KR0160817B1 - 흡수식 냉난방기의 액체혼합물 분리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명 중력과 비중차를 이용하여 냉매와 계면활성제를 연속으로 거의 완전하게 분리함으로써, 증발능력 및 냉동능력을 향상시킨 흡수식 냉난방기의 액체혼합물 분리장치는, 응축기로부터 액체혼합물이 유입되는 제1유입포트가 상부 일측면에 형성되고, 하부에는 유입된 액체혼합물이 배출되는 제1배출포트가 형성되며, 상면에는 상기 제1유입포트를 통해 유입된 액체혼합물로부터 분리된 계면활성제를 상기 흡수기로 전달하는 제1리턴포트가 형성된 콘형의 제1액체분리기와; 상기 콘형의 제1액체분리기와 수두차이를 두고 직렬로 설치하며, 그 상부 일측에 상기 제1액체분리기의 제1배출포트와 연결되는 제2유입포트가 형성되고, 하부에는 분리된 냉매를 상기 증발기로 배출하는 제2배출포트가 형성되며, 상면에는 상기 제2유입포트를 통해 유입된 액체혼합물로부터 분리된 계면활성제를 상기 제1유입포트를 통해 제1액체분리기로 리턴시키는 제2리턴포트가 형성된 콘형의 제2액체분리기를; 포함한다.

Description

흡수식 냉난방기의 액체혼합물 분리장치

제1도는 종래기술에 의한 흡수식 냉난방기의 액체혼합물 분리장치를 나타내는 단면도로, (a)는 U형 분리장치를, (b)는 직사각형 분리장치를 나타내는 단면도.

제2도는 본 발명에 따른 흡수식 냉난방기의 액체혼합물 분리장치를 나타내는 단면도.

제3도는 본 발명에 따른 액체혼합물 분리장치가 설치된 흡수식 냉난방기의 계통도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10,20 : 제1 및 제2액체분리기 12,22 : 제1 및 제2유입포트

14,24 : 제1 및 제2리턴포트 16,26 : 제1 및 제2배출포트

본 발명은 흡수식 냉난방기의 액체혼합물 분리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중력과 비중차를 이용하여 냉매와 계면활성제를 연속으로 완전 분리함으로써, 증발능력 및 냉동능력을 향상시킨 흡수식 냉난방기의 액체혼합물 분리장치에 관한 것이다.

일정한 공간의 실내를 적정한 온도, 습도 및 청결도로 유지하기 위한 냉난방기에는 여러가지 형식의 것이 사용되고 있으며, 그중에서 냉매로 물을 사용하는 한편, 흡수제로 브롬화리튬등을 사용하는 방식이 흡수식 냉난방기이다.

이러한 흡수식 냉난방기는 증발기, 흡수기, 재생기, 응축기의 조합으로 구성되어 냉매와 흡수제인 게면활성제가 물→수증기→물 또는 농축용액→희석용액→농축용액과 같이 상태의 변화, 농도의 변화 과정에서 물의 증발잠열을 이용하여 냉수를 만들고, 흡수제의 흡수능력에 의해 수증기를 흡수하는 작용을 고진공 밀폐계내에서 반복해 연속적으로 수행하는 것으로서, 재생기에는 용액에 흡수된 냉매는 수증기로 변환된 다음, 수냉식 응축기에 의해 응축되며, 응축된 냉매는 증발기로 흘러 들어가고, 증발기에서 증발된 냉매증기는 흡수기로 흡수된다.

이러한 흡수식 냉난방기에 있어서, 응축기에서 유입된 냉매와 계면활성제가 섞인 혼합용액을 분리하여 증발기 및 흡수기로 각각 보내는 종래기술에 의한 액체혼합물 분리장치를 제1도에 도시하였다.

먼저, (a)에 도시한 바와 같이, 2개의 U자형 분리장치가 나란히 연결된 구조의 액체혼합물 분리장치의 경우에는 응축기로부터 냉매와 계면활성제가 유입되는 제1분리장치(1) 및, 제1분리장치(1)과 연결된 제2분리장치(1')으로 구성되어 있다. 이같은 분리장치에서는 비중차에 의해 혼합물을 분리한 후, 비중이 높은 냉매는 증발기로, 비중이 낮은 흡수제인 계면활성제는 흡수기로 보낸다.

다음에, (b)에 도시한 바와같은 형식의 혼합물 분리장치는 응축기로부터 공급된 분리장치(2)로 유입된 혼합액중에서, 비중이 높은 냉매는 낮은 위치의 배출관(4)을 통해 증발기로 보내지며, 비중이 낮은 계면활성제는 높은 위치의 배출관(6)을 통해 흡수기로 전달된다.

이러한 종래의 액체혼합물 분리장치는 혼합물이 분리장치내에 누적되는 경우에는 연속적으로 냉매와 계면활성제를 분리하는 것이 곤란하며,(b)와 같은 형식의 혼합물 분리장치에서는 혼합물의 유속이 크고 유량이 많은 경우에는, 분리장치내에서 액이 분리되기도 전에 난류상태로 관이 충만되어 흡수기로 냉매가 넘어갈 우려가 있다.

이와같은 종래의 문제점을 감안하여 본 고안의 목적은 중력과 비중차를 이용하여 연속으로 냉매와 계면활성제를 분리할 수 있는 흡수식 냉난방기의 액체혼합물 분리장치를 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 응축기로부터 유입되는 액체혼합물을 냉매와 계면활성제로 분리하여 냉매는 증발기로 계면활성제는 흡수기로 각각 공급하기 위한 흡수식 냉난방기의 액체혼합물 분리장치에 있어서, 상기 응축기로부터 액체혼합물이 유입되는 제1유입포트가 상부 일측면에 형성되고, 하부에는 유입된 액체혼합물이 배출되는 제1배출포트가 형성되며, 상면에는 상기 제1유입포트를 통해 유입된 액체혼합물로부터 분리된 계면활성제를 상기 흡수기로 전달하는 제1리턴포트가 형성된 콘형의 제1액체분리기와; 상기 콘형의 제1액체분리기와 수두차이를 두고 직렬로 설치되며, 그 상부 일측에 상기 제1액체분리기의 제1배출포트와 연결되는 제2유입포트가 형성되고, 하부에는 분리된 냉매를 상기 증발기로 배출하는 제2배출포트가 형성되며, 상면에는 상기 제2유입포트를 통해 유입된 액체혼합물로부터 분리된 계면활성제를 상기 제1유입포트를 통해 제1액체분리기로 리턴시키는 제2리턴포트가 형성된 콘형의 제2액체분리기를; 포함하는 흡수식 냉난방기의 액체혼합물 분리장치를 제공하는데 그 특징이 있다.

이하에서는 첨부된 제2도 내지 제3도를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흡수식 냉난방기의 액체혼합물 분리장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

제2도는 본 발명에 따른 흡수식 냉난방기의 액체혼합물 분리장치를 나타내는 단면도로, 점으로 도시한 것은 계면활성제를 나타낸다. 이것의 개략적인 구성을 보면, 화살표방향(P)을 따라 응축기로부터 액체혼합용액이 유입되는 제1유입포트(12)와, 분리된 계면활성제가 화살표방향(Q)을 따라 흡수기로 전달되는 제1리턴포트(14) 및, 제1배출포트(16)를 지닌 콘형(cone type)의 제1액체분리기(10)와, 이 제1액체분리기(10)의 제1배출포트(16)와 연결된 제2유입포트(22)와, 분리된 냉매가 화살표방향(R)을 따라 증발기로 배출되는 제2배출포트(26) 및, 아직 분리되지 않은 혼합용액을 다시 제1액체분리기(10)로 리턴시키는 제2리턴포트(24)를 지닌 콘형의 제2액체분리기(20)로 구성된다.

여기에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 흡수식 냉난방기의 액체혼합물 분리장치는 원뿔형의 변형된 콘형으로 제조된 2개의 액체분리기(10),(12)를 수두차를 두어 직렬로 연결함으로써 중력과 비중차를 이용하여 연속으로 원심력에 의해 용액을 분리하도록 하였다.

그러므로, 제1액체분리기(10)에서 분리되지 않고 배출되는 혼합용액은 다시 제2액체분리기(20)에서 냉매와 계면활성제로 각각 완전 분리된다. 또한, 액체분리기(10),(20)를 원뿔형 대신 도시된 것과 같은 변형된 콘형으로 하여 비중이 낮은 계면활성제의 회전범위를 크게 함으로써, 혼합용액이 고속으로 유입되어 회전할 때에 제1액체분리기의 제1리턴포트(14)를 통해 냉매가 배출되는 것을 방지할 수 있게 된다.

제3도는 본 발명에 따른 액체혼합물 분리장치가 설치된 흡수식 냉난방기의 계통도이다.

통상의 흡수식 냉난방기의 구조에서 보는 바와 마찬가지로, 본 발명의 액체혼합물 분리장치가 설치된 흡수식 냉난방기의 경우, 흡수기(30)로부터 나온 용액은 저온열교환기(32)를 거쳐 고온열교환기(34)를 지나 고온재생기(36)로 전달되는 한편, 일부 용액은 저온열교환기(32)를 나와 저온재생기(38)로 보내진다. 저온재생기(38)로 유입된 용액은 가열, 농축되어 흡수기(30)로 재순환되며, 고온재생기(36)에서 발생한 냉매증기는 저온재생기(38)를 경유하여 응축기(40)로 이동된다.

이때, 응축기(40)에서 완전 응축된 냉매에는 계면활성제가 포함되어 있으므로, 액체분리장치를 통해 분리한다. 즉, 응축기(40)에서 나온 혼합용액은 제1유입포트(12)를 거쳐 제1분리장치(10)내에서 냉매와 계면활성제로 각각 분리된다. 비중이 낮은 계면활성제는 분리되어 제1리턴포트(14)를 통해 흡수기(30)로 보내지는 한편, 남은 혼합액은 제1배출포트(16)를 빠져나와 제2유입포트(22)를 통해 제2액체분리기(20)로 유입되어 완전히 분리된다. 제2액체분리기(20)에서 완전 분리된 냉매는 제2배출관(26)을 통해 증발기(42)로 보내지며, 제2액체 분리기(20)에서 완전히 분리된 냉매는 제2배출포트(26)를 통해 증발기로, 남은 계면활성제는 제2리턴포트(24)를 통해 제1액체 분리기(10)로 재순환된다.

이상으로 설명한 본 발명에 의하면 콘형 액체분리장치를 사용하여 연속으로 냉매와 계면활성제를 분리함으로써, 계면활성제가 증발기로 유입됨으로 인한 흡수식 냉동기 성능저하를 방지하고 증발능력 및 냉동능력을 향상시킬 수 있다. 또한, 액체분리장치로 유입되는 혼합액의 유속이 빠른 경우에도 완전히 계면활성제를 분리할 수 있기 때문에, 고농도의 냉매를 공급하는 것이 가능하다.

Claims (1)

1. 응축기로부터 유입되는 액체혼합물을 냉매와 계면활성제로 분리하여 냉매는 증발기로 계면활성제는 흡수기로 각각 공급하기 위한 흡수식 냉난방기의 액체혼합물 분리장치에 있어서, 상기 응축기로부터 액체혼합물이 유입되는 제1유입포트가 상부 일측면에 형성되고, 하부에는 유입된 액체혼합물이 배출되는 제1배출포트가 형성되며, 상면에는 상기 제1유입포트를 통해 유입된 액체혼합물로부터 분리된 계면활성제를 상기 흡수기로 전달하는 제1리턴포트가 형성된 콘형의 제1액체분리기와; 상기 콘형의 제1액체분리기와 수두차이를 두고 직렬로 설치되며, 그 상부 일측에 상기 제1액체분리기의 제1배출포트와 연결되는 제2유입포트가 형성되고, 하부에는 분리된 냉매를 상기 증발기로 배출하는 제2배출포트가 형성되며, 상면에는 상기 제2유입포트를 통해 유입된 액체혼합물로부터 분리된 계면활성제를 상기 제1유입포트를 통해 제1액체분리기로 리턴시키는 제2리턴포트가 형성된 콘형의 제2액체분리기를; 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉난방기의 액체혼합물 분리장치.