KR101666722B1

KR101666722B1 - 냉매 어큐뮬레이터, 특히 자동차 냉매 회로들용 냉매 어큐뮬레이터

Info

Publication number: KR101666722B1
Application number: KR1020140167481A
Authority: KR
Inventors: 쾨스터 스테판; 그라프 마르크; 기름쉬드 펠릭스
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2014-02-07
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2016-10-14
Also published as: DE102014113793A1; KR20150093582A; US20150345844A1

Abstract

본 발명은 냉매 어큐뮬레이터(1)에 관한 것으로서, 이 냉매 어큐뮬레이터(1)는 축적 용기(2) 및 이 축적 용기 내에 배치된 흡입관 장치(3)를 구비하며, 이 경우 상기 흡입관 장치(3)는 외부 흡입관(4)과 내부 흡입관(5)으로 형성되어 있으며, 상기 흡입관들은 동축으로 그리고 서로 이격되어 배치되어 있고 흡입관(4, 5)들의 하부 단부에 있는 연결부(6)에 의해 유동 경로(8)를 형성하는 방식으로 서로 연결되어 있으며, 상기 연결부(6) 내에는 방사상으로 오일 오리피스 홀(7)이 배치되어 있고, 상기 오일 오리피스 홀은 상기 축적 용기(2)의 오일 섬프 영역(9)을 상기 흡입관 장치(3) 내 상기 유동 경로(8)와 연결한다.

Description

냉매 어큐뮬레이터, 특히 자동차 냉매 회로들용 냉매 어큐뮬레이터 {REFRIGERANT ACCUMULATOR, IN PARTICULAR FOR MOTOR VEHICLE REFRIGERANT CIRCUITS}

본 발명은 냉매 어큐뮬레이터, 특히 자동차 냉매 회로들용 냉매 어큐뮬레이터에 관한 것이다. 냉매 수집기(refrigerant collector)로도 표현되는 냉매 어큐뮬레이터는 액상 냉매를 냉매 증기로부터 분리하기 위해 냉매 회로들에서 사용되는데, 이 경우에는 또한 냉매 오일도 분리되어 수집된다. 더 나아가, 상기 냉매 어큐뮬레이터는 냉매 오일이 냉매 압축기에 공급되도록 이러한 냉매 오일을 가장 미세한 분할로 냉매 증기에 첨가하기 위해 사용된다.

특정 냉매 회로들의 경우, 냉매 어큐뮬레이터에 추가의 기능을 설정하는 것이 유효할 수 있다. 이 경우에는 내부 열교환기로서 하나의 열교환기가 예를 들면 과냉각 (역류) 열교환기(super cooling (counter flow) heat exchange)로서 기능하는 컴포넌트에 집적된다. R744를 냉매로 갖는 냉매 회로들에서는 예컨대 이러한 열교환기가 유용하게 사용될 수 있다.

따라서 요약하자면, 냉매 어큐뮬레이터들은 액체와 기체상을 분리하는 임무를 갖고 있다. 더 나아가, 기체상을 흡인하는 상기 냉매 어큐뮬레이터들의 구조에 의해서는 냉매 압축기로의 오일 재순환이 구현되고, 추가로 액체상을 위한 필터가 냉매 어큐뮬레이터에 설정된다.

종래 기술에는 다양한 형태의 냉매 어큐뮬레이터들이 공지되어 있다. US 2005 0229632 A1호에는 공기 조화 시스템의 액체상을 위한 냉매 어큐뮬레이터가 공지되어 있는데, 상기 냉매 어큐뮬레이터는 특별히 CO2가 냉매로 사용되는 냉각 장치 시스템의 요건들에 대비해 고안되었다. 냉매 흡인은 배관 시스템(piping system)을 통해 이루어지며, 상기 배관 시스템의 단부는 어큐뮬레이터의 상부 영역에 센터링 되는 방식으로 배치되어 있다. 상기 냉매 어큐뮬레이터에는 내부 열교환기가 집적되어 있지 않으며, 냉매 증기를 흡인하기 위한 관이 축 방향으로 센터링 된 상부 단부로부터 하부로 가이드 되다가 베이스부의 윤곽선을 따라 곡선 영역에서 다시 편심 배치된 출구 방향으로 상부로 가이드 된다.

마찬가지로 US 2004 0093894 A1호에 따르면, 공기 조화 시스템의 액체상을 위한 냉매 어큐뮬레이터가 공지되어 있으며, 상기 냉매 어큐뮬레이터는 상부 영역에 있는 입구와 하부로 가이드 되는 출구를 갖는, 냉매를 흡인하기 위한 축 방향으로 센터링 된 직선의 관을 구비한다.

US 2008 0041093 A1호는 동축으로 배치된 외부 및 내부 관으로 이루어진 배관 시스템을 구비한 공기 조화 시스템들용 냉매 어큐뮬레이터를 공개하고 있으며, 이때 상기 배관 시스템은 어큐뮬레이터의 상부 영역에 외부 관으로 안내되는 입구와 축 방향으로 센터링 된, 상기 내부 관의 출구에 어큐뮬레이터로부터 상부로 이어지는 출구를 가진다.

본 발명의 과제는 액체와 기체상의 효과적인 분리를 가능하게 하고, 또한 오일 재순환을 포함하여 기체상을 흡인하기 위한 관을 갖는 냉매 어큐뮬레이터, 특히 자동차 냉매 회로들용 냉매 어큐뮬레이터를 제공하는 것이다. 상기 냉매 어큐뮬레이터는 적은 비용으로 제조 가능하고 제조 기술적인 면에서도 간단히 생산될 수 있어야 한다. 더 나아가, 리턴 되는 냉매 오일을 위한 필터 장치의 집적 가능성을 통해 컴포넌트의 기능성이 더 오랜 기간 보장되어야 한다.

상기 과제는 특허청구범위 청구항 1에 따른 특징들을 갖는 대상에 의해 해결된다. 개선예들은 종속 청구항들에 제시되어 있다.

특히, 본 발명의 상기 과제는 축적 용기(accumulation tank)와 이 축적 용기 내에 배치된 흡입관 장치를 포함하는 자동차 냉매 회로들용 냉매 어큐뮬레이터에 의해 해결된다. 상기 흡입관 장치는 동축으로 그리고 서로 이격된 상태로 상기 축적 용기 내에 센터링 되는 방식으로 배치된 외부 흡입관 및 내부 흡입관으로 이루어져 있다. 상기 외부 흡입관 및 내부 흡입관은 각각 흡입관들의 하부 단부에 있는 연결부를 통해 서로 연결되어 있다. 외부 흡입관과 내부 흡입관 사이 환상 갭 내에 있는 냉매의 유동 경로는 상부에서 시작하여 상기 연결부 안까지 상기 연결부에 걸쳐 연장되고, 상기 연결부 안에서는 상기 유동 경로가 안쪽으로 방향 전환되고 내부 흡입관을 지나 계속해서 상부로 진행된다. 연결부 내에는 방사상으로 오일 오리피스 홀(oil orifice hole)이 배치되어 있으며, 상기 오리피스 홀은 축적 용기의 오일 섬프 영역(oil sump area)을 흡입관 장치 내 유동 경로에 연결한다.

본 발명의 한 바람직한 형성예에 따르면, 상기 오일 오리피스 홀은 연결부 내에 내부 흡입관의 하부 단부와 상기 연결부의 하부 단부 사이 간격의 절반 높이로 배치되어 있다.

오일 오리피스 홀 영역에서는 바람직하게 연결부가 필터에 의해 둘러싸여 있으며, 상기 필터는 오일이 상기 오일 오리피스 홀 내로 유입되기 전에 오일 섬프 영역으로부터 흡인된 오일을 필터링한다.

연결부는 압력 손실을 최소화하기 위해 유동 경로의 유동이 180° 방향 전환되도록 특수하게 형성되었다. 바람직하게는 환상으로 만곡된 윤곽선이 제공되며, 그 결과 유동 경로는 외부로부터 방사상으로 내부로 안내되고 약 180° 회전하는 방식으로 안내된다.

외부 흡입관을 수용하기 위해, 연결부는 상부 단부에서 소나무형 프로파일(fir tree profile)로 형성되는 수용부를 형성하며, 상기 수용부 상에는 제조 기술적인 면에서 간단한 방식으로 외부 흡입관이 수축 방식으로 끼워 맞춰질 수 있다.

연결부는 오일 오리피스 홀 영역에서 바람직하게 0.4㎜ 내지 3㎜의 벽 두께를 가진다.

오일 오리피스 홀 자체는 바람직하게 0.2㎜ 내지 3㎜의 지름을 가진다.

축적 용기 내에 용매 오일을 집결시키기 위해, 오일 섬프 영역은 하부로 원추형으로 가늘어지도록 형성되었으며, 그 결과 냉매 오일 양이 적을 때에도 상대적으로 높이가 높은 냉매 오일 레벨이 달성되며, 따라서 오일 오리피스 홀(7)은 항상 분리된 냉매 오일 영역에서 액상 냉매 아래쪽에 위치한다.

냉매 오일용 필터는 바람직하게 필터 링(filter ring)으로 형성된다. 상기 필터 링을 수용하기 위해 바람직하게는 연결부에 환상 링들이 배치되었다. 바람직한 한 형성예에 따르면, 축적 용기는 내압식 외부 용기에 배치되어 있고, 상기 축적 용기와 외부 용기 사이에는 냉매 회로용 내부 열교환기가 설치되어 있다. 상기 내부 열교환기는 목적에 맞게 축적 용기와 외부 용기 사이 환상 갭 내에 코일형 관으로서 형성된다. 플라스틱으로 된 축적 용기의 형성은 특히 바람직한 것으로 입증되었다. 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)과 같은 물 흡수율이 낮은 플라스틱으로 형성된 경우에는 추가의 장점이 나타난다.

축적 용기는 축적 용기 덮개에 의해 상부가 폐쇄되는데, 상기 축적 용기 덮개는 엘보(elbow) 영역에, 실드(shield)에 의해 폐쇄 가능하게 형성된 개구를 가진다. 액체-증기 혼합물의 효과적인 분리를 위해서는, 이러한 혼합물의 분리를 위한 사이클론으로서 축적 용기 덮개를 형성하는 것이 바람직하다.

어큐뮬레이터는 기능상 액상 냉매뿐만 아니라 냉매 오일도 분리한다. 그러나 냉매 오일은 어큐뮬레이터의 섬프에서 다시 외부로 운반되어 회로 내에서 순환하는 냉매 질량 흐름에 재차 유입되거나, 또는 냉매 압축기로 재순환되어야 한다. 이러한 과정은 흡입관을 통해서 이루어지며, 기체 형태의 냉매는 상기 흡입관을 통과하여 배출구로 흐른다. 어큐뮬레이터 섬프 내에는 작은 오일 오리피스 홀이 배치되어 있으며, 기체 유동은 이러한 오리피스 홀을 통해 냉매 오일을 흡인하거나 흡인 여과한다. 물론 상기 오일 오리피스 홀을 통해서는 냉매 오일뿐만 아니라 배출되는 기체상에 액체 성분을 적층하는 액상 냉매도 냉매 증기 질량 흐름에 도달한다. 상기와 같은 불가피한 액체 성분은 일반적으로 전체 질량 흐름의 10%를 초과하여서는 안 된다. 이러한 문제를 최소화하기 위해 오리피스 홀의 적합한 지름이 규정되었는데, 상기 지름은 일반적으로 매우 작고 수치로는 0.2 내지 3㎜이다. 그 때문에 통상적인 제조 공차는 기능상 매우 신속하게 영향력을 가진다. 더 나아가, 오리피스 홀의 기하학적인 배치는 흡인 여과된 액체의 양과 감도에 중대한 영향을 미친다. 본 발명의 한 양상에 따르면, 상기 오리피스 홀의 기하학적인 배치는 제조 공차의 보정 가능성 여부를 판단하거나 흡인 여과된 액체량이 항상 상술된 범위에 있는지를 판단하는 데 중요하다.

본 발명의 장점들은 비용 효율이 높은 냉매 어큐뮬레이터의 제조 가능성에 있다. 더 나아가, 냉매 어큐뮬레이터 용기가 플라스틱으로 제조 가능하므로 인해 주변에 대해 우수한 단열 효과가 구현될 수 있다. 구조상으로는 큰 설계 자유성이 주어지며, 이러한 설계 자유성은 특히 액 분리기(liquid separator)로서 사이클론 구조에서 유용하다. 원추형으로 가늘어지는 오일 섬프 영역에 의해서는 오일 섬프 용적이 최소화되어 냉매 오일과 상대적으로 적은 양의 냉매 액체의 신뢰할 수 있는 흡인 여과가 가능해진다.

하나의 컴포넌트 내에 어큐뮬레이터와 내부 열교환기가 집적되는 콤비 부품으로서 냉매 어큐뮬레이터를 형성할 경우, 상기 내부 열교환기는 축적 용기 주위에 동축으로 배치된다. 이러한 배치는 축적 용기의 벽이 엔진실에 의해 가열되지 않고, 상기 엔진실로부터의 열 도입이 내부 열교환기의 저압측(low pressure side)에 의해 절연된다는 추가 장점을 가진다.

본 발명의 형성예들의 추가적인 세부 사항들, 특징들 및 장점들은 관련된 도면들을 참조해서 실시예들의 후속 설명에서 제시된다.

도 1은 냉매 어큐뮬레이터의 종단면도이고,
도 2는 흡입관 장치를 갖는 축적 용기의 종단면도이며,
도 3은 축적 용기와 흡입관 장치의 하부 단부이고,
도 4는 축적 용기와 흡입관 장치의 하부 단부이며,
도 5는 외부 용기를 갖지 않는 냉매 어큐뮬레이터이고,
도 6은 냉매용 유동 경로들을 갖는 축적 용기의 하부 영역이며,
도 7a 및 도 7b는 축적 용기 덮개이고, 그리고
도 8은 (바깥쪽 일부를 잘라서) 내부가 보이도록 한 필터와 오일 오리피스 홀을 갖는 흡입관 장치의 하부 영역이다.

도 1에는 내부 열교환기(15)와 결합되는 콤비 부품인 냉매 어큐뮬레이터(1)가 종단면도로 도시되어 있다. 본 실시예에서 상기 냉매 어큐뮬레이터(1)의 외부 용기(14)는 실린더 배럴(20)에 의해 서로 연결된 덮개부(18)와 베이스부(19)로 이루어져 있다. 상기 외부 용기(14)의 구성 부품들은 내압식으로 설계되어 있고 상기 외부 용기 내부에는 콤비 부품의 개별 컴포넌트들이 배치되어 있다. 콤비 부품은 냉매용 어큐뮬레이터 기능 외에 내부 열교환기 기능도 구현하는 냉매 어큐뮬레이터를 의미한다.

외부 용기(14)의 실린더 배럴(20) 내에는, 즉 베이스부(19)와 덮개부(18)의 실린더형 연결부 내에는, 외부로부터 방사상으로 내부로 맨 먼저 코일형 관으로서 열교환기(15), 액상 냉매를 수용하기 위한 축적 용기(2) 그리고 냉매 증기 흐름을 가이드 하기 위한 흡입관 장치(3)가 각각 실린더 축에 대해 동심으로 배치되어 있다. 축적 용기(2)의 하부 영역은 오일 섬프 영역(9)으로 표현되는데, 상기 오일 섬프 영역은 그곳에 침전되는 냉매 오일을 집결시켜 모으기 위해 하부로 원추형으로 가늘어지는 방식으로 형성되어 있다.

도 2는 축적 용기(2)와 흡입관 장치(3)의 종단면도를 도시한다. 상기 흡입관 장치(3)는 내부 흡입관(5)과 외부 흡입관(4)으로 구성되어 있으며, 이 경우 상기 흡입관(4, 5)들은 흡입관(4, 5)들의 하부 단부에 있는 연결부(6)에 의해 서로 연결되어 있다. 축적 용기(2)는 실린더형으로 형성되어 있으며 축적 용기 덮개(16)에 의해 상부가 폐쇄된다. 하부 영역에서는 축적 용기(2)가 오일 섬프 영역(9)으로서 원추형으로 가늘어지는 방식으로 형성되어 있으며, 이 경우 상기 오일 섬프 영역(9)은 외부 흡입관(4)과 내부 흡입관(5)의 연결부(6) 영역에 있다.

도 3 및 도 4에는 축적 용기(2)의 하부 영역이 부분적으로 확대된 상태로 도시되어 있다. 냉매 어큐뮬레이터가 갖는 구조상의 특수함은 외부 흡입관(4)과 내부 흡입관(5)의 연결에 있다. 이러한 흡입관 연결은 연결부(6)에 의해 구현된다. 연결부(6)의 상부 단부는 외부 흡입관(4)을 수용하기 위해 소나무형 프로파일로 형성되는 수용부(13)를 가지고 있다. 냉매의 높은 압력에도 불구하고 축적 용기(2)가 자체적으로 압력을 지탱할 필요가 없다는 점은 이러한 구조적 형성에 있어 유용한데, 그 이유는 이러한 압력이 부품을 통과할 때 발생하는 유동 손실로 인한 압력차를 제외하고, 축적 용기(2)의 내부면 및 외부면, 즉 냉매 회로의 저압측에 대해 대략 동일하기 때문이다. 이리하여 축적 용기(2)는 플라스틱으로 형성될 수 있고, 이는 다양한 장점들로 이어진다. 특히 플라스틱들은 일반적으로 단열 특성이 있기 때문에, 주변 그리고 내부 열교환기에 대해 단열 효과가 있다. 따라서 열은 내부 열교환기(15)의 저압부로만 전달되고 축적 용기(2)로는 전달되지 않는데, 그렇지 않고 열이 축적 용기로 전달될 경우, 추가로 축적 용기(2) 내에서는 냉매 액체가 증발되어 이러한 냉매가 원하는 대로 축적 용기에 저장되지 않는다.

외부 흡입관(4)에서 내부 흡입관(5)로 흐르는 저압 흐름의 유동 가이드를 수행하는 연결부(6)의 외부 벽에는 오일 오리피스 홀(7)이 배치되어 있으며, 냉매 증기 흐름은 상기 오일 오리피스 홀을 통해서 오일 섬프 영역(9) 및 그곳에 모이는 냉매 오일과 연결된다. 오일 섬프 영역(9)으로부터 나온 오일은 오일 오리피스 홀(7)을 통해, 연결부(6)의 단부에서 약 180° 방향 전환되어 상부로 내부 흡입관(5) 안까지 흐르는 냉매 증기 흐름에 도달한다. 연결부(6)에는 2개의 환상 링(12)이 일체로 형성되어 있으며, 상기 환상 링들은 필터 링 형태로 된 필터(10)를 밀봉 방식으로 수용하기 위해 사용된다. 외부 흡입관(4)은 수축 연결에 의해 연결부(6)의 수용부(13) 상에 제공된다. 환상 링(12)들은 불순물들로부터 오일 오리피스 홀(7)을 보호하는 필터(10)의 밀봉 지름을 형성한다. 한 추가 형성예에 따르면, 축적 용기(2)의 오일 섬프 영역(9)에는 건조제가 배치되어 있으며, 그 결과 오일 오리피스 홀(7)은 변함없이 필터(10)에 의해 보호된다. 이러한 경우 디스크 형태의 여과망 또는 필터는 과립이 휘날리거나 소용돌이치는 현상을 방지하기 위해 건조제 과립 충전부의 표면을 가압한다. 도면에 도시되지 않은 상기 여과망은 내부 지름 또는 축적 용기(2)의 윤곽선에 상응하는 외부 지름을 가진다. 중앙에는 흡입관 장치(3)를 위한 상응하는 관통구가 존재한다.

오일 오리피스 홀(7)은 냉매 어큐뮬레이터(1)의 용기 축과 관련해서 방사상으로 그리고 내부 흡입관(5)의 하부 단부 아래쪽에, 대략 상기 내부 흡입관(5)의 하부 단부와 연결부(6)의 하부 단부 사이 간격의 절반 높이로 배치되어 있다. 오일 오리피스 홀은 0.29㎜ 내지 2.1㎜의 지름을 가진다. 연결부(6)의 벽 두께는 오일 오리피스 홀의 길이에 상응하며 수치로는 0.49㎜ 내지 2.1㎜이다.

도 5에는 내압식으로 형성된 실린더 배럴(20) 없이 내부 열교환기(15)를 갖는 콤비 부품으로 설계된 냉매 어큐뮬레이터(1)의 형성예가 사시도로 도시되어 있다. 상기 냉매 어큐뮬레이터(1)는 축 방향에서 덮개부(18)와 베이스부(19)에 의해 제한된다. 상부 영역에는 내부 열교환기(15)가 배치되어 있다. 축적 용기(2)의 하부 영역은 내부 열교환기(15)의 아래쪽에서 볼 수 있다.

도 6에는 흡입관 장치(3) 내부에 있는 증기 형태 냉매의 유동 경로(8)가 개략적으로 도시되어 있다. 상기 냉매의 유동 경로(8)는 외부 흡입관(4)과 내부 흡입관(5) 사이 환상 갭을 따라서 하부로 진행된다. 축적 용기(2)의 하부 영역에는 연결부(6)가 존재하며, 이 연결부는 외부에서 수축 연결을 통해 외부 흡입관(4)을 수용하고 상기 외부 흡입관과 연결된다. 이러한 경우 연결부(6)는 계속해서 축적 용기(2)의 베이스부 방향으로 연장되며, 상기 축적 용기의 베이스부에는 내부 흡입관(5)의 수용 및 센터링을 위한 웨브들이 제공되어 있다. 액상 냉매의 흡인에 대비하여 외부 흡입관(4)을 보호하는 덮개 판은 유사한 방식으로 상부 영역에서 내부 흡입관(5)을 (이격된 상태로) 지지한다. 상기 덮개 판은 외부 흡입관(4) 상에 부착되며 3개의 웨브를 갖는데, 상기 웨브들은 내부 흡입관(5)을 외부 흡입관(4) 안으로 가이드 하며, 그리고 환상 갭이 생성되도록 한다. 상기 웨브들은 마찬가지로 연결부(6) 내에 제공되어 있다. 축 방향으로 내부 흡입관(5)은 연결부(6)에 대한 덮개(16)에 의해 지지된다.

냉매 증기 혼합물의 유동 경로(8)는 연결부(6)와 내부 흡입관(5) 사이에서 상기 연결부(6)의 축 방향 단부까지 계속 진행되며, 상기 축 방향 단부에서는 상기 유동 경로(8)가 약 180° 처음에는 내부로, 그 다음에는 상부로 방향 전환된다. 따라서 증기 형태의 냉매가 내부 흡입관(5)에 도달하고 재차 상부로 흐른다. 축적 용기(2)의 오일 섬프 영역(9)에서는, 오일 오리피스 홀(7)이 냉매 어큐뮬레이터(1)의 축을 기준으로 한 방사상 방향에서 연결부(6) 내에 배치되어 있다. 오일 오리피스 홀(7)을 통해 유동 경로(8)가 연결부(6) 내부에서 오일 섬프 영역(9)과 물질 연결 상태로 유지됨으로써, 상기 오일 섬프 영역(9)으로부터 나와 오일 오리피스 홀(7)을 지나는 오일은 증기 형태의 냉매에 의해 흡인 및 동반된다. 연결부(6) 하부 영역에서는 외부 흡입관(4)을 수용하기 위한 수용부(13)에 인접하는 방식으로 환상 링(12)들이 오일 오리피스 홀(7)의 위쪽과 아래쪽에 배치되어 있으며, 상기 환상 링들은 필터(10)를 수용할 목적으로 사용된다.

연결부(6)의 하부 단부에서 유동 경로(8)의 약 180° 방향 전환을 위하여, 환상으로 만곡된 윤곽선은 상기 연결부 안으로 삽입되어 있는데, 이 때문에 상기 유동 경로(8)의 유동 방향 전환이 유동 기술상 가능한 한 손실 없이 수행될 수 있다.

도 7a 및 도 7b에는 축적 용기 덮개(16)가 도시되어 있는데, 즉 도 7a에는 폐쇄되지 않은 개구를 갖는 축적 용기 덮개가 도시되어 있고, 도 7b에는 실드(17)에 의해 폐쇄된 개구를 갖는 축적 용기 덮개가 도시되어 있다. 상기 축적 용기 덮개(16) 역시 축적 용기(2)와 같이 바람직하게 플라스틱으로 설계되어 있으며, 유입되는 냉매의 기체상으로부터 액체상을 분리하기 위한 사이클론 기능을 가진다. 복잡성으로 인해, 사이클론이 집적되는 축적 용기 덮개(16)는 사출 성형 부품으로 일체로 형성될 수 없다. 사출 성형 공법으로 제조 시 몰드로부터 분리 가능성을 위해 축적 용기 덮개(16)는 유입되는 2상 냉매의 엘보 영역에서 실드(17)에 의해 폐쇄되는 개구를 가진다.

도 8에는 흡입관 장치(3)의 하부 영역이 도시되어 있다. 외부 흡입관(4)은 연결부(6)의 수용부(13)를 통해 수축 방식으로 끼워 맞춰진 상태로 도시되어 있다. 필터(10)가 오일 오리피스 홀(7)의 링 필터로서 상류 측에 연결되어 있음으로써, 연결부(6)의 하부 영역에 있는 상기 오일 오리피스 홀(7)은 외부로 배출될 수 있는 불순물 및 그와 더불어 경우에 따라 발생할 수 있는 막힘 및 차단(blocking)을 대비하게 된다. 내부 열교환기(15)가 집적된 콤비 부품으로서 형성예에 도시된 냉매 어큐뮬레이터(1)의 구조상의 특수함에 따르면, 상기 필터(10)는 냉매 어큐뮬레이터(1)에 집적되어 있긴 하지만 오일 섬프 영역(9)에 있는 액상 냉매용 용기 외부에 배치되어 있다. 상기 필터(10)에 추가로, 원추형으로 가늘어지는 오일 섬프 영역(9)에서 축적 용기(2) 하부에는 추가의 필터가 삽입되어 있으며, 이 추가 필터는 내부 열교환기(15)의 저압측 배출구에서 흐르는 전체 냉매 질량 흐름을 필터링한다. 따라서 상기 냉매 어큐뮬레이터(1)에서는, 냉매 증기의 저압측 배출구 바로 앞에서, 즉 내부 열교환기(15)를 거친 후, 100% 필터링이 이루어진다. 냉매 어큐뮬레이터(1)가 매우 큰 내부 표면을 갖기 때문에, 의도치 않은 오염물 반입 가능성이 비교적 높다. 콤비 부품의 배출구 바로 앞에 있는 필터는 허용되지 않은 불순물들과 관련해 어느 정도의 고유한 안전성(intrinsic safety)으로서 장점을 제공한다.

건조제는 냉매 회로 내에 존재해야 하는데, 통상적으로 이러한 건조제는 냉매 어큐뮬레이터(1) 내에 수용된다. 이를 위해, 예를 들면 건조제로서 실리카 겔(silica gel)이 채워지는 직물로 된 주머니가 삽입된다. 본 발명의 바람직한 한 형성예에 따르면, 2 내지 3%까지 물을 흡수할 수 있는 하이그로스코픽 플라스틱(hygroscopic plastic)들이 사용된다. 이러한 수분 흡수율은 건조제 흡수성의 50%까지 부합한다. 그 때문에 생산, 처리 및 운반 과정 동안 주변의 습기로부터 하이그로스코픽 플라스틱으로 이루어진 냉매 어큐뮬레이터(1)들을 보호해야 하거나, 혹은 건조제 양을 대등하게 증가시킬 수밖에 없다. 그러나 건조제 양을 증가시키는 방법은 액상 용매에 있어 냉매 어큐뮬레이터의 저장 능력을 감소시킨다. 이러한 위험을 줄이기 위해 PBT, PE 또는 PP와 같은 물 흡수력이 매우 낮은 플라스틱이 사용된다.

본 발명의 바람직한 한 형성예서는 습기를 흡수하는 플라스틱의 특성을 이용하고 이러한 습기 흡수력을 냉매 건조에 사용한다. 따라서 건조제에 드는 비용이 절감될 수 있고, 그리고 더 많은 양의 액상 냉매에 대한 어큐뮬레이터의 저장 용량 상승이 달성될 수 있다.

1: 냉매 어큐뮬레이터
2: 축적 용기
3: 흡입관 장치
4: 외부 흡입관
5: 내부 흡입관
6: 연결부
7: 오일 오리피스 홀
8: 유동 경로
9: 오일 섬프 영역
10: 필터
11: 환상으로 만곡된 윤곽선
12: 환상 링
13: 수용부
14: 외부 용기
15: 내부 열교환기
16: 축적 용기 덮개
17: 실드
18: 덮개부
19: 베이스부
20: 실린더 배럴

Claims

냉매 어큐뮬레이터(1)로서,
상기 냉매 어큐뮬레이터는 축적 용기(accumulation tank)(2) 및 이 축적 용기 내에 배치된 흡입관 장치(3)를 구비하며,
이 경우 상기 흡입관 장치(3)는 외부 흡입관(4)과 내부 흡입관(5)으로 형성되어 있으며,
상기 흡입관들은 동축으로 그리고 서로 이격되어 배치되어 있고 흡입관(4, 5)들의 하부 단부에 있는 연결부(6)에 의해 유동 경로(8)를 형성하는 방식으로 서로 연결되어 있으며,
상기 연결부(6) 내에는 방사상으로 오일 오리피스 홀(oil orifice hole)(7)이 배치되어 있고,
상기 오일 오리피스 홀은 상기 축적 용기(2)의 오일 섬프 영역(oil sump area)(9)을 상기 흡입관 장치(3) 내 상기 유동 경로(8)와 연결하고,
상기 오일 오리피스 홀(7)의 상류측에는 그 오일 오리피스 홀(7)로 흡인되는 오일을 필터링하는 필터(10)가 구비되며,
상기 필터(10)는 필터 링(filter ring)으로 형성되고, 상기 연결부(6)의 오일 오이피스 홀(7) 영역이 밀봉되게 둘러싸는 것을 특징으로 하는, 냉매 어큐뮬레이터.
제 1항에 있어서,
상기 오일 오리피스 홀(7)이 상기 연결부(6) 내에 상기 내부 흡입관(5)의 하부 단부와 연결부(6)의 하부 단부 사이 간격의 절반 높이로 배치된 것을 특징으로 하는,
냉매 어큐뮬레이터.
삭제
제 1항에 있어서,
압력 손실을 최소화하기 위해 상기 유동 경로(8)의 유동 방향 전환이 180°가 되도록 상기 연결부(6)가 환상으로 만곡된 윤곽선(11)을 가지는 것을 특징으로 하는,
냉매 어큐뮬레이터.
제 1항에 있어서,
상기 연결부(6)가 상기 외부 흡입관(4)을 수용하기 위해 소나무형 프로파일(fir tree profile)로 형성되는 수용부(13)를 가지는 것을 특징으로 하는,
냉매 어큐뮬레이터.
제 1항에 있어서,
상기 연결부(6)가 상기 오일 오리피스 홀(7) 영역에서 0.4㎜ 내지 3㎜의 벽 두께를 가지는 것을 특징으로 하는,
냉매 어큐뮬레이터.
제 1항에 있어서,
상기 오일 오리피스 홀(7)이 0.2㎜ 내지 3㎜의 지름을 가지는 것을 특징으로 하는,
냉매 어큐뮬레이터.
제 1항에 있어서,
상기 축적 용기(2)가 상기 오일 섬프 영역(9)에서 원추형으로 가늘어지는 방식으로 형성된 것을 특징으로 하는,
냉매 어큐뮬레이터.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 오일 오리피스 홀(7) 앞에서 액체층(liquid layer)을 형성하고 상기 필터 링을 수용하기 위해 상기 연결부(6)에 환상 링(12)들이 배치된 것을 특징으로 하는,
냉매 어큐뮬레이터.
제 1항에 있어서,
상기 축적 용기(2)가 내압식 외부 용기(14) 내에 배치되어 있고, 상기 축적 용기(2)와 외부 용기(14) 사이에 냉매 회로용 내부 열교환기(15)가 배치된 것을 특징으로 하는,
냉매 어큐뮬레이터.
제 1 항에 있어서,
상기 축적 용기(2)가 플라스틱으로 형성된 것을 특징으로 하는,
냉매 어큐뮬레이터.
제 12항에 있어서,
상기 축적 용기(2)가 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 물 흡수력이 낮은 플라스틱으로 형성된 것을 특징으로 하는,
냉매 어큐뮬레이터.
제 1항에 있어서,
상기 축적 용기(2)는 축적 용기 덮개(16)에 의해 상부가 폐쇄되어 있고, 상기 축적 용기 덮개(16)는 엘보(elbow) 영역에서 실드(shield)(17)에 의해 폐쇄 가능하게 형성된 개구를 가지는 것을 특징으로 하는,
냉매 어큐뮬레이터.
제 14항에 있어서,
상기 축적 용기 덮개(16)가 냉매 증기-액체 혼합물의 사이클론으로서 형성된 것을 특징으로 하는,
냉매 어큐뮬레이터.