KR950001690Y1 - 기액분리기를 내장한 밀폐형 왕복동 압축기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

기액분리기를 내장한 밀폐형 왕복동 압축기

제1도는 본 고안의 실시예가 적용된 압축기의 단면도.

제2도는 종래 압축기의 단면도.

제3도는 종래 압축기의 냉동사이클 구성도.

제4도는 본 고안과 종래 고안의 냉동 사이클 p-h선도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 흡입판 3' : 배출구

10 : 압축기 20' : 기액분리기

본 고안은 밀폐형 왕복동 압축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압축기 내부의 냉각과 액체 냉매의 증발을 촉진시켜 주며, 실린더 내부로 흡입되는 기체 냉매의 비체적을 감소시켜 주므로 모터와 압축기의 효율을향상시켜 주고, 기액분리기를 소형화 할 수 있게 한 기액분리기를 내장한 밀폐형 왕복동 압축기에 관한 것이다.

종래의 밀폐형 왕복동 압축기는, 제2도 및 제3도에서 보는 바와 같이 압축기(10)의 실린더(1) 내부로 액체냉매가 흡입되는 것을 방지하기 위한 기액분리기(20)를 압축기(10)와 증발기(30)사이에 설치하였다.

이렇게 구성되는 냉동사이클의 냉매순환은, 압축기(10)에서 토출된 고온 고압의 기체 냉매가 응축기(40)에서 방열된 후에 중온고압의 액체 냉매로 변화되고, 드라이어(50)를 거쳐 팽창변 또는 모세관(60)을 통해 압력강화되여 저온 저압의 기체·액체 혼합 냉매가 된 후 증발기(30)에서 열교환을 하며, 기액분리기(20)에서 액체냉매는 분리되고 저온·저압의 기체 냉매만이 압축기(10)로 보내지게 되는데, 그 과정을 압력-엔탈피 선도로표시하면 제4도에서와 같이 a→b→c→d→e의 과정으로 나타난다.

한편, 기액분리기(20)에서 나온 저온·저압의 기체 냉매는 흡입관(2)을 통해 압축기(10) 내로 흡입 순환되면서, 압축기(10)내부에 설치된 모터(3)의 전기적 저항에 의한 발열과 실린더(1)와 피스톤(4), 베어링 및 각부품간의 기계적 마찰에 의한 발열을 흡수하여 압축기(10) 내부를 냉각시켜 주게 되었다.

그러나, 기체 냉매는 열의 흡수 정도가 낮기 때문에 압축기(10)내부를 충분히 냉각시켜 주지 못하게 되어모터(3)의 효율이 떨어졌고, 또 열교환에 의해 고온으로 변한 기체 냉매는 비체적이 증가하게 되어 실린더(1)에 흡입되는 질량유랑이 감소하게 되므로 압축기(10)의 효율이 떨어지게 되었다.

이러한 현상을 방정식으로 나타내면 다음과 같다.

m : 질량 유량(㎏/min)

yu : 체적 효율(%)

v : 행정 체적(㎥)

N : 모터 회전수(rpm)

u : 실린더로 들어가는 냉매의 비체적(㎥/㎏)

또한, 기액분리기(20)가 압축기(10)와 증발기(30) 사이에 설치되기 때문에, 기액분리된 액냉매는 압축기(10)또는 증발기(30) 주위의 낮은 온도에 의해 증발되어 순환되어야 되므로 그 중발의 정도가 낮게 되어 기액분리기(20)를 소형화하는데 한계가 있는 등 많은 문제점들이 있었다.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점들을 감안하여 안출한 것으로서, 그 목적은 모터와 압축기의 효율향상과 기액분리기의 소형화를 가능하게 하여 줄 수 있는 기액 분리기를 내장한 압축기를 제공하는 것이다.

본 고안의 이러한 목적들은, 압축기 내부에 기액분리기를 설치하여 이 기액분리기에서 분리된 액체 냉매가압축기 내부의 발열을 증발잠열로 이용토륵 함으로써, 압축기 내부열을 액체 냉매가 신속하게 흡수하여 냉각시켜주므로 모터의 효율을 향상시켜 주게 되고, 또 증발된 냉매가 기액분리된 기체 냉매와 함께 실린더에 흡입되므로 비체적이 감소되며, 이에 따라 질량 유량이 증가되고 냉매 순환량이 증가되어 압축기 효율이 증가됨은 물론, 특히 압축기 내부의 높은 열을 증발잠열로 이용하여 기액분리기내의 액체 냉매 증발을 촉진시켜 주므로 기액분리기의 소형화가 가능하게 되는 것이다.

이하, 본 고안의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 제1도 및 제3도에서 보는 바와 같이 압축기(10)의 구동모터(1)와, 이 모터의 회전운동을 직선운동으로 바꿔 주는 크랭크축(20) 및, 증발기(30)로 부터의 기체·액체가 혼합된 냉매를 압축기(10)내로 유도하는 흡입관(3)와, 이 흡입관을 통해 유입되는 냉매를 흡입·압축하는 실린더(4)와 피스톤(5) 및, 이 실린더에서 토출되고 고안·고압의 기체 냉매를 응축기(40) 측으로 보내주는 토출관(6)들을 갖춘 밀폐형 왕복동 압축기에 있어서, 압축기(10)내에 기액분리기(20')를 설치하고, 이 분리기의 측면 상부에는 흡입관(3)의 내단을 연결하며, 상면에는 기체 냉매의 배출구(3')를 설치하여 이 배출구를 통해 기체 냉매만 압축기(10)내로 배출되게 구성한것이다.

이와 같이 구성되는 본 고안은, 압축기(10)의 모터(1) 회전과 이 모터 회전을 직선운동으로 바꿔주는 크랭크축(2)의 동작에 의하여 피스톤(5)이 왕복운동됨에 따라 증발기(30)를 거치면서 열교환을 한 냉매가 흡입관(3)을통하여 기액분리기(20')내로 흡입되는데, 이때 냉매에는 기화되지 많은 액체 냉매가 일부 포함되어 있게 된다.

이러한 액체 냉매는, 기액분리기(20')내에서 자체 무게에 의해 기체냉매와분리되어 하부에 고이게 되며, 가벼운 기체 냉매만 배출구(3')를 거쳐 압축기(l0)내로 흡입되어, 이 압축기 내부를 순환하면서 내부 발열을 흡수하게 되므로 내부온도를 냉각시켜 주게 되며, 머플러(7)를 거치면서 소음이 감소되고 흡입공간(8)으로 유입되어피스톤(5)의 왕복운동에 의하여 실린더(4)로 흡입된 후 토출공간(9)과, 토출관(6)을 거쳐 응축기(40)로 토출된다.

이와 같은 과정에서, 압축기(10)내부의 전기적·기계적 발열은 압축기(10)내부를 순환하는 기체 냉매에 의해서도 냉각되지만, 높은 증발 잠열을 필요로 하는 기액분리기(20')내의 잔류 액체 냉매가 그 열을 다량 흡수하게됨으로써 압축기(10) 내부의 온도는 액체냉매의 증발잠열로 흡수되는 만큼 냉각이 더욱 촉진된다.

이에 따라, 모터(1)의 효율이 크게 향상되고 동시에 열을 흡수한 액체 냉매는 신속히 기화되므로 비체적이감소되어 압축기(10)의 실린더(4)로 흡입되는 기체 냉매의 질량 유량이 증가된다.

이때의 압력-엔탈피 선도는, 제2도에서와 같이 a'→b→c→d→e'의 과정으로 나타낸다.

여기서, 압축기(10)의 일은 w=m△h로 표시되고, 본 고안과 종래 고안과의 엔탈피의 대소는 △h＞△h'이며, 질량 유량의 대소는 m'＜m이다.

이에 따라, 압축기의 일을 동일하게 할 때 w=m△h=m'△h′ 같이 되어 동일한 압축기의 일로서도 질량 유량이 증가되므로 냉매의 순환량도 증가되어 압축기의 효율이 향상되는 것이다.

이와 같이 작용되는 본 고안은, 압축기의 작동시 발생되는 내부의 전기적·기계적 발열이 압축기내에 설치된기액분리기내에서 기체 냉매와 분리된 액체 냉매의 증발잠열로 이용됨으로써, 기체냉매와 액체냉매 모두가 압축기 내부열을 흡수하게 되기 때문에 내부열을 효과적으로 냉각시켜 주게 되며, 이에 따라 모터의 효율이 향상된다.

또한, 액체 냉매의 신속한 기화에 따라 액체 냉매가 실린더 입구로 흡입되는 것이 방지되어 냉매 순환량이증가되고 압축기의 효율도 향상된다.

또한, 기액분리기내의 액체 냉매가 압축기 내부의 열을 직접 흡수하여 증발되기 때문에 증발이 촉진되므로기액분리기의 소형화가 가능하게 되고, 이에 상승하여 압축기의 내부온도가 저하됨에 따라 모터 코일의 절연등급을 낮춰줄 수 있게 되어 원가의 절감이 가능하게 된다.

또, 기액분리기가 압축기 내부에 위치하게 되므로 종래의 기액분리기가 설치되었던 공간을 활용할 수 있게되는데, 예를 들면, 그 공간만큼 큰 증발기를 설치할 수 있게 되어 냉동능력을 향상시켜 줄 수 있게 되는 등매우 유용한 고안이다.

Claims (2)

1. 압축기(10)의 구동모터(1)와 이 모터의 회전운동을 직선운동으로 바꾸어 주는 크랭크축(2) 및 증발기(30)로 부터의 기체·액체가 혼합된 냉매를 압축기(10)내로 유도하는 흡입관(3)과 이 흡입관을 통해 흡입되는 기체냉매를 압축하는 실린더(4)와 피스톤(5) 및 이 실린더에서 토출된 고온 고압의 기체 냉매를 응축기(40)로 토출하는 토출관(6)들로 구성되는 밀폐형 왕복동 압축기에 있어서, 배출구(3')를 갖춘 기액분리기(20')를 압축기(10)내에 설치하고, 이 기액분리기에는 흡입관(3)의 내단을 연결함을 특징으로 하는 기액분리기를 내장한 밀폐헝 왕복동 압축기.
2. 제1항에 있어서, 흡입관(3)의 내단은 기액분리기(20')의 측면상부에 연결되고, 배출구(3')는 상면에 설치됨을 특징으로 하는 기액분리기를 내장한 밀폐형 왕복동 압축기.