KR101794757B1 - 이젝터 및 이를 구비한 냉동사이클 장치 - Google Patents

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강수진
양동근
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Abstract

본 발명은 이젝터 및 이를 구비한 냉동사이클 장치에 관한 것이다. 본 발명의 이젝터는, 에 관한 것으로서, 고압냉매 및 저압냉매가 흡입되는 흡입부 및 상기 흡입부의 일 측에 상기 고압냉매 및 저압냉매가 혼합되는 혼합부를 구비한 이젝터 바디; 상기 흡입부의 내부에 이동 가능하게 구비되고 상기 고압냉매가 분사되는 노즐; 상기 노즐의 단부에 삽입되어 상기 노즐의 유동단면적을 조절하는 니들; 및 상기 노즐을 상기 혼합부 및 상기 니들에 대해 상대 이동되게 상기 노즐을 구동시키는 노즐구동부;를 구비하여 구성된다. 이에 의해, 고압냉매의 유로 및 저압냉매의 유로의 유동단면적을 각각 조절할 수 있어 운전 효율이 제고될 수 있다.

Description

이젝터 및 이를 구비한 냉동사이클 장치{EJECTOR AND REFRIGERATION CYCLE APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은, 이젝터 및 이를 구비한 냉동사이클 장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 냉동사이클 장치는, 냉매를 압축하는 압축기, 압축된 냉매가 냉각되는 고압측 열교환기, 냉매가 감압 및 팽창되는 팽창장치 및 냉매가 주위의 잠열을 흡수하여 증발하는 증발기를 구비하여 구성된다.
이러한 냉동사이클 장치 중 일부에는, 고압측 열교환기와 증발기에 각각 연결되는 이젝터가 구비된다.
냉동사이클에 사용되는 이젝터는, 등엔트로피 과정으로, 고압의 냉매(주 유동)를 팽창시켜 팽창과정에서의 손실을 없애고, 증발기의 출구에서 나오는 저압냉매(흡입유동)의 압력을 증가시켜 시스템의 전력소비를 줄일 수 있는 효과를 제공한다.
그런데 이러한 종래의 이젝터 및 이를 구비한 냉동사이클 장치에 있어서는, 노즐을 통과하는 냉매 유량은 노즐 목(유출측 단부)의 단면적(직경(내경))에 비례하므로, 제조 시에 노즐의 목의 직경(내경)의 치수의 엄격한 관리가 요구된다.
보다 구체적으로, 상기 노즐 목의 직경은 수 십 미크론(㎛)의 공차를 구비하게 엄격한 치수 관리가 요구되므로, 가공 및 제조가 용이하지 아니하다고 하는 문제점이 있다.
또한, 노즐의 유동단면적을 엄격한 치수 관리를 통해 제조함에도 불구하고, 열부하의 변동 등 압력조건이 변화되는 경우, 팽창 부족 또는 과팽창이 발생되어 효율이 저하된다고 하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 고려하여, 일부에서는 노즐에 대해 니들을 상대 이동시켜 노즐의 목 직경(유출측 단부의 단면적)의 크기를 조절하는 가동 가능한 니들을 구비한 이젝터가 제안되어 있다.
그런데 이러한 가동 가능한 니들을 구비한 이젝터 및 이를 구비한 냉동사이클 장치에 있어서는, 노즐이 고정되어 있으므로, 이젝터의 효율에 관계되는 인자 중 노즐 목 직경 직경을 조절할 수 있을 뿐이고, 노즐의 외 측에 형성되는 저압냉매의 유로의 직경 및 노즐과 흡입부 사이의 거리는 조절할 수 없다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은, 고압냉매의 유로의 유동단면적 및 저압냉매의 유로의 유동단면적을 조절할 수 있는 이젝터 및 이를 구비한 냉동사이클 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 노즐과 혼합부의 간격을 조절할 수 있는 이젝터 및 이를 구비한 냉동사이클 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 노즐 및 니들을 각각 구동할 수 있는 이젝터 및 이를 구비한 냉동사이클 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 고압냉매 및 저압냉매가 흡입되는 흡입부 및 상기 흡입부의 일 측에 상기 고압냉매 및 저압냉매가 혼합되는 혼합부를 구비한 이젝터 바디; 상기 흡입부의 내부에 이동 가능하게 구비되고 상기 고압냉매가 분사되는 노즐; 상기 노즐의 단부에 삽입되어 상기 노즐의 유동단면적을 조절하는 니들; 및 상기 노즐을 상기 혼합부 및 상기 니들에 대해 상대 이동되게 상기 노즐을 구동시키는 노즐구동부;를 포함하는 이젝터를 제공한다.
실시예에 있어서, 상기 니들은 상기 노즐측을 향해 점진적으로 외폭이 감소되는 테이퍼구간을 구비하여 구성될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 니들은 상기 혼합부의 내부에 배치되게 구성될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 혼합부에는 상기 니들을 지지하는 니들지지부가 구비될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 노즐구동부는, 상기 노즐에 형성되는 수나사부; 상기 이젝터 바디에 구비되고 상기 수나사부와 나사결합되는 암나사부; 및 상기 노즐을 회전시키는 노즐구동모터;를 구비하여 구성될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 흡입부에는 상기 반경방향을 따라 돌출되어 상기 흡입부의 내부공간을 고압냉매흡입부 및 저압냉매흡입부로 구획하는 구획부가 구비될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 노즐은 내부의 유동단면적이 점진적으로 감소하는 테이퍼구간을 구비할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 구획부에는 상기 노즐이 상대 운동 가능하게 삽입되는 삽입공이 구비될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 암나사부는 상기 삽입공의 내경면에 형성될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 고압냉매흡입부에는 상기 고압냉매가 흡입되는 고압냉매흡입구가 구비될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 저압냉매흡입부에는 상기 저압냉매가 흡입되는 저압냉매흡입구가 구비될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 노즐은 상기 고압냉매가 흡입될 수 있게 일 측이 상기 고압냉매흡입부와 연통되게 배치될 수 있다.
상기 노즐은 내부에 상기 고압냉매기 유입될 수 있게 유입측 단부는 상기 고압냉매흡입부와 상호 연통되게 배치될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 이젝터 바디는 상기 혼합부의 일 측에 유동단면적이 점진적으로 증가하게 형성되는 디퓨저;를 더 구비하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기에 연결되어 고압의 냉매를 냉각시키는 고압측 열교환기; 상기 압축기에 연결되고 내부에 냉매가 기상 및 액상으로 분리되는 기액 분리기; 상기 기액 분리기에 연결되고 냉매가 주위의 잠열을 흡수하여 증발하는 증발기; 일 측은 상기 고압측 열교환기와 연결되고 타 측은 상기 증발기와 연결되는 상기 이젝터;를 포함하는 이젝터를 구비한 냉동사이클 장치가 제공된다.
실시예에 있어서, 상기 이젝터를 구비한 냉동사이클 장치는, 상기 증발기와 상기 기액 분리기 사이에 구비되어 유로의 유동단면적을 조절하는 스로틀 밸브;를 더 포함할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 이젝터를 구비한 냉동사이클 장치는, 운전모드를 선택하는 운전모드선택부; 및 상기 운전모드선택부에 의해 선택된 운전모드에 기초하여 상기 노즐구동부를 제어하는 제어부;를 포함하여 구성될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 제어부는 냉매의 압축비가 증가되면 상기 노즐의 유출측 단부의 직경(냉매의 유동단면적)이 감소되게 상기 노즐구동부를 제어할 수 있게 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 분야에 따르면, 고압냉매 및 저압냉매가 흡입되는 흡입부 및 상기 흡입부의 일 측에 상기 고압냉매 및 저압냉매가 혼합되는 혼합부를 구비한 이젝터 바디; 상기 흡입부의 내부에 이동 가능하게 구비되고 상기 고압냉매가 분사되는 노즐; 상기 노즐의 단부에 삽입되어 상기 노즐의 유동단면적을 조절하는 니들; 상기 노즐을 상기 혼합부에 대해 상대 이동되게 상기 노즐을 구동시키는 노즐구동부; 및 상기 니들을 상기 혼합부에 대해 상대 이동되게 상기 니들을 구동시키는 니들구동부;를 포함하는 이젝터가 제공된다.
실시예에 있어서, 상기 흡입부 및 노즐은 상기 고압냉매의 유출방향을 따라 점진적으로 유동단면적이 감소되는 테이퍼구간을 각각 구비하여 구성될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 니들은 상기 혼합부에 구비되고, 상기 노즐을 향해 점진적으로 외폭이 감소되는 테이퍼구간을 구비하게 형성될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 흡입부에는 상기 반경방향을 따라 돌출되어 상기 흡입부의 내부공간을 고압냉매흡입부 및 저압냉매흡입부로 구획하는 구획부가 구비될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 구획부에는 상기 노즐이 상대 운동 가능하게 삽입되는 삽입공이 구비되고, 상기 노즐은 내부에 상기 고압냉매가 유입될 수 있게 상기 고압냉매흡입부와 연통되게 상기 삽입공에 삽입되게 구성될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 노즐구동부는, 상기 노즐의 외면에 형성되는 수나사부, 상기 삽입공의 내면에 구비되고 상기 수나사부와 나사결합되는 암나사부, 및 상기 노즐을 회전구동시키는 노즐구동모터를 구비하여 구성될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 니들구동부는, 상기 니들의 이동방향을 따라 배치되는 리드스크류, 상기 리드스크류에 나사결합되는 암나사부, 상기 리드스크류를 회전 구동시키는 니들구동모터를 구비하여 구성될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 니들구동부는 상기 암나사부와 상기 니들을 연결하여 동력을 전달하는 동력전달부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기에 연결되어 고압의 냉매를 냉각시키는 고압측 열교환기; 상기 압축기에 연결되고 내부에 냉매가 기상 및 액상으로 분리되는 기액 분리기; 상기 기액 분리기에 연결되고 냉매가 주위의 잠열을 흡수하여 증발하는 증발기; 일 측은 상기 고압측 열교환기와 연결되고 타 측은 상기 증발기와 연결되는 상기 이젝터;를 포함하는 이젝터를 구비한 냉동사이클 장치가 제공된다.
실시예에 있어서, 상기 이젝터를 구비한 냉동사이클 장치는, 상기 증발기와 상기 기액 분리기 사이에 구비되어 유로의 단면적을 조절하는 스로틀 밸브;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 이젝터를 구비한 냉동사이클 장치는, 운전모드를 선택하는 운전모드선택부; 및 상기 운전모드선택부에 의해 선택된 운전모드에 기초하여 상기 노즐구동부 및 상기 니들구동부를 제어하는 제어부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 제어부는, 냉매의 압축비가 증가되면 상기 노즐이 상기 혼합부측으로 이동되게 상기 노즐구동부를 제어하고, 상기 노즐의 유출측 단부의 직경이 감소되게 상기 니들이 이동될 수 있게 상기 니들구동부를 제어하게 구성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이젝터 바디의 내부에 상대 이동 가능하게 구비되는 노즐 및 상기 노즐을 혼합부 및 니들에 대해 상대 이동되게 구동시키는 노즐구동부를 구비함으로써, 고압냉매의 유로의 유동단면적 및 저압냉매의 유로의 유동단면적을 각각 조절할 수 있다. 이에 의해, 운전 효율이 제고될 수 있다.
또한, 노즐과 혼합부의 간격을 조절할 수 있다.
또한, 노즐 및 니들을 각각 독립적으로 구동할 수 있어 노즐의 유동단면적, 저압냉매의 유로의 유동단면적, 노즐과 혼합부의 간격을 각각 조절할 수 있어 이젝터의 공용화가 가능하다.
이에 따라, 이젝터의 제작을 위한 금형, 가공 설비 및 제조 설비를 공유할 수 있다.
또한, 이젝터의 생산 시간을 단축할 수 있고, 이젝터의 제조 비용을 저감할 수 있다.
또한, 운전 중 열부하 변동에 대응하여 노즐의 유동단면적, 저압냉매의 유로의 유동단면적 및 노즐과 혼합부의 간격을 각각 적절하게 조절할 수 있어 운전 효율이 제고될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이젝터를 구비한 냉동사이클 장치의 구성도,
도 2는 도 1의 이젝터의 확대도,
도 3은 도 2의 이젝터의 요부확대도,
도 4는 도 3의 노즐의 단부영역의 부분절결사시도,
도 5는 도 2의 니들지지부의 단면도,
도 6은 도 5의 니들지지부의 변형례,
도 7은 도 2의 노즐의 제1위치를 도시한 도면,
도 8은 도 2의 노즐의 제2위치를 도시한 도면,
도 9는 도 2의 노즐의 제3위치를 도시한 도면,
도 10은 도 1의 냉동사이클의 압력-엔탈피 선도,
도 11은 도 1의 냉동사이클 장치의 제어블록도,
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이젝터를 구비한 냉동사이클 장치의 구성도,
도 13은 도 12의 이젝터의 확대도,
도 14는 도 13의 니들지지부의 확대도,
도 15는 도 13의 니들구동부의 확대도,
도 16은 도 13의 노즐의 제1위치 및 니들의 제1위치를 도시한 도면,
도 17은 도 16의 노즐의 제1위치 및 니들의 제2위치를 도시한 도면,
도 18은 도 13의 노즐의 제2위치 및 니들의 제3위치를 도시한 도면,'
도 19는 도 18의 노즐의 제2위치 및 니들의 제4위치를 도시한 도면,
도 20은 도 13의 노즐의 제3위치 및 니들의 제5위치를 도시한 도면,
도 21은 도 20의 노즐의 제3위치 및 니들의 제6위치를 도시한 도면,
도 22는 도 12의 냉동사이클 장치의 제어블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명한다. 본 명세서는, 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이젝터를 구비한 냉동사이클 장치는, 냉매를 압축하는 압축기(110); 상기 압축기(110)에 연결되어 고압의 냉매를 냉각시키는 고압측 열교환기(120); 상기 압축기(110)에 연결되고 내부에 냉매가 기상 및 액상으로 분리되는 기액 분리기(130); 상기 기액 분리기(130)에 연결되고 냉매가 주위의 잠열을 흡수하여 증발하는 증발기(140); 및 일 측은 상기 고압측 열교환기(120)와 연결되고 타 측은 상기 증발기(140)와 연결되는 이젝터(200);를 구비하여 구성될 수 있다.
압축기(110)는 상대적으로 낮은 온도 및 압력의 기체상태의 냉매를 흡입 및 압축하여 온도 및 압력이 상승된 고온 고압의 냉매를 토출할 수 있다.
상기 압축기(110)의 흡입측에는 상기 기액 분리기(130)가 연결될 수 있다.
상기 기액 분리기(130)는, 예를 들면, 밀폐용기(131)와, 상기 밀페용기(131)의 내부로 냉매가 유입되는 유입부(133)와, 상기 밀폐용기(131)의 내부의 기체상태의 냉매가 유출되는 제1유출부(135) 및 상기 밀폐용기(131)의 내부의 액상의 냉매가 유출되는 제2유출부(137)를 구비할 수 있다.
상기 유입부(133)는 상기 이젝터(200)와 연통되게 연결될 수 있다.
이에 의해, 상기 이젝터(200)로부터 유출된, 기, 액이 혼합된 2 상(2 phases)의 냉매가 상기 밀폐용기(131)의 내부로 유입될 수 있다.
상기 밀폐용기(131)의 내부에서 냉매는 기체와 액체로 분리될 수 있다.
상기 밀폐용기(131)의 내부의 기체 상태의 냉매는 상기 밀폐용기(131)의 내부 상부에 배치되고, 상기 밀폐용기(131)의 내부의 액체 상태의 냉매는 상기 밀폐용기(131)의 저부에 배치될 수 있다.
상기 제1유출부(135)는 상기 압축기(110)와 연결될 수 있다.
이에 의해, 상기 압축기(110)의 내부로 기체 상태의 냉매가 흡입될 수 있다.
상기 제2유출부(137)는 상기 증발기(140)와 연결될 수 있다.
상기 증발기(140)와 상기 기액 분리기(130) 사이에는, 예를 들면, 액체 냉매의 유동 단면적을 조절할 수 있게 스로틀 밸브(145)가 구비될 수 있다.
이에 의해, 상기 기액 분리기(130)의 액체상태의 냉매는 상기 스로틀 밸브(145)를 지나면서 감압 및 팽창될 수 있다.
상기 스로틀 밸브(145)를 지나면서 감압 및 팽창된 냉매는 상기 증발기(140)에서 주위의 잠열을 흡수하여 증발될 수 있다.
상기 압축기(110)의 토출측에는 상기 고압측 열교환기(120)가 연결될 수 있다.
한편, 상기 이젝터(200)는, 예를 들면, 고압냉매 및 저압냉매가 흡입되는 흡입부(212) 및 상기 흡입부(212)의 일 측에 상기 고압냉매 및 저압냉매가 혼합되는 혼합부(232)를 구비한 이젝터 바디(210); 상기 흡입부(212)의 내부에 이동 가능하게 구비되고 상기 고압냉매가 분사되는 노즐(250); 상기 노즐(250)의 단부에 삽입되어 상기 노즐(250)의 유동단면적을 조절하는 니들(260); 및 상기 노즐(250)을 상기 혼합부(232) 및 상기 니들(260)에 대해 상대 이동되게 상기 노즐(250)을 구동시키는 노즐구동부(290);를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 이젝터 바디(210)는 내부에 고압냉매 및 저압냉매가 흡입되는 흡입부(212)를 구비할 수 있다.
상기 흡입부(212)는, 상기 고압냉매의 토출방향을 따라 냉매의 유동단면적이 감소되는 테이퍼구간(214)을 구비할 수 있다.
상기 흡입부(212)의 테이퍼구간(214)의 일 측에는 상기 고압냉매 및 저압냉매가 혼합되는 혼합부(232)가 형성될 수 있다.
상기 혼합부(232)는, 예를 들면, 동일한 내경을 구비한 관(파이프) 형상을 구비할 수 있다.
상기 혼합부(232)의 일 측에는, 예를 들면, 냉매의 유동단면적이 점진적으로 증가할 수 있게 형성된 디퓨저(242)가 형성될 수 있다.
상기 혼합부(232)에서 상기 디퓨저(242)로 유입된 냉매는 속도는 감소되고 압력(정압)은 상승될 수 있다.
상기 흡입부(212)에는, 예를 들면, 내부 공간을 고압냉매흡입부(218) 및 저압냉매흡입부(220)로 구획하는 구획부(216)가 형성될 수 있다.
상기 고압냉매흡입부(218)에는 고압냉매가 흡입되는 고압냉매흡입구(219)가 형성될 수 있다.
상기 고압냉매흡입구(219)는 상기 고압측 열교환기(120)의 유출측과 연통되게 연결될 수 있다.
상기 저압냉매흡입부(220)에는 저압냉매가 흡입되는 저압냉매흡입구(222)가 형성될 수 있다.
상기 저압냉매흡입구(222)는 상기 증발기(140)의 유출측과 연통되게 연결될 수 있다.
상기 구획부(216)에는 상기 노즐(250)이 상대 운동 가능하게 삽입될 수 있게 삽입공(224)이 관통 형성될 수 있다.
상기 노즐(250)은, 상기 이젝터 바디(210)에 대해 상대 운동 가능하게 상기 이젝터 바디(210)의 내부에 구비될 수 있다.
상기 노즐(250)은, 예를 들면, 일정한 내경을 구비한 관 형상의 노즐바디(252)와, 상기 노즐바디(252)의 일 측에 냉매의 유동단면적이 점진적으로 감소될 수 있게 경사지게 형성된 테이퍼구간(254)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 노즐(250)의 테이퍼구간(254)의 단부에는 냉매의 유동단면적이 가장 작은 노즐(250)의 목이 형성될 수 있다.
이에 의해, 상기 노즐(250)을 통해 분사되는 고압냉매의 속도가 증가될 수 있다.
한편, 상기 노즐(250)의 유출측 단부에는 상기 노즐(250)의 목의 유동단면적을 조절할 수 있게 니들(260)이 삽입될 수 있다.
상기 니들(260)은, 예를 들면, 일정한 직경의 니들바디(262)와, 상기 니들바디(262)의 일 측에 점진적으로 외폭이 감소되게 형성되는 테이퍼구간(264)을 구비할 수 있다.
상기 니들(260)은, 예를 들면, 상기 혼합부(232)의 내부에 구비될 수 있다.
상기 니들(260)의 테이퍼구간(264)은, 예를 들면, 상기 노즐(250)의 유출측 단부의 내부에 삽입되고, 상기 니들바디(262)는 상기 혼합부(232)의 내부에 구비될 수 있다.
상기 혼합부(232)에는 상기 니들(260)을 고정 및 지지하는 니들지지부(270)가 마련될 수 있다.
상기 니들지지부(270)는, 예를 들면, 상기 혼합부(232) 및 상기 니들(260)을 관통하여 결합되는 니들고정핀(272)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 니들지지부(270)는, 예를 들면 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 니들고정핀(272)이 삽입 결합될 수 있게 상기 혼합부(232)에 관통 형성되는 니들고정핀결합부(274)를 구비할 수 있다.
상기 니들지지부(270)는, 예를 들면, 상기 니들고정핀(272)이 삽입될 수 있게 상기 니들(260)에 관통 형성되는 니들고정핀삽입부(276)를 구비할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 니들지지부(270)가 1개의 니들고정핀(272)을 구비하게 구성된 경우를 예시하고 있으나, 이는 예시일 뿐이고, 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 니들고정핀(272)을 구비하게 구성될 수도 있다. 또한, 니들고정핀(272)의 개수는 적절히 조절될 수 있다.
한편, 상기 노즐(250)은 상기 혼합부(232)와 간격 조절 가능하게 구성될 수 있다.
상기 노즐(250) 및 니들(260)은 미리 설정된 크기를 구비하게 각각 구성될 수 있다.
상기 노즐(250)은, 예를 들면, 복수의 위치 간을 이동 가능하게 구성될 수 있다.
상기 노즐(250)의 일 측에는 노즐구동부(290)가 구비될 수 있다.
상기 노즐구동부(290)는, 예를 들면 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 노즐(250)의 외면에 형성되는 수나사부(292), 상기 삽입공(224)의 내면에 구비되고 상기 수나사부(292)와 나사결합되는 암나사부(294), 및 상기 노즐(250)을 회전구동시키는 노즐구동모터(295)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 노즐구동부(290)는, 예를 들면, 내부에 수용공간을 형성하는 케이스(291)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 케이스(291)의 내부에는, 상기 노즐구동모터(295)가 구비될 수 있다.
상기 노즐(250)의 일 측에는 구동축(295)이 구비될 수 있다.
상기 구동축(295)은, 예를 들면, 일 단부는 상기 케이스(291)의 내부에 구비되고 타 단부는 상기 노즐(250)을 향해 외부로 돌출될 수 있다.
상기 구동축(295)에는, 예를 들면 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 노즐(250)의 단부에 연결되는 분기부(297)가 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 분기부(297)가 2개로 형성된 경우를 예시하고 있으나, 이는 예시일 뿐이고, 그 개수는 3개 또는 4개로 구성될 수도 있다.
상기 구동축(295)의 일 측에는 상기 구동축(295)을 회전 구동시키는 노즐구동모터(295)가 배치될 수 있다.
상기 구동축(295)과 상기 노즐구동모터(295) 사이에는 서로 동력전달 가능하게 맞물림되어 회전하는 복수의 동력전달기어(298)가 구비될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 노즐구동모터(295)와 상기 구동축(295) 사이에 복수의 동력전달기어가 구비된 경우를 예시하고 있으나, 상기 구동축(295)과 상기 노즐구동모터(295)의 회전축이 직접 연결되게 구성될 수도 있다.
한편, 상기 노즐(250)은, 예를 들면, 냉동사이클의 중요 인자인 압축비 조건에 따라 서로 다른 위치에 각각 배치되게 구성될 수 있다. 여기서, 상기 압축비는 증발압력에 대한 응축압력의 비(응축압력/증발압력)일 수 있다.
보다 구체적으로 예를 들면, 상기 압축비 조건을, 고압축비조건, 중압축비조건, 및 저압축비조건으로 구분할 경우, 상기 노즐(250)은 상기 고압축비조건 시 배치되는 제1위치, 상기 중압축비 조건시 위치되는 제2위치 및 상기 저압축비조건 시 배치되는 제3위치 간을 이동가능하게 구성될 수 있다.
여기서, 상기 이젝터의 효율은 높은 압축비 조건에서 노즐(250)의 목의 직경(D1)(유동단면적)이 작은 경우 증대될 수 있다.
또한, 상기 이젝터 효율은 상기 노즐(250)의 목의 직경(D1)이 작아지는 경우, 상기 노즐(250)의 외곽에 형성되는 저압냉매의 유로의 직경(D2)(유동단면적)도 비례적으로 작아지는 것이 바람직할 수 있다.
상기 노즐(250)의 목의 직경(D1)과 상기 노즐(250)의 외곽의 저압냉매의 유로의 직경(D2)은 양(+)의 상관관계를 가질 수 있다.
또한, 상기 고압축비 조건 시, 상기 노즐(250)의 단부와 상기 혼합부(232)의 간격(D3)은 상대적으로 작아지는 것이 미리 설정된 수준 이상의 이젝터 효율이 확보될 수 있어 바람직할 수 있다.
상기 노즐(250)의 제1위치(P1)는, 예를 들면 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1위치 내지 제3위치 중 상기 노즐(250)이 상기 혼합부(232)측으로 가장 근접되게 이동되게 설정된 위치일 수 있다.
상기 제2위치(P2)는, 예를 들면 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제1위치로부터 상기 흡입부(212)측으로 미리 설정된 간격(거리)으로 이동된 위치일 수 있다.
상기 제3위치(P3)는, 예를 들면 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제2위치로부터 상기 흡입부(212)측으로 미리 설정된 거리만큼 이동되게 설정된 위치일 수 있다.
이에 따라, 상기 노즐(250)의 목의 유동단면적은 상기 제1위치에서 가장 작게 형성되고, 제3위치에서 가장 크게 형성되며, 상기 제2위치는 제1위치와 제3위치 사이인 중간 크기로 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 노즐(250)이 3개의 위치로 이동 가능한 경우를 예시하고 있으나, 이는 예시일 뿐이며, 상기 노즐(250)의 위치의 개수는 4개 이상으로 더욱 세분화될 수 있다.
한편, 본 실시예의 이젝터를 구비한 냉동사이클 장치는, 예를 들면 도 11에 도시된 바와 같이, 압축비 조건에 따라 상기 노즐(250)의 위치를 제어할 수 있는 제어부(310)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제어부(310)에는, 예를 들면, 운전모드를 선택하는 운전모드선택부(315)가 통신 가능하게 연결될 수 있다.
상기 제어부(310)에는, 예를 들면, 상기 운전모드선택부(315)에 의해 선택된 운전모드에 따라 상기 노즐(250)을 미리 설정된 위치로 이동시킬 수 있도록 노즐구동부(290)가 제어가능하게 연결될 수 있다.
상기 운전모드는, 예를 들면, 압축비 또는 냉동 부하량에 기초하여 구분될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 압축비 또는 냉동 부하량이 상대적으로 큰 제1모드, 상기 제1모드에 비해 압축비 또는 냉동부하량이 작은 제3모드 및 냉동 부하량이 상기 제1모드와 제3모드의 사이(중간)인 제2모드를 포함할 수 있다.
상기 제어부(310)는, 예를 들면, 상기 제1모드 선택 시, 상기 노즐(250)이 상기 제1위치에 배치되게 상기 노즐구동부(290)를 제어하게 구성될 수 있다.
상기 제어부(310)는, 예를 들면, 상기 제2모드 선택 시, 상기 노즐(250)이 상기 제2위치에 배치되게 상기 노즐구동부(290)를 제어하게 구성될 수 있다.
상기 제어부(310)는, 예를 들면, 상기 제3모드 선택 시, 상기 노즐(250)이 상기 제3위치에 배치되게 상기 노즐구동부(290)를 제어하게 구성될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 도 1 및 도 10을 함께 참조하면, 상기 압축기(110)의 운전이 개시되면 상기 기액 분리기(130)의 기상의 저온 저압의 냉매(도 10의 상태 ①, 6G)를 흡입하여 압축하고, 압축된 고온 고압의 냉매를 토출할 수 있다(상태 ②).
상기 압축기(110)에서 토출된 냉매는 상기 고압측 열교환기(120)에서 방열되어 냉각될 수 있다(상태 ③).
상기 기액 분리기(130)의 액상의 냉매(상태 6L)는 상기 스로틀 밸브(145)를 경유하여 감압 및 팽창될 수 있다(상태 ⑦).
상기 스로틀 밸브(145)를 통과한 냉매는 상기 증발기(140)로 유입되어 주위의 잠열을 흡수하여 증발될 수 있다(상태 ⑧).
한편, 상기 운전모드선택부(315)를 통해 제1운전모드가 선택된 경우, 상기 제어부(310)는 상기 노즐구동부(290)를 제어하여 상기 노즐(250)이 제1위치에 위치되게 할 수 있다.
상기 고압측 열교환기(120)를 통과한 고압의 냉매는 상기 고압냉매유입구를 통해 상기 고압냉매흡입부(218)로 흡입될 수 있다.
상기 고압냉매흡입부(218)로 흡입된 냉매는 상기 노즐(250)의 내부를 경유하여 토출(감압 및 팽창)될 수 있다(상태 ④).
이때, 상기 노즐(250)은 상기 제1위치에 위치됨으로써, 상기 노즐(250)과 상기 니들(260) 사이에 형성되는 노즐(250)의 목의 직경(D1)(유동단면적)은 상대적으로 작은 크기를 가질 수 있다.
또한, 상기 저압냉매의 유로의 직경(유동단면적)(D2)의 크기도 상대적으로 작은 크기를 가질 수 있다.
또한, 상기 노즐(250)과 상기 혼합부(232)의 간격(D3)도 상대적으로 작은 간격을 유지할 수 있다.
이에 의해, 상기 노즐(250)을 통해 분사되는 고압냉매의 유량 및 저압냉매의 유량이 각각 감소되고, 팽창 부족 발생이 억제되어, 상기 이젝터의 효율이 제고될 수 있다.
상기 노즐(250)을 통과한 냉매는 감압 및 팽창되고(상태 ④), 상기 증발기(140)를 통과한 냉매는 상기 저압냉매흡입구(222)를 통해 상기 흡입부(212)의 내부로 흡입되어(상태 ⑨) 상기 노즐(250)을 통과한 냉매와 혼합되면서 감압 및 냉각될 수 있다(상태 ⑤).
상기 혼합부(232)의 내부의 냉매는 상기 디퓨저(242)로 유입되어 속도는 감소되고 압력은 상승될 수 있다(상태 ⑥).
상기 혼합부(232)의 냉매는 상기 유입부(133)를 통해 상기 기액 분리기(130)의 내부로 유입될 수 있다.
상기 기액 분리기(130)로 유입된 냉매는 기체상태의 냉매와 액체상태의 냉매로 분리되고, 각각 상기 제1유출부(135)를 통해 유출된 기체상태의 냉매는 상기 압축기(110)로 흡입 및 압축되어 토출되는 과정을 반복하고, 상기 제2유출부(137)를 통해 이동된 액체상태의 냉매는 상기 스로틀밸트를 지나면서 감압 팽창되고, 상기 증발기(140)에서 잠열을 흡수하여 증발되는 과정을 반복하게 된다.
본 실시예에서, 복수의 운전모드를 제1모드 내지 제3모드로 구분하고, 상기 노즐(250)이 상기 운전모드에 대응되게 제1위치 내지 제3위치를 이동되게 구성된 경우를 예시하고 있으나, 이는 예시에 불과하며, 운전모드의 수 및 그에 대응되는 노즐(250)의 위치는 적절히 조절될 수 있음은 물론이다.
이하, 도 12 내지 도 21을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다.
본 실시예의 이젝터를 구비한 냉동사이클 장치는, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하는 압축기(110); 상기 압축기(110)에 연결되어 고압의 냉매를 냉각시키는 고압측 열교환기(120); 상기 압축기(110)에 연결되고 내부에 냉매가 기상 및 액상으로 분리되는 기액 분리기(130); 상기 기액 분리기(130)에 연결되고 냉매가 주위의 잠열을 흡수하여 증발하는 증발기(140); 일 측은 상기 고압측 열교환기(120)와 연결되고 타 측은 상기 증발기(140)와 연결되는 이젝터(200);를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 기액 분리기(130)와 상기 증발기(140) 사이에는 스로틀 밸브(145)가 구비될 수 있다.
본 실시예의 이젝터(200)는, 고압냉매 및 저압냉매가 흡입되는 흡입부(212) 및 상기 흡입부(212)의 일 측에 상기 고압냉매 및 저압냉매가 혼합되는 혼합부(232)를 구비한 이젝터 바디(210); 상기 흡입부(212)의 내부에 이동 가능하게 구비되고 상기 고압냉매가 분사되는 노즐(250); 상기 노즐(250)의 단부에 삽입되어 상기 노즐(250)의 유동단면적을 조절하는 니들(260); 상기 노즐(250)을 상기 혼합부(232)에 대해 상대 이동되게 상기 노즐(250)을 구동시키는 노즐구동부(290); 및 상기 니들(260)을 상기 혼합부(232)에 대해 상대 이동되게 상기 니들(260)을 구동시키는 니들구동부(330);를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 이젝터 바디(210)는, 예를 들면, 상기 혼합부(232)의 일 측에 연장형성되는 디퓨저(242)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 흡입부(212)는 내부 공간을 고압냉매흡입부(218) 및 저압냉매흡입부(220)로 구획하는 구획부(216)를 구비할 수 있다.
상기 흡입부(212)는 유출측(상기 혼합부(232)측)으로 향할수록 점진적으로 내경이 감소되는 테이퍼구간(214)을 구비할 수 있다.
상기 흡입부(212)의 내부에는 노즐(250)이 상대 이동 가능하게 배치될 수 있다.
상기 구획부(216)에는 상기 노즐(250)이 상대 이동 가능하게 삽입되는 삽입공(224)이 구비될 수 있다.
상기 노즐(250)의 일 측에는 상기 노즐(250)이 상기 혼합부(232)에 대해 상대 이동되게 하는 노즐구동부(290)가 형성될 수 있다.
상기 노즐구동부(290)는, 상기 노즐(250)의 외면에 형성되는 수나사부(292), 상기 삽입공(224)의 내면에 구비되고 상기 수나사부(292)와 나사결합되는 암나사부(294), 및 상기 노즐(250)을 회전구동시키는 노즐구동모터(295)를 구비하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 혼합부(232)의 내부에는 니들(260)이 상대 운동 가능하게 구비될 수 있다.
상기 니들(260)은 상기 노즐(250)을 향해 점진적으로 외폭이 감소되게 형성되는 테이퍼구간(264)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 혼합부(232)의 내부에는 상기 니들(260)을 상대 운동 가능하게 지지하는 니들지지부(360)가 마련될 수 있다.
상기 니들지지부(360)는, 예를 들면 도 14에도시된 바와 같이, 상기 니들(260)이 상대 운동 가능하게 수용되는 니들수용부(362) 및 상기 니들수용부(362)를 지지하는 지지부(364)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 니들수용부(362)는, 예를 들면, 상기 혼합부(232)의 중앙에 배치되고, 상기 지지부(364)는 일 단은 상기 니들수용부(362)에 연결되고 타 단은 상기 혼합부(232)에 연결되게 구성될 수 있다.
상기 니들구동부(330)는, 예를 들면 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 니들(260)의 이동방향을 따라 배치되는 리드스크류(332), 상기 리드스크류(332)에 나사결합되는 암나사부(334), 상기 리드스크류(332)를 회전 구동시키는 니들구동모터(335)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 니들(260)의 일 측에는 상기 리드스크류(332)가 배치될 수 있다.
상기 리드스크류(332)의 단부에는 상기 니들구동모터(335)가 연결될 수 있다.
상기 니들구동부(330)는, 예를 들면, 상기 암나사부와 상기 니들(260)을 연결하여 동력을 전달하는 동력전달부(340)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 리드스크류(332)는 상기 니들(260)의 길이방향을 따라 미리 설정된 거리로 이격되게 배치될 수 있다.
상기 동력전달부(340)는, 예를 들면, "U" 형상을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 동력전달부(340)의 일 단부에는 상기 니들(260)이 연결될 수 있다.
상기 동력전달부(340)의 타 단부에는 상기 리드스크류(332)가 상대 운동 가능하게 연결될 수 있다.
상기 동력전달부(340)는, 예를 들면, 상기 니들(260)이 결합되는 니들결합부(342), 상기 리드스크류(332)가 결합되는 리드스크류결합부(344) 및 상기 니들결합부(342) 및 리드스크류결합부(342)를 연결하는 연결부(346)를 구비할 수 있다.
상기 동력전달부(340)에는 상기 리드스크류(332)가 나사결합되는 암나사부(334)가 구비될 수 있다.
상기 암나사부(334)는, 예를 들면, 상기 리드스크류결합부(344)에 구비될 수 있다.
이에 의해, 상기 리드스크류(332)의 회전 시 상기 암나사부(334)가 상대 이동되고, 이에 의해 상기 니들(260)이 상대 이동될 수 있다.
상기 니들구동모터(335)는, 예를 들면, 상기 디류저(242)에 구비될 수 있다.
상기 디퓨저(242)에는, 예를 들면, 상기 니들구동모터(335)를 고정 및 지지하는 니들구동모터지지부(351)가 구비될 수 있다.
상기 니들구동모터지지부(351)는, 일 단은 상기 니들구동모터(335)에 연결되고 타 단은 상기 디퓨저(242)에 연결되는 복수의 지지로드(353)을 구비하여 구성될 수 있다.
한편, 본 실시예의 이젝터를 구비한 냉동사이클 장치는, 예를 들면 도 22에 도시된 바와 같이, 제어프로그램을 구비한 마이크로프로세서로 구현되는 제어부(310)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제어부(310)는, 예를 들면, 냉매의 압축비에 따른 운전모드에 기초하여 상기 노즐구동부(290) 및 상기 니들구동부(330)를 각각 제어할 수 있게 구성될 수 있다.
상기 제어부(310)에는, 예를 들면, 상기 복수의 운전모드 중 어느 하나를 선택하는 운전모드선택부(315)가 통신 가능하게 연결될 수 있다.
상기 제어부(310)는, 예를 들면, 냉매의 압축비가 증가되면 상기 노즐(250)이 상기 혼합부(232)측으로 이동되게 상기 노즐구동부(290)를 제어하게 구성될 수 있다.
상기 제어부(310)는, 예를 들면, 상기 냉매의 압축비가 증가되면 상기 노즐(250)의 유출측 단부의 직경(유동단면적)이 감소되는 방향으로 상기 니들(260)이 이동될 수 있게 상기 니들구동부(330)를 제어할 수 있게 구성될 수 있다.
상기 운전모드는, 예를 들면, 상기 냉매의 압축비(냉매의 증발압력에 대한 응축압력의 비(응축압력/증발압력))에 기초하여 복수의 운전모드로 구분될 수 있다.
보다 구체적으로 예를 들면, 상기 운전모드는, 냉매의 압축비가 상대적으로 높은 고압축비 조건을 선택하는 제1모드, 상기 고압축비 조건에 비해 낮은 중간 압축비 조건을 선택하는 제2모드 및 상기 중간 압축비 조건에 비해 낮은 저압축비 조건에 대응되는 제3모드를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제어부(310)는, 예를 들면 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 제1모드 선택 시, 상기 노즐(250)이 상기 혼합부(232)로부터 미리 설정된 간격으로 이격된 제1위치(P1)에 배치되게 상기 노즐구동부(290)를 제어할 수 있게 구성될 수 있다.
상기 제어부(310)는, 예를 들면 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 상기 제2모드 선택 시, 상기 노즐(250)이 상기 제1위치(P1)로부터 상기 흡입부(212)측으로 미리 설정된 간격으로 이동된 제2위치(P2)에 위치할 수 있게 상기 노즐구동부(290)를 제어할 수 있게 구성될 수 있다.
또한, 상기 제어부(310)는, 예를 들면 도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이, 상기 제3모드 선택시, 상기 노즐(250)이 상기 제2위치(P2)로부터 상기 흡입부(212)측으로 미리 설정된 간격으로 이동된 제3위치(P3)에 위치될 수 있게 상기 노즐구동부(290)를 제어할 수 있게 구성될 수 있다.
상기 제어부(310)는, 상기 노즐(250)이 제1위치(P1)에 위치하는 경우, 상기 니들(260)이 상기 노즐(250)의 목의 유동단면적이 가장 작아지게 설정되는 제1위치(p1)에 위치될 수 있게 상기 니들구동부(330)를 제어할 수 있게 구성될 수 있다(도 16 참조).
상기 제어부(310)는, 상기 노즐(250)이 제1위치(P1)에 위치하는 경우, 상기 니들(260)이 상기 노즐(250)의 목의 유동단면적이 상기 니들(260)의 제1위치(p1)에 비해 미리 설정된 크기로 증가할 수 있는 제2위치(p2)로 미리 설정된 간격(W)만큼 이동되어 위치될 수 있게 상기 니들구동부(330)를 제어하게 구성될 수 있다(도 17 참조).
상기 제어부(310)는 상기 니들구동부(330)를 제어하여 상기 니들(260)이 도면상 우측으로 이동되어 상기 니들(260)과 상기 노즐(250)의 사이의 유동단면적이 미리 설정된 크기로 증가되게 할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 상기 운전모드선택부(315)에 의해 상기 제1모드 선택시, 상기 제어부(310)는 상기 노즐구동부(290) 및 니들구동부(330)를 각각 제어하여 상기 노즐(250) 및 니들(260)이 각각 제1위치(P1,p1)에 위치되게 하고, 운전 중 압축비(응축압력/증발압력)가 미리 설정된 크기로 낮아지면 상기 니들(260)이 상기 제2위치(p2)로 이동되게 상기 니들구동부(330)를 제어할 수 있다. 이에 의해 과팽창에 의한 효율 저하를 방지할 수 있다.
상기 제어부(310)는, 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 노즐(250)이 제2위치(P2)에 위치하는 경우, 상기 니들(260)이 상기 제2위치(p2)에 위치하는 경우에 비해 상기 노즐(250)의 목의 유동단면적이 미리 설정된 크기로 증가하는 제3위치(p3)에 배치되게 상기 니들구동부(330)를 제어할 수 있게 구성될 수 있다.
상기 제어부(310)는, 도 19에 도시된 바와 같이, 상기 노즐(250)이 제2위치(P2)에 위치하는 경우, 상기 니들(260)이 상기 제3위치(p3)에 배치되는 경우에 비해 상기 노즐(250)의 목의 유동단면적이 미리 설정된 크기로 증가되는 제4위치(p4)로 이동되어 위치될 수 있게 상기 니들(260)이 미리 설정된 간격(W)만큼 이동될 수 있게 상기 니들구동부(330)를 제어할 수 있게 구성될 수 있다.
상기 제어부(310)는, 예를 들면 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 노즐(250)이 상기 제3위치(P3)에 위치하는 경우, 상기 니들(260)이 상기 제4위치(p4)에 위치된 경우에 비해 상기 노즐(250)의 목의 유동단면적이 미리 설정된 크기로 증가되는 제5위치(p5)에 위치될 수 있게 상기 니들구동부(330)를 제어할 수 있게 구성될 수 있다.
상기 제어부(310)는, 예를 들면 도 21에 도시된 바와 같이, 상기 노즐(250)이 상기 제3위치(P3)에 위치하는 경우, 상기 니들(260)이 상기 제5위치(p5)에 위치된 경우에 비해 상기 노즐(250)의 목의 유동단면적이 미리 설정된 크기로 증가되는 제6위치(p6)로 미리 설정된 간격(W)만큼 이동되어 상기 니들(260)이 위치할 수 있게 상기 니들구동부(330)를 제어할 수 있게 구성될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 상기 제어부(310)는, 상기 노즐(250)의 목 직경(유동단면적)(D1), 상기 노즐(250)의 외측의 저압냉매의 유로의 직경(유동단면적)(D2), 상기 노즐(250)과 상기 혼합부(232)의 간격(D3)을 각각 조절할 수 있어, 냉매의 과팽창 또는 팽창부족 현상 발생을 각각 억제하여 이젝터(200)의 효율을 제고시킬 수 있다.
본 실시예에서, 상기 노즐(250)은 제1위치(P1) 내지 제3위치(P3) 중 어느 하나에 배치되는 경우를 예시하고 있으나, 이는 예시에 불과하며 상기 노즐(250)의 위치는 4개 이상으로 더욱 세분화될 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 상기 니들(260)의 위치는 상기 노즐(250)의 각 위치에 대해 2개 위치에서 변동 가능하게 구성된 경우를 예시하고 있으나, 이는 예시에 불과하며 상기 니들(260)의 위치는 3개 이상으로 더욱 세분화되어 미세 조절이 가능하게 구성될 수 있다.
이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다.
또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.
110 : 압축기 120 : 고압측 열교환기
130 : 기액 분리기 131 : 밀폐용기
133 : 유입부 140 : 증발기
145 : 스로틀 밸브 200 : 이젝터
210 : 이젝터 바디 212 : 흡입부
214, 254, 264 : 테이퍼구간
216 : 구획부 218 : 고압냉매흡입부
219 : 고압냉매흡입구 220 : 저압냉매흡입부
222 : 저압냉매흡입구 224 : 삽입공
250 : 노즐 252 : 노즐바디
260 : 니들 262 : 니들바디
270,360 : 니들지지부 272 : 니들고정핀
290 : 노즐구동부 292 : 수나사부
294, 334 : 암나사부
295 : 노즐구동모터 310 : 제어부
315 : 운전모드선택부 330 : 니들구동부
332 : 리드스크류 335 : 니들구동모터
340 : 동력전달부 351 : 니들구동모터지지부

Claims (21)

  1. 고압냉매 및 저압냉매가 흡입되고, 상기 저압냉매의 유동단면적이 감소되게 형성되는 테이퍼구간을 구비한 흡입부 및 상기 흡입부의 상기 테이퍼구간의 일 측에 구비되고 상기 고압냉매 및 저압냉매가 혼합되는 혼합부를 구비한 이젝터 바디;
    내부의 유동단면적이 감소되게 형성되는 테이퍼구간을 구비하고, 상기 흡입부의 내부에 상기 혼합부에 대해 접근 및 이격되도록 이동 가능하게 구비되고 상기 고압냉매가 분사되는 노즐;
    점진적으로 외폭이 감소되는 테이퍼구간을 구비하고, 상기 노즐의 단부의 내부에 삽입되어 상기 노즐의 유동단면적을 조절하는 니들; 및
    상기 노즐의 고압냉매의 유동단면적 및 상기 이젝터 바디의 저압냉매의 유동단면적이 동시에 조절될 수 있게 상기 노즐이 상기 혼합부 및 상기 니들에 대해 상대 이동되게 상기 노즐을 구동시키는 노즐구동부;를 포함하는 이젝터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 니들은 상기 혼합부의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 이젝터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 혼합부에는 상기 니들을 지지하는 니들지지부가 구비되는 것을 특징으로 하는 이젝터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 노즐구동부는, 상기 노즐에 형성되는 수나사부; 상기 이젝터 바디에 구비되고 상기 수나사부와 나사결합되는 암나사부; 및 상기 노즐을 회전시키는 노즐구동모터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 이젝터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이젝터 바디는 관 상으로 형성되고,
    상기 흡입부에는 상기 이젝터 바디의 내면으로부터 상기 이젝터 바디의 반경방향을 따라 돌출되어 상기 흡입부의 내부공간을 고압냉매흡입부 및 저압냉매흡입부로 구획하는 구획부가 구비되는 것을 특징으로 하는 이젝터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 구획부에는 상기 노즐이 상대 운동 가능하게 삽입되는 삽입공이 구비되고,
    상기 암나사부는 상기 삽입공의 내경면에 형성되는 것을 특징으로 하는 이젝터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 고압냉매흡입부에는 상기 고압냉매가 흡입되는 고압냉매흡입구가 구비되고,
    상기 저압냉매흡입부에는 상기 저압냉매가 흡입되는 저압냉매흡입구가 구비되고,
    상기 노즐은 상기 고압냉매가 흡입될 수 있게 일 측이 상기 고압냉매흡입부와 연통되게 배치되는 것을 특징으로 하는 이젝터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이젝터 바디는 상기 혼합부의 일 측에 유동단면적이 점진적으로 증가하게 형성되는 디퓨저;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이젝터.
  10. 냉매를 압축하는 압축기;
    상기 압축기에 연결되어 고압의 냉매를 냉각시키는 고압측 열교환기;
    상기 압축기에 연결되고 내부에 냉매가 기상 및 액상으로 분리되는 기액 분리기;
    상기 기액 분리기에 연결되고 냉매가 주위의 잠열을 흡수하여 증발하는 증발기;
    일 측은 상기 고압측 열교환기와 연결되고 타 측은 상기 증발기와 연결되는 제1항, 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항의 이젝터;를 포함하는 이젝터를 구비한 냉동사이클 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 증발기와 상기 기액 분리기 사이에 구비되어 유로의 유동단면적을 조절하는 스로틀 밸브;를 더 포함하는 이젝터를 구비한 냉동사이클 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    운전모드를 선택하는 운전모드선택부; 및
    상기 운전모드선택부에 의해 선택된 운전모드에 기초하여 상기 노즐구동부를 제어하는 제어부;를 포함하는 이젝터를 구비한 냉동사이클 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는 냉매의 압축비가 증가되면 상기 노즐의 유출측 단부의 직경이 감소되게 상기 노즐구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 이젝터를 구비한 냉동사이클 장치.
  14. 고압냉매 및 저압냉매가 흡입되고, 상기 저압냉매의 유동단면적이 감소되게 형성되는 테이퍼구간을 구비한 흡입부 및 상기 흡입부의 상기 테이퍼구간의 일 측에 구비되고 상기 고압냉매 및 저압냉매가 혼합되는 혼합부를 구비한 이젝터 바디;
    내부의 유동단면적이 감소되게 형성되는 테이퍼구간을 구비하고, 상기 흡입부의 내부에 상기 혼합부에 대해 접근 및 이격되도록 이동 가능하게 구비되고 상기 고압냉매가 분사되는 노즐;
    점진적으로 외폭이 감소되는 테이퍼구간을 구비하고, 상기 노즐의 단부의 내부에 삽입되어 상기 노즐의 유동단면적을 조절하는 니들;
    상기 노즐의 고압냉매의 유동단면적 및 상기 이젝터 바디의 저압냉매의 유동단면적이 동시에 조절될 수 있게 상기 노즐이 상기 혼합부에 대해 상대 이동되게 상기 노즐을 구동시키는 노즐구동부; 및
    상기 노즐의 고압냉매의 유동단면적이 조절될 수 있게 상기 니들이 상기 혼합부에 대해 상대 이동되게 상기 니들을 구동시키는 니들구동부;를 포함하는 이젝터.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 이젝터 바디는 관 상으로 형성되고,
    상기 흡입부에는 상기 이젝터 바디의 내면으로부터 상기 이젝터 바디의 반경방향을 따라 돌출되어 상기 흡입부의 내부공간을 고압냉매흡입부 및 저압냉매흡입부로 구획하는 구획부가 구비되고,
    상기 구획부에는 상기 노즐이 상대 운동 가능하게 삽입되는 삽입공이 구비되고,
    상기 노즐은 내부에 상기 고압냉매가 유입될 수 있게 상기 고압냉매흡입부와 연통되게 상기 삽입공에 삽입되는 것을 특징으로 하는 이젝터.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 노즐구동부는, 상기 노즐의 외면에 형성되는 수나사부, 상기 삽입공의 내면에 구비되고 상기 수나사부와 나사결합되는 암나사부, 및 상기 노즐을 회전구동시키는 노즐구동모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 이젝터.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 니들구동부는, 상기 니들의 이동방향을 따라 배치되는 리드스크류, 상기 리드스크류에 나사결합되는 암나사부, 상기 리드스크류를 회전 구동시키는 니들구동모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 이젝터.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 니들구동부는 상기 암나사부와 상기 니들을 연결하여 동력을 전달하는 동력전달부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이젝터.
  19. 냉매를 압축하는 압축기;
    상기 압축기에 연결되어 고압의 냉매를 냉각시키는 고압측 열교환기;
    상기 압축기에 연결되고 내부에 냉매가 기상 및 액상으로 분리되는 기액 분리기;
    상기 기액 분리기에 연결되고 냉매가 주위의 잠열을 흡수하여 증발하는 증발기;
    일 측은 상기 고압측 열교환기와 연결되고 타 측은 상기 증발기와 연결되는 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항의 이젝터;를 포함하는 이젝터를 구비한 냉동사이클 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    운전모드를 선택하는 운전모드선택부; 및
    상기 운전모드선택부에 의해 선택된 운전모드에 기초하여 상기 노즐구동부 및 상기 니들구동부를 제어하는 제어부;를 포함하는 이젝터를 구비한 냉동사이클 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제어부는, 냉매의 압축비가 증가되면 상기 노즐이 상기 혼합부에 대해 접근되도록 이동되게 상기 노즐구동부를 제어하고, 상기 노즐의 유출측 단부의 직경이 감소되게 상기 니들이 이동될 수 있게 상기 니들구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 이젝터를 구비한 냉동사이클 장치.
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