KR20050074671A - 냉동사이클장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉동사이클장치에 관한 것으로, 예를 들면 대형 시스템 에어컨의 냉동사이클에 사용되는 어큐뮬레이터 리시버 결합체를 포함하는 냉동사이클장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 냉동사이클장치는 밀폐용기, 상기 밀폐용기 내의 상부에 형성되며, 증발기 및 압축기와 연통되는 어큐뮬레이터부, 상기 밀폐용기 내의 하부에 형성되며, 상기 증발기 및 응축기와 연통되는 리시버부, 상기 어큐뮬레이터부와 상기 리시버부 사이에 수평하게 설치되어 상기 어큐뮬레이터부와 상기 리시버부 사이의 열교환을 행하는 구획판을 포함하는 어큐뮬레이터 리시버 결합체를 갖는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의한 본 발명에 의한 냉동사이클장치에 의하면 리시버부 및 어큐뮬레이터부에 저류되는 액상 냉매의 수위에 관계없이 일정하게 열교환이 이루어지는 효과가 있다.
Description
본 발명은 냉동사이클장치에 관한 것으로, 예를 들면 대형 시스템 에어컨의 냉동사이클에 사용되는 어큐뮬레이터 리시버 결합체를 포함하는 냉동사이클장치에 관한 것이다.
일반적으로, 냉각장치는 압축-응축-팽창-증발의 냉각사이클을 이용하여 냉각하게 되는데 압축기에서 압축된 가스 냉매를 응축기에서 액화시킨 뒤 팽창밸브를 통해 팽창시켜 저압으로 만든 후 증발기에서 기화시켜 흡수되는 냉매의 기화열에 의해 증발기 주위에 대하여 냉각작용을 수행하게 되는 것이다.
또한, 압축기의 입구 측에는 증발기에서 증발되어 압축기로 이동하는 냉매 중에서 증발되지 못한 액체 상태의 냉매를 일시 저장하고, 액체 상태의 냉매가 압축기로 유입되어 냉매 액압축에 따른 압축기의 성능의 저하 및 압축기의 소손이 발생하는 것을 방지하는 어큐뮬레이터가 설치된다.
그리고, 응축기의 출구 측에는 응축기에서 과응축된 여분의 냉매를 일시 저장하여 팽창밸브로의 과도한 냉매 유입을 방지하는 리시버 탱크가 설치된다.
한국공개특허 2002-0008638호에 개시된 종래의 어큐뮬레이터 리시버 결합체는 이러한 어큐뮬레이터와 리시버를 일체로 형성시킨 것을 특징으로 한다. 즉, 리시버탱크 일체형 어큐뮬레이터에는 일측에 어큐뮬레이터부가 타측에 리시버탱크부가 형성된다. 또한, 어큐뮬레이터부와 리시버탱크부 사이에 형성되어 어큐뮬레이터와 리시버탱크부 사이의 열교환이 이루어지는 격벽을 포함하며 격벽은 수직하게 형성된다.
그러나, 이러한 종래의 어큐뮬레이터 리시버 결합체는 어큐뮬레이터부와 리시버탱크부를 구획하며 열교환이 수행되는 격벽이 수직하게 형성되므로 리시버부에 저류되는 고온고압의 냉매 또는 어큐뮬레이터부에 저류되는 저온저압 냉매의 높이에 따라 어큐뮬레이터부와 리시버부의 열교환 효율이 변화하였다. 즉, 기체상태의 냉매보다 액체상태 냉매의 격벽을 통해 전도되는 열전달율이 높은 상황에서 액체상태 냉매의 높이가 높아지면 그에 따라 열교환효율이 높아지고 액체상태 냉매의 높이가 낮아지면 그에 따라 열교환효율이 낮아져 열교환효율이 일정치 못한 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 구획판을 수평하게 설치하고 상부에 어큐뮬레이터부가 하부에 리시버부가 형성되도록 함으로써 액상냉매의 수위변화와 관계없이 일정한 열교환이 이루어지도록 하여 냉동사이클의 효율을 일정하게 유지시키고 냉동사이클을 안정되게 제어할 수 있도록 한 어큐뮬레이터 리시버 결합체를 갖는 냉동사이클장치를 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 냉동사이클장치는 밀폐용기, 상기 밀폐용기 내의 상부에 형성되며, 증발기 및 압축기와 연통되는 어큐뮬레이터부, 상기 밀폐용기 내의 하부에 형성되며, 상기 증발기 및 응축기와 연통되는 리시버부, 상기 어큐뮬레이터부와 상기 리시버부 사이에 수평하게 설치되어 상기 어큐뮬레이터부와 상기 리시버부 사이의 열교환을 행하는 구획판을 포함하는 어큐뮬레이터 리시버 결합체를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구획판의 표면에는 적어도 하나의 열교환핀이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 어큐뮬레이터부는 상기 증발기 및 상기 압축기에 각각 제1관로 및 제2관로를 통하여 연결되며, 상기 제2관로는 상기 어큐뮬레이터부 내측으로 연장되어 상기 구획판에 인접하도록 만곡되고 단부는 일정 높이 이상이 되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2관로의 상기 구획판에 인접한 하부에는 오일회수공이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제2관로에는 상기 오일회수공을 통해 이물질이 흡입되는 것을 방지하기 위한 걸름부가 설치되는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명에 따른 냉동사이클장치를 보인 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 냉동사이클장치의 어큐뮬레이터 리시버 결합체를 보인 단면도이다.
도1을 참조하면 본 발명에 따른 어큐뮬레이터 리시버 결합체를 포함하는 냉동사이클은 증발기(1), 밀폐용기(30), 압축기(5), 응축기(7), 감압장치(9)를 포함한다. 밀폐용기(30) 내에는 상부에 어큐뮬레이터부(31), 하부에 리시버부(35)가 형성된다. 관로는 증발기(1)에서 어큐뮬레이터부(31)로, 어큐뮬레이터부(31)에서 압축기(5)로 압축기(5)에서 응축기(7)로 응축기(7)에서 리시버부(35)로 리시버부(35)에서 감압장치(9)로 감압장치(9)에서 다시 증발기(1)로 연결되어 냉각사이클을 형성한다.
도 2를 참조하여 본 발명에 따른 냉동사이클장치의 어큐뮬레이터 리시버 결합체에 대하여 더욱 자세히 설명한다. 밀폐용기(30)의 내부에는 상부에 어큐뮬레이터부(31), 하부에 리시버부(35)가 형성되며, 어큐뮬레이터부(31)와 리시버부(35) 사이의 열교환을 위한 구획판(37)이 설치된다. 밀폐용기(30)는 상부용기(30a), 중간용기(30b), 하부용기(30c)가 기밀하게 접합되며 중간용기(30b)의 내면에 구획판(37)이 기밀하게 접합된다. 어큐뮬레이터부(31)의 상부에는 어큐뮬레이터부(31)와 증발기(1)를 연결하는 제1관로(32)와 어큐뮬레이터부(31)와 압축기(5)를 연결하는 제2관로(33)가 설치된다. 제1관로(32)와 제2관로(33)는 각각 어큐뮬레이터부(31) 내부로 연장된다. 제2관로(33)는 유(U)자형으로 만곡되어 하부는 구획판(37)에 인접하게 되며 하부에 오일회수공(33a)이 형성된다. 또한 제2관로(33)의 단부는 위쪽을 향하며 구획판(37)으로부터 일정간격 이격된 어큐뮬레이터부(31)의 상부에 형성된다. 구획판(37)은 금속재질로서 어큐뮬레이터부(31)와 리시버부(35)를 수평하게 구획하며 열교환 효율을 높이기 위해 표면에 수개의 열교환핀(37a)이 설치된다. 리시버부(35)의 측면에는 리시버부(35)와 응축기(7)를 연결하는 제3관로(36a)와 리시버부(35)와 감압장치(9)를 연결하는 제4관로(36b)가 설치된다. 제3관로(36a)와 제4관로(36b)는 각각 리시버부(35) 내부로 연장된다. 제3관로(36a)와 제4관로(36b)는 각각 하부로 절곡되어 제4관로(36b)의 단부는 하부용기(30c)의 저면과 인접하게된다.
도 1 과 도 2를 참조하여 본 발명에 의한 어큐뮬레이터 리시버 결합체를 포함하는 냉동사이클을 이루는 구성요소들의 기능 및 작용에 대하여 설명한다. 압축기(5)는 기체상태의 냉매를 고압으로 압축시켜 응축기(7)로 보낸다. 압축된 기체상태의 냉매는 응축기(7)에 의하여 외부의 공기 또는 물등과 열교환되어 액체상태로 변화된다. 이 경우 거의 대부분의 냉매는 액체상태로 변화되나 냉매의 일부는 기체상태로 남아있게 된다. 기액 이상상태의 냉매는 리시버부(35)에 일시 저장된다. 리시버부(35)와 감압장치(9)를 연결하는 제4관로(36b)는 리시버부(35)의 바닥면에 인접하도록 리시버부(35) 내부로 연장되며 기체상태의 냉매는 리시버부(35)의 상부에 액체상태의 냉매는 리시버부(35)의 하부에 저장되므로 액체상태의 냉매만이 리시버부(35)에서 감압장치(9)로 이동하게 된다. 감압장치(9)를 통과한 액체상태의 냉매는 팽창하여 압력이 하강된 후 증발기(1)로 이동한다. 증발기(1)에서 액체상태의 냉매가 기화되어 흡수되는 냉매의 기화열에 의해 증발기(1) 주위에 대하여 냉각작용을 수행하게 된다. 이 경우 거의 대부분의 냉매는 기체상태로 변화되나 냉매의 일부는 액체상태로 남아있게 된다. 증발기(1)를 통과한 기액 이상상태의 냉매는 어큐뮬레이터부(31)에 일시 저장된다. 어큐뮬레이터부(31)와 압축기(5)를 연결하는 제2관로(33)는 단부가 어큐뮬레이터부(31)의 상측에 형성되도록 어큐뮬레이터부(31) 내부로 연장되며 기체상태의 냉매는 어큐뮬레이터부(31)의 상부에 액체상태의 냉매는 어큐뮬레이터부(31)의 하부에 저장되므로 기체상태의 냉매만이 어큐뮬레이터부(31)에서 압축기(5)로 이동하게 된다. 어큐뮬레이터부(31)에서 압축기(5)로 기체상태의 냉매만이 이동하도록 하는 이유는 액체상태의 냉매가 압축기(5)에 의해 압축될 경우 기체상태의 냉매를 압축하는 경우보다 훨씬 큰 부하가 걸리게 되어 압축기(5)에 소손이 발생하거나 압축기(5)에 의해 압축되는 냉매의 양이 액체 냉매가 포함되는 비율에 따라 변동하기 때문이다. 한편, 이 경우 어큐뮬레이터부(31)에는 저온저압의 건조도가 큰 냉매가 저장되게 되고 리시버부(35)에는 고온고압의 건조도가 작은 냉매가 저장되므로 리시버부(35)에서 어큐뮬레이터부(31)로 열이 전달된다. 특히, 온도가 낮은 어큐뮬레이터부(31)의 냉매가 상부에 온도가 높은 리시버부(35)의 냉매가 하부에 위치하게 되므로 열교환 효율이 더욱 향상된다. 따라서 어큐뮬레이터부(31)에 저장되는 냉매는 리시버부(35)로부터 전달되는 열에 의해 액체상태의 냉매가 기화하게 되어 건조도가 더욱 커지게 되고 리시버부(35)에 저장되는 냉매는 어큐뮬레이터부(35)로부터 열을 빼앗기게 되므로 기체상태의 냉매가 액화하게 되어 건조도가 더욱 작아지게 된다. 따라서 어큐뮬레이터부(31)에 저장되는 액체 냉매의 수위가 일정 높이 이하로 유지될 수 있고 리시버부(35)에 저장되는 액체 냉매의 수위가 일정 높이 이상으로 유지될 수 있어 압축기(5)에 기체상태의 냉매만이 공급되고 감압장치(9) 및 증발기(1)로 액체상태의 냉매만이 공급될 수 있다.
한편, 제2관로(33)에 형성된 오일회수공(33a)은 냉매에 섞여 있는 오일을 회수하여 압축기(5)로 보내기 위한 것이다. 오일은 기체상태의 냉매와는 혼합되지 않고 액체상태의 냉매와 혼합되는데 어큐뮬레이터부(31)에서 기체상태의 냉매만을 압축기(5)로 보내고 액체상태의 냉매는 보내지 않아 압축기(5)에는 오일이 공급되지 않는 결과를 초래할 수 있다. 따라서 액체상태 냉매에 잠길 수 있도록 어큐뮬레이터부(31)의 하부에 오일회수공(33a)를 형성함으로써 오일회수공(33a)을 통해 액체상태 냉매와 혼합된 오일이 압축기(5)로 공급될 수 있는 것이다. 오일회수공(33a)은 크기가 작을 경우 오일회수율이 떨어질 수 있고 크기가 클 경우 다량의 액상 냉매가 압축기로 공급될 수 있으므로 적절한 크기로 형성시켜야 하는데 그 크기는 실험을 통해 가장 적절한 값을 구하여 결정할 수 있을 것이다. 이 경우, 오일회수공(33a)을 통과하는 냉매 및 오일에 섞여 있는 불순물들이 걸러질 수 있도록 제2관로(33)의 오일회수공(33a) 주변에 도 3에 도시한 바와 같이 걸름부(33b)를 설치할 수 있다. 걸름부(33b)는 미세한 구멍이 형성된 망형태로 구성할 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 냉동사이클의 어큐뮬레이터 리시버 결합체는 수평하게 형성되는 구획판의 상부에 저온저압의 냉매가 저장되는 어큐뮬레이터부가 하부에 고온고압의 냉매가 저장되는 리시버부가 형성되므로 리시버부 및 어큐뮬레이터부에 저류되는 액상 냉매의 수위에 관계없이 일정하게 열교환이 이루어지는 효과가 있다.
또한, 어큐뮬레이터부와 압축기를 연결하는 관로가 어큐뮬레이터부 내측으로 연장되어 구획판에 인접하도록 만곡되고 단부는 일정 높이 이상이 되도록 형성되며 하부에는 오일회수공이 형성되므로 기액분리가 효과적으로 수행됨과 동시에 오일이 압축기로 원활하게 공급될 수 있는 효과가 있다.
또한, 어큐뮬레이터부와 압축기를 연결하는 관로에 걸름부가 설치되므로 오일회수공을 통해 이물질이 흡입되는 것이 방지되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 냉동사이클장치 보인 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 냉동사이클장치의 어큐뮬레이터 리시버 결합체를 보인 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 냉동사이클장치의 어큐뮬레이터 리시버 결합체에 걸름부가 장착된 모습을 보인 정면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1: 증발기, 30: 밀폐용기,
31:어큐뮬레이터부, 35: 리시버부,
37: 구획판, 5: 압축기,
7: 응축기, 9: 감압장치.
Claims (5)
- 밀폐용기;상기 밀폐용기 내의 상부에 형성되며, 증발기 및 압축기와 연통되는 어큐뮬레이터부;상기 밀폐용기 내의 하부에 형성되며, 상기 증발기 및 응축기와 연통되는 리시버부;상기 어큐뮬레이터부와 상기 리시버부 사이에 설치되어 상기 어큐뮬레이터부와 상기 리시버부 사이의 열교환을 행하는 구획판;을 포함하는 어큐뮬레이터 리시버 결합체를 갖는 냉동사이클장치.
- 제1항에 있어서,상기 구획판의 표면에는 적어도 하나의 열교환핀이 형성된 것을 특징으로 하는 냉동사이클장치.
- 제1항에 있어서,상기 어큐뮬레이터부는 상기 증발기 및 상기 압축기에 각각 제1관로 및 제2관로를 통하여 연결되며,상기 제2관로는 상기 어큐뮬레이터부 내측으로 연장되어 상기 구획판에 인접하도록 만곡되고 단부는 일정 높이 이상이 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 냉동사이클장치.
- 제3항에 있어서,상기 제2관로의 상기 구획판에 인접한 하부에는 오일회수공이 형성된 것을 특징으로 하는 냉동사이클장치.
- 제4항에 있어서,상기 제2관로에는 상기 오일회수공을 통해 이물질이 흡입되는 것을 방지하기 위한 걸름부가 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동사이클장치.
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