KR20070073529A - 공기조화기의 오일분리기 - Google Patents

Abstract

압축기에서 기체냉매와 함께 토출되는 오일을 효과적으로 분리하여 냉매의 열교환 효율을 향상시킴과 동시에 압축기에 봉입되는 오일의 양을 줄일 수 있게 하는 공기조화기의 오일분리기를 제공한다. 오일분리기의 하부 배플판에는 그 상면으로부터 상향으로 연장한 다수의 오일 분리판이 마련되어 있다. 이 오일 분리판은 하부 배플판에서 반경방향으로, 그리고 수직하게 일정간격을 이루어 배치된다. 하부 배플판에는 또한 각 오일 분리판 사이에 형성된 복수의 오일 회수홀이 마련되어서 각 오일 분리판에 부딪쳐서 하부 배플판의 상면으로 떨어지는 오일이 오일 회수홀을 통해 하부 배플판의 하부로 흘러내려 가게 한다.

Description

공기조화기의 오일분리기{Oil Separator of Air Conditioner}

도 1은 본 발명에 따른 오일분리기가 설치된 공기조화기의 냉매 흐름도를 대략적으로 보인 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 오일분리기의 구조를 보인 단면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 하부 배플판의 구조를 보인 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10: 오일분리기 11: 케이싱

11: 메쉬부재 13: 상부 배플판

14: 냉매 배출관 15: 오일 배출관

20: 하부 배플판 21: 오일 회수홀

30: 오일 분리판

본 발명은 공기조화기의 오일분리기에 관한 것으로, 더 상세하게는 압축기에서 기체냉매와 함께 토출되는 오일을 효과적으로 분리하여 냉매의 열교환 효율을 향상시킴과 동시에 압축기에 봉입되는 오일의 양을 줄일 수 있게 한 공기조화기의 오일분리기에 관한 것이다.

공기조화기는 압축기와 응축기, 그리고 냉매 팽창밸브와 증발기 등이 냉매관에 의해 서로 연결되어 폐회로를 형성하는 구조를 가져서 냉매관을 따라 순환하는 냉매가 증발기와 응축기에서 기화 또는 액화되는 과정에서 주위의 공기와 열교환하여 주위공간을 냉방 또는 난방시키게 된다.

증발기에서 주위의 공기와 열교환하여 고온 저압의 기체로 상변화한 냉매는 압축기를 통해 고온 고압의 기체로 되어 응축기로 보내지게 되는데, 이 때 압축기에서 냉매를 압축할 때 회전운동 또는 직선운동 하게 되는 압축기의 부품들을 윤활 및 냉각시키기 위해 압축기에 봉입된 오일의 일부가 기체로 상변화한 냉매와 함께 압축기를 빠져 나가게 된다.

이렇게 기체냉매와 함께 압축기를 빠져 나간 오일을 다시 압축기로 회수하기 위해 압축기의 출구에는 오일분리기가 설치되는데, 대한민국 등록실용신안공보 제0118810호에는 종래의 오일분리기가 공지되어 있다.

이 오일분리기는 원통형상의 케이싱의 내측 상부에 냉매와 오일을 분리시키기 위한 메쉬와 상부 배플판이 설치되고, 케이싱의 내측 하부에 분리된 오일을 회수하기 위한 하부 배플판이 설치된 구조를 갖는다.

상부 배플판에는 이 상부 배플판을 통과하는 기체냉매와 오일이 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하는 와류가 형성되도록 복수의 안내홀이 원주방향으로 형성되어 있다.

따라서 상부 배플판을 통과한 기체냉매와 오일은 와류를 형성하여 하부 배플 판으로 향하게 되면서 상대적으로 비중이 큰 오일은 하부 배플판에 형성된 다수의 오일 회수홀을 통해 오일 회수관으로 보내지게 되고, 상대적으로 비중이 작은 기체냉매는 상부로 상승하여 냉매 배출관으로 배출되게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 오일분리기는 상부 배플판을 통과한 오일이 포함된 기체냉매가 와류를 형성하면서 하부 배플판으로 흐르게 됨에 따라 오일이 포함된 기체냉매가 하부 배플판과 비스듬하게 접촉하게 되기 때문에 기체냉매로부터 오일이 효과적으로 분리되지 않게 된다.

따라서 종래의 오일분리기는 압축기를 통해 배출되는 오일의 일부가 압축기로 회수되지 않고 기체냉매와 함께 냉매관을 따라 순환하게 됨으로써 냉매의 열교환 효율을 떨어뜨리게 됨은 물론, 압축기에 많은 양의 오일을 봉입시켜야 하는 단점을 갖게 된다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 압축기에서 기체냉매와 함께 토출되는 오일을 효과적으로 분리하여 냉매의 열교환 효율을 향상시킴과 동시에 압축기에 봉입되는 오일의 양을 줄일 수 있게 하는 공기조화기의 오일분리기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상부 배플판과 하부 배플판을 구비한 공기조화기의 오일분리기에 있어서,

상기 하부 배플판에는 그 상면으로부터 상향으로 연장한 다수의 오일 분리판 이 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 다수의 오일 분리판은 상기 하부 배플판에서 반경방향으로 일정간격을 이루어 배치된다.

바람직하게, 상기 각 오일 분리판은 상기 하부 배플판에 대해 수직하게 배치된다.

상기 하부 배플판에는 상기 각 오일 분리판 사이에 형성된 복수의 오일 회수홀이 마련되어서, 상기 각 오일 분리판에 부딪쳐서 상기 하부 배플판의 상면으로 떨어지는 오일이 상기 오일 회수홀을 통해 상기 하부 배플판의 하부로 흘러내려 가게 한다.

또한, 상기 하부 배플판의 중심에는 결합홀이 마련되며, 상기 결합홀에는 냉매 배출관이 끼워져서 상기 하부 배플판을 관통하게 배치됨으로써, 상기 오일 분리판에 부딪쳐서 오일이 분리된 기체냉매가 상향으로 상승하여 상기 냉매 배출관을 빠져나가게 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 오일분리기가 설치된 공기조화기의 냉매 흐름도를 대략적으로 보인 것이다. 여기서, 도 1의 냉매 흐름도는 냉매의 흐름을 단순하게 보여 주기 위해 개폐밸브와 방향전환 밸브 등을 생략하여 도시한 것으로서, 예컨대 도 1의 냉매 흐름도에 사방밸브가 추가하여 도시하게 되면 공기조화기가 히트펌프의 기능을 갖게 되어 실내를 냉방과 함께 난방을 수행할 수 있게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 공기조화기는 압축기(1)와 응축기(2), 그리고 냉매 팽창장치(3)와 증발기(4)가 냉매관(5)을 통해서 서로 연결되어 폐회로를 형성하게 되어 이 폐회로를 냉매가 순환하면서 실내를 냉방 또는 난방시키게 된다.

즉, 증발기(4)에서 주위공기와 열교환하여 기화된 저압의 냉매는 압축기(1)에서 고온 고압의 기체냉매로 압축되어 응축기(2)로 보내진다. 기체냉매는 응축기(2)를 통과하면서 주위의 공기와 열교환하여 고온 고압의 액체냉매로 응축된 후 냉매 팽창장치(3)에서 상온에서 기화할 수 있도록 저온 저압의 액체냉매로 된다. 이 저온 저압의 액체냉매는 다시 증발기(4)를 통과하면서 주위의 공기와 열교환하여 주위의 공기를 저온으로 냉각시키고 자신은 주위의 공기로부터 열을 흡수하여 기체로 상변화하게 된다.

한편, 압축기(1)는 기체냉매를 압축하기 위해 직전운동이나 회전운동을 하는 부품을 갖게 되는데, 압축기(1)의 내부에는 이렇게 움직이는 부품들을 윤활시키고 냉각시키기 위한 오일이 저장되어 있다.

이 오일의 일부는 압축기(1)에서 압축되어 배출되는 기체냉매와 함께 압축기(1)를 빠져나가게 되는데, 이러한 오일이 냉매관(5)을 따라 순환하지 않고 다시 압축기(1)로 회수될 수 있도록 하기 위해 압축기(1)의 출구에는 오일분리기(10)가 설치된다.

또한, 오일분리기(10)에서 회수되는 오일을 압축기(1)로 보내기 위해 일단은 오일분리기(10)에 연결되고 타단은 압축기(1)의 입구에서 냉매관(5)과 연결되는 오일 회수관(6)이 설치되며, 오일 회수관(6)에는 회수되는 오일의 압력을 압축기(1) 의 입구로 유입되는 기체냉매의 압력과 맞추기 위한 감압장치(7)가 설치된다.

따라서 기체냉매와 함께 압축기(1)를 빠져나간 오일은 오일분리기(10)에서 분리되어 오일 회수관(6)과 감압장치(7)를 통해 다시 압축기(1)로 회수되게 되는데, 다음에는 도 2와 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 오일분리기(10)의 구조에 대해 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 오일분리기의 구조를 보인 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 하부 배플판의 구조를 보인 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 오일분리기(10)는 원통형상의 케이싱(11)과, 케이싱(11)의 내부에서 상측에 배치된 다공성의 메쉬부재(11)와, 메쉬부재(11)의 상단면에 결합된 커버판(12)과, 메쉬부재(11)의 하단면에 결합된 상부 배플판(13)과, 케이싱(11)의 내부에서 하측에 배치된 하부 배플판(20)을 포함한다.

상부 배플판(13)과 하부 배플판(20) 사이에는 일정공간이 형성되어 하부 배플판(20)을 통과한 오일과 기체냉매가 하부 배플판(20)을 향해 유동하게 되면서 기체냉매에서 오일이 분리될 수 있게 한다.

압축기(1)에서 오일이 혼합된 상태로 배출된 기체냉매를 케이싱(11)의 내부로 유입시키기 위해 케이싱(11)의 상단에는 입구관(11a)이 케이싱(11)과 일체로 형성되어 있다.

또한, 오일분리기(10)를 통해 오일이 제거된 기체냉매를 응축기(2)와 연결되는 냉매관(5)으로 보내기 위한 냉매 배출관(14)이 케이싱(11)의 하단을 통해 관통하여 배치되고, 오일분리기(10)를 통해 분리된 오일을 압축기(1)로 회수되게 하기 위한 오일 배출관(15)이 냉매 배출관(14)과 나란하게 케이싱(11)의 하단을 통해 케이싱(11)의 내부에 배치된다.

냉매 배출관(14)은 케이싱(11)의 내부에서 하부 배플판(20)의 중심을 관통하여 그 상단부가 상부 배플판(13)과 하부 배플판(20) 사이에 놓여지게 배치된다. 냉매 배출관(14)은 응축기(2)와 연결되고, 오일 배출관(15)은 압축기(1)의 입구에서 냉매관(5)과 연결되는 오일 회수관(6)에 연결된다(도 1 참조).

케이싱(11)의 입구관(11a)을 통해 케이싱(11)의 내부로 유입된 기체냉매와 오일을 메쉬부재(11)를 통해 흐르게 하기 위해 커버판(12)에는 복수의 유입홀(12a)이 형성되어 있고, 메쉬부재(11)를 통과한 기체냉매와 오일을 와류를 형성하게 하면서 하부 배플판(20)을 향해 유동시키기 위해 상부 배플판(13)에는 복수의 안내홀(13a)이 형성되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상부 배플판(13)의 안내홀(13a)들은 수평방향을 향해 뚫려 있어서 이 안내홀(13a)들을 통과하는 기체냉매와 오일이 시계방향으로 회전하여 와류가 발생하게 한다.

하부 배플판(20)은 원판형상의 상면에서 원주방향을 따라 형성된 다수의 오일 회수홀(21)과, 각 오일 회수홀(21) 사이에서 상향으로 연장한 다수의 오일 분리판(30)과, 그 중심에 형성되어 냉매 배출관(14)이 관통되도록 하는 결합홀(23)과, 하부 배플판(20)의 테두리에서 상향으로 연장한 플랜지부(22)를 구비하여 이루어진다.

오일 분리판(30)은 그 내측단이 냉매 배출관(14)에 연결되고 그 외측단이 플 랜지부(22)에 연결되어 하부 배플판(20)의 상면에서 반경방향으로 배치되고 일정높이로 수직상향으로 연장하게 된다.

따라서 압축기(1)에서 오일과 함께 배출된 기체냉매가 케이싱(11)의 입구관(11a)을 통해 케이싱(11)의 내부로 들어오면 먼저 커버판(12)의 유입홀(12a)들을 통해 메쉬부재(11)로 유입되게 된다.

다공성의 메쉬부재(11)를 통과하는 동안 분무상태의 오일이 서로 뭉쳐서 액체상태로 되어서 기체냉매와 함께 상부 배플판(13)의 안내홀(13a)들을 통과하면서 와류를 발생시키게 된다.

상부 배플판(13)을 빠져 나온 기체냉매와 오일은 상부 배플판(13)과 하부 배플판(20) 사이에서 와류를 형성하여 유동하게 됨으로써 상대적으로 비중이 큰 오일은 원심력이 크게 발생되어 케이싱(11)의 내주면에 붙어서 하부 배플판(20)으로 흘러내리게 된다.

한편, 상대적으로 비중이 작은 기체냉매는 원심력이 작게 발생되어 케이싱(11)의 안쪽을 따라 하향으로 유동하여 하부 배플판(20)의 오일 분리판(30)들과 수직으로 충돌하여 기체냉매에 포함되어 있는 오일이 오일 분리판(30)들에 들러붙어서 분리되게 된다.

오일 분리판(30)을 통해서 오일이 충분하게 분리된 기체냉매는 다시 상승하여 냉매 배출관(14)을 통해 케이싱(11)의 외측으로 빠져 나가게 되고, 오일 분리판(30)에 들러붙은 오일은 케이싱(11)의 내주면을 따라 흘러내린 오일과 함께 하부 배플판(20)의 오일 회수홀(21)들을 통과하여 케이싱(11)의 하부에 수집된 후 오일 배출홀(15)을 통해 케이싱(11)을 빠져 나가게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기의 오일분리기는 압축기에서 기체냉매와 함께 토출되는 오일을 하부 배플판을 통해 더욱 효과적으로 분리하여 기체냉매가 오일을 거의 포함하지 않은 상태로 냉매관을 순환할 수 있게 되기 때문에 냉매의 열교환 효율을 향상시키게 되며, 이에 따라 공기조화기의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 공기조화기의 오일분리기는 오일을 더욱 효과적으로 분리하게 됨에 따라 압축기에 봉입되는 오일의 양을 줄일 수 있게 되며, 이에 따라 생산비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 상부 배플판과 하부 배플판을 구비한 공기조화기의 오일분리기에 있어서,

   상기 하부 배플판에는 그 상면으로부터 상향으로 연장한 다수의 오일 분리판이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 오일분리기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 오일 분리판은 상기 하부 배플판에서 반경방향으로 일정간격을 이루어 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 오일분리기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 각 오일 분리판은 상기 하부 배플판에 대해 수직하게 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 오일분리기.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 하부 배플판에는 상기 각 오일 분리판 사이에 형성된 복수의 오일 회수홀이 마련되어서, 상기 각 오일 분리판에 부딪쳐서 상기 하부 배플판의 상면으로 떨어지는 오일이 상기 오일 회수홀을 통해 상기 하부 배플판의 하부로 흘러내려 가게 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 오일분리기.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 하부 배플판의 중심에는 결합홀이 마련되며, 상기 결합홀에는 냉매 배출관이 끼워져서 상기 하부 배플판을 관통하게 배치됨으로써, 상기 오일 분리판에 부딪쳐서 오일이 분리된 기체냉매가 상향으로 상승하여 상기 냉매 배출관을 빠져나가게 한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 오일분리기.

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