KR102408641B1

KR102408641B1 - 냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치

Info

Publication number: KR102408641B1
Application number: KR1020220014068A
Authority: KR
Inventors: 이호섭
Original assignee: (주)대호냉각기
Priority date: 2021-11-01
Filing date: 2022-02-03
Publication date: 2022-06-14

Abstract

본 발명은 냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치에 관한 것으로, 액체냉각식 증발기가 침수식으로 설치되는 냉각수 탱크의 열교환 효율을 개선하기 위한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 증발기 튜브가 침수되도록 설치되며 외부의 피냉각물체 냉각을 위한 냉각수 순환 사이클에서 고온수가 유입되어 탱크 내 냉각수와 혼합되고 탱크 내 증발기 튜브와 냉각수 간의 열교환에 의해 유입시보다 온도가 낮아진 저온수를 다시 냉각수 순환사이클로 공급하는 냉각수 탱크, 냉각수 탱크의 내부에 침수되게 설치되며 냉동 사이클에서 유입되는 저온 저압의 냉매와 탱크 내 냉각수 간의 열교환에 의해 유입시보다 온도가 상승한 냉매를 다시 냉동 사이클의 압축기 측으로 공급하는 증발기 튜브, 및 냉동 사이클의 응축기와 냉각수 순환 사이클의 냉각수 탱크 사이에 설치되며 냉각수 탱크 내부에서 고온수에 의해 발생되는 증기 또는 기포를 냉각수 탱크의 상부에서 응축기 측으로 직접 배출하는 배기관을 포함하여, 냉각수 탱크 내부의 증기나 기포를 응축기 측으로 신속하게 배출할 수 있도록 함으로써 냉각수 탱크 내 열교환 효율을 개선하여 에너지 절감에 크게 기여할 수 있게 한다.

Description

냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치{Heat exchange efficiency improvement device of cooling water tank}

본 발명은 냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 증발기 튜브가 침수되게 설치되는 냉각수 탱크와 응축기 사이에 배기관을 삽입 설치하여 냉각수 탱크 내부로 유입되는 고온수에 의해 발생되는 증기나 기포를 배기관을 통해서 응축기 측으로 신속하게 배출할 수 있도록 함으로써 냉각수 탱크 내 열교환 효율을 개선하여 에너지 절감에 크게 기여할 수 있는 냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치에 관한 것이다.

일반적으로 냉동사이클(10)은 도 1에 예시된 바와 같이 응축기(11), 수액기(12), 팽창 밸브(13), 증발기(14), 압축기(15)로 연결되는 냉매관(10a)을 통해 냉매가 순환하는 구조로 이루어지며, 응축기(11)에서 응축된 저온 고압의 냉매는 수액기(12)에 저장되고, 이후 팽창 밸브(13)에서 팽창되어 저온 저압으로 변환된 후 증발기(14)로 공급되며, 증발기(14) 내에서 피냉각물로부터 열을 흡수하여 피냉각물을 냉각시키면서 고온 저압으로 된다. 증발기(14)에서 고온 저압으로 된 냉매는 압축기(15)에서 압축되어 고온 고압으로 되고, 이는 다시 응축기(11)를 통과하면서 저온 고압의 냉매로 응축된다. 이러한 응축기(11)의 일측 또는 상부에는 배기팬(16)이 설치되어 응축기의 열을 외부로 용이하게 방출할 수 있게 한다.

이러한 냉동사이클에서 증발기(14)는 외부로부터 열을 흡수하여 온도가 상승한 냉매를 압축기(15)에 공급하는 역할을 하게 되는데, 이러한 증발기(14)는 전체적으로는 폐쇄관으로 이루어져 냉매가 순환하는 증발기 튜브(141)로 구성되며 도 2에 예시된 바와 같이 냉각수 탱크(111) 내부의 냉각수(112)에 의해 잠기도록 설치된다.

이러한 증발기 튜브(141)는 냉매입구(141a) 및 냉매출구(141b)를 통해 냉동사이클(10) 상의 팽창밸브(13) 및 압축기(15)와 연결되고, 냉각수 탱크(111)에는 냉각수 입구(111a)와 냉각수 출구(111b)를 통해 냉각수 순환 사이클(20)이 연결된다.

상기와 같이 냉각수 탱크(111) 내부에 설치된 증발기 튜브(141)에서는 냉매 입구(141a)를 통해 유입된 냉매가 그 내부를 순환하는 과정에서 냉각수 탱크(111) 내부의 냉각수(112)로부터 열을 흡수하게 되면서 고온으로 상승하여 냉매 출구(141b)를 통해 빠져 나가게 된다.

한편, 냉각수 탱크(111)의 내부에는 외부의 피냉각물체(21)로부터 열을 흡수하여 매우 높은 온도로 상승한 냉각수 순환 사이클(20)의 고온수가 냉각수 입구(111a)를 통해 유입되고, 이러한 고온수는 냉각수 탱크(111) 내 냉각수(고온수보다 낮은 냉각수)와 혼합되면서 처음 유입시보다 온도가 낮아지게 되며, 아울러 냉각수 탱크(111) 내에 설치된 증발기 튜브(141)와의 접촉으로 냉동 사이클(10)을 순환하는 냉매에 열을 빼앗겨 더 낮은 저온수로 된 후 냉각수 출구(111b)를 통해 외부로 빠져나가게 된다. 이와 같이 냉각수 탱크(111)를 빠져나간 저온수는 다시 외부의 피냉각물체(20) 측으로 공급되고, 피냉각물체(20)로부터 열을 흡수하여 다시 매우 높은 온도로 상승한 후 냉각수 탱크(111)로 유입되는 과정의 냉각수 순환 사이클(20)을 반복하여 순환하게 된다.

그러나, 상기와 같이 냉각수 탱크(111)에 유입되는 고온수는 외부의 피냉각물체(20)로부터 열을 흡수하여 매우 높은 온도로 상승한 상태로 유입되기 때문에, 냉각수 탱크 내부에 유입시 냉각수 탱크 내의 그보다 낮은 냉각수와 혼합되기 이전 또는 혼합되는 과정에서 증기 또는 기포를 발생시킬 수 있으며, 이러한 고온수에 의해 발생되는 증기 또는 기포가 냉각수 탱크 내부의 상부 빈공간에 머무르게 되면서 냉각수 탱크 내부에서의 열흐름을 방해하는 요소로 작용하게 되어 냉각수 탱크의 열교환 효율을 저하시키는 문제점을 초래하기도 하였다.

KR

10-1924948

B1 2018.11.28. 등록

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 증발기 튜브가 침수되게 설치되는 냉각수 탱크와 응축기 사이에 배기관을 삽입 설치하여 냉각수 탱크 내부로 유입되는 고온수에 의해 발생되는 증기나 기포를 배기관을 통해서 응축기 측으로 신속하게 배출할 수 있도록 함으로써 냉각수 탱크 내 열교환 효율을 개선하여 에너지 절감에 크게 기여할 수 있는 냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 형태는, 증발기 튜브가 침수되도록 설치되며 외부의 피냉각물체 냉각을 위한 냉각수 순환 사이클에서 고온수가 유입되어 탱크 내 냉각수와 혼합되고 탱크 내 증발기 튜브와 탱크 내 냉각수 간의 열교환에 의해 유입시보다 온도가 낮아진 저온수를 다시 냉각수 순환 사이클로 공급하는 냉각수 탱크, 냉각수 탱크 내부에 침수되게 설치되며 냉동 사이클에서 유입되는 냉매와 탱크 내 냉각수 간의 열교환에 의해 유입시보다 온도가 상승한 냉매를 다시 냉동 사이클의 압축기 측으로 공급하는 증발기 튜브; 및 냉동 사이클의 응축기와 냉각수 순환 사이클의 냉각수 탱크 사이에 설치되며 냉각수 탱크에서 고온수에 의해 발생되는 증기 또는 기포를 냉각수 탱크의 상부에서 응축기 측으로 직접 배출하는 배기관을 포함하는 냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치이다.

본 발명에 의하면, 증발기 튜브가 침수되게 설치되는 냉각수 탱크와 응축기 사이에 배기관을 삽입 설치하여 냉각수 탱크 내부로 유입되는 고온수에 의해 발생되는 증기나 기포를 응축기 측으로 신속하게 배출할 수 있게 되므로 냉각수 탱크 내 상부 공간에 잔존하게 되는 증기나 기포 등의 열흐름 방해요소를 신속하게 제거할 수 있게 되어 냉각수 탱크 내 열교환 효율을 개선할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면, 배기관의 관로를 관로 개폐기로 개폐하여 배출 유량을 조절할 수 있게 되므로, 냉각수 탱크 내부로 유입되는 고온수의 온도 또는 유량에 따라 배기관을 통해서 응축기 측으로 배출되는 증기나 기포의 유량 조절이 가능하게 되어 냉각수 탱크 내 열교환 효율의 조절이 가능하게 되는 이점을 제공한다.

또한 본 발명에 의하면, 배기관의 관로를 개폐하는 관로 개폐기를 피냉각물체와 연동하는 개폐기 제어부를 이용하여 개폐할 수 있게 되므로 냉각수 탱크 내부로 유입되는 고온수의 온도 또는 유량에 따라 또는 피냉각물체의 동작에 따라 배기관을 통해서 응축기 측으로 배출되는 증기나 기포의 유량을 조절 가능하게 되어 냉각수 탱크 내 열교환 효율 개선 및 열교환기의 에너지 절감에 크게 기여할 수 있는 이점을 제공한다.

도 1은 일반적인 냉동 사이클 구조를 예시한 개략도이다.
도 2는 증발기 튜브가 침수되게 설치된 종래의 냉각수 탱크를 발췌하여 예시한 개략도이다.
도 3은 본 발명에 의한 냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치를 예시한 개략도이다.
도 4는 도 3의 배기관 하단부에 설치되는 관로 개폐기를 발췌하여 예시한 배면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치의 구성과 동작 및 그에 의한 작용 효과를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명에 의한 냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치를 예시한 개략도이고, 도 4는 도 3의 배기관 하단부에 설치되는 관로 개폐기를 발췌하여 예시한 배면도로서, 본 발명의 냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치는 냉각수 탱크(111), 증발기 튜브(141), 및 배기관(160)을 포함하여 일 실시 형태로 구현될 수 있으며, 배기관(160)의 하단부에 설치되는 관로 개폐기(162)를 더 포함하여 다른 실시 형태로 구현될 수도 있고, 관로 개폐기(162)를 피냉각물체(21)와 연동시켜 제어하는 개폐기 제어부(163)를 더 포함하여 또 다른 실시 형태로 구현될 수도 있다.

이러한 본 발명의 각 실시 형태에 따른 냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치는 냉각수 탱크(111) 내부를 순환하는 냉각수(112)가 외부의 피냉각물체(21)측으로 공급되어 피냉각물체(21)로부터 열을 흡수한 후 냉각수 탱크(111) 내부로 유입되도록 냉각수 순환 사이클(20)을 형성하고, 냉동 사이클(10)의 증발기(14)를 구성하는 증발기 튜브(141)가 냉각수 탱크(111) 내부에 침수되게 설치되는 액체냉각식 증발기에 적용되어 구현될 수 있다.

냉각수 탱크(111)는 증발기 튜브(141)가 침수되도록 설치되며 외부의 피냉각물체(21) 냉각을 위한 냉각수 순환 사이클(20)에서 고온수가 유입되어 탱크 내 냉각수(112)와 혼합되고 탱크 내 증발기 튜브(141)와 탱크 내 냉각수 간의 열교환에 의해 유입시보다 온도가 낮아진 저온수를 다시 냉각수 순환 사이클(20)로 공급한다. 이러한 냉각수 탱크(111)의 몸체 일측 및 그 반대측에는 냉각수 입구(111a)와 냉각수 출구(111b)가 형성되어 외부의 피냉각물체(21) 냉각을 위한 냉각수 순환 사이클(20)이 연결되며, 냉각수 순환 사이클(20)을 통해 외부의 피냉각물체(21)로부터 열을 흡수하여 온도가 고온으로 상승한 고온의 냉각수(이하, '고온수'라 통칭하기로 함)가 유입되고, 탱크 내 냉각수와 상기 유입된 고온수와의 혼합, 또는 탱크 내 냉각수와 증발기 튜브(141) 간의 열교환에 의해 유입시보다 온도가 낮아진 저온의 냉각수(이하, '저온수'라 통칭하기로 함)를 다시 냉각수 순환 사이클(20)로 유출시킨다.

증발기 튜브(141)는 냉각수 탱크(111) 내부에 침수되게 설치되며 냉동 사이클(10)에서 유입되는 냉매와 탱크 내 냉각수 간의 열교환에 의해 유입시보다 온도가 상승한 냉매를 다시 냉동 사이클(10)의 압축기(15) 측으로 공급한다. 이러한 증발기 튜브(141)는 압축기(15)와 응축기(11)와 수액기(12) 및 팽창밸브(13)로 연결되는 냉동 사이클(10)의 증발기(14)를 구성하며, 냉매 입구(141a)를 통해 냉동 사이클의 팽창밸브(13) 측에서 저온 저압의 냉매가 유입되고 유입된 저온 저압의 냉매와 탱크 내 냉각수 간의 열교환에 의해 유입시보다 온도가 상승한 고온 저압의 냉매를 냉매 출구(141b)를 통해 다시 냉동 사이클(10)의 압축기(15) 측으로 유출시킨다.

배기관(160)은 냉동 사이클(10)의 응축기(11)와 냉각수 순환 사이클(20)의 냉각수 탱크(111) 사이에 설치되며 냉각수 탱크(111)에서 고온수에 의해 발생되는 증기 또는 기포를 냉각수 탱크(111)의 상부에서 응축기(11) 측으로 직접 배출한다. 이러한 배기관(160)은 냉각수 탱크(111)로 유입되는 고온수에 의해 냉각수 탱크(111) 내부에서 발생되는 증기 또는 기포, 또는 냉각수 탱크 내부의 상부 빈 공간에서 잔존 또는 유동하는 증기 또는 기포를 냉각수 탱크(111)의 상부에서 응축기(11) 측으로 직접 배출할 수 있도록 구성한다.

이를 위하여 배기관(160)은 몸체의 하단부가 냉각수 탱크(111)의 상부에 수직으로 상향되게 설치되되 냉각수 탱크(111)의 내부와 긴밀하게 연통되게 설치되고, 몸체의 상단부는 응축기(11)의 하부에 연결되게 설치되되 응축기(11)의 케이스 몸체를 관통하도록 상향되게 설치되어 냉각수 탱크(111) 내 상부 빈 공간에서 잔존 또는 유동하는 증기 또는 기포를 응축기(11) 측으로 직접 배출한다.

또한 이러한 배기관(160)은 몸체 부분에 수평 주름(161)이 등간격으로 연달아 형성되어 전후좌우 각 방향으로 자유롭게 휘거나 또는 꺽임 가능한 주름관으로 형성함으로써, 냉각수 탱크(111)와 응축기(11) 간의 이격 거리 또는 설치 위치에 따라 자유롭게 길이 조절 또는 각도 조절이 이루어지도록 하여 그 설치를 편리하게 할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

여기서 배기관(160)의 몸체 상단부가 연결되는 응축기(11)의 케이스 몸체 직상부에는 배기관(160)과 일직선상으로 대응되는 위치에 보조 배기팬(16a)이 추가로 더 설치될 수 있다. 이와 같이 설치되는 보조 배기팬(16a)은 냉각수 탱크(111)에서 배기관(160)을 통해 응축기(11) 하부로 유입되는 증기 또는 기포를 응축기(11)의 직상부에서 직접 신속하게 외부로 배출시킬 수 있게 되므로, 이로써 냉각수 탱크(111) 내의 열흐름이 원활하게 되어 냉각수 탱크(111) 내부에서의 열교환 동작이 효율적으로 이루어질 수 있게 된다.

이러한 배기관(160)에는 도 4에 예시된 바와 같이 냉각수 탱크(111)의 상부와 연결되는 몸체의 하단부에 관로의 개방량을 조절하기 위한 관로 개폐기(162)가 더 구비될 수 있다. 이러한 관로 개폐기(162)는 예를 들면 배기관(160)의 일측방향으로 또는 그 반대방향으로 슬라이드 이동 가능하게 설치됨으로써 슬라이드 이동량의 조절을 통해 배기관(160)의 단면 개방량을 조절할 수 있게 되므로 냉각수 탱크(111)의 상단부로부터 배기관(160)으로 흐르는 유량을 조절할 수 있게 된다.

또한 관로 개폐기(162)에는 외부의 피냉각물체(21)와 신호선(163a)을 통해 연결되어 피냉각물체(21)와 연동되게 관로 개폐기(162)의 슬라이드 동작을 제어하기 위한 개폐기 제어부(163)가 더 구비될 수 있다. 이러한 개폐기 제어부(163)는 외부의 피냉각물체(21)와 신호선(163a)을 통해 연결되어 피냉각물체(21)의 동작과 연동되게 관로 개폐기(162)의 슬라이드 동작을 제어할 수 있게 되므로 냉각수 탱크(111)와 연결되는 배기관(160)의 관로를 통해 흐르는 유량 조절이 가능하게 된다.

또한 이러한 배기관(160)은 냉각수 탱크(111)의 상부에 복수 개를 등간격으로 이격 설치함으로써 냉각수 탱크(111) 내 상부 빈 공간에서 유동하는 증기 또는 기포를 응축기(11) 측으로 보다 신속하게 배출하도록 구성될 수 있다. 도면에서는 1개의 배기관(160)이 설치된 경우를 예시하고 있으며, 이하의 상세한 설명에서는 1개의 배기관(160)이 설치된 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 의한 냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치의 동작 및 그에 의한 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 의한 냉각수 탱크의 열교환 효율개선장치는 도 3에 예시된 바와 같이 피냉각물체(21)의 냉각을 위한 냉각수가 순환하는 냉각수 순환 사이클(20)에 냉각수 입구(111a)와 냉각수 출구(111b)를 통해 냉각수 탱크(111)를 연결하고 응축기(11)와 수액기(12)와 팽창밸브(13)와 증발기(14) 및 압축기(15)로 이루어지는 냉동 사이클(10)의 증발기 튜브(141)를 냉각수 탱크(111)의 내부에 설치하여 증발기 튜브(141)가 냉각수(112)에 의해 잠기도록 한다. 여기서 냉각수 탱크(111)의 냉각수 입구(111a)를 통해 유입되는 냉각수(112)는 냉각수 순환 사이클(20) 상을 순환하면서 외부의 피냉각물체(21)로부터 열을 흡수하여 온도가 매우 높게 상승한 상태의 고온수로서, 이러한 고온수는 냉각수 탱크(111)의 내부로 유입시 냉각수 순환 사이클(20) 상의 배관 내 압력과 냉각수 탱크(111)의 내부 압력 차이 또는 부피 차이 등에 의한 순간적인 압력 변화 또는 부피 변화에 의해 증기 또는 기포를 발생시킬 수 있게 되므로 이러한 고온수에 의해 발생되는 증기 또는 기포가 냉각수 탱크(111)의 상부 빈 공간에서 유동할 수 있도록 냉각수 탱크(111)의 상부 공간을 일정량 비워둘 수 있는 양으로 냉각수가 채워지게 한다.

그리고 냉동 사이클(10)의 팽창밸브(13) 및 압축기(15)와 각각 연결된 증발기 튜브(141)는 냉매입구(141a) 및 냉매출구(141b)를 통해 냉각수 탱크(111)의 몸체 내부를 관통되게 설치함으로써, 팽창밸브(13)에서 팽창되어 저온 저압인 냉매가 증발기 튜브(141)를 통과하면서 냉각수 탱크(111) 내 고온수로부터 열을 흡수할 수 있도록 하며, 이와 같이 열을 흡수하여 온도가 상승한 고온 저압의 냉매가 압축기(15)로 유출되도록 하여, 냉각수 탱크(111)의 내부에서 고온수와 증발기 튜브(141) 내의 저온 저압의 냉매 간에 열교환이 이루어질 수 있게 한다.

다음으로 냉각수 탱크(111)의 상부에는 적어도 한 개 또는 복수 개의 배기관(160)을 설치하여 냉각수 탱크(111) 내부의 상부 빈 공간에서 유동하는 고온수에 의한 증기 또는 기포가 배기관(160)을 통해 응축기(11) 측으로 배출될 수 있게 한다.

이때 배기관(160)은 그 하단부를 냉각수 탱크(111)에 직접 연결하되 수직으로 상향되게 설치하여 배기관(160)의 관로가 냉각수 탱크(111)의 내부와 연통되게 하고 그 상단부는 응축기(11) 측으로 직접 연결함으로써, 냉각수 순환 사이클(20)에서 유입되는 고온수에 의해 냉각수 탱크(111) 내 상부에서 발생되는 증기 또는 기포가 배기관(160)을 통해 직접 상부의 응축기(11) 측으로 전달되게 하여 응축기(11)의 상부 일측의 배기팬(16) 또는 직상부의 보조 배기팬(16a)에 의해 신속한 배출이 이루어질 수 있게 한다.

또한 여기서 배기관(160)은 수평 주름(161)이 있는 주름관으로 형성함으로써 전후 및 좌우로 자유롭게 휘거나 또는 꺽임 가능하게 하여 냉각수 탱크(111)와 응축기(11) 간의 이격 거리 또는 설치 위치에 따라 자유롭게 길이 또는 각도 조절할 수 있도록 하여 편리하게 설치할 수 있게 한다.

이로써 본 발명에 의한 냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치는 냉각수 탱크(111) 내에 냉각수 순환 사이클(20)에서 유입되는 고온수에 의해 증기 또는 기포가 발생하게 되거나 또는 발생된 증기 또는 기포가 유동하게 되어도 이들 증기 또는 기포가 냉각수 탱크(111)의 상부에서 배기관(160)을 통해 응축기(11) 측으로 신속하게 상승되어 응축기(11)의 일측 또는 상부에 설치된 배기팬(16) 또는 보조 배기팬(16a)에 의해 신속하게 배출될 수 있게 되므로, 냉각수 탱크(111) 내부에서의 증발기 튜브(141)와 냉각수에 의한 열교환 효율을 개선할 수 있게 된다.

이상의 본 발명에 따른 냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치에 의하면, 증발기 튜브가 침수되게 설치되는 냉각수 탱크와 응축기 사이의 배기관을 이용하여 냉각수 탱크 내부의 증기나 기포를 응축기 측으로 신속하게 배출할 수 있게 되므로 냉각수 탱크 내 상부 공간에 잔존하게 되는 증기나 기포 등의 열흐름 방해요소를 신속하게 제거할 수 있게 되어 냉각수 탱크 내 열교환 효율을 개선할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 따른 냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치에 의하면, 배기관의 관로를 관로 개폐기로 개폐하여 배출 유량을 조절할 수 있게 되므로, 냉각수 탱크 내부로 유입되는 고온수의 온도 또는 유량에 따라 배기관을 통해서 배출되는 증기나 기포의 유량 조절이 가능하게 되어 냉각수 탱크 내 열교환 효율의 조절이 가능하게 된다.

또한 본 발명에 따른 냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치에 의하면, 배기관의 관로를 개폐하는 관로 개폐기를 피냉각물체와 연동하는 개폐기 제어부를 이용하여 개폐할 수 있게 되므로 냉각수 탱크 내부로 유입되는 고온수의 온도 또는 유량에 따라 또는 피냉각물체의 동작에 따라 배기관을 통해서 응축기 측으로 배출되는 증기나 기포의 유량을 조절 가능하게 되어 냉각수 탱크 내 열교환 효율 개선 및 열교환기의 에너지 절감에 크게 기여할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허 청구 범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10 : 냉동 사이클 11 : 응축기
12 : 수액기 13 : 팽창밸브
14 : 증발기 15 : 압축기
16 : 배기팬 16a : 보조 배기팬
20 : 냉각수 순환 사이클 111 : 냉각수 탱크
111a : 냉각수 입구 111b : 냉각수 출구
112 : 냉각수 113 : 수증기
141 : 증발기 튜브 141a : 냉매 입구
141b : 냉매 출구 160 : 배기관
161 : 수평 주름 162 : 관로 개폐기
163 : 개폐기 제어부 163a : 신호선

Claims

증발기 튜브(141)가 침수되도록 설치되며 외부의 피냉각물체(21) 냉각을 위한 냉각수 순환 사이클(20)에서 고온수가 유입되어 탱크 내 냉각수와 혼합되고 탱크 내 증발기 튜브(141)와 탱크 내 냉각수 간의 열교환에 의해 유입시보다 온도가 낮아진 저온수를 다시 냉각수 순환 사이클(20)로 공급하는 냉각수 탱크(111);
상기 냉각수 탱크(111) 내부에 침수되게 설치되며 냉동 사이클(10)에서 유입되는 냉매와 탱크 내 냉각수 간의 열교환에 의해 유입시보다 온도가 상승한 냉매를 다시 냉동 사이클(10)의 압축기(15) 측으로 공급하는 증발기 튜브(141); 및
냉동 사이클(10)의 응축기(11)와 냉각수 순환 사이클(20)의 냉각수 탱크(111) 사이에 설치되며 냉각수 탱크(111)에서 고온수에 의해 발생되는 증기 또는 기포를 냉각수 탱크(111)의 상부에서 응축기(11) 측으로 직접 배출하는 배기관(160);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치.
제1항에 있어서, 상기 배기관(160)은,
배기관 몸체의 하단부가 냉각수 탱크(111)의 상부에 연결되어 설치되되 냉각수 탱크(111)의 몸체를 관통하여 그 내부와 긴밀하게 연통되도록 설치되고 배기관 몸체의 상단부는 응축기(11) 측으로 증기 또는 기포를 직접 배출하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치.
제1항에 있어서, 상기 배기관(160)은,
상기 냉각수 순환사이클(20)에서 냉각수 입구(111a)를 통해 냉각수 탱크(111)로 유입되는 고온수에 의해 발생되어 냉각수 탱크 내부의 상부 빈 공간에 잔존하는 증기 또는 기포를 냉각수 탱크(111)에서 직접 상부로 배출할 수 있도록 냉각수 탱크(111)에 수직으로 상향되게 설치되는 것을 특징으로 하는 냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치.
제1항에 있어서, 상기 배기관(160)은,
냉각수 탱크(111)의 상부에 등간격으로 이격되어 복수 개가 설치되는 것을 특징으로 하는 냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치.
제1항에 있어서, 상기 배기관(160)은,
배기관 몸체에 수평 주름(161)이 등간격으로 연달아 형성되어 전후좌우 각 방향으로 자유롭게 휘거나 또는 꺽임 가능한 주름관으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치.
제1항에 있어서,
상기 응축기(11)의 배기관(160) 연결부위의 직상부에 보조 배기팬(16a)이 추가로 더 설치되어, 냉각수 탱크(111)에서 배기관(160)을 통해 응축기(11) 하부로 유입되는 증기 또는 기포를 배기관(160)의 직상부에서 직접 외부로 배출시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치.
제1항에 있어서, 상기 배기관(160)은,
냉각수 탱크(111)의 상부와 연결되는 배기관 몸체의 하단부에 관로의 개방량을 조절하기 위한 관로 개폐기(162)가 구비되어, 냉각수 탱크(111)와 연결되는 배기관의 관로를 통해 흐르는 유량 조절이 가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치.
제7항에 있어서, 상기 관로 개폐기(162)는,
외부의 피냉각물체(21)와 연동하는 개폐기 제어부(163)에 의해 관로의 개방량이 조절되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 냉각수 탱크의 열교환 효율 개선장치.