KR0126757Y1 - 냉동,냉장 전환이 가능한 냉동사이클장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 냉동사이클장치에 관한 것으로 냉장실과 냉동실을 필요에 따라 냉동실과 냉장실로 전환하여 사용하여 편리성을 도모하기 위한 것이다.

본 고안에 따른 냉동,냉장 전환이 가능한 냉동사이클장치는, 냉매를 흡입하여 고압의 냉매가스로 압축하는 압축기(20), 압축기에서 나온 냉매를 응축시키는 응축기(30), 응축기(30)에서 나온 냉매를 감압시키는 감압기(40), 감압기(40)에서 나온 냉매를 증발시키는 제1증발기(50)와 제2증발기(60)를 포함하고, 감압기(40)의 출구측과 압축기(20)의 입구측을 연결하며, 감압기(40)로부터 유입된 냉매를 제1증발기(50)와 제2증발기(60)에 선택적으로 안내하며, 제1증발기(50) 또는 제2증발기(60)로부터 유입된 냉매를 압축기(20)로 안내하는 사방밸브(70)를 더 구비하는 구성이다.

Description

냉동,냉장 전환이 가능한 냉동사이클장치

제1도는 종래 냉동용 증발기와 냉장용 증발기를 가진 냉동사이클장치의 개략적인 구성도이다.

제2도는 본 고안에 따른 냉동,냉장 전환이 가능한 냉동사이클장치의 개략적인 구성도이다.

제3도는 본 고안에 따른 냉동사이클장치에 채용된 사방밸브의 개략적인 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 압축기 30 : 응축기

40 : 감압기 50 : 제1증발기

60 : 제2증발기 70 : 사방밸브

80 : 제1중간열교환기 90 : 제2중간열교환기

본 고안은 냉동사이클장치에 관한 것으로, 사방밸브를 사용하여 냉장 증발기와 냉동 증발기를 상호 변환하여 사용할 수 있도록 구성된 냉동,냉장 전환이 가능한 냉동사이클장치에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고나 냉방장치 등에 이용되는 냉동사이클장치는 냉매관 내부를 흐르는 냉매의 상태변화에 의한 열의 수수(授受)를 이용하여 냉동 또는 냉장을 수행한다. 이러한 냉동이나 냉장은 증발기에서 주위공간으로부터 열을 흡수함으로써 이루어지는데, 종래 냉장고는 냉동실에만 하나의 증발기를 설치한 것이 있고, 냉동실과 냉장실에 각각 하나씩 증발기를 설치한 것이 있다.

냉동용 증발기와 냉장용 증발기를 가진 종래의 냉동사이클장치는, 제1도에 도시한 바와 같다. 즉, 냉매가스를 고온 고압으로 압축하는 압축기(20), 압축기(20)에서 나온 고온고압의 냉매가스를 응축시키는 응축기(30), 응축기(30)에서 액체 냉매를 팽창시키는 모세관(40), 모세관(40)에서 나온 냉매를 증발시킴으로써 냉동과 냉장을 차례로 수행하는 냉동실 증발기(50)와 냉장실 증발기(60), 그리고 이들이 폐회로를 구성하도록 연결시키는 냉매관(A)를 포함한다. 이때 냉동실 증발기(50)와 냉장실 증발기(60)는 직렬로 연결되고, 냉동실 증발기의 출구단과 냉장실 증발기의 출구단의 일부는 모세관(40)에 근접되도록 배치되어 제1중간열교환기(80)와 제2중간열교환기(90)를 형성한다.

이와 같이 구성된 냉동사이클장치의 냉매흐름 및 작용을 설명하면 다음과 같다. 압축기(20)는 냉매가스를 고온 고압으로 압축시킨다. 압축기(20)에서 나온 냉매가스는 응축기(30)를 통과하면서 열교환되어 응축된다. 응축된 액냉매는 모세관(40)을 통과하면서 감압되어 팽창한다. 이러한 냉매는 냉동실 증발기(50)와 냉장실 증발기(60)를 차례로 통과하면서 증발되어 주위공간으로부터 열을 흡수하여 냉기를 생성한다. 즉, 냉동실 증발기(50)를 통과하면서 일부가 증발되어 냉동실의 냉기를 생성하고 냉장실 증발기(60)를 통과하면서 나머지가 증발되어 냉장실의 냉기를 생성하는 것이다. 이렇게 냉장실 증발기를 나온 냉매는 기체 상태로 되어 압축기(20)로 흡입된다. 한편, 제1 및 제2중간열교환기(90)에서 모세관(40)을 통과하는 냉매는 과냉되고 냉동실 증발기의 출구단과 냉장실 증발기의 출구단을 통과하는 냉매는 과열된다.

전술한 바와 같이, 이와 같이 구성된 냉동사이클장치에서는 항상 냉매가 모세관을 통과한 후 냉동실 증발기를 먼저 거치고, 뒤이어 냉장실 증발기로 흐르도록 되어 있다. 따라서 냉동실은 냉동실로만, 냉장실은 냉장실로만 사용할 수 밖에 없어 냉동실 또는 냉장실의 용적을 가변시킬 수 없는 문제점이 있었다. 예를 들어 통상 냉장실은 냉동실의 3배의 크기로 설정되어 있는데, 그 반대가 필요한 경우 이에 부응할 수 없는 문제점이 있었다. 이와 같이 종래의 냉동사이클장치에서는 사용자의 기호나 취향에 따라 냉장실 또는 냉동실의 용적을 가변시킬 수 없으므로 사용상 매우 불편하였다.

따라서 본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 냉동실과 냉장실을 상호 전환할 수 있는 냉동,냉장 전환이 가능한 냉동사이클장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 냉동사이클장치는, 냉매를 흡입하여 고압의 냉매가스로 압축하는 압축기, 상기 압축기에서 나온 냉매를 응축시키는 응축기, 상기 응축기에서 나온 냉매를 감압시키는 감압기, 상기 감압기에서 나온 냉매를 증발시키는 제1증발기와 제2증발기를 포함하고, 상기 감압기의 출구측과 상기 압축기의 입구측을 연결하며, 상기 감압기로부터 유입된 냉매를 상기 제1증발기와 제2증발기에 선택적으로 안내하며, 상기 제1증발기 또는 상기 제2증발기로부터 유입된 냉매를 상기 압축기로 안내하는 사방밸브를 더 구비한 구성을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부도면을 참조하면서 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

제2도는 본 고안에 따른 냉동사이클장치의 개략적인 구성도이다. 이에 도시한 바와 같이, 본 고안에 따른 냉동사이클장치(10)는, 냉매가스를 흡입하여 압축하는 압축기(20), 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(30), 응축된 냉매를 감압시키는 감압기(40), 그리고 제1증발기(50)와 제2증발기(60)가 냉매관(A)에 의해 차례로 연결되어 폐회로를 구성한다.

한편, 본 고안의 특징에 따라 감압기(40)의 출구측과 압축기(20)의 입구측을 연결하도록 사방밸브(70)가 배치된다. 이 사방밸브(70)는 냉매의 흐름을 제어하여 감압기(40)로부터 유입된 냉매를 제1증발기(50)와 제2증발기(60)에 선택적으로 안내하며, 동시에 제1증발기(50) 또는 제2증발기(60)로부터 유입된 냉매를 압축기(20)로 안내하는 역할을 한다.

이러한 사방밸브(70)의 구성을 제3도를 참조하여 설명한다. 제3도에 도시한 바와 같이, 사방밸브(70)는 상측에 흡입관(71)이 설치되고 하측에 토출관(72)이 설치된 통상(筒狀)의 밸브몸체(73)의 내부에 솔레노이드밸브(74)에 의해 좌우로 슬라이딩하는 슬라이더(75)가 설치되어 구성된다. 흡입관(71)은 감압기(40)의 토출측에 연결되고 토출관(72)은 압축기(20)의 흡입측에 연결된다. 토출관(72)의 양측에는 제1유도관(76)과 제2유도관(77)이 설치된다. 슬라이더(75)의 내측에는 안내홈(78)이 형성되는데, 이 안내홈(78)은 3개의 관, 즉 토출관(72)과 제1 및 제2유도관(76)(77)중 이웃하는 2개의 관을 연통시켜 냉매의 흐름을 안내하도록 구성된다. 즉, 솔레노이드밸브(74)에 의해 작동되는 슬라이더(75)의 위치에 따라 2개의 관이 안내홈(78)과 연통되고 하나의 관은 개방되는데, 예를 들어, 제3도와 같이, 제2유도관(77)과 토출관(72)이 안내홈(78)과 연통된 경우에는 제1유도관(76)은 개방되어, 흡입관(71)으로 유입된 냉매는 제1유도관(76)으로 유출되고, 제1증발기(50)와 제1증발기(50)를 거쳐 제2유도관(77)으로 유입된 냉매는 안내홈(78)을 통해 토출관(72)으로 유출되어 압축기(20)에 흡입된다.

한편, 사방밸브(70)와 압축기(20) 사이의 냉매관의 일부와 제1증발기(50)와 제2증발기(60) 사이의 냉매관의 일부는 각각 감압기(40)와 인접배치되어 제1중간열교환기(80)와 제2중간열교환기(90)를 구성한다. 이는 제2중간열교환기(90)에서 감압기(40)를 통과하는 냉매는 과냉시키고, 제1중간열교환기(80)의 냉매관을 통과하는 냉매는 과열시켜 압축기(20)로 흡입되는 냉매는 모두 가스상태를 유지하게 하기 위한 것이다.

이상과 같이 구성된 본 고안에 따른 냉동,냉장 전환이 가능한 냉동사이클장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 통상적인 경우로서 그 용적이 작은 제1증발기(50)가 냉동실용 증발기로 사용되고 용적이 큰 제2증발기(60)가 냉장실용 증발기로 사용되는 경우이다. 이때는 냉매가 제2도의 실선화살표로 나타낸 바와 같이 유동한다. 즉 압축기(20)에서 고온 고압으로 압축된 냉매가스는 응축기(30)를 통과하면서 응축되고, 응축기(30)에서 나온 액체 냉매는 감압기(40)를 통과하면서 팽창된다. 감압기(40)에서 나온 저압 냉매는 사방밸브(70)의 흡입관(71)으로 유입되어 제1유도관(76)을 통해 유출된다. 유출된 냉매는 제1증발기(50)를 통과하면서 증발되어 냉동실의 냉기를 생성하고 제2증발기(60)를 통과하면서 냉장실의 냉기를 생성한다. 제2증발기(60)에서 나온 기체 냉매는 압축기(20)에 흡입되어 압축됨으로써 사이클을 구성하고 이러한 사이클은 냉동실과 냉장실의 상태에 따라 연속적으로 반복되는 것이다. 이때 제1증발기(50)에서 제2증발기(60)로 흐르는 냉매는 제2중간열교환기(90)를 통과하면서 과열되고, 압축기(20)로 흡입되기 전의 냉매는 제1중간열교환기(80)를 통과하면서 과열되어 완전히 가스상태인 냉매가 압축기(20)로 흡입되게 된다.

다음에, 특별한 경우로서 그 용적이 작은 제1증발기(50)가 냉장실용 증발기로 사용하고 용적이 큰 제2증발기(60)가 냉동실용 증발기로 사용하여 냉동실을 넓게 사용하고자 할 경우이다. 이때는 냉매가 제2도의 점선화살표로 나타낸 바와 같이 유동한다. 즉 압축기(20)에서 고온 고압으로 압축된 냉매가스는 응축기(30)를 통과하면서 응축되고, 응축기(30)에서 나온 액체 냉매는 감압기(40)를 통과하면서 팽창된다. 감압기(40)에서 나온 저압냉매는 사방밸브(70)의 흡입관(71)으로 유입되어 제2유도관(77)을 통해 유출된다. 유출된 냉매는 제2증발기(60)를 통과하면서 증발되어 냉동실의 냉기를 생성하고 제1증발기(50)를 통과하면서 냉장실의 냉기를 생성한다. 따라서 기존의 냉장실이 냉동실로 전환되고, 냉동실이 냉장실로 전환되는 것이다. 제1증발기(50)에서 나온 기체 냉매는 압축기(20)에 흡입되어 압축됨으로써 사이클을 구성하고 이러한 사이클은 냉동실과 냉장실의 상태에 따라 연속적으로 반복되는 것이다. 이때도 냉매는 제1중간열교환기(80)와 제2중간열교환기(90)를 통과하면서 과열되어 완전히 가스상태인 냉매가 압축기(20)로 흡입되게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 냉동사이클장치에 의하면 그 용적이 다른 냉동실과 냉장실을 필요에 따라 냉장실과 냉동실로 전환하여 사용할 수 있어 사용상 편리성이 제고되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 냉매를 흡입하여 고압의 냉매가스로 압축하는 압축기(20), 상기 압축기에서 나온 냉매를 응축시키는 응축기(30), 상기 응축기에서 나온 냉매를 감압시키는 감압기(40), 상기 감압기에서 나온 냉매를 증발시키는 제1증발기(50)와 제2증발기(60)를 포함하는 냉동사이클장치에 있어서, 상기 감압기(40)의 출구측과 상기 압축기(20)의 입구측을 연결하며, 상기 감압기(40)로부터 유입된 냉매를 상기 제1증발기(50)와 제2증발기(60)에 선택적으로 안내하며, 상기 제1증발기(50) 또는 상기 제2증발기(60)로부터 유입된 냉매를 상기 압축기(20)로 안내하는 사방밸브(70)를 구비하고, 상기 사방밸브(70)와 상기 압축기(20) 사이의 냉매관의 일부와 상기 제1증발기(50)와 제2증발기(60) 사이의 냉매관의 일부는 각각 상기 감압기(40)와 인접 배치되어 제1중간열교환기(80)와 제2중간열교환기(90)를 구성하는 것을 특징으로 하는 냉동 냉장전환이 가능한 냉동사이클장치.