KR20230063320A - 다기능 응축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다기능 응축기로서, 이를 보다 상세히 설명하면 미스트를 이용한 분무장치를 더 구비하여 열교환수단을 높은 효율로 열교환시키도록 하며, 또한 장시간 사용 후 오염된 열교환수단을 화학용제로 세척할 수 있으며, 냉각수 또는 화학용제를 회수할 수 있도록 구비코자 한 것으로서, 상기 본 발명은 구체적인 수단으로 공기를 상향 배출하도록 케이스의 상부에 구성된 수평형 송풍팬과, 냉매관을 냉각시키도록, 송풍팬 하부에 설치된 수평형 열교환수단과, 회전하는 송풍팬에 의해 케이스의 측방에서 공기가 흡입되도록 케이스의 측면에 열교환수단보다 낮은 높이로 구성된 공기흡입그릴과, 열교환수단보다 낮은 높이에서 케이스 내부에 설치되는 분무수단과, 분무수단으로 유체를 공급하도록 케이스에 설치된 공급수단이 포함된 것을 특징으로 하며, 이러한 본 발명에 의해 장치 하나로 열교환수단의 열교환 효율을 올리는 미스트 분무수단과 열교환수단을 세척할 수 있는 세척수단을 동시에 갖출 수 있어 하나의 장치에서 다양한 기능과 장점을 갖는 등 다수의 효과를 기대할 수 있는 발명이다.

Description

다기능 응축기{multifunctional condenser}

본 발명은 다기능 응축기로서, 이를 보다 상세히 설명하면 산업용 및 상업용 냉동, 냉장 시설과 에어컨과 같은 냉동 공조장치에 사용되는 실외기(응축기)에 관련한 것이다.

산업용 및 상업용 냉동, 냉장시설과 에어컨과 같은 냉동 공조장치에 사용되는 실외기 유니트(응축기)는 압축기에서 고압, 고온으로 가열된 기체냉매를 냉각하여 액체화(응축) 시키는 역할을 하며, 냉각 효율을 올리기 위한 다양한 기술이 개발되어 있다.

예를 들어 종래 기술 중 대한민국 등록특허 제1521586호(2015년 05월 19일자 공고)에 게재된 바와 같이 냉매가 이동되는 냉매관; 실내기로부터 유입되는 냉매를 압축하여 상기 냉매관으로 배출하는 압축기; 상기 냉매관의 주위에 외부공기와의 열교환을 이룰 수 있도록 냉각핀으로 이루어진 열교환기; 상기 열교환기로 외부공기가 유입되도록 하고, 유입된 외부공기를 배출시키는 팬; 상기 열교환기의 외측에 구비되어, 상기 열교환기로 외부공기가 유입되는 유입방향과 반대방향을 향하여 물을 분사시키며, 미스트를 발생시키는 분사부;를 포함하고, 상기 미스트는, 상기 유입방향과 반대방향인 분사방향으로 분사되며 이동되되, 상기 팬에 의해 열교환기로 유입되는 외부공기와 함께 상기 유입방향으로 방향이 바뀌어 상기 열교환기를 향해 이동되고, 상기 분사방향에서 유입방향으로 방향이 바뀌며 이동되는 동안 상기 분사부에서 분사되는 분사범위보다 더 넓은 면적으로 확산되어 상기 열교환기를 향해 이동되는 것을 특징으로 하는 기술이 공고되어 있다.

하지만 상기와 같이 미스트를 발생시켜 냉각시키는 미스팅 쿨링장치를 실외기에 설치해서 냉각을 시키려면 현재의 일반 실외기 유니트는 구조상 외부에서 열교환수단면 가까이에서 물을 분사해서 냉각시키는데, 냉각 작용에 쓰이지 못한 큰 물방울과 바람에 날려 허공으로 흩어진 물방울은 주위 바닥으로 떨어져 환경을 오염시킨다.

알루미늄 핀과 케이스 금속면에 습기가 과다하게 접촉되므로 산화가 빠르게 진행되어 수 년 만에 부식이 급격히 진행되어 장비의 수명이 다된 느낌을 주고, 물때의 퇴적으로 외관이 엉망이 된다.

확산되어 응축기로 빨려 들어가는 물방울은 사용되는 물의 총 분사양의 약 30% 정도 밖에 되지 않으므로 효율이 너무 낮다.

하절기 동안은 연속으로 물을 분사하여야하기 때문에 엄청난 물 소비가 생겨 수도요금의 부담이 크다.

또 다른 문제점으로 대기 중의 미세한 먼지, 이물질, 황사 등이 응축기 열교환수단에 쌓여 코팅이 되면 열 교환이 제대로 되지 않아 냉동능력 저하, 냉장고 온도상승, 전력 소모량 증대 등 많은 장애가 있다.

실외기에 먼지가 너무 많이 쌓이면 열을 받아 화재의 위험도 커진다. 이때 세척을 해야 하는데 물만 뿌려서는 세척이 거의 되지 않기 때문에 실제로는 세척용 화학약품을 사용해서 세척해야 한다.

지금까지의 응축기는 구조상 화학세관을 하게 되면 세척에 사용된 화학약품과 이물질이 뒤섞인 오염수를 회수하기는 거의 불가능하기 때문에 그냥 땅으로 흘려보내야만 한다.

그래서 실외기 화학세관을 거의 시행하는 업체가 없는 실정이며, 만약 응축기 코일 사이에 먼지 등의 이물질이 너무 딱딱하게 퇴적되어 냉동기 과열로 계속 운전 불가능하게되어 화학세관을 단행한다면 환경법에 위배되는 문제가 발생하게 될 것이다.

일반 냉동기 유니트는 평소에 제대로 관리하지 않으면 하절기 기온이 높을 때나 냉각팬 일부가 고장 났을 때 냉각 및 응축이 제대로 이루어지지 않아 냉동기 능력 저하 및 수명 단축으로 영업에 막대한 지장을 초래하게 된다.

따라서 미스팅장치가 실외기의 부식 등을 유발하는 것을 방지하고, 열교환수단의 화학세척이 가능한 새로운 응축기의 구조가 필요한 것이다.

KR 10-1521586 B1 (2015.05.19.)

본 발명에서는 상기한 종래 기술의 문제점들을 해결코자 새로운 기술을 창안한 것으로서, 본 발명은 냉동 공조용 실외기의 구조를 개선하고, 개선된 실외기의 구조에서 미스트를 이용한 분무장치를 더 구비하여 열교환수단을 높은 효율로 열교환시키도록 하며, 또한 장시간 사용 후 오염된 열교환수단을 화학용제로 세척할 수 있으며, 냉각수 또는 화학용제를 회수할 수 있도록 구비되도록 하는 친환경의 새로운 응축기를 제공코자 함을 발명의 목적으로 한다.

이와 함께 별도로 기술하지는 않았으나 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 청구범위를 감안하여 유추할 수 있는 범위 내의 또 다른 목적들도 본 발명의 전체 과제에 포함되는 것이다.

상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 다기능 응축기를 구성함에 있어서, 공기를 상향 배출하도록 케이스의 상부에 구성된 수평형(horizontal) 송풍팬와, 냉매를 냉각시키도록 송풍팬 하부에 설치된 수평형 열교환수단과, 회전하는 송풍팬에 의해 케이스의 측방에서 공기가 흡입되도록 케이스의 측면에 열교환수단보다 낮은 높이로 구성된 공기흡입그릴과, 열교환수단의 하부에 설치되는 분무수단과, 분무수단으로 유체를 공급하도록 케이스에 설치된 공급수단이 포함되고, 상기 분무수단은, 공급수단으로부터 유체를 공급 받도록 구성된 분무배관과, 분무배관에 설치되어, 미스트를 열교환수단으로 상향 분무하거나 또는 송풍팬의 흡입력에 의해 가벼운 미스트만 상향되도록 하향 분무하게 구성된 미스트노즐로 구성된 것을 특징으로 한다.

또 다른 구성으로, 케이스의 내부에 설치된 수평형 열교환수단과, 열교환수단으로 세척액을 분사하도록 열교환수단의 상부에 설치되는 세척수단과, 세척수단으로 유체를 공급하도록 케이스에 설치된 공급수단이 포함되고, 상기 세척수단은 공급수단으로부터 유체를 공급받도록 송풍팬과 열교환수단 사이에 구성된 세척배관과, 세척배관에 설치되어 세척액을 열교환수단으로 분사하는 세척액노즐과, 세척배관의 유체의 흐름을 제어하도록 세척배관에 설치된 세척밸브로 구성된 것을 특징으로 한다.

공급수단은, 케이스 내부에 설치되어 유체를 저장하도록 구성된 유체저장소와, 분무배관 또는 세척배관으로 연결되도록 유체저장소에 설치된 공급관과, 유체저장소에 담겨있는 유체를 공급관으로 공급하는 유체펌프가 포함된 것을 특징으로 할 수 있다.

분무수단 또는 세척수단으로부터 흘러내리는 유체를 수집하도록 분무수단 또는 열교환수단의 하부에 구성되는 수조와, 수조 하부에서 회수밸브에 의해 여닫히고 공급수단으로 연결되는 회수관과, 배출밸부에 의해 여닫히고 외부와 연결되는 배출관으로 분기되도록 수조 하부에 구성된 집수관으로 이루어진 집수수단이 더 포함된 것을 특징으로 할 수 있다.

수조에 담김 유체를 가열하도록 수조에 구성되는 가열히터와, 유체저장소에 담겨있는 유체의 양을 측정하도록 구성되는 수위센서와, 유체저장소에 연결되어 급수밸브의 여닫힘에 따라 외부에서 유체저장소로 유체를 공급하는 급수관과, 유체저장소에 연결되어 드레인밸브의 여닫힘에 따라 유체저장소의 잔여물을 배출하는 드레인관과, 유체저장소의 수위가 넘치는 것을 방지하도록 유체저장소의 상부에 연결된 오버플로우관이 더 포함된 것을 특징으로 할 수 있다.

분무수단에 의해 소정크기 미만의 미스트만 상향되어 열교환수단으로 분무되도록 또는 세척수단에 의해 하향되는 세척액에서 이물질을 걸러내도록 열교환수단의 하부에 수평으로 구성되는 필터부가 더 포함된 것을 특징으로 할 수 있다.

추가로 외부에서 흡입되는 공기의 이물질을 걸러내도록 공기흡입그릴의 외측 또는 내측에 구성되는 흡입필터가 더 포함된 것을 특징으로 할 수 있다.

상술한 과제 해결을 위한 구체적인 수단에 의하면, 본 발명의 다기능 응축기는 장치 하나로 열교환수단의 열교환 효율을 올리는 미스트 분무수단과 열교환수단을 세척할 수 있는 세척수단을 동시에 갖출 수 있어 하나의 장치에서 다양한 기능과 장점을 갖는다.

미스트 분무수단이 더 구비되어 미스트로 응축기의 열교환수단을 일반 공랭에 비하여 약 섭씨 10~15도 정도 더 낮은 온도로 냉각할 수 있어서, 압축기의 부하가 감소되고, 그만큼 전력을 크게 소비하지 않아도 되므로 전력비도 좋아지며, 압축기의 부하를 줄여 수명이 증대되며, 미스트를 일부 회수하여 재사용할 수 있어 비용이 감소되며, 작은 크기의 미스트만 상향되므로 수분이 열교환수단에 묻어 열교환수단이 부식되거나 도리어 더 오염되는 것을 방지할 수 있다.

기존에 사용되고 있는 미스팅 노즐 장비는 중요 구성 부품들이 모두 햇빛에 노출될 수밖에 없는 구조를 가지고 있어 설치 후 1년만 지나면 변형, 훼손, 노즐 막힘 등이 발생하기 시작하고, 매년 정비에 시간과 비용을 낭비해야하는 반면, 본 발명에 따른 다기능 응축기는 미스트 분무수단 또는 세척수단이 전부 케이스 내부에 설치되어 직사광선에 의한 변형이나 훼손이 발생하지 않고, 미스트 또는 세척액이 장치 밖으로 비산되지 않아 환경오염을 일으키지 않으며, 특히 공기 중 먼지로 항상 오염되는 실외기 열교환수단에 물이 직접 접촉되었다가 물받이로 떨어지는 경우가 없기 때문에 유체저장소의 물이 깨끗하므로 증발하여 날아간 물량만큼만 보충하면 되므로 장기간 사용시 문제가 발생하지 않는다.

본 발명의 다기능 응축기의 미스트 분무수단은 기존의 미스트 분무 장치에서 발생하던 문제점들을 미연에 방지하고, 응축기의 송풍팬에 의하여 열교환수단으로 빨려 들어가는 상온의 공기 속으로 냉각수를 안개 크기로 분무하므로 단열과 증발의 원리를 이용하여 응축열을 흡수하고 응축온도를 10~15℃ 정도 낮추어 응축기의 운전비용을 절감하여 전성비를 높이고, 열교환수단의 냉각효율을 높여 냉동기의 효율이 증대되며, 냉동기의 각 부품에 부하가 줄어들어 전체적으로 수명이 연장되고, 화재의 리스크에서 완전히 벗어나는 획기적인 효과를 갖게 된다.

또한 냉각수로 사용되는 유체는 일부 재순환되어 증발된 냉각수의 양만큼만 유체저장소에서 보충하면 되므로, 종래의 분무 장치에 비하여 물의 소비량이 30% 밖에 되지 않아서 무척 경제적이고, 주위 환경이 지저분해지지 않고 깨끗하게 유지할 수 있는 장점도 있다.

본 발명의 다기능 응축기의 또 다른 기능으로 혹한기에 응축기가 너무 과냉되어 압력이 낮아져 냉매가 아래쪽 기계실 내에 있는 수액기로 잘 내려오지 못하므로 냉매 순환이 제대로 이루어지지 않아서 한참 동안 냉동기 정상운전이 어려울 때가 있는데, 본 발명의 유체저장소에 구성된 히팅수단으로 항상 영상 5℃이상으로 가열되고 있으므로 기온이 영하로 내려가는 혹한기에는 반대로 응축기를 데우는 역할을 하게 되므로 이 문제가 해결 되어지는 이중효과를 볼 수 있다.

종래의 응축기는 송풍팬과 열교환수단이 수직형(Vertical)으로 구성되어 후면으로부터 외기를 흡입하여 전면 또는 상면으로 토출시키는 방식이 일반적인데 이 경우 후면에서 외기가 빨려 들어오는 구조라 설치장소의 건물벽에서 300mm 이상 간격을 띄워서 설치해야하므로 설치의 제약을 많이 받고 있으며, 협소한 장소에는 어쩔 수 없이 건물벽에 붙여서 설치되는 경우 공기의 흐름 상태가 불량하여 냉동장치의 발열을 해소하지 못해서 고장이 잦고, 열교환수단의 청소 등도 불편하여 유지 보수에도 지장이 많았으나, 본 발명의 다기능 응축기는 송풍팬과 열교환수단이 전부 수평형(Horizontal)이면서 케이스의 측면 둘레방향으로 공기흡입그릴이 형성되어 외기가 정면, 후면, 좌측면, 우측면 등 사방에서 흡입되는 구조이므로 응축기를 포함하는 실외기를 건물 벽에 바짝 붙여서 설치해도 공기의 흐름에 방해를 받지 않고, 케이스를 오픈하여 손쉽게 내부의 구성요소를 청소할 수 있는 등 등 유지 보수에 지장이 없는 등 아주 큰 장점을 가진다.

또한 공기흡입그릴의 내측 또는 외측에 흡입필터를 더 구비하여 흡입되는 공기를 깨끗한 상태로 내입되게 할 수 있어 응축기에 이물질이 점착되는 것을 방지할 수 있다.

세척수단이 더 구비되어, 열교환수단의 세척이 용이하며, 열교환수단이 청결한 상태를 유지하여 열교환의 효율을 최초 설치시처럼 유지할 수 있다.

열교환수단이 수평으로 구성되어 열교환수단으로부터 유체가 흘러내려 낙하하기 용이한 구조를 가지고 있고, 낙하한 유체를 회수할 수 있는 수단을 더 구비하여 환경오염을 방지하고 폐쇄 순환 시스템을 구축하여 비용을 절감할 수 있는 등 그 기대되는 효과가 다대한 발명이다.

도 1은 본 발명의 일례가 적용된 다기능 응축기의 도면
도 2는 본 발명에서 분무수단의 상향 분무 작용을 보인 도면
도 3은 본 발명에서 분무수단의 하향 분무 작용을 보인 도면
도 4은 본 발명에서 세척수단의 작용을 보인 도면

본 발명은 다기능 응축기를 제공코자 하는 것으로서, 이를 하기에서 도면들과 함께 보다 구체적으로 설명토록 하며, 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 사용되는 용어들 역시 실시 예를 구체적으로 설명하기 위한 것일 뿐 해당 용어에 국한되어 해석해서는 아니 되는 것이다.

본 발명은 압축기, 응축기, 수액기, 필터, 액분리기, 유분리기가 하나의 유니트로 구성된 콘덴싱 유니트에 적용할 수도 있으며, 최소한 응축기만 구성된 유니트에 적용할 수도 있다.

본 발명의 다기능 응축기(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 송풍팬(12)에 의해 냉각되는 열교환수단(13)이 구비되고, 세척수단(3)과 분무수단(2) 중 어느 하나 또는 두가지가 복합적으로 구비되고, 상기 세척수단(3) 또는 분무수단(2)에 연동되는 집수수단(5)과 공급수단(4)이 구비된다.

다기능 응축기(1)의 구성에 대해 보다 자세히 살펴보면 본 발명의 다기능 응축기(1)는 기존의 응축기와 다르게 구성된다.

기존의 응축기는 냉매가 흐르는 냉매관과, 상기 냉매관에 결합된 방열핀이 결합된 열교환수단(13)이 V형 또는 I형으로 60도 또는 90도의 각도로 세워져 있는 수직형(Vertical)이 일반적으로 사용되는 형태인 반면, 본 발명에서 송풍팬(12)은 케이스(11)의 상단에 관통 형성된 배출공에 수평형(Horizontal)으로 설치되고, 열교환수단(13)도 송풍팬(12)에 대응되게 송풍팬(12)의 하부에 수평형(Horizontal)으로 설치된다.

또한 열교환수단(13)보다 낮은 높이의 케이스(11) 측부에 공기흡입그릴(14)을 형성한다.

공기흡입그릴(14)은 케이스(11)의 둘레방향으로 중 일부만 선택적으로 형성할 수 있으나, 전후좌우의 둘레 방향으로 형성하여 좁은 장소에서도 다방향에서 흡기가 쉽게 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

추가로 도 1에 도시된 바와 같이 공기흡입그릴(14)의 변형 실시예로 공기흡입그릴(14)의 외측 또는 내측에 흡입필터(15)를 더 구비할 수 있다.

흡입필터(15)가 더 구비되면, 외부에서 흡입되는 공기에 포함된 먼지 등의 이물질을 최대한 걸러서 다기능 응축기 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하여 응축기 내부의 상태를 청결히 유지하고, 열교환 효율을 최대화하는데 도움이 된다.

송풍팬(12)은 회전시 공기를 상향으로 밀어내므로, 케이스(11) 내부의 압력은 낮아지고, 따라서 공기흡입그릴(14)을 통하여 측방에서 외기가 다기능 응축기(1)의 케이스(11) 내부로 흡입되는 구조를 갖는 응축기의 구성을 갖는다.

기본적으로 응축기는 송풍팬(12)의 회전에 따라 외기를 내부로 순환시키고, 순환되는 공기는 송풍팬(12)의 하부에 구성된 열교환수단(13)을 통과하면서 가열될 열교환수단(13)으로부터 열에너지를 뺏어 기화하게 되고, 열교환수단(13)은 공랭에 의해 냉각되어 냉동기 또는 공조기의 냉매의 온도를 낮추게 되는 것이다.

상기 열교환수단(13) 하부에는 분무수단(2)을 추가로 구비할 수 있으며, 이 분무수단(2)은 열교환수단(13)을 통과하는 공기의 온도를 조절하고(더울 때는 시원하게, 추울 때는 따뜻하게) 습도를 높여 열교환수단(13)을 통과할 때 발생하는 열교환의 효율을 보다 높이고자 하는 것이다.

분무수단(2)에 대해 자세히 살펴보면 하기와 같이 구성된다.

분무배관(21)이 열교환수단(13)의 하부에서 열교환수단(13)의 방향과 면적에 비례하여 수평으로 하나 또는 복수가 설치되도록 하며, 분무배관(21)에는 미스트(mist)가 상향으로 분무되도록 하나 또는 복수의 미스트노즐(22)이 설치된다.

상기 미스트노즐(22)은 미스트를 열교환수단(13)으로 상향 분무하거나 또는 송풍팬(12)의 흡입력에 의해 가벼운 미스트만 상향되도록 하향 분무하게 구성된다.

분무배관(21)에는 후술될 공급수단(4)에 의해 미스트 발생에 사용될 유체(일반적으로 냉각수)가 공급되며, 분무배관(21)과 공급수단(4) 사이에는 전자변(Solenoid Valve)과 같은 분무밸브(21a)가 구비되어, 분무밸브(21a)가 유체의 공급을 차단하거나 허용하도록 제어하게 된다.

상기의 유체는 일반적으로 실온보다 저온의 냉각수가 이용되지만, 기온에 따라 혹한기에는 온수가 될 수도 있으며, 온수에 관해서는 추후 설명토록 한다.

분무밸브(21a)가 열린 상태에서 공급수단(4)에 의해 유체가 분무배관(21)으로 공급되면, 분무배관(21)에 설치된 미스트노즐(22)로 유체가 공급되게 되며, 미스트노즐(22)에서 미스트가 분무되도록 하는 것이다.

미스트노즐(22)은 열교환수단(13)의 면적에 비례하여 촘촘하게 설치되어 분무되도록 구성하는 것 바람직하다.

미스트는 기체 속에 함유되는 미립자를 말하며, 공기 중에 부유하는 대단히 작은 액체입자로 구성되어 있으며 0.1~100μ의 입자를 말한다.

미스트노즐(22)이 도 2와 같이 상향되게 설치된 경우, 열교환수단(13)을 향해 상향으로 분무된 미스트 중에서 상대적으로 크기가 큰 입자가 송풍팬(12)에 의해 열교환수단(13) 쪽으로 상승하게 되면 열교환수단(13)에 미스트가 항상 젖어있는 상태가 되어 열교환수단(13)의 부식이 빠르게 발생하고 공랭의 열교환을 방해하게 되어, 열교환의 효율이 현저하게 저하되게 된다.

이를 방지하기 위해서 본 발명에서는 열교환수단(13)과 미스트노즐(22) 사이에 스테인레스 메쉬 재질의 데미스터와 같은 필터부(6)가 개재되도록 더 구성되도록 할 수 있다.

따라서 미스트노즐(22)에서 분사된 미스트는 필터부(6)를 통과하고, 입자가 큰 미스트는 필터부(6)에 걸려 열교환수단(13)쪽으로 상향되지 않고, 물방울이 되어 후술될 집수수단(5)으로 낙하하여 별도로 모이게 된다.

미스트노즐(22)이 도 3과 같이 하향되게 설치된 경우, 하향으로 분무된 미스트 중에서 입자가 굵은 미스트는 집수수단(5)으로 바로 낙하하고, 입자가 작고 가벼운 미스트는 송풍팬(12)의 흡입력에 의해 외부에서 빨려들어오는 공기와 함께 상향되게 된다.

상향된 미스트는 열교환수단(13)을 통과하면서 증발하여 응축열을 흡수해 응축기의 온도를 떨어뜨리게 된다.

미스트노즐(22)이 하향되게 설치되면 입자가 굵은 미스트는 상향되지 않으므로 필터부(6)을 구성하지 않고 생략할 수 있다.

본 발명의 다기능 응축기(1)에는 열교환을 추가로 도와주는 분무수단(2) 외에 세척수단(3)을 더 구비할 수 있다.

세척수단(3)으로서, 송풍팬(12)과 열교환수단(13) 사이에 세척배관(31)이 열교환수단(13)의 방향과 면적에 비례하여 하나 또는 복수가 수평으로 구성된다.

세척배관(31)의 하부에 세척액이 하향 분사되도록 세척액노즐(32)이 하나 또는 복수로 구성된다.

세척배관(31)은 후술될 공급수단(4)에 의해 세척에 필요한 화학약품으로 이루어진 세척액을 공급 받도록 구성되며, 세척배관(31)과 공급수단(4) 사이에는 전자변과 같은 세척밸브(31a)가 구비되어, 세척액노즐(32)이 세척액의 공급을 차단하거나 허용하도록 제어하게 된다.

세척액노즐(32)이 열린 상태가 되었을 때 세척배관(31)은 공급수단(4)으로부터 세척액을 공급받게 되고, 세척액에 형성된 세척밸브(31a)를 통해 세척액이 분사되게 된다.

세척액이 분사되는 방향은 세척액노즐(32)보다 하부에 위치한 열교환수단(13)을 향하게 되며, 따라서 세척액이 열교환수단(13)에 골고루 묻을 수 있도록 열교환수단(13)의 크기에 비례해서 세척액노즐(32)의 개수를 가감하거나, 분사 방향을 조절 할 수 있을 것이다.

본 발명의 다기능 응축기(1)에는 상기의 분무수단(2) 또는 세척수단(3)에 연동되는 공급수단(4)이 구비된다.

공급수단(4)은 다기능 응축기(1)의 케이스(11)에 유체를 저장하는 유체저장소(41)가 구비되고, 유체저장소(41)와 직결되게 배관으로 연결되거나 또는 유체저장소(41) 내부에 설치되어 유체저장소(41) 내부의 유체를 외부로 공급토록 하는 유체펌프(43)가 구비되고, 유체펌프(43)는 분무수단(2)의 분무배관(21) 또는 세척수단(3)의 세척배관(31)과 선택적으로 연결되거나 또는 병렬로 동시에 연결되도록 구성된다.

따라서 유체펌프(43)가 작동할 경우 미리 유체저장소(41)에 저장해둔 유체(미스트 분무용수 또는 세척액)가 분무수단(2) 또는 세척수단(3)으로 이송될 수 있게 된다.

상기 공급수단(4)의 유체저장소(41)는 하기의 구성이 더 구비될 수 있다.

유체저장소(41)로 연결되어 급수밸브(46a)의 여닫힘에 따라 외부에서 유체저장소(41)로 유체를 공급하는 급수관을 더 구비하면 외부에서 유체저장소(41)로 쉽게 유체를 공급할 수 있으며, 후술할 수위센서(45)와 연동할 경우 유체저장소(41) 내부의 유체 잔여량에 따라 자동으로 급수가 가능해진다.

유체저장소(41) 내부의 유체의 양을 감지하는 수위센서(45)를 더 구비하여 사용자에게 수위에 따른 알림을 신호할 수도 있고, 급수밸브(46a) 등의 전자변을 자동으로 작동시켜 유체저장소(41)에 유체가 넘쳐 엉뚱한 곳으로 유체가 흐르는 것을 방지할 수도 있다.

유체저장소(41)의 상부에 오버플로우관(48)을 더 구비하여, 유체저장소(41) 내부에 유체가 과도하게 추가되는 경우 유체저장소(41)에서 유체가 넘쳐흘러 다기능 응축기(1)의 케이스(11) 및 관련 부품을 오염시키거나 산화시키는 것을 미연에 방지하도록 일정 수위 이상의 유체는 오버플로우관(48)을 통해 외부로 배출토록 할 수 있다.

유체저장소(41)의 하부에 드레인관(47)과, 상기 드레인관(47)의 여닫힘을 조절하도록 드레인관(47)에 드레인밸브(47a)을 더 구비하여, 유체저장소(41) 내부의 유체를 유체저장소(41)에서 신속히 비우고자 할 때 평소에 잠겨있는 드레인밸브(47a)를 열어서 비울 수 있다.

추가로 유체저장소(41)에 히팅수단을 더 구비할 수 있다.

혹한기에 응축기가 과냉되어 저압으로 인해 냉매가 기계실 내에 있는 수액기로 잘 내려오지 못하여 냉매 순환이 제대로 이루어지지 않아 냉동기의 정상운전이 어려운 경우가 있으며, 본 발명의 구성요소 중 유체저장소(41)가 히팅수단에 의해 영상 5도씨 이상으로 항상 가열되도록 할 수 있어 혹한기에는 응축기를 데우는 역할을 하여 냉동기의 정상운전을 가능해지도록 할 수 있는 것이다.

상기의 분무수단(2) 또는 세척수단(3)은 분무, 분사된 유체 중 기화된 일부 유체를 제외한 나머지가 중력에 의해 하향으로 흘러내리게 되는 공통점이 있다.

분무수단(2)의 경우 분무된 미스트 중에서 입자가 큰 미스트는 필터부(6)에 걸러져 물방울로 뭉쳐 하향 낙하되거나, 하향분사에 의해 낙하되게 되고, 세척수단(3)의 경우 세척액을 하부로 분사하여 냉각핀을 세척한 후 오염물질과 함께 하향 낙하하게 된다.

상기의 낙하하는 유체를 기존 응축기에는 회수하는 구조가 없었기 때문에, 낭비가 되거나 주위 환경을 오염시키는 원인이 되기도 하였다.

본 발명에서는 집수수단(5)을 더 구비하여 상기의 낙하 유체를 수집하도록 하였다.

집수수단(5)으로서 케이스(11)의 내부에서 분무수단(2)인 분무배관(21)의 하부 또는 핀코일의 하부에 수조(51)가 구비되며, 수조(51)는 유체저장소(41)보다는 높은 위치에 설치된다.

수조(51)의 크기는 핀코일의 면적에 비례한 면적과 수용 공간부를 가지고, 소정 높이를 갖는 수용 공간부가 형성되어 낙하하는 유체를 흘러넘치지 않고 충분한 양을 수용할 수 있도록 한다.

수조(51)의 하부에는 수조(51)에 집수된 유체가 배출되도록 집수관(52)이 구비된다.

집수관(52)의 단부는 분기되어 일단은 공급수단(4)의 유체저장소(41)로 연결되어 유체저장소(41)에서 재사용할 수 있도록 유체를 재공급하는 회수관(53)이 구비되고, 집수관(52)의 분기된 타단은 오염된 세척액을 배출할 수 있도록 다기능 응축기(1)의 케이스(11) 외부로 배출관(54)이 구비된다.

회수관(53)에는 회수밸브(53a)가, 배출관(54)에는 배출밸브(54a)가 각각 구비되어 수조(51)에 담긴 유체가 집수관(52)으로 배출될 때, 이송여부 및 이송방향을 결정할 수 있게 된다.

상기의 다기능 응축기(1)의 구성을 작용과 함께 보다 구체적으로 살펴보면 하기와 같다.

우선 도 2에 도시된 바와 같이 분무수단(2)에 의해 미스트가 분무하는 작용에 대해 설명코자 한다.

공급수단(4)의 유체저장소(41)에는 수위센서(45)의 감지에 따라 유체(일반적으로 냉각수)가 부족할 경우 미리 급수관(46)의 급수밸브(46a)를 열어 유체를 공급 받도록 한다.

그리고 일반적으로는 실온보다 낮은 유체인 냉각수를 그대로 사용할 수 있지만, 혹한기의 경우에는 냉각수의 온도를 5도씨 정도로 유체저장소(41)에 설치된 히팅수단이 유체를 미리 가열시켜 둘 수 있다.

다기능 응축기(1) 및 송풍팬(12)이 작동될 때 분무수단(2)이 연동되어 자동으로 작동하거나 또는 사용자가 분무수단(2)을 작동시키도록 컨트롤러(도면 미도시)를 작동시키면, 분무배관(21)에 구성된 분무밸브(21a)가 열리고, 분무수단(2)과 작용이 상이하지만 동일한 공급관(42)에 연결된 세척배관(31)의 세척밸브(31a)는 잠그도록 하여 미스트로 공급될 용액이 세척배관(31)으로 공급 및 분사되는 것을 방지한다.

그리고 집수수단(5)의 회수관(53)에 설치된 회수밸브(53a)가 열리고, 배출관(54)에 설치된 배출밸브(54a)는 잠기도록 하여, 유체가 다기능 응축기(1) 외부로 배출되어 버려지는 것을 방지한다.

상기의 밸브 작동에 따라 유체의 관로가 결정되고, 밸브의 출력 신호를 받아 공급수단(4)의 유체펌프(43)가 동작한다.

유체펌프(43)는 토출 측에 수압이 작용하여 유체저장소(41)에 저장된 유체(주로 냉각수)를 펌핑하여 공급관(42)으로 이송시키고, 공급관(42)은 연결된 분무배관(21)으로 유체를 이송시킨다.

분무배관(21)이 복수로 구성된 경우 각각의 분무배관(21)에 유체가 나눠서 공급될 것이다.

분무배관(21)의 유체는, 분무배관(21)에 설치된 미스팅노즐로 각각 공급되어 미스트노즐(22)에서 미스트가 각각 상향 또는 하향 분무된다.

이때 다기능 응축기(1)의 송풍팬(12)이 동시에 작동중이며, 송풍팬(12)에 의해 외기가 케이스(11)의 측방에 형성된 공기흡입그릴(14)을 통해서 측면에서 흡입되어, 수평으로 형성된 열교환수단(13)을 경유하여, 수평으로 형성된 송풍팬(12)을 통해 상부로 배출되게 된다.

공기흡입그릴(14)과 비슷한 높이에 미스트노즐(22)이 형성되어 있으므로, 미스트노즐(22)로부터 분무된 미스트는 송풍팬(12)에 의해 형성된 공기의 흐름을 타고 자연히 상향으로 이송되게 된다.

미스트는 열교환수단(13)과 분무배관(21) 사이에 개재되도록 형성된 필터부(6)를 통과하게 되며, 미스트노즐(22)이 하향 분사되는 경우 필터부(6) 단계를 건너뛰게 된다.

스테인레스 메시 재질의 데미스터로 이루어진 필터부(6)에서 큰 입자의 미스트들은 걸러내고 작은 입자의 미스트들만 필터부(6)를 통과하여 상향하게 된다.

상향된 미스트들은 송풍팬(12)에 의한 공기의 흐름에 의해 상향하는 중 열교환수단(13)에 근접하게 되고 방열필에서 발생하는 응축열을 흡수하여 증발되면서 수증기 형태로 케이스(11) 상부로 토출된다.

핵심 기능 중의 하나로 미스트가 열교환수단(13)으로 이송되는 과정에 이젝터(ejector) 원리가 적용되었다는 점이다.

이젝터는 압력을 갖는 물, 증기, 공기 등을 분출구에서 고속도로 분출하여 주위의 유체를 다른 곳으로 보낼 수 있는 일종의 유체펌프(43)를 말하는 것이다.

미스트노즐(22)에서 분사된 미스트가 간격이 협소한 필터부(6)의 공극 사이로 통과해서 올라와야하는데 필터부(6)에 의한 저항이 발생해서 상승하는 미스트의 양이 적을 수 있는데, 송풍팬(12)으로 공기를 측방의 공기흡입그릴(14)을 통해서 흡입하여 상부로 토출시키면 필터부(6)의 상부가 필터부(6)의 하부보다 상대적으로 저기압이 형성되어 이젝터의 원리에 의해서 미스트노즐(22)에서 분사된 미스트가 기압의 차이로 인해 필터부(6)를 통과하여 위로 상승하게 되는 힘을 강하게 받게 되어 미스트가 쉽게 확산 및 비산되는 것이다.

미스트가 응축열을 흡수하여 증발하므로, 미스트가 없이 공냉하는 것에 대비하여 응축기 온도를 약 섭씨 10~15도 정도 더 낮출 수 있어서, 냉동기의 효율이 향상되고 소비 전력이 감소하여 전력비가 상승하며, 장비의 수명을 연장시키는 효과가 발생하게 된다.

장치를 부식시키지 않고, 환경을 오염시키지도 않으며, 기존의 미스팅 장치에 대비하여 볼 때 30%의 물만 소비하여도 충분한 냉각효율을 확보할 수 있게 된다.

상기 필터부(6)에 걸러진 큰 입자의 미스트들은 모여서, 물방울을 이루어 하부로 낙하하게 되며, 낙하된 물방울은 집수수단(5)의 수조(51)에 담기게 된다.

수조(51)로 낙하한 유체는 수조(51)의 하부에 형성된 집수관(52)을 통하여 배출되며, 상기에서 언급한 바와 같이 집수관(52)의 배출관(54)은 닫혀있고, 회수관(53)은 열려있으므로 유체는 회수관(53)을 통하여 다시 유체저장소(41)로 이동하게 되어, 유체의 일부는 순환 다기능 응축기(1) 내부에서 계속 순환된다.

유체저장소(41)에는 수위센서(45)에 의해 미스트가 상향 토출된 만큼 냉각에 필요한 유체가 모자르게 되므로 유체저장소(41)는 급수관(46)으로부터 추가의 유체를 더 공급 받아 지속적으로 작동할 수 있게 된다.

이제 도 3에 도시된 바와 같이 세척수단(3)에 의해 세척수가 분사되는 작용에 대해 설명코자 한다.

공급수단(4)의 유체저장소(41)에는 수위센서(45)의 감지에 따라 유체(일반적으로 세척액)가 부족할 경우 미리 급수관(46)의 급수밸브(46a)를 열어 유체를 공급 받도록 한다.

세척액은 열교환수단(13)에 점착된 먼지와 같은 이물을 효과적으로 제거하기 위해서 금속류에 적용이 가능한 화학물질을 사용토록 한다.

다기능 응축기(1)는 세척이 이루어지는 동안에는 송풍팬(12) 등의 냉동기 작동은 중지된 상태로 준비된다.

사용자가 세척수단(3)을 작동시키도록 컨트롤러(도면 미도시)를 작동시키면, 분무배관(21)에 구성된 분무밸브(21a)가 잠기고, 분무수단(2)과 작용이 상이하지만 동일한 공급관(42)에 연결된 세척배관(31)의 세척밸브(31a)는 열리도록 하여 세척액으로 공급될 용액이 분무배관(21)으로 공급 및 분무되는 것을 방지한다.

그리고 세척 초기에는 집수수단(5)의 회수관(53)에 설치된 회수밸브(53a)가 열리고, 배출관(54)에 설치된 배출밸브(54a)는 잠기도록 하여, 사용한 세척액이 다시 유체저장소(41)로 순환되도록 한다.

유체펌프(43)는 토출 측에 수압이 작용하여 유체저장소(41)에 저장된 유체(주로 세척액)를 펌핑하여 공급관(42)으로 이송시키고, 공급관(42)은 연결된 세척배관(31)으로 유체를 이송시킨다.

세척배관(31)이 복수로 구성된 경우 각각의 세척배관(31)에 유체가 나눠서 공급될 것이다.

세척배관(31)의 유체는, 세척배관(31)에 설치된 세척액노즐(32)로 각각 공급되어 세척액노즐(32)에서 세척액이 각각 분사된다.

세척액노즐(32)에서 세척액이 분무되는 방향은 하부의 열교환수단(13)을 향하는 것이 바람직하다.

열교환수단(13)을 향해 분사된 세척액은 열교환수단(13) 전체를 샤워시켜 점착되어 누적된 먼지 등의 이물질을 씻어내는 1차 세척단계를 진행하게 된다.

열교환수단(13)을 세척하는데 사용된 세척액은 열교환수단(13)에서 흘러내려 하향 낙하하게 되는데, 이때 핀코일 하부에 구성된 필터부(6)를 통과하게 된다.

필터부(6)를 통과하면서 필터부(6)의 공극보다 직경이 큰 이물질은 필터부(6)에 걸러지게 되고, 세척액은 다시 필터부(6)를 통과하여 집수수단(5)의 수조(51)로 낙하하게 된다.

수조(51)에 집수된 세척액은 열린 회수관(53)을 통해 유체저장소(41)로 다시 순환되도록 하여, 세척액을 한번만 사용해서 버리는 등의 낭비 없이 소정의 세척액으로 열교환수단(13)을 반복적으로 세척하도록 하며, 이 과정은 약 5분 정도 지속되는 것이 바람직하다.

5분간 반복 세척 후에는 집수수단(5)의 회수관(53)에 설치된 회수밸브(53a)가 잠기고, 배출관(54)에 설치된 배출밸브(54a)는 열리도록 하여, 이 과정은 사용자가 직접 조절하거나 또는 타이머와 연동시켜 자동으로 조절되도록 할 수도 있을 것이다.

세척되어 이물질과 섞여서 오염된 세척액이 다시 유체저장소(41)로 순환되지 않고, 배출관(54)을 통해 다기능 응축기(1) 외부로 배출토록 하며, 배출된 유체는 별도로 수거하여 처분하여야 환경오염을 방지할 수 있다.

오염된 세정액의 배출이 완료되면, 청정한 물과 화학 세척액을 일정한 비율로 섞은 혼합 세척액을 유체저장소(41)에 채운 후 다시 유체펌프(43)로 펌핑하여 2차 세척을 시작하며, 이때 집수수단(5)의 회수관(53)에 설치된 회수밸브(53a)가 열리고, 배출관(54)에 설치된 배출밸브(54a)는 잠기도록 하여, 사용한 혼합 세척액이 다시 유체저장소(41)로 순환되도록 한다.

이 단계는 상기 1차 세척과 마찬가지로 유체저장소(41)에서 공급관(42)을 통해 세척수단(3)인 세척수노즐에서 혼합 세척액이 열교환수단(13)으로 분사되어, 열교환수단(13)을 세척토록 한다.

2차 세척은 20~30분간 세척액을 열교환수단(13)에 분사하여 열교환수단(13) 사이사이의 이물질을 제거하고, 이후 집수수단(5)의 회수관(53)에 설치된 회수밸브(53a)가 잠기고, 배출관(54)에 설치된 배출밸브(54a)는 열리도록 하여 외부로 오염된 이물질을 외부로 배출한다.

상기의 세척액 배출 이후 유체저장소(41)의 드레인관(47)도 닫혀있던 드레인밸브(47a)를 열어서 유체저장소(41)의 잔여 오염수 및 세척액을 별도로 배출토록 한다.

2차 세척 단계 이후 유체저장소(41)에는 깨끗한 물에 중화제를 적량 투입하여 혼합하고, 다시 유체펌프(43)로 펌핑하여 중화 처리를 시작하며, 이때 집수수단(5)의 회수관(53)에 설치된 회수밸브(53a)가 열리고, 배출관(54)에 설치된 배출밸브(54a)는 잠기도록 하여, 사용한 혼합 중화액이 다시 유체저장소(41)로 순환되도록하여, 상기 1, 2차 세척과 마찬가지로 유체(중화핵)이 방열피능로 부산되어, 열교환수단(13)에 묻어 있는 화학물질인 세척액 등을 중화시켜 안전하고 깨끗한 상태가 되도록 한다.

중화 처리는 약 10분간 지속되며, 중화 처리가 끝나면 이후 집수수단(5)의 회수관(53)에 설치된 회수밸브(53a)가 잠기고, 배출관(54)에 설치된 배출밸브(54a)는 열리도록 하여 외부로 중화된 세척액 잔량 및 중화제를 외부로 배출한다.

상기의 세척액 배출 이후 유체저장소(41)의 드레인관(47)도 닫혀있던 드레인밸브(47a)를 열어서 유체저장소(41)의 잔여 오염수 및 세척액을 외부로 배출토록 한다.

배출된 오염수 및 세척액 및 중화제는 산업폐기물 처리 전문기관에 보내어 안전하게 처리하여 녹색환경 조성에 기여한다.

이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정하여 질 것이 아니라 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.

1: 다기능 응축기
11:케이스
12:송풍팬
13:열교환수단
14:공기흡입그릴
15:흡입필터
2:분무수단
21:분무배관
21a:분무밸브
22:미스트노즐
3:세척수단
31:세척배관
31a:세척밸브
32:세척액노즐
4:공급수단
41:유체저장소
42:공급관
43:유체펌프
44:가열히터
45:수위센서
46:급수관
46a:급수밸브
47:드레인관
47a:드레인밸브
48:오버플로우관
5:집수수단
51:수조
52:집수관
53:회수관
53a:회수밸브
54:배출관
54a:배출밸브
6:필터부

Claims (7)

1. 공기를 상향 배출하도록 케이스(11)의 상부에 구성된 수평형(horizontal) 송풍팬(12);
   냉매를 냉각시키도록 송풍팬(12) 하부에 설치된 수평형 열교환수단(13);
   회전하는 송풍팬(12)에 의해 케이스(11)의 측방에서 공기가 흡입되도록 케이스(11)의 측면에 열교환수단(13)보다 낮은 높이로 구성된 공기흡입그릴(14);
   열교환수단(13)의 하부에 설치되는 분무수단(2);
   분무수단(2)으로 유체를 공급하도록 케이스(11)에 설치된 공급수단(4);
   이 포함되고,
   상기 분무수단(2)은,
   공급수단(4)으로부터 유체를 공급 받도록 구성된 분무배관(21);
   미스트를 열교환수단(13)을 향해 상향으로 분무하거나, 송풍팬(12)의 흡입력에 의해 소정크기 미만의 가벼운 미스트만 상향되도록 측방이나 하향으로 분무하게 분무배관(21)에 구성된 미스트노즐(22);
   로 구성된 것을 특징으로 하는 다기능 응축기.
   
2. 청구항 1에 있어서;
   열교환수단(13)으로 세척액을 분사하도록 열교환수단(13)의 상부에 설치되는 세척수단(3);
   공급수단(4)에서 분무배관(21)으로 유체가 공급되는 것을 제어하도록 분무배관(21)에 구성된 분무밸브(21a);
   가 포함되고,
   상기 세척수단(3)은,
   공급수단(4)으로부터 유체를 공급받도록 구성된 세척배관(31);
   세척배관(31)에 설치되어 유체를 열교환수단(13)으로 분사하는 세척액노즐(32);
   공급수단(4)에서 세척배관(31)으로 유체가 공급되는 것을 제어하도록 세척배관(31)에 구성된 세척밸브(31a);
   로 구성되어 분무밸브(21a) 또는 세척밸브(31a)가 열리는 것을 특징으로 하는 다기능 응축기.
   
3. 청구항 2에 있어서;
   공급수단(4)은,
   케이스(11) 내부에 설치되어 유체를 저장하도록 구성된 유체저장소(41);
   분무배관(21) 또는 세척배관(31)으로 연결되도록 유체저장소(41)에 설치된 공급관(42);
   유체저장소(41)에 담겨있는 유체를 공급관(42)으로 공급하는 유체펌프(43);
   가 포함된 것을 특징으로 하는 다기능 응축기.
   
4. 청구항 2에 있어서;
   분무수단(2) 또는 세척수단(3)으로부터 흘러내리는 유체를 수집하도록 분무수단(2) 또는 열교환수단(13)의 하부에 구성되는 수조(51);
   수조(51) 하부에서 공급수단(4)으로 연결되는 회수관(53);과, 외부와 연결되는 배출관(54)으로 분기되어 유체가 배출되도록 수조(51) 하부에 구성된 집수관(52);
   이 더 포함된 것을 특징으로 하는 다기능 응축기.
   
5. 청구항 3에 있어서;
   응축기의 시동을 위해 실온보다 높은 온도의 유체를 공급하기 위해 유체저장소(41)에 담긴 유체를 가열하도록 유체저장소(41)에 구성된 가열히터(44);
   가 더 포함된 것을 특징으로 하는 다기능 응축기.
   
6. 청구항 2에 있어서;
   분무수단(2)에 의해 소정크기 미만의 미스트만 상향되어 열교환수단(13)으로 분무되거나, 세척수단(3)에 의해 하향되는 세척액에서 이물질을 걸러내도록 열교환수단(13)의 하부에 수평으로 구성되는 필터부(6);
   가 더 포함된 것을 특징으로 하는 다기능 응축기.
   
7. 청구항 1에 있어서;
   외부에서 흡입되는 공기의 이물질을 걸러내도록 공기흡입그릴(14)의 외측 또는 내측에 구성되는 흡입필터(15);
   가 더 포함된 것을 특징으로 하는 다기능 응축기.

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