KR19980014931A - 냉동장치 건조기용의 건조제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다양한 종류의 냉매에 범용으로 사용될 수 있는 냉동장치의 건조기에 사용되는 건조제를 제공한다.

본 발명에 의해 제공되는 건조제는 알카리 금속 알루미네이트, 알카리금속 실리케이트 및 인산칼륨으로 주로 구성된 합성 제오라이트로서, 포어 크기가 약 3Å인 것을 특징으로 한다.

Description

냉동장치 건조기용의 건조제

본 발명은 냉동장치 건조기에 사용되는 건조제에 관한 것이다.

종래 냉동장치에 사용되고 있는 클로로플루오로카본(CFC) 또는 하이드로클로로플루오로카본(HCFC)계 냉매가 지구 오존층을 파괴하는 물질인 것으로 밝혀지면서, 이들 냉매를 하이드로플루오로카본(HFC)계 및 하이드로카본(CH)계 냉매로 변경하고자 하는 시도가 있어왔다. 하이드로플루오로카본계 냉매로는, 디플루오로메탄(R32), 펜타클루오로에탄(R125), 1,1,2,2-테트라플루오로에탄(R134), 1,1,1,2-테트라플루오오에탄(R134a), 1,1,2-트리플루오오에탄(R143), 1,1,1-트리플루오로에탄(R143a), 1,1-디플루오로에탄(R152a) 및 모노플루오로에탄(R161)을 예시할 수 있다. 하이드로카본계 냉매로는, 헥사플루오로프로판(C216) 및 옥타플루오로시클로부탄(C318) 등을 예시할 수 있다. 이들중, R134, R134a, R143, R143a 및 C216은 종래의 냉매인 디클로로디플루오로메탄(R12)와 유사한 비등점을 갖기 갖기 때문에 유리하게 사용되며, 상기 하이드로플루오로카본계 및 하이드로카본계 냉매는 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용되거나, 종래의 냉매인 R12와 혼용되기도 한다.

한편, 냉동장치의 신뢰성을 유지하기 위해서는, 냉매가 염소를 함유하는 것에서 염소를 함유하지 않는 것으로 변경됨에 따라 냉동장치의 일부 부품도 같이 변경하여야만 한다.

예를 들면, 냉동장치의 건조기(Dryer)에 사용되는 건조제는 냉동장치내에 포함되어 있는 수분을 포획하여 냉동장치의 성능 및 신뢰성을 향상시키기 위하여 필수적인 성분으로서, 냉매의 종류에 따라 달리 선정하여 사용하여야 한다. 즉, 기존의 R-12(디클로로디플루오로메탄, CCl₂F₂) 냉매를 사용할 때에는 포어(pore) 크기가 4∼4.5Å인 건조제가 사용되고, R-134a(1,1,1,2-테트라플루오로에탄, CH₂FCF₃) 냉매를 사용하는 냉동장치에는 3.3∼3.5Å의 포어 크기를 갖는 건조제가 사용되어 왔다.

R-12 분자는 4.4Å의 크기를, R-134a 분자는 4.2Å의 크기를, 그리고 물 분자는 2.8Å의 크기를 갖고 있다. 건조제가 냉매 분자보다는 작으며 물분자 보다는 큰 포어 크기를 갖는 경우에, 그 건조제는 건조제보다 작은 크기를 갖는 수분은 포획하지만 큰 수분은 포획할 수 없는 특징이 있다.

그리고, 기존에 사용되던 포어 크기가 4∼4.5Å 또는 3.3∼3.5Å의 범위내에 있는 건조제는 R-32 단독 또는 R-32를 포함하는 혼합냉매에 사용할 때 건조제가 부스러지는 현상이 발생하여 사용할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 클로로플루오로카본계, 하이드로클로로플루오로카본계, 하이드로플루오로카본계 및 하이드로카본계 냉매에 범용으로 사용할 수 있는 냉동장치 건조기용의 건조제를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 알카리 금속 알루미네이트, 알카리금속 실리케이트 및 인산칼륨으로 주로 구성된 합성 제오라이트로서, 포어 크기가 약 3A인 냉동장치 건조기용의 건조제에 의해 달성된다. 알카리금속 알루미네이트와 알카리금속 실리케이트에서의 알카리금속은 예를 들면 소듐 또는 포타슘일 수 있다.

본 발명의 건조제는 구성성분 중 인산칼륨의 적정량을 조정하여 건조제의 포어 크기가 3Å으로 균일하게 한 것을 냉동장치에 적용하여 신뢰성을 확인하였다. 본 발명에 있어서, 건조제의 포어 크기가 3Å보다 작은 경우에는 물 분자 (크기 2.8Å)를 흡착시키는 건조제의 기본 기능이 수행되지 않는 문제점이 있으며, 3Å보다 큰 경우에는 건조제가 깨지는 문제점이 있다. 이는 R-32 냉매 및 이를 포함하는 용매를 적용함에 있어 냉매가 건조제의 포어 내부로 일부 침입한 후 온도 상승시 냉매가 증발하면서 건조제가 깨지는 것으로 추론된다.

상기한 본 발명의 조건을 만족하는 건조제는 시판되는 것을 사용할 수 있으며, 예를 들면 GRACE사에 의해 제조된 상품명 G-594를 예시할 수 있다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하지만 본 발명이 이들 예에만 국한되는 것은 아니다.

실시예 1 : 압축강도 시험

GEOMECANIQUE사의 모델 N592-05를 이용하여 압축강도를 시험하고, 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

압축강도는 건조된 상태의 건조를 강도측정 장치에 올려놓고 압축강도 측정 장비의 피스톤이 건조제를 눌러 건조제가 깨지는 순간의 힘을 측정하고, 이값을 건조제의 외경으로 나누어 계산하는 것에 의해 측정하였다.

구분	제조회사	상품명	강도(N/㎜)
종래(R-12용 건조제)	UNION SHOWA	NRG-5	6.13
종래(R-134a용 건조제)	UNION SHOWA	XH-9	7.28
본 발명	GRACE	G-594	9.49

상기 표 1의 결과로부터, 본 발명에 따른 건조제가 종래 냉동장치의 건조기에 사용되던 건조제에 비해서 압축강도가 18.8∼35.4% 향상되는 것이 확인된다. 따라서, 냉동장치에서 사이클의 고압축에 장착되는 건조기 내부에서 건조제가 견디는 강도가 향상되어 물리적으로 깨질 수 있는 가능성이 그 만큼 적다.

실시예 2 : 내마찰 시험

상기 표 1에 나타낸 건조제가 들어있는 건조기를 수평방향으로 24시간 흔든 후 건조제가 깨져 분진이 발생하는 정도를 측정하였다. 그 결과, NRG-5는 일부 깨짐이발생하나 XH-9와 G-594는 깨짐이 전혀 없었다.

실시예 3 : 냉동기용 냉매에의 적용 수명시험

냉매로서 HFC-407C (R-32/R-125/R-134a) 또는 R-32를 사용하는 에어콘에 건조제로서 XH-9또는 G-594를 적용하여 1000시간 수명 시험후 사이클의 분해도를 평가하였다. 즉, 에어콘의 사이클 온도를 응축온도 70℃, 증발온도 10 - 30℃로 유지하여 1000시간동안 연속 운전을 실시한 후 상기 건조제가 깨졌는지의 여부를 판단하였다.

그 결과, XH-9 건조제는 깨져 모세관 막힘에 큰 영향을 미치고 압축기의 마모불량을 야기하였지만, G-594의 경우에는 이러한 문제가 전혀 없었다. 이는, G-594의 포어 크기가 3Å으로서 물을 흡습하는 최소의 크기를 갖도록 설계되어 있어 물리적으로 상당히 강하기 때문인 것으로 예측된다.

실시예 4

실시예 3과 동일하게 실시하되, 냉매로서 HFC-134a와 CFC-12의 혼합물을 사용하여 건조제 XH-9와 G-594의 냉매 적용성을 측정하였다. 그 결과, 주위온도 43℃에서 1000시간동안 연속운전한 후에도 모세관 막힘 상태와 압축기 마모 평가에 있어서, XH-9와 G-594 모두가 양호한 결과를 나타내었다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 냉동장치 건조기용 건조제는 최근 냉매로 널리 사용되고 있는 HFC, CFC, CH 또는 HCFC계 냉매에 범용으로 사용될 수 있다.

Claims (2)

1. 알카리 금속 알루미네이트, 알카리금속 실리케이트 및 인산칼륨으로 주로 구성된 합성 제오라이트로서, 포어 크기가 약 3Å인 냉동장치 건조기용의 건조제.
2. 제 1항에 있어서, 알카리 금속 알루미네이트는 소듐 알루미네이트 또는 포타슘 알루미네이트이고, 알카리 금속 실리케이트는 소듐 실리케이트 또는 포타슘 실리케이트임을 특징으로 하는 냉동장치 건조기용의 건조제.