KR840000788B1 - 냉동기용 증발기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

냉동기용 증발기

제1도는 종래의 증발기의 정면도.

제2도는 제1도의 A-A선에 따른 단면의 부분도.

제3도는 다른 종래예의 증발기의 정면도.

제4도는 제3도의 B-B선에 따른 단면의 부분도.

제5도는 본 발명 증발기의 핀(fin)의 정면도.

제6도는 제5도의 C-C선에서 바라본 측면도.

제7도는 본 발명의 히터의 단부 단면구조도.

제8도는 핀의 배열과 냉매관의 삽입시의 설명도.

제9도는 본 발명 증발기의 정면도.

제10도는 제9도의 D-D선에 따른 단면도.

제11도는 제9도의 E-E선에서 바라본 측면도이다.

본 발명은 착상현상(着霜現象)을 수반하는 냉동기용 증발기에 관한 것이다.

냉장고, 냉동고등의 식품을 보존하는 목적의 저온형 냉동기에는, 냉동 사이클의 일부로서 냉매를 비등증발시키는 증발기가 배치되어 있는데, 이 증발기 표면 온도는 0℃이하인 조건에서 사용되어 공기냉각과동시에 표면에 착상이 생기므로 본래의 목적인 냉각기구로서의 냉매관 및 핀(fin)의 조합구조 외에 제상(除霜)히터에 의한 제상기구를 조합시켜 착상에 의한 풍량감소 및 냉력(冷力)저하등을 방지하도록 되어있다.

이 때문에 냉동기용 증발기는 일반적인 열교환기에 비하여 전체적인 구조가 복잡하여 제조원가가 높고,히터의 열화, 파손에 의한 아프터 써어비스가 곤란하게 되는 것이 많다.

종래 많이 채용되었던 증발기를 제1도 및 제2도에 따라 설명하면, 1은 핀으로서 긴핀(la)과 짧은핀(Ib)으로 구성되어 있으며, 냉매관 삽입용의 U자흠(Ic)과 히터삽입용의 U자흠(Id)이 형성되어 있다.

2는 냉매관으로서, 사행상(蛇行狀)으로 형성되어 있다. 3은 히터로서 히터관(3a)에 히터선(3b)을 내포하고 있다. 4는 덕트이다.

이러한 부품으로 증발기를 구성하기 위해서, 긴핀(la)과 짧은핀(Ib)을 서로 평행으로 배열하고, 기류 유입측에서는 핀(1)외 선단(先端)은 엇갈리계(Stagger)하고, 사행상외 냉매관(2)과 히터관(3)을 냉매관용의 U자흠(1c) 및 히터관용의 U자흠(Id)에 삽입하여 이것을 덕트(4)내에 설치한다.

또, 종래 채용되었던 다른 수단을 제3도 및 제4도에 따라 설명하면, 5는 핀으로서 긴핀(5a)과 짧은핀(5b)으로 구성되어 있으며, 냉매관 삽입용의 칼라(5c)가 형성되어 있다. 6은 냉매관으로서, 냉매용의 헤어핀 튜브(hairpin tube) (6a),(6b)등으로 이루어져 사행상으로 형성되어 있다. 7은 히터로서 히터관(7a)에 히터선(7b)을 내포하고 있다.

이러한 부품으로 증발기를 구성하기 위해서는 긴핀(5a)과 짧은핀(5b)을 상술한 종래예와 같이 배열하여 칼라(5c)에 헤어핀 튜브(6a)를 피우고 그 단부를 U자형의 관(6b)으로 접속하여 관내의유로를 사행상으로 한다. 또 이핀(5)의 양측에 히터(7)를 끼워넣어 그 전체를 덕트(4)내에 설치한다.

그러나 전자의 종래에는 핀(1)에 큰 냉매관 삽입용 홈(Ic)을 갖기 때문에 절결부의 타발(打拔)에 의한핀 소재와 전열면적이 크게 손실될 뿐 아니라, 냉매관(2)과 괸(1)과의 접촉면적이 적기 때문에 접촉열 저항이 커져 전열기능이 손상되는 것이었다.

또, 후자의 종래예는 냉매용의 U자형관(6b)과 헤어핀튜브(6a)의 접속에 용접작업을 해야되므로, 수공작업을 중심으로 하는 가공 공정수가 많아질뿐 아니라, 이 용접부는 냉매의 유동저항의 증대, 작업불량 및 용접부의 부식등에 의해 냉매누설을 일으킬 가능성이 있는 결함이 있다.

또한 상기 두가지 모두, 기류의 유입부로 부터 유출부까지 핀의 주요부가 연속되어 전열 대표칫수가 길어져 있으므로 기류 유출측에서는 온도 경계층이 두껍게 발달하여 평균적인 열전달율이 크게 저하되었다.

본 발명은 상기 결함을 개량하기 위한 것이다. 본 발명에 의한 실시예를 제5도~제11도에 의해 설명한다. 8은 소편(小片)의 핀으로서, 냉매관(9)을 삽입하기 위한 원통형 칼라(8a)와 히터(10)를 끼워넣기 위한 모서리부에 설치되는 J자상의 깊게 자른 부분이 형성되어 있다. 9는 냉매관이다. 10은 허터로서, 제7도에 도시된 바와같이 히터관(10a)내에 가요성 (可撓性)의 히터선(10b)을 삽입하고, 접속용의 접속자(lOc)를 개재시켜 리이드선(10d)을 접속하여 히터관(10a)의 단부에 수분 방지용 부재(10e)를 몰드하고 있다.11은 측판, 12는 덕트이다.

이러한 부품으로 냉동기용 증발기를 구성하기 위해서, 우선 핀(8)면을 평행이 되도록 배열하여 제8도에도시된 바와같이 칼라(8a)에 U자형의 냉매관(9)을 삽입한다. 이때, 핀(8)군의 배열은, 냉매관(9)을 사행상으로 구성하기 위하여 그 곡관(曲管)이 되는 L₁칫수부분(9a)에는 핀(8)을 설치하지 않는다.

즉, 핀(8)군은 L₂힛수내에 배치하여 제8도와 같이 구성한다. 이때, 핀(8)의 배열은 각 핀군이 기류 방향에 대하여 순차적으로 핀 핏치를 변화시킨다. 즉, 기류 유입측의 착상량(着霜量)이 많은 부분에서는 핀핏치를 크게하여 서리가 끼는데 다른 통풍저항의 증대를 방지함과 동시에, 기류유출측의 차상량이 적은부분에서는 핀 핏치를 작게하며 전열면적을 증대시키는 한편 증발기 전체의 소형화를도모한다.

그 후, 냉매관(9)은 핀(8)을 삽입한 부분이 직선 평행이 되도록 곡관이 되는 부분(9a)을 구부려 사행상으로 형성하고, 측관(11)을 냉매관(9)의 U자형 만곡부(9a)에 접속시킴으로써 사행상의 냉매관(9)의 핏치를 고정한다. 이어 허터선(10b)의 단부에 리이드선(10d)을 접속하여 히터관(10a)에 삽입한후, 이 양단부를 시일용 부재(10e)로 몰드하여 히터(10)를 형성하여 핀(8)의 J자상으로 깊게 자른 부분(8b)에 끼워 넣을수 있도록 사행상으로 구성 한다.

이때 허터(10)의 배관은 착상량이 많은 부분에서는 조밀하게 배치하고 착상량이 적은 부분에서는 성기게 배치함으로써 제상(除霜)종료의 균일화를 도모하게 되나, 핀(8)은 기류 방향에 대하여 불연속이기 때문에 착상이 적은 부분에서도 반드시 가단(各段)의 핀(8)은 모두 1개소 이상 히터(10)와 접속되어 있을필요가 있는데, 1열의 히터를 2열의 핀과 접속시킬 수 있다.

또, 히터관(10a)의 외경(D)은, 핀(8)의 J자상으로 깊게 자른 부분(8b)의 간극(L₃)(제10도 장조)보다 약간 크게 구성함으로써, 조립후 핀(8)의 휨에 의한 체결력이 발생하도록하여 히터 (10)와의 접촉열 저항을 감소시킨다. 히터(10)는 핀(8)으로 부터 간단하게 떼어내어 수리할 수 있다.

이러한 증발기를 냉매란(9)의 단부(9b)(제8도참조)에서 냉동사이클의 배관계 (도시하지 않음)에 접속하여 덕트(12)내에 삽입하고, 냉매압축기(도시하지 않음) 및 송풍기 (도시하지 않음)를 구동하여 증발기를 통해 고개(庫內)를 냉각한다.

본 발명에 의한 핀(8)은 기류 방향에 대하여 냉매관(9)마다 독립되고, 또 각 핀(8)의 후단과 이에 근접하는 핀(8)의 전단은 L₄진수의 간극을 갖고 있기 때문에, 핀(8)의 각 전단은 모두 여기서 부터 새로운 온도경치층의 얇은 흐름을 발생시켜 이것이 발달되지 않은 채로 종료하므로 경계층내의 온도구배가 높고 평균 열전달율은 종래의 증발기에 비하여 크게 향상시킬수 있다. 또, 냉매관(9)과 핀(8)의 원통형 칼라(8a)와의 접촉은 전주(全周)가 접촉되고 또 일정한 폭을 갖고 접촉되므로 접촉면적이 넓을 뿐만 아니라, 관압입 작업에 의하여 접촉압력도 커지므로 접촉열저항이 작아져 냉각능력이 더욱 향상된다.

또, 착상량이 많은 기류 유입부는 핀 핏치가 넓은 한편 착상량이 적은 기류유출부는 핀 핏치가 좁게 되어 착상시에 열용량을 균일화할 수 있으므로 히터배치도 기류 유입부에 집중시키지 않고 거의 균등하게 할 수 있어 착상량이 적은 경우의 제상시에 히터 및 핀이 과열되는 것을 방지할 수 있다. 또한 핀(8)과 히터 (10)와의 접촉압력을 크게하여 제상효율이 향상되므로 히터(10)의 가열이 방지되어 온도상승에 의한보존식품의 부패및 히터의 소손을 방지할 수 있다.

또 공작면, 구조면에 있어, 핀(8)은 절결이 거의 없어 재료의 절약과 원가 절감을 도모할 수 있으며,전열 면적의 감소를 없앨 뿐만 아니다, 핀(8)은 한 종류로 구성하여 간단히 핀 핏치를 바꾸는 것만으로 착상 분포에 알맞는 핀 배지를 선정할 수 있다. 또 핀(8)은 작은 칫수이기 때문에 제작이 용이하고 조립도 자동화하기 쉽고, 가공 공정수를 크게 절감할 수 있으며 냉매관에는 용접에 의한 가공부가 적으므로냉매의 누설을 발생시키는 요인을 제거할 수 있다.

이상 설명한 바와같이 본 발명에 의하면 원통형 칼라내에 냉매판을 통과시켰으므로 절결부의 타발에 의한 전열 면적의 손실이 없고, 또 냉매관과 핀(1)과의 접촉면적이 많다.

따라서, 접촉열 저항도 작아 전열 선능이 양호하다. 또 냉매관의 굴곡 부분을 피하여 핀을 배열하고 핀의 배열부가 서로 진선 평행이 되도록 냉매관을 사행상으로 성형하고 있기 때문에 U자형관과 헤어튜브와의 용접을 없앨수 있다. 이로인하여 작업 능률및 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다. 그리고 소편(小片)의 핀을 냉매관의 각 열(列)에 독립시켜 설치했기 때문에 기류의 유입부로 부터 유출부까지의 핀의 전열대표(代表)칫수가 짧아져 기류 유출측에도 온도경계층이 발달하지 않아 평균열 전달율이 크계 향상된다. 또한 핀의 서로 대향하는 모서리부에히터 삽입용의 깊게 자른 부분을 각각 설치하여 그 삽입용의 깊게 자른 부분간에 열적으로 접촉하는 히터를 장착하고 있으므로 적어도 1열의 히터로 2열의 핀을 직접 가열할 수 있다. 이로 인하여 히터의 배열을 용이하게 조절할 수있으며, 또한 히터를 핀으로 부터 용이하계 떼어내어 수리할 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 소편(小片)핀(8)의 원통형칼라(8a)내에 냉매관(9)을 통화시키고, 냉매관(8)의 사행.(蛇行)으로 구부러지는 부분을 피해 핀(8)을 배열하여 핀(9)의 배열부가 서로 직선 평행이 되도록 냉매관(8)을 사행상으로 성형시킨 냉동기용 증발기에 있어서, 상기의 핀(8)의 서로 대향하는 모서리부에 히터 삽입용의 깊게 자른부분(8b)을 각각 설치하여 이 삽입용의 깊게자른 부분(8b), (8b)간에 열적으로 접촉되도록 히터 (10)를 장착한 것을 록징으로 하는 냉동기용 증발기.

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