KR101713977B1

KR101713977B1 - 콜드트랩

Info

Publication number: KR101713977B1
Application number: KR1020160155984A
Authority: KR
Inventors: 박광신; 김혜중; 김병산
Original assignee: 주식회사 삼흥에너지
Priority date: 2016-11-22
Filing date: 2016-11-22
Publication date: 2017-03-09
Also published as: US10413863B2; US20180140995A1

Abstract

본 발명은 콜드트랩에 관한 것으로, 진공구조를 갖는 건조기, 증발기, 농축기, 탈포기, 추출기 등에서 발생되는 증발수증기를 결빙시켜 진공펌프의 수명이나 성능이 저하되지 않도록 할 수 있으면서도, 완벽한 단열 구조가 이루어지도록 하여 결로현상을 방지하고 에너지 효율과 제품의 성능을 향상시킬 수 있으며 누전사고를 미연에 방지하여 제품의 안정성을 확보할 수 있도록 함을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 콜드트랩은, 진공건조기 및 진공펌프 사이의 배기라인에 연결되는 본체부, 상기 본체부에 설치되고 상기 진공건조기에서 배출되는 증발수증기를 결빙시키는 트랩부, 상기 본체부와 트랩부의 사이에 설치되고, 상기 트랩부의 냉기가 상기 본체부로 전도되는 것을 차단하는 단열부를 포함한다.

Description

콜드트랩{COLD TRAP}

본 발명은 콜드트랩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진공구조를 갖는 건조기, 증발기, 농축기, 탈포기, 추출기 등에서 발생되는 증발수증기를 결빙시켜 진공펌프의 수명이나 성능이 저하되지 않도록 할 수 있으면서도, 완벽한 단열 구조를 이룰 수 있도록 하여 제품의 안정성을 확보할 수 있는 콜드트랩에 관한 것이다.

일반적으로, 건조기, 증발기, 농축기, 탈포기, 추출기의 경우 각자 제 기능을 수행함에 따라 그 내부에 증발수증기가 발생된다.

그리고, 상기와 같이 발생된 증발수증기는 진공펌프 등의 흡입장치에 공급된다.

이때, 건조기, 증발기, 농축기, 탈포기, 추출기는 진공 구조로 증발수증기를 배출하는 별도의 배기수단 없이 진공펌프와 연결되어 있는 구조이다.

즉, 증발수증기는 별도의 필터링 없이 진공펌프로 유입되는데, 이러한 경우 수분도 진공펌프로 함께 유입됨에 따라, 진공펌프의 수명과 성능을 급격하게 저하시키는 문제점이 있다.

따라서, 종래에는 건조기, 증발기, 농축기, 탈포기, 추출기와 진공펌프의 사이에 콜드트랩을 설치하여 냉매와 M.E.G 계열 또는 P.E.G 계열의 부동액이나 알코올 계열의 물질을 통해 증발수증기를 결빙 방식으로 제거하므로서, 진공펌프를 보호하고자 하였다.

그리고, 일반적으로 상기 콜드트랩은 박스 형상으로 형성되는 본체, 본체의 내부공간에 설치되는 냉동모터 및 그 내부에 부동액이나 알코올이 수용되는 수용부, 수용부의 내부에 설치되고 냉동모터로부터 공급된 냉매를 순환시켜 증발수증기가 초자에 결빙되도록 하는 냉매순환관으로 구성된다.

그러나, 종래 콜드트랩의 경우, 스테인리스 강 재질로 제작되는 본체부와 수용부를 용접으로 결합하여 사용하였기 때문에, 수용부의 냉기가 본체부에 그대로 전달되어 본체부에 결로현상이 발생되는 문제점이 있다.

그리고 이와 같이 결로현상이 발생될 경우 본체부의 상면에 물이 고이게 되는데, 이렇게 고인 물은 본체부에 설치된 각종 전자부품에 흘러가 누전사고를 발생시키는 문제점이 있다.

또한, 종래의 콜드트랩은 냉매순환부에 의해 냉각된 수용부가 본체부와 열교환되어 설정된 온도를 유지할 수 없음에 따라 증발수증기를 효율적으로 결빙시킬 수 없으며 에너지 효율이 저하되는 문제점이 있다.

등록실용신안공보 제20-0182138호(2000.03.03) 공개특허공보 제10-2000-0056317호(2000.09.15) 공개특허공보 제10-2006-0013926호(2006.02.14)

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 진공구조를 갖는 건조기, 증발기, 농축기, 탈포기, 추출기 등에서 발생되는 증발수증기를 결빙시켜 진공펌프의 수명이나 성능이 저하되지 않도록 할 수 있으면서도, 완벽한 단열 구조가 이루어지도록 하여 결로현상을 방지하고 에너지 효율과 제품의 성능을 향상시킬 수 있으며 누전사고를 미연에 방지하여 제품의 안정성을 확보할 수 있는 콜드트랩을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 콜드트랩은, 진공건조기 및 진공펌프 사이의 배기라인에 연결되는 본체부, 상기 본체부에 설치되고 상기 진공건조기로부터 공급된 증발수증기를 결빙시키는 트랩부, 상기 본체부와 트랩부의 사이에 설치되고, 상기 트랩부의 냉기가 상기 본체부로 전도되는 것을 차단하는 단열부를 포함한다.

그리고, 상기 본체부의 측벽 상측에 형성되고 본체부의 내부공간에 존재하는 열기를 외부로 배출하기 위한 열기배출부를 더 포함하고,

상기 열기배출부는,

내부에 설치공간이 형성된 베이스, 상기 설치공간의 수직 방향을 따라 간격을 두고 형성되어, 그 사이에 열기 배출통로가 형성되도록 하는 배출유도부로 구성되며,

상기 배출유도부는 열기의 배출효율을 향상시킬 수 있도록 하측에서 상측으로 갈수록 상기 본체부의 내부공간과 점진적으로 멀어지는 경사각을 갖는다.

또한, 상기 본체부는 상면에 상,하 방향으로 관통되는 제1수용홀을 구비하고,

상기 단열부는 상,하 방향으로 관통되는 제2수용홀을 구비하되, 상기 제2수용홀이 상기 제1수용홀과 수직선상에 위치되도록 본체부의 상면에 안착되며,

상기 트랩부는 상기 제1수용홀과 제2수용홀에 수용되면서 상측 가장자리가 상기 단열부의 상면에 안착된다.

그리고, 상기 단열부와 본체부에는 상,하 방향으로 관통되면서 수직방향으로 연결되는 다수개의 체결홀이 각각 형성되고,

상기 단열부의 체결홀과 본체부의 체결홀에 순차적으로 체결되면서 상기 단열부를 가압하여 본체부에 밀착시키는 가압고정부를 포함한다.

또한, 상기 본체부의 상면에는 상기 제1수용홀의 가장자리를 따라 서로 일정 간격으로 이격되는 끼움홈이 형성되고,

상기 단열부의 가장자리를 따라서는, 상,하 방향으로 회동 가능하게 연결되는 회동부, 상기 회동부의 저면에 각각 형성되고, 상기 회동부가 하 방향으로 회동되었을 경우 상기 끼움홈에 끼움되는 끼움돌기로 구성되는 고정부를 포함한다.

그리고, 상기 회동부는 계단 형상 또는 파형 형상으로 형성된다.

본 발명에 따른 콜드트랩은, 본체부에 결로현상이 발생되는 것을 방지하여 물기가 생기지 않도록 할 수 있음에 따라, 본체부에 설치된 각종 전자부품에 물이 흘러가 누전사고가 발생되는 것을 미연에 방지하여 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 냉각된 수용부가 본체부와 열교환되어 온도가 저하되지 않도록 할 수 있음에 따라, 수용부의 내부가 설정된 온도를 그대로 유지할 수 있어, 에너지 효율을 극대화하고, 효율적인 증발수증기의 제거가 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 콜드트랩이 진공건조기와 진공펌프의 사이에 연결된 상태를 도시한 도.
도 2는 본 발명에 따른 콜드트랩을 도시한 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 콜드트랩을 도시한 결합 사시도.
도 4는 도 3의 A부분 확대도.
도 5는 본 발명에 따른 콜드트랩을 도시한 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 콜드트랩에 고정부가 적용된 상태를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 콜드트랩에 열전도억제부가 적용된 상태를 도시한 단면도.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

도 1은 본 발명에 따른 콜드트랩이 진공건조기와 진공펌프의 사이에 연결된 상태를 도시한 도이고, 도 2는 본 발명에 따른 콜드트랩을 도시한 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 콜드트랩을 도시한 결합 사시도이고, 도 4는 A부분의 확대도이며, 도 5는 본 발명에 따른 콜드트랩을 도시한 단면도이다.

본 발명은 진공건조기(80)와 진공펌프(90) 사이의 배기라인상에 설치되어 진공건조기(80) 내에서 배출되는 증발수증기를 제거하여 상기 진공펌프(90)에 공기만 전달될 수 있도록 하면서도 완벽한 단열구조를 확보하여 결로현상이 발생되지 않고 에너지 효율과 제품의 성능을 향상시킬 수 있으며, 누전사고를 미연에 방지하여 제품의 안정성을 확보할 수 있는 콜드트랩(1)으로서, 본체부(10), 트랩부(20), 단열부(30)를 포함한다.

상기 본체부(10)는 상면에 상,하 방향으로 관통되는 제1수용홀(11)을 구비하고, 내부에 빈 공간이 형성된 함체로서 적어도 하나 이상의 측면이 개폐 가능하다.

상기 본체부(10)의 내부공간에는 후술되는 트랩부(20) 및 상기 트랩부(20)를 전자적으로 제어하기 위한 각종 구성들이 설치된다.

그리고, 상기 본체부(10)의 외면에는 컨트롤러(미도시)가 설치될 수 있으며, 상기 컨트롤러에는 트랩부(20)를 ON 또는 OFF 시키기 위한 스위치(미도시)와 트랩부(20)의 온도를 제어하기 위한 (미도시)스위치와 트랩부(20)의 온도를 숫자로 디스플레이기 하기 위한 액정표시부(미도시) 등이 구비될 수 있다.

이러한 본체부(10)는 스테인리스 강 재질로 제작될 수 있다.

이러한 본체부(10)의 측벽에는 직사각형 형상의 설치홀이 형성되고, 상기 설치홀에는 열기배출부(40)가 더 설치된다.

상기 열기배출부(40)는 트랩부(20)의 작동으로 발생되는 열기를 본체부(10)의 외부로 배출하여 본체부(10)의 내부가 항상 적정 온도를 유지할 수 있도록 하기 위한 것으로, 베이스(41)와 배출유도부(42)로 구성된다.

상기 베이스(41)는 상기 설치홀에 설치되는 것으로, 직사각형 틀 형상으로 형성되어 내부에 설치공간이 형성된다.

상기 배출유도부(42)는 직사각형 바 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 설치공간의 수직 방향을 따라 서로 간격을 두고 설치된다.

이로 인해 상기 배출유도부(42)의 사이에는 배출통로가 형성됨에 따라, 상기 본체부(10)의 내부공간에 존재하는 열기를 용이하게 배출할 수 있다.

이때, 상기 배출유도부(42)는 하측에서 상측으로 갈수록 상기 본체부(10)의 내부공간과 점진적으로 멀어지는 경사각을 갖는다.

즉, 뜨거운 공기는 상부로 이동됨으로, 상기 열기배출부(40)를 본체부(10)의 측벽 상측에 형성하고, 배출유도부(42)가 상기와 같은 경사각을 갖도록 제작함으로써, 본체부(10)의 내부공간에서 상부로 이동된 열기가 상기 배출통로를 통해 신속하게 배출될 수 있도록 한 것이다.

상기 트랩부(20)는 상기 본체부(10)에 설치되어 진공건조기(80)에서 배출되는 증발수증기를 결빙시켜 진공펌프(90)에 공기만 전달되도록 하는 것으로, 수용부(21), 냉매순환관(22)으로 구성될 수 있다.

상기 수용부(21)는 상면이 개구되고 내부에 부동액 및 초자(미도시)가 수용될 수 있는 빈 공간이 형성된다.

상기 수용부(21)는 본체부(10)의 제1수용홀(11)에 수용되고, 상측이 상기 본체부(10)의 상측으로 돌출된다.

이때, 상기 수용부(21)의 상단 가장자리를 따라서는 후술되는 트랩부(20)의 상면에 안착되는 안착플랜지(211)가 수평방향으로 돌출 형성된다.

상기 냉매순환관(22)은 상기 수용부(21)의 빈 공간에 설치되는 것으로, 코일형상으로 형성되고 내부에 냉매가 이동되는 유로가 형성된다.

상기 냉매순환관(22)은 일부분이 수용부(21)의 외부로 돌출된 상태에서 냉동모터(231)와 라지에이터(232)로 구성되는 냉매공급부(23)와 연결된다. 이때, 상기 냉매공급부(23)는 상기 본체부(10)의 내부공간에 설치될 수 있다.

즉, 상기 냉동모터(231)는 상기 냉매순환관(22)의 유로에 냉매를 공급하고, 상기 공급된 냉매는 상기 냉매순환관(22)의 유로를 순환한 다음 냉동모터(231)로 회수되는 것이다.

그리고, 상기와 같이 냉매순환관(22)에 냉매를 순환 시키면 수용부(21)의 내부에 존재하는 증발수증기가 살얼음 형태로 변하면서 초자(미도시)에 고착되어 진공펌프(90)에는 공기만 흡입된다.

이때, 상기 트랩부(20)는 일반적으로 사용되고 있는 콜드트랩에 적용된 구성과 동일하고, 진공건조기(80)에서 배출된 증발수증기가 트랩부(20)를 거쳐 진공펌프에 흡입되는 방식 또한 일반적인 콜드트랩과 동일할 수 있다.

상기 단열부(30)는 상기 본체부(10)의 상면에 안착되고, 원 형상 또는 사각형 형상으로 형성될 수 있다.

이때, 상기 단열부(30)는 상,하 방향으로 관통되는 제2수용홀(30a)을 구비한다.

따라서, 상기 단열부(30)는 상기 제2수용홀(30a)이 제1수용홀(11)과 수직선상에 위치되도록 본체부(10)의 상면에 안착된다.

그리고, 상기 수용부(21)는 일부분이 상기 제1수용홀(11)에 수용되고 다른 부분은 상기 제2수용홀(30a)에 수용되며, 상기 안착플랜지(211)는 상기 단열부(30)의 상면에 안착된다.

상기 단열부(30)는 상기 본체부(10)와 수용부(21)가 접촉되는 것을 방지하면서 본체부(10)와 수용부(21) 간의 단열이 이루어지도록 하므로서, 수용부(21)의 냉기가 상기 본체부(10)로 전도되는 것을 차단한다.

즉, 본 발명에 따른 콜드트랩(1)은, 단열부(30)를 통해 본체부(10)에 결로현상이 발생되는 것을 방지하여 물기가 생기지 않도록 할 수 있음에 따라, 본체부(10)에 설치된 각종 전자부품에 물이 흘러가 누전사고가 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있는 등 콜드트랩(1)의 안정성을 확보할 수 있는 것이다.

아울러, 종래의 콜드트랩의 경우, 본체부(10)의 상면에 생성된 물이 본체부(10)의 내부로 흘러가 누전사고를 발생시키는 것을 방지하기 위해 수시로 물기를 닦아줘야 했으나, 본 발명의 경우 물기를 닦아줄 필요가 없으므로, 사용상의 편의성을 제공할 수 있는 장점이 있다.

또한, 냉각된 수용부(21)가 본체부(10)와 열교환되어 온도가 저하되지 않도록 할 수 있음에 따라, 수용부(21)의 내부가 설정된 온도를 유지할 수 있어 에너지 효율을 극대화하고, 효율적인 증발수증기의 제거가 가능한 장점이 있다.

이상 설명한 단열부(30)는 가압고정부(50)를 통해 상기 본체부(10)에 안정적이면서 간편한 방식으로 결합되거나 분리될 수 있다.

이를 위해 상기 단열부(30)와 본체부(10)의 상면에는 상,하 방향으로 관통되면서 수직선상에 위치되는 다수개의 체결홀(12,30b)이 서로 간격을 두고 형성된다.

그리고, 상기 안착플랜지(211)의 상단 및 단열부(30)의 상단에는 원판 형상의 막음판(60)이 안착되며, 상기 막음판(60)의 가장자리에는 상기 체결홀(12,30b)과 수직선상에 위치되는 다수개의 관통홀(60a)이 형성된다.

상기 가압고정부(50)는 가압부(51), 상기 가압부(51)와 일체로 형성되며 외주연에 나선이 구비된 체결부(52)로 구성된다.

상기 체결부(52)는 상기 막음판(60)의 상측에서 관통홀(60a)을 통과한 다음 상기 단열부(30)의 체결홀(30b)과 본체부(10)의 체결홀(12)에 순차적으로 체결되며, 상기 가압부(51)는 체결부(52)의 체결 작동에 의해 하강되면서 막음판(60)을 단열부(30)에 가압하고, 이로 인해 막음판(60)은 단열부(30)를 본체부(10)에 가압하여 고정시킨다.

즉, 본 발명에 따른 콜드트랩(1)은 상기 가압고정부(50)를 통해 단열부(30)를 본체부(10)에 간편한 방식으로 결합 또는 분리 할 수 있음에 따라, 단열부(30) 및 트랩부(20) 등에 이상 발생시 유지보수를 용이하게 할 수 있는 것이다.

한편, 도 6은 본 발명에 따른 콜드트랩에 고정부가 적용된 상태를 도시한 단면도로서, 상기 본체부(10)의 상면에는 제1수용홀(11)의 가장자리를 따라 서로 일정간격으로 이격되는 끼움홈(13)이 형성되고, 상기 단열부(30)의 가장자리를 따라서는 상기 끼움홈(13)에 고정되는 고정부(31)가 서로 간격을 두고 형성된다.

이때, 본 실시예서는 상기 막음판(60)이 상기 단열부(30)에 접착제나 실리콘 또는 테이프를 통해 고정될 수 있다.

상기 고정부(31)는 상기 단열부(30)에 상,하 방향으로 회동 가능하게 연결되는 회동부(311), 상기 회동부(311)의 저면에 각각 형성되는 끼움돌기(312)로 구성된다.

상기 회동부(311)는 수평 및 수직 방향으로 연속적으로 절곡된 계단 형상으로 형성되거나 파형 형상으로 형성될 수 있으며, 탄성력이 우수한 금속 재질에 의해 제작될 수 있다.

즉, 상기 회동부(311)는 계단 형상 또는 파형 형상으로 형성됨에 따라 상,하 방향으로의 용이한 회동이 가능하며, 회동시 쉽게 파절되지 않는 것이다.

상기 끼움돌기(312)는 상기 끼움홈(13)과 동일한 크기 및 형상을 갖도록 형성되며, 상기 회동부(311)가 하 방향으로 회동되었을 경우 상기 끼움홈(13)에 끼움되어 상기 단열부(30)를 본체부(10)에 고정시킨다.

이와 같은 경우, 원터치 방식으로 단열부(30)를 본체부(10)에 고정할 수 있는 장점이 있다.

도 7은 본 발명에 따른 콜드트랩에 열전도억제부가 적용된 상태를 도시한 단면도로서, 열전도억제부(70)는 튜브의 내부에 에어를 충진하여 형성될 수 있다.

구체적으로, 열전도억제부(70)는 링 형상으로 형성되고, 상기 단열부(30)의 상면 둘레 방향을 따라서는 상기 열전도억제부(70)가 수용되는 수용홈(30c)이 형성된다.

상기 열전도억제부(70)는 단열부(30)에 일종의 공기층을 형성함에 따라, 수용부(21)의 냉기가 본체부(10)로 전도되는 현상을 억제하여 본체부(10)에 결로현상이 발생되지 않도록 하는데 일조한다.

이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다.

1 : 콜드트랩 10 : 본체부
11 : 제1수용홀 12, 30b : 체결홀
13 : 끼움홈 20 : 트랩부
21 : 수용부 211 : 안착플랜지
22 : 냉매순환관 23 : 냉매공급부
231 : 냉동모터 232 : 라지에이터
30 : 단열부 30a : 제2수용홀
30c : 수용홈 31 : 고정부
311 : 회동부 312 : 끼움돌기
40 : 열기배출부 41 : 베이스
42 : 배출유도부 50 : 가압고정부
51 : 가압부 52 : 체결부
60 : 막음판 60a : 관통홀
70 : 열전도억제부 80 : 진공건조기
90 : 진공펌프

Claims

진공건조기 및 진공펌프 사이의 배기라인에 연결되는 본체부,
상기 본체부에 설치되고 상기 진공건조기로부터 공급된 증발수증기를 결빙시키는 트랩부,
상기 본체부와 트랩부의 사이에 설치되고, 상기 트랩부의 냉기가 상기 본체부로 전도되는 것을 차단하는 단열부를 포함하는 콜드트랩.
제1항에 있어서,
상기 본체부의 측벽 상측에 형성되고 본체부의 내부공간에 존재하는 열기를 외부로 배출하기 위한 열기배출부를 더 포함하고,
상기 열기배출부는,
내부에 설치공간이 형성된 베이스,
상기 설치공간의 수직 방향을 따라 서로 간격을 두고 형성되어, 그 사이에 열기 배출통로가 형성되도록 하는 복수개의 배출유도부로 구성되며,
상기 배출유도부는 열기의 배출효율을 향상시킬 수 있도록 하측에서 상측으로 갈수록 상기 본체부의 내부공간과 점진적으로 멀어지는 경사각을 갖는 콜드트랩.
제1항에 있어서,
상기 본체부는 상면에 상,하 방향으로 관통되는 제1수용홀을 구비하고,
상기 단열부는 상,하 방향으로 관통되는 제2수용홀을 구비하되, 상기 제2수용홀이 상기 제1수용홀과 수직선상에 위치되도록 본체부의 상면에 안착되며,
상기 트랩부는 상기 제1수용홀과 제2수용홀에 수용되면서 상측 가장자리가 상기 단열부의 상면에 안착되는 콜드트랩.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단열부와 본체부에는 상,하 방향으로 관통되면서 수직방향으로 연결되는 다수개의 체결홀이 각각 형성되고,
상기 단열부의 체결홀과 본체부의 체결홀에 순차적으로 체결되면서 상기 단열부를 가압하여 본체부에 밀착시키는 가압고정부를 포함하는 콜드트랩.
제3항에 있어서,
상기 본체부의 상면에는 상기 제1수용홀의 가장자리를 따라 서로 일정 간격으로 이격되는 끼움홈이 형성되고,
상기 단열부의 가장자리를 따라서는, 상,하 방향으로 회동 가능하게 연결되는 회동부, 상기 회동부의 저면에 각각 형성되고, 상기 회동부가 하 방향으로 회동되었을 경우 상기 끼움홈에 끼움되는 끼움돌기로 구성되는 고정부를 포함하며,
상기 회동부는 계단 형상 또는 파형 형상으로 형성되는 콜드트랩.