车辆空调系统的膨胀阀及包括该膨胀阀的车辆空调系统的制作方法

本申请要求于2015年8月28日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0121847号的优先权，其全部内容通过引证结合于此。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的空调系统的膨胀阀，更具体地，涉及一种可安装在在空调系统中的膨胀阀，安装至车辆的外部变量压缩机应用于该膨胀阀。

背景技术：

车辆的空调单元是控制车辆内部的温度和湿度的装置，并且包括用于加热的加热器以及用于冷却的空调。加热器从车辆发动机冷却剂接收热量，并且增加车辆内部的温度。

同时，空调使热量交换介质例如通过冷凝器、膨胀阀、蒸发器、以及压缩机的流体而循环，并且使用流体的蒸发潜热(evaporation latent heat)从内部空气吸收热量，从而降低车辆的内部温度。本文中，膨胀阀根据从蒸发器排出的流体温度来控制从冷凝器流入蒸发器的流体量。

现有的膨胀阀通常包括隔板。隔板根据温度改变压力，并且比其他部件更昂贵。此外，现有的膨胀阀形成为基于内部压力、蒸发器出口处的压力、以及弹簧的弹性力来操作。因此，在现有膨胀阀的设计中，必须考虑 到这三个控制变量。此外，由于控制变量与外部变量压缩机的控制阀的差异，所以在控制阀之间可能出现摆动。

在此背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对本发明的背景技术的理解，因此，其可能包含并不构成本国本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本发明提供了一种车辆的空调系统的膨胀阀，可降低制造成本的外部变量压缩机施加至该膨胀阀。

此外，本发明的示例性实施方式提供了用于车辆的空调系统的膨胀阀，其可改善操作可靠性。

根据本发明的示例性实施方式，车辆空调系统的膨胀阀包括：本体构件，在该本体构件中形成有彼此分开的第一路径和第二路径；移动构件，该移动构件结合为能在本体构件的预定方向上移动，移动构件的一端暴露于第一路径并且接收第一路径的压力，并且移动构件的另一端打开/关闭第二路径；以及弹性构件，该弹性构件设置成在第一路径的方向上弹性地支撑移动构件，其中，当移动构件由于第一路径的内部压力与弹性构件的弹性力之间的差异而上升或下降时，第二路径被关闭或打开。

在第二路径上形成有孔单元，本体构件可包括与第一路径连通的气缸单元，并且移动构件可包括：活塞单元，该活塞单元容纳在气缸单元中；开口单元，该开口单元的直径大于孔单元的内径，以打开/关闭孔单元；以及连接单元，该连接单元连接活塞单元和开口单元。

车辆空调系统的膨胀阀还可包括附着构件，该附着构件设置在开口单元与弹性构件之间。

在本体构件的下部可形成有穿透孔，并且膨胀阀可包括弹性控制构件，该弹性控制构件支撑弹性构件并且螺纹结合至穿透孔以根据结合位置来控制弹性构件的弹性。

移动构件还可包括围绕活塞单元的第一密封构件。

移动构件还可包括围绕连接单元的第二密封构件。

根据本发明的示例性实施方式，车辆空调系统包括：蒸发器，该蒸发器蒸发冷却气；压缩机，该压缩机将在蒸发器中蒸发的冷却气压缩为气态；冷凝器，该冷凝器连接至压缩机，并且该冷凝器通过冷却该冷却气将该冷却气冷凝为液态；贮藏容器，该贮藏容器连接至冷凝器，并且该贮藏容器存储冷却气；以及膨胀阀，该膨胀阀连接贮藏容器和蒸发器，并连接蒸发器和压缩机，且将存储在贮藏容器中的冷却气转换成喷雾形态，其中，车辆空调系统包括：本体构件，在该本体构件中形成有使蒸发器和压缩机连通的第一路径以及使贮藏容器和蒸发器连通的第二路径；移动构件，该移动构件结合为能在本体构件中在一预定方向上移动，移动构件的一端暴露于外部并且接收第一路径的压力，并且移动构件的另一端打开/关闭第二路径；以及弹性构件，该弹性构件设置为在第一路径的方向上弹性地支撑移动构件，并且当移动构件由于第一路径的内部压力与弹性构件的弹性力之间的差异而上升或下降时，第二路径被关闭或打开。

在第二路径上可形成有孔单元，本体构件可包括与第一路径连通的气缸单元，并且移动构件可包括：活塞单元，该活塞单元容纳在气缸单元中；开口单元，该开口单元的直径大于孔单元的内径，以打开/关闭孔单元；以及连接单元，该连接单元连接活塞单元和开口单元。

车辆空调系统还可包括附着构件，该附着构件设置在开口单元与弹性构件之间。

在本体构件的下部可形成有穿透孔，并且膨胀阀可包括弹性控制构件，该弹性控制构件支撑弹性构件并且螺纹结合至穿透孔以根据结合位置控制弹性构件的弹性。

移动构件还可包括围绕活塞单元的第一密封构件。

移动构件还可包括围绕连接单元的第二密封构件。

不同于现有的膨胀阀，因为根据本发明的示例性实施方式的车辆空调系统的膨胀阀不包括隔板，所以可以节约多达隔板成本的生产成本。

此外，可仅考虑施加至活塞单元的上表面的力F以及弹性构件的弹性力S来设计根据本发明的示例性实施方式的车辆空调系统的膨胀阀。因此，可仅通过压力(力)的变量来控制空调系统的冷却剂流动量，使得阀的压力的变量以及外部变量压缩机的流动量控制阀的控制变量可一致，由此防止系统摆动。

附图说明

图1是根据本发明的示例性实施方式的车辆的空调系统的立体图。

图2是图1中的沿着线II-II截取的截面图。

图3示出了空调系统的膨胀阀的内部。

图4是空调系统的膨胀阀的操作机构的示意图。

图5是描绘移动构件下降并且因此打开第二路径的孔部分的状态的示意图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图更充分地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施方式。如本领域技术人员将意识到的，在不完全背离本发明的精神或范围的情况下，所描述的实施方式可以以各种不同的方式进行修改。

附图和说明书实质上被视为说明性的而非限制性的。在整个说明书中，相同的参考标号表示相同的元件。

此外，在示例性实施方式中，因为相同的参考标号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实施方式，并且在其他示例性实施方式中，将仅描述不同于第一示例性实施方式的配置。

应理解的是，如在本文中使用的术语“车辆(vehicle)”或“车辆的(vehicular)”或其他相似术语包含广义的电动车辆，诸如客车(包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商业车辆)、水运工具(包括各种船只和船舶)、航空器等；并且包括混合动力汽车、电动车辆、插电式混合电动车辆、氢动力车辆、以及其他替代燃料车辆(例如，从除石油以外的资源获得的燃料)。如本文提到的，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如汽油动力和电动力的车辆。.

本文所使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而并非旨在限制本发明。除非上下文另有明确说明，否则如本文使用的单数形式“一个(a)”、“一个(an)”和“这个(the)”旨在也包括复数形式。将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”表示存在所列出的特征、整体、步骤、操作、构件和/或部件，但并不排除存在或增加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、构件、部件和/或其组合。如本文使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关的所列出的项目的任何组合和所有组合。在整个本说明书中，除非明确描述为相反，否则词语“包括(comprise)”以及诸如“包括(comprises)”或者“包括(comprising)”的变形应被理解为暗示包括所列出的元件，但并不排除任何其他的元件。 此外，在说明书中描述的术语“单元”、“…器(-er)”、“…件(-or)”以及“模块”是指用于处理至少一个功能和操作的单元，并且可通过硬件组件或软件组件及其组合来实施。

此外，本发明的控制逻辑可体现为计算机可读介质上的非易失性计算机可读介质，该计算机可读介质包括由处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存、智能卡、以及光学数据存储设备。计算机可读介质也可分布在网络耦接式计算机系统中，使得计算机可读介质以分布方式(例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网络(CAN))而被存储和执行。

图1是根据本发明的示例性实施方式的车辆空调系统的膨胀阀的立体图，图2是图1中的沿着线II-II截取的截面图，以及图3示出了车辆空调系统的膨胀阀的内部。

参考图1至图3，根据本发明的示例性实施方式的车辆空调系统的膨胀阀100包括：本体构件110、移动构件120以及弹性构件130。

移动构件120和弹性构件130设置在本体构件110中。

彼此分开的第一路径F1和第二路径F2形成在本体构件110中。第二路径F2可从第一路径F1向下布置。第一入口A1和第二出口B1可形成在第一路径F1中。第二入口A2和第二出口B2可形成在第二路径F2中。

移动构件120被设置为能在本体构件110内的预定方向上移动。例如，移动构件120能在本体构件110中竖直地移动。

移动构件120的一端暴露于第一路径F1，并且接收通过第一路径F1流动的流体的压力。移动构件120的另一端被设置为打开/关闭第二路径F2。

弹性构件130被设置为弹性地支撑移动构件120的下侧。弹性构件130可以例如为压缩线圈弹簧。

在车辆空调系统的膨胀阀100中形成有根据本发明的示例性实施方式的这种结构，移动构件120由于第一路径F1的内部压力与弹性构件130的弹性力之间的差异而上升或下降，这样使得第二路径F2被关闭或打开。

在下文中，将描述根据本发明的示例性实施方式的车辆空调系统的膨胀阀的详细结构。

孔单元F3可形成在第二路径F2的一部分中。第二路径F2的形状可弯曲至少一次。孔单元F3可形成在第二路径F2的至少一个弯曲部分中。孔单元F3可小于第二路径F2的内径。

这种孔单元F3可根据移动构件120的移动而打开或关闭。当孔单元F3打开或关闭时，可控制通过第二路径F2的流体的移动。

本体构件110可包括气缸单元111。气缸单元111与第一路径F1连通，并且可形成为垂直于第一路径F1。气缸单元111可与第二路径F2连通。

本体构件110还包括止动构件160，并且加工孔(process hole)113可进一步形成在本体构件110中。加工孔113可形成在本体构件110上方。

加工孔113可与第一路径F1连通。加工孔113可以是用于工具进入的空间，以用于在本体构件110中形成气缸单元111。

止动构件160可关闭和密封该加工孔113。在加工气缸单元111之后，止动构件160可结合至加工孔113。止动构件160防止流过第一路径F1的流体泄漏至外部。

移动构件120可包括活塞单元121、开口单元122以及连接单元123。

活塞单元121容纳在气缸单元111中。活塞单元121可沿着气缸单元111竖直往复可移动。流过第一路径F1的流体的压力可施加至活塞单元121的上表面。

开口单元122形成的直径大于孔单元F3的内径，以打开/关闭孔单元F3。例如，开口单元122可具有球形形状。球形开口单元122的直径可大于孔单元F3的内径，这样使得开口单元122可稳定地打开/关闭孔单元F3。

连接单元123连接活塞单元121和开口单元122。例如，连接单元123可具有柱形形状。连接单元123的一端可固定至活塞单元121，并且另一端(即，其他端或相对端)可固定至开口单元122。连接单元123、活塞单元121以及开口单元122可一体形成或分开形成。

根据本发明的示例性实施方式的车辆空调系统的膨胀阀100还可包括附着构件140。

附着构件140设置在开口单元122与弹性构件130之间。例如，附着构件140的形状可具有附着构件140的下侧能结合至弹性构件130的上侧的形状。此外，附着构件140的上侧的形状可从上方到下方凹进，使得开口单元122的一部分能够容纳在附着构件140中。附着构件140使得弹性构件130的弹性力能够稳定传输至移动构件120。

穿透孔112可形成在本体构件110中。穿透孔112形成在本体构件110的下部中。

车辆空调系统的膨胀阀100还可包括弹性控制构件150。该弹性控制构件150螺纹结合至穿透孔112。弹性构件130通过弹性控制构件150的旋转而膨胀或压缩。

例如，当弹性控制构件150旋转并且因此向上移动时，弹性构件130可在长度方向上被压缩。相反地，弹性控制构件150向相反方向旋转并且因此向下移动时，弹性构件130可沿着长度方向扩展。

在根据本发明的示例性实施方式的车辆空调系统的膨胀阀100中，由于移动通过第一路径F1的流体的压力施加至活塞单元121的上表面时产生力和弹性构件130的弹性力的合力的差异，所以孔单元F3可被打开和关闭。

同时，在用于制造车辆空调系统的膨胀阀100的过程中，弹性构件130可被适当地调节，使得通过施加至活塞单元121的力来压缩弹性构件130。

如上所述，弹性构件130的弹性力可通过弹性控制构件150轻易改变。因此，尽管不能够准确地调节弹性构件130，但可通过弹性控制构件150控制弹性构件130的弹性力。

此外，当未适当地执行弹性构件130的调节并且因此不能够使用弹性构件130时，可通过将弹性控制构件150与本体构件110分开而迅速使用另一弹性构件130替换该弹性构件130。也就是说，弹性控制构件150能够简单地更换弹性构件130。

同时，移动构件120还可包括第一密封构件124。

第一密封构件124部分地围绕活塞单元121。第一密封构件124使活塞单元121与气缸单元111之间密封，以防止沿着第一路径F1移动的流体流入第二路径F2。

移动构件120还可包括第二密封构件125。

第二密封构件125部分地围绕连接单元123。第二密封构件125使连接单元123所在的空间与连接单元123之间密封，以防止沿着第二路径F2移动的流体流入第一路径F1。

因为第一路径F1和第二路径F2由第一密封构件124和第二密封构件125稳定地关闭，所以可防止根据本发明的示例性实施方式的车辆空调系统的膨胀阀100发生故障。

在下文中，将描述形成有以上结构的车辆空调系统的膨胀阀100的操作过程。

首先，车辆空调系统包括蒸发器10、压缩机20、冷凝器30、贮藏容器40以及膨胀阀100。

蒸发器10蒸发冷却气。通过蒸发器10中的热量吸收反应蒸发的冷却气移动至压缩机20。

压缩机20将蒸发器10中蒸发的冷却气压缩为气态。也就是说，冷却气被压缩成高温高压的气态并且移动至冷凝器30。

冷凝器30连接至压缩机20以通过冷却该冷却气将该冷却气冷凝为液态。也就是说，当高温高压的冷却气被强制冷却时，出现形态变化，并且因此高温高压的冷却气改变为高压液体冷却气并且移动至贮藏容器40。

贮藏容器40与冷凝器30连接，并且因此冷却气被存储在贮藏容器40中。

膨胀阀100使贮藏容器40和蒸发器10彼此连通，并且蒸发器10和压缩机20彼此连通。膨胀阀100将存储在贮藏容器40中的冷却气转换为喷雾形态。膨胀阀100通过执行节流来降低压力，以用于使贮藏容器40 中的高压冷却气易于蒸发，并且因此冷却气转换为喷雾形态。喷雾形态的冷却气移动至蒸发器10，然后通过吸热效应产生冷却效果。

图4用于描述车辆空调系统的膨胀阀的操作机构。

如图4所示，两个力被施加至根据本发明的示例性实施方式的车辆空调系统的膨胀阀100的操作。这两个力包括来自弹性构件130的弹性力S，以及通过第一路径F1的内部压力施加至活塞单元121的上表面的力F。

图5示出了移动构件下降并且因此打开第二路径的孔单元的状态。

参考图5，设置在空调系统中的蒸发器10的出口连接至第一路径F1的第一入口A1，并且蒸发器10的入口连接至第二路径F2的第二出口B2。此外，设置在空调系统中的压缩机20的出口连接至第一路径F1的第一出口B1，并且贮藏容器40的出口连接至第二路径F2的第二入口A2。

首先，当空调系统不运行时，通过第一路径F1的内部压力施加至活塞单元121的上表面的力F大于弹性构件130的弹性力S。在这种状态下，移动构件120下降，并且因此孔单元F3被打开。

当空调系统运行时，冷却剂从蒸发器10移动至压缩机20，并且因此第一路径F1的内部压力降低。在这种情况下，如图3所示，由于蒸发器10的出口处的压力，所以施加至活塞单元121的上表面的力F小于弹性构件130的弹性力S。

因此，移动构件120向上移动，并且开口单元122关闭孔单元F3。

当空调系统继续运行时，孔单元F3停止，并且第一路径F1的内部压力再次增加，并且因此，再次打开开口单元122。

由于在空调系统连续运行时第一路径F1的内部压力改变，所以移动构件120上升或下降，这样使得开口单元122打开或关闭孔单元F3。也就是说，从冷凝器30流入蒸发器10中的流体量可由膨胀阀100自动控制。

根据本发明的示例性实施方式的车辆空调系统的膨胀阀100包括本体构件110、移动构件120以及弹性构件130。在这种结构的情况下，由于第一路径F1的内部压力与弹性构件130的弹性力之间的差异，所以第二路径F2可随着移动构件120移动而打开或关闭。

不同于现有的膨胀阀，因为根据本发明的示例性实施方式的车辆空调系统的膨胀阀100不包括隔板，所以可节约至少等于隔板的成本的生产成本。

此外，可仅考虑施加至活塞单元121的上表面的力F以及弹性构件130的弹性力S来设计根据本发明的示例性实施方式的车辆空调系统的膨胀阀100。因此，可仅通过压力(力)的变量来控制空调系统冷却剂流动量，使得阀的压力的变量和外部变量压缩机的流量控制阀的控制变量一致，由此防止系统摆动。

本发明的以上提到的附图以及公开的详细说明仅示出了本发明，并且旨在描述本发明，而非限制本发明的含义，或限制在权利要求中要求保护的本发明的范围。因此，本领域技术人员可理解到，可从其中得到各种变形和其他等效示例性实施方式。因此，必须由所附权利要求的技术精神确定本发明的真正技术保护范围。