KR101992415B1 - 롤 본드 증발기 - Google Patents

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KR101992415B1
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Abstract

본 발명은, 상호 결합된 제1 및 제2 케이스를 구비하는 증발기 플레이트; 및 상기 제1 및 제2 케이스 시트 사이에서 빈 공간으로 남겨져 냉매가 유동하도록 구성되는 냉매 유로를 포함하고, 상기 냉매 유로는, 휘어진 형태로 연장되는 곡관부; 병렬로 배치되는 제1 및 제2분지 유로부; 및 상기 곡관부의 출구와 상기 제1 및 제2분지유로부 사이에 배치되는 유량 분배부를 포함하고, 상기 유량 분배부에서는 냉매의 유동이 나뉘어졌다가 모아진 후 다시 나뉘어지는 방식에 의해, 상기 제1 및 제2분지유로부로 유입되는 냉매의 유량비가 조절되는 것을 특징으로 하는 롤 본드 증발기를 개시한다.

Description

롤 본드 증발기{ROLL BOND EVAPORATOR}
본 발명은 증발기 플레이트에 냉매가 유동하는 냉매 유로가 형성된 직냉식의 롤 본드 증발기에 관한 것이다.
냉장고는 압축-응축-팽창-증발의 과정이 연속적으로 이루어지는 냉동 사이클에 의해 생성된 냉기를 이용하여 내부에 저장된 식품을 저온 보관하는 장치이다.
냉장실 내의 냉동 사이클은, 냉매를 압축하는 압축기와, 압축기로부터 압축된 고온고압상태의 냉매를 방열을 통하여 응축하는 응축기와, 응축기로부터 제공된 냉매가 증발하면서 주위의 잠열을 흡수하는 냉각작용에 의하여 주변의 공기를 냉각하는 증발기를 포함한다. 응축기와 증발기 사이에는 모세관 내지는 팽창밸브가 구비되어, 증발기로 유입되는 냉매의 증발이 쉽게 일어날 수 있도록, 냉매의 유속을 증가시키고 압력을 낮추도록 이루어진다.
냉장고의 냉각 방식은 간냉식과 직냉식으로 나뉠 수 있다.
간냉식은 송풍팬을 이용하여 증발기에서 생성된 냉기를 강제로 순환시킴으로써 저장실 내부를 냉각시키는 방식이다. 일반적으로 간냉식은 증발기가 설치되는 냉각기실과 식품이 저장되는 저장실이 분리된 구조에 적용된다.
직냉식은 증발기에서 생성된 냉기의 자연 대류에 의하여 저장실 내부가 냉각되는 방식이다.
일반적으로, 직냉식 냉장고에는 패턴부가 개재된 두 금속판을 압접시킨 다음, 압착된 패턴부에 고압공기를 불어넣어 패턴부를 배출시키고 패턴부가 있던 부분을 팽창시킴으로써, 압접된 두 금속판 사이에 냉매가 유동하는 냉매 유로를 형성한 롤 본드 증발기(roll bond evaporator)가 채용되어 사용되고 있다.
롤 본드 증발기는 판상형으로 형성되어 저장실의 내벽에 배치되거나, 빈 박스 형태로 벤딩되어 내부에 식품의 저장공간을 형성하는 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
일반적으로, 냉매 유로는 방향 전환을 위해 곡관부를 구비하며, 단일 유로부에서 제1 및 제2분지 유로부로 분지된 형태를 가지기도 한다.
곡관부 이후에 바로 제1 및 제2분지 유로부가 형성되는 경우, 곡관부를 통과한 냉매가 가지는 관성에 의해 냉매의 대부분이 바깥쪽에 위치하는 분지 유로부로 쏠리는 문제가 발생한다. 이러한 냉매의 유량비 불균형은 냉각성능의 저하, 압력손실로 인한 소비전력 증가 등의 문제를 야기한다.
따라서, 곡관부를 통해 제1 및 제2분지 유로부로 연결되는 냉매 유로 구성에서, 제1 및 제2분지 유로부로 유입되는 냉매의 유량비가 거의 균등하게 조절될 수 있는 냉매 유로에 대한 설계 변경이 필요하다고 하겠다.
대한민국 공개특허공보 특1999-001053호 (1999.01.15.)
본 발명의 목적은, 곡관부를 통해 제1 및 제2분지 유로부로 연결되는 냉매 유로 구성에서, 냉매가 제1 및 제2분지 유로부 중 어느 한쪽으로 쏠리는 문제를 개선할 수 있는 새로운 냉매 유로를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 상호 결합된 제1 및 제2 금속판을 구비하는 증발기 플레이트; 및 상기 제1 및 제2 금속판 사이에서 빈 공간으로 남겨져 냉매가 유동하도록 구성되는 냉매 유로를 포함하고, 상기 냉매 유로는, 휘어진 형태로 연장되는 곡관부; 병렬로 배치되는 제1 및 제2분지 유로부; 및 상기 곡관부의 출구와 상기 제1 및 제2분지유로부 사이에 배치되는 유량 분배부를 포함하고, 상기 유량 분배부에서는 냉매의 유동이 나뉘어졌다가 모아진 후 다시 나뉘어지는 방식에 의해, 상기 제1 및 제2분지유로부로 유입되는 냉매의 유량비가 조절되도록 이루어지는 롤 본드 증발기를 개시한다.
상기 유량 분배부는, 양측으로 분지되어, 냉매의 유동을 둘로 나누는 첫 번째 제1 및 제2분지부; 상기 첫 번째 제1 및 제2분지부로부터 연장되고, 단부에서 상호 연통되어 냉매의 유동을 모으는 첫 번째 제1 및 제2합류부; 및 냉매의 유동이 모이는 상기 제1 및 제2합류부의 단부에서 양측으로 분지되어, 냉매의 유동을 둘로 나누는 두 번째 제1 및 제2분지부를 포함한다.
상기 첫 번째 제1합류부와 상기 두 번째 제2분지부는 제1방향을 따라 상호 연통되도록 형성되고, 상기 첫 번째 제2합류부와 상기 두 번째 제1분지부는 상기 제1방향에 교차하는 제2방향을 따라 상호 연통되도록 형성된다.
상기 유량 분배부는, 상기 두 번째 제1 및 제2분지부로부터 연장되고, 단부에서 상호 연통되어 냉매의 유동을 모으는 두 번째 제1 및 제2합류부; 및 냉매의 유동이 모이는 상기 두 번째 제1 및 제2합류부의 단부에서 양측으로 분지되어, 냉매의 유동을 둘로 나누는 세 번째 제1 및 제2분지부를 더 포함할 수 있다.
상기 두 번째 제1합류부와 상기 세 번째 제2분지부는 제3방향을 따라 상호 연통되도록 형성되고, 상기 첫 번째 제2합류부와 상기 두 번째 제1분지부는 상기 제3방향에 교차하는 제4방향을 따라 상호 연통되도록 형성될 수 있다.
상기 단일 유로부와 연통되는 상기 곡관부의 입구와, 상기 첫 번째 제1 및 제2분지부와 연통되는 상기 곡관부의 출구는 서로 반대방향으로 개구된다.
상기 증발기 플레이트에는, 상기 첫 번째 제1 및 제2분지부와 상기 첫 번째 제1 및 제2합류부에 의해 둘러싸이고, 상기 제1 및 제2금속판이 상호 결합된 접착부가 구비되며, 상기 접착부는 상기 첫 번째 제1 및 제2분지부와 연통되는 상기 곡관부의 출구와 마주하도록 배치될 수 있다.
상기 첫 번째 제1 및 제2분지부와 상기 첫 번째 제1 및 제2합류부는 상기 접착부를 중심으로 대칭적으로 형성될 수 있다.
상기 접착부는 냉매의 에너지 손실을 최소화하도록 원형으로 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2분지유로부는 서로 평행하게 배치될 수 있다.
아울러, 본 발명은, 증발기 플레이트의 내부에 냉매 유로가 형성된 롤 본드 증발기에 있어서, 상기 냉매 유로는, 휘어진 형태로 연장되어, 입구와 출구가 서로 반대방향으로 개구되는 곡관부; 상기 곡관부의 출구에서 양측으로 분지되는 제1 및 제2분지부와, 상기 제1 및 제2분지부로부터 각각 연장되어 합류하는 제1 및 제2합류부가 반복적으로 형성되는 유량 분배부; 및 서로 병렬로 형성되고, 마지막에 형성되는 상기 제1 및 제2분지부에 각각 연결되는 제1 및 제2분지 유로부를 포함하는 증발기를 개시한다.
상술한 해결수단을 통해 얻게 되는 본 발명의 효과는 다음과 같다.
단일 유로부와 연결된 곡관부를 통과한 냉매가 유량 분배부로 유입되도록 구성되고, 상기 유량 분배부에서 냉매의 유동이 나뉘어졌다가 모아진 후 다시 나뉘어지는 방식에 의해, 제1 및 제2분지 유로부로 유입되는 냉매의 유량비가 거의 균등하게 조절될 수 있다.
제1 및 제2분지 유로부 각각을 흐르는 냉매의 유량이 거의 균등하게 조절됨으로써, 냉각면적의 확대로 인한 냉각성능 향상, 압력손실 저감으로 인한 소비전력 개선 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고를 보인 개념도.
도 2는 도 1에 도시된 증발기를 따로 분리하여 보인 도면.
도 3은 도 2에 도시된 증발기를 펼쳐보인 개념도.
도 4는 도 2에 도시된 증발기를 라인 A-A를 따라 취한 단면도.
도 5는 도 2에 도시된 B 부분의 확대도.
도 6은 종래의 단일 유로부에서 곡관부를 거쳐 제1 및 제2분지 유로부로 연결되는 냉매 유로에서, 냉매의 유동을 보인 개념도.
도 7 및 도 8은 유량 분배부에 의해 제1 및 제2분지 유로부로 유입되는 냉매의 유량비가 조절되는 냉매 유로를 보인 실시예들.
도 9는 도 3에 도시된 C 부분에서의 냉매의 유량비를 보인 개념도.
도 10은 도 3에 도시된 D 부분에서의 냉매의 유량비를 보인 개념도.
이하, 본 발명에 관련된 증발기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 서로 다른 실시예라도 구조적, 기능적으로 모순이 되지 않는 한 어느 하나의 실시예에 적용되는 구조는 다른 하나의 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고(1)를 보인 개념도이다.
냉장고(1)는 압축-응축-팽창-증발의 과정이 연속적으로 이루어지는 냉동 사이클에 의해 생성된 냉기를 이용하여 내부에 저장된 식품을 저온 보관하는 장치이다.
도시된 바와 같이, 캐비닛(10)은 내부에 식품의 저장을 위한 저장공간을 구비한다. 상기 저장공간은 격벽에 의해 분리될 수 있으며, 설정 온도에 따라 냉동실(11)과 냉장실(12)로 구분될 수 있다.
본 실시예에서는, 냉동실(11)이 냉장실(12) 위에 배치되는 탑 마운트 타입(top mount type)의 냉장고를 보이고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명은, 냉동실과 냉장실이 좌우로 배치되는 사이드 바이 사이드 타입(side by side type)의 냉장고, 상부에 냉장실이 마련되고 하부에 냉동실이 마련되는 바텀 프리저 타입(bottom freezer type)의 냉장고 등에도 적용될 수 있다.
캐비닛(10)에는 도어(20)가 연결되어, 캐비닛(10)의 전면 개구부를 개폐하도록 이루어진다. 본 도면에서는, 냉동실 도어(21)와 냉장실 도어(22)가 각각 냉동실(11)과 냉장실(12)의 전면 개구부를 개폐하도록 구성된 것을 보이고 있다. 도어(20)는 캐비닛(10)에 회전 가능하게 연결되는 회전형 도어, 캐비닛(10)에 슬라이드 이동 가능하게 연결되는 서랍형 도어 등으로 다양하게 구성될 수 있다.
캐비닛(10)에는 기계실(미도시)이 마련되고, 상기 기계실의 내부에는 압축기와 응축기 등이 구비된다. 상기 압축기와 응축기는 롤 본드 증발기(100)와 연결되어 냉동 사이클을 구성한다.
한편, 냉동 사이클을 순환하는 냉매(R)는 롤 본드 증발기(100)에서 주변의 열을 기화열로 흡수하며, 이로 인하여 주변이 냉각 효과를 얻게 된다. 이하에서는, 롤 본드 증발기(100)에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 롤 본드 증발기(100)를 따로 분리하여 보인 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 롤 본드 증발기(100)를 펼쳐보인 개념도이며, 도 4는 도 2에 도시된 증발기를 라인 A-A를 따라 취한 단면도이고, 도 5는 도 2에 도시된 B 부분의 확대도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 롤 본드 증발기(100)는 증발기 플레이트(110) 및 냉매 유로(120)를 포함한다. 본 실시예에는 도시되어 있지 않으나, 롤 본드 증발기(100)에는 증발기 플레이트(110)에 착상된 성에를 제거하기 위한 제상 장치가 추가로 구비될 수도 있다.
증발기 플레이트(110)는 제1 및 제2금속판(111, 112)이 상호 결합되어 형성된다. 롤 본드 증발기(100)는 판상형의 증발기 플레이트(110)가 저장실의 내벽에 배치되거나, 증발기 플레이트(110)가 빈 박스 형태(예를 들어, 전후방으로 개방된 사각 박스 형태)로 벤딩되어 내부에 식품의 저장공간을 형성하는 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
증발기 플레이트(110)에는 냉각을 위한 냉매(R: Refrigerant)가 흐르는 냉매 유로(120)가 형성된다. 냉매 유로(120)는 증발기 플레이트(110)의 적어도 일면에 형성되며, 상기 적어도 일면의 내부에 냉매(R)가 흐를 수 있는 유로를 형성한다.
도 3 및 도 4를 참조하여, 냉매 유로(120)가 형성된 증발기 플레이트(110)의 제조 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 증발기 플레이트(110)의 재료가 되는 제1금속판(111)과 제2금속판(112)을 준비한다. 제1 및 제2금속판(111, 112)은 금속 재질(예를 들어, 알루미늄, 스틸 등)로 형성될 수 있으며, 수분과의 접촉에 의한 부식을 방지하기 위하여 표면에 코팅층이 형성될 수 있다.
그리고는 제1금속판(111) 상에 냉매 유로(120)에 대응되는 패턴부(미도시)를 배치한다. 상기 패턴부는 나중에 제거되는 구성으로서, 기설정된 패턴으로 배치되는 흑연 물질이 될 수 있다.
상기 패턴부는 중간에 끊어짐이 없이 연속적으로 이어지도록 형성되며, 적어도 일 부분에서 벤딩된 형태를 가질 수 있다. 상기 패턴부는 제1금속판(111)의 제1모서리로부터 연장되어 제2모서리까지 연장될 수 있다. 상기 패턴부가 시작되는 제1모서리와 종료되는 제2모서리는 같은 모서리가 될 수도 있고, 서로 다른 모서리가 될 수도 있다.
다음으로, 상기 패턴부를 사이에 두고 제1 및 제2금속판(111, 112)을 상호 접면시킨 다음, 롤러 장치를 이용하여 제1 및 제2금속판(111, 112)을 상호 압착하여 일체화시킨다.
그러면 제1 및 제2금속판(111, 112)이 일체로 구성된 판상형의 증발기 플레이트(110)가 형성되는데, 그 내부에는 패턴부가 위치한다. 이러한 상태에서 제1모서리에 대응되는 증발기 플레이트(110)의 일측을 통하여 외부로 노출된 상기 패턴부로 고압공기를 분사한다.
분사되는 고압공기에 의해 제1 및 제2금속판(111, 112) 사이에 존재하던 상기 패턴부는 증발기 플레이트(110)으로부터 배출된다. 이 과정에서 상기 패턴부가 존재하던 공간은 빈 공간으로 남겨져 냉매 유로(120)를 형성한다.
상기 고압공기를 분사하여 상기 패턴부를 배출시키는 과정에서, 상기 패턴부가 존재하던 부분은 상기 패턴부의 부피보다 상대적으로 크게 팽창된다. 이에 따라, 상기 패턴부의 팽창된 부분은 냉매(R)가 흐를 수 있는 냉매 유로(120)를 형성한다.
이러한 제조 방법에 따라, 증발기 플레이트(110)에는 적어도 일면으로 볼록하게 튀어나온 냉매 유로(120)가 형성된다. 일 예로, 제1 및 제2금속판(111, 112)이 같은 강성을 가지는 경우, 냉매 유로(120)는 증발기 플레이트(110)의 양면으로 돌출 형성된다. 다른 일 예로, 제1금속판(111)이 제2금속판(112)보다 높은 강성을 가지거나 제1금속판(111)이 지그 플레이트에 밀착 고정된 경우, 냉매 유로(120)는 상대적으로 강성이 낮은 제2금속판(112)으로 돌출 형성되고, 상대적으로 강성이 높은 제1금속판(111)은 평평하게 유지된다.
이처럼 일체화된 판상형의 증발기 플레이트(110)는 벤딩되어, 도시된 바와 같이 빈 박스 형태의 증발기 플레이트(110)로 제작될 수 있다. 일 예로, 앞선 도 1을 함께 참조하면, 증발기 플레이트(110)는 하면(110a), 상기 하면(110a)에서 양측으로 연장되는 좌측면(110b')과 우측면(110b") 및 상기 좌측면(110b')과 상기 우측면(110b")에서 상기 하면(110a)과 평행하게 연장되는 좌측상면(110c')과 우측상면(110c")을 구비하는 양측이 개구된 사각 박스 형태로 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 증발기 플레이트(110)에 형성된 냉매 유로(120)는 연장관(30)을 통하여 전술한 응축기 및 압축기와 연결되며, 상기 연결에 의해 냉동 사이클이 형성된다. 연장관(30)은 용접에 의해 냉매 유로(120)에 연결될 수 있다.
구체적으로, 냉매 유로(120)의 일단(입구, 120a)은 연장관(30)의 일단(31)과 연결되고, 냉매 유로(120)의 타단(출구, 120b)은 연장관(30)의 타단(32)과 연결되어, 냉매(R)의 순환 루프를 형성한다. 냉매 유로(120)의 일단(120a)을 통해서는 저온, 저압의 액체 상태의 냉매(R)가 유입되고, 냉매 유로(120)의 타단(120b)을 통해서는 기체 상태의 냉매(R)가 유출된다.
상기 구조에 따라, 냉매 유로(120)에는 냉각을 위한 냉매(R)가 충진되며, 냉매(R)의 순환에 따라 증발기 플레이트(110) 및 증발기 플레이트(110) 주변의 공기를 냉각시키게 된다.
냉각면적을 확대하여 냉각성능을 향상시키기 위해서, 냉매 유로(120)는 증발기 플레이트(110) 내에서 면적을 많이 차지하도록 배치된다. 이를 위해, 냉매 유로(120)는 방향 전환을 위해 휘어진 형태를 가지기도 하고, 한 개의 유로에서 두 개의 유로로 갈라지기도 한다.
도 6은 종래의 단일 유로부(1121)에서 곡관부(1122)를 거쳐 제1 및 제2분지 유로부(1124a, 1124b)로 연결되는 냉매 유로에서, 냉매(R)의 유동을 보인 개념도이다.
도 6을 참조하면, 단일 유로부(1121)의 일측에는 단일 유로부(1121)에 평행한 제1 및 제2분지 유로부(1124a, 1124b)가 서로 이격 배치된다. 단일 유로부(1121)를 흐르던 냉매(R)가 제1 및 제2분지 유로부(1124a, 1124b)에 유입될 수 있도록 하기 위해, 단일 유로부(1121)에는 제1 및 제2분지 유로부(1124a, 1124b)를 향하여 휘어진 형태로 연장되는 곡관부(1122)가 연결된다.
상기 냉매 유로에 의해, 단일 유로부(1121)를 흐르던 냉매(R)는 곡관부(1122)를 거치면서 턴(turn)한 후, 제1 및 제2분지 유로부(1124a, 1124b)로 유입된다. 설계 측면에서 냉매(R)는 제1 및 제2분지 유로부(1124a, 1124b)로 균등하게 유입되어야 하지만, 실제로는 곡관부(1122)에서 턴을 한 냉매(R)가 가지는 관성에 의해, 냉매(R)의 대부분이 바깥쪽에 위치하는 제1분지 유로부(1124a)로 몰리는 문제가 발생한다. 즉, 단일 유로부(1121)와 제1분지 유로부(1124a) 사이에 위치하는 제2분지 유로부(1124b)로는 냉매(R)가 적게 유입된다.
시뮬레이션 결과에 따르면, 제1분지 유로부(1124a)로 유입되는 냉매(R)량은 제2분지 유로부(1124b)로 유입되는 냉매(R)량 대비 최소 2.8배에서 최대 6.4배까지 차이가 나는 것으로 나타났다.
이러한 제1 및 제2분지 유로부(1124a, 1124b)로 유입되는 냉매(R)의 유량비 불균형은 냉각성능의 저하, 압력손실로 인한 소비전력 증가 등의 문제를 야기한다.
이하에서는, 단일 유로부(121)에서 곡관부(122)를 거쳐 제1 및 제2분지 유로부(124a, 124b)로 연결되는 냉매 유로(120)에서, 냉매(R)가 제1 및 제2분지 유로부(124a, 124b) 중 어느 한쪽으로 쏠리는 문제를 개선할 수 있는 새로운 냉매 유로(120)에 대하여 설명한다.
도 7 및 도 8은 유량 분배부(123)에 의해 제1 및 제2분지 유로부(124a, 124b)로 유입되는 냉매(R)의 유량비가 조절되는 냉매 유로(120)를 보인 실시예들이다.
먼저, 도 7을 참조하면, 냉매 유로는 단일 유로부(121), 제1 및 제2분지 유로부(124a, 124b), 곡관부(122) 및 유량 분배부(123)를 포함한다. 단일 유로부(121), 제1 및 제2분지 유로부(124a, 124b), 곡관부(122) 및 유량 분배부(123)는 동일 평면상에 배치될 수 있다.
단일 유로부(121)는 일방향을 따라 연장 형성될 수 있다.
단일 유로부(121)의 일측에는 단일 유로부(121)에 평행한 제1 및 제2분지 유로부(124a, 124b)가 서로 이격 배치된다. 제1 및 제2분지 유로부(124a, 124b)는 서로 평행하게 배치될 수 있다. 단일 유로부(121)를 흐르는 냉매의 유동방향과 제1 및 제2분지 유로부(124a, 124b)를 흐르는 냉매의 유동방향은 서로 반대된다.
본 도면에서는, 단일 유로부(121)와 제1분지 유로부(124a) 사이에 제2분지 유로부(124b)가 배치된 것을 보이고 있다.
단일 유로부(121)에는 곡관부(122)가 연결된다. 곡관부(122)는 단일 유로부(121)로부터 제1 및 제2분지 유로부(124a, 124b)를 향하여 휘어진 형태로 연장되어, 유량 분배부(123)와 연결된다. 곡관부(122)는 완만하게 휘어진 형태를 가질 수 있다.
단일 유로부(121)와 연통되는 곡관부(122)의 입구(122a)와 유량 분배부(123)와 연결되는 곡관부(122)의 출구(122b)는 서로 반대방향으로 개구된다. 따라서, 곡관부(122)의 입구(122a)로 유입되는 냉매(R)의 유동방향과 곡관부(122)의 출구(122b)에서 유출되는 냉매(R)의 유동방향은 서로 반대된다. 즉, 곡관부(122)에 의해 냉매(R)의 유동방향이 반대로 전환된다.
유량 분배부(123)는 곡관부(122)와 제1 및 제2분지 유로부(124a, 124b) 사이에 배치되어, 냉매(R)의 유동을 나누었다가 모은 후 다시 나누는 방식으로 제1 및 제2분지 유로부(124a, 124b)로 유입되는 냉매(R)의 유량비를 조절하도록 이루어진다.
구체적으로, 유량 분배부(123)는 제1 및 제2분지부(123a', 123a")와 제1 및 제2합류부(123b', 123b")를 포함한다.
제1 및 제2분지부(123a', 123a")는 양측으로 분지되어, 냉매(R)의 유동을 둘로 나누도록 구성된다. 제1 및 제2분지부(123a', 123a")는 곡관부(122)에 대하여 경사지게 형성된다. 제1 및 제2분지부(123a', 123a")는 서로 반대방향의 경사를 가지도록 형성된다. 본 도면에서는, 제1분지부(123a')가 곡관부(122)에 대하여 음의 기울기를 가지도록 경사지게 연장되고, 제2분지부(123a")가 곡관부(122)에 대하여 양의 기울기를 가지도록 경사지게 연장된 것을 보이고 있다.
제1 및 제2합류부(123b', 123b")는 제1 및 제2분지부(123a', 123a")로부터 각각 연장되고, 단부에서 상호 연통되어 냉매(R)의 유동을 모으도록 구성된다. 제1합류부(123b')는 제1분지부(123a')에 대하여 반대방향의 경사를 가지도록 형성되고, 제2합류부(123b")는 제2분지부(123a")에 대하여 반대방향의 경사를 가지도록 형성된다.
상기 구성에 의해, 제1분지부(123a')는 제2합류부(123b")와 같은 방향의 경사를 가지며, 제2분지부(123a")는 제1합류부(123b')와 같은 방향의 경사를 가지게 된다.
제1 및 제2분지부(123a', 123a")와 제1 및 제2합류부(123b', 123b")가 상기와 같은 형태를 가짐에 따라, 증발기 플레이트(110)에는 제1 및 제2분지부(123a', 123a")와 제1 및 제2합류부(123b', 123b")에 의해 둘러싸이는 접착부(131)가 구비된다. 접착부(131)는 제1 및 제2금속판(111, 112)이 상호 결합된 부분으로서, 제1 및 제2분지부(123a', 123a")와 제1 및 제2합류부(123b', 123b") 대비 상대적으로 움푹 들어간 형태를 가진다.
접착부(131)는 제1 및 제2분지부(123a', 123a")와 연통되는 곡관부(122)의 출구(122b)와 마주하도록 배치될 수 있다. 이 경우, 곡관부(122)의 출구(122b)를 통해 유출되는 냉매(R)는 접착부(131)의 양측으로 형성되는 제1 또는 제2분지부(123a', 123a")로 유입된다. 이 과정에서, 냉매(R)의 일부는 접착부(131)에 부딪히게 되는데, 이때 냉매(R)의 에너지 손실이 최소화되도록 접착부(131)는 원형(타원형을 포함한다)으로 형성될 수 있다.
제1 및 제2분지부(123a', 123a")와 제1 및 제2합류부(123b', 123b")는 접착부(131)를 중심으로 대칭적으로 형성될 수 있다. 여기서 대칭의 기준이 되는 선은 접착부(131)를 통과하며, 단일 유로부(121)에 수직한 선이 될 수 있다.
냉매(R)의 유동이 모이는 제1 및 제2합류부(123b', 123b")의 단부에는 또 다른 제1 및 제2분지부(123c', 123c")가 연결된다. 설명의 편의상, 곡관부(122)에서 분지되는 제1 및 제2분지부(123a', 123a")를 첫 번째 제1 및 제2분지부(123a', 123a")로 지칭하고, 냉매(R)의 유동이 모이는 제1 및 제2합류부(123b', 123b")의 단부에서 분지되는 제1 및 제2분지부(123c', 123c")를 두 번째 제1 및 제2분지부(123c', 123c")로 지칭하기로 한다.
여기서, 두 번째 제1 및 제2분지부(123c', 123c")는 첫 번째 제1 및 제2분지부(123a', 123a")와 같은 형태를 가진다. 즉, 첫 번째 제1분지부(123a')와 두 번째 제1분지부(123c')는 같은 방향의 경사를 가지도록 형성되며, 첫 번째 제2분지부(123")와 두 번째 제2분지부(123c")는 같은 방향의 경사를 가지도록 형성된다.
따라서, 제1합류부(123b')와 두 번째 제2분지부(123c")는 제1방향을 따라 상호 연통되도록 형성되고, 제2합류부(123b")와 두 번째 제1분지부(123c')는 상기 제1방향에 교차하는 제2방향을 따라 상호 연통되도록 형성된다.
시뮬레이션에 근거하여, 유량 분배부(123)에서의 냉매(R)의 유동을 살펴보면, 곡관부(122)를 통과한 냉매(R)의 대부분은 냉매(R)가 가지는 관성에 의해 바깥쪽에 위치하는 제1분지부(123a')로 유입된다.
참고로, 제1분지부(123a')로 유입된 냉매(R)가 제1합류부(123b')에 그대로 유입되고, 제2분지부(123a")로 유입된 냉매(R)가 제2합류부(123b")에 그대로 유입된다는 것은 자명하다.
제1 및 제2분지부(123a', 123a")로 각각 유입된 냉매(R)는 제1 및 제2합류부(123b', 123b")에 의해 모아졌다가, 제1 및 제2합류부(123b', 123b")에 연결된 두 번째 제1 및 제2분지부(123c', 123c")에 의해 다시 나뉘어지게 된다. 즉, 냉매(R)의 유량비에 대한 재조정이 이루어진다.
상기 재조정 과정에서, 제1합류부(123b')가 두 번째 제2분지부(123c")와 같은 방향의 경사를 가지기 때문에, 제1합류부(123b')에서 유출되는 냉매(R)의 일정량이 두 번째 제2분지부(123c")로 유입된다. 마찬가지로, 제2합류부(123b")가 두 번째 제1분지부(123c')와 같은 방향의 경사를 가지기 때문에, 제2합류부(123b")에서 유출되는 냉매(R)의 일정량이 두 번째 제1분지부(123c')로 유입된다. 이에 따라, 두 번째 제1 및 제2분지부(123c', 123c")로 유입되는 냉매(R)량이 첫 번째 제1 및 제2분지부(123a', 123a")로 유입되었던 냉매(R)량에 비하여 보다 균등하게 조정된다.
제1 및 제2합류부(123b', 123b")와 두 번째 제1 및 제2분지부(123c', 123c") 간의 연결은 연속적으로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 제1 및 제2합류부(123b', 123b")와 두 번째 제1 및 제2분지부(123c', 123c") 사이에는 이들을 연결하기 위한 단일 유로부가 미형성되는 것이 바람직하다.
도시된 바와 같이, 두 번째 제1분지부(123c')는 제1분지 유로부(124a)와 연결되고, 두 번째 제2분지부(123c")는 제2분지 유로부(124b)와 연결될 수 있다. 시뮬레이션 결과, 제1 및 제2분지 유로부(124a, 124b)로 유입되는 냉매(R)의 유량비는 대략적으로 55:45를 나타내는 것으로 확인되었다.
한편, 유량 분배부(123)에서는 냉매(R)의 유동이 나뉘어졌다가 모아진 후 다시 나뉘어지는 방식이 반복적으로 이루어질 수 있다.
도 8은 그 일 예로, 도 7에서의 두 번째 제1 및 제2분지부(123c', 123c")와 제1 및 제2분지 유로부(124a, 124b) 사이에, 제1 및 제2합류부(123d', 123d")와 제1 및 제2분지부(123e', 123e")가 추가로 연결된 냉매 유로(120)를 보이고 있다. 설명의 편의상, 두 번째 제1 및 제2분지부(123c', 123c")에 연결되는 또 다른 제1 및 제2합류부(123d', 123d")를 두 번째 제1 및 제2합류부(123d', 123d")로 지칭하고, 냉매(R)의 유동이 모이는 두 번째 제1 및 제2합류부(123d', 123d")의 단부에서 분지되는 제1 및 제2분지부(123e', 123e")를 세 번째 제1 및 제2분지부(123e', 123e")로 지칭하기로 한다.
여기서, 두 번째 제1 및 제2합류부(123d', 123d")는 첫 번째 제1 및 제2합류부(123b', 123b")와 같은 형태를 가지며, 세 번째 제1 및 제2분지부(123e', 123e")는 두 번째 제1 및 제2분지부(123c', 123c")와 같은 형태를 가진다.
따라서, 두 번째 제1합류부(123d')와 세 번째 제2분지부(123e")는 제3방향을 따라 상호 연통되도록 형성되고, 두 번째 제2합류부(123d")와 세 번째 제1분지부(123e')는 상기 제3방향에 교차하는 제4방향을 따라 상호 연통되도록 형성된다. 여기서, 방향을 양의 기울기 또는 음의 기울기로만 본다면, 제3 및 제4방향은 앞서 설명한 제1 및 제2방향과 각각 같은 방향이 될 수 있다.
한편, 증발기 플레이트(110)에는 두 번째 제1 및 제2분지부(123c', 123c")와 두 번째 제1 및 제2합류부(123d', 123d")에 의해 둘러싸이는 또 다른 접착부(132)가 구비된다. 설명의 편의상, 첫 번째 제1 및 제2분지부(123a', 123a")와 첫 번째 제1 및 제2합류부(123b', 123b")에 의해 둘러싸이는 접착부(131)를 첫 번째 접착부(131)로 지칭하고, 두 번째 제1 및 제2분지부(123c', 123c")와 두 번째 제1 및 제2합류부(123d', 123d")에 의해 둘러싸이는 접착부(132)를 두 번째 접착부(132)로 지칭하기로 한다.
두 번째 접착부(132)는 제1 및 제2금속판(111, 112)이 상호 결합된 부분으로서, 두 번째 제1 및 제2분지부(123c', 123c")와 두 번째 제1 및 제2합류부(123d', 123d") 대비 상대적으로 움푹 들어간 형태를 가진다.
두 번째 접착부(132)는 냉매(R)의 유동이 모이는 첫 번째 제1 및 제2합류부(123b', 123b")의 단부와 마주하도록 배치될 수 있다. 이 경우, 첫 번째 제1 및 제2합류부(123b', 123b")의 단부를 통해 유입되는 냉매(R)는 두 번째 접착부(132)의 양측으로 형성되는 두 번째 제1 또는 제2분지부(123c', 123c")로 유입된다. 이 과정에서, 냉매(R)의 일부는 두 번째 접착부(132)에 부딪히게 되는데, 이때 냉매(R)의 에너지 손실이 최소화되도록 두 번째 접착부(132)는 원형(타원형을 포함한다)으로 형성될 수 있다.
두 번째 제1 및 제2분지부(123c', 123c")와 두 번째 제1 및 제2합류부(123d', 123d")는 두 번째 접착부(132)를 중심으로 대칭적으로 형성될 수 있다. 여기서 대칭의 기준이 되는 선은 두 번째 접착부(132)를 통과하며, 단일 유로부(121)에 수직한 선이 될 수 있다.
첫 번째 접착부(131)와 두 번째 접착부(132)는 상호 마주하도록 배치될 수 있다.
시뮬레이션에 근거하여, 두 번째 제1 및 제2분지부(123c', 123c") 이후에서의 냉매(R)의 유동을 살펴보면, 두 번째 제1 및 제2분지부(123c', 123c")로 각각 유입된 냉매(R)는 두 번째 제1 및 제2합류부(123d', 123d")에 의해 모아졌다가, 세 번째 제1 및 제2분지부(123e', 123e")에 의해 다시 나뉘어지게 된다. 즉, 냉매(R)의 유량비에 대한 재조정이 또 이루어진다.
상기 재조정 과정에서, 두 번째 제1합류부(123d')가 세 번째 제2분지부(123e")와 같은 방향의 경사를 가지기 때문에, 두 번째 제1합류부(123d')에서 유출되는 냉매(R)의 일정량이 세 번째 제2분지부(123e")로 유입된다. 마찬가지로, 두 번째 제2합류부(123d")가 세 번째 제1분지부(123e')와 같은 방향의 경사를 가지기 때문에, 두 번째 제2합류부(123d")에서 유출되는 냉매(R)의 일정량이 세 번째 제1분지부(123e')로 유입된다. 이에 따라, 세 번째 제1 및 제2분지부(123e', 123e")로 유입되는 냉매(R)량이 보다 두 번째 제1 및 제2분지부(123c', 123c")로 유입되었던 냉매(R)량에 비하여 보다 균등하게 조정된다.
두 번째 제1 및 제2합류부(123d', 123d")와 세 번째 제1 및 제2분지부(123e', 123e") 간의 연결은 연속적으로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 두 번째 제1 및 제2합류부(123d', 123d")와 세 번째 제1 및 제2분지부(123e', 123e") 사이에는 이들을 연결하기 위한 단일 유로부가 미형성되는 것이 바람직하다.
도시된 바와 같이, 세 번째 제1분지부(123e')는 제1분지 유로부(124a)와 연결되고, 세 번째 제2분지부(123e")는 제2분지 유로부(124b)와 연결될 수 있다. 시뮬레이션 결과, 제1 및 제2분지 유로부(124a, 124b)로 유입되는 냉매(R)의 유량비는 대략적으로 54:46를 나타내는 것으로 확인되었다.
도 9는 도 3에 도시된 C 부분에서의 냉매(R)의 유량비를 보인 개념도이고, 도 10은 도 3에 도시된 D 부분에서의 냉매(R)의 유량비를 보인 개념도이다.
도 9를 참조하면, 첫 번째 제1 및 제2분지부(123a', 123a")로 유입되는 냉매(R)의 유량비는 대략적으로 87:13이었으나, 두 번째 제1 및 제2분지부(123c', 123c")로 유입되는 냉매(R)의 유량비는 대략적으로 55:45로써, 냉매(R)의 유량비가 거의 균등하게 조절된 것을 확인할 수 있다. 아울러, 냉매(R)의 유량비는 세 번째 제1 및 제2분지부(123e', 123e")를 거치면서 더 균등하게(대략적으로 54:46) 조절되었다.
마찬가지로, 도 10를 참조하면, 첫 번째 제1 및 제2분지부(123a', 123a")로 유입되는 냉매(R)의 유량비는 대략적으로 74:26이었으나, 두 번째 제1 및 제2분지부(123c', 123c")로 유입되는 냉매(R)의 유량비는 대략적으로 55:45로써, 냉매(R)의 유량비가 거의 균등하게 조절된 것을 확인할 수 있다. 아울러, 냉매(R)의 유량비는 세 번째 제1 및 제2분지부(123e', 123e")를 거치면서 더 균등하게(대략적으로 53:47) 조절되었다.

Claims (11)

  1. 상호 결합된 제1 및 제2 금속판을 구비하는 증발기 플레이트; 및
    상기 제1 및 제2 금속판 사이에서 빈 공간으로 남겨져 냉매가 유동하도록 구성되는 냉매 유로를 포함하고,
    상기 냉매 유로는,
    휘어진 형태로 연장되는 곡관부;
    병렬로 배치되는 제1 및 제2분지 유로부; 및
    상기 곡관부의 출구와 상기 제1 및 제2분지유로부 사이에 배치되는 유량 분배부를 포함하고,
    상기 유량 분배부에서는 냉매의 유동이 나뉘어졌다가 모아진 후 다시 나뉘어지는 방식에 의해, 상기 제1 및 제2분지유로부로 유입되는 냉매의 유량비가 조절되며,
    상기 유량 분배부는,
    양측으로 분지되어, 냉매의 유동을 둘로 나누는 첫 번째 제1 및 제2분지부;
    상기 첫 번째 제1 및 제2분지부로부터 연장되고, 단부에서 상호 연통되어 냉매의 유동을 모으는 첫 번째 제1 및 제2합류부; 및
    냉매의 유동이 모이는 상기 제1 및 제2합류부의 단부에서 양측으로 분지되어, 냉매의 유동을 둘로 나누는 두 번째 제1 및 제2분지부를 포함하고,
    상기 첫 번째 제1합류부와 상기 두 번째 제2분지부는 제1방향을 따라 상호 연통되도록 형성되고,
    상기 첫 번째 제2합류부와 상기 두 번째 제1분지부는 상기 제1방향에 교차하는 제2방향을 따라 상호 연통되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 롤 본드 증발기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 상호 결합된 제1 및 제2 금속판을 구비하는 증발기 플레이트; 및
    상기 제1 및 제2 금속판 사이에서 빈 공간으로 남겨져 냉매가 유동하도록 구성되는 냉매 유로를 포함하고,
    상기 냉매 유로는,
    휘어진 형태로 연장되는 곡관부;
    병렬로 배치되는 제1 및 제2분지 유로부; 및
    상기 곡관부의 출구와 상기 제1 및 제2분지유로부 사이에 배치되는 유량 분배부를 포함하고,
    상기 유량 분배부에서는 냉매의 유동이 나뉘어졌다가 모아진 후 다시 나뉘어지는 방식에 의해, 상기 제1 및 제2분지유로부로 유입되는 냉매의 유량비가 조절되며,
    상기 유량 분배부는,
    양측으로 분지되어, 냉매의 유동을 둘로 나누는 첫 번째 제1 및 제2분지부;
    상기 첫 번째 제1 및 제2분지부로부터 연장되고, 단부에서 상호 연통되어 냉매의 유동을 모으는 첫 번째 제1 및 제2합류부; 및
    냉매의 유동이 모이는 상기 제1 및 제2합류부의 단부에서 양측으로 분지되어, 냉매의 유동을 둘로 나누는 두 번째 제1 및 제2분지부를 포함하고,
    상기 유량 분배부는,
    상기 두 번째 제1 및 제2분지부로부터 연장되고, 단부에서 상호 연통되어 냉매의 유동을 모으는 두 번째 제1 및 제2합류부; 및
    냉매의 유동이 모이는 상기 두 번째 제1 및 제2합류부의 단부에서 양측으로 분지되어, 냉매의 유동을 둘로 나누는 세 번째 제1 및 제2분지부를 더 포함하며,
    상기 두 번째 제1합류부와 상기 세 번째 제2분지부는 제3방향을 따라 상호 연통되도록 형성되고,
    상기 첫 번째 제2합류부와 상기 두 번째 제1분지부는 상기 제3방향에 교차하는 제4방향을 따라 상호 연통되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 롤 본드 증발기.
  6. 제1항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    일 방향을 따라 연장 형성되는 단일 유로부를 더 포함하며,
    상기 단일 유로부와 연통되는 상기 곡관부의 입구와, 상기 첫 번째 제1 및 제2분지부와 연통되는 상기 곡관부의 출구는 서로 반대방향으로 개구된 것을 특징으로 하는 롤 본드 증발기.
  7. 제1항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증발기 플레이트에는, 상기 첫 번째 제1 및 제2분지부와 상기 첫 번째 제1 및 제2합류부에 의해 둘러싸이고, 상기 제1 및 제2금속판이 상호 결합된 접착부가 구비되며,
    상기 접착부는 상기 첫 번째 제1 및 제2분지부와 연통되는 상기 곡관부의 출구와 마주하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 롤 본드 증발기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 첫 번째 제1 및 제2분지부와 상기 첫 번째 제1 및 제2합류부는 상기 접착부를 중심으로 대칭적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 롤 본드 증발기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 접착부는 냉매의 에너지 손실을 최소화하도록 원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 롤 본드 증발기.
  10. 제1항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2분지유로부는 서로 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 롤 본드 증발기.
  11. 삭제
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