KR20050056135A - 기액분리기 - Google Patents

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KR20050056135A
KR20050056135A KR1020040102754A KR20040102754A KR20050056135A KR 20050056135 A KR20050056135 A KR 20050056135A KR 1020040102754 A KR1020040102754 A KR 1020040102754A KR 20040102754 A KR20040102754 A KR 20040102754A KR 20050056135 A KR20050056135 A KR 20050056135A
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Abstract

본 발명은 자동차의 공기조화기 등의 기액분리기의 개량을 도모하는 것이다.
기액분리기(1)는 원통형상의 본체(10)를 가지고 본체(10) 내에 기상 냉매의 유출파이프(20)가 삽입된다. 본체(10)의 상부에 2상 냉매의 유입구(30)가 설치되고, 2상 냉매는 선회류가 되어 유입한다. 원심 분리된 액상냉매는 본체(10)의 하부에 고여 유출구(40)로부터 보내진다. 선회류의 냉매는 정류부재(100)를 통과할 때에 정류되어 저류부의 액냉매의 흩어짐이 방지된다.

Description

기액분리기{GAS-LIQUID SEPARATOR}
본 발명은 냉동사이클에 장비되는 냉매의 기액분리기에 관한 것이다.
냉동사이클에 사용되는 기액분리기 중에서 냉매의 콘덴서의 측면에 직접 설치되는 구조를 가지는 기액분리기가 제안되어 있다.
자동차에 장비되는 공기조화기는, 엔진룸의 공간 절약화에 따라 콘덴서의 소형화와 함께 기액분리기의 세경(細徑)화가 요구되고 있다.
기액분리기에 유입하는 기액 혼합냉매에 선회류를 부여하여 원심력에 의해 기상 냉매와 액상 냉매의 분리를 조장하는 것이 하기 특허문헌 1에 개시되어 있다.
[특허문헌 1]
일본국 특개2003-202168호 공보
가는 지름(細徑)의 원통형상의 기액분리기를 세로로 긴 상태로 콘덴서의 측면에 설치하여, 상부로부터 기액 혼합냉매를 나선운동을 주어 기액분리기 내로 유입시키면, 가는 지름 때문에 선회유속이 빨라지는 등의 이유에 의하여, 선회유체가 기액분리기의 바닥측에 고인 액냉매에 충돌하여 고인 액을 감아 올리게 된다.
이 액냉매의 감아 올림은 기액분리성능을 저하시키는 원인이 된다.
그래서 본 발명은 상기한 단점을 해소하는 기액분리기를 제공하는 것이다.
본 발명의 기액분리기는 기본적 수단으로서, 원통형상의 본체와, 본체의 중심부에 삽입되는 기상 냉매의 유출파이프와, 본체의 상부에 대하여 접선방향에 설치되는 2상 냉매의 유입구와, 본체의 하부에 설치되는 액상 냉매의 유출구와, 2상 냉매의 유입구와 액상 냉매의 유출구와의 사이에 설치되는 냉매의 정류부재를 구비한다. 그리고 정류부재는 원심분리된 냉매를 정류하여 액상 냉매의 저류부에 보내는 기능을 구비하는 것이다.
도 1은 본 발명의 기액분리기의 구조를 나타내는 설명도이다.
전체를 부호 1로 나타내는 기액분리기는, 가는 지름의 원통형상의 본체(10)를 가지고, 본체(10)내의 중앙부에 기상 냉매의 유출파이프(20)를 구비한다. 기상 냉매의 유출파이프(20)는, 본체(10) 내의 상부에 개구하는 기상 냉매의 유입구(22)와, 본체(10)의 바닥부로부터 돌출하는 유출구(24)를 가진다.
본체(10)의 상부에는 기상과 액상이 혼합된 2상 냉매의 유입파이프(30)가 설치된다. 이 2상 냉매의 유입파이프(30)의 출구부(32)는, 원통형상의 본체(10)에 대하여 접선방향으로 개구하도록 설치된다.
유입파이프(30)의 출구부(32)로부터 본체(10)의 접선방향으로 유입하는 2상 냉매(R1)는 선회류를 형성하고, 그 원심력에 의하여 비중이 큰 액상 냉매(R2)와 비중이 작은 기상 냉매(R3)가 분리된다.
분리된 기상 냉매(R3)는, 기상 냉매 유출파이프(20)의 유입구(22)에 유입하여 압축기측으로 보내진다.
분리된 액상 냉매(R2)는, 뒤에서 설명하는 본 발명의 정류부재(100)를 통과한다. 정류부재(100)로 정류된 액상냉매(R2)는 본체(10)의 하부에 저류된다.
저류된 액상냉매(R2)는 액상 냉매 유출파이프(40)의 입구부(42)로부터 유출하여 팽창밸브측으로 보내진다.
이하, 정류부재의 복수의 실시예를 설명한다.
(실시예 1)
도 2는 본 발명의 정류부재의 제 1 실시예를 나타낸다.
정류부재(110)는, 기상 냉매 유출파이프(20)와 본체(10)의 사이에 삽입되고,파이프(20)의 외주부에 끼워 맞추는 원통부(112)와 원통부(112)로부터 방사방향으로 연장되는 복수의 블레이드부(114)를 가진다.
이 정류부재(110)는, 예를 들면 플라스틱재를 형성하여 만들어진다. 파이프(20)에 버링가공 등에 의하여 고리형상의 돌기부(K1)를 설치하여 정류부재(110)를 지지한다.
블레이드부(114)로 구획된 유로(116)를 통과할 때에 액상 냉매는 정류된다. 정류부재(110)의 축방향의 길이치수는 기액분리기의 사양에 대응하여 적절하게 설계된다.
(실시예 2)
도 3은 본 발명의 정류부재의 제 2 실시예를 나타낸다.
정류부재(120)는 기상 냉매 유출파이프(20)와 본체(10)의 사이에 삽입된다.
정류부재(120)는 예를 들면 플라스틱재를 성형하여 만들어지고, 본체부(122)는 다수의 원통구멍(124)을 가진다. 또 외주부에 설치되는 파형(波形)의 개구부(126)를 가진다.
파이프(20)에 버링가공 등에 의해 고리형상의 돌기부(K1)를 설치하여 정류부재(120)를 지지한다.
액상 냉매는, 정류부재(120)의 원통구멍(124)이나 개구부(126)를 통과할 때에 정류된다.
정류부재(120)의 축방향의 길이치수는, 기액분리기의 사양에 대응하여 적절하게 설계된다.
(실시예 3)
도 4는, 본 발명의 정류부재의 제 3 실시예를 나타낸다.
정류부재(130)는 기상 냉매 유출파이프(20)와 본체(10)의 사이에 삽입된다.
정류부재(130)는 예를 들면 다공질의 발포 플라스틱재로 만들어지고, 본체부(132) 내에 다수의 개구부(134)를 가진다.
파이프(20)에 버링가공 등에 의해 고리형상의 돌기부(K1)를 설치하여 정류부재(130)를 지지한다.
액상냉매는 정류부재(130)의 개구부(134)를 통과할 때에 정류된다.
정류부재(130)의 축방향의 길이치수는, 기액분리기의 사양에 대응하여 적절하게 설계된다.
(실시예 4)
도 5는 본 발명의 정류부재의 제 4 실시예를 나타낸다.
정류부재(140)는 기상 냉매 유출파이프(20)와 본체(10)의 사이에 삽입된다.
정류부재(140)는 가는 지름의 와이어(142)를 감은 필터형상의 것으로, 금속이나 수지의 와이어로 만들어진다.
와이어(142)의 상하에 가압용 다공판(144, 146)을 배치할 수도 있다.
파이프(20)에 버링가공 등에 의하여 고리형상의 돌기부(K1)를 설치하여 정류부재(140)를 지지한다.
액상냉매는 정류부재(140)를 통과할 때에 정류된다.
정류부재(140)의 축방향의 길이치수는 기액분리기의 사양에 대응하여 적절하게 설계된다.
(실시예 5)
도 6은 본 발명의 정류부재의 제 5 실시예를 나타낸다.
정류부재(150)는 기상 냉매 유출파이프(20)와 본체(10) 사이에 삽입된다.
정류부재(150)는 금속이나 플라스틱제의 망부재(152)를 복수매 겹쳐 구성된다.
파이프(20)에 버링가공 등에 의하여 고리형상의 돌기부(K1)를 설치하여 정류부재(150)를 지지한다.
액상냉매는 정류부재(150)를 통과할 때에 정류된다.
정류부재(150)의 축방향의 길이치수는 기액분리기의 사양에 대응하여 적절하게 설계된다.
(실시예 6)
도 7은 본 발명의 정류부재의 제 6 실시예를 나타낸다.
정류부재(160)는 기상 냉매 유출파이프(20)와 본체(10)의 사이에 삽입된다.
정류부재(160)는 금속이나 플라스틱제의 다공판(162)을 복수매 겹쳐 구성된다.
다공판(162)의 간격을 규제하기 위하여 내·외주에 플랜지(162a, 162b)를 설치할 수 있다.
파이프(20)에 버링가공 등에 의하여 고리형상의 돌기부(K1)를 설치하여 정류부재(160)를 지지한다.
액상냉매는 정류부재(160)의 구멍(164)을 통과할 때에 정류된다.
정류부재(160)의 축방향의 길이치수는 기액분리기의 사양에 대응하여 적절하게 설계된다.
도 8은 본 발명의 기액분리기의 다른 실시형태를 나타내는 설명도이다.
전체를 부호 200으로 나타내는 기액분리기는 원통형상의 본체(210)를 가지고, 본체(210)의 하부의 개구부에는 헤더(220)가 용접가공부(W1)에 의하여 고정된다.
헤더(220)에는 기상 냉매의 유출파이프(222)가 설치된다. 헤더(220)의 안쪽중앙부에는 보스부(224)가 형성되고, 보스부(224)의 중앙에 설치한 구멍에 파이프부재(230)의 하단부가 집어 넣어져 파이프부재(230)가 지지된다.
본체(210)의 상부의 중앙부에는 관통구멍(212)이 형성되어 2상 냉매의 유입파이프(240)가 연결된다. 이 유입파이프(240)의 바로 밑에는 기액분리부재(250)가 설치된다.
이 기액분리부재(250)는 예를 들면 수지를 일체로 성형하여 만들어지는 부재로서, 볼록부(254)를 이용하여 파이프부재(250)의 상단부에 끼워 맞춰진다.
기액분리부재(250)의 상부에는 선회 블레이드부(260)가 설치된다. 유입파이프(240)로부터 관통구멍(212)을 통하여 기액분리기의 본체(210) 내로 유입하는 2상 냉매는 이 선회 블레이드부(260)에 의하여 구획 형성된다.
선회유로(262) 내를 통과할 때에 선회류가 되어 본체(210)의 내부에 분사된다. 이 선회류의 원심력에 의하여 중량이 큰 액상 냉매와, 중량이 작은 기상 냉매로 분리된다.
기액분리부재(250)에는 슬릿(252)이 형성되어 있고, 이 슬릿(252)을 통하여 기상 냉매는 파이프부재(230) 내로 들어가 유출파이프(222)로부터 보내진다.
액상 냉매는 저류부(232) 내에 저류되나, 상기한 정류부재 등을 설치하여도 좋다. 이 때문에 파이프부재(230)에 지지판(234)을 설치할 수도 있다.
또, 액상 냉매의 유출구를 설치하는 것은, 상기한 실시예와 동일하다.
또, 기액분리부재(250)의 플랜지(256)에 의하여 액상 냉매가 슬릿(252)측으로되돌아가는 것이 방지된다.
도 9, 도 10은 본 발명의 기액분리기의 또 다른 실시형태를 나타내는 설명도이다.
전체를 부호 300으로 나타내는 기액분리기는 원통형상의 본체(310)를 가진다.
도 9는 본체(310)의 상부의 구성만을 나타내나, 그 밖의 구조는 도 8에서 설명한 구조와 동일하기 때문에 생략한다.
본체(310)의 상부에는 본체(310)의 축선(C1)으로부터 반경방향으로 R1만큼 떨어진 위치에 관통구멍(312)이 설치되어 있다. 이 관통구멍(312)에 2상 냉매의 유입파이프(340)가 연결된다.
본체(310)의 축선(C1)상에 설치되는 파이프부재(330)의 상단부에 대하여 기액분리부재(350)가 설치된다.
이 기액분리부재(350)는 본체(310)의 관통구멍(312)에 삽입되는 냉매의 도입부(361)와, 본체(310)의 내주면을 따라 냉매를 안내하도록 설치되는 선회통로(362)를 가진다.
도 10에도 나타내는 바와 같이 이 선회통로(362)는 냉매의 도입부의 축심으로부터 90도의 범위에만 설치되고, 도출단(363)에서 종료한다.
유입파이프(340), 관통구멍(312)을 통하여 본체(310)의 축선에 평행으로 보내지는 2상 냉매는 이 선회통로(362)에 의하여 선회류로 변환되어 본체(310)의 내주면(311)을 따라 흐른다.
기액분리부재(350)의 냉매의 도입부(361)의 축심에 대하여 선회통로(362)와는 반대측에는 180도에 걸치는 경사 하면(368)이 형성되어 있다.
냉매의 선회류는 이 경사 하면에 닿아 하향으로 편류되고, 와류(渦流)로 변환된다. 이 하향의 와류에 있어서는 비중의 차에 의하여 2상 냉매는 액상 냉매와 기상 냉매로 분리된다.
분리된 기상 냉매의 기액분리부재(350)의 슬릿(352)을 통하여 파이프부재(330)를 거쳐 외부로 보내진다.
기액분리부재(350)의 플랜지(356)는 액상냉매가 슬릿측으로 혼입하는 것을 방지한다.
분리된 액상 냉매는, 본체(310)의 하부에 저류되고, 필요에 따라 보내진다.
본 발명은 이상과 같이 자동차의 공기조화기 등에 장비되는 기액분리기의 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 기액분리기는 이상의 구성을 구비함으로써 분리된 기상 냉매는 저류부를 흩어지게 하는 일 없이, 기액분리성능을 향상할 수 있다
도 1은 본 발명의 기액분리기의 설명도,
도 2는 본 발명의 정류부재의 실시예 1의 설명도,
도 3은 본 발명의 정류부재의 실시예 2의 설명도,
도 4는 본 발명의 정류부재의 실시예 3의 설명도,
도 5는 본 발명의 정류부재의 실시예 4의 설명도,
도 6은 본 발명의 정류부재의 실시예 5의 설명도,
도 7은 본 발명의 정류부재의 실시예 6의 설명도,
도 8은 본 발명의 기액분리기의 다른 실시형태를 나타내는 설명도,
도 9는 본 발명의 기액분리기의 또 다른 실시형태를 나타내는 설명도,
도 10은 도 9에 나타내는 기액분리기의 기액분리부재의 설명도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기액분리기 10 : 본체
20 : 기상냉매 유출 파이프 30 : 2상 냉매 유입구
40 : 액상 냉매 유출구 100 : 정류부재

Claims (12)

  1. 냉동사이클의 기액 2상 냉매를 액상 냉매와 기상 냉매로 분리하는 기액분리기에 있어서,
    원통형상의 본체와, 본체의 중심부에 삽입되는 기상 냉매의 유출파이프와, 본체의 상부에 대하여 접선방향에 설치되는 2상 냉매의 유입구와, 본체의 하부에 설치되는 액상 냉매의 유출구와, 2상 냉매의 유입구와 기상 냉매의 유출구와의 사이에 설치되는 냉매의 정류부재를 구비하고,
    정류부재는 원심분리된 냉매를 정류하여 액상 냉매의 저류부에 보내는 기능을 구비하는 것을 특징으로 하는 기액분리기.
  2. 제 1항에 있어서,
    정류부재는, 기상 냉매의 유출파이프에 끼워 맞춰지는 내통부와, 내통부로부터 방사방향으로 연장되는 복수의 블레이드부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기액분리기.
  3. 제 1항에 있어서,
    정류부재는, 다수의 원통구멍과 외주부에 설치되는 파형(波形)의 개구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기액분리기.
  4. 제 1항에 있어서,
    정류부재는, 다수의 개구부를 구비하는 발포재로 구성되는 것을 특징으로 하는 기액분리기.
  5. 제 1항에 있어서,
    정류부재는, 와이어를 필터형상으로 감은 부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 기액분리기.
  6. 제 1항에 있어서,
    정류부재는, 망부재를 겹쳐 구성되는 것을 특징으로 하는 기액분리기.
  7. 제 1항에 있어서,
    정류부재는, 다공판을 겹쳐 구성되는 것을 특징으로 하는 기액분리기.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    기상 냉매의 유출파이프는, 정류부재를 지지하기 위하여 바깥쪽으로 돌출하는 돌기부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기액분리기.
  9. 냉동사이클의 기액 2상 냉매를 액상 냉매와 기상 냉매로 분리하는 기액분리기에 있어서,
    원통형상의 본체와, 본체의 하부의 중심축선상에 삽입되는 기상 냉매의 유출파이프와, 본체의 하부에 하단부가 지지되어 기상 냉매의 유출파이프에 연통하는 파이프부재와, 본체의 상부의 중심 축선상에 설치되는 2상 냉매의 유입구와, 파이프부재의 상단부에 지지되는 기액분리부재를 구비하고,
    기액분리부재는, 중심이 2상 냉매의 유입구에 대향하는 선회 블레이드부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기액분리기.
  10. 냉동사이클의 기액 2상 냉매를 액상 냉매와 기상 냉매로 분리하는 기액분리기에 있어서,
    원통형상의 본체와, 본체의 하부의 중심 축선상에 삽입되는 기상 냉매의 유출파이프와, 본체의 하부에 하단부가 지지되어 기상 냉매의 유출파이프에 연통하는 파이프부재와, 본체의 상부의 중심축에 대하여 평행하는 떨어진 위치에 설치되는 2상 냉매의 유입구와, 파이프부재의 상단부에 지지되는 기액분리부재를 구비하고,
    기액분리부재는, 2상 냉매의 유입구에 대향하는 냉매의 도입부와, 도입부에 도입된 냉매를 본체의 내주면을 따라 안내하는 선회통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 기액분리기.
  11. 제 10항에 있어서,
    선회통로는, 본체의 축선 주위에 대략 90도에 걸쳐 설치되는 것을 특징으로 하는 기액분리기.
  12. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    선회통로를 나온 냉매를 본체의 아래쪽으로 편류시키는 경사면을 가지는 것을 특징으로 하는 기액분리기.
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