KR100260507B1

KR100260507B1 - 흡수식 냉동장치의 흡수액 펌프

Info

Publication number: KR100260507B1
Application number: KR1019970071250A
Authority: KR
Inventors: 가츠히토 이케다
Original assignee: 강성모; 린나이코리아주식회사; 나이토 스스무; 린나이가부시기가이샤
Priority date: 1997-01-24
Filing date: 1997-12-20
Publication date: 2000-07-01
Also published as: JP3148662B2; JPH10205495A; KR19980070189A

Abstract

(과제) 소형이면서 경량이고, 유량이 적더라도 토출압을 높일 수 있고, 장기간에 걸쳐서 기밀성을 확보할 수 있는 흡수식 냉동장치의 흡수액 펌프를 제공한다.

(해결수단) 흡수액 펌프(210)의 케이싱을, 임펠러(211)를 수용하는 임펠러실을 형성하기 위한 수지제의 내부 케이싱(240,250)과 판금제의 외측 케이싱(220,230)으로 이루어지는 이중구조 케이싱으로 하고, 내부 케이싱(240,250)에 의해서 임펠러실을 정밀도 좋게 형성하고, 외측 케이싱(220,230)을 용접에 의해서 접합함으로써 외부에 대한 기밀성을 확보한다. 내부 케이싱(240,250)과 외측 케이싱(220,230)은, 복수의 리브(246,247)에 의해서 국부 접촉시켜서 내부 케이싱(240,250)과 외측 케이싱(220,230) 사이에 흡수액이 이동하는 틈새를 형성하여 틈새 부식을 방지한다. O링(217)에 의해서 토출구(232)와 유입구(221)의 연통을 차단하여 토출능력의 저하를 방지한다.

Description

흡수식 냉동장치의 흡수액 펌프

본 발명은 브롬화 리튬등과 같이 부식성이 강한 수용액을 흡수액으로 하여 흡수사이클을 형성한 흡수식 냉동장치에 있어서, 흡수사이클내에서 흡수액을 순환시키기 위한 흡수액 펌프의 구조에 관한 것으로, 특히 일반 가정용으로 사용하기 위한 냉동기능이 비교적 작은 흡수식 냉동장치의 흡수액 펌프에 관한 것이다.

흡수식 냉동장치에는, 냉매를 포함하는 흡수액을 가열하여 이 흡수액에서 냉매증기를 분리시키는 재생기와, 재생기에 의해서 분리된 상기 냉매증기를 냉각하여 응축시키는 응축기와, 응축기에서 응축된 냉매를 저압하에서 증발시키는 증발기와, 증발기에서 증발된 냉매증기를 재생기에서 공급되는 흡수액에 흡수시키는 흡수기와, 흡수기에서 재생기로 흡수액을 되돌리는 흡수액 펌프가 몇개의 배관에 의해서 접속되어 대기에 대하여 높은 기밀성이 확보된 흡수사이클이 형성되어 있다.

상기 구성에 있어서, 재생기가 고온재생기와 저온재생기로 이루어진 이중 효용형인 경우에는, 버너등에 의해서 가열되는 고온재생기가 냉매회수탱크에 의해서 덮여 씌워지고, 그 외측에 저온재생기가 형성되어 있으며, 고온재생기에서 냉매가 분리된 중농도 흡수액이 저온재생기에서 다시 고온재생기의 열에 의해서 재가열되어 냉매증기와 고농도 흡수액으로 분리된다.

고온재생기에서 분리된 냉매증기를 회수하는 냉매회수탱크는, 이것과 응축기와의 압력차를 부여하기 위한 오리피스를 구비한 냉매유로에 의해서 응측기와 연통되어 있으며, 한편 냉매가 분리된 중농도 흡수액이 저류되는 고온재생기의 흡수액 저류부는, 이것과 저온재생기와의 압력차를 부여하기 위한 오리피스를 구비한 흡수액 유로에 의해서 저온재생기와 연통되어 있다.

이와 같은 흡수사이클에서는, 흡수액 펌프를 작동시킨 상태에서, 재생기에서 저농도 흡수액을 버너등으로 가열하여 고농도 흡수액과 냉매증기를 분리하고, 고농도 흡수액은 흡수기로 보내고, 냉매증기는 응축기로 보내어 냉각한 후 냉매액으로서 증발기로 보낸다.

흡수기에서 고농도 흡수액이 흡수코일의 표면에 살포되고, 한편 증발기에서 냉매액이 증발코일에 살포되면, 증발코일 표면에서는 냉매액이 증발코일내를 통과하는 냉온수에서 기화열을 빼앗아 증발하여 흡수기로 공급되고, 흡수기에서는 고농도 흡수액이 냉매를 흡수하여 저농도화된다.

흡수기내의 흡수액은 흡수액 펌프에 의해서 재생기로 되돌려 진다.

이와 같이 버너등에 의해서 가열되는 재생기(고온재생기)는 흡수사이클에 있어서 가장 압력이 높기 때문에, 흡수기에서 이 고압상태의 재생기내로 흡수액을 되돌리기 위해서는 흡수액 펌프에 큰 토출압이 요구된다.

따라서, 종래의 업무용 흡수식 냉동장치에서는 원심 펌프나 개스킷 펌프가 흡수액 펌프로서 사용되고 있으며, 이들 펌프의 케이싱으로서는 임펠러실의 형상을 절삭에 의해서 형성한 주물절삭품등이 이용되고 있다.

또, 높은 기밀성이 필요한 흡수사이클의 펌프 내부와 대기측의 외부와의 기밀성을 확보하기 위해서, 예를 들면, 흡수액 펌프와 각종 배관부와의 접속부분등에는 O링등의 고무패킹이 이용되고 있다. 이와 같은 고무패킹은, 장시간 사용하게 되면 열화되어 기밀성이 저하될 우려가 있기 때문에, 업무용의 흡수식 냉동장치에서는 미리 결정된 기간마다 장치설비의 보수작업을 하는 것이 일반화되어 있으며, 고무패킹은 보수작업시에 교환되므로 장기간에 걸쳐서 기밀을 확보할 수 있다.

이상과 같이 종래의 흡수식 냉동장치는 주로 업무용으로서 이용되고 있어 냉동능력이 큰 것이 대부분이었으나, 이러한 구성을 가진 흡수식 냉동장치를 일반 가정용으로서 이용할 경우에는 업무용만큼 큰 냉동능력을 필요로 하지 않는다.

따라서, 냉동능력을 작게 하기 위해서는 흡수사이클내를 순환하는 흡수액의 유량을 업무용의 흡수식 냉동장치에 비해 대폭으로 적게 하고, 펌프자체를 소형화하면 된다.

그런데, 흡수액의 유량이 적어졌다 하더라도 엔트로피 변화는 업무용의 경우와 거의 변함이 없기 때문에, 흡수액 펌프에서는 적은 유량임에도 불구하고 업무용의 경우와 마찬가지로 큰 토출압이 필요하고, 따라서 펌프 케이싱의 임펠러실의 형상에는 업무용의 경우보다도 더 높은 정밀도가 요구되는데, 종래와 같이 펌프 케이싱을 절삭공정에 의해서 정밀도 높게 성형할 경우에는 시간과 품이 많이 들어 값이 비싸지게 됨과 아울러 펌프를 포함하는 장치 전체의 중량이 커지게 되어 설치작업에 대한 부담이 커지게 되므로, 가정용의 장치로서 보급하는데 장애가 되었다.

또, 업무용의 경우에는 일정 기간마다 보수작업에 의해서 고무패킹이 교환되기 때문에, 장기간에 걸쳐서 흡수사이클과 외부와의 기밀성을 확보할 수 있으나, 일반 가정에서 이와 같은 보수작업이 필요하게 되면 운전경비가 비싸지게 되므로, 펌프 케이싱 내부와 외부는 장기간에 걸쳐서 보수작업이 필요없는 기밀구조인 것이 바람직하다.

본 발명은, 소형의 흡수식 냉동장치이고, 경량이고, 충분한 토출압을 확보할 수 있음과 아울러 기밀성을 장기간에 걸쳐서 확보할 수 있고, 가정용으로서 용이하게 사용할 수 있는 흡수식 냉동장치의 흡수액 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예를 나타낸 공조장치의 개념 구성도

도 2는 본 발명의 실시예에 있어서의 탠덤 펌프를 나타낸 단면도

도 3은 상기 탠덤 펌프에 있어서의 흡수액 펌프의 덮개형상 외측 케이싱을 나타낸 도면으로서 (a)는 단면도, (b)는 정면도

도 4는 상기 탠덤 펌프에 있어서의 흡수액 펌프의 냄비형상 외측 케이싱을 나타낸 도면으로서 (a)는 단면도, (b)는 정면도

도 5는 상기 탠덤 펌프에 있어서의 흡수액 펌프의 접시형상 내부 케이싱을 나타낸 도면으로서 (a)는 정면도, (b)는 단면도, (c)는 배면도

도 6은 상기 탠덤 펌프에 있어서의 흡수액 펌프의 환형상 내부 케이싱을 나타낸 도면으로서 (a)는 정면도, (b)는 단면도, (c)는 배면도

도 7은 상기 탠덤 펌프의 배치상태를 나타낸 냉동기 본체의 외관 사시도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 - 고온재생기(재생기) 2 - 저온재생기(재생기)

3 - 흡수기 4 - 증발기

5 - 응축기 100 - 흡수식 냉동장치

210 - 흡수액 펌프 211 - 임펠러

217 - O링(실부재) 220 - 덮개형상 외측 케이싱(판금제 케이싱)

221 - 유입구(흡수액 펌프의 유입구)

230 - 냄비형상 외측 케이싱(판금제 케이싱)

232 - 토출구(흡수액 펌프의 토출구)

240 - 접시형상 내부 케이싱(수지제 케이싱)

246,247 - 리브 250 - 환형상 내부 케이싱(수지제 케이싱)

청구항 1의 발명에서는, 냉매를 포함하는 흡수액을 가열하여 이 흡수액에서 냉매증기를 분리시키는 재생기와, 상기 재생기에 의해서 분리된 상기 냉매증기를 냉각하여 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 저압하에서 증발시키는 증발기와, 상기 증발기에서 증발된 냉매증기를 상기 재생기에서 공급되는 흡수액에 흡수시키는 흡수기에 의해서 흡수사이클을 형성한 흡수식 냉동장치이고, 상기 흡수기에서 상기 재생기로 흡수액을 되돌리는 흡수액 펌프에 있어서, 상기 흡수액 펌프의 케이싱을, 임펠러를 수용하는 임펠러실을 형성하기 위한 수지제 케이싱과, 상기 수지제 케이싱을 내포하며 상기 흡수사이클에 있어서의 기밀성을 확보하기 위한 판금제 케이싱으로 이루어진 이중구조 케이싱으로 한 것을 기술적 수단으로 한다.

이상의 구성에 의하여, 청구항 1의 발명에서는, 흡수사이클에 있어서 높은 토출압이 필요하고 또한 외부에 대한 기밀성이 필요한 흡수액 펌프의 케이싱은, 판금제 케이싱의 내측에 수지제 케이싱이 배치된 이중구조 케이싱에 의해서 구성된다.

흡수액 펌프내에서 회전하는 임펠러를 수용하기 위한 임펠러실은 수지제 케이싱에 의해서 형성되기 때문에, 임펠러와의 상관 치수등이 복잡한 형상등에 대하여 세부적으로 미치는 정밀도가 좋은 성형이 절삭등과 같이 복잡한 작업을 수반하는 일 없이 가능하게 된다. 또, 수지에 의한 성형이기 때문에, 불필요한 두께부분을 발생시키는 일이 없고, 또 두께를 억제하는 것이 용이하기 때문에, 경량화를 도모할 수 있다.

한편, 수지제 케이싱의 외측은 판금제 케이싱에 의해서 형성되기 때문에, 프레스가공에 의해서 용이하게 성형할 수 있고, 또한 용접에 의해서 접합함으로써 외부와의 기밀성을 확보하는 것이 용이함과 아울러 보수작업을 하는 일 없이 장기간에 걸쳐서 기밀성을 확보할 수 있다.

또, 이중구조 케이싱은, 각각 수지제 케이싱 및 판금제 케이싱이라는 대량생산에 적합한 제조방법에 의해서 성형되는 케이싱으로 이루어지기 때문에 저렴하다.

따라서, 본 발명의 이중구조 케이싱을 이용함으로써, 대량생산이 용이하고, 저렴하고, 성능이 좋고, 또한 장기간에 걸쳐서 사용이 가능하게 되므로, 흡수식 냉동장치를 가정용의 장치로서 보급하는 것이 용이하게 된다.

청구항 2의 발명은, 청구항 1의 상기 이중구조 케이싱에 있어서, 상기 수지제 케이싱과 상기 판금제 케이싱을 복수 개소에서 국부 접촉시켜서 상기 수지제 케이싱과 상기 판금제 케이싱의 접촉면측에 소정 치수 이상의 틈새를 형성하기 위한 복수의 돌기를, 상기 수지제 케이싱 또는 상기 판금제 케이싱에 형성한 것을 기술적 수단으로 한다.

흡수식 냉동장치에서는, 예를 들어 브롬화 리튬등과 같이 부식성이 강한 수용액을 흡수액으로 하여 흡수사이클을 형성하고 있으며, 흡수액 펌프는 이 수용액을 순환시키기 위해서 이용된다. 따라서, 흡수액 펌프내는 부식성이 강한 수용액으로 채워진다.

이중구조 케이싱에 있어서 외측에 형성되는 판금제 케이싱을 예를 들어 스테인리스강으로 형성한 경우에는, 스테인리스강의 표면에 금속 및 그외의 이물이 존재하고, 부식에 관여하는 물질(여기서는, 브롬화 리튬등과 같이 부식성이 강한 수용액)의 이동이 방해되어 틈새내외의 용액이 교환되지 않게 되면, 틈새 부식이 발생하기 쉽다.

이중구조 케이싱에서는, 판금제 케이싱의 내측에 수지제 케이싱이 배치되기 때문에, 판금제 케이싱과 수지제 케이싱이 밀착되어 있으면, 판금제 케이싱과 수지제 케이싱 사이에 수용액이 저류되기 쉽다. 이 저류된 수용액내의 부식성 물질이 스테인리스강의 표면에 고정된 상태가 되면, 판금제 케이싱에 있어서는 틈새 부식이 진행된다.

따라서, 청구항 2의 발명에서는, 수지제 케이싱과 판금제 케이싱을 돌기에 의해서 국부 접촉시키고, 그 이외의 부분에는 소정 치수 이상의 틈새를 형성하였다. 이 소정 치수는 임펠러의 회전시에 내부에서 발생하는 압력에 의해서 수용액이 용이하게 이동할 수 있는 치수이다.

이와 같이, 수지제 케이싱과 판금제 케이싱 사이에서 수용액이 이동하여 부식성 물질이 교체되면, 스테인리스강등에 있어서는 틈새 부식이 진행되지 않게 된다.

이상과 같이, 청구항 2의 발명에서는 수지제 케이싱과 판금제 케이싱을 복수의 돌기로 국부 접촉시켜서 수지제 케이싱과 판금제 케이싱 사이의 수용액의 교체를 용이하게 하기 위한 틈새를 형성하였기 때문에, 수용액의 이동이 용이하게 되어 스테인리스강을 이용한 경우등에 있어서 틈새 부식이 진행되지 않게 된다.

청구항 3의 발명에서는, 청구항 2의 발명에 있어서, 상기 이중구조 케이싱의 상기 수지제 케이싱과 상기 금속제 케이싱 사이의 상기 돌기에 의해서 형성된 상기 틈새에, 상기 흡수액 펌프의 유입구와 토출구 사이의 연통을 차단하기 위한 실부재를 장착한 것을 기술적 수단으로 한다.

따라서, 수지제 케이싱내의 임펠러의 회전에 의해서 수지제 케이싱의 토출부측에 발생한 토출압력이 수지제 케이싱과 판금제 케이싱 사이에 돌기에 의해서 형성된 틈새에 가해진다 하더라도 흡수액 펌프의 유입구와 토출구의 연통이 실부재에 의해서 차단되어 있기 때문에, 수지제 케이싱의 토출부측 압력이 수지제 케이싱의 유입부측에 미침에 의한 단락이 발생하는 일이 없으며, 수지제 케이싱의 토출부측 압력은 모구 판금제 케이싱의 토출구에 가해진다.

따라서, 수지제 케이싱과 판금제 케이싱 사이에 돌기에 의해서 틈새가 형성되어 있어도 흡수액 펌프의 토출능력 저하를 초래하는 일이 없다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은, 본 발명에 관한 흡수식 냉동장치의 흡수액 펌프를 이용한 공조장치를 나타낸다.

공조장치는 실외기로서의 흡수식 냉동장치(100)와 실내기(RU)로 이루어지며, 흡수식 냉동장치(100)는 냉동기 본체(101)와 냉각탑(쿨링타워)(CT)으로 구성된다. 또한, 공조장치는 도시하지 않은 제어장치에 의해서 제어된다.

냉동기 본체(101)는, 냉매 및 흡수액으로서의 브롬화 리튬 수용액의 흡수사이클을 형성하는 것으로, 가열원으로서의 가스버너(B)가 하측에 구비된 고온재생기(1)와 이 고온재생기(1)의 외측을 덮어 씌우도록 배치된 저온재생기(2)로 이루어진 이중효용형의 재생기와, 또한 저온재생기(2)의 외측둘레에 이중으로 배치된 흡수기(3) 및 증발기(4)와, 저온재생기(2)의 외측둘레에 있어서 흡수기(3)의 상측에 배치된 응축기(5)를 몇개의 통로로 접속하여 이루어진다.

고온재생기(1)는 가스버너(B)에 의해서 가열되는 가열탱크(11)의 상측으로 중농도 흡수액 분리통(12)을 연장시켜서 형성하고, 중농도 흡수액 분리통(12)의 상측에서 그 외측둘레를 덮어 씌우도록 종형 원통형상으로 된 기밀성의 냉매회수탱크(10)가 형성되어 있다.

따라서, 고온재생기(1)에서는, 가열탱크(11) 내부에 수용된 저농도 흡수액을 가스버너(B)에 의해서 가열하여 저농도 흡수액내의 냉매로서의 물을 냉매증기(수증기)로서 증발시켜 중농도 흡수액 분리통(12)의 외측으로 분리시키고, 냉매증기의 증발에 의해서 농도가 짙어진 중농도 흡수액을 중농도 흡수액 분리통(12)의 내측에 형성된 저류부(12a)에 남겨 두고, 분리된 냉매증기를 냉매회수탱크(10)에서 회수한다.

저온재생기(2)는 냉매회수탱크(10)의 외측둘레에 편심되게 설치한 종형 원통형상의 저온재생기 케이스(20)를 가지며, 저온재생기 케이스(20)의 천정 주위에는 냉매증기출구(21)가 형성되어 있다.

저온재생기(2)의 천정의 정상부는 중농도 흡수액 유로(L1)에 의해서 열교환기(H)를 통하여 중농도 흡수액 분리통(12)의 저류부(12a)와 연결되어 있다.

중농도 흡수액 유로(L1)내에는 저류부(12a)에서 저온재생기(2)로 흐르는 중농도 흡수액의 유량을 제어하기 위한 도시하지 않은 오리피스가 형성되어 있으며, 저온재생기 케이스(20)내로는 중농도 흡수액 분리통(12)과의 압력차에 의해서 중농도 흡수액이 공급된다.

따라서, 저온재생기(2)에서는, 저온재생기 케이스(20)내에 공급된 중농도 흡수액을 냉매회수탱크(10)의 외측벽을 열원으로 하여 재가열하고, 중농도 흡수액은 저온재생기 케이스(20) 상부의 기액분리부(22)에서 냉매증기와 고농도 흡수액으로 분리되고, 고농도 흡수액은 고농도 흡수액 받이부(23)에 저류된다.

저온재생기 케이스(20)의 외측둘레 하부에는 종형 원통형상으로 된 기밀성의 증발·흡수 케이스(30)가, 외측둘레 상부에는 응축기 케이스(50)가 각각 동심적으로 배치되어 있으며, 냉매회수탱크(10), 저온재생기 케이스(20), 증발·흡수 케이스(30)는 각 저판부에서 일체로 용접되어 냉동기 본체(101)를 형성하고 있다.

또한, 저온재생기 케이스(20)는 냉매증기출구(21) 및 틈새(5A)를 통하여 응축기 케이스(50) 내부와 연통되어 있다.

흡수기(3)는, 증발·흡수 케이스(30)내의 내측부분내에 종형 원통형상으로 감겨지고 내부에 배열용 냉각수가 흐르는 흡수코일(31)이 배치되며, 흡수코일(31) 상부에는 고농도 흡수액을 흡수코일(31)에 살포하기 위한 고농도 흡수액 살포구(32)가 배치되어 있다.

고농도 흡수액 살포구(32)는 열교환기(H)를 통하여 저온재생기(2)의 고농도 흡수액 받이부(23)와 연결된 고농도 흡수액 유로(L2)에서 유입되는 고농도 흡수액을 받아서 흡수코일(31) 위에 살포하며, 흡수코일(31)내에는 냉방운전시에 냉각탑(CT)에서 냉각된 배열용 냉각수가 순환된다.

흡수기(3)에서는, 저온재생기(2)와의 압력차에 의해서 고농도 흡수액 유로(L2)에서 유입된 고농도 흡수액이 고농도 흡수액 살포구(32)에 의해서 흡수코일(31) 상단에 살포되며, 흡수코일(31) 표면에 부착되어 박막상으로 된 상태로 중력작용에 의해서 하측으로 흐르면서 수증기를 흡수하여 저농도 흡수액으로 된다. 이 수증기를 흡수할 때에 흡수코일(31) 표면에서 증발하게 되는데, 흡수코일(31)내를 순환하는 배열용 냉각수에 의해서 냉각된다. 또한, 고농도 흡수액에 흡수되는 수증기는 후술하는 증발기(4)에서 냉매증기로서 발생된 것이다.

흡수기(3)의 저부(33)는 열교환기(H) 및 흡수액 펌프(210)가 장착된 저농도 흡수액 유로(L3)에 의해서 가열탱크(11)의 저부와 연결되어 있으며, 흡수액 펌프(210)의 작동에 의해서 흡수기(3)내의 저농도 흡수액이 가열탱크(11)내로 공급된다.

증발기(4)는, 증발·흡수 케이스(30)내의 흡수코일(31)의 외측둘레에 설치되며 연통구(K)를 가지는 종형 원통형상의 칸막이벽(40)의 외측둘레에, 내부에 냉난방용 냉온수가 흐르는 종형 원통형상의 증발코일(41)을 배치하고 그 상측에 냉매액 살포구(42)를 부착하여 이루어진다. 또한, 증발기(4)의 저부(43)는 난방용 전자밸브(6)를 가지는 난방용 흡수액 유로(L4)에 의해서 중농도 흡수액 분리통(12)의 저류부(12a)와 연통되어 있다.

증발기(4)에서는, 냉방운전시에 냉매액 살포구(42)에서 냉매액(물)이 증발코일(41) 위에 살포되며, 냉매액은 표면장력에 의해서 증발코일(41) 표면에 부착되어 박막상으로 된 상태로 중력작용에 의해서 하측으로 흐르면서 저압(예, 6.5mmHg)으로 되어 있는 증발·흡수 케이스(30)내의 증발코일(41)에서 기화열을 빼앗아 증발함으로써 증발코일(41)내를 흐르는 공조용 냉온수를 냉각한다.

응축기(5)는 응축기 케이스(50) 내부에, 냉각탑(CT)에서 냉각된 배열용 냉각수가 내부를 순환하는 냉각코일(51)을 설치하여 이루어진다.

응축기 케이스(50)는 냉매회수탱크(10)에서 응축기 케이스(50)로의 냉매유량을 제어하기 위한 도시하지 않은 오리피스가 형성된 냉매 유로(L5)에 의해서 냉매회수탱크(10)의 저부(14)와 연통되어 있음과 아울러, 냉매증기출구(21) 및 틈새(5A)를 통하여 저온재생기(2)와 연통되어 있고, 모두 압력차(응축기 케이스내에서 약 70mmHg)에 의해서 냉매가 공급된다.

응축기(5)에서는, 응축기 케이스(50)내에 공급된 냉매증기가 냉각코일(51)에 의해서 냉각되어 액화된다. 응축기(5)의 하부와 증발기(4)의 증발코일(41) 상측에 배치된 냉매액 살포구(42)는 냉매액 공급로(L6)에 의해서 연통되어 있다. 액화된 냉매액은 냉매액 공급로(L6)에 설치된 냉매냉각기(52)를 경유하여 냉매액 살포구(42)로 공급된다.

이상의 구성에 의해서, 흡수액은 고온재생기(1)→중농도 흡수액 유로(L1)→저온재생기(2)→고농도 흡수액 유로(L2)→흡수기(3)→흡수액 펌프(210)→저농도 흡수액 유로(L3)→고온재생기(1)의 순으로 순환된다.

또, 냉매는 고온재생기(1)(냉매증기)→냉매 유로(L5)(냉매증기) 또는 저온재생기(냉매증기)→응축기(5)(냉매액)→냉매액 공급로(L6)(냉매액)→냉매냉각기(52)(냉매액)→냉매액 살포구(42)(냉매액)→증발기(4)(냉매증기)→흡수기(3)(흡수액)→흡수액 펌프(210)→저농도 흡수액 유로(L3)→고온재생기(1)의 순으로 순환된다.

상기 흡수액과 열교환하는 흡수기(3)의 흡수코일(31)과 응축기(5)의 냉각코일(51)은 서로 접속되어 연속코일을 형성하며, 연속코일은 냉각수 유로(34)에 의해서 냉각탑(CT)과 접속되어 냉각수 순환회로를 형성하고 있다.

이 냉각수 순환회로에 있어서, 흡수코일(31)의 입구와 냉각탑(CT) 사이의 냉각수 유로(34)에는 연속코일내로 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 펌프(P2)가 장착되어 있으며, 냉각수 펌프(P2)의 작동에 의해서 연속코일을 통과하는 냉각수는 흡수코일(31)에서 흡수액을, 냉각코일(51)에서 응축열을 각각 흡수하여 비교적 고온으로 되어 냉각탑(CT)으로 공급된다.

상기 구성에 의해서, 냉방운전시에는 냉각수 펌프(P2)의 작동에 의해서 냉각탑(CT)내의 냉각수가 냉각탑(CT)→냉각수 펌프(P2)→흡수코일(31)→냉각코일(51)→냉각탑(CT)의 순으로 순환된다.

냉각탑(CT)에서는 낙하하는 냉각수를 대기중으로 일부 증발시켜서 남은 냉각수를 냉각하는 자기냉각이 이루어지고 있으며, 냉각수는 대기중으로 방열하여 저온도로 되는 배열사이클을 형성하고 있다. 또한, 송풍기(S)로부터의 송풍에 의해서 물의 증발을 촉진시키고 있다.

증발기(4)의 증발코일(41)에는 실내기(RU)에 설치된 공조열교환기(44)가 고무호스등으로 형성된 냉온수 유로(45)에 의해서 연결되어 있으며, 냉온수 유로(45)에는 냉온수 펌프(260)가 설치되어 있다.

실내기(RU)에는 공조열교환기(44)에 대하여 실내공기를 통과시켜서 다시 실내로 내뿜는 송풍기(46)가 구비되어 있다.

이상의 구성에 의해서, 증발코일(41)에서 저온도로 된 냉온수는 증발코일(41)→냉온수 유로(45)→공조열교환기(44)→냉온수 유로(45)→냉온수 펌프(260)→증발코일(41)의 순으로 순환된다.

또한, 난방용 흡수액 유로(L4) 및 난방용 전자밸브(6)는 난방운전용으로 설치된 것으로, 난방운전시에는 난방용 전자밸브(6)를 개방하고서 흡수액 펌프(210)를 작동시킨다.

따라서, 중농도 흡수액 분리통(12)내의 고온도의 중농도 흡수액이 난방용 흡수액 유로(L4)를 통하여 증발기(4)의 저부(43)에서 증발기(4)내로 유입되어 증발코일(41)내의 냉온수를 가열하고, 가열된 증발코일(41)내의 냉온수는 냉온수 펌프(260)의 작동에 의해서 냉온수 유로(45)에서 공조열교환기(44)로 공급되어 난방의 열원이 된다.

증발기(4)내의 중농도 흡수액은 칸막이벽(40)의 연통구(K)를 통하여 흡수기(3)측으로 유출되고, 저농도 흡수액 유로(L3)를 경유하여 흡수액 펌프(210)에 의해서 가열탱크(11)로 되돌아간다.

이어서, 상기한 구성으로 이루어진 흡수식 냉동장치(100)의 냉동기 본체(101)에 있어서, 흡수액 펌프(210) 및 냉온수 펌프(260)로서 이용되는 탠덤 펌프(200)에 대하여 설명한다.

도 2는 본 실시예에 있어서의 탠덤 펌프(200)의 단면을 나타낸다.

탠덤 펌프(200)는 직류전동기(201)의 구동축(202) 양단에 흡수액 펌프(210)와 냉온수 펌프(260)를 배치한 것으로, 각 펌프(210,260) 모두는 직류전동기(201)의 구동축(202) 단부에 고정된 커플링(203,204)에 구비된 환형상의 구동용 마그넷(205,206)에 의해서 구동되는 마그넷 펌프이다.

흡수액 펌프(210)는, 2개의 판금제 케이싱을 용접하여 기밀성을 확보한 외측 케이싱(220,230)과 이 외측 케이싱(220,230) 내측에 배치되어 고정밀도의 임펠러실을 형성한 2개의 수지제 케이싱에 의한 내부 케이싱(240,250)으로 이루어진 이중구조 케이싱내에 회전가능한 임펠러(211)를 수납한 것이다.

덮개형상 외측 케이싱(220)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 흡수액 펌프(210)의 유입구(221)가 중심부에 형성된 원반형상의 스테인리스 강판을 유입구(221)을 향하여 복수개의 단차가 형성되도록 프레스 가공한 것이다.

또한, 냄비형상 외측 케이싱(230)은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 스테인리스 강판을 대략 냄비형상으로 프레스 가공한 것으로, 이 냄비형상 외측 케이싱(230)의 저부 중심에는 임펠러(211)의 회전을 지지하는 샤프트(212)의 일단을 지지하기 위한 오목부(231)가 형성되어 있다.

냄비형상 외측 케이싱(230)의 둘레벽에는 흡수액 펌프(210)의 토출구(232)가 형성되어 있으며, 또 둘레가장자리에는 덮개형상 외측 케이싱(220)과 용접하기 위한 접합용 가장자리부(233)가 외측으로 벌어지게 형성되어 있다.

또한, 234는 직류전동기(201)에 조립할 때에 이용되는 스터드 볼트이다.

접시형상 내부 케이싱(240)은, 덮개형상 외측 케이싱(220)측에 배치되는 것으로, 도 5에 나타낸 바와 같이, 대략 접시형상으로 되어 있다.

접시형상 내부 케이싱(240)의 중앙부에는 이 접시형상 내부 케이싱(240)의 내측을 유입구(221)와 연통시킨 유입부(241)가 형성되어 있으며, 이 유입부(241)의 중심에는 샤프트(212)의 타단을 지지하기 위한 샤프트 받이부(242)가 유입부(241)의 주위에서 연장된 3개의 다리부(243)와 연이어 형성되어 있다.

접시형상 내부 케이싱(240)의 주위에는 접시형상 내부 케이싱(240)의 내측과 외측을 분리하는 외측둘레벽(244)이 형성되어 있으며, 이 외측둘레벽(244)에는 임펠러(211)의 회전시에 큰 토출압이 얻어지도록 하기 위해서, 외측둘레벽(244)을 1주 회전함에 따라서 점차 외측둘레벽(244)에 대한 깊이가 커지게 되는 나선형상의 나선홈(245)이 형성되어 있다.

또한, 외측둘레벽(244)의 외측에는 냄비형상 외측 케이싱(230)과 소정 치수의 틈새를 두기 위해서 이것과 국부 접촉하는 복수의 리브(246)(본 발명의 돌기에 해당한다)가 형성되어 있으며, 같은 목적의 리브(247)가 접시형상 내부 케이싱(240)의 유입부(241)측 외측 표면에도 형성되어 있다. 이들 리브(246,247)는, 스테인리스강의 표면 근방에 부식성이 강한 흡수액이 저류하게 되면 이상부식으로서의 틈새 부식이 발생하기 때문에, 외측 케이싱(220,230)과 내부 케이싱(240,250) 사이에 흡수액이 용이하게 이동할 수 있는 틈새를 확실하게 형성함으로써, 스테인리스강으로 된 외측 케이싱(220,230)의 틈새 부식을 방지하기 위한 것이다.

틈새 부식은 틈새가 0.1mm이하인 경우에 쉽게 발생하므로, 본 실시예에서는 리브(246,247)의 높이를 0.5mm로 하여 이 리브(246,247)의 개소에서 외측 케이싱(220,230)과 내부 케이싱(240,250)을 국부 접촉시킴으로써, 이것 이외의 부분에서는 흡수액이 용이하게 이동할 수 있는 틈새를 확실하게 형성하여 부식을 방지하고 있다.

또한, 외측둘레벽(244)의 끝단부에 형성되는 얇은 외벽부(248)는 환형상 내부 케이싱(250)과 끼워맞추기 위한 끼워맞춤부이다.

환형상 내부 케이싱(250)은 접시형상 내부 케이싱(240)과 조립되어 나선상의 수로를 형성하기 위한 것으로서, 도 6에 나타낸 바와 같이 환형상으로 되어 있으며, 접시형상 내부 케이싱(240)의 나선홈(245)과 대응하는 형상으로 된 나선홈(251)이 형성되어 있다. 또한, 나선홈(251)은, 나선홈(245)과 함께 주회한 개소에서 외측둘레벽(244)을 관통한 토출구멍(252)으로 되어 있다.

내부 케이싱(240,250)의 내측부분에 배치되는 임펠러(211)는, 냄비형상 외측 케이싱(230)의 오목부(231)와 접시형상 내부 케이싱(240)의 샤프트 받이부(242) 사이에서 지지되는 샤프트(212)에 대하여 2개의 부시(213,214)를 개재하여 회전가능하게 설치되어 있다.

임펠러(211)에는 냄비형상 외측 케이싱(230)측에, 구동용 마그넷(205)에 의한 자력을 받기 위한 종동용 마그넷(207)이 구비되어 있다.

또한, 부시(213,214) 양측에는 부시(213,214)의 회전을 원활하게 하기 위한 와셔(215,216)가 개재되어 있으며, 임펠러(211)는 샤프트(212) 및 와셔(215,216)에 대하여 부시(213,214)와 함께 일체로 회전한다.

이상의 구성으로 이루어진 흡수액 펌프(210)는, 냄비형상 외측 케이싱(230)의 토출구(232)에 토출관(235)을 미리 용접하여 두고, 냄비형상 외측 케이싱(230)내에 부시(213,214)가 끼워진 임펠러(211)를 샤프트(212) 및 와셔(215,216)와 함께 배치함과 동시에 각 내부 케이싱(240,250)을 조립하고, O링(217)을 접시형상 내부 케이싱(240)에 부착하고, 미리 유입구(221)에 입구관(222)을 용접한 덮개형상 외측 케이싱(220)으로 덮고, 냄비형상 외측 케이싱(230)의 접합용 가장자리부(233)를 덮개형상 외측 케이싱(220)의 외측가장자리와 용접함으로써 조립을 완료한다.

이상과 같이 하여 조립된 흡수액 펌프(210)에 있어서, 냄비형상 외측 케이싱(230)과 덮개형상 외측 케이싱(220)이 용접되는 용접부분의 내측에는, 용접시의 열이 접시형상 내부 케이싱(240)에 전달되지 않도록 하기 위한 공간을 만들기 위해서, 접시형상 내부 케이싱(240)의 외측에 열도피용 오목부(249)를 형성하고 있다. 또, O링(217)은, 임펠러(211)의 회전시에 내부 케이싱(240,250)에 의해서 형성된 토출구멍(252)을 통과한 고압의 흡수액이 외측 케이싱(220,230)과 내부 케이싱(240,250) 사이에 형성된 틈새를 통과하여 접시형상 내부 케이싱(240)의 유입부(241)내와 단락하는 일이 없도록, 틈새에 있어서의 토출구멍(252)과 유입부(241)의 연통을 차단하기 위한 실(seal)부재로서, 본 실시예에서는 불소고무의 것을 이용하고 있다.

또한, 용액의 이동을 원활하게 하기 위해서는, 접시형상 내부 케이싱(240)의 리브(247) 내측에 작은 구멍(A)을 형성하여도 된다(예를 들면 3개 정도, 도 5 참조). 이 경우, 토출구멍(252)측 내에서만 다소의 단락이 생기게 되나, 작은 구멍(A) 근방의 접시형상 내부 케이싱(240)내의 압력이 커서 접시형상 내부 케이싱(240)의 토출구멍(252)에서 유입부(241)내로 단락되는 일이 없기 때문에, 토출능력에는 지장이 없다.

또한, O링(217)의 배치위치는 토출구멍(252)과 유입부(241)의 연통을 차단할 수 있는 범위내에서, 더 외측둘레측에 부착하여도 된다.

따라서, 흡수액 펌프(210)의 토출능력이 저하되는 일 없이 높은 토출압을 확보할 수 있다.

한편, 냉온수 펌프(260)는, 높은 기밀성을 확보할 필요가 없고 또한 흡수액 펌프(210)와 같이 큰 토출압을 확보할 필요가 없기 때문에, 수지제의 프런트 케이싱(261)을 판금제의 백 케이싱(262)으로 덮은 케이싱내에 구동용 마그넷(206)에 대응하는 종동용 마그넷(208)을 구비한 임펠러(263)를 샤프트(264)에 대하여 회전가능하게 배치한 것이다.

또한, 샤프트(264)는 판금제의 백 케이싱(262)에 고정되고, 임펠러(263)는 부시(265,266)를 개재하여 샤프트(264)에 대하여 회전가능하게 지지되어 있다.

이상의 구성으로 이루어진 탠덤 펌프(200)는, 도 7에 나타낸 바와 같이 냉동기 본체(101)의 최하부에 배치되며, 예를 들어 냉방운전시에는, 고온재생기(1)내의 온도가 낮은 경우에는 회전수를 낮게, 고온재생기(1)내의 온도가 높은 만큼 회전수를 높이도록 제어된다.

여기서, 탠덤 펌프(200)의 회전수가 낮게 억제될 때에는 흡수사이클내를 순환하는 흡수액의 유량이 적어지게 되는데, 흡수기(3)에서 고온재생기(1)의 가열탱크(11)로 흡수액을 보내기 위해서는 높은 토출압이 요구된다.

이와 같이 흡수액의 유량이 적은 경우에도, 탠덤 펌프(200)의 흡수액 펌프(210)에서는 수지제의 각 내부 케이싱(240,250)의 각 나선홈(245,251)이 정밀도 좋게 형성되어 있기 때문에 큰 토출압을 확보할 수 있으며, 저회전수에서도 확실하게 흡수액을 고온재생기(1)로 보낼 수 있다.

또한, 난방운전시에는, 탠덤 펌프(200)는 난방을 위한 공조열교환기(44)에 있어서의 요구열량이 큰 만큼 회전수를 높이도록 제어된다.

(상기 기술적 수단의 변경등에 대하여)

상기 실시예에서는, 흡수액 펌프에 있어서, 성형시의 언더컷을 방지하기 위해서 수지제의 내부 케이싱을 2분할한 것을 나타내었으나, 일체성형에 의한 것이어도 된다.

틈새 부식은 0.1mm 이하에서 쉽게 발생하기 때문에, 상기 실시예에서는 리브에 의해서 외측 케이싱과 내부 케이싱 사이에 형성한 틈새를 0.5mm로 하였으나, 0.5mm이상으로 하여도 된다.

상기 실시예에서는 리브를 내부 케이싱에 형성하였으나, 리브를 외측 케이싱(220,230)측에 형성하여도 된다.

또, 상기 실시예에서는, 리브의 선단이 접촉부 면적을 가지는 것을 나타내었으나, 틈새 부식에 대해서는 접촉부의 면적이 적은 쪽이 유리하기 때문에, 성형형상의 정밀도가 확보되는 범위내에서 점형상의 접촉부가 되는 볼록형의 돌기로 하여도 된다.

상기 실시예에서는, 흡수액 펌프에 있어서, 직류전동기(201)와의 조립성에 장해가 없는 것이므로, 직류전동기(201)측에 냄비형상 외측 케이싱(230)을 형성하고, 각 외측 케이싱(220,230)의 용접 개소를 이들의 가장자리부에 형성하였으나, 외측 케이싱의 형상 및 용접 개소는 상기한 각 형상에 반드시 한정되는 것은 아니다.

상기 실시예에서는, 흡수액 펌프를 냉온수 펌프와 일체로 형성한 탠덤 펌프를 나타내었으나. 반드시 탠덤 펌프일 필요는 없으며, 흡수액 펌프와 냉온수 펌프가 별체로 되어 있어도 된다.

상기 실시예에서는 냉각수 유로(34)의 냉각탑(CT)을 냉각수의 일부를 증발시켜서 냉각수를 자기냉각하는 개방식의 것으로 하였으나, 냉각수 유로(34)를 순환하는 냉각수가 대기에 개방되지 않는 밀폐회로를 형성한 수냉장치이어도 된다.

상기 실시예에서는 실내기(RU)에 공조열교환기(44)만을 설치한 것을 나타내었으나, 실내온도를 떨어뜨리지 않는 상태에서 제습운전을 하기 위해서, 공조열교환기(44)로 일단 냉각한 공기를 가열하는 가열용 열교환기를 공조열교환기(44)와 병렬설치하여도 된다.

상기 실시예에서는 흡수식 냉동장치를 이용한 공조장치를 나타내었으나, 냉장고, 냉동고 등 다른 냉동장치에 이용하여도 된다.

또한, 상기 실시예에서는 이중 효용형에 대하여 설명하였으나, 일중 효용형이어도 된다.

이상과 같이 본 발명에서는, 흡수사이클에 있어서 높은 토출압이 필요하고 또한 외부에 대한 기밀성이 필요한 흡수액 펌프의 케이싱을 판금제의 외측 케이싱(220,230) 내측에 수지제의 내부 케이싱(240,250)이 배치된 이중구조 케이싱으로 구성하고 있다. 따라서, 임펠러(211)를 수용하기 위한 임펠러실을 수지제의 내부 케이싱(240,250)에 의해서, 임펠러와의 상관 치수등이 복잡한 형상등에 대하여 세부적으로 미치는 정밀도가 좋은 성형을 할 수 있기 때문에, 고성능의 흡수액 펌프로 할 수 있다.

또, 수지제의 내부 케이싱(240,250)의 외측은 판금제의 외측 케이싱(220,230)에 의해서 형성되고, 용접에 의해서 접합할 수 있기 때문에, 외부와의 기밀성을 확보하는 것이 용이하고, 보수작업을 하는 일 없이 장기간에 걸쳐서 기밀성을 확보할 수 있다.

또, 이중구조 케이싱은, 각각 수지제의 내부 케이싱(240,250) 및 판금제의 외측 케이싱(220,230)이라는 대량생산에 적합한 제조방법에 의해서 성형되는 케이싱으로 이루어지기 때문에, 성형이 용이함과 아울러 저렴하다.

또, 수지제의 내부 케이싱(240,250)에 있어서는, 불필요한 두께부분을 발생시키는 일이 없고, 또 두께를 억제하는 것이 절삭등의 복잡한 작업을 수반하는 일 없이 용이하기 때문에, 경량화를 도모할 수 있다. 따라서, 대량생산이 용이하고, 저렴하고, 성능이 좋고, 또한 기밀유지를 위한 보수작업이 불필요하게 되어 장기간에 걸쳐서 사용이 가능하게 되므로, 흡수식 냉동장치를 가정용의 장치로서 보급하는 것이 용이하게 된다.

또, 본 발명에서는, 이중구조 케이싱에 있어서, 수지제의 내부 케이싱(240,250)과 판금제의 외측 케이싱(220,230)을 리브(246,247)에 의해서 복수 개소에서 국부 접촉시킴으로써 내부 케이싱(240,250)과 외측 케이싱(220,230)의 접촉면측에 소정 치수 이상의 틈새를 형성하였기 때문에, 예를 들어 브롬화 리튬등과 같이 부식성이 강한 수용액을 흡수액으로 하여 흡수사이클을 형성한 흡수액 펌프내에서, 외측 케이싱을 형성하는 스테인리스강의 표면에 부식에 관여하는 물질(예, 브롬화 리튬과 같이 부식성이 강한 수용액)이 저류하는 일이 없게 된다. 따라서, 수지제의 내부 케이싱(240,250)과 판금제의 외측 케이싱(220,230) 사이에서 수용액이 용이하게 이동하여 부식성 물질이 교환되기 때문에 스테인리스강등에서의 틈새 부식이 진행되지 않게 된다.

또, 이중구조 케이싱에 있어서, 수지제의 내부 케이싱(240,250)과 판금제의 외측 케이싱(220,230) 사이에 리브(246,247)에 의해서 형성된 틈새에는 흡수액 펌프의 유입구(221)와 토출구(232)간의 연통을 차단하기 위한 O링(217)을 장착하였기 때문에, 임펠러(211)의 회전에 의해서 내부 케이싱(240,250)의 토출구멍(252)측에 발생한 토출압력이 내부 케이싱(240,250)과 외측 케이싱(220,230) 사이에 형성된 틈새에 가해진다 하더라고, 내부 케이싱(240,250)의 토출구멍측의 압력이 내부 케이싱(240,250)의 유입부(241)측에 미침에 의한 단락이 발생하는 일이 없으며, 내부 케이싱(240,250)의 토출구멍(252)측의 압력은 모두 외측 케이싱(220,230)의 토출구(232)에 가해진다.

따라서, 흡수액 펌프(210)의 토출기능의 저하를 초래하는 일이 없다.

Claims

냉매를 포함하는 흡수액을 가열하여 이 흡수액에서 냉매증기를 분리시키는 재생기와, 상기 재생기에 의해서 분리된 상기 냉매증기를 냉각하여 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 저압하에서 증발시키는 증발기와, 상기 증발기에서 증발된 냉매증기를 상기 재생기에서 공급되는 흡수액에 흡수시키는 흡수기에 의해서 흡수사이클을 형성한 흡수식 냉동장치이고, 상기 흡수기에서 상기 재생기로 흡수액을 되돌리는 흡수액 펌프에 있어서,

상기 흡수액 펌프의 케이싱을,

임펠러를 수용하는 임펠러실을 형성하기 위한 수지제 케이싱과, 상기 수지제 케이싱을 내포하며 상기 흡수사이클에 있어서의 기밀성을 확보하기 위한 판금제 케이싱으로 이루어진 이중구조 케이싱으로 한 것을 특징으로 하는 흡수식 냉동장치의 흡수액 펌프.
청구항 1에 있어서, 상기 이중구조 케이싱에 있어서, 상기 수지제 케이싱과 상기 판금제 케이싱을 복수 개소에서 국부 접촉시켜서 상기 수지제 케이싱과 상기 판금제 케이싱의 접촉면측에 소정 치수 이상의 틈새를 형성하기 위한 복수의 돌기를, 상기 수지제 케이싱 또는 상기 판금제 케이싱에 형성한 것을 특징으로 하는 흡수식 냉동장치의 흡수액 펌프.
청구항 2에 있어서, 상기 이중구조 케이싱의 상기 수지제 케이싱과 상기 금속제 케이싱 사이의 상기 돌기에 의해서 형성된 상기 틈새에, 상기 흡수액 펌프의 유입구와 토출구 사이의 연통을 차단하기 위한 실부재를 장착한 것을 특징으로 하는 흡수식 냉동장치의 흡수액 펌프.