KR100505258B1 - 공기조화기의 팽창장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크기를 줄일 수 있고 생산성을 높일 수 있는 공기조화기의 팽창장치에 관한 것으로서, 냉매가 흐르는 냉매관과; 상기 냉매관에 일단과 타단이 이격되게 연통된 팽창관과; 상기 냉매관의 내부에 이동 가능하게 배치되고, 상기 팽창관의 일단 연통부를 밀폐할 수 있는 숏 튜브 오리피스와; 상기 숏 튜브 오리피스가 상기 팽창관의 일단 연통부와 타단 연통부의 사이에 위치되게 걸림될 수 있도록 상기 팽창관의 일단 연통부와 타단 연통부의 사이 일측에 배치된 제 1 스토퍼와; 상기 숏 튜브 오리피스가 상기 팽창관의 일단 연통부를 밀폐하는 위치에 걸림될 수 있도록 상기 팽창관의 일단 연통부 옆 일측에 배치된 제 2 스토퍼를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

공기조화기의 팽창장치{Expander of air-conditioner}

본 발명은 공기조화기의 팽창장치에 관한 것으로서, 특히 크기를 줄일 수 있고 소음을 최소화하며 생산성을 높일 수 있는 공기조화기의 팽창장치에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 압축기, 응축기, 팽창기구, 증발기로 이루어지는 냉매의 냉동사이클을 이용하여 실내 공기를 냉/난방하는 장치로서, 크게 일체형과 분리형이 있다.

상기한 일체형과 분리형은 기능적으로는 같지만 일체형은 냉각 방열의 기능을 일체화하여 가옥의 벽에 구멍을 뚫거나 창에 장치를 걸어서 직접 설치한 것이고, 분리형은 실내측과 실외측에 냉각 방열 기능을 분리하여 설치한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 공기조화기의 구성이 도시된 구성도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 공기조화기의 일부 절결 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 공기조화기는 냉매를 압축하는 압축기(1)와, 실외 공기와 냉매를 열교환시키는 실외 열교환기(2)와, 냉매를 팽창시키는 팽창장치(3)와, 실내 공기와 냉매를 열교환시키는 실내 열교환기(4)가 하나의 사이클을 이루면서 구성되고, 상기 압축기(1)의 출구측에는 냉난방 모드에 따라 압축기(1)에서 압축된 냉매를 실외 열교환기(2) 또는 실내 열교환기(4)측으로 안내하는 유로 절환밸브(5)가 장착된다.

또한, 상기 공기조화기는 상기 실외 열교환기(2)의 실외의 공기를 송풍시키는 실외 송풍기(6)와, 상기 실내 열교환기(4)로 실내의 공기를 송풍시키는 실내 송풍기(7)를 더 포함하여 구성된다.

한편, 상기 팽창장치(3)는 냉/난방시 냉매의 양을 조절하는 것으로, 냉방 및 난방시 냉매가 팽창되는 제 1 팽창기구(12)와, 냉방시에는 냉매가 통과하지 않고 난방시에는 냉매가 통과하면서 팽창되는 제 2 팽창기구(14)와, 상기 제 2 팽창기구(14)의 선택적 팽창을 위한 체크밸브(16)를 포함하여 구성된다.

도 3은 종래 기술에 따른 팽창장치의 냉방시 냉매 흐름이 도시된 내부 구성도이고, 도 4는 종래 기술에 따른 팽창장치의 난방시 냉매 흐름이 도시된 내부 구성도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 체크 밸브(16)는 내부에 밸브체(18)가 이동 가능하게 배치되고, 상기 밸브체(18)의 둘레에는 밸브체(18)의 길이방향으로 다수의 날개(19)가 형성되며, 그 선단에는 개폐돌기(20)가 구비된다.

한편, 상기 체크 밸브(16)는 상기 제 1 팽창기구(12) 및 실내 열교환기(4)와 연통되는 통공(21,22)이 형성된 제 1,2 격벽(23,24)이 형성된다.

그리고, 상기 제 2 팽창기구(14)는 상기 체크 밸브(16)의 양단에 연통되게 연결된다.

상기와 같이 구성된 종래의 공기조화기는 냉방 운전되면, 상기 압축기(1)가 냉매(실선)를 고온 고압으로 압축하고, 압축된 냉매는 상기 유로 절환밸브(5)에 의해 상기 실외 열교환기(2)로 보내진다. 상기 실외 열교환기(2)로 보내진 냉매는 실외 공기와 열교환되면서 방열되어 응축되고, 상기 팽창장치(3)로 보내진다. 상기 팽창장치(3)로 보내진 냉매는 상기 제 1 팽창기구(12)를 통과하면서 저온, 저압으로 팽창되고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 체크 밸브(16)를 통과한 후 실내 열교환기(4)로 보내진다. 이러한 냉매는 상기 실내 열교환기(4)를 통과하는 도중에 기체 상태로 증발되면서 실내 공기의 열을 흡수하여 실내 공기를 냉각시킨다. 한편, 상기 실내 열교환기(4)를 통과한 냉매는 상기 압축기(1)로 순환되어 냉방 사이클을 형성하게 된다.

한편, 상기 공기조화기는 난방 운전되면, 상기 압축기(1)가 냉매(점선)를 고온 고압으로 압축하고, 압축된 냉매는 상기 유로 절환밸브(5)에 의해 상기 실내 열교환기(4)로 보내진다. 상기 실내 열교환기(2)로 보내진 냉매는 상기 실내 열교환기(4)를 통과하는 도중에 실내 공기로 열을 방출하면서 액체 상태로 응축되고, 이후 상기 팽창장치(3)로 보내진다. 상기 팽창장치(3)로 보내진 냉매는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 체크 밸브(16)의 제 1 격벽(23)과 벨브체(18)에 막힘되어 상기 제 2 팽창기구(14)로 바이패스된다. 상기 제 2 팽창기구(14)로 바이패스된 냉매는 저온, 저압으로 팽창된 후 상기 제 1 팽창기구(12)를 통과하면서 다시 팽창되고, 상기 실외 열교환기(2)로 보내진다. 이러한 냉매는 상기 실외 열교환기(2)를 통과하면서 실외 공기의 열을 흡수하여 기체 상태로 증발되고 상기 압축기(1)로 순환되어 난방 사이클을 형성하게 된다.

그러나, 종래의 공기조화기의 팽창장치는 상기 제 1 팽창기구(12)와 체크 밸브(16)를 별도로 구비하고, 상기 체크 밸브(16)의 옆에 제 2 팽창기구(14)를 장착하므로, 조립 공정이 많아 생산성이 낮고, 제 1 팽창기구(12)와 제 2 팽창기구(14)와 체크 밸브(16)로 구성된 팽창장치(3)가 차지하는 공간이 크게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 크기를 줄일 수 있고 생산성을 높일 수 있는 공기조화기의 팽창장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 공기조화기의 팽창장치는 냉매가 흐르는 냉매관과; 상기 냉매관에 일단과 타단이 이격되게 연통된 팽창관과; 상기 냉매관의 내부에 이동 가능하게 배치되고, 상기 팽창관의 일단 연통부를 밀폐할 수 있는 숏 튜브 오리피스와; 상기 숏 튜브 오리피스가 상기 팽창관의 일단 연통부와 타단 연통부의 사이에 위치되게 걸림될 수 있도록 상기 팽창관의 일단 연통부와 타단 연통부의 사이 일측에 배치된 제 1 스토퍼와; 상기 숏 튜브 오리피스가 상기 팽창관의 일단 연통부를 밀폐하는 위치에 걸림될 수 있도록 상기 팽창관의 일단 연통부 옆 일측에 배치된 제 2 스토퍼를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예가 도시된 일부 절결 사시도이고,

본 실시예에 의한 공기조화기는 도 5에 도시된 바와 같이, 실내기(51)의 내부에 냉매와 공기를 열교환시키는 실내 열교환기(52)와, 실내의 공기를 상기 실내 열교환기(52)로 송풍시키는 실내 송풍기(53)가 장착되고, 실외기(61)의 내부에 냉매와 공기를 열교환시키는 실외 열교환기(62)와, 실외의 공기를 상기 실외 열교환기(62)로 송풍시키는 실외 송풍기(63)와, 냉매를 압축하는 압축기(64)와, 냉매를 팽창시키는 팽창장치(65)가 장착된다.

또한, 상기 공기조화기는 상기 실내 열교환기(52)와, 압축기(64)와, 실외 열교환기(62)와, 팽창장치(65)가 냉매배관(66)으로 연결되어 압축기(64)에서 압축된 냉매가 순환되고, 상기 압축기(64)의 출구배관에는 압축된 냉매를 냉방시 실외 열교환기(62)로 안내하고 난방시 실내 열교환기(52)로 안내하는 유로 절환 밸브(미도시)가 장착된다.

상기 팽창장치(65)는 냉방시 실외 열교환기(62)에서 실내 열교환기(54)로 유동되는 냉매가 팽창되는 팽창유로와, 난방시 실내 열교환기(54)에서 실외 열교환기(62)로 유동되는 냉매가 팽창되는 팽창유로가 서로 다르게 이루어진다.

도 6은 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 팽창장치의 냉방시 냉매 흐름이 도시된 내부 구성도이고, 도 7은 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 팽창장치의 난방시 냉매 흐름이 도시된 내부 구성도이다.

상기 팽창장치(65)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 냉매가 흐르는 냉매관(70)과, 상기 냉매관(70)에 일단(76)과 타단(78)이 이격되게 연통되고 내부에 팽창유로(80a)가 형성된 팽창관(80)과, 상기 팽창관(80)의 일단 연통부(76)를 밀폐할 수 있고 내부에 팽창유로(90a)가 형성된 숏 튜브 오리피스(90)와, 상기 숏 튜브 오리피스(90)가 난방시 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 팽창관(80)의 일단 연통부(76)와 타단 연통부(78)의 사이에 위치되게 걸림될 수 있도록 상기 팽창관(80)의 일단 연통부(76)와 타단 연통부(78)의 사이 일측에 배치된 제 1 스토퍼(100)와, 상기 숏 튜브 오리피스(90)가 냉방시 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 팽창관(80)의 일단 연통부(86)를 밀폐하는 위치에 걸림될 수 있도록 상기 팽창관(80)의 일단 연통부(86)의 옆 일측에 배치된 제 2 스토퍼(110)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 냉매관(70)은 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 실외 열교환기(62)와 실내 열교환기(52)의 각각과 연결되는 냉매배관 사이에 별도로 장착되는 것도 가능하고, 실외 열교환기(62)와 실내 열교환기(50) 사이의 냉매배관 중 일부가 사용되는 것도 가능함은 물론이다.

상기 팽창관(80)은 팽창유로(80a)가 냉매관(70)의 유로보다 작게 이루어져서 통과하는 냉매를 저압으로 팽창시키게 되고, 팽창유로(80a)의 길이 및 직경에 따라 팽창 능력이 달리 결정되게 된다.

또한, 상기 팽창관(80)은 일단 연통부(76)와 타단 연통부(78) 사이의 거리가 상기 숏 튜브 오리피스(90)의 길이보다 크게 이루어진다.

상기 숏 튜브 오리피스(90)는 상기 팽창관(80)과 마찬가지로 팽창유로(90a)가 냉매관(70)의 유로보다 작게 이루어져서 통과하는 냉매를 저압으로 팽창시키게 되고, 팽창유로(90a)의 길이 및 직경에 따라 팽창 능력이 달리 결정되게 된다.

한편, 상기 숏 튜브 오리피스(90)는 냉/난방시 냉매를 팽창시키는 냉/난방 팽창기구로서, 냉방시 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 실외 열교환기(62)에서 유동되는 냉매에 의해 유동된 후 상기 제 2 스토퍼(110)에 걸림되어 상기 팽창관(80)의 일단 연통부(76)를 막고, 난방시 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 실내 열교환기(52)에서 유동되는 냉매에 의해 유동된 후 상기 제 1 스토퍼(100)에 걸림되어 상기 팽창관(80)의 일단 연통부(76)를 개방시키게 된다.

상기 제 1 스토퍼(100)는 상기 팽창관(80)의 일단 연통부(76)와의 거리가 상기 숏 튜브 오리피스(90)의 길이보다 크게 이루어진다.

그리고, 상기 제 1 스토퍼(100) 및 제 2 스토퍼(110)는 냉매가 통과하고 상기 숏 튜브 오리피스(90)가 걸림되도록 환형으로 이루어지고, 상기 냉매관(70)의 내주에 돌출되게 고정된다.

한편, 상기 제 1 스토퍼(100) 및 제 2 스토퍼(110)의 고정 구조는 상기 제 1 스토퍼(100) 및 제 2 스토퍼(110)의 외주에 고정홈(101,111)이 각각 형성되고, 상기 냉매관(70)의 내주에 상기 고정홈(101,111)에 삽입되는 고정돌기(71,72)가 이격되게 형성되며, 상기 제 1 스토퍼(100) 및 제 2 스토퍼(110)의 각각을 냉매관(70)에 삽입시키면, 냉매관(70)의 고정돌기(71,72)가 제 1 스토퍼(100) 및 제 2 스토퍼(110)의 고정홈(101,111)에 삽입되어, 상기 제 1 스토퍼(100) 및 제 2 스토퍼(110)가 냉매 혹은 숏 튜브 오리피스(90)에 의해 유동되지 않고 견고하게 고정되게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기와 같이 구성된 본 실시예의 공기조화기는 냉방 운전되면, 상기 압축기(64)가 냉매를 고온 고압으로 압축하고, 압축된 냉매는 상기 유로 절환밸브에 의해 상기 실외 열교환기(62)로 보내진다. 상기 실외 열교환기(62)로 보내진 냉매는 실외 공기와 열교환되면서 방열되어 응축된 후, 상기 팽창장치(65)의 냉매관(70)을 통과하게 된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 냉매관(70)을 통과하는 냉매(실선)는 상기 숏 튜브 오리피스(90)를 가압하여 실내 열교환기(52) 방향으로 이동시키고, 이동된 숏 튜브 오리피스(90)는 상기 제 2 스토퍼(110)에 걸림되면서 상기 팽창관(90)의 일단 연통부(76)를 밀폐하게 된다.

이때, 냉매는 상기 팽창관(90)을 통한 유동이 막힘되어 상기 숏 튜브 오리피스(90)의 팽창유로(90a)만을 통과하게 되고, 통과하는 도중에 저압으로 팽창된 후 상기 실내 열교환기(52)로 보내진다.

이후, 냉매는 상기 실내 열교환기(52)를 통과하는 도중에 기체 상태로 증발되면서 실내 공기의 열을 흡수하여 실내 공기를 냉각시키고, 상기 압축기(64)로 순환되어 냉방 사이클을 형성하게 된다.

한편, 상기 공기조화기는 난방 운전되면, 상기 압축기(64)가 냉매를 고온 고압으로 압축하고, 압축된 냉매는 상기 유로 절환밸브에 의해 상기 실내 열교환기(52)로 보내진다. 상기 실내 열교환기(52)로 보내진 냉매는 상기 실내 열교환기(52)를 통과하는 도중에 실내 공기로 열을 방출하면서 액체 상태로 응축되고, 이후 상기 팽창장치(65)의 냉매관(70)을 통과하게 된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 냉매관(70)을 통과하는 냉매(점선)는 상기 숏 튜브 오리피스(90)를 가압하여 실외 열교환기(62) 방향으로 이동시키고, 이동된 숏 튜브 오리피스(90)는 상기 팽창관(90)의 일단 연통부(76)를 개방하고, 상기 제 1 스토퍼(100)에 걸림되면서 상기 팽창관(90)의 일단 연통부(76)와 타단 연통부(78)의 사이에 위치되게 된다.

이때, 냉매는 일부가 상기 숏 튜브 오리피스(90)의 팽창유로(90a)를 통과하면서 저압으로 팽창되고, 나머지가 상기 팽창관(80)으로 바이패스되어 팽창관(80)의 팽창유로(80a)를 통과하면서 저압으로 팽창되며, 상기 팽창유로(80a,90a)의 각각에서 팽창된 냉매는 합쳐진 후 상기 실외 열교환기(62)로 보내진다.

이러한 냉매는 상기 실외 열교환기(62)를 통과하면서 실외 공기의 열을 흡수하여 기체 상태로 증발되고 상기 압축기(64)로 순환되어 난방 사이클을 형성하게 된다.

한편, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 않고, 상기 팽창관(80)의 팽창유로(80a) 크기에 따라 냉매의 양을 가변시킬 수 있는 바, 상기 팽창관(80)의 팽창유로(80a) 직경이 상기 숏 튜브 오리피스(90)의 팽창유로(90a) 직경보다 상대적으로 크게 이루어지는 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 실내 열교환기에서 유동된 냉매가 상기 오리피스(90)의 팽창 유로(90a)를 통과하지 않고 전부 상기 팽창관(80)으로 바이패스되면서 팽창된 후 실외 열교환기(62)로 유동되게 된다. 즉, 상기 숏 튜브 오리피스(90)는 냉방 전용 팽창기구로 기능하고, 상기 팽창관(80)은 난방 전용 팽창기구로 기능하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공기조화기의 팽창장치는 냉매가 흐르는 냉매관에 팽창관의 일단과 타단이 이격되게 연통되고, 상기 냉매관의 내부에 상기 팽창관의 일단 연통부를 밀폐할 수 있는 숏 튜브 오리피스가 이동 가능하게 배치되며, 상기 팽창관의 일단 연통부와 타단 연통부의 사이 일측에 배치된 제 1 스토퍼와, 상기 팽창관의 일단 연통부 옆 일측에 배치된 제 2 스토퍼를 포함하여 구성되어, 외부에 별도의 팽창기구를 장착하지 않아도 되므로, 조립 공정가 간단함과 아울러 생산성이 높고, 팽창장치 및 공기조화기의 공기를 최소화할 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 공기조화기의 팽창장치는 상기 숏 튜브 오리피스가 상기 냉매관 내부에 배치되므로, 냉매가 상기 숏 튜브 오리피스의 팽창유로를 통과할 때 발생되는 소음이 상기 냉매관에 의해 일부 차폐되어 최소화되는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 공기조화기의 일부 절결 사시도,

도 2는 종래 기술에 따른 공기조화기의 구성이 도시된 구성도,

도 3은 종래 기술에 따른 팽창장치의 냉방시 냉매 흐름이 도시된 내부 구성도,

도 4는 종래 기술에 따른 팽창장치의 난방시 냉매 흐름이 도시된 내부 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예가 도시된 일부 절결 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 팽창장치의 냉방시 냉매 흐름이 도시된 내부 구성도,

도 7은 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 팽창장치의 난방시 냉매 흐름이 도시된 내부 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

51: 실내기 52: 실내 열교환기

53: 실내 송풍기 61: 실외기

62: 실외 열교환기 63: 실외 송풍기

64: 압축기 65: 팽창장치

70: 냉매관 71,72: 고정돌기

76: 팽창관 일단 연통부 78: 팽창관 타단 연통부

80: 팽창관 80a: 팽창유로

90: 숏 튜브 오리피스 90a: 팽창유로

100: 제 1 스토퍼 101: 고정홈

110: 제 2 스토퍼 111: 고정홈

Claims (3)

1. 냉매가 흐르는 냉매관과;

   상기 냉매관에 일단과 타단이 이격되게 연통된 팽창관과;

   상기 냉매관의 내부에 이동 가능하게 배치되고, 상기 팽창관의 일단 연통부를 밀폐할 수 있는 숏 튜브 오리피스와;

   상기 숏 튜브 오리피스가 상기 팽창관의 일단 연통부와 타단 연통부의 사이에 위치되게 걸림될 수 있도록 상기 팽창관의 일단 연통부와 타단 연통부의 사이 일측에 배치된 제 1 스토퍼와;

   상기 숏 튜브 오리피스가 상기 팽창관의 일단 연통부를 밀폐하는 위치에 걸림될 수 있도록 상기 팽창관의 일단 연통부 옆 일측에 배치된 제 2 스토퍼를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기의 팽창장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 팽창관은 일단 연통부와 타단 연통부 사이의 거리가 상기 숏 튜브 오리피스의 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 공기조화기의 팽창장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 팽창관은 팽창유로의 직경이 숏 튜브 오리피스의 팽창유로의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 공기조화기의 팽창장치.