KR100581842B1

KR100581842B1 - 판형 열교환기를 이용한 냉동기용 콘덴서

Info

Publication number: KR100581842B1
Application number: KR1020040026367A
Authority: KR
Inventors: 송영호; 권일욱
Original assignee: 송영호; 권일욱
Priority date: 2004-04-16
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2006-05-22
Also published as: KR20040052619A

Abstract

본 발명은 판형 열교환기를 이용한 냉동기용 콘덴서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각종 전열판을 그 통공이 대응되도록 적층식으로 연결시켜 유체 및 냉매유동통로가 교호로 형성되도록 한 전열판블록을 콘덴서의 케이싱 내부에 설치함과 동시에, 상기 전열판블록을 하측에서 지지하는 늑판(肋板)에 의하여 케이싱의 내부공간이 냉매의 유동공간과 응축냉매의 저장공간으로 분리되도록 함으로서, 전열판블록을 거쳐 응축된 냉매를 열교환이 이루어지는 공간과 분리 저장시켜 전열판블록에 의한 피가열유체와 냉매의 열교환성능을 크게 향상시킴과 동시에 동일 냉각에 소요되는 냉매의 충진량을 최소화시킬 수 있도록 하고, 이로 인하여 냉동기의 설비면적과 그 설비비용을 획기적으로 절감시킴과 동시에 냉동기 설비의 효율적인 운전이 가능하도록 하며, 상기 전열판블록을 착탈가능한 다수 개의 전열판모듈로 분할 형성시킴으로서 그 분해 조립과 스케일의 제거 및 전열면적의 증감을 용이하게 수행할 수 있도록 함과 동시에, 특정부위의 손상시 해당 부분만을 교체토록 하여 냉동기 설비의 유지관리 및 그 운전비용 또한 크게 절감시킬 수 있도록 한 판형 열교환기를 이용한 냉동기용 콘덴서에 관한 것이다.

판형 열교환기, 전열판, 냉동기, 콘덴서, 냉매, 가스켓

Description

판형 열교환기를 이용한 냉동기용 콘덴서{Condenser for refrigerator using plate type heat-exchanger}

도 1의 (가) 및 (나)는 종래의 냉동기용 콘덴서를 나타내는 측단면도.

도 2는 종래의 냉동기용 콘덴서를 나타내는 정단면도.

도 3은 본 발명에 따른 판형 열교환기를 이용한 냉동기용 콘덴서의 일실시예를 나타내는 측단면도.

도 4는 도 3의 A-A'선 단면도.

도 5의 (가) 내지 (다)는 본 발명에 적용되는 전열판블록의 연결구조를 나타내는 일부확대 단면도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 측단면도.

도 7은 도 6의 B-B'선 단면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 콘덴서 10a : 유동공간 10b : 저장공간

11 : 케이싱 12 : 측판 13 : 유입관

14 : 배출관 15 : 냉매유입관 16 : 냉매배출관

19 : 응축냉매 20 : 전열판블록 21 : 전열판

22 : 통공 23 : 유체유동통로 24 : 냉매유동통로

25 : 늑판(肋板) 26 : 전열판모듈 27 : 착탈판

28 : 체결볼트 29 : 막대볼트 30 : 가압플레이트

31,32 : 가스켓

일반적으로 냉동기(冷凍機: Refrigerator)라고 하는 것은 특정 물체나 공간으로부터 열을 흡수하여 주위의 온도 이하로 떨어뜨려주는 장치를 말하는 것으로서, 증기압축식이나 흡수식 또는 전자식(펠티어소자가 대표적인 예이다)과 같은 다양한 종류가 있으나, 냉매의 응축과 증발원리를 이용한 증기압축식 냉동기가 공기조화용 또는 공업용으로 널리 사용되고 있다.

상기와 같은 증기압축식 냉동기는 컴프레셔(Compressor:압축기)에서 냉매를 고온 고압의 가스로 압축시킨 다음, 이를 콘덴서(Condenser:응축기)의 내부로 유동시켜 냉매의 열을 외부로 방출시킴과 동시에 냉매를 고압의 액체상태로 응축시키게 되며, 이와 같이 응축된 액체 상태의 냉매를 감압 및 유량제어밸브의 역할을 하는 팽창밸브를 거쳐 증발기의 내부로 유입시킴으로서, 냉매가 피냉각체의 열을 흡수하여 증발됨과 동시에 피냉각체를 요구하는 온도로 냉각시키게 되며, 이와 같이 피냉각체의 냉각에 사용되어 증발된 냉매를 컴프레셔로 재유입시킴으로서 냉각에 다시 사용할 수 있도록 한 구조로 이루어져 있다.

상기와 같은 냉동기의 작동과정에서 냉매의 응축기 역할을 하는 상기 콘덴서가 냉매를 보다 효과적으로 응축시켜 순수한 액상의 냉매만을 팽창밸브를 거쳐 증발기로 공급시키도록 하는 것이 증발기에서의 냉각성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 냉동기의 전체적인 작동 또한 효율적으로 이루어낼 수 있게 되는 데, 이와 같이 냉매를 응축시키기 위한 종래 냉동기용 콘덴서의 대표적인 구성을 도 1의 (가) 및 (나)를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

종래의 냉동기용 콘덴서(10)의 대표적인 구성은 도 1의 (가) 및 (나)에 각각 도시되어 있는 바와 같이, 원통 형상의 몸체 내부에 냉매와 피가열유체의 열교환구조가 구비되는 케이싱(11)이 설치되며, 상기 케이싱(11)의 일측에는 피가열유체의 유입관(13)과 배출관(14)이 연결되는 측판(12)이 설치되고, 상기 케이싱(11)의 몸체 상,하측에는 냉매유입관(15)과 냉매배출관(16)이 케이싱(11)과 연결 설치된 구성으로 이루어진다.

또한, 냉매와 피가열유체와의 열교환구조로서 도 1의 (가)에서는 피가열유체의 유입관(13)과 대응되는 유입부(11a) 및 그 배출관(14)과 대응되는 배출부(11b)가 케이싱(11)의 일측 내부에서 분할 형성됨과 동시에 케이싱(11)의 타측 내부에는 피가열유체의 순환부(11c)가 형성된 상태에서, 상기 유입부(11a)와 배출부(11b) 및 순환부(11c)가 직선 형태를 가지는 다수 개의 전열튜브(17)에 의하여 서로 연통되도록 형성되어 있고, 도 1의 (나)에서는 피가열유체의 유입관(13)으로부터 연장되는 전열튜브(18)가 양측 격판(18a)에 의하여 지지되는 다수 개의 "U"자관으로 절곡된 다음 피가열유체의 배출관(14)으로 연결되도록 형성되어 있다.

따라서, 상기 유입관(13)을 통하여 유입된 저온의 피가열유체가 각각의 전열튜브(17)(18)를 통하여 유동함과 동시에 컴프레셔(미도시)로부터 냉매유입관(15)을 통하여 케이싱(11)의 내부로 유입된 고온 고압의 냉매가 전열튜브(17)(18)를 통하여 유동하는 저온의 피가열유체와 열교환을 행하게 되고, 이로 인하여 냉매의 열이 피가열유체로 흡수되어 냉매가 응축됨과 동시에 피가열유체가 소정의 온도로 가열된 상태에서 상기 배출관(14)을 통하여 케이싱(11)의 외부로 배출되며, 이와 같이 응축된 액체 상태의 냉매는 냉매배출관(16)을 통하여 팽창밸브(미도시)측으로 공급 되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 냉동기용 콘덴서(10)는 피가열유체와 냉매의 열교환이 다관식 전열튜브(17)(18)에 의하여 이루어지는 비효율적인 전열구조를 취하고 있으므로 냉매의 응축효율이 저하되는 문제점이 있었고, 이로 인하여 요구하는 냉매의 응축량 즉, 냉각에 필요한 냉매의 증발량을 얻어내기 위하여 장치가 대형화되는 문제점이 있었으며, 도 1의 (가)에 도시된 전열튜브(17)의 경우 유입부(11a)와 배출부(11b) 및 순환부(11c)를 이루는 격판과 일체로 용접 형성되고, 도 2의 (나)에 도시된 전열튜브(18) 또한 각각의 격판(18a)과 일체로 용접되어 있기 때문에, 전열튜브(17)(18) 표면의 스케일 제거와 손상부위에 대한 적절한 유지보수 및 전열튜브(17)(18)에 의한 전열면적의 증감이 거의 불가능한 문제점이 있었다.

또한, 냉동기용 콘덴서(10)의 경우 팽창밸브(미도시)측으로 액상의 냉매를 공급시킬 수 있도록 피가열유체와 열교환을 행하고 응축된 냉매를 케이싱(11)의 바닥부측에 일시 저장하였다가 냉매배출관(16)을 통하여 배출시키게 되는 데, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 케이싱(11)의 바닥부에 저장되는 응축냉매(19)의 수위가 높아지게 되면, 전체 전열튜브(17)(18) 중 그 일부가 응축냉매(19)속으로 함침되어 전열튜브(17)(18)에 의한 전열면적이 상대적으로 줄어들게 됨으로서 냉매의 전체적인 응축효율이 급격히 저하되는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 냉동기의 운전에 따른 효율 또한 이에 동반하여 저하되는 문제점이 있었다.

상기와 같이 응축냉매(19)속에 전열튜브(17)(18)가 함침되는 것을 방지하기 위하여 리시버탱크(Receiver tank)라고 불리우는 별도의 압력용기를 콘덴서(10)의 냉매배출관(16)과 연결 설치함으로서, 피가열유체와 열교환을 행하고 응축된 냉매를 상기 리시버탱크의 내부에 저장시켜 응축냉매(19)에 의한 전열튜브(17)(18)의 응축효율 저하를 방지하도록 한 것이 알려져 있으나, 이와 같은 리시버탱크를 사용할 경우 냉동기의 설비에 따른 배관구조가 복잡하게 될 뿐만 아니라 냉동기의 전체적인 설비면적과 그 설비비용 또한 상승하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 따른 판형 열교환기를 이용한 냉동기용 콘덴서는, 각종 전열판을 그 통공이 대응되도록 적층식으로 연결시켜 유체 및 냉매유동통로가 교호로 형성되도록 한 전열판블록을 콘덴서의 케이싱 내부에 설치함과 동시에, 상기 전열판블록을 하측에서 지지하는 늑판(肋板)에 의하여 케이싱의 내부공간이 냉매의 유동공간과 응축냉매의 저장공간으로 분리되도록 함으로서, 전열판블록을 거쳐 응축된 냉매를 열교환이 이루어지는 공간과 분리 저장시켜 전열판블록에 의한 피가열유체와 냉매의 열교환성능을 크게 향상시킴과 동시에 동일 냉각에 소요되는 냉매의 충진량을 최소화시킬 수 있도록 하고, 이로 인하여 냉동기의 설비면적과 그 설비비용을 획기적으로 절감시킴과 동시에 냉동기 설비의 효율적인 운전이 가능하도록 하며, 상기 전열판블록을 착탈가능한 다수 개의 전열판모듈로 분할 형성시킴으로서 그 분해 조립과 스케일의 제거 및 전열면적의 증감을 용이하게 수행할 수 있도록 함과 동시에, 특정부위의 손상시 해당 부분만을 교체토록 하여 냉동기 설비의 유지관리 및 그 운전비용 또한 크게 절감시킬 수 있도록 하는 것을 그 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 냉매와 피가열유체의 열교환구조가 그 내부에 구비되는 케이싱이 설치되며, 상기 케이싱의 일측에는 피가열유체의 유입관과 배출관이 연결되는 측판이 설치되고, 상기 케이싱의 몸체 상,하측에는 냉매유입관과 냉매배출관이 연결 설치되며, 상기 열교환구조는 판 형태의 몸체상에 상기 유입관과 배출관에 대응되는 한 쌍의 통공이 관통된 전열판을 그 내부공간이 유체유동통로를 이루고 그 외부공간이 냉매유동통로를 이루도록 케이싱의 내부를 따라 적층식으로 연결시킨 전열판블록으로 이루어지는 것에 있어서, 상기 케이싱의 내부 양측에는 전열판블록을 그 하측에서 지지하는 한 쌍의 늑판(肋板)이 케이싱의 몸체를 따라 일체로 형성되어, 케이싱의 내부공간이 전열판블록을 포함하는 냉매의 유동공간과 응축냉매가 저장되는 저장공간으로 분할 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 전열판블록은 전열판의 각 통공과 대응되는 유체통로가 형성된 플랜지 형태의 착탈판이 그 일측 또는 양측으로 고정 설치되는 다수 개의 전열판모듈로 분할 형성되고, 상기 케이싱의 내부로 냉매를 유입시키기 위한 냉매유입관은 전열판모듈의 분할된 개수에 맞도록 해당 전열판모듈측으로 분기된 상태에서 케이싱과 연결 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 판형 열교환기를 이용한 냉동기용 콘덴서의 일실시예를 나타내는 측단면도이고, 도 4는 도 3의 A-A'선 단면도이며, 도 5의 (가) 내지 ( 다)는 본 발명에 적용되는 전열판블록의 연결구조를 나타내는 일부확대 단면도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 측단면도이며, 도 7은 도 6의 B-B'선 단면도로서, 도면에 대한 부호의 설명중 미설명된 부호 21a는 요철부, 28a 및 29a는 체결너트를 나타내는 것이다.

먼저, 본 발명에 따른 판형 열교환기를 이용한 냉동기용 콘덴서의 전체적인 구성은 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 냉매와 피가열유체의 열교환구조가 그 몸체의 내부에 구비되는 케이싱(11)이 설치되며, 상기 케이싱(11)의 몸체 일측에는 피가열유체의 유입관(13)과 배출관(14)이 연결되는 측판(12)이 설치되고, 상기 케이싱(11)의 몸체 상,하측에는 냉매유입관(15)과 냉매배출관(16)이 연결 설치되는 것으로서, 이는 종래의 냉동기용 콘덴서의 구성과 동일하게 이루어진다.

그리고, 상기 케이싱(11)의 내부에 설치되는 열교환구조는, 도 3 및 도 4에 각각 도시되어 있는 바와 같이, 판 형태의 몸체상에 피가열유체의 유입관(13) 및 배출관(14)과 대응되는 한 쌍의 통공(22)이 관통 형성되고, 상기 각 통공(22) 및 그 외주연부를 제외한 몸체 전면(全面)에 사선 형상의 요철부(21a)가 형성되며, 각각의 통공(22) 및 그 외주연부가 몸체로부터 서로 다른 방향으로 단지게 돌출 형성된 전열판(21)을 케이싱(11)의 내부를 따라 적층식으로 연결시킨 전열판블록(20)으로 이루어지며, 상기 전열판(21)은 그 몸체에 요철부(21a)가 형성되지 않은 평판 형태의 전열판(21)이 적용될 수도 있다.

상기 전열판블록(20)은 도 3의 확대된 부분에 보다 명확하게 도시되어 있는 바와 같이, 각 전열판(21)의 외주연부를 서로 마주보게 겹친 상태에서 그 외주연부 를 일차적으로 용접시켜 전열판(21)에 의하여 형성되는 내부공간이 피가열유체의 유동통로(23)를 이루도록 하고, 이와 같이 1차 접합된 전열판(21)의 통공(22) 부분을 서로 대응시켜 각각의 통공(22)을 일체로 용접시킴으로서 각 전열판(21)에 의하여 형성되는 외부공간이 냉매의 유동통로(24)를 이루도록 형성되어 있다.

또한, 상기 전열판블록(20)의 최선단부에 위치하는 전열판(21) 다시 말해서, 측판(12)과 접촉되는 전열판(21)은 그 통공(22)이 상기 유입관(13) 및 배출관(14)과 일체로 용접 형성되어 피가열유체를 전열판블록(20)의 내부를 통하여 유동시킬 수 있도록 되어 있으며, 전열판블록(20)의 최후단부에 위치하는 전열판(21)은 상기 통공(22)이 형성되지 않은 상태에서 케이싱(10)의 측벽과 밀착되도록 하여 전열판블록(20)이 케이싱(11)의 내부에서 보다 안정적으로 지지되도록 함과 동시에 전열판블록(20)을 이루는 각 전열판(21)의 내부공간 즉, 유체유동통로(23)를 통해서만 피냉각유체가 유동할 수 있도록 되어 있다.

그리고, 본 발명의 요부에 해당하는 구성요소로서 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 케이싱(11)의 내부 양측에는 전열판블록(20)을 그 하측에서 지지하는 한 쌍의 늑판(肋板)(25)이 케이싱(11)의 몸체를 따라 일체로 형성되어, 케이싱(11)의 내부공간을 전열판블록(20)이 포함되는 냉매의 유동공간(10a)과 응축냉매(19)가 저장되는 저장공간(10b)으로 분할시킬 수 있도록 구성되어 있다.

상기 늑판(25)은 전열판블록(20)을 그 하측에서 안전하게 지지하도록 함과 동시에 전열판블록(20)을 통하여 낙하되는 응축냉매(19)를 케이싱(11)의 바닥부에 해당하는 저장공간(10b)으로 용이하게 유입시킬 수 있도록 케이싱(11)의 바닥부를 향하여 완만하게 굴곡되는 원호상의 형태로 이루어져 있으며, 늑판(25)의 지지강도를 보강하기 위하여 늑판(25)과 케이싱(11)의 내벽 사이에 별도의 보강재를 덧대어 형성시킬 수도 있다.

또한, 도 3 및 도 4에서는 원판 형태의 전열판(21)(즉, 디스크형 전열판)을 용접에 의하여 적층식으로 접합시킨 전열판블록(20)을 도시하고 있으나, 전열판블록(20)을 이루는 전열판(21)은 원판 뿐만 아니라 타원판이나 사각판과 같은 다양한 형태의 전열판이 적용될 수 있으며, 전열판블록(20)을 형성시키기 위한 전열판(21)의 연결구조 또한 도 5의 (가) 내지 (다)에 도시되어 있는 바와 같은 다양한 형태를 연결구조를 적용시킬 수 있다.

즉, 도 5의 (가) 및 (나)에 각각 도시되어 있는 바와 같이, 각 전열판(21)의 통공(22) 부분은 용접에 의하여 일체로 접합시킴과 동시에 각 전열판(21)의 외주연부는 밴딩 또는 프레싱 가공에 의하여 해당 전열판(21)의 외주연부를 절곡 및 압착시키거나, 또는 각 전열판(21)의 외주연부에 가스켓(31)을 순차적으로 삽입시킴으로서 피가열유체와 냉매의 유동통로(23)(24)가 교호로 형성되도록 할 수도 있고, 도 5의 (다)에 도시되어 있는 바와 같이 각각의 전열판(21)을 동일방향으로 배치시킨 상태에서 해당 통공(22) 부분과 그 외주연부에 가스켓(31)(32)을 교대로 삽입시킴으로서 피가열유체와 냉매의 유동통로(23)(24)가 교호로 형성되도록 할 수도 있다.

또한, 도 3 및 도 5의 (가) 내지 (다)에 도시되어 있는 전열판(21)의 연결구조를 서로 병행하여 전열판블록(20)을 형성시킬 수도 있고, 그 이외에도 다른 여러 가지 형태의 연결구조를 사용하여 전열판블록(20)을 형성시키는 것도 무방하며, 가스켓(31)(32)을 사용하는 경우에는 상기 전열판블록(20)을 케이싱(11)의 측판(12)을 향하여 가압 밀착시킬 수 있도록, 일정한 길이를 가지는 막대볼트(29)를 2개 내지 4개 정도로 사용하여 각 막대볼트(29)의 일단이 측판(12)에서 지지되고 그 타단에는 전열판블록(20)을 가압 밀착시키는 가압플레이트(30)가 체결너트(29a)에 의하여 고정 설치되도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명에 따른 판형 열교환기를 이용한 냉동기용 콘덴서의 다른 실시예는 도 6 및 도 7에 각각 도시되어 있는 바와 같이, 상기 전열판블록(20)을 다수 개의 전열판모듈(26)로 분할 형성시킴과 동시에 각각의 전열판모듈(26)이 일체로 연결되어 늑판(25)의 상측에서 지지되도록 한 구성으로 이루어지는 것으로서, 본 발명의 다른 실시예는 상기 전열판블록(20)이 가스켓(31)(32)을 사용하지 않는 연결구조를 가질 경우에 한하여 적용시키는 것이 바람직하며, 각 전열판모듈(26)의 일측 또는 양측에는 전열판모듈(26)간의 분해 조립을 용이하게 수행할 수 있도록 플랜지 형태의 착탈판(27)이 일체로 고정 설치되어 있다.

상기 착탈판(27)은 각각의 전열판모듈(26)을 통하여 피냉각유체를 유동시킬 수 있도록 전열판(21)의 통공(22)과 대응되는 유체통로(미도시)가 형성되고, 그 외주연에는 체결볼트(28) 및 체결너트(28a)에 의한 전열판모듈(26)간의 체결작업을 수행할 수 있도록 체결공(미도시)이 형성되어 있으며, 착탈판(27)의 체결작업시 피냉각유체의 누설을 방지할 수 있도록 각각의 착탈판(27) 사이에는 누설방지용 팩킹을 개재시키는 것이 바람직하고, 케이싱(11)의 내부로 냉매를 유입시키기 위한 냉 매유입관(15)의 경우는 전열판모듈(26)의 분할 개수에 맞도록 분기시켜 해당 전열판모듈(26)의 중앙부 상측에서 케이싱(11)의 내부공간과 연통되도록 설치하는 것이 냉매의 효과적이 사용에 보다 더 바람직하다.

이하, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 작용관계를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 유입관(13)을 통하여 저온의 피가열유체를 유입시킴으로서 전열판블록(20) 또는 각 전열판모듈(26)의 내부에 형성된 유체유동통로(23)를 통하여 피냉각유체를 유동시킴과 동시에 컴프레셔(미도시)로부터 냉매유입관(15)을 통하여 케이싱(11)의 내부로 유입된 고온 고압의 냉매가스가 전열판블록(20) 또는 각 전열판모듈(26)의 외부에 형성된 냉매유동통로(23)를 통하여 유동되도록 하면, 전열판블록(20) 또는 전열판모듈(26)을 이루는 각 전열판(21)을 통하여 냉매와 피가열유체 사이에 열교환 작용이 발생하게 된다.

상기와 같이 전열판블록(20) 또는 전열판모듈(26)을 이루는 전열판(21)을 통하여 냉매와 피가열유체 사이에 열교환을 행하게 되면, 종래의 냉동기용 콘덴서와 같이 다수 개의 전열튜브에 의한 열교환시보다 그 열교환성능, 다시 말해서 냉매의 응축효율을 크게 향상시킬 수 있게 되는 데, 이는 본 발명에 의한 전열판블록(20) 또는 전열판모듈(26)이 효율적인 열교환구조인 판형 열교환구조를 취하고 있기 때문이다.

이로 인하여, 본 발명에 의한 냉동기용 콘덴서(10)의 경우는 종래의 다관식 콘덴서에 비하여 냉매와 피가열유체의 열교환성능을 크게 향상시킬 수 있게 됨과 동시에, 동일 냉각에 소요되는 냉매의 충진량과 이로 인한 콘덴서(10) 자체의 부피를 최소화시킬 수 있게 됨으로서, 냉동기의 설비면적과 그 설비비용을 절감시키는 데 기여할 수 있을 뿐만 아니라 냉동기 설비의 효율적인 운전이 가능하게 되는 것이다.

상기와 같이 본 발명에 의한 냉동기용 콘덴서(10)를 이루는 전열판블록(20) 또는 전열판모듈(26)에 의하여 우수한 전열효율로서 열교환을 행한 피가열유체는 소정의 온도로 가열된 상태에서 상기 배출관(14)을 통하여 케이싱(11)의 외부로 배출됨과 동시에, 피가열유체와 열교환을 행하고 응축된 냉매는 상기 늑판(25)에 의하여 냉매의 유동공간(10a)과 분리되는 응축냉매(19)의 저장공간(10b) 즉, 케이싱 (11)의 바닥부측으로 유입되어 저장된다.

상기와 같이 냉동기용 콘덴서(10)를 이루는 케이싱(11) 자체의 내부공간을 상기 늑판(25)에 의하여 냉매의 유동공간(10a)과 응축냉매(19)의 저장공간(10b)으로 분리시키게 되면, 전열판블록(20) 또는 전열판모듈(26)을 거쳐 응축된 냉매가 상기 저장공간(10b)에 분리되어 저장됨으로서, 종래의 냉동기용 콘덴서와 같이 응축냉매(19)의 수위가 높아짐에 따라 전열판블록(20) 또는 전열판모듈(26)의 일부가 응축냉매(19)속으로 함침되는 현상을 방지할 수 있게 된다.

따라서, 전열판블록(20) 또는 전열판모듈(26)에 의한 전열면적을 항상 일정한 수준으로 유지시킬 수 있게 됨으로서, 냉매의 전체적인 응축효율 및 이에 따른 냉동기의 운전성능을 보다 효율적이고 안정적으로 유지시킬 수 있게 될 뿐만 아니라, 응축냉매(19)를 별도로 분리 저장시키기 위한 리시버탱크와 같은 압력용기를 콘덴서(10)와 분리하여 설치할 필요가 없기 때문에 냉동기의 설비면적과 그 설비비용을 절감시키는 데 보다 크게 기여할 수 있게 되는 것이다.

특히, 본 발명에 의한 냉동기용 콘덴서(10)는 케이싱(11)의 내부에 설치되는 전열판블록(20)이나 전열판모듈(26)이 상기 늑판(25)을 따라 케이싱(11)을 통하여 삽입되는 형태로 설치되어 있기 때문에, 케이싱(11)으로부터 측판(12)을 분리시킴과 동시에 전열판블록(20)이나 전열판모듈(26) 자체를 케이싱(11)의 외부로 빼낼 수 있게 되며, 이로 인하여 전열판블록(20) 또는 전열판모듈(26)의 표면 스케일 제거와 손상부위에 대한 적절한 유지보수를 매우 용이하게 수행할 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 가스켓(31)(32)을 이용하여 전열판블록(20)을 형성시킨 본 발명의 일실시예에 의한 경우는 막대볼트(29)로부터 가압플레이트(30)를 풀어냄과 동시에 전열판블록(20)을 이루는 각각의 전열판(21)을 용이하게 분리 및 재결합시킬 수 있고, 상기 전열판블록(20)을 다수 개의 전열판모듈(26)로 분할하여 형성시킨 본 발명의 다른 실시예의 경우 또한, 각 전열판모듈(26)에 설치된 착탈판(27)에 의하여 그 분해 및 재조립을 매우 용이하게 수행할 수 있게 됨으로서, 냉동기용 콘덴서(10)의 전열면적 증감을 손쉽게 이루어 낼 수 있게 됨과 동시에 하나의 냉동기용 콘덴서(10)만으로도 다양한 용도의 냉동기 설비에 호환성있게 적용시킬 수 있게 되며, 특정부위의 손상시 해당 부분만을 교체토록 하여 냉동기 설비의 유지관리 및 그 운전비용 또한 크게 절감시킬 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 본 발명에 따른 판형 열교환기를 이용한 냉동기용 콘덴서는, 각 종 전열판을 그 통공이 대응되도록 적층식으로 연결시켜 유체 및 냉매유동통로가 교호로 형성되도록 한 전열판블록 또는 전열판모듈을 콘덴서의 케이싱 내부에 설치함과 동시에, 상기 전열판블록이나 전열판모듈을 그 하측에서 지지하는 늑판(肋板)에 의하여 케이싱의 내부공간이 냉매의 유동공간과 응축냉매의 저장공간으로 분리되도록 함으로서, 전열판블록 또는 전열판모듈을 거쳐 응축된 냉매를 열교환이 이루어지는 공간과 분리 저장시켜 피가열유체와 냉매의 열교환성능을 크게 향상시킴과 동시에 동일 냉각에 소요되는 냉매의 충진량을 최소화시킬 수 있는 효과가 있고, 이로 인하여 냉동기의 설비면적과 그 설비비용을 획기적으로 절감시킴과 동시에 냉동기 설비를 보다 효율적으로 운전시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 냉동기용 콘덴서는 케이싱의 내부에 설치되는 전열판블록이나 전열판모듈이 늑판을 따라 삽입되는 형태로 설치되어 있으므로, 전열판블록이나 전열판모듈 자체를 케이싱의 외부로 용이하게 빼낼 수 있게 되며, 이로 인하여 전열판블록 또는 전열판모듈의 표면 스케일 제거와 손상부위에 대한 적절한 유지보수를 매우 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있고, 전열판블록이나 전열판모듈의 분해 및 재조립에 의하여 그 전열면적의 증감을 매우 용이하게 이루어낼 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 하나의 냉동기용 콘덴서만으로도 다양한 용도의 냉동기 설비에 호환성있게 적용시킬 수 있게 됨과 동시에 특정부위의 손상시 해당 부분만을 교체토록 하여 냉동기 설비의 유지관리 및 그 운전비용 또한 크게 절감시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

(정 정) 냉매와 피가열유체의 열교환구조가 그 내부에 구비되는 케이싱(11)이 설치되며, 상기 케이싱(11)의 일측에는 피가열유체의 유입관(13)과 배출관(14)이 연결되는 측판(12)이 설치되고, 상기 케이싱(11)의 몸체 상,하측에는 냉매유입관(15)과 냉매배출관(16)이 연결 설치되며, 상기 열교환구조는 판 형태의 몸체상에 상기 유입관(13)과 배출관(14)에 대응되는 한 쌍의 통공(22)이 관통된 전열판(21)을 그 내부공간이 유체유동통로(23)를 이루고 그 외부공간이 냉매유동통로(24)를 이루도록 케이싱(11)의 내부를 따라 적층식으로 연결시킨 전열판블록(20)으로 이루어지는 것에 있어서,

상기 케이싱(11)의 내부 양측에는 전열판블록(20)을 그 하측에서 지지하는 한 쌍의 늑판(肋板)(25)이 케이싱(11)의 몸체를 따라 일체로 형성되어, 케이싱(11)의 내부공간이 전열판블록(20)을 포함하는 냉매의 유동공간(10a)과 응축냉매(19)가 저장되는 저장공간(10b)으로 분할 형성되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기를 이용한 냉동기용 콘덴서.
제 1항에 있어서, 상기 전열판블록(20)은 전열판(21)의 각 통공(22)과 대응되는 유체통로가 형성된 플랜지 형태의 착탈판(27)이 그 일측 또는 양측으로 고정 설치되는 다수 개의 전열판모듈(26)로 분할 형성되며,

상기 케이싱(11)의 내부로 냉매를 유입시키기 위한 냉매유입관(15)은 전열판 모듈(26)의 분할된 개수에 맞도록 해당 전열판모듈(26)측으로 분기된 상태에서 케이싱(11)과 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기를 이용한 냉동기용 콘덴서.