KR100546837B1 - 흡수식 냉동기의 전열관 배열구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡수식 냉동기의 전열관 배열구조에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 엘리미네이터를 중심으로 해서 대응되게 형성되는 증발기 및 흡수기에 형성되는 전열관을 배열하되, 상기 전열관과 전열관 사이의 간격이 엘리미네이터에서 멀어질수록 좁혀지도록 설계하는 것인바, 상대적으로 전열관 사이의 간격이 넓은 곳에서는 고가의 젖음율이 우수한 전열관을 사용하고, 상대적으로 전열관 사이의 간격이 좁은 곳에서는 일반적인 전열관을 사용하여 증발기와 흡수기의 성능을 향상시키는 것을 특징으로 한다.

엘리미네이트, 전열관, 젖음율, 냉매증기, 흡수식 냉동기

Description

흡수식 냉동기의 전열관 배열구조{ARRANGEMENT STRUCTURE OF HEAT TRANSFER TUBE FOR ABSORPTION CHILLER}

도 1은 종래 증발기와 흡수기의 구성도.

도 2는 종래 젖음율 향상을 위한 장치를 나타내는 개략적인 도면.

도 3은 본 발명에 따른 전열관 배열 상태를 나타내는 도면.

도 4a와 4b는 도 3에서 젖음율이 우수한 전열관에 대한 실시예.

도 5는 본 발명에 따른 전열관 배열과 종래 전열관 배열에 따른 냉매 유실율을 비교한 그래프 선도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 증발기 3 : 흡수기

5 : 엘리미네이트 7 : 전열관

10 : 핀 13 : 슬릿

15a : 메인골 15b : 보조골

본 발명은 엘리미네이터를 중심으로 해서 대응되게 형성되는 증발기 및 흡수기에 형성되는 전열관을 배열하되, 엘리미네이터에서 멀어질수록 상기 전열관과 전열관 사이의 간격이 좁혀지도록 설계하는 흡수식 냉동기의 전열관 배열구조에 관한 것이다.

일반적으로, 흡수식 냉동기는 도 1에서와 같이, 냉매증기가 통과되는 엘리미네이트(5)를 사이에 두고 증발기(1)와 흡수기(3)가 서로 접하여 설치되며, 상기 증발기(1)와 흡수기(3) 내부에는 전열관(7)이 소정간격으로 배열 설치된다.

이때, 상기 전열관(7)의 전체 면적에 대한 냉매액 또는 흡수액의 접촉면적을 나타내는 젖음율은 열교환기의 성능 및 효율에 중요한 역할을 한다.

따라서, 전열관(7) 사이로 떨어지는 흡수액 및 냉매액의 젖음율을 향상시키기 위한 다양한 방법이 연구되어 실용화되고 있다.

한편, 도 2는 종래 젖음율 향상을 위한 장치를 나타내는 개략적인 도면인바, 증발기(1)나 흡수기(3)에서 흡수액과 냉매의 젖음율을 우수하게 하기 위해, 전열관(7) 사이에 유하 액적 유도 장치(11)를 삽입한다.

즉, 이러한 구조는 전열관 사이에 유액이 유액이 일정하게 내려오도록 보조물을 삽입하여 젖음율을 향상시키게 된다.

그러나, 전열관 사이에 보조물을 삽입하면, 흡수액 및 냉매의 전열관과의 젖음율은 우수하게 유지되지만, 보조물 삽입에 의해 전열관 사이로 지나는 냉매증기 의 유동 차압증가는 흡수기와 증발기의 포화증기압력을 상승시켜, 결과적으로 증발기 및 흡수기의 성능을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명은 전열관의 배열을 통해 전열관의 젖음율을 높여서 열교환효율을 향상시키면서도, 냉매증기의 유동차압증가를 방지하도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 냉매증기가 통과되는 엘리미네이트를 사이에 두고 증발기와 흡수기가 서로 접하여 설치되며, 상기 증발기와 흡수기 내부에는 전열관이 형성되는 흡수식 냉동기에 전열관 배열구조에 있어서,

상기 전열관은 엘리미네이트에서 멀어질수록 전열관과 전열관 사이의 거리가 좁혀지도록 배열되는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉동기의 전열관 배열구조를 제공한다.

상기한 전열관 배열은 엘리미네이터를 사이에 두고 증발기와 흡수기가 서로 마주보는 구조에서 엘리미네이터에 근접한 부근의 증기유동이 빠르기 때문에, 전열관의 사이 간격이 기존보다 벌어짐으로서, 유동차압이 감소하게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.

도 3은 본 발명에 따른 전열관 배열 상태를 나타내는 도면이고, 도 4a와 4b는 도 3에서 젖음율이 우수한 전열관에 대한 실시예이며, 도 5는 본 발명에 따른 전열관 배열과 종래 전열관 배열에 따른 냉매 유실율을 비교한 그래프 선도이다.

도시된 바와 같이, 냉매 증기가 통과하는 엘리미네이트(5)를 사이에 두고 증발기와 흡수기가 서로 대응되어 설치되며, 상기 증발기와 흡수기 내부에는 전열관이 형성된다.

이때, 상기 전열관은 엘리미네이트(5)에서 멀어질수록 전열관과 전열관 사이의 거리가 좁혀지도록 배열한다.

즉, 상기 전열관과 엘리미네이트(5)와의 거리가 가까운 영역(A)에서는 전열관과 전열관 사이의 간격을 넓게 배열하는바, 이때, A 영역에서 사용되는 전열관은 젖음율이 우수한 것을 사용하되, 젖음율이 우수한 전열관으로는 로우핀 전열관의 핀에 가로방향으로 표면가공을 한 가공관 및 특수처리를 한 가공관을 사용하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 A 영역에서 전열관 사이의 간격은 13mm~20mm가 되도록 한다.

또한, 상기 전열관과 엘리미네이트(5)와의 거리가 먼 영역(B)에서는 전열관과 전열관 사이의 간격을 좁게 배열하는바, 이때, B 영역에서 사용되는 전열관은 저가의 기존 전열관을 사용하는 것이 바람직한바, 이러한 전열관으로는 나관이나 코로게이트관 등이 사용 가능하다.

이때, 상기 B 영역에서 전열관 사이의 간격은 5mm~13mm가 되도록 한다.

한편, 도 4a는 본 발명에 따른 일실시예의 요부 사시도인데, 이를 도 1의 개략적인 구성을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

냉동기는 도 1의 엘리미네이트(5)를 사이에 두고 증발기(1)와 흡수기(3)가 서로 접하여 설치되며, 상기 증발기(1)와 흡수기(3) 내부에는 전열관(7)이 소정간격으로 배열된 것은 종래와 동일 유사하며, 상기 전열관(7) 중 엘리미네이트(5)에 인접되게 위치된 일부 전열관(7)의 둘레부에는 도 4a에서와 같이, 원주방향을 따라 다수개의 핀(10)이 소정간격으로 돌출 형성되고, 이 핀(10)에는 전열관(7)의 축방향으로 다수개의 슬릿(13)이 형성된다.

상기 전열관(7)은 통상적으로 도 1의 엘리미네이트(5)에 인접될수록 그 간격이 넓게 형성되어 증발기(1)에서 발생된 냉매증기가 흡수기(3) 쪽으로 원활하게 흐를 수 있도록 구성됨이 바람직하다.

그런데, 이와 같이 전열관(7)과 전열관(7) 사이의 간격이 넓어지게 되면, 냉매액과 흡수액의 액적이 낙하되는 길이가 길어져서 전열관(7)의 젖음율이 저하되기 때문에, 이를 방지하기 위해, 전열관(7)과 전열관(7) 사이의 간격이 13mm 이상인 전열관(7)의 둘레부에는 다수개의 핀(10)을 형성하여 전열관(7)의 젖음율을 향상시킬 수 있도록 한다.

또한, 상기 핀(10)의 선단부에는 전열관(7)의 축방향으로 다수개의 슬릿(13)이 형성되어서, 전열관(7) 최상단의 액분배기(Tray,8)의 유하 액적 피치가 상기 핀(10)의 피치와 동일하지 않더라도 전열관(7) 위로 낙하된 액적은 상기 슬릿(13)을 통해 인접된 핀(10)과 핀(10) 사이로 전달되어 전열관(7)의 젖음율을 향상시킬 수 있게 된다.

그 외에도, 상기 유하 액적의 피치가 핀(10)의 피치와 동일하더라도 핀(10)의 선단부에 형성된 슬릿(13)은 액적을 인접된 핀(10)과 핀(10) 사이의 골(15)로 전달하는 기능이 있어서, 전열관(7)이 전체적으로 고르게 냉매액이나 흡수액과 접촉될 수 있도록 한다.

또한, 상기 전열관(7)과 전열관(7) 사이의 간격이 13mm 이하로 조밀하게 배치된 전열관(7)은 평활관을 이용하더라도 액적의 낙하거리가 짧아지기 때문에 전열관(7)의 젖음율이 크게 저하되지 않는다.

한편, 도 4b는 본 발명의 다른 실시예로서, 전열관(7) 둘레부에 다수개의 핀(10)이 형성되고, 이 핀(10)의 선단부에 전열관(7)의 축방향과 나란하게 슬릿(13)이 형성된 것은 전술한 실시예에서와 동일하나, 상기 핀(10)의 선단면에는 핀(10)과 핀(10) 사이의 메인골(15a)보다 깊이가 낮은 보조골(15b)이 더 형성된 것이다.

따라서, 이러한 다른 실시예는 핀(10)의 선단면으로 낙하되는 액적도 상기 보조골(15b)에 의해 분산되지 않고 전열관(7) 위에 안정적으로 안착되어 젖음율을 향상시키게 된다.

이때, 상기 슬릿(13)은 그 깊이가 보조골(15b) 보다는 깊고 메인골(15a)보다는 낮게 형성된다.

즉, 상기 보조골(15b)은 전열관(7) 내벽면과의 사이에 살두께가 그만큼 두꺼워져서, 이 살두께에 해당하는 만큼 열전도율이 떨어지기 때문에, 이 보조골(15b) 로 낙하된 액적을 인접된 메인골(15a)로 전달되도록 하기 위함이다.

이상의 구성에 의한 본 발명의 작용예에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 전열관(7)은 그 간격이 도 3의 엘리미네이트(5)에 인접될수록 넓게 형성되어 증발된 냉매증기가 흡수기(3)로 원활하게 흐를 수 있도록 함과 더불어, 상기 엘리미네이트(5)와 인접된 위치의 전열관(7) 둘레부에는 도 4a와 같이, 핀(10)이 다수개 형성되어 낙하되는 액적이 전열관(7)과 충돌된 후에도 분산되지 않고 전열관(7)에 안정적으로 안착되어 아래로 흘러내리게 된다.

또한, 상기 핀(10)의 선단부에는 전열관(7)의 축방향과 나란하게 다수개의 슬릿(13)이 형성되어 유하 액적의 피치가 상기 핀(10)의 피치와 동일하지 않더라도 전열관(7) 위로 낙하된 액적은 상기 슬릿(13)을 통해 인접된 핀(10)과 핀(10) 사이로 전달되어 전열관(7)의 젖음율을 향상시킬 수 있게 된다.

그 외에도, 도 4b와 같이, 상기 핀(10)의 선단면에는 보조골(15b)이 더 형성되어서, 핀(10)의 선단면으로 낙하되는 액적도 상기 보조골(15b)에 의해 분산되지 않고 전열관(7) 위에 안정적으로 안착되어 젖음율을 더욱 향상시키게 된다.

한편, 도 5는 본 발명에 따른 엔드크로스 전열관을 적용한 증발기에서 전열관의 간격과 이에 따른 관 하나에서 유하 냉매의 유실율을 나타낸 것으로, 종래의 통상적인 코로게이트 전열관에 비해 냉매 유실율이 크게 줄어듦을 보여준다.

상기와 같은 본 발명은, 엘리미네이트와 인접된 위치의 전열관 간격을 넓게 하여 냉매증기의 흐름을 원활하게 하더라도, 이 전열관 둘레부에 축방향의 슬릿이 형성된 다수개의 핀을 형성하므로써, 전열관의 젖음율을 향상시켜 열교환율을 높일 수 있는 이점이 있다.

더욱이, 상기 슬릿은 서로 인접된 핀과 핀 사이로 액적의 유동을 원활하게 하여 전열관의 젖음율을 더욱 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 핀의 선단면에 보조골을 더 형성하여 핀의 선단면으로 낙하되는 액적도 분산되지 않고 전열관 위에 안정적으로 안착되어 젖음율을 더욱 향상시키는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 냉매증기가 통과되는 엘리미네이트를 사이에 두고 증발기와 흡수기가 서로 접하여 설치되며, 상기 증발기와 흡수기 내부에는 전열관이 형성되는 흡수식 냉동기에 전열관 배열구조에 있어서,

   상기 전열관은 엘리미네이트에서 멀어질수록 전열관과 전열관 사이의 거리가 좁혀지도록 배열되는 것을 특징으로 하는 흡수식 냉동기의 전열관 배열구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 전열관 사이의 간격이 넓게 배열되는 곳에서의 전열관은 젖음율이 우수한 것을 사용하되, 전열관 사이의 간격은 13mm~20mm 인 것을 특징으로 하는 흡수식 냉동기의 전열관 배열구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 전열관 사이의 간격이 좁게 배열되는 곳에서의 전열관 사이의 간격은 5mm~13mm 인 것을 특징으로 하는 흡수식 냉동기의 전열관 배열구조.

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