KR20030035992A - 팽창 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스트레이너가 내장된 저비용 블럭형 팽창 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

블럭형 팽창 밸브(6)에 있어서, 밸브 부재(17)를 둘러싸도록 통형 스트레이너(20)를 고압의 액냉매가 도입되는 공간에 배치하고, 냉매 배관 접속 구멍(12)으로 도입된 냉매를 스트레이너(20)를 거쳐서 밸브 부재(17)의 상류측 공간으로 흐르게 하도록 하였다. 이에 의해, 본체(11) 형상에 실질적인 변경이 없으므로, 스트레이너만의 비용 증가에서 멈춘 저비용 팽창 밸브(6)를 제공할 수 있다.

Description

팽창 밸브 {Expansion Valve}

본 발명은 팽창 밸브에 관한 것으로, 특히 자동차용인 소위 듀얼 에어컨으로 팽창 장치로서 전방측에 오리피스 튜브를 사용한 시스템으로 후방측에 이용되는 블럭형 팽창 밸브에 관한 것이다.

자동차용 듀얼 에어컨은 전방측 팽창 장치로서 오리피스 튜브를 사용한 시스템과 팽창 밸브를 사용한 시스템이 알려져 있고, 후방측 팽창 장치에는 팽창 밸브가 이용되고 있다.

전방측 팽창 장치에 오리피스 튜브를 사용한 시스템에서는 압축기로 압축된 냉매를 콘덴서로 응축하고, 여기서 완전히 응축된 액체 냉매를 오리피스 튜브로 팽창시켜 증발기로 증발시키고, 어큐뮬레이터로 기액을 분리하여 분리된 가스 냉매를 압축기로 복귀시키도록 하고 있다.

한편, 전방측 팽창 장치에 팽창 밸브를 사용한 시스템에서는 압축기로 압축된 냉매를 콘덴서로 응축하고, 응축된 냉매를 리시버/드라이어로 기액 분리하여, 분리된 액체 냉매를 팽창 밸브로 팽창시키고, 증발기로 완전히 증발시켜 압축기로 복귀시키도록 하고 있다.

리시버/드라이어는, 일반적으로 기액을 분리하여 제습하는 기능 외에 순환하는 냉매에 포함되는 이물질을 제거하기 위한 스트레이너를 내장하고 있다. 따라서, 리시버/드라이어를 통과한 냉매는 이물질이 제거된 상태에서 전방측의 팽창 밸브로 이송된다. 이 때, 후방측 팽창 밸브에도 리시버/드라이어로 이물질이 제거된 액냉매가 공급된다.

이에 대해, 전방측 팽창 장치에 오리피스 튜브를 사용한 시스템에서는 콘덴서로부터 나온 액냉매가 직접 전방측 오리피스 튜브와 후방측 팽창 밸브로 공급된다. 오리피스 튜브는 스트레이너를 일체로 내장한 구조를 갖고 있으므로, 그 입구측에서 이물질이 제거되지만, 후방측 팽창 밸브에는 이물질을 포함한 냉매가 그대로 공급되게 되므로, 통상은 후방측 팽창 밸브의 상류측 배관 내에 스트레이너를설치하고 있다.

이 배관 내에 스트레이너를 조립하기 위해서는 배관을 특별한 형상으로 하거나, 조립 공정수가 필요하는 등, 비용 상승으로 이어졌다. 이에 반해, 종래의 팽창 밸브 중에는 스트레이너를 내장한 팽창 밸브가 있어, 스트레이너를 배관에 조립할 필요가 없었다.

이 스트레이너를 내장한 팽창 밸브는 조인트 접합형 혹은 앵글형이라 불리우는 타입으로, 콘덴서로부터 나온 배관과 증발기로 가는 배관을 접속하는 접속부를 갖고 있다. 이 접속부는 그 부분만을 용이하게 길게 할 수 있으므로, 입구측의 접속부를 길게 하여 그 속에 스트레이너를 삽입하도록 하고 있다.

그러나, 후방용으로 박스형 혹은 블럭형이라 불리우는 타입의 팽창 밸브를 사용하는 경우에는 그 상류측 배관에 스트레이너를 조립해야만 하는 문제점이 있었다. 이는 블럭형 팽창 밸브에서는 입구측 포트에 도중까지 배관이 삽입되어 오기 때문에, 그 포트에 스트레이너를 장착할 공간이 없으며, 가령 입구측 포트에 스트레이너를 부착하려고 한 경우에는 본체의 고압 냉매 입구측을 연장하고, 포트의 구멍을 깊게 하여 그 속에 스트레이너를 부착하는 형상으로 해야만 하고, 스트레이너 설치를 위해서만 본체를 연장시켜 크게 하는 것이 스트레이너 이외에 본체의 재료비, 가공비 등을 고가로 하여, 비용을 더욱 증가시켜 버리게 되므로, 별도 배관 내에의 스트레이너의 조립이 필요해지기 때문이다.

본 발명은 이와 같은 점에 비추어 이루어진 것이며, 스트레이너가 내장된 저비용 블럭형 팽창 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 본 발명의 팽창 밸브를 적용한 듀얼 에어컨의 시스템도.

도2는 본 발명에 의한 팽창 밸브의 구성을 도시한 종단면도.

도3은 스트레이너를 예시한 도면으로, (A)는 스트레이너의 평면도, (B)는 (A)의 a-a 화살표 단면도, (C)는 (B)의 b-b 화살표 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 압축기

2 : 콘덴서

3 : 오리피스 튜브

4 : 전방측 증발기

5 : 어큐뮬레이터

6 : 팽창 밸브

7 : 후방측 증발기

11 : 본체

12, 13, 14, 15 : 냉매 배관 접속 구멍

16 : 밸브 시트

17 : 밸브 부재

18 : 압축 코일 스프링

19 : 어저스트 나사

20 : 스트레이너

21 : 망

22, 23, 24 : 프레임

25 : 상부 하우징

26 : 하부 하우징

27 : 다이어프램

28 : 디스크

29 : 샤프트

30 : 홀더

31 : 압축 코일 스프링

32 : 브리드 홀

본 발명에서는 상기 문제를 해결하기 위해, 증발기를 나온 냉매의 온도 및 압력을 감지하는 파워 엘리먼트와 블럭형 본체에 밸브 부재를 갖는 밸브부를 구비한 블럭형 팽창 밸브에 있어서, 상기 밸브 부재가 배치되어 있는 유체 통로에 상기 밸브 부재를 둘러싸도록 장착된 통형 스트레이너를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브가 제공된다.

이와 같은 팽창 밸브에 따르면, 밸브 부재가 배치되어 있는 냉매 통로의 공간에 스트레이너를 장착하는 구성으로 하고 있다. 이 냉매 통로는 원래 존재하고 있던 통로이므로, 스트레이너 이외의 부품 비용은 기존대로 유지할 수 있다.

<발명의 실시 형태>

이하, 본 발명의 실시 형태를 자동차용 듀얼 에어컨에 있어서의 후방측 팽창 장치에 적용한 경우를 예로 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 팽창 밸브를 적용한 듀얼 에어컨의 시스템도이다.

본 발명의 팽창 밸브가 적용되는 자동차용 듀얼 에어컨은 압축기(1)와, 콘덴서(2)와, 오리피스 튜브(3)와, 전방측 증발기(4)와, 어큐뮬레이터(5)에 의해 전방측 에어컨의 냉동 사이클을 구성하고, 오리피스 튜브(3), 전방측 증발기(4) 및 어큐뮬레이터(5)의 회로에 병렬로 접속된 온도식 팽창 밸브(6) 및 후방측 증발기(7)가 후방측 에어컨의 냉동 사이클의 일부를 구성하고 있다.

압축기(1)에 의해 압축된 냉매는 콘덴서(2)로 응축되고, 응축된 액체 냉매는한 쪽은 오리피스 튜브(3)로 유도되고, 다른 쪽은 팽창 밸브(6)로 유도된다.

오리피스 튜브(3)로 유도된 냉매는 여기서 교축 팽창되어 저온 및 저압의 냉매가 되고, 그 냉매는 전방측 증발기(4)로 전방측 실내 공기와 열교환된다. 전방측 증발기(4)의 열교환에 의해 증발된 냉매는 어큐뮬레이터(5)에서 기액으로 분리되어, 분리된 가스 냉매가 압축기(1)로 복귀하도록 되어 있다.

후방측에서는, 팽창 밸브(6)로 유도되는 냉매는 후방측 증발기(7)로부터 나온 냉매의 온도 및 압력에 따라서 교축 팽창되고, 여기서 저온 및 저압이 된 냉매는 후방측 증발기(7)로 들어가 후방측 실내 공기와 열교환된다. 후방측 증발기(7)에서는 그 열교환에 의해 냉매가 완전히 증발되어 압축기(1)로 복귀하도록 되어 있다.

다음에, 후방측 에어컨의 팽창 장치에 이용되는 본 발명의 팽창 밸브(6)의 상세를 설명한다.

도2는 본 발명에 의한 팽창 밸브의 구성을 도시한 종단면도, 도3은 스트레이너를 예시한 도면이고, (A)는 스트레이너의 평면도, (B)는 (A)의 a-a 화살표 단면도, (C)는 (B)의 b-b 화살표 단면도이다.

이 팽창 밸브(6)에 있어서, 그 본체(11)의 측부에 설치된 냉매 배관 접속 구멍(12)은 콘덴서(2)로부터 고온 및 고압의 냉매가 공급되는 냉매 배관에 접속되고, 냉매 배관 접속 구멍(13)은 이 팽창 밸브(6)에서 단열 팽창된 저온 및 저압 냉매를 후방측 증발기(7)에 공급하는 냉매 배관에 접속되고, 냉매 배관 접속 구멍(14)은 증발기 출구로부터의 냉매 배관에 접속되고, 냉매 배관 접속 구멍(15)은 압축기(1)에 이르는 냉매 배관에 접속되고, 도시한 화살표는 냉매의 흐름 방향을 나타내고 있다.

냉매 배관 접속 구멍(12)으로부터 냉매 배관 접속 구멍(13)으로 연통하는 유체 통로에는 밸브 시트(16)가 본체(11)와 일체로 형성되고, 그 밸브 시트(16)의 상류측에는 볼형 밸브 부재(77)가 배치되어 있다. 냉매 배관 접속 구멍(12)측의 유체 통로에는 밸브 부재(17)를 밸브 시트(16)에 안착시키는 방향으로 압박하는 압축 코일 스프링(18)이 배치되고, 이 압축 코일 스프링(18)은 어저스트 나사(19)에 의해 받쳐져 있다. 이 어저스트 나사(19)는 본체(11)의 하단부에 나사 부착되고, 나사 삽입량을 조정하여 압축 코일 스프링(18)의 하중을 변화시킴으로써 밸브 부재(17)가 개방되기 시작하는 세트치를 조정하는 기능을 갖고 있다. 이 밸브 부재(17) 및 압축 코일 스프링(18)이 수용되어 있는 유체 통로에는 이들을 둘러싸도록 통형 스트레이너(20)가 배치되어 있다.

이 스트레이너(20)는 도3의 (A), (B) 및 (C)에 도시한 바와 같이, 통형 망(21)과, 이 망(21)의 양개구 단부를 보강하는 링형 프레임(22, 23)과, 이들 프레임(22, 23)을 3개소에서 접속하는 길이 방향의 프레임(24)으로 이루어지고, 이 프레임(24)에서는 망(21)을 매설 상태로 유지하고 있다. 이들 프레임(22, 23, 24)은 수지에 의해 일체로 형성되어 있다. 링형 프레임(22, 23)은 그 외경이 스트레이너(20)를 장착하는 유체 통로의 내경에 대략 동등하도록 형성되어 있으므로, 장착시에는 본체(11)에 접촉 배치되지만, 망(21)은 유체 통로의 내경보다 작게 하여 그 내벽 사이에 간극을 형성하도록 하고 있다. 이에 의해, 냉매 배관 접속구멍(12)으로부터 유입한 냉매는 망(21)을 거쳐서 전체 둘레로부터 밸브 부재(17)가 있는 공간으로 유입하도록 되어 있다.

이 팽창 밸브(6)는 또한, 본체(11)의 상단부에 상부 하우징(25)과, 하부 하우징(26)과, 이들에 의해 둘러싸인 공간을 구획하는 다이어프램(27)과, 이 다이어프램(27)의 하면에 배치된 디스크(28)에 의해 구성된 파워 엘리먼트가 설치되어 있다.

디스크(28)의 하방에는 다이어프램(27)의 변위를 밸브 부재(17)에 전달하는 샤프트(29)가 배치되어 있다. 이 샤프트(29)의 상부는 냉매 배관 접속 구멍(14, 15)으로 연통하는 유체 통로를 가로질러 배치된 홀더(30)에 의해 보유 지지되고 있다. 이 홀더(30)에는 샤프트(29)의 상단부에 대해 횡하중을 부여하는 압축 코일 스프링(31)이 배치되어 있고, 냉매의 압력 변동에 대한 샤프트(29)의 길이 방향의 진동을 억제하도록 하고 있다.

또한, 밸브 시트(16)의 근방에는 밸브를 바이패스하도록 브리드 홀(32)이 본체(11)에 형성되어 있다. 이 브리드 홀(32)은 밸브가 완전 폐쇄시에도 미소한 냉매를 흘려 그 속에 포함되는 윤활유를 항상 압축기(1)로 공급할 수 있도록 하고 있다.

이상의 구성인 팽창 밸브(6)는 후방측 증발기(7)로부터 냉매 배관 접속 구멍(14)으로 복귀해 온 냉매의 압력 및 온도를 파워 엘리먼트가 감지하고, 냉매의 온도가 높거나 또는 압력이 낮은 경우에는 밸브 개방 방향으로 밸브 부재(17)를 압박하고, 반대로 온도가 낮거나 또는 압력이 높은 경우에는 밸브 폐쇄 방향으로 밸브 부재(17)를 이동시켜 밸브 개방도를 제어하도록 하고 있다.

콘덴서(2)로부터 공급된 냉매는 냉매 배관 접속 구멍(12)으로 들어가, 스트레이너(20)의 망(21)을 거쳐서 밸브 부재(17)가 있는 공간으로 유입한다. 이 때, 냉매에 포함되는 이물질이 제거된다. 이물질이 제거된 냉매는 상기와 같이 밸브 개방도가 제어된 밸브를 통과함으로써 교축 팽창되어 저온 및 저압의 냉매가 된다. 그 냉매는 냉매 배관 접속 구멍(13)으로부터 나와 후방측 증발기(7)에 공급되고, 여기서 후방측 자동차 내의 공기와 열교환되어 팽창 밸브(6)의 냉매 배관 접속 구멍(14)으로 복귀된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 블럭형 팽창 밸브에 있어서 밸브 부재를 둘러싸도록 통형 스트레이너를 고압의 액냉매가 도입되는 공간에 배치하는 구성으로 하였다. 이에 의해, 본체 형상을 실질적으로 변경하는 일 없이 스트레이너를 팽창 밸브에 내장할 수 있어, 스트레이너만의 비용 증가에서 멈출 수 있다.

배관에 스트레이너를 부착할 필요가 없으므로, 스트레이너를 부착하는 특수한 배관이 불필요해져 시스템의 비용을 저감시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 증발기를 나온 냉매의 온도 및 압력을 감지하는 파워 엘리먼트와 블럭형 본체에 밸브 부재를 갖는 밸브부를 구비한 블럭형 팽창 밸브에 있어서,

   상기 밸브 부재가 배치되어 있는 유체 통로에 상기 밸브 부재를 둘러싸도록 장착된 통형 스트레이너를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 스트레이너는 통형 망의 양개구 단부가 링형 프레임으로 보강되어 있는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
3. 제2항에 있어서, 상기 링형 프레임은 상기 망을 매설 상태로 보유 지지하는 길이 방향의 프레임과 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
4. 제2항에 있어서, 상기 링형 프레임은 고압의 냉매가 도입되는 배관 접속 구멍으로 연통하는 통로에 상기 망이 위치하도록 상기 밸브 부재가 배치되어 있는 유체 통로를 형성하는 상기 본체에 접촉 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.