KR20240106925A - 증발식 응축기 - Google Patents

증발식 응축기

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KR20240106925A
KR20240106925A KR1020230094000A KR20230094000A KR20240106925A KR 20240106925 A KR20240106925 A KR 20240106925A KR 1020230094000 A KR1020230094000 A KR 1020230094000A KR 20230094000 A KR20230094000 A KR 20230094000A KR 20240106925 A KR20240106925 A KR 20240106925A
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KR1020230094000A
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이주혁
김건영
남찬우
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주식회사 경동나비엔
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Abstract

본 발명은 일실시예에서 제 1 방향으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 1 헤더, 상기 제 1 방향으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 2 헤더 및 상기 제 1 헤더와 제 2 헤더 사이에서 제 2 방향으로 연장하며 상기 제 1 헤더와 제 2 헤더의 유로를 연결하는 복수의 연결튜브를 포함하는 제 1 내지 제 3 헤더열을 포함하는 응축기로, 상기 제 1 내지 제 3 헤더열은 제 3 방향으로 적층되며, 상기 제 1 방향 내지 제 3 방향은 서로에 대하여 직교하며, 상기 제 1-1 헤더와 상기 제 2-1 헤더는 서로 연통하게 구성되며, 상기 제 1-2 헤더, 상기 제 2-2 헤더, 및 상기 제 3-2 헤더는 서로 연통하게 구성되며, 상기 제 1-1 헤더와 상기 2-1 헤더 중 적어도 하나에는 유체 공급부와 연결되는 복수의 유체 입구부가 구비되는 응축기를 제공한다.

Description

증발식 응축기{Evaporative Condenser}
본 발명을 증발식 응축기에 대한 것으로, 응축 효율이 향상된 증발식 응축기에 대한 것이다.
응축기는 압축기에서 공급되는 고온, 고압의 냉매증기를 냉각 및 액화시키는 열교환기로서, 냉동사이클 내의 열을 외부로 방출하는 역할을 한다.
증발식 응축기는 수냉식과 공냉식의 작용을 혼합한 방식으로 냉각 유체가 통과하는 튜브에 물을 분무하고 송풍기로부터 공급되는 공기를 튜브의 표면으로 유동시키고, 튜브의 표면에서 기화된 수징기를 배출시켜 냉각 유체를 냉각시키도록 구성된다.
특허문헌 1 에는 증발식 응축기가 개시되어 있다.
특허문헌 1 의 경우에 헤더열을 적층한 입체적 구조를 개시하고 있는데, 이러한 구조의 경우에 유체 유입부 측에서 복수의 헤더열로 분배되었다가 뒤로 갈수록 사용되는 헤더열이 감소되는 구조이다. 다만, 이 구조의 경우에 유체 유입부로 부터 공급된 유체가 3방향으로 나눠져서 흘러가게 되는데, 초기에 사용되는 헤더열에서 유입부로부터 먼 위치로는 유체가 원활하게 흐르지 못하여 열교환에 활용이 잘되지 못한다는 문제가 있다.
(특허문헌 1) KR 10-2022-0074472 A
본 발명은 열교환 효율의 향상이 가능한 증발식 응축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 증발식 응축기를 제공한다.
본 발명은 일실시예에서 제 1 방향으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 1-1 헤더, 상기 제 1 방향으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 1-2 헤더 및 상기 제 1-1 헤더와 제 1-2 헤더 사이에서 제 2 방향으로 연장하며 상기 제 1 헤더와 제 2 헤더의 유로를 연결하는 복수의 제 1 연결튜브를 포함하는 제 1 헤더열; 상기 제 1 방향으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 2-1 헤더, 상기 제 1 방향으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 2-2 헤더 및 상기 제 2-1 헤더와 제 2-2 헤더 사이에서 상기 제 2 방향으로 연장하며 상기 제 2-1 헤더와 제 2-2 헤더의 유로를 연결하는 복수의 제 2 연결튜브를 포함하는 제 2 헤더열; 및 상기 제 1 방향으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 3-1 헤더, 상기 제 1 방향으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 3-2 헤더 및 상기 제 3-1 헤더와 제 3-2 헤더 사이에서 상기 제 2 방향으로 연장하며 상기 제 3-1 헤더와 제 3-2 헤더의 유로를 연결하는 복수의 제 3 연결튜브를 포함하는 제 3 헤더열을 포함하는 응축기로, 상기 제 1 내지 제 3 헤더열은 제 3 방향으로 적층되며, 상기 제 1 방향 내지 제 3 방향은 서로에 대하여 직교하며, 상기 제 1-1 헤더와 상기 제 2-1 헤더는 서로 연통하게 구성되며, 상기 제 1-2 헤더, 상기 제 2-2 헤더, 및 상기 제 3-2 헤더는 서로 연통하게 구성되며, 상기 제 1-1 헤더와 상기 2-1 헤더 중 적어도 하나에는 유체 공급부와 연결되는 복수의 유체 입구부가 구비되는 응축기를 제공한다.
일실시예에서, 상기 복수의 유체 입구부는 제 1 유체 입구부와 제 2 유체 입구부를 포함하며, 상기 제 1-1 헤더의 상기 제 1 방향 일측 단부에 제 1 유체 입구부가 구비되며, 상기 제 1-1 헤더의 상기 제 1 방향 타측 단부에 제 2 유체 입구부가 구비될 수 있다.
일실시예에서, 상기 제 1 유체 입구부와 상기 제 2 유체 입구부 사이에서 상기 제 1-1 헤더와 상기 제 2-1 헤더에 걸쳐 배치되는 제 1 배플 플레이트를 포함하며, 상기 제 1 배플 플레이트는 상기 제 1-1 헤더에 대응되는 위치에 형성되는 제 1 관통홀과 상기 제 2-1 헤더에 대응되는 위치에 형성되는 제 2 관통홀을 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 제 1 관통홀은 상기 제 1-1 헤더의 단면적보다 작은 단면적을 가지며, 상기 제 2 관통홀은 상기 제 2-1 헤더의 단면적보다 작은 단면적을 가질 수 있으며, 상기 제 1 배플 플레이트는 상기 제 1 유체 입구부와 상기 제 2 유체 입구부로부터 동일한 거리로 이격되게 배치될 수 있다.
일실시예에서, 상기 복수의 유체 입구부는 제 1 유체 입구부와 제 2 유체 입구부를 포함하며, 상기 제 1 유체 입구부는 상기 제 1-1 헤더와 상기 제 2-1 헤더의 상기 제 1 방향 일측 단부를 상기 유체 공급부와 연결하며, 상기 제 2 유체 입구부는 상기 제 1-1 헤더와 상기 제 2-1 헤더의 상기 제 1 방향 타측 단부를 상기 유체 공급부와 연결할 수 있다.
일실시예에서, 상기 제 1 방향으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 4-1 헤더, 상기 제 1 방향으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 4-2 헤더 및 상기 제 4-1 헤더와 제 4-2 헤더 사이에서 상기 제 2 방향으로 연장하며 상기 제 4-1 헤더와 제 4-2 헤더의 유로를 연결하는 복수의 제 4 연결튜브를 포함하는 제 4 헤더열을 더 포함하며, 상기 제 1 연결튜브와 상기 제 2 연결튜브에서의 유체 흐름 방향은 동일하며, 상기 제 3 연결튜브에서의 유체 흐름 방향은 상기 제 1 연결튜브에서의 유체 흐름 방향과 반대일 수 있다.
일실시예에서, 상기 제 3-1 헤더는 상기 제 4-1 헤더와 상기 제 1 방향을 따라서 일구간만 연통되게 구성되며, 상기 제 4-1 헤더에는 상기 일구간과 다른 구간을 구분하는 제 2 배플 플레이트가 배치될 수 있으며, 상기 제 2 배플 플레이트는 상기 제 3-1 헤더에도 배치되되, 상기 제 3-1 헤더에 대응되는 위치에는 상기 제 3-1 헤더의 단면적보다 작은 단면적을 가지는 제 3 관통공을 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 제 2 배플 플레이트는 상기 제 3-1 헤더와 연통하는 상기 일부분의 길이가 다른 부분의 길이보다 길도록 상기 제 4-1 헤더에서 상기 제 1 방향으로 일측으로 치우쳐 배치될 수 있으며, 상기 제 4-1 헤더의 상기 다른 구간은 유체 출구부와 연결될 수 있다.
본 발명은 위와 같은 구성을 통하여 열교환 효율이 개선된 증발식 응축기를 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 증발식 응축기의 저면사시도이다.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 증발식 응축기의 측면도이다.
도 3 은 도 1 의 I-I' 사시 단면도이다.
도 4 는 도 1 의 Ⅱ-Ⅱ' 사시 단면도이다.
도 5 는 도 2 의 Ⅲ-Ⅲ' 단면도이다.
도 6 은 도 2 의 Ⅳ-Ⅳ' 단면도이다.
도 7 은 도 2 의 Ⅴ-Ⅴ' 단면도이다.
도 8 은 도 2 의 Ⅵ-Ⅵ' 단면도이다.
도 9 는 도 2 의 Ⅶ-Ⅶ' 단면도이다.
도 10 은 도 2 의 Ⅷ-Ⅷ' 단면도이다.
도 11 은 비교예의 증발식 응축기에서 헤더열의 온도들 도시한 사진이다.
도 12 는 본 발명의 일실시예에 따른 증발식 응축기에서 제 1 헤더열을 열화상 카메라로 촬영한 사진이다.
도 13 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 증발식 응축기의 저면 사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하도록 한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
아울러, 명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 '연결'되어 있다 함은 이들 구성들이 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성을 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1 내지 도 10 에는 본 발명의 일실시예에 따른 증발식 응축기가 도시되어 있다.
구체적으로, 도 1 에는 본 발명의 일실시예에 따른 증발식 응축기의 저면사시도가 도시되어 있으며, 도 2 에는 본 발명의 일실시예에 따른 증발식 응축기의 측면도가 도시되어 있으며, 도 3 및 4 에는 도 1 의 I-I', Ⅱ-Ⅱ'의 사시 단면도가 도시되어 있으며, 도 5 내지 10 에는 도 2 의 Ⅲ-Ⅲ', Ⅳ-Ⅳ', Ⅴ-Ⅴ', Ⅵ-Ⅵ', Ⅶ-Ⅶ' 및 Ⅷ-Ⅷ'의 단면도이다.
일실시예에 따른 증발식 응축기(100)는 복수의 헤더열(10, 20, 30, 40), 상기 헤더열에 연결되는 유체 입구부(50) 및 유체 출구부(60)를 포함한다. 이 실시예에서는 제 1 내지 제 4 헤더열(10, 20, 30, 40)을 가지는 증발식 응축기(100)로 설명하나, 헤더열(10, 20, 30, 40)의 수는 3 이상이면 제한되지 않고 적용될 수 있다.
제 1 내지 제 4 헤더열(10, 20, 30, 40)은 각각 제 1 방향(X)으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 1 헤더(11, 21, 31, 41), 상기 제 1 방향(X)으로 연장하며 상기 제 1 헤더(11, 21, 31, 41)로부터 이격되어 내부에 유로가 형성된 제 2 헤더(13, 23, 33, 43) 및 상기 제 1 헤더(11, 21, 31, 41)와 제 2 헤더(13, 23, 33, 43) 사이에서 제 2 방향(Y)으로 연장하며 상기 제 1 헤더(11, 21, 31, 41)와 제 2 헤더(13, 23, 33, 43)의 유로를 연결하는 복수의 제 1 내지 제 4 연결튜브(12, 22, 32, 42)를 포함한다.
구체적으로 이 실시예에서, 제 1 헤더열(10)은 상기 제 1 방향(X)으로 연장하는 제 1-1 헤더(11), 상기 제 1-1 헤더(11)로부터 상기 제 2 방향으로 이격된 위치에서 상기 제 1 방향(X)으로 연장하는 제 1-2 헤더(13), 및 상기 제 1-1 헤더(11)와 상기 제 1-2 헤더(13)를 연결하는 복수의 제 1 연결튜브(12)를 포함하며, 상기 제 1 연결튜브(12)는 상기 제 1-1 헤더(11)와 상기 제 1-2 헤더(12) 내측까지 연장하여 상기 제 1-1 헤더(11), 상기 제 1-2 헤더(13) 및 상기 제 1 연결튜브(12)는 서로 연통하게 구성된다.
마찬가지로, 제 2 헤더열(20)은 상기 제 1 방향(X)으로 연장하는 제 2-1 헤더(21), 상기 제 2-1 헤더(21)로부터 상기 제 2 방향으로 이격된 위치에서 상기 제 1 방향(X)으로 연장하는 제 2-2 헤더(23), 및 상기 제 2-1 헤더(21)와 상기 제 2-2 헤더(23)를 연결하는 복수의 제 2 연결튜브(22)를 포함하며, 상기 제 2 연결튜브(22)는 상기 제 2-1 헤더(21)와 상기 제 2-2 헤더(22) 내측까지 연장하여 상기 제 2-1 헤더(21), 상기 제 2-2 헤더(23) 및 상기 제 2 연결튜브(22)는 서로 연통하게 구성된다.
상기 제 3 헤더열(30) 및 상기 제 4 헤더열(40) 역시 동일한 구조를 가지며, 제 3 헤더열(30)은 제 3-1 헤더(31), 제 3-2 헤더(33) 및 제 3 연결튜브(32)를 포함하고, 제 4 헤더열(40)은 제 4-1 헤더(41), 제 4-2 헤더(43) 및 제 4 연결뷰트(42)를 포함한다.
상기 제 1 내지 제 4 헤더열(10, 20, 30, 40)은 높이 방향이 제 3 방향(Z)으로 적층된다. 즉, 제 1 헤더열(10) 위에 제 2 헤더열(20)이 연결되고, 제 2 헤더열(20) 위에 제 3 헤더열(30)이, 제 3 헤더열(30) 위에 제 4 헤더열(40)이 쌓이게 되어, 대략적으로 직육면체 형상의 구조의 증발식 응축기(100)가 구성되게 된다.
상기 헤더열(10, 20, 30, 40) 사이에는 연결 블록(92)이 배치되며, 연결 블록(92)은 헤더열(10, 20, 30, 40)의 헤더(11, 13, 21, 23, 31, 33, 41, 43)에 대응되는 곡면을 상하에 가져서 곡면을 가지는 헤더(11, 13, 21, 23, 31, 33, 41, 43)들의 적측을 용이하게 한다. 연결 블록(92) 에서 상하 헤더 사이에 유체 유동이 필요한 곳에는 관통공(92a)이 상기 제 3 방향으로 형성된다.
각 헤더(11, 13, 21, 23, 31, 33, 41, 43)에서 유체 입구부(50)나 유체 출구부(60)와 연결되지 않는 단부는 엔드 플레이트(95; 도 3 참고)로 막히게 되며, 각 헤더(11, 13, 21, 23, 31, 33, 41, 43)의 제 3 방향(Z)의 일측 측면 혹은 양측 측면에는 관통공(11a, 13a, 21a, 23a, 31a, 33a, 41a, 43a)이 형성되어, 연결튜브(12, 22, 32, 42)를 통하여 유입된 유체가 헤더(11, 13, 21, 23, 31, 33, 41, 43)로 유입된 유체가 다음 헤더(11, 13, 21, 23, 31, 33, 41, 43)로 혹은 헤더(11, 13, 21, 23, 31, 33, 41, 43)로 유입된 유체가 연결튜브(12, 22, 32, 42)로 이동하하는 유체 경로를 형성하게 한다.
증발식 응축기(100)의 모서리 혹은 측면에는 케이스(83a, 83b, 83c, 83d)가 구성되어, 적층된 헤더열(10, 20, 30, 40)을 잡아주는 역할을 수행한다.
헤더(11, 13, 21, 23, 31, 33, 41, 43)의 상기 제 1 방향(X) 단부에서 일정 거리를 두고 배플 플레이트(71, 72, 73, 74)가 배치된다. 이 실시예에서는 제 1-1 헤더(11)와 상기 제 2-1 헤더(21)에 걸쳐서 배치되는 제 1 배플 플레이트(71), 제 3-1 헤더(31)와 상기 4-1 헤더(41)에 걸쳐서 배치되는 제 2 배플 플레이트(72), 제 1-2 헤더(13)와 상기 제 2-2 헤더(23)에 걸쳐서 배치되는 제 3 배플 플레이트(73), 제 3-2 헤더(33)와 제 4-2 헤더(43)에 걸쳐서 배치되는 제 4 배플 플레이트(74)를 포함한다.
제 1 내지 제 4 배플 플레이트(71, 72, 73, 74)는 배치되는 헤더(11, 13, 21, 23, 31, 33, 41, 43)에서 제 1 방향(X)의 유체흐름 허용이 필요하면 관통홀(71a, 71b, 72a, 73a, 73b, 74a, 74b)이 형성되며, 유체 흐름 허용을 차단하기 위하여는 막힘부(72b)를 포함하여 구성된다. 배플 플레이트(71, 72, 73, 74)를 통하여 헤더(11, 13, 21, 23, 31, 33, 41, 43)의 특정 위치에서 제 1 방향(X)의 흐름 여부를 결정하며, 헤더(11, 13, 21, 23, 31, 33, 41, 43)들의 결합력을 증대시키면서 관통홀(71a, 71b, 72a, 73a, 73b, 74a, 74b)의 면적을 헤더(11, 13, 21, 23, 31, 33, 41, 43)의 단면적보다 작게 형성하여 배플 플레이트(71, 72, 73, 74)가 헤더(11, 13, 21, 23, 31, 33, 41, 43)의 강성을 보완하게 구성될 수 있다.
이 실시예에서, 증발식 응축기(100)는 유체 입구부(50)가 제 1 유체 입구부(51)와 제 2 유체 입구부(52)를 포함하며, 상기 제 1 유체 입구부(51)는 제 1 방향(X) 일측에서 상기 제 1-1 헤더(11)와 상기 제 2-1 헤더(21)와 연결되며, 상기 제 2 유체 입구부(52)는 상기 제 1 방향(X) 타측에서 상기 제 1-1 헤더(11)와 상기 제 2-1 헤더(21)와 연결된다.
도시되지는 않았지만, 상기 제 1 유체 입구부(51)와 상기 제 2 유체 입구부(52)는 유체 공급부(미도시), 예를 들면 압축기로부터 공급되는 유체가 분기되어 공급되도록 연결된다.
제 1 유체 입구부(51)는 하나의 입구(51a)와 두개의 출구(51b, 51c)를 가지는 구조로 형성되어, 제 1 유체 입구부(51)로 유입되는 유체를 상기 제 1-1 헤더(11)와 상기 제 2-1 헤더(21)의 일측 단부로 공급한다. 유사하게 제 2 유체 입구부(52)는 하나의 입구(52a)와 두개의 출구(52b, 52c)를 가지는 구조로 형성되어, 제 2 유체 입구부(52)로 유입되는 유체를 상기 제 1-1 헤더(11)와 상기 제 2-1 헤더(21)의 타측 단부로 공급한다.
상기 제 1 배플 플레이트(71)는 상기 제 1 방향(X)에서 상기 제 1-1 헤더(11)와 상기 제 2-1 헤더(21)의 중간에 배치된다. 즉, 상기 제 1 방향(X)에서 상기 제 1-1 헤더(11)의 일측 단부로부터 상기 제 1 배플 플레이트(71)까지의 거리는 상기 제 1-1 헤더(11)의 타측 단부로부터 상기 제 1 배플 플레이트(71)까지의 거리와 같다. 제 1 배플 플레이트(71)에서 상기 제 1-1 헤더(11)에 대응되는 위치에는 상기 제 1 방향(X)에서의 유체 흐름을 허용하도록 관통홀(71a)이 위치된다. 동일하게 제 1 배플 플레이트(71)에서 상기 제 2-1 헤더(21)에 대응되는 위치에는 상기 제 1 방향(X)에서의 유체 흐름을 허용하도록 관통홀(71b)이 위치된다.
유체 출구부(60)는 최상부의 헤더열인 상기 제 4 헤더열(40)과 연결되며, 이 실시예에서 제 4-1 헤더(41)의 일측 단부에 연결된다.
이 실시예에서는 증발식 응축기(100)로 공급되는 유체를 분기시킨후 동일한 헤더의 양쪽으로 공급함으로써, 초기에 고온의 유체가 증발식 응축기(100)에 고르게 공급되게 하여, 초기 열교환 면적을 향상시킨다. 열교환은 온도 차이가 큰 경우에 더 많이 발생하므로, 고온 상태에서 열교환 면적을 넓게 가져가는 것이 열교환에 유리하다. 이 실시예에서는 양쪽에서 유체를 공급함으로써, 열교환 효율을 향상시킨다.
도 7 내지 도 10 을 참고해서 증발식 응축기(100) 내에서 유체 흐름을 설명하도록 한다.
유체 공급부(미도시)로부터 공급되는 유체는 유체 입구부(50)의 제 1 유체 입구부(51)와 제 2 유체 입구부(52)를 통하여 제 1-1 헤더(11)와 제 2-1 헤더(21)의 양쪽으로 공급되며, 그 후 제 1 및 제 2 연결튜브(12, 22)를 통과하며, 제 1 및 제 2 연결튜브(12, 22) 사이에 배치된 핀(F)을 통하여 열교환 면적은 증대된다. 증발식 응축기(100)의 열교환 방식은 기존, 예를 들면 특허문헌 1에 알려져 있으므로, 상세한 설명은 생략하도록 한다.
제 1 및 제 2 연결튜브(12, 22)를 통과한 유체는 제 1-2 헤더(13) 및 제 2-2 헤더(23)로 유입되고, 관통공(13a, 23a, 23b)를 통과하여 제 3-2 헤더(33)로 유입된다. 제 3-2 헤더(33)로 유입된 유체는 제 3 연결튜브(32)를 통하여 제 3-1 헤더(31)로 흘러간다. 상기 제 3-1 헤더(31)에는 제 2 배플 플레이트(72)가 배치되는데, 유체 출구부(60)와 제 2 배플 플레이트(72) 사이 제 1 구간(A)과 유체 출구부측 반대 측으로부터 제 2 배플 플레이트(72) 사이 제 2 구간(B)의 길이가 상이하며, 상기 제 1 구간(A)의 길이가 상기 제 2 구간(B)의 길이보다 짧다. 즉, 상기 제 2 배플 플레이트(72)는 유체 출구부(60)측으로 편향되게 배치된다. 상기 제 1 구간(A)에서는 상기 제 3-1 헤더(31)와 상기 제 4-1 헤더(41) 사이의 유체 흐름이 허용되지 않도록 상기 제 3-1 헤더(31), 상기 연결 블록(92), 상기 4-1 헤더(41) 중 적어도 하나에는 관통공이 형성되지 않는다. 반면에, 상기 제 2 구간(B)에서는 상기 제 3-1 헤더(31)와 상기 제 4-1 헤더(41) 사이의 유체 흐름이 허용되도록 관통공(31a, 41a)이 형성되어, 상기 제 3 연결튜브(32), 상기 제 3-1 헤더(31)로 순차적으로 유입되는 유체는 상기 제 4-1 헤더(41)의 제 2 구간(B)으로 상승된다.
상기 제 4-1 헤더(41)의 제 2 구간(B)으로 유입된 유체는 대응되는 제 4 연결튜브(42)를 통하여 제 4-2 헤더(43)으로 이동하며, 상기 제 4-2 헤더(43)에서 상기 제 1 방향(X)으로 흐르면서 상기 제 1 구간(A)에 대응되는 제 4-2 헤더(43) 부분으로 흐르며, 상기 제 1 구간(A)에 대응되는 제 4 연결튜브(42)를 통하여 제 4-1 헤더(41)의 제 1 구간(A)으로 흐르며, 제 4-1 헤더(41)에서 유체 유출부(60)로 빠져나간다.
본 발명의 증발식 응축기(100)에서는 응축이 필요한 유체는 초기에 제 1 및 제 2 헤더열(10, 20)의 제 1 방향(X) 양쪽으로 동시에 공급되어, 상기 제 1 및 제 2 헤더열(10, 20)을 동시에 통과하며, 그 후 상기 제 3 헤더열(40), 상기 제 4 헤더열(40)의 제 2 구간(B), 상기 제 4 헤더열(40)의 제 1 구간(A)을 통과한 후 유체 출구부로 빠져나간다. 따라서, 온도가 낮아짐에 따라서 유체 통과면적은 감소하여 압력 손실이 최소화되며, 열교환 효율이 향상될 수 있다.
도 11 에는 종래, 예를 들면 특허문헌 1 의 증발식 응축기에서 온도가 표시된 사진이 도시되어 있으며, 도 12 에는 본 발명의 일실시에에 따른 증발식 응축기를 열화상 카메라로 촬영한 사진이 도시되어 있다.
도 11 및 도 12 에서 보이듯이, 종래의 증발식 응축기에서는 하나의 유체 입구부(50)에서 유체가 유입되기 때문에, 유체 입구부(50) 반대측은 유체 입구부(50)보다 온도가 떨어지게 되며, 떨어진 상태에서 유체가 연결튜브를 통과하기 때문에 열교환 효율이 좋지 못하다. 반면에 도 12 에서 보이듯이, 이 실시예의 경우에 유체 입구부(50)가 양쪽에 연결되어 온도가 높은 상태에서 연결튜브를 통과하여 열교환 효율이 향상될 수 있다.
도 13 에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증발식 응축기(100)가 도시되어 있다.
도 13 의 실시예의 경우에 유로등은 도 1 내지 10 의 실시예와 동일하나, 유체 입구부(50)가 제 1 헤더열(10)하고만 연결된다는 점만 상이하며, 중복된 설명을 피하기 위하여 차이점만 설명하도록 한다.
도 13 의 실시예에서는 제 1 유체 입구부(51)는 상기 제 1 헤더열(10)의 제 1-1 헤더(도 3 참고)의 제 1 방향 일측에 연결되며, 상기 제 2 유체 입구부(52)는 상기 제 1-1 헤더의 제 1 방향 타측에 연결된다는 점에서는 이전 실시예와 동일하나, 이전 실시예와 달리 이 실시예에서는 제 2 헤더열(20)과는 유체 입구부(50)가 연결되지 않는다.
이 실시예의 경우에 제 1 헤더열(10)로 유입된 유체는 상기 제 1-1 헤더(11)과 상기 제 2-1 헤더(21; 도 3 참고) 사이에 형성된 관통공(11a, 21a; 도 3 참고)을 통하여 일부가 상승한 후 제 1 및 제 2 연결튜브(12, 22)를 통하여 제 1-2 헤더(13) 및 제 2-2 헤더(23)로 흐르게 된다. 이와 같은 경우에 유체가 제 1 방향 양쪽에서 공급되므로, 온도가 높은 상태에서 제 1 및 제 2 연결튜브(12, 22)를 통과할 수 있어서 열교환 효율은 상승될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.
10: 제 1 헤더열 11: 제 1-1 헤더
11a, 13a, 21a, 23a, 23b, 31a, 33a, 41a, 43a: 관통공
12: 제 1 연결튜브 13: 제 1-2 헤더
20: 제 2 헤더열 21: 제 2-1 헤더
22: 제 2 연결튜브 23: 제 2-2 헤더
30: 제 3 헤더열 31: 제 3-1 헤더
32: 제 3 연결튜브 33: 제 3-2 헤더
40: 제 4 헤더열 41: 제 4-1 헤더
42: 제 4 연결튜브 43: 제 4-2 헤더
50: 유체 입구부 51: 제 1 유체 입구부
52: 제 2 유체 입구부 60: 유체 출구부
71: 제 1 배플 플레이트 72; 제 2 배플 플레이트
73: 제 3 배플 플레이트 74: 제 4 배플 플레이트
92: 연결 블록 95: 엔드 플레이트

Claims (12)

  1. 제 1 방향으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 1-1 헤더, 상기 제 1 방향으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 1-2 헤더 및 상기 제 1-1 헤더와 제 1-2 헤더 사이에서 제 2 방향으로 연장하며 상기 제 1-1 헤더와 제 1-2 헤더의 유로를 연결하는 복수의 제 1 연결튜브를 포함하는 제 1 헤더열;
    상기 제 1 방향으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 2-1 헤더, 상기 제 1 방향으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 2-2 헤더 및 상기 제 2-1 헤더와 제 2-2 헤더 사이에서 상기 제 2 방향으로 연장하며 상기 제 2-1 헤더와 제 2-2 헤더의 유로를 연결하는 복수의 제 2 연결튜브를 포함하는 제 2 헤더열; 및
    상기 제 1 방향으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 3-1 헤더, 상기 제 1 방향으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 3-2 헤더 및 상기 제 3-1 헤더와 제 3-2 헤더 사이에서 상기 제 2 방향으로 연장하며 상기 제 3-1 헤더와 제 3-2 헤더의 유로를 연결하는 복수의 제 3 연결튜브를 포함하는 제 3 헤더열을 포함하는 증발식 응축기로,
    상기 제 1 내지 제 3 헤더열은 제 3 방향으로 적층되며,
    상기 제 1 방향 내지 제 3 방향은 서로에 대하여 직교하며,
    상기 제 1-1 헤더에는 유체 공급부와 연결되는 복수의 유체 입구부가 구비되는 증발식 응축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 유체 입구부는 제 1 유체 입구부와 제 2 유체 입구부를 포함하며,
    상기 제 1-1 헤더의 상기 제 1 방향 일측 단부에 제 1 유체 입구부가 구비되며, 상기 제 1-1 헤더의 상기 제 1 방향 타측 단부에 제 2 유체 입구부가 구비되는 증발식 응축기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 유체 입구부와 상기 제 2 유체 입구부 사이에서 상기 제 1-1 헤더와 상기 제 2-1 헤더에 걸쳐 배치되는 제 1 배플 플레이트를 포함하며,
    상기 제 1 배플 플레이트는 상기 제 1-1 헤더에 대응되는 위치에 형성되는 제 1 관통홀과 상기 제 2-1 헤더에 대응되는 위치에 형성되는 제 2 관통홀을 포함하는 증발식 응축기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 관통홀은 상기 제 1-1 헤더의 단면적보다 작은 단면적을 가지며,
    상기 제 2 관통홀은 상기 제 2-1 헤더의 단면적보다 작은 단면적을 가지는 증발식 응축기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 배플 플레이트는 상기 제 1 유체 입구부와 상기 제 2 유체 입구부로부터 동일한 거리로 이격되게 배치되는 증발식 응축기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1-1 헤더와 상기 제 2-1 헤더는 서로 연통하게 구성되며,
    상기 제 1-2 헤더, 상기 제 2-2 헤더, 및 상기 제 3-2 헤더는 서로 연통하게 구성되며,
    상기 복수의 유체 입구부는 제 1 유체 입구부와 제 2 유체 입구부를 포함하며,
    상기 제 1 유체 입구부는 상기 제 1-1 헤더와 상기 제 2-1 헤더의 상기 제 1 방향 일측 단부를 상기 유체 공급부와 연결하며,
    상기 제 2 유체 입구부는 상기 제 1-1 헤더와 상기 제 2-1 헤더의 상기 제 1 방향 타측 단부를 상기 유체 공급부와 연결하는 증발식 응축기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1-1 헤더와 상기 제 2-1 헤더는 서로 연통하게 구성되며,
    상기 제 1-2 헤더, 상기 제 2-2 헤더, 및 상기 제 3-2 헤더는 서로 연통하게 구성되며,
    상기 제 1 방향으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 4-1 헤더, 상기 제 1 방향으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 4-2 헤더 및 상기 제 4-1 헤더와 제 4-2 헤더 사이에서 상기 제 2 방향으로 연장하며 상기 제 4-1 헤더와 제 4-2 헤더의 유로를 연결하는 복수의 제 4 연결튜브를 포함하는 제 4 헤더열을 더 포함하며,
    상기 제 1 연결튜브와 상기 제 2 연결튜브에서의 유체 흐름 방향은 동일하며,
    상기 제 3 연결튜브에서의 유체 흐름 방향은 상기 제 1 연결튜브에서의 유체 흐름 방향과 반대인 증발식 응축기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 3-1 헤더는 상기 제 4-1 헤더와 상기 제 1 방향을 따라서 일구간만 연통되게 구성되며,
    상기 제 4-1 헤더에는 상기 일구간과 다른 구간을 구분하는 제 2 배플 플레이트가 배치되는 증발식 응축기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 배플 플레이트는 상기 제 3-1 헤더에도 배치되되, 상기 제 3-1 헤더에 대응되는 위치에는 상기 제 3-1 헤더의 단면적보다 작은 단면적을 가지는 제 3 관통공을 포함하는 증발식 응축기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 배플 플레이트는 상기 제 3-1 헤더와 연통하는 일부분의 길이가 다른 부분의 길이보다 길도록 상기 제 4-1 헤더에서 상기 제 1 방향으로 일측으로 치우쳐 배치되는 증발식 응축기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 4-1 헤더의 상기 다른 구간은 유체 출구부와 연결되는 증발식 응축기.
  12. 제 1 방향으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 1-1 헤더, 상기 제 1 방향으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 1-2 헤더 및 상기 제 1-1 헤더와 제 1-2 헤더 사이에서 제 2 방향으로 연장하며 상기 제 1-1 헤더와 제 1-2 헤더의 유로를 연결하는 복수의 제 1 연결튜브를 포함하는 제 1 헤더열;
    상기 제 1 방향으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 2-1 헤더, 상기 제 1 방향으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 2-2 헤더 및 상기 제 2-1 헤더와 제 2-2 헤더 사이에서 상기 제 2 방향으로 연장하며 상기 제 2-1 헤더와 제 2-2 헤더의 유로를 연결하는 복수의 제 2 연결튜브를 포함하는 제 2 헤더열; 및
    상기 제 1 방향으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 3-1 헤더, 상기 제 1 방향으로 연장하며 내부에 유로가 형성된 제 3-2 헤더 및 상기 제 3-1 헤더와 제 3-2 헤더 사이에서 상기 제 2 방향으로 연장하며 상기 제 3-1 헤더와 제 3-2 헤더의 유로를 연결하는 복수의 제 3 연결튜브를 포함하는 제 3 헤더열을 포함하는 증발식 응축기로,
    상기 제 1 내지 제 3 헤더열은 제 3 방향으로 적층되며,
    상기 제 1 방향 내지 제 3 방향은 서로에 대하여 직교하며,
    상기 제 1-1 헤더와 상기 제 2-1 헤더는 서로 연통하게 구성되며,
    상기 제 1-2 헤더, 상기 제 2-2 헤더, 및 상기 제 3-2 헤더는 서로 연통하게 구성되며,
    상기 제 1-1 헤더와 상기 2-1 헤더 중 적어도 하나에는 유체 공급부와 연결되는 복수의 유체 입구부가 구비되는 증발식 응축기.
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