KR19980023010U - 냉동사이클의 열교환장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 냉동사이클의 열교환장치에 있어서, 용기 내부에 냉각수를 이용하여 냉각되도록 설치된 열교환장치에 있어서 상기 냉각수를 회전시켜 그 순환을 활발하게 함으로서, 냉각효과를 높임과 아울러 응축효율을 상승시킨 냉동사이클의 열교환장치를 제공하기 위하여, 냉각수가 순환되는 용기와, 상기 용기 내부에 설치되고 중심부에 냉각수가 순환되는 통로를 갖는 열교환기와, 상기 용기 저면에 형성되어 냉각수를 강제 회전시켜 와류를 발생시키는 교반수단과, 그리고, 상기 교반수단을 회전 구동시키는 구동수단을 구비함을 특징으로 한다.

Description

냉동사이클의 열교환장치

본 고안은 냉동사이클의 열교환장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용기 내부에 냉각수를 이용하여 냉각되도록 설치된 열교환장치에 있어서 상기 냉각수를 회전시켜 그 순환을 활발하게 함으로서, 냉각효과를 높임과 아울러 응축효율을 상승시킨 냉동사이클의 열교환장치에 관한 것이다.

종래의 냉동사이클장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기(1)와, 이 압축기(1)에서 유입되는 기체냉매를 액화시키는 열교환장치(2)와, 이 열교환장치(2)에서 유입된 액체 냉매를 저온저압의 기체액체의 혼합냉매로 변환시키는 모세관(8)과, 이 모세관(8)에서 유입된 냉매 중 액체 냉매가 증발하면서 주위로부터 열을 빼앗는 증발기(9)와 상기 각부를 연결하여 냉매가 흐르게 하는 냉매관(7)으로 구성된다.

그리고, 상기 열교환장치(2)는 냉각수가 저장되어 순환되는 용기(6)와, 상기 용기(6) 내부에 나선형으로 설치되어 그 내부에 냉매가 흐르는 열교환기(3)와, 상기 용기(6) 하부에 형성되어 냉각수가 유입되도록 하는 유입관(4a)과, 상기 용기 (6)상부에 형성되어 상기 냉각수를 외부로 토출시켜 냉매관(7)으로 연장시키는 토출관(4b)으로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래 냉동사이클장치는 기체상태의 냉매가 압축기(1)에서 고온고압으로 압축되어 열교환기(3)로 유입되고, 상기 열교환기(3)는 유입된 냉매가 가진 열을 외부로 방열하여 상기 냉매를 저온의 액냉매로 액화시킨다. 즉, 상기 냉매는 열교환장치(2)의 용기(6) 내부에 형성된 열교환기(3)를 통과하며, 이때 상기 용기(6) 내부에 흐르는 냉각수에 의해 냉각된다.

상기 냉각수는 용기(6) 하부에 형성된 유입관(4a)을 통하여 유입된 후 상기 열교환기(3)와 열교환되어 냉매를 냉각시키고 상부에 형성된 토출관(4b)을 통하여 외부로 토출된다.

이후, 모세관(8)은 상기 열교환기(3)에서 유입된 액화냉매를 저온저압의 기체액체 혼합냉매로 변환시킨 후 증발기(9)로 유출시킨다.

상기 증발기(9)는 모세관(8)에서 유입된 냉매 중 액체상태의 냉매를 증발시키면서 주위의 열을 빼앗아 온도를 냉각시킨다.

이때 상기 열교환장치의 방열과정을 도 2를 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 종래 냉동사이클 열교환장치의 단면도로서, 열교환장치(2)의 외형을 형성하며 내부에 나선형으로 형성된 열교환기(3) 및 냉각수가 저장되는 용기(6)와, 냉매가 흐르는 외부의 냉매관(7)으로부터 상기 열교환기(3)로 냉매를 유입하도록 용기(6) 상부에 형성된 냉매유입관(5a)과, 상기 용기(6) 하부에 형성되어 상기 열교환기(3)를 거쳐 방열된 냉매를 외부의 냉매관(7)으로 유출시키는 냉매유출관(5b)과, 상기 용기(6) 하단부에 형성되어 냉각수가 유입되는 유입관(4a)과, 상기 열교환기(3)에서 발생되는 열을 흡수한 냉각수를 외부로 토출시키는 토출관(4b)으로 구성된다.

이와 같은 구성으로 냉매는 용기(6) 상부에 형성된 냉매유입관(5a)으로 유입된 후 나선형으로 형성된 열교환기(3)를 거치면서 용기(6) 내부에 저장되어 흐르는 냉각수와 열교환되어 냉각된 후 상기 용기(6) 하부에 형성된 냉매유출관(5b)을 따라 외부 냉매관(7)으로 유출된다.

이때, 상기 냉각수는 용기(6) 하부에 형성된 유입관(4a)을 통하여 상기 용기(6) 내부로 유입된 후, 상기 열교환기(3)에서 발생하는 열을 흡수하여 데워지게 된다. 따라서, 열을 흡수하여 데워진 냉각수는 대류현상에 의해 상기 용기(6) 하부에서 상부로 이동되고 이때, 상부에 형성된 토출구(4b)를 통하여 외부로 배수되며 새로운 냉각수가 상기 유입관(4a)을 통하여 다시 용기(6)로 유입되는 과정이 반복되는 것이다.

이러한 냉각수 순환이 반복되면서 상기 열교환장치(2)에서는 열교환기(3)를 지나는 냉매의 열을 빼앗아 냉각시킴으로서 기체상태의 냉매가 액화되는 응축작용을 하게 된다.

상기와 같은 종래 냉동사이클의 열교환장치는 냉매의 열을 방열시켜 냉각시키는 과정에서 상기 냉각수의 대류현상에 따른 자연적인 물의 순환에만 의존함으로서, 그 냉각효율이 저하되어 냉동사이클의 응축효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출한 것으로서, 용기 내부에 설치된 열교환기를 냉각수를 이용하여 냉각시키되 상기 냉각수를 회전시켜 그 순환을 활발하게 함으로서, 냉각효과를 높임과 아울러 응축효율을 상승시킨 냉동사이클의 열교환장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 냉동사이클장치의 개략도.

도 2는 종래 냉동사이클의 열교환장치 단면도.

도 3은 본 고안의 일실시예를 보인 냉동사이클의 열교환장치 단면도.

도 4는 본 고안 열교환장치 저면에 형성된 회전원판의 평면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10-열교환장치,11-용기,

12-열교환기,20-교반수단,

21-회전원판,22-날개,

23-풀리,30-구동수단,

31-모터풀리,32-모터,

33-밸트.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 냉각수가 순환되는 용기와, 상기 용기 내부에 설치되고 중심부에 냉각수가 순환되는 통로를 갖는 열교환기와, 상기 용기 저면에 형성되어 냉각수를 강제 회전시켜 와류를 발생시키는 교반수단과, 그리고, 상기 교반수단을 회전 구동시키는 구동수단을 구비함을 특징으로 한다.

또한, 상기 교반수단은 다수의 날개가 형성된 회전원판과, 상기 회전원판 하부에 형성된 풀리로 구비됨을 다른 특징으로 한다.

그리고, 상기 구동수단은 회전력을 발생시키는 모터와, 상기 모터 일측에 형성된 모터풀리와 상기 풀리를 밸트로 연결하여 상기 회전원판을 회전시킴을 또 다른 특징으로 한다.

이하 본 고안의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안의 일실시예를 보인 냉동사이클 열교환장치의 단면도이고, 도 4는 본 고안 열교환장치 저면에 형성된 회전원판의 평면도로서, 열교환장치(10)의 외형을 구성하며 냉각수가 순환되어 내부에서 열교환이 이루어지는 용기(11)와, 상기 용기(11)내부에 설치되고 중심부에 냉각수가 순환되는 통로를 갖는 열교환기(12)와, 냉매가 흐르는 외부의 냉매관(미도시)으로부터 상기 열교환기(12)로 냉매를 유입하도록 용기(11) 상부에 형성된 냉매유입관(13)과, 상기 용기(11) 하부에 형성되어 상기 열교환기(12)를 거쳐 방열된 냉매를 외부로 유출시키는 냉매유출관(14)과, 상기 용기(11) 하단부에 형성되어 냉각수가 유입되는 유입관(16)과, 그리고, 상기 용기(11) 상단부에 형성되어 상기 열교환기(12)에서 발생되는 열을 흡수한 냉각수를 외부로 토출시키는 토출관(15)과, 상기 용기(11) 저면에 형성되어 냉각수를 강제 회전시켜 와류를 발생시키는 교반수단(20)과, 상기 교반수단(20)을 회전 구동시키는 구동수단(30)으로 구비된다.

또한, 상기 교반수단(20)은 다수의 날개(22)가 형성된 회전원판(21)과, 상기 회전원판(21) 하부에 형성된 풀리(23)가 설치되어 구성되고, 상기 구동수단(30)은 회전력을 발생시키는 모터(32)와, 상기 모터(32) 일측에 형성된 모터풀리(31)와 상기 풀리(23)를 밸트(33)로 연결 구성하여 상기 회전원판(21)을 회전시키도록 구성된다.

그리고, 상기 열교환기(12)는 중심부에 냉각수가 통과하도록 상기 용기(11) 내부에서 나선형으로 감겨져 설치됨이 바람직하다.

또한, 상기 구동수단(30)과 교반수단(20)은 밸트(33)로서 연결시켜 모터(32)회전에 따른 진동의 전달을 감쇄시키도록 구성함이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 냉동사이클장치를 순환하는 냉매는 고온고압의 상태로 상기 열교환장치(10)에 도달하게 된다.

이때, 냉매는 상기 용기(11) 상부에 형성된 냉매유입관(13)으로 유입되어 나선형으로 형성된 열교환기(12)를 거치면서 용기(11) 내부에 저장되어 흐르는 냉각수와 열교환되어 냉각된 후 상기 용기(11) 하부에 형성된 냉매유출관(14)을 따라 외부로 유출된다.

이때, 상기 냉각수는 용기(11) 하부에 형성된 유입관(16)을 통하여 상기 용기(11) 내부로 유입된 후 상기 열교환기(12)에서 발생하는 열을 흡수하여 데워지게 된다.

이후, 열을 흡수하여 데워진 냉각수는 대류현상에 의해 상기 용기(11) 상부로 이동되고 이때, 상부에 형성된 토출구(15)를 통하여 외부로 배출되며 새로운 냉각수가 상기 유입관(16)을 통하여 다시 용기(11)로 유입되는 과정이 반복되는 것이다.

이때, 냉각수의 열 전달계수는 상기 열교환기(12) 표면에서의 난류강도에 비례함으로, 본 고안에서 상기 냉각수는 상기 용기(11) 저면에 설치된 교반수단(20) 및 구동수단(30)에 의해 회전되어 강한 와류가 발생하여 더욱 그 냉각효과를 상승시키게 된다.

즉, 구동수단(30)의 모터(32)가 회전하게 되면, 이때의 회전력이 상기 모터풀리(31)에 연결된 밸트(33)를 통하여 교반수단(20)으로 전달된다. 그러나, 이때 발생하는 모터(32)의 진동은 상기 밸트(33)에 의해 감쇄되어 순수한 회전력만이 상기 교반수단(20)으로 전달된다.

상기 구동수단(30)에서 전달된 회전력은 교반수단(20)의 풀리(23)를 회전시키게 되고, 이에 따라 상기 용기(11)저면에 형성된 회전원판(21)이 회전하게 된다.

따라서, 상기 회전원판(21)에 형성된 다수의 날개(22)에 의해 열교환기(12) 중심부에 형성된 통로를 따라 강한 와류가 발생하게 되고, 이에 따라 상기 열교환기(12) 표면에 접촉되는 냉각수의 난류강도 또한 증가하여 냉각수와 냉매간의 열교환이 더욱 빠르게 일어나는 것이다.

이상의 설명은 본 고안의 일실시예에 불과하며 본 고안의 그 구성요지 범위 내에서 얼마든지 변경이 가능하다.

본 고안은 용기 내부에 설치된 열교환기를 냉각수를 이용하여 냉각시키되 상기 냉각수를 회전 강한 와류를 발생시켜 그 순환을 활발하게 함으로서, 냉각효과를 높임과 아울러 응축효율을 상승시키는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 냉각수가 순환되는 용기(11)와,

   상기 용기(11) 내부에 설치되고 중심부에 냉각수가 순환되는 통로를 갖는 열교환기(12)와,

   상기 용기(11) 저면에 형성되어 냉각수를 강제 회전시켜 와류를 발생시키는 교반수단(20)과,

   그리고, 상기 교반수단(20)을 회전 구동시키는 구동수단(30)을 구비함을 특징으로 하는 냉동사이클 열교환장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 교반수단(20)은 다수의 날개(22)가 형성된 회전원판(21)과,

   상기 회전원판(21) 하부에 형성된 풀리(23)로 구비됨을 특징으로 하는 냉동사이클 열교환장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 구동수단(30)은 회전력을 발생시키는 모터(32)와,

   상기 모터(32) 일측에 형성된 모터풀리(31)와 상기 풀리(23)를 밸트(33)로 연결하여 상기 회전원판(21)을 회전시킴을 특징으로 하는 냉동사이클 열교환장치.