KR20080096904A - Heat exchanger - Google Patents

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Abstract

A heat exchanger for a freezing apparatus is provided to prevent a failure, to extend service life of a compressor, and to supercool the liquid refrigerant circulated in a liquid receiver. A heat exchanger for a freezing apparatus comprises as the follows. An intercooler(3c), which is formed with the state of surrounding a liquid receiver(3b), forms a triple pipe structure with the accumulator(3a). A bypass line which is branched from the evaporator inlet line continuing the liquid receiver and an evaporator(5) is connected to the intercooler. A secondary expansion valve which installed in the bypass line is rapidly expand the refrigerant flowed in the intercooler. A return bypass line(9) which is connected to the outlet line of the evaporator and the intercooler in order to send the gas refrigerant supplied through the bypass line, absorbs heat from the liquid refrigerant stored in the liquid receiver and disappears to the compressor.

Description

냉동장치의 냉매열교환용 열교환기{Heat exchanger}Heat exchanger for refrigerant heat exchange in refrigeration unit

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 냉동장치의 냉동싸이클을 개략적으로 나타낸 구성도.1 is a configuration diagram schematically showing a refrigeration cycle of the refrigeration apparatus for explaining the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예의 냉매열교환용 열교환기 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view of a heat exchanger for refrigerant heat exchange of one embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 다른 실시예의 냉매열교환용 열교환기 단면도.3 is a cross-sectional view of a heat exchanger for refrigerant heat exchange according to another embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 각 실시예의 냉매열교환용 열교환기 평면 단면도.Figure 4 is a cross-sectional plan view of a heat exchanger for refrigerant heat exchange of each embodiment of the present invention.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

1 : 압축기 2 : 응축기1: compressor 2: condenser

3 : 열교환기 3a : 액분리기3: heat exchanger 3a: liquid separator

3b : 수액기 3c : 중간냉각기3b: receiver 3c: intermediate cooler

4 : 메인팽창밸브 5 : 증발기4: main expansion valve 5: evaporator

6 : 바이패스라인 7 : 보조팽창밸브6: bypass line 7: auxiliary expansion valve

8a,8b : 전자밸브 9 : 리턴바이패스라인8a, 8b: Solenoid valve 9: Return bypass line

9a : 압력조정밸브9a: Pressure regulating valve

본 발명은 냉동장치의 냉매열교환용 열교환기에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 직경이 가장 작은 크기의 액분리기와 상기 액분리기를 감싸도록 형성되는 중간 크기의 직경으로 된 수액기 및 상기 수액기를 감쌀 수 있는 가장 큰 크기로 된 중간냉각기를 3중관 구조로 형성하여 냉동장치의 냉동싸이클을 순환하는 냉매끼리 서로 열교환토록 하므로서 냉동장치의 냉동효율을 크게 향상시킬 수 있도록 하는 냉동장치의 냉매열교환용 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger for refrigerant heat exchange of a refrigerating device, and more specifically, to a liquid separator having a smallest diameter and an intermediate diameter diameter receiver formed to surround the liquid separator and the receiver. It relates to a heat exchanger for refrigerant heat exchange of a refrigerating device which can improve the refrigerating efficiency of the refrigerating device by forming an intermediate cooler having the largest size in a triple pipe structure so that refrigerants circulating in the freezing cycle of the refrigerating device can exchange heat with each other. .

일반적으로 냉매를 이용하는 냉동장치의 냉동싸이클은 증발기(Evaporator)에서 보내지는 저온저압의 기체냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기(Compressor)와, 상기 압축기에서 압축된 고온고압의 기체냉매를 고온저압의 액체냉매로 상변화시켜주는 응축기(Condenser)와, 상기 응축기에서 보내지는 액체냉매를 일시 저장하였다가 팽창밸브로 공급하는 수액기와, 상기 수액기에서 공급되는 고온저압의 액상냉매를 저온저압의 안개상태로 급속 팽창시켜서 증발기로 공급하는 팽창밸브 및 상기 팽창밸브에서 공급되는 안개상태의 냉매로 하여금 주위의 열을 흡수하고 증발되는 냉매를 압축기로 보내는 증발기로 구성되어 있는바, 이러한 냉동장치의 냉동싸이클은 팽창밸브에서 증발기로 보내지는 안개상태의 냉매가 증발기 주위의 열을 흡수하는 열교환작용으로 전부 증발되지 않고 일부는 안개상태 즉, 액상상태의 냉매를 그대로 유지하면서 열교환작용으로 증발된 기체냉매에 섞인 상태로 압축기로 보내지게 되는데, 이와 같이 증발되지 아니한 액상냉매가 압축기로 유입될 경우에는 상기 압축기가 고장을 일으키게 되고 또 사용수명도 단축되는 문제가 있으며, 또한 상기 증발기에 안개상태로 보내진 냉매가 증발되지 아니한 만큼 냉동효율도 떨어지는 단점이 있다.In general, a refrigeration cycle of a refrigerating device using a refrigerant includes a compressor for compressing a low temperature low pressure gas refrigerant sent from an evaporator to a high temperature high pressure, and a high temperature high pressure gas refrigerant compressed by the compressor at a high temperature low pressure liquid. A condenser which changes phase into a refrigerant, a receiver for temporarily storing the liquid refrigerant sent from the condenser, and supplying it to an expansion valve, and a high temperature low pressure liquid refrigerant supplied from the receiver in a low temperature low pressure fog state. It is composed of an expansion valve for rapid expansion and supply to the evaporator and an evaporator for absorbing the surrounding heat by the refrigerant in the mist state supplied from the expansion valve and sending the refrigerant evaporated to the compressor. The mist-like refrigerant from the valve to the evaporator absorbs heat around the evaporator. Some are not evaporated and some are sent to the compressor in a state of mist, that is, mixed with the gas refrigerant evaporated by heat exchange while maintaining the refrigerant in a liquid state. There is a problem that the compressor fails and the service life is shortened, and the refrigeration efficiency is also lowered as the refrigerant sent to the evaporator is not evaporated.

따라서 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 제반 문제를 해결하고자 본 발명 출원인은 특허등록 제666920호 및 실용신안등록 제359861호의 액열기(이하 '선행기술'이라 한다)를 제안한 바 있다.Therefore, the present applicant has proposed a heat sink (hereinafter referred to as 'prior art') of Patent Registration No. 666920 and Utility Model Registration No. 359861 in order to solve various problems appearing in the prior art as described above.

상기한 선행기술은 직경이 큰 수액기와 이의 내부에 직경이 작은 액분리기를 내재시키는 구조로서 2중관 구조의 액열기를 구성하고, 상기 액열기의 수액기에는 응축기 및 팽창밸브 각각의 연결라인이 연결되도록 하여 상기한 응축기에서 보내지는 고온저압의 액체냉매가 수액기에 일단 저장되었다가 팽창밸브로 흐르도록 하는 한편, 상기 액열기의 액분리기에는 증발기 및 압축기 각각의 연결라인에 연결되도록 하여 상기한 증발기에서 보내지는 저온저압의 기체냉매가 액분리기에 일단 저장되었다가 압축기로 흐르도록 하는 구성으로서, 상기한 응축기에서 보내져 수액기에 일단 저장되는 고온저압의 액체냉매와 상기한 증발기에서 보내져 액분리기에 일단 저장되는 저온저압의 기체냉매간에 열교환작용으로 증발기에서 기체냉매와 함께 배출되는 저온저압의 안개상태의 액체냉매가 액분리기 내부에서 수액기에 저장되는 고온저압의 액상냉매로부터 열을 흡수하여 증발토록 하므로서 압축기측으로는 증발된 기체냉매만 흐르도록 하며, 이에 따라 상기한 압축기를 액체냉매에 의한 고장발생으로부터 보호하고 나아가 사용수명을 연장시키는 효과를 기대할 수 있도록 구성되어 있다.The prior art is a structure in which a large-diameter receiver and a small-diameter liquid separator are embedded therein, and constitute a double tube structured heat exchanger, and a connection line of each condenser and an expansion valve is connected to the receiver of the heat generator. The liquid refrigerant of the high temperature and low pressure sent from the condenser is stored in the receiver and flows to the expansion valve, while the liquid separator of the heater is connected to the connection lines of the evaporator and the compressor, respectively, in the evaporator. The low temperature and low pressure gas refrigerant to be sent is stored in the liquid separator and then flows to the compressor. The low temperature and low pressure gas refrigerant is sent from the condenser and once stored in the receiver, and is stored in the liquid separator once sent to the liquid separator. It is discharged together with gas refrigerant from the evaporator by heat exchange between the low temperature and low pressure gas refrigerant The low-temperature low-pressure mist of liquid refrigerant absorbs heat from the high-temperature low-pressure liquid refrigerant stored in the receiver inside the liquid separator to evaporate, so that only the evaporated gas refrigerant flows to the compressor side. It is designed to protect against the occurrence of faults and to prolong the service life.

그러나 상기한 선행기술은 응축기측과 수액기측의 냉매압력이 거의 같은 압 력을 유지하고 있기 때문에 응축기에서 고온저압 상태로 응축된 액상냉매의 전량이 수액기측으로 순환되지 않게 되는 문제가 있으며, 이러한 문제는 냉동장치의 냉동효율을 크게 향상시키지 못하는 원인이 되고 있다.However, the above-described prior art has a problem in that the total amount of the liquid refrigerant condensed at the high temperature and low pressure in the condenser is not circulated to the receiver side because the refrigerant pressures on the condenser side and the receiver side maintain almost the same pressure. This is a cause that does not significantly improve the refrigeration efficiency of the freezer.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술과 선행기술에서 나타나는 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로, 가장 작은 크기의 액분리기와, 중간 크기의 수액기 및 가장 큰 중간냉각기가 3중관 구조로 형성된 열교환기를 냉동싸이클에 형성하되, 상기 수액기에는 응축기 출구라인과 증발기 입구라인을 각각 연결시키고, 상기 액분리기에는 증발기 출구라인과 압축기 입구라인을 각각 연결시키며, 상기 중간냉각기에는 증발기 입구라인에서 분기된 바이패스라인과 증발기 출구라인으로 증발된 기체냉매를 배출시키는 리턴바이패스라인이 각각 연결시킨 구조로서, 상기 응축기에서 증발기로 보내지는 고온저압의 액상냉매와 증발기에서 압축기로 보내지는 저온저압의 기체냉매간에 열교환작용으로 상기한 기체냉매에 포함되어 있는 안개상태의 액상냉매를 증발시킬 수 있도록 하므로서 상기 압축기에는 증발된 기체냉매만 공급되도록 하므로서 압축기를 고장으로부터 보호하고 나아가 사용수명을 현저하게 연장시킬 수 있도록 하였으며, 또한 상기 수액기에서 증발기로 보내지는 냉매의 일부가 바이패스라인을 통해 중간냉각기로 순환되도록 하며, 이에 따라 수액기 내부의 압력이 응축기 내부의 압력보다 낮아져 응축기 내부에 액상냉매가 고여있지 않고 전량 수액기측으로 흐르게 되므로서 응축기의 전열면적이 감소되지 않고 냉매의 순환효율 을 향상시킬 수 있도록 하였으며, 또한 상기 바이패스라인을 통해 중간냉각기로 공급되는 냉매는 보조팽창밸브에 의해 안개상태로 급속 팽창되어 상기 수액기를 순환하는 고온저압의 액상냉매로부터 열을 흡수하여 증발토록 하며, 이에 따라 상기 수액기 내부를 흐르는 액상냉매를 과냉각시킬 수 있게 되어 수액기 내부에서 후레쉬가스의 발생을 억제함과 동시에 증발기의 열교환작용을 향상시킬 수 있게 되므로서 냉동장치의 냉동효율을 크게 증대시킬 수 있도록 하는데 목적을 두고 발명한 것이다.The present invention has been proposed to solve the problems in the prior art and the prior art as described above, the smallest liquid separator, the medium-sized receiver and the largest intermediate cooler heat exchanger formed of a triple tube structure refrigeration cycle The condenser outlet line and the evaporator inlet line are respectively connected to the receiver, and the evaporator outlet line and the compressor inlet line are respectively connected to the liquid separator, and the bypass line branched from the evaporator inlet line is connected to the intermediate cooler. The return bypass line for discharging the gas refrigerant evaporated to the evaporator outlet line is connected to each other, and is a heat exchange effect between the low temperature liquid refrigerant sent from the condenser to the evaporator and the low temperature gas refrigerant sent from the evaporator to the compressor. Increase the fog phase liquid refrigerant contained in the gas refrigerant By allowing the compressor to supply only the evaporated gas refrigerant, the compressor can be protected from failure and further extend the service life. Also, a part of the refrigerant sent from the receiver to the evaporator is used to bypass the bypass line. The pressure inside the condenser is lower than the pressure inside the condenser, so that the liquid refrigerant does not accumulate inside the condenser and flows to the receiver side. In addition, the refrigerant supplied to the intermediate cooler through the bypass line is rapidly expanded in a mist state by the auxiliary expansion valve to absorb heat from the high-temperature low-pressure liquid refrigerant circulating the receiver to evaporate , Accordingly the inside of the receiver In order to supercool the liquid refrigerant, it is possible to suppress the generation of fresh gas in the receiver and to improve the heat exchange effect of the evaporator, thereby greatly increasing the freezing efficiency of the refrigerating device. will be.

본 발명은 상기와 같은 목적을 구현하기 위한 수단으로서,The present invention as a means for achieving the above object,

압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 및 상기 응축기에서 응축되어 증발기로 순환하게 되는 액상냉매를 일단 저장하는 수액기와, 상기 수액기 내측에 형성되어 상기 증발기에서 증발되어 압축기로 순환하게 되는 기체냉매를 일단 저장하는 액분리기를 포함하여 구성되는 냉동장치에 있어서,A receiver for storing the compressor, the condenser, the expansion valve, the evaporator, and a liquid refrigerant once condensed in the condenser and circulating to the evaporator, and a gas refrigerant formed inside the receiver and evaporated in the evaporator and circulated to the compressor. In the refrigerating device comprising a liquid separator to,

상기 수액기를 감싼 상태로 형성되며, 상기 액분리기 및 수액기와 함께 3중관 구조를 형성시키게 되는 중간냉각기;An intermediate cooler formed to surround the receiver and forming a triple tube structure together with the liquid separator and the receiver;

상기 수액기와 증발기를 잇는 증발기 입구라인에서 분기되어 상기 중간냉각기에 연결되는 바이패스라인;A bypass line branched from the evaporator inlet line connecting the receiver and the evaporator and connected to the intermediate cooler;

상기 바이패스라인에 장성되어 있으며, 상기 바이패스라인을 통해 흐르는 냉매를 급속 팽창시켜서 중간냉각기로 공급하는 보조팽창밸브;An auxiliary expansion valve which is extended in the bypass line and rapidly expands a refrigerant flowing through the bypass line and supplies the intermediate refrigerant to the intermediate cooler;

상기 바이패스라인을 통해 중간냉각기에 공급되어 수액기에 저장되는 액상냉매로부터 열을 흡수하여 증발되는 기체냉매를 상기 압축기로 보내기 위해 상기 중간냉각기와 증발기의 출구라인에 연결되는 리턴바이패스라인;A return bypass line connected to the outlet line of the intermediate cooler and the evaporator to supply gas refrigerant evaporated by absorbing heat from the liquid refrigerant stored in the receiver and stored in the receiver through the bypass line;

을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.Characterized in that further comprises a.

또한, 상기 중간냉각기의 압력이 증발기의 압력보다 높을 때에만 개방작동되어 중간냉각기에서 증발된 기체냉매를 액분리기로 흐르도록 하기 위하여 상기 중간냉각기와 증발기의 출구라인을 잇는 리턴바이패스라인에 압력조정밸브가 장설되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the pressure is adjusted to the return bypass line connecting the outlet line of the intermediate cooler and the evaporator to open the operation only when the pressure of the intermediate cooler is higher than the pressure of the evaporator to flow the gas refrigerant evaporated in the intermediate cooler to the liquid separator. A valve is installed.

이하, 본 발명의 각 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명한다.Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 냉동장치의 냉동싸이클을 개략적으로 나타낸 구성도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예의 냉매열교환용 열교환기 단면도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예의 냉매열교환용 열교환기 단면도이며, 도 4는 본 발명의 각 실시예의 냉매열교환용 열교환기 평면 단면도를 도시한 것이다.1 is a configuration diagram schematically showing a refrigeration cycle of the refrigerating device for explaining the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of a heat exchanger for refrigerant heat exchange of one embodiment of the present invention, Figure 3 is a refrigerant heat exchange of another embodiment of the present invention 4 is a cross-sectional view of a heat exchanger for heat exchanger, and FIG. 4 illustrates a planar cross-sectional view of a heat exchanger for refrigerant heat exchange of each embodiment of the present invention.

도면부호 1은 압축기, 2는 응축기, 3은 열교환기, 4는 메인팽창밸브, 5는 증발기를 나타낸다.Reference numeral 1 denotes a compressor, 2 a condenser, 3 a heat exchanger, 4 a main expansion valve, and 5 an evaporator.

상기한 압축기(1)는 증발기(5)에서 열교환작용으로 증발된 기체냉매를 고온고압으로 압축하여 압축기 출구라인(12)을 통해 상기 응축기(2)로 보내며, 상기 응축기(2)는 고온고압의 냉매를 응축하여 고온저압의 액상냉매로 변화시켜서 응축기 출구라인(21)을 통해 열교환기(3)로 보내준다.The compressor (1) compresses the gas refrigerant evaporated by heat exchange in the evaporator (5) at high temperature and high pressure and sends the gas refrigerant to the condenser (2) through the compressor outlet line (12). The refrigerant is condensed and converted into a liquid refrigerant having a high temperature and low pressure, and is sent to the heat exchanger 3 through the condenser outlet line 21.

상기 열교환기(3)는 가장 작은 크기의 액분리기(3a)와, 중간 크기의 수액 기(3b) 및 가장 큰 크기의 중간냉각기(3c)으로 구분되는데, 상기에서 가장 큰 크기의 중간냉각기(3c) 내부에 수액기(3b)가 내재되어 있고 상기 수액기(3b) 내부에는 액분리기(3a)가 내재된 3중관 구조로 되어 있다.The heat exchanger (3) is divided into the smallest liquid separator (3a), the medium-sized fluid receiver (3b) and the largest size of the intermediate cooler (3c), where the largest size of the intermediate cooler (3c) The inside of the receiver has a triple tube structure in which the receiver 3b is embedded, and inside the receiver 3b, a liquid separator 3a is embedded.

또한 상기 열교환기(3)는 도 2에 도시된 실시에와 같이 크기가 가장 큰 중간냉각기(3c)의 상부를 형성하는 하나의 상판(31)으로 중간 크기의 수액기(3b) 및 작은 크기의 액분리기(3a) 각각의 상부를 형성하도록 제작되어 있거나 또는 도 3에 도시된 실시에와 같이 상기 중간냉각기(3c)와 이의 내부에 형성되는 수액기(3b) 및 액분리기(3a)들 각기 개별적인 구조로 제작될 수도 있다.In addition, the heat exchanger (3) is a single upper plate 31 forming the upper portion of the intermediate cooler (3c) having the largest size as shown in the embodiment shown in Figure 2 medium sized receiver (3b) and small size Each of the intermediate coolers 3c and the liquid receivers 3b and the liquid separators 3a formed therein, which are manufactured to form the upper portion of each of the liquid separators 3a, or are formed therein as in the embodiment shown in FIG. It may be fabricated as a structure.

그리고 상기와 같이 3중관 구조로 제작되는 열교환기(3)는 액분리기(3a)와 수액기(3b) 및 중간냉각기(3c) 각각의 내부로 유입되는 냉매들끼리 서로 열교환작용이 활발하게 이루어질 수 있도록 하기 위해 상기 액분리기(3a) 및 수액기(3b) 각각의 내,외면에는 열교환면적을 확장시키기 위한 내,외부방열파이프(32,33)(34,35)들이 다수 형성되어 있다.In the heat exchanger 3 having the triple tube structure as described above, the refrigerants introduced into each of the liquid separator 3a and the receiver 3b and the intermediate cooler 3c may be actively exchanged with each other. In order to ensure that the inner and outer surfaces of each of the liquid separator 3a and the receiver 3b, a plurality of internal and external heat dissipation pipes 32, 33, 34, 35 are formed to expand the heat exchange area.

상기 응축기(2)에서 응축된 고온저압의 액상냉매는 응축기 출구라인(21)을 통해 상기 열교환기(3)에서 중간 크기로 된 수액기(3b)로 공급되며, 상기 수액기(3b)에서 배출되는 액상냉매는 증발기 입구라인(51)을 통해 증발기(5)로 순환하게 되는데, 상기한 증발기 입구라인(51)에는 수액기(3b)에서 배출되는 액상냉매를 급속 팽창시켜서 안개상태로 증발기(5)로 보내는 메인팽창밸브(4)가 장설되어 있으며, 상기 증발기(5)에서 열을 흡수하여 증발된 기체냉매는 증발기 출구라인(52)를 통해 상기 열교환기(3)의 액분리기(3a)로 공급되며, 상기 액분리기(3a)에서 배출되 는 냉매는 압축기 입구라인(11)을 통해 압축기(1)로 순환되어 압축되는 작동을 반복하게 된다.The high temperature and low pressure liquid refrigerant condensed in the condenser 2 is supplied from the heat exchanger 3 to the medium-sized receiver 3b through the condenser outlet line 21 and discharged from the receiver 3b. The liquid refrigerant to be circulated to the evaporator 5 through the evaporator inlet line 51, the evaporator 5 in the fog state by rapidly expanding the liquid refrigerant discharged from the receiver 3b to the evaporator inlet line 51. The main expansion valve (4) is installed, and the gas refrigerant evaporated by absorbing heat from the evaporator (5) passes through the evaporator outlet line (52) to the liquid separator (3a) of the heat exchanger (3). The refrigerant supplied from the liquid separator 3a is circulated through the compressor inlet line 11 to the compressor 1 and is compressed.

한편, 상기 열교환기(3)에서 가장 큰 크기의 중간냉각기(3c)에는 증발기 입구라인(51)에서 분기된 바이패스라인(6)이 연결되어 있으며, 상기 바이패스라인(6)은 수액기(3b)에서 배출되는 액상냉매의 일부를 중간냉각기(3c)로 우회시켜 순환시키게 되며, 또한 상기 바이패스라인(6)에는 액상냉매를 안개상태로 급속 팽창시켜주는 보조팽창밸브(7)가 장설되어 있다.Meanwhile, a bypass line 6 branched from the evaporator inlet line 51 is connected to the intermediate cooler 3c having the largest size in the heat exchanger 3, and the bypass line 6 is a receiver (6). A part of the liquid refrigerant discharged from 3b) is circulated by bypassing the intermediate cooler 3c, and an auxiliary expansion valve 7 is installed in the bypass line 6 to rapidly expand the liquid refrigerant in a mist state. have.

그리고 상기 증발기 입구라인(51) 및 바이패스라인(6) 각각에는 냉동싸이클이 온(on) 작동될 때에는 개방작동되고, 오프(off) 작동될 때에는 폐쇄작동되는 전자밸브(8a)(8b)가 각각 장설되어 있다.Each of the evaporator inlet line 51 and the bypass line 6 has a solenoid valve 8a, 8b which is open when the refrigeration cycle is on and is closed when it is off. Each is built.

또한 상기 열교환기(3)의 중간냉각기(3c)에서 증발되어 배출되는 기체냉매를 압축기(1)로 보내기 위하여 상기 중간냉각기(3c)와 증발기 출구라인(52)을 연결하는 리턴바이패스라인(9)이 형성되어 있으며, 상기 리턴바이패스라인(9)에는 중간냉각기(3c)로 유입되어 수액기(3b)의 액상냉매로부터 열을 흡수하여 증발되는 기체냉매를 액분리기(3a)로 순환되는 것을 허용하는 압력조정밸브(9a)가 장설되어 있는데, 상기한 압력조정밸브(9a)는 중간냉각기(3c)의 내부압력이 액분리기(3a)보다 높을 때에만 개방작동된다. 따라서 상기 중간냉각기(3c)의 내부압력이 액분리기(3a)의 내부압력보다 높아야만 중간냉각기(3c)에서 증발되는 기체냉매가 액분리기(3a)로 흐르게 되며, 이와 달리 상기 액분리기(3a)의 내부압력이 중간냉각기(3c)의 내부압력보다 클 경우에는 상기한 압력조정밸브(9a)는 폐쇄작동되며, 이에 따라 증발 기 출구라인(52)으로 흐르는 기체냉매가 중간냉각기(3c)로 역류하지 못하게 된다.In addition, a return bypass line 9 connecting the intermediate cooler 3c and the evaporator outlet line 52 to send the gas refrigerant evaporated and discharged from the intermediate cooler 3c of the heat exchanger 3 to the compressor 1 is discharged. Is formed, and the return bypass line (9) is circulated to the liquid separator (3a) by the gas coolant flowing into the intermediate cooler (3c) to absorb heat from the liquid refrigerant of the receiver (3b) and evaporate An allowable pressure regulating valve 9a is provided. The pressure regulating valve 9a is opened only when the internal pressure of the intermediate cooler 3c is higher than the liquid separator 3a. Therefore, the gas refrigerant evaporated in the intermediate cooler 3c flows to the liquid separator 3a only when the internal pressure of the intermediate cooler 3c is higher than the internal pressure of the liquid separator 3a. If the internal pressure of the pressure controller is greater than the internal pressure of the intermediate cooler 3c, the pressure regulating valve 9a is closed, so that the gas refrigerant flowing to the evaporator outlet line 52 flows back to the intermediate cooler 3c. You won't be able to.

이와 같이 구성된 본 발명의 열교환기(3)의 작용에 대하여 설명한다.The effect | action of the heat exchanger 3 of this invention comprised in this way is demonstrated.

상기 응축기(2)에서 응축된 고온저압의 액상냉매는 응축기 출구라인(21)을 통해 수액기(3b) 내부로 유입되는 한편, 상기 증발기(5)에서 열교환작용을 하여 증발된 기체냉매는 증발기 출구라인(52)을 통해 액분리기(3a) 내부로 유입되며, 이와 같이 상기 수액기(3b)에 유입되는 고온저압의 액상냉매와 상기 액분리기(3a)에 유입되는 저온저압의 기체냉매가 서로 열교환하게 되는데, 이때의 열교환작용은 상기 액분리기(3a)에 유입되는 기체냉매에 포함되어 있는 안개상태의 액상냉매가 수액기(3b)에 저장되는 고온저압의 액상냉매로부터 열을 흡수하여 증발하게 되므로서 상기 액분리기(3a)는 기체상태로 증발된 기체냉매만을 압축기(1)로 보내게 되는 것이며, 상기 수액기(3b)로 유입되는 액상냉매는 액분리기(3a)에 유입되는 냉매로부터 열을 빼앗기게 되어 온도가 낮아지게 된다.The liquid refrigerant of the high temperature and low pressure condensed in the condenser (2) is introduced into the receiver (3b) through the condenser outlet line (21), while the gas refrigerant evaporated by heat exchange in the evaporator (5) is the evaporator outlet. Through the line 52 is introduced into the liquid separator 3a, the liquid refrigerant of high temperature and low pressure introduced into the receiver 3b and the gas refrigerant of low temperature and low pressure flowing into the liquid separator 3a exchange heat with each other. In this case, the heat exchange effect is that the liquid refrigerant in the mist state contained in the gas refrigerant flowing into the liquid separator (3a) is evaporated by absorbing heat from the high-temperature low-pressure liquid refrigerant stored in the receiver (3b) The liquid separator (3a) is to send only the gas refrigerant evaporated in the gas state to the compressor (1), the liquid refrigerant flowing into the fluid receiver (3b) is the heat from the refrigerant flowing into the liquid separator (3a) Is taken away and the temperature Will be lowered.

한편, 상기와 같이 수액기(3b)에 유입되어 액분리기(3a)의 냉매에 의해 열을 빼앗긴 액상냉매는 증발기 입구라인(51)을 통해 증발기(5)측으로 보내지는 도중에 그 일부가 바이패스라인(6)으로 흐르게 되므로서 상기 수액기(3b)측의 압력이 응축기(2)측 압력보다 낮아지는 상태가 되어 상기 응축기(2)에서 응축된 액상냉매는 수액기(3b)측으로 잘 흐르게 되고 응축기(2)에는 고여있지 않게 되며, 이에 따라 상기 응축기(2)의 효율이 향상되는 것이며, 또한 상기 바이패스라인(6)상에 장설된 보조팽창밸브(7)에 의해 바이패스라인(6)으로 우회하는 액상냉매는 안개상태로 급 속 팽창되어 중간냉각기(3c) 내부로 유입되며, 이와 같이 중간냉각기(3c)로 유입되는 안개상태의 액상냉매는 수액기(3b)에 유입되는 고온저압의 액상냉매로부터 열을 흡수하여 증발하게 되며, 이에 따라 상기 수액기(3b)는 앞에서 설명한 액분리기(3a)에 유입되는 기체냉매와의 열교환작용으로 냉각되고, 또한 중간냉각기(3c)로 유입되는 안개상태의 액상냉매와의 열교환작용에 의해서도 냉각되므로서 상기 수액기(3b)에 유입되는 액상냉매는 과냉각되고, 후레쉬가스의 발생은 억제된다.On the other hand, the liquid refrigerant introduced into the receiver 3b and deprived of heat by the refrigerant of the liquid separator 3a is part of the bypass line while being sent to the evaporator 5 through the evaporator inlet line 51. As it flows into (6), the pressure on the receiver 3b side is lower than the pressure on the condenser 2 side, and the liquid refrigerant condensed in the condenser 2 flows well to the receiver 3b side and the condenser The condenser 2 is improved in efficiency, and the efficiency of the condenser 2 is improved, and the auxiliary expansion valve 7 installed on the bypass line 6 is used as the bypass line 6. The bypassing liquid refrigerant rapidly expands into the mist state and flows into the intermediate cooler 3c. Thus, the liquid refrigerant in the mist state flowing into the intermediate cooler 3c is a low-temperature liquid phase flowing into the receiver 3b. It absorbs heat from the refrigerant and evaporates, Therefore, the receiver 3b is cooled by the heat exchange action with the gas refrigerant introduced into the liquid separator 3a described above, and is also cooled by the heat exchange action with the mist liquid liquid refrigerant introduced into the intermediate cooler 3c. Therefore, the liquid refrigerant flowing into the receiver 3b is supercooled, and generation of fresh gas is suppressed.

따라서 상기와 같이 응축기(2)에서 응축되는 액상냉매가 수액기(3b)로 잘 흐르게 되어 응축기(2)의 전열면적이 감소되지 않게 되며, 상기 수액기(3b)를 통과하는 과정에서 과냉각되고 후레쉬가스가 발생되지 아니하게 되므로 냉동장치의 냉동효율을 크게 향상시킬 수 있게 되는 것이다.Therefore, as described above, the liquid refrigerant condensed in the condenser 2 flows well to the receiver 3b, so that the heat transfer area of the condenser 2 is not reduced, and is supercooled and fresh in the process of passing through the receiver 3b. Since no gas is generated, it is possible to greatly improve the freezing efficiency of the refrigerating device.

상기와 같은 본 발명은 3중관 구조로 된 열교환기의 액분리기와 수액기에서는 증발기에서 증발된 기체냉매에 포함되어 있는 안개상태의 액상냉매와 응축기에서 액상으로 응축된 액상냉매들끼리 열교환토록 하여 압축기에는 완전히 증발된 기체냉매만 유입되도록 하므로서 상기 압축기의 고장원인을 사전에 방지하고, 나아가 압축기의 사용수명을 현저하게 연장시키는 효과가 있으며, 또한 상기 열교환기의 중간냉각기측으로 유입되는 안개상태의 냉매는 수액기에 유입되는 액상냉매로부터 열을 빼앗게 되어 상기 수액기를 순환하는 액상냉매를 과냉각시킬 수 있게 되며, 이에 따라 상기 응축기에서 응축되는 액상냉매가 응축기에 고여있지 않고 전량 수 액기측으로 흐르게 되므로서 냉매의 순환효율이 향상되며, 또한 수액기에서 과냉각된 액상냉매는 팽창밸브에서 급속 팽창이 잘 이루어지게 될 뿐 아니라 증발기 주위의 열을 빼앗는 열교환작용이 향상되어 냉동장치의 냉동효율을 크게 향상시키는 효과를 제공하는 것이다.In the present invention as described above, the liquid separator and the receiver of the heat exchanger having a triple tube structure exchange the liquid refrigerants condensed into the liquid phase in the liquid phase in the condenser and the liquid refrigerant in the mist included in the gas refrigerant evaporated in the evaporator. In this case, only the gaseous refrigerant that is completely evaporated is introduced, thereby preventing the failure cause of the compressor in advance and further extending the service life of the compressor. In addition, the refrigerant in the mist state flowing into the middle cooler side of the heat exchanger is The heat is removed from the liquid refrigerant flowing into the receiver to supercool the liquid refrigerant circulating the receiver. Accordingly, the liquid refrigerant condensed in the condenser flows to the receiver side without being accumulated in the condenser. Improved circulation efficiency and liquid refrigerant supercooled in the receiver Not only be rapid expansion is well done in the expansion valve is increased the heat exchange function to absorb heat around the evaporator to provide an effect of significantly improving a cooling efficiency of the freezer.

Claims (3)

압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 및 상기 응축기에서 응축되어 증발기로 순환하게 되는 액상냉매를 일단 저장하는 수액기와, 상기 수액기 내측에 형성되어 상기 증발기에서 증발되어 압축기로 순환하게 되는 기체냉매를 일단 저장하는 액분리기를 포함하여 구성되는 냉동장치에 있어서,A receiver for storing the compressor, the condenser, the expansion valve, the evaporator, and a liquid refrigerant once condensed in the condenser and circulating to the evaporator, and a gas refrigerant formed inside the receiver and evaporated in the evaporator and circulated to the compressor. In the refrigerating device comprising a liquid separator to, 상기 수액기를 감싼 상태로 형성되며, 상기 액분리기 및 수액기와 함께 3중관 구조를 형성시키게 되는 중간냉각기;An intermediate cooler formed to surround the receiver and forming a triple tube structure together with the liquid separator and the receiver; 상기 수액기와 증발기를 잇는 증발기 입구라인에서 분기되어 상기 중간냉각기에 연결되는 바이패스라인;A bypass line branched from the evaporator inlet line connecting the receiver and the evaporator and connected to the intermediate cooler; 상기 바이패스라인에 장성되어 있으며, 상기 바이패스라인을 통해 흐르는 냉매를 급속 팽창시켜서 중간냉각기로 공급하는 보조팽창밸브;An auxiliary expansion valve which is extended in the bypass line and rapidly expands a refrigerant flowing through the bypass line and supplies the intermediate refrigerant to the intermediate cooler; 상기 바이패스라인을 통해 중간냉각기에 공급되어 수액기에 저장되는 액상냉매로부터 열을 흡수하여 증발되는 기체냉매를 상기 압축기로 보내기 위해 상기 중간냉각기와 증발기의 출구라인에 연결되는 리턴바이패스라인;A return bypass line connected to the outlet line of the intermediate cooler and the evaporator to supply gas refrigerant evaporated by absorbing heat from the liquid refrigerant stored in the receiver and stored in the receiver through the bypass line; 을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 냉동장치의 냉매열교환용 열교환기.Heat exchanger for refrigerant heat exchange of the refrigerating device, characterized in that it further comprises. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 중간냉각기의 압력이 증발기의 압력보다 높을 때에만 개방작동되어 중간냉각기에서 증발된 기체냉매를 액분리기로 흐르도록 하기 위하여 상기 리턴바이패스라인에 압력조정밸브가 장설되어 있는 것을 특징으로 하는 냉동장치의 냉매열교환용 열교환기.A refrigerating device, characterized in that a pressure regulating valve is installed in the return bypass line to open only when the pressure of the intermediate cooler is higher than the pressure of the evaporator so that the gas refrigerant evaporated in the intermediate cooler flows to the liquid separator. Heat exchanger for refrigerant heat exchange. 제 1 항 또는 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1 or 1, 상기 액분리기 및 수액기 각각의 내,외면에는 다수의 내,외부 방열파이프들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 냉동장치의 냉매열교환용 열교환기.A heat exchanger for refrigerant heat exchange of a refrigerating device, characterized in that a plurality of inner and outer heat dissipation pipes are formed on inner and outer surfaces of each of the liquid separator and the receiver.
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