KR100523577B1 - 응축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 응축기에 관한 것으로, 냉매의 열교환효율이 향상됨으로써 크기 및 무게를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 응축에 필요한 냉매의 유로를 짧게 할 수 있어 결국 압축기의 동력을 최소화하여 소비전력을 감소시킬 수 있는 응축기를 제공한다.

Description

응축기{condenser}

본 발명은 응축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열교환효율이 향상됨으로써 크기 및 무게를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 응축에 필요한 냉매의 유로를 짧게 할 수 있어 결국 압축기의 동력을 최소화하여 소비전력을 감소시킬 수 있는 응축기에 관한 것이다.

일반적으로 열교환기는 온도가 다른 유체를 직접 또는 간접적으로 접촉시켜 열을 교환하는 장치이다.

일례로 자동차에 이용되는 냉방시스템은 압축기에서 고온, 고압으로 압축된 냉매를 응축기에서 액화하여 고압으로 응축하게 되며, 상기 냉매는 관의 직경이 적은 증발기의 증발관으로 이동하면서 순간적으로 기화되어 증발되므로 주위온도를 강하시켜 냉기를 발생하고, 이때 발생된 냉기는 자동차 실내의 공기를 냉각하게 된다.

상기 증발기에서 주위공기와 열교환하면서 고온상태로 기화된 냉매는 압축기를 거쳐 응축기로 이동하여 응축되고 다시 증발기에서 열을 교환하는 상기 과정을 반복적으로 하게 된다.

이하, 도면을 참조하여 종래 응축기에 대하여 살펴보기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 응축기(1)는 압축기(미도시)에서 압축된 고온 고압의 냉매를 방열시키기 위해 물결형상의 방열핀(11)이 개재된 다수의 플레이트형 튜브(7)를 수평방향으로 등간격을 두고 설치하고, 상기 튜브(7)의 양측에는 튜브(7)와 연통되는 원형 파이프 형상의 제1헤더파이프(3) 및 제2헤더파이프(4)를 수직으로 설치한 구조를 갖는다.

그리고, 상기 각 헤더파이프(3,4) 내부에는 냉매를 지그재그로 유동시키기 위한 배플(5)이 설치되어 있고, 상기 제1헤더파이프(3) 상부에는 냉매유입구(2)가 형성되어 있으며, 하부에는 냉매유출구(8)가 형성되어 있다.

이때, 상기 튜브(7)는 직사각형 단면에 냉매가 흐르도록 구획된 채널이 내부에 소정 개수로 형성되어 있으며 폭의 길이에 따라 규격이 나뉘어진다.

또한, 상기 방열핀(11)은 튜브(7)를 흐르는 냉매와 주위공기와의 열교환이 보다 용이하게 발생되도록 하는 역할을 한다.

이러한 구성을 갖는 응축기(1)에 있어서, 냉매의 유량증가에 의한 응축기(1)의 효율향상을 위해서는 튜브(7)의 폭이 넓은 광폭튜브를 채용하여 사용하였으며, 이로 인하여 상기 광폭튜브가 삽입되어 고정되는 헤더파이프(3,4)의 직경도 증가하게 되었다.

이와 같이 종래 응축기 구조에 의하면, 효율향상을 위해 광폭튜브가 채용됨에 따라 헤더파이프(3,4)의 직경도 증가하게 되므로써 전체적으로 응축기(1)의 크기가 커지게 된다.

이에 따라 응축기(1)를 설치하기 위한 공간 역시 증가하게 되어 공간활용면에서 효율적이지 못하게 된다.

또한, 종래 응축기(1)는 헤더파이프(3,4) 및 튜브(7)에 걸친 냉매의 유로가 길게 형성되어 있으므로, 상기 응축기(1)로 냉매를 공급하는 압축기의 동력이 커지게 되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 냉매의 열교환효율이 향상됨으로써 크기 및 무게를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 응축에 필요한 냉매의 유로를 짧게 할 수 있어 결국 압축기의 동력을 최소화하여 소비전력을 감소시킬 수 있는 응축기를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압축기에서 압송된 냉매를 응축시키는 응축기에 있어서, 상부와 하부에 냉매유입구와 냉매유출구가 각각 구비되면서 수직으로 설치되어 냉매의 유로를 형성하는 냉매유동파이프와, 상기 냉매유동파이프 내에 그 일단이 삽입되면서 냉매유동파이프의 상하 길이방향을 따라 등간격을 두고 설치되고, 그 내부는 진공상태를 유지하면서 소정량의 응축냉매가 채워지는 진공튜브와, 상기 진공튜브의 외측에 개재된 다수 개의 방열핀과, 상기 진공튜브의 타단이 지지되는 지지대를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 응축기를 제공한다.

그리고, 상기 냉매유동파이프 내에 위치되는 진공튜브 부위에는 냉매유동파이프 내부를 따라 이동하는 냉매가 통과할 수 있도록 다수개의 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 진공튜브는 냉매유동파이프 측을 향해 하향되게 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 응축기를 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 진공튜브 구조를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 진공튜브의 요부상세도이고, 도 5는 본 발명에 따른 응축기의 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 응축기(30)는 냉매의 유로를 형성하면서 수직으로 설치되는 냉매유동파이프(40)와, 상기 냉매유동파이프(40)의 상하 길이방향을 따라 등간격 두고 설치되는 진공튜브(50)로 이루어진다.

이때, 상기 진공튜브(50)는 그 일단이 상기 냉매유동파이프(40) 내에 삽입되고 그 타단은 별도의 지지대(70)에 의해 지지됨으로써 안정적인 구조를 이루게 된다.

상기 냉매유동파이프(40)의 상부와 하부 일측에는 각각 냉매유입구(42)와 냉매유출구(44)가 구비되며, 상기 냉매유입구(42)는 압축기(미도시)와 연결되고 상기 냉매유출구(44)는 증발기(미도시)와 연결되게 된다.

그리고, 상기 냉매유동파이프(40)에 그 일단이 기밀을 유지한 채 삽입되도록 설치되는 진공튜브(50)는 도 3에 도시된 바와 같이, 그 내부에 일정공간을 형성하면서 진공상태를 유지하게 된다.

아울러, 진공튜브(50)의 내부에는 소정량의 응축냉매(54)가 채워지게 되는데, 상기 응축냉매(54)는 상기 냉매유동파이프(40)를 따라 이동되는 냉매와 동종의 것이 사용될 수 있고 또는 통상의 냉동시스템에서 사용되는 다양한 종류의 것이 선택적으로 사용될 수도 있을 것이다.

이러한 응축냉매(54)는 진공튜브(50)의 내부공간을 대략 1/3 정도 차지하면서 채워지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 냉매유동파이프(40) 내에 삽입되는 진공튜브(50) 부위에는 냉매유동파이프(40)를 따라 이동되는 냉매가 통과할 수 있도록 다수개의 관통홀(56)이 형성되는데, 이러한 관통홀(56)은 도 4에 도시된 바와 같이 진공튜브(50)의 상, 하부면이 내측으로 함몰되면서 서로 이어짐으로써 냉매가 진공튜브(50)와 접촉되면서 통과될 수 있도록 이루어진다.

이러한 진공튜브(50)는 냉매유동파이프(40) 측에서 지지대(70) 측으로 갈수록 소정의 기울기를 가지고 상향되게 설치되는 것이 바람직하며, 그 외측에는 다수개의 방열핀(60)이 개재된다.

이하, 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명하도록 한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 응축기(30)는 냉매의 유로를 형성하는 냉매유동파이프(40)와, 상기 냉매유동파이프(40)에 그 일단이 삽입된 채로 냉매유동파이프(40)의 상하 길이방향을 따라 등간격을 두고 설치됨과 아울러 그 내부는 진공상태를 유지하면서 소정량의 응측냉매(54)가 채워지는 진공튜브(50)를 포함하여 이루어진다.

이와 같이 구성된 상태에서, 압축기로부터 고온 고압으로 압축된 기상의 냉매는 냉매유입구(42)를 통해 냉매유동파이프(40) 내로 유입된 뒤, 그 내부를 따라 상부에서 하부로 이동하게 된다.

이때, 상기 기상의 냉매는 냉매유동파이프(40)의 내부에 삽입된 다수개의 진공튜브(50)와 순차적으로 접촉하면서 관통홀(56)을 통과하여 하부로 이동하게 되는데, 이 과정에서 상기 진공튜브(50) 내부에 채워진 응축냉매(54)는 상기 고온의 기상 냉매로부터 열을 흡수하면서 증발하게 된다.

이는, 상기 진공튜브(50) 내부가 진공상태이기 때문에 그 내부에 채워진 응축냉매(54)는 극히 낮은 온도, 즉 진공튜브(50)와 접촉되는 냉매의 열에 의해서도 쉽게 증발하게 되는 것이다.

이러한 응축냉매(54)의 증발은 냉매가 진공튜브(50)가 접촉되는 부분, 즉 냉매유동파이프(40) 내에 위치한 진공튜브(50) 부위에서 활발하게 일어나게 되며, 이 부위에서 액상의 응축냉매는 기상의 응축냉매로 바뀌게 된다.

상기 기상의 응축냉매는 자중에 의한 분리효과에 의해 진공튜브(50) 내의 상부에 모이면서 지지대(70)측으로 이동하게 됨과 아울러 액상의 응축냉매는 냉매유동파이프(40)측을 향해 하향되게 설치된 진공튜브(50)의 내부면을 따라 상기 냉매유동파이프(40) 내에 위치한 진공튜브(50) 측으로 이동하게 된다.

이때, 상기 기상의 응축냉매는 다수의 방열핀(60)이 개재된 진공튜브(50)를 지나는 동안 외부공기와의 열교환에 의해 열을 빼앗기면서 다시 액상으로 변하게 된다.

즉, 상기 응축냉매(54)는 진공튜브(50)내에서 기상과 액상의 상변화를 거치면서 계속해서 순환하게 되는 것이다.

이때, 상기 진공튜브(50)의 외측에 개재된 방열핀(60)은 상기 진공튜브(50)내의 기상의 응축냉매를 보다 효율적으로 냉각시키기 위한 수단이 된다.

이와 같이, 냉매유동파이프(40)를 지나는 동안 다수의 진공튜브(50)와 접촉하게 되는 고온의 기상냉매는 점차 온도를 빼앗기면서 최종적으로 액상으로 변환된 뒤 냉매유출구(44)를 통해 증발기측으로 이동되게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 냉매유동파이프(40)를 지나는 기상의 냉매가 진공튜브(50)와 직접 접촉되므로 열교환효율이 매우 향상되며 그에 따라 응축에 필요한 냉매의 유로를 짧게 할 수 있게 된다.

결국, 응축기의 소형화가 가능하게 될 뿐만 아니라 압축기의 동력을 최소화하여 소비전력을 줄일 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 응축기에 의하면, 냉매의 열교환 효율이 향상됨에 따라 응축기의 소형화가 가능하게 되고 냉매의 유로를 짧게 할 수 있어 결국 압축기의 동력을 최소화하므로써 소비전력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 일반적인 응축기를 도시한 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 응축기를 도시한 도면,

도 3은 도 2의 진공튜브 구조를 설명하기 위한 도면,

도 4는 진공튜브의 요부상세도,

도 5는 본 발명에 따른 응축기의 작동상태를 설명하기 위한 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

30 : 응축기 40 : 냉매유동파이프

42 : 냉매유입구 44 : 냉매유출구

50 : 진공튜브 54 : 응축냉매

56 : 관통홀 60 : 방열핀

70 : 지지대

Claims (4)

1. 압축기에서 압송된 냉매를 응축시키는 응축기에 있어서,

   상부와 하부에 냉매유입구와 냉매유출구가 각각 구비되면서 수직으로 설치되어 냉매의 유로를 형성하는 냉매유동파이프와;

   상기 냉매유동파이프 내에 그 일단이 삽입되면서 냉매유동파이프의 상하 길이방향을 따라 등간격을 두고 설치되고, 그 내부는 진공상태를 유지하면서 소정량의 응축냉매가 채워지는 진공튜브와;

   상기 진공튜브의 외측에 개재된 다수 개의 방열핀과;

   상기 진공튜브의 타단이 지지되는 지지대;

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 응축기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 냉매유동파이프 내에 위치되는 진공튜브 부위에는 냉매유동파이프 내부를 따라 이동하는 냉매가 통과할 수 있도록 다수개의 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 응축기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 진공튜브는 냉매유동파이프 측을 향해 하향되게 설치되는 것을 특징으로 하는 응축기.
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