KR20180075237A

KR20180075237A - 증발기 배관에 내삽되는 압축필터 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20180075237A
Application number: KR1020160179337A
Authority: KR
Inventors: 김대수
Original assignee: 김대수
Priority date: 2016-12-26
Filing date: 2016-12-26
Publication date: 2018-07-04

Abstract

본 발명에 따른 증발기 배관에 내삽되는 압축필터는,
통기성 재질로서 증발기 배관의 내주면에 대응되도록 성형된 베이스필터; 및
상기 베이스필터의 표면 일 측에 형성된 다수의 통기공;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

증발기 배관에 내삽되는 압축필터 및 이의 제조방법{A Filter For Evaporator Piping And Manufacturing Method Thereof}

본 발명은 냉장고나 냉동고, 에어컨 등의 냉각기에 구비되는 증발기 배관에 내삽되는 압축필터 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 고비용의 오리피스나 모세관을 대체하여 액상 냉매를 미세화하는 것으로서, 모세관 막힘 현상을 해결하며 전기료 절감 및 냉각 시간 단축 효과를 제공하는 증발기 배관에 내삽되는 압축필터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적인 냉장고나 에어컨과 같은 냉각기의 냉동사이클은 압축과정, 응축과정, 팽창과정 및 증발과정으로 나누어지며 이들 각각의 과정을 위해 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기의 4가지 주요한 기기가 설치된다.

먼저, 압축과정에서는 압축기가 냉매에 힘을 주어 배관 내부를 원활하게 순환하도록 한다. 상기 압축기로부터 나오는 냉매는 고온 고압상태를 유지하게 된다. 구체적으로, 압축기는 증발기에서 증발한 냉매를 흡입, 압축하여 비교적 높은 온도에서도 액화할 수 있는 상태를 만드는 동시에 냉매에 순환력을 부여한다. 이 경우, 압축으로 인해 냉매 기체분자의 운동에너지 및 분자충돌이 증가하여 냉매가스의 온도가 올라가고, 냉매 분자들이 밀집하게 되어(단위체적당 분자수 증가) 상온에서 액화가 쉽게 이루어지게 된다. 상기 압축기로는 왕복동식 압축기나 회전식 압축기 또는 스크롤 압축기 등이 사용될 수 있다.

다음, 응축과정에서는 응축기가 압축기에서 나온 고온, 고압의 냉매가스를 통과시켜 중온, 고압의 액체로 변화시킨다. 이는 냉동실이나 냉장실을 냉각하기 위한 증발과정에서 액체가 반드시 있어야 하기 때문이다.

다음으로 팽창과정에서는, 후술하는 증발기에서 증발이 용이하도록 팽창밸브로 냉매의 압력을 낮추게 된다. 이에 따라, 팽창밸브를 통해 나온 액체는 저온, 저압의 상태가 된다.

마지막으로 증발과정에서는, 팽창밸브를 나온 거의 수증기와 같은 상태의 냉매가 증발기로 들어가 분무 액체가 주변에서 열을 빼앗으면서 스스로는 저온 저압의 기체로 변화하게 된다. 그리고, 증발된 기체는 다시 압축기로 들어가서 계속 반복적으로 순환하면서 냉각작용을 수행한다.

이와 같은 냉각기의 냉각구조에 있어, 증발기의 성능에 따라 냉매 액체의 입자 사이즈가 결정되며, 냉매 액체의 입자 사이즈가 작을수록 증발이 쉽기 때문에 이는 냉장고 증발 효율과 직결되며, 그에 따라 냉장고 이용에 의한 전력 소모량 역시 영향을 받게 된다.

이에 대한 선행기술인 한국 등록특허 제 10-1394327호 ‘김치냉장고의 냉매순환 제어장치’에 개시된 바에 따르면, 팽창밸브와 증발기 사이에 다수개의 모세관을 연결하여 액체 냉매의 입자 사이즈를 조절하고자 하였다. 이는 종래의 방법과 동일한 것으로서, 오리피스나 모세관을 이용해 냉매 액체가 통과하는 배관의 사이즈를 줄여 액체 냉매의 입자 사이즈를 줄이고자 한 것이다.

그러나 이러한 선행기술의 경우 오리피스나 모세관이 다수개 필요함에 따라 생산 단가가 증가하며, 입자 사이즈의 미세화 효과가 충분치 않으며, 전력 소모량이 높다는 한계성이 있었다.

따라서 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 고비용의 오리피스나 모세관을 대체하여 액상 냉매를 미세화하는 것으로서, 전기료 절감 및 냉각 시간 단축 효과를 제공하는 증발기 배관에 내삽되는 압축필터 및 이의 제조방법을 개발할 필요성이 대두되는 실정이다.

본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 고비용의 오리피스나 모세관을 대체하여 액상 냉매를 미세화하는 것으로서, 전기료 절감 및 냉각 시간 단축 효과를 제공하는 증발기 배관에 내삽되는 압축필터 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 압축필터에 형성되는 통기공의 직경을 다양화할 뿐 아니라 통기공의 직경에 변화를 일으키게 하여 냉매 입자 미세화 효율을 보다 높이는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 냉매의 입자 미세화를 보다 촉진시킴과 동시에 압축필터의 내구성을 높일 수 있는 필터용 코팅 물질 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은, 배관 내에서 약간의 유동성을 가지면서도 압축필터가 이탈되는 것을 방지하며, 서브필터의 역할을 동시에 수행할 수 있는 압축필터와 배관 사이의 접착 물질 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 증발기 배관에 내삽되는 압축필터는, 통기성 재질로서 증발기 배관의 내주면에 대응되도록 성형된 베이스필터; 및 상기 베이스필터의 표면 일 측에 형성된 다수의 통기공;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 증발기 배관에 내삽되는 압축필터의 제조방법으로서, 통기성 재질로 이루어진 베이스시트를 상기 증발기 배관의 내주면 형상으로 성형하여 베이스필터를 제조하는 단계; 상기 베이스필터에 다수의 통기공을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

덧붙여, 상기 통기공을 형성하는 단계는, 상기 베이스필터에 복수개의 메인니들이 형성된 메인롤러를 위치시킨 후 상기 베이스필터를 롤링하여 제 1 통기공을 형성하는 단계와, 상기 베이스필터에 상기 메인니들보다 직경이 작고 길이가 긴 복수개의 서브니들이 형성된 서브롤러를 위치시킨 후 상기 베이스필터를 롤링하여 제 2 통기공을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 통기공을 형성하는 단계 후에는, 상기 베이스필터에 다공성 피막층을 코팅하는 단계; 가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

추가적으로, 상기 다공성 피막층을 코팅하는 단계는, 10, 11-에폭시운데세노일 트리글리세라이드와 비스페놀 A 디글리시딜에테르를 1:1 중량비로 혼합하여 코팅 베이스액을 제조하는 단계, 상기 코팅 베이스액 65 내지 70 중량%와 지환족 디아민 경화제 30 내지 35 중량%를 혼합하여 피막 코팅액을 제조하는 단계, 상기 피막 코팅액을 베이스필터의 표면에 분사하여 피막층을 형성하는 단계, 상기 피막층을 50 내지 70℃에서 5 내지 7일간 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

추가적으로, 상기 피막층을 형성하는 단계는, 상기 피막층의 두께가 100 내지 200μm가 되도록 상기 피막 코팅액을 1 내지 5회 분사하는 것을 특징으로 한다.

추가적으로, 상기 10, 11-에폭시운데세노일 트리글리세라이드를 제조하는 단계는, 염화메틸렌 80 내지 85 중량%, 과산화벤조산 10 내지 15 중량%, 아세트산소듐 1 내지 5 중량%를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 단계; 염화메틸렌 85 내지 90 중량%과 10-운데세노일 트리글리세라이드 10 내지 15 중량%를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 단계; 상기 1차 혼합물과 상기 2차 혼합물을 1:1의 중량비로 혼합한 뒤 환류하에 41 내지 43℃로 가열한 후 14 내지 16시간 동안 유지하여 3차 혼합물을 제조하는 단계; 상기 3차 혼합물을 20 내지 25℃로 냉각시킨 뒤 상기 3차 혼합물 내에 생성된 유기물 층을 세척하는 단계; 상기 세척된 유기물 층을 분리한 뒤, 정제수로 1 내지 3회 재세척하고 무수 황산마그네슘을 첨가하여 건조 후 여과하여 정제수를 제거하는 단계; 상기 세척된 유기물 층에 포함된 용매를 10 내지 20 mbar, 60 내지 65℃ 조건 하에서 제거하여 반응물을 수득하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

추가적으로, 상기 유기물 층을 세척하는 단계는, 상기 3차 혼합물 대비 2:1 내지 4:1 중량비의 아황산수소소듐 10 중량% 수용액을 이용하여 상기 3차 혼합물을 1차 세척하는 단계, 상기 3차 혼합물 대비 2:1 내지 3:1 중량비의 탄산수소소듐 포화 수용액을 이용하여 상기 1차 세척이 완료된 3차 혼합물을 2 내지 3회 2차 세척하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

추가적으로, 상기 베이스필터에 다공성 피막층을 코팅하는 단계 후에는, 상기 압축필터의 외주면 둘레를 따라 겔 코팅층을 형성하는 단계; 상기 겔 코팅층이 형성된 압축필터를 상기 증발기 배관의 내주면에 삽입하는 단계; 삽입된 상기 겔 코팅층을 60 내지 80℃에서 3 내지 5시간 동안 경화시키는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

추가적으로, 상기 겔 코팅층을 형성하는 단계는, 활성형 폴리감마글루탐산 3 내지 5 중량%를 정제수 95 내지 97 중량%에 분산시켜 폴리감마글루탐산 분산액을 제조하는 단계, 상기 폴리감마글루탐산 분산액과 다공질 실리카를 4:1 내지 6:1의 중량비로 혼합하여 폴리감마글루탐산 슬러리액을 제조하는 단계, 상기 폴리감마글루탐산 슬러리액에 염기성 수용액을 혼합하여 pH를 5.5 내지 6.5가 되도록 적정함으로써 상기 폴리감마글루탐산의 점도를 7000 내지 8000 cps로 적정하여 겔 코팅액을 제조하는 단계, 상기 겔 코팅액을 상기 압축필터의 외주면 둘레를 따라 1 내지 5회 도포하여 300 내지 800μm 두께로 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 증발기 배관에 내삽되는 압축필터 및 이의 제조방법은,

1) 고비용의 오리피스나 모세관을 대체하여 액상 냉매를 미세화하는 것으로서, 오리피스나 모세관에서 쉽게 발생할 수 있는 배관 막힘 현상을 해결하고, 전기료 절감 및 냉각 시간 단축 효과를 제공하는 증발기 배관에 내삽되는 압축필터 및 이의 제조방법을 제공하고,

2) 서로 다른 직경을 갖는 이중 구조의 통기공을 형성하여 압축필터에 형성되는 통기공의 직경을 다양화할 뿐 아니라 통기공의 직경에 변화를 일으키게 하여 냉매 입자 미세화 효율을 보다 높이며,

3) 필터에 코팅되는 다공성 피막층을 통해 냉매의 입자 미세화를 보다 촉진시킴과 동시에 압축필터의 내구성을 높일 뿐 아니라,

4) 겔 코팅층을 통해 배관 내에서 약간의 유동성을 가지면서도 압축필터가 이탈되는 것을 방지하도록 배관과 압축필터를 접착시키며, 겔 코팅층에 포함된 다공질 실리카를 통해 서브필터의 역할을 동시에 수행할 수 있도록 하였다.

도 1은 본 발명의 시스템에 대한 개략적인 구성을 나타낸 개념도.
도 2는 본 발명의 압축필터의 기본적인 제조방법을 나타낸 순서도.
도 3은 본 발명의 압축필터의 세부적인 제조방법을 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명의 통기공의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 5는 10, 11-에폭시운데세노일 트리글리세라이드를 제조하는 단계를 나타낸 순서도.
도 6은 겔 코팅층을 형성하는 단계를 나타낸 순서도.
도 7은 본 발명의 압축필터의 삽입 구조를 도시한 단면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 증발기 배관(10)에 내삽되는 압축필터를 개략적으로 도시한 개념도이다.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 증발기 배관(10)에 내삽되는 압축필터는, 통기성 재질로서 증발기 배관(10)의 내주면에 대응되도록 성형된 베이스필터(100); 및 상기 베이스필터(100)의 표면 일 측에 형성된 다수의 통기공(200);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 때 사용되는 베이스필터(100)의 재질에는 제한을 두지 않으나, 기본적으로 망상 구조의 통기성 재질로서 탈지면과 같은 섬유재, 스티로폼과 같은 수지류, 또는 기타 탄성체 등이 베이스필터(100)로 이용될 수 있다. 혹은 이러한 재료 들이 통기성을 갖도록 망상 구조로 성형된 것을 베이스필터(100)라 할 수도 있다.

이렇게 구성된 압축필터는 증발기 배관(10)의 내주면에 내삽되는 것으로서, 액체 상태의 냉매가 다수의 통기공(200)을 갖는 망상 구조의 압축 필터를 통과할 시 아주 미세한 직경을 갖는 액상 냉매를 얻을 수 있어 냉장고나 냉동고, 에어컨과 같은 냉각기에 이용되는 냉매의 증발이 보다 효과적으로 일어나 증발기의 효율을 보다 높일 수 있다. 따라서 현재 이용되는 증발기용 오리프스를 낮은 비용으로 대체할 수 있어 생산 원가를 단축할 수 있음은 물론이며, 증발기의 효율을 높임으로써 사용자 입장에서도 전기료 절감 및 빠른 냉각 효과를 기대할 수 있다.

이와 같은 압축필터는 증발기 배관(10)의 일 측에 삽입되며, 보다 바람직하게는 증발기의 입구 배관의 일 측에 삽입되므로, 즉 증발기를 빠져나온 냉매가 통과하는 증발기 입구 인근 배관의 일 측 내주면에 삽입될 수 있는 것이며, 더불어 이와 같은 압축필터는 증발기 입구 배관에 위치한 팽창밸브 내에 내삽될 수도 있음은 물론이다.

도 2는 본 발명의 본 발명의 압축필터의 기본적인 제조방법을 나타낸 순서도이다.

도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 증발기 배관(10)에 내삽되는 압축필터의 제조방법은, 통기성 재질로 이루어진 베이스시트를 상기 증발기 배관(10)의 내주면 형상으로 성형하여 베이스필터(100)를 제조하는 단계;와, 상기 베이스필터(100)에 다수의 통기공(200)을 형성하는 단계;를 기본적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.

베이스필터(100)를 제조하는 단계는 통기성 재질로 이루어진 베이스시트를 상기 증발기 배관(10)의 내주면 형상으로 성형하는 단계로서, 예를 들어 탈지면, 스티로폼, 망상 구조의 탄성체 등의 통기성 재질로 이루어진 베이스시트를 증발기 배관(10)에 내삽될 수 있도록 성형하는 것이다.

통기공(200)을 형성하는 단계는, 베이스필터(100)의 표면적을 넓힘과 동시에, 냉매가 통과할 수 있는 통로 역할을 하는 통기공(200)을 성형하는 것이다. 이 때 통기공(200) 성형 방법에 있어서는 제한을 두지 않으므로, 롤러를 이용하거나, 니들이 달린 프레스를 이용하는 등 다양한 방법으로 통기공(200)을 형성시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 압축필터의 세부적인 제조방법을 나타낸 순서도이고, 도 4는 본 발명의 통기공(200)의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 3을 참조하여 본 발명의 증발기 배관(10)에 내삽되는 압축필터에 대한 세부 제조방법 및 추가적인 제조방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 통기공(200)을 성형하는 단계는, 상기 베이스필터(100)에 복수개의 메인니들이 형성된 메인롤러를 위치시킨 후 상기 베이스필터(100)를 롤링하여 제 1 통기공(210)을 형성하는 단계와, 상기 베이스필터(100)에 상기 메인니들보다 직경이 작고 길이가 긴 복수개의 서브니들이 형성된 서브롤러를 위치시킨 후 상기 베이스필터(100)를 롤링하여 제 2 통기공(220)을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이는 통기공(200)을 균일한 직경으로 형성하는 것이 아닌, 서로 직경이 다른 제 1, 2 통기공(200)으로 구성하여 압축필터를 통과하는 액상 냉매의 입자 미세화 효과를 보다 증대시키기 위한 것이다. 이 때 제 1 통기공(210) 및 제 2 통기공(220)이 형성되는 위치는 메인롤러 및 서브롤러에 각각 형성되는 메인니들 및 서브니들 간의 간격을 조절함으로써 통기공(200)의 위치를 조절할 수 있음은 물론이다.

또한 만약 메인롤러에 형성된 메인니들이 베이스필터(100)의 두께보다 길이가 얇을 경우, 메인니들은 베이스필터(100)를 관통하는 것이 아닌 일정 깊이로 함입 형성된 함입공 형태의 제 1 통기공(210)을 형성할 수도 있는 것이며, 이 때 제 1 통기공(210)과 겹치는 위치에 제 2 통기공(220)을 위치시키는 경우 넓은 통기공(200)에서 좁은 통기공(200)으로, 통기공(200)이 직경이 변화하도록 구성할 수도 있음은 물론이다. 이 경우 냉매가 먼저 닿는 입구 부위에 제 1 통기공(210)이 위치하고, 냉매가 통과하는 출구 부위에 제 2 통기공(220)이 위치하도록 하여 통기공(200)을 선협후광한 구조로 형성할 수도 있다. 이렇게 형성된 통기공(200)의 구조에 대한 예시가 도 4에 도시되어 있다.

다시 도 3으로 돌아가 설명을 이어가도록 한다. 상술한 압축필터의 제조방법에 더하여, 상기 통기공(200)을 형성하는 단계 후에는, 상기 베이스필터(100)에 다공성 피막층을 코팅하는 단계; 가 더 포함될 수도 있다. 이는 베이스필터(100)에 다공성 피막층을 코팅하여, 통기성 재질로서 통기공(200)이 형성된 베이스필터(100) 위에 코팅된 다공성 피막층이 이중 필터 역할을 하도록 하여 냉매의 입자 미세화를 보다 촉진시킴과 동시에 코팅층을 통해 베이스필터(100)의 내구성을 높일 수 있도록 한 것이다.

상술한 다공성 피막층을 코팅하는 단계에서 다공성 피막층의 재질에 대해서는 별다른 제한을 두지 않으므로, 망상 구조로서 다수의 기공을 형성하며, 피막을 이룰 수 있는 다양한 물질이 이용될 수 있으나, 본 발명의 다공성 피막층을 코팅하는 단계는 10, 11-에폭시운데세노일 트리글리세라이드와 비스페놀 A 디글리시딜에테르를 1:1 중량비로 혼합하여 코팅 베이스액을 제조하는 단계와, 상기 코팅 베이스액 65 내지 70 중량%와 지환족 디아민 경화제 30 내지 35 중량%를 혼합하여 피막 코팅액을 제조하는 단계 및, 상기 피막 코팅액을 베이스필터(100)의 표면에 분사하여 피막층을 형성하는 단계와, 상기 피막층을 50 내지 70℃에서 5 내지 7일간 경화시키는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저 코팅 베이스액을 제조하는 단계에 대해 설명하면, 코팅 베이스액은 10, 11-에폭시운데세노일 트리글리세라이드와 비스페놀 A 디글리시딜에테르를 1:1 중량비로 혼합하여 제조된다. 이 때 10, 11-에폭시운데세노일 트리글리세라이드는 3개의 말단 에폭시기를 포함하는 에스테르로서 혼합물 제조시 반응성이 뛰어남과 동시에, 제조된 피막층의 인성 및 접착성의 개선 효과를 기대할 수 있다. 또한 함께 혼합되는 비스페놀 A 디글리시딜에테르를 통해 굽힘강도의 개선을 기대할 수 있어 필터의 반복 사용 시 액상 냉매로 인해 필터가 굽혀지더라도 파괴되지 않는 높은 물성을 기대할 수 있다.

코팅 베이스액이 제조되면, 상기 코팅 베이스액 65 내지 70 중량%와 지환족 디아민 경화제 30 내지 35 중량%를 혼합하여 피막 코팅액을 제조하는 단계가 수행된다. 이 때 첨가되는 지환족 디아민 경화제의 종류에 대해서는 제한을 두지 않으며, 지환족 디아민 경화제의 첨가를 통해 다공성 피막층을 경화시킬 수 있게 된다.

이 때 피막 코팅액을 제조하는 단계에 있어 중합 촉매 등이 추가로 첨가될 수 있으며, 중합 촉매로는 바람직하게 브롬화테트라부틸암모늄 등이 이용될 수 있다. 이 때 중합 촉매의 첨가 비율은 피막 코팅액의 중량 대비 1%를 초과하지 않도록 한다.

이렇게 코팅 베이스액을 제조하는 단계 및 피막 코팅액을 제조하는 단계를 거쳐 제조된 피막 코팅액은 서서히 경화되는 성질을 지닌 액상의 형태이다. 따라서 도포 혹은 분사가 가능한 특성을 지니므로, 피막 코팅액을 베이스필터(100)에 코팅하기 위해 상기 피막 코팅액을 베이스필터(100)의 표면에 분사하여 피막층을 형성하는 단계가 수반된다.

이 때 피막층의 두께에 대해서는 별다른 제한을 두지 않으나, 상기 피막층의 두께가 100 내지 200μm가 되도록 상기 피막 코팅액을 1 내지 5회 분사하는 것이 바람직하다.

그 후 상기 피막층을 50 내지 70℃에서 5 내지 7일간 경화시키는 단계를 통해 분사된 코팅 베이스액이 경화되어 다공성 피막층을 형성하게 되는데, 이러한 다공성 피막층은 가교된 망상구조로서 다수의 기공을 갖는다. 이러한 기공을 포함하는 다공성 피막층을 통해 본 발명의 압축필터는 통기공(200)이 형성된 베이스필터(100) 및 다공성 피막층으로 이루어진 이중 필터로서의 역할을 수행하게 되며, 이를 통해 냉매 입자 미세화 효과를 보다 높일 수 있게 되는 것이다.

이에 더하여, 상술한 설명에서 코팅 베이스액을 제조하는 단계에서는 10, 11-에폭시운데세노일 트리글리세라이드와 비스페놀 A 디글리시딜에테르를 1:1 중량비로 혼합하여 코팅 베이스액을 제조한다고 하였다. 이 때 이용되는 10, 11-에폭시운데세노일 트리글리세라이드의 제조를 위해 추가적인 공정이 첨가될 수 있는데, 이에 대해 도면과 함께 설명하면 다음과 같다.

도 5는 10, 11-에폭시운데세노일 트리글리세라이드를 제조하는 단계를 나타낸 순서도이다.

도 5를 참조하여 설명하면, 상기 10, 11-에폭시운데세노일 트리글리세라이드를 제조하는 단계는, 염화메틸렌 80 내지 85 중량%, 과산화벤조산 10 내지 15 중량%, 아세트산소듐 1 내지 5 중량%를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 단계;와, 염화메틸렌 85 내지 90 중량%과 10-운데세노일 트리글리세라이드 10 내지 15 중량%를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 단계; 및, 상기 1차 혼합물과 상기 2차 혼합물을 1:1의 중량비로 혼합한 뒤 환류하에 41 내지 43℃로 가열한 후 14 내지 16시간 동안 유지하여 3차 혼합물을 제조하는 단계;와, 상기 3차 혼합물을 20 내지 25℃로 냉각시킨 뒤 상기 3차 혼합물 내에 생성된 유기물 층을 세척하는 단계; 및, 상기 세척된 유기물 층을 분리한 뒤, 정제수로 1 내지 3회 재세척하고 무수 황산마그네슘을 첨가하여 건조 후 여과하여 정제수를 제거하는 단계;와, 상기 세척된 유기물 층에 포함된 용매를 10 내지 20 mbar, 60 내지 65℃ 조건 하에서 제거하여 반응물을 수득하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

먼저 1차 혼합물을 제조하는 단계는, 염화메틸렌 80 내지 85 중량%, 과산화벤조산 10 내지 15 중량%, 아세트산소듐 1 내지 5 중량%를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하게 된다. 이 때 1차 혼합물은 염화메틸렌을 용매로 하여 과산화벤조산 및 아세트산소듐이 용해된 형태로서, 바람직하게는 41 내지 43℃의 범위에서 용해를 하여 과산화벤조산의 염화메틸렌에 대한 용해도를 높이는 것이 균일한 1차 혼합물을 얻기 위해서는 바람직하다. 더불어 이와 같이 가열이 가해지는 경우 환류 하에 혼합을 수행하여, 용매로 쓰인 염화메틸렌의 증발을 막는 것이 바람직하다.

또한, 염화메틸렌 85 내지 90 중량%과 10-운데세노일 트리글리세라이드 10 내지 15 중량%를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 단계가 수행되며, 이 때 10-운데세노일 트리글리세라이드의 용해성을 높이기 위해서는 추가적인 교반 과정을 거칠 수도 있다.

1차 혼합물 및 2차 혼합물의 제조가 완료되면, 상기 1차 혼합물과 상기 2차 혼합물을 1:1의 중량비로 혼합한 뒤 환류하에 41 내지 43℃로 가열한 후 14 내지 16시간 동안 유지하여 3차 혼합물을 제조하는 단계가 수행된다. 이 때 3차 혼합물의 제조 시, 유지 시간 동안 염화메틸렌이 증발되는 것을 막기 위해 환류하에 3차 혼합물의 가열 및 유지를 수행하는 것이 중요하다. 이와 같이 가열 및 유지에 따라 3차 혼합물에는 유기물 층이 생성되며, 이러한 유기물 층은 후술할 공정들에 의해 세척 및 제거된다.

다음으로 상기 3차 혼합물을 20 내지 25℃로 냉각시킨 뒤 상기 3차 혼합물 내에 생성된 유기물 층을 세척하는 단계가 수행되는데, 이 때 유기물 층의 세척을 위해서는 별도의 세척액이 이용될 수 있으며, 바람직하게는 세척액으로서 아황산수소소듐 수용액 및 탄산수소소듐 포화 수용액을 이용한다.

이와 같은 유기물 층을 세척하는 단계에 대해 보다 자세히 설명하면, 상기 유기물 층을 세척하는 단계는 상기 3차 혼합물 대비 2:1 내지 4:1 중량비의 아황산수소소듐 10 중량% 수용액을 이용하여 상기 3차 혼합물을 1차 세척하는 단계와, 상기 3차 혼합물 대비 2:1 내지 3:1 중량비의 탄산수소소듐 포화 수용액을 이용하여 상기 1차 세척이 완료된 3차 혼합물을 2 내지 3회 2차 세척하는 단계로 이루어질 수 있다.

이는 아황산수소소듐 수용액 및 탄산수소소듐 포화 수용액을 이용해 잔여 과산화벤조산을 제거할 뿐 아니라, 유기물 층의 분리를 촉진하기 위한 것이다. 이와 같이 3차 혼합물을 1차, 2차로 세척하는 단계에서 첨가된 아황산수소소듐 및 탄산수소소듐을 통해 유기물 층의 층분리를 유도하며, 유기물 층 외의 부분으로 합성된 반응물이 섞여 들어가는 것을 방지한다.

그 후, 상기 세척된 유기물 층을 분리한 뒤, 정제수로 1 내지 3회 재세척하고 무수 황산마그네슘을 첨가하여 건조 후 여과하여 정제수를 제거하는 단계가 수행되며, 이와 같은 정제수 세척을 통해 세척된 유기물 층에 포함되어 있을 여분의 불순물을 제거하게 되며, 건조를 통해 완전히 제거되지 않은 정제수는 무수황산마그네슘 첨가를 통해 제거된다.

이와 같이 제조된 유기물 층은 10, 11-에폭시운데세노일 트리글리세라이드 반응물 뿐 아니라 유기 용매를 포함하고 있으며, 이 때 잔여 유기 용매는 상기 세척된 유기물 층에 포함된 용매를 10 내지 20 mbar, 60 내지 65℃ 조건 하에서 제거하여 반응물을 수득하는 단계를 통해 제거된다.

이와 같은 10, 11-에폭시운데세노일 트리글리세라이드를 제조하는 단계를 통해 제조된 10, 11-에폭시운데세노일 트리글리세라이드는 불순물을 포함하고 있지 않아 그 순도가 높으므로 다공성 피막층 제조를 위해 이용 시 불순물에 의한 가교결합 방해가 일어나지 않아 망상 구조를 형성하는데 있어 보다 효율적이다.

도 6은 겔 코팅층(300)을 형성하는 단계를 나타낸 순서도이고, 도 7은은 본 발명의 압축필터의 삽입 구조를 도시한 단면도이다.

상술한 도 3과 함께 도 6을 참조하여 설명을 이어가도록 한다. 상기 베이스필터(100)에 다공성 피막층을 코팅하는 단계 후에는, 상기 압축필터의 외주면 둘레를 따라 겔 코팅층(300)을 형성하는 단계;와, 상기 겔 코팅층(300)이 형성된 압축필터를 상기 증발기 배관(10)의 내주면에 삽입하는 단계; 및, 삽입된 상기 압축필터의 겔 코팅층(300)을 60 내지 80℃에서 3 내지 5시간 동안 경화시키는 단계;가 더 포함될 수 있다.

이는 제조된 압축필터를 증발기 배관(10)에 내삽할 시 증발기 배관(10)와 압축필터 사이의 접착력을 높이기 위한 것으로서, 겔 코팅층(300)을 통해 압축필터와 증발기 배관(10)를 부착하여 증발기 배관(10) 내에서 약간의 유동성을 가지면서도 증발기 배관(10)로부터 압축필터가 이탈되는 것을 방지하기 위한 것이다.

이와 같은 겔 코팅층(300)에 있어서는 점성이 높은 겔 타입으로서, 접착력을 갖는 다양한 코팅 물질이 이용될 수 있으나, 바람직하게는 다공성 파우더가 함침되어 필터로서의 기능을 겸비함과 동시에 증발기 배관(10)와 압축필터를 접착하는 역할을 하도록 하는 것이 바람직하다.

따라서 다공성 파우더를 함침시켜 필터로서의 기능을 겸비함과 동시에 증발기 배관(10)와 압축필터를 접착하는 역할을 할 수 있도록 하기 위해, 상기 겔 코팅층(300)을 형성하는 단계는, 활성형 폴리감마글루탐산 3 내지 5 중량%를 정제수 95 내지 97 중량%에 분산시켜 폴리감마글루탐산 분산액을 제조하는 단계와, 상기 폴리감마글루탐산 분산액과 다공질 실리카를 4:1 내지 6:1의 중량비로 혼합하여 폴리감마글루탐산 슬러리액을 제조하는 단계 및, 상기 폴리감마글루탐산 슬러리액에 염기성 수용액을 혼합하여 pH를 5.5 내지 6.5가 되도록 적정함으로써 상기 폴리감마글루탐산의 점도를 7000 내지 8000 cps로 적정하여 겔 코팅액을 제조하는 단계와, 상기 겔 코팅액을 상기 압축필터의 외주면 둘레를 따라 1 내지 5회 도포하여 300 내지 800μm 두께로 도포하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, 폴리감마글루탐산 분산액을 제조하는 단계는, 활성형 폴리감마글루탐산 3 내지 5 중량%를 정제수 95 내지 97 중량%에 분산시켜 폴리감마글루탐산 분산액을 제조한다. 이 때 폴리감마글루탐산의 혼합량이 3 중량% 미만일 경우 제조된 겔 코팅층(300)이 충분한 점도를 나타내지 못해 접착력이 떨어질 수 있으며, 5 중량%를 초과할 경우 분산액의 제조가 어려울 뿐 아니라 후술할 적정에 의한 점도 증가 시 엉김이 일어나 작업성이 떨어질 수 있으므로 제조된 겔 코팅층(300)의 점도를 조절하기 위해 활성형 폴리감마글루탐산의 혼합량은 3 내지 5 중량% 내에서 조절하는 것이 바람직하다.

폴리감마글루탐산 슬러리액을 제조하는 단계는 상기 폴리감마글루탐산 분산액과 다공질 실리카를 4:1 내지 6:1의 중량비로 혼합하여 폴리감마글루탐산 슬러리액을 제조하는 것이며, 이 때 다공질 실리카는 표면 및 내부에 다수의 기공을 포함하는 미세 실리카 입자로서, 반응성이 낮고 혼합에 유리한 특성이 있으므로 다공질 파우더로서 다공질 실리카를 이용한다.

그 후 상기 폴리감마글루탐산 슬러리액에 염기성 수용액을 혼합하여 pH를 5.5 내지 6.5가 되도록 적정함으로써 상기 폴리감마글루탐산의 점도를 7000 내지 8000 cps로 적정하여 겔 코팅액을 제조하는 단계가 수행되며, 이 때 pH 적정 정도에 따라 점도가 조절되므로, 원하는 점도에 따라 pH 적정 범위를 조절할 수 있다.

더불어 적정에 이용되는 염기성 수용액의 종류에는 제한을 두지 않으나, 바람직하게는 정제수에 대한 용해도가 높은 수산화포타슘 또는 수산화소듐 등을 이용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 제조된 겔 코팅액은 상기 겔 코팅액을 상기 압축필터의 외주면 둘레를 따라 1 내지 5회 도포하여 300 내지 800μm 두께로 도포하는 단계를 통해 압축필터의 외주면에 도포되어 겔 코팅층(300)이 형성되며, 그 후 상기 겔 코팅층(300)이 형성된 압축필터를 상기 증발기 배관(10)의 내주면에 삽입하는 단계;와 삽입된 상기 겔 코팅층(300)을 60 내지 80℃에서 3 내지 5시간 동안 경화시키는 단계;를 거쳐 압축필터가 증발기 배관(10)에 내삽된 뒤 고정되는 것이다.

이를 통해 겔 코팅층(300)을 통해 압축필터를 증발기 배관(10)의 내주면에 부착하여 증발기 배관(10) 내에서 약간의 유동성을 가지면서도 증발기 배관(10)로부터 압축필터가 이탈되는 것을 방지할 수 있으며, 함침된 다공성 파우더를 통해 필터 역할을 수행할 수 있으므로 본 발명의 압축필터를 통한 냉매 입자 미세화 뿐 아니라, 접착제의 역할을 하는 겔 코팅층(300) 역시 서브 필터로서의 역할을 수행하는 것이다. 이와 같은 압축필터가 증발기 배관(10)에 내삽된 구조는 도 7을 통해 확인할 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 증발기 배관(10)에 내삽되는 압축필터 및 이의 제조방법의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

10 : 증발기 배관 100 : 베이스필터
200 : 통기공 210 : 제 1 통기공
220 : 제 2 통기공 300 : 겔 코팅층

Claims

증발기 배관에 내삽되는 압축필터로서,
통기성 재질로서 증발기 배관 일 측의 내주면에 대응되도록 성형된 베이스필터; 및
상기 베이스필터의 표면 일 측에 형성된 다수의 통기공;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 증발기 배관에 내삽되는 압축필터.
증발기 배관에 내삽되는 압축필터의 제조방법으로서,
통기성 재질로 이루어진 베이스시트를 상기 증발기 배관의 내주면 형상으로 성형하여 베이스필터를 제조하는 단계;
상기 베이스필터에 다수의 통기공을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 증발기 배관에 내삽되는 압축필터의 제조방법.
제 2항에 있어서,
상기 통기공을 형성하는 단계는,
상기 베이스필터에 복수개의 메인니들이 형성된 메인롤러를 위치시킨 후 상기 베이스필터를 롤링하여 제 1 통기공을 형성하는 단계와,
상기 베이스필터에 상기 메인니들보다 직경이 작고 길이가 긴 복수개의 서브니들이 형성된 서브롤러를 위치시킨 후 상기 베이스필터를 롤링하여 제 2 통기공을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 증발기 배관에 내삽되는 압축필터의 제조방법.
제 2항에 있어서,
상기 통기공을 형성하는 단계 후에는,
상기 베이스필터에 다공성 피막층을 코팅하는 단계; 가 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 증발기 배관에 내삽되는 압축필터의 제조방법.
제 4항에 있어서,
상기 다공성 피막층을 코팅하는 단계는,
10, 11-에폭시운데세노일 트리글리세라이드와 비스페놀 A 디글리시딜에테르를 1:1 중량비로 혼합하여 코팅 베이스액을 제조하는 단계,
상기 코팅 베이스액 65 내지 70 중량%와 지환족 디아민 경화제 30 내지 35 중량%를 혼합하여 피막 코팅액을 제조하는 단계,
상기 피막 코팅액을 베이스필터의 표면에 분사하여 피막층을 형성하는 단계,
상기 피막층을 50 내지 70℃에서 5 내지 7일간 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 증발기 배관에 내삽되는 압축필터의 제조방법.
제 5항에 있어서,
상기 피막층을 형성하는 단계는,
상기 피막층의 두께가 100 내지 200μm가 되도록 상기 피막 코팅액을 1 내지 5회 분사하는 것을 특징으로 하는, 증발기 배관에 내삽되는 압축필터의 제조방법.
제 5항에 있어서,
상기 10, 11-에폭시운데세노일 트리글리세라이드를 제조하는 단계는,
염화메틸렌 80 내지 85 중량%, 과산화벤조산 10 내지 15 중량%, 아세트산소듐 1 내지 5 중량%를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 단계;
염화메틸렌 85 내지 90 중량%과 10-운데세노일 트리글리세라이드 10 내지 15 중량%를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 단계;
상기 1차 혼합물과 상기 2차 혼합물을 1:1의 중량비로 혼합한 뒤 환류하에 41 내지 43℃로 가열한 후 14 내지 16시간 동안 유지하여 3차 혼합물을 제조하는 단계;
상기 3차 혼합물을 20 내지 25℃로 냉각시킨 뒤 상기 3차 혼합물 내에 생성된 유기물 층을 세척하는 단계;
상기 세척된 유기물 층을 분리한 뒤, 정제수로 1 내지 3회 재세척하고 무수 황산마그네슘을 첨가하여 건조 후 여과하여 정제수를 제거하는 단계;
상기 세척된 유기물 층에 포함된 용매를 10 내지 20 mbar, 60 내지 65℃ 조건 하에서 제거하여 반응물을 수득하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는, 증발기 배관에 내삽되는 압축필터의 제조방법.
제 7항에 있어서,
상기 유기물 층을 세척하는 단계는,
상기 3차 혼합물 대비 2:1 내지 4:1 중량비의 아황산수소소듐 10 중량% 수용액을 이용하여 상기 3차 혼합물을 1차 세척하는 단계,
상기 3차 혼합물 대비 2:1 내지 3:1 중량비의 탄산수소소듐 포화 수용액을 이용하여 상기 1차 세척이 완료된 3차 혼합물을 2 내지 3회 2차 세척하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는, 증발기 배관에 내삽되는 압축필터의 제조방법.
제 4항에 있어서,
상기 베이스필터에 다공성 피막층을 코팅하는 단계 후에는,
상기 압축필터의 외주면 둘레를 따라 겔 코팅층을 형성하는 단계;
상기 겔 코팅층이 형성된 압축필터를 상기 증발기 배관의 내주면에 삽입하는 단계;
삽입된 상기 겔 코팅층을 60 내지 80℃에서 3 내지 5시간 동안 경화시키는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 증발기 배관에 내삽되는 압축필터의 제조방법.
제 9항에 있어서,
상기 겔 코팅층을 형성하는 단계는,
활성형 폴리감마글루탐산 3 내지 5 중량%를 정제수 95 내지 97 중량%에 분산시켜 폴리감마글루탐산 분산액을 제조하는 단계,
상기 폴리감마글루탐산 분산액과 다공질 실리카를 4:1 내지 6:1의 중량비로 혼합하여 폴리감마글루탐산 슬러리액을 제조하는 단계,
상기 폴리감마글루탐산 슬러리액에 염기성 수용액을 혼합하여 pH를 5.5 내지 6.5가 되도록 적정함으로써 상기 폴리감마글루탐산의 점도를 7000 내지 8000 cps로 적정하여 겔 코팅액을 제조하는 단계,
상기 겔 코팅액을 상기 압축필터의 외주면 둘레를 따라 1 내지 5회 도포하여 300 내지 800μm 두께로 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 증발기 배관에 내삽되는 압축필터의 제조방법.