KR100398123B1

KR100398123B1 - 자동차의 에어컨 시스템용 오일 분리장치

Info

Publication number: KR100398123B1
Application number: KR10-2001-0059700A
Authority: KR
Inventors: 권혁용
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2003-09-19
Also published as: KR20030026627A

Abstract

본 발명은 자동차의 에어컨 시스템용 오일 분리장치에 관한 것으로서, 종래의 에어컨 시스템은 냉매와 오일이 동시에 상기 에어컨 시스템의 내부로 순환하므로 실내 냉방 성능이 저하되고, 내부 압력 상승으로 압축기 및 팽창 밸브의 내구력이 저하되는 문제점이 있는바, 이를 해결하기 위해 오일 분리장치를 압축기의 토출 배관에 설치하고, 상기 오일 분리장치에서 분리된 오일이 오일 회수 배관을 통해 압축기로 회수되며, 상기 오일 분리장치를 통과한 냉매 가스는 순환 배관을 통해 응축기로 배출되도록 함으로써, 압축기에서 토출된 냉매와 오일을 분리하여 냉매의 흐름을 원활하게 함에 따라 압축기 및 팽창 밸브의 내구력이 증대되고, 압축기의 오일량이 감소하여 원가 절감 효과가 기대되며, 실내 냉방 성능을 향상시킬 수 있는 자동차의 에어컨 시스템용 오일 분리장치를 제공하고자 한다.

Description

자동차의 에어컨 시스템용 오일 분리장치{Oil-separator for air-conditioning system of automobile}

본 발명은 자동차의 에어컨 시스템용 오일 분리장치에 관한 것으로서, 종래의 에어컨 시스템은 냉매와 오일이 동시에 상기 에어컨 시스템의 내부로 순환하므로 실내 냉방 성능이 저하되고, 내부 압력 상승으로 압축기 및 팽창 밸브의 내구력이 저하되는 문제점이 있는바, 이를 해결하기 위해 오일 분리장치를 압축기의 토출 배관에 설치하고, 상기 오일 분리장치에서 분리된 오일이 오일 회수 배관을 통해 압축기로 회수되며, 상기 오일 분리장치를 통과한 냉매 가스는 순환 배관을 통해 응축기로 배출되도록 함으로써, 압축기에서 토출된 냉매와 오일을 분리하여 냉매의 흐름을 원활하게 함에 따라 압축기 및 팽창 밸브의 내구력이 증대되고, 압축기의 오일량이 감소하여 원가 절감 효과가 기대되며, 실내 냉방 성능을 향상시킬 수 있는 자동차의 에어컨 시스템용 오일 분리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 에어컨이란 에어 컨디셔너(Air Conditioner)를 말하며 공기조화장치를 뜻하는 바, 통상 냉방 장치를 지칭할 때 사용된다.

이러한 자동차용 에어컨 시스템은 냉매를 강제 순환시켜서 이 냉매가 응축 액화되고, 다시 기화되는 현상을 이용하여 냉풍을 얻게한 구성으로 되어있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 즉 엔진에 의해 구동되며 액체의 냉매가 기체의 냉매로 변화되는 증발기(evaporator)(300)에서 저압 기체로 된 냉매를 고압으로 압축하는 작용을 하는 압축기(Compressor)(400)와, 상기 압축기(400)에서 공급된 기체 냉매의 열을 대기중으로 방출시켜 액체 냉매로 만드는 일종의 방열기인 응축기(Condenser)(500), 그리고 상기 응축기(500)에서 공급된 냉매를 저장하며 완전한 액체 냉매를 팽창 밸브(200)로 보내주는 리시버 드라이어(Receiver Drier)(100), 상기 리시버 드라이어(100)에서 보내진 고압의 냉매를 증발기(300)에 보내기 전에 증발하기 쉬운 상태의 저압으로 감압하는 작용과 냉매의 유량을 조절하는 역할을 하는 팽창 밸브(200) 등으로 구성된다.

그런데, 이와 같은 에어컨 시스템은 시스템 내에 냉매와 오일이 동시에 순환되어 내부 압력을 상승시켜 압축기(400) 및 팽창 밸브(200)의 내구성을 저하시키고, 오일량을 약 20%정도 증대시키며, 열교환 효율을 감소시켜 실내 냉방 성능에 악영향을 끼치는 한편, 시스템 내의 압력을 증대시키는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 오일 분리장치를 압축기의 토출 배관에 설치하고, 상기 오일 분리장치에서 분리된 오일이 오일 회수 배관을 통해 압축기로 회수되며, 상기 오일 분리장치를 통과한 냉매 가스는 순환 배관을 통해 응축기로 배출되도록 함으로써, 압축기에서 토출된 냉매와 오일을 분리하여 냉매의 흐름을 원활하게 함에 따라 압축기 및 팽창 밸브의 내구력이 증대되고, 압축기의 오일량이 감소하여 원가 절감 효과가 기대되며, 실내 냉방 성능을 향상시킬 수 있는 자동차의 에어컨 시스템용 오일 분리장치를 제공하는데 그 안출의 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 에어컨 시스템의 오일 분리장치를 나타내는 구성도

도 2는 본 발명에 따른 냉매의 순환을 나타내는 순서도

도 3은 종래의 자동차의 에어컨 시스템의 구조를 나타내는 구성도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 리시버 드라이어 20 : 팽창 밸브

30 : 증발기 40 : 압축기

50 : 응축기 60 : 배관

61 : 유입 배관 62 : 토출 배관

63 : 바이패스관 64 : 회수 배관

70 : 오일 분리장치 71 : 하우징

72 : 격벽 73 : 포집통

73a : 홀 74 : 필터

75 : 고정판 75a : 홀

76 : 오일 회수구 80 : 방향 전환 밸브

81, 82 : 제어 밸브

이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 냉매속에 포함되어 있는 수분을 흡수하여 냉매를 원활하게 공급할 수 있도록 냉매를 저장하는 리시버 드라이어(100)와, 냉매를 급속 팽창시켜 저온 저압의 냉매 상태로 만드는 팽창 밸브(200)와, 안개 상태의 냉매가 기체로 변하는 동안 냉각팬의 작동으로 공기 중의 열을 흡수하는 증발기(300)와, 저온 저압의 가스 냉매를 고온 고압의 가스로 만들어 응축기(500)로 보내는 압축기(400)와, 차량 속도와 냉각팬에 의해 고온 고압의 기체 상태의 냉매를 응축시켜 고온 고압의 액상 냉매로 만드는 응축기(500)로 구성된 에어컨 시스템에 있어서, 상기 에어컨 시스템은 압축기(40)와 연결된 유입 배관(61)에 오일 분리장치(70)가 설치되고, 상기 오일 분리장치(70)에서 분리된 오일은 회수 배관(64)을 통하며, 방향 전환 밸브(80)를 거쳐 압축기(40)로 다시 유입되며, 상기 오일 분리장치(70)를 통과한 냉매는 토출 배관(62)을 통해 응축기(50)로 배출되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 유입 배관(61)과 토출 배관(62) 사이에는 바이패스관(63)이 설치되고, 그 교차 부분에는 ECU의 작동에 의해 선택적으로 유로의 방향을 변환시키는제어 밸브(81, 82)가 각각 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오일 분리장치(70)는 하우징(71)과;

상기 하우징(71)의 중앙부에 설치된 격벽(72)과;

상기 격벽(72)의 일측에 설치되어 다수개의 홀(73a)을 가지며, 냉매에 섞인 오일을 비중차에 의해 1차로 분리하는 포집통(73)과;

상기 격벽(72)의 타측에 설치되어 상기 포집통(73)에서 분리된 냉매에 섞인 오일을 2차로 분리하는 필터(74)와;

상기 하우징(71)의 하측에 설치되어 상기 포집통(73)과 필터(74)에서 분리된 오일이 상기 회수 배관(64)으로 토출되도록 형성된 오일 회수구(76)로 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 필터(74)의 상, 하측에 고정되며, 냉매 가스가 통과하는 동시에 오일이 오일 회수구(76)로 토출될 수 있도록 다수개의 홀(75a)을 가진 고정판(75)이 설치된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차의 에어컨 시스템의 오일 분리장치를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 냉매의 순환을 나타내는 순서도이다.

에어컨 시스템은 냉매속에 포함되어 있는 수분을 흡수하여 냉매를 원활하게 공급할 수 있도록 냉매를 저장하는 리시버 드라이어(10)와, 냉매를 급속 팽창시켜 저온 저압의 냉매 상태로 만드는 팽창 밸브(20)와, 안개 상태의 냉매가 기체로 변하는 동안 냉각팬의 작동으로 공기 중의 열을 흡수하는 증발기(30)와, 저온 저압의 가스 냉매를 고온 고압의 가스로 만들어 응축기(50)로 보내는 압축기(40)와, 차량 속도와 냉각팬에 의해 고온 고압의 기체 상태의 냉매를 응축시켜 고온 고압의 액상 냉매로 만드는 응축기(50)로 구성되어 있다.

이와 같은, 각각의 장치들은 배관(60)에 의해 상호 연결되어 있으며, 상기 에어컨 시스템에는 냉매 가스를 응축기(50)로 보내기 위한 압축기(40)가 구비되는바, 상기 압축기(40)에는 압축기(40)의 윤활을 목적으로 사용하는 오일이 순환하게 된다.

따라서, 상기 압축기(40)가 작동하는 동안 냉매와 오일이 서로 섞이게 되고, 이와 같은 상태로 압축기(40)의 배관(60)을 통해 응축기(50)로 배출되므로 상기 압축기(40)와 응축기(50) 사이에는 냉매에 섞인 오일을 분리할 수 있도록 오일 분리장치(70)가 설치되어 있다.

즉, 상기 오일 분리장치(70)가 설치된 경우 에어컨 시스템은 상기 압축기(40)에서 토출된 냉매 가스가 오일 분리장치(70)에서 오일과 분리되며, 상기 냉매 가스는 응축기(50)로 보내져 팽창 밸브(20)를 거치면서 저온 저압의 냉매액으로 변화되어 증발기(30)로 유입되게 된다.

이후, 상기 증발기(30)에서 증발된 냉매 가스는 압축기(40)로 유입되게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 오일 분리장치(70)는 하우징(71)의 중앙부에 격벽(72)이 설치되고, 그 일측에 다수개의 홀(73a)이 형성된 포집통(73)이 설치되어 냉매에 섞여 있는 오일을 비중차에 의해 1차로 분리하고, 타측에 상기 포집통(73)에서 1차로 분리된 냉매에 섞여 있는 오일을 2차로 분리하는 필터(74)가 설치된다.

이때, 상기 포집통(73)과 필터(74)에서 분리된 오일은 하측의 오일 회수구(76)와 연결된 회수 배관(64)으로 토출되어 방향 전환 밸브(80)를 거쳐 압축기(40)로 다시 회수되게 된다.

한편, 상기 필터(74)의 상측 및 하측에는 그 필터(74)가 고정될 수 있도록 고정판(75)이 설치되어 있는바, 상기 고정판(75)에는 냉매 가스가 통과하는 동시에 오일이 오일 회수구(76)로 토출될 수 있도록 다수개의 홀(75a)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 포집통(73) 상에는 압축기(40)와 연결되는 유입 배관(61)이 위치되고, 상기 필터(74) 상에는 응축기(50)와 연결되는 토출 배관(62)이 위치되어 있다.

또한, 상기 유입 배관(61)과 토출 배관(62) 사이에는 바이패스관(63)이 설치되고, 그 교차 부분에는 ECU의 작동에 의해 선택적으로 유로의 방향을 변환시키는 제어 밸브(81, 82)가 각각 설치되는바, 상기 ECU는 400psi 이상의 고압에서 제어 밸브(81, 82)를 제어하여 오일이 섞인 냉매가 상기 바이패스관(63)을 통해 다시 응축기(50)로 순환되도록 하여 압력을 낮추고, 압력이 230-250psi의 저압으로 하강하면 상기 오일 분리장치(70)로 흐르게 하여 오일과 냉매를 분리시킬 수 있도록 한다.

상기와 같이 구성된 오일 분리장치(70)는 압축기(40)로 부터 유입 배관(61)을 통해 오일이 섞인 냉매가 하우징(71) 내부로 유입되면, 냉매는 기체 상태이므로 포집통(73)과 필터(74)를 통과하여 토출 배관(62)으로 토출되는 반면, 오일은 액체 상태이므로 상기 필터(74)를 통과하지 못하고 오일 회수구(76)를 통해 회수 배관(64)으로 토출되게 된다.

이와 같이 상기 하우징(71)의 하측으로 떨어진 오일은 회수 배관(64)과 방향 전환 밸브(80)를 통해 다시 압축기(40) 내로 유입되어 압축기(40)의 작동을 돕게된다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 에어컨 시스템용 오일 분리장치는 냉매가 섞인 오일을 분리하여 냉매의 순환을 보다 원활하게 함으로써, 냉방 성능을 향상시키는 효과가 있다.

Claims

냉매속에 포함되어 있는 수분을 흡수하여 냉매를 원활하게 공급할 수 있도록 냉매를 저장하는 리시버 드라이어(100)와, 냉매를 급속 팽창시켜 저온 저압의 냉매 상태로 만드는 팽창 밸브(200)와, 안개 상태의 냉매가 기체로 변하는 동안 냉각팬의 작동으로 공기 중의 열을 흡수하는 증발기(300)와, 저온 저압의 가스 냉매를 고온 고압의 가스로 만들어 응축기(500)로 보내는 압축기(400)와, 차량 속도와 냉각팬에 의해 고온 고압의 기체 상태의 냉매를 응축시켜 고온 고압의 액상 냉매로 만드는 응축기(500)로 구성된 에어컨 시스템에 있어서, 상기 에어컨 시스템은 압축기(40)와 연결된 유입 배관(61)에 오일 분리장치(70)가 설치되고, 상기 오일 분리장치(70)에서 분리된 오일은 회수 배관(64)을 통하며, 방향 전환 밸브(80)를 거쳐 압축기(40)로 다시 유입되며, 상기 오일 분리장치(70)를 통과한 냉매는 토출 배관(62)을 통해 응축기(50)로 배출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 에어컨 시스템용 오일 분리장치.
제 1항에 있어서, 상기 유입 배관(61)과 토출 배관(62) 사이에는 바이패스관(63)이 설치되고, 그 교차 부분에는 ECU의 작동에 의해 선택적으로 유로의 방향을 변환시키는 제어 밸브(81, 82)가 각각 설치된 것을 특징으로 하는 자동차의 에어컨 시스템용 오일 분리장치.
제 1항에 있어서, 상기 오일 분리장치(70)는 하우징(71)과;

상기 하우징(71)의 중앙부에 설치된 격벽(72)과;

상기 격벽(72)의 일측에 설치되어 다수개의 홀(73a)을 가지며, 냉매에 섞인 오일을 비중차에 의해 1차로 분리하는 포집통(73)과;

상기 격벽(72)의 타측에 설치되어 상기 포집통(73)에서 분리된 냉매에 섞인 오일을 2차로 분리하는 필터(74)와;

상기 하우징(71)의 하측에 설치되어 상기 포집통(73)과 필터(74)에서 분리된 오일이 상기 회수 배관(64)으로 토출되도록 형성된 오일 회수구(76)로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 에어컨 시스템용 오일 분리장치.
제 3항에 있어서, 상기 필터(74)의 상, 하측에 고정되며, 냉매 가스가 통과하는 동시에 오일이 오일 회수구(76)로 토출될 수 있도록 다수개의 홀(75a)을 가진 고정판(75)이 설치된 것을 특징으로 하는 자동차의 에어컨 시스템용 오일 분리장치.