KR20020084715A - 응축수받이를 갖춘 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 응축수의 용이한 배수를 위한 응축수받이를 갖춘 냉각장치에 관한 것으로, 응축수받이 표면의 수막형성을 통해 응축수의 용이한 배출이 이루어질 수 있도록 응축수받이 표면에 친수도료의 도포, 플라즈마에 의한 표면처리, 친수성 박막필름의 부착을 통한 친수층을 마련한 것이다.

Description

응축수받이를 갖춘 냉각장치{COOLING DEVICE WITH DRAIN PAN}

본 발명은 공기조화기나 냉장고와 같은 냉각장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 응축수의 용이한 배수를 위해 표면이 친수성을 띠도록 한 응축수받이를 갖춘 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기나 냉장고와 같은 냉각장치는 쾌적한 실내 환경을 조성하거나 저장물을 차갑게 보관하여 장기간 신선도를 유지할 수 있게 하는 장치로, 통상 공기를 냉각시켜 냉기를 만드는 증발기를 구비한다.

공기조화기의 경우는 증발기가 본체 내부의 실내공기 순환유로에 배치되어 순환하는 실내공기와 열교환을 통해 냉기를 생성시킬 수 있도록 되어 있고, 냉장고의 경우는 증발기가 본체 내부의 저장실을 순회하도록 마련된 냉기유로 중도에 배치되어 순환하는 공기를 냉각시킬 수 있도록 되어 있다.

또 이러한 냉각장치에는 열교환과정에서 증발기의 표면의 온도가 공기의 노점온도보다 떨어진 경우에 공기 중의 수분이 증발기의 표면에 결로(結露)하는 현상으로 인해 응축수가 생성되기 때문에, 증발기의 하부에 응축수를 모아서 배출하기 위한 응축수받이가 설치된다. 이때 공기조화기의 경우는 통상 상온에서 운전되므로 생성된 응축수가 응축수받이로 바로 흘러내리지만, 냉장고의 경우는 저온에서 운전되므로 응축수가 성에로 되었다가 추후 제상동작을 통해 응축수받이로 흘러내린다.

또한 응축수받이에는 흘러내린 응축수가 배출될 수 있도록 일측에 배수구가 형성되고, 이 배수구에는 냉각장치의 외부로 연장된 배수관이 연결된다. 그리고 응축수받이의 내면은 증발기로부터 낙하되는 응축수가 배수구 쪽으로 용이하게 배출될 수 있도록 약간의 경사를 구비하도록 되어 있다.

그런데 이러한 구성의 종래 냉각장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 응축수받이(1)의 상면에 낙하된 응축수(2)가 물분자 상호간의 인력에 의해 응축수받이(1)의 내면과 큰 접촉각(Θ₁)을 갖도록 둥글게 응집되는 현상으로 인해 응축수(2)의 배수가 원활하지 못한 문제가 있었다. 이러한 현상은 응축수받이(1)의 내면과 물분자 사이에 작용하는 부착력보다 물분자 상호간의 응집력이 클 때 나타나는데, 응축수(2)가 둥글게 뭉치려는 현상 때문에 응축수(2)가 배수구 쪽으로 곧바로 흐르지 못하고 응축수받이(1)의 표면에 머물게 됨으로써 응축수(2)의 배출이 원활하지 못하였다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 응축수받이의 내면이 친수성을 띠도록 하여 응축수의 낙하시 표면에 얇은 수막이 형성되도록 함으로써 응축수의 배수가 용이하도록 하는 응축수받이를 갖춘 냉각장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 응축수받이의 표면에 낙하된 응축수의 맺힘 상태를 보인 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 응축수받이가 적용된 냉각장치로, 통상의 공기조화기 구성을 보인 분해 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 냉각장치의 응축수받이 구성을 보인 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 응축수받이의 표면에 낙하된 응축수의 수막형성 상태를 보인 도면이다.

도 5는 본 발명에 따른 응축수받이의 다른 실시 예로, 응축수받이 표면에 낙하된 응축수의 수막형성상태를 보인 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10:본체, 17: 증발기,

30:응축수받이, 33: 친수층.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 증발기에서 생성된 응축수의 배출을 위한 응축수받이를 갖춘 냉각장치에 있어서, 상기 응축수받이의 표면의 수막형성을 통해 응축수의 용이한 배출이 이루어지도록 상기 응축수받이 표면에 친수층이 마련된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 친수층은 알카리규산염을 포함하는 친수성도료가 도포된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 친수층은 플라즈마 처리에 의해 상기 응축수받이 표면이 친수성을갖도록 개질된 친수피막인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 친수층은 플라즈마 처리에 의해 그 표면이 친수성을 갖도록 개질된 박막필름이 부착된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 여기서는 본 발명에 따른 응축수받이가 적용되는 여러 냉각장치 가운데 통상적인 공기조화기를 하나의 예로 하여 설명한다.

본 발명이 적용되는 공기조화기는 도 2에 도시된 바와 같이, 본체(10)의 골격을 형성하는 것으로, 상면과 양 측면이 일체로 구성된 상부케이스(11), 저면판(12), 그리고 전면패널(13), 후면패널(미도시)을 구비한다. 이때 본체(10)의 전면패널(13) 쪽이 건물의 실내 측에 배치되고, 후면패널 쪽이 건물의 실외 측에 배치된다.

실내 측의 전면패널(13)에는 실내공기의 흡입 및 토출을 위한 실내공기 흡입구(14)와 실내공기 토출구(15)가 형성되고, 실외 측의 상부케이스(11) 상면과 양측면에는 외기의 흡입을 위한 외기흡입구(16)가 형성된다. 그리고 도시하지는 않았지만 후면패널에 외기배출구가 형성된다.

또 전면패널(13)의 실내공기 흡입구(14) 내측에는 실내공기를 열교환 하여 냉기를 생성하기 위한 증발기(17)가 설치되고, 증발기(17)의 후방으로 실내공기의 흡입을 위한 증발기팬(18)이 설치된다. 그리고 증발기팬(18)의 주위에는 송풍되는 공기를 토출구(15) 쪽으로 안내하도록 유로를 형성하는 덕트(20)가 설치되며, 덕트(20)의 후방에는 본체(10)의 내부공간을 실내 측과 실외 측으로 구획하는 구획판(22)이 설치된다.

또한 증발기(17)의 후면과 상부에는 증발기(17)가 설치되는 공간과 토출되는 유로를 구획하도록 증발기(17)의 후면커버(23)와 상부커버(24)가 설치된다. 증발기(17)의 하부에는 증발기(17)에서 흘러내리는 응축수를 모아 배출하기 위한 응축수받이(30)가 설치된다. 그리고 본체(10)의 실외 측 내부에는 외기의 열교환 및 순환을 위한 응축기(25)와 응축기팬(26)이 설치되며, 구획판(22)과 인접하는 후방 쪽으로 증발기팬(18)과 응축기팬(26)을 구동시키는 모터(27)와, 순환하는 냉매를 고압으로 압축시키는 압축기(28)가 설치된다.

한편, 증발기 하부의 응축수받이(30)는 도 3에 도시된 바와 같이, 증발기(17)에서 흘러내리는 응축수가 모여서 배출될 수 있도록 테두리에 상부로 연장된 소정높이의 넘침방지턱(31)이 형성되고, 바닥면이 양단에서 중앙의 배수구(32) 쪽으로 기울어지게 형성된다.

이때 본 발명에 따른 응축수받이(30)는 도 4에 도시된 바와 같이, 증발기(17)로부터 응축수받이(30)로 낙하하는 응축수가 배수구(32) 쪽으로 용이하게 흘러갈 수 있도록 하기 위해 내면이 친수성이 큰 친수층(33)으로 된 것이 특징이다. 이는 응축수받이(30)의 내면이 친수성을 갖도록 하여 응축수와 응축수받이(30) 표면 사이의 부착력이 물분자 상호간의 응집력보다 커지도록 함으로써, 응축수가 낙하함과 동시에 응축수받이(30)의 내면에 얇게 확산되면서 수막(w)을 형성하도록 한 것이다. 즉 부착력이 응집력보다 커지도록 함으로써 응축수와 응축수받이(30) 사이의 접촉각(Θ₂)이 작아져 얇은 수막(w)을 형성하도록 한것이다. 그리고 이러한 수막(w)의 위로 응축수가 흐르도록 함으로써 응축수의 배수성이 높아지도록 한 것이다.

이를 위한 응축수받이(30)의 친수층(33)은 친수성을 발휘하는 것으로 알카리규산염(Silica)이나 콜로이달 실리카(Colloidal Silica) 등을 포함하는 친수성도료를 응축수받이(30)의 내면에 도포하여 구성할 수 있다. 또한 친수층(33)은 친수성을 띤 반응성가스에 응축수받이(30)를 노출시킨 상태에서 반응성가스를 플라즈마 처리하여 응축수받이(30) 표면에 개질된 친수피막이 형성되도록 할 수도 있고, 도 5에 도시된 바와 같이, 플라즈마 처리를 통해 표면이 친수성을 갖도록 제조된 박막필름(34)을 응축수받이(30)의 내면에 부착할 수도 있다.

다음은 이러한 구성의 본 발명에 따른 응축수받이를 갖춘 공기조화기의 동작 및 응축수의 배수동작을 설명한다.

압축기(28)가 구동되면 증발기(17)와 응축기(25)에 냉매의 순환이 이루어지고, 모터(27)가 구동되면 증발기팬(18)과 응축기팬(26)이 구동되면서 실내공기와 외기의 순환이 이루어진다. 이때 실내공기는 전면패널(13)의 실내공기 흡입구(14)를 통해 증발기(17) 쪽으로 유입되고, 증발기(17)와 열교환을 거쳐 냉기가 된 후, 다시 토출구(15)를 통해 실내공간으로 공급된다.

한편, 열교환이 이루어지는 과정에서 실내공기는 증발기(17)의 표면온도에 비하여 상대적으로 온도가 높고 다습한 상태이기 때문에, 공기 중에 포함된 수분이 증발기(17)의 표면에 응축된다. 그리고 증발기(17)의 표면에 생성된 응축수는 하부의 응축수받이(30)로 흘러내린다.

이때 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이, 응축수받이(30)의 내면이 친수성을 띠기 때문에 낙하하는 응축수가 응축수받이(30)의 내면에 퍼져 수막(w)을 형성하면서 응축수의 배수성을 높여준다. 이러한 현상은 친수층(33)에 의해 응축수와 응축수받이(30) 사이에 작용하는 부착력이 물분자 상호간에 작용하는 응집력보다 커지기 때문이다. 즉 응축수는 친수성에 의한 부착력 때문에 낙하와 동시에 응축수받이 내면에 얇게 확산되면서 수막(w)을 형성하고, 이러한 수막(w)의 위로 낙하하는 응축수가 이미 형성된 수막(w)의 위로 흐르기 때문에 응축수의 배출이 원활하게 이루어진다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 응축수받이를 갖는 냉각장치는 응축수받이의 내면의 친수층을 통해 응축수가 얇게 퍼지면서 수막을 형성하기 때문에 응축수의 배수성이 크게 향상되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 증발기에서 생성된 응축수의 배출을 위한 응축수받이를 갖춘 냉각장치에 있어서,

   상기 응축수받이 표면의 수막형성을 통해 응축수의 용이한 배출이 이루어지도록 상기 응축수받이 표면에 친수층이 마련된 응축수받이를 갖춘 냉각장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 친수층은 알카리규산염을 포함하는 친수성도료가 도포된 것을 특징으로 하는 응축수받이를 갖춘 냉각장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 친수층은 플라즈마 처리에 의해 상기 응축수받이 표면이 친수성을 갖도록 개질된 친수피막인 것을 특징으로 하는 응축수받이를 갖춘 냉각장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 친수층은 플라즈마 처리에 의해 그 표면이 친수성을 갖도록 개질된 박막필름이 부착된 것을 특징으로 하는 응축수받이를 갖춘 냉각장치.