KR20060111447A - 냉장 기구용 증발기 - Google Patents

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KR20060111447A
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Abstract

액상의 냉매 유체를 위한 유입구(11) 및 기상의 냉매 유체를 위한 유출구(12)를 구비하는 관을 포함하는 냉장 기구용 증발기로서, 상기 관(10)은 상기 관(10)의 유입구(11) 및 유출구(12) 사이에서 냉매 유체의 유속의 변화가 없는 상태로 상기 상이한 관 부분을 따라 보다 균일한 냉매 유체의 유속을 보장하도록 된 치수를 구비하는 직경이 상이한 직렬배치된 적어도 2개의 관 부분(10a, 10b)을 포함한다.
냉장고, 증발기, 냉매, 관, 직경

Description

냉장 기구용 증발기{EVAPORATOR FOR A REFRIGERATION APPLIANCE}
본 발명은 냉장기구용 증발기, 예를 들면 냉장고, 냉동고 및 기타 냉장기구의 냉각회로에 사용되는 증발기에 관한 것이다. 발명은 특히 냉매 유체를 강제 유동시키는 냉매관 조립체를 포함하는 증발기에 관한 것이다.
종래, 제2표면 또는 대기와의 열교환에 의해 증발기와 접촉하는 공기 또는 상기 증발기에 의해 냉각되는 주변에 저장된 장입물(load)을 냉각시키는 냉매 유체를 유도하기 위한 강철제, 알루미늄제, 동제 또는 플라스틱제의 냉매관을 사용하는 다수의 증발기가 공지되어 있다.
튜브-핀, 튜브-와이어, 및 튜브-플레이트 형식의 증발기와 같은 관을 이용하는 다수의 증발기 구조가 있다. 제조공정을 단순화하기 위해, 이들 증발기는 관의 직경을 일정하게 하여 제조된다. 관의 내부 영역은 관의 벽에 대한 냉매 유체의 마찰력 및 냉매 유체의 밀도 변화에 의해 증발기의 유입구 및 유출구 사이의 냉매 유체의 부하손실 즉 압력손실이 높아지지 않은 상태로 양호한 열교환이 가능하도록 구성된다.
어떤 증발기의 경우, 유입구에 위치하는 냉매 유체는 다량의 유체를 포함한다. 냉매 유체가 열을 흡수하면서 증발기를 통해 유동함에 따라, 상기 액체는 점차 증기로 변환되고, 냉매 유체가 차지하는 체적(비체적;specific volume)은 점차로 크게 증가된다. 유속을 유지하기 위해, 냉매 유체는 높은 유속으로 가속되며, 유속이 높아지면 부하손실이 커져서 시스템의 효율이 저하된다.
관의 직경을 일정하게 하는 경우, 관의 직경은 부하손실 및 성능손실의 양자를 최소화하도록 선택되어야 한다. 유속이 크게 증가하는 유동체 내에 존재하는 증기량이 최고가 되면 부하손실이 더욱 커지므로, 관직경을 일정하게 하면 저속으로 유동하는 액상의 냉매 유체의 상당 부분을 수용하는 증발기 부품의 치수가 과도하게 커지게 된다.
전술한 단점을 제거하기 위해, 본 발명의 목적은 저비용, 저 부하손실 및 양호한 성능을 가지는 증발기를 제공하는 것이다.
이들 목적 및 다른 목적들은 액상의 냉매 유체를 위한 유입구(11) 및 기상의 냉매 유체를 위한 유출구(12)를 구비하는 관을 포함하는 냉장 기구용 증발기로서, 상기 관(10)은 상기 관(10)의 유입구(11) 및 유출구(12) 사이에서 냉매 유체의 유속의 변화가 없는 상태로 상기 상이한 관 부분을 따라 보다 균일한 냉매 유체의 유속을 보장하도록 된 치수를 구비하는 직경이 상이한 직렬배치된 적어도 2개의 관 부분(10a, 10b)을 포함하는 냉장 기구용 증발기에 의해 달성된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따라 구성된 증발기의 관 배치의 도식도;
도 2는 직렬배치된 상이한 직경의 2개의 관의 천이영역의 일례의 확대 측면도; 및
도 3은 직렬배치된 상이한 직경의 2개의 관의 천이영역의 다른 일례의 확대 측면도이다.
제안된 목적에 부합하기 위해, 본 발명의 증발기는 액상의 냉매 유체의 유입구(11) 및 기상의 냉매 유체의 유출구(12)를 구비하는 관(10)을 구비한다. 증발기가 설치되는 냉장 시스템으로부터 냉매 유체를 유도하기 위해, 상기 관(10)은 직경이 다른 적어도 2개의 관 부분(10a, 10b)을 직렬 연결하여 형성한다. 상기 서로 다른 관의 직경은 관(10)의 유입구(11) 및 유출구(12) 사이에서 냉매 유체의 유속이 변화하지 않고 상기 상이한 관 부분을 따라 균일한 유속이 보장되도록 결정된다.
상기 각 관 부분(10a, 10b)의 직경은 냉매 유체가 증발기의 관(10)의 유입구(11)로부터 유출구(12)로 유동함에 따라 관 직경이 점차 증가하도록 결정된다.
본 발명에 따르면, 직경이 다른 관이 직렬로 배치된 상기 양 관 부분(10a, 10b) 사이의 연결부는 천이영역(20)으로 이루어지며, 이 천이영역의 직경은 양 관 부분(10a, 10b) 사이에서 변화한다.
일 실시예에 있어서, 적어도 하나의 천이영역(20)은 양 관 부분(10a, 10b) 사이에서 점차적으로 변화하는 직경을 가진다. 이것은 도 2에 도시된 것으로서, 적어도 하나의 천이영역(20)은 대체로 원뿔대형으로 이루어져 있다.
도 3에 도시된 다른 실시예에 있어서, 적어도 하나의 천이영역은 양 관 부분 (10a, 10b)의 축선에 대해 직각으로 배치된 환형 관 부분으로 구성되며, 이 환형 관 부분은 예로써 양 관 부분(10a, 10b) 사이에서 직경이 급격히 변화된다.
증발기의 구조에 직경이 상이한 2개 이상의 관 부분을 설치하면 증발기의 제조비용을 저감할 수 있고, 증발기의 성능을 개선할 수 있다.
본 발명에 따르면, 증발기의 내용적을 감소시킴으로써 시스템의 냉매 유체량을 저감시킬 수 있고, 증발기의 초기 영역 내의 냉매 유체의 유속을 적절히 증가시킴으로써 부하손실을 증가시키지 않고도 열전달을 향상시킬 수 있고, 시스템 전체의 성능을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 관(10)의 유입구로부터 증발기의 회로의 50%를 차지하는 상기 양 관 부분(10a, 10b) 중의 하나는 예로써 약 5.3mm의 작은 내경을 가지며, 관(10)의 유출구(12)의 영역에 배치된 관 부분(10b)은 6mm의 내경을 가진다.
다른 실시예(도시 생략)에 있어서, 관(10)의 유입구(11) 부근의 관 부분(10a)의 전방에 이 관 부분(10a)의 내경보다 작은 내경을 가지고 냉매 회로의 유입 영역의 30% 이하를 차지하는 다른 관 부분이 접속된다.
전술한 복수의 실시예에 있어서, 직경이 상이한 관 부분(10a, 10b) 사이의 연결부, 또는 이들 관 부분과 천이영역(20) 사이의 연결부는 용접, 납접(brazing), 또는 다른 기계적인 접합방법을 이용하여 형성한다.
상기 발명 개념은 관을 형성하는 관 부분들의 직경을 변화시키고, 냉매 유체가 냉매 회로를 따라 진행하여 액상으로부터 기상으로 상변화됨에 따라 관의 직경을 증가시킴으로써, 튜브-핀, 튜브-와이어 및 튜브-플레이트 형식의 증발기와 같은 다양한 증발기 구조에 이용할 수 있다. 상기 제안된 구조는 무결빙 형식의 냉장 기구에 적용되는 증발기에 특히 유리하다.

Claims (6)

  1. 액상의 냉매 유체를 위한 유입구(11) 및 기상의 냉매 유체를 위한 유출구(12)를 구비하는 관을 포함하는 냉장 기구용 증발기에 있어서, 상기 관(10)은 상기 관(10)의 유입구(11) 및 유출구(12) 사이에서 냉매 유체의 유속의 변화가 없는 상태로 상기 상이한 관 부분을 따라 보다 균일한 냉매 유체의 유속을 보장하도록 된 치수를 구비하는 직경이 상이한 직렬배치된 적어도 2개의 관 부분(10a, 10b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 기구용 증발기.
  2. 제1항에 있어서, 상이한 직경의 직렬배치된 2개의 관 부분(10a, 10b)을 연결하는 천이영역(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 기구용 증발기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 천이영역(20)은 이 천이영역이 연결되는 상기 관 부분(10a, 10b)의 직경 사이에서 변화하는 직경을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉장 기구용 증발기.
  4. 제2항에 있어서, 상기 천이영역(20)은 점차 변화하는 직경을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉장 기구용 증발기.
  5. 제2항에 있어서, 상기 천이영역(20)은 대체로 원뿔대형인 것을 특징으로 하 는 냉장 기구용 증발기.
  6. 제2항에 있어서, 상기 천이영역(20)은 이 천이영역이 연결되는 상기 관 부분(10a, 10b)의 축선에 대해 직각으로 배치된 환형 관 부분인 것을 특징으로 하는 냉장 기구용 증발기.
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