KR100375096B1 - 냉동사이클용 냉매팽창장치 - Google Patents

냉동사이클용 냉매팽창장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 감압능력의 가변이 가능한 냉동사이클용 냉매팽창장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 냉동사이클용 냉매팽창장치에 의하면, 이동부재를 이동시켜 연결부재와 이동부재가 맞물려 있는 구간의 길이를 조정함으로써, 냉매팽창장치의 감압능력을 가변시킬 수 있게 되는 작용효과가 있다. 또한, 간단한 구성으로 이루어져 있어 제조원가가 절감되며, 소음발생이 적은 냉매팽창장치를 제공할 수 있다는 효과가 있다. 또한 동일한 부품을 다양한 용량의 냉동사이클에 사용할 수 있으므로 부품의 공용화가 가능하다는 부수적인 효과가 있으며, 아울러 구동부가 적어 일정한 성능의 유지가 용이하다는 작용효과가 있다.

Description

냉동사이클용 냉매팽창장치{Refrigerant expansion device for refrigerating cycle}
본 발명은 냉매팽창장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 감압유로를 가변시킬 수 있는 냉매팽창장치에 관한 것이다.
일반적으로 냉동사이클은 냉매를 매개로 압축, 응축, 팽창, 증발의 4단계를 수행하도록 이루어져 냉장고, 공기조화기 등에 적용된다.
이러한 냉동사이클에서 냉매팽창장치는 압축기와 응축기를 지난 고압상태의 냉매를 증발이 용이하게 이루어질 수 있는 적정압력으로 감압시키는 장치로서, 모세관이나 전자팽창밸브가 주로 사용된다.
그러나, 모세관은 모세관의 길이 및 구경에 따라 일정한 감압능력을 갖게되므로, 적용되는 냉동사이클의 용량에 따라 다양한 길이 및 구경으로 각각의 모세관을 별도로 가공해야 하며, 일단 설치한 후에는 모세관을 감압능력을 변경시킬 수 없다는 문제점이 있다.
한편, 전자팽창밸브는 감압능력을 가변할 수 있는 냉매팽창장치이다.
그러나, 이러한 전자팽창밸브는 코일, 플런저, 복원스프링, 전원입력단자 및 실링수단 등의 다수개의 부품이 내부 유로를 개폐할 수 있도록 복잡하게 설치되어 있으므로, 이를 구동시키게 되면 부품들이 서로 부딪치며 소음을 발생시키게 되며, 제조과정이 복잡해 제조원가가 높다는 문제점이 있다.
또한 일정한 감압능력을 갖기 위해서는 각 부품들이 정확한 위치에 놓여져야 하는데, 각 부품의 공차에 의하여 작동오차가 발생하여 일정한 성능을 유지하기 힘들다는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 감압능력의 가변이 가능하면서도, 구성이 간단한 냉매팽창장치를 제공하고자 하는 것이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 냉동 사이클을 보인 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 냉매팽창장치의 내부구조를 보인 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 냉매팽창장치의 연결장치 구조를 보인 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 냉매 팽창장치의 작동상태를 보인 것이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100: 압축기 200: 응축기
300: 냉매팽창장치 310: 유입쳄버
320: 토출쳄버 330: 연결부재
340: 이동부재 350: 연통유로
360: 감압유로 370: 연결장치
380: 구동모터
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은;
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기조화기는, 천정 내부로 진입 설치되는 본체케이스, 상기 본체케이스의 개구에 결합되며 중앙의 흡입유로와 둘레의 토출구를 갖춘 천정패널, 상기 본체케이스 내에 설치되는 원심팬, 상기 원심팬을 구동시키는 모터, 상기 원심팬의 둘레를 감싸도록 상기 본체케이스 내에 설치된 열교환기, 흡입공기의 진입을 안내하도록 상기 원심팬의 유입측에 설치되며 중앙에 흡입구가 형성된 벨마우스판을 포함하는 공기조화기에 있어서, 상기 원심팬으로 유입되는 공기가 선회하면서 유입되도록 상기 원심팬의 유입측에 선회기류를 형성하는 가이드팬이 설치되되, 상기 가이드팬은 일단이 상기 밸마우스판의 흡입구 주위에 고정되고 타단이 상기 원심팬의 내측으로 길게 연장되며 다수개가 원통형으로 배치된 가이드날개를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연결부재의 내주에는 암나사가 마련되며, 상기 이동부재는 상기 암나사와 이물림되며 이들 사이에 상기 감압유로를 형성하도록 수나사가 마련된 나선축으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동수단은 정역 회전 가능한 구동모터를 구비하며, 상기 이동부재와 상기 구동모터의 회전축 사이에는 상기 이동부재의 축방향 이동을 가능하게 하는 연결장치가 마련된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연결장치는, 상기 이동부재와 상기 구동모터의 회전축 중 어느 하나에 축방향으로 연장된 다각형상의 제 1 연결축과, 다른 하나에 상기 제 1 연결축이 슬라이딩 가능하게 삽입되도록 삽입홈을 갖는 제 2 연결축을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 하나의 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명이 적용되는 냉동사이클은 도 1에 도시한 바와 같이, 전동기를 가동하여 냉매를 고압으로 압축시키는 압축기(100)와, 압축기(100)에서 토출된 냉매로를 응축시키는 응축기(200)와, 응축기를 지난 고압의 냉매를 적정압력으로 만드는 냉매팽창장치(300)와, 냉매팽창장치(300)에 의해 감압된 냉매를 증발시키며 열교환이 이루어지는 증발기(400)를 구비한다.
이러한 냉동사이클에 적용되는 냉매팽창장치(300)는 응축기(200)와 증발기(400) 사이에 냉매관을 통해 연계되게 설치된다. 따라서, 응축기(200)로부터 전해진 고압의 냉매를 적정압으로 감압시킨 후 증발기(400)로 전달함으로써 증발기(400)에서 냉매의 증발이 용이하게 이루어지도록 하는 역할을 수행한다.
이러한 냉매팽창장치(300)는 도 2에 도시한 바와 같이, 냉매가 유입되어 들어오는 유입쳄버(310)와, 냉매가 토출되는 토출쳄버(320)와, 유입쳄버(310)와 토출쳄버(320)를 내부에 마련된 연통유로(350)를 통해 연결하는 연결부재(330)와, 연결부재(330) 내에 이동가능하게 설치되는 이동부재(340)와, 이동부재를 구동시키기 위한 구동수단을 갖추고 있다.
유입쳄버(310)에는 응축기(200)에 의하여 응축된 고압의 냉매가 유입되는 유입관(311)이 설치되며, 토출쳄버(320)에는 연결부재(330)에 의하여 감압된 냉매가 토출되도록 토출관(321)이 설치된다.
연결부재(330)와 이동부재(340) 사이에는 냉매의 압력을 감소시키는 감압유로(360)가 마련되는데, 이러한 감압유로(360)는 연결부재(330)와 이동부재(340)가 서로 맞물려 있는 구간에서만 냉매를 감압시킬 수 있도록 구성되는데, 이에 대한 상세한 구조는 다음과 같다.
먼저, 연결부재(330)는 일단이 유입쳄버(310)와, 타단이 토출쳄버(320)와 직접 결합되며, 이들을 연통시키기 위해 내부에는 중공의 연통유로(350)가 형성되어 있다. 또한, 연통유로(350)의 내주에는 이동부재(340)의 축방향 이동을 안내하기 위한 암나사(331)가 가공된다.
이동부재(340)에는 외주에 수나사(341)가 마련되어 연결부재(330)와 이물림결합되며, 이것에 의해 이동부재(340)가 정회전 또는 역회전하면 암나사(331)를 따라 진퇴운동하게 된다. 또한, 이동부재(340)의 수나사(341)는 연결부재(330)에 헐겁게 결합되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이에 따라 암나사(331)와 수나사(341)가 이물림 되었을 때, 이들 사이가 소정간격 이격되며, 이러한 이격된 틈을 따라 나선형 감압유로(360)가 형성된다.
그리고 구동수단은 정역회전이 가능한 구동모터(380)로 이루어져 있는데, 이동부재(340)를 회전시키기 위해 이동부재(340)의 단부와 구동모터(380)의 회전축은 연결장치(370)를 매개로 연결되어 있다.
도 2와 도 3을 참조하면, 이 연결장치(370)는 축 길이가 가변될 수 있도록 제 1 연결축(371)과 제 2 연결축(372)으로 이루어져 있다. 제 1 연결축(371)은 사각축으로 구성되어 구동모터(380)의 회전축에 일체로 마련되며, 제 2 연결축(372)은 이동부재(340)에 축방향으로 연장되며 제 1 연결축(371)이 슬라이딩 가능하게삽입될 수 있도록 사각형상의 삽입홈(372a)이 마련되어 있다. 이에 따라 제 1 연결축(371)이 제 2 연결축(372)의 삽입홈(372a)으로 끼워져 결합되어 이동부재(340)의 축방향 이동이 가능하게 된다. 이러한 연결장치(370)에 있어서, 삽입홈(372a)은 제 1 연결축(371)이 여유있게 결합되도록 구성하여 축방향으로 상대운동이 용이하게 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
다음에는 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 냉매팽창장치의 작용 및 효과를 설명한다.
본 발명에 따른 냉각사이클용 냉매팽창장치(300)는 이동부재(340)가 연결부재(330)내에 완전히 삽입되어 있는 경우, 암나사(331)와 수나사(341)의 이물림 길이가 최대가 된다. (이 때에는 감압유로의 길이가 최대가 되어 감압능력이 가장 높다.)
이러한 상태에서 구동모터(380)를 정방향으로 구동, 이동부재(340)를 정방향 회전시키면, 이동부재(340)는 도 4에 도시된 바와 같이 축방향으로 소정거리(A 구간) 이동하여 선단이 토출쳄버(320)내에 위치된다. 이 때, 제 1 연결축(371)은 이동부재(340)의 이동에 따라 제 2 연결축(372)의 삽입홈(372a)으로부터 점차 빠져나오면서 이동부재(340)의 이동거리를 보상한다.
이러한 이동부재(340)의 이동에 따라 연결부재(330)와 이동부재(340)가 이물림되어 있는 구간의 길이(B 구간)는 그만큼 짧아진다.
감압은 연결부재(330)와 이동부재(340)가 맞물려 모세관 형상을 이룰 때 모세관 내벽과 냉매의 마찰력에 의해 이루어지는데, A 구간의 감압유로는 이동에 따라 모세관 형상을 잃어버리게 되어 감압능력을 상실하며, C 구간의 감압유로 역시 모세관 형상을 잃어버리게 되어 감압능력을 상실한다.
결과적으로 감압유로(360)는 연결부재(330)와 이동부재(340)가 맞물려 있는 B 구간에서만 유지되므로 이동 전에 비하여 전체 감압유로(360)의 길이는 짧아지며, 이러한 감압유로(360)의 길이변화는 곧 냉매팽창장치(300)의 용량 변화로 이어진다.
반면에, 구동모터(380)를 역방향으로 회전시키면, 제 1 연결축(371)이 제 2 연결축(372)의 삽입홈(372a) 내로 들어가면서, 토출쳄버(320)로 돌출되었던 이동부재(340)의 선단이 연결부재(330)의 내로 복원된다.
따라서, 연결부재(330)와 이동부재(340)의 이물림된 구간의 길이를 조정함으로써, 냉매팽창장치(300)의 감압능력을 손쉽게 변화시킬 수 있다.
또한, 구동모터(380) 등의 구동수단이 연결장치(370)를 통하여 이동부재(340)와 연결되어 있으므로, 구동모터(380)를 제어하여 냉매팽창장치(300)의 감압능력을 조정할 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉동사이클용 냉매팽창장치에 의하면, 이동부재를 이동시켜 연결부재와 이동부재가 맞물려 있는 구간의 길이를 조정함으로써, 냉매팽창장치의 감압능력을 가변시킬 수 있게 되는 작용효과가 있다. 또한, 간단한 구성으로 이루어져 있어 제조원가가 절감되며, 소음발생이 적은 냉매팽창장치를 제공할 수 있다는 효과가 있다. 또한 동일한 부품을 다양한용량의 냉동사이클에 사용할 수 있으므로 부품의 공용화가 가능하다는 부수적인 효과가 있으며, 아울러 구동부가 적어 일정한 성능의 유지가 용이하다는 작용효과가 있다.

Claims (4)

  1. 천정 내부로 진입 설치되는 본체케이스, 상기 본체케이스의 개구에 결합되며 중앙의 흡입유로와 둘레의 토출구를 갖춘 천정패널, 상기 본체케이스 내에 설치되는 원심팬, 상기 원심팬을 구동시키는 모터, 상기 원심팬의 둘레를 감싸도록 상기 본체케이스 내에 설치된 열교환기, 흡입공기의 진입을 안내하도록 상기 원심팬의 유입측에 설치되며 중앙에 흡입구가 형성된 벨마우스판을 포함하는 공기조화기에 있어서,
    상기 원심팬으로 유입되는 공기가 선회하면서 유입되도록 상기 원심팬의 유입측에 선회기류를 형성하는 가이드팬이 설치되되, 상기 가이드팬은 일단이 상기 밸마우스판의 흡입구 주위에 고정되고 타단이 상기 원심팬의 내측으로 길게 연장되며 다수개가 원통형으로 배치된 가이드날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가이드날개는 상기 원심팬의 회전방향으로 만곡된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 원심팬의 내측으로 연장된 상기 가이드날개의 단부에는 상기 가이드날개의 지지를 위한 지지링이 결합된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5921462U (ja) * 1982-07-30 1984-02-09 株式会社東芝 冷凍サイクル装置
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