KR20000053279A - 냉동기의 조절 방법, 냉동기 및 팽창 밸브 - Google Patents

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니센 게오르그
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Abstract

냉동기 (1) 를 조절하기 위한 방법은 팽창 밸브 (4) 를 사용하며, 상기 방법에서 조절 부재의 한 측면은 증발기측 냉매 압력에 의해서 가압되고 다른 측면은 센서 장치 (22) 의 증기압으로 가압된다. 상기 센서 장치의 센서 온도는 냉매의 포화 온도에 의해서 및 가열 부재 (27) 에 의해 공급되는 열에 의해서 결정된다. 상기 열 공급은 측정값(과열 또는 액체 레벨)에 의존하여 조절된다. 또한, 상기 방식으로 조절되는 냉각 장치 (1) 및 팽창 밸브 (4) 는 상기 장치의 주요 부품으로서 제공된다. 그럼으로써, 경제적이며 보편적으로 적용할 수 있는 개선된 조절 방법이 얻어진다.

Description

냉동기의 조절 방법, 냉동기 및 팽창 밸브 {PROCESS FOR REGULATING A REFRIGERATING SYSTEM, REFRIGERATING SYSTEM AND EXPANSION VALVE}
WO 82/04142에는, 압축기, 응축기, 팽창 밸브 및 증발기를 연속으로 포함하는 냉동기가 공지되어 있다. 상기 방식의 냉동기는, 조절 부재로서 박막 혹은 벨로우즈를 포함하며 가열 부재를 이용한 열 공급에 의해 영향을 받을 수 있는 팽창 밸브에 의해서 조절된다. 조절 부재의 한 측면은 액체-증기-충전 용기를 포함하는 센서 장치의 증기압으로 가압되며, 상기 센서 장치의 센서 온도는 열 공급에 의해서 결정된다. 과열은 증발기의 출구측에서 측정되며, 열 공급은 상기 측정값에 따라 조절된다. 가열 가능한 센서는 증발기의 출구측 냉매 라인에 접하는데, 이 곳에는 이미 과열된 냉매 증기가 존재한다. 따라서, 열의 방출은 비교적 적고 과열 온도에 따라 변동된다.
DE 40 05 728 A1호에는, 증발기 출구에서의 과열에 따라 조절되는 냉동기가 공지되어 있다. 이 목적을 위해서 팽창 밸브는 박막으로 형성된 조절 부재를 포함하며, 이 조절 부재의 한 측면상에는 증발기 출구에 있는 냉매 압력이 제공되고, 다른 측면상에는 증발기 출구에 있는 냉매 온도에 상응하는 압력이 제공된다. 이와 같은 조절 방식에서는, 압축기까지 통하는 흡인 라인 또는 예를 들어 모세관으로 형성된 측정 라인이 팽창 밸브까지 옮겨져야 한다. 하지만 이것은 냉동기의 설계를 여러 가지로 제한한다. 또한, 과열이 심하게 변동되는 매우 불안정한 조절이 자주 나타난다.
공지된 경우에서 상기 과열-조절에는 또다른 부가적 영향이 병행된다. 이 영향은 압축기와 응축기 사이에 있는 라인 내부의 온도로부터 유도된다. 이 목적을 위해서 박막 캔의 2개의 압력 챔버 중에서 하나의 압력 챔버가 제어 매체로 채워지는데, 이 제어 매체는 상기 박막을 통과하여 과열된 냉매와의 열 교환시 증발기의 출구에 있으며, 부가적으로 가열 부재, 예를 들어 PTC-저항에 의해서 가열된다.
US 3 313 121호에는 냉동기, 및 조절 부재로서 박막을 포함하는 팽창 밸브를 이용한 상기 장치의 조절 방법이 공지되어 있으며, 이 경우 상기 박막의 한 측면은 팽창 밸브의 출구측에 있는 냉매 압력으로 가압되고, 다른 측면은 증발기의 과열 구간에 접하는 센서의 압력으로 가압된다.
본 발명은 냉동기를 조절하기 위한 방법, 냉동기 및 상기 냉동기용 팽창 밸브에 관한 것이다.
도 1 은 순환 증발기를 갖춘 본 발명에 따른 냉동기의 회로도이고,
도 2 는 팽창 밸브의 개략도이며,
도 3 은 도 2의 선 A-A 를 따라 절단한 단면도이고,
도 4 는 변형된 팽창 밸브의 개략도이며,
도 5 는 오버플로 증발기를 갖춘 본 발명에 따른 변형된 냉동기의 회로도이고,
도 6 은 변형된 센서의 개략도이며,
도 7 은 변형된 팽창 밸브의 추가 대안의 개략도이고,
도 8 은 본 발명에 따른 냉동기의 추가 실시 형태의 단면도이며,
도 9 는 팽창 밸브의 추가 형성예이다.
본 발명의 목적은 간단하면서도 저렴한 수단으로 냉동기의 조절을 개선하는 것이다.
방법에 따른 상기 목적은 청구항 1의 특징에 의해 달성된다.
본 실시예에서 센서는 액체 냉매와 계속적으로 열 접촉되며, 이것은 실제로 일정한 온도 비율에서 우수한 열 방출을 결과로서 낳는다. 밸브의 개방율은 실제로 가열 부재에 의한 열 공급에 의해서 결정된다. 그 이유는 가열에 의해서 센서 장치내의 압력이 상승되기 때문이다. 그것의 압력이 온도에 의존하는 충전 용기로서는 예를 들어 액체-증기-충전 용기 또는 흡착-충전 용기가 사용될 수 있다. 이 경우 증기압은 온도의 함수로서, 온도가 상승됨에 따라 증가한다. 가열 부재에 공급되는 파워가 크면 클수록 그만큼 밸브의 개방율도 커진다. 하기의 관계식 때문에 실제로 비례가 형성된다:
E - K x A x (Tf- Ts)
E = 가열 부재에 공급되는 파워
K = 열전달 계수
A = 센서와 냉매 사이의 열전달 표면
Tf= 센서 온도
Ts= 냉매의 포화 온도
상기 관계식은 밸브 출구에서의 냉매의 포화 압력 및 포화 온도가 얼마나 높은지와 무관하게 적용된다. 따라서 밸브의 개방율은 증발기 압력과 무관하다. 가열 부재에 의한 임의의 매칭은 필요치 않다.
열 공급은 조절기에 의해서 예정대로 조절되기 때문에, 조절을 개선하기 위한 조절 기술적인 모든 가능성이 적용될 수 있다. 예를 들어 PI-조절기가 사용될 수 있다. 또한, 압축기 회전수, 압축된 냉매의 동결 또는 지나치게 강한 가열의 관계와 같은 추가의 부가 함수들도 고려될 수 있다. 이것은 매우 정확한 조절을 가능하게 한다. 추가 장점으로서는, 가열 부재가 고장인 경우에는 팽창 밸브가 폐쇄된다는 점을 들 수 있다.
청구항 2에 따른 개선예에서는 냉매 압력이, 청구항 3 에 따른 개선예에서는 다만 팽창 밸브의 출구측에서 냉매의 온도가 검출되기만 하면 된다. 증발기 출구와 팽창 밸브 사이의 라인 결합은 필요치 않다. 측정 장소와 조절기 사이의 결합을 위해서는 간단한 신호 라인만으로 충분하며, 조절기와 가열 부재 사이의 결합을 위해서는 간단한 전기 라인만으로 충분하다. 이것은 간단하고도 저렴한 구성을 가능하게 한다. 냉동기가 정해진 사용 목적에 매칭되는 경우에는 라인의 진행이 지금까지 보다 훨씬 더 자유롭게 선택될 수 있다. 상기 조절 원리는, 과열이 측정되는 건식-증발기에 적합할 뿐만 아니라, 측정값으로서 액체 레벨이 사용되는 오버플로 증발기용으로도 적합하다. 이 모두는 매우 다양한 적용을 가능하게 한다.
청구항 4에 따른 대안에서는, 팽창 밸브가 폐쇄된 경우에도 계속적으로 적은 량의 냉매가 팽창된다.
장치에 따른 상기 목적은, 포화 온도를 검출하기 위한 2가지 대안을 제시하는 청구항 5 및 청구항 6 의 특징에 의해 달성된다.
청구항 7 에 따라 파이프가 모세관으로 형성되면, 이 파이프는 파이패스 채널뿐만 아니라 제 2 스로틀 장소를 또한 형성할 수 있다. 이와 같은 이중 기능에 의해서 추가의 부품들이 절약될 수 있다.
청구항 8 에 따라 보상 채널이 팽창 밸브의 출구측과 연결되는 것은 추천할 만하다. "팽창 밸브의 출구측"이라는 표현은, 스위치 오버 밸브, 분배기 또는 다른 삽입물이 존재하는 경우에도 팽창 밸브의 스로틀 장소와 증발기의 실제 입구 사이의 전체 영역을 포함한다. 그렇기 때문에, 센서 및 보상 채널을 제공하는 경우에는 큰 임의성이 존재한다.
도 9에 따른 부품들이 팽창 밸브에 밀접하게 접하면 짧은 연결 경로가 형성될 수 있기 때문에 매우 바람직하다. 또한 중요한 사실은, 보상 채널내의 압력이 온도 센서가 제공된 장소에서의 압력과 같다는 것이다.
보상 채널이 청구항 10 에 따른 방식으로 뻗으면, 냉매 라인을 하나의 압력 챔버와 연결하기 위해서는 단 하나의 짧은 파이프만이 필요하게 된다.
보상 채널이 청구항 11에 따라 밸브 내부에서 진행하면 더 저렴한 해결책이 얻어진다.
청구항 12에 따른 모세관은 센서 온도 및 압력 챔버내의 온도를 분명하게 분리시킨다.
청구항 13에 따른 실시예에서 팽창 밸브의 출구에 연결되는 냉매 라인은 센서 및 가열 부재를 위한 바람직한 지지부를 형성한다. 고정을 위해서는 청구항 14에 따라 고정 밴드가 사용된다.
청구항 15에 따른 대안에서는 센서가 팽창 밸브의 출구측 하우징부 내부에 또는 곁에 배치되며, 이 경우 센서는 청구항 16에 따라 상기 하우징부내에서 공동부로 형성될 수 있다.
우회 채널에 의한 바람직한 해결책은 청구항 17에서 제시된다. 이 경우에는 청구항 18 및 청구항 19에 따른 2가지 대안이 추천될 수 있다.
청구항 20에 따른 바람직한 개선예에서 가열 부재는 센서 내부에 배치된다. 이러한 배치는 열 전달을 더욱 개선시키며 조립을 용이하게 한다.
청구항 21에 따른 열 절연부는 주변으로의 열 방출에 의한 에러가 피해지도록 도와준다.
개별적으로도 취급되는 냉동기의 주요 부품은 청구항 22의 특징을 갖는 팽창 밸브이다. 필요한 모든 부재는 팽창 밸브내에 혹은 상기 팽창 밸브의 바로 근처에 있다.
밸브 하우징, 보상 채널 및 센서 장치가 청구항 23에 따라 미리 제조된 부품을 형성하는 실시예는 바람직한데, 상기 부품에는 청구항 26에 따라 밸브 출구에 연결되는 냉매 라인도 속할 수 있다.
청구항 24, 25 및 청구항 27 내지 청구항 29에 따른 개선예들은 상이한 바람직한 실시 형태를 특징으로 한다.
팽창 밸브에는 바람직하게 청구항 31에 따른 우회 채널이 또한 제공될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 바람직한 실시예를 참조하여 하기에서 자세히 설명된다.
도 1 은, 냉매용 압축기 (2), 응축기 (3), 팽창 밸브 (4) 및 건식-증발기 (5) 가 앞·뒤로 연속으로 배치된 냉동기 (1) 를 보여 준다. 건식-증발기라 함은, 전체 냉매가 1회 순환시 증발기에 의해서 증발되는 증발기를 말한다.
팽창 밸브 (4) 는 예를 들어 도 2 에 도시된 형태를 가질 수 있다. 밸브 하우징 (6) 은 입력 챔버 (7) 및 출력 챔버 (8) 를 포함하며, 상기 2개의 챔버 사이에는 하나의 밸브 시이트 (9) 가 있다. 관련 연결 부재 (10) 는 밸브 로드 (11) 에 의해 지지되며, 상기 밸브 로드는 박막 캔 (13) 내부에서 조절 부재 (12) 와 함께 작용한다. 연결 부재 (10) 는 스프링 (14) 의 영향하에 있고, 이 스프링의 스프링 플레이트 (15) 는 조절 장치 (16) 에 의해서 조절될 수 있으며, 또한 상기 연결 부재는 하부 압력 챔버 (17) 내에서는 압력 (pK) 의 영향하에 있고 상부 압력 챔버 (18) 내에서는 압력 (pT) 의 영향하에 있다. 냉매 라인 (19) 은 구리 파이프의 형태로 출력측 챔버 (8) 와 연결된다. 상기 라인의 내부 챔버는 파이프로 형성된 보상 채널 (20) 을 통해 관 (21) 과 연결되며, 상기 관은 하부 압력 챔버 (17) 로 통한다. 따라서 압력 (pK) 은 팽창 밸브 (4) 의 출력에 있는 냉매 압력과 일치한다.
상부 압력 챔버 (18) 는 센서 장치 (22) 의 부분으로서, 상기 센서 장치의 센서 (23) 는 모세관 (24) 을 통해 상부 압력 챔버 (18) 와 연결된다. 센서 (23) 는 제 1 벽부위 (25) 에 의해 냉매 라인 (19) 에 접한다. 마주 놓인 측면상에 있는 제 2 벽부위 (26) 는 전기적으로 가열될 수 있는 가열 부재 (27) 를 설치하기 위해 이용된다. 예컨대 밴드 또는 섀클과 같은 고정 장치 (28) 는 센서 (23) 및 가열 부재 (27) 를 냉매 라인 (19) 에 고정하기 위해 이용된다. 가열 부재 (27) 로의 전류 공급은 전기 라인 (29) 을 통해서 이루어진다. 센서 장치 (22) 는 액체-증기-충전 용기를 포함하는데, 이것이 의미하는 것은, 각각의 센서 온도에서 압력 챔버 (18) 내의 압력 (pK) 은 충전 매체의 포화 압력과 동일하다는 것이다.
도 1 이 추가로 보여주는 바와 같이, 팽창 밸브 (4) 를 작동시키기 위해서는 다만 단 하나의 연결 부재, 즉 전기 라인 (29) 이 팽창 밸브 (4) 의 영역내로 삽입되기만 하면 된다. 가열 부재(27)로부터 송출되는 열 출력은 조절기(30)에 의해서 프리세팅되는데, 상기 조절기에는 현재의 과열, 즉 실제 냉매 온도와 포화 온도 사이의 차가 실제값으로서 제공된다. 이 목적을 위해서 공지된 방식으로, 냉매 온도는 증발기의 출력 라인(32)에 접하는 온도 센서(31)에 의해서 측정되며, 포화 온도와 등가인 냉매 압력은 라인(32)의 내부 챔버와 연결된 압력 센서(33)에 의해서 측정된다. 측정값은 신호 라인(34 및 35)을 통해 조절기(30)에 제공된다. 센서(31 및 33)는 전기 신호를 신호 라인을 통해서 송출하는 전자 센서일 수 있다. 입력(36)에 의해서는, 과열 외에 추가의 영향들도 또한 유효할 수 있다는 사실이 지시된다.
센서 장치내에 있는 충전 매체는, 가열이 없는 경우에 조절 부재 위에 있는 센서 압력(pT)이 조절 부재 아래에 있는 냉매 압력(pK) 보다 약간 더 높도록 냉매를 고려하여 선택된다. 그러나 압력 비율은, 스프링(14)으로 인해 아래로부터 작용하는 파워가 위로부터 작용하는 파워보다 약간 더 크도록 매칭된다. 따라서 가열이 없는 경우에는 팽창 밸브가 폐쇄된다. 그러나 상기 밸브를 개방하기 위해서는 약간의 열 공급만으로도 충분하다. 또한, 스프링력의 총곡선 및 냉매 압력(pK)이 조절 영역에서 센서 압력(pT)의 곡선으로부터 일정한 간격을 갖도록 주의해야 한다. 스프링(14)에 의해서는 예를 들어 4℃의 과열이 설정된다. 상기 과열 범위가 초과되자마자 팽창 밸브는 개방된다.
동작 중에는 조절기(30), 특히 PI-조절기에서 기준값이 설정되어 이 값이 과열의 측정값과 비교된다. 기준값과 측정값의 편차에 따라 열 출력이 조절됨으로써, 결과적으로 변동이 작은 연속적인 작동이 얻어진다. 이 경우 밸브의 개방율은 제공된 열 출력에 비례하며, 더욱이 냉매 라인(19)내에 있는 증발기 압력의 레벨과는 무관하다.
도 2에서 또한 알 수 있는 바와 같이 팽창 밸브 자체는 스탠더드 밸브이지만, 상기 밸브에서 2개의 압력 챔버 (17 및 18) 의 연결은 새로운 방식으로 이루어진다. 모든 연결이 팽창 밸브 뒤에서 간단히 이루어질 수 있기 때문에, 밸브 하우징 (6), 보상 채널 (20), 센서 장치 (22) 및 냉매 라인 (19) 도 또한 미리 제조된 구성 유니트로서 제공될 수 있다.
전기 라인(29) 및 신호 라인(34 및 35)은 어려움 없이 냉동기를 수용하는 장치내에 옮겨질 수 있으며, 이것은 비용의 추가 절감에 기여한다.
도 4 에서는 일치하는 부품들에 대해 100 만큼 증가된 부면 부호를 사용하였다. 한 가지 상이한 점은, 보상 채널 (120) 이 보어로서 하우징 (106) 내부에 제공된다는 점이다. 그밖에, 벽 부위 (125) 에 의해 밸브 하우징 (106) 의 출구측 챔버 (108) 에 연결되며 다른 측면상에 벽 부위 (126) 를 포함하는 공동부는 밸브 하우징 (106) 내에서 센서 (123) 로서 작용하며, 상기 벽 부위 (126) 는 자유롭게 외부로 향해 있어서 가열 부재 (127) 를 설치하기 위해 이용된다. 센서 (123) 및 가열 부재 (127) 는 외부로의 방사 손실을 방지하기 위해 열절연부 (137) 에 의해서 감싸진다.
상기 구성예에서는, 모든 중요한 특성들을 하우징내에 가지고 있으며 냉매 라인 (119) 과 함께 혹은 냉매 라인 없이 구성 유니트로서 미리 제조될 수 있는 새로운 유형의 밸브가 제공된다.
도 5의 냉각 장치 (201) 에서 동일 부품에 대해서는 도 1과 동일한 도면 부호를 사용하였으며, 변형된 부분들은 200만큼 증가된 도면 부호를 사용하였다. 본 실시예에서는 오버플로된 증발기 (205) 가 사용되는데, 상기 증발기는 상부 라인 (238) 및 하부 라인 (239) 에 의해 수집 용기 (240) 와 연결된다. 상부 라인 (238) 을 통해서는 냉매가 액체와 증기의 혼합물의 형태로 수집 용기 (240) 내부로 역류되는 한편, 하부 라인 (239) 을 통해서는 액체 냉매가 증발기 (205) 내부로 흘러간다. 이러한 순환은 자체적으로 이루어지지만, 펌프에 의해서도 지지될 수 있다. 충전 상태 디스플레이 장치 (231) 는, 원하는 충전 높이가 유지되도록 팽창 밸브(4)의 개방율을 설정하는 조절기 (30) 에 액체 레벨을 지시한다.
도 6에 도시된 센서 (323) 에서 가열 부재 (327) 는 센서-내부 챔버에 배치된다. 상기 방식의 센서는 고정 장치 (28) 와 유사한 고정 장치에 의해서 냉매 라인 (19) 에 고정된다.
물론, 병렬 접속된 다수의 증발기를 갖춘 냉동기도 기술된 방식으로 작동될 수 있다. 이 경우 센서는 선택적으로, 즉 분배기 앞에 배치되거나 또는 분배기 뒤에 있는 분기 라인들 중에서 하나의 분기 라인내에 배치될 수 있다. 과열은 도 1에 도시된 것과 다른 방식으로 측정될 수도 있는데, 예를 들면 증발기 앞과 뒤에 있는 각각 하나의 온도 센서에 의해서 측정될 수 있다. 또한, 도 1의 튜브형 보상 채널이 하우징에 할당된 도 5에 따른 센서와 결합될 수도 있고, 그 반대로 도 5에 따른 내부 보상 채널이 냉매 라인에 접하는 도 1 또는 도 6 에 따른 센서와 결합될 수도 있다.
도 7에는 팽창 밸브 (404) 가 개략적으로 도시되어 있으며, 상기 밸브의 연결 부재는 밸브 시이트와 함께 제 1 스로틀 장소 (441) 를 형성한다. 우회 채널 (442) 은 스로틀 장소 (441) 를 연결한다. 상기 스로틀 장소는 밸브 하우징 (406) 의 유입관 (443) 으로부터 배출관 (444) 까지 연결되며, 횡단면이 작은 라인 부위 (445), 작은 개구의 형태로 고정된 제 2 스로틀 장소(446) 및 팽창 챔버 (447) 를 앞·뒤로 연속으로 포함한다. 팽창 챔버 (447) 의 벽에는 센서 (423) 가 접하는데, 이 센서는 마주 놓인 측면상에서 가열 부재 (427) 와 열접촉되고, 모세관 (424) 을 통해 상부 압력 챔버 (448) 와 연결된다. 압력 챔버 (417) 는 냉매의 출구측 압력으로 가압된다.
상기와 같은 구성예에서는 팽창 챔버 (447) 내에 있는 냉매가 포화 온도를 취하며, 팽창 밸브 (404) 의 출구에 있는 냉매도 또한 포화 온도를 갖는다.
도 8에 따른 실시예에서 일치하는 부분들에 대해서는 도 7에 비해 100만큼 증가된 도면 부호를 사용하였다. 도 7과 달리 우회 채널 (542) 은 팽창 밸브 (504) 의 제 1 스로틀 장소 (541) 뿐만 아니라 전체 증발기 (5) 도 연결한다. 즉, 팽창 밸브 (504) 의 유입관 (543) 으로부터 증발기 (5) 의 배출 라인 (532) 까지 통한다. 센서 (523) 는 재차 팽창 챔버 (547) 의 벽에 접하고 가열 부재 (527) 에 의해서 가열된다. 증발기 (5) 내에서의 압력 강하를 고려하기 위해서, 압력 챔버 (517) 는 보상 채널 (520) 을 통해 모세관의 형태로 출구 라인 (532) 과 연결된다.
도 9 는 팽창 밸브의 변형된 추가 형태를 보여주는데, 이 실시예에서 동일 부분은 도 1 내지 도 3 에 비해 600 만큼 증가된 도면 부호로 표시하였다.
제일 먼저 인식할 수 있는 점은, 도 9 에 따른 밸브 (604) 는 본 발명의 이전에 도시된 실시예에 비해 거꾸로 향해 있다는 점이다. 본 발명의 상기 형태에서는 도 4에 따른 형성예와 유사하게 보상 채널 (620) 이 밸브 (604) 의 내부에 있다. 그 밖에 밸브 (604) 도 도 2에 도시된 형태와 실제로 동일하다.
도 9에 따른 실시예에서는 별도의 센서가 제공되지 않는다. 그 대신 가열 부재 (627) 가 밸브 (604) 의 하우징 (606) 에 있는 센서 챔버 (618) 에 직접 제공된다. 전기 라인 (629) 은 전술한 바와 같이 조절기 (30) 에 연결된다.
본 발명의 상기 형태에서 열은 별도의 센서 및 모세관이 없이도 가열 부재 (627) 에 의해서 직접 센서 챔버 (18) 에 제공된다. 이것은 밸브 (604) 를 본 발명의 이전에 도시된 실시 형태보다 더 단순하게 만든다. 그러나 센서 챔버 (418) 내의 매체를 정확하고도 효과적으로 가열하기 위해서는, 밸브 (604) 가 거꾸로 향해 있어야 한다.
본 발명에 따른 작동 방법은 하기에서 자세히 기술된다. 별도의 센서 (23, 123, 323, 423 또는 523) 를 갖는 본 발명의 각각의 형태 또는 가열 부재 (627) 가 열을 팽창 밸브 (604) 에 직접 송출하는 형성예에서는, 센서 챔버 (18) 내의 압력이 압력 챔버 (17) 내의 압력과 스프링력 (14) 의 총합인 경우에 밸브가 개방된다. 센서를 사용하는 본 발명의 형성예에서는, 작은 부분이 센서의 벽을 통해 매체 주위로 흐르기는 하더라도, 가열 부재 (27, 127 또는 327) 에 의해 제공되는 대부분의 에너지는 센서 내부에 있는 매체내로 유입된다. 열은 가열 부재에 의해서 액체 매체를 끓게 하고, 증발된 냉매가 기포를 온도가 더 낮은 센서의 상부까지 위로 날려보내도록 야기한다. 냉매 증기는 팽창 밸브의 출구에 접하는 센서의 상부면에 열을 송출함으로써 응축된다. 동시에 센서 내부의 압력이 상승되는데, 이 때 압력은 센서 챔버 (18) 에 인가되고 밸브는 개방된다.
도 7에 따른 본 발명의 실시예에서 가열 부재 (627) 에 의해 발생되는 열은 유사한 방식으로 센서 챔버 (618) 내부에 배치된 매체내로 직접 제공된다. 가열 부재에 의해서 열은 센서 챔버 (618) 내의 액체 매체를 끓게 하며, 이것은 센서 챔버(618) 내부의 압력을 상승시키고 그에 따라 밸브 (404) 는 개방된다. 동시에 냉매 기포는 위로 센서 챔버 (618) 내의 온도가 더 낮은 영역까지 상승한다. 이 때 증기는 열이 주변 액체로 송출됨으로써 응축되고, 그 다음에 열은 조절 부재 (612) 에 의해서 압력 챔버 (417) 내부로 안내된다. 이에 따라, 본 발명의 제 1 실시예에서와 동일한 방식으로 밸브 (604) 를 통해 흐르는 냉매에 열이 일정하게 전달되며, 이 때 열은 센서 (23, 123 또는 323) 로부터 증발기 밸브로부터 분기되는 배출관 (19) 까지 일정하게 전달된다.

Claims (31)

  1. 조절 부재로서 박막 또는 벨로우즈를 포함하고 가열 부재에 의한 열 공급에 의해서 영향을 받을 수 있는 팽창 밸브를 이용하여, 압축기, 응축기, 팽창 밸브 및 증발기를 연속으로 포함하는 냉동기를 조절하기 위한 방법으로서,
    상기 조절 부재의 한 측면을 증발기측 냉매 압력으로 가압하고,
    조절 부재의 다른 측면을, 그것의 압력이 온도에 의존하는 충전 용기가 제공된 센서 장치의 증기압으로 가압하며, 센서 장치의 센서 온도를 냉매의 포화 온도 및 열 공급에 의해서 결정하고,
    건식-증발기의 출구측에서의 과열 및 오버플로 증발기의 액체 레벨을 측정하고, 열 공급을 상기 측정값에 따라 조절하는 것을 특징으로 하는 냉동기의 조절 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 조절 부재의 한 측면을 팽창 밸브의 출구측에서의 냉매 압력으로 가압하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 팽창 밸브의 출구측에서의 센서 온도가 냉매의 포화 온도에 의해 영향을 받도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 냉매의 일부분을 팽창 밸브의 스로틀 장소를 통과하도록 안내하여 고정된 제 2 스로틀 장소에서 팽창시키며, 상기 제 2 스로틀 장소 뒤에 있는 센서가 냉매의 포화 온도에 의해 영향을 받도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 압축기 (2), 응축기 (3), 팽창 밸브 (4; 104) 및 증발기 (5) 를 연속으로 포함하는 냉동기로서,
    상기 팽창 밸브 (4; 104) 는 2개의 압력 챔버 (17, 18) 를 분리하는 조절 부재 (12) 로서 박막 혹은 벨로우즈를 포함하고, 가열 부재 (27; 127; 327) 에 의한 열 공급에 의해 영향을 받을 수 있으며,
    하나의 압력 챔버 (17) 는 보상 채널 (20; 120) 을 통해 증발기측 냉매 경로와 연결되며,
    다른 압력 챔버 (18) 는, 그것의 압력이 온도에 의존하는 충전 용기가 제공된 센서 장치 (22; 122) 의 부분이며, 상기 센서 장치의 센서(23; 123; 323)는 팽창 밸브 (4; 104) 의 출력측에서 냉매와 연결되고, 가열 부재 (27; 127; 327) 와 열적으로 결합되며,
    건식-증발기 (5) 의 출구에서의 과열 또는 오버플로 증발기 (205) 의 액체 레벨에 의존하여 가열 부재 (27; 127; 327) 를 트리거하는 조절기 (30) 가 제공되는 것을 특징으로 하는 냉동기.
  6. 팽창 밸브 (404; 504) 의 스로틀 장소 (441; 541) 를 연결시키며 후속하는 팽창 챔버 (447; 547) 를 갖춘 고정된 제 2 스로틀 장소 (446; 546) 를 포함하는 우회 채널 (445; 545), 압축기 (2), 응축기 (3), 팽창 밸브 (404; 504) 및 증발기 (5) 를 포함하는 냉동기로서,
    상기 팽창 밸브 (404; 504) 는 2개의 압력 챔버 (417, 418; 517, 518) 를 분리하는 조절 부재로서 박막 혹은 벨로우즈를 포함하고, 가열 부재 (427; 527) 에 의한 열 공급에 의해서 영향을 받을 수 있으며,
    하나의 압력 챔버 (417; 517) 는 보상 채널 (420) 을 통해 증발기측 냉매 경로와 연결되며,
    다른 압력 챔버 (418; 518) 는, 그것의 압력이 온도에 의존하는 충전 용기가 제공된 센서 장치의 부분이며, 상기 센서 장치의 센서 (423; 523) 는 팽창 챔버 (447; 547) 내의 냉매와 연결되고, 가열 부재 (427; 527) 와 열 교환되며,
    건식-증발기 (5) 의 출구에서의 과열 또는 오버플로 증발기 (205) 의 액체 레벨에 의존하여 가열 부재 (427; 527) 를 트리거하는 조절기 (30) 가 제공되는 것을 특징으로 하는 냉동기.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 파이프 (445, 545) 가 모세관으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉동기.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 보상 채널 (20; 120) 이 팽창 밸브 (4; 104) 의 출구측과 연결되는 것을 특징으로 하는 냉동기.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보상 채널 (20; 120) 및/또는 센서 (23; 123) 가 팽창 밸브에 밀접하게 접하는 것을 특징으로 하는 냉동기.
  10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보상 채널 (20) 은, 팽창 밸브 (4) 의 출구에 연결되는 냉매 라인 (19) 의 내부 챔버를 압력 챔버 (17) 까지 연결된 관 (21) 과 연결시키는 파이프로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉동기.
  11. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보상 채널 (120) 은 밸브 내부에서 진행되는 것을 특징으로 하는 냉동기.
  12. 제 6 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 (23; 123; 323; 423; 523) 가 모세관 (24; 124; 424; 524) 을 통해 다른 압력 챔버 (18; 418; 518) 와 연결되는 것을 특징으로 하는 냉동기.
  13. 제 6 항 및 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 (23) 는 팽창 밸브 (4) 의 출구에 연결되는 냉매 라인 (19) 에 접하고, 가열 부재 (27) 에 의해서 접촉되는 것을 특징으로 하는 냉동기.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 센서 (23) 및 가열 부재 (27) 는 고정 장치 (28) 에 의해서 냉매 라인 (19) 에 고정되는 것을 특징으로 하는 냉동기.
  15. 제 6 항 및 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 (123) 는 팽창 밸브 (104) 의 출구측 하우징부 내부에 또는 곁에 배치되고 가열 부재 (127) 에 의해서 접촉되는 것을 특징으로 하는 냉동기.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 센서 (123) 는 출구측 하우징부내에서 공동부로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉동기.
  17. 제 7 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 (423; 523) 는 팽창 챔버 (447; 547) 의 벽에 접하는 것을 특징으로 하는 냉동기.
  18. 제 7 항, 제 12 항 및 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 우회 채널 (542) 은 또한 증발기 (5) 를 연결하며, 보상 채널 (520) 은 증발기 (5) 뒤에서 냉매 라인 (532) 과 연결되는 것을 특징으로 하는 냉동기.
  19. 제 7 항 내지 제 12 항, 제 16 항 및 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 우회 채널 (442) 은 팽창 밸브 (404) 의 출구측에서 냉매 라인 내부로 삽입되는 것을 특징으로 하는 냉동기.
  20. 제 6 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 가열 부재 (327) 가 센서 (323) 의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 냉동기.
  21. 제 6 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 센서 (123) 및/또는 가열 부재 (127) 는 열 절연부 (137) 에 의해서 주변에 대해 커버링되는 것을 특징으로 하는 냉동기.
  22. 입구측 챔버 (7) 와 출구측 챔버 (8; 108) 사이에 하나의 밸브 시이트 (9) 를 가지고, 2개의 압력 챔버 (17, 18; 417, 418; 517, 518) 사이에 박막 혹은 벨로우즈로 형성된, 연결 부재 (10) 를 작동시키기 위한 조절 부재 (12) 를 갖춘 밸브 하우징(6; 106) 및 가열 부재 (27; 127; 327; 427; 527) 를 포함하는 냉동기용 팽창 밸브로서,
    상기 출구측 챔버 (8; 108) 및 하나의 압력 챔버 (17; 417; 517) 는 보상 챔버 (20; 120; 520) 에 의해서 연결되며,
    다른 압력 챔버 (18; 418; 518) 는 액체-증기-충전 용기가 제공된 센서 장치 (22; 122) 의 일부이고, 상기 센서 장치의 센서 (23; 123; 323; 423; 523) 는 출구측 냉매와 열 교환하기 위해서 및 가열 부재 (27; 127; 327; 427; 527) 와 열 교환하기 위해서 형성되는, 냉동기용 팽창 밸브.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 밸브 하우징 (6; 106), 보상 채널 (20; 120) 및 센서 장치 (22; 122) 가 미리 제조된 부품 유니트를 형성하는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  24. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서, 상기 센서 (23; 123; 323; 423; 523) 는 모세관 (24; 124; 424; 524) 을 통해 다른 압력 챔버 (18; 418; 518) 와 연결되는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브
  25. 제 22 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 (123) 는 밸브 하우징 (106) 내부에 또는 곁에 배치되는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  26. 제 22 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브 출구에 연결되는 냉매 라인 (19) 은 상기 부품 유니트의 일부분이고, 센서 (23) 및 가열 부재 (27) 를 위한 지지부로서 이용되는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  27. 제 22 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 부재 (27; 127) 가 센서 (23; 123) 외부에 접하는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  28. 제 22 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 부재 (327) 가 센서 (323) 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  29. 제 26 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서, 보상 채널 (20) 은 냉매 라인 (19) 의 내부 챔버를 압력 챔버 (17) 까지 통하는 밸브 하우징 (6) 에 있는 관 (21) 과 연결시키는 파이프로 형성되는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  30. 제 22 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서, 보상 채널 (120) 은 밸브 하우징 (106) 의 내부에서 뻗는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
  31. 제 22 항, 제 24 항 및 제 27 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서, 팽창 밸브 (404; 504) 의 입구 및 출구는, 후속하는 팽창 챔버 (447; 547) 를 갖는 고정된 스로틀 장소 (446; 546) 를 포함하는 우회 채널 (442; 542) 을 통해 연결되며, 센서 (423; 523) 는 상기 팽창 챔버 (447; 547) 의 벽에 접하는 것을 특징으로 하는 팽창 밸브.
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