KR100287720B1 - 어큐뮬레이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 어큐뮬레이터에 관한 것으로서, 특히, 케이스의 상단에 형성되어 액상과 기상이 혼합된 냉매를 상기 케이스의 내부로 유입시키는 유입관과, 상기 케이스의 내부에 홀더를 통해 일단이 고정되고 타단은 압축기에 연결되어 상기 케이스의 외부로 유출시킨 기상의 냉매를 압축기로 이동시키는 유출관과, 상기 유입관을 통해 상기 케이스의 내부로 빠른 속도의 냉매가 유입될 때 상기한 냉매의 유입압력손실이 방지되도록 상부 돔구조물이 형성되어 상기 유출관의 상측에 설치된 유로형성수단과, 상기 유로형성수단을 통과한 냉매 중 기상의 냉매만이 상기 유출관으로 유입될 때 상기 상부 돔구조물의 하측에 정압영역이 발생되지 않도록 상기 유로형성수단과 유출관 사이에 설치된 정압영역방지수단을 포함하는 어큐뮬레이터에 관한 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명은, 상기 유로형성수단과 정압영역방지수단을 이용하여 어큐뮬레이터 내부에 존재하는 압력손실 요인을 제거함으로써 압축기의 입구부, 즉 어큐뮬레이터에서 발생될 수도 있는 압력손실을 방지하여 압축기의 성능이 향상되도록 한 것이다.

Description

어큐뮬레이터 {Accumulator}

본 발명은 어큐뮬레이터에 관한 것으로서, 특히 어큐뮬레이터의 내부에 존재하는 압력손실의 요인들을 제거할 수 있는 구조를 구비하고 있는 어큐뮬레이터에 관한 것이다.

일반적으로 어큐뮬레이터는 도 1에 도시된 바와 같이, 냉동사이클에서 압축기(1)의 입구 측에 설치되어 액상태의 냉매와 기체상태의 냉매를 분리한 후 상기 압축기(1)를 향해 기체상태의 냉매만을 보내는 기능을 수행한다.

상기한 어큐뮬레이터(10)는 부하가 급히 변동하였을 때 증발기에서 나온 액상태의 냉매가 상기 압축기(1)로 유입되어 고장의 원인이 될 염려가 크므로 이를 방지하기 위한 것이 주목적이며, 이러한 어큐뮬레이터(10)와 압축기(1)는 아주 밀접하게 서로 작용하기 때문에 압축기(1)의 성능에 영향을 미치는 인자 중에는 어큐뮬레이터(10)의 영향이 어느 정도 큰 부분을 차지하게 된다.

따라서, 상기한 어큐뮬레이터(10)의 내부 구조 또는 형상을 어떻게 설계하는가에 따라 상기 압축기(1)의 전체 효율은 물론, 진동 및 소음 문제도 함께 변화되어 상기한 어큐뮬레이터(10)의 내부 설계가 아주 중요하게 된다.

상기한 바와 같은 어큐뮬레이터(10)에서 압축기(1)의 성능에 영향을 미치는 가장 중요한 구성요소는 어큐뮬레이터(10) 내에서 기체상태로 변화된 냉매를 상기 압축기(1)로 유입시키는 유출관(13)의 상측에 설치되어 있는 돔구조물(11)이다.

상기한 돔구조물(11)은 반구형으로 형성되어 상기 유출관(13)의 상측에 반구면이 상방을 향하도록 설치되어 있으며, 어큐뮬레이터(10)의 내에서 발생될 수도 있는 압력손실이 방지되도록 증발기에서 상기 어큐뮬레이터(10)로 유입되는 냉매의 유로를 형성하는 역할을 수행한다. 이 때문에 상기 돔구조물(11)의 형상은 압축기(1)의 성능에 결정적인 영향을 미칠 수도 있는 중요한 요인으로서 작용한다.

즉, 상기 돔구조물(11)의 반경이 크면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기한 돔구조물(11)의 내부에 어큐뮬레이터(10)의 다른 영역과의 압력차가 심한 정압영역이 발생하게 되고, 이러한 정압영역은 냉매의 압력손실을 유발하여 압축기의 성능을 저하시키는 원인이 된다. 반면에, 상기 돔구조물(11)의 상부에는 냉매의 매끄러운 유선이 형성되어 냉매의 유선으로 인한 압력손실은 방지되게 된다.

이과는 반대로, 상기 돔구조물(11)의 반경이 작으면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기한 돔구조물(11) 내의 압력강하가 작아서 정압영역은 발생되지 않지만, 상기 돔구조물(11)의 상부에 형성되는 냉매의 유선이 매끄럽지 않게 되어 이로 인한 압력손실이 발생되고, 결국에는 압축기(1)의 성능이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 상기한 바와 같은 돔구조물(11)의 반경이 큰 경우와 작은 경우에서 나타나는 각각의 장점은 그대로 살리고 단점은 배제하여 어큐뮬레이터(10)를 통한 냉매의 압력손실이 최소화되도록 상기 어큐뮬레이터(10)의 내부구조 및 형상을 최적화시킬 필요가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 어큐뮬레이터 내부에 존재하는 압력손실 요인을 제거할 수 있는 구조를 구비함으로써 압축기의 입구부, 즉 어큐뮬레이터에서 발생될 수도 있는 압력손실을 방지하여 압축기의 성능이 향상되도록 하는 어큐뮬레이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 로터리 압축기와 어큐뮬레이터의 구조가 도시된 구성도,

도 2는 종래 기술에 따른 어큐뮬레이터에서 돔구조물의 반경이 큰 경우의 내부상태가 도시된 도면,

도 3은 종래 기술에 따른 어큐뮬레이터에서 돔구조물의 반경이 작은 경우의 내부상태가 도시된 도면,

도 4는 본 발명에 따른 어큐뮬레이터의 내부 구조가 개략적으로 도시된 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 어큐뮬레이터에 포함되는 정압영역방지수단의 다양한 실시 예가 도시된 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

51 : 유입관 55 : 유출관

60 : 유로형성수단 61 : 상부 돔구조물

70 : 정압영역방지수단 70a, 70b : 하부 돔구조물

70c : 하부 원추구조물

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 어큐뮬레이터의 특징은, 케이스의 상단에 형성되어 액상과 기상이 혼합된 냉매를 상기 케이스의 내부로 유입시키는 유입관과, 상기 케이스의 내부에 홀더를 통해 일단이 고정되고 타단은 압축기에 연결되어 상기 케이스의 외부로 유출시킨 기상의 냉매를 압축기로 이동시키는 유출관과, 상기 유입관을 통해 상기 케이스의 내부로 빠른 속도의 냉매가 유입될 때 상기한 냉매의 유입압력손실이 방지되도록 상부 돔구조물이 형성되어 상기 유출관의 상측에 설치된 유로형성수단과, 상기 유로형성수단을 통과한 냉매중 기상의 냉매만이 상기 유출관으로 유입될 때 상기 상부 돔구조물의 하측에 정압영역이 발생되지 않도록 상기 유로형성수단과 유출관 사이에 설치된 정압영역방지수단을 포함하는 것이다.

또한, 본 발명의 부가적인 특징은, 상기 정압영역방지수단은 상기 상부 돔구조물보다 작은 반경을 갖는 반구형으로 형성되어 상기 상부 돔구조물의 하측에 반구면이 상방을 향하도록 일체로 접합된 하부 돔구조물이거나, 반구형으로 형성되어 상기 상부 돔구조물의 하측에 반구면이 하방을 향하도록 일체로 접합된 하부 돔구조물이거나, 또는 원추형으로 형성되어 상기 상부 돔구조물의 하측에 원추면이 하방을 향하도록 일체로 접합된 하부 원추구조물인데 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 상기한 유로형성수단과 정압영역방지수단을 이용하여 어큐뮬레이터 내부에 존재하는 압력손실 요인을 제거할 수 있으므로 냉매의 압력손실이 방지되어 압축기의 성능이 향상되는 이점이 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 어큐뮬레이터의 내부 구조가 개략적으로 도시된 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 어큐뮬레이터에 포함되는 정압영역방지수단의 다양한 실시 예가 도시된 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 어큐뮬레이터는 케이스의 상단에 형성되어 액상과 기상이 혼합된 냉매를 상기 케이스의 내부로 유입시키는 유입관(51)과, 상기 케이스의 내부에 홀더를 통해 일단이 고정되고 타단은 압축기에 연결되어 상기 케이스의 외부로 유출시킨 기상의 냉매를 압축기로 이동시키는 유출관(55)과, 상기 유입관(51)을 통해 상기 케이스의 내부로 빠른 속도의 냉매가 유입될 때 상기한 냉매의 유입압력손실이 방지되도록 상부 돔구조물(61)이 형성되어 상기 유출관(55)의 상측에 설치된 유로형성수단(60)과, 상기 유로형성수단(60)을 통과한 냉매중 기상의 냉매만이 상기 유출관(55)으로 유입될 때 상기 상부 돔구조물(61)의 하측에 정압영역이 발생되지 않도록 상기 유로형성수단(60)과 유출관(55) 사이에 설치된 정압영역방지수단(70)을 포함한다.

여기서, 상기 유로형성수단(60)의 상부 돔구조물(61)은 반구형으로 형성되어 반구면이 상방을 향하도록 설치되어 있다.

또한, 본 발명의 제 1 실시 예에 따르면, 상기 정압영역방지수단(70)은 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 유로형성수단(60)의 상부 돔구조물(61a)보다 작은 반경을 갖는 반구형으로 형성되어 상기 상부 돔구조물(61a)의 하측에 반구면이 상방을 향하도록 일체로 접합된 하부 돔구조물(70a)로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 유로형성수단(60)과 정압영역방지수단(70)을 구비한 본 발명에서는, 증발기로부터 어큐뮬레이터로 유입관(51)을 통해 유입된 냉매가 상기 상부 돔구조물(61a)을 따라 하측으로 이동되고, 이렇게 이동된 냉매중 기상의 냉매만이 상기 하부 돔구조물(70a)과 유출관(55) 사이의 영역으로 이동되어 상기 유출관(55)을 통해 압축기로 유입된다.

이와 동시에, 상기 유입관(51)을 통해 기상의 냉매와 함께 혼합되어 유입된 액상의 냉매중 일부는 상기 상부 돔구조물(61a)을 따라 하측으로 이동되면서 기체상태로 변화되어 기상의 냉매와 함께 상기 유출관(55)을 통해 압축기로 유입되고, 기체상태로 변화되지 않은 나머지는 케이스의 하부로 낙하된다.

이때, 상기한 상부 돔구조물(61a)의 반경은 비교적 크게 형성되므로 상기 상부 돔구조물(61a)을 따라 이동되는 냉매는 매끄러운 유선을 형성하게 되고, 상기 하부 돔구조물(70a)의 반경은 비교적 작게 형성되므로 상기 하부 돔구조물(70a)의 내부에는 정압영역이 생기기 않게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 어큐뮬레이터는 냉매의 압력손실을 유발시키는 가장 큰 요인, 즉 돔구조물의 상부와 하부에 각각 형성되는 매끄럽지 않은 유선과 정압영역을 모두 제거하여 어큐뮬레이터 내에서의 압력손실을 방지함으로써 냉매가 갖고 있는 초기의 에너지값을 그대로 유지시킬 수 있게 되어 전체 압축기의 효율을 최대화시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 제 2 실시 예에 따르면, 상기 정압영역방지수단(70)은 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 반구형으로 형성되어 상기 상부 돔구조물(61b)의 하측에 반구면이 하방을 향하도록 일체로 접합된 하부 돔구조물(70b)로 구성되어 있다.

이때, 상기 하부 돔구조물(70b)은 상기 상부 돔구조물(61b)의 반경과 상관없이 임의의 반경을 취할 수 있다.

이와 같은 구조에서는, 상기 하부 돔구조물(70b)의 반경이 상기 상부 돔구조물(61b)의 반경보다 작지 않더라도 상기 하부 돔구조물(70b)이 유출관(55)과 상부 돔구조물(61b) 사이에 반구면이 하방을 향하도록 설치되어 있기 때문에 결국에는 상기 하부 돔구조물(70b)의 반경 크기와는 상관없이 상기 하부 돔구조물(70b)의 내부에 정압영역이 발생되지 않게 된다. 이외의 구성 및 작용은 상기한 제 1 실시 예와 동일하다.

또한, 본 발명의 제 3 실시 예에 따르면, 상기 정압영역방지수단(70)은 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 원추형으로 형성되어 상기 상부 돔구조물(61c)의 하측에 원추면이 하방을 향하도록 일체로 접합된 하부 원추구조물(70c)로 구성되어 있다. 이외의 구성 및 작용은 상기한 제 2 실시 예와 동일하다.

상기와 같이 구성되고 동작되는 본 발명에 따른 어큐뮬레이터는, 유로형성수단(60)의 상부 돔구조물(61) 내부에 정압영역이 발생되지 않도록 상기 유로형성수단(60)과 유출관(55) 사이에 설치된 정압영역방지수단(70)을 이용하여 어큐뮬레이터 내부에 존재하는 압력손실 요인을 제거함으로써 냉매의 압력손실이 방지되어 압축기의 성능이 향상되는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 케이스의 상단에 형성되어 액상과 기상이 혼합된 냉매를 상기 케이스의 내부로 유입시키는 유입관과, 상기 케이스의 내부에 홀더를 통해 일단이 고정되고 타단은 압축기에 연결되어 상기 케이스의 외부로 유출시킨 기상의 냉매를 압축기로 이동시키는 유출관과, 상기 유입관을 통해 상기 케이스의 내부로 빠른 속도의 냉매가 유입될 때 상기한 냉매의 유입압력손실이 방지되도록 상부 돔구조물이 형성되어 상기 유출관의 상측에 설치된 유로형성수단과, 상기 유로형성수단을 통과한 냉매 중 기상의 냉매만이 상기 유출관으로 유입될 때 상기 상부 돔구조물의 하측에 정압영역이 발생되지 않도록 상기 유로형성수단과 유출관 사이에 설치된 정압영역방지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 정압영역방지수단은 상기 상부 돔구조물보다 작은 반경을 갖는 반구형으로 형성되어 상기 상부 돔구조물의 하측에 반구면이 상방을 향하도록 일체로 접합된 하부 돔구조물인 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 정압영역방지수단은 반구형으로 형성되어 상기 상부 돔구조물의 하측에 반구면이 하방을 향하도록 일체로 접합된 하부 돔구조물인 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 정압영역방지수단은 원추형으로 형성되어 상기 상부 돔구조물의 하측에 원추면이 하방을 향하도록 일체로 접합된 하부 원추구조물로 구성된 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터.