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KR101208925B1 - 차량용 에어컨의 냉동사이클 - Google Patents

차량용 에어컨의 냉동사이클 Download PDF

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KR101208925B1
KR101208925B1 KR1020090119651A KR20090119651A KR101208925B1 KR 101208925 B1 KR101208925 B1 KR 101208925B1 KR 1020090119651 A KR1020090119651 A KR 1020090119651A KR 20090119651 A KR20090119651 A KR 20090119651A KR 101208925 B1 KR101208925 B1 KR 101208925B1
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KR
South Korea
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evaporator
refrigerant
air conditioner
refrigeration cycle
supply passage
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KR1020090119651A
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박태영
안용남
지용준
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한라공조주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 에어컨의 냉동사이클에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 단일 본체에 한 쌍의 조절수단이 구비되어 공급된 냉매를 각각 교축 가능한 팽창밸브를 이용함으로써 증발기의 제1증발부 및 제2증발부로 2가지 상태의 냉매를 동시에 공급할 수 있는 차량용 에어컨의 냉동사이클에 관한 것이다.
냉동사이클, 팽창밸브, 증발

Description

차량용 에어컨의 냉동사이클{Refrigerant cycle of air conditioner for vehicles}
본 발명은 차량용 에어컨의 냉동사이클에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 단일 본체에 한 쌍의 조절수단이 구비되어 공급된 냉매를 각각 교축 가능한 팽창밸브를 이용함으로써 증발기의 제1증발부 및 제2증발부로 2가지 상태의 냉매를 동시에 공급할 수 있는 차량용 에어컨의 냉동사이클에 관한 것이다.
차량용 공조장치는, 하절기나 동절기에 자동차 실내를 냉, 난방하거나 또는 우천 시나 동절기에 윈드 실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자가 전후방 시야를 확보할 수 있게 할 목적으로 설치되는 자동차의 내장품으로, 이러한 공조장치는, 통상, 난방시스템과 냉방시스템을 동시에 갖추고 있어서, 외기나 내기를 선택적으로 도입하여 그 공기를 가열 또는 냉각한 다음 자동차의 실내에 송풍함으로써 자동차 실내를 냉, 난방하거나 또는 환기한다.
이러한 공조장치의 일반적인 냉동사이클은 통상, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(Compressor)(1), 압축기(1)에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기(Condenser)(2), 응축기(2)에서 응축되어 액화된 냉매를 교 축하는 팽창수단(3), 그리고, 상기 팽창수단(3)에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내 측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 증발기(Evaporator)(4) 등이 냉매 파이프(5)로 연결되어 이루어지며, 다음과 같은 냉매 순환과정을 통하여 자동차 실내를 냉방한다.
더욱 상세하게, 종래의 냉동사이클을 설명한다.
상기 자동차 공조장치의 냉방스위치(미도시)가 온(On) 되면, 먼저 압축기(1)가 엔진의 동력으로 구동하면서 저온 저압의 기상 냉매를 흡입, 압축하여 고온 고압의 기체 상태로 응축기(2)로 송출하고, 응축기(2)는 그 기상 냉매를 외기와 열교환하여 고온 고압의 액체로 응축한다.
이어, 상기 응축기(2)에서 고온 고압의 상태로 송출되는 액상 냉매는 팽창수단(3)의 교축작용으로 급속히 팽창되어 저온 저압의 습포화 상태로 증발기(4)로 보내어지고, 증발기(4)는 그 냉매를 블로어(미도시)가 차량 실내로 송풍하는 공기와 열교환시킨다.
또한, 상기 증발기(4)로 유입된 냉매는 증발기(4) 순환과정에서 증발하여 저온 저압의 기체 상태로 배출되고 다시 압축기(1)에 흡입되어 상술한 바와 같은 냉동사이클을 재순환하게 된다.
이상의 냉매순환과정에 있어서, 차량 실내의 냉방은 상술한 바와 같이 블로어(미도시)가 송풍하는 공기가 상기 증발기(4)를 거치면서 증발기(4)내를 순환하는 액상 냉매의 증발 잠열로 냉각되어 차가워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이 루어진다.
이 때, 상기 응축기(2)와 팽창밸브(3)의 사이에는 기상과 액상의 냉매를 분리하는 리시버드라이어(미도시)가 설치되어 상기 팽창밸브(3)로 액상의 냉매만 공급될 수 있도록 하고 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 냉동사이클로는 냉방성능을 증대시키는 데에 한계가 있기 때문에 냉방성능 증대를 위한 개발이 시급한 실정이며, 아울러 압축기(1)의 부하로 인해 전체 시스템의 효율을 향상시키는 데에도 한계가 있었다.
특히, 전체 시스템의 냉방 효율을 높이기 위해서는 냉매의 유동 길이, 압력강하량, 및 냉매 유량 등이 복합적으로 영향을 끼치며, 더욱 상세하게 냉매 유속이 동일한 경우, 냉매 유로 길이를 짧게 하면서도 냉매측 압력강하량을 낮추고 냉매 유량을 높여 증발조건도를 높일 수 있도록 하는 방안이 요구되고 있다.
한편, 상기 팽창밸브의 일 예를 도 2에 도시하였다.
상기 도 2에 도시한 팽창밸브는 과열도 제어식 팽창밸브(TXV, Thermal Expansion Valve)로서, 고온고압의 액체 냉매를 저온저압으로 감압함과 아울러 냉매의 유량을 제어하고, 냉동사이클의 전체 압력 평형을 조절하게 된다.
상기 팽창밸브는 유입구(32), 상기 유입구(32)로부터 공급된 냉매를 교축하여 공급하는 공급유로(33), 및 증발기(4)로부터 배출된 냉매가 유입되어 배출되는 배출유로(34)가 형성된 본체(31); 파워 엘리먼트(35), 및 상기 파워 엘리먼트(35)로부터 연장되어 상기 공급유로(33)를 선택적으로 개폐하는 조절수단(36)을 포함하 여 형성된다.
그런데, 상기 팽창밸브는 하나의 공급유로가 형성된 구성으로서, 응축기를 통과하여 본체 내부로 유입된 냉매를 교축하여 증발기의 단일 증발 영역에만 공급할 수 있을 뿐, 본 출원인이 개발한 다중 증발 시스템, 즉 단일 증발기를 다중 증발 영역으로 구분한 시스템의 경우에는 복수개의 팽창밸브가 구비되어야 하므로 소형화를 방해하게 되며 그 구성이 복잡해지는 단점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 증발기가 제1증발부 및 제2증발부로 구성되고, 팽창밸브에 제1공급유로 및 제2공급유로가 형성됨으로써 2가지 상태의 냉매를 동시에 공급할 수 있는 차량용 에어컨의 냉동사이클을 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 제1증발부와 제2증발부로 구성된 증발기를 통해 냉매 유로 길이를 짧게 하고, 냉매의 압력강하량을 낮춤으로써 냉매 유량을 증대시키고, 증발조건을 향상시킬 수 있어 전체 시스템의 효율을 높일 수 있는 차량용 에어컨의 냉동사이클을 제공하는 것이다.
본 발명의 차량용 에어컨의 냉동사이클(1000)은 냉매를 흡입하여 압축시키는 압축기(100); 상기 압축기(100)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(200); 유입구(310), 상기 유입구(310)로부터 유입된 일부 냉매를 교축하여 공급하는 제1공급유로(320) 및 나머지 냉매를 교축하여 공급하는 제2공급유로(330), 증발기(400)로부터 배출된 냉매가 유입되어 배출되는 배출유로(340)가 형성된 본체(301)와, 상기 배출유로(340)에 인접하게 구비되어 냉매 온도에 따라 압축 또는 팽창되는 파워 엘리먼트(350)와, 상기 파워 엘리먼트(350)로부터 연장되어 각각 상기 제1공급유로(320) 및 제2공급유로(330)를 개폐하는 제1조절수단(360) 및 제2조절수단(370)을 포함하는 팽창밸브(300); 및 상기 팽창밸브(300)의 제1공급유로(320)를 통해 공급된 냉매를 증발시키는 제1증발부(410) 및 상기 팽창밸브(300)의 제2공급유로(330)를 통해 공급된 냉매를 증발시키는 제2증발부(420)로 구성된 증발기(400); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 팽창밸브(300)의 본체(301)는 상기 유입구(310)와 각각 연통되어 냉매가 분기되는 제1공간부(321) 및 제2공간부(331), 상기 제1공간부(321) 및 제2공간부(331)와 각각 제1연통홀(323) 및 제2연통홀(333)에 의해 연통되는 제1유출구(324) 및 제2유출구(334)가 형성되어 각각 상기 제1공급유로(320) 및 제2공급유로(330)를 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1조절수단(360)은 상기 파워 엘리먼트(350)로부터 상기 제1공간부(321) 영역까지 연장되어 냉매 온도에 따라 높이방향으로 이동되는 제1로드(361) 및 상기 제1로드(361) 단부에 형성되어 상기 제1연통홀(323)의 개도량을 조절하는 제1볼(362)로 구성되며, 상기 제2조절수단(370)은 상기 파워 엘리먼트(350)로부터 상기 제2공간부(331) 영역까지 연장되어 상기 파워 엘리먼트(350)의 압축 또는 팽창에 따라 높이방향으로 이동되는 제2로드(371) 및 상기 제2로드(371) 단부에 형성되어 상기 제2연통홀(333)의 개도량을 조절하는 제2볼(372)로 구성되는 것을 특징으로한다.
또한, 상기 팽창밸브(300)의 제1조절수단(360) 및 제2조절수단(370)은 각각 상기 제1공간부(321) 및 제2공간부(331)에 각각 상기 제1로드(361) 및 제2로드(371)의 제1볼(362) 및 제2볼(372)을 지지하는 측으로 탄성력이 작용하도록 구비 되는 제1탄성수단(381) 및 제2탄성수단(382); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 팽창밸브(300)의 본체(301)는 상기 유입구(310)가 상기 제1공간부(321) 및 제2공간부(331) 사이에 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 제1공간부(321) 및 제2공간부(331)는 각각 제1볼(362) 및 제2볼(372)의 위치를 안내하도록 각각 상기 제1연통홀(323) 및 제2연통홀(333) 측으로 경사진 제1안내부(322) 및 제2안내부(332)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 차량용 에어컨의 냉동사이클(1000)은 상기 증발기(400)와 압축기(100) 사이에 구비되어 상기 제1증발부(410) 및 제2증발부(420) 중 어느 하나에서 토출된 냉매의 유속을 이용하여 다른 하나에서 토출되는 냉매를 흡입한 후 승압하여 상기 압축기(100)로 공급하는 이젝터(600)(ejector)가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 파워 엘리먼트(350)는 배출유로(340) 내부의 냉매 온도에 반응하여 팽창 또는 수축되는 작동유체가 충진된 작동부(351)와, 상기 작동부(351)에 밀착되게 구비되는 다이어프램(352)을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 제1증발부(410) 및 제2증발부(420)는 단일 개의 블로워(미도시)에 의해 송풍되는 공기가 상기 제1증발부(410) 및 제2증발부(420)를 순차적으로 통과하며 냉각되도록, 상기 제1증발부(410) 및 제2증발부(420)를 통과하는 공기의 유동 방향으로 중첩되어 서로 밀착되어 병렬 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1증발부(410) 및 제2증발부(420)는 단일의 증발기(400)가 2개의 증발 영역으로 분리되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 차량용 에어컨의 냉동사이클은 증발기가 제1증발부 및 제2증발부로 구성되고, 팽창밸브에 제1공급유로 및 제2공급유로가 형성됨으로써 2가지 상태의 냉매를 동시에 공급할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 차량용 에어컨의 냉동사이클은 유입구가 제1공간부 및 제2공간부 사이에 형성되어 공급되는 냉매를 균일하게 분리하고, 제1조절수단 및 제2조절수단에 의해 공급량이 조절되어 증발기의 각 영역으로 원활하게 공급될 수 있으며, 상기 제1공간부 및 제2공간부에 각각 제1안내부 및 제2안내부가 형성되어 조절수단의 볼이 원활히 안착될 수 있어 공급유로를 용이하게 개폐할 수 있는 팽창밸브를 이용함으로써 증발기의 입구측 냉매 압력을 원활히 낮출 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명의 차량용 에어컨의 냉동사이클은 제1증발부와 제2증발부로 구성된 증발기를 통해 냉매 유로 길이를 짧게 하고, 냉매의 압력강하량을 낮춤으로써 냉매 유량을 증대시키고, 증발조건을 향상시킬 수 있어 전체 시스템의 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명의 차량용 에어컨의 냉동사이클(1000)을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클(1000)을 나타내는 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클(1000)을 나타내는 다른 구성도이며, 도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클(1000)의 팽창밸브(300)를 나타낸 사시도, 분해사시도, 단면사시도 및 부분 단면사시도이고, 도 9는 팽창밸브(300)의 본체(301) 단면도이며, 도 10은 팽창밸브(300)의 내부 작동을 설명한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클(1000)은, 압축기(100), 응축기(200), 팽창밸브(300), 및 증발기(400)를 냉매파이프(500)로 연결하여 구성되며, 내부 냉매는 상기 압축기(100), 응축기(200), 팽창밸브(300), 및 증발기(400)를 순차적으로 순환하게 된다.
먼저, 상기 압축기(100)(Compressor)는 동력공급원(엔진 또는 모터 등)으로부터 동력을 전달받아 구동하면서 상기 증발기(400)로부터 토출된 기상 냉매를 흡입, 압축하여 고온 고압의 기체 상태로 압축한다.
상기 응축기(200)(Condenser)는 상기 압축기(100)에서 토출된 고온 고압의 기상 냉매를 외기와 열교환하여 고온 고압의 액체로 응축한다.
상기 팽창밸브(300)(Expansion Valve)는 상기 응축기(200)에서 토출된 고온 고압의 액체 냉매를 팽창하여 저온 저압의 습포화 상태로 교축하는 수단으로서, 제1공급유로(320) 및 제2공급유로(330)가 형성되는 본체(301), 파워 엘리먼트(350), 제1조절수단(360) 및 제2조절수단(370)을 포함하여 형성된다.
한편, 상기 응축기(200)와 팽창밸브(300)의 사이에는 기상과 액상의 냉매를 분리하는 리시버드라이어(미도시)가 설치되어 상기 팽창밸브(300)로 액상의 냉매만 공급될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 증발기(400)는 상기 팽창밸브(300)에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내 측으로 송풍되는 공기와 열교환시켜 증발시킴으로써 차량 실내에 토출되는 공기를 냉각한다.
이 때, 상기 증발기(400)는 상기 팽창밸브(300)의 제1공급유로(320)를 통해 공급된 냉매를 증발시키는 제1증발부(410) 및 상기 팽창밸브(300)의 제2공급유로(330)를 통해 공급된 냉매를 증발시키는 제2증발부(420)로 구성된다.
상기 제1증발부(410) 및 제2증발부(420)는 단일 블로워(미도시)에 의해 송풍되는 공기가 상기 제1증발부(410) 및 제2증발부(420)를 순차적으로 통과하여 냉각되도록, 공기의 유동 방향으로 중첩되어 병렬 배치된다.
상기 도 3에 도시한 증발기(400)는 단일의 증발기(400)가 2개의 증발 영역으로 분리되어 제1증발부(410) 및 제2증발부(420)로 분리하여 구성한 예를 도시한 것이다.
상기 제1증발부(410) 및 제2증발부(420)는 개별적으로 상기 팽창밸브(300)의 제1공급유로(320) 및 제2공급유로(330)로부터 공급된 냉매가 유동되는 공간으로서, 병렬 배치된다.
상기의 각 구성은 냉매파이프(500)를 통해 연결되며, 상기 제1공급유로(320) 와 제1증발부(410)를 연결하는 냉매파이프(500)와, 상기 제2공급유로(330)와 제2증발부(420)를 연결하는 냉매파이프(500)가 배치된다.
이를 통해, 본 발명의 차량용 에어컨의 냉동사이클(1000)은 상기 증발기(400)가 제1증발부(410) 및 제2증발부(420)로 형성됨으로써 증발기(400) 내부의 냉매 유로를 짧게 형성하고, 냉매의 압력강하량을 낮추어 냉매의 유량을 증대할 수 있으며, 냉매 밀도를 낮추어 증발량을 높임으로써 전체 냉방 효율을 향상할 수 있는 장점이 있다.
더불어, 본 발명의 차량용 에어컨의 냉동사이클(1000)은 도 4에 도시한 바와 같이 이젝터(600)(ejector)가 더 구비될 수 있다.
상기 이젝터(600)는 상기 증발기(400)와 압축기(100) 사이에 구비되어 상기 제1증발부(410) 및 제2증발부(420) 중 어느 하나에서 토출된 냉매의 유속을 이용하여 다른 하나에서 토출되는 냉매를 흡입한 후 승압하여 상기 압축기(100)로 공급하는 구성으로서, 상기 증발기(400)의 제1증발부(410) 및 제2증발부(420)를 각각 통과한 냉매는 상기 이젝터(600)를 통해 혼합된 후, 상기 압축기(100)로 공급된다.
상기 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 차량용 에어컨의 냉동사이클(1000)은 상기 증발기(400)가 상기 제1증발부(410) 및 제2증발부(420)로 구성된다 하더라도, 상기 이젝터(600)가 형성됨으로써 상기 제1증발부(410) 및 제2증발부(420)를 각각 통과한 냉매를 용이하게 혼합할 수 있는 장점이 있다.
이 때, 상기 제1증발부(410) 및 제2증발부(420)를 통과하여 상기 이젝터(600)를 통해 혼합된 냉매는 상기 팽창밸브(300)의 배출유로(340)를 통과한 후, 상기 압축기(100)로 공급된다.
이를 통해, 본 발명의 차량용 에어컨의 냉동사이클(1000)은 각각의 증발부(410, 420)를 통과한 냉매가 상기 이젝터(600)에 의해 혼합되어 상기 배출유로(340)를 통과하게 되므로 상기 증발기(400)로 공급되는 냉매의 양을 적절하게 조절할 수 있는 장점이 있다.
상기 배출유로(340) 및 이를 포함하는 팽창밸브(300)의 구체적인 구성은 아래에서 다시 설명한다.
한편, 상기 팽창밸브(300)의 본체(301)는 상기 팽창밸브(300)를 형성하는 기본 몸체로서, 상기 응축기(200)로부터 토출된 냉매가 내부로 유입되는 유입구(310), 상기 유입구(310)로부터 일부 냉매를 교축하여 공급하는 제1공급유로(320), 나머지 냉매를 교축하여 공급하는 제2공급유로(330), 및 증발기(400)로부터 배출된 냉매가 유입되어 배출되는 배출유로(340)가 형성된다.
상기 제1공급유로(320) 및 제2공급유로(330)는 각각 상기 유입구(310)를 통해 공급된 냉매가 분기되어 교축된 후, 각각 증발기(400)의 영역으로 공급되는 부분으로서, 상기 제1공급유로(320)는 유입구(310)와 연통되며 일정 공간을 갖도록 형성되는 제1공간부(321), 상기 제1공간부(321)와 제1연통홀(323)에 의해 연통되어 냉매가 증발기(400)로 공급되는 제1유출구(324)를 포함하여 형성된다.
또한, 상기 제2공급유로(330)는 유입구(310)와 연통되며 일정 공간을 갖도록 형성되는 제2공간부(331), 상기 제2공간부(331)와 제2연통홀(333)에 의해 연통되어 냉매가 증발기(400)로 공급되는 제2유출구(334)를 포함하여 형성된다.
즉, 상기 제1공급유로(320)와 제2공급유로(330)는 좌ㆍ우측에서 서로 대응되는 형태로 형성되며, 각각 유입구(310)를 통해 공급된 냉매가 분기되어 각각 증발기(400)의 제1증발부(410) 및 제2증발부(420) 영역으로 공급된다.
이 때, 상기 본체(301)는 상기 유입구(310)가 상기 제1공간부(321) 및 제2공간부(331) 사이에 형성되어 일측 공간으로 냉매가 편중되지 않고 원활히 분기되어 유동될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 파워 엘리먼트(350)는 상기 배출유로(340)에 인접하게 구비되어 냉매 온도에 따라 압축 또는 팽창되는 수단으로서, 제1조절수단(360) 및 제2조절수단(370)이 상기 파워 엘리먼트(350)의 압축 팽창에 따라 상기 제1공급유로(320) 및 제2공급유로(330)의 개폐를 조절한다.
더욱 상세하게, 상기 파워 엘리먼트(350)는 배출유로(340) 내부의 냉매 온도에 반응하여 팽창 또는 수축되는 작동유체가 충진된 작동부(351)와, 상기 작동부(351)에 밀착되게 구비되는 다이어프램(352)을 포함하여 형성된다.
상기 제1조절수단(360) 및 제2조절수단(370)은 상기 파워 엘리먼트(350)로부터 연장되어 각각 상기 본체(301)의 높이방향으로 구비되며, 상기 제1조절수단(360)은 제1공급유로(320)를 상기 제2조절수단(370)은 제2공급유로(330)를 개폐한다.
이 때, 상기 제1조절수단(360)은 상기 파워 엘리먼트(350)로부터 상기 제1공간부(321) 영역까지 연장되어 냉매 온도에 따라 높이방향으로 이동되는 제1로 드(361) 및 상기 제1로드(361) 단부에 형성되어 상기 제1연통홀(323)의 개도량을 조절하는 제1볼(362)로 구성된다.
또한, 상기 제2조절수단(370)은 상기 파워 엘리먼트(350)로부터 상기 제2공간부(331) 영역까지 연장되어 냉매 온도에 따라 높이방향으로 이동되는 제2로드(371) 및 상기 제2로드(371) 단부에 형성되어 상기 제2연통홀(333)의 개도량을 조절하는 제2볼(372)로 구성된다.
즉, 상기 제1조절수단(360)과 제2조절수단(370)은 동일한 구성으로 형성되되, 각각 상기 제1공급유로(320)와 제2공급유로(330)를 개폐하는 수단이다.
상기 제1조절수단(360) 및 제2조절수단(370)은 상기 제1공간부(321) 및 제2공간부(331)에 각각 상기 제1로드(361)의 제1볼(362) 및 상기 제2로드(371)의 제2볼(372)을 지지하는 측으로 탄성력이 작용하도록 각각 제1탄성수단(381) 및 제2탄성수단(382)이 구비된다.
상기 도 10 (a)에 도시한 바와 같이, 상기 팽창밸브(300)는 상기 배출유로(340)를 통과하는 냉매의 온도가 낮은 경우에 상기 파워 엘리먼트(350)가 수축되며, 상기 제1조절수단(360)은 상기 제1연통홀(323)을 폐쇄하여 제1공급유로(320)를 차단하고, 상기 제2조절수단(370)은 상기 제2연통홀(333)을 폐쇄하여 제2공급유로(330)를 폐쇄함으로써 증발기(400)로 냉매가 공급되지 않는다.
이와 반대로, 상기 도 10 (b)에 도시한 바와 같이, 상기 팽창밸브(300)는 상기 배출유로(340)를 통과하는 냉매의 온도가 높은 경우에 상기 파워 엘리먼트(350)가 팽창되며, 상기 제1조절수단(360) 및 제2조절수단(370)은 상기 탄성수단(381, 382)의 탄성력이 작용되는 반대방향으로 이동되어 각각 상기 제1연통홀(323) 및 제2연통홀(333)을 개방함으로써 증발기(400)로 냉매를 공급한다.
이 때, 상기 팽창밸브(300)는 배출유로(340) 내부를 유동하는 증발기(400)를 통과한 냉매의 온도에 따라 상기 파워 엘리먼트(350)의 수축/팽창 정도는 조절되므로 상기 제1조절수단(360) 및 제2조절수단(370)은 상기 증발기(400)의 제1증발부(410) 및 제2증발부(420)로 공급되는 냉매의 양을 조절하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클(1000)은 상기 제1공간부(321) 및 제2공간부(331)에 각각 상기 제1볼(362) 및 제2볼(372)의 위치를 안내하도록 각각 상기 제1연통홀(323) 및 제2연통홀(333) 측으로 경사진 제1안내부(322) 및 제2안내부(332)가 형성된다.
상기 제1안내부(322) 및 제2안내부(332)는 상기 제1볼(362) 및 제2볼(372)이 안착되는 공간으로써 상기 제1볼(362) 및 제2볼(372)에 의해 제1공급유로(320) 및 제2공급유로(330)가 확실히 밀폐되도록 하고, 상기 제1조절수단(360) 및 제2조절수단(370)이 상기 탄성수단의 탄성력 반대방향으로 이동에 의해 유동되는(증발기(400)로 공급되는) 냉매의 흐름을 원활히 하는 장점이 있다.
다시 한 번, 냉매의 흐름을 설명하면, 상기 응축기(200)를 통과한 냉매는 상기 유입부(310)를 통해 팽창밸브(300)의 본체(301) 내부로 유입되고, 상기 제1공간부(321) 및 제2공간부(331)로 각각 분기된다.
상기 제1공간부(321)로 이동된 냉매는 상기 제1조절수단(360)이 제1탄성수단(381)의 탄성력에 반대하는 방향으로 이동될 경우에, 상기 제1연통홀(323) 및 제 1유출구(324)를 통해 증발기(400)의 제1증발부(410)로 이동된다.
또한, 상기 제2공간부(331)로 이동된 냉매는 상기 제2조절수단(370)이 제2탄성수단(382)의 탄성력에 반대하는 방향으로 이동될 경우에, 상기 제2연통홀(333) 및 제2유출구(334)를 통해 증발기(400)의 제2증발부(420)로 이동된다.
이 때, 상기 제1증발부(410) 및 제2증발부(420)를 통과한 냉매는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 먼저 혼합된 후, 상기 팽창밸브(300)의 배출유로(340)를 통과하도록 할 수 있다.
본 발명의 차량용 에어컨의 냉동사이클(1000)은 증발기(400)의 토출온도를 이용하여 증발기(400)의 제1증발부(410) 및 제2증발부(420)로 공급되는 냉매의 양이 조절하여 냉매의 압력강하량을 조절할 수 있다
아울러, 본 발명의 차량용 에어컨의 냉동사이클(1000)은 제1증발부(410)와 제2증발부(420)로 구성된 증발기(400)와 팽창밸브(300)를 이용함으로써 하나의 팽창밸브(300)를 이용하여 제1증발부(410) 및 제2증발부(420) 영역에 각각 냉매를 교축하여 공급할 수 있으며, 냉매 유로 길이를 짧게 하고, 냉매의 압력강하량을 낮춤으로써 냉매 유량을 증대하고, 증발조건을 향상할 수 있어 전체 시스템의 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
도 1은 일반적인 차량용 에어컨의 냉동사이클을 나타내는 구성도,
도 2는 일반적인 팽창밸브를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클을 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클을 나타내는 다른 구성도.
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클의 팽창밸브를 나타낸 사시도, 분해사시도, 단면사시도 및 부분 단면사시도.
도 9는 팽창밸브의 본체 단면도.
도 10은 팽창밸브의 내부 작동을 설명한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>
1000 : 차량용 에어컨의 냉동사이클
100 : 압축기
200 : 응축기
300 : 팽창밸브
301 : 본체 310 : 유입구
320 : 제1공급유로 321 : 제1공간부
322 : 제1안내부 323 : 제1연통홀
324 : 제1유출구
330 : 제2공급유로 331 : 제2공간부
332 : 제2안내부 333 : 제2연통홀
334 : 제2유출구
340 : 배출유로
350 : 파워 엘리먼트 351 : 작동부
352 : 다이어프램
360 : 제1조절수단 361 : 제1로드
362 : 제1볼
370 : 제2조절수단 371 : 제2로드
372 : 제2볼
381 : 제1탄성수단
382 : 제2탄성수단
400 : 증발기
410 : 제1증발부 420 : 제2증발부
500 : 냉매파이프
600 : 이젝터

Claims (10)

  1. 냉매를 흡입하여 압축시키는 압축기(100);
    상기 압축기(100)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(200);
    유입구(310), 상기 유입구(310)로부터 유입된 일부 냉매를 교축하여 공급하는 제1공급유로(320) 및 나머지 냉매를 교축하여 공급하는 제2공급유로(330), 증발기(400)로부터 배출된 냉매가 유입되어 배출되는 배출유로(340)가 형성된 본체(301)와, 상기 배출유로(340)에 인접하게 구비되어 냉매 온도에 따라 압축 또는 팽창되는 파워 엘리먼트(350)와, 상기 파워 엘리먼트(350)로부터 연장되어 각각 상기 제1공급유로(320) 및 제2공급유로(330)를 개폐하는 제1조절수단(360) 및 제2조절수단(370)을 포함하는 팽창밸브(300); 및
    상기 팽창밸브(300)의 제1공급유로(320)를 통해 공급된 냉매를 증발시키는 제1증발부(410) 및 상기 팽창밸브(300)의 제2공급유로(330)를 통해 공급된 냉매를 증발시키는 제2증발부(420)로 구성된 증발기(400);
    를 포함하며,
    상기 팽창밸브(300)의 본체(301)는 상기 유입구(310)와 각각 연통되어 냉매가 분기되는 제1공간부(321) 및 제2공간부(331), 상기 제1공간부(321) 및 제2공간부(331)와 각각 제1연통홀(323) 및 제2연통홀(333)에 의해 연통되는 제1유출구(324) 및 제2유출구(334)가 형성되며,
    상기 제1공간부(321), 제1연통홀(323), 및 제1유출구(324)를 통해 상기 제1공급유로(320)가 형성되고, 상기 제2공간부(331), 제2연통홀(333), 및 제2유출구(334)를 통해 제2공급유로(330)가 형성되며,
    상기 제1공급유로(320) 및 제2공급유로(330)가 상기 유입구(310)를 중심으로 서로 대칭되게 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동사이클.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1조절수단(360)은 상기 파워 엘리먼트(350)로부터 상기 제1공간부(321) 영역까지 연장되어 냉매 온도에 따라 높이방향으로 이동되는 제1로드(361) 및 상기 제1로드(361) 단부에 형성되어 상기 제1연통홀(323)의 개도량을 조절하는 제1볼(362)로 구성되며,
    상기 제2조절수단(370)은 상기 파워 엘리먼트(350)로부터 상기 제2공간부(331) 영역까지 연장되어 상기 파워 엘리먼트(350)의 압축 또는 팽창에 따라 높이방향으로 이동되는 제2로드(371) 및 상기 제2로드(371) 단부에 형성되어 상기 제2연통홀(333)의 개도량을 조절하는 제2볼(372)로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동사이클.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 팽창밸브(300)의 제1조절수단(360) 및 제2조절수단(370)은 각각 상기 제1공간부(321) 및 제2공간부(331)에 각각 상기 제1로드(361) 및 제2로드(371)의 제1볼(362) 및 제2볼(372)을 지지하는 측으로 탄성력이 작용하도록 구비되는 제1탄성수단(381) 및 제2탄성수단(382); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동사이클.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1공간부(321) 및 제2공간부(331)는 각각 제1볼(362) 및 제2볼(372)의 위치를 안내하도록 각각 상기 제1연통홀(323) 및 제2연통홀(333) 측으로 경사진 제1안내부(322) 및 제2안내부(332)가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동사이클.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 파워 엘리먼트(350)는 배출유로(340) 내부의 냉매 온도에 반응하여 팽창 또는 수축되는 작동유체가 충진된 작동부(351)와, 상기 작동부(351)에 밀착되게 구비되는 다이어프램(352)을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동사이클.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 차량용 에어컨의 냉동사이클(1000)은 상기 증발기(400)와 압축기(100) 사이에 구비되어 상기 제1증발부(410) 및 제2증발부(420) 중 어느 하나에서 토출된 냉매의 유속을 이용하여 다른 하나에서 토출되는 냉매를 흡입한 후 승압하여 상기 압축기(100)로 공급하는 이젝터(600)(ejector)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동사이클.
  9. 제1항, 제3항, 제4항, 제6항 내지 제8항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1증발부(410) 및 제2증발부(420)는 단일 개의 블로워(미도시)에 의해 송풍되는 공기가 상기 제1증발부(410) 및 제2증발부(420)를 순차적으로 통과하며 냉각되도록, 상기 제1증발부(410) 및 제2증발부(420)를 통과하는 공기의 유동 방향으로 중첩되어 서로 밀착되어 병렬 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동사이클.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1증발부(410) 및 제2증발부(420)는 단일의 증발기(400)가 2개의 증발 영역으로 분리되어 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동사이클.
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