KR20100052352A - 연결관 및 이를 포함하는 냉매유동시스템 - Google Patents

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KR20100052352A
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 연결관 및 이를 포함하는 냉매유동시스템을 제공하는 것이다. 본 발명에서는 2개의 냉매관을 연결하는 연결관의 내부에 구비되는 유로의 일부의 유동단면적이 감소됨으로써, 상기 유로를 유동하는 액상 및 기상의 냉매가 혼합된다. 따라서 본 발명에 의하면, 냉매관의 내부를 유동하는 냉매가 상과 무관하게 고르게 유동될 수 있는 이점이 있다.
공기조화기, 연결관, 냉매관

Description

연결관 및 이를 포함하는 냉매유동시스템{Connection pipe and refrigerant flowing system}
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉매가 유동되는 냉매관을 연결하는 연결관 및 이를 포함하는 냉매유동시스템을 제공하는 것이다.
공기조화기란, 실내공간을 냉방 또는/및 난방시키는 가전기기이다. 이와 같은 공기조화기는 실외기 및 실내기를 포함하고, 상기 실외기 및 실내기를 순환하는 냉매가 실외공기 및 실내공기와 열교환함으로써 실내공간의 냉방 또는/및 난방이 이루어진다. 이와 같은 냉매의 순환을 위하여 냉매관이 구비된다. 또한 서로 인접하는 상기 냉매관의 단부를 연결하기 위하여 연결관이 구비된다. 상기 연결관의 양단에는 서로 인접하는 상기 냉매관 일단이 각각 삽입된다.
그러나 이와 같은 종래 기술에서는 상기 연결관에 연결되는 상기 냉매관 중 어느 하나가 U자형상과 같이 곡선형상으로 형성되는 경우에는, 상기 냉매관을 유동하는 냉매 중 액상의 냉매는 상기 냉매관의 내주면을 따라서 유동한다. 따라서 상기 냉매관의 내부를 유동하는 냉매가 상에 따라서 상기 냉매관의 내부를 고르게 유동되지 못하는 문제점이 발생할 수 있게 된다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술에 의한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 냉매가 보다 고르게 유동될 수 있도록 구성되는 연결관 및 이를 포함하는 냉매유동시스템을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 의하면, 본 발명은 냉매가 유동되는 제1냉매관과 결합되고, 상기 제1냉매관으로부터 냉매를 전달받는 제1결합부; 상기 제1냉매관과 연결되는 제2냉매관과 결합되고, 상기 제2냉매관으로 냉매를 전달하는 제2결합부; 및 상기 제1 및 제2결합부 사이에 위치되고, 상기 제1결합부로 전달된 냉매 중 액상의 냉매과 기상의 냉매를 서로 혼합하여 상기 제2결합부로 전달하는 혼합부; 를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 본 발명은 냉매가 유동되는 제1 및 제2냉매관이 양단부에 결합되고, 상기 제1냉매관으로부터 전달받아서 상기 제2냉매관으로 전달되는 냉매가 유동하는 냉매관이 구비되는 연결관 본체; 및 상기 유로 상에 구비되고, 상기 제1냉매관으로부터 상기 유로로 전달되는 방향으로의 냉매의 유동을 간섭하는 유동간섭부; 를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명은 냉매가 유동되는 제1 및 제2냉매관이 양단부에 결합되고, 상기 제1냉매관으로부터 전달받아서 상기 제2냉매관으로 전달되는 냉매가 유동하는 냉매관이 구비되는 연결관 본체; 및 상기 유로 상 에 구비되고, 상기 제1냉매관으로부터 상기 유로로 전달되는 냉매의 유동방향을 변환시키는 방향변환부; 를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명은 제1냉매관으로부터 전달받은 액상 및 기상 냉매가 유동하는 인입유로; 상기 제1냉매관과 연결되는 제2냉매관으로 전달되는 액상 및 기상의 냉매가 유동하는 인출유로; 및 상기 인입 및 인출유로에 비하여 상대적으로 작은 유동단면적을 가지고, 상기 인입유로로부터 전달받은 액상 및 기상의 냉매를 혼합하여 상기 인출유로로 전달하는 혼합유로; 를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명은 냉매가 유동되는 제1냉매관; 상기 제1냉매관을 유동하는 냉매를 전달받는 제2냉매관; 및 상기 제1 및 제2냉매관을 연결하는 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항의 연결관; 을 포함한다.
본 발명에 의하면, 냉매관의 내부를 유동하는 냉매가 상과 무관하게 고르게 유동될 수 있는 이점이 있다.
이하에서는 본 발명에 의한 연결관의 제1실시예의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 연결관의 제1실시예를 보인 종단면도이다.
도 1을 참조하면, 연결관(100)은 서로 인접하는 제1 및 제2냉매관(10)(20)(도 2참조)을 연결하는 역할을 한다. 상기 연결관(100)의 연결관 본 체(110) 및 다수개의 유로(120)를 포함한다. 상기 연결관 본체(110)는 제1 및 제2결합부(111)(113) 및 혼합부(115)를 포함하고, 상기 유로(120)는 인입 및 인출유로(121)(123) 및 혼합유로(125)를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기 제1 및 제2결합부(111)(113)는, 도면상 상기 연결관 본체(110)의 양단부에 각각 구비된다. 상기 제1 및 제2결합부(111)(113)는 각각 상기 제1 및 제2냉매관(10)(20)이 결합되는 곳이다. 이때 상기 제1 및 제2결합부(111)(113)의 외경 및 내경은 동일한 값으로 결정된다.
상기 혼합부(115)는 상기 제1 및 제2결합부(111)(113) 사이에 해당하는 도면상 상기 연결관 본체(110)의 중앙부에 구비된다. 상기 혼합부(115)는 상기 제1결합부(111)에 결합된 상기 제1냉매관(10)으로부터 전달받아서 상기 제2결합부(113)에 결합된 상기 제2냉매관(20)으로 전달하는 냉매를 혼합하기 위한 것이다. 보다 상세하게는, 상기 혼합부(115)는 상기 제1냉매관(10)으로부터 전달받은 액상 및 기상의 냉매를 혼합하여 상기 제2냉매관(20)으로 전달한다. 상기 혼합부(115)는 적어도 그 내경이 상기 제1 및 제2결합부(111)(113)의 내경에 비하여 상대적으로 작은 값으로 결정된다. 그리고 본 실시예에서는, 상기 혼합부(115)의 외경이 상기 제1 및 제2결합부(111)(113)의 외경과 동일한 값으로 결정되지만, 반드시 그러한 것은 아니다.
상기 인입 및 인출유로(121)(123) 및 혼합유로(125)는 각각 상기 제1 및 제2결합부(111)(113) 및 혼합부(115)의 내부에 구비된다. 즉 상기 인입유로(121)는 상기 제1결합부(111)의 내부에 구비되고, 상기 인출유로(123)는 상기 제2결합 부(113)의 내부에 구비되며, 상기 혼합유로(125)는 상기 혼합부(115)의 내부에 구비된다. 따라서 상기 인입 및 인출유로(121)(123)는 실질적으로 상기 혼합유로(125)에 의하여 연통된다.
보다 상세하게는, 상기 인입유로(121)의 내부에는 상기 제1냉매관(10)으로부터 전달받은 냉매가 유동된다. 그리고 상기 인출유로(123)의 내부에는 상기 제2냉매관(20)으로 전달되는 냉매가 유동된다. 상기 혼합유로(125)의 내부에는, 상기 제1냉매관(10)으로부터 전달받아서 상기 인입유로(121)를 유동하고, 상기 인출유로(123)를 유동하여 상기 제2냉매관(20)으로 전달되는 냉매가 유동된다. 다시 말하면, 상기 제1냉매관(10)으로부터 전달받은 냉매는 상기 인입유로(121), 혼합유로(125) 및 인출유로(123)를 유동하여 상기 제2냉매관(20)으로 전달된다.
한편 상기 혼합유로(125)는 상기 인입 및 인출유로(121)(123)에 비하여 상대적으로 작은 유동단면적을 갖는다. 이는 상기 인입유로(121)를 유동한 냉매 중 액상 및 기상의 냉매를 혼합하여 상기 인출유로(123)로 유동시키기 위함이다. 보다 상세하게는, 액상의 냉매는 기상의 냉매에 비하여 상대적으로 큰 비중을 가진다. 그러므로 예를 들면, 상기 제1결합부(111)에 결합되는 상기 제1냉매관(10)이 J자형상으로 형성되는 경우와 같이 상기 인입유로(121)로 유입되는 액상 및 기상의 냉매가 직선이 아닌 곡선의 궤적으로 유동하는 경우에는, 원심력에 의하여 상기 제1결합부(111)의 내주면에 인접하는 상기 인입유로(121)의 일측에는 액상 냉매가 주로 유동되고, 기상 냉매는 상기 인입유로(121)의 나머지 부분에 유동된다. 그리고 서로 구획되어 상기 인입유로(121)를 유동하는 액상 및 기상 냉매는, 상대적으로 작 은 유동단면적의 상기 혼합유로(125)를 유동하면서 유동방향이 변화되어 서로 혼합되게 되는 것이다.
이와 같은 상기 혼합유로(125)의 상대적인 유동단면적의 감소는, 상기 혼합부(115)의 내부, 즉 상기 혼합유로(125) 상에 위치되는 유동간섭부(130)에 의하여 이루어진다. 상기 유동간섭부(130)는 상기 혼합부(115)의 내주면에서 방사상으로 연장된다. 따라서 상기 혼합유로(125)는 상기 인입 및 인출유로(121)(123)의 경계부분이 상기 유동간섭부(130)에 의하여 상기 인입 및 인출유로(121)(123)의 나머지 부분에 비하여 상대적으로 직경이 감소됨으로써 형성된다고도 할 수 있다.
한편 상기 연결관(100)은 실질적으로 냉매가 유동되는 방향에 직교되는 방향으로 대칭을 이룬다고 할 수 있다. 다시 말하면, 상기 연결관(100)은, 상기 혼합부(115)를 중심으로 냉매가 유동되는 방향에 직교되는 방향으로 상기 제1 및 제2결합부(111)(113)가 서로 대칭을 이루는 것이다. 따라서 상기 인입 및 인출유로(121)(123)도 상기 혼합유로(125)를 중심으로 냉매가 유동되는 방향에 직교되는 방향으로 대칭을 이루게 될 것이다. 이는 상기 연결관(100)이 그 방향과 무관하게 상기 제1 및 제2냉매관(10)(20)을 연결할 수 있도록 하기 위함이다. 따라서 작업자는 상기 연결관(100)의 방향과 무관하게 상기 제1 및 제2냉매관(10)(20)을 상기 연결관(100)에 연결할 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명에 의한 연결관의 제1실시예의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 의하여 냉매관이 연결된 상태를 보인 종단면 도이다.
도 2를 참조하면, 연결관(100)에 의하여 제1 및 제2냉매관(10)(20)이 연결된다. 이때 상기 제1 및 제2냉매관(10)(20)의 내부에는 각각 제1 및 제2유로(11)(21)가 구비된다. 그리고 본 실시예에서는, 상기 제1냉매관(10)은 J자형상으로 형성되고, 상기 제2냉매관(20)은 2방향으로 냉매를 분배하도록 Y자형상으로 형성된다. 그리고 상기 제1 및 제2냉매관(10)(20)의 일단부는 각각 상기 연결관(100)의 제1 및 제2결합부(111)(113)에 결합된다.
한편 상기 제1 및 제2냉매관(10)(20)이 상기 제1 및 제2결합부(111)(113)에 각각 결합된 상태에서, 상기 제1 및 제2유로(11)(21)는 각각 인입 및 인출유로(121)(123)와 연결된다. 따라서 상기 제1 및 제2유로(11)(21)는, 실질적으로 상기 인입 및 인출유로(121)(123) 및 상기 인입 및 인출유로(121)(123)를 연통시키는 혼합유로(125)에 의하여 서로 연통된다.
그리고 상기 제1유로(11)를 유동하는 냉매는 상기 인입유로(121)로 전달된다. 이때 상기 인입유로(121)로 전달되는 냉매는 액상의 냉매(도면상 실선으로 표시) 및 기상의 냉매(도면상 점선으로 표시)를 포함한다. 또한 액상의 냉매와 기상의 냉매의 비중차에 따른 원심력의 차 등에 의하여 액상의 냉매는 주로 상기 제1냉매관(10)의 내주면에 인접하는 상기 제1유로(11)의 일부분을 유동하여 상기 인입유로(121)로 전달되고, 기상의 냉매는 상기 제1유로(11)의 나머지 부분을 유동하여 상기 인입유로(121)로 전달될 것이다. 또한 상기 인입유로(121)로 전달된 냉매 중 액상의 냉매는, 상기 제1결합부(111)의 내주면에 인접하는 상기 인입유로(121)의 일부분을 따라서 유동되고, 기상의 냉매는 상기 인입유로(121)의 나머지 부분을 유동할 것이다.
한편 상기 인입유로(121)를 유동하는 액상 및 기상의 냉매는 상기 혼합유로(125)로 전달된다. 그리고 상기 혼합유로(125)로 전달된 액상 및 기상의 냉매는, 상기 혼합유로(125)를 유동하여 상기 인출유로(123)로 전달된다. 그런데 상기 혼합유로(125)는, 상술한 바와 같이, 상기 인입유로(121)에 비하여 상대적으로 유동단면적이 감소된다. 따라서 상기 혼합유로(125)를 유동하면서 액상 및 기상의 냉매가 서로 혼합된 상태로 상기 인출유로(123)로 전달된다.
보다 상세하게는, 상기 인입유로(121)를 유동하여 상기 혼합유로(125)로 전달되는 액상 및 기상의 냉매는, 유동간섭부(130)에 의하여 유동이 간섭된다. 따라서 상기 제1결합부(111)의 내주면에 인접하는 상기 인입유로(121)의 일부분을 유동하는 액상의 냉매 및 상기 인입유로(121)의 나머지 부분을 유동하는 기상의 냉매가 서로 혼합될 수 있게 된다.
그리고 상기 혼합유로(125)를 유동하면서 혼합된 액상 및 기상의 냉매는 상기 인출유로(123)를 유동하여 상기 제2유로(21)로 전달된다. 따라서 상기 제2냉매관(20)에 의하여 냉매가 분지되는 과정에서, 액상의 냉매 또는 기상의 냉매가 어느 일방향으로 집중되는 현상이 방지된다.
이하에서는 본 발명에 의한 연결관의 제2실시예의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 의한 연결관의 제2실시예를 보인 종단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 의한 연결관(200)은 제1 및 제2결합부(211)(213) 및 혼합부(215)를 포함한다. 그리고 상기 연결관(200)의 내부에는 인입 및 인출유로(221)(223) 및 혼합유로(225)가 구비되고, 상기 혼합유로(225) 상에는 유동간섭부(230)가 구비된다. 이와 같은 본 실시예의 구성은 상술한 제1실시예와 동일하다.
그리고 본 실시예에서는, 상기 인입유로(221)의 상류측 및 상기 인출유로(223)의 하류측과 마주보는 도면상 상기 유동간섭부(230)의 상하면에는 안내면(231)이 구비된다. 상기 안내면(231)은 상기 혼합유로(225)로 액상 및 기상 냉매가 전달되는 과정에서, 상기 인입유로(221)의 상류측에 해당하는 상기 제1결합부(211)의 내주면과 상기 유동간섭부(230)의 일면 사이의 모서리에 의하여 와류현상이 발생되는 것을 방지하기 위함이다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
상술한 실시예에서는, 상기 혼합유로를 형성하는 구성요소를 유동간섭부라고 명명하였으나, 그 명칭이 유동간섭부에 한정되는 것은 아니다. 즉 상기 인입유로로 유입되는 냉매의 인입방향을 실질적으로 변환시킬 수 있다면, 다른 명칭, 예를 들면, 방향변환부라 명명되어도 실질적으로는 동일한 구성요소일 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 구성되는 본 발명에 의한 연결관 및 이를 포함하 는 냉매유동시스템에서는, 서로 인접하는 냉매관을 연결하는 연결관을 통과하면서 액상 및 기상의 냉매가 고르게 혼합된다. 따라서 상기 냉매가 상에 따라서 상기 냉매관의 내부 일측에 국부적으로 집중되는 현상이 방지되는 효과를 기대할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 의한 연결관의 제1실시예를 보인 종단면도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 의하여 냉매관이 연결된 상태를 보인 종단면도.
도 3은 본 발명에 의한 연결관의 제2실시예를 보인 종단면도.

Claims (16)

  1. 냉매가 유동되는 제1냉매관과 결합되고, 상기 제1냉매관으로부터 냉매를 전달받는 제1결합부;
    상기 제1냉매관과 연결되는 제2냉매관과 결합되고, 상기 제2냉매관으로 냉매를 전달하는 제2결합부; 및
    상기 제1 및 제2결합부 사이에 위치되고, 상기 제1결합부로 전달된 냉매 중 액상의 냉매과 기상의 냉매를 서로 혼합하여 상기 제2결합부로 전달하는 혼합부; 를 포함하는 연결관.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합부의 내부에 구비되는 유로는, 상기 제1 및 제2결합부의 내부에 구비되는 유로에 비하여 상대적으로 작은 유동단면적을 가지는 연결관.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합부의 내경은, 상기 제1 및 제2결합부의 내경에 비하여 작은 값을 가지는 연결관.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 혼합부의 외경은, 상기 제1 및 제2결합부의 외경과 동일한 값을 가지는 연결관.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2결합부는, 상기 제1냉매관으로부터 상기 제2냉매관으로 냉매가 유동되는 방향에 직교되는 방향으로, 상기 혼합부를 중심으로 대칭을 이루는 연결관.
  6. 냉매가 유동되는 제1 및 제2냉매관이 양단부에 결합되고, 상기 제1냉매관으로부터 전달받아서 상기 제2냉매관으로 전달되는 냉매가 유동하는 유로가 구비되는 연결관 본체; 및
    상기 유로 상에 구비되고, 상기 제1냉매관으로부터 상기 유로로 전달되는 방향으로의 냉매의 유동을 간섭하는 유동간섭부; 를 포함하는 연결관.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 유동간섭부는, 상기 연결관 본체의 내주면 일부가 방사상으로 연장되어 형성되는 연결관.
  8. 제 6 항에 있어서,
    냉매가 상기 유로를 유동하는 방향으로의 상하류 측에 해당하는 상기 유동간섭부의 상하면에는, 상기 연결관 본체의 내주면 및 상기 유동간섭부의 상하면 사이 의 모서리에 의한 와류의 발생을 방지하는 안내면이 형성되는 연결관.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 안내면은, 상기 유동간섭부의 상하면의 적어도 일부가 라운딩짐으로써 형성되는 연결관.
  10. 냉매가 유동되는 제1 및 제2냉매관이 양단부에 결합되고, 상기 제1냉매관으로부터 전달받아서 상기 제2냉매관으로 전달되는 냉매가 유동하는 유로가 구비되는 연결관 본체; 및
    상기 유로 상에 구비되고, 상기 제1냉매관으로부터 상기 유로로 전달되는 냉매의 유동방향을 변환시키는 방향변환부; 를 포함하는 연결관.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 방향변환부는, 냉매가 상기 제1냉매관으로부터 상기 유로로 전달되는 방향에 직교되는 방향으로 유동되도록 하는 연결관.
  12. 제1냉매관으로부터 전달받은 액상 및 기상 냉매가 유동하는 인입유로;
    상기 제1냉매관과 연결되는 제2냉매관으로 전달되는 액상 및 기상의 냉매가 유동하는 인출유로; 및
    상기 인입 및 인출유로에 비하여 상대적으로 작은 유동단면적을 가지고, 상 기 인입유로로부터 전달받은 액상 및 기상의 냉매를 혼합하여 상기 인출유로로 전달하는 혼합유로; 를 포함하는 연결관.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 인입 및 인출유로는, 냉매가 상기 인입 및 인출유로 및 혼합유로를 유동하는 방향에 직교되는 방향으로, 상기 혼합유로를 중심으로 대칭을 이루는 연결관.
  14. 냉매가 유동되는 제1냉매관;
    상기 제1냉매관을 유동하는 냉매를 전달받는 제2냉매관; 및
    상기 제1 및 제2냉매관을 연결하는 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항의 연결관; 을 포함하는 냉매유동시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1냉매관은, U자 또는 J자형상으로 형성되는 냉매유동시스템.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제2냉매관은 적어도 2방향으로 냉매를 분배하는 냉매유동시스템.
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