KR100202596B1 - 냉동사이클의 고온냉매 유입차단 및 기동저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉동사이클의 고온냉매 유입차단 및 기동저감장치에 관한 것으로, 종래에는 상기 제1 온/오프밸브가 응축기와 모세관의 사이에 장착되고, 사이 제2 온/오프밸브는 응축기와 제1온/어프밸브의 사이에서 압축기와 증발기의 사이에 장착되며, 역지변은 증발기와 제2 온/오프밸브의 사이에 장착되는 등 상기 제1,제2 온/어프밸브와 역지변이 독립적으로 장착되므로 인해 설치비용이 증가되는 것은 물론 장착시에도 용접개소의 증대로 공정비용이 늘어나는 문제점이 있었고, 또한, 상기 제1 온/오프밸브가 전원인가의 유무에 따라 유로의 개폐가 결정되는 노말 클로즈 타입(Normal Close Type)일 경우에는 잠열의 일부가 공기중으로 방출되고, 이로 인해 냉동능력이 저하되는 문제점도 있었던 바, 본 발명에서는 상기 압축기의 단속운전시 냉매의 불필요한 흐름을 제한하여 소비전력량을 감소시키고 재기동시의 토오크 부담을 절감시키기 위하여, 상기 압축기와 응축기와 모세관과 그리고 증발기와 각각 일대일로 연통되는 4방벽의 냉매유입, 출로를 차별적으로 개폐하여 하도록 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 유입차단 및 기동저감장치

본 발명은 냉동사이클의 고온냉매 유입손실 차단 및 기동저감장치에 관한 것으로, 특히 압축기의 단속운전시 불필요한 냉매의 흐름을 제한하기 위하여 상기 압축기와 응측기와 모세관과 그리고 증발기와 각각 일대일로 연통되는 4방벽의 냉매유입, 출로를 차별적으로 개폐하도록 함으로써, 다수개의 밸브를 독립적으로 설치함에 따른 설치비용은 물론 공정비용을 절감할 수 있고, 잠열의 일부가 공기중으로 방출되는 현상을 미연에 방지할 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.

여기서 , 상기 사이클을 단속운전하기 위하여 압축기가 정지되었을 경우에 최근에는 냉매의 흐름을 제어하여, 고온, 고압의 냉매가 모세관으로 유입되는 것을 차단함으로써, 고온냉매의 손실을 저감시킴과 아울러 압축기 입, 출구의 압력이 평형을 이루도록하여 재기동시 작은 토오크로도 냉동사이클을 운전할 수 있도록 하고 있다.

도 1은 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 제1 온/오프 밸브(5)가 장착되고, 상기 응축기(2)와 제 1온/오프 밸브(5)의 사이에서 상기 증발기(4)와 압축기(1)의 사이로 연통되는 바이패스관(6)이 설치되며, 그 바이패스관(6)의 소정위치에서는 제2 온/오프 밸브(7)가 장착되고, 상기 바이패스관(6)을 통과한 냉매가 증발기(4)로 유입되는 것을 제한하기 위한 역지변(일종의 체크밸브)(8)이 장착되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 고온냉매 유입손실 차단 및 기동저감장치는, 먼저 압축기(1)가 정상적으로 운전하는 경우에는, 상기 제1온/오프밸브(5)는 열리는 반면에 제2온/오프밸브(7)는 닫히게 되어 통상의 냉동사이클을 형성하게 된다. 그러나, 상기 압축기(1)가 정지되는 경우에는, 상기 제1온/오프밸브(5)는 닫히게 되어 고온의 냉매가 모세관(3)을 거쳐 증발기(4)로 유출되는 것을 제한하는 한편,제2 온/오프밸브(7)가 열리게 되어 응축기(2)에 남아있는 고압의 냉매를 압축기(1)입구로 보내 압축기(1)입, 출구의 압력이 평형을 이루게 하는 것이다. 이때, 상기 역지변(8)은 상기 바이패스관(6)을 통해 압축기의 입구측으로 유입되는 냉매가 증발기(4)로 역류하는 것을 방지하는 역할을 한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 고온냉매 유입손실 차단 및 기동저감장치는, 상기 제1 온/오프밸브(5)가 응축기(2)과 모세관(3)사이의 장착되고, 상기 제2 온/오프밸브(7)는 응축기(2)와 제1 온/오프밸브(5)의 사이에서 압축기(1)와 증발기(4)의 사이에 장착되며, 상기 역지벽(8)은 증발기(4)와 제2 온/오프밸브(7)의 사이에 장착되는 등 상기 제1,제2 온/오프밸브(5,7)와 역지변(8)이 독립적으로 장착되므로 인해 설치비용이 증가되는 것은 물론 장착시에도 용접개소의 증대로 공정비용이 늘어나는 문제점이 있었다.

또한, 상기 제1 온/오프밸브(5)가 전원인가의 유무에 따라 유로의 개폐가 결정되는 노말 클로즈 타입(Normal Close Type)일 경우에도 도 2에 도시된 바와 같이, 응축기(2)를 지난 냉매의 상태는 ③의 위치에 도달하여야 하지만 상기 제1 온/오프밸브에서 발열이 발생하여 그 ③의 위치에 도달하지 못하고 도면의 ③'위치에 머물게 되어, 결과적으로 (△h-△h')만큼의 잠열이 공기중으로 방출되고, 이로 인해 냉동능력이 저하되는 문제점도 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 제1,제2 온/오프밸브 및 역지변 등의 장착에 따른 설치비용은 물론 공정비용을 절감할 수 있는 냉동사이클의 고온냉매 유입차단 및 기동저감장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 제1 온/오프밸브의 설치에 의해 잠열의 일부가 공기중으로 방출되는 현상을 미연에 방지할 수 있는 냉동사이클의 고온냉매 유입차단 및 기동저감장치를 제공하는데 있다.

제1도는 종래의 고온냉매 유입차단 및 기동저감장치가 구비된 냉동사이클을 보인 개략도.

제2도는 종래의 냉동사이클의 몰리어 선도.

제3도는 본 발명에 의한 고온냉매 유입차단 및 기동저감장치가 구비된 냉동사이클을 보인 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 몸체부 11,12 : 제1 냉매유입, 출구

13,14 : 제2 냉매유입, 출구 12a : 압축제한용 돌기

13a : 방지턱 겸칩돌주 15 : 내부유로

20 : 패스절환부 21 : 실링돌주

22 : 역류방지턱 23 : 가스킷용 돌주

30 : 제어구동부 40 : 탄성부(압축 코일스프링)

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

상기 냉매제어수단은 내부유로가 형성되고, 그 내부유로는 압축기 입구와 응축기 출구와 모세관 입구와 그리고 증발기 출구와 각각 일대일로 연통되도록 형성된 몸체부와; 그 몸체부의 내부유로 내에서 직선운동을 하면서 상기 4방변을 차별적으로 개폐하는 패스절환부와; 그 패스절환부를 전자석으로 유동가능하게 감싸 구동시키는 제어구동부와; 그 제어구동부에 의해 이동된 상기 패스절환부를 복귀시키는 탄성부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

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

본 발명에 의한 고온냉매 유입차단 및 기동저감장치는 통상의 압축기와 응축기와 모세관과 그리고 증발기로 이루어지는 냉동사이클 내에 설치되는 4방변(4-Way)으로, 도 3에 도시된 바와 같다.

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)와, 그 제어구동부(30)에 의해 이동된 패스절환부(20)를 복귀시키는 탄성부(40)로 구성된다.

상기 몸체부(10)는, 압축기(1)와 연통된 응축기(2)의 출구와 연통되는 제1 냉매유입구(11)와, 그 제1 냉매유입구(11)와 연통되는 제1 냉매유출구(12)와, 그 제1냉매유출구(12)와 모세관(3)이 연통되고 그 모세관(3)의 출구와 연통된 증발기(4)의 출구와 연통되는 제2 냉매유입구(13)와, 그 제2 냉매유입구(13)와 연통되며 압축기(1)의 입구와 연통되는 제2 냉매유출구(14)로 구성되어 각 냉매유입구(11,13)와 냉매유출구(12,14)는 내부유로(15)를 통해 서로 연통된다.

상기 패스절환부(20)는, 상기 몸체부(10)의 내부유로(정확하게는, 제1 냉매유출구와 제2 냉매유입구의 사이)(15)에서 직선운동하며, 그 일측단에는 상기 압축기(1)의 단속운전시 제1 냉매유출구(12)를 선택적으로 개폐하여 응축기(2)와 모세관(3) 간의 냉매흐름을 제한하는 실링돌주(21)가 형성되고, 그 타측단에는 상기 제2 냉매유입구(13)를 선택적으로 개폐하여 증발기(4)와 압축기(1) 간의 냉매흐름을 제한하는 역류방지턱(22)이 연장, 형성되어 상기 실링돌주(21)와 연통된다. 또한 , 상기 실링돌주(21)와 역류방턱(22)의 중간에는 상기 내부유로(15)와 밀착되어 제1냉매유입구(11)와 제2 냉매유출구(14) 사이에서의 냉매흐름을 압축기(1)의 단속에 따라 선택적으로 개폐하는 가스킷용 돌주(23)가 형성된다.

여기서, 상기 몸체부(10)의 제1 냉매유출구(12)에는 상기 실링돌주(21)의 삽입량을 한정하는 압축제한용 돌기(12a)가 돌출,형성되고, 상기 제2 냉매유입구(13)에는 상기 역류방지턱(22)이 얹히도록 착탈되는 방지턱 겹침돌주(13a)가 형성된다.

상기 제어구동부(30)는, 상기 가스킷 돌주(23)의 일측면과 착탈되면서 상기 패스절환부(20)의 복원거리를 한정하도록 상기 내부유로(15)내에 설치된다.

상기 탄성부(40)는, 압축 코일스프링으로 상기 실링돌주(21)가 삽입되어 상기 몸체부(10)의 제1 냉매유출구(12)의 입구와 패스절환부(20)의 가스킷용 돌주(23)사이에 장착된다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 고온냉매 유입차단 및 기동저감장치는, 먼저 압축기(1)가 정상적으로 운전하는 경우에는 상기 실링돌주(21)가 제1 냉매유출구(12)에서 이격되어 상기 제1냉매유출구(12)가 개방됨과 동시에 상기 역류방지턱(22)이 제2 냉매유입구(13)의 방지턱 겹칩돌주와 이격되어 상기 제2 냉매유입구(13)가 개방되며, 상기 가스컷용 돌주(23)가 제1 냉매유입, 출구(11,12)와 제2 냉매유입, 출구(13,14)의 사이를 폐쇄하게 된다. 즉, 상기 응축기(2)를 지난 냉매는 제1냉매유입구(11)를 통해 유입되어 제1냉매유출구(12)를 거쳐 상기 모세관(3)으로 유입되고, 그 모세관(3)을 거쳐 증발기(4)로 유입된 냉매는 상기 제2 냉매유입구(13)와 제2 냉매유출구(14)를 통과하여 다시 압축기(1)로 유입되는 일반적인 냉동사이클을 이루게 되는 것이다.

반대로, 상기 압축기의 운전을 차단하게 되면, 상기제어구동부(30)에 전원이 인가되어 패스절환부(20)를 이동시키게 되는데, 이때 상기 패스절환부(20)의 실링돌주(21)가 제1냉매유출구(12)를 폐쇄시키는 동시에 역류방지턱(22)이 방지턱 겹칩돌주(13a)에 밀착되어 얹히면서 상기 제2냉매유입구(13)를 폐쇄시키고, 또한 가스킷용을 돌주(23)는 상기 제1 냉매유입구(11)와 제2 냉매유출구(14)를 연통시켜 상기 압축기(1) 입, 출구에서의 압력이 균형을 이루게 될 때까지 냉매는 압축기(1)와 응축기(2) 사이에서만 흐르게 되는 것이다

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 고온냉매 유입차단 및 기동저감장치는, 상기 압축기의 단속운전시 냉매의 불필요한 흐름을 제한하여 소비전력량을 감소시키고 재기동시의 토오크 부담을 절감시키기 위하여, 상기 압축기와 응축기와 모세관과 그리고 증발기와 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 입구와 응축기 출구와 모세관 입구와 증발기 출구와 각각 연통되어 단속운전시 냉매가 압축기와 응축기 사이에서만 순환되도록 차별적으로 개폐하는 4방변의 냉매제어수단이 구비된 냉동사이클의 고온냉매 유입차단 및 기동 저감장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 냉매제어수단은 내부유로가 형성되고, 그 내부유로는 압축기 입구와 응축기 출구와 모세관 입구와 그리고 증발기 출구와 각각 일대일로 연통되도록 형성된 몸체부와; 그 몸체부의 내부유로 내에서 직선운동을 하면서 상기 4방변을 차별적으로 개폐하는 패스절환부 ; 그 패스절환부를 전자석으로 유동가능하게 감싸 구동시키는 제어구동부와 ; 그 제어구동부에 의해 이동된 상기 패스절환부를 복귀시키는 탄성부로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉동사이클의 고온냉매 유입차단 및 기동저감장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 패스절환부는 그 일측단부에 상기 모세관 입구와 내부유로를 개폐하기 위한 실링돌주가 형성되고, 그 타측단부에는 상기 증발기 출구와 내부유로를 개폐하기 위한 역류방지턱이 형성되며, 그 중간부에는 상기 압축기 입구와 응축기 출구를 개폐하기 위한 가스킷용 돌주가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉동사이클의 고온냉매 유입차단 및 기동저감장치.
4. 제2항에 있어서, 탄성부는 압축 코일스프링으로 상기 패스절환부의 실링돌주가 삽입되는 것을 특징으로 하는 냉동사이클의 고온냉매 유입차단 및 기동저감장치.