KR20180029474A - 무동력 순환 싸이폰 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무동력 순환 싸이폰에 관한 것으로 특히, 공지된 싸이폰에 있어서, 증발기(10)의 출구와 응축기(20)의 입구 사이를 연결시켜 주고 있는 냉매관(30)에는 정해진 압력 이상의 압력차가 발생하였을 때 가스 냉매를 응축기(20) 측으로 통과시켜 주는 스윙형의 체크밸브(31)를 설치하고, 상기 응축기(20)의 출구와 증발기(10)의 입구 사이를 연결시켜 주고 있는 냉매관(40)에는 정해진 압력 이상의 압력차가 발생하였을 때 액상의 냉매를 증발기(10) 측으로 통과시켜 주는 볼형의 체크밸브(41)를 설치하며, 상기 볼형의 체크밸브(41)의 출구와 증발기(10)의 입구 측 사이의 냉매관(40) 상에는 냉매의 교착 및 교축작용 효과를 얻을 수 있도록 하는 유량 조절수단(44)을 설치한 것을 특징으로 한다.
따라서, 별도의 냉매 흐름 유도용 동력장치를 사용하지 않고도 양자 간 압력차를 이용하여 무동력으로 냉매 흐름을 원활히 유도시켜 줄 수 있으므로 싸이폰 자체를 단순화시킬 수 있어 제품 자체의 생산원가를 대폭 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 공기나 액체상태의 유체 어느 조건에 장착해도 효과를 얻을 수 있고, 기존 장치의 형태에 구애받지 않고 공조기나 열교환기의 전단 또는 후단에 설치하거나 폐열 활용을 위한 장소에 "폐냉기"인 증발기와 "폐열기"인 응축기를 별도로 분리해서 설치가 가능하여 활용성이 무궁무진하며, 고장율도 대폭 낮출 수 있고, 특히 싸이폰 자체의 상품성 및 작동에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있다.

Description

무동력 순환 싸이폰{Non-motorized circulation siphon}
본 발명은 무동력 순환 싸이폰에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 증발기의 출구와 응축기의 입구 사이 및 응축기의 출구와 증발기의 입구 사이를 연결시켜 주고 있는 냉매관에 각각 정해진 압력 이상의 차가 발생하였을 때 냉매를 어느 일방향으로만 통과시켜 주는 체크밸브를 설치하여 별도의 냉매 흐름 유도용 동력장치를 사용하지 않고도 양자 간 압력차를 이용하여 냉매 흐름을 원활히 유도시켜 줄 수 있도록 하여 싸이폰 자체를 단순화시킬 수 있도록 함과 동시에 공기나 액체상태의 유체 어느 조건에 장착해도 효과를 얻을 수 있고, 기존 장치의 형태에 구애받지 않고 공조기나 열교환기의 전단 또는 후단에 설치하거나 폐열 활용을 위한 장소에 증발기("폐냉기"라 칭함)와 응축기("폐열기"라 칭함)를 별도로 분리해서 설치가 가능하여 활용성이 무궁무진하며, 고장율 및 제품의 생산원가를 대폭 낮출 수 있도록 발명한 무동력 순환 싸이폰에 관한 것이다.
일반적으로 싸이폰 기술은 폐열회수 및 재활용을 위하여 다양한 형태가 있다.
이와 같은 싸이폰은 통상 "폐냉기"라 칭하는 증발기와 "폐열기"라 칭하는 응축기를 구비하고 증발기와 응축기를 통과하는 열매체의 온도차(또는 열용량)가 큰 상태에서는 쉽게 증발과 응축을 할 수 있다.
그러나 종래 대부분의 싸이폰에는 냉매액 체크밸브와 냉매가스 체크밸브 및 냉매액 유량 조절밸브 등이 전혀 구비되어 있지 않아, 상대적으로 열매체의 온도차(또는 열용량)가 작은 상태에서는 냉매액이 통과하는 냉매관과 냉매가스가 통과하는 냉매관에서 열평형과 압력평형상태가 유지될 때 냉매 흐름이 정지되어 증발과 응축을 반복하면서 폐열의 이동을 유도하는 싸이폰 효과를 기대할 수 없는 문제점이 있다.
최근에는 소형 동력장치나 재열히터 등을 추가로 장착하여 냉매의 강제 흐름을 유도하고 있으나, 장치가 복잡하고 추가적인 동력이나 열원을 확보하여야 함으로써, 기존의 다양한 열교환 장치나 폐열 발생 장소에 적용이 어려우며 생산원가 상승을 초래하고 있다.
특히 종래 대부분의 싸이폰에서는 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기와 팽창변 등과 같은 냉매 흐름 유도용 동력장치를 별도로 더 설치하여 냉매의 흐림이 원활히 이루어지도록 하고 있는데, 이와 같이 별도의 냉매 흐름 유도용 동력장치를 더 설치하게 되면 결국 싸이폰 자체의 구성이 복잡해지고 제품의 생산원가가 상승하게 될 뿐만 아니라 고장율도 높아지는 등의 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 10-0604278호(2006년 07월 18일) 대한민국 등록특허공보 10-0863284호(2008년 10월 07일) 대한민국 등록특허공보 10-1286145호(2013년 07월 09일) 대한민국 등록특허공보 10-0709060호(2007년 04월 12일)
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 증발기의 출구와 응축기의 입구 사이 및 응축기의 출구와 증발기의 입구 사이를 연결시켜 주고 있는 냉매관에 각각 정해진 압력 이상의 차가 발생하였을 때 냉매를 어느 일방향으로만 통과시켜 주는 체크밸브를 설치하고, 액상 냉매 통과용 체크밸브의 출구와 증발기의 입구 측 사이에는 냉매의 교착 및 교축작용 효과를 얻을 수 있도록 하는 유량 조절수단을 설치하여 줌으로써 별도의 냉매 흐름 유도용 동력장치를 사용하지 않고도 양자 간 압력차를 이용하여 무동력으로 냉매 흐름을 원활히 유도시켜 줄 수 있으므로 싸이폰 자체를 단순화시킬 수 있어 제품 자체의 생산원가를 대폭 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 공기나 액체상태의 유체 어느 조건에 장착해도 효과를 얻을 수 있고, 기존 장치의 형태에 구애받지 않고 공조기나 열교환기의 전단 또는 후단에 설치하거나 폐열 활용을 위한 장소에 "폐냉기"인 증발기와 "폐열기"인 응축기를 별도로 분리해서 설치가 가능하여 활용성이 무궁무진하며, 고장율도 대폭 낮출 수 있는 무동력 순환 싸이폰을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 입구측에 분배기와 분배튜브가 구비되고 출구측에는 가스 전용 헤더가 구비된 형태를 갖고 응축기로부터 냉매관을 통해 유입되는 저온/저압 액 상태의 냉매를 외부공기에 의해 열교환시켜 고온/고압 가스 상태로 만들어 주는 폐냉기로써의 증발기와; 입구측과 출구측에 각각 가스 전용 헤더와 액 전용 헤더를 구비하고 가스 전용 헤더 외측에는 송풍팬이 구비된 형태를 갖고 증발기로부터 냉매관을 통해 유입되는 고온/고압 가스의 냉매를 외부공기에 의해 열교환시켜 고온/고압 액 상태로 만들어 주는 폐열기로써의 응축기로 구성된 싸이폰에 있어서, 상기 증발기의 출구와 응축기의 입구 사이를 연결시켜 주고 있는 냉매관에는 정해진 압력 이상의 압력차가 발생하였을 때 가스 냉매를 응축기 측으로 통과시켜 주는 스윙형의 체크밸브를 설치하고, 상기 응축기의 출구와 증발기의 입구 사이를 연결시켜 주고 있는 냉매관에는 정해진 압력 이상의 압력차가 발생하였을 때 액상의 냉매를 증발기 측으로 통과시켜 주는 볼형의 체크밸브를 설치하며, 상기 볼형의 체크밸브의 출구와 증발기의 입구 측 사이에는 냉매의 교착 및 교축작용 효과를 얻을 수 있도록 하는 유량 조절수단을 설치한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 체크밸브들의 입구측 냉매관에는 각각의 냉매관을 통과하는 가스 또는 액상 냉매의 압력을 표시해 주는 압력계를 각각 더 설치한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 냉매관과 압력계의 입구 사이에는 냉매의 흐름을 단속할 수 있도록 하는 압력계 단속밸브를 각각 더 설치한 것을 특징으로 한다.
이때, 냉매의 교착 및 교축작용 효과를 얻을 수 있도록 하는 상기 유량 조절수단으로는 글로브밸브를 포함하여 전자식 또는 감응식 팽창밸브 및 모세관 중 어느 하나를 설치한 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 무동력 순환 싸이폰에 의하면, 증발기의 출구와 응축기의 입구 사이 및 응축기의 출구와 증발기의 입구 사이를 연결시켜 주고 있는 냉매관에 각각 정해진 압력 이상의 차가 발생하였을 때 냉매를 어느 일방향으로만 통과시켜 주는 체크밸브를 설치하되 액상 냉매 통과용 체크밸브의 출구와 증발기의 입구 측 사이에는 냉매의 교착 및 교축작용 효과를 얻을 수 있도록 하는 유량 조절수단을 설치하여 줌으로써 별도의 냉매 흐름 유도용 동력장치를 사용하지 않고도 양자 간 압력차를 이용하여 무동력으로 냉매 흐름을 원활히 유도시켜 줄 수 있으므로 싸이폰 자체를 단순화시킬 수 있어 제품 자체의 생산원가를 대폭 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 공기나 액체상태의 유체 어느 조건에 장착해도 효과를 얻을 수 있고, 기존 장치의 형태에 구애받지 않고 공조기나 열교환기의 전단 또는 후단에 설치하거나 폐열 활용을 위한 장소에 "폐냉기"인 증발기와 "폐열기"인 응축기를 별도로 분리해서 설치가 가능하여 활용성이 무궁무진하며, 고장율도 대폭 낮출 수 있고, 특히 싸이폰 자체의 상품성 및 작동에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1 내지 도 3은 본 발명이 적용된 무동력 순환 싸이폰의 서로 다른 실시 예에 대한 개략 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예 및 그에 따른 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이며, 또한 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명이 적용된 무동력 순환 싸이폰의 서로 다른 실시 예에 대한 개략 구성도를 나타낸 것이다.
이에 따르면 본 발명은,
입구측에 분배기(11)와 분배튜브(12)가 구비되고 출구측에는 가스 전용 헤더(13)가 구비된 형태를 갖고 응축기(20)로부터 냉매관(30)을 통해 유입되는 저온/저압 액 상태의 냉매를 외부공기에 의해 열교환시켜 고온/고압 가스 상태로 만들어 주는 폐냉기로써의 증발기(10)와; 입구측과 출구측에 각각 가스 전용 헤더(21)와 액 전용 헤더(22)를 구비하고 가스 전용 헤더(21) 외측에는 송풍팬(23)이 구비된 형태를 갖고 상기 증발기(10)로부터 냉매관(40)을 통해 유입되는 고온/고압 가스의 냉매를 외부공기에 의해 열교환시켜 고온/고압 액 상태로 만들어 주는 폐냉기로써의 응축기(20)로 구성된 싸이폰에 있어서,
상기 증발기(10)의 출구와 응축기(20)의 입구 사이를 연결시켜 주고 있는 냉매관(30)에는 정해진 압력 이상의 압력차가 발생하였을 때 가스 냉매를 응축기(20) 측으로 통과시켜 주는 스윙형의 체크밸브(31)를 더 설치하고,
상기 응축기(20)의 출구와 증발기(10)의 입구 사이를 연결시켜 주고 있는 냉매관(40)에는 정해진 압력 이상의 압력차가 발생하였을 때 액상의 냉매를 증발기(10) 측으로 통과시켜 주는 볼형의 체크밸브(41)를 더 설치하며,
상기 볼형의 체크밸브(41)의 출구와 증발기(10)의 입구 측 사이의 냉매관(40) 상에는 냉매의 교착 및 교축작용 효과를 얻을 수 있도록 하는 유량 조절수단(44)을 더 설치한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 체크밸브(31)(41)들의 입구측 냉매관(30)(40)에는 각각의 냉매관을 통과하는 가스 또는 액상 냉매의 압력을 표시해 주는 압력계(32)(42)를 각각 더 설치한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 냉매관(30)(40)과 압력계(32)(42)의 입구 사이에는 냉매의 흐름을 단속할 수 있도록 하는 압력계 단속밸브(33)(43)를 각각 더 설치한 것을 특징으로 한다.
이때, 냉매의 교착 및 교축작용 효과를 얻을 수 있도록 하는 상기 유량 조절수단(44)으로는 글로브밸브(44-1)를 포함하여 전자식 또는 감응식 팽창밸브(44-2) 및 모세관(44-3) 중 어느 하나를 선택하여 설치한 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 무동력 순환 싸이폰에 대한 작용효과를 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명이 적용된 무동력 순환 싸이폰은, 공지의 싸이폰 중 폐냉기로써의 증발기(10) 출구와 폐열기로써의 응축기(20) 입구 사이 및 응축기(20)의 출구와 증발기(10)의 입구 사이를 연결시켜 주고 있는 냉매관(30)(40)에 각각 스윙형 및 볼형의 체크밸브(31)(41)를 더 설치하고, 상기 체크밸브(41)의 출구와 증발기(10)의 입구 측 사이의 냉매관(40) 상에는 냉매의 교착 및 교축작용 효과를 얻을 수 있도록 하는 유량 조절수단(44)을 더 설치여, 별도의 냉매 흐름 유도용 동력장치를 사용하지 않고도(즉, 무동력으로) 증발기(10)와 응축기(20) 간 압력이 일정 압력차 이상일 때 자동으로 냉매가 원활히 흐르도록 한 것을 주요기술 구성요소로 한다.
이때, 공지된 싸이폰은 폐냉기인 응축기(20)로부터 냉매관(40)을 통해 유입되는 저온/저압 액 상태의 냉매를 외부공기에 의해 열교환시켜 고온/고압 가스 상태로 만들어 주는 폐열기로써의 증발기(10)와, 폐열기인 상기 증발기(10)로부터 냉매관(30)을 통해 유입되는 고온/고압 가스의 냉매를 외부공기에 의해 열교환시켜 고온/고압 액 상태로 만들어 주는 폐냉기로써의 응축기(20)를 구비한 형태를 갖는다.
또한, 폐열기로 작동하는 상기 증발기(10)의 입구측에는 본 발명에서 후술하는 바와 같이 냉매 교축 및 교착작용 효과를 얻을 수 있도록 설치하는 유량 조절수단(44)을 지나서 냉매관(40)을 통해 전달되어 오는 소량의 후레쉬 가스와 저온 저압의 액상 냉매를 분배시켜 주는 분배기(11)와, 상기 분배기(11)와 증발기(10)의 열교환 튜브 각 단부 사이에 결합된 형태를 갖고 상기 분배기(11)를 통해 유입되는 냉매를 증발기 전체에 거쳐 고르게 분배시켜 주는 분배튜브(12)가 구비되어 있고, 또한 출구측에는 상기 증발기(10)를 통해 고온/고압 가스 상태로 변환된 냉매를 응축기(20)와 연결된 냉매관(30)으로 원활히 유출시켜 주는 가스 전용 헤더(13)가 구비되어 있다.
이때, 다수의 분배튜브(12)를 통해 나누어진 후, 상기 증발기(10)의 열교환 튜브로 분배되어 들어간 액상 냉매는 열교환 튜브 내에서 실내 공기와 열교환(흡열)하여 가스로 증발하는데, 이러한 냉매의 증발과정에서 열을 흡수하여 증발기(10)를 통과하는 유체의 온도를 낮추는 냉각기능을 수행함과 동시에, 열교환 튜브에 발생하는 결로 현상을 이용하여 제습을 하게 된다.
여기서 상기 증발기(10)의 폐열 발생과 재활용 위치가 각각 다른 위치에 설치될 경우, 상기 증발기(10) 쪽에도 도시 생략한 송풍팬을 별도로 더 설치할 수도 있다.
또, 폐냉기로 작동하는 상기 응축기(20)의 입구측에는 냉매관(30)을 통해 유입되는 가스 상태의 냉매를 응축기(20)의 열교환 튜브로 인입시켜 주는 가스 전용 헤더(21)가 구비되어 있고, 출구측에는 열교환 튜브내에서 고온/고압의 가스냉매가 외부공기(또는 폐냉열원)와 열교환(방열)하여 응축되며 저온/저압의 액 상태로 변환된 냉매를 모아서 증발기(10)와 연결된 냉매관(40)으로 유출시켜 주는 액 전용 헤더(22)가 설치되어 있음은 물론 상기 가스 전용 헤더(21)의 외측에는 외부공기(또는 폐냉열기원)를 응축기(20)의 열교환 튜브 측으로 불어주어 가열시킨 후 실내로 더운 공기를 유입시켜 주는 송풍팬(23)이 구비되어 있다.
한편, 본 발명은 이와 같이 공지된 싸이폰의 구성요소 중 폐냉기인 상기 증발기(10)의 출구와 폐열기인 응축기(20)의 입구 사이 및 응축기(20)의 출구와 증발기(10)의 입구 사이를 연결시켜 주고 있는 냉매관(30)(40)에 스위형의 체크밸브(31) 및 볼형의 체크밸브(41)를 각각 더 설치하여, 증발기(10)와 응축기(20) 사이 및 응축기(20)와 증발기(10) 사이에서 압력차가 각각의 체크밸브(31)(41)에 세팅되어 있는 정해진 압력(예를 들어 0.5~1.5 kgf/㎠) 이상이 날 경우 가스 또는 액상의 냉매가 자동으로 응축기(20) 또는 증발기(10) 측으로 유입되도록 한 것이다.
이때, 상기 체크밸브(31)는 증발기(10) 내에서 가스 상태로 변화된 냉매를 통과 또는 차단할 목적으로 설치되는 것을 감안하여 스윙형으로 설치하고, 상기 체크밸브(31)는 응축기(20) 내에서 액 상태로 변화된 냉매를 통과 또는 차단할 목적으로 설치되는 것을 감안하여 볼형으로 설치하였다.
즉, 가스 상태의 냉매가 냉매관(30) 상하부에 저밀도 상태에서 넓은 단면적에 균일하게 작용하므로 스윙형의 체크밸브(31)를 사용하여 압력변화에 보다 민감하게 반응하는 작동성을 높일 수 있도록 하고, 액 상태의 냉매는 냉매관(40) 하부부터 발생하고 고밀도의 좁은 단면적에 작용하므로 볼형의 체크밸브(41)를 적용한 것이다.
이와 같이 상기 증발기(10)의 출구와 응축기(20)의 입구 사이 및 응축기(20)의 출구와 증발기(10)의 입구 사이의 냉매관(30)(40) 상에 각각 설치된 스윙형의 체크밸브(31) 및 볼형의 체크밸브(41)에 대한 작동 관계를 설명하면 다음과 같다.
예를 들어 상기 증발기(10)에서 소정시간 이상 증발작동(즉, 더운 공기의 열교환)이 지속적으로 이루어짐으로 인해 냉매의 기화량이 높아져 증발기(10)를 통해 배출되는 고온/고압의 가스 냉매 토출 압력이 응축기(20)의 입구측 압력보다 정해진 압력 이상 높아질 경우, 상기 증발기(10)의 출구와 응축기(20)의 입구 사이의 냉매관(30)에 설치되어 있는 스윙형의 체크밸브(31)가 자동으로 열려 가스 상태의 냉매가 냉매관(30)과 체크밸브(31) 및 가스 전용 헤더(21)를 통해 응축기(20)의 열교환 튜브 내로 자동 유입된다.
물론, 상기와 같이 상기 증발기(10)의 증발작동으로 인해 증발기(10) 내에서 가스 상태로 변화된 냉매가 소정의 세팅 압력을 갖는 스윙형의 체크밸브(31)와 냉매관(30) 등을 통해 응축기(20) 내로 지속적으로 유입되므로 인해 상기 증발기(10)의 가스 냉매 토출 압력과 응축기(20)의 내부 압력이 거의 같아져 상호 간 압력차가 정해진 압력차(예를 들어 0.5~1.5 kgf/㎠) 이하로 하강하게 되면 스윙형의 상기 체크밸브(31)가 자동으로 닫히게 되므로 응축기(20)로의 가스 냉매 유입이 자동 차단된다.
또한, 상기 증발기(10)에서 전술한 바와 같이 소정의 세팅 압력을 갖는 체크밸브(31)와 냉매관(30) 등을 통해 응축기(20) 내로 고온/고압의 가스 상태의 냉매가 지속적으로 유입됨과 동시에 상기 응축기(20)에서 응축작동을 통해 저온/저압의 액상 냉매로 변화시키는 작동을 지속함으로 인해 응축기(20) 내에 적체되어 있는 액 상태의 냉매 압력이 상기 증발기(10)의 입구측 압력보다 정해진 압력 이상 높아질 경우, 상기 응축기(20)의 출구와 증발기(10)의 입구 사이의 냉매관(40)에 설치되어 있는 볼형의 상기 체크밸브(41)가 자동으로 열려 액 상태의 냉매가 냉매관(40)과 체크밸브(41), 후술하는 유량 조절수단(44), 분배기(11) 및 다수의 분배튜브(12)를 통해 증발기(10)의 열교환 튜브 내로 자동 유입된다.
물론, 상기와 같이 상기 응축기(20)의 응축작동으로 인해 응축기(20) 내에서 액 상태로 변화된 냉매의 토출압력이 소정의 세팅 압력을 갖는 볼형의 체크밸브(41)와 냉매관(40) 등을 통해 증발기(10) 내로 지속적으로 유입되므로 인해 상기 응축기(20)의 액 냉매 토출 압력과 증발기(10)의 내부 압력이 거의 같아져 상호 간 압력차가 정해진 압력차(예를 들어 0.5~1.5 kgf/㎠) 이하로 하강할 경우에는 상기 체크밸브(41)가 자동으로 닫히게 되므로 증발기(10)로의 액 냉매 유입이 자동 차단된다.
이와 같이 상기 증발기(10)의 출구측 압력이 응축기(20)의 입구측 압력보다 정해진 압력(예를 들어 0.5~1.5 kgf/㎠)보다 높을 경우 상기 증발기(10)의 출구와 응축기(20)의 입구 사이의 냉매관(30)에 설치되어 있는 체크밸브(31)가 자동으로 열려 증발기(10)에서 증발된 가스 냉매가 응축기(20) 측으로 자동으로 유입되고, 또한 상기 응축기(20)의 출구측 압력이 증발기(10)의 입구측 압력보다 정해진 압력(예를 들어 0.5~1.5 kgf/㎠)보다 높을 경우 상기 응축기(20)의 출구와 증발기(10)의 입구 사이의 냉매관(40)에 설치되어 있는 체크밸브(41)가 자동으로 열려 응축기(20)에서 응축된 액 냉매가 증발기(10) 측으로 자동으로 유입되는 폐루프가 싸이폰의 작동중에 지속적으로 반복 형성된다.
따라서, 별도의 냉매 흐름 유도용 동력장치를 사용하지 않고도 무동력으로 증발기와 응축기 사이 및 응축기와 증발기 사이의 냉매 흐름을 원활히 유도시켜 줄 수 있어, 싸이폰 자체를 단순화시킬 수 있음은 물론 제품 자체의 생산원가를 대폭 절감시킬 수 있으며, 또한 고장율도 대폭 낮출 수 있어 싸이폰 자체의 상품성 및 작동에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 것이다.
한편, 본 발명에서는 상기한 구성요소 이외에도 볼형의 상기 체크밸브(41) 출구와 증발기(10)의 입구 측 사이에 설치된 냉매관(40) 상에는, 상기 응축기(10)에서 냉매관(40)을 통해 전달되어 오는 액상 냉매에서 후레쉬 가스를 발생시켜 저온 저압의 상태로 냉각시켜 주는 유량 조절수단(44)를 더 설치하였다.
즉, 상기 체크밸브(41) 출구와 증발기(10)의 입구 사이에 냉매의 교축작용을 유도해 주는 유량 조절수단(44)를 더 설치하여, 상기 응축기(10)에서 냉매관(40)을 통해 전달되어 오는 액상 냉매에서 소량의 후레쉬 가스와 저온 저압의 액상 냉매로 변화시키고 액상 냉매를 분배시켜 주는 분배기(11)와, 상기 분배기(11)와 증발기(10)의 열교환 튜브 각 단부 사이에 결합된 형태를 갖고 상기 분배기(11)를 통해 유입되는 냉매를 증발기 전체에 거쳐 고르게 분배시켜 주는 분배튜브(12)를 구비한 증발기(10)에서의 증발작용을 보다 더 효율적으로 수행할 수 있도록 하였다.
이때, 상기 유량 조절수단(44)으로는 싸이폰의 열용량 등을 감안하여 도 1 내지 도 3과 같이, 글로브밸브(44-1)를 포함하여 전자식 또는 감응식 팽창밸브(44-2) 및 모세관(44-3) 중 어느 하나를 선택하여 설치할 수 있다.
도 1은 상기 유량 조절수단(44)으로는 오리피스 역할이 가능한 글르브 형태의 밸브 즉, 글로브밸브(44-1)를 설치한 예를 도시한 것으로, 상기 글로브밸브(44-1)는 사용자가 수동으로 개폐량을 조절하여 응축기(20)를 통해 배출된 후 상기 볼형 체크밸브(41)를 통과하여 증발기(10) 측으로 유입되는 액상 냉매의 통과량을 임으로 조절할 수 있도록 한 것이다.
또, 도 2 및 도 3은 상기 유량 조절수단(44)으로 액상의 냉매를 교축작용에 의해 저압의 냉매로 팽창시켜 주는 전자식 또는 감응식 팽창밸브(44-2), 또는 모세관(44-3)을 각각 설치한 예를 도시한 것으로, 이는 증발기(10)와 응축기(20)를 통과하는 열매체의 온도차(또는 열용량)가 큰 상태에서 보다 강력한 싸이폰 효과를 얻기 위해 액체 냉매의 흐름을 단속하기 위한 목적으로 설치한 것이다.
또한, 본 발명에서는 상기 체크밸브(31)(41)들의 입구측 냉매관(30)(40)에 압력계(32)(42)를 각각 더 설치하여, 싸이폰의 사용자 또는 서비스맨 등이 각각의 냉매관(30)(40)을 통과하는 가스 또는 액상 냉매의 압력을 정확히 알 수 있도록 함으로써 싸이폰의 작동상태 및 고장부분 등을 정확히 알 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에서는 상기 냉매관(30)(40)과 압력계(32)(42)의 입구 사이에 압력계 단속밸브(33)(43)를 각각 더 설치하여, 압력계(32)(42) 측으로 공급되는 냉매의 흐름을 단속할 수 있도록 함으로써 서비스맨 등이 필요에 따라 압력계(32)(42)로 유입되는 냉매를 임으로 단속할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 무동력 순환 싸이폰은, 예냉 후 재열 과정이 필요한 항온항습장치나, 에너지원 추가없이 기존 공기조화기의 제습기능 강화용으로, 또는 고온 및 제습 건조장치의 프리쿨링 및 프리히팅장치 또는 환기덕트의 배기폐열을 외기 예냉 및 가열하는 등에 매우 유용하게 활용할 수 있다.
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기한 실시 예 및 특허청구범위에 기재된 내용만으로 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
10 : 증발기 11 : 분배기
12 : 분배튜브 13 : 가스 전용 헤더
20 응축기 21 : 가스 전용 헤더
22 : 액 전용 헤더 23 : 송풍팬
30, 40 : 냉매관
31, 41 : 체크밸브 32, 42 : 압력계
33, 43 : 압력계 단속밸브 44 : 유량 조절수단
44-1 : 글로브밸브 44-2 : 전자식 또는 감응식 팽창밸브
44-3 : 모세관

Claims (2)

  1. 입구측에 분배기(11)와 분배튜브(12)가 구비되고 출구측에는 가스 전용 헤더(13)가 구비된 형태를 갖고 응축기(20)로부터 냉매관(30)을 통해 유입되는 저온/저압 액 상태의 냉매를 외부공기에 의해 열교환시켜 고온/고압 가스 상태로 만들어 주는 증발기(10)와; 입구측과 출구측에 각각 가스 전용 헤더(21)와 액 전용 헤더(22)를 구비하고 가스 전용 헤더(21) 외측에는 송풍팬(23)이 구비된 형태를 갖고 상기 증발기(10)로부터 냉매관(40)을 통해 유입되는 고온/고압 가스의 냉매를 외부공기에 의해 열교환시켜 고온/고압 액 상태로 만들어 주는 응축기(20)로 구성된 싸이폰에 있어서,
    상기 증발기(10)의 출구와 응축기(20)의 입구 사이를 연결시켜 주고 있는 냉매관(30)에는 정해진 압력 이상의 압력차가 발생하였을 때 가스 냉매를 응축기(20) 측으로 통과시켜 주는 스윙형의 체크밸브(31)를 설치하고,
    상기 응축기(20)의 출구와 증발기(10)의 입구 사이를 연결시켜 주고 있는 냉매관(40)에는 정해진 압력 이상의 압력차가 발생하였을 때 액상의 냉매를 증발기(10) 측으로 통과시켜 주는 볼형의 체크밸브(41)를 설치하며,
    상기 볼형의 체크밸브(41)의 출구와 증발기(10)의 입구 측 사이의 냉매관(40) 상에는 냉매의 교착 및 교축작용 효과를 얻을 수 있도록 하는 유량 조절수단(44)을 더 설치한 것을 특징으로 하는 무동력 순환 싸이폰.
  2. 청구항 1에 있어서,
    냉매의 교착 및 교축작용 효과를 얻기 위한 상기 유량 조절수단(44)으로는,
    글로브밸브(44-1)를 포함하여 전자식 또는 감응식 팽창밸브(44-2) 및 모세관(44-3) 중 어느 하나를 선택하여 설치한 것을 특징으로 하는 무동력 순환 싸이폰.
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