KR101270207B1 - 냉동공조용 팽창밸브 분배기와 냉각기 사이의 냉매 균일분배를 위한 오리피스장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉동공조용 팽창밸브 분배기와 냉각기 사이의 냉매 균일분배를 위한 오리피스장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉동공조용의 팽창밸브와 냉각기 사이에서, 팽창밸브에 설치된 분배기의 각 분배관과 냉각기 내 각 증발기의 유입관 상호간을 연결함과 동시에 냉매의 유동유량이 조절되도록 하는 것으로서, 상기 분배관과 유입관에 양단이 내설되는 내입관체와, 상기 내입관체의 중단 외주연에 돌출되는 지지부와, 상기 내입관체의 길이방향으로 천공형성되는 유량조절홀로 구성되도록 하되, 상기 분배관과 유입관 상호간이 브레이징접합 또는 나사체결 또는 끼움결합되어 상호간 연결가능토록 하고, 내입관체 내부의 유량조절홀의 내부 단면적으로 각 분배관의 길이에 맞게 조절함으로써, 다수의 분배관을 통해 분기되어 각각의 증발기로 유동되는 냉매의 유동유량이 동일해지도록 하여, 냉동공조장치의 냉각효율저하를 사전에 방지할 수 있도록 한 냉동공조용 팽창밸브 분배기와 냉각기 사이의 냉매 균일분배를 위한 오리피스장치에 관한 것이다.

Description

냉동공조용 팽창밸브 분배기와 냉각기 사이의 냉매 균일분배를 위한 오리피스장치{Orifice Device for Same Distribution of Flow Rate using Expansion Valve Distributor between Cooler}

본 발명은 팽창밸브에서부터 유동되는 냉매가 팽창밸브의 분배기를 통해 다수의 분배관으로 분기된 후 냉각기의 각 증발기로 유동시, 각 분배관의 길이에 따라 내부 유량조절홀의 단면적을 조절함으로써, 각 증발기로 유동되는 냉매의 유동량을 동일화시킬 수 있도록 한 오리피스장치에 관한 것이다.

일반적으로 냉동공조장치는 저온 저압의 기상냉매를 압축시켜 고온 고압의 기상냉매로 압축하는 압축기와, 압축기로부터 유입된 고온 고압의 기상냉매를 상온 및 고압의 액상냉매로 응축하는 응축기와, 응축기로부터 유출되는 상온 고압의 액상냉매가 저항이 큰 작은 관을 통과하면서 감압되어 2상 냉매가 되도록 하는 모세관과, 모세관에 의해 감압된 냉매가 유입되어 증발잠열을 이용하여 냉각시키는 증발관의 반복 순환으로 이루어진다. 모세관은 냉각부하의 변동에 대응하여 적정한 냉매유량을 조절 공급하는 팽창밸브와 같은 장치를 포함한다.

이러한, 일반적인 냉동공조장치의 냉동 사이클에서, 응축기로부터 이동되는 고온 고압의 액체 냉매를 저온 저압 상태인 액, 증기 상태로 변화시키고자 팽창기능을 발휘하는 전술된 팽창밸브의 경우, 냉동공조장치의 용량이 커질수록 냉각기의 증발기의 개수가 증가하게 되므로, 다수의 증발기로 이루어지는 냉각기로 냉매를 분할하여 유동시키기 위한 분배기가 필요하게 된다.

하지만, 다수의 분배관으로 이루어진 상기 분배기의 경우, 다수의 분배관이 각 증발기의 유입관과 연결되어 냉매를 유동시킬 시, 각 분배관의 단면적이 모두 동일하기 때문에 냉각기까지의 관로 길이(각 분배관의 길이)에 따라 유동되는 유량에 차이가 발생되게 되고, 이는 각 증발기로 유입되는 유량에 차이가 발생되어, 결과적으로 냉각효율이 저하된다는 문제점이 있었다.

이에, 냉동공조용 팽창밸브 분배기와 냉각기 사이에서 분기되어 유동되는 냉매 유동유량을 동일하게 조절하여 냉각효율의 저하를 방지할 수 있는 장치 개발의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 팽창밸브의 분배기에 형성되어 유동 냉매를 다수로 분기하는 분배관과, 냉각 내부에 설치되어 있는 다수 증발기의 유입관 사이에, 본 발명의 오리피스장치를 설치하여 상호간을 연결시키되, 각 분배관의 길이와 오리피스장치의 합성 유동저항이 같도록 설치하는 것으로, 각 오리피스장치의 내부 단면적을 분배관의 길이에 따라 상이하게 조절함으로써, 냉동공조장치의 냉각효율 저하를 방지할 수 있도록 한 냉동공조용 팽창밸브 분배기와 냉각기 사이의 냉매 균일분배를 위한 오리피스장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 팽창밸브 분배기(11)를 통해 길이가 상이한 다수의 분배관(12)으로 분기되어, 유입관(22)을 통해 증발기(21)로 유동되는 각 냉매의 유동유량을 동일화시키기 위한 유동유량 동일화를 위한 오리피스장치에 있어서, 분배관(12)과 유입관(22)의 연결부위에 설치되되, 양단이 분배관(12)과 유입관(22)에 내설되는 내입관체(30); 상기 내입관체(30)의 외주연 중단에 돌출형성되어, 양면에 분배관(12)과 유입관(22)의 단부가 접촉되는 지지부(40); 상기 내입관체(30)의 내부에 길이방향으로 천공형성되되, 내부 단면적을 조절하여 유동냉매의 유량이 제어되도록 하는 유량조절홀(50); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유량조절홀(50)은 다수의 증발기(21) 내로 유입되는 각 냉매의 유량이 균일하게 분배되도록, 단면적이 상이하게 조절되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지부(40)는 상기 분배관(12)과 유입관(22)이 접촉되는 외주연 둘레를 브레이징(B)하여, 분배관(12)과 유입관(22)이 상호간 연결고정되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내입관체(30)는 상기 분배관(12) 및 유입관(22) 내주연에 형성된 암나사산(32)과 나사결합가능하도록, 양단부 외주연에 숫나사산(31)을 형성함으로써, 분배관(12)과 유입관(22)이 상호간 연결고정되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유량조절홀(50)은 중단부에서 양단부를 향할수록 내부 직경(D)이 점차 커지되, 내주연은 굴곡 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유량조절홀(50)은 중단부의 양측이 각진 형태로 절곡되어, 중단부의 양측을 향할수록 직경(D)이 점차 커지며, 양단부의 직경(D)은 분배관(12) 및 유입관(22)의 내경(d)과 동일해지도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지부(40)는 일측 원주면 둘레에 끼움편(41)을 돌출형성하여, 상기 분배관(12) 또는 유입관(22)의 단부에 형성된 내입홈(42)에 대응결합되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 각 분배관의 길이에 구애받지 않고 다수의 증발기에 동일한 유량의 냉매를 유동시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 냉각기의 각 증발기에 동일한 유량의 냉매를 유동시킴으로써, 냉동공조장치의 냉각효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 동일한 단면적의 분배관/유입관의 사용이 가능하고, 증발기를 규격화하여 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 각 분배관의 길이가 상이하게 조절가능함에 따라, 팽창밸브와 연결되는 냉각기의 설치위치가 자유로워지는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 오리피스장치의 내부 유량조절홀의 형상을 다양하게 구현함으로써 제작 또는 가공이 손쉬워지고 효과가 있다.

또한, 본 발명은 분배기의 분배관과 증발기의 유입관 상호간을 오리피스장치를 통해 브레이징접합, 또는 나사체결, 또는 와셔타입으로 끼움결합함으로써, 관 상호간의 체결이 용이해지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 오리피스장치가 적용된 모습을 나타낸 일실시예의 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 오리피스장치에 굴곡형상의 유량조절홀이 형성됨을 나타낸 일실시예의 사시도.
도 3은 상기 도 4에서 나사체결이 가능토록 구성됨을 나타낸 일실시예의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 오리피스장치에 각진형상의 유량조절홀이 형성됨을 나타낸 일실시예의 사시도.
도 5는 본 상기 도 4에서 나사체결이 가능토록 구성됨을 나타낸 일실시예의 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 오리피스장치에 끼움편과 내입홈을 형성하여 체결되는 모습을 나타낸 일실시예의 사시도.

본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도 1 내지 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉동공조용 팽창밸브 분배기와 냉각기 사이의 냉매 균일분배를 위한 오리피스장치를 상세히 설명하도록 한다.

본 발명의 냉동공조용 팽창밸브 분배기와 냉각기 사이의 냉매 균일분배를 위한 오리피스장치는 내입관체(30), 지지부(40), 유량조절홀(50)을 포함한다.

우선, 본 발명의 냉동공조용 팽창밸브 분배기와 냉각기 사이의 냉매 균일분배를 위한 오리피스장치(이하, 설명의 편의를 위하여 "오리피스장치(60)"라 칭함.)는 팽창밸브(10)와 냉각기(20) 사이에 설치되는 것으로서, 더욱 자세히 설명하면, 상기 팽창밸브(10)는 냉매를 분배하여 냉각기(20)에 유동하기 위해 팽창밸브 분배기(이하, 분배기(11)라 함.)가 설치되고, 이러한 상기 분배기(11)는 다수의 분배관(12)으로 이루어진다.

또한, 상기 냉각기(20)는 내부에 다수의 증발기(21)가 설치되어 이루어지며, 상기 각각의 증발기(21)는 전술된 각각의 분배관(12)과 유입관(22)을 통해 일대일 대응되며 연결됨으로써, 분배관(12)의 각 냉매가 각각의 증발기(21) 내부로 유동될 수 있도록 하는 것이다.

상기 내입관체(30)는 전술된 분배기(11)의 분배관(12)과 증발기(21)의 유입관(22) 상호간을 연결시키기 위한 것으로서, 내입관체(30)의 일단부는 분배관(12)에 내설되고, 타단부는 유입관(22)에 내설되는 것으로, 내입관체(30)의 양단이 분배관(12)과 유입관(22)에 끼움결합됨으로써, 분배관(12)과 유입관(22) 상호간이 연결될 수 있도록 하는 것이다.

단, 상기 내입관체(30)의 양단에 끼움결합되는 분배관(12)과 유입관(22) 상호간의 각 단부는 내입관체(30)의 외주연에서 상호간 접촉되지 않으며, 후술될 지지부(40)에 접촉되도록 상호간 소정간격 이격되도록 한다.

더불어, 상기 내입관체(30)는 분배관(12) 및 유입관(22)과 동일한 단면형상을 가져야 함은 당연할 것이며, 분배관(12) 및 유입관(22)의 단면형상에 따라 내입관체(30)의 단면형상 또한 변경됨은 당연하다.

상기 지지부(40)는 내입관체(30)의 외주연 중단에 돌출형성되는 것으로, 상기 내입관체(30)의 양단부 외주연에 끼워진 분배관(12)과 유입관(22)의 상호 이격부분에 위치된다.

즉, 상기 지지부(40)를 돌출형성하고 있는 내입관체(30)의 양단에 분배관(12)과 유입관(22)이 끼워지면, 분배관(12)의 일단부는 지지부(40)의 일면과 접촉되고, 유입관(22)의 일단부는 지지부(40)의 타면에 접촉되는 형태를 가진다. (이때, 상기 지지부(40)의 외주연과 분배관(12) 및 유입관(22)의 외주연은 동일 수평선상에 위치되도록 한다.)

본 발명에서의 지지부(40)는 원판형상으로 돌출형성하였지만, 이 또한 사용자의 실시예에 따라 양면에 분배관(12)과 유입관(22)이 접촉될 수 있는 구조라면 다양하게 형상변경이 가능하다.

더불어, 상기와 같은 지지부(40)가 형성된 내입관체(30) 양단에 결합된 분배관(12)과 유입관(22) 상호간이 상호간 탈거되지 않도록,

1. 분배관(12)과 유입관(22)이 접촉되어 있는 지지부(40)의 외주연 둘레를 브레이징(Brazing, B)접합하거나, 또는,

2. 내입관체(30)의 양단부 외주연에 숫나사산(31)을 형성하고 이러한 숫나사산(31)과 대응되는 암나사산(32)을 내입관체(30)의 양단에 결합되는 분배관(12)과 유입관(22)의 일단부 내주연에 형성함으로써, 분배관(12)과 유입관(22)이 본 발명의 오리피스장치를 통해 상호간 나사체결되도록 하거나, 또는

3. 상기 분배관(12) 또는 유입관(22)의 일단부 둘레에 내부 길이방향으로 소정길이 파여지는 내입홈(42)을 형성하도록 하고, 상기 내입홈(42)에 대응되며 끼움결합이 가능한 끼움편(41)을 지지부(40)의 일면(내입홈(42)이 분배관(12)에 형성되어 있는 경우, 분배관(12)과 접촉되는 면, 내입홈(42)이 유입관(22)에 형성되어 있는 경우, 유입관(22)과 접촉되는 면)에 원주면 둘레로 끼움편(41)을 돌출형성하는 것이다. 예를 들어, 분배관(12)에 내입홈(42)이 형성되고 지지부(40)의 일면에 끼움편(41)이 형성되어 상호간 연결되는 구조라면, 분배관(12)의 반대편에서 내입관체(30)가 내설되는 유입관(22)의 일단부는 지지부(40)의 타면에 접촉되는 형태를 가지되, 분배관(12)의 외주연이 유입관(22) 측으로 연장되는 연장부(43)가 형성되도록 하여, 분배관(12)의 연장부(43)가 유입관(22)의 일단부 외주연을 소정길이 감싸는 형태를 가지도록 한다.

이후, 사용자의 실시예에 따라, 상기 분배관(12)과 유입관(22)의 연결부위 외주연을 브레이징접합함으로써, 분배관(12)과 유입관(22)을 상호 고정할 수 있음이다.

상기 유량조절홀(50)은 내입관체(30)의 내부에 길이방향으로 천공형성되어 있는 것으로서, 상기 유량조절홀(50)을 통해 분배관(12)을 유동하는 냉매가 유입관(22)으로 연통될 수 있도록 하는 것이다.

이러한, 상기 유량조절홀(50)은 직경(D)을 다양하게 변경하여 내부 단면적이 조절되도록 함으로써,(상기 유량조절홀(50)의 직경(D)이 작아질수록 내부 단면적이 작아짐은 당연할 것이다.) 다수의 분배관(12)과 유입관(22)을 연결하는 오리피스장치를 통해, 상기 다수 분배관(12)의 관로 길이 및 각 분배관(12)에 설치되는 다양한 밸브나 설치된 밸브의 수 등이 각각 상이해도, 각각의 증발기(21)로 유입되는 냉매의 유동유량은 균일하게 분배되어 상호간 동일해지도록 한다. (사용자의 실시예에 따라서는 각 오리피스장치의 유량조절홀(50) 내부 단면적을 상이하게 조절하기 위해, 유량조절홀(50)의 관통 길이가 조절될 수도 있음이다.)

예를 들어, 일정 관로 길이를 가지는 제 1분배관과, 상기 제 1분배관보다 상대적으로 긴 관로 길이를 가지는 제 2분배관이 존재하는 경우, 분배기(11)를 통해 동일 유량의 냉매가 제 1, 2분배관 각각으로 유입되어도, 긴 길이를 가지는 제 2분배관의 유동량이 적어질 수밖에 없다. 이에, 제 1, 2분배관의 길이에 따라, 제 1분배관의 유량조절홀(50) 직경을 제 1분배관의 직경보다 상대적으로 작게 형성하여(냉매의 유동 저항을 조절하는 것과 상통되는 의미) 냉매 유동량을 감소시키거나 또는 그 반대로 제 2분배관의 유량조절홀(50)을 제 2분배관의 유량조절홀(50) 직경보다 크게 형성하여 냉매 유동량을 증가시키는 것이다.

즉, 상기 분배기(11)는 다수의 분배관(12)으로 형성되어 있는 것이기에, 다수의 오리피스장치로 연결되어 있는 각각의 분배관(12) 길이와 오리피스장치의 합성 유동저항이 같아지도록 유량조절홀(50)의 직경(D) 또는 단면적으로 조절하는 것이다. (물론, 다수 분배관(12)은 상호간 직경이 동일하며, 도 1에 도시된 바와 같이 각 증발기(21)에 형성되어 있는 유입관(22)의 길이 또한 모두 동일한 상태이다.)

본 발명에서는 상기와 같은 상기 유량조절홀(50)을 두가지의 형상으로 제시하고 있는데,

1. 상기 유량조절홀(50)의 중단부에서부터 유량조절홀(50)의 양단부로 향할수록, 상기 유량조절홀(50)의 내부 직경(D)이 점차 커지도록 하되, 이러한, 유량조절홀(50)의 내주연은 완만한 사인파(정현파, Sine Wave) 형상을 가지는 굴곡 형상을 가지도록 하거나, 또는,

2. 중단부는 소정길이만큼 일정한 직경(D)을 가지되, 이러한 중단부의 양측은 분배관(12) 및 유입관(22)의 내주연을 향해 각진 형태로 절곡되어, 중단부의 양측을 향할수록 상기 유량조절홀(50)의 내부 직경(D)이 점차 커지도록 하는 것으로서, 이 경우, 유량조절홀(50)의 양단부 직경(D)은 분배관(12)의 내경(내부 직경, d)과 동일해지도록 하는 것이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.

10: 팽창밸브 11: 분배기
12: 분배관 20: 냉각기
21: 증발기 22: 유입관
30: 내입관체 31: 숫나사산
32: 암나사산 40: 지지부
41: 끼움편 42: 내입홈
43: 연장부 50: 유량조절홀
60: 오리피스장치
B: 브레이징 d: 내경
D: 직경

Claims (7)

1. 팽창밸브 분배기(11)를 통해 길이가 상이한 다수의 분배관(12)으로 분기되어, 유입관(22)을 통해 증발기(21)로 유동되는 각 냉매의 유동유량을 동일화시키기 위한 냉매 균일분배를 위한 오리피스장치에 있어서,
   분배관(12)과 유입관(22)의 연결부위에 설치되되,
   양단이 분배관(12)과 유입관(22)에 내설되는 내입관체(30);
   상기 내입관체(30)의 외주연 중단에 돌출형성되어, 양면에 분배관(12)과 유입관(22)의 단부가 접촉되는 지지부(40);
   상기 내입관체(30)의 내부에 길이방향으로 천공형성되되, 내부 단면적을 조절하여 유동냉매의 유량이 제어되도록 하는 유량조절홀(50);로 이루어지며,
   상기 유량조절홀(50)은 다수의 증발기(21) 내로 유입되는 각 냉매의 유량이 균일하게 분배되도록, 단면적이 상이하게 조절되도록 하고,
   상기 내입관체(30)는 상기 분배관(12) 및 유입관(22) 내주연에 형성된 암나사산(32)과 나사결합가능하도록, 양단부 외주연에 숫나사산(31)을 형성함으로써, 분배관(12)과 유입관(22)이 상호간 연결고정되도록 하며,
   상기 유량조절홀(50)은 중단부에서 양단부를 향할수록 내부 직경(D)이 점차 커지되, 내주연은 굴곡 형상을 가지도록 하거나, 중단부의 양측이 각진 형태로 절곡되어, 중단부의 양측을 향할수록 직경(D)이 점차 커지며, 양단부의 직경(D)은 분배관(12) 및 유입관(22)의 내경(d)과 동일해지도록 하며,
   상기 지지부(40)는 일측 원주면 둘레에 끼움편(41)을 돌출형성하여, 상기 분배관(12) 또는 유입관(22)의 단부에 형성된 내입홈(42)에 대응결합되는 것을 특징으로 하는 냉동공조용 팽창밸브 분배기와 냉각기 사이의 냉매 균일분배를 위한 오리피스장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제

Images