KR100202594B1 - 냉동사이클의 고온냉매 유입손실 차단 및 기동 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉동사이클의 고온냉매 유입손실 차단 및 기동 저감장치에 관한 것으로, 종래에는 압축기의 단속운전시 불필요한 냉매의 흐름을 제한하기 위하여 장착되는 제1,제2밸브와 체크밸브가 각각 독립적으로 장착되므로 인해 설치비용은 물론 장착시에도 용접개소의 증대로 공정비용이 증가되는 문제점이 있었고, 또한 다수개의 밸브를 설치하여야 하므로 작업효율의 저하와 그에 따른 신뢰성이 저하될 우려가 있었던 바, 본 발명에서는 상기 압축기의 단속운전시 냉매의 불필요한 흐름을 제한하여 소비 전력량을 감소시키고 재기동시의 토오크 부담을 절감기키기 위하여, 상기 압축기 출구와 응측기 입구 그리고 응축기 출고와 모세관 입구로 각각 일대일로 연통되는 4방변의 냉매유입, 출로를 차별적으로 개폐하도록 함으로써, 다수개의 밸브를 독립적으로 설치함에 따른 설치비용은 물론 공정비용을 절감할 수 있고, 잠열의 일부가 공기중으로 방출되는 현상을 미연에 방지하여 냉동효율이 증가되는 효과가 있다.

Description

냉동사이클의 고온냉매 유입손실 차단 및 기동 저감장치

본 발명은 냉동사이클의 고온냉매 유입손실 차단 및 기동저감장치에 관한 것으로, 특히 압축기의 단속운전시 불필요한 냉매의 흐름을 제한하기 위하여 4방변의 밸브를 설치함으로써, 설치비용은 물론 공정비용을 절감할 수 있고, 냉동효율도 향상시킬 수 있는 냉동사이클의 고온냉매 유입손실 차단 및 기동저감장치에 관한 것이다.

일반적인 냉동사이클은, 저온저압의 기체상태인 냉매를 고온고압의 기체상태인 냉매로 변화시키는 압축기와, 그 압축기에서 토출된 고온고압의 기체상태인 냉매를 고온고압의 액체상태인 냉매로 변화시키는 응축기와, 그 응축기에서 토출된 고온고압의 액체냉매를 저온저압의 액체냉매로 변화시키는 팽창변과, 그 팽창변을 통과한 저온저압의 액체냉매를 기체상태로 변화시키면서 외부의 열을 흡수하는 증발기로 구성되어 있다.

근래에는 상기 사이클을 단속운전하기 위하여 압축기가 정지되었을 경우, 냉매의 흐름을 제어하여, 고온,고압의 액체냉매가 모세관을 거쳐 증발기로 유입되는 것을 차단함으로써, 고온냉매의 손실을 저감시킴과 아울러 압축기 입, 출구의 압력이 평형을 이루도록 하여 재기동식 작은 토오크로도 냉동사이클을 운전할 수 있도록 하고 있다.

제1도는 상기의 목적을 달성하기 위하여 종래에 사용되고 있는 고온냉매 유입손실 차단 및 기동저감장치의 일례를 도시한 것이다.

이에 도시된 바와같이, 통상의 압축기(1)와 응축기(2)와 팽창변(모세관)(3) 그리고 증발기(4)로 이루어지는 냉동사이클에 있어서, 상기 응축기(2)와 모세관(3)사이에 냉매의 유동을 제한하기 위한 제1전자식 온/오프밸브(이하, 제1밸브 통칭함)(5)가 장착되고, 상기 압축기(1)와 응축기(2)의 사이에는 제1밸브(5)가 닫힐 경우 냉매의 역류를 방지하기 위한 체크밸브(6)가 장착되며, 그 체크밸브(6)와 압착기(1)의 사이에서 갈라져 상기 압축기(1)의 출구에 연통되는 바이패스 관(7)이 설치되고, 그 바이패스 관(7)의 중간부에 제2전자식 온/오프밸브(이하, 제2밸브를 통칭함)(8)이 장착되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 고온냉매 유입손실 차단 및 기동저감장치는, 먼저 압축기(1)가 정상적으로 운전하는 경우에는, 상기 제1밸브(5)는 열리는 반면에 제2밸브(8)는 닫히게 되어 압축기(1)와 응축기(2)와 모세관(3)과 증발기(4)로 이어지는 통상의 냉동사이클을 형성하게 된다. 그러나, 상기 압축기(1)가 정지되는 경우에는, 상기 제1밸브(5)는 닫히게 되어 고온의 냉매가 모세관(3)을 거쳐 증발기(4)로 유출되는 것을 제한하는 한편, 제2밸브(8)가 열리게 되어 압축기(1) 입구를 통해 분출된 냉매가 응축기(2)로 흐르지 않고 바이패스 관(7)을 통해 다시 압축기(1)의 출구측으로 흘러 결국 압축기(1) 입, 출구의 압력이 평형을 이루게 하는 것이었다. 이때, 상기 체크밸브(6)는 응축기(2)에서 압축기(1)로 냉매가 역류되는 것을 방지하는 역할을 하게된다.

그러나, 상기와 같이 압축기(1)의 단속운전시 불필요한 냉매의 흐름을 제한하기 위하여 장착되는 상기 제1,제2 밸브(5,8)와 체크밸브(6)가 종래에는 각각 독립적으로 장착되므로 인해 설치비용은 물론 장착시에도 용접개소의 증대로 공정비용이 증가되는 문제점이 있었고, 또한 다수개의 밸브를 설치하여야 하므로 작업효율의 저하와 그에 따른 신뢰성이 저하될 우려가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 제1,제2밸브 및 체크밸브의 장착시 그 설치비용은 물론 공정비용이 절감되고, 작업효율과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 냉동사이클의 고온냉매 유입차단 및 기동저감장치를 제공하는데 있다.

제1도는 종래 고온냉매 유입손실 차단 및 기동저감장치가 구비된 냉동사이클의 구성을 보인 개략도.

제2도는 본 발명에 의한 고온냉매 유입손실 차단 및 기동저감장치가 구비된 냉동사이클의 구성을 보인 개략도.

제3a도는 본 발명에 의한 고온냉매 유입손실 차단 및 기동저감장치를 보인 종단면도.

제3b는 도 3a의 A-A단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 몸체부 11,12 : 제1 냉매입, 출구

13,14 : 제2 냉매입, 출구 15 : 내부유로

20 : 패스절환부 20a : 스프링 걸림돌주

21,22 : 제1,제2 유로 30 : 제어구동부

31 : 코일(전자석) 32 : 인장용 코일스프링

이와같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 압축기 출구와 응축기 입,출구와 모세관 입구와 각각 연통되어 단속운전시 냉매가 압축기와 모세관과 증발기 사이에서만 순환되도록 차별적으로 개폐하는 4방변의 냉매제어수단이 구비된 냉동사이클의 고온 냉매 유입차단 및 기동 저감장치가 제공된다.

상기 냉매제어수단은 압축기의 출구와 응축기의 입구를 연통시키는 제1냉매유입, 출로와, 상기 응축기의 출구와 모세관의 입구를 연통시키는 제2 냉매유입, 출로가 서로 교차되게 형성되며 상기 응축기의 출구와 모세관의 입구를 연통시키는 내부유로가 상기 제2 냉매유입, 출로와는 별도로 형성된 몸체부와; 그 몸체부의 제1냉매유입출로와 제2냉매유입, 출로 그리고 내부유로를 차별적으로 개폐하여 냉매의 흐름을 선택적으로 유도하는 패스절환부와; 그 패스절환부를 전자석에 의해 구동시키는 제어구동부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 냉동사이클의 고온냉매 유입차단 및 기동 저감장치를 첨부된 도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 의한 고온냉매 유입차단 및 기동저감장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 압축기(1)의 출구와 응축기(2)의 입구와 각가 연통되고, 상기 응축기(2)의 출구와 모세관(3)의 입구와 각각 연통되는 통상 4방변(4-Way)으로 형성된다. 도면중 미설명 부호인(4)는 증발기이다.

이를 보다 상세히 보인 도면은 도 3a와 도 3b이다.

즉, 상기 고온냉매 유입차단 및 기동저감장치는, 냉동사이클의 각 요소와 결합되는 몸체부(10)와, 그 몸체부(10)내에서 직선유동하는 패스절환부(20)와, 그 패스절환부(20)를 구동시키는 제어구동부(30)로 구성된다.

상기 몸체부(10)는,'+'자형으로 압축기 출구와 연통되는 제1냉매유입로(이하,제1입구로 통칭함)(11)와, 그 제1입구(11)와 연통되는 제1냉매유출구(이하, 제1출구로 통칭함)(12)와, 그 제1출구(12)와 응축기의 입구가 연통되고 그 응축기의 출구와 연통되는 제2 냉매유입구(이하, 제2 입구로 통칭함)(13)와, 그 제2입구(13)와 연통되며 증발기와 연통된 모세관이 입구와 연통되는 제2냉매유출구(이하, 제2출구)(14)로 구성되는데, 상기 제1입,출구(11,12)와 제2 입, 출구(13,14)는 서로 교차되게 형성되어 압축기의 정상운전시에는 상기 제1 입, 출구(11,12)만 개방되고, 압축기의 정지시에는 상기 제2입,출구(13,14)만 개방된다. 여기서, 상기 압축기의 정상운전시 냉매가 응축기에서 모세관으로 흐를 수 있도록 제2입구(13)와 제2출구(14)를 연통시키는 내부유로(15)가 상기 제1,제2입,출구(11,12,13,14)의 외곽에 형성된다.

상기 패스절환부(20)는, 상기 몸체부(10)의 제2입구(13)와 제2출구(14)의 사이에서 직선운동하며, 그 내부에 상기 압축기의 단속운전시 제1, 입, 출구를 개폐하는 제1유로(21)가 형성되고, 상기 제1입구(11)와 제2출구(14)를 개폐하는 제2 유로(22)가 상기 제1유로(21)와는 반대로 개폐하도록 별도로 형성된다.

상기 제어구동부(30)는, 전원 인가시 상기 패스절환부(20)를 당겨 제1유로(21)를 개방하는 반면에 제2유로(22)는 폐쇄하기 위하여 상기 몸체부(10)의 일측에 코일(31)이 감겨지며, 반대로 전원 차단시 상기 패스절환부(20)의 제1유로(21)를 폐쇄하고 제2 유로(22)는 개방하기 위하여 상기 몸체부(10)의 제1 입구(11)와 패스절환부(20)의 타측 사이에 인장용 코일스프링(32)이 개재된다.

도면중 종래의 동일한 부분에 대하여는 부호를 부여하였다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 냉동사이클의 고온냉매 유입차단 및 기동저감장치는, 먼저 압축기가 정상적으로 운전하는 경우에는 상기 제어구동부(30)의 코일(31)에 전원이 인가되어 패스절환부(20)를 이동시키게 되는데, 이때 상기 패스절환부(20)의 제1유로(21)와 상기 몸체부(10)의 제1 입, 출구(11,12)가 연통되는 한편, 상기 패스절환부(20)의 일측단이 제2 입구(13)와 이격되어 내부유로(15)가 개방되므로써, 상기 압축기로부터 분출된 냉매는 제1 입,출구(11,12)를 통해 응축기로 유입되고, 그 응축기를 지난 냉매는 다시 내부유로(15)를 통해 모세관과 증발기로 유입되어 압축기로 분출되는 일반적인 냉동사이클을 이루게 되는 것이다.

반대로, 상기 압축기의 운전이 차단되면, 상기 제어구동부(30)의 코일(31)에 전원이 끊겨 인장용 코일스프링(31)이 패스절환부(20)를 당기면서 이동시키게 되는데, 이때 상기 패스절환부(20)의 일측단이 제2 입구(13)를 폐쇄시켜 상기 내부유로(15)가 차단되는 동시에 제1유로(21) 역시 폐쇄되고, 반대로 상기 제2유로(22)가 제1 입구(11)와 제2 출구(14)를 연통시켜, 상기 압축기 입, 출구에서의 압력이 저압에서 균형을 이루도록 하는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 의한 고온냉매 유입차단 및 기동저감장치는, 상기 압축기의 단속운전시 냉매의 불필요한 흐름을 제한하여 소비전력량을 감소시키고 재기동시의 토오크 부담을 절감시키기 위하여, 상기 압축기 출구와 응축기 입구 그리고 응축기 출구와 모세관 입구와 각각 일대일로 연통되는 4방변의 냉매유입, 출로를 차별적으로 개폐하도록 함으로써, 다수개의 밸브를 독립적으로 설치함에 따른 설치비용은 물론 공정비용을 절감할 수 있고, 잠열의 일부가 공기중으로 방출되는 현상을 미연에 방지하여 냉동효율이 증가되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 압축기 출구와 응축기 입, 출구와 모세관 입구와 각각 연통되어 단속운전시 냉매가 압축기와 모세관과 증발기 사이에서만 순환되도록 차별적으로 개폐하는 4방변의 냉매제어수단이 구비된 냉동사이클의 고온냉매 유입손실 차단 및 기동 저감장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 냉매제어수단은 압축기의 출구와 응축기의 입구를 연통시키는 제1 입,출구와, 상기 응축기의 출구와 모세관이 입구를 연통시키는 제2 입,출구가 서로 교차되게 형성되며 상기 응축기의 출구와 모세관의 입구를 연통시키는 내부유로가 상기 제2 입,출구와는 별도로 형성된 몸체부와; 그 몸체부의 제1 입,출구와 제2 입,출구 그리고 내부유로를 차별적으로 개폐하여 냉매의 흐름을 선택적으로 유도하는 패스절환부와; 그 패스절환부를 전자석에 의해 구동시키는 제어구동부로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉동사이클의 고온냉매 유입손실 차단 및 기동 저감장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 패스절환부의 내부에는 전원 인가시 상기 압축기의 출구와 응축기의 입구를 연통시키는 제1 유로와, 그 제1 유로와는 별도로 전원 차단시 상기 압축기의 출구와 모세관의 입구를 연통시키는 제2 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉동사이클의 고온냉매 유입손실 차단 및 기동저감장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 제어구동부는 전원 인가시 상기 패스절환부를 당겨 제1 유로를 개방하는 반면에 제2 유로는 폐쇄하기 위하여 상기 몸체부의 일측에 감겨져는 코일과, 전원 차단시 상기 패스절환부의 제1 유로를 폐쇄하고 제2 유로를 개방하기 위하여 상기 몸체부의 제1 입구와 패스절환부의 타측 사이에 개재되는 인장용 코일스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉동사이클의 고온냉매 유입손실 차단 및 기동저감장치.