KR102033937B1 - 유동교란 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 유동교란 장치는 냉매가 유동되는 유동공간을 가지는 냉매배관 및 상기 냉매배관의 내부에 배치되어 상기 냉매배관 내의 냉매 유동에 의해 진동되어 상기 냉매배관을 유동하는 냉매를 교란하는 적어도 하나의 교란부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유동교란 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기 {Flow disturbance device and Air conditioner having the same}
본 발명은 유동교란 장치에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기란, 냉매의 압력 및 온도 변화에 따른 특성을 이용하는 냉동시스템을 사용하여 소정의 공간을 냉방 또는 난방하는 가전기기이다.
종래 냉동시스템은, 냉매를 고온고압의 기체상태로 압축하는 압축기, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 냉각팬의 송풍에 의한 방열에 의하여 액상으로 응축하는 응축기, 상기 응축기에서 응축된 액상 냉매를 교축작용에 의하여 저압의 액상 냉매로 팽창시키는 팽창장치, 팽창장치에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 압축기로 전달하는 증발기를 포함한다.
이러란 공기 조화기에는 증발기 또는/및 응축기로 공급되는 냉매는 냉매튜브를 통해 공급된다. 냉매튜브는 한정된 실내기 또는 실외기의 공간에서 냉매 패스를 구성하게 되므로, 냉매 패스에 다수의 밴딩이 형성되게 되는데, 냉매 패스의 밴딩 부위에서 액상 냉매와 기상 냉매의 비중 차이로 인해 액상 냉매가 원심력에 의해 반경방향으로 치우치게 되고, 응측기와 증발기에서 열교환 효율이 저하되는 문제점이 발생한다.
본 발명의 해결하려고 하는 과제는, 냉매튜브 내에 설치되어 냉매 고르게 유동하게 유동교란 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는 액상 냉매와 기상 냉매의 혼합 냉매를 열교환기의 튜브들로 균일하게 분배하기 위한 유동교란 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 유동교란 장치는 냉매튜브의 내부에 배치되어 상기 냉매튜브 내의 냉매 유동에 의해 진동되어 상기 냉매튜브를 유동하는 냉매를 교란하는 적어도 하나의 교란부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 교란부재의 일단은 상기 냉매튜브의 내면에 연결되는 고정단이고, 상기 교란부재의 타단은 상기 냉매튜브의 유동공간 내에 위치되는 자유단인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 교란부재의 일부 영역은 교란부재의 진동을 원활하게 하기 위한 플렉서블 재질 또는 상대적으로 얇은 폭을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유동교란 장치는 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 냉매가 공간의 제약으로 일 방향으로 쏠림이 발생하더라도, 열교환기의 각 냉매튜브로 공급되는 냉매가 균일하게 공급되는 이점이 존재한다.
둘째, 열교환기의 각 냉매튜브로 공급되는 냉매가 균일하게 공급되므로, 열교환기의 열교환 효율이 상승되는 이점이 존재한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유동교란 장치를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2와 다른 방향에서 절단한 유동교란 장치의 단면도이다.
도 4a는 도 2에 도시된 교란부재의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4b는 도 2에 도시된 교란부재의 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4c는 도 2에 도시된 교란부재의 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4d는 도 2에 도시된 교란부재의 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4e는 도 2에 도시된 교란부재의 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4f는 도 2에 도시된 교란부재의 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
도 5는 도 2에 도시된 유동교란 장치에서 발생되는 냉매의 유동을 도시한 참고도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유동교란 장치를 도시한 단면도이다.
도 7는 도 6에 도시된 유동교란 장치에서 발생되는 냉매의 유동을 도시한 참고도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유동교란 장치를 도시한 개념도이다.
도 9은 도 8의 A-A선을 취한 유동교란 장치의 단면도이다.
도 10은 도 8에 도시된 유동교란 장치의 전개도이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 유동교란 장치를 도시한 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소들과 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 구성요소의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도면에서 각 구성요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
또한, 실시예의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 실시예를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 냉매 흐름이 도시된 구성도이다. 물론, 도 1 에서는 공기조화기를 기준으로 설명하고 있지만, 냉매를 사용하는 사이클 장치에서도 본 발명이 사용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축기, 실외에 설치되어 실외 공기와 냉매를 열 교환하는 실외 열교환기, 실내에 설치되어 실내 공기와 냉매를 열 교환하는 실내 열교환기, 공기조화기의 내부를 유동하는 냉매를 교란하는 유동교란 장치(10)를 포함한다.
압축기(110)는 유입되는 저온 저압의 냉매를 고온 고압의 냉매로 압축시킨다. 압축기(110)는 다양한 구조가 적용될 수 있으며, 실린더 및 피스톤을 이용한 왕복동작 압축기 또는 선회 스크롤 및 고정 스크롤을 이용한 스크롤 압축기일 수 있다. 본 실시예에서 압축기(110)는 스크롤 압축기(110)이다. 압축기(110)는 실시예에 따라 복수로 구비될 수 있다.
압축기(110)는, 난방운전 시 실외 열교환기(120)에서 증발된 냉매가 유입되거나 제상운전 시 실내 열교환기(130)에서 증발된 냉매가 유입되는 제 1 유입포트(111)와, 제 2 인젝션 모듈(180)에서 팽창되어 증발된 비교적 저압의 냉매가 유입되는 제 2 유입포트(112)와, 제 1 인젝션 모듈(170)에서 팽창되어 증발된 비교적 고압의 냉매가 유입되는 제 3 유입포트(113)와, 압축된 냉매가 토출되는 토출포트(114)를 포함한다.
본 실시예에서 난방운전은 실내 열교환기(130)에서 냉매를 응축하여 실내공기를 가열하는 운전모드이고 냉방 운전은 실내 열교환기(130)에서 냉매를 증발하여 실내공기를 냉각하는 운전모드이다.
제 2 유입포트(112)는 압축기(110)에서 냉매가 압축되는 압축실의 저압측에 형성되고 제 3 유입포트(113)는 압축기(110) 압축실의 고압측에 형성되는 것이 바람직하다. 압축실의 고압측은 압축실의 저압측보다 상대적으로 온도와 압력이 높은 부분을 의미한다.
제 1 유입포트(111)로 유입되는 냉매는 제 2 유입포트(112)로 유입되는 냉매보다 압력과 온도가 낮으며, 제 2 유입포트(112)로 유입되는 냉매는 제 3 유입포트(113)로 유입되는 냉매보다 압력과 온도가 낮다. 제 3 유입포트(113)로 유입되는 냉매는 토출포트(114)로 토출되는 냉매보다 압력과 온도가 낮다.
압축기(110)는 제 1 유입포트(111)로 유입된 냉매를 압축실에서 압축하며 압축실의 저압측에 형성된 제 2 유입포트(112)로 유입되는 냉매와 합류시켜 압축시킨다. 압축기(110)는 합류된 냉매를 압축하며 압축실의 고압측에 형성된 제 3 유입포트(113)로 유입되는 냉매와 합류하여 압축시켜 압축시킨다. 압축기(110)는 합류된 냉매를 압축하여 토출포트(114)로 토출시킨다.
기액분리기(160)는 제상운전 시 실내 열교환기(130)에서 증발된 냉매 또는 난방운전 시 실외 열교환기(120)에서 증발된 냉매에서 기상 냉매와 액상 냉매를 분리한다. 기액분리기(160)는 절환부(190)와 압축기(110)의 제 1 유입포트(111) 사이에 구비된다. 기액분리기(160)에서 분리된 기상 냉매는 압축기(110)의 제 1 유입포트(111)로 유입된다.
절환부(190)는 냉난방 절환을 위한 유로 절환 밸브로서, 압축기(110)에서 압축된 냉매를 난방운전 시 실내 열교환기(130)로 안내하고 제상운전 시 실외 열교환기(120)로 안내한다.
절환부(190)는 압축기(110)의 토출포트(114) 및 기액분리기(160)와 연결되고, 실내 열교환기(130) 및 실외 열교환기(120)와 연결된다. 절환부(190)는 난방운전 시 압축기(110)의 토출포트(114)와 실내 열교환기(130)를 연결하고, 실외 열교환기(120)와 기액분리기(160)를 연결한다. 절환부(190)는 제상운전 시 압축기(110)의 토출포트(114)와 실외 열교환기(120)를 연결하고, 실내 열교환기(130)와 기액분리기(160)를 연결한다.
절환부(190)는 서로 다른 유로를 연결할 수 있는 다양한 모듈로 구현될 수 있으며 본 실시예에서는 유로 절환을 위한 사방밸브이다. 실시예에 따라 절환부(190)는 4개의 유로를 절환할 수 있는 삼방밸브 2개의 조합 등 다양한 밸브 또는 그 조합으로 구현될 수 있다.
실외 열교환기(120)는 실외 공간에 배치되며, 실외 열교환기(120)를 통과하는 냉매가 실외공기와 열교환을 한다. 실외 열교환기(120)는 난방운전 시 냉매를 증발하는 증발기로 작용하고, 제상운전 시 냉매를 응축하는 응축기로 작용한다. 실외 열교환기(120)는 후술하는 실외기(6) 내에 설치될 수 있다. 이는 후술하도록 한다.
실외 열교환기(120)는 절환부(190) 및 실외 팽창밸브(140)와 연결된다. 난방운전 시 실외 팽창밸브(140)에서 팽창된 냉매는 실외 열교환기(120)로 유입되어 증발된 후 절환부(190)로 토출된다. 제상운전 시 압축기(110)에서 압축되어 압축기(110)의 토출포트(114) 및 절환부(190)를 통과한 냉매는 실외 열교환기(120)로 유입되어 응축된 후 실외 팽창밸브(140)로 유동된다.
실외 열교환기(120)는 실외 열교환기(120)와 인접하여 설치된 제상유닛(240)에 의해 열을 전달 받을 수 있다. 여기서, 제상유닛(240)은 실외 열교환기(120)와 인접하여 설치된 제상히터(241)일 수 있다. 제상히터(241)는 전기적인 에너지를 열에너지로 전환하여 실외 열교환기(120)에 공급한다. 제상히터(241)는 공기조화기의 난방운전을 중지하지 않고 직접 실외 열교환기(120)에 열을 가하여 제상하게 된다.
실외 팽창밸브(140)는 난방운전 시 개도가 조절되어 냉매를 팽창하고, 제상운전 시 완전 개방되어 냉매를 통과시킨다. 실외 팽창밸브(140)는 실외 열교환기(120) 및 제 2 인젝션 모듈(180)과 연결된다. 실외 팽창밸브(140)는 실외 열교환기(120)와 제 2 인젝션 모듈(180) 사이에 구비된다.
실외 팽창밸브(140)는 난방운전 시 제 2 인젝션 모듈(180)에서 실외 열교환기(120)로 유동되는 냉매를 팽창한다. 실외 팽창밸브(140)는 제상운전 시 실외 열교환기(120)로부터 유입되는 냉매를 통과시켜 제 2 인젝션 모듈(180)로 안내한다.
실내 열교환기(130)는 실내 공간에 배치되며, 실내 열교환기(130)를 통과하는 냉매가 실내공기와 열교환을 한다. 실내 열교환기(130)는 난방운전 시 냉매를 응축하는 응축기로 작용하고, 제상운전 시 냉매를 증발하는 증발기로 작용한다.
실내 열교환기(130)는 절환부(190) 및 실내 팽창밸브(150)와 연결된다. 난방운전 시 압축기(110)에서 압축되어 압축기(110)의 토출포트(114) 및 절환부(190)를 통과한 냉매는 실내 열교환기(130)로 유입되어 응축된 후 실내 팽창밸브(150)로 유동된다. 제상운전 시 실내 팽창밸브(150)에서 팽창된 냉매는 실내 열교환기(130)로 유입되어 증발된 후 절환부(190)로 토출된다.
실내 팽창밸브(150)는 난방운전 시 완전 개방되어 냉매를 통과시고, 제상운전 시 개도가 조절되어 냉매를 팽창시킨다. 실내 팽창밸브(150)는 실내 열교환기(130) 및 제 1 인젝션 모듈(170)과 연결된다. 실내 팽창밸브(150)는 실내 열교환기(130)와 제 1 인젝션 모듈(170) 사이에 구비된다.
실내 팽창밸브(150)는 난방운전 시 실내 열교환기(130)로부터 유입되는 냉매를 통과시켜 제 1 인젝션 모듈(170)로 안내한다. 실내 팽창밸브(150)는 제상운전 시 제 1 인젝션 모듈(170)에서 실내 열교환기(130)로 유동되는 냉매를 팽창한다.
제 1 인젝션 모듈(170)은 운전조건에 따라 실내 열교환기(130)와 실외 열교환기(120) 사이에서 유동되는 냉매의 일부를 팽창하여 압축기(110)로 인젝션하거나 인젝션하지 않는다.
제 1 인젝션 모듈(170)은 난방운전 시 실내 열교환기(130)에서 제 2 인젝션 모듈(180)로 유동되는 냉매의 일부를 팽창하여 압축기(110)의 고압측으로 인젝션한다. 제 1 인젝션 모듈(170)은 실내 팽창밸브(150), 제 3 유입포트(113) 및 제 2 인젝션 모듈(180)과 연결된다.
제 1 인젝션 모듈(170)은 난방운전 시 실내 열교환기(130)로부터 유동되는 냉매의 일부를 압축기(110)의 제 3 유입포트(113)로 안내하여 압축기(110)의 고압측으로 인젝션하며, 실내 열교환기(130)로부터 유동되는 냉매의 다른 일부를 제 2 인젝션 모듈(180)로 안내한다.
제 1 인젝션 모듈(170)은 제상운전 시 작동하지 않고 제 2 인젝션 모듈(180)로부터 유동되는 냉매를 바이패스하여 실내 팽창밸브(150)로 안내한다.
제 1 인젝션 모듈(170)은, 유동되는 냉매의 일부를 팽창하는 제 1 인젝션 팽창밸브(171)와, 유동되는 냉매의 다른 일부를 제 1 인젝션 팽창밸브(171)에서 팽창된 냉매와 열교환하여 과냉각하는 제 1 인젝션 열교환기(172)를 포함한다.
제 1 인젝션 팽창밸브(171)는 실내 팽창밸브(150) 및 제 1 인젝션 열교환기(172)와 연결된다. 제 1 인젝션 팽창밸브(171)는 난방운전 시 개도가 조절되어 실내 열교환기(130)에서 압축기(110)로 인젝션되는 냉매를 팽창하며 제상운전 시 폐쇄된다.
난방운전 시 제 1 인젝션 팽창밸브(171)는 실내 열교환기(130)에서 열교환되어 실내 팽창밸브(150)를 통과한 냉매의 일부를 팽창하여 제 1 인젝션 열교환기(172)로 안내한다. 난방운전 시 제 1 인젝션 팽창밸브(171)는 통과하는 냉매의 압력이 제 3 유입포트(113)가 연결되는 압축기(110)의 고압측 압력과 같도록 개도를 조절한다.
제상운전 시 제 1 인젝션 팽창밸브(171)는 폐쇄되어 제 1 인젝션 모듈(170)이 작동하지 않는다.
제 1 인젝션 열교환기(172)는 실내 팽창밸브(150), 제 1 인젝션 팽창밸브(171), 제 2 인젝션 팽창밸브(181), 제 2 인젝션 열교환기(182) 및 제 3 유입포트(113)와 연결된다.
제 1 인젝션 열교환기(172)는 난방운전 시 실내 열교환기(130)에서 유동되는 냉매와 제 1 인젝션 팽창밸브(171)에서 팽창된 냉매를 열교환하며 제상운전 시 제 2 인젝션 모듈(180)로부터 유동되는 냉매를 열교환하지 않고 통과시킨다.
난방운전 시 제 1 인젝션 열교환기(172)는 실내 열교환기(130)에 열교환되어 실내 팽창밸브(150)를 통과한 냉매의 일부를 제 1 인젝션 팽창밸브(171)에서 팽창된 냉매와 열교환한다. 난방운전 시 제 1 인젝션 열교환기(172)에서 과냉각된 냉매는 제 2 인젝션 모듈(180)로 유동되고 과열된 냉매는 압축기(110)의 제 3 유입포트(113)로 인젝션된다.
제상운전 시 제 1 인젝션 팽창밸브(171)가 폐쇄된 경우 제 1 인젝션 열교환기(172)는 제 2 인젝션 모듈(180)로부터 유동된 냉매를 바이패스하여 실내 팽창밸브(150)로 안내한다.
상술한 제 1 인젝션 모듈(170)은 제 1 인젝션 팽창밸브(171) 및 제 1 인젝션 열교환기(172)로 구성되지 아니하고, 기상 냉매가 인젝션 되도록 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 기액분리기일 수 있다.
제 2 인젝션 모듈(180)은 운전조건에 따라 실내 열교환기(130)와 실외 열교환기(120) 사이에서 유동되는 냉매의 일부를 압축기(110)로 인젝션할 수 있다.
제 2 인젝션 모듈(180)은 난방운전 시 제 1 인젝션 모듈(170)에서 실외 열교환기(120)로 유동되는 냉매의 일부를 팽창하여 압축기(110)의 저압측으로 인젝션한다. 제 2 인젝션 모듈(180)은 제 1 인젝션 모듈(170), 압축기(110)의 제 2 유입포트(112) 및 실외 팽창밸브(140)와 연결된다.
제 2 인젝션 모듈(180)은 난방운전 시 제 1 인젝션 모듈(170)로부터 유동되는 냉매의 일부를 압축기(110)의 제 2 유입포트(112)로 안내하여 압축기(110)의 저압측으로 인젝션하며, 제 1 인젝션 모듈(170)로부터 유동되는 냉매의 다른 일부를 실외 팽창밸브(140)로 안내한다.
제 2 인젝션 모듈(180)은 제상운전 시 후술할 제상 인젝션 조건에 따라 실외 열교환기(120)로부터 유동되는 냉매의 일부를 압축기(110)의 제 2 유입포트(112)로 안내하여 압축기(110)의 저압측으로 인젝션할 수 있으며, 실외 열교환기(120)로부터 유동되는 냉매의 다른 일부를 제 1 인젝션 모듈(170)로 안내할 수 있다.
제 2 인젝션 모듈(180)은 제상운전 시 제상 인젝션 조건에 따라 작동하지 않고, 실외 열교환기(120)로부터 유동되는 냉매를 바이패스하여 제 1 인젝션 모듈(170)로 안내할 수 있다.
제 2 인젝션 모듈(180)은, 유동되는 냉매의 일부를 팽창하는 제 2 인젝션 팽창밸브(181)와, 유동되는 냉매의 다른 일부를 제 2 인젝션 팽창밸브(181)에서 팽창된 냉매와 열교환하여 과냉각하는 제 2 인젝션 열교환기(182)를 포함한다.
제 2 인젝션 팽창밸브(181)는 제 1 인젝션 열교환기(172) 및 제 2 인젝션 열교환기(182)와 연결된다. 제 2 인젝션 팽창밸브(181)는 실내 열교환기(130)에서 압축기(110)로 인젝션되는 냉매를 팽창한다.
난방운전 시 제 2 인젝션 팽창밸브(181)는 제 1 인젝션 열교환기(172)에서 토출되어 분지된 냉매의 일부를 팽창하여 제 2 인젝션 열교환기(182)으로 안내한다. 난방운전 시 제 2 인젝션 팽창밸브(181)는 통과하는 냉매의 압력이 제 2 유입포트(112)가 연결되는 압축기(110)의 저압측 압력과 같도록 개도를 조절한다.
제상운전 시 제 2 인젝션 팽창밸브(181)는 실외 열교환기(120)에서 열교환되어 실외 팽창밸브(140)를 통과한 냉매의 일부를 팽창하여 제 2 인젝션 열교환기(182)으로 안내할 수 있다. 제상운전 시 제 2 인젝션 팽창밸브(181)는 폐쇄되어 제 2 인젝션 모듈(180)이 작동하지 않을 수 있다.
제 2 인젝션 열교환기(182)는 제 1 인젝션 열교환기(172), 제 2 인젝션 팽창밸브(181), 압축기(110)의 제 2 유입포트(112) 및 실외 팽창밸브(140)와 연결된다. 제 2 인젝션 열교환기(182)는 난방운전 시 제 1 인젝션 모듈(170)로부터 유동되는 냉매와 제 2 인젝션 팽창밸브(181)에서 팽창된 냉매를 열교환하고, 제상운전 시 실외 열교환기(120)에서 유동되는 냉매와 제 2 인젝션 팽창밸브(181)에서 팽창된 냉매를 열교환하거나 열교환하지 않고 통과시킬 수 있다.
난방운전 시 제 2 인젝션 열교환기(182)는 제 1 인젝션 열교환기(172)에서 토출되어 분지된 냉매의 일부를 제 2 인젝션 팽창밸브(181)에서 팽창된 냉매와 열교환한다. 난방운전 시 제 2 인젝션 열교환기(182)에서 과냉각된 냉매는 실외 팽창밸브(140)로 유동되고 과열된 냉매는 압축기(110)의 제 2 유입포트(112)로 인젝션된다.
제상운전 시 제 2 인젝션 열교환기(182)는 실외 열교환기(120)에서 열교환되어 실외 팽창밸브(140)를 통과한 냉매를 제 2 인젝션 팽창밸브(181)에서 팽창된 냉매와 열 교환할 수 있다. 제상운전 시 제 2 인젝션 열교환기(182)에서 과냉각된 냉매는 제 1 인젝션 모듈(170)로 유동되고 과열된 냉매는 압축기(110)의 제 2 유입포트(112)로 인젝션 될 수 있다.
제상운전 시 제 2 인젝션 팽창밸브(181)가 폐쇄된 경우 제 2 인젝션 열교환기(182)는 실외 열교환기(120)에서 열교환되어 실외 팽창밸브(140)로부터 유동된 냉매를 바이패스하여 제 1 인젝션 모듈(170)로 안내할 수 있다.
상술한 제 2 인젝션 모듈(180)은 제 2 인젝션 팽창밸브(181) 및 제 2 인젝션 열교환기(182)로 구성되지 아니하고, 기상 냉매가 인젝션 되도록 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 기액분리기일 수 있다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 난방운전 시 작용을 설명한다.
압축기(110)에서 압축된 냉매는 토출포트(114)에서 토출되어 절환부(190)로 유동된다. 난방운전 시 절환부(190)는 압축기(110)의 토출포트(114)와 실내 열교환기(130)를 연결하므로, 절환부(190)로 유동된 냉매는 실내 열교환기(130)로 유동된다.
절환부(190)에서 실내 열교환기(130)로 유동된 냉매는 실내공기와 열교환을 하여 응축된다. 실내 열교환기(130)에서 응축된 냉매는 실내 팽창밸브(150)로 유동된다. 난방운전 시 실내 팽창밸브(150)는 완전 개방되므로 냉매를 통과시켜 제 1 인젝션 모듈(170)로 안내한다.
실내 팽창밸브(150)로부터 유동되는 냉매의 일부는 제 1 인젝션 모듈(170) 또는/및 제 2 인젝션 모듈(180)에서 인젝션되어 압축기(110)로 공급될 수도 있고, 실내 팽창밸브(150)로부터 유동되는 냉매의 전부 또는 일부는 제 1 인젝션 모듈(170) 또는/및 제 2 인젝션 모듈(180)에서 인젝션되지 않고, 실외 팽창밸브(140)로 안내된다.
실외 팽창밸브(140)로 유동된 냉매는 팽창되어 실외 열교환기(120)로 안내된다. 실외 열교환기(120)로 유동된 냉매는 실외공기 열교환을 하여 증발된다. 실외 열교환기(120)에서 증발된 냉매는 절환부(190)로 유동된다.
실외 팽창밸브(140)에 팽창된 냉매는 액상 냉매과 기상 냉매가 혼합된 혼합냉매 형태로 연결관(144)을 통해 실내 열교환기로 안내된다. 이 때, 액상 냉매와 기상 냉매의 비중 차이로 인한 밴딩 부위에서 쏠림이 발생되고 이를 고려하지 않고 액상 냉매과 기상 냉매를 열교환기의 냉매튜브로 분배하는 경우, 균일한 냉매분배가 이루어지지 않고, 열교환기의 열교환 효율이 저하되게 된다. 물론, 열교환기로 유입되는 냉매는 다양한 이유로 냉매의 냉매튜브 내에서 냉매의 불균일이 발생할 수 있고, 이로 인해 열교환기의 열교환 효율이 저하되게 된다.
따라서, 실시예는 상술한 문제점을 해결하기 위해, 냉매가 흐르는 냉매배관에 유동교란 장치가 설치될 수 있다. 물론, 본 발명의 유동교란 장치는 냉매배관과 일체 또는 별개로 제작될 수 있다.
바람직하게는, 연결관(144)에 액상 냉매와 기상 냉매를 균등하게 열교환기의 냉매튜브로 분배하는 유동교란 장치가 배치되거나, 실내 열교환기(130)와 압축기(110)를 연결하는 배관에 배치될 수 있다.
구체적으로, 냉방운전에서는, 실내 열교환기(130)의 냉매튜브로 유입되는 냉매를 실시예의 유동교란 장치를 통해 교란하고, 난방운전에서는 실외 열교환기(120)의 냉매튜브로 유입되는 냉매를 실시예의 유동교란 장치를 통해 교란한다.
이하, 본 발명의 유동교란 장치(10)에 대해 상술하도록 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유동교란 장치를 도시한 단면도, 도 3은 도 2와 다른 방향에서 절단한 유동교란 장치의 단면도이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유동교란 장치를 냉매의 유동방향과 나란한 전후 방향과 나란한 방향으로 절단한 단면도이고, 도 3은 전후 방향과 교차되는 상하방향으로 절단한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유동교란 장치(10)는 냉매가 유동되는 유동공간(21)을 가지는 냉매배관(20) 및 냉매배관(20)의 내부에 배치되어 냉매배관(20) 내의 냉매 유동에 의해 진동되어 냉매배관(20)을 유동하는 냉매를 교란하는 적어도 하나의 교란부재(30)를 포함한다.
냉매배관(20)은 내부에 냉매가 통과하는 유동공간(21)을 가진다. 구체적으로, 냉매배관(20)은 열교환율이 우수한 금속 재질의 관 형태이다. 냉매배관(20)의 단면은 원 또는 타원 형상이다.
냉매배관(20)의 일단으로 액상 냉매 및 기상 냉매가 혼합된 혼합 냉매가 유입되어 타단으로 유출된다. 냉매배관(20)의 일단은 실외 팽창밸브(140)에 연결되고 타단은 실내 팽창밸브(150)와 연결된다.
교란부재(30)는 냉매배관(20) 내를 유동하는 냉매를 교란시킨다. 냉매배관(20) 내를 유동하는 냉매는 중력, 밴딩 등의 다양한 이유로 냉매가 균일하게 위치되지 않기 때문에, 교란부재(30)는 냉매배관(20) 내에 와류를 형성하여서, 냉매배관(20) 내의 냉매를 교란시켜서, 엔트로피의 법칙상 무질서도를 증가시키고, 결국 냉매를 냉매 유동공간(21) 내에서 균일하게 분배한다.
교란부재(30)는 냉매배관(20)의 내부에 배치되어 냉매배관(20) 내의 냉매 유동에 의해 진동되어 냉매배관(20)을 유동하는 냉매를 교란한다. 교란부재(30)는 외부의 에너지 공급 없이 냉매배관(20) 내를 흐르는 냉매의 압력 또는 유동력에 의해 자연적으로 진동하게 되고, 그 진동으로 교란부재(30)의 후방에 냉매의 와류를 형성하는 구조를 가진다.
예를 들면, 교란부재(30)의 일단은 냉매배관(20)의 내면(22)에 연결되는 고정단(38)이고, 교란부재(30)의 타단은 냉매배관(20)의 유동공간(21) 내에 위치되는 자유단(37)이다. 구체적으로, 교란부재(30)의 일단은 냉매배관(20)의 내면(22)에 연결되고, 교란부재(30)의 타단은 냉매배관(20)의 유동공간(21) 내로 연장된다. 교란부재(30)는 냉매의 유동력에 의해 교란부재(30)의 고정단(38)이 진동의 중심이 되어 교란부재(30)의 타단이 떨림이 발생하게 된다.
도 3에서 도시하는 바와 같이, 교란부재(30)는 냉매배관(20) 내의 냉매가 전방에서 후방으로 유동될 때, 전후방에 수직한 절단면에서 보아 소정의 면적을 가진다. 교란부재(30)가 전후방에 수직한 절단면에서 보아 소정의 면적을 가지면, 냉매의 유동에 대해 저항력이 생기고 교란부재(30)가 진동되게 된다.
교란부재(30)가 전후방에 수직한 절단면에서 차지하는 면적은 냉매배관(20) 내의 유동공간(21)의 단면적 대비 2% 내지 15% 인 것이 바람직하다. 교란부재(30)가 전후방에 수직한 절단면에서 차지하는 면적이 냉매배관(20) 내의 유동공간(21)의 단면적 대비 15% 보다 크게 되면, 냉매의 유속을 크게 저하시키고 압손이 커지는 문제점이 존재하고, 교란부재(30)가 전후방에 수직한 절단면에서 차지하는 면적이 냉매배관(20) 내의 유동공간(21)의 단면적 대비 2% 보다 작게 되면, 교란부재(30)의 저항력이 약해지고, 진동이 약해져서, 냉매가 고르게 혼합되지 않는 문제점이 존재한다.
교란부재의 길이(L)(도 4a 참고)는 냉매배관(20)의 직경(R) 대비 0.3 내지 0.75 배 인 것이 보통이다. 바람직하게는, 교란부재의 길이(L)(도 4a 참고)는 냉매배관(20)의 직경(R) 대비 0.57 배 일 때 가장 효율이 우수하다.
교란부재(30)와 고정단(38)과 자유단(37)의 위치는 교란부재(30)의 탄성력 및 강성을 고려하여서 결정된다. 구체적으로, 교란부재(30)의 고정단(38)은 교란부재(30)의 자유단(37) 보다 전방에 배치된다. 교란부재(30)의 자유단(37)이 교란부재(30)의 고정단(38) 보다 전방에 배치되는 경우, 전방에서 후방으로 흐르는 냉매에 대해 저항력이 크게 발생되어서, 교란부재(30)의 탄성력을 넘어서 변형되어서, 교란부재(30)의 기능이 상실되거나, 교란부재(30)가 냉매배관(20)에서 이탈되는 문제점이 존재한다.
교란부재(30)는 일 방향으로 기울어진 기울기를 가질 수 있다. 구체적으로, 교란부재(30)는 냉매배관(20)에 수직한 기준선(X1)과 후방 사이로 기울어진 경사(Θ)를 가질 수 있다. 또한, 교란부재(30)의 고정단(38)의 경사각은 교란부재(30)의 자유단(37)의 경사각 보다 크거나 같을 수 있다. 따라서, 교란부재(30)의 고정단(38)에 응력의 집중을 완화할 수 있다.
교란부재(30)는 직선 또는 곡률 포함하는 형상을 가질 수 있다.
교란부재(30)는 소정의 강성과 탄성력을 가지는 재질이 선택된다. 교란부재(30)는 플렉서블한 재질이 사용될 수 있다. 교란부재(30)는 금속 또는 수지재질을 포함한다. 바람직하게는, 제조의 편의성을 고려하여 냉매배관(20)의 재질과 동일한 재질을 포함할 수 있다. 교란부재(30)가 금속인 경우, 교란부재(30)의 굽힘계수는 0.04 내지 0.08 인 것이 바람직하다.
교란부재(30)의 개수는 제한이 없다. 교란부재(30)는 적어도 하나 이상의 개수를 가질 수 있다. 교란부재(30)는 냉매배관(20)의 일정한 영역에만 배치되거나, 냉매배관(20) 전체 영역에 일정한 피치를 가지고 배치될 수도 있다.
교란부재(30)는 냉매배관(20)의 일면에 상부 교란부재(32)와, 냉매배관(20)의 일면과 마주보는 타면에 하부 교란부재(31)를 포함할 수 있다.
상부 교란부재(32)와 하부 교란부재(31)는 냉매배관(20)의 중심축을 기준으로 서로 마주보게 배치된다. 상부 교란부재(32)와 하부 교란부재(31)는 냉매의 진행 방향을 따라 복수개가 배치될 수 있다.
이 때, 상부 교란부재(32)와 하부 교란부재(31)는 서로 상하 방향에서 중첩될 수 있다. 구체적으로, 상부 교란부재(32)의 고정단(38)과 하부 교란부재(31)의 고정단(38)은 수직 방향에서 서로 중첩될 수 있다. 물론, 후술하는 바와 같이, 상부 교란부재(32)와 하부 교란부재(31)는 서로 상하 방향에서 중첩되지 않을 수도 있다.
냉매배관(20)의 내면(22)에는 냉매를 교란하는 교란홈(24)이 형성될 수 있다. 교란홈(24)은 교란부재(30)와 함께 냉매배관(20) 내를 유동하는 냉매를 교란한다.
교란홈(24)은 냉매배관(20)의 내면(22) 중 일부 영역이 함몰되어 형성된다. 교란홈(24)은 냉매배관(20)의 내면(22)이 외측으로 함몰되어 형성된다. 냉매배관(20)의 유동공간(21)을 유동하는 냉매가 교란홈(24)의 주변을 통과하면서 와류가 형성되고 교란홈(24)의 후방에서 냉매가 섞이게 된다. 교란홈(24)의 후방에서 발생되는 와류의 패턴과 교란부재(30)의 후방에서 발생되는 와류의 패턴이 서로 상이하여서, 더 높은 무질서와 더 높은 균일함을 가지는 냉매의 흐름을 구현할 수 있다.
교란홈(24)은 적어도 하나가 배치될 수 있다. 교란홈(24)은 복수 개가 냉매의 진행방향을 따라 일정한 피치(Pitch)를 가지고 배치될 수 있다. 바람직하게는, 전후 방향의 소정의 냉매배관(20)의 길이 안에서, 교란홈(24)들과, 교란부재(30)들은 전후 방향과 수직한 단면에서 보아 서로 중첩되지 않게 배치될 수 잇다. 이렇게 교란홈(24)과, 교란부재(30)들이 서로 일정 영역 내에서 중첩되지 않게 배치되어서, 효율적인 냉매의 혼합이 이루어질 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여, 효과적인 진동을 위한 교란부재(30)의 구조에 대해 상세히 설명한다.
도 4a는 도 2에 도시된 교란부재(30)의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4a를 참조하면, 교란부재(30)는 날개부(30b)와 연결부(30a)로 구분된다.
날개부(30b)는 냉매의 유동에 의해 진동이 되는 영역이다. 날개부(30b)는 일단이 연결부(30a)와 연결되고, 타단이 자유단(37)이다. 날개부(30b)는 소정의 강성을 가진다. 바람직하게는, 연결부(30a)를 중심으로 교란부재(30)가 진동하기 위해, 날개부(30b)는 연결부(30a) 보다 높은 강성, 낮은 탄성, 낮은 연성을 가질 수 있다.
연결부(30a)는 날개부(30b)를 냉매배관(20)에 고정하고, 날개부(30b)가 진동될 때 날개부(30b)가 이탈되는 것을 제한한다. 연결부(30a)는 일단이 날개부(30b)와 연결되고, 타단이 냉매배관(20)의 내면(22)에 연결된다. 연결부(30a)는 소정의 강성을 가진다. 바람직하게는, 연결부(30a)를 중심으로 교란부재(30)가 진동하기 위해, 연결부(30a)는 날개부(30b) 보다 높은 탄성 또는 높은 연성을 가질 수 있다.
전체적으로, 날개부(30b)는 연결부(30a) 보다 냉매배관(20)의 중심에 가깝게 배치된다.
교란부재(30)의 전체 길이는 제한이 없다. 냉매의 유동을 방해하는 것을 고려하면, 교란부재(30)의 전체길이는 냉매배관(20)의 반경 보다 작은 것이 바람직하다.
연결부(30a)와, 날개부(30b)의 길이는 제한이 없으나, 날개부(30b)의 유동에 의해 효율적이 와류를 생성하기 위해, 날개부(30b)의 길이(L1)는 연결부(30a)의 길이(L2) 보다 큰 것이 바람직하다. 날개부(30b)의 길이(L1)는 연결부(30a)의 길이(L2) 대비 2배 내지 10배이다.
도 4b는 도 2에 도시된 교란부재(30)의 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4b를 참조하면, 다른 실시예의 교란부재(30)는 날개부(30b)의 폭(D2)이 연결부(30a)의 폭(D1) 보다 큰 것을 특징으로 한다. 여기서, 냉매배관(20)의 구조와, 교란부재(30)의 구조는 전술한 예시와 동일한 구조를 될 수 있고, 이에 대한 설명은 전술한 내용으로 갈음한다.
도 4b의 실시예는 도 4a의 실시예와 비교하면 날개부(30b)와 연결부(30a)의 폭(D1)에 차이점이 존재한다.
날개부(30b)의 폭(D2)은 연결부(30a)의 폭(D1) 보다 크고, 날개부(30b)는 연결부(30a) 보다 냉매배관(20)의 중심에 가깝게 배치된다. 따라서, 연결부(30a)와 날개부(30b)가 동일한 재질을 가지는 경우에도, 폭의 차이에 의해서 연결부(30a)를 중심으로 날개부(30b)가 진동하게 된다.
물론, 연결부(30a)가 날개부(30b) 보다 좁은 폭을 가지는 경우, 연결부(30a)의 재질은 날개부(30b)와 동일하거나, 날개부(30b) 보다 높은 탄성과 연성을 가질 수도 있다.
연결부(30a)와 날개부(30b)를 연결하는 지점에서 날개부(30b)의 폭(D2)이 불연속적으로 확장되어서, 연결부(30a)와 날개부(30b)는 단차를 가질 수 있다.
도 4c는 도 2에 도시된 교란부재(30)의 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4c를 참조하면, 또 다른 실시예의 교란부재(30)는 날개부(30b)의 폭(D2)이 연결부(30a)의 폭(D1) 보다 큰 것을 특징으로 한다. 도 4c의 실시예는 도 4b의 실시예와 비교하면 날개부(30b)의 형상에 차이점이 존재한다.
날개부(30b)의 폭(D2)은 연결부(30a)의 폭(D1) 보다 크다. 날개부(30b)의 폭(D2)은 연결부(30a)에서 멀어질수록 점진적으로 증가된다. 따라서, 날개부(30b)와 연결부(30a)의 연결지점이 단차지게 형성되면서 발생되는 응력 집중을 완화할 수 있다.
도 4d는 도 2에 도시된 교란부재(30)의 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4d를 참조하면, 또 다른 실시예의 교란부재(30)는 도 4b의 실시예와 비교하면 고정부(30c)를 더 포함하는 큰 것을 특징으로 한다.
고정부(30c)는 냉매배관(20)과 연결부(30a)를 연결한다. 연결부(30a)의 일단은 고정부(30c)와 연결되고, 연결부(30a)의 타단은 날개부(30b)와 연결된다. 이 경우, 연결부(30a)는 날개부(30b) 보다 작은 폭 및 큰 탄성 중 적어도 어느 하나를 가진다.
고정부(30c)는 연결부(30a)를 중심으로 날개부(30b)가 진동될 때, 높은 강성을 가져서, 연결부(30a)를 냉매배관(20)에 고정하게 된다. 따라서, 고정부(30c)의 강성은 연결부(30a)의 강성 보다 높은 것이 바람직하다.
도 4e는 도 2에 도시된 교란부재(30)의 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4e를 참조하면, 또 다른 실시예의 교란부재(30)는 도 4a의 실시예와 비교하면, 날개부(30b)의 폭(D2)이 연결부(30a)의 폭(D1) 보다 작은 것을 특징으로 한다.
날개부(30b)의 폭(D2)은 연결부(30a)의 폭(D1) 보다 작다. 날개부(30b)의 폭(D2)은 연결부(30a)에서 멀어질수록 점진적으로 감소된다.
도 4f는 도 2에 도시된 교란부재(30)의 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4f는 교란부재(30)의 연결부(30a)와 날개부(30b)의 두께(H2)가 상이한 것을 특징으로 한다. 도 4f에서 설명하지 않은 교란부재(30)의 구조는 도 4a 내지 도 4e을 참조하여 전술한 예시들 중 어느 하나의 구조가 될 수 있으나, 본 예시에서는 도 4a의 예시를 기준으로 설명한다. 따라서 이에 대한 설명은 전술한 내용으로 갈음한다.
도 4f는 교란부재(30)를 전후 방향과 수직한 면을 기준을 절단한 단면이다.
연결부(30a)의 두께(H1)는 날개부(30b)의 두께(H2) 보다 작다. 따라서, 연결부(30a)와 날개부(30b)가 동일한 재질을 가지는 경우에도, 두께의 차이에 의해서 연결부(30a)를 중심으로 날개부(30b)가 진동하게 된다.
물론, 연결부(30a)의 두께(H1)가 날개부(30b)의 두께(H2) 보다 작은 경우, 연결부(30a)의 재질은 날개부(30b)와 동일하거나, 날개부(30b) 보다 높은 탄성과 연성을 가질 수도 있다.
연결부(30a)와 날개부(30b)를 연결하는 지점에서 날개부(30b)의 두께(H2)가 연속적 또는 불연속적으로 변화될 수도 있다.
도 5는 도 2에 도시된 유동교란 장치(10)에서 발생되는 냉매의 유동을 도시한 참고도이다.
도 5를 참조하면, 교란부재(30)의 후방에 교란부재(30)의 진동에 의해 와류(V)가 형성되며, 냉매가 고르게 교란되는 것을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유동교란 장치(10)를 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 유동교란 장치(10)는 도 2의 제1 실시예와 비교하면, 교란부재(30)의 위치에 차이점이 존재한다.
제2 실시예의 교란부재(30)는 냉매배관(20)의 일면에 냉매의 진행 방향을 따라 배치되는 복수 개의 상부 교란부재(32)와, 냉매배관(20)의 일면과 마주보는 타면에 냉매의 진행 방향을 따라 배치되는 복수 개의 하부 교란부재(31)를 포함한다.
상부 교란부재(32)들과, 하부 교란부재(31) 들은 상하 방향에서 서로 중첩되지 않게 배치된다. 구체적으로, 상부 교란부재(32)들의 고정단(38)과 하부 교란부재(31)들의 고정단(38)은 수직 방향에서 서로 중첩되지 않게 배치된다.
상부 교란부재(32)들 사이의 피치(P1) 및 하부 교란부재(31)들 사이의 피치(P2)는 서로 상이할 수도 있지만, 서로 동일한 것이 바람직하다. 상부 교란부재(32)들 사이의 피치(P1) 및 하부 교란부재(31)들 사이의 피치(P2)는 교란부재(30)의 길이(L) 대비 2배 내지 3 배일 때 효율이 우수하다. 바람직하게는, 교란부재(30)는 교란부재(30)의 길이(L) 대비 2.6 배이다.
도 7는 도 6에 도시된 유동교란 장치(10)에서 발생되는 냉매의 유동을 도시한 참고도이다.
도 7을 참조하면, 상부 교란부재(32)들과, 하부 교란부재(31) 들은 상하 방향에서 서로 중첩되지 않게 배치되면, 냉매배관(20) 내를 유동하는 냉매가 더욱 효율적으로 교란될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유동교란 장치(10)를 도시한 개념도, 도 9은 도 8의 A-A선을 취한 유동교란 장치(10)의 단면도, 도 10은 도 8에 도시된 유동교란 장치(10)의 전개도이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 제3 실시예에 따른 유동교란 장치(10)는 도 2의 제1 실시예와 비교하면, 교란부재(30)의 위치에 차이점이 존재한다.
제3 실시예의 교란부재(30)는 냉매배관(20)의 내면(22)에 형성된 가상의 나선(S) 상에 복수개가 서로 이격되어 배치된다. 이 때, 가상의 나선(S)의 1 주기의 길이는 냉매의 유동 및 교란 효율을 고려하여 결정한다.
교란부재(30)들은 냉매의 유동방향에서 보아 나선의 1주기 내에서 서로 중첩되지 않게 배치된다. 교란부재(30)들은 냉매의 유동방향에서 보아 나선의 1주기 내에서 서로 중첩되지 않게 배치되면, 1 주기 내에서 제조비용을 절감하면서 가정 효과적으로 냉매를 교란할 수 있다.
교란부재(30)들은 나선의 1주기 내에서 다양한 개수로 배치될 수 있다. 제3실시예에서 교란부재(30)들이 나선의 1 주기 내에서 8개(30-1~ 30-8)가 배치되는 것을 예시하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 유동교란 장치(10)를 도시한 단면도이다.
도 11을 참조하면, 제4 실시예에 따른 유동교란 장치(10)는 도 2의 제1 실시예와 비교하면, 냉매배관(20)의 구조 및 교란부재(30)의 위치에 차이점이 존재한다.
본 실시예의 냉매배관(20)은 냉매의 유동방향을 전환하는 밴딩 영역(20b)과, 냉매의 유동방향이 일정한 플랫 영역(20a)을 포함한다. 밴딩 영역(20b)은 냉매배관(20)의 일 방향으로 휘어진 구조이다. 도면에서 U 관을 도시하고 있다.
상술한 바와 같이, 냉매는 밴딩 영역(20b)을 통과하면서 냉매의 쏠림을 발생하고, 이 때, 이상 상태의 냉매의 경우, 냉매의 쏠림이 발생하게 된다.
이 때, 교란부재(30)는 밴딩 영역(20b)에 배치된다. 따라서, 교란부재(30)는 밴딩 영역(20b) 내에서 발생되는 냉매의 쏠림에 의한 불 균일한 분포를 완화하게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10 : 유동교란 장치 20 : 냉매배관
30 : 교란부재

Claims (15)

  1. 냉매가 유동되는 유동공간을 가지는 냉매배관; 및
    상기 냉매배관의 내부에 배치되어 상기 냉매배관 내의 냉매 유동에 의해 진동되어 상기 냉매배관을 유동하는 냉매를 교란하는 적어도 하나의 교란부재를 포함하고,
    상기 교란부재는,
    소정의 폭을 가지는 날개부와,
    상기 날개부 보다 작은 폭을 가지고, 상기 날개부와 상기 냉매배관을 연결하는 연결부를 포함하며,
    상기 날개부는 상기 연결부 보다 상기 냉매배관의 중심에 가깝게 배치되는 유동교란 장치.
  2. 청구항 1 에 있어서,
    상기 교란부재의 일단은 상기 냉매배관의 내면에 연결되는 고정단이고, 상기 교란부재의 타단은 상기 냉매배관의 유동공간 내에 위치되는 자유단인 유동교란 장치.
  3. 청구항 2 에 있어서,
    냉매의 유동방향에서, 상기 교란부재의 고정단은 상기 교란부재의 자유단 보다 전방에 배치되는 유동교란 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 연결부는 상기 날개부 보다 높은 탄성을 가지는 유동교란 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 교란부재는 플렉서블한 재질을 포함하는 유동교란 장치.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 교란부재는
    상기 냉매배관의 일면에 상기 냉매의 진행 방향을 따라 배치되는 복수 개의 상부 교란부재;
    상기 냉매배관의 일면과 마주보는 타면에 상기 냉매의 진행 방향을 따라 배치되는 복수 개의 하부 교란부재를 포함하고,
    상기 상부 교란부재의 고정단과 상기 하부 교란부재의 고정단은 수직 방향에서 서로 중첩되지 않는 유동교란 장치.
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 교란부재는,
    상기 냉매배관의 내면에 형성된 가상의 나선 상에 복수개가 서로 이격되어 배치되는 유동교란 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 교란부재들은
    냉매의 유동방향에서 보아 상기 나선의 1주기 내에서 서로 중첩되지 않는 유동교란 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 교란부재는 곡률을 가지는 유동교란 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉매배관은 상기 냉매의 유동방향을 전환하는 밴딩 영역을 포함하고,
    상기 교란부재는 상기 밴딩 영역에 배치되는 유동교란 장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉매배관의 내면에는 상기 냉매를 교란하는 교란홈이 형성되는 유동교란 장치.
  15. 청구항 1 내지 청구항 4 및 청구항 8 내지 청구항 14 중 어느 하나의 유동교란 장치를 포함하는 공기 조화기.



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