KR101998814B1

KR101998814B1 - 냉각 효율이 개선된 냉동기용 증발기

Info

Publication number: KR101998814B1
Application number: KR1020190032243A
Authority: KR
Inventors: 최진승
Original assignee: 최진승
Priority date: 2019-03-21
Filing date: 2019-03-21
Publication date: 2019-07-10

Abstract

본 발명은 냉각 효율이 개선된 냉동기용 증발기에 관한 것이다.
본 발명은 기술적 요지는 냉동기를 구성하는 수단의 하나로서, 냉매가 증발하여 기체가 될 시 주변에서 열을 흡수하고 주변 온도를 급격히 낮추도록 하는 증발기에 관한 것으로, 냉매가 흐르는 냉매 이송관 외측에 온도유지관이 더 형성되어 2중관 구조를 갖도록 하되 온도유지관 내측에는 헬륨가스가 충전되어 냉매 증발에 의한 열량이 헬륨가스에 전달되는 바, 이는 비열이 1.24cal/g℃인 헬륨가스가 냉매 열량의 온도를 머금고 유지시켜 냉매제 역할을 하여 냉동기가 고장 나더라도 일정시간 냉각 효율을 지속시킬 수 있는 특징이 있다.

Description

냉각 효율이 개선된 냉동기용 증발기{Evaporator with improved cooling efficiency}

본 발명은 기술적 요지는 냉동기를 구성하는 수단의 하나로서, 냉매가 증발하여 기체가 될 시 주변에서 열을 흡수하고 주변 온도를 급격히 낮추도록 하는 증발기에 관한 것으로, 냉매가 흐르는 냉매 이송관 외측에 온도유지관이 더 형성되어 2중관 구조를 갖도록 하되 온도유지관 내측에는 헬륨가스가 충전되어 냉매 증발에 의한 열량이 헬륨가스에 전달되는 바, 이는 비열(어떤 물질 1g의 온도를 1℃만큼 올리는 데 필요한 열량)이 1.24cal/g℃인 헬륨가스가 냉매 열량의 온도를 머금고 유지시켜 냉매제 역할을 하여 냉동기가 고장 나더라도 일정시간 냉각 효율을 지속시킬 수 있는 냉각 효율이 개선된 냉동기용 증발기에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고와 같은 냉동기에서 내부가 시원한 것은 기화열의 원리를 이용했기 때문이다.

이러한 기화열이란 특허출원 제10-2001-0044105호에서 보는 바와 같이, 액체가 기체로 변하면서 주위로부터 열을 흡수하여 주변의 온도가 낮아지는 것으로 우리가 손등에 알코올을 발랐을 때 알코올이 기화하면서 열을 흡수해 손등 주변을 시원하게 느끼도록 하는 원리와 같다.

즉, 응축기, 팽창밸브, 증발기, 압축기, 응축기의 순서로 순환되는 냉동기의 내부 기관들의 작용에서 팽창밸브를 빠져나온 저압, 저온의 액체 냉매는 증발기로 유입되어 주위로부터 열을 흡수하여 저압, 고온의 기체 냉매가 되며, 이때 흡수된 열로 기화가 일어나기 때문에 주변의 온도가 갑자기 내려가면서 냉장고 내부는 계속 시원함을 유지할 수 있게 된다.

이때, 차가워진 공기는 작은 냉동기의 경우 자연 대류 방식으로 냉동기 전체에 퍼지게 되며, 큰 냉동기는 강제순환 방식으로 냉동기 전체에 퍼져나가게 된다.

다시 말해, 압축기는 일명 콤프레셔라고 칭하며 에어컨은 실외기 속에 있는 것으로, 냉매를 압축하여 고압,고온,작은 부피로 하여 응축기로 보내게 된다.

이후, 응축기는 고압, 고온의 압축 냉매를 저온으로 식혀 주는 것으로, 에어컨에서는 실외기가 팬(Fan)을 돌게함으로써 응축을 도모하고, 냉장고에서는 냉장고 뒤에 있는 동파이프와 건물 옥상에서 돌아가는 냉각탑이 응축을 도모하도록 형성된다.

이후, 팽창변은 상기 응축기를 통과한 냉매의 부피를 크게 팽창시키는 장치로서 냉매 온도가 매우 낮게 내려가도록 형성된다. 이를 보통 익스펜스 밸브(Exapnsion Valve)라고 하지만 소형 에어컨이나 냉장고에서는 동파이프 모세관, 또는 문어발관이라 한다.

이후, 증발기는 에어컨의 실내기 냉코일이나 냉장고의 고냉판에 해당하는 것으로, 상기 냉코일이나 고냉판에 바람(공기)이 통과하면서 에어컨이 되거나, 음식물용 냉장고가 되거나, 물이 통과하면 냉수가 되는 역활을 도모하게 된다.

이에, 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0071601호(공개일: 2013.07.01)에는냉매에 초음파 진동을 가하여 비산을 도모함으로서 냉각장치의 냉각 효율을 증대시키는 냉매 비산 확대 및 증대를 위한 초음파 발진장치를 갖는 냉동기용 증발기라는 명칭의 선행문헌이 게시되어 있다.

하지만, 상기한 선행문헌의 냉동기가 고장나게되면 증발되는 열량을 보존 및 지속시킬 수 없었던 문제점이 있었다.

상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 탱크의 냉매가 흐르는 이송관 외측에 온도유지관이 더 형성되어 2중관 구조를 갖도록 하되 온도유지관 내측에는 헬륨가스가 충전되어 냉매 증발에 의한 열량이 헬륨가스에 전달되는 바, 이는 비열이 높은 헬륨가스(1.24cal/g℃)가 냉매 열량의 온도를 머금고 유지시켜 냉매제 역할을 하여 냉동기가 고장나더라도 일정시간 냉각 효율을 지속시킬 수 있도록 하는 것을 제공함에 그 목적이 있다.

이때, 상기 탱크로 물을 공급하는 물 공급관 내측에는 청소부가 구비되어 물때를 제거할 수 있는 것을 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 내부에 공간부(G)가 형성되는 탱크(11)가 형성되며, 상기 탱크(11)로 냉매가 공급되도록 하는 냉매공급관(12)이 형성되며, 상기 탱크로 공급된 냉매는 이송관(13)을 경유하여 냉매배출관(14)을 통해 배출되고, 상기 탱크(11) 일측에는 물 공급관(15)이 구비되어 탱크 내측으로 물을 공급하고, 냉매의 열교환을 통해 냉각된 물이 배출될 수 있도록 물 배출관(16)이 형성되는 증발기(10)에 있어서, 상기 증발기(10)의 이송관(13) 외측에는 온도유지관(100)이 형성되어 2중관 구조로 이루어지되 온도유지관(100) 내측에 헬륨가스(H)가 충전됨으로서 냉매 이송관에서 열교환된 냉매의 온도가 헬륨가스(H)에 보존되는 것이다.

이때, 상기 물 공급관(15) 내측 벽면의 물때를 제거할 수 있도록 하부 외주면을 따라 다수의 통공(110)이 형성된 청소부(100)가 구비되는 것이다.

또한, 상기 청소부(100) 외주면에는 다수의 가이드부(120)가 구비되어 물 공급관(15) 내벽에 형성되는 가이드홈(G)을 따라 상하이송 가능하도록 하되 가이드홈(G) 내부 하측에는 탄성스프링(S)이 형성되어 있어서, 청소부가 항상 상측으로 들어 올려지는 것을 기본상태로 하되 물이 탱크(11)로 공급될 시 청소부(100) 하측에 구비되는 하면(130)이 수압에 의해 눌려지면서 청소부 외주면 둘레를 따라 형성된 와이퍼(150)가 물 공급관(15) 내측벽에 대하여 와이핑함으로서 물때가 제거되는 것이다.

이에, 본 발명은 냉매가 흐르는 냉매 이송관 외측에 온도유지관이 더 형성되어 2중관 구조를 갖도록 하되 온도유지관 내측에는 헬륨가스가 충전되어 냉매 증발에 의한 열량이 헬륨가스에 전달되는 바, 이는 비열이 높은 헬륨가스(1.24cal/g℃)가 냉매 열량의 온도를 머금고 유지시켜 냉매제 역할을 하여 냉동기가 고장나더라도 일정시간 냉각 효율을 지속시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 냉각 효율이 개선된 냉동기용 증발기의 모습을 도시한 예시도,
도 2는 본 발명에 따른 청소부의 사용상태를 나타낸 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 도 2의 측면을 나타낸 예시도,
도 4는 본 발명에 따른 청소부의 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 청소부에 역류방지부가 형성된 것을 나타낸 예시도이다.

본 발명은 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 증발기(10), 온도유지관(100) 및 청소부(200)로 구성되어 이루어져 있다.

이에, 상기 증발기(10)는 내부에 공간부(G)가 형성되는 탱크(11)가 형성되며, 상기 탱크(11)로 냉매가 공급되도록 하는 냉매공급관(12)이 형성되며, 상기 탱크로 공급된 냉매는 이송관(13)을 경유하여 냉매배출관(14)을 통해 배출되고, 상기 탱크(11) 일측에는 물 공급관(15)이 구비되어 탱크 내측으로 물을 공급하고, 냉매의 열교환을 통해 냉각된 물이 배출될 수 있도록 물 배출관(16)이 형성되는 것이다.

이에, 상기 증발기(10)의 이송관(13) 외측에는 온도유지관(100)이 형성되어 2중관 구조로 이루어지되 온도유지관(100) 내측에 헬륨가스(H)가 충전됨으로서 냉매 이송관에서 열교환된 냉매의 온도가 헬륨가스(H)에 보존되는 것이다.

이때, 상기 증발기(10)의 이송관(13)은 외측에 온도유지관(100)이 형성되어 이송관(13)이 2중관 구조로 이루어지되 온도유지관 내측에는 헬륨가스(H)가 충전되어, 상기 냉매 이송관에서 증발하는 냉매의 온도가 헬륨가스에 보존될 수 있는 것이다.

이때, 상기 온도유지관(100) 내측에 충전된 헬륨가스(H)는 비열이 1.24cal/g℃인 것으로, 비열이 높으면 높을수록 온도의 변화가 늦기 때문에 냉매의 증발로 인한 열량을 헬륨가스가 머금고 유지할 수 있기 때문에 증발기가 고장 나더라도 일정시간 물을 냉각시킬 수 있는 기능을 갖는 것이다.

이에, 상기 이송관(13)은 팽창밸브(미도시)에서 유입되는 냉매가 순환하다가 압축기(미도시)를 통해 배출되는 것이다.

이때, 상기 이송관(12)은 온도유지관(100)과 연통되지 않아 온도유지관으로 냉매가 유입되지 않는 것이며, 상기 온도유지관(100) 일측에는 충전잠금부(미도시)가 형성되어 작업자는 일정 기간이 지나면 온도유지관의 헬륨가스를 충전할 수 있는 것이다.

이에, 상기 증발기(10) 내부 일측에는 와류팬(F)이 형성되어 열교환으로 인해 냉각된 물이 고르게 섞일 수 있는 것이다.

또한, 상기 물 공급관(15) 내측 벽면의 물때를 제거할 수 있도록 하부 외주면을 따라 다수의 통공(210)이 형성된 청소부(200)가 구비되는 것이다.

이때, 상기 청소부(200)는 우레탄소재로 형성되는 것이다.

더욱 자세하게 말하면, 상기 청소부(200) 외주면에는 다수의 가이드부(220)가 구비되어 물 공급관(15) 내벽에 형성되는 가이드홈(G)을 따라 상하이송 가능하도록 하되 가이드홈(G) 내부 하측에는 탄성스프링(S)이 형성되어 있어서, 청소부가 항상 상측으로 들어 올려지는 것을 기본상태로 하되 물이 탱크(11)로 공급될 시 청소부(200) 하측에 구비되는 하면(230)이 수압에 의해 눌려지면서 청소부 외주면 둘레를 따라 형성된 와이퍼(240)가 물 공급관(15) 내측벽에 대하여 와이핑함으로서 물때가 제거되는 것이다.

이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 청소부(200)는 하측이 상측에 비해 좁게 형성되며 상측은 외측으로 펼쳐진 그릇 형상으로 이루어지는 것이며, 상기 탄성스프링(S)은 가이드홈(G)의 내부 상면 및 가이드부(220)의 하면에 고정되는 것이다.

이에, 상기 와이퍼(240)의 단부는 톱니모양으로 형성되어 물 공급관(15)의 내측벽의 청소를 더욱 효과적으로 할 수 있는 것이다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 통공(210)을 통해 탱크로 내입되는 물이 역류하지 않도록 통공(210) 내주면에는 역류방지부(211)가 형성되는 것이다.

더욱 자세하게 말하면, 상기 통공(210) 내주면에 일체로 형성되되 중앙이 절개된 막(膜; 꺼풀) 형상으로 이루어지는 것이다.

이때, 상기 통공(210) 내주면에는 십(十)자 형상의 스토퍼(212)가 형성되어 있어서, 상기 역류방지부(211)는 스토퍼(212)에 의해 청소부(200) 중앙측으로 밀리지 않고, 청소부 외측으로만 벌어지게 되어 물이 탱크를 향해서만 흐르게 조장하는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

10 ... 증발기 11 ... 탱크
12 ... 냉매공급관 13 ... 이송관
14 ... 냉매배출관 15 ... 물 공급관
16 ... 물 배출관 100 ... 온도유지관
200 ... 청소부 210 ... 통공
211 ... 역류방지부 212 ... 스토퍼
220 ... 가이드부 230 ... 하면
240 ... 와이퍼

Claims

내부에 공간부(G)가 형성되는 탱크(11)가 형성되며, 상기 탱크(11)로 냉매가 공급되도록 하는 냉매공급관(12)이 형성되며, 상기 탱크로 공급된 냉매는 이송관(13)을 경유하여 냉매배출관(14)을 통해 배출되고, 상기 탱크(11) 일측에는 물 공급관(15)이 구비되어 탱크 내측으로 물을 공급하고, 냉매의 열교환을 통해 냉각된 물이 배출될 수 있도록 물 배출관(16)이 형성되는 증발기(10)에 있어서, 상기 증발기(10)의 이송관(13) 외측에는 온도유지관(100)이 형성되어 2중관 구조로 이루어지되 온도유지관(100) 내측에 헬륨가스(H)가 충전됨으로서 냉매 이송관에서 열교환된 냉매의 온도가 헬륨가스(H)에 보존되는 것이며,
상기 물 공급관(15) 내측 벽면의 물때를 제거할 수 있도록 하부 외주면을 따라 다수의 통공(210)이 형성된 청소부(200)가 구비되는 것이고,
상기 청소부(200) 외주면에는 다수의 가이드부(220)가 구비되어 물 공급관(15) 내벽에 형성되는 가이드홈(G)을 따라 상하이송 가능하도록 하되 가이드홈(G) 내부 하측에는 탄성스프링(S)이 형성되어 있어서, 청소부가 항상 상측으로 들어 올려지는 것을 기본상태로 하되 물이 탱크(11)로 공급될 시 청소부(200) 하측에 구비되는 하면(230)이 수압에 의해 눌려지면서 청소부 외주면 둘레를 따라 형성된 와이퍼(240)가 물 공급관(15) 내측벽에 대하여 와이핑함으로서 물때가 제거되는 것이며,
상기 와이퍼(240)의 단부는 톱니모양으로 형성되고,
상기 통공(210)을 통해 탱크로 내입되는 물이 역류하지 않도록 통공(210) 내주면에는 역류방지부(211)가 형성되는데, 상기 역류방지부(211)는 통공(210) 내주면에 일체로 형성되되 중앙이 절개된 막(膜; 꺼풀) 형상으로 이루어지는 것이며, 상기 통공(210) 내주면에는 십(十)자 형상의 스토퍼(212)가 형성되어 있어서 역류방지부(211)는 스토퍼(212)에 의해 청소부(200) 중앙측으로 밀리지 않고, 청소부 외측으로만 벌어지게 되는 것을 특징으로 하는 냉각 효율이 개선된 냉동기용 증발기.
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