KR100307359B1 - 냉장고의 냉매 유동 소음 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고의 냉매의 유동소음을 최소화시키기 위한 유동소음 저감장치에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 냉매를 유입시키기 위한 증발기 입구에 삽입, 고정되는 모세관의 단부측에, 단면적이 축소된 축관부를 성형한다. 이러한 축관부에 의하여 공급되는 냉매의 압력을 저감시킬 수 있게 되어, 압력변화의 폭을 최소화할 수 있어서, 압력 맥동에 의한 유동소음을 저감시킬 수 있다. 그리고 냉매를 유입시키기 위한 증발기 입구와, 상기 입구에 냉매를 공급하기 위하여 증발기 입구에 삽입되는 모세관 사이에, 통과하는 냉매의 압력을 저감시키는 축관부를 구비하는 축관부재를 설치하는 것에 의하여 공급되는 냉매의 압력을 저감시킬 수도 있다.

Description

냉장고의 냉매 유동 소음 저감장치{Device for reducing noise of working fluid in refrigerator}

본 발명은 냉장고에서 냉매의 유동소음을 저감시키기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 증발기와 모세관의 연결부분에서 냉매의 급격한 유동에 의한 유동소음을 방지하기 위한 장치에 관한 것이다.

먼저 도 1을 참조하면서 일반적으로 냉장고에 사용되는 냉동싸이클에 대해서 살펴본다. 냉장고에서 냉기를 생성하는 것은, 저온 저압상태의 냉매가 증발기(1)의 내부를 통과하면서 기화열로 증발기 주위의 열을 흡수하기 때문이다. 따라서 저온 저압상태로 증발기(1)에 공급된 냉매는, 증발기 내부를 거치면서 기화된다. 그리고 이러한 기체 상태 냉매는 압축기(2)에서 압축되고, 응축기(3)에서 응축되는 것에 의하여 액체 상태로 상변화하게 된다. 그리고 액체상태의 냉매는 모세관(4)을 거치면서 저온 저압상태의 냉매로 변화한 후, 증발기(1)의 내부로 공급된다.

물론 이론적으로는 상기와 같이 상변화가 뚜렸하지만 실제의 냉동싸이클에 있어서는, 완전하게 구분되지 못하고 액체상태 및 기체상태가 혼합된 상태로 순환하고 있다.

다음에는 증발기(1)와 모세관(4)의 연결부분에 대하여 도 2를 참조하면서 살펴보기로 한다. 도시한 바와 같이, 모세관(3)의 단부는, 증발기(4)의 입구(4a)에 삽입된 상태로 고정되어 있다. 또한 상기 모세관(3)의 단부와 증발기(4)의 입구(4a)를 지나는 냉매의 흐름을 살펴보면, 기체와 액체 상태의 냉매가 증발기(4)의 입구(4a)로 유입된다.

그러나 냉장고 내부의 냉동싸이클의 과도상태인 경우에는 단순한 액상냉매 또는 기체상태 냉매가 주기적으로 분출되는 경우가 발생한다. 여기서 냉동싸이클의 과도상태라고 하는 것은 정상 운전상태가 아닌 상태를 의미하는 것으로, 증발기의 온도가 상온 근처까지 상승한 상태에서 냉동싸이클이 동작되는 것을 예로 들 수 있으며, 실제로는 증발기에 착상된 성에를 제거하는 제상과정이 수행되면 증발기의 온도가 상온까지 상승하게 되는데, 이러한 상태를 의미한다. 이와 같은 과도상태에서는, 단순한 액체상태의 냉매만이 분출되거나, 단순한 기체상태의 냉매만이 주기적으로 분출되는데, 이러한 상태에서는 급격한 온도변화는 물론 압력의 변화가 발생하게 된다.

이러한 급격한 온도 및 압력의 변화로 인하여, 상기 연결부분에는 압력 맥동이 발생하게 되는데, 이 때 냉매의 유동 소음이 발생하게 된다.

즉, 정상상태의 운전인 경우와 비교하여 보면, 상술한 바와 같이 압력 맥동이 발생하는 과도상태에 있어서는, 유동소음이 현저하게 커지는 단점이 있음을 알 수 있다. 이러한 유동소음으로 인하여, 냉장고의 사용자는 소음에 의한 불편을 느끼게 되는 사용상의 문제점이 있는 것이다.

본 발명의 목적은 냉매의 유동소음을 최소화할 수 있는 장치를 제공하는 것이다. 이와 같은 본 발명의 목적은, 모세관에서 증발기로 냉매가 유동하는 경우, 압력변화를 최소화하는 것에 의하여 달성될 수 있을 것이고, 본 발명은 이러한 점에 착안하고 있다.

도 1은 일반적인 냉동싸이클의 구성을 보인 설명도.

도 2는 종래의 증발기와 모세관의 연결부분의 예시도.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 연결부분의 단면도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 모세관의 단면도.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 연결부분의 단면도.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 의한 연결부분의 단면도.

도 7은 종래의 온도변화를 보인 그래프.

도 8은 본 발명에 의한 온도변화를 보인 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10, 14, 16 ..... 모세관 12 ..... 축관부

20, 24, 26 ..... 증발기 입구 30, 34 .... 축관부재

32, 36 ..... 축관부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 의하면, 냉매를 유입시키기 위하여 증발기 입구에 연결되는 모세관의 단부측에 단면적이 축소되고 하나의 유로로 구성된 축관부를 형성하는 것을 기술적 요지로 한다.

그리고 본 발명의 다른 실시예에 의한 유동소음 저감장치는, 냉매를 유입시키기 위한 증발기 입구와, 상기 입구에 냉매를 공급하기 위하여 증발기 입구에 삽입되는 모세관, 그리고 상기 입구와 모세관 사이에 개재되어, 통과하는 냉매의 압력을 저감시키도록 하나의 유로로 구성되는 축관부를 구비하는 축관부재를 포함하여 구성된다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 냉매가 모세관에서 증발기로 공급되는 과정에서 냉매의 압력이 강하된다. 따라서 압력변화의 폭을 줄일 수 있게 되어, 압력 맥동을 최소화시킬 수 있게 되어, 실질적으로 냉매의 유동소음을 최소화하는 것이 가능하게 된다.

다음에는 도면에 도시한 실시예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 모세관과 증발기입구의 구조를 보인 단면도이다. 도시한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 증발기 입구(20)에 삽입되어, 고정되는 모세관(10)의 단부에 축관부(12)를 형성하고 있음을 알 수 있다.

상기 축관부(12)는, 모세관(10)의 일부분을 단면적이 작게 되도록 축소시킨 부분으로, 이 부분을 통과하는 냉매는 유속이 빨라짐과 동시에 압력이 떨어지게 된다. 따라서 상기 축관부(12)를 통과하는 냉매의 온도변화도 떨어지게 됨은 물론, 압력변화의 폭도 감소하게 되는 것은 당연하다.

이와 같이 냉매의 압력변화의 폭을 줄이는 것은, 실질적으로 압력 맥동이 감소하게 되는 것을 의미하는 것이고 따라서 냉매의 유동소음도 저감될 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 축관부(12)를 통과하는 냉매의 압력을 감소시키는 것에 의하여, 냉매가 증발기 입구(20)로 분출되는 순간에서 보다 균일하게 냉매가 유동하도록 구성하고 있음을 알 수 있다. 냉매의 압력을 감소시키는 것은, 실질적으로 냉매의 압력변화의 폭을 최소화하는 것을 의미하게 되고, 따라서 균일한 냉매의 유동 및 압력변화에 의한 압력맥동을 저감시키는 것에 의하여 냉매의 유동소음을 저감시킬 수 있는 것이다.

그리고 상술한 제1실시예에 있어서는, 모세관(10)의 단부의 일부을 축관시키는 것에 의하여, 상기와 같은 기술적 요지를 달성하고 있음을 알 수 있다. 도 4는, 도 3의 A-A선 단면도를 보인 것으로, 모세관(10)이 축관부(12)의 단면도이다. 도 4의 (a), (b) 및 (c)에 도시한 바와 같이, 상기 축관부(12)는 단면적이 줄어드는 것에 의하여 냉매의 유속을 상승시키고 압력을 저감시키는 기술적 범위 내에서 상기 축관부(12)의 단면은, 원형, 사각형 또는 타원형과 같이 여러가지 형상으로 성형하는 것이 가능하다.

그리고 상기 축관부(12)의 단면적 축소비율은, 실험에 의하면 원래의 모세관의 단면적에 비하여 40 내지 60%의 범위 내에서 설정하는 것이 바람직함을 알 수 있다. 즉 축관부의 축소비율이 너무 많으면 그 부분을 통과하는 냉매의 압력변화가 커서 유리하지 못하고, 너무 작으면 본 발명에 의한 효과를 충분히 얻기 어렵기 때문에, 상기와 같이 40 내지 60%의 범위 내에서 설정하는 것이 가장 바람직하다.

또한 상기 축관부(12)는, 모세관의 끝단부에서 일정한 거리를 가지고 있음이 바람직하다. 즉 상기 축관부(12)를 모세관의 끝단부에 성형하는 것은 끝단부를 통과한 냉매가 증발기 입구(20)에서 급속하게 팽창하기 때문에, 일정한 간격을 둔 상태에서 모세관의 단부에 축관부(12)를 형성하는 것이 가장 바람직하다. 이러한 간격에 대해서는, 현재 사용되고 있는 모세관 및 증발기 입구의 사용 직경을 고려하여 볼 때, 40 내지 50mm의 범위가 가장 안정적인 것임을 알 수 있었다. 따라서 본 발명에 의하면, 상기 축관부(12)는 모세관의 단부에서 40 내지 50mm 정도의 부분에 성형하는 것이 가장 바람직하다.

다음에는 도 5에 기초하면서 본 발명의 제2실시예에 대하여 살펴보기로 한다. 본 실시예는 모세관(14)과 증발기 입구(24) 사이에 개재되는 축관부재(30)를 통하여 상기와 같은 기술적 사상을 달성하고자 한다.

도시한 바와 같이, 모세관(14)와 증발기 입구(24) 사이에는,축관부재(30)가 개재되어 있다. 상기 축관부재(30)에는, 모세관(14)에서 분출되는 냉매의 유속을 빠르게 함과 동시에 압력을 떨어뜨리는 축관부(32)가 성형되어 있다. 본 실시예에 있어서 상기 축관부(32)는, 축관부재(30)의 하단부에서 단면적이 감소하도록 구성되어 있음을 알 수 있고, 냉매는 상기 축관부(32)를 통과하면서 유속이 빨라지도록 구성되어 있다.

따라서 본 실시예에 있어서도, 상기 제1실시예와 동일하게 상기 축관부재(30)의 축관부(32)를 통하여 냉매의 속도가 빨라지면서 압력이 저하된다. 따라서 압력을 저감시키는 것에 의하여, 전체적인 압력변화의 폭을 줄일 수 있게되어, 압력 맥동에 의한 유동소음을 감소시킬 수 있게 된다.

도 6에는 본 발명에 의한 제3실시예가 도시되어 있다. 본 실시예에서도, 축관부재(34)를 사용하여 모세관(16)과 증발기 입구(26)를 서로 연결하고 있다. 본 실시예에 의한 축관부재(34)는, 상기 제2실시예의 축관부재와는 달리, 중간 부분에 축관부(36)가 성형되어 있다. 따라서 상기 중간부분의 축관부(36)를 통과하는 냉매는 압력이 저감되기 때문에, 전체적인 압력변화의 폭을 감소시키는 것이 가능하게 되어, 냉매의 유동소음을 최소화할 수 있게 된다.

여기서 상기 축관부재와 증발기 입구 및 모세관의 연결은, 종래와 동일하게 용접에 의하여 달성될 수 있을 것이다.

그리고 상기 제2실시예 및 제3실시예에 의하면, 모세관 및 증발기 입구는 실질적으로 종래와 동일한 형상으로 하고, 그 연결부분에 축관부재를 삽입하고 있음을 알 수 있다. 따라서 종래와 동일한 형상을 가진 부품에, 단순히 축관부재를 적용하는 것에 의하여, 본 발명에 의한 유동소음 저감장치를 용이하게 구현하는 것이 가능하게 된다. 이는, 모세관 또는 증발기 입구에 물리적인 가공을 수행하지 않고 본 발명을 구현하는 것을 의미하는 것으로, 실질적으로 증발기 입구 및 모세관의 가공상의 난점 등을 해소할 수 있는 것을 의미한다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 의하면, 모세관에서 증발기 입구를 연결하는 부분에, 단면적이 축소된 축관부를 성형하는 것에 의하여 전체적인 압력변화의 폭을 감소시켜 압력맥동을 줄이고자 하는 것을 기술적 요지로 하고 있음을 알 수 있다.

일실시예에 의하면, 증발기의 입구와 연결되는 모세관의 단부에 축관부를 형성하고 있다. 그리고 다른 실시예에 의하면, 축관부를 가지는 축관부재를 증발기의 입구와 모세관 사이에 개재하는 것에 의하여 상기와 같은 기술적 사상을 달성하고 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 모세관에서 증발기 입구로 분출되는 냉매의 압력이, 상기 축관부에 의하여 저하되게 된다. 이렇게 압력이 저하되면, 냉매의 압력변화 폭이 감소하게 되어, 실질적으로 압력 맥동이 최소화될 수 있게 된다. 따라서 본 발명에 의하면, 냉매의 유동소음이 감소하게 되어 실질적으로 소음을 최소화할 수 있는 냉장고를 제공할 수 있게 된다.

도 7은 종래의 기술에 의한 온도변화를 도시한 것이고, 도 8은 본 발명에 의한 온도변화를 도시하고 있다. 도시한 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 축관부에 의하여 온도변화의 폭이 최소화될 수 있음을 알 수 있고, 이러한 것에 의하여 상술한 바와 같이, 압력변화의 폭을 최소화하는 것에 의하여, 압력맥동이 감소될 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 냉장고가 구동을 개시하거나, 제상과정에 의하여 증발기가 상온화된 과도 상태에서, 압력의 변화폭에 기인하는 압력맥동을 최소화할 수 있게 된다. 따라서 특히 냉장고의 과동상태에서 소음을 최소화하는 것이 가능하게 될 것이다.

Claims (4)

1. 냉매를 유입시키기 위한 증발기 입구와;

   상기 입구에 연결되고, 연결되는 단부측에 단면적이 축소되고 하나의 유로로 구성된 축관부를 구비하는 모세관을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 유동소음 저감장치.
2. 냉매를 유입시키기 위한 증발기 입구와;

   상기 입구에 냉매를 공급하기 위하여 증발기 입구에 삽입되는 모세관; 그리고

   상기 입구와 모세관 사이에 개재되어, 통과하는 냉매의 압력을 저감시키도록 하나의 유로로 구성되는 축관부를 구비하는 축관부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 유동소음 저감장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 축관부는, 축관부재의 하단부에 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 유동소음 저감장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 축관부는, 축관부재의 중간부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 유동소음 저감장치.