KR102368469B1 - 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 냉매압축, 냉매응축, 교축팽창을 통한 냉매증발, 냉매 재압축의 과정으로 이루어진 냉동사이클을 구비하는 압축식 냉동기에 있어서, 상기 냉동사이클을 이루는 증발기 내부에서 팽창밸브와 인접한 위치에 배치되는 방열판; 상기 증발기 바닥면 또는 냉매유출구와 인접한 위치에 형성되는 오일섬프; 상기 오일섬프에 고인 오일 또는 냉매오일혼합액을 압축기로 이송하도록 상기 오일섬프에 결합되는 오일회수관; 상기 오일섬프의 하면에 배치되어 상기 오일섬프로부터 열을 흡수하는 흡열판; 상기 흡열판과 상기 방열판을 연결하여 상기 흡열판에서 흡수하는 열을 상기 방열판에 전달하는 히트파이프; 및 복수 개의 파이프로 이루어지는 상기 히트파이프를 착탈 가능하게 연결하는 착탈부를 포함하고, 상기 방열판이 상기 증발기의 하부에 위치되는 경우에는 상기 히트파이프가 상기 오일섬프의 상면으로 돌출되어 상기 방열판에 연결되고, 상기 방열판이 상기 증발기의 상부에 위치되는 경우에는 상기 히트파이프가 상기 오일섬프의 측면으로 돌출되어 상기 증발기의 외벽을 따라 상측으로 연장되어 상기 방열판에 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기 {compressor type refrigerator with oil recovery function}

본 발명은 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 증발기 내에서 냉매와 섞여 분리가 힘든 오일을 냉각을 통한 석출농도차이와 그에 따른 비중차이를 이용하여 효과적으로 분리하여 회수할 수 있고, 증발기에 설치되는 흡열판의 설치구조에 따라 힌트파이프를 다양한 모양으로 변경하여 설치할 수 있어 냉동기 설치작업 또는 교체작업에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기에 관한 것이다.

일반적으로 냉동기에는 냉매가스를 압축하는 압축기가 내장되고, 압축기의 후단부에는 압축기에서 압축된 냉매가스에 포함된 오일을 분리하는 오일 세퍼레이터가 내장되어 구비된다.

종래의 압축기는 냉동기의 각 기관을 순환한 냉매가스 속에 포함되어 있는 이물질을 제거하기 위한 스트레이너가 내장되는 상단부 하우징과, 스트레이너를 통과하여 이물질이 제거된 냉매가스를 압축시킬 수 있도록 한 쌍으로 장착되어 회전하는 로우터가 내장되는 중간부하우징과, 로우터를 통해 압축된 냉매가스에 포함되어 있는 오일을 제거하는 오일 세퍼레이터가 내장되는 하단부 하우징으로 대분되어 상단, 중간, 하단부의 하우징이 볼트로 체결된다.

이때, 오일 세퍼레이터의 상단은 개구되고, 후단면 일측은 압축된 냉매가스가 토출되도록 토출구가 형성된 원통형으로 이루어지며, 오일 세퍼레이터의 내측 중간부에는 냉매가스에 포함되어 있는 오일의 큰 입자를 분리시키는 다공판이 장착된다.

다공판의 하단에는 다공판에서 미처 분리되지 못한 작은 오일입자를 분리시키기 위한 와이어 메쉬(Wire Mesh)로 이루어진 제1필터가 구비되고, 제1필터의 하단에는 제1필터와 동일한 구성을 갖는 제2필터가 장착된다.

이와 같이 구성된 스크류 압축기의 냉매가스 순환을 살펴보면, 먼저 냉동기의 각 기관을 순환한 냉매가스는 압축기의 상단부로 유입되고, 유입된 냉매가스는 스트레이너를 통과하면서 냉매가스에 포함되어 있는 이물질이 제거된다.

이와 같이 이물질이 제거된 냉매가스는 압축기의 중간부에 내장된 한 쌍의 스크류가 맞물려 회전하는 로우터를 통과하면서 압축된 냉매가스로 전환되게 된다.

이후 압축된 냉매가스는 압축기의 하단부에 내장되어 있는 오일 세퍼레이터 측으로 압송된다.

상기와 같이 오일 세퍼레이터로 압송된 압축된 냉매가스는 오일 세퍼레이터 내의 중간부에 있는 다공판에 부딪히면서 큰 입자의 오일이 냉매가스와 분리되고, 이후 와이어 메쉬로 이루어진 제1필터와 제2필터를 통과하면서 미처 분리되지 않은 작은 입자의 오일을 압축된 냉매가스와 분리시키게 된다.

이후 오일과 분리된 냉매가스는 오일 세퍼레이터의 후단면에 형성된 토출구를 통하여 압축된 냉매가스가 토출되게 된다.

상술한 바와 같이 압축된 냉매가스가 오일 세퍼레이터를 통과하는 동안 오일과 분리가 이루어지게 되는데, 압축된 냉매가스로부터 분리된 오일은 오일 세퍼레이터의 원주면 내측 바닥면에 고이게 된다.

오일 세퍼레이터의 바닥면에 고인 오일로 인하여 토출되는 냉매가스는 바닥면에 고인 오일을 지나가게 됨으로 이 냉매가스에는 소량의 오일이 포함되게 된다.

따라서 소량의 오일이 포함되어 있는 냉매가스가 냉동기 기관측으로 유입됨으로써 냉동기의 효율이 저하되는 원인이 되었다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 스크류 압축기용 오일 세퍼레이터가 개발되었으며, 종래기술에 따른 세퍼레이터는, 냉동기의 각 기관을 순환한 냉매가스가 유입되어, 이 유입된 냉매가스 속에 포함되어 있는 오일을 제거하기 위한 스크류 압축기용 오일 세퍼레이터에서, 내측에 그 중심측으로부터 원주면에 복수개의 홀이 형성된 분배다공판이 고정 구비되며, 분배다공판의 외측으로는 와이어 메쉬로 이루어진 필터가 구비되고, 필터 외측으로 원주면에 복수개의 홀이 형성된 제1다공판이 고정 구비되고, 제1다공판으로부터 공간을 두고 이격되어 원주면에 복수개의 홀이 형성된 제2다공판이 고정 구비되며, 제2다공판과 오일 세퍼레이터의 외주면을 이루는 배출다공판 사이에는 필터가 구비된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0326583호(2002년 03월 12일 공고, 발명의 명칭 : 스크류 압축기용 오일 세퍼레이터)에 개시되어 있다.

종래기술에 따른 스크류 압축기는, 스크류냉동기에서 증발된 냉매를 재압축하는 압축기 이후에 배치되는 오일세퍼레이터의 하단부에 고이는 배출공을 설치하여 오일을 빼주기 때문에 응축기에 유입되는 오일량을 줄여주나 증발기 내부에 축적되는 오일을 제거하기 못하는 문제점이 있다.

또한, 상기한 문제점을 해결하기 위해 흡열판을 설치하는 경우에 흡열판에 연결되는 히트파이프를 증발기에 설치하기 어려워 히트파이프 설치작업 또는 교체작업에 소요되는 시간 및 비용을 절감하기 어려운 문제점이 있다.

따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 증발기 내에서 냉매와 섞여 분리가 힘든 오일을 냉각을 통한 석출농도차이와 그에 따른 비중차이를 이용하여 효과적으로 분리하여 회수할 수 있고, 증발기에 설치되는 흡열판의 설치구조에 따라 힌트파이프를 다양한 모양으로 변경하여 설치할 수 있어 냉동기 설치작업 또는 교체작업에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은, 냉매압축, 냉매응축, 교축팽창을 통한 냉매증발, 냉매 재압축의 과정으로 이루어진 냉동사이클을 구비하는 압축식 냉동기에 있어서, 상기 냉동사이클을 이루는 증발기 내부에서 팽창밸브와 인접한 위치에 배치되는 방열판; 상기 증발기 바닥면 또는 냉매유출구와 인접한 위치에 형성되는 오일섬프; 상기 오일섬프에 고인 오일 또는 냉매오일혼합액을 압축기로 이송하도록 상기 오일섬프에 결합되는 오일회수관; 상기 오일섬프의 하면에 배치되어 상기 오일섬프로부터 열을 흡수하는 흡열판; 상기 흡열판과 상기 방열판을 연결하여 상기 흡열판에서 흡수하는 열을 상기 방열판에 전달하는 히트파이프; 및 복수 개의 파이프로 이루어지는 상기 히트파이프를 착탈 가능하게 연결하는 착탈부를 포함하고, 상기 방열판이 상기 증발기의 하부에 위치되는 경우에는 상기 히트파이프가 상기 오일섬프의 상면으로 돌출되어 상기 방열판에 연결되고, 상기 방열판이 상기 증발기의 상부에 위치되는 경우에는 상기 히트파이프가 상기 오일섬프의 측면으로 돌출되어 상기 증발기의 외벽을 따라 상측으로 연장되어 상기 방열판에 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 히트파이프는, 상기 흡열판에 연결되는 제1연결파이프; 상기 제1연결파이프에 상기 착탈부에 의해 착탈 가능하게 연결되고, 상기 오일섬프의 상면을 관통하고 돌출되어 상기 증발기의 하부에 위치하는 상기 방열판 측으로 경사지게 연장되는 경사파이프; 및 상기 경사파이프에 상기 착탈부에 의해 착탈 가능하게 연결되고, 복수 개의 상기 방열판에 삽입되는 제2연결파이프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 히트파이프는, 상기 제1연결파이프에 상기 착탈부에 의해 착탈 가능하게 연결되고, 상기 오일섬프의 일측면을 관통하고 돌출되어 상기 증발기의 상부에 위치하는 상기 방열판에 삽입되도록 굴곡되어 연장되는 제1굴곡파이프; 및 상기 제1연결파이프에 상기 착탈부에 의해 착탈 가능하게 연결되고, 상기 오일섬프의 타측면을 관통하고 돌출되어 상기 증발기의 상부에 위치하는 상기 방열판에 삽입되도록 굴곡되어 연장되며, 상기 제1굴곡파이프와 상기 착탈부에 의해 연결되는 제2굴곡파이프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기는, 냉동기운전 중 증발기 내부의 오일 축적을 적극적으로 막아주므로 냉동효율이 원활하게 유지되고, 증발기 바닥부근 정체된 지점의 온도를 적극적으로 냉각시킬 수 있으므로 기액 혼합상태의 냉매와 오일을 혼합물질에서 오일의 농도를 급속히 높여 선별적으로 회수하는 속도가 매우 빨라 오일 회수량을 현저히 증가시킬 수 있으며, 오일 부족으로 인한 압축기의 고장을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기는, 증발기 하단에 고인 오일을 인위적으로 배출시키기 위해 냉동기의 운전을 멈출 필요가 없고, 증발기 내벽에 오일이 축적되는 현상이 현저히 지연되므로 냉매의 교환주기와 수명을 늘릴 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기는, 회수과정에서 매우 저온의 상태로 냉각된 오일은 순도가 높아 별도의 여과를 거치지 않고 압축기 쪽 오일섬프로 직접 공급가능하며 압축기에 유입되는 오일의 온도를 효과적으로 낮춰주므로 오일쿨러의 부하를 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 옹일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기는, 흡열판에 연결되는 히트파이프가 복수 개의 파이프로 이루어져 복수 개의 착탈부에 의해 착탈 가능하게 설치되므로 증발기에 설치되는 흡열판과 방열판의 다양한 연결구조에 따라 히트파이프를 다양한 모양으로 변경하여 설치할 수 있어 흡열판 또는 방열판의 설치작업 또는 교체작업에 소요되는 시간 및 비용을 현저하게 절감할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기가 도시된 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기가 도시된 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기가 도시된 측면도 및 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기의 히트파이프 연결구조가 도시된 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기의 히트파이프 연결구조가 도시된 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기의 오일 섬프가 도시된 구성도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기가 도시된 측면도 및 평면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기의 히트파이프 연결구조가 도시된 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기의 히트파이프 연결구조가 도시된 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기의 일 실시예를 설명한다.

이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.

그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기가 도시된 사진이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기가 도시된 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기가 도시된 측면도 및 평면도이다.

또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기의 히트파이프 연결구조가 도시된 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기의 히트파이프 연결구조가 도시된 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기의 오일 섬프가 도시된 구성도이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기는, 냉동사이클을 이루는 증발기(10) 내부에서 팽창밸브(30)와 인접한 위치에 배치되는 방열판(21)과, 증발기(10) 바닥면 또는 냉매유출구와 인접한 위치에 형성되는 오일섬프(13)와, 오일섬프(13)에 고인 오일 또는 냉매오일혼합액을 압축기(40)로 이송하도록 오일섬프(13)에 결합되는 오일회수관(14)과, 오일섬프(13)의 하면에 배치되어 오일섬프(13)로부터 열을 흡수하는 흡열판(22)과, 흡열판(22)과 방열판(21)을 연결하여 흡열판(22)에서 흡수하는 열을 방열판에 전달하는 히트파이프(23)와, 복수 개의 파이프로 이루어지는 히트파이프(23)를 착탈 가능하게 연결하는 착탈부를 포함한다.

본 실시예에 따른 압축식 냉동기의 아래쪽에는 냉수관이 관통하는 증발기(10)가 배치되며, 증발기의 위쪽에는 두 개의 스크루압축기(40)가 배치되고 압축기 아래 증발기 뒤편에는 응축기(50)가 배치된다.

압축기에서 압축된 냉매는 증발기 뒤편의 응축기(50)와 수액기를 거쳐 응축되고, 증발기 아래쪽 냉매유입구(11)를 거쳐 팽창밸브(30)에서 급속 팽창되면서 기화된다.

기화된 냉매는 증발기에 다수 삽입된 열교환관으로부터 열을 흡수하여 데워진 다음, 냉매유출구(12)를 통해 재차 압축기의 로터케이싱 쪽으로 유입되고, 케이싱 내부의 로터는 그 옆에 배치된 모터로 구동하며 가운데 배치된 제어판으로 전반적인 운전상태를 관찰, 제어할 수 있다.

냉매압축, 냉매응축, 교축팽창을 통한 냉매증발, 냉매재압축의 과정으로 이루어진 압축식 냉동사이클로 이루어지고, 종래기술과 겹치는 오일 순환라인은 유 분리기를 거쳐 오일탱크에 일단 저장된 다음 필터를 거쳐 압축기에 직접 유입되며 압축기는 이를 흡입하여 로터와 케이싱 등 오일의 밀봉, 윤활작용이 필요한 곳에 골고루 분배된다.

한편 본 발명의 구성에 따라 회수되는 오일(또는 오일의 농도가 매우 높은 냉매-오일 혼합물)은 수분제거를 위해 드라이어를 거친 다음 압축기 흡입단 쪽으로 유입되어 냉매기체와 섞이면서 압축기의 로터와 케이싱 등에 윤활작용을 수행한다.

압축기의 흡입단은 마이너스 압력이므로 회수되는 오일은 별다른 어려움 없이 원활하게 압축기 쪽으로 유입될 수 있다.

냉매-오일 혼합액이 모여지는 오일섬프(13)는 증발기(10)의 바닥면 또는 압축기(40)에 연결되는 냉매유출구(12)와 인접한 위치에 형성되고, 위쪽에 위치한 냉매유출구(12)가 아닌 증발기 바닥면, 더욱 상세하게 혼합물의 포집능력을 극대화하기 위하여 증발기의 최저 바닥면보다 더 낮은 위치에 오일섬프(13)를 배치시켰다.

오일섬프(13)와 증발기(10) 사이에는 고인 오일 또는 냉매-오일 혼합액을 압축기로 이송하는 오일회수관(14)이 더 결합되고, 마찬가지로 오일섬프(13)에 고인 냉매 또는 냉매와 오일이 혼합된 혼합액을 냉매유입구(11)로 이송하는 냉매회수관(15)도 더 결합된다.

오일섬프(13)의 하면에는 오일회수관(14)이 연결되는 오일회수구(16)가 형성되되 오일회수관(14)은 아래에 추가 설명할 흡열판(22)을 관통하여 오일회수구(16)와 연결되는 것이 냉매-오일 혼합액의 냉각효과 극대화에 바람직하다.

본 발명에서는 오일섬프(13)에 고이는 물질을 오일 아니면 냉매 중 어느 하나의 액체로 특정하지 않고 단지 혼합액 또는 혼합물로 정의하고 있고, 그 이유로는 증발기 내에서 한번 기화된 냉매는 별도의 흡열작용 없이 자체적으로 다시 액화시키기는 어려우므로 오일섬프에서 액화되는 물질은 대부분 성분이 오일로 구성된 혼합물로 볼 수 있기 때문이다.

더구나 혼합액 또는 혼합물은 냉매의 액화에 의한 것이 아니라 혼합물의 온도가 낮아짐에 따라 용질의 용해도 저하에 의해 석출작용이 활성화된 오일입자 성장의 결과로 볼 수 있다.

결국 오일섬프에 액상으로 고인 물질은 오일의 농도가 크게 증가된 혼합물일 확률이 높고, 이 정도의 순도만으로도 압축기로 즉시 회수시키기에는 전혀 무리가 없으며, 장기간 운전 후 저절로 고이게 되는 오일의 회수량과는 비교할 수 없다.

이하, 냉매의 비율이 높은 액화된 냉매까지도 냉매회수관(15)으로 회수하여 재팽창 시킬 수 있는 것으로 기술되는데, 이는 경우에 따라 팽창밸브 직후 증발기 냉매유입구(11) 근처 기화된 직후의 냉매 온도가 냉매 끓는점 온도보다 더 낮을 수도 있다는 다소 희귀한 설계조건까지 고려한 것이며, 설계조건은 결코 불가능한 것은 아니므로 이하에 기술되는 본 발명의 청구범위가 본 발명의 상세한 설명에 뒷받침되지 않는 것은 아니다.

오일섬프(13)의 하면, 구체적으로 바닥면을 국부적으로 냉각시키는 본 발명 특유의 판형열교환기 구조를 설명한다.

여기서 오일섬프(13)의 하면이라 함은 내측 바닥면이나 외측 바닥면일 수 있으며 히트파이프(23)의 배치가 증발기 내부를 관통할 경우 내측 바닥면, 열교환관이 증발기 외부를 둘러서 배치될 경우 외측 바닥면이 적합하다.

내외측 바닥면 즉 오일섬프 하면에는 흡열판(22)이 구비되어 이로부터 흡수한 열을 방열판(21)에 전달하는 오일회수용 열교환구조가 구성되고, 방열판(21)과 흡열판(22)은 증발기를 좌우에서 둘러싸거나 또는 증발기 내부를 관통하는 적어도 2개의 히트파이프(23)로 연결되어 서로 열교환하도록 구성될 수 있다.

오일섬프(13)의 열을 빼내는 방열판(21)은 증발기(10) 내부에서 팽창밸브(30)와 인접한 위치에 배치되는데 그 이유는 냉매가 팽창밸브를 거쳐 막 기화된 상태여서 주위의 열교환관으로부터 열을 흡수하지 않은 상태여서 이 부근의 온도가 가장 낮기 때문이다.

또한, 암모니아는 오일보다 비중이 작으므로 냉매-오일 혼합물은 석출되는 오일 위로 떠오르게 되고, 반대로 HFC-134a는 오일보다 비중이 커서 냉매-오일 혼합물은 오일 밑으로 가라앉는다.

이를 유면계로 확인하여 제어밸브에 의해 시차를 두고 정확히 빼내서 혼합물은 냉매회수관으로 이송하고, 오일은 오일회수관으로 이송한다.

이 과정을 돕기 위해 오일섬프(13)에는 냉매와 오일이 서로 이루는 경계면을 정밀하게 자동 감지할 수 있는 유면계(24)가 더 설치되며, 오일회수관(14)과 냉매회수관(15)에는 각각 유면계(24)의 감지정보에 따라 작동하는 적어도 하나의 제어밸브(25)가 더 결합된다.

하나의 제어밸브로 시차를 두고 두 개의 관로를 개폐할 수도 있고, 두 개의 제어밸브가 각각의 관로에 배치되어 독립적으로 작동할 수도 있으며, 이 부분은 증발기의 타입과 사용되는 냉매와 오일의 종류에 적절히 조절한다.

오일섬프 바닥면이 가장 낮은 온도를 나타내는 팽창밸브 쪽의 온도에 근접하도록 흡열판과 방열판 및 히트파이프(23)의 열전달 능력을 조절하며, 예컨대 많이 쓰이는 암모니아의 끓는점은 -33℃ 정도이고, HFC-134a는 -26℃ 정도이다.

냉매의 기화 직후의 온도가 끓는점보다 낮다면 오일섬프 바닥면에서 혼합물의 완전한 액화를 유도할 수 있으나, 보통 기화된 직후 온도는 끓는점보다 높으므로 냉매는 다시 액화되기 어렵고 혼합물에 함유된 오일입자의 온도를 크게 낮추어 액화석출이 빨라지도록 의도한다.

따라서 주어진 조건에서 최대한 낮은 온도까지 오일섬프의 하면이 냉각되도록 판형 열교환기를 설치한다.

본 실시예의 히트파이프(23)는, 흡열판(22)에 연결되는 제1연결파이프(232)와, 제1연결파이프(232)에 착탈부에 의해 착탈 가능하게 연결되고, 오일섬프(13)의 상면을 관통하고 돌출되어 증발기(10)의 하부에 위치하는 방열판(21) 측으로 경사지게 연장되는 경사파이프(234)와, 경사파이프(234)에 착탈부에 의해 착탈 가능하게 연결되고, 복수 개의 방열판(21)에 삽입되는 제2연결파이프(236)를 포함한다.

따라서 방열판(21)이 증발기(10)의 하부에 위치되는 경우에는 제1연결파이프(232), 경사파이프(234) 및 제2연결파이프(236)를 착탈부에 의해 연결하여 히트파이프(23)가 오일섬프(13)의 상면으로 돌출되어 방열판(21)에 연결되도록 히트파이프(23)를 설치할 수 있게 된다.

본 실시예의 착탈부는, 흡열판(22)과 제1연결파이프(232)를 착탈 가능하게 연결하는 제1착탈부(310)와, 제1연결파이프(232)와 경사파이프(234) 또는 제1굴곡파이프(252) 및 제2굴곡파이프(254)를 착탈 가능하게 연결하는 제2착탈부(330)와, 경사파이프(234)와 제2연결파이프(236)를 착탈 가능하게 연결하는 제3착탈부(350)를 포함한다.

여기서, 제1착탈부(310)는, 흡열판(22)의 연결홀부(22a) 내측 방향으로 돌출 가능하게 설치되는 제1후크부재(312)와, 제1연결파이프(232)의 하단 둘레면에 구비되어 제1후크부재(312)가 삽입되는 제1결합홈부(314)와, 제1후크부재(312)를 연결홀부(22a) 내측 방향으로 가압하는 탄성력을 제공하는 제1탄성부재(316)와, 제1후크부재(312)를 후퇴시키면서 제1후크부재(312)와 제1결합홈부(314)의 걸림결합을 해제시키는 제1해제부(317)를 포함한다.

따라서 제1연결파이프(232)를 연결홀부(22a)에 삽입하면 제1연결파이프(232)의 하단이 제1후크부재(312)를 가압하면서 후퇴시켜 제1연결파이프(232)가 연결홀부(22a)에 삽입되고, 제1연결파이프(232)의 삽입이 완료되면 제1탄성부재(316)의 복원력에 의해 제1후크부재(312)가 전진되면서 제1결합홈부(314)에 삽입되어 제1연결파이프(232)와 흡열판이 결합된다.

또한, 제1해제부(317)는, 제1후크부재(312)의 배면으로부터 흡열판 외측으로 연장되는 제1와이어(318)와, 제1와이어(318)의 단부에 설치되는 제1해제레버(319)를 포함한다.

따라서 흡열판 또는 제1연결파이프(232)를 교체할 때에 작업자가 제1해제레버(319)를 당기면 제1와이어(318)의 장력에 의해 제1후크부재(312)가 후퇴되면서 흡열판과 제1연결파이프(232)를 분리시킬 수 있게 된다.

여기서, 본 실시예를 이루는 착탈부는 내열성을 구비하는 세라믹재질로 이루어지므로 흡열판(22) 및 히트파이프(23)를 통과하는 열에 의해 착탈부가 변형되거나 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 실시예의 제2착탈부(330)는, 제1연결파이프(232)의 상단에 형성되는 홈부 내측 방향으로 돌출 가능하게 설치되는 걸림후크(332)와, 걸림후크(332)와 걸림결합되도록 경사파이프(234)의 하단에 형성되는 제2후크부재(334)와, 걸림후크(332)를 홈부 내측 방향으로 가압하는 제2탄성부재(336)와, 걸림후크(332)를 후퇴시켜 걸림결합을 해제시키는 제2해제부(337)를 포함한다.

또한, 본 실시예의 제2해제부(337)는, 걸림후크(332)의 배면으로부터 제1연결파이프(232) 외측으로 연장되는 제2와이어(338)와, 제2와이어(338)의 단부에 설치되는 제2해제레버(339)를 포함한다.

따라서 작업자가 경사파이프(234)의 하단을 제1연결파이프(232)의 상단에 원터치 방식으로 결합시킬 수 있고, 제2해제레버(339)를 당겨 제1연결파이프(232)와 경사파이프(234)를 분리시킬 수 있게 된다.

본 실시예의 제3착탈부(350)는, 제2연결파이프(236)에 형성되는 결합홀부(238) 내측 방향으로 돌출 가능하게 설치되는 제3후크부재(352)와, 제3후크부재(352)가 삽입되어 걸림결합되도록 경사파이프(234) 상단에 형성되는 제2결합홈부(354)와, 제3후크부재(352)를 결합홀부(238) 내측 방향으로 가압하는 제3탄성부재(356)와, 제3후크부재(352)의 걸림결합을 해제시키는 제3해제부(357)를 포함한다.

또한, 제3해제부(357)는, 제3후크부재(352)의 배면으로부터 제2연결파이프(236) 외측으로 연장되는 제3와이어(358)와, 제3와이어(358)의 단부에 설치되는 제3해제레버(359)를 포함한다.

또한, 제3해제부(357)는, 복수개의 제3후크부재(352)를 연결하여 연동시키는 연동와이어(359a)와, 연동와이어(359a)가 결합홀부(238)를 우회하여 연장되도록 형성되는 우회통로(359b)와, 우회통로(359b)를 통과하는 연동와이어(359a)의 진행방향을 굴곡되게 안내하는 가이드롤러(359c)를 더 포함한다.

따라서 작업자가 1개의 제3해제레버(359)를 당기면 제3와이어(358)에 연결되는 제3후크부재(352)가 후퇴되고, 제3와이어(358)와 연동와이어(359a)에 의해 연결되는 다른 제3후크부재(352)도 동시에 당겨지면서 한 쌍의 제3후크부재(352)가 동시에 후퇴되어 하나의 제2연결파이프(236)에 결합되는 한 쌍의 경사파이프(234)를 동시에 분리시킬 수 있게 된다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기가 도시된 측면도 및 평면도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기의 히트파이프 연결구조가 도시된 분해 사시도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기의 히트파이프 연결구조가 도시된 단면도이다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기의 히트파이프(23)는, 제1연결파이프(232)에 착탈부에 의해 착탈 가능하게 연결되고, 오일섬프의 일측면을 관통하고 돌출되어 증발기의 상부에 위치하는 방열판에 삽입되도록 굴곡되어 연장되는 제1굴곡파이프(252)와, 제1연결파이프(232)에 착탈부에 의해 착탈 가능하게 연결되고, 오일섬프의 타측면을 관통하고 돌출되어 증발기의 상부에 위치하는 방열판에 삽입되도록 굴곡되어 연장되며, 제1굴곡파이프(252)와 착탈부에 의해 연결되는 제2굴곡파이프(254)를 더 포함한다.

따라서 방열판이 증발기의 상부에 위치되는 경우에는 제1연결파이프(232), 제1굴곡파이프(252) 및 제2굴곡파이프(254)를 착탈부에 의해 결합시키면서 히트파이프(23)가 오일섬프의 측면으로 돌출되어 증발기의 외벽을 따라 상측으로 연장되어 방열판에 연결되도록 히트파이프(23)를 설치할 수 있게 된다.

또한, 본 실시예의 착탈부는, 제1굴곡파이프(252)와 제2굴곡파이프(254)를 착탈 가능하게 연결하는 제4착탈부(370)를 포함하고, 제4착탈부(370)는, 제1굴곡파이프(252)의 상단에 형성되는 제4후크부재(372)와, 제2굴곡파이프(254)의 단부에 형성되어 제4후크부재(372)가 삽입되는 제3결합홈부와, 제3결합홈부 내측 방향으로 돌출 가능하게 설치되어 제4후크부재(372)와 걸림결합되는 제4걸림후크와, 제4걸림후크를 제3결합홈부 내측 방향으로 돌출시키는 제4탄성부재(377)와, 제4걸림후크를 후퇴시키면서 제1굴곡파이프(252)와 제2굴곡파이프(254)의 연결을 해제시키는 제4해제부(378)를 포함한다.

여기서, 제4해제부(378)는, 제4걸림후크의 배면으로부터 제1굴곡파이프(252) 외측으로 연장되는 제4와이어(379)와, 제4와이어(379) 단부에 설치되는 제4해제레버(379a)를 포함한다.

따라서 작업자가 제4해제레버(379a)를 당기면 제4걸림후크가 후퇴되면서 제4후크부재(372)의 걸림결합이 해제된다.

이로써, 증발기 내에서 냉매와 섞여 분리가 힘든 오일을 냉각을 통한 석출농도차이와 그에 따른 비중차이를 이용하여 효과적으로 분리하여 회수할 수 있고, 증발기에 설치되는 흡열판의 설치구조에 따라 힌트파이프를 다양한 모양으로 변경하여 설치할 수 있어 냉동기 설치작업 또는 교체작업에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기를 제공할 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

또한, 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기가 아닌 다른 제품에도 본 발명의 냉동기가 사용될 수 있다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10: 증발기 11: 냉매유입구
12: 냉매유출구 13: 오일섬프
14: 오일회수관 15: 냉매회수관
16: 오일회수구 17: 냉매회수구
18: 냉매분배장치 21: 방열판
22: 흡열판 23: 히트파이프
24: 유면계 25: 제어밸브
30: 팽창밸브 40: 압축기
50: 응축기 232 : 제1파이프
234 : 경사파이프 236 : 제1연결파이프
238 : 결합홀부 252 : 제1굴곡파이프
254 : 제2굴곡파이프 310 : 제1착탈부
330 : 제2착탈부 350 : 제3착탈부
370 : 제4착탈부

Claims (3)

1. 냉매압축, 냉매응축, 교축팽창을 통한 냉매증발, 냉매 재압축의 과정으로 이루어진 냉동사이클을 구비하는 압축식 냉동기에 있어서,
   상기 냉동사이클을 이루는 증발기 내부에서 팽창밸브와 인접한 위치에 배치되는 방열판;
   상기 증발기 바닥면 또는 냉매유출구와 인접한 위치에 형성되는 오일섬프;
   상기 오일섬프에 고인 오일 또는 냉매오일혼합액을 압축기로 이송하도록 상기 오일섬프에 결합되는 오일회수관;
   상기 오일섬프의 하면에 배치되어 상기 오일섬프로부터 열을 흡수하는 흡열판;
   상기 흡열판과 상기 방열판을 연결하여 상기 흡열판에서 흡수하는 열을 상기 방열판에 전달하는 히트파이프; 및
   복수 개의 파이프로 이루어지는 상기 히트파이프를 착탈 가능하게 연결하는 착탈부를 포함하고,
   상기 히트파이프는,
   상기 흡열판에 연결되는 제1연결파이프;
   상기 제1연결파이프에 상기 착탈부에 의해 착탈 가능하게 연결되고, 상기 오일섬프의 상면을 관통하고 돌출되어 상기 증발기의 하부에 위치하는 상기 방열판 측으로 경사지게 연장되는 경사파이프; 및
   상기 경사파이프에 상기 착탈부에 의해 착탈 가능하게 연결되고, 복수 개의 상기 방열판에 삽입되는 제2연결파이프를 포함하고,
   상기 착탈부는,
   상기 흡열판(22)과 상기 제1연결파이프(232)를 착탈 가능하게 연결하는 제1착탈부(310);
   상기 제1연결파이프(232)와 상기 경사파이프(234)를 착탈 가능하게 연결하는 제2착탈부(330); 및
   상기 경사파이프(234)와 제2연결파이프(236)를 착탈 가능하게 연결하는 제3착탈부(350)를 포함하고,
   상기제3착탈부(350)는,
   상기 제2연결파이프(236)에 형성되는 결합홀부(238) 내측 방향으로 돌출 가능하게 설치되는 제3후크부재(352);
   상기 제3후크부재(352)가 삽입되어 걸림결합되도록 상기 경사파이프(234) 상단에 형성되는 제2결합홈부(354);
   상기 제3후크부재(352)를 상기 결합홀부(238) 내측 방향으로 가압하는 제3탄성부재(356); 및
   상기 제3후크부재(352)의 걸림결합을 해제시키는 제3해제부(357)를 포함하고,
   상기 제3해제부(357)는,
   상기 제3후크부재(352)의 배면으로부터 상기 제2연결파이프(236) 외측으로 연장되는 제3와이어(358);
   상기 제3와이어(358)의 단부에 설치되는 제3해제레버(359);
   복수개의 상기 제3후크부재(352)를 연결하여 연동시키는 연동와이어(359a);
   상기 연동와이어(359a)가 상기 결합홀부(238)를 우회하여 연장되도록 형성되는 우회통로(359b);
   상기 우회통로(359b)를 통과하는 상기 연동와이어(359a)의 진행방향을 굴곡되게 안내하는 가이드롤러(359c)를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일 회수기능을 구비하는 압축식 냉동기.
   
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