KR100358838B1 - 적층형 2단 팽창 증발기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어콘의 방열기용으로 이용되는 적층형 증발기(Evaporator)를 형성함에 있어서, 상기 증발기를 형성하는 각 플레이트를 적층형으로 구성하되, 상기 플레이트들의 적층에 따라 모세관이 형성되도록 하며, 팽창밸브에 의하여 1차 팽창된 냉매와 상기 증발기에서 나온 저온저압의 냉매가 상호 열교환작용을 하면서 액냉매가 형성되도록하여 이 액냉매가 증발기의 각 플레이트에 의해 형성된 유로를 순환하면서 증발효율을 크게 향상시킬 수 있도록 한 적층형 2단 팽창 증발기에 관한 것이다.

본 발명은 에어콘의 방열기용으로 이용되는 적층형 증발기(1)를 형성하고 이 증발기(1)의 입구측에 모세관(2)을 설치하며 이 모세관(2)에 적층형 플레이트로 형성되는 보조 열교환기(3)를 설치하고 이 열교환기(3)에 압축기(4) 등의 냉매 공급수단을 설치하여 상기 압축기(4)와 콘덴서 및 팽창밸브를 통해 공급되는 냉매가 상기 보조 열교환기(3)를 순환하면서 모세관(2)와 증발기(1)를 순환하도록 하며 상기 순환된 냉매가 다시 역으로 순환하면서 상기 보조 열교환기(3)에서 열교환작용을하여 액상의 냉매가 증발기를 순환하도록 구성된 것으로, 상기 모세관(2)은 상반된 유로(5)(501)와 입출구(6)(7)가 형성되는 플레이트로 형성하고, 상기 보조 열교환기(3)는 격벽(9)에 의하여 냉매가 지그재그 형태로 순환하도록 하는 유로(10)를 적층형 플레이트(8)로 형성하여 상기 공급되는 냉매와 출력되는 저온저압의 냉매가 서로 교환되면서 열교환이 이루어지도록 구성된 것이다.

Description

적층형 2단 팽창 증발기{EXPANSION EVAPORATOR}

본 발명은 에어콘의 방열기용으로 이용되는 적층형 증발기(Evaporator)를 형성함에 있어서, 상기 증발기를 형성하는 각 플레이트를 적층형으로 구성하되, 상기 플레이트들의 적층에 따라 모세관이 형성되도록 하며, 팽창밸브에 의하여 1차 팽창된 냉매와 상기 증발기에서 나온 저온저압의 냉매가 상호 열교환작용을 하면서 액냉매가 형성되도록하여 이 액냉매가 증발기의 각 플레이트에 의해 형성된 유로를 순환하면서 증발효율을 크게 향상시킬 수 있도록 한 적층형 2단 팽창 증발기에 관한 것이다.

일반적으로 에어콘에 설치되어 방열작용을 하면서 열교환을 하는 증발기는 냉매 유입구와 배출구를 구비하고 이들 사이에는 상기 냉매가 순환되는 유로를 구비하며 이 유로를 통하여 냉매가 순환될 때 열교환이 이루어지게 되고 상기 증발기에서 열을 방열시키도록 구성되어 있었다.

한편, 상기와 같이 구성되는 종래의 열교환기는 콘덴서를 통해 응축된 냉매가 팽창밸브에서 팽창작용을 하고 이 팽창된 냉매가 상기 증발기로 바로 순환되도록 구성되어 있었으며, 상기 증발기로 공급되는 냉매는 상기 증발기의 각 플레이트에 의하여 형성된 유로로 배분되어 순환하게 되고 이 순환작용시 상기 증발기의 입구 건도가 약40%정도가 되므로 액상과 기체상태의 분리현상이 발생되고 있었다.

따라서, 상기와 같은 종래의 것은 기체상태와 액상의 분리현상에 의하여 상기냉매의 원활한 순환과 배분이 이루어지지 못하게 되고, 이에 따라 상기 증발기에서의 증발효율이 크게 저하되는 폐단이 있었으며, 상기 증발기의 증발효율 저하로 인하여 열교환기의 성능이 크게 떨어지게 되는 점 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로 본 발명은 에어콘의 방열기용으로 이용되는 적층형 증발기를 형성함에 있어서, 상기 증발기를 형성하는 각 플레이트를 적층형으로 구성하되, 상기 플레이트들의 적층에 따라 모세관이 형성되도록 하며, 팽창밸브에 의하여 1차 팽창된 냉매와 상기 증발기에서 나온 저온저압의 냉매가 상호 열교환작용을 하면서 액냉매가 형성되도록하여 이 액냉매가 증발기의 각 플레이트에 의해 형성된 유로를 순환하면서 증발효율을 크게 향상시킬 수 있도록 한 적층형 2단 팽창 증발기를 제공하려는 것인바, 이를 이하에서 첨부한 도면과 실시예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 실시예의 플레이트형 열교환기를 발췌하여 나타내는 사시도

도 2는 본 발명 실시예의 구성과 작용상태를 나타내는 분리 사시도

도 3은 본 발명 실시예의 냉매 변환상태를 나타내는 도표

<도면의주요부분에대한부호의설명>

1 : 적층형 증발기

2 : 모세관

3 : 보조 열교환기

30:커버

5,501 : 모세관의 유로

6,7 : 입출구

8 : 보조 열교환기용 적층형 플레이트

9 : 격벽

10 : 유로31:적층형플레이트a32:적층형플레이트b33:방향변환기

일반적으로 에어콘의 냉동사이클은 압축기, 응축기, 모세관, 증발기(1), 압축기 순으로 연결되는데, 상기 증발기(1)에는 열교환 효율을 보다 증대시키기 위해 설치되는 보조열교환기(3)의 구조를 도1,2에서 살펴보면 다음과 같다.먼저 열교환기(1)의 일측에는 냉매가 출입할 수 있도록 한 입구(6)와 출구(7)를 상단부에 각각 형성한 커버(30)가 설치되는데, 상기 커버(30) 일면에는 유입되는 냉매의 흐름을 안내하는 모세관유로(5)와 유출되는 냉매의 흐름을 안내하는 모세관유로(501)가 각각 형성되고, 상기 커버(30) 하단부에는 모세관유로(5)의 출구와 연결되는 모세관(2)이 형성된다.

그리고 상기 커버(30) 일면에 분리기능을 갖는 보조 열교환기용 적층형 플레이트(8)과 냉매의 흐름을 안내하는 적층형플레이트a,b(31,32)와 보조 열교환기용 적층형 플레이트(8)이 각각 순차적으로 설치되고, 상기 보조열교환기(3)의 외측단부에 위치하는 보조 열교환기용 적층형 플레이트(8)에 적층형플레이트a,b(31,32)를 따라 이동하여 온 냉매의 흐름 방향을 전환시켜 주는 방향변환기(33)가 설치된다.상기와 같이 설치되는 적층형플레이트a,b(31,32) 각각에는 냉매의 흐름을 안내하는 다수개의 격벽(9)이 소정 거리를 두면서 각각 설치된다.이때 상기 보조열교환기의 보조 열교환기용 적층형 플레이트(8)와 적층형플레이트a,b(31,32)의 갯수는 용량에 따라서 달리할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.먼저 냉동사이클이 작동하게 되면 미 도시된 압축기가 작동하면서 냉매를 이동시키게되는데, 이로 인해 상기 냉매는 응축기와 모세관, 증발기, 압축기순으로 이동하면서 순환하게 된다.이때 상기한 적층형 증발기(1)에 도달한 냉매는 커버(30) 상단부에 형성된 입구(6)를 통하여 보조열교환기(3)내로 유입된다.

상기와 같이 유입된 냉매는 일차적으로 적층형플레이트a(31)의 격벽(9) 사이를 따라 이동하면서 방향변환기(33)기로 이동하게 되고, 동시에 상기 방향변환기 (33)에서 냉매는 흐름방향이 전환되어 적층형플레이트b(32)의 격벽(9) 사이를 따라 이동하여 커버(30)의 출구(7)를 통해 적층형 증발기(1)로 이동하게 된다.상기와 같이 냉매가 이동하는 과정에서 증발기(1)에서 냉매는 일차적으로 열교환을 하게 되고, 보조열교환기(3)에서 재차 냉매는 열교환을 하게 된다.계속하여 상기 냉매는 증발기(1)에서 미 도시된 압축기로 이동한 후 재차 전술한 바와 같이 동일한 과정을 거치면서 순환하게 된다.

상기와 같이 작용하는 본 발명은 도 3에서와 같이 압축기와 콘덴서에서 나온 고온고압의 액상냉매①가 팽창밸브에서 1차 팽창작용을하여 중온중압의 포화냉매②(약35℃, 8㎏/㎠G, 건도20%)가 되며, 이 중온중압의 포화냉매가 상기 보조 열교환기(3)의 열교환작용에 의하여 중온중압의 과냉각 상태 액냉매③(약30℃, 8㎏/㎠G)가 되며, 이 액냉매가 상기 적층식 증발기(1)로 공급되어 순환할 때 저온저압의 포화상태 냉매④(약0℃, 2㎏/㎠G, 건도20%)가 되고 상기 적층식 증발기(1)를 순환하여 압축기(4)측으로 복귀되는 냉매는 저온저압의 포화상태 냉매⑤(약0℃, 2㎏/㎠G, 건도85%)가 되며 저온저압의 과열상태 기체냉매⑥가 상기 보조 열교환기(3)를 통해 건도나 낮아지면서 미 도시된 압축기로 복귀되어 상기 전체적인 냉매의 건도를 낮추게 되어 액상의 냉매를 순환시키게 되는 것이다.

이상과 같은 본 발명은 상기와 같이하여 적층형의 증발기와 보조 열교환기 및 모세관을 설치하므로써 상기 보조 열교환기에 의하여 기체상태의 냉매를 액상냉매로 열교환시킬 수 있게 되며, 상기 기체상태의 냉매가 순환되어 열교환효율을 저하시키는 폐단을 개선할 수 있게 되며, 상기 건도가 낮은 액상냉매가 열교환기의 전체에서 순환되도록 하므로서 과냉을 방지하면서 열교환기의 효율을 극대화시킬 수 있는 점 등의 특징을 지닌 것이다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 적층형 증발기(1) 일측에, 커버(30)와 보조열교환기용적층형플레이트(8)와 적층형플레이트a,b(31,32)와 보조열교환기용적층형플레이트(8)를 순차적으로 결합하고 있는 보조열교환기(3)가 설치되는 것에 있어서,

   상기 커버(30) 일면에 모세관유로(5,501)가 상단부에 입구(6)와 출구(7)를 각각 형성하며 배치되고, 상기 모세관유로(5) 하단부에는 모세관(2)이 형성되며, 상기 적층형플레이트a(31)는 모세관유로(5)에 연결되면서 다수개의 격벽(9)이 형성되고, 상기 적층형플레이트b(32)는 모세관유로(5)에 연결되면서 다수개의 격벽(9)이 형성되며, 상기 보조열교환기용적층형플레이트(8) 외측에는 상기 적층형플레이트a,b (31,32)의 통로와 연결되는 방향변환기(33)가 설치되는 것을 특징으로 한 적층형 2단 팽창 증발기.
3. 제2항에 있어서, 상기 보조 열교환기(3)는 격벽(9)에 의하여 냉매가 지그재그 형태로 순환하도록 하는 유로(10)를 보조 열교환기용 적층형 플레이트(8)로 형성하여 상기 공급되는 냉매와 출력되는 저온저압의 냉매가 서로 교환되면서 열교환이 이루어지도록 구성함을 특징으로 하는 적층형 2단 팽창 증발기.