KR101776514B1

KR101776514B1 - 선박용 흡수식 냉동기

Info

Publication number: KR101776514B1
Application number: KR1020160085682A
Authority: KR
Inventors: 윤상국
Original assignee: 한국해양대학교 산학협력단
Priority date: 2016-07-06
Filing date: 2016-07-06
Publication date: 2017-09-07

Abstract

선박용 흡수식 냉동기가 제시된다. 선박용 흡수식 냉동기에 있어서, 냉매를 기화시켜 수증기를 생성하는 증발기; 및 흡수 용액을 통해 상기 증발기에서 기화된 상기 수증기를 흡수하는 흡수기를 포함하고, 선박의 슬로싱(sloshing)에 의한 상기 증발기에 저장된 상기 냉매 및 상기 흡수기에 저장된 상기 흡수 용액의 혼합을 방지하기 위해 상기 증발기와 상기 흡수기는 서로 다른 층에 배치될 수 있다.

Description

선박용 흡수식 냉동기{MARINE ABSORPTION HEAT PUMP}

아래의 실시예들은 선박용 흡수식 냉동기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 증발기와 흡수기를 서로 다른 층에 배치하여 냉각 성능을 향상시키는 선박용 흡수식 냉동기에 관한 것이다.

일반적으로 육상에서 사용되고 있는 흡수식 냉동기는 증발기에서 응축기로의 냉매 이송에 압축기를 사용하는 대신 흡수 용액의 냉매 흡수 작용을 이용하는 것으로, 증발기에서 발생한 냉매 증기는 흡수기 내의 흡수 용액에 흡수되고, 이때 발생하는 흡수열은 흡수기 내부를 통과하는 냉각수에 의해 제거된다.

도 1은 일반적인 흡수식 냉동기를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 현재 육상의 흡수식 냉동기(1)는 일반적으로 하나의 용기에 일측에 증발기(11)가 배치되고 타측에 흡수기(12)가 배치되며, 증발기(11)에서 증발한 수증기가 흡수기(12)의 흡수 용액에 의해 흡수된다.

즉, 육상의 흡수식 냉동기(1)는 하나의 용기에 흡수기(12)와 증발기(11)가 직렬로 배치되어 있으며, 흡수기(12)에서는 고농도의 흡수 용액이 흘러내리면서 증발기(11)에서 증발한 냉매의 수증기를 흡수하는 구조이다.

육상의 흡수식 냉동기를 선박에 적용하기 위하여 선박에서는 유동 등으로 증발기에서 발생한 수증기의 흡수기로의 이동이 어렵고, 흡수기에서 수증기 흡수열의 원활한 냉각을 위한 구조적 개선이 필요하다.

육상의 흡수식 냉동기를 선박에 적용할 경우 선박의 롤링 등 유동에 의해 증발을 위한 냉매와 흡수를 위한 흡수 용액의 적하가 균일하지 못하게 되며, 증발기의 일측에서 증발한 수증기가 타측 흡수기의 흡수 용액에 흡수되기 어렵다.

선박에서는 롤링 등 유동으로 수증기의 원활한 이동이 어려워 흡수율이 감소하게 되므로 이의 개선이 요구된다. 또한, 선박의 운동 특성에 의해서 증발기 내부의 냉매와 흡수기 내부의 흡수 용액이 섞일 우려가 있다.

한국공개특허 10-2014-0008717호는 이러한 선박용 흡수식 냉동기에 관한 것으로, 흡수기 하부에 공간을 크게 두어 롤링에 대비하는 기술을 기재하고 있다.

실시예들은 선박용 흡수식 냉동기에 관하여 기술하며, 보다 구체적으로 증발기와 흡수기를 서로 다른 층에 배치하여 냉각 성능을 향상시키는 선박용 흡수식 냉동기에 관한 것이다.

실시예들은 증발기를 흡수기 하부에 배치하여 증발기에서 기화된 기체가 상승하여 흡수기로 이동함으로써, 선박 내 설치 면적을 감소시키는 선박용 흡수식 냉동기를 제공하는데 있다.

실시예들은 하부에 배치된 증발기에서 증발한 기체가 원활하게 상부로 이동하게 되며, 직육면체 형상의 흡수기 혹은 원통형의 흡수기로 적하되는 흡수 용액에 용이하게 흡수되는 선박용 흡수식 냉동기를 제공하는데 있다.

일 실시예에 따른 선박용 흡수식 냉동기에 있어서, 냉매를 기화시켜 수증기를 생성하는 증발기; 및 흡수 용액을 통해 상기 증발기에서 기화된 상기 수증기를 흡수하는 흡수기를 포함하고, 선박의 슬로싱(sloshing)에 의한 상기 증발기에 저장된 상기 냉매 및 상기 흡수기에 저장된 상기 흡수 용액의 혼합을 방지하기 위해 상기 증발기와 상기 흡수기는 서로 다른 층에 배치된다.

상기 증발기에서 기화된 상기 수증기가 이동하여 상기 흡수기로 안내되는 중앙 통로부를 더 포함할 수 있다.

상기 증발기는 상기 흡수기의 하부에 배치되어, 상기 증발기에서 기화된 상기 수증기가 상기 중앙 통로부를 통해 상승하여 상기 흡수기로 이동할 수 있다.

상기 중앙 통로부는 상기 흡수기의 내부 중앙에 형성되어 상기 증발기에서 기화된 상기 수증기가 상기 중앙 통로부를 통해 상승하여 상기 흡수기로 이동하고, 상기 흡수기에 적하되는 상기 흡수 용액에 의해 상기 수증기가 흡수될 수 있다.

상기 증발기는 원기둥 형상으로 이루어지며, 상기 흡수기는 내부 중앙에 원기둥 형상의 상기 중앙 통로부가 형성된 원기둥 형상의 링 구조를 가질 수 있다.

상기 증발기는 사각기둥 형상으로 이루어지며, 상기 흡수기는 내부 중앙에 사각기둥 형상의 상기 중앙 통로부가 형성된 사각기둥 형상의 링 구조를 가질 수 있다.

상기 증발기는 하부에 형성된 상기 냉매가 상기 선박의 흔들림에 유동이 발생되어 용기에 접촉하여 증발이 촉진되도록 반침전 적하식 또는 완전 침전식으로 형성될 수 있다.

상기 흡수기는 상기 중앙 통로부와 접하는 면에 상기 흡수 용액의 누출을 막기 위하여 복수의 격막 층인 엘리미네이터(eliminator)부가 형성될 수 있다.

상기 증발기는 상기 흡수기의 상부에 배치되어, 상기 증발기에서 기화된 상기 수증기가 상기 중앙 통로부를 통해 하강하여 상기 흡수기로 이동할 수 있다.

실시예들에 따르면 증발기와 흡수기를 서로 다른 층에 배치하여 선박 내 설치 면적을 감소시키고 냉각 성능을 향상시키는 선박용 흡수식 냉동기를 제공할 수 있다.

실시예들에 따르면 증발기를 흡수기 하부에 배치하여 증발기에서 기화된 기체가 상승하여 흡수기로 이동함으로써, 하부에 배치된 증발기에서 증발한 기체가 원활하게 상부로 이동하게 되며 좌우 흡수기 혹은 원통형의 흡수기로 적하되는 흡수 용액에 용이하게 흡수되는 선박용 흡수식 냉동기를 제공할 수 있다.

실시예들에 따르면 침전식 증발기를 통해 냉수 파이프와 하부 냉매가 직접적으로 접촉하게 되어 냉매의 증발을 촉진하게 되어 냉각 성능을 향상시키는 선박용 흡수식 냉동기를 제공할 수 있다.

도 1은 일반적인 흡수식 냉동기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 선박용 흡수식 냉동기를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 선박용 흡수식 냉동기의 엘리미네이터부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 선박용 흡수식 냉동기를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a는 다른 실시예에 따른 증발기의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5b는 또 다른 실시예에 따른 증발기의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 선박용 흡수식 냉동기의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 선박용 흡수식 냉동기의 예를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그러나, 기술되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

아래의 실시예들은 종래 육상의 흡수식 냉동기를 선박에 적용할 수 있도록 하기 위한 것으로, 증발기와 흡수기를 서로 다른 층에 배치하여 냉각 성능을 향상시키는 선박용 흡수식 냉동기에 관한 것이다.

일 실시예들에 따르면 증발기를 흡수기 하부에 배치하여 증발기에서 기화된 기체가 상승하여 흡수기로 이동됨으로써 선박 내 설치 면적을 감소시킬 수 있다.

또한, 일 실시예들에 따르면 증발한 수증기가 중앙 통로나 원통부를 통하여 상부로 이동하여 좌, 우 흡수기의 적하되는 흡수 용액에 용이하게 흡수되도록 증발기와 흡수기를 직육면체 형상이나 원통 형상으로 구성할 수 있다.

이러한 일 실시예에 따른 선박용 흡수식 냉동기는 흡수기 하부에 위치하여 냉매인 물을 증발시키는 증발기, 증발기에서 증발한 수증기가 상승하는 중앙 통로부, 및 통로의 좌우에 위치하면서 증발기에서 증발된 수증기를 흡수하는 흡수기로 구성될 수 있다.

여기에서 증발기는 상부에 배치된 냉매 적하 장치로부터 냉매(물)가 분사되면, 분사된 냉매를 기화시켜 수증기를 생성한다. 흡수기는 상기와 같은 수증기를 흡수하여 제거하기 위한 것으로, 상부에 배치된 흡수 용액 적하 장치에서 흡수 용액(리튬브로마이드 농용액)이 분사되면 분사된 흡수 용액을 통해 수증기를 흡수하여 제거하게 된다.

선박용 흡수식 냉동기는 하부에서 증발한 수증기가 중앙 통로부나 원통부를 통하여 상부로 이동하고, 수증기 통로의 좌, 우 혹은 원통부의 가장자리에 가설된 흡수기의 적하되는 흡수 용액에 흡수된다. 즉, 흡수기에서 적하되는 흡수 용액에 냉매인 수증기가 원활하게 흡수가 가능하다.

도 2는 일 실시예에 따른 선박용 흡수식 냉동기를 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 선박용 흡수식 냉동기(100)는 증발기(110) 및 흡수기(120)를 포함하여 이루어진다. 또한 실시예에 따라 선박용 흡수식 냉동기(100)는 중앙 통로부(130)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

이러한 증발기(110)와 흡수기(120)는 서로 다른 층에 배치되어, 선박 내 설치 면적을 감소시키고 좌, 우 흡수기 혹은 원통 형상의 흡수기로 적하되는 흡수 용액에 용이하게 흡수된다. 더욱이, 반침전식 또는 침전식 증발기를 통해 냉수 파이프와 하부 냉매가 직접적으로 접촉하게 되어 냉매의 증발을 촉진시킬 수도 있다.

예컨대 선박용 흡수식 냉동기(100)는 증발기(110)를 흡수기(120) 하부에 배치할 수 있다. 이 경우, 하부에서 증발기(110) 상부의 냉매 적하 장치(140)의 물이 냉수 파이프(160)의 외부로 흘러내리면서 증발하여 수증기가 발생된다.

더 구체적으로, 증발기(110)는 상부에 냉매 적하 장치(140)에서 분사된 냉매가 냉수 파이프(160)의 외부로 흘러 기화에 의해 수증기가 형성되며, 하부의 냉매 수집부에 냉매가 수집될 수 있다.

증발기(110)에서 발생된 기체 수증기는 중앙 통로부(130)나 원통부를 통하여 상부로 이동하여 수증기 통로 좌, 우나 원통부의 가장자리에 가설된 흡수기(120)의 흡수 용액 적하 장치(150)를 통하여 흘러내리는 흡수 용액에 흡수된다.

이는, 증발기(110) 측에서 물이 증발되어 발생한 수증기의 순환 통로가 흡수기(120)의 중앙부에 위치함으로써 흡수 용액에 냉매인 수증기의 원활한 흡수 기능을 제공한다.

다른 예로, 선박용 흡수식 냉동기(100)는 증발기(110)를 흡수기(120) 상부에 배치할 수도 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 아래에서 도 4를 참조하여 더 구체적으로 설명하기로 한다.

흡수기(120)는 흡수 용액을 통해 증발기(110)에서 기화된 수증기를 흡수한다. 더 구체적으로, 흡수기(120)는 상부에 흡수 용액 적하 장치(150)에서 분사된 흡수 용액이 냉각수 파이프(170)의 외부로 적하되어 수증기를 흡수하며, 하부의 흡수 용액 수집부에 흡수 용액이 수집될 수 있다.

흡수기(120)에서는 고농도의 흡수 용액이 흡수 용액 적하 장치(150)를 통하여 흘러내리면서 증발기(110)에서 증발한 냉매 증기를 흡수한다. 이러한 흡수 작용은 발열 반응으로, 냉각수 파이프(170) 내부의 냉각수를 이용하여 열을 제거하게 되며, 흡수기(120)의 상부에서 흡수 용액이 냉각수 파이프(170)의 외부로 적하되면서 수증기를 흡수하게 된다.

이와 같이 증발기와 흡수기를 서로 다른 층에 배치하여 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

더욱이, 침전식 증발기를 이용하는 경우 냉수 파이프와 하부의 냉매인 물이 직접 접촉하게 되며 또한 선박의 유동에도 접촉하게 되므로, 이는 냉매인 물의 증발을 촉진하게 되어 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

아래에서 일 실시예에 따른 선박용 흡수식 냉동기(100)를 예를 들어 더 구체적으로 설명하기로 한다.

아래에서는 도 2에 도시된 바와 같이 선박용 냉동기의 하나의 실시예인 증발기(110)가 하부에 배치되고, 증발기(110) 상부에 흡수기(120)가 배치되는 구조에 대해 더 구체적으로 설명한다.

일 실시예에 따른 선박용 흡수식 냉동기(100)는 증발기(110) 및 흡수기(120)를 포함하여 이루어질 수 있다. 또한 실시예에 따라 선박용 흡수식 냉동기(100)는 중앙 통로부(130)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

증발기(110)는 냉매를 기화시켜 수증기를 생성하는 것으로, 증발 잠열을 이용하여 선실을 냉방시킬 작동 유체를 냉각시키기 위해 구성될 수 있다. 여기에서 냉매는 물로, 수증기는 증기 또는 기체로 표현될 수 있다.

이러한 증발기(110)는 흡수기(120)의 하부에 배치되어 증발기(110)에서 기화된 수증기가 중앙 통로부(130)를 통해 상승하여 흡수기(120)로 이동한다.

증발기(110)는 냉매 적하 장치(140), 및 냉수 파이프(160)를 포함하며, 냉매 수집부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

냉매 적하 장치(140)는 증발기(110)의 상부에 구성되어 냉매를 분사할 수 있다.

냉수 파이프(160)는 내부에 냉수가 흐르는 것으로, 냉매 적하 장치(140)에서 분사된 냉매가 외부로 흐르도록 할 수 있다. 냉매 수집부는 증발기(110)의 하부에 구성되어 냉매가 수집될 수 있다.

냉매 적하 장치(140)에서 분사된 냉매는 증발기(110)를 통해 일부 수증기로 기화되나, 기화되지 못한 잔여 냉매는 증발기(120)의 하부에 배치된 냉매 수집부에 수집되게 된다.

더욱이, 증발기(110) 하부에 수집된 냉매는 증발 효과를 증가시키기 위하여 냉매 펌프로 재순환시킬 수 있다. 다시 말하면, 증발기(110)는 상부에 냉매 적하 장치(140)에서 분사된 냉매가 냉수 파이프(160)의 외부로 흘러 기화에 의해 수증기가 형성되며, 하부의 냉매 수집부에 냉매가 수집될 수 있다.

발생된 기체 수증기는 중앙 통로부(130)나 원통부를 통하여 상부로 이동하여 수증기 통로 좌우나 원통부 가장자리에 가설된 흡수기(120)의 흡수 용액 적하 장치(150)를 통하여 흘러내리는 흡수 용액에 흡수된다.

이러한 증발기(110)는 냉매 적하 장치(140)를 통해 냉매를 하부로 적하시키는 냉매 적하식으로 이루어질 수 있다.

또한, 증발기(110)는 하부에 형성된 냉매가 선박의 흔들림에 유동이 발생되어 용기에 접촉하여 증발이 촉진되도록 반침전 적하식으로 형성될 수 있다.

다른 예로, 증발기(110)는 하부에 형성된 냉매가 선박의 흔들림에 유동이 발생되어 용기에 접촉하여 증발이 촉진되도록 완전 침전식으로 형성될 수 있다.

흡수기(120)는 흡수 용액을 통해 증발기(110)에서 기화된 수증기를 흡수한다. 여기에서, 흡수 용액은 리튬브로마이트(LiBr) 농용액이 사용된다.

흡수기(120)는 흡수 용액 적하 장치(150), 및 냉각수 파이프(170)를 포함하며, 흡수 용액 수집부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

흡수 용액 적하 장치(150)는 상부에 흡수 용액을 분사한다.

냉각수 파이프(170)는 분사된 흡수 용액이 외부로 적하되어 수증기를 흡수할 때 발생되는 흡수열을 제거한다.

흡수 용액 수집부는 흡수기(120)의 하부에 배치되어 흡수 용액이 수집된다. 흡수 용액 수집부는 흡수 용액 적하 장치(150)에서 분사된 흡수 용액이 흡수기(120)를 거치면서 수증기를 흡수한 후, 저온의 희용액(weak solution) 상태로 변화되어 흡수기(120) 하부에 수집되게 된다.

다시 말하면, 흡수기(120)는 상부에 흡수 용액 적하 장치(150)에서 분사된 흡수 용액이 냉각수 파이프(170)의 외부로 적하되어 수증기를 흡수하며, 하부의 흡수 용액 수집부에 흡수 용액이 수집될 수 있다.

흡수기(120)에서는 고농도의 흡수 용액이 흡수 용액 적하 장치(150)를 통하여 흘러내리면서 증발기(110)에서 증발한 냉매 증기를 흡수할 수 있다. 이러한 흡수 작용은 발열 반응으로, 냉각수 파이프(170) 내부의 냉각수를 통해 열을 제거하며, 흡수기(120)의 상부에서 흡수 용액이 냉각수 파이프(170)의 외부로 적하되면서 수증기를 흡수하게 된다.

이러한 증발기(110)와 흡수기(120)는 선박의 슬로싱(sloshing)에 의한 증발기(110)에 저장된 냉매 및 흡수기(120)에 저장된 흡수 용액의 혼합을 방지하기 위해 서로 다른 층에 배치될 수 있다.

예컨대 증발기(110)가 하부에 배치되고 흡수기(120)가 상부에 배치될 수 있다. 다른 예로, 증발기(110)가 상부에 배치되고 흡수기(120)가 하부에 배치될 수 있다.

그리고, 실시예에 따라 선박용 흡수식 냉동기(100)는 중앙 통로부(130)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 중앙 통로부(130)는 증발기(110)에서 기화된 수증기가 이동하여 흡수기(120)로 안내할 수 있다.

더 구체적으로, 중앙 통로부(130)는 흡수기(120)의 내부 중앙에 형성되어 증발기(110)에서 기화된 수증기가 중앙 통로부(130)를 통해 상승하여 흡수기(120)로 이동하고, 흡수기(120)에 적하되는 흡수 용액에 의해 수증기가 흡수될 수 있다.

이때, 흡수기(120)와 중앙 통로부(130) 사이에는 수증기 이동을 위한 격막인 엘리미네이터(eliminator)부가 형성되어 흡수기(120)의 흡수 용액이 증발기(110)로 유입되지 않도록 막을 수 있다. 이러한 엘리미네이터(eliminator)부는 하나의 격막으로 형성되거나 복수의 격막 층으로 이루어질 수 있다.

한편, 일 실시예에 따른 선박용 흡수식 냉동기(100)는 증발기(110)에서 증발한 수증기가 중앙 통로부(130)나 원통부를 통하여 상부로 이동하여 좌, 우 흡수기(120)의 적하되는 흡수 용액에 용이하게 흡수되도록 증발기(110)와 흡수기(120)를 직육면체 형상이나 원통 형상으로 구성할 수 있다.

일례로, 증발기(110)는 원기둥 형상으로 이루어지며 흡수기(120)는 내부 중앙에 원기둥 형상의 중앙 통로부(130)가 형성된 원기둥 형상의 링 구조를 가질 수 있다.

다른 예로, 증발기(110)는 사각기둥 형상으로 이루어지며 흡수기(120)는 내부 중앙에 사각기둥 형상의 중앙 통로부(130)가 형성된 사각기둥 형상의 링 구조를 가질 수 있다.

또 다른 예로, 증발기(110)의 상부에 흡수기(120) 및 중앙 통로부(130)가 배치되며, 흡수기(120)는 중앙 통로부(130)의 좌우 양측에 형성될 수 있다.

이때 증발기(110) 및 흡수기(120)는 원기둥, 사각기둥뿐만 아니라 다각기둥 등의 다양한 형상이 가능하다.

한편, 도 3은 일 실시예에 따른 선박용 흡수식 냉동기의 엘리미네이터부를 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 선박용 흡수식 냉동기는 흡수기(120)와 중앙 통로부(130) 사이에 수증기 이동을 위한 격막인 엘리미네이터(eliminator)부가 형성되어, 증발기(110)에서 생성된 수증기가 중앙 통로부(130)를 통해 상승하여 흡수기(120)로 유입 시 흡수기(120)의 흡수 용액이 증발기(110)로 유입되지 않도록 막을 수 있다.

특히, 흡수기(120)는 중앙 통로부(130)와 접하는 면에 흡수 용액의 이동을 차단하기 위한 복수의 격막 층인 엘리미네이터(eliminator)부가 형성될 수 있다.

엘리미네이터(eliminator)부는 흡수 용액이 증발기(110)의 냉매(물) 측으로 이동하는 것을 방지하는 것으로, 흡수 용액이 증발기(110) 측에 유입되는 경우 냉각 효과가 저하되고, 증발기(110) 외부의 오염 가능성이 있으며 장기적으로는 부식 우려가 있다.

이와 같이 엘리미네이터(eliminator)부는 적어도 하나 이상의 격막 층으로 이루어져 흡수기(120)의 흡수 용액이 증발기(110)로 유입되지 않도록 차단할 수 있다.

예컨대 엘리미네이터(eliminator)부는 하나의 격막으로 이루어질 수 있으며, 다른 예로 엘리미네이터(eliminator)부는 복수의 격막 층으로 이루어져 격막 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 엘리미네이터(eliminator)부는 3개의 격막 층으로 형성될 수 있다.

아래에서는 선박용 흡수식 냉동기(100)의 다른 실시예인 증발기(110)가 상부에 배치되고, 증발기(110) 하부에 흡수기(120)가 배치되는 구조에 대해 더 구체적으로 설명한다.

도 4는 다른 실시예에 따른 선박용 흡수식 냉동기를 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 선박용 흡수식 냉동기(100)는 증발기(110) 및 흡수기(120)를 포함하여 이루어진다. 또한 실시예에 따라 선박용 흡수식 냉동기(100)는 중앙 통로부(130)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 증발기(110)는 흡수기(120)의 상부에 배치되어, 증발기(110)에서 기화된 수증기가 중앙 통로부(130)를 통해 하강하여 흡수기(120)로 이동한다.

이때, 증발기(110)는 중앙 통로부(130)와 접하는 면에 흡수기(120)의 흡수 용액이 증발기(110)로 유입되지 않도록 방지하는 적어도 하나 이상의 격막 층인 엘리미네이터(eliminator)부가 형성될 수 있다.

예컨대 엘리미네이터(eliminator)부는 하나의 격막으로 이루어질 수 있으며, 다른 예로 엘리미네이터(eliminator)부는 복수의 격막 층으로 이루어져 격막 효율을 향상시킬 수 있다.

앞에서 설명한 바와 같이, 선박용 흡수식 냉동기(100)는 증발기(110)는 냉매를 기화시켜 수증기를 생성하고, 흡수기(120)는 흡수 용액을 통해 증발기(110)에서 기화된 수증기를 흡수한다.

이러한 흡수기(120)는 원기둥 또는 사각기둥 형상으로 이루어지며 증발기(110)는 내부 중앙에 원기둥 또는 사각기둥 형상의 중앙 통로부(130)가 형성된 원기둥 또는 사각기둥 형상의 링 구조를 가질 수 있다. 이때 선박용 흡수식 냉동기(100)는 원기둥, 사각기둥뿐만 아니라 다각기둥 등의 다양한 형상이 가능하다.

도 5a는 다른 실시예에 따른 증발기의 예를 설명하기 위한 도면이고, 도 5b는 또 다른 실시예에 따른 증발기의 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 증발기(110)는 하부에 형성된 냉매가 선박의 흔들림에 유동이 발생되어 용기에 접촉하여 증발이 촉진되도록 반침전 적하식으로 형성될 수 있다.

다시 말하면, 이러한 증발기(110)는 도 2에서 설명한 냉매 적하 장치(140)를 통해 냉매를 하부로 적하시키는 냉매 적하식과 완전 침전식 증발기의 결합된 구조로 이루어질 수 있다.

도 5b에 도시된 바와 같이, 증발기(110)는 냉수 파이프와 냉매가 직접적으로 접촉하여 증발이 촉진되도록 완전 침전식으로 형성될 수 있다.

이와 같이, 증발기(110)의 구조는 냉매 적하 장치(140)를 통한 냉매 적하식뿐 아니라, 혹은 반침전 적하식, 혹은 완전 침전식으로 구성될 수 있다. 이는 냉수 파이프와 하부의 냉매인 물이 선박의 유동에 접촉하면서 냉매인 물의 증발을 촉진하는 효과도 있어 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

도 6은 다른 실시예에 따른 선박용 흡수식 냉동기의 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 다른 실시예에 따른 선박용 흡수식 냉동기(100)는 증발기(110)가 원기둥 형상으로 이루어지며 흡수기(120)가 내부 중앙에 원기둥 형상의 중앙 통로부(130)가 형성된 원기둥 형상의 링 구조를 가질 수 있다.

더 구체적으로 선박용 흡수식 냉동기(100)의 증발기(110)와 흡수기(120)의 구조는 원통 형상으로 구성되며, 흡수기(120)는 냉각수 파이프가 원통 형상의 코일링 구조를 가질 수 있다.

도 7은 또 다른 실시예에 따른 선박용 흡수식 냉동기의 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 선박용 흡수식 냉동기(100)는 증발기(110)가 사각기둥 형상으로 이루어지며 흡수기(120)가 내부 중앙에 사각기둥 형상의 중앙 통로부(130)가 형성된 사각기둥 형상의 링 구조를 가질 수 있다.

더 구체적으로 선박용 흡수식 냉동기(100)의 증발기(110)와 흡수기(120)의 구조는 직육면체 형상으로 구성되며, 흡수기(120)는 냉각수 파이프가 직육면체 코일링 구조를 가질 수 있다.

또 다른 실시예에 따른 선박용 흡수식 냉동기(100)는 증발기(110)의 상부에 흡수기(120) 및 중앙 통로부(130)가 배치되며, 흡수기(120)는 중앙 통로부(130)의 좌우 양측에 형성될 수도 있다.

실시예들에 따르면 증발기를 흡수기 하부에 배치하여 증발기에서 기화된 기체가 상승하여 흡수기로 이동함으로써, 선박 내 설치 면적을 감소시킬 수 있다.

그리고 하부에 배치된 증발기에서 증발한 기체가 원활하게 상부로 이동하게 되며, 좌우 흡수기 혹은 원통형의 흡수기로 적하되는 흡수 용액에 용이하게 흡수될 수 있다.

또한 침전식 증발기를 통해 냉수 파이프와 하부 냉매가 직접적으로 접촉하게 되어 냉매의 증발을 촉진하게 되어 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예에서는 흡수식 냉난방기를 선박에 적용함에 있어 종래의 흡수율이 낮은 흡수기와 증발기의 구조 대신에 흡수기 하부에 증발기를 위치시킴으로써, 증발된 수증기의 원활한 순환과 흡수 용액을 재순환 시스템의 적용으로 발생한 수증기의 흡수율을 크게 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명된 장치 및 구성요소는 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

100: 선박용 흡수식 냉동기
110: 증발기
120: 흡수기
130: 중앙 통로부
140: 냉매 적하 장치
150: 흡수 용액 적하 장치
160: 냉수 파이프
170: 냉각수 파이프

Claims

선박용 흡수식 냉동기에 있어서,
냉매를 기화시켜 수증기를 생성하는 증발기; 및
상기 증발기의 상부에 배치되며, 흡수 용액을 통해 상기 증발기에서 기화된 상기 수증기를 흡수하는 흡수기
를 포함하고,
선박의 슬로싱(sloshing)에 의한 상기 증발기에 저장된 상기 냉매 및 상기 흡수기에 저장된 상기 흡수 용액의 혼합을 방지하기 위해 상기 증발기와 상기 흡수기는 상하 방향으로 서로 다른 층에 배치되며,
상기 증발기는,
냉매 적하 장치를 통해 상기 냉매를 하부로 적하시키고, 하부에 형성된 상기 냉매가 상기 선박의 흔들림에 유동이 발생되어 냉수 파이프에 직접적으로 접촉하여 증발이 촉진되도록 상기 냉매에 상기 냉수 파이프가 적어도 일부 침전되는 반침전 적하식 또는 완전 침전식으로 형성되고,
상기 증발기에서 기화된 상기 수증기가 이동하여 상기 흡수기로 안내되는 중앙 통로부를 더 포함하고,
상기 중앙 통로부는 흡수 용액에 냉매인 수증기의 원활한 흡수가 가능하도록 상기 흡수기의 내부 중앙에 구성되어, 상기 증발기에서 기화된 상기 수증기가 상기 중앙 통로부를 통해 상승하여 상기 흡수기로 이동하는 것
을 특징으로 하는 선박용 흡수식 냉동기.
삭제
제1항에 있어서,
상기 증발기는 원기둥 또는 사각기둥 형상으로 이루어지며,
상기 흡수기는 내부 중앙에 원기둥 또는 사각기둥 형상의 상기 중앙 통로부가 형성된 원기둥 또는 사각기둥 형상의 링 구조를 가지는 것
을 특징으로 하는 선박용 흡수식 냉동기.
제1항에 있어서,
상기 증발기는,
하부에 냉매 수집부가 구성되어, 상기 냉매 적하 장치에서 분사된 상기 냉매 중 기화되지 못한 잔여 냉매를 수집하고, 상기 냉매 수집부에 수집된 냉매의 증발 효과를 증가시키기 위하여 냉매 펌프로 재순환시키는 것
을 특징으로 하는 선박용 흡수식 냉동기.
제1항에 있어서,
상기 흡수기는,
상기 중앙 통로부와 접하는 면에 상기 흡수 용액이 상기 증발기로 유입되지 않도록 복수의 격막 층인 엘리미네이터(eliminator)부가 형성되는 것
을 특징으로 하는 선박용 흡수식 냉동기.
삭제