KR20190038909A - 어큐뮬레이터 - Google Patents

Abstract

복잡화, 비용 상승, 대형화 등을 초래하는 일 없이, 압축기의 기동시에 있어서의 돌비 현상에 수반하는 충격음을 효과적으로 억제하는 것이 가능한 어큐뮬레이터를 제공한다. 탱크(10)의 하부에 유입구(15)가 마련됨과 함께, 탱크(10) 내에서의 유입구(15)의 상측에 그 유입구(15)에 대향하도록 기액 분리 촉진판(22)이 배치된다.

Description

어큐뮬레이터

본 발명은, 카 에어컨, 룸 에어컨, 냉동기 등의 히트펌프식 냉동 사이클(이하, 히트펌프 시스템이라고 칭한다)에 사용되는 어큐뮬레이터(기액 분리기)에 관한 것이다.

일반적으로, 카 에어컨 등을 구성하는 히트펌프 시스템(200)은, 도 9A, B에 예시되는 바와 같이, 압축기(210), 실외 열교환기(220), 실내 열교환기(230), 팽창밸브(260), 4방전환밸브(240) 등에 더하여, 어큐뮬레이터(250)를 구비하고 있다.

이러한 시스템(200)에서는, 냉방 운전과 난방 운전의 전환(유로(流路) 전환)을 4방전환밸브(240)로 행하게 되고, 냉방 운전시에는, 도 9A에 도시되는 바와 같은 사이클로 냉매가 순환되고, 이때는 실외 열교환기(220)가 응축기로서 작용함과 함께, 실내 열교환기(230)가 증발기로서 작용한다. 한편, 난방 운전시에는, 도 9B에 도시되는 바와 같은 사이클로 냉매가 순환되고, 이때는 실외 열교환기(220)가 증발기로서 작용함과 함께, 실내 열교환기(230)가 응축기로서 작용한다. 어느 운전시에도, 어큐뮬레이터(250)에는, 증발기(실내 열교환기(230) 또는 실외 열교환기(220))로부터 저온 저압의 기액 혼성 상태의 냉매가 4방전환밸브(240)를 통하여 도입된다.

어큐뮬레이터(250)로서는, 예를 들면 특허 문헌 1 등에 소재(所載)하는 바와 같이, 유입구 및 유출구가 마련된 덮개부재에 의해 그 상면 개구가 기밀적으로 폐색된 바닥이 있는(有底) 원통형상의 탱크, 이 탱크의 내경보다 소경의 삿갓형상(笠狀) 내지 역립(逆立) 얇은 화분형상의 기액 분리체, 상단부가 유출구에 연결되어 수하(垂下)된 이너 파이프와 아우터 파이프로 이루어지는 2중관 구조의 유출관, 이 유출관(의 아우터 파이프)의 저부 부근에 마련된, 액상 냉매 및 그것에 혼입된 오일(냉동기유)에 포함되는 이물을 포착·제거하기 위한 스트레이너 등을 갖는 것이 알려져 있다.

이 어큐뮬레이터(250)에 도입된 냉매는, 상기 기액 분리체에 충돌하여 방사형상으로 확산되어 액상 냉매와 기상 냉매로 분리되고, 액상 냉매(오일을 포함한다)는 탱크 내주면을 타고 흘러 내려 탱크 하부에 고임과 함께, 기상 냉매는 유출관에서의 이너 파이프와 아우터 파이프 사이에 형성되는 공간(기상 냉매 하송류로)을 하강하고, 이너 파이프 내 공간을 상승하여 압축기(210)의 흡입측에 흡입되어 순환하게 된다.

또한, 액상 냉매와 함께 탱크 하부에 고이는 오일은, 액상 냉매와의 비중이나 성상의 상위(相違) 등에 의해 탱크 저부측으로 이동하여 가고, 유출관을 통하여 압축기 흡입측에 흡입되는 기상 냉매에 흡인되어, 스트레이너(의 망목 필터)→ 유출관(아우터 파이프)의 저부에 형성된 오일 귀환구멍→ 유출관의 이너 파이프 내 공간을 통과하여 기상 냉매와 함께 압축기 흡입측으로 되돌아와 순환하게 된다(특허 문헌 2, 3 등도 아울러서 참조).

그런데, 시스템(압축기)의 운전 정지시에는, 오일을 포함하는 액상 냉매가 어큐뮬레이터의 탱크의 하부에 고이는데, 오일로서 냉매와 상용성이 없고 또한 냉매보다 비중이 작은 것이 사용되고 있는 경우에는, 액상 냉매와 오일과의 비중 및 점성의 상위에 의해, 2층으로 분리, 즉, 상측에 오일층, 하측에 액상 냉매층이 형성된다.

이와 같은 2층 분리 상태에어서, 시스템(압축기)을 기동하면, 탱크 내의 압력이 급속하게 저하되기 때문에, 액상 냉매가 돌발적으로 심하게 비등(沸騰)(이하, 돌비(突沸)라고 칭한다)하여 큰 충격음이 발생한다는 문제가 생기고 있다.

이러한 돌비 현상 및 그것에 수반하는 충격음의 발생 원인으로서는, 압축기의 기동시에 탱크 내(압축기 흡입측)의 압력이 저하되어도, 어느 시점까지는, 오일층이 냉매층의 덮개(蓋)으로 되어 있기 때문에 (오일층에는 돌비 현상은 생기지 않다), 상기 돌비 현상의 발생은 억제되지만, 오일층보다 상측(의 기상 냉매)과 그것보다 하측(의 액상 냉매)과의 압력차가 소정압 이상이 되었을 때, 액상 냉매가 단숨에 폭발적으로 비등하기 때문에 발생한다고 추찰된다(압축기에서의 돌비 현상에 관한 설명이 기재되어 있는 특허 문헌 2도 참조하기 바란다).

또한, 압축기의 정지시에 있어서 오일과 액상 냉매가 상기한 바와 같이 2층 분리 상태가 되지 않는 경우, 즉, 압축기의 정지시에서도 오일과 액상 냉매가 혼합 상태 그대로인 경우, 또는, 오일로서 냉매와 상용성이 없으며 또한 냉매보다 비중이 큰 것이 사용되어, 상측에 액상 냉매 층, 하측에 오일층이 형성된 경우에도, 냉매나 오일의 종류·성상 등의 조건에 따라서는, 액상 냉매가 단숨에 폭발적으로 비등하는 상기 돌비 현상 및 그것에 수반하는 충격음이 발생하는 일이 있다.

이와 같은 돌비 현상 및 그것에 수반하는 충격음의 발생을 억제하기 위한 하나의 방책으로서, 상기 특허 문헌 2에는, 레시프로 엔진을 구동원으로 하는 압축기의 회전축(크랭크 샤프트)에 교반 날개를 마련하고, 압축기의 기동시에 상기 교반 날개를 회전시켜서 오일층 부분을 교반하여, 액상 냉매를 오일 상부로 방출하는 것이 제안되어 있다.

또한, 특허 문헌 3에는, 어큐뮬레이터(의 탱크) 내에서 오일과 액상 냉매가 2층 분리 상태가 된 때에 그들을 확실하게 혼합하는 것을 주목적으로 하여, 압축기로부터 토출된 기상 냉매의 일부를 개폐밸브 부착의 바이패스 유로를 통하여 탱크의 저부로부터 액상 냉매 중으로 불어넣어 교반하는 것이 제안되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본국 특개2014-70869호 공보 특허 문헌 2 : 일본국 특개2001-248923호 공보 특허 문헌 3 : 일본국 특개2004-263995호 공보

상기한 바와 같이, 압축기의 기동시에, 탱크 내에서 오일과 액상 냉매로 이루어지는 액상 부분을 교반함에 의해, 돌비 현상 및 그것에 수반하는 충격음의 발생을 어느 수준까지 억제되는 것이 본 발명자 등에 의해서도 확인되고 있지만, 상기 종래의 제안 기술에서는, 상기 돌비 현상에 수반하는 충격음을 충분히 지울 수가 없다는 것이 현재의 상태이다. 또한, 상기 종래의 제안 기술에서는, 교반하기 위한 수단(교반 날개 및 그것을 회전시키기 위한 구동원이나, 개폐밸브 부착의 바이패스 유로 등)이 별도로 필요해저서, 어큐뮬레이터(및 그것을 구비한 히트펌프 시스템)의 복잡화, 비용 상승, 대형화 등을 초래한다는 문제가 있다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 복잡화, 비용 상승, 대형화 등을 초래하는 일 없이, 압축기의 기동시에 있어서의 돌비 현상에 수반하는 충격음을 효과적으로 억제할 수 있는 어큐뮬레이터를 제공하는 것에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 어큐뮬레이터는, 기본적으로는, 유입구 및 유출구가 마련된 탱크와, 상기 유입구로부터 유입하는 냉매가 충돌하도록 상기 탱크 내에 배치된 기액 분리 촉진판(促進板)과, 일단측이 상기 유출구에 연결되고, 타단측이 상기 탱크 내에서 개구된 유출관을 구비하고, 상기 탱크의 하부에 상기 유입구가 마련됨과 함께, 상기 탱크 내에서의 상기 유입구의 상측에 그 유입구에 대향하도록 상기 기액 분리 촉진판이 배치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 유출구는, 바람직하게는, 상기 탱크의 하부 또는 상부에 마련된다.

바람직한 양태에서는, 상기 탱크는, 상기 유입구 및 상기 유출구가 마련된 저덮개부재(底蓋部材)에 의해 그 하면 개구가 기밀적으로 폐색된다.

더욱 바람직한 양태에서는, 상기 유출관은, 상기 유출구에 일체적으로 마련된다.

다른 바람직한 양태에서는, 상기 유출구가 상기 저덮개부재의 중앙에 마련된다.

다른 바람직한 양태에서는, 상기 기액 분리 촉진판은, 상기 유출관의 하단부에 마련된 스트레이너와 일체로 마련된다.

더욱 바람직한 양태에서는, 상기 기액 분리 촉진판 및 상기 스트레이너에, 건조제 들이(入り) 백을 유지하는 백 유지부가 일체적으로 마련된다.

더욱 바람직한 양태에서는, 상기 기액 분리 촉진판 및 상기 스트레이너에, 외주부가 상기 탱크의 내주에 당접되는 보강 입판부(立板部)가 일체적으로 마련된다.

다른 바람직한 양태에서는, 상기 탱크는, 상기 유출구가 마련된 덮개부재에 의해 그 상면 개구가 기밀적으로 폐색된다.

더욱 바람직한 양태에서는, 상기 유출관은, 상기 유출구에 연결되어 상기 탱크 내에 수설(垂設)된 이너 파이프와, 그 이너 파이프의 외주에 배치된 아우터 파이프로 이루어지는 2중관 구조가 된다.

다른 바람직한 양태에서는, 상기 유출구가 상기 덮개부재의 중앙에 마련된다.

다른 바람직한 양태에서는, 상기 기액 분리 촉진판은, 상기 유출관의 하단부에 마련되고, 상기 탱크의 저부에 실어 놓여진(載せ置かれた) 스트레이너와 일체로 마련된다.

다른 바람직한 양태에서는, 상기 유출관에, 외주부가 상기 탱크의 내주에 당접되는 리브부가 일체적으로 마련된다.

더욱 바람직한 양태에서는, 상기 기액 분리 촉진판과 상기 리브부와의 사이에 건조제 들이 백이 배치(配在)된다.

본 발명에 관한 어큐뮬레이터에서는, 기액 혼재 상태의 냉매를 탱크의 하부에 마련된 유입구로부터 탱크 내에 상향으로 도입하여, 유입구의 상측에 배치된 기액 분리 촉진판의 하면측에 체류시키면서 방사형상으로 확산시킴과 함께, 확산한 냉매가 예를 들면 탱크의 내주면과 당해 기액 분리 촉진판의 외주면 사이의 간극을 통과하여 상측으로 이동하기 때문에, 기액 분리가 촉진됨과 함께, 특히 기액 분리 촉진판의 상방에서 액상 냉매가 교반된다. 그 때문에, 압축기의 기동시에 있어서 액상 냉매가 단숨에 폭발적으로 비등하는 돌비 현상 및 그것에 수반하는 충격음의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.

이 경우, 기본적으로는, 탱크의 하부에 유입구를 마련함과 함께, 탱크 내에서의 유입구의 상측에 기액 분리 촉진판을 배치하면 좋기 때문에, 종래와 같이, 교반 수단으로서, 교반 날개 및 그것을 회전시키기 위한 구동원이나 개폐밸브 부착의 바이패스 유로 등을 이용하는 경우에 비하여, 어큐뮬레이터의 구성을 간소화할 수 있고, 비용 삭감, 소형화 등을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 어큐뮬레이터의 제1 실시 형태를 도시하는 부분 절결 반종단면도(半縱斷面圖).
도 2A는 제1 실시 형태의 어큐뮬레이터의 내장(內藏) 유닛을 도시하는 평면도.
도 2B는 제1 실시 형태의 어큐뮬레이터의 내장 유닛을 도시하는 반종단면도.
도 3은 본 발명에 관한 어큐뮬레이터의 제2 실시 형태를 도시하는 부분 절결 종단면도.
도 4는 도 3의 U-U 시시선(矢視線)에 따른 단면도.
도 5는 도 3의 V-V 시시선에 따른 단면도.
도 6A는 제2 실시 형태의 어큐뮬레이터의 기액 분리 촉진판 부착 스트레이너를 도시하는 평면도.
도 6B는 제2 실시 형태의 어큐뮬레이터의 기액 분리 촉진판 부착 스트레이너를 도시하는 종단면도.
도 7은 본 발명에 관한 어큐뮬레이터의 제3 실시 형태를 도시하는 부분 절결 반종단면도.
도 8A는 제3 실시 형태의 어큐뮬레이터의 내장 유닛을 도시하는 평면도.
도 8B는 제3 실시 형태의 어큐뮬레이터의 내장 유닛을 도시하는 반종단면도.
도 9A는 히트펌프 시스템의 한 예를 나타내고, 냉방 운전시의 냉매 흐름(사이클)을 도시하는 개략 구성도.
도 9B는 히트펌프 시스템의 한 예를 나타내고, 난방 운전시의 냉매 흐름(사이클)을 도시하는 개략 구성도.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하면서 설명한다.

[제1 실시 형태]

도 1은, 본 발명에 관한 어큐뮬레이터의 제1 실시 형태를 도시하는 부분 절결 반종단면도(半縱斷面圖)이다.

도시한 실시 형태의 어큐뮬레이터(1)는, 전술한 도 9A, B에 도시되는 바와 같은, 예를 들면 전기 자동차용 카 에어컨을 구성하는 히트펌프 시스템(200)에서의 어큐뮬레이터(250)로서 사용되는 것으로서, 스테인리스 또는 알루미늄 합금 등의 금속제의, 하면이 개구한 천면부(天面部) 부착 원통형상의 탱크(10)를 가지며, 이 탱크(10)의 하면 개구는, 같은 금속제의 저덮개부재(12)에 의해 기밀적으로 폐색되어 있다. 또한, 본 실시 형태의 어큐뮬레이터(1)는, 예를 들면, 도시하는 바와 같이 세로놓기, 즉, 저덮개부재(12)를 하(지(地))측, 탱크(10)의 천면부(13)를 상(천)측으로 하여 설치된다.

저덮개부재(12)에는, 어느 것이나 그 저덮개부재(12)를 관통하여 그 상하로 개구하도록, 유입구(15)와 유출구(16)가 병설되어 있다. 여기서는, 저덮개부재(12)의 중앙(탱크(10)의 중심선상)에 유출구(16)가 마련되고, 그 좌측에 유입구(15)가 마련되어 있다.

상기 유출구(16)에는, 탱크(10)의 상부로부터 기상 냉매를 당해 유출구(16)에 유도하기 위한 직관(중심선에 따른 직선형상의 관)으로 이루어지는 유출관(30)이 연속적으로 마련되어 있고, 그 상단측(타단측) 개구는, 탱크(10)의 천면부(13)의 다소 하측에 위치하게 되어 있다. 유출관(30)은, 저덮개부재(12)와 일체 성형되어도, 또는 각각 별체로 형성되어 코킹 등에 의해 고정되어도 좋다.

저덮개부재(12)의 상면측 중앙 부분(중앙의 유출구(16)을 포함하는 부분)에는, 후술하는 내장 유닛(20)을 나사조임식으로 연결하기 위한 수나사부가 형성된 단원통형상(湍圓筒狀)의 내감(內嵌) 연결부(19)가 돌설되어 있다.

또한, 탱크(10) 내에는, 내장 유닛(20)이 배치되어 있다. 이 내장 유닛(20)은, 예를 들면 합성 수지제로 이루어지고, 도 2A, B도 아울러서 참조하면 잘 알 수 있는 바와 같이, 그 하부에 환형상원판형상(環狀圓板狀)의 기액 분리 촉진판(22)을 구비한다. 기액 분리 촉진판(22)은, 유입구(15)로부터 탱크(10) 내에 유입한 냉매가 충돌하여 방사형상으로 확산함과 함께, 충돌 확산한 냉매가 탱크(10)의 내주면과 당해 기액 분리 촉진판(22)의 외주면의 사이를 통과하고 상측으로 유동하도록, 그 외경이 탱크(10)의 내경보다 약간 작게 됨과 함께, 그 내경이 후술하는 스트레이너(40)의 내경과 개략 동등한 환형상 원판이 되고, 그 하면이 상기 유입구(15)와 대향하도록 저덮개부재(12)(에서의 유입구(15))의 상면부터 소정 거리 상측에 배치되어 있다.

또한, 기액 분리 촉진판(22)의 하면측 중앙에는, 상기 저덮개부재(12)에 마련된 내감 연결부(19)의 수나사부에 나사결합하게 되는 암나사부가 형성된 단원통형상의 외감(外嵌) 연결부(29)가 하향으로 돌설되어 있다. 이와 같이 됨에 의해, 저덮개부재(12)와 내장 유닛(20)을 나사조임식으로 연결할 수 있기 때문에, 조립이 간단 용이하게 되어 있다.

상기 기액 분리 촉진판(22)의 상면측 중앙에는, 상기 유출관(30)의 하단부를 포위하도록 스트레이너(40)가 마련됨과 함께, 그 상면측 외주의 4개소에는 등각도 간격(즉 90°간격)으로 보강 입판부(立板部)(23)가 세워져 있고, 그 보강 입판부(23)의 외주부는 탱크(10)의 내주에 당접되어 있다. 도시례에서는, 상기 보강 입판부(23)는, 상기 기액 분리 촉진판(22)의 상면측 외주의 전후 좌우에 마련되어 있고, 상기 보강 입판부(23)의 하나가 저덮개부재(12)에 마련된 유입구(15)의 직상(直上)에 위치하도록 배설되어 있다.

상기 스트레이너(40)의 상측에서 보강 입판부(23)의 내주측에는, 상기 유출관(30)이 내삽된다, 상기 유출구(16)나 스트레이너(40)보다 약간 소경의 장원통부(醬圓筒部)(27)를 갖는 보빈형상의 백 유지부(24)가 일체적으로 마련되어 있다. 이 보빈형상의 백 유지부(24)는, 그 장원통부(27)에 건조제(M) 들이 백(70)을 원통형상 내지 평면시 C자형상으로 휘감고 그 외주에 결속 밴드(28)를 감아 돌려서 고정 유지하도록 되어 있다. 이 경우, 유지되어 있는 백(70)의 상단 및 하단은, 백 유지부(24)의 상하 한 쌍의 플랜지부(25a, 26b)에 약간 꽉 눌려 있다. 또한, 백 유지부(24) 내에 수용되는 백(70)은, 통기성·통수성 및 소요되는 형상 유지성을 갖는 펠트 등의 포형상체(布狀體)로 제작되고, 그 속에 입상(粒狀)의 건조제(M)가 개략 꽉차게 충전되어 있고, 여기서는, 탱크(10)의 약 반분 내지 2/3의 높이를 갖고 있다.

한편, 상기 스트레이너(40)는, 기액 분리 촉진판(22)상에 일체로 마련되어 있고, 원통형상의 망목(網目) 필터(45)와, 이 망목 필터(45)가 고착된 케이스부(42)로 이루어져 있다. 망목 필터(45)는, 예를 들면, 철망이나 합성 수지제의 메시재 등으로 제작된다. 케이스부(42)는, 상하의 환형상원판부와 그들 사이에 위치하는 보강 입판부(23)의 내주 단부(端部)(4개소)로 구성되어 있다. 즉, 4개의 주형상부(柱狀部)(내주 단부)의 사이에 측면시 사각형의 4개의 창이 구획되고, 이 각 창부분에 망목 필터(45)가 붙여져 있게 된다. 또한, 망목 필터(45)는, 케이스부(42)(내장 유닛(20))의 성형시에 인서트 성형에 의해 일체화되어도 좋다.

상기 저덮개부재(12)에 일체 성형 또는 코킹 등에 의해 일체적으로 마련된 유출관(30)의 하단부 가까이, 환언하면, 망목 필터(45)의 내측이면서 그 망목 필터(45)보다 하측이며 유출구(16)보다 상측에, 오일 귀환구멍(36)이 마련되어 있다. 이 오일 귀환구멍(36)의 구멍 지름은 예를 들면 1㎜ 전후로 설정되어 있다.

이와 같은 구성을 갖는 어큐뮬레이터(1)에서는, 증발기로부터의 저온 저압의 기액 혼재 상태의 냉매가 유입구(15)를 통하여 탱크(10) 내에 상향으로 도입되고, 도입된 냉매는, 기액 분리 촉진판(22) 하면에 체류하면서 방사형상으로 확산되고, 확산한 냉매가 탱크(10)의 내주면과 당해 기액 분리 촉진판(22)의 외주면 사이의 간극을 서서히 통과하여 상측으로 이동된다. 이에 의해 정류(整流)가 행하여져서, 액상 냉매와 기상 냉매가 효과적으로 분리된다. 이 경우, 액상 냉매(오일을 포함한다)는 탱크(10)의 하부 공간에 고임과 함께, 기상 냉매는 탱크(10)의 상부 공간으로 상승하여 가서, 탱크(10)의 상부 공간→ 유출관(30)→ 유출구(16)를 통하여 압축기(210)의 흡입측에 흡입되어 순환하게 된다.

또한, 액상 냉매와 함께 탱크(10)의 하부 공간에 고인 오일은, 액상 냉매와의 비중이나 성상의 상위 등에 의해 탱크(10)의 저덮개부재(12)측으로 이동하고 가고, 유출관(30)을 통하여 압축기 흡입측에 흡입되는 기상 냉매에 흡인되어, 스트레이너(40)의 망목 필터(45)→ 오일 귀환구멍(36)을 통과하여 기상 냉매와 함께 압축기 흡입측으로 되돌아와 순환하게 된다. 망목 필터(45)를 통과할 때에는 슬러지 등의 이물이 포착되어, 이물은, 순환하는 냉매(오일을 포함한다)로부터 제거된다.

상기한 바와 같이, 본 실시 형태의 어큐뮬레이터(1)에서는, 기액 혼재 상태의 냉매를 탱크(10)의 하부에 마련된 유입구(15)로부터 탱크(10) 내에 상향으로 도입하여, 기액 분리 촉진판(22)의 하면측에 체류시키면서 방사형상으로 확산시킴과 함께, 확산한 냉매가 탱크(10)의 내주면과 당해 기액 분리 촉진판(22)의 외주면 사이의 간극을 통과하여 상측으로 이동되어 기액 분리가 촉진된다. 또한, 특히 기액 분리 판(22)의 상방에서 기상 냉매가 액내에서 상승함에 의해 액상 냉매가 교반되기 때문에, 압축기의 기동시에 있어서 액상 냉매가 단숨에 폭발적으로 비등하는 돌비 현상 및 그것에 수반하는 충격음의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.

이 경우, 기본적으로는, 탱크(10)의 하부에 유입구(15)를 마련함과 함께, 탱크(10) 내에서의 유입구(15)의 상측에 기액 분리 촉진판(22)을 배치하면 좋기 때문에, 종래와 같이, 교반 수단으로서, 교반 날개 및 그것을 회전시키기 위한 구동원이나 개폐밸브 부착의 바이패스 유로 등을 이용하는 경우에 비하여, 어큐뮬레이터의 구성을 간소화할 수 있고, 비용 삭감, 소형화 등을 도모할 수 있다.

[제2 실시 형태]

도 3은, 본 발명에 관한 어큐뮬레이터의 제2 실시 형태를 도시하는 부분 절결 종단면도, 도 4는, 도 3의 U-U 시시선에 따른 단면도, 도 5는, 도 3의 V-V 시시선에 따른 단면도이다.

도시한 실시 형태의 어큐뮬레이터(2)는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로 전술한 도 9A, B에 도시되는 바와 같은, 예를 들면 전기 자동차용 카 에어컨을 구성하는 히트펌프 시스템(200)에서의 어큐뮬레이터(250)로서 사용되는 것으로, 스테인리스 또는 알루미늄 합금 등의 금속제의 바닥이 있는 원통형상의 탱크(10A)를 가지며, 이 탱크(10A)의 상면 개구는, 같은 금속제의 덮개부재(12A)에 의해 기밀적으로 폐색되어 있다. 또한, 본 실시 형태의 어큐뮬레이터(2)는, 예를 들면, 도시하는 바와 같이 세로놓기, 즉, 덮개부재(12A)를 상(천)측, 탱크(10A)의 저부(13A)를 하(지)측으로 하여 마련된다.

도 3에서는, 탱크(10A)의 저부(13A)의 왼쪽 가까이(저부(13A)상에 실어 놓여지는 스트레이너(40A)보다 외측)에, 그 저부(13A)를 관통하여 그 상하로 개구하도록 유입구(15A)가 마련됨과 함께, 덮개부재(12A)의 중앙(탱크(10A)의 중심선상)에는, 그 덮개부재(12A)를 관통하여 그 상하로 개구하도록 단(段)이 있는 유출구(16A)가 마련되어 있다.

상기 유출구(16A)의 하부에는, 탱크(10A)의 상부로부터 기상 냉매를 당해 유출구(16A)에 유도하기 위한 유출관(30A)의 상단부가 연결되어 있다.

상기 유출관(30A)은, 그 상단부가 유출구(16A)의 하부에 코킹이나 압입 등에 의해 연결되어 탱크(10A) 내로 수하(垂下)된 예를 들면 금속제의 이너 파이프(31A)와, 그 이너 파이프(31A)의 외주에 배치된 예를 들면 합성 수지제의 바닥이 있는 아우터 파이프(32A)로 이루어지는 2중관 구조로 되어 있다.

여기서, 이너 파이프(31A) 및 아우터 파이프(32A)의 적어도 일방에는, 각각의 사이에 소정의 간극을 확보하기 위한 리브가 형성되는 것이 좋다. 예를 들면, 이너 파이프(31A)의 외부(덮개부재(12A)보다 하측의 부분)에, 긴변 방향(상하 방향)에 따라, 또한, 등각도 간격으로 복수장의 판형상 리브를 반경 방향 외방을 향하여 돌설하고, 이 복수장의 판형상 리브의 외주측에 아우터 파이프(32A)를 압입하는 느낌으로 외삽 고정하여도 좋다. 또는, 아우터 파이프(32A)의 내부에, 긴변 방향(상하 방향)에 따라, 또한, 등각도 간격으로 복수장의 판형상 리브를 반경 방향 내측을 향하여 돌설하고, 이 복수장의 판형상 리브의 내주측에 이너 파이프(31A)를 압입하는 느낌으로 내삽 고정하여도 좋다.

아우터 파이프(32A)의 하단부는, 후술하는 스트레이너(40A)의 케이스부(42A)에서의 내주 단차 부착 상부(42aA)에 압입 등에 의해 내감 고정되어 있다. 이너 파이프(31A)의 하단은, 아우터 파이프(32A)의 저부(33A)보다 다소 상측에 위치하게 되고, 아우터 파이프(32A)의 상단(즉, 이너 파이프(31A)와 아우터 파이프(32A)로 형성된 유출관(30A)의 상단측(타단측) 개구)은 덮개부재(12A)(의 유출구(16A))보다 다소 하측에 위치하게 되어 있다. 아우터 파이프(32A)의 저부(33A)의 중앙에는, 오일 귀환구멍(36A)이 형성되어 있다. 오일 귀환구멍(36A)의 구멍 지름은 예를 들면 1㎜ 전후로 설정되어 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 도 4를 참조하면 잘 알 수 있는 바와 같이, 상기 유출관(30A)(의 아우터 파이프(32A))를 탱크(10A) 내에서 지지 고정하기 위해, 아우터 파이프(32A)의 (상하 방향에서의) 중간부분보다 약간 상측의 외주에, 평면시 개략 십자형상에 늘어나는 4개의 리브부(35A)가 일체로 마련되어 있고, 그 리브부(35A)의 외주끼리를 잇는 원환형상의 링부(37A)의 외주부분에 단원통형상의 누름판부(39A)가 세워지고, 그 누름판부(39A)(의 외주면)가, 탱크(10A)의 내주에 당접되어 있다. 이웃하는 리브부(35A)의 사이(의 평면시 부채꼴형상의 4개의 간극)는, 냉매가 통과하는 통로로 되어 있다. 또한, 단원통형상의 누름판부(39A)는, 도 3에어서는 원환형상의 링부(37A)의 외주부분에서 상향으로 세워져만, 하향으로 세워져도 좋다.

한편, 상기 유출관(30A)의 하단부에 마련된 상기 스트레이너(40A)는, 탱크(10A)의 저부(13A)에 실어 놓여져서 고정되어 있고, 도 5 및 도 6A, B를 참조하면 잘 알 수 있는 바와 같이, 합성 수지제의 바닥이 있는 원통형상의 케이스부(42A)와 그 케이스부(42A)에 인서트 성형 등에 의해 일체화된 원통형상의 망목 필터(45A)로 이루어져 있다. 망목 필터(45A)는, 예를 들면, 철망이나 합성 수지제의 메시재 등으로 제작된다.

스트레이너(40A)의 케이스부(42A)는, 상기 아우터 파이프(32A)의 하단부가 내감 고정된 내주 단차 부착 상부(42aA)와, 저판부(42cA)와, 이 저판부(42cA)의 외주에 등각도 간격으로 세워지고, 상기 상부(42aA)를 연결하는 4개의 주형상부(42bA)를 갖고 있다. 저판부(42cA)의 외주에는, 환형상의 연결대부(連結帶部)가 마련되고, 그 연결대부와 상부(42aA)의 하측에, 망목 필터(45A)의 상하의 단부가 고착되어 있다. 즉, 4개의 주형상부(42bA)의 사이에 측면시 사각형의 4개의 창(44A)이 구획되어있고, 이 각 창(44A) 부분에 망목 필터(45A)가 붙여져 있게 된다. 또한, 망목 필터(45A)는, 케이스부(42A)의 성형시에 인서트 성형에 의해 일체화되어도 좋다. 또한, 4개의 주형상부(42bA)에는 형빼기용의 구배가 붙여져 있지만, 4개의 주형상부(42bA)의 반경 방향의 폭은 개략 동등하게 되어 있다. 또한, 케이스부(42A)에 망목 필터(45A)를 마련하는 수법은, 상기만으로 한정되지 않는다.

스트레이너(40A)의 케이스부(42A)의 상단부에는, 환형상원판형상의 기액 분리 촉진판(41A)이 일체적으로 마련되어 있다. 기액 분리 촉진판(41A)은, 유입구(15A)로부터 탱크(10A) 내에 유입한 냉매가 충돌하여 방사형상으로 확산함과 함께, 충돌 확산한 냉매가 탱크(10A)의 내주면과 당해 기액 분리 촉진판(41A)의 외주면과의 사이를 통과하여 상측으로 유동하도록, 그 외경이 탱크(10A)의 내경보다 약간 작게 되었던 환형상원판으로 되고, 그 하면이 상기 유입구(15A)와 대향하도록 저부(13A)(에서의 유입구(15A))의 상면부터 소정 거리 상측에 배치되어 있다.

또한, 상기 원통형상의 케이스부(42A)(의 외주면)와 기액 분리 촉진판(41A)(의 하면) 사이의 4개소에는 등각도 간격(즉 90°간격)으로, 측면시 개략 직각삼각형상의 보강판부(43A)가 일체로 마련되어 있다. 도시한 예에서는, 상기 보강판부(43A)는 케이스부(42A)의 외주의 전후 좌우에 마련되어 있고, 스트레이너(40A)는, 상기 보강판부(43A)의 하나가 저부(13A)에 마련된 유입구(15A)의 직상에 위치하도록 마련되어 있다. 물론, 스트레이너(40A)는, 인접하는 한 쌍의 보강판부(43A)의 중간부분이 유입구(15A)의 직상에 위치하도록 마련되어도 좋다.

그리고, 상기 아우터 파이프(32A)의 외주에서 상기 리브부(35A)와 상기 기액 분리 촉진판(41A) 사이에, 건조제(M) 들이 백(70A)을 원통형상 내지 평면시 C자형상으로 휘감고 그 외주에 결속 밴드(38A)를 감아 돌려서 고정 유지하게 되어 있다. 이 경우, 유지되어 있는 백(70A)의 상단 및 하단은, 상기 리브(35A) 및 상기 기액 분리 촉진판(41A)에 약간 꽉 눌려 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 상기 리브부(35A)가 백(70A)의 상측을 유지함과 함께, 상기 기액 분리 촉진판(41A)이 백(70A)의 하측을 유지하는 플랜지로서 이용되고 있다. 또한, 유출관(30A)(의 아우터 파이프(32A))의 외주에 휘감겨지는 백(70A)은, 여기서는, 탱크(10A)의 약 반분의 높이를 갖도록 그려져 있지만, 탱크(10A)의 최대 냉매 저액량 상당의 높이 또는 그 이상의 높이로 하여, 가능한 한 얇게 구성한 편이 냉매 저액량의 확보나 돌비음(突沸音) 대책에 유리하다.

이와 같은 구성을 갖는 어큐뮬레이터(2)에서도, 상기 제1 실시 형태의 어큐뮬레이터(1)와 마찬가지로, 증발기로부터의 저온 저압의 기액 혼재 상태의 냉매가 유입구(15A)를 통하여 탱크(10A) 내에 상향으로 도입되고, 도입된 냉매는, 기액 분리 촉진판(41A) 하면에 체류하면서 방사형상으로 확산되고, 확산한 냉매가 탱크(10A)의 내주면과 당해 기액 분리 촉진판(41A)의 외주면 사이의 간극을 통과하여 상측으로 이동되어 정류되어, 액상 냉매와 기상 냉매가 효과적으로 분리된다. 이 경우, 액상 냉매(오일을 포함한다)는 탱크(10A)의 하부 공간에 고임과 함께, 기상 냉매는 탱크(10A)의 상부 공간으로 상승하여 가고, 탱크(10A)의 상부 공간→ 유출관(30A)에서의 이너 파이프(31A)와 아우터 파이프(32A) 사이에 형성된 공간(기상 냉매 하송류로)→ 이너 파이프(31A)의 내공간→ 유출구(16A)를 통하여 압축기(210)의 흡입측에 흡입되어 순환하게 된다.

또한, 액상 냉매와 함께 탱크(10A)의 하부 공간에 고인 오일은, 액상 냉매와의 비중이나 성상의 상위 등에 의해 탱크(10A)의 저부(13A)측으로 이동하여 가고, 유출관(30A)을 통하여 압축기 흡입측에 흡입되는 기상 냉매에 흡인되어, 스트레이너(40A)의 망목 필터(45A)→ 오일 귀환구멍(36A)→ 이너 파이프(31A)의 내공간을 통과하여 기상 냉매와 함께 압축기 흡입측으로 되돌아와 순환하게 된다. 망목 필터(45A)를 통과할 때에는 슬러지 등의 이물이 포착되어, 이물은, 순환하는 냉매(오일을 포함한다)로부터 제거된다.

그 때문에, 상기 제1 실시 형태와 개략 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 제2 에실시 형태에서는, 이너 파이프(31A)와 아우터 파이프(32A)로 이루어지는 2중관 구조가 된 유출관(30A)을 채용하고 있지만, 본 발명은, 일단측이 유출구에 연결되고, 타단측(개구)이 탱크 내의 상부 공간에 개구된 예를 들면 U자형상 등의 유출관을 구비한 어큐뮬레이터 등에도 적용할 수 있음은 말할 필요도 없다.

[제3 실시 형태]

도 7은, 본 발명에 관한 어큐뮬레이터의 제3 실시 형태를 도시하는 부분 절결 반종단면도이다.

도시한 실시 형태의 어큐뮬레이터(3)가, 전술한 제1 실시 형태의 어큐뮬레이터(1)와 상위한 것은, 내장 유닛(20)에서의 백 유지부의 구조와, 저덮개부재(12)와 내장 유닛(20)과의 연결 구조 부분이고, 다른 부분은 기본적으로는 같다. 따라서 같은 기능을 갖는 부분에는 같은 부호(제1 실시 형태의 각 부분의 부호에 「B」를 추가한 부호)를 붙이고 설명을 생략하고, 이하에서는 상위점만을 설명한다.

본 실시 형태의 어큐뮬레이터(3)에서는, 저덮개부재(12B)의 상면측 중앙 부분에는, 내장 유닛(20B)을 스냅 피트식에서 연결하기 위한 환형상 오목부가 형성된 단원통형상의 내감 연결부(19B)가 마련되는 한편, 내장 유닛(20B)(의 기액 분리 촉진판(22B)의 하면측 중앙)에는, 상기 내감 연결부(19B)의 환형상 오목부에 감입하는 환형상 돌기가 형성된 단원통형상의 외감 연결부(29B)가 마련되어 있다. 이와 같은 스냅 피트식으로도, 조립이 간단 용이해진다.

또한, 본 실시 형태에서는, 도 7에 더하여 도 8A, B를 참조하면 잘 알 수 있는 바와 같이, 내장 유닛(20B)에서의 스트레이너(40B)의 상측에서 보강 입판부(23B)의 내주측에, 원통형상 내지 평면시 C자형상으로 감겨진 건조제(M) 들이 백(70B)의 거의 전체가 압입되어 유지되는 바닥이 있는 원통형상의 백 유지부(24B)가 일체적으로 마련되어 있다. 백 유지부(24B)에는, 두께 방향에 냉매를 통과시키기 위한 복수의 긴 구멍(26B)이 형성되어 있다. 또한, 백 유지부(24B)의 내주측에는, 유출관(30B)이 내삽(압입)되는 소경 단원통형상의 중앙 통형상부(27B)가 마련되어 있고, 백 유지부(24B) 내에 수용된 백(70B)의 내측에, 약간의 간극을 갖고서 상기 유출관(30B)이 내삽되어 있다. 또한, 미리 백 유지부(24B)의 내주에 따르도록 건조제(M) 들이 백(70B)을 둥글다 하고, 이것을 백 유지부(24B) 내에 수용하고, 그 후, 중앙 통형상부(27B)에 유출관(30B)을 내삽(압입)하도록 하여 이 백 유지부(24B)를 저덮개부재(12B)에 장착하여 탱크(10B) 내에 배설하여도 좋고, 또는, 중앙 통형상부(27B)에 유출관(30B)을 압입하도록 하여 백 유지부(24B)를 저덮개부재(12B)에 장착하고, 그 후, 백 유지부(24B)의 내주에 따르도록 건조제(M) 들이 백(70B)을 삽입하여 탱크(10B) 내에 배설하여도 좋다.

즉, 본 실시 형태로도, 내장 유닛(20B)에, (하측부터) 외감 연결부(29B), 기액 분리 촉진판(22B), 스트레이너(40B), 보강 입판부(23B), 백 유지부(24B) 등이 일체적으로 구비되어 있다.

다른 구성은, 기본적으로는 상기 제1 실시 형태와 개략 같고, 상기 제1 실시 형태와 개략 같은 작용 효과를 얻을 수 있음은 상세히 기술할 것도 없다.

또한, 본 제3 에실시 형태에서는, 백 유지부에 건조제 들이 백을 유지한데 즈음하여 결속 밴드 등을 필요로 하지 않기 때문에, 상기 제1 실시 형태에 비하여 부품 갯수가 적어도 된다는 이점도 있다.

1 : 어큐뮬레이터(제1 실시 형태)
2 : 어큐뮬레이터(제2 실시 형태)
3 : 어큐뮬레이터(제3 실시 형태)
10 : 탱크
12 : 저덮개부재
12A : 덮개부재
13 : 탱크의 천면부
13A : 탱크의 저부
15 : 유입구
16 : 유출구
19 : 내감 연결부
20 : 내장 유닛
22 : 기액 분리 촉진판
23 : 보강 입판부
24 : 백 유지부
27 : 장원통부
28 : 결속 밴드
29 : 외감 연결부
30 : 유출관
31A : 이너 파이프
32A : 아우터 파이프
35A : 리브부
36 : 오일 귀환구멍
38A : 결속 밴드
40 : 스트레이너
41A : 기액 분리 촉진판
42 : 케이스부
45 : 망목 필터
70 : 백
M : 건조제

Claims (14)

1. 유입구 및 유출구가 마련된 탱크와, 상기 유입구로부터 유입하는 냉매가 충돌하도록 상기 탱크 내에 배치된 기액 분리 촉진판과, 일단측이 상기 유출구에 연결되고, 타단측이 상기 탱크 내에서 개구된 유출관을 구비하는 어큐뮬레이터로서,
   상기 탱크의 하부에 상기 유입구가 마련됨과 함께, 상기 탱크 내에서의 상기 유입구의 상측에 그 유입구에 대향하도록 상기 기액 분리 촉진판이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유출구는, 상기 탱크의 하부 또는 상부에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터.
3. 제2항에 있어서,
   상기 탱크는, 상기 유입구 및 상기 유출구가 마련된 저덮개부재에 의해 그 하면 개구가 기밀적으로 폐색되어 있는 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터.
4. 제3항에 있어서,
   상기 유출관은, 상기 유출구에 일체적으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 유출구가 상기 저덮개부재의 중앙에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터.
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 기액 분리 촉진판은, 상기 유출관의 하단부에 마련된 스트레이너와 일체로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터.
7. 제6항에 있어서,
   상기 기액 분리 촉진판 및 상기 스트레이너에, 건조제 들이 백을 유지하는 백 유지부가 일체적으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터.
8. 제6항에 있어서,
   상기 기액 분리 촉진판 및 상기 스트레이너에, 외주부가 상기 탱크의 내주에 당접되는 보강 입판부가 일체적으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터.
9. 제2항에 있어서,
   상기 탱크는, 상기 유출구가 마련된 덮개부재에 의해 그 상면 개구가 기밀적으로 폐색되어 있는 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터.
10. 제9항에 있어서,
    상기 유출관은, 상기 유출구에 연결되어 상기 탱크 내에 매달려 마련(垂設)된 이너 파이프와, 그 이너 파이프의 외주에 배치된 아우터 파이프로 이루어지는 2중관 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 유출구가 상기 덮개부재의 중앙에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터.
12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기액 분리 촉진판은, 상기 유출관의 하단부에 마련되고, 상기 탱크의 저부에 실어 놓여진 스트레이너와 일체로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터.
13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유출관에, 외주부가 상기 탱크의 내주에 당접되는 리브부가 일체적으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터.
14. 제13항에 있어서,
    상기 기액 분리 촉진판과 상기 리브부의 사이에 건조제 들이 백이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 어큐뮬레이터.

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