1)와 고압배관(5)의 연결부분의 기밀은 하나의 오링(7)에 의하여 이루어지므로 고압에서의 기밀성이 낮으며 이로 인하여 에어컨 시스템의 성능 저하를 가져오게 된다.

또한, 작업과정 상에서의 오링(7)의 미세한 찢김이나 오링(7)내 미세한 이물질 등의 유입으로 인하여 기밀성이 저하되는 문제가 있게 된다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일측면은 자동 차용 에어컨 시스템의 팽창밸브와 고압배관의 연결부분의 기밀성을 향상시킬 수 있는 실링 구조를 구비한 자동차용 에어컨 시스템을 제공하고자 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 일 실시예에 따른 자동차용 에어컨 시스템은 고압유입부를 포함한 팽창밸브와, 상기 고압유입부에 접속되는 고압배관을 구비한 자동차용 에어컨 시스템에 있어서, 상기 고압유입부의 입구에는 수용공간이 마련되고, 상기 고압배관에는 상기 고압유입부에 삽입되며 상기 고압배관의 선단부 일측에 마련된 제1오링과, 상기 수용공간에 압입되는 제2오링이 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수용공간은 상기 고압유입부의 내주면 일측에서 상기 입구를 향해 소정각도 외측으로 경사진 테이퍼부에 의해 형성될 수 있다.

또한, 상기 고압배관의 선단부 일측에는 상기 고압배관의 외주면에서 연장된 플랜지부가 마련되고, 상기 제2오링은 상기 플랜지부에 인접하게 마련될 수 있다.

또한, 상기 팽창밸브는 상기 플랜지부가 안착되는 안착부가 마련된 조인트 블록을 더 포함하고, 상기 조인트 블록은 체결부재를 통해 상기 팽창밸브와 결합될 수 있다.

또한, 상기 수용공간에 압착되는 상기 제2오링의 압착부의 횡단면적은 상기 제2오링의 횡단면적에 대하여 20 ~ 40% 이내에서 형성될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 에어컨 시스템은 팽창밸브와 고압배관의 기밀성이 향상되므로 자동차용 에어컨 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브와 냉매배관의 분해도이고, 도 3은 도 2의 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템은 차량의 실외측 냉동기기를 접속하는 냉매배관(40)과, 냉매배관(40)과 연결되는 팽창밸브(10)를 포함한다.

냉매배관(40)은 응축기(미도시)의 출구와 팽창밸브(10)를 연결하는 고압배관(41)과, 압축기(미도시)의 입구와 팽창밸브를 연결하는 저압배관(46)을 구비하며, 고압배관(41)의 직경은 저압배관(46)의 직경에 비하여 상대적으로 보다 작게 형성된다.

팽창밸브(10)는 알루미늄 합금과 같은 금속재질로 형성된 블록형 밸브로서, 본체(11)와, 본체(11)와 증발기(미도시)를 연결하기 위한 조인트 플레이트(20)와, 냉매배관(40)과 본체(11)를 연결하기 위한 조인트 블록(30)을 포함한다.

본체(11)의 상부에는 증발기(미도시)의 출구배관(70)과 연통하는 저압냉매유 로(12)가 가로방향으로 형성되고, 하부에는 증발기(미도시)의 입구배관(80)과 연통하는 고압냉매유로(13)가 가로방향으로 형성된다.

고압냉매유로(13)는 고압배관(41)과 연통하는 고압유입부(14)와, 고압유입부(14)의 상부에 마련되며 증발기(미도시)의 입구배관(80)과 연통하는 팽창유출부(17)와, 고압유입부(14)와 팽창유출부(17)를 연통시키는 오리피스(미도시)를 포함한다.

이에 의해 응축기(미도시)로부터 고압유입부(14)로 유입된 고압의 냉매는 오리피스(미도시)를 통해 단열 팽창되어 팽창유출부(17)를 통해 증발기(미도시) 측으로 유입되게 된다.

조인트 블록(30)에는 저압배관(46) 및 고압배관(41)이 각각 삽입될 수 있도록 상부 및 하부에 각각 상,하부삽입공(31,33)이 마련되고, 하부삽입공(33)의 일측은 개구된다.

또한, 상,하부삽입공(31,33) 사이에는 체결부재(37)가 관통되는 관통공(35)이 마련된다.

한편, 고압배관(41) 및 저압배관(46)의 선단부(43,47) 일측에는 각각 외주면에서 연장된 플랜지부(42,48)가 마련되고, 조인트 블록(30)의 상,하부삽입공(31,33)에는 플랜지부(42,48)가 안착되는 안착부(32)가 각각 마련된다.

이를 통해 고압배관(41) 및 저압배관(46)의 플랜지부(42,47)가 조인트 블록(30)의 삽입공(31,33)에 형성된 안착부(32)에 각각 안착된 후 고압배관(41) 및 저압배관(46)의 선단부(43,47)를 팽창밸브(10)에 접촉시킨 상태에서 체결부재(37) 가 조인트 블록(30)의 관통공(35) 및 팽창밸브(10)의 체결공(18)에 체결하는 것에 의해 팽창밸브(10)와 고압배관(41) 및 저압배관(46)의 접속 고정이 완료된다.

한편, 도 4에 도시한 바와 같이, 팽창밸브(10)의 고압유입부(14)에 삽입되는 고압배관(41)의 선단부(43) 외주면에는 고압유입부(14)의 기밀을 유지하기 위한 제1오링(50)이 설치될 수 있도록 반경방향 내측으로 함몰 형성된 오링안착홈(44)이 마련된다.

또한, 고압배관(41)의 플랜지부(42)와 인접하는 선단부(43) 외주면에는 고압유입부(14)의 밀폐효율을 향상시킬 수 있도록 제2오링(60)이 마련된다.

이러한 제2오링(60)은 고압배관(41)의 선단부(43) 외주면과 고압유입부(14) 사이 공간을 밀폐하는 제1오링(50)이 고압유입부(14)에 삽입 설치되는 과정에서 발생할 수 있는 제1오링(50)의 미세한 찢김이나 제1오링(50)내의 미세한 이물질 유입 등으로 인하여 발생할 수 있는 냉매의 누설을 방지할 수 있게 된다.

특히, 고압배관(41)을 통해 유입되는 냉매가 자연냉매인 이산화탄소 냉매인 경우에는 이 냉매가 갖는 고압특성으로 인하여 제1오링(50)만을 사용한 경우에 비하여 기밀성이 훨씬 향상될 수 있게 된다.

고압배관(41)의 플랜지부(42)와 인접하게 마련된 제2오링(60)은 고압유입부(14)에 고압배관(41)의 선단부(43)가 삽입시 발생할 수 있는 제2오링(60)의 손상을 방지하도록 팽창밸브(10)의 고압유입부(14)의 입구에 형성된 테이퍼부(15)에 압착되도록 설치될 수 있다.

도 5를 참조하면, 테이퍼부(15)는 고압유입부(14)의 내주면(16) 일측에서 고 압유입부(14)의 입구를 향해 소정 각도()로 외측으로 경사지게 마련된다.

이에 의해 고압배관(41)의 선단부(43)가 팽창밸브(10)의 고압유입부(14)에 삽입된 경우에는 고압배관(41)의 선단부(43) 외주면(45)과 테이퍼부(15) 및 플랜지부(42)에 의해 밀폐된 수용공간(S)을 형성하게 되고, 이 수용공간(S)에 제2오링(60)이 압축 변형됨에 따라 기밀이 유지되게 된다.

이를 위해 제2오링(60)의 직경(D)은 수용공간(S)의 높이(h)에 비해 상대적으로 크게 형성되고, 제2오링(60)이 수용공간(S)에 삽입되어 압착되는 압착부(61)의 횡단면적은 제2오링(60)의 횡단면적에 대하여 약 20% ~ 40% 이내에 형성되도록 마련될 수 있으며 바람직하게는 30% 정도에서 마련된다.

이 경우, 제2오링(60)이 수용공간(S)의 내벽에 주는 압축력은 최대가 되어 기밀 유지는 더욱더 향상되게 된다.

즉, 팽창밸브(10)의 고압유입부(14)에 고압배관(41)이 접속되는 경우 제2오링(60)은 테이퍼부(15) 내측에 형성되는 수용공간(S)에 삽입되며, 고압배관(41)의 플랜지부(42)는 체결부재(37)를 통해 조인트 블록(30)이 팽창밸브(10)에 결합될 때 제2오링(60)을 가압하여 압축 변형시킴으로써 고압유입부(14)의 밀폐성을 확보하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 팽창밸브(10)와 고압배관(41)의 연결구조를 가진 자동차용 에어컨 시스템의 실험결과 가스 누설의 발생률 및 발생건수는 현저히 줄어듬을 알 수 있었다.

도 1은 종래의 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브와 고압배관의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 팽창밸브와 냉매배관을 나타낸 분해도이다.

도 3은 도 2의 단면도이다.

도 4는 도 3의 'A'부분의 확대도이다.

도 5는 도 4의 'B'부분의 확대도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 팽창밸브, 14: 고압유입부,

15: 테이퍼부, 20: 조인트 플레이트,

30: 조인트 블록, 32: 안착부,

41: 고압배관, 42: 플랜지부,

43: 선단부, 44: 오링안착홈,

50: 제1오링, 60: 제2오링,

61: 압착부.

Claims (5)

1. 고압유입부를 구비한 팽창밸브와, 상기 고압유입부에 접속되는 고압배관을 포함한 자동차용 에어컨 시스템에 있어서,

   상기 고압유입부의 입구에는 수용공간이 마련되고, 상기 고압배관에는 상기 고압유입부에 삽입되며 상기 고압배관의 선단부 일측에 마련된 제1오링과, 상기 수용공간에 압입되는 제2오링이 마련되고,

   상기 고압배관의 선단부 일측에는 상기 고압배관의 외주면에서 연장된 플랜지부가 마련되고,

   상기 팽창밸브는 상기 플랜지부가 안착되는 안착부가 마련된 조인트 블록을 더 포함하고, 상기 조인트 블록은 체결부재를 통해 상기 팽창밸브와 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차 에어컨 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 수용공간은 상기 고압유입부의 내주면 일측에서 상기 입구를 향해 외측으로 경사진 테이퍼부에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 에어컨 시스템.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 제2오링은 상기 플랜지부에 인접하게 마련된 것을 특징으로 하는 자동차용 에어컨 시스템.
4. 삭제
5. 제 2항에 있어서,

   상기 수용공간에 압착되는 상기 제2오링의 압착부의 횡단면적은 상기 제2오링의 횡단면적에 대하여 20 ~ 40% 이내에서 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 에어컨 시스템.

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