KR100738555B1

KR100738555B1 - 이젝터식 냉동사이클

Info

Publication number: KR100738555B1
Application number: KR1020060028093A
Authority: KR
Inventors: 미카 사이토; 히로츠구 다케우치; 요시아키 다카노; 히로시 오시타니; 나오히사 이시자카; 고타 오가타; 다쿠오 마에하라
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2005-04-01
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2007-07-12
Also published as: FR2893397A1; DE102006014867A1; US20060218964A1; FR2893397B1; US7520142B2; DE102006014867B4; JP2007040690A; KR20060105503A; JP4626531B2

Abstract

본 발명의 이젝터식 냉동사이클은 냉동사이클을 형성하도록 냉매회로로 연결되는 압축기(11), 방열장치(13), 이젝터(14), 및 제1증발장치를 포함한다. 상기 이젝터의 입구 및 흡입구 사이에는 바이패스통로(16)가 제공되어, 냉매의 일부는 바이패스통로(16)를 통해 흐르도록 분기된다. 상기 바이패스통로(16)에는 제2증발장치(18)가 제공된다. 상기 방열장치(13)의 출구측과 이젝터(14)의 입구측 사이에는 내부 열교환기(12)가 더 제공되어, 방열장치(13)로부터의 고압냉매의 엔탈피가 감소되고, 이에 따라 제1 및 제2증발장치(15, 18)의 입구측 및 출구측 사이에서 엔탈피차를 증가시킨다. 그 결과 두 증발장치에 의한 냉각성능은 향상될 수 있다.

냉동사이클, 이젝터, 압축기, 방열장치, 증발장치, 바이패스통로, 내부열교환기

Description

이젝터식 냉동사이클{EJECTOR TYPE REFRIGERATING CYCLE}

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이젝터식 냉동시이클의 냉매회로도를 개략적으로 나타낸 도면.

도2는 도1에 나타낸 내부 열교환기의 개략 단면도.

도3은 제1실시예에 따른 이젝터식 냉동사이클의 동작을 나타낸 몰리에르 선도.

도4 내지 도8은 제2 내지 제6실시예에 따른 이젝터식 냉동사이클을 각각 나타낸 개략도.

도9는 제1 내지 제6실시예에 따른 내부 열교환기에 대한 냉매회로의 변형예를 개략적으로 나타낸 냉매회로도.

도10 내지 도19는 제7 내지 제16실시예에 따른 이젝터식 냉동사이클을 각각 나타낸 개략도.

도20은 종래 기술에 따른 이젝터식 냉동사이클의 냉매회로도를 나타낸 개략도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

11: 압축기 13: 방열장치

14: 이젝터 14a: 노즐부

14b: 냉매흡입구 14d: 디퓨저부

15, 24: 증발장치 16: 바이패스통로

17, 23: 제한장치 18: 제2증발장치

21, 211, 212: 내부 열교환기 22: 제2바이패스통로

28: 어큐물레이터

본 발명은 냉매를 감압하고 순환시키기 위한 이젝터, 복수의 증발장치, 및 내부 열교환기를 구비한 이젝터식 냉동사이클에 관한 것이다. 본 발명은 공조장치 및 냉동장치의 냉동사이클에 적용되는 것이 바람직하다.

이젝터식 냉동사이클은 예를 들면 일본특허 제3322263호에 기재된 바와 같이 제안되어 있다. 상기 일본특허에서 이젝터는 가스압축방식의 냉동사이클에서 냉매를 감압하고 순환시키는 수단으로서 이용된다.

상기의 종래기술(일본특허 제3322263호)에 따르면, 도20에 나타낸 바와 같이, 제1증발장치(61)는 이젝터(14)의 냉매출구측과 기액분리기(63) 사이에 배치되 고, 제2증발장치(62)는 기액분리기(63)의 냉매출구측과 이젝터(14)의 냉매흡입구(14b) 사이에 배치된다.

상기의 이젝터식 냉동사이클에서, 상기 제2증발장치(62)로부터 토출된 기상냉매는 냉매 팽창에서의 제트류에 의하여 발생되는 압력감소로 인하여 이젝터(14)로 흡입되고, 속도에너지는 디퓨저부(압력상승부)(14d)에 의하여 압력에너지로 전환되어 냉매압력을 증가시킨다. 그 결과 압축기(11)의 구동력은 감소될 수 있어 냉동사이클의 운전효율을 향상시킨다.

상기 2개의 증발장치(61, 62)에 의하여 각각의 공간 또는 하나의 공통 공간에 대한 흡열동작(냉각동작)은 실행될 수 있다.

상기의 종래기술에서, 이젝터식 냉동사이클에 따르면, 하나만의 증발장치(62)가 기액분리기(63)의 냉매출구측과 이젝터(14)의 냉매흡입구(14) 사이에 배치되고, 내부 열교환기는 기액분리기(63)로부터 흘러나온 저압기상냉매와 방열장치(13)의 출구측에서의 고압냉매 간이 열교환을 실행하도록 제공되는 것을 제안하고 있다.

그러나 상기 종래기술의 이젝터식 냉동사이클에서는 상기 제1 및 제2증발장치(61, 62)에 대한 냉매의 각 유량이 하나의 이젝터(14)에 의해서만 조절되어야만 하고 냉매를 순환시키기 위한 이젝터(14)의 동작(기능)(기상냉매의 흡입동작)이 동시에 실행되기 때문에, 각각(제1 및 제2)의 증발장치(61, 62)에 대한 냉매의 유량을 조절하는 것이 용이하지 않은 문제점이 있었다.

또한 냉동사이클에 대한 열부하가 작은 저부하 동작에서, 냉동사이클의 냉매 의 고압측과 저압측 사이의 압력차는 보다 작아지고, 이젝터로의 냉매 입력에너지는 그에 대응하여 작아진다. 그 결과 이젝터(14)에서 냉매흡입성능은 감소되고, 이에 따라 상기 제2증발장치(62)를 통과하는 냉매의 유량이 감소된다. 이는 제2증발장치(62)에서 냉각동작에 대한 성능이 감소되는 문제점을 초래한다.

또한 이러한 문제점은 상기의 종래기술(일본특허 제3322263호)의 도면 34 내지 38에 제안된 내부 열교환기를 갖는 이젝터식 냉동사이클에서 발생한다.

따라서 상기의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 각각의 증발장치에 대한 냉매의 유량을 용이하게 조절할 수 있는 복수의 증발장치를 구비한 이젝터식 냉동사이클을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 이젝터의 냉매흡입구에 연결되는 제2증발장치에서의 냉각동작이 고성능으로 구현될 수 있는 이젝터식 냉동사이클을 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한 본 발명은 냉각동작의 성능을 향상시킬 수 있는 내부 열교환기를 구비한 이젝터식 냉동사이클을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 특징부에 따르면, 이젝터식 냉동사이클은 냉매를 동시에 흡입하고 압축하기 위한 압축기(11), 및 상기 압축 기(11)로부터 제공된 고압냉매의 방열을 실행하는 방열장치(13, 13b, 13c)를 포함한다.

상기 냉동사이클에는 방열장치(13, 13b, 13c)로부터의 냉매를 감압 팽창시키기 위한 노즐부(14a), 상기 노즐부(14a)로부터 분사된 고속의 냉매류에 의하여 상기 냉매를 흡입하기 위한 흡입구(14b), 및 상기 노즐부(14a)로부터 분사된 고속의 냉매와 상기 흡입구(14b)로부터 흡입된 냉매를 혼합하고, 상기 냉매의 유압을 증가시키며, 상기 냉매의 속도에너지를 압력에너지로 전환시키기 위한 압력증가부(14d)를 구비한 이젝터가 제공된다.

상기 냉동사이클은 냉각동작을 실행하도록 상기 이젝터로부터의 냉매를 증발시키기 위한 제1증발장치(15); 상기 방열장치(13, 13b, 13c)로부터의 냉매의 일부를 상기 이젝터(14)의 흡입구(14b)로 공급하기 위하여 상기 이젝터(14)의 입구측에서 분기되는 제1바이패스통로(16); 상기 방열장치(13, 13b, 13c)로부터의 냉매의 상기 일부를 감압시키기 위하여 상기 제1바이패스통로(16)에 제공되는 제1제한장치(17); 냉각동작을 실행하도록 상기 냉매를 증발시키기 위하여 상기 제1제한장치(17)의 출구측의 제1바이패스통로(16)에 제공되는 제2증발장치(18); 및 상기 압축기(11)의 입구측에서의 저압냉매와 상기 압축기의 출구측에서의 고압냉매 간의 열교환을 실행하기 위한 내부 열교환기(21, 211, 212)를 더 포함한다.

본 발명에 따르면, 압축기에 대한 구동력을 감소시킴으로써 고효율동작이 달성되는 상기의 이젝터식 냉동사이클에서, 냉매는 제1 및 제2증발장치(15, 18) 모두로 동시에 도입될 수 있다. 상기 제1 및 제2증발장치(15, 18)에 의하여 냉각동작을 위하여 대상공간(공간들)에서 흡열동작이 동시에 실행될 수 있다.

또한 상기 제1증발장치(15)에 대한 냉매유량은 이젝터(14)의 제한특성에 의하여 제어될 수 있다. 상기 제2증발장치(18)에 대한 냉매유량은 제1바이패스통로(16)에 제공되는 제1제한장치(17)에 의하여 독립되게 조절될 수 있다. 따라서 상기 제1 및 제2증발장치(15, 18)의 각 냉매유량은 증발장치에 대한 열부하에 따라 독립되게 조절될 수 있다.

상기 제1바이패스통로(16)는 이젝터(14)의 입구측에서 분기된 냉매를 그의 흡입구(14b)로 공급하기 때문에, 상기 이젝터의 흡인동작뿐만 아니라 압축기(11)의 압축동작(압축기에 의한 흡입 및 토출동작)을 이용하여 이젝터(14)로 냉매가 유입된다. 따라서 냉동사이클이 저부하 동작이라도(즉 이젝터로의 냉매의 입력에너지가 감소되고, 그 결과 냉동사이클에서의 압력차가 작아짐), 제1바이패스통로(16)에서 제2증발장치(18)로의 필요 냉매유량은 제2증발장치(18)에 의하여 실행되는 필요 냉각성능을 달성하도록 확보될 수 있다.

또한 상기 내부 열교환기(21, 211, 212)가 압축기(11)의 입구측에서의 저압냉매와 압축기(11)의 출구측에서의 고압냉매 사이에 열교환을 실행하도록 제공되기 때문에, 상기 방열장치(13, 13b, 13c)에서의 고압냉매의 엔탈피, 즉 상기 증발장치의 입구측에서의 냉매의 엔탈피는 감소될 수 있고, 이에 따라 상기 증발장치의 입구측과 출구측 사이에서의 엔탈피 차이를 증가시킨다. 상기 제1 및 제2증발장치(15, 18)에서의 냉각성능은 보다 향상될 수 있다.

상기 압축기(11)의 출구측에서의 고압냉매는 그 압축기(11)의 출구측으로부 터 방열장치(13, 13b, 13c)의 출구측으로의 냉매통로에서의 냉매를 포함하는 것을 의미한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 이젝터식 냉동사이클은 냉매를 흡입 및 압축하기 위한 압축기(11), 및 상기 압축기(11)로부터 제공된 고압냉매로부터 열을 방열시키기 위한 방열장치를 포함한다. 상기 방열장치(13)의 출구측 냉매통로(31)에 팽창밸브(30)가 제공되어 상기 냉매통로(31)의 통로개방면적을 조절함으로써 상기 압축기(11)의 입구측에서 저압냉매의 상태를 제어한다.

또한 상기 냉동사이클에는 이젝터(14)가 제공되고, 상기 이젝터(14)는 상기 팽창밸브(30)로부터의 냉매를 감압 팽창시키기 위한 노즐부(14a), 상기 노즐부(14a)로부터 분사된 고속의 냉매류에 의하여 상기 냉매를 흡입하기 위한 흡입구(14b), 및 상기 노즐부(14a)로부터 분사된 고속의 냉매와 상기 흡입구(14b)로부터 흡입된 냉매를 혼합하고, 상기 냉매의 유압을 증가시키며, 상기 냉매의 속도에너지를 압력에너지로 전환시키기 위한 압력증가부(14d)를 포함한다.

상기 냉동사이클은 냉각동작을 실행하도록 상기 이젝터(14)로부터의 냉매를 증발시키기 위한 제1증발장치(15); 상기 팽창밸브(30)로부터의 냉매의 일부를 상기 이젝터(14)의 흡입구(14b)로 공급하기 위하여 상기 이젝터(14)의 입구측에서 분기되는 바이패스통로(16); 상기 팽창밸브(30)로부터의 냉매의 일부를 감압시키기 위하여 상기 바이패스통로(16)에 제공되는 제한장치(17); 냉각동작을 실행하도록 상기 냉매를 증발시키기 위하여 상기 제한장치(17)의 출구측 바이패스통로(16)에 제공되는 제2증발장치(18); 및 상기 압축기(11)의 입구측에서의 저압냉매와 상기 팽 창밸브(30)의 입구측에서의 고압냉매 사이, 또는 상기 압축기(11)의 입구측에서의 저압냉매와 상기 팽창밸브(30)의 출구측에서의 중간압력냉매 사이에서 열교환을 실행하기 위한 내부 열교환기(21)를 더 포함한다.

상기한 특징에 따르면, 상기 이젝터(14)의 흡입구측에 제공되는 제2증발장치(18)는 이젝터(14)의 입구측으로부터 분기되는 바이패스통로(16)에 배치되고, 상기 팽창밸브(30)의 입구측에서의 고압냉매 또는 상기 팽창밸브(30)의 출구측에서의 중간압력냉매는 내부 열교환기(21)에서 냉각된다. 이에 따라 상기 냉매의 엔탈피는 감소되어, 제1 및 제2증발장치(15, 18)에서의 냉각성능은 유사하게 향상될 수 있다.

또한 상기 압축기(11)의 입구측에서의 저압냉매의 상태는 팽창밸브(30)에 의하여 방열장치(13, 13b, 13c)의 출구측에서의 냉매통로(31)의 통로개방면적을 조절됨으로써 제어되고, 상기 팽창밸브(30)로부터의 중간압력냉매는 이젝터(14)의 입구측 및 바이패스통로(16)로 분기된다. 그 결과 상기 팽창밸브(30)에 의하여 냉매유량은 적절히 제어될 수 있어, 상기 압축기(11)의 입구측에서의 저압냉매의 상태는 소정 상태(예를 들면, 소정의 과열상태)로 유지되고, 상기 제1 및 제2증발장치(15, 18)로 분기된 냉매유량은 적절히 제어될 수 있다. 상기 제1 및 제2증발장치(15, 18) 모두에서의 냉각성능은 냉매의 적절한 분배에 의하여 보다 향상될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 이젝터식 냉동사이클은 제1냉매회로 및 제2냉매회로를 포함한다.

상기 제1냉매회로는 기상냉매를 압축하고, 압축된 고압냉매를 제공하는 압축 기(11); 상기 고압냉매를 냉각하기 위하여 상기 압축기(11)의 출구측에 연결되는 방열장치(13); 상기 방열장치(13)의 출구측에 연결되는 입구, 출구(14d) 및 흡입구(14b)를 구비하고, 상기 방열장치(13)로부터의 냉매를 감압 팽창시키는 노즐부(14a)를 구비하며, 상기 출구(14d)는 상기 노즐부(14a)로부터 분사된 고속냉매와 상기 흡입구(14b)로부터 흡입된 냉매를 혼합하고 상기 냉매의 유압을 증가시키며 상기 냉매의 속도에너지를 압력에너지로 전환시키는 이젝터(14); 및 상기 이젝터(14)의 출구(14d)에 입구측이 연결되고, 상기 압축기(11)의 입구측에 출구측이 연결되는 제1증발장치를 포함한다.

상기 제2냉매회로는 상기 압축기(11); 상기 방열장치(13); 상기 이젝터(14)의 입구측으로부터 분기되며, 상기 이젝터(14)의 흡입구(14b)에 연결되는 바이패스통로(16); 상기 바이패스통로(16)에 제공되는 제2증발장치(18); 및 상기 제1증발장치(15)를 포함한다.

상기 이젝터식 냉동사이클은 고압측 냉매통로와 저압측 냉매통로(21a, 211a, 212a, 21b, 211b, 212b)를 구비한 내부 열교환기(21, 211, 212)를 포함하며, 상기 고압측 냉매통로(21a, 211a, 212a)는 상기 방열장치(13)의 출구측과 상기 이젝터(14)의 입구 사이, 및/또는 상기 방열장치(13)의 출구측과 상기 제2증발장치(18)의 입구측 사이에 제공되며, 상기 저압측 냉매통로(21b, 211b, 212b)는 상기 제1증발장치(15)의 출구측과 상기 압축기(11)의 입구측 사이에 제공된다.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

(제1실시예)

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이젝터식 냉동사이클을 나타낸 것으로, 차량용 냉동사이클에 채용된다. 본 실시예에 따른 냉동사이클(10)에서, 냉매를 흡입하고 압축하기 위한 압축기(11)는 전자기클러치(12), 벨트 등을 통해 차량용 엔진(미도시)에 의하여 구동된다.

상기 압축기(11)로서 어떠한 방식의 압축기라도 사용될 수 있으며, 예를 들면 토출용량의 변화에 따라 냉매토출능력을 조절할 수 있는 가변용량식 압축기 또는 전자기클러치(12)의 온-오프(on-off)로 그의 가동율을 변화시킴으로써 냉매토출용량을 조절할 수 있는 고정용량식 압축기를 사용할 수 있다. 전기적으로 동작되는 압축기가 사용되는 경우, 전기모터의 회전속도를 제어함으로써 냉매토출능력이 조절될 수 있다.

상기 압축기(11)의 토출측(출구측)에는 방열장치(응축기)(13)가 연결된다. 상기 방열장치(13)는 압축기(11)로부터 토출된 고압냉매와 냉각팬(미도시)에 의하여 송풍되는 외부공기(차량 외부 공기) 간의 열교환을 실행하여 고압냉매를 냉각시킨다.

상기 냉동사이클(10)의 냉매로서 플루오르화탄소가스, 탄화수소가스 등 고압압력이 그의 임계압력을 초과하지 않는 냉매가 사용되고, 가스압축사이클의 아임계사이클이 형성된다. 따라서 상기 방열장치(13)는 냉매를 응축하기 위한 응축기로서 동작한다.

상기 방열장치(13)의 출구측에는 리시버(receiver)(13a)가 제공된다. 상기 리시버(13a)는 기액분리기를 형성하도록 장방형 형태의 탱크로 이루어져, 냉매는 기상냉매와 액상냉매로 분리되고, 잉여 액상냉매는 탱크에 저장된다. 상기 액상냉매는 리시버(13a)의 저부로부터 취출되고, 그의 출구측으로부터 토출된다. 상기 리시버(13a)는 방열장치(13)와 일체로 형성된다.

상기 방열장치(13)로서는 다른 공지의 열교환기가 사용될 수 있다. 즉 냉매를 응축하기 위한 열교환기는 냉매류의 상류측에 제공될 수 있고, 상기 리시버(13a)는 상기 열교환기로부터 냉매를 제공받고 상기 냉매를 기상냉매와 액상냉매로 분리하기 위하여 제공된다. 상기 열교환기는 상기 리시버(13a)로부터의 포화액상냉매가 과냉각되는 과냉각 열교환부를 구비할 수 있다.

상기 내부 열교환기(13a)의 고압측 냉매통로(21a)는 상기 리시버(13a)의 출구측에 제공된다. 상기 내부 열교환기(21)는 고압측 냉매통로(21a)에서의 고온고압 냉매와 저압측 냉매통로(21b)에서의 저온저압냉매 간의 열교환을 실행한다. 상기 저압측 냉매통로(21b)는 압축기(11)의 흡입측(입구측)에 연결된다.

상기 내부 열교환기(21)의 구성으로서 다양한 종류의 구성이 사용될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 도2에 나타낸 바와 같이, 이중파이프 구성이 내부 열교환기(21)용으로 사용된다. 보다 구체적으로, 저압측 냉매통로(21b)용 내부파이프(21d)가 고압측 냉매통로(21a)용 외부파이프(21c)의 내측에 형성되도록 구성된다.

상기 내부 열교환기(21)의 고압측 냉매통로(21a)의 출구측에는 이젝터(14)가 배치된다. 상기 이젝터(14)는 냉매압력을 감소시키기 위한 감압수단으로서 뿐만 아 니라 고속으로 분출되는 냉매의 흡인작용에 의하여 냉매를 순환시키기 위한 냉매순환수단(펌프 수단)으로서 동작한다.

상기 이젝터(14)는 작은 개구부로 제한되는 통로영역인 노즐부(14a)를 포함하여, 상기 고압측 냉매통로(21a)의 출구측으로부터의 고압냉매는 등엔트로피적으로 감압 팽창된다. 상기 이젝터(14)는 제2증발장치(증발기)(18)로부터의 기상냉매를 흡입하기 위하여 노즐부(14a)의 냉매분출구와 동일공간에 배치되는 냉매흡입구(14b)를 더 포함한다.

상기 노즐부(14a)와 흡입구(14b)로부터 냉매류의 하류측에는 혼합부(14c)가 더 제공되어, 상기 노즐부(14b)로부터 분사된 고속냉매는 흡입구(14b)로부터 흡입된 냉매와 혼합된다. 상기 혼합부(14c)의 하류측에는 디퓨저부(14d)가 제공되어 냉매압력을 증가시킨다. 상기 디퓨저부(14d)는 통로면적이 점차 확장되는 형상으로 이루어져 냉매류를 감속시키고, 이에 따라 냉매압력을 증가시킨다. 그 결과 상기 냉매의 속도에너지는 압력에너지로 전환된다. 상기 이젝터(14)의 디퓨저부(14d)의 출구측(출구)에는 제1증발장치(증발기)(15)가 연결된다.

냉매 바이패스통로(16)는 분기점Z(방열장치(13)와 이젝터(14)의 입구 사이)에서 분기되고, 그의 하류단은 이젝터(14)의 흡입구(14b)에 연결된다.

상기 바이패스통로(16)에는 제한장치(예를 들면, 고정 오리피스(orifice))가 제공되고, 제2증발장치(18)는 상기 제한장치(17)의 하류측에 배치된다. 상기 제한장치(17)는 모세관 또는 오리피스와 같은 고정제한밸브로 형성되고, 상기 제2증발장치(18)에 대한 냉매유량을 조절하기 위한 감압수단으로서 동작한다. 상기 제한장 치(17)로 전기 구동밸브장치가 사용될 수 있어, 밸브 개방도(통로 개방면적)는 전자기 엑추에이터에 의하여 조절될 수 있다.

전술한 제1실시예에서, 제1냉매회로는 압축기(11), 방열장치(13), 내부 열교환기(21)의 고압측 냉매통로(21a), 이젝터(14)(입구 및 출구), 제1증발장치(15), 및 내부 열교환기(21)의 저압측 냉매통로(21b)로 형성되고, 제2냉매회로는 압축기(11), 방열장치(13), 고압측 냉매통로(21a), 바이패스통로(16), 제2방열장치(18), 이젝터(14)(흡입구 및 출구), 제1방열장치(15), 및 저압측 냉매통로(21b)로 형성된다.

본 실시예에 따르면, 상기 제1증발장치(15)는 차량객실에 대한 공조동작을 실행하기 위한 증발기로서 사용되고, 전기 송풍장치(19)에 의하여 송풍된 공기는 제1증발장치(15)에 의하여 냉각되고, 냉각된 공기는 차량객실로 송풍된다.

본 실시예에 따르면, 상기 제2증발장치(18)는 차량 냉동장치를 냉각하기 위하여 사용되고, 전기 송풍장치(20)에 의하여 송풍된 냉동장치의 공기는 제2증발장치(18)에 의하여 냉각되며, 냉각된 공기는 그의 내부를 냉각하도록 냉동장치로 송풍(순환)된다.

이하 상기 제1실시예의 동작을 설명한다. 압축기(11)는 차량 엔진에 의하여 구동되고, 상기 압축기(11)로부터 토출된 고온고압 기상냉매는 방열장치(13)로 흐르고, 상기 고온고압 기상냉매는 공기에 의하여 냉각되고 응축된다. 상기 방열장치(13)로부터 응축된 고압냉매는 리시버(13a)로 흐르고, 냉매는 기상냉매와 액상냉매로 분리된다.

상기 리시버(13a)로부터 액상냉매가 유출되어 내부 열교환기(21)의 고압측 냉매통로(21a)로 유입된다. 상기 내부 열교환기에서 고압측 냉매통로(21)의 고온고압 냉매와 저압측 냉매통로(21b)의 저온저압 냉매 간에 열교환이 실행되어, 상기 고압냉매는 더 냉각되어 과냉정도는 증가된다.

상기 과냉각된 고압냉매는 이젝터(14)로 흐르는 냉매와 바이패스통로(16)로 흐르는 냉매로 분리되는 분기점Z에서 분기된다.

상기 이젝터(14)로 흐르는 냉매는 노즐부(14a)에서 감압 팽창되어, 그 노즐부(14a)에서 압력에너지는 속도에너지로 전환되고, 냉매는 분출구로부터 고속으로 분출된다. 상기 기상냉매는 이젝터(14)에서의 흡인작용에 의하여 흡입구(14b)에서 흡입되고, 냉매는 바이패스통로(16)와 제2증발장치(18)를 통해 흐른다.

상기 노즐부(14a)로부터 분출된 냉매와 상기 흡입구(14b)로부터 흡입된 냉매는 혼합부(14c)에서 서로 혼합되고, 상기 노즐부(14a)의 하류측에 위치된다. 그런 다음 상기 혼합된 냉매는 디퓨저부(14d)로 유입되고, 통로면적의 점차적인 증가로 인하여 속도(팽창)에너지는 압력에너지로 전환되고, 냉매압력은 증가한다.

상기 냉매는 이젝터(14d)의 디퓨저부(14d)로부터 유출되고 상기 제1증발장치(15)로 유입되는 저압냉매는 전기 송풍장치(19)에 의하여 송풍된 공기로부터의 흡열에 의하여 증발하게 된다. 상기 제1증발장치(15)로부터의 냉매는 내부 열교환기(15)의 저압측 냉매통로(21b)로 유입되고, 고압측 냉매통로(21a)의 고압냉매와 열교환이 실행된다. 상기 저압측 냉매통로(21b)로부터의 기상냉매는 압축기(11)로 흡입되고 다시 압축된다.

상기 바이패스통로(16)로 흐르는 냉매는 제한장치(17)에 의하여 감압되어 상기 냉매는 저압냉매로 변화된다. 상기 저압냉매는 제2증발장치(18)로 유입되어 저압냉매는 전기송풍장치(20)에 의하여 송풍된 공기로부터의 흡열에 의하여 증발하게 된다. 사익 제2증발장치(18)로부터의 기상냉매는 흡입구(14b)를 통해 이젝터(14)로 흡입된다.

전술한 바와 같이 본 실시예에 따르면, 상기 이젝터(14)의 디퓨저부(14d)의 하류측(출구) 냉매는 제1증발장치(15)로 공급되고, 동시에 상기 바이패스통로(16)의 냉매는 제한장치(17)를 통해 제2증발장치(18)로 공급되어, 제1 및 제2증발장치(15, 18)에 의하여 냉각동작이 동시에 실행될 수 있다.

상기의 동작에서, 상기 제1증발장치(15)에서의 증발 냉매압력은 디퓨저부(14d)에서 증가된 냉매압력에 대응하고, 상기 제2증발장치(18)의 출구측이 이젝터(14)의 흡입구(14b)에 연결되기 때문에 상기 노즐부(14a)의 냉매압력(최저압력, 감압 바로 이후)은 제2증발장치(18)로 작용한다.

상기와 같이, 상기 제2증발장치(18)에서의 냉매증발압력(냉매증발온도)은 제1증발장치(15)에서의 냉매증발압력(냉매증발온도)보다 낮게 이루어질 수 있다. 본 실시예에 따르면, 상기 제1증발장치(15)가 객실의 냉각동작을 위하여 사용되고, 제2증발장치(18)는 냉동장치의 냉각동작을 위하여 사용되기 때문에, 상기 냉동장치에서의 온도는 객실에 대한 온도보다 낮은 값에서 제어될 수 있다. 다시 말해서, 상기 객실 및 냉동장치에 대한 냉각동작은 다른 두 온도(높은 온도 및 낮은 온도)로 독립되게 제어될 수 있다.

또한 상기 제2증발장치(18)에 대한 냉매유량은 이젝터(14)의 기능에 좌우되지 않고 제한장치(17)에 의하여 독립되게 제어될 수 있다. 상기 제1증발장치(15)에 대한 냉매유량 또한 압축기(11)의 냉매토출능력 제어 및 이젝터(14)의 제한특성에 의하여 조절될 수 있다. 그 결과 상기 제1 및 제2증발장치(15, 18) 각각에 대한 냉매유량은 각각의 열부하에 따라 용이하게 제어될 수 있다.

상기의 동작에서, 상기 냉매압력은 디퓨저부(14d)에서 증가되고, 압축기(11)에서의 압축 일량은 압축기(11)의 입구측에서의 냉매의 압력증가에 대응하는 양으로 감소될 수 있다. 따라서 상기 압축기(11)의 구동력은 감소될 수 있다.

상기 사이클에서 열부하가 작은 동작조건에서, 상기 사이클에서의 냉매압력차는 작아지고, 이젝터(14)로의 냉매 입력에너지는 그에 대응하여 작아진다. 앞서 언급한 종래 기술(일본특허 제3322263호)의 냉동사이클에 따르면, 본 특허출원의 도20에 나타낸 바와 같이, 증발기(62)를 흐르는 냉매유량은 이젝터(14)에서의 냉매 흡인작용에 의해서만 이루어진다. 상기 이젝터(14)로의 냉매입력에너지가 감소될 경우, 상기 이젝터(14)에서의 냉매 흡인작용은 그에 대응하여 감소된다. 따라서 제2증발기(62)를 통과하는 냉매유량은 감소되고, 이에 따라 냉각동작에 필요한 성능이 쉽게 달성될 수 없게 된다.

그러나 본 발명에 따르면, 고압냉매는 이젝터(14)의 상류측(분기점Z)에서 분기되고, 상기 분기된 냉매는 바이패스통로(16)를 통해 흘러 흡입구(14b)로 흡입된다. 즉 상기 냉매바이패스통로(16)는 이젝터(14)에 병렬로 배치된다.

따라서 상기 냉매는 바이패스통로(16)로부터 이젝터(14)의 냉매흡인작용 뿐 만 아니라, 압축기(11)의 냉매흡입성능 및 냉매토출성능을 이용하여 제2증발장치(18)로 공급된다. 따라서 상기 이젝터(14)로의 냉매입력에너지가 감소되고 이에 따라 상기 이젝터(14)에서 냉매의 흡인작용이 감소되는 경우라도, 상기 제2증발장치(18)로 흐르는 냉매의 감소는 앞서 언급한 종래 기술(일본특허 제3322263호)의 경우에 비하여 최소량으로 억제될 수 있다. 상기 사이클에서 열부하가 작아지는 동작상태하에서도, 제2증발장치(18)에 의한 냉각동작의 요구되는 성능은 용이하게 달성될 수 있다.

또한 방열장치(13)의 출구측, 보다 구체적으로 리시버(13a)의 출구측에서의 고압냉매는 압축기(11)의 입구측의 저압냉매와의 열교환을 통해 내부 열교환기(21)에 의하여 냉각되기 때문에, 고압냉매의 과냉은 더욱 증가될 수 있다. 상기 제1 및 제2증발장치(15, 18)의 입구측에서의 냉매의 엔탈피는 감소될 수 있다. 이는 제1 및 제2증발장치(15, 18)의 입구측 및 출구측 간의 냉매의 엔탈피 차이가 증대될 수 있어, 상기 증발장치(15, 18)에 의한 냉각동작의 성능이 증가될 수 있음을 의미한다.

상기 내부 열교환기(21)를 갖는 냉동사이클은 대체로 압축기(11)에서의 토출냉매의 온도가 높아지고 그 결과 압축기의 입구측에서의 냉매의 과열이 증가하는 단점을 갖는다. 그러나 본 발명의 실시예에 따르면, 압축기로부터의 토출냉매의 온도 증가는 내부 열교환기(21)를 이젝터식 냉동사이클에 통합함으로써 방지될 수 있다.

이를 도3에 나타낸 몰리에르 선도를 참조하여 설명한다. 실선(A)은 본 발명 에 따른 내부 열교환기(21)가 통합된 이젝터식 냉동사이클의 몰리에르 선도이고, 이점쇄선(B)은 내부 열교환기(21)는 통합되지만 이젝터(14)를 구비하지 않은 냉동사이클(비교예)의 몰리에르 선도이다. 후자의 냉동사이클(비교예)에서, 제1 및 제2증발장치(15, 18)는 서로 병렬로 연결된다.

상기 비교예에서, 지점 "a"는 내부 열교환기(21)에서 열교환을 통해 흡열되고(지점 "a"까지 가열됨), 압축기로 흡입될 냉매의 상태를 나타낸다. 사이클 밸런스에 의하여 결정되는 토출압력까지 상기 냉매가 압축될 경우, 냉매의 상태는 지점 "a"로부터 지점 "b"로 이동한다. 그 결과 상기 압축기로부터 토출된 냉매의 온도는 지점 "b"로 결정된 온도까지 증가한다. 도3에서, 각 등온선이 우측은 고온측(엔탈피 증가측)이고, 각 등온선의 좌측은 저온측(엔탈피 감소측)이다.

본 발명의 이젝터식 냉동사이클에 따르면, 제1증발장치(15)에서의 냉매의 증발압력은 이젝터(14)의 디퓨저부(14d)에서의 압력증가효과로 인하여 소정의 압력증가량 "c"에 의하여 제2증발압력(18)의 증발압력보다 커지게 된다.

이에 따라 압축기(11)로 흡입될 냉매의 압력은 상기의 압력증가량 "c"에 의하여 증가되어, 압축기(11)의 압축비는 작게 이루어질 수 있다. 그 결과 압축기로부터 토출된 냉매의 상태는 지점 "d"로 이동한다. 도면에 나타낸 바와 같이, 비교예(지점 "b")와 비교해 볼 때, 상기 지점 "d"는 등온선의 저온측으로 이동되어 상기 압축기로부터 토출된 냉매의 온도는 비교예의 온도보다 낮게 이루어질 수 있다.

도1에 나타낸 실시예에 따르면, 압축기(11), 방열장치(13), 리시버(13a) 등은 차량의 엔진룸에 배치되고, 이젝터(14), 제1 및 제2증발장치(15, 18), 제한장 치(17), 송풍장치(19, 20) 등은 객실에 배치된다. 통상이 차량용 냉동사이클에서, 엔진룸에 배치되는 구성요소들을 객실에 배치되는 구성요소들과 연결하기 위하여 2개의 냉매파이프 라인(고압 및 저압 냉매용)이 필요로 된다. 그러나 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 엔진룸과 객실에 배치되는 구성요소들은 하나의 냉매파이프(이중파이프 구성)에 의하여 서로 연결될 수 있다.

따라서 냉동사이클의 차량으로의 조립 및 장착과정은 이중파이프 구성을 갖는 내부 열교환기(21)의 이용을 통해 보다 간단하고 용이하게 이루어질 수 있다.

(제2실시예: 도4)

전술한 제1실시예에서, 내부 열교환기(21)의 고압측 냉매통로(21a)는 바이패스통로(16)에 대하여 분기점Z의 상류측에 배치된다. 제2실시예에 따르면, 내부 열교환기(21)의 고압측 냉매통로(21a)는 분기점Z의 하류측, 즉 바이패스통로(16)에 대하여 제한장치(17)의 상류측에 배치된다.

상기 제2실시예에 따르면, 상기 바이패스통로(16)로 분기된 고압측 냉매만이 내부 열교환기(21)에 의하여 냉각된다. 이에 따라 상기 냉매의 과냉각도가 증가되고, 제2증발장치(18)의 입구측에서의 냉매 엔탈피는 감소된다.

한편 이젝터(14)를 통과하는 고압냉매는 내부 열교환기(21)에 의하여 냉각되지 않고, 리시버(13a)의 출구측에서의 냉매의 엔탈피는 유지된다. 따라서 상기 이젝터(14)의 입구측(입구)에서의 냉매의 팽창에너지가 내부 열교환기(21)로 인하여 감소되는 것을 방지할 수 있다.

상기 이젝터식 냉동사이클은, 내부 열교환기(21)가 제공되는 경우라도, 이젝 터(14)의 디퓨저부(14d)에서의 압력증가량을 감소시키지 않고 동작될 수 있다. 그 결과 상기 제2증발장치(18)에서의 냉매의 증발압력 및 증발온도는 효과적으로 감소될 수 있어, 상기 제2증발장치(18)의 냉각성능은 향상될 수 있다.

(제3실시예: 도5)

도5는 제1실시예에 제2바이패스통로(22)가 부가된 제3실시예를 나타낸 도면이다. 상기 제2바이패스통로(22)는 이젝터(14)의 입구측(제한장치(17)의 입구측)으로부터 분기되며, 그의 하류단은 제1증발장치(15)의 출구측에 연결된다.

상기 제2바이패스통로(22)에는 제한장치(23) 및 제3증발장치(24)가 제공된다. 상기 제한장치(23)는 모세관, 오리피스와 같은 고정제한밸브로 형성되고, 제3증발장치(24)에 대하여 냉매유량을 조절하기 위한 감압수단으로서 동작한다. 사기 제한장치(23)에 대하여 전기 구동밸브장치가 사용될 수 있어 밸브개방도(통로 개방면적)은 전자기 엑추에이터에 의하여 조절될 수 있다. 냉각동작이 실행되는 공간에서의 공기는 송풍장치(25)에 의하여 제3증발장치(24)로 송풍된다.

상기 제3증발장치(24)의 출구측은 제1증발장치(15)의 출구측과 접속되고, 내부 열교환기(21)의 저압측 냉매통로(21b)의 입구측에 연결된다. 상기 제1 및 제3증발장치(15, 24)에서의 냉매의 증발압력은 거의 서로 동일하게 이루어진다. 즉 상기 제1 및 제3증발장치(15, 24)에서의 냉매의 증발온도는 서로 동일하게 이루어진다.

상기 제3실시예에서, 제1 및 제2냉매회로는 제1실시예와 동일방식으로 형성된다. 제3냉매회로는 압축기(11), 방열장치(13), 고압측 냉매통로(21a), 제2바이패스통로(2), 제3증발장치(24) 및 저압측 냉매통로(21b)에 의하여 형성된다.

상기 제3실시예에 따르면, 제1증발장치(15)에 의한 냉각동작의 대상공간은 예를 들면 객실전방좌석이고, 제3증발장치(24)에 의한 냉각동작의 대상공간은 예를 들면 객실후방좌석이다. 따라서 객실 전방좌석 및 후방좌석은 제1 및 제3증발장치(15, 24) 각각에 의하여 동시에 그리고 독립적으로 냉각될 수 있다.

제2증발장치(18)에 의한 냉각동작의 대상공간으로서, 차량냉동장치가 제1실시예와 동일한 방식으로 선택될 경우, 상기 냉동장치는 객실전방좌석과 객실후방좌석에 대한 냉각동작을 함께 동시에 냉각할 수 있다.

제2 및 제3실시예에서의 이중파이프 구성으로 상기 내부 열교환기(21)가 형성될 경우, 냉동사이클의 차량으로의 조립 및 장착과정은 제1실시예와 동일한 방식으로 보다 용이하게 이루어질 수 있다.

(제4실시예: 도6)

상기 제1실시예에서, 제1 및 제2증발장치(15, 18)는 냉각동작을 각각 실행하도록 독립되게 구성된다. 제4실시예에 따르면 도6에 나타낸 바와 같이, 제1 및 제2증발장치(15, 18)는 일체 구성으로 형성되고, 하나의 공통 케이스(26)에 배치된다.

이러한 구성에 따르면, 제1 및 제2증발장치(15, 18)는 단일 유닛으로 취급될 수 있어 상기 케이스(26)로의 제1 및 제2증발장치(15, 18)의 조립공정은 보다 간단하게 이루어질 수 있다.

상기 제1 및 제2증발장치(15, 18)에 의하여 냉각동작에 대한 공통 대상공간으로서 차량 객실 또는 차량 냉동장치가 선택된다.

따라서 제4실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2증발장치(15, 18)로 공기를 송 풍하기 위하여 공통의 송풍장치(27)가 제공된다. 본 실시예에서, 냉매의 증발온도가 높은 제1증발장치(15)는 송풍장치(27)로부터의 송풍공기의 상류측(화살표 "D"로 나타냄)에 배치되고, 냉매의 증발온도가 낮은 제2증발장치(18)는 송풍공기의 하류측(화살표 "D"로 나타냄)에 배치된다.

이와 같은 구성으로, 제1증발장치(15)의 냉매와 송풍공기의 증발온도 사이 및 제2증발장치(18)의 냉매와 송풍공기 사이에서 온도차가 실현될 수 있다. 상기 제1 및 제2증발장치(15, 18)는 냉각성능을 효과적으로 실행할 수 있다. 냉각동작에 대한 공통의 대상공간으로의 제1 및 제2증발장치(15, 18)에 의한 냉각성능은 그의 조합으로 효과적으로 향상될 수 있다.

상기 제4실시예에서, 튜브, 핀 등과 같은 증발장치(15, 18)의 구성품은 알루미늄 등과 같은 금속재료로 형성되는 것이 바람직하며, 이들 구성품이 서로 일체로 용접되어 증발장치는 높은 생산성으로 제작될 수 있다.

(제5실시예: 도7)

상기한 제1 내지 제4실시예에서, 리시버(13a)(기액분리기)는 방열장치(13)의 출구측에 제공된다. 제5실시예에 따르면, 도7에 나타낸 바와 같이, 리시버(13a)는 구비되지 않는 대신에 제1증발장치(15)의 출구측과 내부 열교환기(21)의 저압측 냉매통로(21b) 사이에 어큐물레이터(28)가 제공된다. 상기 어큐물레이터(28)는 장방형 형태로 형성되어 제1증발장치(15)로부터의 냉매를 기상냉매와 액상냉매로 분리하기 위한 기액분리기로서 동작한다.

상기 어큐물레이터(28)는 냉매밀도차를 이용하여 냉매를 기상냉매와 액상냉 매로 분리하고, 액상냉매를 그의 저부에 저장하며, 기상냉매를 내부 열교환기(21)의 저압측 냉매통로(21b)로 제공한다. 상기 기상냉매에 포함된 윤활유를 압축기(11)의 입구측으로 복귀시키도록 상기 탱크(어큐물레이터(28))의 저부에는 공지의 오일복귀장치(미도시)가 제공된다.

(제6실시예: 도8)

제6실시예에서는 도8에 나타낸 바와 같이, 제1 및 제2증발장치(15, 18)는 제4실시예(도6)에서와 같이 단일유닛으로 일체로 형성되고, 제5실시예에서와 같이 리시버(13a) 대신에 어큐물레이터(28)가 제공된다.

상기한 제5실시예 및 6실시예에서(도7 및 도8), 어큐물레이터(28)는 제1증발장치(15)의 출구측과 내부 열교환기(21)의 저압측 냉매통로(21b) 사이에 제공된다. 상기한 제3실시예(도5)에서 나타낸 제2바이패스통로(22)가 제5 및 제6실시예에 부가될 수 있다. 이 경우, 제2바이패스통로(22)의 출구측은 대체로 어큐물레이터(28)의 입구측에 연결된다. 그러나 상기 제2바이패스통로(22)의 출구측은 어큐물레이터(28)의 출구측에도 연결될 수 있다.

(제1 내지 제6실시예에서 내부 열교환기(21)의 냉매통로의 변형)

내부 열교환기(21)의 고압측 및 저압측 냉매통로(21a, 21b)는 도9에 나타낸 바와 같이 다양한 방식으로 배치될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 고압측 냉매통로(21a)는 도9의 부호 (1) 내지 (9)로 나타낸 어느 하나의 위치에 배치될 수 있다. 도9에서, 부호 (6)은 두 위치(1) 및 (2) 사이에 고압측 냉매통로(21a)가 제공되는 경우를 나타내고, 부호 (7)은 세 위 치 (1), (2) 및 (3)에 고압측 냉매통로(21a)가 제공되는 경우를 나타낸다.

한편 상기 저압측 냉매통로(21b)는 도9의 참조부호 (A) 내지 (C)로 나타낸 어느 하나의 위치에 배치될 수 있다.

따라서 고압측 냉매통로(21a)에 대해서는 7개의 다른 위치가 있고, 저압측 냉매통로(21b)에 대해서는 3개의 다른 위치가 있다. 이는 고압측 및 저압측 냉매회로가 전체 21개의 다른 조합으로 될 수 있다는 것을 의미한다.

(제7실시예: 도10)

제1 내지 제6실시예 및 도9에 나타낸 내부 열교환기의 냉매통로의 변형예에서, 고압측 냉매통로(21a)는 방열장치(13)의 출구측에 배치된다. 도10에 나타낸 제7실시예에 따르면, 방열장치는 냉매류의 상류측에 배치되는 제1방열장치(13b) 및 냉매류의 하류측에 배치되는 제2방열장치(13b)로 구분되고, 고압측 냉매통로의 제1부분(21a-1)은 상기 제1방열장치(13b)와 제2방열장치(13c) 사이에 제공되며, 상기 고압측 냉매통로의 제2부분(21a-2)은 분기점Z과 제한장치(17) 사이의 바이패스통로(16)에 제공된다.

상기 제7실시예에서, 상기 방열장치는 전술한 바와 같이 제1 및 제2방열장치(13b, 13c)로 구분된다. 이는 예를 들면 가정용 냉장고의 냉동사이클에서 방열장치는 냉장고의 복수의 공간에 위치된다. 상기 제1방열장치(13b)에는 냉각팬(미도시)이 제공되어 강제대류방식으로 냉매의 열교환을 실행하고, 상기 제2방열장치(13c)에는 냉각팬이 구비되지 않아 자연대류방식으로 냉매의 열교환을 실행한다.

상기 내부 열교환기(21)의 고압측 냉매통로의 제2부분(21a-2)이 제2방열장 치(13c)의 하류측에 제공되기 때문에, 상기 제1 및 제2방열장치(13b, 13c)에서 방열된 후의 고압냉매는 상기 제2부분(21a-2)로 흐른다. 따라서 상기 제2부분(21a-2)에서의 냉매온도는 제1부분(21a-1)에서의 냉매온도보다 낮다.

상기 내부 열교환기(21)는, 저압측 냉매통로(21b)의 냉매가 고압측 냉매통로(21)의 제2부분(21a-2)에 흐르는 냉매와 먼저 열교환 된 후, 상기 고압측 냉매통로(21)의 제1부분(21a-1)에 흐르는 냉매와 한번 더 열교환되는 방식이 되도록 배치된다.

상기와 같이, 상기 고압측 냉매통로의 제1부분(21a-1)과 제2부분(21a-2)에서의 냉매류 및 저압측 냉매통로(21b)의 냉매류는 반대방향 관계로 형성되어, 내부 열교환기(21)의 열교환성능은 향상될 수 있다.

압축기(11)로서 전기구동 압축기가 사용되는 경우에는, 냉매흡입측 파이프의 표면 온도가 저하로 인하여 냉매흡입측 파이프의 표면에 결로(dewdrop)가 발생하기 쉽다. 그 결과 그 결로수분에 의하여 전기회로부에서 단락(쇼트)과 같은 전기적 문제가 발생하기 쉽다.

제7실시예에 따르면, 상기 내부 열교환기(21)의 고압측 냉매통로(21b)의 제1부분(21a-1)은 제1 및 제2방열장치(13b, 13c) 사이에 제공되고, 기상 및 액상냉매(모두 압축된 상태)는 고압냉매통로의 제1부분(21a-1)을 통해 흐른다. 이는 상기 제1부분(21a-1)에서의 냉매온도가 제2방열장치(13c)를 통과한 냉매(과냉각상태)온도보다 높아지는 결과를 갖는다.

따라서 상기 고압측 냉매통로의 제1부분(21a-1)과 저압측 냉매통로(21b)의 출구측 사이의 열교환에서, 고압 및 저압 냉매 간의 온도차는 증가하고, 이에 따라 열교환량은 증가할 수 있다. 그 결과, 압축기(11)로 흡입되는 냉매의 온도는 압축기를 둘러싸는 공기의 결로점보다 보다 높은 값으로 제어될 수 있어, 냉매흡입파이프에서의 결로발생은 방지된다. 그러므로 전기회로부에서 단락 등의 전기적 문제는 방지될 수 있다.

상기 제7실시예에서, 하나의 저압측 냉매통로(21b)는 상기 고압측 냉매통로의 복수의 부분(유로)(21a-1, 21a-2)과 조합된다. 그러나 도9로부터 알 수 있듯이, 저압측 냉매통로의 복수의 부분은 하나의 고압측 냉매통로와 조합될 수 있다. 또한 고압측 냉매통로의 복수의 부분은 저압측 냉매통로의 복수의 부분과 조합될 수도 있다.

상기 제7실시예에 따르면, 상기 방열장치는 냉매류의 상류측에 위치되는 제1방열장치(13b) 및 냉매류의 하류측에 위치되는 제2방열장치(13c)로 구분되고, 상기 내부 열교환기(21)의 고압 냉매통로의 제1부분(21a-1)은 제1 및 제2방열장치(13b, 13c) 사이에 제공된다. 그러나 상기 고압 냉매통로의 제1부분(21a-1)은 압축기(11)로부터 토출된 냉매에 대한 냉매통로에 제공될 수 있다. 즉 방열장치의 입구측에 연결된 냉매통로에 제공될 수 있다.

(제8실시예: 도11)

도11은 내부 열교환기가 복수(두 개), 즉 냉동사이클의 다른 지점에 배치되는 제1 및 제2내부 열교환기(211, 212)를 포함하는 제8실시예를 나타낸 도면이다.

보다 구체적으로, 제2바이패스통로(22)는 제한장치(23)와 제3증발장치(24)가 제2바이패스통로(22)에 제공되는 도5의 제3실시예와 동일 방식으로 제1바이패스통로(16)와 병렬로 제공된다.

상기 제1내부 열교환기(211)는 제1바이패스통로(16)의 제한장치(17)의 입구측에 배치되는 고압측 냉매통로(211a)와 어큐물레이터(28)의 출구측에 배치되는 저압측 냉매통로(211b) 사이에서 열교환을 실행하도록 구성된다.

한편 상기 제2내부 열교환기(212)는 제2바이패스통로(22)의 제한장치(23)의 입구측에 배치되는 고압측 냉매통로(212a)와 제3증발장치(24)의 출구측에 배치되는 저압측 냉매통로(212b) 간에 열교환을 실행하도록 구성된다.

상기 제2내부 열교환기(212)의 저압측 냉매통로(212b)의 출구측은 제1내부 열교환기(211)의 저압측 냉매통로(211b)의 출구측과 접속되고, 압축기(11)의 입구측에 연결된다.

본 발명의 제8실시예의 제1내부 열교환기(211)의 고압측 냉매통로(211a)는 도9의 부호 (4)에 대응하고, 상기 저압측 냉매통로(211b)는 도9의 부호 (B)에 대응한다. 또한 상기 제2내부 열교환기(212)의 고압측 냉매통로(212a)는 도9의 부호 (3)에 대응하고, 저압측 냉매통로(212b)는 도9의 부호 (C)에 대응한다.

상기 제8실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2내부 열교환기(211, 212)는 제1 및 제2바이패스통로(16, 22)에 각각 제공된다. 이는 제1내부 열교환기(211)에서의 열교환량이 독립되게 설계되어 냉각성능이 제2증발장치(18)에서 효과적으로 실행될 수 있는 것임을 의미한다. 또한 상기와 동일하게, 상기 제2내부 열교환기(212)에서의 열교환량이 독립되게 설계될 수 있어 제3증발장치(24)에서 효과적으로 실행될 수 있다.

상기 제7 및 제8실시예에서, 상기 제1 및 제2증발장치(15, 18)에 의한 냉각동작의 대상공간은 두 개의 공간으로 독립되게 이루어지거나, 단일 공통공간으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 전자의 경우는 제3실시예(도1, 도4, 도5 및 도7)에 대응하고, 후자의 경우는 제4 및 도6실시예(도6 및 도8)에 대응한다.

(제9실시예: 도12)

도12는 제1실시예(도1)의 냉동사이클에 온도식 팽창밸브(30)가 부가되는 제9실시예를 나타낸 도면이다.

상기 팽창밸브(30)는 내부열교환기(21)의 고압측 냉매통로(21a)와 바이패스통로(16)의 분기점Z(즉 분기점(Z)의 상류측) 사이에 제공되는 냉매통로(31)에 배치된다. 상기 팽창밸브(30)는 개방도(냉매통로의 통로면적)을 조절하여 제1증발장치(15)의 출구측에서의 냉매 과열도가 소정값으로 제어된다.

따라서 상기 팽창밸브(30)는 냉매통로(31)에 대한 밸브개방도(냉매통로의 개방면적)을 조절하기 위한 밸브본체(미도시) 및 상기 밸브본체를 구동시키기 위한 밸브구동장치(30a)를 포함한다.

상기 밸브구동장치(30a)는 제1증발장치(15)의 출구측에서 냉매의 온도를 검출하기 위한 온도검출부(30b), 및 상기 제1증발장치(15)의 출구측의 냉매의 압력 뿐만 아니라 제1증발장치(15)의 출구측 냉매의 검출온도에 대응하는 압력에 응답하여 변위되는 다이아프램과 같은 압력반응부재를 포함한다. 상기 팽창밸브(30)의 밸브본체(미도시)는 다이아프램의 변위에 의하여 이동하도록 구동된다. 이를 위하여 상기 제1증발장치(15)의 출구측에서의 냉매압력은 압력도입통로(미도시)를 통해 밸브구동장치(30a)로 도입된다.

다음으로 상기 제9실시예의 특징을 설명한다. 상기 방열장치(13)로부터의 고압냉매는 냉매가 팽창밸브(30)를 통과할 때 감압되어(1차 감압), 냉매압력은 소정의 중간압력으로 감소된다. 상기 중간압력의 냉매는 분기점Z에서 분기되어, 이젝터(14)로의 냉매류와 바이패스통로(16)로의 냉매류로 분할된다. 또한 이들 냉매는 이젝터(14)와 제한장치(17)에 의하여 더 감압되고(2차 감압), 냉매압력은 소정의 저압으로 감소된다.

상기 온도식 팽창밸브(30)가 분기점Z의 상류측 냉매통로(31)에 제공되기 때문에, 제1 및 제2증발장치(15, 18)에 대한 전체 냉매 유량은 냉매통로(31)의 밸브개방도(통로의 개방면적)을 조절함으로써 적절하게 제어될 수 있어, 상기 제1증발장치(15)의 출구측에서의 냉매의 과열도는 소정 값으로 제어된다.

냉매는 상기 내부 열교환기(21)의 저압측 냉매통로(21B)를 통과할 때 흡열 한 후, 상기 제1증발장치(15)로부터의 냉매는 압축기(11)로 흡입되기 때문에, 상기 제1증발장치(15) 바로 직후의 냉매상태가 0℃의 과열도를 갖는 포화가스와 같거나 그에 근접하는 상태가 되도록 팽창밸브(30)에 의하여 제어되는 경우라도, 압축기(11)로의 기상냉매의 복귀를 확실하게 방지할 수 있다.

또한 상기 제1증발장치(15) 바로 직후의 냉매상태를 0℃의 과열도를 갖는 포화가스와 같거나 그에 근접하는 상태가 되도록 제어함으로써, 거의 모든 기상냉매가 상기 제1증발장치(15)에서 증발되도록 냉매유량은 제어될 수 있다. 상기와 같 이, 상기 압축기(11)로 기상냉매의 복귀를 발생시키지 않고, 잠열의 흡열 동작은 기상냉매의 증발을 통해 상기 제1증발장치(15)의 전 영역에서 실행될 수 있다. 그 결과 상기 제1증발장치(15)에서 높은 냉각성능이 실행될 수 있다.

상기 제9실시예에서, 상기 팽창밸브(30)의 상류측 고압냉매의 과냉각도 또한 내부 열교환기(21)에 의하여 증가될 수 있고, 이에 따라 상기 제1 및 제2증발장치(15, 18)의 입구와 출구 사이의 엔탈피 차이도 증가될 수 있어, 상기 증발장치(15, 18)에서의 냉각성능은 향상된다. 도3에서 설명한 바와 같이 이젝터식 냉동사이클에서 발생될 수 있는 압축기(11)의 출구측 냉매의 온도증가는 내부 열교환기(21)의 이용으로 방지될 수 있다. 이러한 작용효과는 제1실시예의 작용효과와 동일하다.

상기 내부 열교환기(21)의 저압측 냉매통로(21b)는 제1증발장치(15)의 하류측에 제공되기 때문에, 냉매유량은 팽창밸브(30)에 의하여 선택적으로 제어될 수 있어, 상기 제1증발장치(15) 바로 직후의 냉매는 기상냉매와 액상냉매가 혼합된 상태로 이루어진다(건조율 1의 상태( 0℃의 과열도)에 근접).

상기 팽창밸브(30)는 순기계적(pure mechanical) 구성으로 이루어지지 않을 수 있다. 대신에 전기팽창밸브는 냉매온도센서와 냉매압력센서로부터의 검출전기신호에 따라 밸브개방도(냉매통로의 개방면적)를 전기적으로 조절하는 팽창밸브(30)로서 사용될 수 있다.

(제10실시예: 도13)

도13은 제10실시예를 나타낸 도면으로, 제1 및 제2증발장치(15, 18)가 제4실 시예(도6)의 일체 구성과 동일한 단일 유닛으로 일체로 형성되는 점에서 전술한 제9실시예와 다르다.

(제11실시예: 도14)

전술한 제9실시예에서, 내부 열교환기(21)의 고압측 냉매통로(21a)의 하류측에 온도식 팽창밸브(30)가 제공되고, 상기 고압측 냉매통로(21a)의 고압냉매와 내부 열교환기(21)의 저압측 냉매통로(21b)를 통과하고 압축기(11)로 흐르는 저압냉매 사이에서 열교환이 실행된다. 그러나 제11실시예에 따르면, 도14에 나타낸 바와 같이, 내부 열교환기(21)는 중간압력측 냉매통로(21c)와 저압측 냉매통로(21b)를 포함하고, 상기 중간압력측 냉매통로(21c)는 팽창밸브(30)의 출구측에 제공된다. 열교환은 상기 중간압력측 냉매통로(21c)의 중간압력냉매와 내부 열교환기(21)의 저압측 냉매통로(21b)를 통과하고 압축기(11)로 흐르는 저압냉매 사이에서 실행된다.

보다 구체적으로, 상기 중간압력측 냉매통로(21c)는 바이패스통로(16)의 제한장치(17)의 입구측에 제공된다. 따라서 상기 중간압력의 냉매는 내부 열교환기(21)의 중간압력측 냉매통로(21c)를 통해 흐르고, 냉매압력은 팽창밸브(30)의 출구측에서의 압력과 제한장치(17)의 입구측에서의 압력 사이이다.

상기 내부 열교환기(21)의 중간압력측 냉매통로(21c)는 이젝터(14)의 입구측 통로에 병렬로 배치되기 때문에, 상기 팽창밸브(30)를 통과한 중간압력의 냉매는 내부 열교환(방열) 없이 이젝터(14)의 노즐부(14a)로 도입된다. 따라서 상기 제11실시예는 다음의 작용효과를 구현한다.

이젝터(14)의 노즐부(14a)로 흐르는 중간압력이 열교환(내부 열교환)되는 경우에, 냉매의 엔탈피는 저압냉매로의 방열에 의하여 감소된다. 상기 노즐부(14a)에서의 감압동작은 등엔트로피 형태로 실행된다. 등엔트로피 선의 구배(inclination)는 몰리에르 선도에서의 엔탈피 감소에 따라 냉매의 물성으로 인하여 감소된다.

그 결과 상기 이젝터(14)의 노즐부(14a)로 흐르는 중간압력냉매의 엔탈피가 감소될 경우, 상기 노즐부(14a)의 냉매팽창시의 손실 회수량이 감소되기 때문에, 상기 이젝터의 노즐부(14a)에서의 압력증가량은 감소된다.

그러나 제11실시예에 따르면, 상기 바이패스통로(16)의 냉매만이 열교환되고, 상기 중간압력의 냉매는 내부 열교환 없이 팽창밸브(30)로부터 이젝터(14)의 노즐부(14a)로 직접 도입된다. 그 결과 내부 열교환에 의한 냉매 엔탈피의 감소는 방지할 수 있어, 손실 회수량을 충분히 확보할 수 있고, 디퓨저부(14d)에서의 압력증가량을 충분히 획득할 수 있다.

상기 바이패스통로(16)의 중간압력의 냉매는 그의 엔탈피를 감소시키도록 내부 열교환(방열)에 의하여 과냉각되어, 제2증발장치(18)에서의 냉각성능은 향상될 수 있다.

(제12실시예: 도15)

도15는 제12실시예를 나타낸 도면으로, 제1 및 제2증발장치(15, 18)가 제4실시예(도6)의 일체 구성과 같이 동일한 단일 유닛으로 일체로 형성되는 점에서 전술한 제11실시예(도14)와 다르다.

(제13실시예: 도16)

도16은 제13실시예를 나타낸 도면으로, 내부 열교환기(12)의 냉매통로(21c)가 분기점Z의 상류측에 배치되는 점에서 상기한 제11실시예(도14)와 다르다.

상기 방열장치(14)로부터의 고압냉매는 팽창밸브(30)의 사전 감압동작에 의하여 중간압력의 기액 2상냉매로 감압된다.

상기한 제11실시예(도14)에 따르면, 상기 중간압력의 기액2상냉매는 전술한 바와 같이 이젝터(14)의 노즐부(14d)로 직접적으로 도입된다. 상기 기액2상냉매는 소정 비율의 기상냉매를 포함하기 때문에, 냉매가 상기 노즐부(14a)를 통과할 때 불안정한 기포류를 발생시킬 수 있고 상기 노즐부(14a)는 진동될 수 있어 냉매류의 소음을 발생시킨다.

제13실시예에 따르면, 상기 중간압력의 냉매는 팽창밸브(30)를 통과한 한 후 방열에 의하여 냉매통로(21c)에서 저압냉매로 액화된다. 그 결과 소정의 과냉각도를 갖는 상기 액상냉매는 바이패스통로(16)의 제한장치(17) 및 이젝터(14)의 노즐부(14a) 모두로 흐르게 된다.

따라서 상기 제한장치(17) 및 노즐부(14a)에서는 불안정한 기포류는 방지될 수 있고, 상기 냉매류에 의한 소음 발생은 방지될 수 있다.

(제14실시예: 도17)

도17은 제14실시예를 나타낸 도면으로, 제1 및 제2증발장치(15, 18)가 전술한 제4실시예(도6)의 일체 구성과 같이 단일 유닛으로 일체로 형성되는 점에서 상기한 제13실시예(도16)와 다르다.

(제15실시예: 도18)

도18은 제15실시예를 나타낸 도면으로, 바이패스통로(16)의 제한장치가 내부 열교환기(21)(중간압력측 냉매통로(21c))로서 동작하도록 구성되는 모세관이 형성되는 것이다.

즉 상기 모세관(17)은 바이패스통로(16)의 제한장치 뿐만 아니라 내부 열교환기(21)의 일 부분(냉매통로(21c))으로서 형성된다.

보다 구체적으로, 모세관(17)이 내부파이프로서 형성되고, 제1증발장치(15)로부터의 냉매통로(즉 압축기 입구측에 대한 냉매통로)가 외부파이프로서 형성되도록 이중파이프 구조의 내부 열교환기로 구성된다. 상기 내부 열교환기(21)는 모세관(17)과 제1증발장치(15)로부터의 냉매통로(즉 압축기 입구측에 대한 냉매통로)가 서로 연결되어 그들 사이의 열전도가 최상의 상태로 실행될 수 있도록 구성될 수도 있다.

상기 모세관(17)에서 하류측의 소정 길이의 부분(17a)은 내부 열교환기(21)의 외측에 배치되어, 그 부분(17a)에서는 열교환이 실행되지 않고, 상기 부분(17a)은 제한장치로서만 동작한다.

제15실시예에 따르면, 팽창밸브(30)로부터의 중간압력의 냉매는 모세관(17)에 의하여 감압되고, 동시에 압축기(11)의 입구측에서 저압냉매로 방열될 수 있다.

도14의 제11실시예에 따르면, 상기 팽창밸브(30)로부터 중간압력의 냉매는 내부 열교환기(21)에서 열교환이 실행된 후 바이패스통로(16)의 제한장치(17)로 도입된다. 상기 내부 열교환기에 대한 열교환량은 냉동사이클의 상태에 의해 크게 좌우되기 때문에, 상기 제한장치(17)로 흐르는 냉매는 과냉 액상냉매 상태에서 기상 냉매 상태로 변화한다.

상기 냉매의 밀도는 과냉 액상상태에서 기상냉매상태로 크게 변화하기 때문에, 상기 모세관(17)과 같이 고정 제한을 갖는 제한장치에 의하여 과냉 액상냉매와 기상냉매 경우의 모두에 대하여 적절한 감압특성을 유지하는데 어려움이 있다.

그러나 제15실시예에 따르면, 상기 팽창밸브(30)로부터의 중간압력의 기액2상냉매는 모세관(17)에 의하여 감압되고, 동시에 압축기(11)의 입구측에서 저압냉매로 방열된다.

즉 상기 기액2상냉매의 상태는 모세관(17)에서 유지되기 때문에, 감압동작 뿐만 아니라 방열동작을 실행할 수 있다. 따라서 냉동사이클의 설계가 용이하여, 모세관(17)의 감압특성은 대상 감압특성(대상 감압량)으로 조절될 수 있다.

상기 모세관(17)의 전체 길이가 내부 열교환기(21)의 냉매통로로서 구성되는 경우, 상기 냉매온도는 모세관(17)의 소정 하류부에서 감소될 수 있어 압축기 입구측에서 저압냉매의 온도보다 낮아진다. 이 경우, 열은 저압냉매로부터 압축기 입구측으로 반대로 흡열된다.

그러나 제15실시예에 따르면, 그의 하류측에서 소정 길이를 갖는 모세관(17)의 일부분(17a)은 내부열교환기(21)의 외측에 배치되어 이 부분(17a)에서는 열교환이 실행되지 않는다. 그 결과 상기 모세관(17)의 하류부에서의 흡열은 확실하게 방지될 수 있다.

(제16실시예: 도19)

도19는 제16실시예를 나타낸 도면으로, 제1 및 제2증발장치(15, 18)가 제4실 시예(도6)의 일체 구성과 같이 단일 유닛으로 일체로 형성되는 점에서 전술한 제15실시예(도18)와 다르다.

(다른 실시예들)

본 발명은 전술한 실시예들에 한정되지 않으며, 아래와 같이 다양하게 변형가능하다.

(1) 전술한 실시예에서, 제1증발장치(15), 제1바이패스통로(16) 및 제2바이패스통로(22)의 냉매통로에 그의 통로면적을 각각 제어하기 위하여 전자기밸브와 같은 전기적 제어밸브가 제공되어, 제1, 제2 및/또는 제3증발장치(15, 18, 24)로의 냉매류는 자유로이 선택될 수 있다.

변형 예로, 상기 전기적 제어밸브는 제1 및 제2바이패스통로(16, 22)의 제한장치(17, 23)로 사용될 수 있어, 이들 제한장치는 제한동작을 실행할 뿐만 아니라 냉매통로의 개폐동작을 실행할 수 있다.

(2) 리시버(13a)가 방열장치(13)의 출구측에 제공되는 제1 내지 제4실시예에서 나타낸 냉동사이클에서(리시버 사이클이라 칭함), 제1증발장치(15)의 출구측에서 냉매의 과열도가 팽창밸브에 의하여 제어될 수 있도록 이젝터(14)의 입구측에 온도식 팽창밸브가 배치될 수 있다.

(3) 전술한 실시예에서, 플루오르화탄소 가스, 탄화수소 가스 등 그의 임계압력을 초과하지 않는 냉매에 의하여 가스압축방식의 아임계 사이클이 형성된다. 본 발명은 이산화탄소(CO₂)와 같이 그의 임계압력을 초과하는 초임계 사이클의 가스 압축방식에 적용될 수 있다.

상기 초임계 사이클에서, 압축기로부터의 냉매의 열은 초임계 상태로 방열장치(13)에서 방열되지만, 냉매는 응축되지 않는다. 고압의 냉매통로에 제공되는 리시버(13a)는 냉매를 기상냉매와 액상냉매로 분리할 수 없고, 잉여 액상냉매를 저장할 수 없다.

따라서 상기 초임계 사이클의 경우, 도7 또는 도8에 나타낸 바와 같이, 저압측에서 기액분리기로서 동작하기 위하여 제1증발장치(15)의 출구측에 어큐물레이터가 제공될 수 있다.

전술한 실시예에서, 노즐부(14a)가 고정된 통로면적을 갖는 고정식 이젝터(14)가 사용된다. 상기 노즐부의 통로면적이 조절될 수 있는 가변식 이젝터가 사용될 수 있다.

상기 가변식 이젝터의 일예로, 이동가능 니들(needle)이 노즐부의 통로부에 삽입되고, 상기 노즐부에 대한 니들(needle)의 상대위치가 전기 엑추에이터에 의하여 가변되어 상기 노즐부에서의 통로면적이 조절될 수 있도록 구성될 수 있다.

고압측이 냉매압력은 가변식 이젝터의 노즐부의 통로면적을 조절함으로써 아임계 및 초임계 사이클로 제어될 수 있다.

(5) 전술한 제1 및 다른 실시예에서, 본 발명은 차량 객실에 대한 공조동작 뿐만 아니라 차량 냉동장치에 대한 냉각동작을 실행하는 냉동사이클에 적용된다. 그러나 냉매증발온도가 고온측인 제1증발장치(15) 및 냉매증발온도가 저온측인 제2즈발장치(18) 모두는 차량 객실의 다른 공간(예를 들면, 전방좌석공간 및 후방좌석 공간)에 대한 공조동작용으로 사용될 수 있다.

(6) 또한 냉매증발온도가 고온측인 제1증발장치(15) 및 냉매증발온도가 저온측인 제2증발장치(18) 모두는 차량 냉동장치에 대한 냉각동작용으로 사용될 수 있다. 즉 냉매증발온도가 고온측인 제1증발장치(15)는 냉장실을 냉각하기 위하여 사용될 수 있고, 냉매증발온도가 저온측인 제2증발장치(18)는 냉동실을 냉각하기 위하여 사용될 수 있다.

제한장치(17, 23)를 형성하도록 고정제한을 갖고 전자기밸브와 조합될 수 있어, 통로폐쇄동작은 고정제한에 의하여 유량제어를 위한 동작에 부가될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이젝터식 냉동사이클은 각각의 증발장치에 대한 냉매의 유량을 용이하게 조절할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 이젝터의 냉매흡입구에 연결되는 제2증발장치에서의 냉각동작이 고성능으로 구현될 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 내부 열교환기를 통해 냉각동작의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

이젝터식 냉동사이클로서,

냉매를 흡입하고 압축하기 위한 압축기;

상기 압축기로부터 제공된 고압냉매의 방열을 실행하는 방열장치;

상기 방열장치로부터의 냉매를 감압 팽창시키기 위한 노즐부, 상기 노즐부로부터 분사된 고속의 냉매류에 의하여 상기 냉매를 흡입하기 위한 흡입구, 및 상기 노즐부로부터 분사된 고속의 냉매와 상기 흡입구로부터 흡입된 냉매를 혼합하고, 상기 냉매의 유압을 증가시키며, 상기 냉매의 속도에너지를 압력에너지로 전환시키기 위한 압력증가부를 구비한 이젝터;

냉각동작을 실행하도록 상기 이젝터로부터의 냉매를 증발시키기 위한 제1증발장치;

상기 방열장치로부터의 냉매의 일부를 상기 이젝터의 흡입구로 공급하기 위하여 상기 이젝터의 입구측에서 분기되는 제1바이패스통로;

상기 방열장치로부터의 냉매의 상기 일부를 감압시키기 위하여 상기 제1바이패스통로에 제공되는 제1제한장치;

냉각동작을 실행하도록 상기 냉매를 증발시키기 위하여 상기 제1제한장치의 출구측 제1바이패스통로에 제공되는 제2증발장치; 및

상기 압축기의 입구측에서의 저압냉매와 상기 압축기의 출구측에서의 고압냉매 간의 열교환을 실행하기 위한 내부 열교환기

를 포함하는 이젝터식 냉동사이클.
제1항에 있어서,

상기 내부 열교환기는 상기 제1제한장치의 입구측에서 상기 제1바이패스통로에 배치되는 고압측 냉매통로를 구비하는

이젝터식 냉동사이클.
제1항에 있어서,

상기 방열장치로부터의 냉매의 일부를 상기 압축기의 입구측으로 공급하기 위하여 상기 이젝터의 입구측에서 분기되는 제2바이패스통로;

상기 제2바이패스통로를 통과하는 냉매의 상기 일부를 감압시키기 위하여 상기 제2바이패스통로에 제공되는 제2제한장치; 및

냉각동작을 실행하도록 상기 냉매를 증발시키기 위하여 상기 제2제한장치의 출구측의 상기 제2바이패스통로에 제공되는 제3증발장치

를 더 포함하는 이젝터식 냉동사이클.
제3항에 있어서,

상기 내부열교환기는

상기 제1증발장치의 출구측과 상기 제3증발장치의 출구측의 접속점의 하류측에서의 냉매통로에 저압측 냉매통로가 배치되는

이젝터식 냉동사이클.
제3항 또는 제4항에 있어서,

상기 내부 열교환기는 적어도 제1열교환장치 및 제2열교환장치를 포함하고;

상기 제1열교환장치에 제1고압측 냉매통로가 형성되어 상기 제1바이패스통로에서 흐르는 고압측 냉매가 상기 제1고압측 냉매통로를 통과하며;

상기 제2열교환장치에 제2고압측 냉매통로가 형성되어 상기 제2바이패스통로에서 흐르는 고압측 냉매가 상기 제2고압측 냉매통로를 통과하는

이젝터식 냉동사이클.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 냉매를 기상냉매와 액상냉매로 분리하기 위하여 상기 제1증발장치의 출구측에 제공되는 기액분리기를 더 포함하며,

상기 내부 열교환기의 저압측 냉매통로는 상기 기액분리기의 출구측에 배치되는

이젝터식 냉동사이클.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 고압측냉매통로와 저압측 냉매통로 중 적어도 하나는 상기 냉동사이클의 다른 냉매통로에 각각 배치되는 복수의 통로부를 포함하는

이젝터식 냉동사이클.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 내부 열교환기는 외부파이프 내측에 형성된 내부파이프를 갖는 이중파이프 구조로 형성되고,

상기 고압측 냉매통로는 상기 내부파이프의 통로와 상기 내부파이프 및 외부파이프 사이에 형성된 통로 중 하나에 의하여 형성되며,

상기 저압측 냉매통로는 상기 내부파이프의 통로와 상기 내부파이프 및 외부파이프 사이에 형성된 통로 중 다른 하나에 의하여 형성되는

이젝터식 냉동사이클.
냉매를 흡입하고 압축하기 위한 압축기;

상기 압축기로부터 제공된 고압냉매의 방열을 실행하는 방열장치;

상기 방열장치의 출구측 냉매통로에 제공되고, 상기 냉매통로의 통로개방면적을 조절함으로써 상기 압축기의 입구측에서 저압냉매의 상태를 제어하기 위한 팽창밸브;

상기 팽창밸브로부터의 냉매를 감압 팽창시키기 위한 노즐부, 상기 노즐부로부터 분사된 고속의 냉매류에 의하여 상기 냉매를 흡인하기 위한 흡입구, 및 상기 노즐부로부터 분사된 고속의 냉매와 상기 흡입구로부터 흡입된 냉매를 혼합하고, 상기 냉매의 유압을 증가시키며, 상기 냉매의 속도에너지를 압력에너지로 전환시키기 위한 압력증가부를 구비한 이젝터;

냉각동작을 실행하도록 상기 이젝터로부터의 냉매를 증발시키기 위한 제1증발장치;

상기 팽창밸브로부터의 냉매의 일부를 상기 이젝터의 흡입구로 공급하기 위하여 상기 이젝터의 입구측에서 분기되는 바이패스통로;

상기 팽창밸브로부터의 냉매의 일부를 감압시키기 위하여 상기 바이패스통로에 제공되는 제한장치;

냉각동작을 실행하도록 상기 냉매를 증발시키기 위하여 상기 제한장치의 출구측의 바이패스통로에 제공되는 제2증발장치; 및

상기 압축기의 입구측에서의 저압냉매와 상기 팽창밸브의 입구측에서의 고압냉매 사이, 또는 상기 압축기의 입구측에서의 저압냉매와 상기 팽창밸브의 출구측에서의 중간압력냉매 사이의 열교환을 실행하기 위한 내부 열교환기

를 포함하는 이젝터식 냉동사이클.
제9항에 있어서,

상기 내부 열교환기는

상기 팽창밸브의 입구측에 제공되는 고압측 냉매통로와 상기 압축기의 입구측에 제공되는 저압측 냉매통로 간의 열교환을 실행하는

이젝터식 냉동사이클.
제9항에 있어서,

상기 내부 열교환기는

상기 제한장치의 입구측에서의 상기 바이패스통로에 제공되는 중간압력측 냉매통로와 상기 압축기의 입구측에 제공되는 저압측 냉매통로 간의 열교환을 실행하는

이젝터식 냉동사이클.
제9항에 있어서,

상기 내부 열교환기는

상기 팽창밸브와 상기 바이패스통로의 분기점 사이에 제공되는 중간압력측 냉매통로와 상기 압축기의 입구측에 제공되는 저압측 냉매통로 간의 열교환을 실행하는

이젝터식 냉동사이클.
제9항에 있어서,

상기 제한장치는 모세관으로 형성되고,

상기 내부 열교환기는 상기 모세관과 상기 압축기의 입구측의 저압측 냉매통로 사이에서 열교환을 실행하는

이젝터식 냉동사이클.
제9항에 있어서,

상기 팽창밸브는

상기 냉매의 온도 및 압력에 따라 상기 제1증발장치의 출구측과 상기 저압측 냉매통로 사이의 저압냉매 상태를 제어하는

이젝터식 냉동사이클.
제1항 내지 3항, 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1증발장치 및 제2증발장치는 단일 유닛으로 일체로 형성되는

이젝터식 냉동사이클.
기상냉매를 압축하고, 압축된 고압냉매를 제공하는 압축기와, 상기 고압냉매를 냉각하기 위하여 상기 압축기의 출구측에 연결되는 방열장치와, 상기 방열장치의 출구측에 연결되는 입구, 출구 및 흡입구를 구비하고, 상기 방열장치로부터의 냉매를 감압 팽창시키는 노즐부를 구비하며, 상기 출구는 상기 노즐부로부터 분사된 고속냉매와 상기 흡입구로부터 흡입된 냉매를 혼합하고 상기 냉매의 유압을 증가시키며 상기 냉매의 속도에너지를 압력에너지로 전환시키는 이젝터, 및 상기 이젝터의 출구에 입구측이 연결되고, 상기 압축기의 입구측에 출구측이 연결되는 제1증발장치를 포함하는 제1냉매회로;

상기 압축기와, 상기 방열장치와, 상기 이젝터의 입구측으로부터 분기되며 상기 이젝터의 흡입구에 연결되는 바이패스통로와, 상기 바이패스통로에 제공되는 제2증발장치, 및 상기 제1증발장치를 포함하는 제2냉매회로; 및

고압측 냉매통로와 저압측 냉매통로를 구비한 내부 열교환기

를 포함하며,

상기 고압측 냉매통로는 상기 방열장치의 출구측과 상기 이젝터의 입구 사 이, 및/또는 상기 방열장치의 출구측과 상기 제2증발장치의 입구측 사이에 제공되며,

상기 저압측 냉매통로는 상기 제1증발장치의 출구측과 상기 압축기의 입구측 사이에 제공되는

이젝터식 냉동사이클.
제16항에 있어서,

상기 압축기(11)와, 상기 방열장치와, 상기 이젝터의 입구측으로부터 분기되고 상기 제1증발장치의 출구측에 연결되는 제2바이패스통로, 및 상기 제2바이패스통로에 제공되는 제3증발장치를 구비하는 제3냉매회로를 더 포함하는

이젝터식 냉동사이클.
제16항에 있어서,

상기 방열장치의 출구측에 제공되는 기액분리기를 더 포함하는

이젝터식 냉동사이클.
제16항에 있어서,

상기 제2증발장치의 입구측의 상기 바이패스통로에 제공되는 제한장치를 더 포함하는

이젝터식 냉동사이클.
제17항에 있어서,

상기 제3증발장치의 입구측에서 상기 제2바이패스통로에 제공되는 제한장치를 더 포함하는

이젝터식 냉동사이클.
제16항에 있어서,

상기 제1증발장치의 출구측과 상기 내부 열교환기의 저압측 냉매통로 사이에 제공되는 어큐물레이터를 더 포함하는

이젝터식 냉동사이클.
제16항에 있어서,

상기 방열장치는 제1방열부 및 제2방열부를 포함하고;

상기 내부 열교환기의 고압측 냉매통로는 제1냉매통로부 및 제2냉매통로부를 포함하고;

상기 제1냉매회로는 상기 압축기, 상기 제1방열부, 상기 내부 열교환기의 제1냉매통로부, 상기 제2방열부, 상기 이젝터의 입구 및 출구, 상기 제1증발장치, 어큐물레이터 및 상기 내부 열교환기의 저압측 냉매통로에 의하여 형성되며,

상기 제2냉매통로는 상기 압축기, 상기 제1방열부, 상기 내부 열교환기의 제1냉매통로부, 상기 제2방열부, 상기 제2냉매통로부, 제한장치, 상기 제2증발장치, 상기 이젝터의 흡입구 및 출구, 상기 제1증발장치, 상기 어큐물레이터, 및 상기 내부 열교환기의 저압측 냉매통로에 의하여 형성되는

이젝터식 냉동사이클.
제16항에 있어서,

상기 내부 열교환기는 제1열교환부 및 제2열교환부를 포함하고,

상기 제1냉매회로는 상기 압축기, 상기 방열장치, 상기 이젝터의 입구 및 출구, 상기 제1증발장치, 어큐물레이터, 및 상기 제1열교환부의 저압측 냉매통로에 의하여 형성되고,

상기 제2냉매회로는 상기 압축기, 상기 방열장치, 상기 제1열교환부의 고압측 냉매통로, 제한장치, 상기 제2증발장치, 상기 이젝터의 흡입구 및 출구, 상기 제1증발장치, 상기 어큐물레이터, 및 상기 제1열교환부의 저압측 냉매통로에 의하여 형성되며,

상기 압축기, 상기 방열장치, 상기 제2열교환부의 고압측 냉매통로, 제한장치, 제3증발장치, 및 상기 제2열교환부의 저압측 냉매통로에 의하여 제3냉매회로가 형성되는

이젝터식 냉동사이클.
제16항에 있어서,

상기 내부 열교환기의 고압측 냉매통로의 출구측과 상기 이젝터의 입구 사이, 및 상기 내부 열교환기의 고압측 냉매통로의 출구측과 상기 제2증발장치의 입구측 사이에 제공되는 팽창밸브를 더 포함하는

이젝터식 냉동사이클.
기상냉매를 압축하고, 압축된 고압냉매를 제공하는 압축기와, 상기 고압냉매를 냉각하기 위하여 상기 압축기의 출구측에 연결되는 방열장치와, 상기 방열장치로부터의 냉매를 감압시키기 위하여 상기 방열장치의 외측에 배치되는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브의 출구측에 연결되는 입구, 출구 및 흡입구를 구비하고, 상기 팽창밸브로부터의 냉매를 감압 팽창시키는 노즐부를 구비하며, 상기 출구는 상기 노즐부로부터 분사된 고속냉매와 상기 흡입구로부터 흡입된 냉매를 혼합하고 상기 냉매의 유압을 증가시키며 상기 냉매의 속도에너지를 압력에너지로 전환시키는 이젝터, 및 상기 이젝터의 출구에 입구측이 연결되고, 상기 압축기의 입구측에 출구측이 연결되는 제1증발장치를 포함하는 제1냉매회로;

상기 압축기와, 상기 방열장치와, 상기 팽창밸브와, 상기 이젝터의 입구측으로부터 분기되며, 상기 이젝터의 흡입구에 연결되는 바이패스통로와, 상기 바이패스통로에 제공되는 제2증발장치, 및 상기 제1증발장치를 포함하는 제2냉매회로; 및

중간압력측 냉매통로와 저압측 냉매통로를 구비한 내부 열교환기

를 포함하며,

상기 중간압력측 냉매통로는 상기 팽창밸브의 출구측과 상기 제2증발장치의 입구측 사이에 제공되며,

상기 저압측 냉매통로는 상기 제1증발장치의 출구측과 상기 압축기의 입구측 사이에 제공되는

이젝터식 냉동사이클.
기상냉매를 압축하고, 압축된 고압냉매를 제공하는 압축기와, 상기 고압냉매를 냉각하기 위하여 상기 압축기의 출구측에 연결되는 방열장치와, 상기 방열장치로부터의 냉매를 감압시키기 위하여 상기 방열장치의 외측에 배치되는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브의 출구측에 연결되는 입구, 출구 및 흡입구를 구비하고, 상기 팽창밸브로부터의 냉매를 감압 팽창시키는 노즐부를 구비하며, 상기 출구는 상기 노즐부로부터 분사된 고속냉매와 상기 흡입구로부터 흡입된 냉매를 혼합하고 상기 냉매 의 유압을 증가시키며 상기 냉매의 속도에너지를 압력에너지로 전환시키는 이젝터, 및 상기 이젝터의 출구에 입구측이 연결되고, 상기 압축기의 입구측에 출구측이 연결되는 제1증발장치를 포함하는 제1냉매회로;

상기 압축기와, 상기 방열장치와, 상기 팽창밸브와, 상기 이젝터의 입구측으로부터 분기되며, 상기 이젝터의 흡입구에 연결되는 바이패스통로와, 상기 바이패스통로에 제공되는 제2증발장치, 및 상기 제1증발장치를 포함하는 제2냉매회로; 및

중간압력측 냉매통로와 저압측 냉매통로를 구비한 내부 열교환기

를 포함하며,

상기 중간압력측 냉매통로는 상기 팽창밸브의 출구측과 상기 이젝터의 입구측 사이, 및 상기 팽창밸브의 출구측과 상기 제2증발장치의 입구측 사이에 제공되며,

상기 저압측 냉매통로는 상기 제1증발장치의 출구측과 상기 압축기의 입구측 사이에 제공되는

이젝터식 냉동사이클.
기상냉매를 압축하고, 압축된 고압냉매를 제공하는 압축기와, 상기 고압냉매를 냉각하기 위하여 상기 압축기의 출구측에 연결되는 방열장치와, 상기 방열장치로부터의 냉매를 감압시키기 위하여 상기 방열장치의 외측에 배치되는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브의 출구측에 연결되는 입구, 출구 및 흡입구를 구비하고, 상기 팽창 밸브로부터의 냉매를 감압 팽창시키는 노즐부를 구비하며, 상기 출구는 상기 노즐부로부터 분사된 고속냉매와 상기 흡입구로부터 흡입된 냉매를 혼합하고 상기 냉매의 유압을 증가시키며 상기 냉매의 속도에너지를 압력에너지로 전환시키는 이젝터, 및 상기 이젝터의 출구에 입구측이 연결되고, 상기 압축기의 입구측에 출구측이 연결되는 제1증발장치를 포함하는 제1냉매회로;

상기 압축기와, 상기 방열장치와, 상기 팽창밸브와, 상기 이젝터의 입구측으로부터 분기되며, 상기 이젝터의 흡입구에 연결되는 바이패스통로와, 상기 바이패스통로에 제공되는 제2증발장치, 및 상기 제1증발장치를 포함하는 제2냉매회로; 및

중간압력측 냉매통로와 저압측 냉매통로를 구비한 내부 열교환기

를 포함하며,

상기 중간압력측 냉매통로는 상기 이젝터의 입구측과 상기 제2증발장치의 입구측 사이에 제공되고,

상기 저압측 냉매통로는 상기 제1증발장치의 출구측과 상기 압축기의 입구측 사이에 제공되고,

상기 바이패스통로에 모세관이 제공되되, 상기 모세관의 상류부는 상기 내부 열교환기의 중간압력측 냉매통로를 형성하며, 상기 모세관의 하류부는 상기 내부 열교환기의 외측에 형성되어 상기 하류부의 냉매는 상기 내부 열교환기의 저압측 냉매통로의 냉매와 열교환되지 않는

이젝터식 냉동사이클.
제16항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1증발장치 및 제2증발장치는 단일 유닛으로 일체로 형성되는

이젝터식 냉동사이클.