KR200496294Y1 - 기액 혼합물로부터 액체를 분리하기 위한 액체 분리 장치의 하우징 - Google Patents

기액 혼합물로부터 액체를 분리하기 위한 액체 분리 장치의 하우징 Download PDF

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Abstract

기액 혼합물로부터 액체를 분리하기 위한 액체 분리 장치의 하우징으로서, 하우징(1)은 기액 혼합물을 위한 입구(2) 및 통합 컴포넌트 세트(set of integrated components)를 포함하고, 통합 컴포넌트 세트는 기액 혼합물로부터 액체를 분리하도록 구성된 액체 분리기 용기(3)를 포함하며, 액체 분리기 용기(3)는 기액 혼합물을 위한 유입 포트(14), 액체 출구 포트(20), 및 기체 출구 포트(16)를 포함하고, 통합 컴포넌트 세트는 채널 세트를 더 포함하며, 각 채널의 벽은 하우징(1)의 일부이고, 상기 채널 세트는,
- 기액 혼합물을 하우징(1)의 입구(2)로부터 액체 분리기 용기(3)의 유입 포트(14)로 안내하도록 구성된 입구 채널(13);
- 기체 출구 포트(16)로부터의 기체를 액체 분리기 용기(3)로부터 멀리 안내하도록 구성된 출구 채널(15)
을 포함하며,
통합 컴포넌트 세트는 액체 완충 탱크(liquid buffer tank; 5)를 더 포함하고, 액체 완충 탱크(5)는 벽에 의해 액체 분리기 용기(3)로부터 적어도 부분적으로 분리되며, 액체 완충 탱크(5)는 액체 분리기 용기(3) 내의 액체가 상기 벽의 개구를 통해 액체 완충 탱크(5) 내로 흐를 수 있고 그 반대로도 흐를 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하우징이 제시된다.

Description

기액 혼합물로부터 액체를 분리하기 위한 액체 분리 장치의 하우징{HOUSING OF A LIQUID SEPARATION DEVICE FOR SEPARATION OF A LIQUID FROM A GAS-LIQUID MIXTURE}
본 고안은 기액 혼합물(gas-liquid mixture)로부터 액체를 분리하기 위한 액체 분리 장치의 하우징에 관한 것이다.
특히, 본 고안은 액체 주입 압축기 또는 진공 펌프 요소에 의해 압축된 기체로부터 액체를 분리하기 위한 하우징의 일부로서 통합형 액체 분리 용기를 포함하는 액체 분리 장치의 하우징에 관한 것이다.
이러한 액체 주입 압축기 또는 진공 펌프 요소의 경우에, 압축기 또는 진공 펌프 요소의 압축 챔버 내로 액체가 주입되어 이 압축 챔버에 포함된 하나 이상의 로터를 윤활, 냉각, 및/또는 밀봉하는 것이 알려져 있다.
이 액체는 압축 챔버 내로 인입된 기체와 혼합되고는, 압축 기체와 함께 압축기 또는 진공 펌프 요소로부터 배출된다.
액체 주입 압축기 또는 진공 펌프 요소 하류의 액체 분리기에서, 소비자 또는 소비자 네트워크에 기본적으로 무액체(liquid-free) 압축 기체 또는 적어도 액체 함량이 상당히 감소된 압축 기체를 공급하기 위해, 이러한 액체 주입 압축기 또는 진공 펌프 요소로부터 배출되는 기액 혼합물로부터 액체를 분리할 필요가 있다.
분리된 액체는 이후 회수되어, 압축 챔버 내로 재주입 하기 위해 액체 분리기로부터 액체 주입 압축기 또는 진공 펌프 요소로 재지향된다.
전형적으로, 액체 분리기는 액체 주입 압축기 또는 진공 펌프 요소와 별개의 용기를 포함하는 유닛으로서, 상기 용기는 기액 혼합물로부터 액체를 분리 및 저장하도록 구성된다.
액체 분리기의 입구는 도관에 의해 액체 주입 압축기 또는 진공 펌프 요소의 압축된 기액 혼합물의 출구에 결합된다. 액체 분리기의 무액체 기체의 출구 또는 저액체(low-liquid) 기체의 출구는 소비자 네트워크 또는 애플리케이션, 또는 무액체 기체 또는 저액체 기체를 추가로 처리하기 위한 추가적인 하류 장비 유닛에 연결된다.
종래 기술에 따른 별개의 액체 분리기의 예는, 예를 들면 WO 2018/134758에서 찾을 수 있다.
그러나, 이러한 종래 기술의 액체 분리기는 몇몇의 특정 단점을 나타낸다.
첫 번째 단점은, 특히 용기의 크기로 인한 액체 분리기의 상당한 전체 치수에 있다.
예를 들어, 압축 챔버 내로 주입된 액체가 오일인 경우에, 이 오일은 기체의 압축 시에 압축기 또는 진공 펌프 요소에서 발생된 상당한 열로 인한 산화에 의해 비교적 빠르게 분해된다. 이러한 이유 때문에, 압축기 또는 진공 펌프 설비에서 유지되는 오일의 체적 및 결과적으로 탱크의 크기는, 이 오일 체적에 대한 오일과 기체 사이의 접촉 표면의 비율을 감소시키기 위해, 가능한 한 크게 유지되어야 한다. 이러한 방식으로, 오일 교체 빈도가 감소될 수 있어서, 오일 교체를 위한 압축기 또는 진공 펌프 설비의 다운타임이 저감된다.
압축기 또는 진공 펌프 설비 내에 포함되는 액체의 체적을 저감시키지 않고 액체 분리기 탱크의 크기가 축소되어, 액체 분리기 용기의 액체 충전 레벨이 증가하게 되면, 액체 분리기 용기 내의 액체로부터 얻어진 저액체 기체 또는 무액체 기체로의 액체 엔트레인먼트(liquid entrainment)의 위험이 발생하는데 이는 액체 분리기 탱크에서 기액 혼합물의 격렬한 유입, 액체 분리기 탱크 내의 가능한 압력 변동, 및/또는 액체 분리기 탱크로부터의 액체의 격렬한 배출의 결과로서, 액체 및 액체와 기체 사이의 접촉 표면에서의 난류에 기인한다.
두 번째 단점은, 주로 액체 분리기도 그 중 하나인, 압축기 또는 진공 펌프 요소의 하류의 상이한 장비 유닛을 연결하는 도관의 개수로 인한, 별개의 액체 분리기를 포함하는 전체 압축기 또는 진공 펌프 설비의 상당한 개수의 컴포넌트에 의해 나타난다.
또한, 도관에 걸친 압력 강하는 이들 도관의 길이 및 절곡부의 개수에 따라 증가한다.
마지막으로, 도관은 전형적으로, 특히 도관이 상이한 장비 유닛에 체결되는 위치에서 기계적 강도, 부식, 및 기밀성과 관련하여 전체 압축기 또는 진공 펌프 설비의 가장 취약한 컴포넌트이며, 그래서 이들 도관의 밀봉 및 격리와 관련된 특정 요건을 수반한다.
압축기 또는 진공 펌프 요소와 압축기 또는 진공 펌프 설비의 액체 분리기 사이의 도관이 이들 두 컴포넌트를 단일 유닛으로 견고히 연결하지 않으면, 압축기 또는 진공 펌프 설비를 하나로 안전하게 이동하는 것이 어려울 수 있는데, 이는, 압축기 또는 진공 펌프 설비는 운송 시에 그 모든 컴포넌트로 분해해야 함을 암시한다.
이들 이유 때문에, 압축기 또는 진공 펌프 요소 및 압축기 또는 진공 펌프 설비의 컴포넌트와 같은 추가적인 하류의 장비 유닛을 공간적으로 서로 더 가깝게 배치하거나, 또는 모든 컴포넌트가 공간적으로 분리된 종래의 압축 설비에 필요한 부품 수와 관련하여 보다 제한된 수의 부품에 이들 컴포넌트의 기능을 통합할 필요가 있다.
예를 들면, 하나의 단일 블록으로 구성된 몸체를 포함하는 하나의 공통 하우징 내에 액체 주입 압축기 또는 진공 펌프 요소와 액체 분리기를 통합하는 압축기 또는 진공 펌프 설비가 개발되었다.
이러한 종류의 통합형 압축기 또는 진공 펌프 설비의 예는, 예를 들면 EP 2 820 307로부터 알려져 있다.
하지만, 압축기 또는 진공 펌프 요소와 액체 분리기를 하나의 공통 하우징에 통합하면, 압축기 또는 진공 펌프 요소와 액체 분리기가 서로 착탈 및 분리될 수 없기 때문에 압축기 또는 진공 펌프 설비의 어셈블리에 있어서의 일반적인 모듈성과 유연성이 감소된다.
이는 압축기 또는 진공 펌프 요소의 부하 및 연관된 액체 요건에 대한 액체 분리기의 치수의 조정, 가능하게는 보다 엄격한 정부 규정에 따라 수행하기 위한 액체 분리기의 강제 적응(adaptation), 및/또는 액체 분리기 또는 압축기/진공 펌프 요소 중 하나가 장애를 일으키거나 고장났을 때 이들 컴포넌트 중 하나만 교체하는 것에 다소 제약을 가한다.
또한, 하나의 단일 블록으로 구성된 하나의 작은 공통 하우징에 압축기 또는 진공 펌프 설비의 너무 많은 컴포넌트를 통합하면 하우징 내의 컴포넌트에 대한 접근성 및 결과적으로, 이들 컴포넌트의 서비스 가능성을 저하시킬 수 있다.
또한, 그 형상과 위치를 갖는 압축기 또는 진공 펌프 요소는 종종 첫 번째 컴포넌트들 중 하나로서 하우징 블록에 고정되는데, 이는 상기 형상이 이 압축 챔버에 포함된 로터에 의해 결정되기 때문이다. 그 결과, 하우징 블록 내에 압축기 또는 진공 펌프 요소의 형상과 위치를 고정한 후에 남아있는 하우징 블록의 공간이 액체 분리기의 위치와 형상을 고정하는 데 적용되는데, 이는 EP 2 820 307의 액체 분리기 용기에 의해 예시된 바와 같이 액체 분리기 용기의 비대칭 내부 형상을 초래할 수 있으며, 그래서 액체 분리기 용기에서 기액 혼합물로부터 액체를 최적으로 분리하지 못하게 된다.
마지막으로, 하나의 단일 블록으로 구성된 하나의 작은 공통 하우징에 많은 컴포넌트를 통합하는 것은 하우징의 제조에 중대한 과제를 부과할 수 있으며, 그래서 적층 가공(additive manufacturing)과 같은 고등 기술의 사용을 필요로 한다.
본 고안의 목적은 전술한 단점 및/또는 다른 단점들 중 하나 이상에 대한 해법을 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 고안은 기액 혼합물로부터 액체를 분리하기 위한 액체 분리 장치의 하우징에 관한 것으로,
상기 하우징은 상기 기액 혼합물을 위한 입구 및 통합 컴포넌트 세트(set of integrated components)를 포함하고,
상기 통합 컴포넌트 세트는 상기 기액 혼합물로부터 액체를 분리하도록 구성된 액체 분리기 용기를 포함하며,
상기 액체 분리기 용기는 상기 기액 혼합물을 위한 유입 포트, 액체 출구 포트, 및 기체 출구 포트를 포함하고,
상기 통합 컴포넌트 세트는 채널 세트를 더 포함하며, 각 채널의 벽은 상기 하우징의 일부이고,
상기 채널 세트는,
- 상기 기액 혼합물을 상기 하우징의 입구로부터 상기 액체 분리기 용기의 유입 포트로 안내하도록 구성된 입구 채널;
- 상기 기체 출구 포트로부터의 기체를 상기 액체 분리기 용기로부터 멀리 안내하도록 구성된 출구 채널
을 포함하며, 상기 통합 컴포넌트 세트는 액체 완충 탱크(liquid buffer tank)를 더 포함하고, 상기 액체 완충 탱크는 벽에 의해 상기 액체 분리기 용기로부터 적어도 부분적으로 분리되며, 상기 액체 완충 탱크는, 상기 액체 분리기 용기 내의 액체가 상기 벽의 개구를 통해 상기 액체 완충 탱크 내로 흐를 수 있고 그 반대로도 흐를 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 갖는다.
본 고안에 따른 하우징의 이점은, 액체 분리기로부터 얻어진 정제된 기액 혼합물을 추가로 처리하기 위해, 액체 분리기를, 압축기 또는 진공 펌프 요소 각각과 소비자 네트워크/애플리케이션 또는 추가적인 하류의 장비 유닛과 연결하기 위한 별개의 입구 도관 및 출구 도관의 필요성을 제거함으로써, 전체 압축 설비 내의 컴포넌트의 개수가 감소된다는 것이다.
입구 채널 및 출구 채널이 견고한 채널로 통합됨에 따라, 본 고안에 따르면 이들 채널의 벽은 하우징의 일부이며, 이들은 외부 환경 영향 요인에 대해 더 잘 보호되고, 전체 압축기 또는 진공 펌프 설비에 추가적인 기계적 강도를 제공하며, 압축기 또는 진공 펌프 설비가 부식 및/또는 누출이 덜 발생하게 된다.
또한, 통합 채널은 액체 분리기 용기에 이음매 없이 이어지게 배치될 수 있어서, 종래의 비통합식 도관을 액체 분리기 용기에 고정하는 데 필요한, 누출 발생이 흔한 피팅(fitting)을 피할 수 있다.
추가적인 이점으로서, 통합 채널은 과도한 압력 강하를 회피하고 전체 압축기 또는 진공 펌프 설비의 최적의 크기 축소를 달성하기 위해, 가능한 한 짧고 가능한 한 절곡부가 적도록 하우징에 배치될 수 있다.
액체 완충 탱크의 통합은 하우징 내의 액체의 체적을 증대시키며, 그 결과 액체 완충 탱크는 액체 주입 압축기 또는 진공 펌프 요소를 갖는 압축기 또는 진공 펌프 설비에서 액체의 전체 체적을 증가시킬 수 있게 한다. 이러한 방식으로, 하우징 내의 액체의 체적에 대한 기액 혼합물과 액체 사이의 접촉 면적의 비율의 감소로 인해 액체의 열화 가능성이 감소됨으로써, 액체 교체의 빈도가 감소될 수 있다.
이러한 액체 완충 탱크는 대칭적인 또는 규칙적인 형상의 내부 공간을 필요로 하지 않으므로 액체 완충 탱크는 또한 하우징의 크기의 큰 증가 없이 하우징에 용이하게 통합될 수 있으며, 그래서 액체 분리기 용기 및 통합 채널 세트와 같은 규칙적인 형상의 내부 공간을 필요로 하는 다른 통합 컴포넌트의 통합 후에 남아있는 공간에서 하우징에 장착될 수 있다.
본 고안에 따른 하우징의 바람직한 실시예에서, 상기 하우징 내의 통합 컴포넌트 세트는 액체 저장소를 더 포함하고, 상기 액체 저장소는 상기 액체 분리기 용기의 액체 출구 포트를 통해서 상기 액체 분리기 용기를 빠져나가는 액체를 저장할 수 있도록 구성된다.
이 바람직한 실시예에 따른 하우징 내의 액체 저장소의 통합에 따른 이점은 압축기 또는 진공 펌프 설비의 전체 크기의 추가적인 축소에 있다.
또한, 액체 저장소에 저장된 액체는 액체 분리기 용기의 벽에 의해 액체 분리기 용기 내의 액체로부터 분리되며, 액체 분리기 용기의 액체 출구 포트를 통해서만 액체 분리기 용기 내의 액체와 유체 연결 상태에 있게 된다.
액체 분리기 용기의 벽이 액체 분리기 용기 내의 액체와 액체 저장소 내의 액체 사이의 일종의 배플(baffle)로서 기능하므로, 액체 저장소 내의 액체는 액체 분리기 용기 내의 유입 포트를 통한 기액 혼합물의 격렬한 유입 및/또는 액체 분리기 용기 내의 압력 변동에 의해 야기될 수 있는 액체 분리기 용기 내의 액체의 난류에 덜 영향을 받게된다. 이러한 방식으로, 기체 출구 포트를 통해서 액체 분리기 용기를 빠져나가는 정제된 기액 혼합물과 함께 액적의 과도한 엔트레인먼트가 상당히 저감되거나 심지어는 회피될 수 있다.
액체 완충 탱크와 마찬가지로, 액체 저장소는 대칭적인 또는 규칙적인 형상의 내부 공간을 필요로 하지 않으므로 하우징에 용이하게 통합될 수 있으며, 그래서 액체 분리기 용기 및/또는 통합 채널 세트와 같은 규칙적인 형상의 내부 공간을 필요로 하는 다른 통합 컴포넌트의 통합 후에 남아있는 공간에서 하우징에 장착될 수 있다.
또한, 다시 액체 완충 탱크와 마찬가지로, 액체 저장소는 액체 주입 압축기 또는 진공 펌프 요소를 갖는 압축기 또는 진공 펌프 설비에서 액체의 체적을 증가시킬 수 있게 한다. 이러한 방식으로, 하우징 내의 액체의 체적에 대한 기액 혼합물과 액체 사이의 접촉 면적의 비율의 감소로 인해 액체의 열화 가능성이 감소됨으로써, 액체 교체의 빈도가 감소될 수 있다.
액체 저장소를 포함하는 본 고안에 따른 하우징의 보다 바람직한 실시예로서, 상기 액체 저장소의 내벽은 히터를 포함하도록 구성된 리세스를 포함한다.
히터는 오일 저장소 내의 액체의 온도를 미리 설정된 특정값으로 올리기 위해 압축기 또는 진공 펌프 설비의 스타트업 이전에 액체 저장소 내의 액체를 예열할 수 있으며, 이에 따라 상기 스타트업이 보다 원활하고 신속하게 될 수 있다.
액체 분리기 용기에서 얻어진 기체로부터 미량의 액체를 추가로 분리하기 위해, 압축기 또는 진공 펌프 설비에는 액체 분리 필터가 사용될 수 있다.
본 고안의 바람직한 실시예에서, 액체 분리기는 내부 액체 분리 필터를 포함한다.
액체 분리기 용기 내에 상기 내부 액체 분리 필터를 통합하는 것은 압축기 또는 진공 펌프 설비의 전체 크기의 추가적인 축소의 이점을 가져다 줄 수 있다.
본 고안의 보다 바람직한 실시예로서, 상기 하우징 내에 통합된 채널 세트는 상기 내부 액체 분리 필터에서 분리된 액체를 상기 액체 분리기 용기로부터 멀리 안내하도록 구성된 소기 채널(scavenge channel)을 포함할 수 있다.
이 소기 채널의 통합의 이점은 입구 채널 및 출구 채널의 통합의 경우와 동일하다.
본 고안의 바람직한 실시예에서, 상기 하우징의 통합 컴포넌트 세트는, 상기 출구 채널에 연결되고 상기 기액 혼합물로부터 액체를 추가로 분리하도록 구성된 외부 액체 분리 필터를 수용하도록 구성된 지지 시트를 포함한다.
이러한 방식으로, 외부 액체 분리 필터가 지지 시트에 용이하게 장착되거나 및/또는 분리될 수 있어서, 외부 액체 분리 필터는 유지보수가 용이하고 및/또는 크기가 쉽게 조절될 수 있으므로, 압축기 또는 진공 펌프 설비의 필터 용량이 유연한 방식으로 확립 및/또는 증가될 수 있다.
본 고안의 바람직한 실시예로서, 상기 하우징의 통합 컴포넌트 세트는 블로 오프 밸브(blow-off valve)를 연결하도록 구성된 피팅, 안전 밸브를 연결하도록 구성된 피팅, 최소 압력 밸브를 포함하도록 구성된 케이싱, 서모스태틱 밸브(thermostatic valve)를 포함하도록 구성된 케이싱, 및/또는 불순물로부터 상기 액체를 여과하도록 구성된 액체 필터를 수용하도록 구성된 지지 시트를 포함한다.
하우징 내에 이들 컴포넌트를 통합하면, 전체 압축기 또는 진공 펌프 설비의 크기 및/또는 이들 컴포넌트를 연결하는 개별 도관의 개수를 더욱 줄일 수 있다.
서모스태틱 밸브를 포함하도록 구성된 케이싱과 액체 필터를 수용하도록 구성된 지지 시트를 포함하는 본 고안에 따른 하우징의 보다 바람직한 실시예에서, 상기 하우징에 통합된 채널 세트는 상기 서모스태틱 밸브를 포함하도록 구성된 케이싱을, 상기 액체 필터를 수용하도록 구성된 지지 시트와 연결하도록 구성된 연결 채널을 포함한다.
액체 필터를 수용하도록 구성된 지지 시트를 포함하는 본 고안에 따른 하우징의 보다 바람직한 실시예에서, 상기 채널 세트는 상기 액체 필터에서 불순물로부터 여과된 액체를 상기 액체 필터로부터 멀리 배출하도록 구성된 드레인 채널을 포함한다.
이러한 연결 및/또는 드레인 채널의 통합의 이점은 하우징 내로의 입구 채널 및 출구 채널의 통합의 경우와 동일하다.
본 고안에 따른 하우징의 바람직한 특성에 따르면, 상기 하우징은 밀봉면(sealing face)에 위치된 밀봉선을 따라 서로 기밀하게 밀봉되도록 구성된 적어도 2개의 대향 하우징 피스를 포함하며, 상기 밀봉면은 바람직하게는 평면이다.
'대향 하우징 피스'라 함은 하우징 피스들이 본질적으로 밀봉면의 대향측에 위치됨을 의미한다.
적어도 2개의 대향 하우징 피스의 구성은, 하우징이 가능하게는 복잡하고 및/또는 불규칙한 형상을 갖는 복수의 컴포넌트를 포함하는 경우에도 사출 성형과 같은 종래의 제조 기술에 의한 하우징의 제조를 용이하게 한다.
추가적인 이점으로서, 하우징에 포함된 컴포넌트는 바람직하게는 평면인 밀봉면을 따라 적어도 2개의 대향 하우징 피스를 분리함으로써 하우징이 개방된 후에 보다 용이하게 접근 가능하고, 그 결과 보다 용이하게 유지보수 및/또는 교체된다.
적어도 2개의 대향 하우징 피스를 포함하는 본 고안에 따른 하우징의 보다 바람직한 실시예로서, 상기 채널 세트 내의 하나의 채널 또는 바람직하게는 여러 개의 채널은 상기 채널의 길이의 50% 초과, 바람직하게는 60% 초과, 보다 바람직하게는 70% 초과, 보다 더 바람직하게는 80% 초과, 더욱 더 바람직하게는 90% 초과의 거리에 걸쳐서 상기 밀봉면을 따라 절단된다.
'채널이 절단되는 거리'라 함은 채널을 통한 절단의 최대 직선 치수를 의미한다.
이러한 보다 바람직한 실시예의 이점은, 관련된 채널이 그 길이의 상당한 부분에 걸쳐서 절단되며, 그래서 채널에 대한 간단하면서 광범위한 접근이 이루어지게 되어, 채널이 용이하게 유지보수될 수 있다는 것이다. 여기서, 채널의 길이는 채널을 통한 임의의 횡단 절단의 모든 무게중심을 연결하는 선을 따라 측정된다.
적어도 2개의 대향 하우징 피스가 기밀하게 밀봉될 수 있는 밀봉제 선(sealant line)을 따라 밀봉제를 도포하기에 충분한 공간을 제공하기 위해, 상기 적어도 2개의 대향 하우징 피스 중 적어도 하나에는 상기 밀봉선을 따라 홈(groove)이 구비된다.
밀봉선 전체를 따라 충분한 밀봉제를 제공하기 위해, 상기 홈은 바람직하게는 연속적인 홈이다.
적어도 2개의 대향 하우징 피스를 포함하며 상기 적어도 2개의 대향 하우징 피스 중 적어도 하나에 밀봉선을 따라서 홈이 구비된 본 고안에 따른 하우징의 보다 더 바람직한 실시예로서, 상기 홈이 구비된 적어도 2개의 대향의 하우징 피스 중 적어도 하나의 반대편에 있는, 상기 적어도 2개의 대향의 하우징 피스 중 적어도 하나에는 상기 밀봉선을 따라 돌출부가 구비되며, 상기 돌출부는 상기 홈에 끼워 맞춰지도록 구성된다.
이러한 방식으로, 적어도 2개의 대향 하우징 피스는 밀봉면에 본질적으로 직교하는 방향에서만 서로 분리될 수 있어서, 적어도 2개의 대향 하우징 피스는 밀봉면을 따라 서로 위아래로 슬라이딩될 수 없다. 이는 하우징에 더 큰 기계적 강도를 제공하는 한편, 적어도 2개의 대향 하우징 피스는 여전히 수월하면서 간단한 방식으로 서로 분리될 수 있다.
본 고안의 바람직한 실시예에서, 상기 하우징의 액체 분리기 용기는 착탈 가능한 뚜껑을 포함한다.
이는 뚜껑이 액체 분리기 용기로부터 분리될 때, 액체 분리기 용기에 포함된 내부 액체 분리 필터의 삽입, 유지보수, 및/또는 교체를 용이하게 한다.
또한, 액체 분리기 용기의 내부 체적을 압축기 또는 진공 펌프 설비에서 요구되는 액체 체적으로 및/또는 액체 분리기 용기의 요구되는 액체 분리 용량으로 조정하기 위해, 다른 크기의 뚜껑을 장착함으로써, 액체 분리기 용기의 내부 체적이 간단한 방식으로 감소 및/또는 증가될 수 있다.
본 고안에 따른 하우징의 바람직한 특성으로서, 상기 하우징에 통합된 상기 채널 세트에 속하는 채널은 상기 채널의 길이를 따라 직경이 본질적으로 일정하다.
이러한 바람직한 특성은 관련 채널에 걸친 마찰 및 그 결과로서의 압력 강하가 최적으로 감소되는 이점을 부여한다.
본 고안의 바람직한 실시예에서, 상기 액체 분리기 용기는 주기적 대칭인 요형(凹形)의 내부 표면을 포함한다.
본 고안의 보다 바람직한 실시예에서, 상기 액체 분리기의 기체 출구 포트는 상기 액체 분리기 용기의 요형의 내부 표면이 주기적 대칭인 축을 따라 배치된다.
따라서, 기액 혼합물로부터 액체의 분리는, 요형의 내부 표면이 주기적 대칭이 되는 축과 본질적으로 일치하는 축을 갖는 액체 분리기 용기에서 액체 분리 와류(liquid-separating vortex)를 생성함으로써 액체 분리기 용기의 내부 기하학적 형상에 의해 최적화된다.
본 고안의 특징을 보다 잘 보여주기 위한 의도로, 본 고안에 따른 하우징 및 이러한 하우징을 제조하는 방법의 바람직한 실시예가 첨부 도면을 참조하여 어떠한 제한적인 특성도 없이 예로서 이하에서 설명된다.
도 1은 본 고안에 따른 하우징을 도시하는 도면.
도 2는 밀봉면에 따른 도 1의 하우징을 통한 절단부를 따라 하우징 피스의 내부도를 도시하는 도면.
도 3은 밀봉면에 따른 도 2의 하우징 피스 반대편의 하우징 피스의 내부도를 도시하는 도면.
도 4는 하우징의 모든 컴포넌트 및 이 하우징에 연결될 수 있는 압축기 설비의 특정 컴포넌트의 분해도를 도시하는 도면.
도 5는 본 고안에 따른 하우징을 제조하는 방법의 단계를 도시하는 도면.
도 1의 하우징(1)에는 기액 혼합물을 위한 입구(2)가 구비된다.
액체 분리기 용기(3)는 하우징(1)의 컴포넌트로서 통합되며, 이 액체 분리 용기는 기액 혼합물로부터 액체를 분리하도록 구성된다.
이 경우에, 하우징(1)은 이하와 같은 추가적인 통합 컴포넌트를 또한 포함한다.
- 액체 분리기 용기(3)로부터의 액체를 저장할 수 있도록 구성된 액체 저장소(4).
- 액체 분리기 용기(3)의 벽에 의해 액체 분리기 용기(3)로부터 부분적으로 분리되며, 액체 분리기 용기(3) 내의 액체가 액체 분리기 용기(3)의 상기 벽의 개구를 통해 액체 완충 탱크(5) 내로 유동할 수 있고 그 반대로도 유동하도록 구성된 액체 완충 탱크(5).
- 액체 분리기 용기(3)로부터 나오는 정제된 기체로부터 액체를 추가로 분리하도록 구성된 외부 액체 분리 필터를 수용하도록 구성된 지지 시트(6).
- 바람직하게는 외부 액체 분리 필터를 수용하기 위해 지지 시트(6)의 하류에 구비된 블로 오프 밸브(blow-off valve)를 연결하도록 구성된 피팅(7).
- 안전 밸브를 연결하도록 구성된 피팅(8).
- 최소 압력 밸브를 포함하도록 구성된 케이싱(9).
- 서모스태틱 밸브(thermostatic valve)를 포함하도록 구성된 케이싱(10).
- 불순물로부터 액체를 여과하도록 구성된 액체 필터를 수용하도록 구성된 지지 시트(11).
액체 저장소(4)에는 이 경우에 통기공(vent hole)이 구비된다.
이 경우에, 서모스태틱 밸브와 오일 쿨러 사이의 연결을 가능하게 하기 위해 도관용 케이싱(10) 상에 2개의 피팅이 또한 구비된다. 하우징(1) 내의 액체의 온도가 액체 주입 압축기 요소의 적절한 냉각에 대해 너무 높아지면, 이 액체의 적어도 일부는 도관을 통해서 서모스태틱 밸브로부터 오일 쿨러로 전향(轉向)될 수 있다.
액체 필터에서 불순물로부터 여과된 액체는 하우징(1)의 액체 출구로 안내되는데, 액체 출구는 이 경우에 하우징(1)의 입구(2) 옆에 위치된다. 이 액체 출구로부터, 액체는 이 액체 출구에 연결된 액체 주입 압축기 요소의 주입 회로 내로 흐를 수 있다.
하우징(1)의 액체 분리기 용기(3)에는 이 경우에 착탈 가능한 뚜껑(12)이 또한 구비된다.
바람직하게는, 하우징(1)은 단일 밀봉면(sealing face)에 위치된 밀봉선을 따라 서로 기밀하게 밀봉되도록 구성된 적어도 2개의 대향 하우징 피스(1', 1")로 구성된다.
선택적으로, 이들 2개의 하우징 피스(1', 1")에는 외부 보강 리브(rib)에 의해 추가적인 기계적 강도가 부여될 수 있다.
도 2는 밀봉면에 따른 도 1의 하우징(1)을 통한 절단부를 따라 적어도 2개의 대향 하우징 피스 중 하나(1')의 내부도를 도시한다.
이 경우에, 하우징(1)에 의해 그 벽이 형성되는 채널 세트가 보이며, 이 채널 세트는 하기의 것을 포함한다.
- 기액 혼합물을 하우징(1)의 입구(2)로부터 액체 분리기 용기(3)의 유입 포트(14)로 안내하도록 구성된 입구 채널(13).
- 액체 분리기 용기(3)의 기체 출구 포트(16)로부터의 정제된 기액 혼합물을 액체 분리기 용기(3)로부터 멀리 안내하도록 구성된 출구 채널(15).
- 내부 액체 분리 필터에서 분리된 액체를 액체 분리기 용기(3)로부터 멀리 안내하는 소기 채널(scavenge channel; 17).
- 서모스태틱 밸브를 포함하도록 구성된 케이싱(10)을, 액체 필터를 수용하도록 구성된 지지 시트(11)와 연결하도록 구성된 연결 채널(18).
- 액체 필터에서 불순물로부터 여과된 액체를 액체 필터 및 그 지지 시트(11)로부터 하우징(1)의 액체 출구로 멀리 배출하도록 구성된 드레인 채널(drainage channel; 19).
하우징 피스(1')의 내부도에서, 액체 저장소(4)는 액체 분리기 용기(3)의 액체 출구 포트(20)를 통해서 액체 분리기 용기(3)와 액체 연결 상태에 있음이 분명해진다.
액체 저장소(4) 내의 액체는 케이싱(10)의 일부인 흡입 채널을 통해서 서모스태틱 밸브로 안내된다.
액체 분리기 용기(3)의 기체 출구 포트(16)는 이 경우에 액체 출구 포트(20)와 동일한 액체 분리기 용기(3)의 측면에서 원통형 액체 분리기 용기(3)의 중심에 배치된다.
도 2에서 알 수있는 바와 같이, 케이싱(10)의 흡입 채널을 제외한 채널들은 밀봉면을 따라서 상당한 거리에 걸쳐 길이 방향으로 절단되고, 각각의 길이를 따라서 직경이 본질적으로 일정하다.
밀봉선은 하우징(1)의 외부 벽을 따라 가며, 이 경우에 채널의 벽에 부분적으로 포함된다.
이 밀봉선에는 대향 하우징 피스(1', 1")가 서로 기밀하게 밀봉될 수 있는 충분한 양의 밀봉제를 수용하는 홈(groove; 21)이 구비될 수 있다.
바람직하게는, 홈(21)은 하우징 피스(1', 1")들을 서로 기밀하게 밀봉하기 위해 밀봉선 상의 각 지점에 충분한 실런트가 제공되도록 보장하는 연속적인 홈이다.
도 3은 밀봉면에 따른 도 2의 하우징 피스(1') 반대편의 하우징 피스(1")의 내부도를 도시한다.
이 경우에, 하우징 피스(1")에는 밀봉선을 따라서 돌출부(22)가 구비되며, 이 돌출부(22)는 하우징 피스(1')의 홈(21)에 끼워 맞춰지도록 구성된다.
하우징 피스(1')에 돌출부(22)가 구비되고 하우징 피스(1")에 홈(21)이 구비되는 것이 배제되어서는 안 된다.
하우징 피스(1' 또는 1")에 여러 개의 홈(21) 및/또는 돌출부(22)가 구비되어, 이들 돌출부(22)가 각각 하우징 피스 (1" 또는 1')의 대응하는 홈에 끼워 맞춰지는 것도 또한 배제되어서는 안 된다.
하우징 피스(1")의 내부도는 액체 저장소(4)의 내벽에 있는 리세스(23)를 또한 도시하는데, 이 리세스(23)는 히터를 포함하도록 구성된다.
도 4는 2개의 대향 하우징 피스(1', 1")와 착탈 가능한 뚜껑(12)을 갖는 하우징(1)의 분해도를 도시한다.
또한, 하우징(1) 외부의 압축기 설비의 여러 컴포넌트가 하우징(1)에 각각 어떻게 연결 및/또는 삽입되는지가 도시되어 있다.
예를 들면, 최소 압력 밸브와 서모스태틱 밸브가 케이싱(10, 11)에 각각 어떻게 삽입될 수 있는지가 명확해진다.
외부 액체 분리 필터와 액체 필터가 각각 지지 시트(6, 11)에 어떻게 수용되는지, 그리고 압축기 요소가 하우징(1)의 입구(2)와 출구에 어떻게 연결될 수 있는지가 또한 도시되고 있다.
내부적으로, 액체 분리기 용기(3)는 내부 액체 분리 필터를 포함할 수 있으며, 이는 액체 분리기 용기(3)의 뚜껑(12)을 분리함으로써 용이하게 적용되거나 제거될 수 있다.
도 5는 본 고안에 따른 하우징(1)을 제조하는 방법의 단계를 도시한다.
본 방법의 제1 단계에서, 하우징(1)의 적어도 2개의 대향 하우징 피스(1', 1")가 제조되고, 하우징(1)에는 기액 혼합물을 위한 입구가 제공되며, 본 방법은 이하의 단계를 포함한다.
- 하우징(1) 내에 통합 컴포넌트 세트를 포함하는 단계로서, 통합 컴포넌트 세트 중에는 기액 혼합물로부터 액체를 분리함으로써 유입되는 기액 혼합물을 정제하도록 구성된 액체 분리기 용기(3)가 있으며, 이 액체 분리기 용기(3)는 기액 혼합물을 위한 유입 포트(14), 액체를 위한 액체 출구 포트(20), 및 정제된 기액 혼합물을 위한 기체 출구 포트(16)를 포함하는 것인 단계.
- 통합 컴포넌트 세트에 액체 완충 탱크(5)를 포함하는 단계로서, 이 액체 완충 탱크(5)는, 액체 분리기 용기(3) 내의 액체가 액체 분리기 용기(3)의 벽의 개구를 통해 액체 완충 탱크(5) 내로 유동할 수 있고 그 반대로도 유동하도록 액체 분리기 용기(3)의 상기 벽에 의해 액체 분리기 용기(3)로부터 적어도 부분적으로 분리되는 것인 단계.
- 통합 컴포넌트 세트에 채널 세트를 포함하는 단계로서, 각 채널의 벽은 하우징(1)의 일부인 것인 단계.
채널 세트는 적어도 다음의 것을 포함한다.
- 기액 혼합물을 하우징(1)의 입구(2)로부터 액체 분리기 용기(3)의 유입 포트(14)로 안내하는 입구 채널(13).
- 기체 출구 포트(16)로부터의 정제된 기액 혼합물을 액체 분리기 용기(3)로부터 멀리 안내하는 출구 채널(15).
또한, 통합 컴포넌트 세트는 액체 저장소(4), 액체 완충 탱크(5), 외부 액체 분리 필터를 수용하도록 구성된 지지 시트(6), 블로 오프 밸브를 연결하도록 구성된 피팅(7), 안전 밸브를 연결하도록 구성된 피팅(8), 최소 압력 밸브를 포함하도록 구성된 케이싱(9), 서모스태틱 밸브를 포함하도록 구성된 케이싱(10), 및/또는 불순물로부터 액체를 여과하도록 구성된 액체 필터를 수용하도록 구성된 지지 시트(11)를 포함할 수 있다.
또한, 채널 세트는 소기 채널(17), 연결 채널(18), 및/또는 드레인 채널(19)을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 적어도 2개의 대향 하우징 피스(1', 1")는 사출 성형 기술,보다 바람직하게는 금속 사출 기술, 보다 더 바람직하게는 알루미늄 사출 기술로 제조된다.
상기 방법의 후속 단계에서, 적어도 2개의 대향 하우징 피스(1', 1")는 볼트 연결, 접착제 연결, 또는 이러한 종류 또는 다른 종류의 연결의 조합에 의해 서로 고정된다.
상기 방법의 추가 단계로서, 액체 분리기 용기(3)에는 착탈 가능한 뚜껑(12)이 구비된다.
마지막으로, 착탈 가능한 뚜껑(12)은 볼트 연결, 나사 연결, 또는 이러한 종류 또는 다른 종류의 연결의 조합에 의해 액체 분리기 용기(3)에 고정된다.
본 고안은 예로서 기재되고 도면에 도시된 실시예에 결코 국한되지 않으며, 본 고안에 따른 하우징은 본 고안의 범위를 벗어남이 없이 모든 종류의 치수 및/또는 변형으로 실현될 수 있다.
1: 하우징 1', 1": 하우징 피스
2: 하우징의 입구 3: 액체 분리기 용기
4: 액체 저장소
5: 액체 완충 탱크(liquid buffer tank)
6: 지지 시트 7: 피팅
8: 피팅 9: 케이싱
10: 케이싱 11: 지지 시트
12: 착탈 가능한 뚜껑 13: 입구 채널
14: 유입 포트 15: 출구 채널
16: 기체 출구 포트 17: 소기 채널(scavenge channel)
18: 연결 채널 19: 드레인 채널
20: 액체 출구 포트 21: 홈(groove)
22: 돌출부 23: 리세스

Claims (27)

  1. 기액 혼합물(gas-liquid mixture)로부터 액체를 분리하기 위한 액체 분리 장치의 하우징으로서,
    상기 하우징(1)은 상기 기액 혼합물을 위한 입구(2) 및 통합 컴포넌트 세트(set of integrated components)를 포함하고,
    상기 통합 컴포넌트 세트는 상기 기액 혼합물로부터 액체를 분리하도록 구성된 액체 분리기 용기(3)를 포함하며,
    상기 액체 분리기 용기(3)는 상기 기액 혼합물을 위한 유입 포트(14), 액체 출구 포트(20), 및 기체 출구 포트(16)를 포함하고,
    상기 통합 컴포넌트 세트는 채널 세트를 더 포함하며, 각 채널의 벽은 상기 하우징(1)의 일부이고,
    상기 채널 세트는,
    - 상기 기액 혼합물을, 상기 하우징(1)의 입구(2)로부터 상기 액체 분리기 용기(3)의 유입 포트(14)로 안내하도록 구성된 입구 채널(13);
    - 상기 기체 출구 포트(16)로부터의 기체를 상기 액체 분리기 용기(3)로부터 멀리 안내하도록 구성된 출구 채널(15)
    을 포함하며,
    상기 통합 컴포넌트 세트는 액체 완충 탱크(liquid buffer tank; 5)를 더 포함하고, 상기 액체 완충 탱크(5)는 벽에 의해 상기 액체 분리기 용기(3)로부터 적어도 부분적으로 분리되며, 상기 액체 완충 탱크(5)는, 상기 액체 분리기 용기(3) 내의 액체가 상기 벽의 개구를 통해 상기 액체 완충 탱크(5) 내로 흐를 수 있고 그 반대로도 흐를 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하우징.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통합 컴포넌트 세트는 액체 저장소(4)를 더 포함하고, 상기 액체 저장소(4)는, 상기 액체 분리기 용기(3)의 액체 출구 포트(20)를 통해서 상기 액체 분리기 용기(3)를 빠져나가는 액체를 저장할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하우징.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 액체 저장소(4)의 내벽은 히터를 포함하도록 구성된 리세스(23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하우징.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체 분리기 용기(3)는 상기 기액 혼합물로부터 액체를 추가로 분리하도록 구성된 내부 액체 분리 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 하우징.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 채널 세트는, 상기 내부 액체 분리 필터에서 분리된 액체를 상기 액체 분리기 용기(3)로부터 멀리 안내하도록 구성된 소기 채널(scavenge channel; 17)을 포함하는 것을 특징으로 하는 하우징.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통합 컴포넌트 세트는, 상기 출구 채널(15)에 연결되게 그리고 상기 기액 혼합물로부터 액체를 추가로 분리하도록 구성된 외부 액체 분리 필터를 수용하게 구성된 지지 시트(6)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하우징.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통합 컴포넌트 세트는 블로 오프 밸브(blow-off valve)를 연결하도록 구성된 피팅(fitting; 7)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하우징.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 통합 컴포넌트 세트는 블로 오프 밸브를 연결하도록 구성된 피팅(7)을 더 포함하며, 상기 피팅(7)은 상기 내부 액체 분리 필터의 하류에 마련되는 것을 특징으로 하는 하우징.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 통합 컴포넌트 세트는 블로 오프 밸브를 연결하도록 구성된 피팅(7)을 더 포함하며, 상기 피팅(7)은 상기 외부 액체 분리 필터를 수용하도록 구성된 지지 시트(6)의 하류에 마련되는 것을 특징으로 하는 하우징.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통합 컴포넌트 세트는 안전 밸브를 연결하도록 구성된 피팅(8)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하우징.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통합 컴포넌트 세트는 최소 압력 밸브를 포함하도록 구성된 케이싱(9)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하우징.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통합 컴포넌트 세트는 서모스태틱 밸브(thermostatic valve)를 포함하도록 구성된 케이싱(10)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하우징.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통합 컴포넌트 세트는 불순물로부터 액체를 여과하도록 구성된 액체 필터를 수용하도록 구성된 지지 시트(11)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하우징.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 통합 컴포넌트 세트는 불순물로부터 액체를 여과하도록 구성된 액체 필터를 수용하도록 구성된 지지 시트(11)를 더 포함하며, 상기 채널 세트는, 상기 서모스태틱 밸브를 포함하도록 구성된 케이싱(10)을, 상기 액체 필터를 수용하도록 구성된 지지 시트(11)와 연결하도록 구성된 연결 채널(18)을 포함하는 것을 특징으로 하는 하우징.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 채널 세트는, 상기 액체 필터에서 불순물로부터 여과된 액체를, 상기 액체 필터를 수용하도록 구성된 상기 지지 시트(11)로부터 멀리 배출하도록 구성된 드레인 채널(drainage channel; 19)을 포함하는 것을 특징으로 하는 하우징.
  16. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징은 밀봉면(sealing face)에 위치된 밀봉선을 따라 서로 기밀하게 밀봉되도록 구성된 적어도 2개의 대향 하우징 피스(1', 1")를 포함하는 것을 특징으로 하는 하우징.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 밀봉면은 평면인 것을 특징으로 하는 하우징.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 채널 세트에 속하는 채널은 상기 채널의 길이의 50% 초과의 거리에 걸쳐서 상기 밀봉면을 따라 절단되는 것을 특징으로 하는 하우징.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 밀봉선은 상기 채널의 벽에 적어도 부분적으로 포함되는 것을 특징으로 하는 하우징.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 대향 하우징 피스(1', 1") 중 적어도 하나에는 상기 밀봉선을 따라 홈(groove; 21)이 마련되는 것을 특징으로 하는 하우징.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 홈(21)은 연속적인 홈인 것을 특징으로 하는 하우징.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 홈이 마련된 상기 적어도 2개의 대향 하우징 피스(1', 1") 중 적어도 하나의 반대편에 있는, 상기 적어도 2개의 대향 하우징 피스(1', 1") 중 적어도 하나에는, 상기 밀봉선을 따라 돌출부(22)가 구비되며, 상기 돌출부(22)는 상기 홈(21)에 끼워 맞춰지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하우징.
  23. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체 분리기 용기(3)는 착탈 가능한 뚜껑(12)을 포함하는 것을 특징으로 하는 하우징.
  24. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 채널 세트에 속하는 채널은 상기 채널의 길이를 따라 직경이 본질적으로 일정한 것을 특징으로 하는 하우징.
  25. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체 분리기 용기(3)는 주기적 대칭인 요형(凹形)의 내부 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 하우징.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 액체 분리기 용기(3)의 기체 출구 포트(16)는, 상기 요형의 내부 표면이 주기적 대칭을 이루는 축을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 하우징.
  27. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액체 분리기 용기(3)의 상기 기체 출구 포트(16)와 상기 액체 출구 포트(20)는 상기 액체 분리기 용기(3)의 같은 쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 하우징.
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