KR0140624B1 - 공기조화기의 냉매분지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기에 증발기로 이송되는 액체 및 기체냉매로 경로를 분지시키는 분지관의 위치를 어느정도만 대칭되게 설치하여도 냉매가 균일하게 분지되도록 하여 생산능률을 향상시키며, 또한 액체 및 기체냉매를 균일하게 혼합시킨 상태에서 분무유동으로 분지되도록 하여 증발기의 열교환효율을 향상시키도록 한 공기조화기의 냉매분지장치에 관한 것으로, 액체와 기체냉매층을 없애고 내부의 2상(액체와 기체) 유동상태를 성류층이나 환상류에서 서리나 안개 등 분무유동으로 바꾸어 팽창변에서 증발기로 이송되게 하는 혼합관(10)과, 혼합관(10)과 연결되어 설정된 압력으로 강하시켜 각 분지관(30a)(30b)에 걸리는 정압이 일정하게 유지되게 하여 분지관(30a)(30b)내로 들어가는 유량을 골고루 분배시켜 주는 서지탱크(20)와, 서지탱크(20)와 연결되어 증발기내로 냉매를 안내하는 분지관(30a)(30b)으로 구성한다.

Description

공기조화기의 냉매분지장치

제1도는 종래의 냉매분지장치의 구성도

제2도는 본 발명의 냉매분지장치의 구성도

제3도는 본 발명 혼합관의 다른 실시예

*도면중 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 혼합관11 : 안내관

12 : 나선판20 : 서지탱크

21 : 압력강하망30a, 30b : 분지관

본 발명은 공기조화기에 증발기로 이송되는 액체 및 기체냉매의 경로를 분지시키는 냉매분지장치에 관한 것으로, 특히 분지관을 중력방향에 관계없이 동일한 관경으로 각기 설치하여도 냉매가 균일하게 분지되도록 하여 생산능률을 향상시키며, 또한 액체 및 기체냉매를 균일하게 혼합시킨 상태에서 분무유동으로 분지되도록 하여 증발기의 열교환효율을 향상시키도록 한 공기조화기의 냉매분지장치에 관한 것이다.

일반적으로 냉동싸이클은, 냉매(프레온 R22)가스를 고온, 고압으로 압축시키는 압축기와, 압축기에서 이송된 고온, 고압의 냉매가스를 방열시켜 점차적으로 액체상태로 상변화시키는 응축기와, 웅축기에서 액체상태로 상변화되어 이송된 냉매를 저온의 액체 및 기체상태로 감압하는 팽창변과, 팽창변에서 이송된 저온의 액체 및 기체상태의 냉매를 통과시키면서 증발되어 주변열을 빼앗아 외부온도를 낮은 온도로 유지시키는 동시에 증발된 냉매가스를 다시 압축기로 이송토록 하는 증발기로 구성되어 있다.

그런데 열교환기로 이송되는 액체 및 기체냉매의 경로를 분지시키도록 하는 냉매분지장치가 설치되어 있다.

상기 냉매분지장치는 분리형 에어콘의 경우, 냉매의 유동에 의한 관내 입손을 최소화시키고 관내 열전달계수를 최대화하기 위하여 증발기내부로 흘러 들어가는 냉매의 경로를 여러 형태로 나누어 이송시켜 준다.

또, 일체형의 에어콘의 경우, 실내기가 크기 때문에 옹축기를 통과한 액상의 냉매가 실내기로 들어와 분지된 후 팽창변(모세관)으로 들어가기 때문에 냉매분지량을 균일하게 유지시키는 데 큰 문제가 없다.

그러나 분리형 에어콘의 경우는 팽창변이 실외기에 있어 먼저 액체의 냉매가 팽창하여 기체와 액체의 혼합물이 실내기로 들어와 분지관에 의하여 증발기내의 각 경로로 나누어지게 된다.

이때, 냉매분지장치의 형상에 따라 중력의 영향으로 분지관내의 기체와 액체냉매의 위치가 결정된다.

즉, 종래의 냉매분지장치는 제1도와 같이, 팽창변에서 저온의 액체와 기체냉매로 감압되어 이송되는 안내관(11)과, 안내관(11)에 연결되어 압력을 강하시켜 분지관(30a)(30b)내로 들어가는 유량을 골고루 분배시켜 주는 서지탱크(Surge Tank)(20)와, 서지탱크(20)와 연결되어 증발기내로 냉매를 안내하는 분지관(30a)(30b)으로 구성되어 있다.

그런데, 안내관(11)을 따라 이송되는 액체 및 기체냉매는 각각 균일하게 혼합되지 않고 상호 분리된 상태에서 이송이 되고, 서지탱크(20)로 이송된 액체 및 기체냉매도 상술한 바와같이 상호 분리되어 있어, 중력방향으로 하부에 위치되어 있는 분지관(30a)으로 액체의 냉매가 다량 흘러 들어가게 되므로, 증발기내의 각 경로의 분지관으로 흐르는 냉매유량이 각각 달라서 각 분지관이 빠르게 과열되어 증발기의 열교환효율이 떨어지게 되는 문제점이 있었다.

또, 중력방향으로 대칭되게 각 냉매경로된 분지관을 설치하는 경우 상술한 문제점을 해결할 수 있으나, 정확하게 설치하기란 사실상 불가능하는 동시에 정확한 설치로 인한 생산능률이 현저하게 저하되어 대량생산을 할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하고자 안출한 것으로, 분지관의 위치를 중력방향에 관계없이 동일한 관경으로 각기 설치하여도 냉매가 균일하게 분지되도록 하여 생산능률을 향상시키며, 또한 액체 및 기체냉매를 균일하게 혼합시킨 상태에서 분무유동으로 분지되도록 하여 증발기의 열교환효율을 향상시키도록 공기조화기의 냉매분지장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 액체와 기체냉매층을 없애고 내부의 2상(액체와 기체) 유동상태를 성층류이나 환상류에서 서리나 안개 등 분무유동으로 바꾸어 팽창변에서 증발기로 이송되게 하는 혼합관과, 이혼합관과 연결되어 설정된 압력으로 강하시켜 각 분지관에 걸리는 정압이 일정하게 유지되게 하여 분지관내로 들어가는 유량을 골고루 분배시켜 주는 서지탱크와, 서지탱크와 연결되어 증발기내로 냉매를 안내하는 분지관으로 공기조화기의 냉매분지장치를 구성한 것이 본 발명의 기본적인 특징이다.

상기 혼합관은, 관 자체를 트위스트식으로 비틀어서 액체 및 기체냉매가 나선방향의 관내부로 회동하면서 이송되게 하거나, 직선형의 안내관내에 별도의 나선판을 내장하여 액체 및 기체냉매가 그 나선판의 방향으로 회동하면서 이송되게 하며, 액체 및 기체냉매가 회동하면서 이송될 때 이들이 상호 혼합되어 단면에 따라 밀도가 일정한 분무유동이 되도록 한다.

상기 서지탱크는, 내부 중간부에 설정된 메쉬의 압력강하망을 설치하여 혼합관에서 들어온 분무냉매의 압력이 압력강하망 전체면에 대하여 같은 압력으로 작용하도록 한다.

상기 분지관은 중력방향에 관계없이 동일한 관경으로 각기 설치하여도 무방하나, 다만 각 분지관의 직경은 일정한 것을 사용하여 냉매 유로면적이 균일하여야 된다.

이하 본 발명을 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면 제2도는 본 고안의 실시예로써, 액체와 기체냉매층을 없애고 내부의 2상(액체와 기체) 유동상태를 성층류이나 환상류에서 서리나 안개 등 분무유동으로 바꾸어 팽창변에서 증발기로 이송되게 하는 혼합관(10)과, 이혼합관(10)과 연결되어 설정된 압력으로 강하시켜 각 분지관(30a)(30b)에 걸리는 정압이 일정하게 유지되게 하여 분지관(30a)(30b)내로 들어가는 유량을 골고루 분배시켜 주는 서지탱크(20)와, 서지탱크(20)와 연결되어 증발기내로 냉매를 안내하는 분지관(30a)(30b)으로 공기조화기의 냉매분지장치를 구성한다.

상기 혼합관(10)은, 관 자체를 트위스트식으로 비틀어서 액체 및 기체냉매가 나선방향의 관내부로 회동하면서 이송되게 하거나, 제3도와 같이 직선형의 안내관(11)내에 별도의 나선판(12)을 내장하여 액체 및 기체냉매가 그 나선판(12)의 방향으로 회동하면서 이송되게 하며, 액체 및 기체냉매가 회동하면서 이송될 때 이들이 상호 혼합되어 단면에 따라 밀도가 일정한 부무유동이 되도록 한다.

상기 서지탱크(20)는, 내부 중간부에 설정된 메쉬의 압력강하망(21)을 설치하여 혼합관(10)에서 들어온 분무냉매의 압력이 압력강하망(21) 전체면에 대하여 같은 압력으로 작용하도록 한다.

상기 분지관(30a) (30b)은 중력방향에 관계없이 동일한 관경으로 각기 설치하여도 무방하나, 다만 각 분지관(30a)(30b)의 직경은 일정한 것을 사용하여 냉매 유로면적이 균일하여야 된다.

이와같이 구성된 본 발명은, 냉동싸이클의 원리는 종래와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하고, 본 발명의 특징에 대해서만 설명한다.

팽창변에서 감압되어 이송되는 저온의 액체와 기체냉매가 혼합관(10)을 통과하면서 나선형으로 회동하게 되므로 그 저온의 액체와 기체냉매는 분무냉매로 되어 밀도가 균일한 서리나 안내등의 분무유동을 하게 된다.

상기 혼합관(10)을 통과한 분무상태의 분무냉매는 서지탱크(20)로 이송하게 되며, 서지탱크(20)로 들어온 분무냉매는 압력강하망(21)을 통과하면서 그 압력강하망(21)을 기준으로 도면상 좌측(혼합관측)에 압력이 강하하게 되고, 이로인해 압력강하망(21)에 균일하고 일정한 압력이 작용하여 각 분지관(30a)(30b) 내로 들어가는 유량을 골고루 분배시켜 주게 되는 것이다.

따라서 증발기로 들어가는 각 유로경로인 분지관(30a)(30b)이 균일하고 지속적으로 열교환되므로, 과열되기 전에 열교환된 분무냉매가 압축기로 이송되어 고온, 고압으로 다시 압축하게 되기 때문에 증발기의 열교환효율을 향상시키게 되는 것이다.

또한, 각 분지관(30a)(30b)의 위치에 관계없이 동일한 관경으로 각기 설치하여도 냉매가 균일하게 분지되므로 제작의 편리함으로 생산능률을 향상시킬 수가 있는 것이다.

이와같이 본 고안은 분지관의 위치를 중력이 관계없이 동일한 관경으로 각기 균일하게 분지되어 생산능률을 향상시키며, 또한 액체 및 기체냉매를 균일하게 혼합시킨 상태에서 분지되도록 하여 증발기의 열교환효율을 향상시킬 수가 있는 것이다.

Claims (5)

1. 액체와 기체냉매층을 없애고 내부의 2상(액체와 기체) 유동상태를 성류층이나 환상류에서 서리나 안개 등 분무유동으로 바꾸어 팽창변에서 증발기로 이송되게 하는 혼합관과, 이혼합관과 연결되어 설정된 압력으로 강하시켜 각 분지관에 걸리는 정압이 일정하게 유지되게 하여 분지관내로 들어가는 유량을 골고루 분배시켜 주는 서지탱크와, 서지탱크와 연결되어 증발기내로 냉매를 안내하는 분지관으로 구성한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 냉매분지장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 혼합관은, 관 자체를 트위스트식으로 비틀어서 액체 및 기체냉매가 나선방향의 관내부로 회동 및 이송되면서 분무유동되게 한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 냉매분지장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 혼합관은, 직선형의 안내관내에 별도의 나선판을 내장하여 액체 및 기체냉매가 그 나선판의 방향으로 회동 및 이송되면서 분무유동되게 한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 냉매분지장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 서지탱크는, 내부 중간부에 설정된 메쉬의 압력강하망을 설치하여 혼합관에서 들어온 분무냉매의 압력이 압력강하망 전체면에 대하여 같은 압력으로 일정하게 작용하도록 한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 냉매분지장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 분지관은 중력방향에 관계없이 동일한 관경으로 각기 설치하며, 각 분지관의 직경을 동일하게 하여 냉매 유로면적이 균일하도록 한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 냉매분지장치.