車輛空調系統的膨脹閥及包括該膨脹閥的車輛空調系統的制作方法

本申請要求于2015年8月28日向韓國知識產權局提交的韓國專利申請第10-2015-0121847號的優先權，其全部內容通過引證結合于此。

技術領域

本發明涉及一種用于車輛的空調系統的膨脹閥，更具體地，涉及一種可安裝在在空調系統中的膨脹閥，安裝至車輛的外部變量壓縮機應用于該膨脹閥。

背景技術：

車輛的空調單元是控制車輛內部的溫度和濕度的裝置，并且包括用于加熱的加熱器以及用于冷卻的空調。加熱器從車輛發動機冷卻劑接收熱量，并且增加車輛內部的溫度。

同時，空調使熱量交換介質例如通過冷凝器、膨脹閥、蒸發器、以及壓縮機的流體而循環，并且使用流體的蒸發潛熱(evaporation latent heat)從內部空氣吸收熱量，從而降低車輛的內部溫度。本文中，膨脹閥根據從蒸發器排出的流體溫度來控制從冷凝器流入蒸發器的流體量。

現有的膨脹閥通常包括隔板。隔板根據溫度改變壓力，并且比其他部件更昂貴。此外，現有的膨脹閥形成為基于內部壓力、蒸發器出口處的壓力、以及彈簧的彈性力來操作。因此，在現有膨脹閥的設計中，必須考慮 到這三個控制變量。此外，由于控制變量與外部變量壓縮機的控制閥的差異，所以在控制閥之間可能出現擺動。

在此背景技術部分中公開的以上信息僅用于增強對本發明的背景技術的理解，因此，其可能包含并不構成本國本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。

技術實現要素：

本發明提供了一種車輛的空調系統的膨脹閥，可降低制造成本的外部變量壓縮機施加至該膨脹閥。

此外，本發明的示例性實施方式提供了用于車輛的空調系統的膨脹閥，其可改善操作可靠性。

根據本發明的示例性實施方式，車輛空調系統的膨脹閥包括：本體構件，在該本體構件中形成有彼此分開的第一路徑和第二路徑；移動構件，該移動構件結合為能在本體構件的預定方向上移動，移動構件的一端暴露于第一路徑并且接收第一路徑的壓力，并且移動構件的另一端打開/關閉第二路徑；以及彈性構件，該彈性構件設置成在第一路徑的方向上彈性地支撐移動構件，其中，當移動構件由于第一路徑的內部壓力與彈性構件的彈性力之間的差異而上升或下降時，第二路徑被關閉或打開。

在第二路徑上形成有孔單元，本體構件可包括與第一路徑連通的氣缸單元，并且移動構件可包括：活塞單元，該活塞單元容納在氣缸單元中；開口單元，該開口單元的直徑大于孔單元的內徑，以打開/關閉孔單元；以及連接單元，該連接單元連接活塞單元和開口單元。

車輛空調系統的膨脹閥還可包括附著構件，該附著構件設置在開口單元與彈性構件之間。

在本體構件的下部可形成有穿透孔，并且膨脹閥可包括彈性控制構件，該彈性控制構件支撐彈性構件并且螺紋結合至穿透孔以根據結合位置來控制彈性構件的彈性。

移動構件還可包括圍繞活塞單元的第一密封構件。

移動構件還可包括圍繞連接單元的第二密封構件。

根據本發明的示例性實施方式，車輛空調系統包括：蒸發器，該蒸發器蒸發冷卻氣；壓縮機，該壓縮機將在蒸發器中蒸發的冷卻氣壓縮為氣態；冷凝器，該冷凝器連接至壓縮機，并且該冷凝器通過冷卻該冷卻氣將該冷卻氣冷凝為液態；貯藏容器，該貯藏容器連接至冷凝器，并且該貯藏容器存儲冷卻氣；以及膨脹閥，該膨脹閥連接貯藏容器和蒸發器，并連接蒸發器和壓縮機，且將存儲在貯藏容器中的冷卻氣轉換成噴霧形態，其中，車輛空調系統包括：本體構件，在該本體構件中形成有使蒸發器和壓縮機連通的第一路徑以及使貯藏容器和蒸發器連通的第二路徑；移動構件，該移動構件結合為能在本體構件中在一預定方向上移動，移動構件的一端暴露于外部并且接收第一路徑的壓力，并且移動構件的另一端打開/關閉第二路徑；以及彈性構件，該彈性構件設置為在第一路徑的方向上彈性地支撐移動構件，并且當移動構件由于第一路徑的內部壓力與彈性構件的彈性力之間的差異而上升或下降時，第二路徑被關閉或打開。

在第二路徑上可形成有孔單元，本體構件可包括與第一路徑連通的氣缸單元，并且移動構件可包括：活塞單元，該活塞單元容納在氣缸單元中；開口單元，該開口單元的直徑大于孔單元的內徑，以打開/關閉孔單元；以及連接單元，該連接單元連接活塞單元和開口單元。

車輛空調系統還可包括附著構件，該附著構件設置在開口單元與彈性構件之間。

在本體構件的下部可形成有穿透孔，并且膨脹閥可包括彈性控制構件，該彈性控制構件支撐彈性構件并且螺紋結合至穿透孔以根據結合位置控制彈性構件的彈性。

移動構件還可包括圍繞活塞單元的第一密封構件。

移動構件還可包括圍繞連接單元的第二密封構件。

不同于現有的膨脹閥，因為根據本發明的示例性實施方式的車輛空調系統的膨脹閥不包括隔板，所以可以節約多達隔板成本的生產成本。

此外，可僅考慮施加至活塞單元的上表面的力F以及彈性構件的彈性力S來設計根據本發明的示例性實施方式的車輛空調系統的膨脹閥。因此，可僅通過壓力(力)的變量來控制空調系統的冷卻劑流動量，使得閥的壓力的變量以及外部變量壓縮機的流動量控制閥的控制變量可一致，由此防止系統擺動。

附圖說明

圖1是根據本發明的示例性實施方式的車輛的空調系統的立體圖。

圖2是圖1中的沿著線II-II截取的截面圖。

圖3示出了空調系統的膨脹閥的內部。

圖4是空調系統的膨脹閥的操作機構的示意圖。

圖5是描繪移動構件下降并且因此打開第二路徑的孔部分的狀態的示意圖。

具體實施方式

在下文中，將參考附圖更充分地描述本發明，在附圖中示出了本發明的示例性實施方式。如本領域技術人員將意識到的，在不完全背離本發明的精神或范圍的情況下，所描述的實施方式可以以各種不同的方式進行修改。

附圖和說明書實質上被視為說明性的而非限制性的。在整個說明書中，相同的參考標號表示相同的元件。

此外，在示例性實施方式中，因為相同的參考標號表示具有相同配置的相同元件，所以代表性地描述了第一示例性實施方式，并且在其他示例性實施方式中，將僅描述不同于第一示例性實施方式的配置。

應理解的是，如在本文中使用的術語“車輛(vehicle)”或“車輛的(vehicular)”或其他相似術語包含廣義的電動車輛，諸如客車(包括運動型多用途車輛(SUV)、公共汽車、卡車、各種商業車輛)、水運工具(包括各種船只和船舶)、航空器等；并且包括混合動力汽車、電動車輛、插電式混合電動車輛、氫動力車輛、以及其他替代燃料車輛(例如，從除石油以外的資源獲得的燃料)。如本文提到的，混合動力車輛是具有兩種或更多種動力源的車輛，例如汽油動力和電動力的車輛。.

本文所使用的術語僅用于描述特定實施方式的目的，而并非旨在限制本發明。除非上下文另有明確說明，否則如本文使用的單數形式“一個(a)”、“一個(an)”和“這個(the)”旨在也包括復數形式。將進一步理解，當在本說明書中使用時，術語“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”表示存在所列出的特征、整體、步驟、操作、構件和/或部件，但并不排除存在或增加一個或多個其他特征、整體、步驟、操作、構件、部件和/或其組合。如本文使用的，術語“和/或”包括一個或多個相關的所列出的項目的任何組合和所有組合。在整個本說明書中，除非明確描述為相反，否則詞語“包括(comprise)”以及諸如“包括(comprises)”或者“包括(comprising)”的變形應被理解為暗示包括所列出的元件，但并不排除任何其他的元件。 此外，在說明書中描述的術語“單元”、“…器(-er)”、“…件(-or)”以及“模塊”是指用于處理至少一個功能和操作的單元，并且可通過硬件組件或軟件組件及其組合來實施。

此外，本發明的控制邏輯可體現為計算機可讀介質上的非易失性計算機可讀介質，該計算機可讀介質包括由處理器、控制器等執行的可執行程序指令。計算機可讀介質的示例包括但不限于ROM、RAM、光盤(CD)-ROM、磁帶、軟盤、閃存、智能卡、以及光學數據存儲設備。計算機可讀介質也可分布在網絡耦接式計算機系統中，使得計算機可讀介質以分布方式(例如通過遠程信息處理服務器或控制器局域網絡(CAN))而被存儲和執行。

圖1是根據本發明的示例性實施方式的車輛空調系統的膨脹閥的立體圖，圖2是圖1中的沿著線II-II截取的截面圖，以及圖3示出了車輛空調系統的膨脹閥的內部。

參考圖1至圖3，根據本發明的示例性實施方式的車輛空調系統的膨脹閥100包括：本體構件110、移動構件120以及彈性構件130。

移動構件120和彈性構件130設置在本體構件110中。

彼此分開的第一路徑F1和第二路徑F2形成在本體構件110中。第二路徑F2可從第一路徑F1向下布置。第一入口A1和第二出口B1可形成在第一路徑F1中。第二入口A2和第二出口B2可形成在第二路徑F2中。

移動構件120被設置為能在本體構件110內的預定方向上移動。例如，移動構件120能在本體構件110中豎直地移動。

移動構件120的一端暴露于第一路徑F1，并且接收通過第一路徑F1流動的流體的壓力。移動構件120的另一端被設置為打開/關閉第二路徑F2。

彈性構件130被設置為彈性地支撐移動構件120的下側。彈性構件130可以例如為壓縮線圈彈簧。

在車輛空調系統的膨脹閥100中形成有根據本發明的示例性實施方式的這種結構，移動構件120由于第一路徑F1的內部壓力與彈性構件130的彈性力之間的差異而上升或下降，這樣使得第二路徑F2被關閉或打開。

在下文中，將描述根據本發明的示例性實施方式的車輛空調系統的膨脹閥的詳細結構。

孔單元F3可形成在第二路徑F2的一部分中。第二路徑F2的形狀可彎曲至少一次。孔單元F3可形成在第二路徑F2的至少一個彎曲部分中。孔單元F3可小于第二路徑F2的內徑。

這種孔單元F3可根據移動構件120的移動而打開或關閉。當孔單元F3打開或關閉時，可控制通過第二路徑F2的流體的移動。

本體構件110可包括氣缸單元111。氣缸單元111與第一路徑F1連通，并且可形成為垂直于第一路徑F1。氣缸單元111可與第二路徑F2連通。

本體構件110還包括止動構件160，并且加工孔(process hole)113可進一步形成在本體構件110中。加工孔113可形成在本體構件110上方。

加工孔113可與第一路徑F1連通。加工孔113可以是用于工具進入的空間，以用于在本體構件110中形成氣缸單元111。

止動構件160可關閉和密封該加工孔113。在加工氣缸單元111之后，止動構件160可結合至加工孔113。止動構件160防止流過第一路徑F1的流體泄漏至外部。

移動構件120可包括活塞單元121、開口單元122以及連接單元123。

活塞單元121容納在氣缸單元111中。活塞單元121可沿著氣缸單元111豎直往復可移動。流過第一路徑F1的流體的壓力可施加至活塞單元121的上表面。

開口單元122形成的直徑大于孔單元F3的內徑，以打開/關閉孔單元F3。例如，開口單元122可具有球形形狀。球形開口單元122的直徑可大于孔單元F3的內徑，這樣使得開口單元122可穩定地打開/關閉孔單元F3。

連接單元123連接活塞單元121和開口單元122。例如，連接單元123可具有柱形形狀。連接單元123的一端可固定至活塞單元121，并且另一端(即，其他端或相對端)可固定至開口單元122。連接單元123、活塞單元121以及開口單元122可一體形成或分開形成。

根據本發明的示例性實施方式的車輛空調系統的膨脹閥100還可包括附著構件140。

附著構件140設置在開口單元122與彈性構件130之間。例如，附著構件140的形狀可具有附著構件140的下側能結合至彈性構件130的上側的形狀。此外，附著構件140的上側的形狀可從上方到下方凹進，使得開口單元122的一部分能夠容納在附著構件140中。附著構件140使得彈性構件130的彈性力能夠穩定傳輸至移動構件120。

穿透孔112可形成在本體構件110中。穿透孔112形成在本體構件110的下部中。

車輛空調系統的膨脹閥100還可包括彈性控制構件150。該彈性控制構件150螺紋結合至穿透孔112。彈性構件130通過彈性控制構件150的旋轉而膨脹或壓縮。

例如，當彈性控制構件150旋轉并且因此向上移動時，彈性構件130可在長度方向上被壓縮。相反地，彈性控制構件150向相反方向旋轉并且因此向下移動時，彈性構件130可沿著長度方向擴展。

在根據本發明的示例性實施方式的車輛空調系統的膨脹閥100中，由于移動通過第一路徑F1的流體的壓力施加至活塞單元121的上表面時產生力和彈性構件130的彈性力的合力的差異，所以孔單元F3可被打開和關閉。

同時，在用于制造車輛空調系統的膨脹閥100的過程中，彈性構件130可被適當地調節，使得通過施加至活塞單元121的力來壓縮彈性構件130。

如上所述，彈性構件130的彈性力可通過彈性控制構件150輕易改變。因此，盡管不能夠準確地調節彈性構件130，但可通過彈性控制構件150控制彈性構件130的彈性力。

此外，當未適當地執行彈性構件130的調節并且因此不能夠使用彈性構件130時，可通過將彈性控制構件150與本體構件110分開而迅速使用另一彈性構件130替換該彈性構件130。也就是說，彈性控制構件150能夠簡單地更換彈性構件130。

同時，移動構件120還可包括第一密封構件124。

第一密封構件124部分地圍繞活塞單元121。第一密封構件124使活塞單元121與氣缸單元111之間密封，以防止沿著第一路徑F1移動的流體流入第二路徑F2。

移動構件120還可包括第二密封構件125。

第二密封構件125部分地圍繞連接單元123。第二密封構件125使連接單元123所在的空間與連接單元123之間密封，以防止沿著第二路徑F2移動的流體流入第一路徑F1。

因為第一路徑F1和第二路徑F2由第一密封構件124和第二密封構件125穩定地關閉，所以可防止根據本發明的示例性實施方式的車輛空調系統的膨脹閥100發生故障。

在下文中，將描述形成有以上結構的車輛空調系統的膨脹閥100的操作過程。

首先，車輛空調系統包括蒸發器10、壓縮機20、冷凝器30、貯藏容器40以及膨脹閥100。

蒸發器10蒸發冷卻氣。通過蒸發器10中的熱量吸收反應蒸發的冷卻氣移動至壓縮機20。

壓縮機20將蒸發器10中蒸發的冷卻氣壓縮為氣態。也就是說，冷卻氣被壓縮成高溫高壓的氣態并且移動至冷凝器30。

冷凝器30連接至壓縮機20以通過冷卻該冷卻氣將該冷卻氣冷凝為液態。也就是說，當高溫高壓的冷卻氣被強制冷卻時，出現形態變化，并且因此高溫高壓的冷卻氣改變為高壓液體冷卻氣并且移動至貯藏容器40。

貯藏容器40與冷凝器30連接，并且因此冷卻氣被存儲在貯藏容器40中。

膨脹閥100使貯藏容器40和蒸發器10彼此連通，并且蒸發器10和壓縮機20彼此連通。膨脹閥100將存儲在貯藏容器40中的冷卻氣轉換為噴霧形態。膨脹閥100通過執行節流來降低壓力，以用于使貯藏容器40 中的高壓冷卻氣易于蒸發，并且因此冷卻氣轉換為噴霧形態。噴霧形態的冷卻氣移動至蒸發器10，然后通過吸熱效應產生冷卻效果。

圖4用于描述車輛空調系統的膨脹閥的操作機構。

如圖4所示，兩個力被施加至根據本發明的示例性實施方式的車輛空調系統的膨脹閥100的操作。這兩個力包括來自彈性構件130的彈性力S，以及通過第一路徑F1的內部壓力施加至活塞單元121的上表面的力F。

圖5示出了移動構件下降并且因此打開第二路徑的孔單元的狀態。

參考圖5，設置在空調系統中的蒸發器10的出口連接至第一路徑F1的第一入口A1，并且蒸發器10的入口連接至第二路徑F2的第二出口B2。此外，設置在空調系統中的壓縮機20的出口連接至第一路徑F1的第一出口B1，并且貯藏容器40的出口連接至第二路徑F2的第二入口A2。

首先，當空調系統不運行時，通過第一路徑F1的內部壓力施加至活塞單元121的上表面的力F大于彈性構件130的彈性力S。在這種狀態下，移動構件120下降，并且因此孔單元F3被打開。

當空調系統運行時，冷卻劑從蒸發器10移動至壓縮機20，并且因此第一路徑F1的內部壓力降低。在這種情況下，如圖3所示，由于蒸發器10的出口處的壓力，所以施加至活塞單元121的上表面的力F小于彈性構件130的彈性力S。

因此，移動構件120向上移動，并且開口單元122關閉孔單元F3。

當空調系統繼續運行時，孔單元F3停止，并且第一路徑F1的內部壓力再次增加，并且因此，再次打開開口單元122。

由于在空調系統連續運行時第一路徑F1的內部壓力改變，所以移動構件120上升或下降，這樣使得開口單元122打開或關閉孔單元F3。也就是說，從冷凝器30流入蒸發器10中的流體量可由膨脹閥100自動控制。

根據本發明的示例性實施方式的車輛空調系統的膨脹閥100包括本體構件110、移動構件120以及彈性構件130。在這種結構的情況下，由于第一路徑F1的內部壓力與彈性構件130的彈性力之間的差異，所以第二路徑F2可隨著移動構件120移動而打開或關閉。

不同于現有的膨脹閥，因為根據本發明的示例性實施方式的車輛空調系統的膨脹閥100不包括隔板，所以可節約至少等于隔板的成本的生產成本。

此外，可僅考慮施加至活塞單元121的上表面的力F以及彈性構件130的彈性力S來設計根據本發明的示例性實施方式的車輛空調系統的膨脹閥100。因此，可僅通過壓力(力)的變量來控制空調系統冷卻劑流動量，使得閥的壓力的變量和外部變量壓縮機的流量控制閥的控制變量一致，由此防止系統擺動。

本發明的以上提到的附圖以及公開的詳細說明僅示出了本發明，并且旨在描述本發明，而非限制本發明的含義，或限制在權利要求中要求保護的本發明的范圍。因此，本領域技術人員可理解到，可從其中得到各種變形和其他等效示例性實施方式。因此，必須由所附權利要求的技術精神確定本發明的真正技術保護范圍。