KR20040067439A - 기액 분리기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기액 분리기에 관한 것으로, 냉매 관을 안정되게 고정시키고, 기체 냉매가 토출되어야 할 냉매 관으로 액체 냉매가 토출되는 것을 방지하며, 액체 냉매의 유동을 보다 효과적으로 억제할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. 이와 같은 목적의 본 발명에 따른 기액 분리기는 내측 바닥면의 중앙에 형성되는 격벽에 의해 구획되는 제 1 및 제 2 공간을 구비하고, 바닥 면에 액체 냉매의 유동성을 감소시키기 위한 다수의 돌기가 형성되는 케이스를 포함한다. 제 1 냉매 관은 케이스의 외부에서 케이스 내부의 제 1 공간으로 냉매가 유입되도록 설치된다. 제 2 냉매 관은 제 1 공간에서 제 2 공간으로 넘어온 액체 냉매가 토출되도록 설치된다. 제 3 냉매 관은 제 1 냉매 관을 통해 유입된 기체 냉매가 토출되도록 설치된다.
Description
본 발명은 기액 분리기에 관한 것으로, 기체와 액체 성분이 혼합된 물질로부터 기체 성분과 액체 성분을 각각 분리하는 장치에 관한 것이다.
냉각 장치에서 냉매는 상(phase) 변화를 거치면서 압축기와 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 순환한다. 압축기에서 고온 고압의 기체 상태로 압축된 냉매는 응축기로 전달되어 열을 방출하면서 저온 고압의 액체 상태로 된다. 응축기를 통과한 냉매는 팽창 밸브에서 팽창되어 저온 저압의 상태로 되어 증발기로 유입된다. 증발기에서는 냉매의 증발이 이루어지면서 증발기 주변 공기로부터 열을 빼앗아 냉기를 생성한다. 증발기를 통과한 냉매는 다시 압축기로 유입된다.
증발기를 통과한 후 압축기로 유입되는 냉매는 증발기에서 증발되면서 기화가 이루어지지만 완전한 기화는 이루어지지 않고 일부분은 액체 상태로 남는다. 기액 분리기는 이와 같이 완전한 기화가 이루어지지 못하여 기체와 액체가 혼재되어 있는 냉매로부터 액체 상태의 냉매와 기체 상태의 냉매를 분리하기 위한 것이다.
도 1은 종래의 냉각 장치에서 사용되는 기액 분리기를 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 종래의 기액 분리기(100)는 케이스(102)의 상부에 세 개의 냉매 관(112, 114, 116)이 각각 연결된다. 냉매 관(112)은 증발기를 통과한 액체 상태와 기체 상태가 혼재되어 있는 냉매가 케이스(102) 내부로 유입되는 관이고, 냉매 관(114)은 분리된 기체 냉매가 압축기로 재공급되는 관이며, 냉매 관(116)은 분리된 액체 냉매가 증발기로 유입되는 관이다. 케이스(102)의 바닥 면에는 격벽(108)이 형성되는데, 이 격벽(108)은 냉매 관(112)을 통해 공급되는 액체 냉매의 유동을 줄여 냉매의 흐름을 안정시키기 위한 것이다.
이와 같은 기액 분리기는 격벽(108)이 케이스(102) 하부의 정 중앙에 위치하고, 냉매 관(112, 114, 116)이 격벽(108)을 중심으로 좌우 대칭을 이룰 때 가장 효율적인 기액 분리를 행할 수 있다. 그러나 냉각 장치의 용량이 증가하여 기액 분리기의 크기가 증가하면 기액 분리기 내부의 냉매 관의 길이도 함께 증가하여 냉매 관의 정확한 위치 확보가 어렵다. 또, 기액 분리기의 크기가 증가하면 격벽의 크기도 함께 증가해야 하는데, 만약 격벽의 크기가 너무 작으면 냉매 유동의 안정화에 영향을 미치지 못하고 너무 크면 액체 냉매의 수위가 너무 높아져 기체 냉매가 토출되어야 할 냉매 관으로 액체 냉매가 토출될 수 있다. 격벽의 높이는 냉매의 종류와 압축기의 특성 등의 여러 요인에 의해 영향을 받기 때문에 격벽 크기의 최적화가 쉽지 않다.
본 발명에 따른 기액 분리기는 냉매 관을 안정되게 고정시키고, 기체 냉매가 토출되어야 할 냉매 관으로 액체 냉매가 토출되는 것을 방지하며, 액체 냉매의 유동을 보다 효과적으로 억제할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 냉각 장치에서 사용되는 기액 분리기를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 기액 분리기의 측 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 기액 분리기의 내부 구조를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 기액 분리기의 또 다른 실시예를 나타낸 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100, 200, 400 : 기액 분리기
102, 202, 402 : 케이스
108, 208 : 격벽
204 : 고정 부재
206 : 돌기
210 : 걸림턱
406 : 유동 방지 부재
이와 같은 목적의 본 발명에 따른 기액 분리기는 내측 바닥면의 중앙에 형성되는 격벽에 의해 구획되는 제 1 및 제 2 공간을 구비하고, 바닥 면에 액체 냉매의 유동성을 감소시키기 위한 다수의 돌기가 형성되는 케이스를 포함한다. 제 1 냉매 관은 케이스의 외부에서 케이스 내부의 제 1 공간으로 냉매가 유입되도록 설치된다. 제 2 냉매 관은 제 1 공간에서 제 2 공간으로 넘어온 액체 냉매가 토출되도록 설치된다. 제 3 냉매 관은 제 1 냉매 관을 통해 유입된 기체 냉매가 토출되도록 설치된다.
본 발명에 따른 또 다른 기액 분리기는 내측 바닥면의 중앙에 형성되는 격벽에 의해 구획되는 제 1 및 제 2 공간을 구비하는 케이스를 포함한다. 고정 부재는 제 1 냉매 관 및 제 2 냉매 관이 관통할 수 있도록 관통구가 형성되어 관통구에 제 1 및 제 2 냉매 관이 고정 설치됨으로써 제 1 및 제 2 냉매 관의 가로 방향의 유동을 방지한다. 제 1 냉매 관은 케이스의 외부에서 케이스 내부의 제 1 공간으로 냉매가 유입되도록 설치된다. 제 2 냉매 관은 제 1 공간에서 제 2 공간으로 넘어온 액체 냉매가 토출되도록 설치된다. 제 3 냉매 관은 제 1 냉매 관을 통해 유입된 기체 냉매가 토출되도록 설치된다.
본 발명에 따른 또 다른 기액 분리기는 상부로부터 제 1 내지 제 3 냉매 관이 인입되도록 이루어지는 케이스를 포함한다. 유동 방지 부재는 액체 냉매의 유동성을 감소시키기 위한 격벽과 다수의 돌기가 상부 면에 형성되어 케이스의 바닥 면에 안착되도록 이루어진다. 케이스는 케이스의 내측 바닥 면에 안착되는 유동 방지 부재의 격벽에 의해 케이스 내부 공간의 하부가 제 1 및 제 2 공간으로 구획된다. 제 1 냉매 관은 케이스의 외부에서 케이스 내부의 제 1 공간으로 냉매가 유입되도록 설치된다. 제 2 냉매 관은 제 1 공간에서 제 2 공간으로 넘어온 액체 냉매가 토출되도록 설치된다. 제 3 냉매 관은 제 1 냉매 관을 통해 유입된 기체 냉매가 토출되도록 설치된다.
본 발명에 따른 기액 분리기의 바람직한 실시예를 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명에 따른 기액 분리기의 측 단면도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 기액 분리기(200)는 케이스(202)의 상부에 세 개의 냉매 관(212, 114, 116)이 케이스(202) 내부를 향해 삽입 설치된다. 증발기를 통과한 액체 상태와 기체 상태가 혼재되어 있는 냉매가 냉매 관(212)을 통해 케이스(202) 내부로 유입된다. 케이스(202) 내부에서 분리된 기체 냉매는 냉매 관(214)을 통해 압축기로 재공급되고, 분리된 액체 냉매는 냉매 관(216)을 통해 응축기로 공급된다.
케이스(202)의 바닥 면에는 냉매의 흐름을 안정시키기 위한 격벽(208)이 소정의 높이로 형성된다. 또 케이스(202)의 바닥 면에는 다수의 돌기들(206)이 형성된다. 격벽(208)과 돌기들(206)은 냉매 관(212)을 통해 공급되는 액체 냉매의 유동을 크게 줄여 냉매의 흐름을 안정시키기 위한 것이다. 즉, 냉매 관(212)을 통해 빠르게 유입되는 액체 냉매의 유속이 바닥 면에 형성되는 돌기들(206)의 저항에 의해 일차 감속되고, 격벽(208)에 의해 이차 감속됨으로써 액체 냉매가 케이스(202) 내부에서 안정된 흐름을 갖게 된다.
냉매 관(212)을 통해 유입되는 액체 냉매는 격벽(208)에 의해 구획된 제 1 공간(202a)에 채워지고, 제 1 공간(202a)을 채우고 넘치는 액체 냉매가 제 2 공간(202b)으로 넘쳐흐른다. 따라서 냉매 관(212)을 통해 유입되는 액체 냉매가 제 1 공간(202a)에 정확히 공급되도록 하기 위해 냉매 관(212)의 하단부가 격벽(208)의 높이보다 낮게 케이스(202)의 바닥 면까지 근접하도록 그 길이를 길게 형성시키는 것이 바람직하다. 제 2 공간(202b)에 고인 액체 냉매는 냉매 관(216)을 통해 응축기로 토출되어야 하기 때문에, 냉매 관(216) 역시 제 2 공간(202b)의 바닥 면까지 근접하도록 그 길이를 길게 형성시키는 것이 바람직하다. 기체 냉매가 토출되도록 하는 냉매 관(214)은 액체 냉매의 유입을 방지하기 위해 가능하면 짧게 형성시키는 것이 바람직하다.
냉매 관(212, 216)의 길이가 길수록 흔들림이 커져서 고정 상태가 불안정해질 수 있다. 또, 액체 냉매의 유동이 너무 커서 냉매 관(214)을 통해 액체 냉매가 토출될 수 있다. 이 문제를 해결하기 위해 케이스(202) 내부의 중간 정도 위치에 케이스(202)의 바닥 면과 평행하게 고정 부재(204)를 설치한다. 이 고정 부재(204)에는 냉매 관(212, 216)이 관통할 수 있는 크기로 두 개의 관통구가 형성되며, 냉매 관(212, 216)은 이 관통구를 통해 케이스(202) 내부의 상부에서 하부로 이르게 된다.
또 고정 부재(204)에는 냉매 관(212, 216)이 관통하기 위한 관통구 외에, 냉매 관(212)을 통해 유입되는 기체 냉매가 냉매 관(214)을 통해 토출될 수 있도록 다수의 통공들(204a)이 형성된다. 냉매 관(212)을 통해 유입되는 기체 냉매는 이 통공들(204a)을 통해 상부 쪽으로 이동하여 냉매 관(214)을 통해 토출된다. 이 통공들(204a)의 직경은 액체 냉매의 통과가 용이하지 않도록 작게 형성시킨다. 케이스(202) 안쪽 측면의 일정 높이에는 걸림턱(210)을 형성시켜 고정 부재(204)가 일정 높이에서 안착할 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 기액 분리기의 내부 구조를 나타낸 도면이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 케이스(202)의 바닥 면에는 다수의 돌기들(206)이 형성되어 냉매 관(212)을 통해 유입되는 액체 냉매의 유동이 감소되도록 한다. 또 케이스(202)내부의 소정 높이에는 돌기(210) 위에 고정 부재(204)가 안착되며, 이 고정 부재(204)를 통해 냉매 관(212, 216)이 고정되어 안정성을 갖게 된다. 이 고정 부재(204)에는 다수의 통공들(204a)이 형성되어 냉매 관(212)을 통해 유입된 기체 냉매가 상부로 이동하여 냉매 관(214)을 통해 토출되도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 기액 분리기의 또 다른 실시예를 나타낸 도면으로서, 돌기들(406a)과 격벽(406b)이 형성되어 있는 유동 방지 부재(406)를 케이스(402)와 별개로 제조하여 케이스(402) 내부에 삽입한 상태를 나타낸 것이다. 도 3에 나타낸 바와 같이 돌기들(406a)과 격벽(406b)이 형성되어 있는 유동 방지 부재(406)를 별도로 제조함으로써 케이스(402)의 구조가 단순해져 제조가 용이해진다. 또 단일 규격의 케이스에 다양한 규격의 유동 방지 부재를 조합할 수 있으므로 기액 분리기의 규격을 다각화하는 것이 용이하다.
이 경우 고정 부재(404)를 안착하기 위한 걸림턱(410)을 케이스(402) 안쪽 측면의 소정 높이 전체에 걸쳐 형성시키지 않고 네 개 또는 여섯 개 정도의 돌기들을 서로 이격시켜 형성시킴으로써 유동 방지 부재(406)를 케이스(402)의 바닥 면까지 삽입할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 기액 분리기는 냉매 관을 안정되게 고정시키고, 기체 냉매가 토출되어야 할 냉매 관으로 액체 냉매가 토출되는 것을 방지하며, 액체 냉매의 유동을 보다 효과적으로 억제할 수 있도록 한다.
Claims (13)
- 내측 바닥면의 중앙에 형성되는 격벽에 의해 구획되는 제 1 및 제 2 공간을 구비하고, 상기 바닥 면에 액체 냉매의 유동성을 감소시키기 위한 다수의 돌기가 형성되는 케이스와;상기 케이스의 외부에서 상기 케이스 내부의 제 1 공간으로 냉매가 유입되도록 하기 위한 제 1 냉매 관과;상기 제 1 공간에서 상기 제 2 공간으로 넘어온 액체 냉매가 토출되도록 하기 위한 제 2 냉매 관과;상기 제 1 냉매 관을 통해 유입된 기체 냉매가 토출되도록 하기 위한 제 3 냉매 관을 포함하는 기액 분리기.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 냉매 관 및 제 2 냉매 관이 관통할 수 있도록 관통구가 형성되어 상기 관통구에 상기 제 1 및 제 2 냉매 관이 고정 설치됨으로써 상기 제 1 및 제 2 냉매 관의 가로 방향의 유동을 방지하기 위한 고정 부재를 더 포함하고;상기 고정 부재가 상기 케이스의 안쪽 측면에 형성되는 걸림턱에 상기 케이스의 가로 방향으로 안착되도록 이루어지는 기액 분리기.
- 제 2 항에 있어서,상기 고정 부재가 판상체로 이루어지고, 상기 판상체에 상기 기체 냉매가 통과할 수 있도록 다수개의 통공들이 형성되는 기액 분리기.
- 제 2 항에 있어서,상기 고정 부재가 안착되는 걸림턱이 상기 격벽의 상단부와 상기 제 3 냉매 관의 하단부 사이에 형성되는 기액 분리기.
- 내측 바닥면의 중앙에 형성되는 격벽에 의해 구획되는 제 1 및 제 2 공간을 구비하는 케이스와;상기 제 1 냉매 관 및 제 2 냉매 관이 관통할 수 있도록 관통구가 형성되어 상기 관통구에 상기 제 1 및 제 2 냉매 관이 고정 설치됨으로써 상기 제 1 및 제 2 냉매 관의 가로 방향의 유동을 방지하기 위한 고정 부재와;상기 케이스의 외부에서 상기 케이스 내부의 제 1 공간으로 냉매가 유입되도록 하기 위한 제 1 냉매 관과;상기 제 1 공간에서 상기 제 2 공간으로 넘어온 액체 냉매가 토출되도록 하기 위한 제 2 냉매 관과;상기 제 1 냉매 관을 통해 유입된 기체 냉매가 토출되도록 하기 위한 제 3 냉매 관을 포함하는 기액 분리기.
- 제 5 항에 있어서,상기 고정 부재가 상기 케이스의 안쪽 측면에 형성되는 걸림턱에 안착되도록 이루어지는 기액 분리기.
- 제 6 항에 있어서,상기 고정 부재가 안착되는 걸림턱이 상기 격벽의 상단부와 상기 제 3 냉매 관의 하단부 사이에 형성되는 기액 분리기.
- 제 5 항에 있어서,상기 고정 부재가 판상체로 이루어지고, 상기 판상체에 상기 기체 냉매가 통과할 수 있도록 다수개의 통공들이 형성되는 기액 분리기.
- 제 1 내지 제 3 냉매 관과;상부로부터 상기 제 1 내지 제 3 냉매 관이 인입되도록 이루어지는 케이스와;액체 냉매의 유동성을 감소시키기 위한 격벽과 다수의 돌기가 상부 면에 형성되어 상기 케이스의 바닥 면에 안착되도록 이루어지는 유동 방지 부재를 포함하고;상기 케이스의 내측 바닥 면에 안착되는 상기 유동 방지 부재의 격벽에 의해 상기 케이스 내부 공간의 하부가 제 1 및 제 2 공간으로 구획되며;상기 제 1 냉매 관을 통해 상기 케이스의 외부에서 상기 케이스 내부의 제 1 공간으로 냉매가 유입되고;상기 제 1 공간에서 상기 제 2 공간으로 넘어온 액체 냉매가 상기 제 2 냉매관을 통해 토출되며;상기 제 1 냉매 관을 통해 유입된 기체 냉매가 상기 제 3 냉매 관을 통해 토출되도록 이루어지는 기액 분리기.
- 제 9 항에 있어서,상기 제 1 냉매 관 및 제 2 냉매 관이 관통할 수 있도록 관통구가 형성되어 상기 관통구에 상기 제 1 및 제 2 냉매 관이 고정 설치됨으로써 상기 제 1 및 제 2 냉매 관의 가로 방향의 유동을 방지하기 위한 고정 부재를 더 포함하는 기액 분리기.
- 제 10 항에 있어서,상기 고정 부재가 상기 케이스의 안쪽 측면에 형성되는 걸림턱에 안착되도록 이루어지는 기액 분리기.
- 제 10 항에 있어서,상기 고정 부재가 안착되는 걸림턱이 상기 격벽의 상단부와 상기 제 3 냉매 관의 하단부 사이에 형성되는 기액 분리기.
- 제 10 항에 있어서,상기 고정 부재가 판상체로 이루어지고, 상기 판상체에 상기 기체 냉매가 통과할 수 있도록 다수개의 통공들이 형성되는 기액 분리기.
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| CN103575001A (zh) * | 2012-07-25 | 2014-02-12 | 珠海格力电器股份有限公司 | 闪蒸器及包括该闪蒸器的空调器 |
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