KR101930943B1 - Falling flim type centrifugal chiller - Google Patents
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Abstract
본 발명은 증발기 내부로 유입되는 냉매 중 열교환되지 못한 냉매를 모세관 현상을 통해 배관 측으로 이동시킴으로써 배관 외측에 냉매 필름층을 형성하고, 이를 통해 유체와의 열교환 효율을 상승시킬 수 있는 적하식 증발기에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 액상 냉매 유입구 및 기상 냉매 토출구가 형성된 하우징과, 상기 하우징 내부에 배치되고, 상기 액상 냉매 유입구로부터 유입되는 액상 냉매와 열교환되는 유체가 이동하며, 외면으로부터 돌출되게 형성되는 다수의 배관 핀을 구비하는 배관과, 기공이 형성되어 있으며, 하부영역은 상기 하우징의 하부에 모이는 액상 냉매와 접촉되어 있고, 외면은 상기 배관의 외측과 접촉하는 다공성 구조물을 포함하고, 상기 기공의 직경은 상기 배관 핀의 간격보다 상대적으로 크게 형성되며, 상기 기공 및 상기 배관 핀에 의한 모세관 현상을 통해 상기 하우징 하부에 위치하는 액상 냉매를 상기 다공성 구조물을 통해 상기 배관 측으로 이동시킴으로써 상기 배관의 외측에 냉매 필름층을 형성하는 것을 특징으로 하는 적하식 증발기를 제공한다.The present invention relates to a dropping type evaporator capable of increasing a heat exchange efficiency with a fluid by forming a coolant film layer outside a pipe by moving a coolant that has not been heat-exchanged in a coolant flowing into an evaporator to a pipe side through capillary phenomenon will be.
In order to achieve the above object, the present invention provides a refrigerator comprising: a housing having a liquid refrigerant inlet and a gaseous refrigerant outlet; a fluid disposed inside the housing, the fluid being heat-exchanged with liquid refrigerant flowing in from the liquid refrigerant inlet, A pipe having a pipe pin and a porous structure having a pore formed therein and having a lower region in contact with a liquid coolant that is collected at a lower portion of the housing and an outer surface in contact with an outer side of the pipe, Wherein the coolant is formed to be relatively larger than an interval of the pipe fins and is moved to the pipe side through the porous structure by the capillary phenomenon caused by the pores and the pipe fins, Layer is formed on the surface of the substrate All.
Description
본 발명은 적하식 증발기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증발기 내부로 유입되는 냉매 중 열교환되지 못한 냉매를 모세관 현상을 통해 배관 측으로 이동시킴으로써 배관 외측에 냉매 필름층을 형성하고, 이를 통해 유체와의 열교환 효율을 상승시킬 수 있는 적하식 증발기에 관한 것이다.The present invention relates to a drip-type evaporator, and more particularly, to a drip-type evaporator, in which a refrigerant that has not been heat-exchanged among refrigerants flowing into an evaporator is moved to a piping side through capillary phenomenon to form a refrigerant film layer outside the piping, Thereby improving the efficiency of the evaporator.
일반적으로 터보 냉동기는 냉매를 이용하여 유체와의 열교환을 수행하는 기기로서, 압축기, 증발기, 응축기 및 팽창밸브를 포함한다.Generally, a turbo chiller is a device that performs heat exchange with a fluid using a refrigerant, and includes a compressor, an evaporator, a condenser, and an expansion valve.
그중 증발기는 내부에서 냉매와 유체 간의 열교환이 이루어지며, 이 과정에서 냉매는 기화되고 유체는 냉각된다.In the evaporator, heat exchange occurs between the refrigerant and the fluid inside, and the refrigerant is vaporized and the fluid is cooled.
여러가지 증발기 중 하나의 종류인 만액식 증발기는, 하우징 내에 열교환을 위한 유체가 이동하는 튜브가 위치하며, 하우징 내부에 튜브가 잠기도록 냉매를 공급하여 튜브 외측과 냉매가 접촉하여 냉매를 기화시킴과 동시에 유체를 냉각시킴으로써 열교환 과정을 진행한다.In the monolithic evaporator, which is one kind of various evaporators, a tube through which the fluid for heat exchange moves is positioned in the housing. The refrigerant is supplied to the inside of the housing so that the tube is submerged, so that the refrigerant contacts the outside of the tube to vaporize the refrigerant The heat exchange process is carried out by cooling the fluid.
그러나, 상술한 만액식 증발기는 하우징 내부에 많은 양의 냉매가 공급되어야 함으로 냉매 충진량이 많아야 하는 문제점이 있다.However, in the case of the above-mentioned monolithic evaporator, a large amount of refrigerant must be supplied to the inside of the housing, which requires a large amount of refrigerant to be filled.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 폴링 필름 증발기(falling film evaporator)가 개발되었으며, 폴링 필름 증발기는 상부로부터 액상 냉매를 공급하여 튜브에 냉매 필름층을 형성함으로써 냉매를 기화시키고, 유체를 냉각시키는 열교환 과정을 진행한다.In order to solve such problems, a falling film evaporator has been developed. The evaporator of the falling film evaporates the refrigerant by supplying the liquid refrigerant from the upper part to the refrigerant film layer in the tube, Go ahead.
이 때, 증발기 내부는 액상 냉매와, 액상 냉매가 유체와의 열교환에 의해 기화된 기상 냉매로 혼합되고, 상기 기상 냉매의 기화 방향이 상기 액상 냉매의 낙하 경로에 영향을 주어 액상 냉매 중 일부가 증발기 하우징의 하부 측에 형성된 튜브에 도달하지 않고 증발기 하우징의 측면 쪽으로 분산되어 낙하한다.At this time, the inside of the evaporator is mixed with the liquid phase refrigerant and the liquid phase refrigerant into the gaseous refrigerant vaporized by heat exchange between the liquid and the liquid, and the vaporization direction of the gaseous refrigerant influences the falling path of the liquid phase refrigerant, The refrigerant does not reach the tube formed on the lower side of the housing and falls down to the side of the evaporator housing.
이로 인하여 액상 냉매의 일부는 증발기 하우징 하부에 고이게 되며, 이에 따라 하부에 위치한 튜브에는 냉매 필름층이 형성되지 않게 되어 결과적으로 증발기의 전체적인 열교환 효율이 감소하게 되는 문제점이 있다.As a result, a part of the liquid refrigerant becomes high in the lower part of the evaporator housing, so that the refrigerant film layer is not formed in the tube disposed at the lower part, and as a result, the overall heat exchange efficiency of the evaporator is reduced.
또한, 증발기의 냉매 증발량 감소에 따른 열교환 효율의 감소에 의하여 증발기를 포함하는 터보 냉동기의 전체적인 사이클의 성능 저하를 초래하는 문제점이 있다.Further, there is a problem that the performance of the entire cycle of the turbo chiller including the evaporator is deteriorated due to the decrease of the heat exchange efficiency due to the decrease of the refrigerant evaporation amount of the evaporator.
본 발명은 증발기 내부로 유입되는 냉매 중 열교환되지 못한 냉매를 모세관 현상을 통해 배관 측으로 이동시킴으로써 배관 외측에 냉매 필름층을 형성하고, 이를 통해 유체와의 열교환 효율을 상승시킬 수 있는 적하식 증발기에 관한 것이다.The present invention relates to a dropping type evaporator capable of increasing a heat exchange efficiency with a fluid by forming a coolant film layer outside a pipe by moving a coolant that has not been heat-exchanged in a coolant flowing into an evaporator to a pipe side through capillary phenomenon will be.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 액상 냉매 유입구 및 기상 냉매 토출구가 형성된 하우징과, 상기 하우징 내부에 배치되고, 상기 액상 냉매 유입구로부터 유입되는 액상 냉매와 열교환되는 유체가 이동하며, 외면으로부터 돌출되게 형성되는 다수의 배관 핀을 구비하는 배관과, 기공이 형성되어 있으며, 하부영역은 상기 하우징의 하부에 모이는 액상 냉매와 접촉되어 있고, 외면은 상기 배관의 외측과 접촉하는 다공성 구조물을 포함하고, 상기 기공의 직경은 상기 배관 핀의 간격보다 상대적으로 크게 형성되며, 상기 기공 및 상기 배관 핀에 의한 모세관 현상을 통해 상기 하우징 하부에 위치하는 액상 냉매를 상기 다공성 구조물을 통해 상기 배관 측으로 이동시킴으로써 상기 배관의 외측에 냉매 필름층을 형성하는 것을 특징으로 하는 적하식 증발기를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a refrigerant circuit comprising: a housing having a liquid refrigerant inlet port and a gaseous refrigerant outlet port; a fluid, which is disposed inside the housing and that is heat-exchanged with liquid refrigerant flowing in from the liquid refrigerant inlet port, And a porous structure in which pores are formed and the lower region is in contact with a liquid coolant which is collected at a lower portion of the housing and an outer surface of the porous structure is in contact with an outer side of the pipe, Wherein a diameter of the pores is relatively larger than an interval of the piping fins and a liquid refrigerant located below the housing is moved to the piping side through the porous structure through capillary phenomenon caused by the pores and the piping fins, Characterized in that the refrigerant film layer Type evaporator.
또한, 상기 기공의 직경은 상기 다공성 구조물의 하부에서 상기 다공성 구조물의 상부로 갈수록 작아질 수 있다.Further, the diameter of the pores may become smaller from the lower portion of the porous structure toward the upper portion of the porous structure.
여기서, 상기 배관은 상기 다공성 구조물의 상부와 접촉하는 제1배관과, 상기 제1배관 하부에 위치하며, 상기 다공성 구조물과 접촉하는 제2배관을 포함하며, 상기 제1배관의 외측에 형성된 제1배관 핀의 간격은 상기 제2배관 외측에 형성된 제2배관 핀의 간격보다 좁을 수 있다.The pipe includes a first pipe contacting the upper portion of the porous structure, and a second pipe located below the first pipe and in contact with the porous structure, and the first pipe formed on the outer side of the first pipe, The interval of the pipe pins may be narrower than the interval of the second pipe pins formed outside the second pipe.
또한, 본 발명은 액상 냉매 유입구 및 기상 냉매 토출구가 형성된 하우징과, 상기 하우징 내부에 배치되고, 상기 액상 냉매 유입구로부터 유입되는 액상 냉매와 열교환되는 유체가 이동하며, 외면으로부터 돌출되게 형성되는 다수의 배관 핀을 구비하는 배관과, 하부영역은 상기 하우징의 하부에 모이는 액상 냉매와 접촉되어 있으며, 외면은 상기 배관의 외측과 접촉하고, 외측면으로부터 돌출되게 형성되는 다수의 필러를 구비하는 필러형 구조물을 포함하며, 상기 필러의 간격은 상기 배관 핀의 간격보다 상대적으로 넓게 형성되고, 상기 필러 및 상기 배관 핀에 의한 모세관 현상을 통해 상기 하우징 하부에 위치하는 액상 냉매를 상기 필러형 구조물을 통해 상기 배관 측으로 이동시킴으로써 상기 배관의 외측에 냉매 필름층을 형성하는 것을 특징으로 하는 적하식 증발기를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a refrigeration system comprising: a housing having a liquid refrigerant inlet port and a gaseous refrigerant outlet port; a plurality of pipes disposed inside the housing, the fluid being heat- And a plurality of pillars which are in contact with the liquid coolant which is collected at the lower portion of the housing and whose outer surface is in contact with the outer side of the pipe and is protruded from the outer side, Wherein the spacing of the pillars is relatively wider than the spacing of the piping fins and the liquid refrigerant located below the housing through the capillary phenomenon caused by the pillars and the piping fins is directed to the piping through the pillar- And the refrigerant film layer is formed outside the pipe by moving the pipe It provides a dropping type evaporator.
또한, 상기 필러의 간격은 상기 필러형 구조물의 하부에서 상기 필러형 구조물의 상부로 갈수록 좁아질 수 있다.In addition, the interval of the filler may become narrower from the bottom of the pillar-like structure to the top of the pillar-shaped structure.
여기서, 상기 배관은 상기 필러형 구조물의 상부와 접촉하는 제1배관과, 상기 제1배관 하부에 위치하며, 상기 필러형 구조물과 접촉하는 제2배관을 포함하며, 상기 제1배관의 외측에 형성된 제1배관 핀의 간격은 상기 제2배관 외측에 형성된 제2배관 핀의 간격보다 좁아질 수 있다.The pipe includes a first pipe contacting the upper portion of the pillar type structure and a second pipe located below the first pipe and in contact with the pillar type structure, The gap of the first pipe pin may be narrower than the gap of the second pipe pin formed outside the second pipe.
본 발명에 따른 적하식 증발기는 다음과 같은 효과가 있다.The dropping type evaporator according to the present invention has the following effects.
첫째, 모세관 현상을 이용하여 하우징 하부에 위치하는 액상 냉매를 배관 측으로 이동시킴으로써 배관 외측에 냉매 필름층을 형성할 수 있는 이점이 있다.First, there is an advantage that the refrigerant film layer can be formed outside the pipe by moving the liquid refrigerant located under the housing to the pipe side using the capillary phenomenon.
둘째, 모세관 현상에 의해 냉매 필름층을 배관 외측에 형성함으로써 액상 냉매가 도달하지 않는 하부영역의 배관들도 원활한 열교환 과정을 진행할 수 있는 이점이 있다.Secondly, by forming the coolant film layer outside the pipe by the capillary phenomenon, the pipes in the lower area where the liquid coolant does not reach can have an advantage of facilitating the heat exchange process.
셋째, 액상 냉매와의 접촉이 용이해 냉매 필름층을 쉽게 형성할 수 있는 상부측 배관뿐만 아니라, 액상 냉매와의 접촉이 어려운 하부측 배관에서도 냉매 필름층이 원활하게 형성될 수 있음으로써 증발기의 전체적인 열교환 효율이 증가하는 이점이 있다.Third, since the refrigerant film layer can be smoothly formed not only on the upper side piping which is easy to contact with the liquid refrigerant and on which the refrigerant film layer can be easily formed but also on the lower side piping which is difficult to contact with the liquid refrigerant, There is an advantage that the heat exchange efficiency is increased.
넷째, 배관 측으로 액상 냉매를 이동시키는 구조물의 기공의 크기 또는 필러의 간격이 상부로 갈수록 작아짐에 따라 액상 냉매의 이동이 보다 원활해 질 수 있는 이점이 있다.Fourthly, there is an advantage that the liquid phase refrigerant can be more smoothly moved as the size of the pores of the structure for moving the liquid phase refrigerant to the piping side or the interval between the pillars becomes smaller toward the upper part.
다섯째, 증발기의 냉매 증발량 증가에 따른 열교환 효율의 증가에 의하여 증발기를 포함하는 터보 냉동기의 전체적인 사이클의 성능이 상승되는 이점이 있다.Fifth, the performance of the entire cycle of the turbo chiller including the evaporator is increased by the increase of the heat exchange efficiency as the evaporation amount of the refrigerant evaporator increases.
도 1은 본 발명에 따른 적하식 증발기의 전체 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 적하식 증발기의 일 실시 예를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 적하식 증발기에서 A 영역을 확대한 도면이다.
도 4는 도 2의 적하식 증발기에서 배관과 다공성 구조물의 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 적하식 증발기의 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 적하식 증발기에서 B 영역을 확대한 도면이다.
도 7은 도 5의 적하식 증발기에서 배관과 필러형 구조물의 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 1의 적하식 증발기의 증발에서 다공성 구조물 또는 필러형 구조물의 여러가지 구조 예들을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a view showing the entire construction of a dropping type evaporator according to the present invention. FIG.
2 is a view showing an embodiment of a dropping type evaporator according to the present invention.
FIG. 3 is an enlarged view of the area A in the drop type evaporator of FIG. 2. FIG.
FIG. 4 is a view for explaining a modification of the piping and the porous structure in the drop type evaporator of FIG. 2. FIG.
5 is a view showing another embodiment of the dropping type evaporator according to the present invention.
FIG. 6 is an enlarged view of a region B in the drop type evaporator of FIG. 5;
FIG. 7 is a view for explaining a modification of the pipe and the pillar type structure in the drop type evaporator of FIG. 5; FIG.
FIG. 8 is a view for explaining various structural examples of a porous structure or a pillar structure in the evaporation of the drop-type evaporator of FIG. 1;
이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the above-mentioned problems to be solved can be specifically realized will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the embodiments, the same names and the same symbols are used for the same configurations, and additional description thereof will be omitted in the following.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 적하식 증발기의 일 실시 예를 설명하면 다음과 같다.1 to 4, an embodiment of a dropping type evaporator according to the present invention will be described below.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 적하식 증발기는 하우징(100), 배관(310), 다공성 구조물(210)을 포함한다.1 to 4, the dropping type evaporator according to the present invention includes a
하우징(100)에는 액상 냉매 유입구(110)와 기상 냉매 토출구(120)가 형성되어 있다.In the
액상 냉매 유입구(110)는 하우징(100) 내부로 액상 냉매(LR)가 유입될 수 있도록 하우징(100) 상부에 형성되어 있으며, 액상 냉매 유입구(110)를 통해 유입된 액상 냉매(LR)는 하우징(100) 내부에 위치한 배관(310)에 냉매 필름층을 형성하여 배관(310) 내부에 흐르는 유체(H)와 열교환 됨으로써 기화된다.The liquid
기상 냉매 토출구(120)는 유체(H)와의 열교환에 의해 기화된 기상 냉매(GR)가 하우징(100) 외부로 배출될 수 있도록 형성되어 있으며, 기상 냉매 토출구(120)는 하우징(100)의 상부에 위치할 수도 있고, 측부에 위치할 수도 있다.The gaseous
배관(310)은 하우징(100) 내부 공간에 상하좌우 방향으로 일정한 간격을 가지며 배치되어 있고, 배관(310)의 외면으로부터 돌출되어 형성되는 배관 핀(311)이 구비되어 있으며, 배관 핀(311)에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다. The
또한, 배관(310)의 내부에는 유체(H)가 이동하며, 유체(H)는 액상 냉매 유입구(110)로부터 유입되는 액상 냉매(LR)와 열교환된다. 즉, 액상 냉매 유입구(110)로부터 액상 냉매(LR)가 유입되면 액상 냉매(LR)는 배관(310)의 외측을 따라 냉매 필름층을 형성하며, 냉매 필름층이 기화되는 동시에 배관(310) 내부를 이동하는 유체(H)를 냉각시키는 열교환 과정이 진행됨으로써 결과적으로 증발기의 역할을 수행할 수 있도록 한다.The fluid H flows into the
이러한 과정에서 액상 냉매 유입구(110)로 유입되어 낙하하는 액상 냉매(LR) 중 일부는 기화된 기상 냉매(GR)에 의하여 하우징(100)의 내측면 쪽으로 낙하 경로가 변화하게 되며, 이에 따라 하우징(100) 내부에 위치하는 배관(310) 중 하부에 위치한 배관(310)에 냉매 필름층을 형성하지 못하고 액체상태를 유지하며 하우징(100) 하부에 고이게 된다.In this process, a part of the liquid refrigerant LR which flows into the
다공성 구조물(210)은 하부영역이 하우징(100) 하부에 위치하는 액상 냉매(LR)와 접촉되어 있으며, 외측면은 배관(310)의 외측과 접촉한다. 또한, 다공성 구조물(210)은 스펀지와 같이 기공(211)이 형성되어 있고, 기공(211)의 직경(W11)은 배관(310)에 형성된 배관 핀(311)의 간격(W21)보다 상대적으로 크게 형성되어 있다. The
다공성 구조물(210)에 형성된 기공(211)으로 인하여 하우징(100) 하부에 위치하는 액상 냉매(LR)와 기공(211) 사이에 모세관 현상이 발생하게 되며, 이에 따라 하우징(100) 하부에 위치하는 액상 냉매(LR)가 기공(211)을 따라 다공성 구조물(210) 상부로 이동하게 된다.The capillary phenomenon occurs between the liquid coolant LR located below the
다공성 구조물(210) 상부로 이동한 액상 냉매(LR) 중 배관(310) 측으로 이동한 액상 냉매(LR)는 다공성 구조물(210) 측에서 배관(310) 측으로 이동하게 되는데, 이는 기공(211)의 직경(W11)과 배관 핀(311)의 간격(W21)의 상대적인 크기 차이에 따라 기공(211)과 배관 핀(311) 간에 발생하는 모세관 현상으로 인한 것이다.The liquid refrigerant LR which has moved to the
위와 같은 과정을 통해 액상 냉매(LR)의 낙하 경로 변화에 의해 배관(310)에 냉매 필름층을 형성하지 못하고 하우징(100) 하부에 저장되었던 액상 냉매(LR)가 모세관 현상으로 인하여 다공성 구조물(210)을 거쳐 하우징(100) 내부에 위치하는 배관(310) 중 하부에 위치한 배관(310)에 냉매 필름층(410)을 형성함으로써 증발기의 전체적인 열교환 효율이 증가될 수 있게 된다.The refrigerant film layer can not be formed in the
또한, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 다공성 구조물(210)에 형성된 기공의 직경은 다공성 구조물(210)의 하부에서 상부로 갈수록 작아질 수 있다.Also, as shown in FIG. 4, the diameter of the pores formed in the
이는 기공에 의한 모세관 현상으로 인하여 하우징(100) 하부에 위치하는 액상 냉매(LR)가 다공성 구조물(210) 상부로 이동하는 과정에서 액상 냉매(LR)가 보다 빠르게 이동할 수 있도록 하기 위한 것으로, 다공성 구조물(210)의 기공 중 하부에 위치한 기공(213)의 직경(W13)이 상부에 위치한 기공(212)의 직경(W12)보다 크게 형성되어 기공의 직경 차이로 인한 모세관 현상이 발생하는 것을 이용한 것이다.This is to allow the liquid refrigerant LR to move more quickly in the process of moving the liquid refrigerant LR located below the
또한, 다공성 구조물(210)과 접촉하는 위치에 따라 배관(310)에 형성된 배관 핀의 간격도 조절될 수 있다.In addition, the interval of the pipe pins formed in the
도 4에 도시된 바와 같이, 배관(310)은 다공성 구조물(210)의 상부와 접촉하는 제1배관과, 제1배관 하부에 위치하며, 다공성 구조물(210)과 접촉하는 제2배관을 포함하며, 제1배관의 외측에 형성된 제1배관 핀(312)의 간격(W22)은 제2배관의 외측에 형성된 제2배관 핀(313)의 간격(W23)보다 좁다.4, the
이때, 제1배관과 접촉하는 다공성 구조물(210)의 기공(212)의 직경(W12)은 제1배관 핀(312)의 간격(W22)보다 크며, 제2배관과 접촉하는 다공성 구조물(210)의 기공(213)의 직경(W13)은 제2배관 핀(313)의 간격(W23)보다 크게 형성되어 다공성 구조물(210)로부터 제1배관 및 제2배관으로 모세관 현상을 통해 액상 냉매(LR)가 이동하게 된다.The diameter W12 of the
물론, 다공성 구조물(210)에 형성된 기공(211)의 직경(W12, W13)이 다공성 구조물(210)의 하부에서 상부로 갈수록 작아져도 제1배관 핀(312) 간격(W22)과 제2배관 핀(313)의 간격(W23)은 동일할 수 있다. 다만, 제1배관 핀(312)의 간격(W22)과 제2배관 핀(313)의 간격(W23)은 다공성 구조물(210)에 형성된 기공(211)의 직경(W12, W13)보다 모두 작게 형성된다.Even if the diameters W12 and W13 of the
도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 적하식 증발기에 대한 다른 실시 예를 설명하면 다음과 같다.5 to 7, another embodiment of the dropping type evaporator according to the present invention will be described.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 적하식 증발기가 모세관 현상을 통해 배관에 냉매 필름층을 형성하는 내용은 상술한 일 실시 예와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.As shown in FIGS. 5 to 7, the refrigerant film layer is formed on the piping through the capillary phenomenon by the dropping evaporator according to the present embodiment, which is the same as in the above-described embodiment, and thus a detailed description thereof will be omitted.
다만, 본 실시 예에 따른 적하식 증발기는 다공성 구조물(210)을 통해 배관(310)에 액상 냉매(LR)를 이동시킨 일 실시 예와 달리, 필러형 구조물(220)을 통해 배관(320)에 액상 냉매(LR)를 이동시킨다.Unlike the embodiment in which the liquid coolant LR is moved to the piping 310 through the
구체적으로 필러형 구조물(220)은 하부영역이 하우징(100) 하부에 위치하는 액상 냉매(LR)와 접촉되어 있으며, 외측면은 배관(320)의 외측과 접촉한다. 또한, 필러형 구조물(220)은 외측으로부터 돌출되어 형성되는 배치되는 필러(221)가 구비되어 있고, 필러(221)의 간격(W31)은 배관(320)에 형성된 배관 핀(321)의 간격(W41)보다 상대적으로 크게 형성되어 있다.Specifically, the filler-
필러형 구조물(220)에 형성된 필러(221)로 인하여, 하우징(100) 하부에 위치하는 액상 냉매(LR)와 필러(221) 사이에 모세관 현상이 발생하게 되며, 이에 따라 하우징(100) 하부에 위치하는 액상 냉매(LR)가 필러(221)를 따라 필러형 구조물(220) 상부로 이동하게 된다.The capillary phenomenon occurs between the liquid coolant LR located under the
도 6에 도시된 바와 같이, 필러(221)에 의한 모세관 현상에 의하여 필러형 구조물(220) 상부로 이동한 액상 냉매(LR) 중 배관(320) 측으로 이동한 액상 냉매(LR)는 필러형 구조물(220)로부터 배관(320) 측으로 이동하여 냉매 필름층(420)을 형성하게 되게 되며, 이는 필러(221)의 간격(W31)과 배관 핀(321)의 간격(W41)의 상대적인 크기 차이에 따라 필러(221)와 배관 핀(321) 간에 발생하는 모세관 현상에 인한 것이다.6, the liquid coolant LR, which has moved to the
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 필러형 구조물(220)에 형성된 필러의 간격은 필러형 구조물(220)의 하부에서 상부로 갈수록 좁아질 수 있다.7, the spacing of the pillars formed in the
이는 필러에 의한 모세관 현상으로 하우징(100) 하부에 위치하는 액상 냉매(LR)가 필러형 구조물(220) 상부로 이동하는 과정에서 액생 냉매가 보다 빠르게 이동할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 필러형 구조물(220)에 형성된 필러 중 하부에 위치한 필러(223)의 간격(W33)이 상부에 위치한 필러(222)의 간격(W32)보다 넓게 형성되어, 필러의 간격 차이로 인한 모세관 현상이 발생하는 것을 이용한 것이다.This is because the liquid coolant LR located under the
도 7에 도시된 바와 같이, 배관(320)은 필러형 구조물(220)의 상부와 접촉하는 제1배관과, 제1배관 하부에 위치하며, 필러형 구조물(220)과 접촉하는 제2배관을 포함하고, 제1배관 외측에 형성된 제1배관 핀(322)의 간격(W42)은 제2배관의 외측에 형성된 제2배관 핀(323)의 간격(W43)보다 좁다.7, the
이때, 제1배관과 접촉하는 필러형 구조물(220)의 외측에 형성된 필러(221)의 간격(W32)은 제1배관 핀(322)의 간격(W42)보다 크며, 제2배관과 접촉하는 필러(221)의 간격(W33)은 제2배관 핀(323)의 간격(W43)보다 크게 형성되어 필러형 구조물(220)로부터 제1배관 및 제2배관으로 모세관 현상을 통해 액상 냉매(LR)가 이동하게 된다.At this time, the interval W32 of the
물론, 필러형 구조물(220)에 형성된 필러(221)의 간격이 필러형 구조물(220)의 하부에서 상부로 갈수록 좁아져도 제1배관 핀(322)의 간격(W42)과 제2배관 핀(323)의 간격(W43)은 동일할 수 있다. 다만, 제1배관 핀(322)의 간격(W42)과 제2배관 핀(323)의 간격(W43)은 필러형 구조물(220)에 형성된 필러의 간격(W32, W33)보다 모두 작게 형성된다.Even if the spacing of the
도 8을 참조하여 본 발명에 따른 다공성 구조물(210) 또는 필러형 구조물(220)의 여러가지 구조 예들을 설명하면 다음과 같다.8, various structural examples of the
도 8에 도시된 바와 같이, 다공성 구조물(210) 또는 필러형 구조물(220)은 도 8의 (a)와 같이 기둥 형태(200a)로 구성될 수도 있고, (b)와 같이 벽의 형태(200b)로 구성될 수 있으며, 다공성 구조물(210) 또는 필러형 구조물(220)의 형태는 배관(300)의 갯수 및 배치와, 하우징(100)의 크기 등 증발기의 구성에 따라 자유롭게 변경될 수 있다.8, the
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정한 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.As described above, the present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention as claimed in the claims. And such variations are within the scope of the present invention.
100: 하우징
110: 액상 냉매 유입구
120: 기상 냉매 토출구
210: 다공성 구조물
211, 212, 213: 기공
220: 필러형 구조물
221, 222, 223: 필러
300, 310, 320: 배관
311: 배관 핀
312: 제1배관 핀
313: 제2배관 핀
410, 420: 냉매 필름층100: Housing
110: liquid phase refrigerant inlet
120: Gaseous refrigerant outlet
210: porous structure
211, 212, 213: Porosity
220: Filler type structure
221, 222, 223: filler
300, 310, 320: Piping
311: Piping pin
312: first pipe pin
313: second pipe pin
410, 420: Refrigerant film layer
Claims (6)
상기 하우징 내부에 배치되고, 상기 액상 냉매 유입구로부터 유입되는 액상 냉매와 열교환되는 유체가 이동하며, 외면으로부터 돌출되게 형성되는 다수의 배관 핀을 구비하는 배관; 및
기공이 형성되어 있으며, 하부영역은 상기 하우징의 하부에 모이는 액상 냉매와 접촉되어 있고, 외면은 상기 배관의 외측과 접촉하는 다공성 구조물;을 포함하고,
상기 기공의 직경은 상기 배관 핀의 간격보다 상대적으로 크게 형성되며,
상기 기공 및 상기 배관 핀에 의한 모세관 현상을 통해 상기 하우징 하부에 위치하는 액상 냉매를 상기 다공성 구조물을 통해 상기 배관 측으로 이동시킴으로써 상기 배관의 외측에 냉매 필름층을 형성하는 것을 특징으로 하는 적하식 증발기.A liquid coolant inlet and a gaseous coolant outlet;
A pipe disposed inside the housing and having a plurality of pipe fins formed to protrude from an outer surface of the fluid to be heat-exchanged with liquid refrigerant flowing from the liquid coolant inlet; And
And a porous structure in which pores are formed and the lower region is in contact with the liquid coolant which is collected at the lower portion of the housing and the outer surface is in contact with the outer side of the pipe,
Wherein a diameter of the pores is formed to be relatively larger than an interval of the pipe fins,
Wherein the refrigerant film layer is formed on the outer side of the pipe by moving the liquid refrigerant located under the housing through the porous structure and the capillary phenomenon by the pipe pin to the pipe side through the porous structure.
상기 기공의 직경은 상기 다공성 구조물의 하부에서 상기 다공성 구조물의 상부로 갈수록 작아지는 것을 특징으로 하는 적하식 증발기.The method according to claim 1,
Wherein the diameter of the pores decreases from the lower portion of the porous structure toward the upper portion of the porous structure.
상기 배관은 상기 다공성 구조물의 상부와 접촉하는 제1배관과, 상기 제1배관 하부에 위치하며, 상기 다공성 구조물과 접촉하는 제2배관을 포함하며,
상기 제1배관의 외측에 형성된 제1배관 핀의 간격은 상기 제2배관 외측에 형성된 제2배관 핀의 간격보다 좁은 것을 특징으로 하는 적하식 증발기.3. The method of claim 2,
Wherein the pipe comprises a first pipe in contact with an upper portion of the porous structure and a second pipe located below the first pipe and in contact with the porous structure,
Wherein an interval of the first pipe pins formed on the outer side of the first pipe is narrower than an interval of the second pipe pins formed on the outer side of the second pipe.
상기 하우징 내부에 배치되고, 상기 액상 냉매 유입구로부터 유입되는 액상 냉매와 열교환되는 유체가 이동하며, 외면으로부터 돌출되게 형성되는 다수의 배관 핀을 구비하는 배관; 및
하부영역은 상기 하우징의 하부에 모이는 액상 냉매와 접촉되어 있으며, 외면은 상기 배관의 외측과 접촉하고, 외측면으로부터 돌출되게 형성되는 다수의 필러를 구비하는 필러형 구조물;을 포함하며,
상기 필러의 간격은 상기 배관 핀의 간격보다 상대적으로 넓게 형성되고,
상기 필러 및 상기 배관 핀에 의한 모세관 현상을 통해 상기 하우징 하부에 위치하는 액상 냉매를 상기 필러형 구조물을 통해 상기 배관 측으로 이동시킴으로써 상기 배관의 외측에 냉매 필름층을 형성하는 것을 특징으로 하는 적하식 증발기.A liquid coolant inlet and a gaseous coolant outlet;
A pipe disposed inside the housing and having a plurality of pipe fins formed to protrude from an outer surface of the fluid to be heat-exchanged with liquid refrigerant flowing from the liquid coolant inlet; And
And a pillar structure having a lower region in contact with the liquid coolant collected at the lower portion of the housing and an outer surface in contact with the outer side of the pipe and protruding from the outer side,
Wherein the spacing of the pillars is formed to be relatively wider than the spacing of the piping pins,
Wherein the refrigerant film layer is formed on the outer side of the piping by moving the liquid refrigerant located under the housing through the filler-type structure to the piping side through the capillary phenomenon by the filler and the piping pin, .
상기 필러의 간격은 상기 필러형 구조물의 하부에서 상기 필러형 구조물의 상부로 갈수록 좁아지는 것을 특징으로 하는 적하식 증발기.5. The method of claim 4,
Wherein the spacing of the filler is narrower from the lower portion of the pillar-like structure to the upper portion of the pillar-shaped structure.
상기 배관은 상기 필러형 구조물의 상부와 접촉하는 제1배관과, 상기 제1배관 하부에 위치하며, 상기 필러형 구조물과 접촉하는 제2배관을 포함하며,
상기 제1배관의 외측에 형성된 제1배관 핀의 간격은 상기 제2배관 외측에 형성된 제2배관 핀의 간격보다 좁은 것을 특징으로 하는 적하식 증발기.6. The method of claim 5,
Wherein the piping comprises a first pipe in contact with an upper portion of the pillar type structure and a second pipe located below the first pipe and in contact with the pillar type structure,
Wherein an interval of the first pipe pins formed on the outer side of the first pipe is narrower than an interval of the second pipe pins formed on the outer side of the second pipe.
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