KR100885562B1 - 팽창기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 팽창기는 유입부분의 주관을 확관으로써 형성하고 별도의 확산부를 설비함으로써, 압축부의 압력을 완충하여 분산시키고 있으며, 유입 냉매의 불균일 또한 해결하고 있다.

이에 따라 팽창기에서 발생되는 소음을 방지할 수 있게 된다. 특히, 팽창기의 불규칙적인 소음의 방지가 가능하므로 불규칙적인 소음으로 인한 사용자의 불쾌감을 해결할 수 있다.

Description

팽창기{Expansion valve}

도 1은 상기 팽창기가 실외기 및 실내기에 모두 사용되는 제습용 에어컨의 구조를 나타낸 개략도.

도 2는 종래의 팽창기의 구조를 개략적으로 나타낸 구조도.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 팽창기를 개략적으로 나타낸 구조도.

도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 팽창기를 개략적으로 나타낸 구조.

도 5는 본 발명의 바람직한 또다른 실시예에 따른 팽창기를 개략적으로 나타낸 구조도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10...압축부 11...압축기

12...4방향 밸브 20...실외 열교환부

21...응축기 22, 35...팬

30...실내 열교환부 31...제 1 열교환기

32...제 2 열교환기 33...실내 팽창기

34...제 2 밸브 40...팽창부

41...모세관 42...제 1 밸브

110...팽창기 121...확산부

123...주관 124...확관

122...필터

본 발명은 팽창기에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 유입되는 냉매의 불균일로 인한 소음의 발생을 방지하는 팽창기에 관한 것이다.

팽창기는 냉동사이클을 구성하는 압축, 응축, 팽창, 증발 공정 중 팽창 공정이 이루어지는 부재로서 냉동사이클이 사용되는 냉장고, 에어컨 등에 필수적으로 구비되어야 하는 요소이다.

도 1은 상기 팽창기가 실외기 및 실내기에 모두 사용되는 제습용 에어컨의 구조를 나타낸 개략도이다.

도 1을 참조하면, 제습용 에어컨은 냉매가 압축되는 압축부(10)와; 상기 냉매와 실외 공기와의 열교환이 이루어질 수 있도록 열교환기(21)와 팬(22)이 구비되어 있는 실외 열교환부(20)와; 제 1 열교환기(31)와, 제 2 열교환기(32)와, 상기 제 1 및 제 2 열교환기(31)(32)의 사이에 위치하는 실내 팽창부(33)(34)가 구비되어 있는 실내 열교환부(30)와; 상기 실외 열교환부(20) 및 실내 열교환부(30) 사이 에 위치하는 팽창부(40)로 이루어져 있다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 압축부(10)는 상기 실외 열교환부(20) 또는 실내 열교환부(30)에서 출력된 저온 저압의 기체 냉매를 고온 고압의 기체 냉매로 변환시키는 압축기(11)와, 상기 압축기(11)의 토출 방향을 결정짓는 4방향 밸브(12)를 구비하고 있는데 상기 4방향 밸브(12)는 상기 압축기(11)의 흡입 및 토출 배관을 스위칭하여 실내를 냉각시키고자 할 경우에는 상기 실내 열교환부(30)를 증발기로서 동작되도록 하며, 실내를 난방시키고자 할 경우에는 상기 실내 열교환부(30)를 응축기로서 동작되도록 한다. 물론 이에 대응하여 상기 실외 열교환부(20)는 각각 응축기, 증발기로서 동작됨은 물론이다. 다만, 제습기의 용도로 사용하고자 하는 경우가 본 설명의 주된 사항이므로, 이하 상기 실외 열교환부(20)는 응축기로서, 상기 실내 열교환부(30)는 증발기로서 동작된다고 가정한다.

상기 실외 열교환부(20)는 상기 압축부(10)에서 생성된 고온 고압의 기체 냉매가 중온 고압의 액체 냉매로 변환되는 수단으로서, 이를 위하여 응축기(21)와 팬(22)이 구비되어 있다.

상기 팽창부(40)는 상기 실외 열교환부(20)에서 출력되는 중온 고압의 액체 냉매가 저온 저압의 액체 냉매로 변환되는 수단으로서, 모세관(41)으로 이루어져 있으며, 이와 병렬로 제 1 밸브(42)를 설치하여 상기 제 1 밸브(42)에 의하여 상기 모세관(41)의 통과 여부가 결정되도록 되어 있다. 이처럼 상기 모세관(41)의 통과 여부를 제어하는 것은 제습기로서 사용될 경우 상기 팽창부(40)에서 팽창 공정이 이루어지면 안되므로, 이 경우에는 상기 제 1 밸브(42)를 개통시켜 냉매가 상기 제 1 밸브(42)를 통과하도록 하여 팽창 공정이 이루어지지 않게 한다.

이처럼 팽창 공정을 거치지 않아 중온 고압 상태인 냉매가 그대로 상기 실내 열교환부(30)로 유입되는데, 상기 실내 열교환부(30)는 제 1 열교환기(31)와, 제 2 열교환기(32) 및 그 사이에 실내 팽창부(33)(34)로 이루어져 있어, 상기 제 1 열교환기(31)에서 응축 작용이 한번 더 일어나며, 상기 실내 팽창부의 실내 팽창기(33)에서 팽창 공정이 이루어진다. 이러한 팽창 공정에 의하여 상기 중온 고압의 액체 냉매는 저온 저압의 액체 냉매로 변환되며, 상기 제 2 열교환기(32)에서 주변의 열을 흡수 증발하여 저온 저압의 기체 냉매로 변환된 후 다시 상기 압축부(10)로 유입된다. 만약 제습기가 아닌 냉방기로서 동작한다면, 상기 팽창부(40)에서 팽창 공정이 이루어지며, 상기 제 1 열교환기(31)도 제 2 열교환기(32)와 마찬가지로 증발기로서 동작하게 된다. 물론 이때는 상기 실내 팽창부의 제 2 밸브(34)가 개통되어 상기 실내 팽창기(33)가 동작하지 않도록 해야 한다.

이러한 구성을 갖는 종래의 제습용 에어컨의 동작을 간략하게 살펴보면, 상기 제 2 열교환기(32)에서는 냉매의 증발로 인하여 온도가 하강하게 되어 주위의 수분이 결로되게 되는데, 이렇게 결로된 수분을 밖으로 누수시킴으로써 제습이 되게 된다. 물론 이 과정에서 실내의 온도도 냉각이 되므로 이를 방지하기 위하여 상기 제 1 열교환기(31)를 응축기로서 동작하도록 하여 온도의 평형이 이루어지도록 하고 있다.

이와 같은 구조의 제습용 에어컨에 있어서, 상기 팽창부 및 실내 팽창부에 사용되는 팽창기(모세관(41), 실내 팽창기(33))의 구조는 도 2에 도시된 바와 같이 얇은 모세관으로 형성되어 있다.

이와 같은 형상의 상기 팽창기(110)의 일측으로 유입된 액체 냉매는 가는 모세관을 따라 이동하면서 속도가 증가하여 상기 팽창기의 다른 일측으로 나올때는 고속 분사되어 기체로 변환된다.

이와 같은 과정에서 상기 팽창기(110)는 소음이 발생되는데, 이는 압축부의 전체 압력을 결국 모세관인 상기 팽창기가 모두 해소하는 과정에서 소음이 발생하기 때문이며, 이와 동시에 상기 팽창기로 유입되는 냉매의 불균일, 즉 완전한 액체 냉매가 아니고 기포 형태의 기체 냉매가 포함된 불균일 냉매에 의하여서도 소음이 발생되고 있다.

이와 같은 압축부의 압과, 유입 냉매의 불균일로 인한 팽창기의 소음 발생은 일반적인 에어컨에는 별반 문제가 되지 않았다.

이는 소음이 발생되는 팽창기가 실외 열교환부에 설치되는 관계로 실내에 거주하는 사용자에게 상기 소음이 전파될 수 없었기 때문이다.

그러나, 제습용 에어컨의 경우에는 제습 운전을 위하여 실내 열교환부에도 상기 팽창기의 구비가 이루어짐으로써, 팽창기로 인한 소음이 문제가 되기 시작하였다.

특히, 상기 팽창기로 인한 소음은 실내 팬의 구동 소음과 달리 불규칙적인 소음인 관계로 사용자에게 심한 불쾌감을 주는 요소로 작용하고 있어 그 대책이 시급한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 팽창기 소음의 원인이던 압축기의 압을 분산시키고 유입되는 냉매의 불균일을 해소하여 소음의 발생을 방지할 수 있는 팽창기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 팽창기는 모세관인 주관과; 냉매 유입측이 확관된 형태로 상기 주관과 연결되어 있는 확산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 주관의 사이에 출입관을 상기 주관으로 하는 확산부가 하나 이상 형성되어 있는 것이 바람직하며, 아울러 상기 확산부 내에는 냉매의 균일화를 위한 필터가 구비되는 것이 바람직하다.

이와 같이 본 발명에 따른 팽창기는 냉매의 유입측에 확산부를 형성시켜 압축기 압의 분산과, 냉매의 균일화를 도모하고 있어 소음의 발생을 방지할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 팽창기를 개략적으로 나타낸 구조도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 팽창기(120)는 모세관인 주관(123)과; 냉매 유입측이 확관(124)된 형태로 상기 주관(123)과 연결되어 있는 확산부(121)로 이루어져 있다.

보다 상세하게 살펴보면, 상기 확산부(121)는 냉매의 유입측에 설비되는데, 그 형상은 혹과 같으며, 일측에는 주관이(123)이, 다른 일측에는 확관(124)이 연결되어 있다.

상기 확관(124) 측이 냉매가 유입되는 방향이 되며, 주관(123)보다 그 내경이 넓어 압축부의 압력이 좁은 내경의 주관(123)에 직접 가해지는 것을 완충하게 된다.

상기 확산부(121)에서는 냉매관보다는 작은 내경의 상기 확관(124)을 지나면서 어느 정도 가속된 냉매가 분사되는데, 이로 인하여 냉매의 균일화-기포를 포함하고 있어 불균일했던 유입 냉매가 완전한 액체 냉매로 변환-가 이루어지게 된다.

따라서, 팽창기 소음 발생이 원인이 되는 유입 냉매의 불균일 및 압축부의 압력 해소 문제를 해소할 수 있다.

도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 팽창기를 개략적으로 나타낸 구조이다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 팽창기는 냉매의 유입측에 상기 살펴본 바와 같은 확관된 유입관을 갖는 확산부가 구비되어 있으며, 이와 동시에 주관 사이에 수개의 확산부가 추가로 설비되어 있음을 알 수 있다.

주관의 사이에 설비된 확산부는 앞서 살펴본 바와 같은 확산부를 여러개 설치하여 팽창이 다단계로 이루어지도록 함으로써 압력의 차 및 냉매의 균일화를 더욱 도모하고 있다.

도 5는 본 발명의 바람직한 또다른 실시예에 따른 팽창기를 개략적으로 나타낸 구조도로서, 주관의 사이에 설비되는 확산부 내에 필터가 삽입되어 있다.

상기 필터는 다공성 물질로서, 각 확산부의 입구의 냉매 유동 상태를 고르게 하여 냉매의 불균일로 인한 소음을 방지하게 된다.

이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 팽창기는 유입부분의 주관을 확관으로써 형성하고 별도의 확산부를 설비함으로써, 압축부의 압력을 완충하여 분산시키고 있으며, 유입 냉매의 불균일 또한 해결하고 있다.

이에 따라 팽창기에서 발생되는 소음을 방지할 수 있게 된다. 특히, 팽창기의 불규칙적인 소음의 방지가 가능하므로 불규칙적인 소음으로 인한 사용자의 불쾌감을 해결할 수 있다.

Claims (3)

1. 모세관인 주관과;

   냉매 유입측이 확관된 형태로 상기 주관과 연결되어 있는 확산부

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 주관의 사이에 출입관을 상기 주관으로 하는 확산부가 하나 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 팽창기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 확산부 내에는 냉매의 균일화를 위한 필터가 구비되는 것을 특징으로 하는 팽창기.

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