KR20050047850A - 냉동 사이클을 이용한 건조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기가 예냉된 후 증발기로 송풍되게 하고, 증발기를 통과한 공기가 예열된 후 응축기로 송풍되게 하여, 건조 효율을 높이거나 압축기 구동에 필요한 소비 전력을 낮출 수 있는 냉동 사이클을 이용한 건조장치에 관한 것으로서, 냉매를 압축시키는 압축기와; 상기 압축기에서 압축된 냉매가 발열되어 응축되는 응축기와; 상기 응축기에서 응축된 냉매가 팽창되는 팽창기구와; 상기 팽창기구에서 팽창된 냉매가 흡열되어 응축되는 증발기와; 피건조실의 공기가 상기 증발기와 응축기를 차례로 통과하도록 송풍시키는 송풍기와; 상기 증발기로 송풍되는 공기가 예냉되는 쿨러와; 상기 응축기로 송풍되는 공기가 예열되는 히터와; 상기 쿨러와 히터에 연결된 전열부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

냉동 사이클을 이용한 건조 장치{Dryer using cooling cycle}

본 발명은 실내 또는 세탁물 등을 냉동 사이클을 이용하여 건조시키는 건조 장치에 관한 것으로서, 특히 공기를 예냉시켜 증발기를 통하도록 하고, 증발기를 통과한 공기를 예열시켜 응축기를 통하도록 한 냉동 사이클을 이용한 건조장치에 관한 것이다.

일반적으로 냉동 사이클을 이용한 건조장치는 실내를 제습하여 건조시키는 제습기와, 드럼 내의 세탁물을 건조시키는 건조기 등이 있다.

상기한 냉동 사이클을 이용한 건조장치는 냉매를 압축시키는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매가 주변과 열교환되어 응축되는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 냉매가 팽창되는 팽창기구와, 상기 팽창기구에서 팽창된 냉매가 주변과 열교환되어 증발되는 증발기와, 실내 또는 드럼 내의 공기가 상기 증발기와 응축기를 차례로 통과하도록 송풍시키는 송풍기를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 건조장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 압축기의 구동시 고온 고압의 기체 냉매가 압축기에서 배출되고, 배출된 고온 고압의 기체 냉매는 상기 응축기를 통과하면서 주변으로 방열되어 중온 고압의 액체 냉매로 응축되고, 응축된 냉매는 상기 팽창기구를 통과하면서 저온 저압으로 감압되고, 감압된 저온 저압의 액체 냉매는 상기 증발기를 통과하면서 주변으로부터 흡열되어 저온 저압의 기체 냉매로 증발된 후 상기 압축기로 순환된다.

한편, 상기와 같은 압축기의 구동 및 냉매의 순환이 이루어질 때 상기 송풍기가 구동되면, 실내 또는 드럼 내의 공기는 저온 상태의 증발기를 통과하면서 저온 저습으로 변하고, 이후 고온 상태의 응축기를 통과하면서 고온 저습으로 변한 후 실내 또는 드럼 내부로 송풍된다.

그러나, 종래 기술에 따른 냉동 사이클을 이용한 건조장치는 실내 또는 드럼에서 송풍된 공기가 상기 증발기에 의해 저온 저습의 공기로 냉각되고, 상기 응축기에 의해 고온 저습의 공기로 승온되므로, 상기 압축기의 압축 능력에 의해서만 건조 능력이 결정되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 공기가 예냉된 후 증발기로 송풍되게 하고, 증발기를 통과한 공기가 예열된 후 응축기로 송풍되게 하여, 건조 효율을 높이거나 압축기 구동에 필요한 소비 전력을 낮출 수 있는 냉동 사이클을 이용한 건조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 냉동 사이클을 이용한 건조 장치는 냉매를 압축시키는 압축기와; 상기 압축기에서 압축된 냉매가 발열되어 응축되는 응축기와; 상기 응축기에서 응축된 냉매가 팽창되는 팽창기구와; 상기 팽창기구에서 팽창된 냉매가 흡열되어 응축되는 증발기와; 피건조실의 공기가 상기 증발기와 응축기를 차례로 통과하도록 송풍시키는 송풍기와; 상기 증발기로 송풍되는 공기가 예냉되는 쿨러와; 상기 응축기로 송풍되는 공기가 예열되는 히터와; 상기 쿨러와 히터에 연결된 전열부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 쿨러는 공기가 송풍되는 유로 중에서 상기 증발기의 전방에 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 쿨러는 상기 증발기와 나란하게 배치되고 공기가 통과하는 통공이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 히터는 공기가 송풍되는 유로 중에서 상기 응축기의 전방에 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 히터는 상기 응축기와 나란하게 배치되고 공기가 통과하는 통공이 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 냉동 사이클을 이용한 건조 장치의 일실시예가 도시된 개략도이다.

본 실시예에 따른 냉동 사이클을 이용한 건조 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축시키는 압축기(2)와, 상기 압축기(2)에서 압축된 냉매가 발열되어 응축되는 응축기(4)와, 상기 응축기에서 응축된 냉매가 팽창되는 팽창기구(6)와, 상기 팽창기구(6)에서 팽창된 냉매가 흡열되어 응축되는 증발기(8)와, 피건조실(D)의 공기가 상기 증발기(8)와 응축기(4)를 차례로 통과하도록 송풍시키는 송풍기(10)와, 상기 증발기(8)로 송풍되는 공기를 예냉시키는 쿨러(12)와; 상기 응축기(4)로 송풍되는 공기를 예열시키는 히터(14)와, 상기 쿨러(12)와 히터(14)에 연결된 전열부재(16)를 포함하여 구성된다.

상기 압축기(2)에는 상기 증발기(8)를 통과한 냉매가 압축되기 위해 흡입되는 흡입배관(18)과, 압축된 냉매가 배출되는 배출배관(20)이 연결된다.

상기 흡입배관(18)에는 상기 증발기에서 미처 증발되지 못한 액냉매가 담겨지고 기체 냉매가 통과하는 어큐물레이터(19)가 장착된다.

상기 배출배관(20)은 상기 응축기(4)와 연결된다.

상기 응축기(4)는 상기 배출배관(20)과 연결되고 내부에 냉매가 통과하는 냉매관과, 상기 냉매관에 연결된 핀으로 구성된다.

상기 응축기(4)는 상기 팽창기구(6)와 제 1 팽창기구 연결배관(22)으로 연결된다.

상기 팽창기구(6)는 상기 증발기(8)와 제 2 팽창기구 연결배관(24)으로 연결된다.

상기 팽창기구(6)는 상기 제 1 팽창기구 연결배관(22) 및 제 2 팽창기구 연결배관(24) 보다 내경이 축소된 모세관으로 이루어지거나, 솔레노이드에 의해 유로가 가변되어 용량이 조절될 수 있는 전자 팽창 밸브(LEV)로 이루어진다.

상기 증발기(8)는 내부에 냉매가 통과하는 냉매관과, 상기 냉매관에 연결된 핀으로 구성된다.

상기 송풍기(10)는 모터(10a)와, 상기 모터(10a)의 회전축이 축설된 팬(10b)으로 구성된다.

상기 전열부재(16)는 상기 쿨러(12)와 히터(14) 사이의 열 이동 통로로서 높은 열전도 특성을 갖는 히트 파이프이다.

즉, 상기 전열 부재(16)는 상기 쿨러(12) 및 히터(14)와 온도가 거의 동일하고, 상기 응축기(4) 보다 온도가 낮으며, 상기 증발기(8) 보다 그 온도가 높게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 냉동 사이클을 이용한 건조 장치의 일실시예가 도시된 단면도이다.

상기 쿨러(12)는 공기가 송풍되는 유로 중에서 상기 증발기(8)의 전방에 설치된다.

상기 쿨러(12)는 상기 증발기(8)와 나란하게 배치되고 공기가 통과하는 통공이 형성된다.

상기 히터(14)는 공기가 송풍되는 유로 중에서 상기 응축기(4)의 전방에 설치된다.

상기 히터(14)는 상기 응축기(4)와 나란하게 배치되고 공기가 통과하는 통공이 형성된다.

한편, 상기 냉동 사이클 장치를 이용한 건조 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 실내의 공기가 흡입되는 흡입홀(30a)과 건조된 공기가 실내로 토출되는 토출홀(30b)이 형성된 케이싱(30)과, 상기 증발기(8)의 표면에서 생성되어 낙하되는 응축수를 받도록 상기 케이싱(30) 내측에 수평하게 배치된 드레인팬(36)과, 상기 드레인팬(36)에 낙하된 응축수가 배수되도록 모이는 버킷(38)과, 상기 드레인팬(36)을 지지함과 아울러 상기 케이싱(30)의 내측 하부를 압축기 수용 공간과 버킷 수용 공간으로 구획하는 베리어(40)를 더 포함하여 구성된다.

상기 케이싱(30)은 베이스(31)와, 상기 베이스(31)의 상측에 배치되고 상기 흡입홀(30a)이 형성되며 전면 및 하면이 개방된 캐비닛(32)과, 상기 캐비닛(32)의 전면에 배치되고 상기 토출홀(30b)이 형성되며 전면 패널(33)로 구성된다.

상기 전면 패널(33)은 전면 하부에 상기 버킷(38)이 출입되기 위한 출입홀이 형성된다.

미설명 부호 34는 상기 증발기(8) 및 응축기(4)와 열교환된 공기가 통과하는 오리피스이고, 미설명 부호 36은 상기 송풍기(10)를 에워싸는 팬 하우징이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 압축기(2)가 구동되면, 상기 압축기(2)에서는 고온 고압의 기체 냉매가 배출되고, 배출된 고온 고압의 기체 냉매는 상기 응축기(4)를 통과하면서 주변으로 방열되어 중온 고압의 액체 냉매로 응축되고, 응축된 냉매는 상기 팽창기구(6)를 통과하면서 저온 저압으로 감압되고, 감압된 저온 저압의 액체 냉매는 상기 증발기(8)를 통과하면서 주변으로부터 흡열되어 저온 저압의 기체 냉매로 증발된 후 상기 압축기(2)로 순환된다.

한편, 상기와 같은 압축기(2)의 구동 및 냉매의 순환이 이루어질 때 상기 송풍기(10)가 구동되면, 실내의 공기는 상기 쿨러(12)에 의해 냉각되어 중온 고습의 공기로 변하고, 상기 증발기(8)와 열교환되어 공기 중의 수증기가 증발기에 응축되면서 저온 저습의 공기로 변한다.

상기 증발기(8)에 의해 제습된 저온 저습의 공기는 상기 히터(14)에 의해 가열되어 중온 저습의 공기로 변하고, 상기 응축기(4)와 열교환되어 승온된 후 저습의 상태로 실내로 토출된다.

도 3은 본 발명에 따른 냉동 사이클을 이용한 건조 장치의 다른 실시예가 도시된 단면도이다.

본 실시예에 따른 냉동 사이클을 이용한 건조 장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 외관을 형성하는 케이싱(50)의 전면에 세탁물(m)이 출입될 수 있도록 출입홀(51)이 형성되고, 상기 출입홀(51)을 개폐함과 아울러 세탁수 및 세탁물의 유출을 막는 도어(52)가 장착된다.

상기 케이싱(50)의 내측에는 세탁수가 담겨지기 위한 터브(60)가 스프링(61a) 및 댐퍼(61b)에 의해 완충 가능하게 지지된다.

상기 터브(60)는 정면측에 세탁물(m)이 출입될 수 있도록 출입홀(62)이 형성되고, 상부 일측에 상기 터브(60) 내로 세탁수를 공급하기 위한 급수장치(63)가 연결되며, 하부 일측에 상기 터브(60) 내의 세탁수를 배수하기 위한 배수장치(64)가 배치된다.

또한, 상기 터브(60)는 상기 케이싱(50) 또는 도어(52)와의 사이로 세탁수 또는 세탁물(m)이 유출되지 않도록 상기 케이싱(50) 또는 도어(52)와 밀착되는 개스킷(65)이 상기 출입홀(63)의 전방 둘레에 배치된다.

그리고, 상기 터브(60)의 내측에는 세탁물(m)이 수용되어 세탁물(m)의 세탁, 헹굼, 탈수, 건조가 이루어지는 드럼(70)이 회동 가능하게 위치되고, 상기 터브(60)의 배면에는 상기 드럼(70)을 지지함과 아울러 상기 드럼(70)을 회동시키는 드럼 모터(72)가 장착된다.

상기 드럼(70)은 상기 케이싱(50) 및 터브(60)의 출입홀(51,63)의 후방에 세탁물(m)이 출입되기 위한 출입홀(73)이 형성되고, 둘레 또는 배면부에 물 또는 공기가 유출입될 수 있도록 통공(74)이 형성되며, 내둘레면에 수용된 세탁물(m)을 들어올렸다가 낙하시키도록 리프터(75)가 장착된다.

상기 드럼 모터(72)는 전류 인가시 회동되는 샤프트(72a)가 상기 터브(60)의 배면을 관통하여 수평 또는 경사지게 배치된다.

또한, 상기 냉동 사이클을 이용한 건조 장치는 상기 터브(60) 내의 공기가 순환되도록 형성된 순환 유로(80)와, 상기 터브(60) 내의 공기가 상기 순환 유로(80)와 터브(60) 내로 순환하도록 송풍시키는 송풍팬(90) 및 송풍모터(91)와, 냉매를 압축하는 압축기(100)와, 상기 압축기(100)에서 압축된 냉매가 상기 순환 유로(80)를 통과하는 공기와 열교환되어 응축되도록 상기 순환 유로(80) 일측에 설치된 응축기(110)와, 상기 응축기(110)에서 응축된 냉매가 팽창되는 팽창기구(120)와, 상기 팽창기구(120)에서 팽창된 냉매가 상기 순환 유로(80)를 통과하는 공기와 열교환되어 증발되고 상기 순환 유로(80)를 통과하는 공기 중의 수분이 응축될 수 있도록 상기 순환 유로(80) 타측에 설치된 증발기(130)와, 상기 증발기(130)로 송풍되는 공기를 예냉시키는 쿨러(140)와; 상기 응축기(110))로 송풍되는 공기를 예열시키는 히터(150)와, 상기 쿨러(140)와 히터(150)에 연결된 전열부재(160)를 포함하여 구성된다.

상기 순환 유로(80)는 일단이 상기 개스킷(65)의 일측 또는 터브(60)의 전방부 일측과 연통되고 타단이 상기 증발기(130)의 전방에 배치되는 제 1 순환 덕트(82)와, 일단이 상기 응축기(110)의 후방에 배치되고 타단이 상기 터브(60)의 후방부 일측과 연통되는 제 2 순환 덕트(84)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 순환 유로(80)는 순환 공기의 송풍 효율을 고려하여 상기 냉동 사이클 장치 중 일부가 수용되는 별도의 수용부가 형성됨이 바람직하다.

즉, 상기 순환 유로(80)는 상기 제 1 순환 덕트(82)와 제 2 순환 덕트(84)의 각각이 연통되고 내부에 상기 냉동 사이클 장치 중 일부가 수용되는 건조 덕트(86)를 더 포함하여 구성됨이 바람직하다.

상기 압축기(100)는 상기 증발기(130)를 통과한 냉매가 유입되는 흡입배관(101)과, 압축된 고온 고압의 냉매를 상기 응축기(110)로 안내하는 토출배관(102)이 연결된다.

미설명 부호 170은 상기 증발기(130) 표면에 응축되어 낙하되는 응축수를 받을 수 있도록 상기 증발기(130)의 하측에 배치된 드레인팬(140)이고, 미설명 부호 172는 상기 드레인팬(140)에 연결되고 상기 케이싱(50)의 외부로 연장되게 배치된 드레인 호스이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 드럼 모터(72)가 구동되면, 상기 드럼(70)은 회전되어 피건조물(m)을 들어올렸다가 낙하시킨다.

그리고, 상기 압축기(100)가 구동되면, 상기 압축기(100)에서는 고온 고압의 기체 냉매가 토출되고, 토출된 고온 고압의 기체 냉매는 상기 응축기(110)를 통과하면서 순환 공기와 열교환되어 응축되며, 응축된 중온 고압의 액체 냉매는 상기 팽창기구(120)를 통과하면서 저온 저압의 액체 냉매로 팽창되고, 팽창된 저온 저압의 액체 냉매는 상기 증발기(130)를 통과하면서 순환 공기와 열교환되어 증발되며, 증발된 저온 저압의 기체 냉매는 다시 상기 압축기(100)로 순환되어 냉동 사이클을 형성한다.

한편, 상기와 같이 드럼 모터(72) 및 압축기(100)가 구동될 때 상기 송풍모터(92)가 구동되면, 상기 송풍팬(90)은 회전되어 상기 터브(60) 및 드럼(70)의 내측과 순환 유로(80)에 송풍력을 발생시킨다.

상기 터브(60) 및 드럼(70) 내측의 공기는 상기 제 1 순환 덕트(82)로 송풍되고, 상기 쿨러(140)에 의해 냉각되어 중온 고습의 공기로 변하고, 상기 증발기(130)와 열교환되어 공기 중의 수증기가 증발기(130)에 응축되면서 저온 저습의 공기로 변한다. 상기 증발기(130)를 통과한 저온 저습의 공기는 상기 히터(150)에 의해 가열되어 중온 저습의 공기로 변하고, 상기 응축기(110)와 열교환되어 승온된 후 상기 제 2 순환 덕트(84)를 통과하여 상기 터브(60)의 내부로 순환된다.

상기 터브(60)의 내부로 송풍된 저습의 공기는 상기 드럼(70) 내측의 세탁물(m)과 접촉하면서 세탁물(m)을 건조시킨다.

한편, 상기 세탁물(m)과 접촉된 공기는 다습 공기로 변하게 되고, 상기 쿨러(140)와 증발기(130)와 히터(150)와 응축기(110)를 차례로 통과하면서 다시 저습의 공기로 변하며, 상기와 같은 세탁물(m)의 건조를 반복한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 다른 냉동 사이클을 이용한 건조 장치는 공기가 쿨러에 의해 예냉된 후 증발기를 통과하고, 상기 증발기를 통과한 공기가 히터에 의해 예열된 후 응축기를 통과하며, 쿨러와 히터가 전열부재에 의해 냉각/가열됨에 따라 상기 쿨러와 증발기와 히터와 응축기를 통과하는 공기의 건조 성능이 향상되거나, 압축기 구동에 필요한 소비 전력이 저감될 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 냉동 사이클을 이용한 건조 장치의 일실시예가 도시된 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 냉동 사이클을 이용한 건조 장치의 일실시예가 도시된 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 냉동 사이클을 이용한 건조 장치의 다른 실시예가 도시된 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

2: 압축기 4: 응축기

6: 팽창기구 8: 증발기

10: 송풍기 12: 쿨러

14: 히터 16: 전열부재

90: 송풍팬 100: 압축기

110: 응축기 120: 팽창기구

130: 증발기 140: 쿨러

150: 히터 160: 전열부재

Claims (5)

1. 냉매를 압축시키는 압축기와; 상기 압축기에서 압축된 냉매가 발열되어 응축되는 응축기와; 상기 응축기에서 응축된 냉매가 팽창되는 팽창기구와; 상기 팽창기구에서 팽창된 냉매가 흡열되어 응축되는 증발기와; 피건조실의 공기가 상기 증발기와 응축기를 차례로 통과하도록 송풍시키는 송풍기와; 상기 증발기로 송풍되는 공기가 예냉되는 쿨러와; 상기 응축기로 송풍되는 공기가 예열되는 히터와; 상기 쿨러와 히터에 연결된 전열부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 냉동 사이클을 이용한 건조 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 쿨러는 공기가 송풍되는 유로 중에서 상기 증발기의 전방에 설치된 것을 특징으로 하는 냉동 사이클을 이용한 건조 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 쿨러는 상기 증발기와 나란하게 배치되고 공기가 통과하는 통공이 형성된 것을 특징으로 하는 냉동 사이클을 이용한 건조 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 히터는 공기가 송풍되는 유로 중에서 상기 응축기의 전방에 설치된 것을 특징으로 하는 냉동 사이클을 이용한 건조 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 히터는 상기 응축기와 나란하게 배치되고 공기가 통과하는 통공이 형성된 것을 특징으로 하는 냉동 사이클을 이용한 건조 장치.