KR850001258B1 - 냉동 정화 시스템 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

냉동 정화 시스템

제1도는 냉동시스템에 사용하도록 설비된 본 발명을 실시하고 있는 정화 시스템의 개요도.

제2도는 제1도에 도시된 정화 시스템의 수정형에 대한 부분 개요도.

본 발명은 냉동정화 시스템에 관한 것으로서 특히, 냉동시스템내에서 수집되는 비응축물들 및 오염물들을 제거하도록 설계된 시스템에 관한 것이다.

냉동 시스템내에서는, 여러 비응축 가스들 및 오염물들이 냉매와 혼합되어 응축기의 상부와 같은 소정의 지역에서 수직되게 된다. 시스템내에 비응축물들 및 오염물들이 존재하게 되며, 수반되는 응축기의 필요 압력이 더욱 높아져야 하기 때문에 동력비 및 냉각수소 비율이 증가하게 되어 시스템의 효율을 가소시킨다. 또한 비응축 가스들이 냉매증기 대신 존재하므로 시스템의 용량이 감소되게 된다. 따라서, 시스템으로부터 비응축 물 및 오염물들을 제거시키거나 정화시키도록 여러 형태의 정화장치들이 사용되었다. 통상적으로 이러한 장치들은 공기 및 다른 비응축 가스와 같은 비응축물들을 수집하며 대기에 방출시키기 위한 정화실을 포함한다. 또한 정화실에 수집되는 가스들은 수증기와 일부의 냉매증기를 포함한다. 또한 정화실내에 위치된 열전달코일은 저온의 물 또는 액체냉매가 공급되어 냉매 및 수증기를 액체로 응축시키는 응축코일로서 작동한다. 그리하여 냉매 및 물과 같은 응축가스 성분들은 정화실로부터 배출되어 냉동 시스템으로 재순환되거나 시스템으로부터 제거된다. 여기서 비응축 가스들은 정화실과 냉매응축기 사이의 압력차이에 반응하여 작동하는 펌프에 의하여 항상 대기로 배출된다.

일반적으로 상술된 바와같은 종래의 정화시스템에서는, 콘덴서로 부터의 비응축가스, 수증기 및 냉매를 수용하기 위하여 하나의 정화실만을 포함하고 있었다.

그러므로, 상기 정화실에서 응축된 냉각 증기는 냉각 시스템으로 귀환하고, 응축된 수증기는 상기 시스템으로부터 제거된다. 또한 비응축 가스 및 남아있는 냉매는 냉각 시스템으로부터 함께 대기로 배출된다.

그런데, 상술된 바와같은 종래의 정화시스템에서 발생되는 문제점은 정화실내에서 응축되지 않은 소량의 냉매가 비응축물들과 함께 배출되는 점이다. 즉 이와같이 배출되는 가스는 평균적으로 한부분의 비응축 가스에 대해서 세부분의 냉매를 포함하고 있다. 냉매는 교환하는데 내용이 많이들고 바람직하지 못한 환경오염물이되기 때문에 정화 공정중에 배출되는 냉매를 감소시킬 필요성이 있을 뿐만 아니라, 배출되는 냉매를 회수해야할 필요성이 생긴다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술된 바와같은 종래 정화시스템의 문제점을 해소하고자 제안된 것으로서, 주정호실로 부터의 응축 냉매 및 비응축물의 잔존부분을 수용하기 위한 보조정화실을 사용한 것을 특징으로 하고 있다.

즉, 남아있는 냉매 및 비응축물들을 주정화실로부터 보조 정화실로 배출시키기 위해서 주 정화실을 보조 정화실에 연결시키는 도관에는 펌핑 장치가 설치된다. 그런데 상기 펌핑장치는 주정화실과 냉매 응축기 사이의 예정된 압력차이에 반응하는 압력감지 장치에 의하여 작동된다.

따라서, 상기 주정화실 내의 압력이 냉각시스템 콘덴서내의 압력에 접근했을때 남아있는 냉매 및 비응축가스들을 보조정화실로 인도하도록 펌핑 장치가 작동한다. 그러면, 남아있는 냉각증기는 제2응축 코일에 의하여 보조 정화실내에서 응축되고 주정화실로 인도되어 결국 냉각시스템으로 귀환된다. 그리고 상기 비응축 가스들은 펌핑장치에 의하여 보조정화실로 부터 배출된다. 또한 냉각 시스템으로부터의 비응축 가스는압력 감지 장치가 보조정화실내의 압력을 감응했을때 펌핑장치에 의해서 제거된다.

더불어서, 상기 펌핑 장치는 주 정화실내의 압력보다 높은 압력에서 냉매 및 비응축 가스를 보조 정화실로 펌핑한다. 그런데 이 보조정화실내의 높은 압력 및 제2응축 코일에 의하여 제공된 낮은 온도의 컴비네이션은 남아있는 냉매 및 수증기를 응축시킨다. 이렇게 응축된 냉매 및 수증기는 상기 주 정화실로 귀환하여, 결국 냉매는 냉동 시스템으로 귀환될 것이고, 상기 응축된 물은 수동 밸브를 통하여 상기 시스템으로부터 제거된다.

이하 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명될 것이다.

제1도에는 냉매가 압축기(10)에 의해 압축되게끔 구성되어 있는 전형적인 냉동시스템이 도시되어 있다. 응축기(12)에는 응축기 출구와 증발기(18)의 입구에 연결된 관(16)에 액체 냉매를 공급하는 부유실(14)이 제공된다. 증발된 냉매는 증발기(18)로 부터 관(20)를 통해 압축기(10)의 흡입부로 송출된다. 여러 비응축가스들 및 오염물들은 냉동시스템내의 냉매와 혼합되어 응축기(12)의 상부에 축적된다. 냉매의 손실없이 시스템을 정화하기 위해서는 냉매로부터 비응축물 및 오염물들을 분리시킬 필요가 있다. 이러한 목적을 위해 주정화실(26)이 제공된다. 상기 주정화실(26)은 응축기로부터 가스 혼합물을 배출하여 주정화실로 이송하는 도관(28)에 의해 응축기(12)의 상부와 연결된다.

주정화실(26)로 유입되는 증기는 보통 비응축물 가스, 냉매증기 그리고 수증기의 혼합물로 이루어질 것이다. 도관(28)은 응축기와 정화실 사이의 증기흐름을 조절하기 위해 오리피스(30)를 갖고 있다. 응축 코일(36)은 저온유체를 수용하여 냉매증기를 응축기키도록 주정화실(26)의 상부에 위치된다. 보조정화실(54)은 제2응축코일(34)을 갖는 시스템에 제공된다. 제2응축코일(34)은 주정화실의 응축코일(36)과 연결되어 동일한 액체냉각제가 상기 두 코일들을 통해 흐를 수 있도록 구성되어 있다. 상기 코일(34)은 외부물 공급원, 증발기(18) 및 분리된 냉동시스템으로부터 저온유체를 수용한다. 오리피스(39)는 액체냉매가 증발기(18) 또는 분리된 냉동 시스템으로부터 공급될 때 냉매의 압력을 감소시키도록 코일에 제공된다.

주정화실(26)에서, 응축코일(36)로 유입되는 저온액체는 주정화실(26)에 수집된 냉매, 비응축물 그리고 오염물들의 증기 혼합물의 온도를 강하시키도록 코일을 통해 순환된다. 응축코일(36)주위의 온도가 감소됨에 따라, 주정화실의 냉매는 응축될 것이다. 작동시에, 냉매가스는 계속적으로 응축되어 주정화실(26)의 바닥으로 떨어지게 된다. 물과 같은 가벼운 이질 응축물들은 비교적 순수한 액체 냉매위에 층으로서 수집된다 주정화실(26)내에는 통상적인 플로우트밸브(40)가 제공되어 액체 냉매의 높이를 조절한다. 상기 정화실내의 액체의 높이가 상승함에 따라, 플로우트 밸브는 자동적으로 개방되어 상기 정화실로부터 순수한 액체 냉매를 판(42)을 통해 증발기로 송출시킨다. 액체의 높이가 예정된 높이 이하로 떨어질때, 플로우트 밸브는 폐쇄되게 된다. 주정화실의 측벽에는 투명한 유리(44)가 마련되어, 이 유리(44)를 통해 정화실내의 물의 높이를 관찰할 수 있다. 축적된 물을 배출시키도록 정화실의 측벽에는 수동밸브(46)가 설치되어 잇다. 공기와 같은 비응축물 및 주정화실(26)에서 응축되지 않은 잔재된 냉매는 주정화실의 상부에 수집된다. 비응축 가스들이 축적됨에 따라, 정화실내의 압력은 상승하여 응축기로부터 송출되는 증기 및 가스의 압력에 도달하게 된다. 비응축물들 및 잔재된 가스냉매들을 배출시키기 위하여, 도관(52)에 의해 정화실(26)에 연결된 시스템에 펌핑장치(50)가 제공된다. 상기 펌핑장치(50)의 모터는 압력감지장치(48), 압력스윗치(62), 배출솔레노이드 밸브(64) 그리고 방출 솔레노이드밸브(66)를 갖는 제어장치를 포함하는 전기 회로상에 위치된다. 압력감지 장치(48)는 스윗치로부터 주정화실(26)까지 연장되는 샘플관(51)에 의해 측정된 주정화실(26)의 압력이 오리피스(30)의 전방에 설치된 도관(28)의 압력에 도달할때 폐쇄되며 정상시에는 개방되는 접촉자를 갖는다. 상기 도관(28)의 압력은 장치(48)로 부터 오리피스(30)의 전방에 설치된 도관(28)까지 연장된 샘플관(53)에 의해 측정된다. 압력 감지 장치(48)의 접촉자가 폐쇄되면 전기 제어회로는 펌핑장치(50)를 작동시킨다.

펌프실의 응축 공정중에, 정화실로 유입되는 가스 혼합물중 상당량의 응축성분들은 액화되어 혼합물로 부터 분리된다. 그렇지만, 정화실에 잔재되어 있는 가스 혼합물은 여전히 응축되지 않은 냉매를 포함한다.

정화 공정중에 냉매의 손실을 감소시키기 위해, 보조정화실(54)이 시스템에 설치되어 있다. 펌핑장치(50)는 도관(60)에 의해 보조정화실(54)의 쉘(38)의 입구와 연결된다. 종래의 압력 스윗치(62)가 펌핑장치(50)와 보조정화실(54)의 입구를 연결하는 도관(50)에 설치되며, 종래의 솔레노이드 밸브(64)는 주정화실(54) 및 대기와 연결되는 송출관(70) 사이에 제공된다. 제1도에 도시된 바와같이, 밸브(64)의 솔레노이드부는 압력스윗치(62)가 제공된 전기회로에 연결된다. 정상시에는 개방되는 방출 솔레노이드(66)는 보조정화실(54)의 출구와 주정화실(26)을 연결시키는 도관(72)에 위치된다.

작동시에, 응축기로부터 송출되는 고압증기는 도관(28)을 통해 주정화실(26)으로 유입되어 응축 코일(36)에 의해 냉각된다. 유입 가스중 응축 성분들은 액화되어 상기 주정화실(26)의 바닥에서 수직되며, 플로우트밸브(40)의 작동에 의해 정화실로부터 도관(42)을 통해 냉동시스템으로 귀환된다. 유입증기로 부터 응축된 물은 정화실의 바닥에 축적되어, 수동밸브(46)에 의해 방출된다. 비응축 가스 및 주정화실(26)에서 응축되지 않은 냉매는 정화실의 상부에서 수집된다. 비응축 가스가 주정화실에서 증가될때 응축되는 냉매증기는 더욱 적어지게 되고 오리피스(30)를 전후한 압력차도 더욱 적어지게 된다. 비응축물이 계속 축적되어 정화실과 오리피스(30)의 전방에 위치된 관 사이의 압력차가 압력감지장치(48)를 개방상태인 채로 유지시키는데 불충분할 정도로 감소되면, 스윗치 접촉자가 폐쇄되어 펌핑장치(50)가 작동되며 밸브(66)가 폐쇄되게 된다. 상기 펌핑장치(50)는 정화실 상부에 축적된 잔재된 냉매 및 비응축물들을 도관(52) 및 펌핑장치(50)를 통해 도관(60)으로 펌핑시켜, 고압하에서 보조 정화실(54)로 송출시킨다. 가스 혼합물이 도관(60)으로 펌핑될때, 가스의 압력은 증가될 것이다. 제2응축코일(34)을 통과하는 냉각제는 가스 혼합물로부터 열을 흡수하며, 주정화실(26)에서 응축되지 않은 응축냉매는 보조 정화실(54)에서 응축되어 정화실의 바닥에 수집될 것이다. 보조정화실(54)의 응축 압력이 주정화실(26)의 응축 압력보다 높고 코일(34)의 온도가 코일(36)의 온도보다 높기 때문에 정화실로부터 비응축물들이 배출될때 증기로 부터 더욱 많은 냉매가 응축되고 대기로 방출되는 냉매는 더욱 적게된다. 어느 주어진 압력에서 작동되도록 설정될 수 있는 압력 스윗치(62)는 냉매 및 비응축물들이 관(60)으로 펌핑됨에 따라 관(60)의 압력이 예정된 압력에 도달할때 폐쇄된다. 스윗치(62)의 폐쇄된 접촉자들은 밸브(64)를 개방시키게 하는 솔레노이드 밸브를 작동시켜 비응축 증기가 관(70)을 통해 대기로 방출될 수 있게 해준다. 비응축물들 및 비응축냉매들이 주정화실(26)로 부터 배출될 때, 정화실의 압력은 하강되며 압력감지 장치(48)는 개방된다. 그리하여 정화 사이클은 완료된다. 이때, 펌핑 장치는 정지되며, 방출 솔레노이드 밸브(66)는 응축물이 보조 정화실(54)로 부터 도관(72)을 통해 주정화실(26)으로 이송될 수 있게 해준다. 보조정화실(54)의 응축물은 주정화실(26)에서 응축된 냉매와 혼합되어 냉동 시스템으로 귀환된다.

본 발명의 제2실시예가 제2도에 예시되어 있는데, 상기 실시예에서는 보조정화실(54)로 부터 비응축물을 제거하기 위한 장치 및 보조정화실(54)의 출구와 주정화실(26)을 연결시키기 위한 장치를 단순화시켰다. 제2도에 예시된 실시예에 있어서는 압력 릴리이프 밸브(80)가 배출 솔레노이드 밸브(64) 대신에 사용된다 상기 밸브(80)는 도관(60)의 압력에 감응하여, 설정치 이상으로 압력이 상승할때 개방되며 설정치 보다 저하될때는 폐쇄되도록 구성되어 있다. 도관(60)의 압력이 감소될때까지 개방된 채로 유지된다. 그외에도 도관(72)에는 제1도에 도시된 방출 솔레노이드 밸브(66)대신에 오리피스(82)가 설치된다. 상기 오리피스(82)는 보조정화실(54)의 압력을 유지시키고 보조정화실(54)에서 응축된 액체 냉매를 보조 정화실로 부터 주정화실(26)로 이송시키게 해줄 수 있을 정도로 작다.

Claims (1)

1. 그속에 응축코일(36)을 내장하고 있는 주정화실(26)과, 냉매증기와 비응축 가스를 냉동시스템으로부터 상기 도관(28)로 공급하기 위한 도관(26)과, 상기 주정화실(26)로 부터 남아있는 냉매증기 비응축 가스를 펌핑시키기 위한 펌핑장치(50)를 포함하고 있는 냉동시스템으로부터 비응축 가스를 제거하기 위한 정화 시스템에 있어서, 상기 주 정화실(26)로 부터의 비응축 가스 및 남아있는 냉매증기를 수용하도록 주 정화실내의 압력보다 더 높은 압력에서 상기 비응축 가스 및 남아있는 냉매증기를 펌핑시키는 펌핑장치(50)에 접속되어 있는 제2응축 코일(34)을 내장한 보조정화실(54)과, 상기 주정화실의 압력상승에 대응하여 상기 남아있는 냉매증기 및 비응축 가스를 보조 정화실로 펌핑시키도록 펌핑장치(50)를 시동시키기 위해서 상기 냉동 시스템 및 주정화실(26)사이에 설치된 압력 감지 장치(48)와, 상기 보조정화실(54)내의 압력 상승을 감응하고, 이 압력이 예정량에 도달했을때 보조정화실로 부터의 비응축 가스를 배출시키기 위해서 봅조정화실에 접속된 압력스위치(62)와, 보조정화실(54)로 부터 냉동시스템에 이르기까지 응축된 냉매를 귀환시키기 위한 도관(72, 42)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 냉동정화 시스템.

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