KR100777883B1 - 빙축열시스템의 빙축용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 빙축열시스템의 빙축용기에 관한 것으로서, 결빙액이 충전되는 중공의 충전부를 형성하는 용기몸체와; 용기몸체를 관통하여 일체하게 형성되며, 그 일부가 용기몸체의 내부로 매립되는 충전구와 밀착부로 구성되는 결합구와; 결합구와 결합되며, 개구를 갖는 개구턱과, 개구턱의 저부에 일체하게 형성되며, 상기 결빙액이 결빙팽창시 수축되고 해빙시 원상복원하는 신축공간을 갖는 신축부와, 밀착부에 밀착되는 기밀부로 구성되는 신축부재와; 밀착부와 기밀부를 기밀 결합하며, 개구를 갖는 지지턱과, 지지턱의 저부에 일체하게 형성되며, 외표면에 기밀부의 후벽이 내입되는 복수의 환홈을 형성하는 밀착관과, 밀착관의 단부에 형성되는 삽입안내부로 구성되는 밀착부재와, 개구를 갖는 지지턱과, 지지턱의 저부에 일체하게 형성되는 밀착관으로 구성되는 밀착부재 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 빙축열시스템의 빙축용기를 제공한다. 이에 의하여, 빙축용기의 결빙팽창과 해빙수축을 효율적으로 흡수하여 파손을 방지하고, 열교환 전열면적을 확대시키어 열교환효율을 향상시킬 수 있으며, 결빙팽창시 수축되고 해빙시 원상복원되는 신축부재를 빙축용기의 결합구에 간편하게 기밀 결합할 수 있고, 중, 대형의 빙축용기를 용이하게 제조할 수 있으며, 유지보수비용을 저감할 수 있는 빙축열시스템의 빙축용기가 제공된다.

빙축열시스템, 빙축용기, 신축부재

Description

빙축열시스템의 빙축용기{ice container for thermal storage system}

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 빙축용기의 개략적인 부분파단 외형도 및 주요부의 확대 단면도,

도 2는 본 발명의 제2실시 예에 따른 빙축용기의 개략적인 부분파단 외형도 및 주요부의 확대 단면도,

도 3은 본 발명의 제3실시 예에 따른 빙축용기의 개략적인 파단 평단면도,

도 4는 본 발명의 제4실시 예에 따른 빙축용기의 개략적인 부분파단 종단면도,

도 5는 본 발명의 제5실시 예에 따른 빙축용기의 개략적인 부분파단 외형도 및 주요부의 확대 단면도,

도 6은 종래의 결빙용기에 대한 개략적인 단면도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호설명＞

10a, 10b, 10c 10d : 신축부재 11a, 11b : 개구턱

12, 55 : 삽입안내부 13a 13b : 신축부

14a 14b, 14c : 기밀부 15, 16 : 신축보강부

17 : 신축공간 20 : 결합캡

21 : 고정턱 22 : 원통부

23, 59 : 나사부 24 : 보강턱

25 : 개구 30a, 30b : 밀착부재

31 : 지지턱 32a, 32b : 밀착관

33 : 압입안내부 40 : 냉매유동홈

41 : 냉매유동홈격벽 50a, 50b, 50c, 50d, 50e : 빙축용기

51a, 51b, 51c : 용기몸체 52a 52b, 52c : 결합구

53a, 53b, 53c : 밀착부 54 : 함몰부

56 : 분리안내부 57a : 제1 돌출부
57b : 제2 돌출부 57c : 제3 돌출부
57d : 제4 돌출부

60 : 냉매유동구 61 : 냉매유동구격벽

70 : 결빙액 110 : 결빙용기

114 : 결합구 115 : 압착링

120 : 팽창수용부재 121 : 결합부

122 : 착탈안내부 123 : 팽창수용부

140 : 충진부

본 발명은, 빙축열시스템의 빙축용기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 결빙액이 충전되는 중공의 충전부를 형성하는 용기몸체와; 상기 용기몸체를 관통하여 일체하게 형성되며, 그 일부가 상기 용기몸체의 내부로 매립되는 충전구와 밀착부로 구성되는 결합구와; 상기 결합구와 결합되며, 개구를 갖는 개구턱과, 상기 개구턱의 저부에 일체하게 형성되며, 상기 결빙액이 결빙팽창시 수축되고 해빙시 원상복원하는 신축공간을 갖는 신축부와, 상기 밀착부에 밀착되는 기밀부로 구성되는 신축부재와; 상기 밀착부와 기밀부를 기밀 결합하며, 개구를 갖는 지지턱과, 상기 지지턱의 저부에 일체하게 형성되며, 외표면에 상기 기밀부의 후벽이 내입되는 복수의 환홈을 형성하는 밀착관과, 상기 밀착관의 단부에 형성되는 삽입안내부로 구성되는 밀착부재와, 개구를 갖는 지지턱과, 상기 지지턱의 저부에 일체하게 형성되는 밀착관으로 구성되는 밀착부재 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 빙축열시스템의 빙축용기에 관한 것이다.

빙축열시스템을 저렴한 심야 잉여전력을 이용하여 결빙액을 결빙하여 잠열을 저장하고 주간에 이 열을 냉방에 이용하는 것으로 주간의 냉방용 피크 전력 소비를 심야 전기로 대체하는 전력 수급의 평준화를 목적으로 한 시스템이다.

빙축열 냉방시스템 원리는 냉동기를 결빙 열원설비로 하여 냉매를 유동시키면서 결빙점까지 냉각하면 결빙액은 얼음이 되고 액체에서 고체로 상변환 될 때 얼음 1kg에 대해 80kcal에 해당하는 잠열을 저장하게 된다. 이와는 반대로 얼음을 물로 해빙할 때에도 80kcal의 잠열이 방출되며 빙축열 냉방시스템에서는 이 잠열을 이용하는 것이다.

일반적으로 빙축열시스템을 코일의 외부에 결빙하는 관외착빙 방식(ice on coli type)과, 빙축용기내 충전된 결빙액인 물 또는 상변화 물질(phase change material)을 결빙 및 해빙하는 빙축용기 방식(ice container type)과, 메탄올 또는 프로필렌그리콜 등의 첨가제를 혼합한 결빙액을 이용하여 형성된 얼음을 미세한 입자인 슬러리 형태로 결빙하는 슬러리 방식(ice slurry type)과, 내부에 냉매가 유동하는 결빙판 표면에 물을 분사하여 얼음을 착빙시킨 후 냉매가스를 역순환 시키어 결빙판에서 얼음조각 형태로 탈빙하는 빙박리 방식(ice harvest type)으로 분류된다.

여기서, 빙축용기 방식의 빙축열시스템은 밀폐된 빙축용기내에 충전된 결빙액을 결빙하고 해빙하는 반복적인 작용이 필수적이다.

참고로 0 ℃의 물을 얼음으로 결빙(상변화) 시키게 되면 9.07 %의 부피(열)팽창이 이루어진다.

따라서, 통상 고밀도 폴리에틸렌(high density polyethylene)으로 제조되는 빙축용기는 몸체(shell)는 열전도의 특성상 1.5 ~ 2mm 얇은 두께를 가지므로, 밀폐된 빙축용기가 결빙에 의한 부피팽창 압력을 수용하지 못하면 동파되고, 결빙의 부피팽창과 해빙의 수축작용을 효율적으로 흡수하지 못하면 과도한 피로의 누적으로 결국 빙축용기는 파손에 이르게 된다.

그러나, 빙축용기는, 결빙과 해빙작용에 있어, 몸체를 열전도부로 하여 빙축용기의 외표면을 유동하는 냉매와 열교환을 이루어야 하는 특성으로 용기의 내용적의 크기와 몸체의 두께 및 열전도성과 내압성을 갖는 재료선택에 제한적이며, 결빙팽창압력을 완충하기 위한 목적으로 형성되는 빙축용기내의 공기층도 직접 맞닿는 몸체와 결빙액 간을 단열시키어 결빙과 해빙효율을 저하(즉, 몸체의 단위 전열면적당 열교환 효율 저하)시키고, 축열률 감소와 부력문제를 유발시킴으로 공기층의 확대도 제한을 받는다.

간단한 제조공정으로 제조되는 빙축용기는 규격품으로 대량생산과 수급이 용이하고, 경량제품으로서 작업성이 간편하며, 어떠한 축열조 구조조건에도 설치가 가능하고, 저렴한 초기투자비 등 다른 빙축열 방식의 비해 장점이 있다.

반면에 빙축용기의 심각한 단점은 빙축용기의 파손이며, 대량의 빙축용기와 냉매으로 채워진 축열조 내에서 파손된 빙축용기를 식별하여 골라내고 교체하는 것은 거의 불가능한 것이기에, 휴지(shutdown) 기간에 축열조내의 냉매을 비우고 작업자가 육안으로 일일히 파손 빙축용기를 식별하여 교체하여야 하는 난점이 있다.

빙축용기의 파손원인인 결빙팽창 및 해빙수축의 피로를 감소시키기 위한 방법으로서, 빙축용기에 팽창과 수축을 흡수하는 파형 함몰부, 굴곡부, 나선돌출부 형성, 등의 새로운 제품들이 개발되어 왔지만, 이와 같은 몸체의 형상 변경만으로는 결빙팽창과 해빙수축을 흡수하는 효과가 낮아 빙축용기의 파손문제는 근본적인 해결이 되지않고 있다.

또한, 종래의 빙축용기들은 결빙팽창을 완화(동파방지)하는 수단으로 빙축용기 내용적의 10%에 상응하는 완충공기 공간을 형성하고 있고, 이 공기공간과 면하는 빙축용기의 몸체 부분은 결빙액과 단열되어 열교환 효율을 저하시킴은 물론 축열률 감소와 부력문제를 유발시킴에 기인한다.

그리고 종래의 빙축용기들은 중공의 외피를 이루는 몸체를 통하여 결빙과 해빙을 함으로 몸체와 이격된 빙축용기의 중심부는 결빙 및 해빙의 열교환 속성이 낮은 문제점이 있다.

이러한 종래 빙축용기의 문제점을 해결하고자, 발명된 "빙축열시스템의 결빙용기"가 본 발명의 출원인이 2003년 04월 18일자로 특허출원한 등록특허공보 제10-0525071호(2005. 10.28)호에 의해 공지되어 있다.

도 6은 종래의 결빙용기에 대한 개략적인 단면도이다. 도시된 바와 같이, 종 래의 결빙용기(110)는, 중공의 충진부(140)가 형성된 구형상의 구조로서, 상기 결빙용기(110)의 일측을 연통하여 팽창수용부재(120)의 결합부(121)와 결합되는 결합구(114)가 마련되어 있고, 상기 결합구(114)와 결합되며 결합홈(미도시)을 형성하는 결합부(121)와, 상기 결합부(121)의 하부에 일체하여 형성되는 팽창수용부(123)를 갖는 팽창수용부재(120)가 상기 결빙용기(110)에 수용 결합되어 있다

여기서, 상기 결합구(114)는 결합기밀을 유지하기 위하여 결합부(121)의 외주면을 따라 형성된 결합홈(미도시)의 직경보다 작은 구경으로 형성된다.

그리고 상기 팽창수용부재(120)는 일측은 개구되고 타측은 패쇄되는 통형상의 구조로서 결빙용기(110)의 결합구(14)와 압입 결합되는 결합홈(미도시)이 형성된 결합부(121)와, 결합구(114)에 결합홈(미도시)을 강제 삽입 및 분리가 용이하도록 안내하며 내향 경사면을 갖는 삽입부(122)와, 팽창수용부(123)를 일체하여 구성하고 있다.

또한 상기 팽창수용부(123)의 외경은 결합구(114)내로 삽입이 용이하도록 결합구(114)의 직경과 동일하거나 다소 작은 외경으로 마련되어 있다.

상기 팽창수용부(123)는 결빙용기(110)의 결빙시에도 최소한의 브라인이 유동될수 있도록 수축된 수축공간(126)이 마련되어 있다.

그리고 결합홈과 대향하는 결합부(21)의 내측면(내주면)에 반지 형상의 압착링(115)을 더 장착하는 구성을 개시하고 있다.

이러한 구성에 의하여, 결빙팽창 및 해빙수축에 의한 파손을 방지하고, 전열면을 확대시키어 결빙 및 해빙효율을 향상시킬 수 있으며, 부력문제 감소와 유지보 수비용을 저감할 수 있는 빙축열시스템의 결빙용기를 제공할 수 있다.

그런데, 상기 등록특허공보 제10-0525071호에서 개시하고 있는 빙축열시스템용 결빙용기는, 통상 1.5 mm의 두께를 갖는 결빙용기 몸체의 일영역에 소정의 구경으로 개구하여 형성되는 결합구(114)와, 상기 결합구(114)의 상기 결합구(114)의 개구 단면을 밀착부로 하여 결합되는 결합홈(미도시)과, 상기 결합홈의 하부에 형성되어 강제 삽입 및 분리가 용이하도록 안내하며 내향 경사면을 갖는 삽입부(122)를 형성하는 결합부(121)를 기밀결합의 구성으로 하고 있는바,

상기 결빙용기(110) 내의 결빙액의 결빙팽창에 따라, 상기 결합홈의 인접한 팽창수용부(123) 영역까지 수축시키어, 상기 결합구(즉, 개구의 단면)에 압입 결합된 결합홈이 수축변형되어 상기 결합구에서 이격되거나, 기밀이 해제되어 그 구조를 개선하여야할 필요성이 제기되었다.

그리고, 기밀 결합의 강도를 강화하기 위하여, 얇은 두께(약 1.5mm)의 개구 단면을 갖는 상기 결합구에 상기 결합홈을 압입 결합한 후, 상기 결합구와 면하는 결합홈의 내주면에 반지 형상의 압착링(115)을 압입 장착함에 있어, 상기 결합구(114)의 개구 단면과 일치하게 상기 압착링(115)을 장착하기가 곤란하여 그 구조를 개선할 필요성이 제기되었다.

또한, 기밀 강도를 강화하기 위하여, 상기 결합구(114)와 상기 결합홈이 밀착 기밀 결합되는 각 기밀면을 확대하여야 할 필요성이 제기되었다.

그리고 결빙팽창되어 수축된 상기 팽창수용부(123)가 해빙이 되더라도 원상복원이 다소 지연되어 그 구조를 개선할 필요성이 제기되었다.

따라서, 본 발명은, 종래의 결빙용기의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 종래의 결빙용기보다 더욱 진보되고 실용적인 빙축용기를 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은, 빙축용기의 결빙팽창과 해빙수축을 효율적으로 흡수하여 파손을 방지하고, 열교환 사각영역을 제거하고 열교환효율을 향상시킬 수 있는 수단을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 빙축용기의 결빙 및 해빙효율을 향상할 수 있는 수단을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 결빙팽창시 수축되고 해빙시 원상복원되는 신축부재를 빙축용기의 결합구에 간편하게 기밀 결합할 수 있는 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 중, 대형 빙축용기를 용이하게 제조할 수 있는 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 유지보수비용을 저감할 수 있는 빙축용기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 결빙액이 충전되는 중공의 충전부를 형성하는 용기몸체와; 상기 용기몸체를 관통하여 일체하게 형성되며, 충전구와 밀착부로 구성되는 결합구와; 상기 결합구와 결합되며, 개구를 갖는 개구턱과, 상기 개구턱의 저부에 일체하게 형성되며, 상기 결빙액이 결빙팽창시 수축되고 해빙시 원상복원하는 신축공간을 갖는 신축부와, 상기 밀착부에 밀착되는 기밀부로 구성되는 신축부재와; 상기 밀착부와 기밀부를 기밀 결합하며, 개구를 갖는 지지턱 과, 상기 지지턱의 저부에 일체하게 형성되며, 외표면에 상기 기밀부의 후벽이 내입되는 복수의 환홈을 형성하는 밀착관과, 상기 밀착관의 단부에 형성되는 삽입안내부로 구성되는 밀착부재와, 개구를 갖는 지지턱과, 상기 지지턱의 저부에 일체하게 형성되는 밀착관으로 구성되는 밀착부재 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 빙축열시스템의 빙축용기를 제공한다.

여기서, 여기서, 상기 용기몸체는, 원구형의 몸체(51b)와, 각통(51a) 또는 다각통형의 몸체와, 원통형(51c)의 몸체 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하나, 용기몸체의 형상을 적용하는 데는 구애를 받지 않는다.

그리고 상기 빙축용기는 고밀도 폴리에틸렌(high density polyethylene) 등의 합성수지재로 제조하는 것이 바람직 하지만, 알루미늄합금 또는 스테인레스 등의 내부식성과 열전도성이 높은 비철금속(nonferrous metal)재로도 제조할 수 있다.

또한, 상기 용기몸체에는, 상기 몸체와 일체하여 외향 돌출되게 형성되는 복수의 돌출부를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하며, 상기 돌출부는 종단면이 "⊂" 자형, "(" 자형으로 형성되는 것이 바람직하고, 상기 돌출부는, 빙축용기의 둘레를 보강하는 띠를 이루는 돌출부와, 빙축용기의 면을 보강하는 직선의 테를 이루는 돌출부와, 빙축용기간의 간격을 유지하는 간격돌기의 돌출부로 구성할 수 있다.

상기 용기몸체에는, 상기 결합구가 용기몸체의 외측으로 돌출되어 다른 빙축용기와 간섭되는 것을 방지하고, 결합구의 저부를 보강하기 위하여, 상기 결합구가 형성되는 용기몸체의 영역을 빙축용기의 외표면내로 형성하는 함몰부를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 용기몸체에는, 몸체 중심영역의 결빙과 해빙속성을 향상하고 열교환 면적을 증가시키는 수단으로서, 몸체 양측을 관통하여 일체하게 형성되며, 냉매유동구를 형성하는 냉매유동구격벽을 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하나, 상기 용기몸체의 외주면에서 중심방향으로 내향하게 형성되며 냉매유동홈을 형성하는 하나 이상의 냉매유동홈격벽을 더 포함하여 형성할 수도 있다.

여기서, 상기 냉매유동구를 형성하는 냉매유동구격벽은, 상기 용기몸체의 크기에 따라 하나 또는 복수로 구성할 수도 있다.

다음으로, 상기 빙축용기의 일측을 개구하여 형성되는 결합구는 결빙액을 충진하는 충진구의 기능도 갖는다.

상기 결합구는, 내주면을 따라 형성되는 상부 평면 밀착부와, 환홈 밀착부와 하부 평면 밀착부로 이루어지는 갖는 압입결합식 결합구로 구성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 압입결합식 결합구는, 구조의 강도를 강화하기 위하여, 그 일부 또는 전부를 상기 용기몸체의 내부(즉, 충진부 내)로 매립되게 형성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 결합구는, 외주면을 따라 나사부가 형성되고, 상단부에는 평면 밀착부가 형성되는 나사결합식 결합구로도 구성할 수 있다,

여기서, 상기 나사결합식 결합구에는, 중앙에 개구를 갖는 고정턱과, 상기 고정턱의 저부에 형성되는 원통부의 내주면을 따라 형성되는 나사부와, 상기 원통부의 하부에 형성되는 보강턱으로 이루어지는 결합캡을 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 결합구에는, 상기 신축부재의 삽입 및 분리를 안내하며, 상기 충진구의 중심방향으로 경사각을 갖는 삽입안내부 및 분리안내부를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 기밀부는, 상기 개구턱과 인접한 상기 신축부재의 외주면을 따라 형성되는 상부 평면 기밀부와, 반구형 기밀부와, 하부 평면 기밀부로 구성되는 것이 바람직하나, 상기 개구턱의 저면에 평면 기밀부를 형성할 수도 있다.

그리고 상기 신축부재와 일체하는 상기 개구턱에는 후술 할 밀착부재의 지지턱이 안착되는 안착홈을 더 포함하여 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 안착홈에는, 상기 신축공간의 중심방향으로 경사각을 갖는 삽입안내부를 더 포함하여 형성할 수도 있다.

상기 신축부에는, 상기 신축부를 보강하고 해빙시 원상복원력을 강화하며, 상기 신축부의 외주면을 따라 외향 돌출되게 형성되는 반구형 신축보강부를 더 포함하여 형성하는 것이 바람직하나, 신축부를 외향으로 볼록하게 돌출시키어 형성하는 신축보강부로도 더 포함하여 형성할 수도 있다.

여기서, 상기 반구형 신축보강부는 구성에 따라, 상기 신축부의 내주면을 따라 내향 돌출되게 형성할 수도 있다.

그리고 상기 신축부재는 결빙액 체적을 최대화하기 위하여 신축부재의 직선방향으로 상기 빙축용기의 반경정도의 깊이를 갖는 것이 바람직하지만, 신축부재의 깊이는 단축 또는 더 연장될 수도 있음으로 제한을 받지 않는다.

또한, 상기 용기몸체에는 한조의 결합구와 신축부재를 구성하는 것이 바람직하나, 복수조의 결합구와 신축부재를 구성할 수도 있다.

상기 신축부재는, 복원의 탄력성과 저온신축성, 내한성 및 내약품성을 가진 실리콘재 또는 합성고무 등의 신축성 재료로 적용하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 밀착부재는, 개구를 갖는 지지턱과, 상기 지지턱의 저부에 일체하게 형성되며, 외표면에는 상기 기밀부의 후벽이 내입되어 기밀을 강화하고, 압입 고정된 후 외부로 이동을 방지하는 복수의 환홈을 형성하며, 단부에는 압입을 안내하며, 중심방향으로 하향 경사각을 갖는 삽입안내부를 갖는 밀착관으로 구성되는 것이 바람직하나,

개구를 갖는 지지턱과, 상기 지지턱의 저부에 일체하게 형성되는 밀착관과, 상기 밀착관의 단부에 형성되는 삽입안내부 만으로 상기 밀착부재를 구성할 수도 있다,

여기서, 상기 밀착관은, 압입 결합 및 기밀유지가 가능하도록, 상기 개구턱의 내경보다 큰 외경을 갖는 것이 바람직하다.

그리고 상기 밀착관의 일영역에는 상기 밀착부재의 분리를 용이하게 할 수 있는 적어도 하나의 공구공 또는 고리를 더 포함하여 형성하는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대한 바람직한 여러 실시 예들에 대하여 설명하기로 한다.

설명에 앞서, 여러 실시 예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일부호를 사용하여 대표적으로 일실시 예에서 설명하고, 그 외의 실시예 에서는 일실시 예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 빙축용기의 개략적인 부분파단 외형도 및 주요부의 확대 단면도이다. 도시된 바와 같이, 빙축용기(50a)는, 중공의 충진부가 형성된 각통형 구조로서, 중공의 충전부를 형성하는 용기몸체(51a)와; 상기 용기몸체(51a)를 관통하여 일체하게 형성되며, 충전구(미도시)와 밀착부(53a, 53b)로 구성되는 결합구(52a)와; 상기 결합구(52a)와 결합되며, 개구(미도시)를 갖는 개구턱(11a)과, 상기 개구턱(11a)의 저부에 일체하게 형성되며, 상기 결빙액이 결빙팽창시 수축되고 해빙시 원상복원하는 신축공간(17)을 갖는 신축부(13a)와, 상기 밀착부(53a, 53b)에 밀착되는 기밀부(14a, 14b)로 구성되는 신축부재(10a)와; 상기 밀착부(53a, 53b)와 상기 기밀부(14a, 14b)를 기밀 결합하는 밀착부재(30a)를 포함하여 마련하고 있다.

여기서, 상기 용기몸체(51a)에는, 종단면이 거의 "⊂" 자형 형상으로 이루어지고, 상기 용기몸체(51a)의 둘레를 보강하는 띠를 이루는 제1 돌출부(57a)와, 상기 용기몸체(51a)의 면을 보강하는 직선의 테를 이루는 제3 돌출부(57c)와, 상기 용기몸체(51a) 간의 간격을 유지하며, 상기 제1 돌출부(57a)와 일체하게 형성되는 제2 돌출부(57b)를 더 포함하여 형성하고 있다.

그리고 상기 결합구(52a)가 상기 용기몸체(51a)의 외표면 밖으로 돌출되어 다른 빙축용기(51a)와 간섭되는 것을 방지하고, 상기 결합구(52a)가 형성되는 용기몸체(51a) 영역을 보강하기 위하여, 상기 결합구(52a)가 형성되는 용기몸체(51a)의 영역을 상기 용기몸체(51b)의 외표면 내로 형성하는 함몰부(54)를 더 포함하여 마련하고 있다.

또한, 상기 밀착부는, 상기 결합구(52a)의 내주면을 따라, 상부 평면 밀착부(53a)와, 환홈 밀착부(53b)와, 하부 평면 밀착부(53a)로 이루어지게 마련하고 있다.

그리고 상기 결합구(52a)에는, 상기 신축부재(10a)의 삽입 및 분리를 안내하며, 상기 충진구(미도시)의 중심방향으로 경사각을 갖는 삽입안내부(55) 및 분리안내부(56)를 더 포함하여 형성하고 있다.

다음으로, 상기 기밀부(14a 14b)는, 상기 개구턱(11a)과 인접한 외주면을 따라, 상부 평면 기밀부(14a)와, 반구형 기밀부(14b)와, 하부 평면 기밀부(14a)로 이루어지게 형성되어 있다.

그리고 상기 개구턱(11a)에는, 상기 밀착부재(30a)의 압입을 안내하는 삽입안내부(12)와 상기 밀착부재(30a)가 안착되는 안착홈(미도시)을 더 포함하여 형성하고 있다.

또한, 상기 신축부(13a)에는, 상기 신축부(13a)를 보강하고 해빙시 원상복원력을 강화하며, 상기 신축부(13a)의 외주면을 따라 외향 돌출되게 형성된 복수의 반구형 신축보강부(15a)를 더 포함하여 구성하고 있다.

다음으로, 상기 밀착부재(30a)는, 개구(미도시)를 갖는 지지턱(31)과, 상기 지지턱(31)의 저부에 일체하게 형성되며, 외표면에는 상기 기밀부(14a 14b)의 후벽이 내입되어 기밀을 강화하고, 압입 고정된 후 외부로 이동을 방지하는 복수의 환홈(미도시)을 형성하며, 단부에는 압입을 안내하며, 중심방향으로 하향 경사각을 갖는 삽입안내부(미도시)로 이루어지는 밀착관(33)으로 구성되어 있다.

다음으로, 상기 용기몸체(51a)에는, 도면에 예시선으로 나타낸 바와 같이, 복수조의 결합구(52a)와, 신축부재(10a)와, 밀착부재(30a)를 구성하는 것을 예시하고 있다.

다음은, 전술한 제1실시예의 구성에 대한 조립 및 분리방법에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 상기 신축부재(10a)의 기밀부(14a 14b)가 상기 밀착부(53a 53b)와 밀착되게 상기 신축부(13a)를 상기 충진구(미도시)를 통하여 밀어 넣는다.

그 다음, 상기 신축부재(10a)에 형성된 개구턱(11a)의 개구(미도시)를 통해 상기 밀착부재(30a)에 형성된 밀착관(33)을 상기 안착홈(미도시)에 상기 지지턱(31)이 밀착되게 압입으로 삽입하면 상기 기밀부(14a 14b)가 상기 밀착부(53a 53b)에 압착되어 기밀결합이 완료된다.

분리는 상기 조립의 역순으로 할 수 있다

다음은, 전술한 제1실시예의 작용에 대하여 설명하기로 한다.

축열조(미도시) 내에 적재된 빙축용기(50a)는 냉매유입구(미도시)를 통해 유입되고 냉매배출구(미도시)를 통해 열교환기(미도시) 및 냉동기(미도시)로 재순환되는 냉매(브라인)가 빙축용기(50a)의 외표면과 각 돌출부(57a, 57b, 57c)의 외표면을 고르게 유동하면서 빙축용기(50a) 내의 결빙액을 결빙하게 된다.

그리고 용기몸체(51a)와, 제1 돌출부(57a)로부터 빙축용기(50a) 내의 중심 방향으로 결빙액(70)은 결빙되고, 결빙의 진전에 따라 결빙팽창압력(또는 부피팽창)이 상승되는 만큼 신축공간(17)이 형성된 신축부(13a)가 도면에 도시한 화살표 방향으로 압축되어 신축부(13a)가 수축함과 동시에 신축공간(17)에 냉매는 축열조내로 이동되어 축용조내의 냉매 수위를 변동(증가)시킴으로서 결빙량을 식별할 수 있게 된다.

한편, 결빙액이 결빙된 빙축용기(50a)를 통해 빙축열을 사용하기 위하여 방열과정에 이르면, 빙축용기(50a) 내에 얼음은 해빙하게 되면서 빙축용기(50a) 내의 팽창압력이 소멸됨과 동시에, 수축된 신축부(13a)가 도면에 도시한 화살표 방향으로 탄력에 의하여 원상 복원되고 신축공간(17)은 냉매의 유로가 된다.

빙축열시스템의 운전에 있어, 상기와 같은 결빙과 해빙의 작용은 반복된다.

따라서, 결빙액(70)이 결빙팽창시에도 용기몸체(51a)에 팽창에 따른 피로를 주지 않음으로 빙축용기(50a)를 반영구적으로 사용할 수 있고, 간편하고 진보된 기밀결합으로 용기몸체(51a)내의 결빙액이 축열조내의 냉매에 유출되는 것을 방지함으로서 냉매의 희석에 따른 열교환 저하문제를 차단할 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여, 본 발명에 대한 바람직한 제2실시예를 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 제2실시 예에 따른 빙축용기의 개략적인 부분파단 외형도 및 주요부의 확대 단면도이다. 도시된 바와 같이, 빙축용기(50b)는, 전술한 실시예와는 달리, 중공의 충진부가 형성된 원구형 구조로서, 용기몸체(51b)를 관통하여 양측이 개구되는 냉매유동구(60)를 형성하는 냉매유동구격벽(61)을 더 포함하여 형성하고 있다.

다음으로, 신축부(13b)에는, 상기 신축부(13b)를 보강하고 해빙시 원상복원력을 강화하며, 상기 신축부(13b)를 외향으로 볼록하게 돌출시킴 신축보강부(15b)를 형성하고 있다.

전술한 제2실시예의 구성에 대한 조립 및 분리방법과, 작용은 전술한 제1실시예와 상응하는 것이어서 그 서술을 생략한다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여, 본 발명에 대한 바람직한 제3실시예를 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 제3실시 예에 따른 빙축용기의 개략적인 파단 평단면도이다. 도시된 바와 같이, 빙축용기(50c)는, 중공의 충진부가 형성된 원구형 구조로서, 전술한 실시예와는 달리, 용기몸체(51b)의 중심영역의 결빙과 해빙속성을 향상하고 열교환 면적을 증가시키는 수단으로서, 상기 용기몸체(51b)의 외주면에서 중심방향으로 내향하게 형성되며 냉매유동홈(40)을 형성하는 복수의 냉매유동홈격벽(41)을 더 포함하여 형성하고 있다.

여기서, 상기 냉매유동홈(40)은 냉매가 유동되는 유동로를 제공한다.

전술한 제3실시예의 구성에 대한 조립 및 분리방법과, 작용은 전술한 실시예와 상응하는 것이어서 그 서술을 생략한다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여, 본 발명에 대한 바람직한 제4실시예를 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 제4실시 예에 따른 빙축용기의 개략적인 부분파단 종단면도이다. 도시된 바와 같이, 빙축용기(50d)는, 중공의 충진부가 형성된 원통형 구조 로서, 전술한 실시예와는 달리, 용기몸체(51c)의 양측을 관통하며 일체하게 형성되며, 내주면을 따라 형성된 평면 밀착부(53a)를 갖는 복수의 결합구(52c)가 상기 용기몸체(51c)내로 내입되게 형성되어 있다.

여기서, 종단면이 "(" 자형 형상으로 이루어지고, 용기몸체(51c)의 둘레를 보강하는 띠를 이루는 복수의 제4 돌출부(57d)가 상기 용기몸체(51c)와 일체하게 형성되어 있다.

이와 같이, 복수의 결합구(52c)와, 신축부재(10c)와, 밀착부재(30a)를 구성하는 구조를 제공함으로서, 중, 대형의 빙축용기(50d)를 용이하게 제조할 수 있고, 비철금속재의 용기몸체(51c)를 용이하게 제조할 수도 있다.

전술한 제4실시예의 구성에 대한 조립 및 분리방법과, 작용은 전술한 실시예와 상응하는 것이어서 그 서술을 생략한다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여, 본 발명에 대한 바람직한 제5실시예를 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 제5실시 예에 따른 빙축용기의 개략적인 부분파단 외형도 및 주요부의 확대 단면도이다. 도시된 바와 같이, 빙축용기(50e)는, 중공의 충진부가 형성된 원구형 구조로서, 전술한 실시예와는 달리, 상기 용기몸체(51b)를 관통하며 일체하게 형성되는 결합구(50e)에는, 상단부에 평면 밀착부(53c)가 형성되고, 외주면을 따라 나사부(59)를 더 포함하여 형성하고 있다.

다음으로, 신축부재(10d)에 형성된 개구턱(11b)의 저부에 기밀부(14c)를 형성하고 있다.

그리고 개구를 갖는 지지턱(31)과, 상기 지지턱(31)의 저부에 일체하게 형성되는 밀착관(32b)과, 상기 밀착관(32b)의 단부에 형성되는 삽입안내부(미도시) 로 구성되는 밀착부재(30b)가 상기 신축부재(10d)에 삽입되어 고정되어 있다.

다음으로, 상기 결합구(50e)에는, 중앙에 개구(25)를 갖는 고정턱(21)과, 상기 고정턱(21)의 저부에 형성되는 원통부(22)의 내주면을 따라 형성되는 나사부(23)와, 상기 원통부(22)의 하부에 형성되는 보강턱(24)으로 이루어지는 결합캡(20)을 더 포함하여 구성하며,

상기 결합캡(20)은, 상기 개구턱(11b)과 상기 지지턱(31)을 수용하여 상기 나사부(59)에 체결되어 있다.

다음은, 전술한 제5실시예의 구성에 대한 조립 및 분리방법에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 상기 신축부재(10d)의 기밀부(14c)가 상기 밀착부(53c)에 밀착되게 상기 신축부(13a)를 상기 충진구(미도시)를 통하여 밀어 넣는다.

그 다음, 상기 신축부재(10d)에 형성된 개구턱(11b)의 개구(미도시)를 통해 상기 지지턱(31)이 상기 개구턱(11b)에 밀착되게 상기 밀착부재(30b)에 형성된 밀착관(32b)을 삽입한 후 상기 결합캡(20)을 상기 나사부(59)에 체결하면 상기 기밀부(14c)가 상기 밀착부(53c)에 압착되어 기밀결합이 완료된다.

분리는 상기 조립의 역순으로 할 수 있다

이러한 구성에 의하여, 상기 빙축용기의 결빙팽창과 해빙수축을 효율적으로 흡수함으로서 빙축용기의 파손을 방지할 수 있고, 외측은 결빙액에 수용되고 내측은 결빙액과 면하는, 신축부(13a)가 용기몸체의 중심방향으로 연장됨에 따라 증가되는 전열면적을 통하여 결빙 및 해빙의 열교환 속성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있고, 빙축용기내에 완충공기층을 배제함으로서 부력의 감소와 전열면적이 확대되어 열교환 효율을 향상시킬 수 있으며, 신축부(13a) 결빙팽창에 따른 수축과 해빙에 따른 원상복원 작용에 의하여 축열조를 유동하는 냉매(브라인)의 수위가 변동(결빙시 수위가 높아지고 해빙시에는 수위가 낮아짐)되는 것을 정량적으로 계측할 수 있음으로 결빙과 해빙상태를 수치적으로 관리할 수 있다.

본 발명의 전술한 실시 예에서는, 거의 각통형과, 원구형과, 원통형의 형상을 갖는 빙축용기에 대해 상술하였으나, 중공의 충전부가 형성된 다각통형, 다면체통형, 타원형 등의 다른 형상으로도 적용할 수 있다.

그리고 본 발명의 전술한 실시 예에서는, 원통형상의 신축부재에 대해 일예로 상술하였으나 타원형 등 다른 통형상으로도 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 전술한 실시 예에서는, 종단면이 거의 '⊂' 자 형상과 "("형상인 돌출부에 대하여 상술하였으나, 다른 형상과, 골판(corrugated plate) 형상의 몸체로도 적용할 수 있고, 돌출부의 개수와 배치도 다양하게 구성할 수 있다.

본 발명의 전술한 실시예에서는, 결합구가 용기몸체의 외측으로 돌출되어 다른 빙축용기와 간섭되는 것을 방지하고, 결합구의 저부를 보강하는 함몰부를 각통형 용기몸체에 구성하는 것을 일예로 상술하였으나, 원구형, 다각통형, 다면체통형, 원통형 및 타원형 등의 다른 형상의 용기몸체에도 구성할 수 있음은 물론이다.

그리고 본 발명의 전술한 실시 예에서는, 거의 타원형의 냉매유동구와 유동구격벽을 일예로 도시하였으나, 사각형, 다각형, 다면체형, 원형 등의 다른 형상으로도 적용할 수 있음은 물론이다.

또한, 본 발명의 전술한 실시예에서는, 냉매유동구격벽 또는 냉매유동홈격벽을 원구형 용기몸체 구성하는 것을 일예로 상술하였으나, 각통형, 다각통형, 다면체통형, 원통형 및 타원형 등의 다른 형상의 용기몸체에도 구성할 수 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 빙축용기의 결빙팽창과 해빙수축을 효율적으로 흡수하여 파손을 방지하고, 열교환 전열면적을 확대시키어 열교환효율을 향상시킬 수 있으며, 결빙팽창시 수축되고 해빙시 원상복원되는 신축부재를 빙축용기의 결합구에 간편하게 기밀 결합할 수 있고, 중, 대형의 빙축용기를 용이하게 제조할 수 있으며, 유지보수비용을 저감할 수 있는 빙축열시스템의 빙축용기가 제공된다.

Claims (9)

1. 빙축열시스템의 빙축용기에 있어서,

   결빙액이 충전되는 중공의 충전부를 형성하는 용기몸체와;

   상기 용기몸체를 관통하여 일체하게 형성되며, 그 일부가 상기 용기몸체의 내부로 매립되는 충전구와 밀착부로 구성되는 결합구와;

   상기 결합구와 결합되며, 개구를 갖는 개구턱과, 상기 개구턱의 저부에 일체하게 형성되며, 상기 결빙액이 결빙팽창시 수축되고 해빙시 원상복원하는 신축공간을 갖는 신축부와, 상기 밀착부에 밀착되는 기밀부로 구성되는 신축부재와;

   상기 밀착부와 기밀부를 기밀 결합하며, 개구를 갖는 지지턱과, 상기 지지턱의 저부에 일체하게 형성되며, 외표면에 상기 기밀부의 후벽이 내입되는 복수의 환홈을 형성하는 밀착관과, 상기 밀착관의 단부에 형성되는 삽입안내부로 구성되는 밀착부재와, 개구를 갖는 지지턱과, 상기 지지턱의 저부에 일체하게 형성되는 밀착관으로 구성되는 밀착부재 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 빙축열시스템의 빙축용기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 용기몸체에는, 상기 용기몸체의 외표면 내로 상기 결합구가 형성되도록 상기 결합구와 일체하는 함몰부를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 빙축열시스템용 빙축용기 .
3. 제1항에 있어서,

   상기 용기몸체에는, 상기 용기몸체 중심영역의 결빙과 해빙속성을 향상하고 열교환 면적을 증가시키는 수단으로서, 상기 용기몸체를 관통하여 일체하게 형성되 며, 냉매유동구를 형성하는 냉매유동구격벽과,

   상기 용기몸체의 외주면에서 중심방향으로 내향하게 형성되며, 냉매유동홈을 형성하는 냉매유동홈격벽 중 어느 하나를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 빙축열시스템용 빙축용기.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 결합구에는, 상기 결합구의 외주면을 따라 나사부를 더 포함하여 형성하며, 중앙에 개구를 갖는 고정턱과, 상기 고정턱의 저부에 형성되는 원통부의 내주면을 따라 형성되는 나사부와, 상기 원통부의 하부에 형성되는 보강턱으로 이루어지는 결합캡을 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 빙축열시스템의 빙축용기.
6. 제1항에 있어서,

   상기 밀착부는, 상기 결합구의 내주면을 따라 형성되는 평면 및 환홈으로 이루어지는 밀착부와,

   상기 결합구의 상부면에 형성되는 평면 밀착부 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 빙축열시스템의 빙축용기.
7. 제1항에 있어서,

   상기 기밀부는, 상기 개구턱과 인접한 상기 신축부의 외주면을 따라 형성되는 평면 및 반구형 기밀부와,

   상기 고정턱의 저면에 형성되는 평면 기밀부 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 빙축열시스템의 빙축용기..
8. 제1항에 있어서,

   상기 신축부에는, 상기 신축부를 보강하고 해빙시 원상복원력을 강화하며, 상기 신축부의 외주면을 따라 외향 돌출되게 형성되는 반구형의 신축보강부와,

   상기 신축부를 외향으로 볼록하게 돌출시키어 형성하는 신축보강부 중 어느 하나를 더 포함하여 형성하는 것을 특징으로 하는 빙축열시스템의 빙축용기.
9. 삭제

Images