KR20180123378A - 냉매의 균등분배가 가능한 냉동용 증발기 - Google Patents

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Abstract

냉매가 순환되며 냉동사이클을 이루도록 압축기 및 팽창기에 연결된 냉동용 증발기에 있어서, 상기 팽창기에서 팽창된 냉매가 유입되며, 복수 개가 나란하게 구비된 냉매관; 상기 냉매관들에 걸쳐서 가로방향으로 결합되어 열 교환을 수행하는 복수의 열교환 핀; 및, 상기 냉매관들의 냉매 유입구에 연결되어 상기 팽창기를 거쳐 유입되는 냉매가 상기 냉매관들 각각에 모두 균등하게 분배되도록 구비된 냉매균등분배부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 냉매의 공급이 균등하게 분배되어 이뤄지도록 함으로써, 전열면적이 증가 되어 성적계수를 비롯한 증발기의 성능이 향상되도록 할 수 있는 냉매의 균등분배가 가능한 냉동용 증발기를 제공할 수 있다.

Description

냉매의 균등분배가 가능한 냉동용 증발기 {cooling purpose evaporator capable of refrigerant distribution equally}
본 발명은 냉매의 균등분배가 가능한 냉동용 증발기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉동사이클을 이루는 냉동용 증발기로 공급되는 냉매가 골고루 균일하게 공급되도록 하는 냉매의 균등분배가 가능한 냉동용 증발기에 관한 것이다.
일반적으로, 냉동사이클은 압축-응축-팽창-증발로 이루어지는 냉매의 순환 경로를 이루어, 실내를 냉 난방하거나 식품의 보관을 위하여 냉각시키는 장치이다.
상기 냉동사이클은, 냉매를 압축시키는 압축기와, 냉매와 실내 공기의 열교환이 이루어지는 실내 열교환기와, 냉매를 팽창시키는 팽창부와, 냉매와 실외 공기의 열교환이 이루어지는 실외 열교환기를 포함한다.
그리고, 상기 냉동사이클을 수행하기 위하여 냉매의 유동 방향을 전환하기 위한 사방밸브와, 상기 실내 열교환기 또는 실외 열교환기를 향하여 각각 실내 공기 또는 실외 공기를 강제 유동시키는 팬과, 상기 팬을 회전시키기 위한 모터를 더 포함할 수 있다.
이러한 냉동용 증발기의 일 예가 대한민국 특허등록번호 제10-1531753호(2015년06월19일자 등록, 이하 '특허문헌 1'이라 함) 등에 개시되어 있다.
그러나, 종래기술에 따른 냉동용 증발기로는 냉매가 균등하게 공급되지 않기 때문에 전열면적이 감소 되어 성적계수를 비롯한 증발기의 성능이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 종래기술에 따른 냉동용 증발기에 별도의 분배기를 장착하더라도 분배 호스의 엉킴이나 꼬임 등으로 인해 마찬가지로 냉매가 효과적으로 균등하게 분배되지 못하고 불균일하게 공급되어 증발기의 성능 개선이 용이하게 이뤄지지 못할 수 있다는 문제점이 있다.
대한민국 특허등록번호 제10-1531753호(2015년06월19일자 등록)
본 발명의 목적은, 냉매의 공급이 균등하게 분배되어 이뤄지도록 하여 전열면적이 증가 되어 성적계수를 비롯한 증발기의 성능이 향상되도록 할 수 있는 냉매의 균등분배가 가능한 냉동용 증발기를 제공하는 것이다.
또한, 분배관의 엉킴이나 꼬임 등이 발생 됨이 없이 냉매가 효과적으로 균등하게 분배되도록 하여 증발기의 성능 개선이 확실하게 이뤄지도록 할 수 있는 냉매의 균등분배가 가능한 냉동용 증발기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따라, 냉매가 순환되며 냉동사이클을 이루도록 압축기 및 팽창기에 연결된 냉동용 증발기에 있어서, 상기 팽창기에서 팽창된 냉매가 유입되며, 복수 개가 나란하게 구비된 냉매관; 상기 냉매관들에 걸쳐서 가로방향으로 결합되어 열 교환을 수행하는 복수의 열교환 핀; 및, 상기 냉매관들의 냉매 유입구에 연결되어 상기 팽창기를 거쳐 유입되는 냉매가 상기 냉매관들 각각에 모두 균등하게 분배되도록 구비된 냉매균등분배부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 냉매균등분배부는, 상기 팽창기에 연결된 헤드부와, 상기 헤드부의 냉매 유출 측에 구비되고 판면에는 다수의 유출공이 천공 형성된 다공 플레이트와, 상기 다공 플레이트의 유출공 각각에 일측이 연결되고 상기 복수의 냉매관 각각에 타측이 연결된 분배관을 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 냉매균등분배부는 상기 분배관에 각각 구비되어 냉매의 유량이 조절되도록 하는 유량조절밸브를 더 포함하며, 본 발명에 따른 냉동용 증발기는, 상기 분배관과 상기 냉매관의 사이에 각각 구비되어 상기 냉매관으로 유입되는 냉매의 압력을 측정하는 압력 측정부와, 상기 압력 측정부에서 측정된 결과에 기초하여 상기 냉매관으로 각각 유입되는 냉매의 유량이 모두 일정하게 유지되도록 상기 유량조절밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 냉매의 공급이 균등하게 분배되어 이뤄지도록 함으로써, 전열면적이 증가 되어 성적계수를 비롯한 증발기의 성능이 향상되도록 할 수 있는 냉매의 균등분배가 가능한 냉동용 증발기를 제공할 수 있다.
또한, 분배관의 엉킴이나 꼬임 등이 발생 됨이 없이 냉매가 효과적으로 균등하게 분배되도록 함으로써, 증발기의 성능 개선이 확실하게 이뤄지도록 할 수 있는 냉매의 균등분배가 가능한 냉동용 증발기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 냉동용 증발기가 적용된 냉동사이클을 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 냉매의 균등분배가 가능한 냉동용 증발기를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 냉동용 증발기의 냉매관과 열교환 핀을 도시한 사시도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉매의 균등분배가 가능한 냉동용 증발기를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 다공 플레이트의 사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 냉매의 균등분배가 가능한 냉동용 증발기(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매가 순환되며 냉동사이클을 이루도록 압축기(10) 및 팽창기(30)에 연결되어 냉매와 실내외 공기의 열 교환이 이루어지도록 하는 냉동용 증발기에 관한 것으로서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 팽창기(30)에서 팽창된 냉매가 유입되며 복수 개가 나란하게 구비된 냉매관(110)과, 냉매관(110)들에 걸쳐서 가로방향으로 결합되어 열 교환을 수행하는 복수의 열교환 핀(120)과, 냉매관(110)들의 냉매 유입구(111)에 연결되어 팽창기(30)를 거쳐 유입되는 냉매가 냉매관(110)들 각각에 모두 균등하게 분배되도록 구비된 냉매균등분배부(130)를 포함한다.
이에 따라, 냉매의 공급이 균등하게 분배되어 이뤄지도록 함으로써, 전열면적이 증가 되어 성적계수를 비롯한 증발기의 성능이 향상되도록 할 수 있는 냉매의 균등분배가 가능한 냉동용 증발기(100)를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 냉동용 증발기(100)가 적용되는 냉동사이클은, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 고온고압의 기체상태로 압축하는 압축기(10)와, 압축기(10)에서 토출된 고온고압의 기상 냉매를 저온 고압의 액상 냉매로 응축하는 응축기(20)와, 응축기(20)에서 응축된 액상 냉매를 교축 작용에 의해 저온 저압의 액상 냉매로 팽창시키는 팽창기(30)를 포함하며, 응축기(20)와 냉동용 증발기(100)의 일측에는 송풍팬(40)이 각각 구비된다.
냉매관(110)은 구리나 알루미늄과 같은 열 전도성이 우수한 금속재질로 마련되며, 냉매균등분배부(130)의 후술할 분배관(137)에 각각 연통 되도록 용접 접합 된다.
열교환 핀(120)은 열 전도성이 우수한 다른 금속재질로 얇은 판상을 이루도록 마련된다.
냉매균등분배부(130)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 팽창기(30)에 연결된 헤드부(131)와, 헤드부(131)의 냉매 유출 측에 구비되고 판면에는 다수의 유출공(135)이 천공 형성된 다공 플레이트(133)와, 다공 플레이트(133)의 유출공(135) 각각에 일측이 연결되고 복수의 냉매관(110) 각각에 타측이 연결된 분배관(137)을 포함한다.
이에 따라, 팽창기(30)에서 팽창된 저온 저압의 액상 냉매가 균등하게 분배되어 냉매관(110)을 통해 냉동용 증발기(100)로 공급되도록 할 수 있다.
또한, 다공 플레이트(133)의 유출공(135)에 의해 압력 강하가 이뤄지기 때문에 공기 측과의 온도 차가 증가하게 되어 열 전달량이 증가 되도록 할 수 있다.
헤드부(131)는 금속 재질로 마련되어 냉매 배관을 통해 팽창기(30)에 연결된다.
분배관(137)은 견고한 금속 재질로 마련되어 냉매관(110)에 각각 연통 되도록 용접 접합 된다.
본 발명의 다른 실시예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 냉매균등분배부(130)는 분배관(137)에 각각 구비되어 냉매의 유량이 조절되도록 하는 유량조절밸브(139)를 더 포함하며, 본 발명에 따른 냉동용 증발기(100)는, 분배관(137) 및 냉매관(110)의 사이에 각각 구비되어 냉매관(110)으로 유입되는 냉매의 압력을 측정하는 압력 측정부(140)와, 압력 측정부(140)에서 측정된 결과에 기초하여 냉매관(110)으로 각각 유입되는 냉매의 유량이 모두 일정하게 유지되도록 유량조절밸브(139)를 제어하는 제어부(150)를 더 포함할 수 있다.
이에 따라, 냉매균등분배부(130)의 분배관(137)에 각각 구비된 유량조절밸브(139)에 의해 제어부(150)가 냉매의 유량이 모든 분배관(137)에서 균등하게 분배되어 공급되도록 용이하게 제어할 수 있다.
유량조절밸브(139)는 컨트롤 모터의 구동이나 전자 코일로의 전기 인가 등에 따른 내부 체적의 변화로 분배관(137)을 통해 냉매관(110)으로 공급되는 냉매의 유량이 증감되도록 조절한다.
압력 측정부(140)는 변형 게이지나 압전소자 등을 이용한 압력 센서를 포함한다.
제어부(150)는, 초기 설정 기준 값을 입력받는 입력부와, 입력부에서 입력받은 입력값과 측정값을 저장하는 저장부를 포함할 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다공 플레이트(133)는 대략 원형 형상을 갖는 원판 형태로 마련된 것이 바람직하다.
이에 따라, 헤드부(131)의 내부로 유입되는 냉매의 열과 유량의 손실이 최소화된 상태로 분배관(137)을 통해 균등하게 분배되어 냉동용 증발기(100)로 공급되도록 할 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다공 플레이트(133)의 판면에는 유출공(135)의 둘레에 회오리 형상으로 형성되어 냉매의 열이 다른 곳으로 손실되지 않고 유출공(135)에 결합 된 분배관(137)으로만 집중되도록 하는 전열 홈(133a)이 형성된 것이 바람직하다.
이에 따라, 전열 홈(133a)에 의해 헤드부(131)의 내부에서 분배관(137)으로 유동 되는 냉매의 열이 분산되거나 손실됨이 없이 분배관(137)으로만 집중되어 냉매관(110)으로 공급되도록 함으로써, 냉동용 증발기(100)로의 냉매 공급이 균등하게 분배되도록 하더라도 열 손실 등에 의해 냉동용 증발기(100)의 효율이 저하됨이 없이 열효율이 개선되도록 할 수 있다.
이에, 본 발명에 따르면, 분배관의 엉킴이나 꼬임 등이 발생 됨이 없이 냉매가 효과적으로 균등하게 분배되도록 함으로써, 증발기의 성능 개선이 확실하게 이뤄지도록 할 수 있는 냉매의 균등분배가 가능한 냉동용 증발기(100)를 제공할 수 있다.
상기에 의해 설명되고 첨부된 도면에서 그 기술적인 면이 기술되었으나, 본 발명의 기술적인 사상은 그 설명을 위한 것이고, 그 제한을 두는 것은 아니며 본 발명의 기술분야에서 통상의 기술적인 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적인 사상을 이하 후술 될 특허청구범위에 기재된 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 냉동용 증발기 110 : 냉매관
111 : 냉매 유입구 120 : 열교환 핀
130 : 냉매균등분배부 131 : 헤드부
133 : 다공 플레이트 135 : 유출공
137 : 분배관 139 : 유량조절밸브
140 : 압력 측정부 150 : 제어부

Claims (3)

  1. 냉매가 순환되며 냉동사이클을 이루도록 압축기 및 팽창기에 연결된 냉동용 증발기에 있어서,
    상기 팽창기에서 팽창된 냉매가 유입되며, 복수 개가 나란하게 구비된 냉매관;
    상기 냉매관들에 걸쳐서 가로방향으로 결합되어 열 교환을 수행하는 복수의 열교환 핀; 및
    상기 냉매관들의 냉매 유입구에 연결되어 상기 팽창기를 거쳐 유입되는 냉매가 상기 냉매관들 각각에 모두 균등하게 분배되도록 구비된 냉매균등분배부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매의 균등분배가 가능한 냉동용 증발기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉매균등분배부는,
    상기 팽창기에 연결된 헤드부와,
    상기 헤드부의 냉매 유출 측에 구비되고 판면에는 다수의 유출공이 천공 형성된 다공 플레이트와,
    상기 다공 플레이트의 유출공 각각에 일측이 연결되고 상기 복수의 냉매관 각각에 타측이 연결된 분배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매의 균등분배가 가능한 냉동용 증발기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 냉매균등분배부는 상기 분배관에 각각 구비되어 냉매의 유량이 조절되도록 하는 유량조절밸브를 더 포함하며,
    상기 분배관과 상기 냉매관의 사이에 각각 구비되어 상기 냉매관으로 유입되는 냉매의 압력을 측정하는 압력 측정부와,
    상기 압력 측정부에서 측정된 결과에 기초하여 상기 냉매관으로 각각 유입되는 냉매의 유량이 모두 일정하게 유지되도록 상기 유량조절밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매의 균등분배가 가능한 냉동용 증발기.
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