KR101908301B1 - 쉘-튜브형 응축기 및 그를 갖는 냉동 사이클 장치 - Google Patents

쉘-튜브형 응축기 및 그를 갖는 냉동 사이클 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 쉘-튜브형 응축기는 상부에 냉매와 오일이 유입되는 유입구가 형성되고 하부에 냉매가 유출되는 유출구가 형성된 쉘과; 쉘의 내부에 배치되고 냉매를 응축시키는 유체가 통과하는 이너 튜브와; 유입구와 이너 튜브 사이에 설치되고 유입구를 통과한 냉매와 오일 중 오일을 수거하는 오일 수거판과; 오일 수거판에 수거된 오일을 안내하는 오일 튜브를 포함하여, 열교환 성능이 향상될 수 있고, 쉘-튜브형 응축기의 외부에 설치되는 타 오일분리기의 크기를 최소화하거나 쉘-튜브형 응축기의 외부에 별도의 오일분리기를 설치할 필요가 없는 이점이 있다.

Description

쉘-튜브형 응축기 및 그를 갖는 냉동 사이클 장치{Condenser having oil separator and Refrigerating cycle apparatus having the same}
본 발명은 쉘-튜브형 응축기 및 그를 갖는 냉동 사이클 장치에 관한 것으로서, 특히 쉘 내부에 오일 수거판이 설치되어 쉘로 유입된 오일을 오일 수거판이 수거하는 쉘-튜브형 응축기 및 그를 갖는 냉동 사이클 장치에 관한 것이다.
일반적으로 냉동 사이클 장치는 냉매가 순환되는 압축기와, 응축기와, 팽창기와, 증발기를 포함한다.
냉동 사이클 장치는 압축기의 구동시 오일이 냉매와 함께 토출될 수 있고, 압축기와 응축기의 사이에 오일분리기가 설치될 수 있다.
오일분리기는 압축기에서 토출된 냉매와 오일 중에서 오일을 분리하여 오일 회수 유로를 통해 압축기의 흡입측으로 회수시킬 수 있다.
등록실용신안공보 20-0217628(2001.01.10)
종래 기술에 따른 냉동 사이클 장치는 압축기와 응축기의 사이에 오일분리기가 설치되므로, 공간 활용도가 낮고, 응축기 내의 오일과 증발기 내의 오일이 압축기로 효율적으로 회수되지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 쉘로 유입된 오일을 효율적으로 수거할 수 있는 쉘-튜브형 응축기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 압축기의 출구측에 오일분리기를 설치할 필요가 없거나 압축기의 출구측에 설치되는 오일분리기의 크기를 최소화할 수 있는 쉘-튜브형 응축기를 갖는 냉동 사이클 장치를 제공하는데 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 쉘-튜브형 응축기는 상부에 냉매와 오일이 유입되는 유입구가 형성되고 하부에 냉매가 유출되는 유출구가 형성된 쉘과; 상기 쉘의 내부에 배치되고 냉매를 응축시키는 유체가 통과하는 이너 튜브와; 상기 유입구와 이너 튜브 사이에 설치되고 상기 유입구를 통과한 냉매와 오일 중 오일을 수거하는 오일 수거판과; 상기 오일 수거판에 수거된 오일을 안내하는 오일 튜브를 포함한다.
본 발명에 따른 쉘-튜브형 응축기를 갖는 냉동 사이클 장치는 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매가 응축되고 오일분리기가 내장된 쉘-튜브형 응축기와, 상기 쉘-튜브형 응축기에서 응축된 냉매가 팽창되는 팽창기와, 상기 팽창기에서 팽창된 냉매가 증발되는 쉘-튜브형 증발기와, 상기 쉘-튜브형 응축기의 오일과 쉘-튜브형 증발기의 오일을 상기 압축기로 회수시키는 이젝터 기구를 포함하고, 상기 쉘-튜브형 응축기는 상부에 냉매와 오일이 유입되는 유입구가 형성되고, 하부에 냉매가 유출되는 유출구가 형성된 쉘과; 상기 쉘의 내부에 배치되고 냉매를 응축시키는 유체가 통과하는 이너 튜브를 포함하며, 상기 오일분리기는 상기 유입구와 이너 튜브 사이에 설치되고, 상기 유입구를 통과한 냉매와 오일 중 오일을 수거하는 오일 수거판과; 상기 오일 수거판에 수거된 오일을 상기 이젝터 기구로 안내하는 오일 튜브를 포함한다.
상기 이젝터 기구는 메인 유로와 상기 메인 유로에 연결된 합류 유로를 갖는 이젝터와; 상기 압축기와 쉘-튜브형 증발기를 연결하는 흡입배관과 상기 압축기 중 하나와 상기 메인 유로를 연결하는 이젝터 토출 유로와; 상기 합류 유로와 쉘-튜브형 증발기를 연결하는 증발기 오일회수유로와; 상기 오일 튜브와 메인 유로를 연결하는 이젝터 흡입 유로를 포함할 수 있다.
상기 오일 수거판의 일예는 메쉬와, 상기 메쉬가 고정되고 상기 오일 튜브가 연결되는 고정대를 포함할 수 있다.
상기 오일 수거판의 다른 예는 상판에 홀이 형성되고 내부에 오일이 안내되는 오일 유로가 형성되며 상기 오일 튜브가 상기 오일 유로에 연통되는 박스체를 포함할 수 있다.
상기 홀은 복수개가 이격 형성될 수 있다.
상기 홀은 상기 유입구 보다 크게 형성될 수 있다.
상기 홀은 하측으로 갈수록 면적이 감소되는 사다리꼴 단면 형상으로 형성될 수 있다.
상기 오일 수거판의 또 다른 예는 상판에 그릴이 형성되고 내부에 오일이 안내되는 오일 유로가 형성되며 상기 오일 튜브가 상기 오일 유로에 연통되는 박스체를 포함할 수 있다.
상기 오일 유로는 상기 오일 튜브를 향해 하향 경사진 경사 유로를 갖을 수 있다.
상기 오일 수거판은 상기 오일 튜브를 향해 하향 경사지게 설치될 수 있다.
본 발명은 쉘의 내부로 유입된 냉매와 오일 중 오일이 오일 수거판에 수거되어 오일 튜브로 안내되므로, 열교환 성능이 향상될 수 있고, 쉘-튜브형 응축기 외부에 설치되는 타 오일분리기의 크기를 최소화하거나 쉘-튜브형 응축기의 외부에 별도의 오일분리기를 설치할 필요가 없는 이점이 있다.
또한, 하나의 이젝터 기구가 쉘-튜브형 응축기의 오일과 쉘-튜브형 증발기의 오일을 모두 압축기로 회수시킬 수 있고, 오일 수거판에서 수거된 후 오일 튜브로 안내된 오일과 오일 수거판과 오일 튜브를 통과한 고압의 냉매 가스가 이젝터의 구동력으로 사용되므로, 구조가 간단한 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 쉘-튜브형 응축기를 갖는 냉동 사이클 장치의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 쉘-튜브형 응축기 제 1 실시예의 일부 절결 단면도,
도 3은 도 2에 도시된 오일분리기의 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 쉘-튜브형 응축기 제 2 실시예의 일부 확대 단면도,
도 5는 도 4에 도시된 오일분리기의 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 쉘-튜브형 응축기 제 3 실시예의 일부 확대 단면도,
도 7은 도 6에 도시된 오일분리기의 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 쉘-튜브형 응축기 제 4 실시예의 일부 확대 단면도,
도 9는 도 8에 도시된 오일분리기의 사시도,
도 10은 본 발명에 따른 쉘-튜브형 응축기 제 5 실시예의 일부 확대 단면도,
도 11은 도 10에 도시된 오일분리기의 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 쉘-튜브형 응축기를 갖는 냉동 사이클 장치의 구성도이다.
본 실시예에 따른 쉘-튜브형 응축기를 갖는 냉동 사이클 장치는 냉매를 압축하는 압축기(2)와, 압축기(2)에서 압축된 냉매가 응축되고 오일분리기(4)가 내장된 쉘-튜브형 응축기(6)와, 쉘-튜브형 응축기(6)에서 응축된 냉매가 팽창되는 팽창기(8)와, 팽창기(8)에서 팽창된 냉매가 증발되는 쉘-튜브형 증발기(10)와, 쉘-튜브형 응축기(6)의 오일과 쉘-튜브형 증발기(10)의 오일을 압축기(2)로 회수시키는 이젝터 기구(12)를 포함하고, 냉매는 압축기(2)와 쉘-튜브형 응축기(6)와 팽창기(8)와 쉘-튜브형 증발기(10)를 순환한다.
쉘-튜브형 응축기를 갖는 냉동 사이클 장치는 쉘-튜브형 응축기(6)가 냉각탑(미도시)과 냉각수 배관(13)(14)으로 연결되고, 쉘-튜브형 증발기(10)가 냉각 코일 등의 냉수 수요처(미도시)와 냉수 배관(15)(16)로 연결될 경우, 냉각수가 쉘-튜브형 응축기(6)에서 냉매를 응축시키고, 냉수가 쉘-튜브형 증발기(10)에서 냉매를 증발시키며, 쉘-튜브형 증발기(10)에서 냉매를 증발시킨 냉수가 냉수 수요처에서 사용되는 칠러(Chiller)로 구성될 수 있다. 이하 쉘-튜브형 응축기(6)가 냉각탑(미도시)과 냉각수 유로(13)(14)로 연결되고, 쉘-튜브형 증발기(10)가 냉수 수요처와 냉수 유로(15)(16)로 연결되는 것으로 설명한다.
압축기(2)는 쉘-튜브형 증발기(10)에서 증발된 냉매가 압축되는 것으로서, 로터리 압축기와, 스크롤 압축기와, 스크류 압축기의 하나로 구성될 수 있고, 운전 용량이 가변되게 구성될 수 있으며, 냉매를 다단으로 압축하게 구성될 수 있다.
압축기(2)는 냉매가 압축되는 압축실을 갖는 압축부와, 압축부가 냉매를 압축하는 구동력을 제공하는 모터부를 포함한다.
압축기(2)는 내부에 모터부와 압축부의 손상을 방지하기 위한 오일이 담겨지며, 오일은 냉매의 토출시 냉매와 함께 토출된다.
압축기(2)는 쉘-튜브형 증발기(10)와 흡입배관(18)으로 연결되어 쉘-튜브형 증발기(10)에서 증발된 냉매가 흡입배관(18)을 통해 압축기(2)로 흡입되고, 쉘-튜브형 응축기(6)와 토출배관(20)으로 연결되어 압축기(2)에서 토출된 냉매가 토출배관(20)을 통해 쉘-튜브형 응축기(6)로 토출된다.
쉘-튜브형 응축기를 갖는 냉동 사이클 장치는 오일분리기(4)가 쉘-튜브형 응축기(6)에 내장되므로, 토출배관(20)에 별도의 오일분리기가 설치될 필요가 없거나 오일분리기(4)가 쉘-튜브형 응축기(6)에 내장되지 않는 경우 보다 소형의 오일 분리기가 설치될 수 있다. 이하, 토출배관(20)에 별도의 오일 분리기가 설치되지 않는 경우로 설명하고, 토출배관(20)은 일단이 압축기(2)에 연결될 수 있고 타단이 쉘-튜브형 응축기(6)에 연결될 수 있다.
오일분리기(4)는 쉘-튜브형 응축기(6)의 내부에 설치되어, 쉘-튜브형 응축기(6) 내부로 유입된 냉매와 오일 중에서 오일을 수거한다.
쉘-튜브형 응축기(6)는 팽창기(8)와 팽창기 연결배관(22)으로 연결될 수 있다.
쉘-튜브형 응축기(6)는 상부에 냉매와 오일이 유입되는 유입구(24)가 형성되고, 하부에 냉매가 유출되는 유출구(26)가 형성된 쉘(28)과; 쉘(28)의 내부에 배치되고 냉매를 응축시키는 유체가 통과하는 이너 튜브(30)를 포함할 수 있다.
쉘(28)은 유입구(24)에 토출배관(20)이 연결될 수 있고, 유출구(26)에 팽창기 연결배관(22)이 연결될 수 있다.
쉘(28)은 내부에 냉매가 이너 튜브(30)와 열교환되면서 응축되는 응축 공간이 형성되고, 응축 공간은 쉘(28)의 길이 방향으로 길게 형성될 수 있다.
이너 튜브(30)는 쉘(28) 내부에 쉘(28)의 길이 방향으로 길게 배치될 수 있고, 냉각수 배관(13)(14)과 연결될 수 있으며, 이너 튜브(30)를 통과하는 유체는 냉각수 배관(13)(14)을 통해 유입된 냉각수가 될 수 있다.
오일분리기(4)는 유입구(24)와 이너 튜브(30) 사이에 유입구(24)와 이격되어 설치되고, 상면이 유입구(24)와 대향되어 유입구(24)를 통과한 냉매와 오일이 상기 상면에 직접 충돌되며, 유입구(24)를 통과한 냉매와 오일 중 오일을 수거하는 오일 수거판(32)과; 오일 수거판(32)에 수거된 오일을 안내하는 오일 튜브(34)를 포함한다.
오일 수거판(32)은 유입구(24)를 통과한 냉매와 오일이 이너 튜브(30)에 직접 충돌되는 것을 막는 충돌 방지판으로 기능할 수 있고, 냉매와 오일중 오일이 오일 수거판(32)에 모인 후 오일 튜브(34)로 유동되게 구성된다.
즉, 유입구(24)를 통과한 냉매와 오일은 유입구(24)의 하측 위치에서 오일 수거판(32)에 먼저 충돌되고, 이때 액상인 오일은 오일 수거판(32)을 따라 오일 튜브(34)로 흐르며, 기상인 냉매는 오일 수거판(32)에 부딪힌 후 오일 수거판(32)과 쉘(28) 사이를 통해 유동되고 쉘(28) 내부에서 이너 튜브(30)와 열교환된다.
오일 수거판(32)은 유입구(24)의 하측 위치에 유입구(24)와 대향되게 설치되고, 그 면적이 유입구(24)의 면적 보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
오일 튜브(34)는 이젝터 기구(12)와 연결될 수 있다.
팽창기(8)는 쉘-튜브형 응축기(6)에서 응축된 냉매가 팽창되는 것으로서, 캐필러리 튜브나 전자팽창밸브(EEV, electronic expansion valves)로 이루어질 수 있다.
쉘-튜브형 증발기(10)는 팽창기(8)와 팽창기 연결배관(36)으로 연결된다.
쉘-튜브형 증발기(10)는 냉매가 유입되는 유입구(38)와 냉매가 유출되는 유출구(40)가 형성된 쉘(42)과, 쉘(42) 내부에 배치되고 냉매를 증발시키는 유체가 통과하는 이너 튜브(44)를 포함할 수 있다.
쉘(42)는 유입구(38)에 팽창기 연결배관(36)이 연결될 수 있고, 유출구(40)에 흡입배관(18)이 연결될 수 있다.
쉘(42)은 내부에 냉매가 이너 튜브(44)와 열교환되면서 증발되는 증발 공간이 형성되고, 증발 공간은 쉘(42)의 길이 방향으로 길게 형성될 수 있다.
이너 튜브(44)는 쉘(42) 내부에 쉘(42)의 길이 방향으로 길게 배치될 수 있고, 냉수 배관(15)(16)과 연결될 수 있으며, 이너 튜브(44)를 통과하는 유체는 냉수 배관(15)(16)을 통해 유입된 냉수가 될 수 있다.
이젝터 기구(12)는 쉘-튜브형 응축기(6) 내의 오일이 팽창기(8)와 쉘-튜브형 증발기(10)를 바이패스하여 압축기(2)로 회수되게 함과 아울러 쉘-튜브형 증발기(10) 내의 오일이 쉘-튜브형 증발기(10)의 유출구(40)를 바이패스 하여 압축기(2)로 회수되게 할 수 있다.
이젝터 기구(12)는 메인 유로(50)와 메인 유로(50)에 연결된 합류 유로(52)를 갖는 이젝터(54)를 포함할 수 있다.
이젝터(54)는 유체가 메인 유로(50) 중 관로가 협소한 부분을 통과할 때 합류 유로(52)에 흡인력이 발생되게 하는 진공 이젝터로 이루어질 수 있고, 전체적인 형상이 " T " 자 형상으로 형성될 수 있다.
이젝터 기구(12)는 메인 유로(50)로 고온 고압의 냉매와 고온의 오일이 흐르게 구성되고, 합류 유로(52)로 쉘-튜브형 증발기(10)의 오일이 흡인되게 구성될 수 있다.
이젝터 기구(12)는 합류 유로(52)와 쉘-튜브형 증발기(10)를 연결하는 증발기 오일회수유로(56)를 포함할 수 있다.
이젝터 기구(12)는 메인 유로(50)를 통과한 냉매와 오일이 흡입배관(18)을 통해 압축기(2)로 흡입되도록 이젝터 토출 유로(58)가 메인 유로(50)와 흡입배관(18)에 연결되는 것이 가능하고, 메인 유로(50)를 통과한 냉매와 오일이 압축기(2)로 직접 흡입되도록 이젝터 토출 유로(58)가 메인 유로(50)와 압축기(2)에 연결되는 것이 가능하다.
이젝터 기구(12)는 이젝터 흡입 유로(60)가 쉘-튜브형 응축기(6)의 쉘(28)과 토출배관(20)과 오일 튜브(34) 중 하나에 일단이 연결되고 메인 유로(50)에 타단이 연결될 수 있다.
이젝터 흡입 유로(60)는 토출배관(20)에 일단이 연결되고 메인 유로(50)에 타단이 연결될 경우, 이젝터 기구(12)는 오일 튜브(34)의 오일을 이젝터 흡입 유로(60) 또는 메인 유로(50)로 안내하는 오일 안내 유로(미도시)를 더 포함할 수 있고, 토출배관(20)에서 이젝터 흡입 유로(60)를 통해 메인 유로(50)로 유동된 오일 및 냉매와 오일 튜브(34)에서 오일 안내 유로를 통해 메인 유로(50)로 유동된 오일 및 냉매는 이젝터(54)의 구동력을 발생시키는데 사용된다.
이젝터 흡입 유로(60)는 쉘-튜브형 응축기(6)의 쉘(28)에 일단이 연결되고, 메인 유로(50)에 타단이 연결될 수 경우, 이젝터 기구(12)는 오일 튜브(34)의 오일을 이젝터 흡입 유로(60) 또는 메인 유로(50)로 안내하는 오일 안내 유로(미도시)를 더 포함할 수 있고, 쉘-튜브형 응축기(6)의 쉘(28)에서 이젝터 흡입 유로(60)를 통해 메인 유로(50)로 유동된 냉매와 오일 튜브(34)에서 오일 안내 유로를 통해 메인 유로(50)로 유동된 오일 및 냉매는 이젝터(54)의 구동력을 발생시키는데 사용된다.
이젝터 흡입 유로(60)는 오일 튜브(34)에 일단이 연결되고 메인 유로(50)에 타단이 연결될 수 있고, 오일 튜브(34)에서 이젝터 흡입 유로(60)를 통해 메인 유로(50)로 유동된 오일과 냉매는 이젝터(54)의 구동력을 발생시키는데 사용된다.
이젝터 기구(12)는 이젝터 흡입 유로(60)가 오일 튜브(34)에 연결될 경우, 별도의 오일 안내 유로가 필요하지 않고 구조가 간단하므로 이젝터 흡입 유로(60)가 오일 튜브(34)에 연결되는 것이 바람직하다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 압축기(2)의 구동시, 압축기(2)에서는 고온 고압의 기상냉매가 토출되고, 이때 압축기(2) 내의 오일은 고온 고압의 기상냉매와 함께 토출배관(20)으로 토출된다.
토출배관(20)으로 토출된 냉매와 오일은 쉘-튜브형 응축기(6)의 유입구(24)를 통과하여 쉘-튜브형 응축기(6)의 쉘(28) 내부로 유입된다. 쉘(28) 내부로 유입된 냉매와 오일은 오일 수거판(32)에 먼저 충돌된다. 냉매와 오일 중 액상인 오일은 일부가 오일 수거판(32)에 수거되어 오일 튜브(34)로 흐르고, 나머지가 쉘-튜브형 응축기(6)의 쉘(28) 내측 하부로 유동된다. 그리고, 냉매는 일부가 오일 수거판(32)을 통해 오일 튜브(34)로 흐르며, 나머지가 오일 수거판(32)과 쉘(28) 사이로 유동된 후 쉘(28) 내부에서 이너 튜브(30)와 열교환되어 응축된다.
쉘-튜브형 응축기(6)의 쉘(28) 내측 하부로 유동된 오일과 쉘(28)내부에서 응축된 액상 냉매는 유출구(26)를 통과하여 팽창기(8)로 유동되고, 팽창기(8)로 오일과 함께 유동된 냉매는 팽창기(8)를 통과하면서 팽창되고 오일과 함께 쉘-튜브형 증발기(10)로 유동된다.
쉘-튜브형 증발기(10)로 유동된 냉매와 오일은 쉘-튜브형 증발기(10)의 쉘(42)로 유입되고, 냉매와 오일 중 냉매는 쉘-튜브형 증발기(10)의 쉘(42) 내부에서 이너 튜브(44)와 열교환되어 증발되고, 오일은 증발기(10) 내에 남는다. 이너 튜브(44)와 열교환되면서 증발된 냉매는 흡입배관(18)을 통해 압축기(2)로 흡입된다.
상기와 같은 냉매의 순환시 오일 튜브(34)로 유동된 오일과 냉매는 이젝터 흡입 유로(60)로 유동되고, 이젝터(54)의 메인 유로(50)를 통과한다. 냉매와 오일이 이젝터(54)의 메인 유로(50)를 통과할 때 이젝터(54)의 합류 유로(52)에는 흡인력이 발생되고, 쉘-튜브형 증발기(10)의 오일은 증발기 오일회수유로(56)를 통해 합류 유로(52)로 흡인된다. 합류 유로(52)로 흡입된 오일은 메인 유로(50)를 흐르는 냉매와 오일에 혼합되고, 이후 이젝터 토출 유로(58)를 통과하여 압축기(2)로 회수된다.
도 2는 본 발명에 따른 쉘-튜브형 응축기 제 1 실시예의 일부 절결 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 오일분리기의 사시도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 오일 수거판(32)은 메쉬(70)와, 메쉬(70)가 고정되고 오일 튜브(34)가 연결되는 고정대(72)를 포함할 수 있다.
고정대(72)는 상면과 하면이 개방되게 형성되는 것이 가능하고, 상면이 개방되고 하면이 막히게 형성되는 것이 가능하다.
고정대(72)의 상면과 하면이 모두 개방될 경우 유입구(24)로 유입된 오일은 메쉬(70)와 충돌되면서 메쉬(70)에 걸려져서 메쉬(70)를 따라 흐르고, 유입구(24)로 유입된 냉매는 메쉬(70)와 충돌되면서 메쉬(70)를 통과하고 이후 오일 수거판(32)의 하면을 통과하여 오일 수거판(32)의 하측으로 유동될 수 있다.
고정대(72)의 상면이 개방되고 고정대(72)의 하면이 하판에 의해 막힐 경우, 유입구(24)로 유입된 오일은 메쉬(70)와 충돌되면서 메쉬(70)에 걸려져서 메쉬(70)를 따라 흐르고, 유입구(24)로 유입된 냉매는 메쉬(70)와 충돌되면서 메쉬(70)를 통과하고 이후 오일 수거판(32)의 하판에 충돌된 후 다시 고정대(72)의 상면을 통과하여 고정대(72)와 쉘(28)의 사이로 유동될 수 있다.
오일 수거판(32)은 고정대(72)의 상면이 개방되고 고정대(72)의 하면이 막힐 경우, 메쉬(70)에서 걸러지지 못한 오일이 고정대(72)의 하판을 따라 오일 튜브(34)로 유동될 수 있고, 냉매가 고정대(72)의 하판에 충돌된 후 넓게 분산될 수 있다.
오일 수거판(32)은 오일 튜브(34)를 향해 하향 경사지게 설치될 수 있다.
오일 수거판(32)은 고정대(72)의 하면이 막힌 경우, 오일 튜브(34)를 향해 하향 경사진 경사 유로가 형성되어 오일이 경사 유로를 따라 오일 튜브(34)로 유동되게 할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 쉘-튜브형 응축기 제 2 실시예의 일부 확대 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 오일분리기의 사시도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 오일 수거판(32)은 상판에 홀(80)이 형성되고 내부에 오일이 안내되는 오일 유로(82)가 형성되며 오일 튜브(34)가 오일 유로(82)에 연통되는 박스체(84)를 포함할 수 있고, 오일 수거판(32) 이외의 기타 구성 및 작용은 본 발명에 따른 쉘-튜브형 응축기 제 1 실시예와 동일하거나 유사하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 즉, 오일 수거판(32)은, 상기 상면을 형성하고 오일 유로(82)와 상하로 통하는 홀(80)이 형성되는 상판과, 상기 상판으로부터 하측으로 이격되어 상기 상판과 대향 배치되고, 홀(80)을 통과한 오일을 오일 튜브(34)로 안내하는 오일 유로(82)를 상기 상판과의 이격된 사이에 형성하는 하판을 포함한다.
홀(80)은 복수개가 이격 형성될 수 있고, 원형 또는 다각형으로 형성될 수 있다.
박스체(84)는 그 면적이 유입구(24) 보다 크게 형성되는 것이 바람직하고, 하면과 둘레면이 막히게 형성되어 박스체(84) 내부로 유입된 오일이 박스체(84)의 주변으로 누유되지 않고 오일 유로(82)를 따라 오일 튜브(34)로 흐르게 한다.
오일 수거판(32)은 유입구(24)의 하측 위치에 수평하게 설치되는 것이 가능하고, 유입구(24)의 하측 위치에 오일 튜브(34)를 향해 하향 경사지게 설치되는 것이 가능하다.
오일 수거판(32)은 수평하게 설치될 경우, 오일 유로(82)가 오일 튜브를 향해 하향 경사진 경사 유로를 갖는 것이 바람직하다.
본 실시예에 따른 쉘-튜브형 응축기는, 유입구(24)를 통과한 냉매와 오일이 박스체(84)의 상판에 부딪히고, 이때 오일이 홀(80)을 통과해 박스체(84)의 내부로 유입된 후 오일 유로(82)를 통해 오일 튜브(34)로 흐른다.
도 6은 본 발명에 따른 쉘-튜브형 응축기 제 3 실시예의 일부 확대 단면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 오일분리기의 사시도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 오일 수거판(32)은 홀(90)이 유입구(24) 보다 크게 형성되고, 홀(90) 이외의 기타 구성 및 작용이 본 발명에 따른 쉘-튜브형 응축기 제 2 실시예와 동일하거나 유사하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
즉, 오일 수거판(32)은 상판에 유입구(24) 보다 큰 홀(90)이 형성되고 내부에 오일이 안내되는 오일 유로(82)가 형성되며 오일 튜브(34)가 오일 유로(82)에 연통되는 박스체(84)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 쉘-튜브형 응축기는, 유입구(24)를 통과한 냉매와 오일이 박스체(84)의 홀(90)을 통과하여 박스체(84)의 내부로 유입된다. 박스체(84)의 내부로 유입된 오일은 박스체(84)의 하판에 충돌되어 오일 유로(82)에 수거되고, 오일 유로(82)를 따라 오일 튜브(34)로 유동된다. 그리고, 박스체(84)의 내부로 유입된 냉매는 박스체(84)의 하판에 충돌 된 후 다시 홀(90)을 통과하고, 박스체(84)와 쉘(28)의 사이로 유동될 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 쉘-튜브형 응축기 제 4 실시예의 일부 확대 단면도이고, 도 9는 도 8에 도시된 오일분리기의 사시도이다.
도 8 및 도 9에 도시된 오일 수거판(32)은 홀(100)이 하측으로 갈수록 면적이 감소되는 사다리꼴 단면 형상으로 형성되고, 홀(100) 이외의 기타 구성 및 작용이 본 발명에 따른 쉘-튜브형 응축기 제 2 실시예와 동일하거나 유사하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
즉, 오일 수거판(32)은 상판에 사다리꼴 단면 형상의 홀(100)이 형성되고 내부에 오일이 안내되는 오일 유로(82)가 형성되며 오일 튜브(34)가 오일 유로(82)에 연통되는 박스체(84)를 포함할 수 있다.
오일 수거판(32)은 홀(100)을 형성하고 상하 방향으로 개구된 돌출부(102)가 박스체(84)의 내부를 향해 돌출되게 형성될 수 있고, 돌출부(102)는 하측으로 갈수록 개구 면적이 작아지게 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 쉘-튜브형 응축기는, 유입구(24)를 통과한 냉매와 오일이 박스체(84)의 홀(100)을 통과하여 박스체(84)의 내부로 유입된다. 박스체(84)의 내부로 유입된 오일은 박스체(84)의 하판에 충돌되어 오일 유로(82)에 수거되고, 오일 유로(82)를 따라 오일 튜브(34)로 유동된다. 한편, 박스체(84)의 하판에 충돌된 오일 중 일부는 홀(100)을 향해 유동될 수 있으나, 돌출부(102)에 막혀서 박스체(84)의 상측으로 튀기는 것이 최소화된다.
도 10은 본 발명에 따른 쉘-튜브형 응축기 제 5 실시예의 일부 확대 단면도이고, 도 11은 도 10에 도시된 오일분리기의 사시도이다.
도 10 및 도 11에 도시된 오일 수거판(32)은 상판에 그릴(110)이 형성되고 내부에 오일이 안내되는 오일 유로(82)가 형성되며 오일 튜브(34)가 오일 유로(82)에 연통되는 박스체(84)를 포함할 수 있고, 오일 수거판(32) 이외의 기타 구성 및 작용은 본 발명에 따른 쉘-튜브형 응축기 제 2 실시예와 동일하거나 유사하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
그릴(110)은 유입구(24)를 통해 유입된 냉매와 오일을 분산시키는 기능을 할 수 있고, 단면 형상이 라운드지게 형성되어, 오일 유로(82)의 오일이 그릴(110) 사이의 틈을 통해 박스체(84)의 상측으로 튀는 것을 최소화할 수 있다.
2: 압축기 4: 오일 분리기
6: 쉘-튜브형 응축기 8: 팽창기
10: 쉘-튜브형 증발기 12: 이젝터 기구
24: 유입구 26: 유출구
28: 쉘 30: 이너 튜브
32: 오일 수거판 34: 오일 튜브
50: 메인 유로 52: 합류 유로
54: 이젝터 56: 증발기 오일회수유로
58: 이젝터 토출 유로 60: 이젝터 흡입 유로
70: 메쉬 72: 고정대
80: 홀 82: 오일 유로
84: 박스체 90: 홀
100: 홀 110: 그릴

Claims (20)

  1. 상부에 냉매와 오일이 유입되는 유입구가 형성되고 하부에 냉매가 유출되는 유출구가 형성된 쉘과;
    상기 쉘의 내부에 배치되고 냉매를 응축시키는 유체가 통과하는 이너 튜브와;
    상기 유입구와 이너 튜브 사이에 상기 유입구와 이격되어 설치되고, 상면이 상기 유입구와 대향되어 상기 유입구를 통과한 냉매와 오일이 상기 상면에 직접 충돌되며, 상기 유입구를 통과한 냉매와 오일 중 오일을 수거하고, 내부에 수거된 오일이 안내되는 오일 유로가 형성되는 오일 수거판과;
    상기 오일 수거판에 결합되어 상기 오일 유로와 연통되고, 상기 오일 수거판에서 수거된 오일을 안내하는 오일 튜브를 포함하고,
    상기 오일 수거판은,
    상기 상면을 형성하고, 상기 오일 유로와 상하로 통하는 홀이 형성되는 상판과,
    상기 상판으로부터 하측으로 이격되어 상기 상판과 대향 배치되고, 상기 홀을 통과한 오일을 상기 오일 튜브로 안내하는 상기 오일 유로를 상기 상판과의 이격된 사이에 형성하는 하판을 포함하는 쉘-튜브형 응축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오일 수거판은 상기 홀이 복수로 형성되어 상기 상판에 설치된 메쉬를 포함하는 쉘-튜브형 응축기.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀은 복수개가 이격 형성된 쉘-튜브형 응축기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀은 상기 유입구 보다 크게 하나가 형성된 쉘-튜브형 응축기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀은 하측으로 갈수록 면적이 감소되는 사다리꼴 단면 형상으로 복수개가 형성된 쉘-튜브형 응축기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 오일 수거판은 상기 상판에 단면 형상이 라운드지게 형성된 복수개의 그릴 사이에 상기 홀이 형성되는 쉘-튜브형 응축기.
  8. 제 1 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오일 유로는 상기 오일 튜브를 향해 하향 경사진 경사 유로를 갖는 쉘-튜브형 응축기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 오일 수거판은 상기 오일 튜브를 향해 하향 경사지게 설치된 쉘-튜브형 응축기.
  10. 냉매를 압축하는 압축기와,
    상기 압축기에서 압축된 냉매가 응축되고 오일분리기가 내장된 쉘-튜브형 응축기와,
    상기 쉘-튜브형 응축기에서 응축된 냉매가 팽창되는 팽창기와,
    상기 팽창기에서 팽창된 냉매가 증발되는 쉘-튜브형 증발기와,
    상기 쉘-튜브형 응축기의 오일과 쉘-튜브형 증발기의 오일을 상기 압축기로 회수시키는 이젝터 기구를 포함하고,
    상기 쉘-튜브형 응축기는 상부에 냉매와 오일이 유입되는 유입구가 형성되고, 하부에 냉매가 유출되는 유출구가 형성된 쉘과; 상기 쉘의 내부에 배치되고 냉매를 응축시키는 유체가 통과하는 이너 튜브를 포함하며,
    상기 오일분리기는,
    상기 유입구와 이너 튜브 사이에 상기 유입구와 이격되어 설치되고, 상면이 상기 유입구와 대향되어 상기 유입구를 통과한 냉매와 오일이 상기 상면에 직접 충돌되며, 상기 유입구를 통과한 냉매와 오일 중 오일을 수거하고, 내부에 수거된 오일이 안내되는 오일 수거판과;
    상기 오일 수거판에 결합되어 상기 오일 유로와 연통되고, 상기 오일 수거판에서 수거된 오일을 상기 이젝터 기구로 안내하는 오일 튜브를 포함하고,
    상기 오일 수거판은,
    상기 상면을 형성하고, 상기 오일 유로와 상하로 통하는 홀이 형성되는 상판과,
    상기 상판으로부터 하측으로 이격되어 상기 상판과 대향 배치되고, 상기 홀을 통과한 오일을 상기 오일 튜브로 안내하는 상기 오일 유로를 상기 상판과의 이격된 사이에 형성하는 하판을 포함하는 쉘-튜브형 응축기를 갖는 냉동 사이클 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 이젝터 기구는 메인 유로와 상기 메인 유로에 연결된 합류 유로를 갖는 이젝터와;
    상기 압축기와 쉘-튜브형 증발기를 연결하는 흡입배관과 상기 압축기 중 하나와 상기 메인 유로를 연결하는 이젝터 토출 유로와;
    상기 합류 유로와 쉘-튜브형 증발기를 연결하는 증발기 오일회수유로와;
    상기 오일 튜브와 메인 유로를 연결하는 이젝터 흡입 유로를 포함하는 쉘-튜브형 응축기를 갖는 냉동 사이클 장치.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 오일 수거판은 상기 홀이 복수로 형성되어 상기 상판에 설치된 메쉬를 포함하는 쉘-튜브형 응축기를 갖는 냉동 사이클 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 홀은 복수개가 이격 형성된 쉘-튜브형 응축기를 갖는 냉동 사이클 장치.
  16. 제 10 항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 홀은 상기 유입구 보다 크게 하나가 형성된 쉘-튜브형 응축기를 갖는 냉동 사이클 장치.
  17. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 홀은 하측으로 갈수록 면적이 감소되는 사다리꼴 단면 형상으로 복수개가 형성된 쉘-튜브형 응축기를 갖는 냉동 사이클 장치.
  18. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 오일 수거판은 상기 상판에 단면 형상이 라운드지게 형성된 복수개의 그릴 사이에 상기 홀이 형성되는 쉘-튜브형 응축기를 갖는 냉동 사이클 장치.
  19. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 오일 유로는 상기 오일 튜브를 향해 하향 경사진 경사 유로를 갖는 쉘-튜브형 응축기를 갖는 냉동 사이클 장치.
  20. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 오일 수거판은 상기 오일 튜브를 향해 하향 경사지게 설치된 쉘-튜브형 응축기를 갖는 냉동 사이클 장치.
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