KR20080004857A - 리시버 드라이어가 장착된 응축기 - Google Patents

리시버 드라이어가 장착된 응축기 Download PDF

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KR20080004857A
KR20080004857A KR1020060063705A KR20060063705A KR20080004857A KR 20080004857 A KR20080004857 A KR 20080004857A KR 1020060063705 A KR1020060063705 A KR 1020060063705A KR 20060063705 A KR20060063705 A KR 20060063705A KR 20080004857 A KR20080004857 A KR 20080004857A
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Abstract

본 발명은 리시버 드라이어가 장착된 응축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 리시버 드라이어에 유입되는 냉매를 감압되도록 하고 냉매의 냉각효율을 향상시키도록 하는 리시버 드라이어가 장착된 응축기에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명에 의한 리시버 드라이어가 장착된 응축기는, 수평으로 평행하게 적층되어 배치되는 다수의 튜브와, 상기 튜브의 양단에 접합되어 연통되고 상기 튜브와 함께 냉매가 이동되는 유로가 형성되어 냉각과정을 거치도록 하되 상기 유로를 통하여 지그재그 형태로 냉매가 이동되도록 교호적으로 내부에 배치된 복수개의 배플로 복수개의 분할실로 구획되는 제 1,2탱크와, 상기 제 1 탱크 또는 제 2 탱크에 구비되어 냉매가 유입 또는 유출되는 유입구 및 유출구와, 상기 제 1 탱크 또는 제 2 탱크와 연통되고 상기 제 1 탱크 또는 제 2 탱크로 이동된 냉매가 유입되며 이물질을 제거하여 냉매를 배출하는 리시버 드라이어와, 상기 리시버 드라이어의 유입구 내측 하부의 내벽에 접합되어 유입되는 냉매의 유입압력을 감압시키는 제 1 감압배플을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명은 냉매가 리시버 드라이어에 설치된 제 1 감압배플에 의해 감압되도록 하여 응축기를 거쳐 응축될 냉매가 압축기에 의해 압축될 때 압축기의 일량을 줄이도록 함으로써 냉동사이클의 성능을 향상시킬 수 있으며, 리시버 드라이어에 의해 감압된 액상의 냉매를 최종유로에서 최종 냉각되도록 하고, 감압된 액기상의 냉매를 냉각과정을 더 거친 후에 배출되도록 함으로써 냉각효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
리시버 드라이어, 제 1 감압배플, 액상, 액기상, 냉매, 혼합, 유로, 응축기

Description

리시버 드라이어가 장착된 응축기{Condensor with Receiver Dryer}
도 1과 도 2는 종래의 감압패스 구조를 갖는 응축기를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 의한 리시버 드라이어가 장착된 응축기를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 리시버 드라이어가 장착된 응축기를 나타낸 부분 단면 사시도.
도 5는 본 발명에 의한 응축기 내에서의 냉매이동경로를 나타낸 도면.
도 6은 종래의 응축기와 본 발명에 의한 응축기의 성능비교를 위한 p-h 선도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
10: 튜브
20: 제 1 탱크
21: 유입구 22: 유출구
23,24,25: 배플
30: 제 2 탱크
31,32,33: 배플
40: 유로
50: 리시버 드라이어
51: 제 1 감압배플
본 발명은 리시버 드라이어가 장착된 응축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리시버 드라이어에 유입되는 냉매를 감압되도록 하고 냉매의 냉각효율을 향상시키도록 하는 리시버 드라이어가 장착된 응축기에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이, 응축기는 기화된 냉매를 냉각시켜 응축시키며, 리시버 드라이어는 이물질을 제거하여 냉매를 배출하는 역할을 한다.
응축기는 압축기로부터 압축된 기체 냉매가 유입되어 냉각됨으로써 응축되게 되는데, 냉각과정에서 냉매가 전부 액화되기 어려우므로 리시버 드라이어를 이용하여 이물질을 제거하여 액화된 냉매를 배출하게 된다.
상기 리시버 드라이어를 거쳐 배출된 액화된 냉매를 더 냉각시키게 되면 우수한 냉동능력을 얻을 수 있게 된다.
이러한 구성을 갖는 종래 응축기의 일예로는 일본특허공개 특개평6-50615호(발명의 명칭: 냉동사이클)가 개시된 바 있으며, 이를 도 1과 도 2에 도시하였다.
상기 냉동사이클은, 컴프레서(110)로부터 토출되는 냉매를 응축시킨 열교환기(120)와, 이 열교환기(120)로부터 액 냉매가 유입되는 수액기(150)를 구비한 냉 동사이클에 있어서, 상기 열교환기(120)를 응축부(130)와 서브 쿨(Sub Cool)부(160)를 통하여 냉매를 서브쿨 상태에 냉각하도록 구성하는 것과 동시에, 상기 응축부(130)로부터 상기 수액기의 냉매 통로에 고정 스로틀부(140)를 설치한 것에 의해 상기 응축부(130)의 하류측 영역에 냉매 유량에 따라 면적 비율이 변화하는 서브 쿨 영역을 발생시키도록 구성한 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 냉동사이클은 컴프레셔(110)에서 토출된 냉매를 응축부(130)에서 1차 응축되도록 하고, 1차 응축된 냉매를 수액기(150)에서 액상의 냉매만을 배출하도록 하여 서브 쿨(Sub Cool)부(160)에서 과냉되도록 한 것이다.
상기 냉동사이클은 수액기(150) 내에서 액상과 액기상으로 존재하는 냉매를 분리하게 되는데 응축부(130)에서 공급되는 냉매의 양이 많게 되면 냉매를 모두 액상으로 분리하여 배출하는데 문제점이 발생되므로 냉매의 양을 조절하여 수액기(150)로 공급하도록 하는 고정 스로틀부(140)의 구성을 채택하여 이를 조절하도록 되어 있다. 또한, 이러한 고정 스로틀부(140)의 개폐량에 의해 수액기(150)로 공급되는 냉매의 압력을 조절하는 역할도 수행하게 된다.
상기 냉동사이클은 고정 스로틀부(140)의 자동으로 개폐량을 조절하는 구성을 채택하여야 하므로 구조가 복잡한 문제점이 있다. 또한, 수액기에서 액상과 기상으로 냉매를 완전히 분리하기가 어려워 수액기에서 스브 쿨(Sub cool)부(160)로 배출되는 냉매에 기상의 냉매가 섞여 배출되게 되어 냉매의 냉각효율이 저하되게 되며, 결국 냉동성능을 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 리시버 드라이어에 유입되는 냉매를 감압되도록 함과 동시에, 액상 및 액기상의 냉매를 분리하여 모두 냉각되도록 함으로써 냉매의 냉각효율을 향상시키도록 하는 리시버 드라이어가 장착된 응축기를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 리시버 드라이어가 장착된 응축기는 수평으로 평행하게 적층되어 배치되는 다수의 튜브와, 상기 튜브의 양단에 접합되어 연통되고 상기 튜브와 함께 냉매가 이동되는 유로가 형성되어 냉각과정을 거치도록 하되 상기 유로를 통하여 지그재그 형태로 냉매가 이동되도록 교호적으로 내부에 배치된 복수개의 배플로 복수개의 분할실로 구획되는 제 1,2탱크와, 상기 제 1 탱크 또는 제 2 탱크에 구비되어 냉매가 유입 또는 유출되는 유입구 및 유출구와, 상기 제 1 탱크 또는 제 2 탱크와 연통되고 상기 제 1 탱크 또는 제 2 탱크로 이동된 냉매가 유입되며 이물질을 제거하여 냉매를 배출하는 리시버 드라이어와, 상기 리시버 드라이어의 유입구 내측 하부의 내벽에 접합되어 유입되는 냉매의 유입압력을 감압시키는 제 1 감압배플을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 상기 리시버 드라이어는 감압된 액상의 냉매를 최종 유로로 통과되는 냉매와 혼합되도록 배출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 리시버 드라이어는 감압된 냉매를 액상 및 액기상으로 분리되도록 하여 액기상의 냉매가 냉각과정을 더 거치도록 중간부위의 유로로 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 상기 제 1 감압배플은 냉매유로가 축소되어 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 제 1 감압배플은 리시버 드라이어 내측으로 경사진 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명은 리시버 드라이어에서 배출된 냉매를 감압시키도록 최종 유로 전단에 위치한 탱크 내부에 제 2 감압배플이 더 구비된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 리시버 드라이어가 장착된 응축기를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 의한 리시버 드라이어가 장착된 응축기를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 리시버 드라이어가 장착된 응축기를 나타낸 부분 단면 사시도이며, 도 5는 본 발명에 의한 응축기 내에서의 냉매이동경로를 나타낸 도면이고, 도 6은 종래의 응축기와 본 발명에 의한 응축기의 성능비교를 위한 p-h 선도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 응축기는 수평으로 평행하게 적층되어 배치되는 다수의 튜브(10)와, 상기 튜브(10)의 양단에 접합되어 연통되고 상기 튜브(10)와 함께 냉매가 이동되는 유로(40)가 형성되는 제 1,2탱크(20,30)와, 상기 제 1 탱크(20) 또는 제 2 탱크(30)에 구비되어 냉매가 유입 또는 유출되는 유입구(21) 및 유출구(22)와, 상기 제 1 탱크(20) 또는 제 2 탱크(30)와 연통되고 냉매가 유입 되며 이물질을 제거하여 냉매를 배출하는 리시버 드라이어(50)와, 상기 리시버 드라이어(50)에 유입되는 냉매의 유입압력을 감압시키는 제 1 감압배플(51)을 포함하여 이루어진다.
상기 튜브(10)는 수평으로 평행하게 적층되어 배치되며 튜브(10) 내부에는 냉매가 이동되는 유로를 형성하게 된다. 또한, 각각의 튜브(10)들 사이에는 핀(11)이 구비된다.
상기 제 1,2탱크(20,30)는 상기 튜브(10)의 양단에 접합되어 연통되고 상기 튜브(10)와 함께 냉매가 이동되는 유로(40)가 형성되어 냉각과정을 거치게 되어 냉매가 응축되게 된다. 또한, 상기 제 1,2탱크(20,30)는 상기 유로(40)를 통하여 지그재그 형태로 냉매가 이동되도록 교호적으로 내부에 배치된 복수개의 배플(23,24,25,31,32,33)이 구비되며, 상기 배플(23,24,25,31,32,33)에 의해 상기 제 1,2탱크(20,30)는 복수개의 분할실로 구획되게 된다. 이때, 배플(23,24,25,31,32,33)은 상기 유로(40)가 하나의 튜브(10)에 의해 형성되도록 설치되거나 상기 유로(40)가 복수개의 튜브(10)에 의해 형성되도록 설치될 수 있다.
상기 유입구(21) 및 유출구(22)는 상기 제 1 탱크(20) 또는 제 2 탱크(30)에 구비되어 냉매가 유입 또는 유출되도록 하는 역할을 한다. 이때, 상기 제 2 탱크(30)가 상기 리시버 드라이어(50)가 인접하여 연통되도록 설치되면 상기 유입구(21) 및 유출구(22)는 상기 리시버 드라이어(50)와 연통되지 않는 제 1 탱크(20)에 설치되게 된다.
상기 리시버 드라이어(50)는 냉매가 유입되는 유입구(52)가 상기 제 2 탱크 (30)와 연통되어 상기 제 2 탱크(30)로 이동된 냉매가 유입되며 이물질을 제거하여 냉매를 배출하는 역할을 한다. 상기 리시버 드라이어(50)는 유입구(52) 내측 하부의 내벽에 접합되어 유입되는 냉매의 유입압력을 감압시키는 제 1 감압배플(51)이 구비된다. 이와 같이 본 발명은 리시버 드라이어(50)에 유입되는 냉매의 유입압력을 감압시키게 됨으로써 응축기를 거쳐 응축될 냉매가 압축기에 의해 압축될 때 압축기의 일량을 줄이도록 함으로써 냉동사이클의 성능을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 리시버 드라이어(50) 내에 제 1 감압배플(51)이 구비됨으로써 자동으로 개폐량을 조절하는 고정 스로틀부의 구성을 채택하는 종래의 응축기와는 달리 구조를 간단하게 할 수 있고 제조가 용이한 장점이 있다.
이때, 리시버 드라이어(50)는 액상과 액기상의 냉매를 분리하여 배출하게 되는데, 액상의 냉매는 리시버 드라이어(50)의 하부로 이동되어 상기 튜브(10)와 상기 제 1,2탱크(20,30)에 의해 형성된 유로(40) 중에서 최종유로로 배출되며 최종유로를 통과하는 냉매와 혼합되도록 하여 냉각되도록 한다. 또한, 액기상의 냉매는 유로(40) 중에서 중간부위에 형성된 유로로 배출되도록 하여 냉각과정을 더 거쳐 과냉(Subcool) 되도록 한다.
이와 같이 본 발명은 리시버 드라이어에 의해 감압된 액상의 냉매를 최종유로에서 최종 냉각되도록 하고, 감압된 액기상의 냉매를 냉각과정을 더 거쳐 과냉되어 배출되도록 함으로써 냉각효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
상기 제 1 감압배플(51)은 리시버 드라이어(50) 유입구(52) 내측 하부의 내벽에 접합되도록 하여 통과되는 냉매를 줄이도록 하여 감압되도록 냉매유로가 축소 되어 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제 1 감압배플(51)은 통과되는 냉매가 원활하게 통과될 수 있도록 리시버 드라이어(50) 내측으로 경사지도록 하는 것이 더 바람직하다.
도 5에 도시된 응축기에서의 냉매이동경로를 설명하면 다음과 같다. 상기 유입구(21)를 통하여 제 1 탱크(20)로 기화된 냉매가 유입되게 되며, 유입된 냉매는 제 1 탱크(20)의 내부 상단에 구비된 제 1 배플(23)에 의해 탱크 하부로 이동되지 않고 수평방향으로 설치된 튜브(10)를 통하여 제 2 탱크(30)로 이동되게 된다. 상기 제 2 탱크(30)로 이동된 냉매는 상기 제 1 배플(23)보다 낮은 위치에 설치된 제 2 탱크(30) 내부에 설치된 제 2 배플(31)에 의해 막혀 있으므로 제 2 탱크(30) 내에서 약간 하부로 이동된 후에 다시 튜브(10)를 통하여 제 1 탱크(20)로 이동되게 된다. 제 1 탱크(20) 내부에는 제 2 배플(31)보다 낮은 위치에 구비된 제 3 배플(24)과 상기 제 1 배플(23)에 의해 막혀 있으므로 상기 제 1 탱크(20) 내부에서 약간 하부로 이동된 후 다시 튜브(10)를 통하여 제 2 탱크(30)로 이동되게 된다. 제 2 탱크(30)에는 제 3 배플(24)과 같은 높이에 위치되는 제 4 배플(32)이 구비되게 되며, 제 2 탱크(30)는 제 2 배플(31)과 제 4 배플(32) 사이에 상기 리시버 드라이어(50)의 유입구(52)와 서로 연통되게 된다. 제 2 탱크(30)의 제 2 배플(31)과 제 4 배플(32) 사이로 이동된 냉매는 상기 리시버 드라이어(50)의 유입구(52)를 통하여 유입되게 된다. 상기 리시버 드라이어(50)로 유입된 냉매는 상기 리시버 드라이어(50)의 유입구(21) 내측 하부의 내벽에 접합된 제 1 감압배플(51)에 의해 감압되며 하부로 이동되게 된다. 이때, 상기 리시버 드라이어(50)로 유입된 냉매는 액상 및 액기상으로 존재하게 된다. 상기 리시버 드라이어(50)로 유입된 액상의 냉매는 리시버 드라이어의 하단부로 이동되어 리시버 드라이어의 하단에 설치된 제 2 배출구(54)를 통하여 상기 제 2 탱크(30)로 배출되게 되며, 액기상의 냉매는 중간부위에서 상기 제 2 탱크(30)로 배출되게 된다. 액기상의 냉매는 상기 제 2 탱크(30)의 제 4 배플(32)과 상기 제 2 탱크(30) 내부에 설치되며 제 4 배플(32)보다 낮은 위치에 위치되는 제 5 배플(33) 사이에 설치된 제 1 배출구(53)를 통하여 제 2 탱크(30)로 배출되게 되며 튜브(10)를 통하여 제 1 탱크(20)로 이동된다. 제 1 탱크(20)로 이동된 냉매는 제 5 배플(33)보다 낮은 위치에 위치하며 제 1 탱크(20)에 구비된 제 6 배플(25)과 제 3 배플(24)에 의해 막혀 있으므로 상기 제 1 탱크(20) 내부에서 약간 하부로 이동된 후 다시 튜브(10)를 통하여 제 2 탱크(30)로 이동되게 된다. 제 2 탱크(30)로 이동된 냉매는 상기 리시버 드라이어(50)의 하단에서 배출된 액상의 냉매와 혼합되며 튜브(10)와 제 1 탱크(20)로 형성된 최종유로를 통하여 유출구(22)로 배출되게 된다. 이와 같이 리시버 드라이어(50)에서 배출되는 액기상의 냉매는 냉각과정을 더 거치게 됨으로써 응축되어 액상의 냉매가 되게 되며, 리시버 드라이어(50)에서 배출되는 액상의 냉매는 최종유로를 통과하는 냉매와 혼합되도록 하여 배출되도록 함으로써 냉각과정을 더 거치게 되어 냉각효율을 향상시킬 수 있게 된다.
도 6은 종래의 응축기와 본 발명에 의한 응축기의 성능비교를 위한 P-h 선도(압력-엔탈피 선도, 몰리에르 선도)이다.
A점에서 B점으로의 상태변화는 냉매가 유로(40)를 통과하여 냉각되는 과정을 나타내고, B점에서 C1점으로의 상태변화는 냉매가 리시버 드라이어(50)에 구비된 제 1 감압배플(51)에 의해 감압되는 과정을 나타내며, C1점에서 C2점으로의 상태변화는 리시버 드라이어(50)에 의해 감압된 액기상의 냉매가 과냉(Subcool)을 거치는 상태를 나타내며, C2점에서 D점으로의 상태변화는 리시버 드라이어(50)에 의해 배출된 액상의 냉매가 최종유로에서 최종 냉각되어 재응축되는 과정을 나타낸다. 종래의 냉동사이클을 가동하는 데 필요한 일은 A'-B'-D-E-A로 이루어지는 폐다각형의 면적으로 되나, 본 발명의 증발기를 이용하면 냉동사이클을 가동하는 데 필요한 일은 A-B-C1-C2-D-E-A로 이루어지는 폐다각형의 면적으로 되므로 우수한 냉동능력을 발휘하게 된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 리시버 드라이어가 장착된 응축기를 나타낸 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 리시버 드라이어가 장착된 응축기는 최종 유로 전단에 위치한 탱크, 즉 제 2 탱크(30)의 내부에 제 2 감압배플(34)이 더 구비되어 있다. 상기 제 2 감압배플(34)은 리시버 드라이어에서 최종유로로 배출되는 액냉매의 배출압력을 감압시켜 냉매의 배출을 용이하게 할 수 있도록 하는 역할을 하게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 리시버 드라이어가 장착된 응축기는 냉매가 리 시버 드라이어에 설치된 제 1 감압배플에 의해 감압되도록 하여 응축기를 거쳐 응축될 냉매가 압축기에 의해 압축될 때 압축기의 일량을 줄이도록 함으로써 냉동사이클의 성능을 향상시킬 수 있으며, 리시버 드라이어에 의해 감압된 액상의 냉매를 최종유로에서 최종 냉각되도록 하고, 감압된 액기상의 냉매를 냉각과정을 더 거친 후에 배출되도록 함으로써 냉각효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 수평으로 평행하게 적층되어 배치되는 다수의 튜브(10)와,
    상기 튜브(10)의 양단에 접합되어 연통되고 상기 튜브(10)와 함께 냉매가 이동되는 유로(40)가 형성되어 냉각과정을 거치도록 하되 상기 유로(40)를 통하여 지그재그 형태로 냉매가 이동되도록 교호적으로 내부에 배치된 복수개의 배플(23,24,25,31,32,33)로 복수개의 분할실로 구획되는 제 1,2탱크(20,30)와,
    상기 제 1 탱크(20) 또는 제 2 탱크(30)에 구비되어 냉매가 유입 또는 유출되는 유입구(21) 및 유출구(22)와,
    상기 제 1 탱크(20) 또는 제 2 탱크(30)와 연통되고 상기 제 1 탱크(20) 또는 제 2 탱크(30)로 이동된 냉매가 유입되며 이물질을 제거하여 냉매를 배출하는 리시버 드라이어(50)와,
    상기 리시버 드라이어(50)의 유입구(52) 내측 하부의 내벽에 접합되어 유입되는 냉매의 유입압력을 감압시키는 제 1 감압배플(51)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 리시버 드라이어가 장착된 응축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 리시버 드라이어(50)는 감압된 액상의 냉매를 최종 유로로 통과되는 냉매와 혼합되도록 배출되는 것을 특징으로 하는 리시버 드라이어가 장착된 응축기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 리시버 드라이어(50)는 감압된 냉매를 액상 및 액기상으로 분리되도록 하여 액기상의 냉매가 냉각과정을 더 거치도록 중간부위의 유로로 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 리시버 드라이어가 장착된 응축기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 감압배플(51)은 냉매유로가 축소되어 형성된 것을 특징으로 하는 리시버 드라이어가 장착된 응축기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 감압배플(51)은 리시버 드라이어 내측으로 경사진 것을 특징으로 하는 리시버 드라이어가 장착된 응축기.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 리시버 드라이어(50)에서 배출된 냉매를 감압시키도록 최종 유로 전단에 위치한 탱크 내부에 제 2 감압배플(34)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 리시버 드라이어가 장착된 응축기.
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