KR102518659B1

KR102518659B1 - 형상기억합금 스프링을 이용한 팽창밸브 및 이를 이용한 차량용 에어컨시스템

Info

Publication number: KR102518659B1
Application number: KR1020180088715A
Authority: KR
Inventors: 정성빈
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2018-07-30
Filing date: 2018-07-30
Publication date: 2023-04-06
Also published as: CN110779246B; US20200033034A1; CN110779246A; US10816246B2; KR20200013478A

Abstract

본 발명은 형상기억합금 스프링을 이용한 팽창밸브 및 이를 이용한 차량용 에어컨시스템에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 형상기억합금 스프링을 이용한 팽창밸브는, 양측면을 관통하는 제1 냉매 유로와 제2 냉매 유로, 개방된 상부면을 따라 개폐 조절 부재 수용공간이 성형되는 밸브 하우징; 상기 개폐 조절 부재 수용공간에 수용되고, 기억 온도에서 탄성력을 발휘하는 형상기억합금 스프링을 이용하여 밸브의 개폐 정도를 조절하기 위한 개폐 조절 부재; 및 상기 개방된 상부면을 기밀하기 위한 밸브 커버;를 포함한다.

Description

형상기억합금 스프링을 이용한 팽창밸브 및 이를 이용한 차량용 에어컨시스템{EXPANSION VALVE USING SHAPE-MEMORY ALLOY SPRING AND AIR CONDITION SYSTEM FOR VEHICLE USING THE SAME}

본 발명은 형상기억합금 스프링을 이용한 팽창밸브 및 이를 이용한 차량용 에어컨시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기억 온도에서 탄성력을 발휘하는 형상기억합금 스프링을 이용하여 팽창 밸브의 개폐 정도를 조절함으로써 증발기(저압측)의 냉매압 및 냉매 온도를 감지하여 일정한 과열도를 유지시키기 위한, 형상기억합금 스프링을 이용한 팽창밸브 및 이를 이용한 차량용 에어컨시스템에 관한 것이다.

차량의 실내온도를 조절하기 위한 공조장치는 크게 에어컨시스템과 히터시스템으로 구성되며, 그 중 에어컨시스템은 냉매의 증발잠열을 이용하여 생성된 냉기를 실내로 순환시켜서 온도를 조절하는 구성이다.

차량용 에어컨시스템은 증기 압축 냉동 사이클로서 도 1에 도시된 바와 같이 크게 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(Compressor)(1), 압축기(1)에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기(Condenser)(2), 응축기(2)에서 응축되어 액화된 냉매를 교축하는 팽창밸브(Expansion Valve)(3), 팽창밸브(3)에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 증발기(Evaporator)(4)로 구성된다. 여기서, 압축기(1), 응축기(2), 팽창밸브(3) 및 증발기(4)는 냉매라인(냉매 파이프)을 통해 서로 연결된다. 이와 같이, 차량용 에어컨시스템은 냉매 순환과정을 통하여 차량 실내를 냉방한다. 도 1은 차량용 에어컨시스템을 나타낸 도면이다.

여기서, 팽창밸브(3)는 증발기(4)의 냉매 압력 및 온도를 감지하여 일정한 과열도(superheat)를 유지하여 냉매 흐름량을 조절하는 기능을 담당한다. 이처럼 팽창밸브(3)의 동작 매커니즘은 증발기(4)의 온도와 압력을 모두 감지하여 최종 개폐를 결정하는 감온감압식 구조로 동작한다.

여기서, 팽창밸브(3)는 다이어프램(diaphragm), 스프링, 제어봉, 볼(ball) 형태의 밸브 등으로 구성되는데, 다이어프램 활성기체의 압력, 저압측 압력 및 스프링 복원력 등에 의한 힘의 평형으로 최종 개폐가 결정된다. 여기서, 다이어프램 활성기체의 압력(Pb)는 저압측 온도(Te)를 감지하여 형성된다. 이때, Pb=f(Te)가 만족된다.

그런데, 기존의 팽창밸브(3)는 다이어프램(diaphragm), 스프링, 제어봉, 볼(ball) 형태의 밸브 등으로 구성되어 구조가 복잡할 뿐 아니라, 상당한 정밀도를 가지면서 제작하므로 가격이 높다.

또한, 기존의 팽창밸브(3)는 증발기에서 나오는 냉매(흡입)의 흐름과 제어봉의 직교 구조, 제어봉의 길이가 긴 구조로 인해 냉매 유동에 의한 진동이 제어봉을 통해 다이어프램에 잘 전달될 수 있다. 더욱이, 제어봉은 얇은 샤프트 형태이므로 미세한 떨림을 방지할 수 없다. 따라서, 제어봉의 미세한 떨림은 다이어프램에 소음을 발생시킬 수 밖에 없다.

그리고, 팽창밸브(3)는 밸브 내부에서 급격한 냉매 유동 경로 변화로 인해 냉매 유동 소음이 발생할 수 있다.

특히, 기존 팽창밸브(3)는 다이어프램 내에 있는 활성기체의 물성이나 특성이 공개되지 않아 일부 기업에서만 제작이 가능하므로, 이를 대체할 수 있는 방안이 마련될 필요가 있다.

따라서, 기존의 팽창밸브(3)는 저렴하게 제작되어 단가를 낮추고, 복잡한 구조로 인한 소음발생 요인들을 개선할 수 있는 방안이 필요한 실정이다.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0125325호

본 발명의 목적은 기억 온도에서 탄성력을 발휘하는 형상기억합금 스프링을 이용하여 팽창 밸브의 개폐 정도를 조절함으로써 증발기(저압측)의 냉매압 및 냉매 온도를 감지하여 일정한 과열도를 유지시키기 위한, 형상기억합금 스프링을 이용한 팽창밸브 및 이를 이용한 차량용 에어컨시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 실시예에 따른 형상기억합금 스프링을 이용한 팽창밸브는, 양측면을 관통하는 제1 냉매 유로와 제2 냉매 유로, 개방된 상부면을 따라 개폐 조절 부재 수용공간이 성형되는 밸브 하우징; 상기 개폐 조절 부재 수용공간에 수용되고, 기억 온도에서 탄성력을 발휘하는 형상기억합금 스프링을 이용하여 밸브의 개폐 정도를 조절하기 위한 개폐 조절 부재; 및 상기 개방된 상부면을 기밀하기 위한 밸브 커버;를 포함할 수 있다.

상기 개폐 조절 부재는, 상기 제1 냉매 유로의 냉매압 및 냉매 온도를 감지하여 상기 제2 냉매 유로의 오리피스홀의 개폐를 조절하는 것일 수 있다.

상기 개폐 조절 부재는, 원판 형태의 상부판과 상기 상부판의 중심에 하향 수직으로 세워진 제어바를 일체형 구조로 형성하고, 상기 제2 냉매 유로의 오리피스홀의 사이즈를 조절하기 위해 상하로 움직이는 리프트 샤프트; 상기 상부판의 상부측에 위치하는 상부 스프링 유닛; 및 상기 제어바에 삽입되어, 상기 상부판의 하부측에 위치하는 하부 스프링 유닛;을 포함할 수 있다.

상기 상부 스프링 유닛은, 동일 중심축을 갖고 지름이 상이한 복수개의 스프링들이 포개진 것으로, 상기 복수개의 스프링들에서 기억온도가 상이하게 설계된 형상기억합금 스프링이 적어도 하나가 포함되는 것일 수 있다.

상기 상부 스프링 유닛은, 상기 밸브 커버와 상기 상부판의 상부면 사이에 배치되는 것일 수 있다.

상기 개폐 조절 부재 수용공간은, 상기 제1 냉매 유로의 상부측에 형성되고, 상기 상부 스프링 유닛의 스프링력은, 상기 하부 스프링 유닛의 스프링력과 냉매압의 합과 힘의 평형 상태를 유지하는 것일 수 있다.

상기 상부 스프링 유닛은, 상기 개폐 조절 부재 수용공간 내에 위치하고, 상기 하부 스프링 유닛은, 상기 제1 냉매 유로 내에 위치하는 것일 수 있다.

상기 개폐 조절 부재 수용공간은, 상기 제1 냉매 유로의 하부측에 형성되고, 상기 하부 스프링 유닛의 스프링력은, 상기 상부 스프링 유닛의 스프링력과 냉매압의 합과 힘의 평형 상태를 유지하는 것일 수 있다.

상기 상부 스프링 유닛은, 상기 제1 냉매 유로 내에 위치하고, 상기 하부 스프링 유닛은, 상기 개폐 조절 부재 수용공간 내에 위치하는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 에어컨시스템은, 냉매를 압축하여 송출하는 압축기; 상기 압축기로부터 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기; 상기 응축기에 의해 응축되어 액화된 냉매를 교축하는 팽창밸브; 상기 팽창밸브에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 증발기;를 포함하되, 상기 팽창밸브는, 양측면을 관통하는 제1 냉매 유로와 제2 냉매 유로, 개방된 상부면을 따라 개폐 조절 부재 수용공간이 성형되는 밸브 하우징; 상기 개폐 조절 부재 수용공간에 수용되고, 기억 온도에서 탄성력을 발휘하는 형상기억합금 스프링을 이용하여 밸브의 개폐 정도를 조절하기 위한 개폐 조절 부재; 및 상기 개방된 상부면을 기밀하기 위한 밸브 커버;를 포함할 수 있다.

상기 제1 냉매 유로의 유입구는, 상기 증발기의 유출구와 연결되고, 상기 제1 냉매 유로의 유출구는, 상기 압축기의 유입구와 연결되며, 상기 제2 냉매 유로의 유입구는, 상기 응축기의 유출구와 연결되고, 상기 제2 냉매 유로의 유출구는, 상기 증발기의 유입구와 연결되는 것일 수 있다.

본 발명은 기억 온도에서 탄성력을 발휘하는 형상기억합금 스프링을 이용하여 팽창 밸브의 개폐 정도를 조절함으로써 증발기(저압측)의 냉매압 및 냉매 온도를 감지하여 일정한 과열도를 유지시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 부품수를 줄여 원가(제작공정비 포함)를 절감시키고 중량을 줄일 수 있기 때문에 저가로 제작할 수 있다.

또한, 본 발명은 형상기억합금의 기억온도와 스프링상수를 조절하여 적용할 수 있기 때문에 밸브 설계의 이점과 원가절감을 기대할 수 있다.

또한, 본 발명은 리프트 샤프트의 구조 개선을 통해 별도의 부품 추가 없이 리프트 샤프트의 떨림을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 냉매 유로의 난류 발생이 최소화되게 매끄러운 구조로 제작할 수 있다.

도 1은 차량용 에어컨시스템을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 형상기억합금 스프링을 이용한 팽창밸브에 대한 사시도,
도 3은 상기 도 2의 팽창밸브에 대한 A-A' 단면도,
도 4는 상기 도 2의 팽창밸브에 대한 분해사시도,
도 5는 상기 도 2의 팽창밸브에서 힘의 평형 상태를 설명하는 도면,
도 6은 상기 도 2의 팽창밸브 특성곡선을 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 형상기억합금 스프링을 이용한 팽창밸브에서 힘의 평형 상태를 설명하는 도면이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

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

첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 본 발명은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부"는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 형상기억합금 스프링을 이용한 팽창밸브에 대한 사시도이고, 도 3은 상기 도 2의 팽창밸브에 대한 A-A' 단면도이며, 도 4는 상기 도 2의 팽창밸브에 대한 분해사시도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 형상기억합금 스프링을 이용한 팽창밸브(이하 '팽창밸브'라 함, 100)는, 증발기(저압측)의 냉매압 및 냉매 온도를 감지하여 일정한 과열도(superheat)를 유지시키기 위해 밸브 개폐 정도(즉, 리프트량 또는 냉매 흐름량)를 조절하는 감온 감압식 구조로서, 밸브 개폐 정도의 조절을 위해 기억 온도에서 탄성력을 발휘하는 형상기억합금(shape-memory alloy) 재질의 스프링(spring)(즉, 형상기억합금 스프링)을 이용한다.

이러한 팽창밸브(100)는 밸브 하우징(valve housing)(10), 밸브 커버(valve cover)(20), 개폐 조절 부재(30)를 포함한다.

먼저, 밸브 하우징(10)은 양측면을 관통하는 제1 냉매 유로(11)와 제2 냉매 유로(12)가 성형된다. 여기서, 제1 냉매 유로(11)는 측면의 위쪽에 성형되고, 제2 냉매 유로(12)는 측면의 아래쪽에 성형된다.

그리고, 제1 냉매 유로(11)와 제2 냉매 유로(12) 각각은 도 3과 같이 좌우 대칭형 구조를 나타내는데, 오리피스홀(orifice hole)이 구비된 벤투리관(venturi tube) 형태로 성형되어 있다. 이때, 제1 냉매 유로(11)와 제2 냉매 유로(12) 각각의 오리피스 홀은 후술할 개폐 조절 부재(30)의 제어바(31b)의 상하 움직임이 가능하게 연통되어 있다.

또한, 밸브 하우징(10)은 개방된 상부면을 따라 개폐 조절 부재(30)를 삽입 및 수용하기 위한 실린더 형태의 개폐 조절 부재 수용공간(13)이 성형된다.

여기서, 개폐 조절 부재 수용공간(13)은 밸브 하우징(10)의 개방된 상부면을 따라 형성되고, 제1 냉매 유로(11)의 상부측에 형성된다. 이 경우, 개폐 조절 부재 수용공간(13)은 후술할 개폐 조절 부재(30)의 상부판(31a) 아래로 단면적이 좁아지는 형태로 이루어진다.

그리고, 개폐 조절 부재 수용공간(13)은 개폐 조절 부재(30)를 수용한 후, 밸브 하우징(10)의 상부면이 밸브 커버(20)에 의해 기밀된다. 여기서, 밸브 커버(20)는 밸브 하우징(10)의 내측면에 끼움 결합 또는 나사 결합 등을 통해 체결될 수 있다. 여기서, 밸브 커버(20)는 테프론(Teflon), 스테인레스 스틸(SUS), 알루미늄(Al) 중 어느 하나의 재질일 수 있다.

더욱이, 밸브 커버(20)와 밸브 하우징(10)의 체결 부위에는 오링(O-ring)을 삽입하여 냉매 유출을 방지할 수 있다.

도 3을 참조하면, 개폐 조절 부재 수용공간(13)에서 상부 스프링 유닛(32)을 수용하는 공간의 깊이(d) 즉, 개폐 조절 부재 수용공간(13)의 깊이(d)는 리프트 샤프트(31)의 상하 동작 범위를 형성한다.

그리고, 리프트 샤프트(31)의 상하 동작 범위는 리프트 샤프트(31)의 구성 일부인 제어바(31b)의 상하 동작 범위와 동일하므로, 제2 냉매 유로(12)의 오리피스홀의 사이즈(L)을 개폐하는 제어바(31b)의 상하 동작 범위을 고려하여 결정되어야 한다.

여기서, 리프트 샤프트(31)의 상부판(31a)은 개폐 조절 부재 수용공간(13)의 형상에 의해 개폐 조절 부재 수용공간(13)의 깊이(d)에 해당하는 범위에서만 움직일 수 있을 뿐이며, 이를 벗어나서 움직일 수 없다.

한편, 제1 냉매 유로(11)는 밸브 하우징(10)의 양쪽 측면에 각각 제1 유입구(11a)와 제1 유출구(11b)가 형성된다. 제1 유입구(11a)는 증발기의 유출구와 연결되고, 제1 유출구(11b)는 압축기의 유입구와 연결된다(후술할 도 7 참조).

마찬가지로, 제2 냉매 유로(12)는 밸브 하우징(10)의 양쪽 측면에 각각 제2 유입구(12a)와 제2 유출구(12b)가 형성된다. 제2 유입구(12a)는 응축기의 유출구와 연결되고, 제2 유출구(12b)는 증발기의 유입구에 연결된다(후술할 도 7 참조).

여기서는 설명의 편의상 제1 냉매 유로(11)의 좌측면을 제1 유입구(11a), 우측면을 제1 유출구(11b), 제2 냉매 유로(12)의 좌측면을 제2 유출구(12b), 우측면을 제2 유입구(12a)로 통칭하였으나, 제1 냉매 유로(11)와 제2 냉매 유로(12)가 좌우 대칭형이므로, 그 반대의 경우도 가능하다.

그런데, 증발기를 팽창밸브(100)에 연결하는 경우는 적어도 밸브 하우징(10)의 측면 방향을 고려하지 않고 어느 방향에 대해서도 연결이 가능하기 때문에, 차량용 에어컨시스템에 장착하기 용이하다.

또한, 밸브 하우징(10)은 알루미늄(Al) 등의 금속 재질로 이루어져 일체형으로 성형이 가능하다. 즉, 밸브 하우징(10)은 상부측에 제1 냉매 유로(11) 또는 하부측에 제2 냉매 유로(12)에 굴곡진 형태 없이 직선 형태로만 성형이 가능하기 때문에, 양방향에서 유로를 드릴 공정을 통해 일체형으로 제작이 가능하다.

다시 말해, 밸브 하우징(10)은 하우징 내부 굴곡진 형태의 냉매 유로를 성형할 필요가 없기 때문에, 분리된 하우징 모듈별 성형을 진행한 후 일체로 조립하는 공정이 필요하지 않다. 이처럼, 밸브 하우징(10)은 저비용으로 단순 공정을 통해 성형이 가능하다.

다음으로, 개폐 조절 부재(30)는 리프트 샤프트(lift shaft)(31), 상부 스프링 유닛(32), 하부 스프링 유닛(33)을 포함한다.

이러한 개폐 조절 부재(30)는 증발기 즉, 후술할 제1 냉매 유로(11)의 냉매압 및 냉매 온도를 감지하여 밸브 개폐 정도 즉, 후술할 제2 냉매 유로(12)의 오리피스홀의 개폐를 조절하게 된다.

다시 말해, 개폐 조절 부재(30)는 증발기의 냉매압과 냉매 온도가 변함에 따라 리프트 샤프트(31)의 상부측과 하부측 간의 힘의 평형 상태가 변하는 특징을 이용하여 리프트 샤프트(31)의 상하 동작으로 밸브 개폐 정도를 조절한다.

이를 위해, 개폐 조절 부재(30)는 리프트 샤프트(31)를 기준으로 상부측에 상부 스프링 유닛(32)이 위치하고, 하부측에 하부 스프링 유닛(33)이 위치하게 된다.

도 4를 참조하면, 리프트 샤프트(31)는 원판 형태의 상부판(31a)과, 상부판(31a)의 중심에 수직으로 세워진 제어바(31b)를 일체형 구조로 형성한다. 리프트 샤프트(31)는 샤프트와 핀 커버를 별도로 제작하여 연결하는 구조를 적용하지 않는다.

상부판(31a)의 측면은 개폐 조절 부재 수용공간(13)의 내측면에 밀착하게 되고, 제어바(31b)는 일직선상에 형성되어 있는 밸브 하우징(10)의 제1 냉매 유로(11)의 오리피스홀과 제2 냉매 유로(12)의 오리피스홀을 삽입 관통하게 된다. 이는 리프트 샤프트(31)의 떨림을 방지하기 위한 구조로서, 샤프트 떨림 방지를 위해 필요한 핀커버(pin cover) 등의 별도 구성이 필요 없다.

또한, 제어바(31b)는 제2 냉매 유로(12)의 오리피스홀을 직접 개폐한다. 이는 리프트 샤프트(31)에 제2 냉매 유로(12)의 오리피스홀을 개폐하기 위한 별도의 구성(볼[ball])이 필요 없을 뿐만 아니라, 제2 냉매 유로(12)를 직선형으로 형성하여 난류 발생(마찰 저항)을 최소로 매끄러운(smooth) 유로를 형성할 수 있다.

아울러, 상부 스프링 유닛(32)은 동일 중심축을 갖고 지름(diameter)이 상이한 복수개의 스프링들이 포개져서 설치된다.

도 4를 참조하면, 상부 스프링 유닛(32)은 일반 스프링과 형상기억합금 스프링을 포함한다. 즉, 상부 스프링 유닛(32)은 지름이 작은 순서대로 내측부터 일반 스프링(32a), 제1 형상기억합금 스프링(32b), 제2 형상기억합금 스프링(32c), 제3 형상기억합금 스프링(32d)을 포함한다.

여기서, 제1 형상기억합금 스프링(32b), 제2 형상기억합금 스프링(32c), 제3 형상기억합금 스프링(32d) 각각은 탄성력을 발휘하는 기억온도가 상이하게 설계된다. 예를 들어, 제1 형상기억합금 스프링(32b)의 기억온도는 'Ta', 제2 형상기억합금 스프링(32c)의 기억온도는 'Tb', 제3 형상기억합금 스프링(32d)의 기억온도는 'Tc'일 때, Ta＜Tb＜Tc의 관계로 설계될 수 있다.

이러한 상부 스프링 유닛(32)은 밸브 커버(20)와 리프트 샤프트(31)의 상부판(31a) 사이에 배치된다. 즉, 상부 스프링 유닛(32)은 밸브 커버(20)가 고정되어 있기 때문에 밸브 커버(20)에 의해 지지되고, 리프트 샤프트(31)의 상부판(31a)에 탄성력을 발휘하여 하부 스프링 유닛(33)과 힘의 평형 상태를 유지하게 된다. 이처럼, 상부 스프링 유닛(32)은 리프트 샤프트(31)를 하부측으로 이동시키는 기능을 담당한다.

여기서, 밸브 커버(20)의 하부면과 상부판(31a)의 상부면 중 적어도 어느 한 쪽에는 상부 스프링 유닛(32)을 고정하고 정렬 상태를 유지시키기 위한 홈 또는 걸이 형태의 고정부(미도시)가 형성될 수 있다.

하부 스프링 유닛(33)은 리프트 샤프트(31)의 제어바(31b)에 삽입된 하나 이상의 일반 스프링이 설치된다.

이러한 하부 스프링 유닛(33)은 리프트 샤프트(31)의 상부판(31a)과 밸브 하우징(10) 사이에 배치된다. 즉, 하부 스프링 유닛(33)은 밸브 하우징(10)이 고정되어 있기 때문에 밸브 하우징(10)에 의해 지지되고, 상부판(31a)의 하부면에 탄성력을 발휘하여 상부 스프링 유닛(32)과 힘의 평형 상태를 유지하게 된다. 이처럼, 하부 스프링 유닛(33)은 리프트 샤프트(31)를 상부측으로 이동시키는 기능을 담당한다.

전술한 바와 같이, 개폐 조절 부재(30)는 리프트 샤프트(31)를 기준으로 상부 스프링 유닛(32)과 하부 스프링 유닛(33) 사이에 힘의 평형 상태(즉, 힘의 평형 방정식)를 형성하는 구조를 제공한다.

그리고, 개폐 조절 부재(30)는 하나 이상의 형상기억합금 스프링 각각에 기설정된 기억온도에 대한 냉매 온도(증발기 out, 압축기 in 부분에서의 온도)를 감지하여 탄성력을 생성하여 제2 냉매 유로(12)의 리프트량을 조절하는 구조를 제공한다.

또한, 개폐 조절 부재(30)는 리프트 샤프트(31)의 상부판(31a) 면적(A)에서 저압(Pe)을 기계적으로 감지하여 제2 냉매 유로(12)의 리프트량을 조절하는 구조를 제공한다.

그리고, 개폐 조절 부재(30)는 탄성체인 스프링의 탄성력을 이용하여 상하 방향으로 리프트 샤프트(31)의 이동에 따라 제2 냉매 유로(12)의 리프트량을 조절하는 구조를 제공한다. 이처럼, 개폐 조절 부재(30)는 다이어프램 활성기체를 적용하지 않는 구조이다.

도 5는 상기 도 2의 팽창밸브에서 힘의 평형 상태를 설명하는 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 리프트 샤프트(31)는 상부 스프링 유닛(32)에 의한 힘, 하부 스프링 유닛(33)에 의한 힘 및 냉매압에 의한 힘 사이의 힘의 평형 상태에 따라 리프트량이 변하면서 제2 냉매 유로(12)의 오리피스홀의 사이즈(L)를 조절하게 된다.

여기서, 상부 스프링 유닛(32)에 의한 힘과 하부 스프링 유닛(33)에 의한 힘은 리프트 샤프트(31)의 리프트(변위)량 ｘ㎜에 따른 스프링력으로 표현될 수 있다.

먼저, 상부 스프링 유닛(32)은 일반 스프링(32a)의 스프링력(Fs1), 제1 형상기억합금 스프링(32b)의 스프링력(Fm1), 제2 형상기억합금 스프링(32c)의 스프링력(Fm2), 제3 형상기억합금 스프링(32d)의 스프링력(Fm3)의 합력으로 나타낼 수 있다.

구체적으로, 일반 스프링(32a)의 스프링력(Fs1)은 일반 스프링(32a)의 스프링 상수(ks1)와 변위량(ｘ㎜)의 곱으로 나타낼 수 있다. 즉, Fs1＝ks1×ｘ㎜이다.

그리고, 제1 형상기억합금 스프링(32b)의 스프링력(Fm1)은 제1 형상기억합금 스프링(32b)의 스프링상수(km1)와 변위량(ｘ㎜)의 곱으로 나타낼 수 있다. 즉, Fm1＝km1×ｘ㎜이고, 제1 형상기억합금 스프링(32b)이 탄성력을 발휘하는 기억온도는 Ta이다.

또한, 제2 형상기억합금 스프링(32c)의 스프링력(Fm1)은 제2 형상기억합금 스프링(32c)의 스프링상수(km2)와 변위량(ｘ㎜)의 곱으로 나타낼 수 있다. 즉, Fm2＝km2×ｘ㎜이고, 제2 형상기억합금 스프링(32c)이 탄성력을 발휘하는 기억온도는 Tb이다.

또한, 제3 형상기억합금 스프링(32d)의 스프링력(Fm1)은 제3 형상기억합금 스프링(32d)의 스프링상수(km3)와 변위량(ｘ㎜)의 곱으로 나타낼 수 있다. 즉, Fm3＝km3×ｘ㎜이고, 제3 형상기억합금 스프링(32d)이 탄성력을 발휘하는 기억온도는 Tc이다.

다음으로, 하부 스프링 유닛(33)에 의한 힘은 일반 스프링에 의한 스프링력(Fs2)이다. 즉, 하부 스프링 유닛(33)에 의한 스프링력(Fs2)는 하부 스프링 유닛(33)의 스프링상수(ks2)와 변위량(ｘ㎜)의 곱으로 나타낼 수 있다. 즉, Fs2＝ks2×ｘ㎜이다.

다음으로, 냉매압에 의한 힘(Fe)은 냉매압(Pe)과 리프트 샤프트(31)의 상부판(31a) 면적(A)의 곱으로 나타낼 수 있다. 즉, Fe＝Pe×A이다.

이를 통해 살펴보면, 팽창밸브(100)의 리프트 샤프트(31)에 작용하는 힘의 평형 상태는 아래 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. 이처럼, 리프트 샤프트(31)의 힘의 평형 상태는 제1 내지 제3 형상기억합금 스프링(32d)의 기억온도(Ta, Tb, Tc)와 냉매압(Pe)에 의해 변화될 수 있다. 이에 따라, 팽창밸브(100)는 냉매의 온도와 압력에 의해 밸브 개폐가 제어되는 감온 감압식으로 볼 수 있다.

여기서, 냉매압(Pe)은 각 힘의 방정식을 대입하여 정리하면, 아래 수학식 2와 같이 계산될 수 있다. 냉매압(Pe)는 후술할 도 6의 팽창밸브(TXV) 특성곡선을 도시할 때 이용된다.

도 6은 상기 도 2의 팽창밸브 특성곡선을 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 제1 내지 제3 형상기억합금 스프링(32d)은 냉매 온도(T)에 따라 탄성력이 발휘되거나 발휘되지 않을 수 있다. 여기서는 제1 내지 제3 형상기억합금 스프링(32d)이 이용됨에 따라 4단계 경우가 고려되지만, 형상기억합금 스프링의 개수에 따라 팽창밸브 특성곡선 단계별 경우의 수가 결정된다.

구체적으로, 냉매 온도(T)가 제1 형상기억합금 스프링(32b)의 기억온도(Ta)보다 작을 경우(즉, T＜Ta)에는, 제1 형상기억합금 스프링(32b) 뿐만 아니라 제2 형상기억합금 스프링(32c) 및 제3 형상기억합금 스프링(32d)에서도 탄성력이 발휘되지 않는다. 이 경우, 상기 수학식 2에서 Pe＝(ks1－ks2)×ｘ/A와 같이 된다.

다음, 냉매 온도(T)가 제1 형상기억합금 스프링(32b)의 기억온도(Ta) 보다 크고, 제2 형상기억합금 스프링(32c)의 기억온도(Tb) 보다 작을 경우(즉, Ta＜T＜Tb)에는, 제1 형상기억합금 스프링(32b)에서 탄성력이 발휘되고, 제2 형상기억합금 스프링(32c) 및 제3 형상기억합금 스프링(32d)에서 탄성력이 발휘되지 않는다. 이 경우, 상기 수학식 2에서 Pe＝(km1＋ks1－ks2)×ｘ/A와 같이 된다.

다음, 냉매 온도(T)가 제2 형상기억합금 스프링(32c)의 기억온도(Tb) 보다 크고, 제3 형상기억합금 스프링(32d)의 기억온도(Tc) 보다 작을 경우(즉, Tb＜T＜Tc)에는, 제1 형상기억합금 스프링(32b)와 제2 형상기억합금 스프링(32c)에서 탄성력이 발휘되고, 제3 형상기억합금 스프링(32d)에서 탄성력이 발휘되지 않는다. 이 경우, 상기 수학식 2에서 Pe＝(km1＋km2＋ks1－ks2)×ｘ/A와 같이 된다.

다음, 냉매 온도(T)가 제3 형상기억합금 스프링(32d)의 기억온도(Tc) 보다 큰 경우(즉, Tc＜T)에는, 제1 내지 제3 형상기억합금 스프링(32d) 모두에서 탄성력이 발휘된다. 이 경우, 상기 수학식 2에서 Pe＝(km1＋km2＋km3＋ks1－ks2)×ｘ/A와 같이 된다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 형상기억합금 스프링을 이용한 팽창밸브에서 힘의 평형 상태를 설명하는 도면이다.

도 7의 팽창밸브(200)는 도 2에 도시된 팽창밸브(100)와 마찬가지로, 밸브 하우징(110), 밸브 커버(120), 개폐 조절 부재(130)를 포함한다.

또한, 밸브 하우징(110)의 양측면에는 양측면을 관통하는 제1 냉매 유로(111)와 제2 냉매 유로(112)가 성형된다. 여기서, 제1 냉매 유로(111)는 상부측에 성형되고, 제2 냉매 유로(112)는 하부측에 성형된다.

그리고, 제1 냉매 유로(111)와 제2 냉매 유로(112) 각각은 도 7과 같이 좌우 대칭형 구조를 나타내는데, 제2 냉매 유로(12)는 오리피스홀이 구비된 벤투리관 형태로 성형되어 있다.

도 2에서 개폐 조절 부재(30)는 제1 냉매 유로(11)의 상부측에 형성된 개폐 조절 부재 수용공간(13)에 수용되지만, 도 7에서 개폐 조절 부재(130)는 제1 냉매 유로(111)의 하부측에 형성된 개폐 조절 부재 수용공간(113)에 수용된다. 여기서, 개폐 조절 부재 수용공간(113)은 제1 냉매 유로(111)의 하부측에 함몰되는 형태가 된다.

도 7에서 상부 스프링 유닛(132)은 제1 냉매 유로(111)의 내부에 위치하고, 하부 스프링 유닛(133)은 개폐 조절 부재 수용공간(113)의 내부에 위치한다.

이 경우, 상부 스프링 유닛(132)은 밸브 커버(120)와 리프트 샤프트(131) 사이에 배치된다. 즉, 상부 스프링 유닛(132)은 밸브 커버(120)가 고정되어 있기 때문에 밸브 커버(120)에 의해 지지되고, 리프트 샤프트(131)에 탄성력을 발휘하여 하부 스프링 유닛(133)과 힘의 평형 상태를 유지하게 된다.

그리고, 하부 스프링 유닛(133)은 리프트 샤프트(131)와 개폐 조절 부재 수용공간(113)의 하부면 사이에 배치된다. 즉, 하부 스프링 유닛(133)은 개폐 조절 부재 수용공간(113)의 하부면이 고정되어 있기 때문에 개폐 조절 부재 수용공간(113)의 하부면에 의해 지지되고, 리프트 샤프트(131)에 탄성력을 발휘하여 상부 스프링 유닛(132)과 힘의 평형 상태를 유지하게 된다.

구체적으로, 리프트 샤프트(131)는 상부 스프링 유닛(132)에 의한 힘, 하부 스프링 유닛(133)에 의한 힘 및 냉매압에 의한 힘 사이의 힘의 평형 상태에 따라 리프트량이 변하면서 제2 냉각 유로(112)의 오리피스홀의 사이즈(L)를 조절하게 된다.

여기서, 상부 스프링 유닛(132)은 제1 형상기억합금 스프링(132a)의 스프링력(Fm1), 제2 형상기억합금 스프링(132b)의 스프링력(Fm2), 제3 형상기억합금 스프링(132c)의 스프링력(Fm3)의 합력으로 나타낼 수 있다. 즉, Fm1＝km1×ｘ㎜, Fm2＝km2×ｘ㎜, Fm3＝km3×ｘ㎜와 같이 힘의 방정식이 도출된다.

이때, 상부 스프링 유닛(132)은 도 2와 같이 일반 스프링에 의한 힘이 포함되지 않는다.

그리고, 하부 스프링 유닛(133)에 의한 힘은 일반 스프링에 의한 스프링력(Fs)이다. 즉, Fs＝ks×ｘ㎜와 같이 힘의 방정식이 도출된다.

그런데, 냉매압에 의한 힘(Fe)은 도 2와 같이 하부 스프링 유닛(133)과 동일한 방향으로 작용하는 것이 아니라, 상부 스프링 유닛(132)과 동일한 방향으로 작용하게 된다. 여기서, Fe＝Pe×A이다. Pe는 냉매압이고, A는 리프트 샤프트(133)의 상부판의 면적이다.

이를 통해 살펴보면, 팽창밸브(100)의 리프트 샤프트(31)에 작용하는 힘의 평형 상태는 아래 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, 냉매압(Pe)은 각 힘의 방정식을 대입하여 정리하면, 아래 수학식 4와 같이 계산될 수 있다.

도 2 및 도 7을 참조하면, 개폐 조절 부재(30, 130)는 리프트 샤프트(31, 131)를 기준으로 상부 스프링 유닛(32, 132)과 하부 스프링 유닛(33, 133) 간에 힘의 평형 상태가 성립된다.

이를 위해, 상부 스프링 유닛(32, 132)과 하부 스프링 유닛(33, 133)은 리프트 샤프트)31, 131)의 설치 방식에 따라 형상기억합금 스프링과 일반 스프링을 다양하게 조합하는 것이 가능하다. 이때, 힘의 평형 상태에서는 냉매압에 의한 힘이 작용하는 힘의 방향이 고려되어야 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 팽창밸브(100, 200)는 기존 팽창밸브 대비하여 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

먼저, 팽창밸브(100, 200)는 부품수를 줄여 원가(제작공정비 포함)를 절감시키고 중량을 줄일 수 있기 때문에 저가로 제작될 수 있다. 그런데, 기존 팽창밸브는 스프링과 다이어프램에 연결된 샤프트, 볼 밸브 등의 부품들이 필요하므로, 팽창밸브(100, 200)에 비해 부품수가 많고 밸브 제작에 상당한 정밀도가 요구되기 때문에 팽창밸브(100, 200)에 비해 가격이 비싸다.

또한, 팽창밸브(100, 200)는 형상기억합금의 기억온도와 스프링상수를 조절하여 적용할 수 있기 때문에 밸브 설계의 이점과 원가절감을 기대할 수 있다. 그런데, 기존 팽창밸브는 다이어프램 활성기체의 물성치를 확보할 필요가 있기 때문에 밸브 설계에 제약이 있다.

또한, 팽창밸브(100, 200)는 리프트 샤프트의 구조 개선(상부판과 제어바의 연결 구조)을 통해 별도의 부품 추가 없이 리프트 샤프트의 떨림을 방지할 수 있다. 그런데, 기존 팽창밸브는 얇은 샤프트로 인해 미세한 떨림을 방지할 수 없는 구조이므로, 소음 발생을 방지하기 위한 구조(샤프트 위치를 지탱하는 핀커버 추가)를 추가로 적용할 필요가 있다.

그리고, 팽창밸브(100, 200)는 리프트 샤프트가 직접 냉매 유로(즉, 제2 냉매 유로)의 오리피스홀에 대한 개폐를 조절하는 구조이고, 냉매 유로가 급격히 변하지 않는 직선형 구조를 적용한다. 즉, 팽창밸브(100, 200)는 개폐 조절 부재의 스프링이 제2 냉매 유로 상부측에 위치하므로, 냉매 유로의 난류 발생이 최소화되게 매끄러운 구조로 제작할 수 있다. 그런데, 기존 팽창밸브는 냉매 유로가 급격하게 변하므로 냉매 이음이 쉽게 발생할 수 있기 때문에, 추가적인 부품으로 정류판을 이용하여 소음을 방지해야 한다. 그리고, 기존 팽창밸브는 스프링이 아래에 있고, 볼 밸브를 위쪽으로 미는 구조이므로, 오리피스홀 방향을 위로 바라보게 만들 수 밖에 없다. 이는 냉매 유로가 계단 형식으로 제작될 수 밖에 없는 한계가 있다.

비록 상기 설명이 다양한 실시예들에 적용되는 본 발명의 신규한 특징들에 초점을 맞추어 설명되었지만, 본 기술 분야에 숙달된 기술을 가진 사람은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 상기 설명된 장치 및 방법의 형태 및 세부 사항에서 다양한 삭제, 대체, 및 변경이 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기 설명에서보다는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다. 특허청구범위의 균등 범위 안의 모든 변형은 본 발명의 범위에 포섭된다.

1 : 압축기 2 : 응축기
3 : 팽창밸브 4 : 증발기
10, 110 : 밸브 하우징 11, 111 : 제1 냉매 유로
11a : 제1 유입구 11b : 제1 유출구
12, 112 : 제2 냉매 유로 12a : 제2 유입구
12b : 제2 유출구 13, 113 : 개폐 조절 부재 수용공간
20, 120 : 밸브 커버 30, 130 : 개폐 조절 부재
31, 131 : 리프트 샤프트 31a : 상부판
31b : 제어바 32 : 상부 스프링 유닛
32a : 일반 스프링 32b, 132a : 제1 형상기억합금 스프링
32c, 132b : 제2 형상기억합금 스프링
32d, 132c : 제3 형상기억합금 스프링
33, 133 : 하부 스프링 유닛

Claims

양측면을 관통하는 제1 냉매 유로와 제2 냉매 유로, 개방된 상부면을 따라 개폐 조절 부재 수용공간이 성형되는 밸브 하우징;
상기 개폐 조절 부재 수용공간에 수용되고, 기억 온도에서 탄성력을 발휘하는 형상기억합금 스프링을 이용하여 밸브의 개폐 정도를 조절하기 위한 개폐 조절 부재; 및
상기 개방된 상부면을 기밀하기 위한 밸브 커버; 를 포함하고,
상기 제1 냉매 유로와 상기 제2 냉매 유로는 각각 좌우 대칭형 구조이고,
상기 개폐 조절 부재는,
원판 형태의 상부판과 상기 상부판의 하부 중심에 하향 수직으로 일체로
형성된 제어바를 포함하고, 상기 제2 냉매 유로의 오리피스홀의 사이즈를 조
절하기 위해 상하로 움직이는 리프트 샤프트;와
상기 상부판의 상부측에 위치하는 상부 스프링 유닛; 및
상기 제어바의 외주에 삽입되어, 상기 상부판의 하부측에 위치하는 하부
스프링 유닛;을 포함하고,
상기 제어바는 상기 상부 및 하부 스프링 유닛의 스프링력 차이에 의해
승강하여 상기 제2 냉매 유로의 상기 오리피스홀을 직접 개폐하여 상기 제2
냉매 유로의 리프트량을 조절하도록 된 것을 특징으로 하는 형상기억합금 스프링을 이용한 팽창밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 개폐 조절 부재는,
상기 제1 냉매 유로의 냉매압 및 냉매 온도를 감지하여 상기 제2 냉매 유로의 오리피스홀의 개폐를 조절하는 것인 형상기억합금 스프링을 이용한 팽창밸브.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 상부 스프링 유닛은,
동일 중심축을 갖고 지름이 상이한 복수개의 스프링들이 포개진 것으로, 상기 복수개의 스프링들에서 기억온도가 상이하게 설계된 형상기억합금 스프링이 적어도 하나가 포함되는 것인 형상기억합금 스프링을 이용한 팽창밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 상부 스프링 유닛은,
상기 밸브 커버와 상기 상부판의 상부면 사이에 배치되는 것인 형상기억합금 스프링을 이용한 팽창밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 개폐 조절 부재 수용공간은,
상기 제1 냉매 유로의 상부측에 형성되고,
상기 상부 스프링 유닛의 스프링력은, 상기 하부 스프링 유닛의 스프링력과 냉매압의 합과 힘의 평형 상태를 유지하는 것인 형상기억합금 스프링을 이용한 팽창밸브.
제 6 항에 있어서,
상기 상부 스프링 유닛은, 상기 개폐 조절 부재 수용공간 내에 위치하고,
상기 하부 스프링 유닛은, 상기 제1 냉매 유로 내에 위치하는 것인 형상기억합금 스프링을 이용한 팽창밸브.
제 1 항에 있어서,
상기 개폐 조절 부재 수용공간은,
상기 제1 냉매 유로의 하부측에 형성되고,
상기 하부 스프링 유닛의 스프링력은, 상기 상부 스프링 유닛의 스프링력과 냉매압의 합과 힘의 평형 상태를 유지하는 것인 형상기억합금 스프링을 이용한 팽창밸브.
제 8 항에 있어서,
상기 상부 스프링 유닛은, 상기 제1 냉매 유로 내에 위치하고,
상기 하부 스프링 유닛은, 상기 개폐 조절 부재 수용공간 내에 위치하는 것인 형상기억합금 스프링을 이용한 팽창밸브.
냉매를 압축하여 송출하는 압축기;
상기 압축기로부터 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기;
상기 응축기에 의해 응축되어 액화된 냉매를 교축하는 팽창밸브;
상기 팽창밸브에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 증발기;를 포함하되,
상기 팽창밸브는,
양측면을 관통하는 제1 냉매 유로와 제2 냉매 유로, 개방된 상부면을 따라 개폐 조절 부재 수용공간이 성형되는 밸브 하우징;
상기 개폐 조절 부재 수용공간에 수용되고, 기억 온도에서 탄성력을 발휘하는 형상기억합금 스프링을 이용하여 밸브의 개폐 정도를 조절하기 위한 개폐 조절 부재; 및
상기 개방된 상부면을 기밀하기 위한 밸브 커버;를 포함하고,
상기 제1 냉매 유로와 상기 제2 냉매 유로는 각각 좌우 대칭형 구조이고,
상기 개폐 조절 부재는,
원판 형태의 상부판과 상기 상부판의 하부 중심에 하향 수직으로 일체로
형성된 제어바를 포함하고, 상기 제2 냉매 유로의 오리피스홀의 사이즈를 조
절하기 위해 상하로 움직이는 리프트 샤프트;와
상기 상부판의 상부측에 위치하는 상부 스프링 유닛; 및
상기 제어바의 외주에 삽입되어, 상기 상부판의 하부측에 위치하는 하부
스프링 유닛;을 포함하고,
상기 제어바는 상기 상부 및 하부 스프링 유닛의 스프링력 차이에 의해
승강하여 상기 제2 냉매 유로의 상기 오리피스홀을 직접 개폐하여 상기 제2
냉매 유로의 리프트량을 조절하도록 된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 제1 냉매 유로의 유입구는, 상기 증발기의 유출구와 연결되고,
상기 제1 냉매 유로의 유출구는, 상기 압축기의 유입구와 연결되며,
상기 제2 냉매 유로의 유입구는, 상기 응축기의 유출구와 연결되고,
상기 제2 냉매 유로의 유출구는, 상기 증발기의 유입구와 연결되는 것인 차량용 에어컨시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 개폐 조절 부재는,
상기 제1 냉매 유로의 냉매압 및 냉매 온도를 감지하여 상기 제2 냉매 유로의 오리피스홀의 개폐를 조절하는 것인 차량용 에어컨시스템.
삭제
제 10 항에 있어서,
상기 상부 스프링 유닛은,
동일 중심축을 갖고 지름이 상이한 복수개의 스프링들이 포개진 것으로, 상기 복수개의 스프링들에서 기억온도가 상이하게 설계된 형상기억합금 스프링이 적어도 하나가 포함되는 것인 차량용 에어컨시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 개폐 조절 부재 수용공간은,
상기 제1 냉매 유로의 상부측에 형성되고,
상기 상부 스프링 유닛의 스프링력은, 상기 하부 스프링 유닛의 스프링력과 냉매압의 합과 힘의 평형 상태를 유지하는 것인 차량용 에어컨시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 개폐 조절 부재 수용공간은,
상기 제1 냉매 유로의 하부측에 형성되고,
상기 하부 스프링 유닛의 스프링력은, 상기 상부 스프링 유닛의 스프링력과 냉매압의 합과 힘의 평형 상태를 유지하는 것인 차량용 에어컨시스템.