KR100697675B1 - Expansion device - Google Patents
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Abstract
냉난방 겸용 공기조화장치의 실내열교환기와 실외열교환기 사이의 냉매 순환관에 설치되어 냉동사이클을 순환하는 냉매의 유량 제어 및 압력 평형을 조절하는 팽창장치가 개시된다. 개시된 본 발명에 의한 팽창장치는, 실내열교환기에서 실외열교환기로 또는 실외열교환기에서 실내열교환기로 흐르는 냉매의 양방향 흐름을 제어하기 위한 직선형 오리피스홀을 갖는 숏튜브로 이루어진다. 상기 숏튜브의 양측 일정 위치에는 상기 오리피스홀을 흐르는 냉매의 유량 조절을 위한 바이패스홀이 상기 오리피스홀에 대하여 수직한 방향으로 관통하도록 각각 형성된다. 그리고, 상기 오리피스홀의 양측에는 오리피스홀로의 냉매의 흐름을 안정적으로 유도하기 위하여 냉매의 흐름방향을 따라 직경이 점점 작아지도록 형성되는 원추형 안내부가 각각 구비된다. 본 발명에 의한 팽창장치는 숏튜브 하나만으로 냉매의 양방향 흐름 제어 및 유량 조절이 가능하다. 따라서, 냉난방 겸용 공기조화장치에 사용할 수 있으며, 또한, 저렴한 비용으로 성능이 우수한 팽창장치를 제공할 수 있으므로, 인버터형 냉동시스템이나 가변용량 압축기가 장착된 자동차용 공조시스템에 기존의 과열도 제어식 팽창밸브를 대신하여 유리하게 적용될 수 있다.An expansion device is installed in a refrigerant circulation pipe between an indoor heat exchanger and an outdoor heat exchanger of a combined air-conditioning and air conditioning apparatus to control flow rate control and pressure balance of a refrigerant circulating in a refrigeration cycle. The expansion device according to the present invention comprises a short tube having a straight orifice hole for controlling the bidirectional flow of refrigerant flowing from the indoor heat exchanger to the outdoor heat exchanger or from the outdoor heat exchanger to the indoor heat exchanger. At both sides of the short tube, a bypass hole for adjusting the flow rate of the refrigerant flowing through the orifice hole is formed to penetrate in a direction perpendicular to the orifice hole. In addition, conical guides are formed at both sides of the orifice hole to decrease the diameter gradually along the flow direction of the refrigerant in order to stably guide the flow of the refrigerant to the orifice hole. The expansion device according to the present invention is capable of controlling the flow in both directions and controlling the flow rate of the refrigerant with only one short tube. Therefore, the present invention can be used in a combined air-conditioning and air conditioning system, and can provide an expansion device having excellent performance at a low cost. Therefore, the existing superheat-controlled expansion in an automotive air conditioning system equipped with an inverter type refrigeration system or a variable capacity compressor can be provided. It may be advantageously applied in place of a valve.
냉동사이클, 팽창장치, 팽창밸브, 숏튜브, 오리피스, 캐필러리튜브Refrigeration cycle, expansion device, expansion valve, short tube, orifice, capillary tube
Description
도 1은 일반적인 냉난방 겸용 공기조화장치의 구성을 보인 도면,1 is a view showing the configuration of a general air-conditioning combined air conditioner,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 팽창장치가 적용된 냉난방 겸용 공기조화장치의 구성을 보인 도면, 그리고,2 is a view showing the configuration of a combined air-conditioning and air conditioner to which the expansion device is applied according to an embodiment of the present invention, and
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 팽창장치의 구성 및 작용을 설명하기 위한 단면도이다.3 is a cross-sectional view for explaining the configuration and operation of the expansion device according to an embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
3;실내열교환기 4;실외열교환기3;
10;팽창장치 11;숏튜브10;
12;돌기부 13;오리피스홀12;
14,14';바이패스홀 15,15';원추형 안내부14,14 '; Bypass
20;냉매순환관 21;실내열교환기측 냉매순환관20;
22;실외열교환기측 냉매순환관 30;O-링22;
본 발명은, 예컨대 냉난방 겸용 공기조화장치의 냉매 팽창용으로 사용되는 팽창장치에 관한 것이다.The present invention relates to an expansion device used for expanding a refrigerant of, for example, an air conditioner for both heating and cooling.
냉난방 겸용 공기조화장치는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 압축기(1), 4웨이밸브(2), 실내열교환기(3), 실외열교환기(4) 및 팽창장치(5)로 이루어지는 냉동사이클을 구비한다.As shown in FIG. 1, a cooling / heating combined air conditioner includes a refrigeration cycle including a compressor (1), a four-way valve (2), an indoor heat exchanger (3), an outdoor heat exchanger (4), and an expansion device (5). Equipped.
압축기(1)는 흡입구(1a)와 토출구(1b)를 가지며, 흡입구(1a)를 통하여 흡입되는 저온저압의 기체상태 냉매를 압축하여 고온고압의 기체상태로 토출구(1b)로 토출해 낸다.The
4웨이밸브(2)는 압축기(1)의 흡입구(1a)와 토출구(1b)를 실내측열교환기(3)와 실외측열교환기(4)로 각각 연결시키는 두 개의 독립된 통로(2a)(2b)를 가지며, 사용자의 선택에 따른 냉방운전과 난방운전 모드에 따라 냉매의 흐름을 바꾸도록 절환 조작된다.The four-
실내열교환기(3)는 실내에 위치되며, 냉방운전 모드에서는 저온저압의 액체상태 냉매를 기체상태로 증발시키는 역할을 하고, 난방운전 모드에서는 고온고압의 기체상태 냉매를 상온고압의 액체상태로 응축시키는 역할을 하며, 냉매의 엔탈피 변화에 대응하여 주변공기와 열교환하는 작용을 한다.The indoor heat exchanger (3) is located indoors, and serves to evaporate the low-temperature low-pressure liquid state refrigerant in a gaseous state in the cooling operation mode, and condenses the high-temperature, high-pressure gaseous refrigerant to a liquid state of the room temperature and high pressure in the heating operation mode. It plays a role of heat exchange with the surrounding air in response to the change in enthalpy of the refrigerant.
실외열교환기(4)는 상기 실내열교환기(3)와는 반대로 실외에 위치되며, 냉방운전 모드에서는 응축기로서, 그리고, 난방운전 모드에서는 증발기로서 주변공기와 열교환하는 작용을 한다.The outdoor heat exchanger (4) is located outdoors, as opposed to the indoor heat exchanger (3), and functions to exchange heat with ambient air as a condenser in the cooling operation mode and as an evaporator in the heating operation mode.
그리고, 팽창장치(5)는 실내열교환기(3)와 실외열교환기(4) 사이에 연결되어 어느 일측에서 이송되어 오는 고온고압의 액체상태 냉매를 저온저압의 이상상태(two-phase)로 감압함과 아울러 냉매의 유량 제어 및 사이클의 압력 평형을 조절하는 작용을 한다. 이와 같은 팽창장치(5)로는 모세관(capillary tube), 과열도 제어식 팽창밸브(TXV), 전자식팽창밸브(EXV) 등이 알려지고 있다.In addition, the
일반적인 공기조화장치에서는 낮은 가격과 신뢰성 등에 장점을 가지는 모세관을 팽창장치로 사용하고 있다. 그러나, 이러한 모세관은 유량조절폭이 작기 때문에, 운전범위가 넓은, 예컨대 인버터형 공기조화장치에서는 설계점을 벗어나는 조건에서 성능이 현저하게 떨어져 사용이 부적합하다. 인버터형 공기조화장치에서는 압축기의 회전수를 변화시켜 용량을 조절하게 되는데, 모세관을 팽창장치로 사용하면 압축기의 용량 변화에 적절히 대응하지 못함으로써 부하 변동에 따른 시스템의 용량 조절 특성이 저하된다. 또한, 냉매 흐름을 역방향으로 구성할 수 없는 단점이 있다.In general air conditioners, a capillary tube having an advantage of low price and reliability is used as an expansion device. However, since the capillary tube has a small flow control range, the capillary tube has a large operating range, such as an inverter type air conditioner, which is not suitable for use due to its poor performance under conditions outside the design point. In the inverter type air conditioner, the capacity of the compressor is adjusted by varying the rotational speed of the compressor. When the capillary tube is used as an expansion device, the capacity control characteristic of the system due to the load change is deteriorated because the capillary tube is not adequately responded to the capacity change of the compressor. In addition, there is a disadvantage that the refrigerant flow can not be configured in the reverse direction.
팽창장치의 다른 공지예인 과열도 제어식 팽창밸브(TXV)는, 넓은 범위의 용량 제어가 가능하여 상기와 같은 인버터형 공기조화장치에서의 요구사항을 만족시킬 수 있으나, 단가가 비싼 단점이 있다.Another well-known example of the expansion device is a superheat degree-controlled expansion valve (TXV), it is possible to control a wide range of capacity to meet the requirements of the inverter type air conditioner as described above, but there is a disadvantage that the unit price is expensive.
한편, 이러한 팽창장치들은 도 1에 나타낸 바와 같은 냉난방 겸용 공기조화장치에 적용할 경우, 냉매의 양방향 흐름을 제어하여야 하기 때문에, 각각 두 개씩의 팽창밸브(6)(6')와 첵밸브(7)(7')를 사용하여야 하므로, 단가 상승의 요인이 될뿐만 아니라 시스템 구성이 복잡해지는 단점이 있다.On the other hand, when these expansion devices are applied to a combined air-conditioning device as shown in Figure 1, because the two-way flow of the refrigerant must be controlled, two expansion valves (6) (6 ') and the check valve (7) 7 ') is used, not only to increase the unit cost but also to complicate the system configuration.
도 1에서 화살표는 냉매의 흐름을 표시하는데, 실선은 냉방운전시, 점선은 난방운전시의 냉매의 흐름을 나타낸다. 냉방운전과 난방운전 모드는 사용자의 선택 에 따른 4웨이밸브(2)의 절환으로 바뀌며, 그 때 냉매의 흐름도 바뀌게 된다. 도 1의 상태는 4웨이밸브(2)가 냉방운전 모드로 절환된 경우이다. 즉, 냉방운전 모드에서 냉매는 압축기(1)에서 토출된 후 4웨이밸브(2)를 경유하여 실외측열교환기(4)로 이송되고, 실외측열교환기(4)로부터 팽창장치(5)를 통해 실내측열교환기(3)로 이송된 후, 압축기(1)로 흡입된다. 난방운전 모드로 바뀌면 냉매의 흐름은 반대로(점선 화살표 방향으로)된다.In FIG. 1, the arrow indicates the flow of the refrigerant, and the solid line indicates the flow of the refrigerant during the cooling operation and the dotted line indicates the flow of the refrigerant during the heating operation. Cooling operation and heating operation mode is changed by the switching of the four-way valve (2) according to the user's choice, and then the flow of refrigerant is changed. 1 is a case where the four-
본 발명은 상기와 같은 종래의 단점들을 감안하여 안출한 것으로, 저가이면서도 양방향 냉매유량 흐름 제어가 가능하고 비교적 넓은 범위의 용량 제어가 가능하여 냉난방 겸용 공기조화장치나 인버터형 공기조화장치 또는 가변용량 압축기를 채용한 차량용 공기조화장치의 냉매 팽창용으로 매우 유리하게 사용할 수 있는 팽창장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks, and it is possible to control the flow rate of the refrigerant flow in both directions and to control the relatively wide range of capacities, which can be combined with air conditioners or inverter type air conditioners or variable capacity compressors. It is an object of the present invention to provide an expansion device that can be used very advantageously for the refrigerant expansion of the vehicle air conditioner employing.
본 발명의 다른 목적은, 구조가 간단하면서도 크기가 작아 공기조화장치의 구조적인 단순화를 도모할 수 있으며, 또 액냉매튜브에 간단하게 삽입하여 설치할 있는 팽창장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an expansion device that is simple in structure and small in size, which can simplify the structure of an air conditioner and can be simply inserted into a liquid refrigerant tube and installed.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 팽창장치는,냉난방 겸용 공기조화장치의 실내열교환기에서 실외열교환기로 또는 실외열교환기에서 실내열교환기로 흐르는 냉매의 양방향 흐름을 제어하기 위한 직선형 오리피스홀을 갖는 숏튜브를 구비한다. 이 숏튜브는 실내열교환기와 실외열교환기 사이의 냉매순환관에 내장되 도록 설치될 수 있다. 숏튜브의 양측 일정 위치에는 냉매의 유량 조절을 위한 한 쌍의 바이패스홀이 오리피스홀에 대하여 수직한 방향으로 관통하도록 형성된다. 또한, 오리피스홀의 양측에는 오리피스홀로의 냉매의 흐름을 안정적으로 유도하기 위하여 냉매의 흐름방향을 따라 직경이 점점 작아지도록 형성되는 원추형 안내부가 각각 구비된다.The expansion device according to the present invention for achieving the above object, a short having a straight orifice hole for controlling the bi-directional flow of the refrigerant flowing from the indoor heat exchanger to the outdoor heat exchanger or the outdoor heat exchanger to the indoor heat exchanger of the combined air-conditioning device With a tube. The short tube may be installed to be embedded in the refrigerant circulation pipe between the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger. At a predetermined position on both sides of the shot tube, a pair of bypass holes for adjusting the flow rate of the refrigerant are formed to penetrate in a direction perpendicular to the orifice hole. In addition, each side of the orifice hole is provided with conical guides each formed to have a smaller diameter along the flow direction of the refrigerant in order to stably guide the flow of the refrigerant to the orifice hole.
여기서, 숏튜브의 길이(L)와 오리피스홀의 직경(D)의 비(L/D)는 5∼30의 범위 내에서 설정되며, 원추형 안내부의 깊이(CL)는 상기 L/D가 5∼10일 때 0.25∼0.5, 상기 L/D가 10∼20일 때 0.5∼1.0, 그리고, 상기 L/D가 20∼30일 때 1.0∼2.0로 설정됨이 바람직하다.Here, the ratio L / D of the length L of the short tube to the diameter D of the orifice hole is set within a range of 5 to 30, and the depth CL of the conical guide portion is 5 to 10. Is preferably 0.25 to 0.5, 0.5 to 1.0 when the L / D is 10 to 20, and 1.0 to 2.0 when the L / D is 20 to 30.
그리고, 바이패스홀의 직경(DB)은 오리피스홀에서의 압력강하보다 더 큰 압력강하를 얻기 위하여 오리피스홀의 직경(D)보다 작거나 같은 크기로 설정됨이 바람직하다. 바람직한 D/DB는 1∼6의 범위를 갖는다. 또한, 냉방모드에서 난방모드로의 전환시 최적화의 성능을 발휘하는 냉매유량은 달라지게 되는데, 이는 바이패스홀의 직경(DB)을 서로 다르게 함으로써 유량 제어를 다르게 할 수 있다.In addition, the diameter DB of the bypass hole is preferably set to be smaller than or equal to the diameter D of the orifice hole in order to obtain a pressure drop larger than the pressure drop in the orifice hole. Preferred D / DB has a range of 1-6. In addition, the coolant flow rate that performs the optimization performance when switching from the cooling mode to the heating mode is different, which can be changed by controlling the flow rate of the bypass hole (DB) different.
한편, 숏튜브는 그의 중앙에 돌설된 환상의 돌기부가 서로 분리된 실내열교환기측 냉매순환관과 실외열교환기측 냉매순환관이 결합되는 것에 의해 각 냉매순환관의 턱부에 끼여 지지되는 상태로 냉매순환관에 내장되며, 상기 돌기부의 전후면과 상기 각 냉매순환관의 턱부 사이에는 기밀유지를 위한 O-링이 개재된다.On the other hand, the shot tube is a refrigerant circulation tube in the state that is held in the jaw portion of each refrigerant circulation tube by the combination of the indoor heat exchanger-side refrigerant circulation tube and the outdoor heat exchanger-side refrigerant circulation tube is separated from each other the annular projection protruding in the center thereof It is embedded in, between the front and rear surfaces of the projections and the jaw portion of each of the refrigerant circulation pipe is interposed O-ring for airtight.
여기서, 상기 실내열교환기측 냉매순환관과 상기 실외열교환기측 냉매순환관의 결합부에는 서로 대응하는 나사부가 형성되어 나사결합방식에 의해 각 냉매순환 관이 결합된다.Here, the coupling portions of the indoor heat exchanger side refrigerant circulation tube and the outdoor heat exchanger side refrigerant circulation tube are formed with screw portions corresponding to each other, and each refrigerant circulation tube is coupled by a screw coupling method.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 팽창장치가 적용된 냉난방 겸용 공기조화장치의 냉동사이클을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 팽창장치의 구성 및 작용을 설명하기 위한 단면도이다. 참고로 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 냉동시스템의 기본 구조를 이루는 구성요소에 대해서는 종래와 동일한 부호를 부여하여 인용한다.2 is a view showing a refrigeration cycle of a combined air-conditioning and air conditioning apparatus is applied according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view for explaining the configuration and operation of the expansion device according to an embodiment of the present invention. to be. For reference, in describing the embodiments of the present invention, the components constituting the basic structure of the refrigeration system are referred to by the same reference numerals as in the prior art.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 팽창장치(10)는 냉동사이클의 실내측열교환기(3)과 실외측열교환기(4) 사이의 냉매순환관(20)에 내장되도록 설치된다. 도면에서는 설명의 편의를 위하여 팽창장치를 확대하여 도시하고 있으나, 팽창장치는 그 사이즈가 작기 때문에, 도 3에서 보는 바와 같이, 냉매순환관(20)의 내부에 내장될 수 있다. 즉 별도의 설치공간을 차지하지 않고 냉매순환관(20)의 내부에 간단하게 설치할 수 있다.As shown in FIG. 2, the
도 3에서 보는 바와 같이, 상기와 같이 설치되는 본 발명에 의한 팽창장치(10)는 숏튜브(11)를 구비한다. 상기 숏튜브(11)는 그의 중앙부에 형성된 환상의 돌기부(12)가 서로 분리된 실내열교환기측 냉매순환관(21)과 실외열교환기측 냉매순환관(22)이 서로 결합되는 것에 의해 그의 턱부(21a)(22a)에 지지되는 상태로 냉매순환관(20)에 설치된다. 상기 실내열교환기측 냉매순환관(21)과 실외열교환기측 냉매순환관(22)은 그 결합부에 서로 대응되게 형성된 나사부에 의한 나사결합방식으로 조립 및 분리가 가능하도록 결합된다. 그리고, 상기 숏튜브(11)의 돌기 부(12) 전후면과 상기 실내열교환기측 냉매순환관(21) 및 실외열교환기측 냉매순환관(22)의 턱부(21a)(22a)와의 사이에는 기밀유지를 위한 O-링(30)이 개재된다.As shown in Figure 3, the
또한, 상기 숏튜브(11)는 상기 실내열교환기(3)에서 실외열교환기(4)로, 또는 실외열교환기(4)에서 실내열교환기(3)로 흐르는 냉매의 양방향 흐름을 제어하기 위하여 그 내부에 길이 방향으로 관통하도록 형성되는 직선형의 오리피스홀(13)을 구비한다. 이에 의해 냉매는 냉방시 도 3의 실선 화살표방향으로 흐를 수 있고, 난방시 점선 화살표방향으로 원활히 흐를 수 있으며, 따라서, 종래와 같은 별도의 첵밸브를 사용하지 않고 숏튜브 하나만으로 냉매의 양방향 흐름을 제어할 수 있다. 즉, 팽창장치의 구조적인 단순화를 도모할 수 있는 것이다.In addition, the
또한, 상기 숏튜브(11)는 그의 양측 일정 위치에 상기 오리피스홀(13)을 수직한 방향으로 관통하도록 형성되는 한 쌍의 바이패스홀(14)(14')을 구비한다. 이 바이패스홀(14)(14')은 오리피스홀(13)을 따라 흐르는 냉매의 유량을 조절하는 역할을 한다. 즉, 종래 일반적인 모세관이 가지는 단점인 유량 조절의 어려움을 상기한 바와 같은 바이패스홀(14)(14')을 구비시킴으로써 냉매의 유량을 조절할 수 있도록 한 것인 바, 이에 의해 저렴하면서도 어느정도의 유량 조절이 가능한 냉난방 겸용 공기조화장치의 팽창장치를 구성할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 숏튜브(11)는 오리피스홀(13)의 양측에 냉매의 흐름방향을 따라 직경이 점점 작아지도록 형성되어 오리피스홀(13)로의 냉매의 흐름을 안정적으로 유도하는 테이퍼 형상의 원추형 안내부(15)(15')를 구비한다. 이에 의해 오리피스홀(13)로 유입되는 냉매의 로스를 줄일 수 있으며, 따라서 냉매 흐름량이 상승될 수 있다.In addition, the
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 팽창장치에서 시스템의 성능을 만족시키기 위한 설계인자로는, 숏튜브의 길이(L), 오리피스홀의 직경(D), 바이패스홀의 직경(DB), 숏튜브의 단부에서부터 바이패스홀까지의 거리(LB) 및 원추형 안내부의 깊이(CL) 등이 있는 바, 쿨링 모드일 때를 기준으로 각 설계인자의 바람직한 조건 및 역할을 살펴보면 다음과 같다.As a design factor for satisfying the performance of the system in the expansion device according to the present invention as described above, the length of the short tube (L), the diameter of the orifice hole (D), the diameter of the bypass hole (DB), The distance (LB) from the end to the bypass hole and the depth (CL) of the conical guide, and the like, the conditions and the role of each design factor with respect to the cooling mode as follows.
우선, 숏튜브의 길이(L)와 오리피스홀의 직경(D)과의 상관관계를 보면, 숏튜브의 길이 L과 오리피스홀의 직경 D의 비인 L/D를 너무 작게 설계하면 성능 확보에 필요한 충분요소인 쵸킹(Choking)이 발생하지 않아 성능이 떨어지고, L/D를 너무 크게 설계하면 과다한 압력강하로 냉매 흐름량이 감소한다. 따라서 적절한 범위의 설정이 중요한 바, 실험에 의하면, 상기 L/D는 5<L/D<30 범위내에서 설정되는 경우가 양호한 효과를 얻을 수 있었다.First of all, the correlation between the length L of the short tube and the diameter D of the orifice hole shows that if L / D, which is a ratio of the length L of the short tube to the diameter D of the orifice hole, is too small, it is sufficient to secure the performance. No choking occurs, resulting in poor performance, and too large L / D design reduces refrigerant flow due to excessive pressure drop. Therefore, the setting of the appropriate range is important. According to the experiment, the L / D was set within the range of 5 <L / D <30, and a good effect was obtained.
다음, 상기 바이패스홀(14)(14')은 팽창기 입구압력(응축압력) 변화시 내부압력과 증발점의 위치를 유동적으로 변화시켜 바이패스홀을 가지지 않는 숏튜브에 비해 유량변화를 크게 하는 역할을 하게 되는 바, 이 때, 오리피스홀에서의 압력강하보다 더 큰 압력강하를 얻기 위해 바이패스홀의 직경(DB)은 오리피스홀의 직경(D)보다 작거나 같게 설정되는 것이 바람직하다. 오리피스홀의 직경(D)과 바이패스홀의 직경(DB)의 비(D/DB)는 1∼6의 범위를 갖는 것이 좋다.Next, the bypass holes 14 and 14 'fluidly change the position of the internal pressure and the evaporation point when the inflator inlet pressure (condensation pressure) changes, thereby increasing the flow rate change in comparison with the short tube having no bypass hole. In this case, the diameter DB of the bypass hole is preferably set smaller than or equal to the diameter D of the orifice hole in order to obtain a pressure drop larger than the pressure drop in the orifice hole. The ratio (D / DB) of the diameter (D) of the orifice hole and the diameter (DB) of the bypass hole is preferably in the range of 1 to 6.
다음, 원추형 안내부(15)(15')는 오리피스홀(13) 입구부의 냉매 흐름을 부드럽게 인도하여 입구부 로스를 줄이는 역할을 하는 바, 이 때, 숏튜브 출구의 안내 부(15')는 냉매 흐름량에 거의 영향을 미치지 않으나, 난방모드가 되면 냉매 흐름이 반대 방향으로 되므로 냉방모드시 출구부가 난방모드시 입구부가 되어 안내부가 필요하게 된다. 여기서, 원추형 안내부(15)(15')의 깊이(CL)는 상기한 L/D에 따라 요구깊이가 달라지는데, 5<L/D<10일 때는 0.25<CL<0.5, 10<L/D<20일 때는 0.5<CL<1.0, 그리고, 20<L/D<30일 때는 1.0<CL<2.0 범위 내에서 설정됨이 바람직하다. 즉, 상기와 같은 조건의 범위 내에서 CL이 설정되어야만 과도한 냉매 흐름으로 인한 증발압력의 상승을 방지할 수 있다.Next, the conical guides (15, 15 ') serves to reduce the inlet loss by gently guiding the refrigerant flow in the inlet of the orifice hole (13), at this time, the guide 15' of the short tube outlet It hardly affects the amount of refrigerant flow, but when the heating mode is the refrigerant flow in the opposite direction, the outlet part in the cooling mode is the inlet part in the heating mode, the guide is required. Here, the depth CL of the conical guides 15 and 15 'varies depending on the L / D described above, but when 5 <L / D <10, 0.25 <CL <0.5, 10 <L / D It is preferable to set within a range of 0.5 <CL <1.0 when <20, and 1.0 <CL <2.0 when 20 <L / D <30. That is, CL must be set within the range of the above conditions to prevent an increase in the evaporation pressure due to excessive refrigerant flow.
한편, 도시예에서는 숏튜브의 바이패스홀이나 원추형 안내부가 좌우 대칭으로 이루어지는 예를 도시하고 있으나, 이는 반드시 대칭으로 설계할 필요는 없다. 부연하면, 기후조건에 따라 증발기(실내열교환기)와 응축기(실외열교환기)의 사이즈가 서로 달라 각 열교환기에 걸리는 부하가 다르므로 최적의 조건에 맞는 설계인자는 달라지게 된다. 즉, 입구부측의 CL, DB, LB와 출구부측의 CL, DB, LB는 달라질 수 있다.On the other hand, in the illustrative example, but the bypass hole or the conical guide portion of the shot tube is shown an example of symmetry, it is not necessary to design symmetrically. In other words, since the sizes of the evaporator (indoor heat exchanger) and the condenser (outdoor heat exchanger) are different from each other according to climatic conditions, the load on each heat exchanger is different, and thus the design factors for the optimum conditions will be different. That is, CL, DB, LB on the inlet side and CL, DB, LB on the outlet side may vary.
본 발명에 의한 팽창장치의 또 다른 특징은 숏튜브 전체의 사이즈가 기존의 팽창밸브에 비해 상당히 작으므로 증발기와 응축기 사이의 액냉매 튜브나 증발기 입구측 액냉매 튜브에 스위블 너트 등의 체결방법을 이용하여 간단하게 삽입할 수 있고 쉽게 교체가 가능하다는 것이다. Another characteristic of the expansion device according to the present invention is that the overall size of the shot tube is considerably smaller than the conventional expansion valve, so that the method of fastening a swivel nut or the like between the liquid refrigerant tube between the evaporator and the condenser or the liquid refrigerant tube at the inlet side of the evaporator is used. It can be simply inserted and easily replaced.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 팽창장치는 앞서도 언급한 바와 같이, 냉동사이클의 실내열교환기와 실외열교환기 사이에 배치되어 냉동사이클을 순환하는 냉매의 유량 및 압력 평형을 조절하는 역할을 한다. 냉방운전시 냉매는 도 2에 서 실선 화살표 방향으로 순환하게 되며, 난방운전시에는 점선 화살표 방향으로 순환하게 된다. 어느 경우나 냉매는 팽창장치(10)의 오리피스홀(13)을 통과하면서 감압되어 압력 평형을 유지하게 되고, 또 양측의 바이패스홀(14)(14')의 작용에 의해 그 유량이 조절되게 된다. 아울러 원추형 안내부(15)(15')에 의해 냉매는 부드러우면서도 안정되게 오리피스홀로 유동하게 되므로, 냉매 흐름량을 크게 유지시킬 수 있다.As described above, the expansion device according to the present invention is disposed between the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger of the refrigeration cycle and serves to adjust the flow rate and pressure balance of the refrigerant circulating in the refrigeration cycle. In the cooling operation, the refrigerant circulates in the solid arrow direction in FIG. 2, and in the heating operation, the refrigerant circulates in the dotted arrow direction. In any case, the refrigerant is decompressed while passing through the
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 숏튜브가 직선형 오리피스홀을 가지기 때문에, 냉매의 양방향 흐름 제어가 가능하다. 따라서 종래와 같은 별도의 첵밸브를 사용할 필요없이 숏튜브 하나만으로 구성이 가능하므로, 구조적인 단순화 및 비용 절감을 도모할 수 있다.According to the present invention as described above, since the short tube has a straight orifice hole, it is possible to control the flow of the refrigerant in both directions. Therefore, since it is possible to configure only one short tube without using a separate check valve as in the prior art, it is possible to simplify the structure and reduce the cost.
또한, 본 발명에 의한 팽창장치는 숏튜브의 전체 사이즈가 기존의 팽창밸브 등에 비해 현저하게 작기 때문에, 액냉매 튜브에 간단하게 내장시킬 수 있는 등 별도의 설치공간을 차지하지 않는다고 하는 장점이 있으며, 또한 쉽게 교체할 수 있는 등 작업공수가 감소한다고 하는 장점이 있다.In addition, the expansion device according to the present invention has the advantage that the total size of the shot tube is significantly smaller than the conventional expansion valve, etc., it does not occupy a separate installation space, such as can be easily embedded in the liquid refrigerant tube, In addition, there is an advantage that the work maneuver such as easy replacement.
무엇보다도, 본 발명에 의한 팽창장치는 공기조화장치에 일반적으로 사용되는 기존의 과열도 제어식 팽창밸브에 비해 성능이 크게 떨어지지 않으면서도 저가로 구성할 수 있다는 장점이 있다. 따라서, 인버터형 냉동시스템이나 가변용량 압축기가 장착된 자동차용 공조기 등에 과열도 제어식 팽창밸브를 대신하여 저가로 구성할 수 있다. First of all, the expansion device according to the present invention has an advantage that it can be configured at low cost without significantly reducing the performance compared to the conventional superheat-controlled expansion valve generally used in the air conditioner. Therefore, it can be configured at low cost in place of an overheating-controlled expansion valve for an automobile air conditioner or the like equipped with an inverter type refrigeration system or a variable capacity compressor.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고, 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이며, 그와 같은 변형은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.Although the preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention is not limited to the above-described claims, and is generally used in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention. Anyone skilled in the art can make various modifications, as well as such modifications that fall within the scope of the claims.
Claims (5)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020010012167A KR100697675B1 (en) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | Expansion device |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020010012167A KR100697675B1 (en) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | Expansion device |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR20020072347A KR20020072347A (en) | 2002-09-14 |
| KR100697675B1 true KR100697675B1 (en) | 2007-03-20 |
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ID=27696887
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11454427B2 (en) | 2018-08-13 | 2022-09-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Air conditioner |
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| US5085058A (en) * | 1990-07-18 | 1992-02-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Bi-flow expansion device |
| KR950003810A (en) * | 1993-07-08 | 1995-02-17 | 박희석 | Hammering force measuring device |
| KR0151470B1 (en) * | 1995-12-27 | 1998-11-02 | 정몽원 | Airconditioner |
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2001
- 2001-03-09 KR KR1020010012167A patent/KR100697675B1/en active IP Right Grant
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|---|---|
| KR20020072347A (en) | 2002-09-14 |
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