KR20130020975A

KR20130020975A - 냉동장치의 액열기

Info

Publication number: KR20130020975A
Application number: KR1020110083202A
Authority: KR
Inventors: 김봉석
Original assignee: 김봉석
Priority date: 2011-08-22
Filing date: 2011-08-22
Publication date: 2013-03-05
Also published as: KR101289664B1

Abstract

본 발명은 냉동장치의 액열기에 관한 것으로,
냉동장치의 응축기에서 이송되는 고온고압의 액상냉매가 저장되는 수액기와, 증발기에서 이송되는 저온저압의 기체냉매가 저장되는 액분리기를 이중관 구조로 형성되도록 구성되는 액열기에 있어서,
상기 액열기의 수액기는 액분리기의 내부에 위치하도록 형성되어 있으며, 상기 액분리기는 수액기를 감싸도록 액열기의 외부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발명이다.

Description

냉동장치의 액열기{Heat exchanging device}

본 발명은 냉동장치의 액열기에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 액열기를 액체냉매가 일시 저장되는 수액기와 기체냉매가 일시 저장되는 액분리기를 이중관 구조로 구성하되, 응축기로부터 공급되는 고온고압의 액체냉매를 저장하는 수액기는 내부에 형성되고 증발기로부터 공급되는 저온저압의 기체냉매를 저장하는 액분리기는 상기한 수액기를 감싸는 상태로 외부에 형성되도록 하므로써 상기 수액기에 저장되는 액체냉매와 상기 액분리기에 습증기 상태로 저장되는 기체냉매의 열교환 효율을 증대시킬 수 있으며, 또한 고압상태의 수액기를 저압상태의 액분리기가 보호하도록 하므로써 액열기의 안전성면에서도 우수한 냉동장치의 액열기에 관한 것이다.

일반적으로 냉매를 사용하는 냉동장치의 냉동싸이클은 증발기에서 증발된 저온저압의 기체냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기, 상기 압축기에서 압축된 고온고압의 기체냉매를 고온고압의 액상냉매로 응축시켜주는 응축기, 상기 응축기에서 응축된 고온고압의 액상냉매를 일시 저장하여 냉매를 원활하게 공급하는 수액기, 상기 수액기에서 공급되는 고온고압의 액상냉매를 급속 팽창시켜서 저온저압의 액상냉매를 안개상태로 공급하는 팽창밸브, 상기 팽창밸브에서 공급되는 안개상태의 냉매를 외부의 열교환매체와의 열교환작용으로 열을 빼앗아 기화시키는 증발기, 상기 증발기에서 증발하여 이송되는 증발가스(냉매)를 압축기로 이송시키는 액분리기를 구비하고 있다.

그리고 본 발명의 발명자는 상기와 같은 냉동싸이클에 사용되고 있는 냉동장치의 액열기에 대하여 특허등록 제0666920호의 발명으로 제안한 바 있다.

상기한 종래 기술의 액열기는 응축기에서 이송되는 고온고압의 액상냉매를 일시 저장하는 수액기와 증발기에서 이송되는 저온저압의 증발가스를 일시저장하는 액분리기를 이중관 구조로 구성하되, 상기 수액기의 내부에 액분리기를 삽입시킨 구조로 구성하고 있으며, 또한 상기 수액기의 내부에 삽입되는 액분리기의 내,외면에 방열핀을 일정간격으로 형성시켜서 수액기에 저장되는 고온고압의 액상냉매와 액분리기에 저장되는 저온저압의 기체냉매간의 열교환 효율을 높여줄 수 있는 구조로 되어 있다.

그러나 상기와 같은 종래 기술은 응축기에서 이송되어 수액기에 저장되는 고온고압의 액상냉매와, 증발기에서 이송되어 액분리기에 저장되는 저온저압의 액상냉매와 열교환 작용이 효율적으로 이루어지지 않는다는 것이 단점으로 지적되고 있다.

왜냐하면, 액체상태의 냉매는 열전달율이 좋은 반면에, 기체상태의 냉매는 액체상태의 냉매보다 열전달율이 좋지 않기 때문이다.

따라서 상기한 종래 기술과 같이 이중관 구조로 액열기를 구성함에 있어, 저온저압의 기체냉매가 저장되는 액분리기가 고온고압의 액상냉매가 저장되는 수액기의 내부에 삽입된 구조로 구성되어 있을 경우에는 상기 수액기에 저장되는 액상냉매의 고온의 열량이 액분리기를 가열하는데 전량 사용되지 못하고 수액기의 외면을 통해 외부로 방출되는 현상이 나타나게 되므로 그만큼 상기 수액기에 저장되는 액상냉매와 액분리기에 저장되는 기체냉매와의 열교환 효율이 떨어지게 되는 것이며, 이로 인해 액분리기의 열전달율이 저하되므로 상기 액분리기 내부로 유입되는 습증기 상태의 냉매를 건증기 상태로 증발시키지 못하게 되는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 제반 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로, 액열기를 종래 기술과 같이 수액기와 액분리기를 이중관 구조로 구성함에 있어 열전달율이 좋은 고온고압의 액상냉매가 저장되는 수액기는 내부에 위치하도록 형성하고, 열전달율이 좋지 않은 저온저압의 기체냉매가 저장되는 액분리기는 상기한 수액기를 감싸도록 외부에 위치하도록 형성하며, 또한 고온고압의 액상냉매가 저장되는 수액기의 내,외면에 방열핀을 형성하는 구조로서 고온고압의 액상냉매와 저온저압의 기체냉매와의 열교환 효율을 향상시킬 수 있도록 하는데 목적이 있으며, 또한 고압상태의 수액기를 저압상태의 액분리기가 보호하도록 구성하므로써 액열기 용기의 안전성을 좋게 하는데 다른 목적을 두고 발명한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 추구하기 위한 수단으로서,

냉동장치의 응축기에서 이송되는 고온고압의 액상냉매가 저장되는 수액기와, 증발기에서 이송되는 저온저압의 기체냉매가 저장되는 액분리기를 이중관 구조로 형성되도록 구성되는 액열기에 있어서,

상기 액열기의 수액기는 액분리기의 내부에 위치하도록 형성되어 있으며, 상기 액분리기는 수액기를 감싸도록 액열기의 외부에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 액분리기의 용기 내부에 삽입 설치된 수액기의 용기 외면에는 나선상으로 권취되는 방열핀이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수액기의 용기 내부에는 그 축방향으로 열교환관이 형성되어 있으며, 상기 열교환관의 입구에는 수액기의 출구에 연결되어 있는 수액기 출구라인에서 분기되어 상기 수액기 출구라인으로 이송되는 고온고압의 액상냉매의 일부를 열교환관 내부로 공급하기 위한 바이패스라인이 연결되어 있으며, 상기 열교환관의 출구에는 열교환관 내부에서 증발하게 되는 기체냉매를 증발기에서 이송되는 기체냉매와 함께 액분리기 내부로 이송시키기 위한 배출라인이 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수액기의 내부에 축방향으로 형성되어 있는 열교환관의 외면에는 방열핀이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수액기의 용기 내부에는 그 축방향을 향해 나선상으로 형성되어 있는 열교환 나선관이 장설되어 있으며, 상기 열교환 나선관의 입구는 수액기의 출구에 연결되어 있는 수액기 출구라인에서 분기되어 상기 수액기 출구라인으로 이송되는 고온고압의 액상냉매의 일부를 열교환 나선관 내부로 공급하기 위한 바이패스라인이 연결되어 있으며, 상기 열교환 나선관의 출구에는 열교환 나선관 내부에서 증발하게 되는 기체냉매를 증발기에서 이송되는 기체냉매와 함께 액분리기 내부로 이송시키기 위한 나선관 배출라인이 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 열전달율이 좋은 고온고압의 액상냉매가 저장되는 수액기는 액분리기의 용기 내부에서 증발기로부터 액분리기로 이송 공급되는 습증기 상태의 냉매를 가열하는 상태가 되므로 상기 수액기의 용기에 저장되는 고온고압의 액상냉매와 상기 액분리기의 용기 내부에 저장되는 기체냉매와의 열교환 효율을 좋게 하는 효과가 있으며, 또한 저온저압의 기체냉매가 저장되는 액분리기는 고온고압의 액상냉매가 저장되는 수액기를 감싸주고 있으므로 외부로부터의 충격으로부터 액열기의 용기를 안전하게 보호할 수 있도록 하는 효과를 제공하며, 나아가 상기 수액기의 출구로 이송되는 고온고압의 액상냉매 일부를 수액기의 내부에 축방향으로 형성되어 있는 열교환관 및 열교환 나선관으로 급속 팽창시켜서 공급하므로써 액상냉매의 증발작용을 향상시켜서 냉동장치의 열교환 효율을 좋게 하는 장점이 있는 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 액열기의 액분리기 내부에 수액기를 삽입 설치한 제1 실시예의 단면도
도 3 및 도 4는 본 발명의 액열기의 액분리기 내부에 삽입 설치한 수액기에 열교환관을 형성한 제2 실시예의 단면도
도 5 및 도 6은 본 발명의 액열기의 액분리기 내부에 삽입 설치한 수액기에 열교환 나선관을 형성한 제3 실시예의 단면도

본 발명에 의한 냉동장치의 액열기에 대한 구체적인 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면부호 1a는 횡형타입 액열기를, 1b는 입형타입 액열기를 나타낸다.

상기 횡형타입 액열기(1a) 및 입형타입 액열기(1b) 각각은 수액기(2)와 액분리기(3)가 이중관 구조로 구성되어 있다.

본 발명의 특징은, 응축기(100)에서 이송되는 고온고압의 액상냉매가 일시 저장되는 수액기(2)는 횡형타입 액열기(1a) 및 입형타입 액열기(1b)의 내부에 위치하도록 형성되고, 증발기(200)에서 이송되는 저온저압의 기체냉매가 일시 저장되는 액분리기(3)는 횡형타입 액열기(1a) 및 입형타입 액열기(1b)의 외부에 위치하도록 구성한 것에 있다.

즉, 고온고압의 액상냉매가 저장되는 수액기(2)는 저온저압의 기체냉매가 저장되는 액분리기(3)의 내부에 삽입된 상태로 설치되어 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.

먼저, 본 발명의 제1 실시예에 대하여 설명한다.

상기 횡형타입 액열기(1a) 및 입형타입 액열기(1b)는 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 응축기(100)에서 이송되는 고온고압의 액상냉매가 저장되는 수액기(2)와, 증발기(200)에서 이송되는 저온저압의 기체냉매가 저장되는 액분리기(3a)는 모두 원통형의 용기(21)(31)로 형성되어 있으며, 상기 수액기(2)의 용기(21)가 액분리기(3)의 용기(31) 안에 삽입 설치된 이중관 구조로 구성되어 있다.

상기 수액기(2)의 입구(22)는 액분리기(3)의 내부에서 용기(31)를 관통하여 응축기(100)의 출구라인(110)에 연결되어 있으며, 상기 수액기(2)의 출구(23) 역시 액분리기(3)의 내측에서 외측을 향해 용기(31)를 관통하여 증발기(200)의 입구라인(210)에 연결되어 있다.

상기한 증발기(200)의 입구라인(210)에는 고온고압의 액상냉매를 급격하게 팽창시켜서 안개상태로 증발기(200)에 공급하는 팽창밸브(300)가 장설되어 있다.

상기 액분리기(3)의 입구(32)는 증발기(200)의 출구라인(220)에 연결되어 상기 증발기(200)에서 열교환매체와 열교환작용으로 증발하는 기체상태의 냉매를 액분리기(3)의 용기(31) 내부로 공급하는 것이며, 상기 액분리기(3)의 출구(33)는 압축기(400)의 입구라인(410)에 연결되어 있으며, 상기 액분리기(3)의 용기(31) 내부에서 수액기(2)와의 열교환 작용으로 습증기 상태에서 건증기 상태로 증발되는 기체냉매는 압축기 입구라인(410)을 통해 압축기(400)로 이송되는 것이다.

상기 횡형타입 액열기(1a) 및 입형타입 액열기(1b) 각각의 수액기(2)의 용기(21) 외부에는 방열핀(4)이 형성되어 있으며, 상기 방열핀(4)은 액분리기(3)의 입구(32)를 통해 용기(31) 내부로 유입되는 기체냉매가 수액기(2)의 용기(21) 외면을 따라 나선상으로 흐르도록 유도하여 수액기(2)에 저장되는 고온고압의 액상냉매와의 열교환 작용이 잘 이루어지도록 하는 것이며, 상기 액분리기(3)의 출구(33)에는 냉매에 혼합되어 있던 오일을 배출시키기 위한 유공(34)이 형성되어 있다. 따라서 상기 액분리기(3)의 출구(33)를 통해서는 건증기 상태로 증발된 기체냉매만 압축기 입구라인(410)을 따라 압축기(400)로 이송되는 것이다.

한편, 상기 수액기(2)의 입구(22)를 통해 유입되는 고온고압의 액상냉매는 용기(21)에 직접 접촉하게 되므로 열전달이 원활하게 이루어지는 것이며, 또한 용기(21)의 외면에 나선상으로 형성되어 있는 방열핀(4)을 통해서도 열을 방출하게 되므로 액분리기(3)의 용기(31) 내부로 유입되는 기체냉매와의 열교환작용이 원활하게 이루어지게 되는 것이다.

그리고 상기 수액기(2)의 출구(23)를 통해 이송되는 고온고압의 액상냉매는 증발기(200)의 입구라인(210)에 장설되어 있는 팽창밸브(300)에 의해 급격하게 팽창되면서 안개상태로 증발기(200)로 공급되는 것이며, 상기 증발기(200)로 공급되는 안개상태의 냉매는 외부 열교환매체와의 열교환 작용으로 증발되면서 액분리기(3)의 입구(32)를 통해 액분리기(3)의 용기(31) 내부로 유입되는데, 이때 액분리기(3)의 입구(32)를 통해 용기(31) 내부로 유입되는 기체냉매에는 완전하게 기화되지 아니한 습증기 상태의 냉매가 혼입되어 있지만 상기 액분리기(3) 내부로 유입되는 습증기 상태의 냉매는 액분리기(3) 내부에 설치되어 있는 수액기(2)의 용기(21)에서 방출되는 열에 의해 가열되면서 증발하게 되므로 액분리기(3)의 출구(33)를 통해 압축기(400)로 이송되는 냉매는 건증기 상태의 냉매만 공급되므로 습증기 상태의 냉매로 인한 고장원인을 배제할 수 있게 되는 것이다.

다음, 본 발명의 제2 실시예에 대하여 설명한다.

상기한 제2 실시예의 횡형타입 액열기(1a) 및 입형타입 액열기(1b) 역시 도 3 및 도 4의 도시와 같이 응축기(100)에서 이송되는 고온고압의 액상냉매가 저장되는 수액기(2)와, 증발기(200)에서 이송되는 저온저압의 기체냉매가 저장되는 액분리기(3a)는 모두 원통형의 용기(21)(31)로 형성되어 있으며, 상기 액분리기(3)의 용기(31) 안에는 수액기(2)의 용기(21)가 삽입 설치된 이중관 구조로 구성되어 있다.

상기 수액기(2)의 입구(22)는 액분리기(3)의 내부에서 용기(31)를 관통하여 응축기(100)의 출구라인(110)에 연결되어 있으며, 상기 수액기(2)의 출구(23)는 액분리기(3)의 내측에서 외측을 향해 용기(31)를 관통하여 수액기 출구라인(24)에 연결되어 있으며, 상기한 수액기 출구라인(24)은 증발기(200)의 입구라인(210)에 연결되어 있다.

그리고 상기 수액기(2)의 내부에는 축방향으로 열교환관(5)이 설치되어 있으며, 상기 열교환관(5)의 입구(51) 및 출구(52)는 액분리기(3)의 양측을 관통하여 외부로 노출되어 있는데, 상기한 입구(51)에는 바이패스라인(7a)이 연결되어 있으며, 상기한 출구(52)에는 열교환관 배출라인(7b)이 연결되어 있다.

또한 상기한 바이패스라인(7a)은 수액기 출구라인(24)에 연결되어 있으며, 상기 열교환관 출구라인(7b)은 증발기(200)의 출구라인(220)에 연결되어 있다.

또한 상기 수액기 출구라인(24)으로 이송되는 고온고압의 액상냉매의 대부분은 증발기(200)의 입구라인(210)을 통해 증발기(200)로 이송되지만 그 일부는 바이패스라인(7a)를 통해 열교환관(5)의 입구(51)를 통해 상기 열교환관(5) 내부로 공급되는데, 상기 바이패스라인(7a)에는 고온고압의 액상냉매를 급격하게 팽창시켜주는 보조팽창밸브(500)가 장설되어 있다.

그리고 상기 열교환관(5) 내부에서 열교환 작용으로 증발되어 출구(52)로 배출되는 냉매는 배출라인(7b)을 통해 증발기(200)의 출구라인(220)으로 이송되는 기체냉매와 함께 액분리기(3)의 입구(32)를 통해 액분리기(3) 내부로 유입되는 것이다.

그리고 상기 수액기(2)의 용기(21) 외부에는 방열핀(4)이 나선상으로 형성되어 있으며, 또한 상기 열교환관(5) 외부에도 방열핀(6)이 형성되어 있다.

한편, 도 3의 도시와 같이 횡형타입 액열기(1a)의 경우에는 상기 수액기(2)의 입구(22) 및 출구(23) 각각에는 용기(21) 내부에 평행하게 마주하게 삽입 설치된 분사관(25) 및 흡입관(26)이 연결되어 있으며, 상기한 분사관(25)에는 액상냉매를 분사하기 위한 복수의 분사공(27)이 형성되어 있고, 상기한 흡입관(26)에는 용기(21) 안에 저장되는 액상냉매를 흡입하여 출구(23)로 배출시키기 위한 복수의 흡입공(28)이 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제2 실시예는 전술한 제1 실시예와 같이 응축기(100)에서 이송되는 고온고압의 액상냉매가 저장되는 수액기(2)가 액분리기(3)의 내부에 삽입 설치되어 있으므로 상기 수액기(2)에 저장되는 고온고압의 액상냉매가 용기(21)에 직접 접촉하게 되므로 상기한 용기(21)의 가열작용이 빠르게 진행되며, 이에 따라 액분리기(3)에 유입되는 저온저압의 기체냉매가 수액기(2)에서 방출되는 고온의 열과의 열교환 작용이 활발하게 진행되는 것인데, 이때 상기 수액기(2)의 출구(23)와 연결된 수액기 출구라인(24)으로 이송되는 고온고압의 액상냉매의 대부분은 증발기(200)의 입구라인(210)을 통해 이송되면서 팽창밸브(300)에서 급격하게 팽창되어 안개상태로 증발기(200)로 공급되는 한편, 상기 수액기 출구라인(24)으로 이송되는 액상냉매의 일부는 바이패스라인(7a)을 통해 이송되는 것이며, 상기한 바이패스라인(7a)으로 이송되는 액상냉매는 보조팽창밸브(500)에 의해 급격하게 팽창되어 안개상태로 열교환관(5)으로 유입 공급되면서 수액기(2)의 용기(21)에 저장되는 고온고압의 액상냉매와의 열교환 작용으로 기체상태로 증발되어 출구(52)가 연결되어 있는 배출라인(7b)을 통해 증발기(200)에서 배출되는 기체냉매와 함께 액분리기(3)로 이송되는 것이다.

따라서 상기 수액기(2)의 출구(23)를 통해 배출되는 고온고압의 액상냉매를 증발기(200)와 열교환관(5)에서 열교환 작용으로 증발시키게 되므로 고온고압의 액상냉매를 기체상태로 열교환시키는 작용이 활발하게 진행되는 것이며, 또한 액분리기(3)의 내부로 유입되는 저온저압의 기체냉매에 포함되어 있는 습증기 상태의 냉매를 수액기(2)에 저장되는 고온고압의 액상냉매와의 열교환 작용으로 건증기 상태로 기화시켜서 압축기(400)에 공급하게 되므로써 상기 압축기(400)로는 건증기 상태의 기체냉매만을 공급할 수 있게 되는 것이다.

다음, 본 발명의 제3 실시예에 대하여 설명한다.

상기한 제3 실시예의 횡형타입 액열기(1a) 및 입형타입 액열기(1b) 역시 도 5 및 도 6의 도시와 같이 응축기(100)에서 이송되는 고온고압의 액상냉매가 저장되는 수액기(2)와, 증발기(200)에서 이송되는 저온저압의 기체냉매가 저장되는 액분리기(3a)는 모두 원통형의 용기(21)(31)로 형성되어 있으며, 상기 액분리기(3)의 용기(31) 안에는 수액기(2)의 용기(21)가 삽입 설치된 이중관 구조로 구성되어 있다.

그리고 상기 수액기(2)의 내부에는 축방향을 향해 나선상으로 형성되어 있는 열교환 나선관(8)이 설치되어 있으며, 상기 열교환 나선관(8)의 입구(81) 및 출구(82)는 액분리기(3)의 양측을 관통하여 외부로 노출되어 있는데, 상기 열교환 나선관(8)의 입구(81) 및 출구(82) 각각에는 전술한 제2 실시예와 같이 수액기(2)의 출구(23)를 통해 배출되는 고온고압의 액상냉매의 일부를 이송시키기 위한 바이패스라인(7a) 및 상기 열교환 나선관(8) 내부에서 열교환 작용으로 증발된 냉매를 액분리기(3)의 입구(32)로 이송시키기 위한 배출라인(7b)이 연결되어 있다.

또한 상기한 바이패스라인(7a)은 수액기 출구라인(24)에 연결되어 있으며, 상기 배출라인(7b)은 증발기(200)의 출구라인(22)에 연결되어 있다.

또한 상기 수액기 출구라인(24)으로 이송되는 고온고압의 액상냉매의 대부분은 증발기 입구라인(210)을 통해 증발기(200)로 이송되지만 일부는 바이패스라인(7a) 를 통해 열교환 나선관(8)의 입구(81)를 통해 상기 열교환 나선관(8) 내부로 공급되는 것이며, 상기 바이패스라인(7a)에는 고온고압의 액상냉매를 급격하게 팽창시켜주기 위한 보조팽창밸브(500)가 장설되어 있다.

그리고 상기 열교환 나선관(8) 내부에서 열교환 작용으로 증발되어 출구(82)로 배출되는 냉매는 배출라인(7b)을 통해 증발기 출구라인(220)으로 이송되는 기체냉매와 함께 액분리기(3)의 입구(32)를 통해 액분리기(3) 내부로 유입되는 것이다.

상기 수액기(2)의 용기(21) 외부에는 방열핀(4)이 나선상으로 형성되어 있다.

한편, 제3 실시예의 횡형타입 액열기(1a)의 경우에는 전술한 제2 실시예의 황형타입 액열기와 마찬가지로 도 5의 도시와 같이 상기 수액기(2)의 입구(22) 및 출구(23) 각각에는 용기(21) 내부에 평행하게 마주하게 삽입 설치된 분사관(25) 및 흡입관(26)이 연결되어 있으며, 상기한 분사관(25)에는 액상냉매를 분사하기 위한 복수의 분사공(27)이 형성되어 있고, 상기한 흡입관(26)에는 용기(21) 안에 저장되는 액상냉매를 흡입하여 출구(23)로 배출시키기 위한 복수의 흡입공(28)이 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제3 실시예는 전술한 제1 및 제2 실시예와 같이 응축기(100)에서 이송되는 고온고압의 액상냉매가 저장되는 수액기(2)가 액분리기(3)의 내부에 삽입 설치되어 있으므로 상기 수액기(2)에 저장되는 고온고압의 액상냉매가 용기(21)에 직접 접촉하게 되므로 상기한 용기(21)의 가열작용이 빠르게 진행되며, 이에 따라 액분리기(3)에 유입되는 저온저압의 기체냉매가 수액기(2)에서 방출되는 고온의 열과의 열교환 작용이 활발하게 진행되는 것이다.

또한, 상기 수액기(2)의 출구(23)와 연결된 수액기 출구라인(24)으로 이송되는 고온고압의 액상냉매의 대부분은 증발기(200)의 입구라인(210)을 통해 이송되면서 팽창밸브(300)에서 급격하게 팽창되어 안개상태로 증발기(200)로 공급되는 한편, 상기 수액기 출구라인(24)으로 이송되는 액상냉매의 일부는 바이패스라인(7a) 을 통해 이송되는 것이며, 상기한 바이패스라인(7a)으로 이송되는 액상냉매는 보조팽창밸브(500)에 의해 급격하게 팽창되어 안개상태로 열교환 나선관(8)으로 유입 공급되면서 수액기(2)의 용기(21)에 저장되는 고온고압의 액상냉매와의 열교환 작용으로 기체상태로 증발되어 출구(52)가 연결되어 있는 배출라인(7b)을 통해 증발기(200)에서 배출되는 기체냉매와 함께 액분리기(3)로 이송되는 것이다.

따라서 상기 수액기(2)의 출구(23)를 통해 배출되는 고온고압의 액상냉매를 증발기(200)와 열교환 나선관85)에서 열교환 작용으로 증발시키게 되므로 고온고압의 액상냉매를 기체상태로 열교환시키는 작용이 활발하게 진행되는 것이며, 또한 액분리기(3)의 내부로 유입되는 저온저압의 기체냉매에 포함되어 있는 습증기 상태의 냉매를 수액기(2)에 저장되는 고온고압의 액상냉매와의 열교환 작용으로 건증기 상태로 기화시켜서 압축기(400)에 공급하게 되므로써 상기 압축기(400)로는 건증기 상태의 기체냉매만을 공급할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제1 내지 제3 실시예의 횡형타입 액열기(1a) 및 입형타입 액열기(1b)의 작용에 대하여 설명한다.

제1 실시예의 횡형타입 액열기(1a) 및 입형타입 액열기(1b)의 경우에는 냉동장치의 응축기(100)에서 응축되어 이송되는 고온고압의 액상냉매는 수액기(2)의 입구(21)를 통해 용기(21) 내부로 유입되면서 일시 저장되는데, 이때 상기 수액기(2)의 용기(21) 내부에 저장되는 액상냉매의 열전달율이 좋으므로 이에 따라 액상냉매의 고온이 용기(21) 전체로 열전도 됨과 동시에 상기 용기(21)의 외면에 나선상으로 형성되어 있는 방열핀(4)에도 열전도되는 것이며, 이와 동시에 증발기(200)에서 외부 열교환매체에서 열을 빼앗는 열교환작용으로 증발되어 이송되는 기체냉매는 액분리기(3)의 입구(32)를 통해 용기(31) 내부로 유입 저장되는데, 이때 상기 액분리기(3)의 용기(31) 내부로 유입 저장되는 기체냉매에는 기화되지 아니한 습증기 상태의 냉매가 포함되어 있으며, 상기한 습증기 상태의 냉매는 액분리기(3) 내부에서 부유하면서 수액기의 용기(21) 및 방열핀(4)에 접촉하는 현상이 활발하게 진행되는 것이다.

따라서 상기 액분리기(3)의 용기(31) 내부로 유입 저장되는 기체냉매에 포함되어 있는 습증기 상태의 냉매는 고온고압의 액상냉매가 저장되는 상기 수액기(2)의 용기(21)와 방열핀(4) 각각에서 방출되는 열과의 열교환작용으로 증발하게 되는 것이다.

제2 실시예의 횡형타입 액열기(1a) 및 입형타입 액열기(1b)의 경우에는 수액기(2)의 용기(21) 내부에 축방향으로 형성되어 있는 열교환관(5)으로는 상기 수액기(2)의 출구(23)로 이송되는 고온고압의 액상냉매 일부가 안개상태로 공급되어 수액기 용기(21)에 저장되는 고온고압의 액상냉매와 열교환작용으로 증발시키게 되며, 이렇게 상기 열교환관(5)에서 증발된 기체냉매는 상기 증발기(200)에서 열교환 작용으로 증발된 기체냉매와 함께 액분리기(3) 내부로 이송되어 다시 수액기(2)에 저장되는 고온고압의 액상냉매와 열교환하도록 하므로써 압축기(400)로 이송되는 냉매는 습증기 냉매가 포함되지 아니한 건증기 상태의 냉매만을 이송 공급할 수 있게 되는 것이다.

제3 실시예는 전술한 제2 실시예와 마찬가지로 수액기(2) 내부에 나선상으로 형성된 열교환 나선관(8)이 수액기(2)의 출구(23)로 배출되는 액상냉매의 일부를 수액기(2) 내부에 저장되는 고온고압의 액상냉매와의 열교환 작용으로 증발시켜서 액분리기(3)로 공급하게 되므로써 상기 수액기(2) 내부에 저장되는 고온고압의 액상냉매와 상기 액분리기(3) 내부에 저장되는 저온저압의 기체냉매와의 열교환 작용을 향상시키는 효과가 있으며, 따라서 압축기(400)로 공급되는 냉매에는 건증기 상태로 증발된 냉매만 이송 공급할 수 있게 되는 것이다.

그러므로 상기 액분리기(3)의 용기(31) 내부에 일시 저장되었다가 출구(33)를 통해 압축기(400)로 이송되는 냉매는 가스상태로 증발된 기체냉매만 공급되므로써 압축기의 고장원인을 사전에 방지할 수 있으며, 또한 냉동장치의 냉동 및 냉장 효율을 향상시키는 등의 장점이 있는 것이다.

1a : 횡형타입 액열기 1b : 입형타입 액열기
2 : 수액기 3 : 액분리기
21,31 : 용기 22,32 : 입구
23,33 : 출구 24 : 수액기 출구라인
25 : 분사관 26 : 흡입관
27 : 분사공 28 : 흡입공
34 : 유공 4,6 : 방열핀
5 : 열교환관 51,81 : 입구
52,82 : 출구 7a : 바이패스라인
7b : 배출라인 8 : 열교환 나선관
100 : 응축기 200 : 증발기
300 : 팽창밸브 400 : 압축기
500 : 보조팽창밸브

Claims

냉동장치의 응축기에서 이송되는 고온고압의 액상냉매가 저장되는 수액기와, 증발기에서 이송되는 저온저압의 기체냉매가 저장되는 액분리기를 이중관 구조로 형성되도록 구성되는 액열기에 있어서,
상기 액열기의 수액기는 액분리기의 내부에 위치하도록 형성되어 있으며, 상기 액분리기는 수액기를 감싸주는 상태로 액열기의 외부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 냉동장치의 액열기.
제 1 항에 있어서,
상기 액분리기의 용기 내부에 삽입 설치된 수액기의 용기 외면에는 나선상으로 형성되는 방열핀이 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 냉동장치의 액열기.
제 1 항에 있어서,
상기 수액기의 용기 내부에는 축방향으로 열교환관이 형성되어 있으며, 상기 열교환관의 입구에는 수액기의 출구에 연결되어 있는 수액기 출구라인에서 분기되어 상기 수액기 출구라인으로 이송되는 고온고압의 액상냉매의 일부를 열교환관 내부로 공급하기 위한 바이패스라인이 연결되어 있으며, 상기 열교환관의 출구에는 열교환관 내부에서 수액기에 저장되는 고온고압의 액상냉매와의 열교환 작용으로 증발하게 되는 기체냉매를 증발기에서 이송되는 기체냉매와 함께 액분리기 내부로 이송시키기 위한 배출라인이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 냉동장치의 액열기.
제 3 항에 있어서,
상기 수액기의 내부에 축방향으로 형성되어 있는 열교환관의 외면에는 방열핀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 냉동장치의 액열기.
제 1 항에 있어서,
상기 수액기의 용기 내부에는 축방향을 향해 나선상으로 형성되는 열교환 나선관이 장설되어 있으며, 상기 열교환 나선관의 입구는 수액기의 출구에 연결되어 있는 수액기 출구라인에서 분기되어 상기 수액기 출구라인으로 이송되는 고온고압의 액상냉매의 일부를 열교환 나선관 내부로 공급하기 위한 바이패스라인이 연결되어 있으며, 상기 열교환 나선관의 출구에는 열교환 나선관 내부에서 수액기에 저장되는 고온고압의 액상냉매와의 열교환 작용으로 증발하게 되는 기체냉매를 증발기에서 이송되는 기체냉매와 함께 액분리기 내부로 이송시키기 위한 나선관 배출라인이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 냉동장치의 액열기.