KR200420568Y1

KR200420568Y1 - 내부열교환기의 저압측 출구 구조

Info

Publication number: KR200420568Y1
Application number: KR2020060010592U
Authority: KR
Inventors: 이홍열; 박정상; 우성대
Original assignee: 주식회사 두원공조
Priority date: 2006-04-20
Filing date: 2006-04-20
Publication date: 2006-07-04

Abstract

본 고안에 의한 내부열교환기의 저압측 출구 구조에 의하면, 고온 고압의 냉매가 흐르는 고압유로를 형성하는 내부관(22)과 저온 저압의 냉매가 흐르는 저압유로를 형성하는 외부관(24)에 의해 이중관을 이루고 있으며, 이 이중관의 양측에는 입출구 포트(26)가 설치되며, 상기 입출구 포트 중의 하나에는 저압냉매 출구가 형성된 내부열교환기에 있어서, 상기 저압냉매 출구(Po)는 상기 입출구 포트의 중력방향 하부측에 위치하고 있으므로, 냉매에 포함된 오일의 정체를 방지하고 열전달 효과를 높여 전체적인 시스템의 성능을 높이는 효과가 있다.

Description

내부열교환기의 저압측 출구 구조{outlet structure of low prssure of internal heat exchanger}

도1은 내부열교환기를 가지는 냉방장치의 시스템도,

도2는 종래 내부열교환기의 저압측 출구 구조를 나타내는 단면도,

도3은 본 고안의 제1실시예에 의한 내부열교환기의 저압측 출구 구조를 나타내는 단면도,

도4는 본 고안의 제2실시예에 의한 내부열교환기의 저압측 출구구조를 나타내는 단면도,

도5는 도3 및 도4에서 저압냉매 출구관의 설치위치를 나타내는 내부열교환기의 측면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

22, 32 : 내부관 24, 34 : 외부관

26, 36 : 입출구 포트 28, 38 : 저압냉매 출구관

26a : 홈 단차부 36a : 경사면

본 고안은 내부열교환기의 저압측 출구 구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 냉방을 위한 공조장치에서, 냉매는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 순환하는 냉동사이클을 형성하는데, 고압측(압축기 및 응축기)이 이 임계상태를 초과하여 작동되는 사이클을 초임계 냉동사이클이라 한다. 통상적으로 초임계 냉동 사이클에 있어서는, 냉매가 압축된 이후에 대기 중으로 방열하는 과정에서 냉매가 상변화를 겪지 않고 이때의 방열장치는 응축기 대신 가스 냉각기로 불리운다.

이와 같은 초임계 냉동사이클에서, 냉매 특성상 증발기를 거쳐나온 냉매는 과열도를 형성하기 어렵기 때문에 압축기에 액체 냉매가 유입되고, 이로 인한 리퀴드 백(liquid back)현상이 발생하여 압축기에 손상을 입힐 수 있다. 이를 방지하기 위해 저압측에 기액분리기를 설치하여 이를 통해 기액을 분리하고, 기체 냉매를 내부열교환기를 통과시켜 과열도를 형성하여 압축기로 보내게 된다. 이때 가스 냉각기에서 나온 냉매는 상기 내부열교환기를 통과시켜 임계온도 이하로 내려 팽창을 용이하게 한다.

이러한 초임계 냉동사이클의 냉방장치는 도1에 도시한 바와 같이, 냉동사이클을 형성하는 압축기(1), 가스 냉각기(2), 팽창밸브(3) 및 증발기(4)가 설치되는 한편, 증발기로부터 나온 냉매로부터 기액을 분리하는 기액분리기(5)와, 상기 가스 냉각기(2)로부터 유출된 냉매와 상기 기액분리기(5)로부터 유출된 냉매사이의 열교환을 시키기 위한 내부열교환기(6)가 설치된 시스템이다.

상기 내부열교환기(6)는 기액분리기(5)에서 나오는 저온 저압의 냉매와 상기 가스냉각기(2)에서 나오는 고온 고압의 냉매간의 열전달을 통해 시스템의 효율을 증가시키는 장치로서, 도2에 도시한 바와 같이, 고온 고압의 냉매가 흐르는 고압유로를 형성하는 내부관(12)과 저온 저압의 냉매가 흐르는 저압유로를 형성하는 외부관(14)에 의해 이중관을 이루고 있으며, 이 이중관의 양측에는 입출구 포트(16)가 결합되어 있다. 상기 냉매 중에는 압축기의 작동용 오일이 첨가되어 냉매와 함께 흐르게 된다.

상기 내부관(12)에 의한 고압유로의 입 출구는 내부열교환기(6)의 길이방향을 따라 동축으로 형성되어 있고, 상기 외부관(14)에 의한 저압유로의 입 출구는 상기 입출구 포트(16)에 상측에 결합된 입출구관에 의해 수직으로 형성되어 있다. 도2에는 입출구 포트(16)의 상측에 결합된 저압냉매 출구관(18)이 도시되어 있다.

그런데, 종래 내부열교환기에서 고압유로는 냉매의 유속이 빠르므로 냉매와 함께 오일이 흘러 가지만, 저압유로의 경우에는 출구측에서 냉매가 저압냉매 출구관(18)을 통해 중력의 반대방향으로 유동하고 유속이 낮으므로 외부관(14)의 내부 저면에 오일(O)이 정체하게 되고, 이로 인해, 내부열교환기의 하부측의 열전달 효과가 떨어지게 되고, 오일의 정체로 인해 시스템 내부에 필요한 양의 오일이 순환되지 못하며, 내부열교환기의 효율저하로 인해 전체적인 시스템의 성능이 저하한다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 고안의 목적은 냉매에 포함된 오일의 정체를 방지하고 열전달 효과를 높여 전체적인 시스템의 성능을 높이는 내부열교환기의 저압측 출구 구조를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 내부열교환기의 저압측 출구 구조는, 고온 고압의 냉매가 흐르는 고압유로를 형성하는 내부관과 저온 저압의 냉매가 흐르는 저압유로를 형성하는 외부관에 의해 이중관을 이루고 있으며, 이 이중관의 양측에는 입출구 포트가 설치되며, 상기 입출구 포트 중의 하나에는 저압냉매 출구가 형성된 내부열교환기에 있어서, 상기 저압냉매 출구는 상기 입출구 포트의 수평중심선을 기준으로 중력방향 하부측에 위치하고 있는 것을 특징으로 한다.

상기 저압냉매 출구가 형성된 입출구 포트의 내부에는 오일이 용이하게 모여 흘러 나가도록 상기 저압냉매 출구에 이어지는 홈 단차부가 형성되어 있다.

상기 저압냉매 출구가 형성된 입출구 포트의 내부에는 오일이 용이하게 흘러 나가도록 상기 저압냉매 출구에 이어지는 경사면이 형성되어 있을 수도 있다.

이하, 본 고안의 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도3은 본 고안의 제1실시예에 의한 내부열교환기의 저압측 출구 구조를 나타내는 단면도이다. 도시한 바와 같이, 고온 고압의 냉매가 흐르는 고압유로를 형성하는 내부관(22)과 저온 저압의 냉매가 흐르는 저압유로를 형성하는 외부관(24)에 의해 이중관을 이루고 있으며, 이 이중관의 일측에는 입출구 포트(26)가 결합되어 있다. 상기 냉매 중에는 압축기의 작동용 오일이 첨가되어 냉매와 함께 흐르게 된다.

상기 고압유로의 고압냉매 입 출구는 내부열교환기의 길이방향을 따라 동축 으로 형성되어 있고, 상기 저압유로의 저압냉매 출구(Po)는 상기 입출구 포트(26)의 수평중심선을 기준으로 하측(중력방향 하측)에 결합된 저압냉매 출구관(28)에 의해 수직으로 형성되어 있다.

상기 저압냉매 출구(Po)가 형성된 입출구 포트(26)의 내부에는 오일(O)이 용이하게 모여 흘러 나가도록 상기 저압냉매 출구(Po)에 이어지는 홈 단차부(26a)가 형성되어 있다.

도4은 본 고안의 제2실시예에 의한 내부열교환기의 저압측 출구 구조를 나타내는 단면도이다. 도시한 바와 같이, 고온 고압의 냉매가 흐르는 고압유로를 형성하는 내부관(32)과 저온 저압의 냉매가 흐르는 저압유로를 형성하는 외부관(34)에 의해 이중관을 이루고 있으며, 이 이중관의 일측에는 입출구 포트(36)가 결합되어 있다. 상기 냉매 중에는 압축기의 작동용 오일이 첨가되어 냉매와 함께 흐르게 된다.

상기 고압유로의 고압냉매 입 출구는 내부열교환기의 길이방향을 따라 동축으로 형성되어 있고, 상기 저압유로의 저압냉매 출구(Po)는 상기 입출구 포트(36)의 수평중심선을 기준으로 하측(중력방향 하측)에 결합된 저압냉매 출구관(38)에 의해 수직으로 형성되어 있다.

상기 저압냉매 출구(Po)가 형성된 입출구 포트(36)의 내부에는 오일(O)이 용이하게 흘러 나가도록 상기 저압냉매 출구(Po)에 이어지는 경사면(36a)이 형성되어 있다.

상기 저압냉매 출구(Po)를 이루는 저압냉매 출구관(28)(38)은 도5에 도시한 바와같이, 입출구 포트(26)(36)의 수평중심선(HL)을 기준하여 하측으로 180 °의 범위 내에 위치하도록 설치된다.

이와 같이 구성된 본 고안에 의한 내부열교환기의 저압측 출구 구조에 의하면, 내부열교환기 내부에 유동하는 오일(O)이 저압냉매 출구(Po)를 통해 용이하게 흘러 나가므로, 내부열교환기의 하부측의 열전달 효과가 떨어지는 것을 방지하고, 오일의 정체로 인해 시스템 내부에 필요한 양의 오일이 순환되지 못하게 되는 우려가 없게 된다.

본 고안에 의한 내부열교환기의 저압측 출구 구조에 의하면, 냉매에 포함된 오일의 정체를 방지하고 열전달 효과를 높여 전체적인 시스템의 성능을 높이는 효과가 있다.

Claims

고온 고압의 냉매가 흐르는 고압유로를 형성하는 내부관과 저온 저압의 냉매가 흐르는 저압유로를 형성하는 외부관에 의해 이중관을 이루고 있으며, 이 이중관의 양측에는 입출구 포트가 설치되며, 상기 입출구 포트 중의 하나에는 저압냉매 출구가 형성된 내부열교환기에 있어서,

상기 저압냉매 출구는 상기 입출구 포트의 수평중심선을 기준으로 중력방향 하부측에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 내부열교환기의 저압측 출구 구조.
청구항 1에 있어서,

상기 저압냉매 출구가 형성된 입출구 포트의 내부에는 오일이 용이하게 모여 흘러 나가도록 상기 저압냉매 출구에 이어지는 홈 단차부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내부열교환기의 저압측 출구 구조.
청구항 1에 있어서,

상기 저압냉매 출구가 형성된 입출구 포트의 내부에는 오일이 용이하게 흘러 나가도록 상기 저압냉매 출구에 이어지는 경사면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내부열교환기의 저압측 출구 구조.