KR20220056855A - 냉장 장치용 팽창 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장 장치용 팽창 디바이스로서, 흡입관(1)과 모세관(2)을 포함하고, 상기 흡입관과 상기 모세관은 벽(3) 부분이 연결된 방식으로 상기 흡입관(1)과 상기 모세관(2)이라고 하는 두 개의 평행한 관이 함께 결합된 단일 압출된 알루미늄 프로파일로 형성되고, 연결된 상기 벽(3)은 상기 디바이스의 팁을 각 프로젝트에 맞게 논리적으로 처리하고 조정할 수 있도록 상기 디바이스의 양 팁에서 또는 단 하나의 팁에서 상기 흡입관(1)과 상기 모세관(2)의 단부를 분리시키기에 충분한 원하는 길이로 절단될 수 있는, 팽창 디바이스에 관한 것이다.

Description

냉장 장치용 팽창 디바이스

본 발명은 상업용 냉동고, 가정용 냉동고 및 냉장고의 열 전달을 개선하기 위해 흡입관과 모세관을 포함하는 프로파일의 압출에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 일반적으로 냉장고, 냉동고, 냉장 디스플레이, 냉장 카운터, 에어컨 등과 같은 다양한 냉장 시스템에 전통적으로 사용되는 특정 유형의 팽창 디바이스에 적용된 기술적, 기능적 및 경제적 개선에 관한 것이다.

전통적인 냉장 시스템에서 팽창 디바이스는 응축기 출구와 증발기 입구 사이에 설치된다. 고압 고온의 냉매는 응축기로부터 와서 팽창 디바이스로 들어가고, 팽창 디바이스로부터 저압 저온의 증기와 액체의 혼합물이 나온다. 증발기로 들어가는 이 혼합물은 "플래시 가스(flash gas)"로 알려져 있다. 유형에 상관없이, 팽창 디바이스는 냉장 사이클에서 두 가지 중요한 기능, 즉 액체 냉매가 증발하는 속도에 상응하는 유량으로 증발기로 들어가게 하는 기능; 및 압력과 온도 강하를 제공하여 시스템의 저압측을 고압측으로부터 분리시키는 기능을 수행하는 데 사용된다. 이 고압측과 저압측 사이의 압력 차이에 의해 냉매는 환경의 열을 흡수할 만큼 충분히 낮은 온도에서 증발기에서 증발되고, 냉매는 실내의 열을 실외 공기로 제거할 만큼 충분히 높은 온도에서 응축기에서 응축될 수 있다. 팽창 디바이스의 냉매와 팽창 디바이스를 둘러싸고 있는 실외 공기 사이에 열 교환이 일어나는 시간은 너무 짧아 이 열 교환은 실용상 무시될 수 있다. 이러한 이유로 팽창 디바이스는 단지 압력 강하 디바이스라고 말할 수 있다. 냉매의 온도 변화는 전적으로 압력 강하의 결과이다. 팽창 디바이스는 열 방출 없이 온도 하강만이 있으므로 현열의 일부는 잠열로 변한다.

현재 두 가지 기본 유형의 팽창 디바이스, 즉 모세관과 밸브(이는 자동일 수 있음), 온도 조절 팽창 및 전자 팽창 밸브가 냉장 시스템에 사용된다.

모세관형 팽창 디바이스는 저용량 냉장 시스템에서 가장 많이 사용된다. 모세관은 내부 직경이 작은 관으로서, 이는 일반적으로 냉장 시스템에서 고압 라인과 저압 라인을 분리하는 데 사용된다. 모세관은 항상 흡입관 주위에 감겨 있어 흡입관과 열 교환이 일어나기 때문에 모세관의 기술적 명칭은 열 교환기이다. 일반적으로 구리로 만들어진 모세관은 소용량 냉각 시스템(냉장고, 에어컨, 냉동고 등)에 일반적이다. 모세관은 응축기 출구와 증발기 입구를 연결한다. 모세관의 내부 직경은 0.5mm 내지 2.5mm로 다양하고, 길이는 1.5m 내지 3.5m이고, 증발기로부터 나오는 차가운 증기에 의해 냉각을 얻기 위해서는 총 모세관 길이의 적어도 1.2m는 흡입 라인에서 납땜되어야 한다.

따라서 일반적으로 팽창 디바이스를 구성하는 흡입 라인은 구리 또는 알루미늄 흡입관과 구리 모세관으로 형성되며, 흡입관과 모세관은 서로 분리되어 있지만 이 흡입관과 모세관은 다음과 같은 일부 간단한 단계, 즉 구리 모세관 코일과 흡입 라인용 다른 관 코일을 수용하는 단계; 모세관과 흡입 라인을 원하는 길이로 절단하는 단계; 모세관을 흡입 라인에 조립하여 모세관과 흡입 라인 사이의 열 교환 영역을 보장하는 단계; 경우에 따라 모세관과 흡입 라인 사이에 열 교환 영역을 확보하기 위해 테이프를 사용하는 단계; 및 각 프로젝트에 맞게 지정된 구성을 유지하도록 흡입 라인과 모세관을 굴곡시키는 단계를 사용하여 매우 일반적인 방식으로 조립된다.

따라서 간단히 말해 흡입 라인과 모세관 사이의 결합은 백색 제품의 HVAC(난방, 환기 및 공조) 시장 부문에서 사용되는 알려진 기술이다. 기본 원리는 모세관에서 냉매를 냉각시켜 증발기 입구에서 엔탈피를 줄이고 열 전달을 향상시키는 것이다. 반면에, 흡입 라인의 냉매는 액체 상태의 냉매가 압축기로 들어가 밸브 플레이트를 파손시키는 것을 피하기 위해 가열될 수 있다.

이미 언급한 바와 같이 시장에서 이용 가능한 흡입관과 모세관을 결합시키는 솔루션, 즉 (a) 열 수축 슬리브와 접착 테이프를 사용하는 것; (b) 흡입 라인의 관 내부에 모세관을 삽입하여 결합하는 것; (c) 흡입 라인을 따라 모세관을 납땜하는 것이 존재한다.

(a)와 (b)에서 흡입 라인은 알루미늄 또는 구리로 만들어질 수 있으며, 모세관은 항상 알루미늄으로 만들어진다. (c)에서, 모세관으로서의 흡입 라인은 구리로 만들어진다. 알려진 문헌에서, 솔루션 (c)은 냉매가 액체 상태로부터 증기로 변하고 모든 열이 관 벽을 통해 전도율에 의해 전달되기 때문에 가장 효율적이다. 솔루션 (b)에서는 모세관이 냉매의 액체 상태로 나온다는 보장이 없으며 (a)에서는 모세관과 흡입 라인 사이의 접촉이 불량하다.

최신 기술이 모세관 팽창 디바이스가 냉각 시스템의 여러 응용 분야를 효율적으로 충족할 수 있는 효율적인 흡입 라인을 형성하는 수단을 제공한다는 것은 의심의 여지가 없지만, 현재의 방식으로는 구리 관을 사용하기 때문에 그리고 조립 단계를 필요로 하고 추가로 일부 경우에 열 교환을 향상시키기 위해 추가 구성요소를 사용하는 것으로 인해 이 모든 것이 세트의 최종 비용을 크게 증가시키는 것으로 인해 전체 비용을 줄이는 것이 불가능하기 때문에 세트를 단순화하는 것이 산업적 타당성을 나타내는 것으로 관찰되었다.

위의 설명에서, 위에서 설명한 개념 (c)에 따라 주로 구리 모세관을 통합 압출 솔루션의 알루미늄 모세관으로 교체하여 비용을 절감하는 것과 함께 훨씬 더 효율적인 제품을 제공하는 솔루션이 바람직하다.

본 발명은 위에서 설명한 개념 (c)에 따라 주로 구리 모세관을 통합 압출 솔루션의 알루미늄 모세관으로 교체하여 비용을 절감하는 것과 함께 보다 효율적인 제품을 제공하는 기술적 솔루션을 제시하는 것이다. 상기 솔루션은 본 단일 부품 팽창 디바이스로 달성되며, 여기서 라인 또는 흡입관과 모세관은 단일 프로파일로 알루미늄으로 압출되어 결과적으로 두 개의 평행한 관이 접합이라고 불리는 연속적인 벽 부분에 의해 상호 연결되어 단일 알루미늄 세트를 형성하고, 두 부분 사이의 연결의 세부 부분은 이미 세트로 통합되어, 추가 조립 구성요소를 제거하여 두 관 사이의 열 교환을 증가시켜, 모세관을 팽창 디바이스로 사용하는 다른 냉각 응용 분야, 상업용이든 가정용이든 상관없이, 예를 들어, 냉장고, 냉동고, 디스플레이, 냉장 카운터, 에어컨 등을 위한 분야를 위한 세트로 사용될 수 있다.

본 팽창 디바이스는 알루미늄의 비용이 구리의 비용보다 현저히 낮고 게다가 알루미늄의 밀도가 8.90g/㎤인 구리의 밀도의 30%인 2.70g/㎤에 해당하는 것으로 초기에 관찰되었기 때문에 다른 기술적, 실용적 및 경제적 장점을 제공한다. 이것은 무게가 더 적은 솔루션을 의미한다. 모세관이 관(흡입 라인)과 함께 압출 성형되기 때문에 모세관과 흡입 라인 사이에 열 교환 영역이 미리 확보되어 테이프나 브레이징이 필요 없게 한다. 추가적으로 클라이언트측의 재고 프로그래밍/계획을 위한 항목 수가 2개의 항목(흡입 라인 관과 모세관)에서 1개의 항목으로 줄어든다. 세트는 단일 부품으로 줄어들어서 열 교환 개선이 기대된다.

본 발명의 보다 나은 이해를 위해 첨부된 도면을 참조하여 이하에 상세히 설명한다.
도 1은 본 디바이스를 보여주는 사시도를 나타낸다.
도 2는 세트가 단일 프로파일임을 강조하는 확대 단면도를 도시한다.
도 3은 두 관 사이의 연결 벽을 강조 표시한 길이 방향의 다른 단면도를 도시한다.
도 4는 2개의 관의 단부가 부분적으로 쉽게 분리될 수 있다는 사실을 강조 표시한 사시도이다.

본 발명의 이들 예시 및 그 세부사항, 보다 구체적으로 도 1, 도 2 및 도 3에 따르면, 본 발명의 냉장 장치용 팽창 디바이스는 흡입관(1)과 모세관(2)을 포함하고, 이 흡입관과 모세관은 단일 압출된 알루미늄 프로파일로 형성되고, 흡입관(1)과 모세관(2)이라고 하는 두 개의 평행한 관은 벽 부분(3)이 연결된 것에 의해 상호 결합된 것을 특징으로 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 연결된 벽(3)은 디바이스의 팁(tip)을 논리적으로 각각의 프로젝트에 맞게 처리하고 조정할 수 있도록 디바이스의 양 팁에서 또는 단 하나의 팁에서 흡입관(1)과 모세관(2)의 단부를 분리시키기에 충분한 원하는 길이로 절단될 수 있는 유형이다.

세트는 단일 부품으로 형성되며, 그 결과 흡입 라인과 모세관은 각 세트가 각 프로젝트에 맞게 지정된 구성을 갖는 수단을 제공하도록 개별 팁에서뿐만 아니라 전체 부품을 따라 다른 굴곡부와 만곡부를 가질 수 있다.

세트의 동작은 최신 기술의 동작과 정확히 동일하며, 즉, 냉매 유체는 흡입관(1)과 모세관(2)을 통해 계속 흐르고, 즉, 고압 고온의 냉매는 응축기로부터 와서 팽창 디바이스로 들어가고, 팽창 디바이스로부터 저압 저온의 증기와 액체의 혼합물이 배출된다. 증발기로 들어가는 이 혼합물은 "플래시 가스"로 알려져 있다. 유형에 관계없이 팽창 디바이스는 냉장 사이클에서 두 가지 중요한 기능, 즉 액체 냉매가 증발하는 속도에 상응하는 유량으로 증발기에 들어가게 하는 기능; 및 압력과 온도 강하를 제공하여 시스템의 저압측으로부터 고압측을 분리시키는 기능을 수행하는 데 사용된다. 이 고압측과 저압측 사이의 압력 차이에 의해 냉매는 환경의 열을 흡수할 만큼 충분히 낮은 온도에서 증발기에서 증발되고, 실내의 열을 실외 공기로 제거할 만큼 충분히 높은 온도에서 응축기에서 응축될 수 있다.

흡입관과 모세관과 관련된 냉장 장치용 팽창 디바이스의 특정 특성 및 조합은 세트에 대해 동일한 기능 개념을 유지하면서 상당히 변할 수 있는 것으로 이해된다. 그 결과, 일례로서 이제 상세히 설명된 실시예는 흡입 라인 또는 관과 모세관이 단일 프로파일로 알루미늄으로 압출된 하나의 부품으로 팽창 디바이스를 제공하는 것으로 이제 개시된 본 발명의 개념의 범위 내에서 분명히 건설적으로 변형된 예들이 항상 존재할 수 있고, 법률에 규정된 요구 사항에 따라 이제 상세히 설명된 구성에는 많은 변경이 이루어질 수 있으므로, 본 상세 사항은 본 발명을 제한하는 것이 아니라 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어야 하는 것으로 이해된다.

Claims (2)

1. 냉장 장치용 팽창 디바이스로서,
   흡입관(1)과 모세관(2)을 포함하되, 상기 흡입관과 상기 모세관은 벽(3) 부분이 연결된 방식으로 상기 흡입관(1)과 상기 모세관(2)이라고 하는 두 개의 평행한 관이 함께 결합된 단일 압출된 알루미늄 프로파일로 형성된 것을 특징으로 하는 냉장 장치용 팽창 디바이스.
2. 제1항에 있어서, 연결된 상기 벽(3)은 상기 디바이스의 팁(tip)을 각 프로젝트에 맞게 처리하고 조정할 수 있도록 상기 디바이스의 양 팁에서 또는 단 하나의 팁에서 상기 흡입관(1)과 상기 모세관(2)의 단부를 분리시키기에 충분한 원하는 길이로 절단될 수 있는 것을 특징으로 하는 냉장 장치용 팽창 디바이스.

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