KR900007722B1 - 제트기류의 분사장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

제트기류의 분사장치

제1도는, 본 발명 장치를 구비한 열교환기를 냉동 또는 열 펌프 싸이클에 이용하는 경우의 공정 과정을 나타내는 개략도.

제2도 및 제3도는, 본 발명의 슬리트판에 형성되는 분출노즐의 부분 평면도.

제4도는, 제1도의 유동층 하부의 부분 단면도.

제5도의 (a), (b)는, 본 발명의 슬리트판의 1실시예의 부분 단면도.

제6도의 (a), (b)는, 본 발명의 슬리트판의 다른 실시예의 부분 사시도.

제7도는, 제4도와 다른 실시예의 유동층 하부의 부분 단면도.

제8도의 (a), (b)는, 본 발명의 슬리트판의 또다른 실시예의 부분 단면도.

제9도의 (a), (b)는, 본 발명의 유동층 하부의 또다른 실시예의 부분 단면도.

제10도의 (a)∼(g)는, 상기 실시예의 구조를 사용한 경우의 유동층의 여러가지 상이한 코일 배열 구조에 의하여 서로 혼합 유동 및 고체입자의 유동상태를 나타낸 설명도.

제11도 내지 제13도는, 본 발명의 또다른 실시예의 유동층의 부분 단면도.

제14도는, 본 발명의 유동층을 다층으로하여 이용하는 1실시예의 설명도.

제15도는, 본 발명의 유동층을 다수 병렬로 형성하여 이용하는 1실시예의 설명도.

제16도는, 본 발명의 유동층을 수용한 열교환기 본체를 상,하로 여러단이 설치되게 하여 이용하는 1실시예의 설명도.

제17도는, 냉동 또는 열 펌프 싸이클의 종래 기술의 공정 과정을 나타내는 개략도.

제18도는, 제17도와는 상이한 종래기술의 열교환기의 단면도.

제19도는, 제18도의 유동층에 사용되는 그물의 부분 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,1a : 전열코일 2,2a,2b,2c,2d : 유동층

3 : 그물판 또는 그물 4,41,42,43 : 열교환기 탱크

4a,4b,4c : 내통 5 : 공기실

6 : 서리 제거용 분사관 7 : 배출관

8 : 팽창 밸브 9 : 열교환기

10 : 압축기 11 : 토출관

12 : 흡입관 13 : 흡입관

14 : 입구 15 : 출구

16 : 홴 또는 블로우어 16a,16b,16c : 블로우어

17 : 미세한 조각 18 : 슬리트판

19 : 분출노즐 19a : 간격

20 : 휠터 21 : 제트기류

22 : 서로 혼합유동 23 : 표면

23' : 개구부 24 : 상면

25 : 분출구 형성부재 26 : 유입구

27,27a,27b : 유출구 31,32 : 격벽

A : 공간 S : 간격

본 발명은, 유동(floating)층식 열교환기에 있어서의 제트기류 분사장치에 관한 것이다.

종래의, 열교환기를 작동시킬 경우에, 즉, 열교환기가 높은 온도에서 열교환을 행할때에 있어서나 낮은온도에서 열교환을 행할 때에 있어서도, 열교환면을 흐르는 유체는 단상류(單相流)로 되는 것이 대부분이며, 열교환면과 공기등의 유체(기체)와의 열교환률이 낮음을 방지하기 위해, 열교환면에 휜(Fin)을 형성하여 휜이 형성된 코일로 만드는 일이 많은데, 휜이 형성된 코일을 제작비용이 높고, 또한 열교환면적을 크게하면 기기의 크기가 커지게 되는 폐단이 있었다.

또한, 열교환기를 낮은 온도에서 작동을 시키는 경우에는, 휜이 형성된 증발기에 서리가 부착되었을때 서리 제거를 번번히 행하지 않으면 안되고, 또한 그 점을 감안하여 대형의 열교환기로 하지 않으면 안되어서 더욱더 제작비가 높아졌다.

첨부된 도면 제17도는 냉동 또는 열 펌프 싸이클의 종래기술의 실시예로서, (4)는 공기 열원식의 열교환기 탱크이고, (1)은 이 열교환기 탱크(4)내에 형성된 열교환기의 전열코일로서 휜이 형성된 증발기 코일 또는 응축기 코일이며, (10)은 압축기, (9)는 열교환기(응축기 겸 증발기)이다.

따라서, 싸이클을 열 펌프로서 사용할 경우, 즉, 전열코일(1)을 증발기 코일로서 작동시키는 경우에는 압축기(10)로부터 토출관(11)을 거쳐서 열교환기(응축기로서 작동한다) (9)에 이른 냉매는, 입구(14)로 유입되어 출구(15)로 유출되면서 유체의 열을 방출하여 액화한다.

액체 냉매는, 흡입관(12)을 통해 팽창밸브(8)를 거쳐서 열교환기 탱크(4)에 유입하여, 전열코일(1)에 흐르게 되고 홴(16)에 의하여 열교환기 탱크(4)의 하부로 부터 흡입된 외기에 의하여 외기열을 흡수하여 증발하며, 흡입관(13)을 거쳐서 다시 압축기(10)로 흡입된다.

열교환기 탱크(4)내의 전열코일(1) 표면에 서리가 부착되었을때는 서리 제거용 분사관(6)으로부터의 액체(물)에 의하여 이 서리를 용해하고, 혼합수는 하부수조에 있는 배출관(7)을 통하여 외부로 배출된다.

또한, 액체분사 서리 제거 방식을 사용하지 않고, 고온가스를 이용하는 서리 제거 방식도 이다(도시않음).

또한, 제17도에 있어서는 전열코일(1)이 외기열원식 응축기로서, 열교환기(9)가 증발기로서 작동을 하는냉동(냉방)씨스템의 경우의 배관 방향의 변환 흐름은 도시가 되어 있지 않지만, 제17도는 열 펌프 싸이클과 냉동 싸이클을 겸용하고 있는 것이다.

또한, 종래의 기술로서, 열교환기를 난방으로써 작동을 하는 경우에, 유동(floating)층식 열교환기를 사용하는 것에 의하여, 전열 효율을 양호하게 하는 것도 이미 공지로 되어있다.

제18도 및 제19도는, 유동층식 열교환기의 종래 기술의 실시예로서,(4)는 열교환기 탱크이며, (1)은 열교환기 탱크(4)내에 설치된 열교환기의 전열코일로서, 휜이 형성된 코일로 되어 있다. 유동층(2)은 휜이 형성된 코일의 위치보다 충분히 높게 위쪽의 표면(23)까지 형성이 되어있고, 입자(유리 알맹이 등)로서 되어 있으며, 이 입자보다 미세한 메시의 구물(3)에 의하여 상기 열교환기 탱크(4)내에 지지되어 있다.

따라서, 고온의 폐열가스가 유입구(26)로부터 유입되어, 공기실(5)을 거쳐 그물판(3)의 눈을 통과하여 유동층(2)의 하부로 부터 전체면에 송풍되어 분출하면서, 유동층(2)을 유동화 시킨다.

그리고, 열교환기(9)를 흐르는 액체(예를들면 물)는 폐열가스 및 유동화 상태의 고온의 입자가 열교환기탱크 내의 코일과 고체 접촉으로 흡열되어 고온액이 되고, 폐열가스는 유출구(27)로 유출된다.

또한, 공기실(5)는 송풍의 정압 분포를 평균화하고, 유동층(2)에 있어 입자의 서로의 혼합 유동을 양호하게 하기위한 것이다.

그리고, 폐열가스가 송풍되어 분출하는 구멍이, 전체면 메시의 그물(3) (많은 구멍이 균일하게 분포된 미세한 구멍이어도 좋다)을 통과하도록 되어 있고 한편, 열교환기의 휜이 형성된 전열코일(1)이 길이방향으로 뻗어 있으므로, 유동층(2)의 층 높이가 낮은 경우에는 안정되고 동일한 유동화 상태를 얻기가 힘들고, 유동층(2)의 일부에 있어서 채널링(channelling)(공기류의 채널 현상)이 발생하기 쉽다.

이로 인하여 전열코일(1)의 전열은 시간적으로 공간적으로 균일하지 않게 되고, 그 성능이 충분히 발휘되지 못하는 결점이 있다.

따라서, 열전달율을 열교환기의 전열코일의 전체면에 걸쳐서 양호하게 하기 위하여는, 유동층(2)의 표면(23)을 충분히 높이 하여서 층의 높이를 크게하지 않으면 안되고, 이렇게 하면 폐열가스의 송풍압이 높아져서, 그에 필요한 동력도 또한 커지게 된다.

또한, 제17도에 있어서 열교환기에 서리가 부착 되었을 때에는, 고온 가스방식 또는 액분사 방식에 의하여 서리 제거를 행하지 않으면 안되는데, 이와같은 방식은 냉동기의 냉동 능력 또는 열 펌프의 가열 능력이 저하됨과 동시에 시간적으로도 손실을 초래하게 된다.

즉, 종래의 기술은 열교환면을 흐르는 유체가 단상류인 종래의 공기식 열교환기의 경우, 열교환면과 공기등의 유체(기체)와의 열 전달률이 낮기 때문에 일반적으로는 열교환면에 휜을 형성하고 있지만, 휜코일은 제조 코스트가 높고, 열교환 면적을 크게하면 기기의 치수가 크게되는 폐단이 있다.

또한, 열교환기가 낮은 온도로 작동할 때에는 서리가 부착하는데, 휜코일(증발기로서 작용)의 제상(서리제거)도 용이하지 않은 결점이 있다.

또한 열교환기를 흐르는 유체가 서로 혼합할때, 즉 유동층식의 열교환기인 경우, 종래에는 제18도 및 제19도에 의해 상기 설명으로부터 알수있는 바와같이, 폐열가스의 분출구멍은 폐열가스의 유동 방향에 직각인통로 단면에서 보면 제19도와 같이, 통로 단면의 전면적에 걸쳐서 균일하게 분포된 그물(3) (이와같은 전체면에 걸친 메시의 그물이 아니고 다수의 구멍이 균일하게 분포된 가는 구멍판인 것도 있음)로 되어있는 한편, 휜코일의 방향은 길이방향으로 뻗어있는 것에 불과하기 때문에, 폐열가스와 휜코일과의 접촉이 불충분하고, 또한 유동층의 층높이가 낮은 경우는 안정되고 일정한 유동화 상태를 얻게되기 어렵고, 따라서 휜코일내를 흐르는 유체와 폐열가스, 입자(모래등)의사이의열전달이 안정된 상태로 충분히 행하지 못하게 된다.

또한, 유동층의 층높이가 상기와 같이 낮은 경우에는, 유동층(2)의 입자 불균일 분포에 의한 채널링(폐열가스 흐름이 입자의 작은층 부분을 불어 버리는 현상)을 초래하기 쉽고, 페열가스가 휜코일에 충분히 접촉하는 일이 없고 휜코일로의 열전달을 행하지 않으므로 흐름을 없게하여 버리는 것이다.

또한, 이와같은 채널링에 의한 결점을 제거하기 위해서, 유동층(2)의 표면(28)을 충분히 높게 취하여 유동층(2)의 높이를 크게하면, 폐열가스를 유동층으로 보낼때의 송풍 압력을 크게하지 않으면 않되기 때문에 숭풍에 요하는 마력이 크게되어 버린다.

본 발명은, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고, 휜부가 없는 전달 코일을 사용함과 동시에, 유동층형의 열교환기의 개량에 의하여 매우 양호한 열전달을 달성할수 있도록 함으로서, 유동층내의 전열코일의 바로 아래로부터, 또한 이 전열코일의 길이 방향으로 따르도록 슬리트 형상으로 형성되어 있는 분출노즐의 부분에서만 (종래기술과 같이 전체 면적의 그물 구멍으로 부터 만연하게 불어넣는 것이아님), 편평한 분출 기류를 전열코일에 불어 붙이도록한 구조로 하여 기체와 고체입자가 서로 혼합 유동이 전열코일의 주위에 일어나도록 하여 기체 및 기체입자와 전열코일 표면과의 접촉을 강제적으로 빈틈없이 행해지도록 함으로써, 높은 열전달 효과를 올릴 수 있다는 점에 특징을 갖는 것이다.

따라서, 본 발명 제트기류에 분사장치는, 유동층과, 이 유동층의 고체입자 보다도 미세한 메시를 가지며 상기 유동층을 지지하는 그물과, 상기 유동층내의 전열코일 및 이 전열코일 아래쪽의 제트기류의 분출노즐로써 이루어지는 유동층식 열교환기로 형성됨에 있어서, 편평한 제트기류가 상기 전열코일을 향해 분사되어 기체와 고체입자의 서로 혼합유동이 상기 전열코일 주위에 형성되도록 상기 전열코일의 바로 아래에 형성되고, 전열코일의 길이방향을 따르도록 슬리트 형상으로 상기 분출노즐이 형성되고, 상기 분출노즐 보다도 상류에 이 분출노즐 보다도 큰 유로 단면적의 개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 상기의 분출노즐과 개구부가 슬리트 판에 형성되고, 평판을 굴곡하여 형성된 것을 특징으로 하는 것이다.

그리고, 본 발명 제트기류 분사장치는 유동층과 그물과 전열코일 및 제트기류의 분출노즐로써 이루어지는 유동층식 열교환기로 형성됨에 있어서, 편평한 제트기류가 상기 전열코일을 향해 분사되어 기체와 고체 입자의 서로 혼합 유동이 상기 전열코일의 주위에 형성되도록, 상기 전열코일의 바로 아래에 형성되고, 이 전열코일의 길이 방향을 따르도록 슬리트 형상으로 상기 분출노즐이 슬리트판에 형성되고, 이 슬리트판 보다 상류에 상기 그물이 형성되고, 이 슬리트판의 아래면과 상기 그물과의 간격이 유동층의 작동중에 고체입자가 상기 간격에 잔류하지 않을 정도로 좁게 되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명 제트기류 분사장치는 유동층과 그물과 전열코일 및 제트기류의 분출노즐로써 이루어지는유동층식 열교환기로 형성됨에 있어서, 편평한 제트기류가 상기 전열코일을 향해 분사되어 기체와 고체입자의 서로 혼합 유동이 상기 전열코일 주위에 형성되도록, 상기 전열코일의 바로 아래에 형성되며 이 전열코일의 길이방향을 따르도록 슬리트 형상으로, 상기 분출노즐이 형성되고, 이 분출노즐내에 상기 그물이 이 분출노즐내를 통과하는 제트기류의 유동방향에 대하여 경사하는 방향에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는것이다.

그리고, 본 발명 제트기류 분사장치는 유동층과 그물과 전열코일 및 제트기류의 분출노즐로서 이루어지는 유동식 열교환기로 형성됨에 있어서, 편평한 제트기류가 상기 전열코일을 향해 분사되어 기체와 고체입자의 서로 혼합유동이 상기 전열코일의 주위에 형성 되도록, 상기 전열코일의 바로아래에 형성되며 이 전열코일의 길이방향을 따르도록 슬리트 형상으로 가장 아래단의 절연 코일의 상호간격이 좁게되어 있음으로써 분출노즐로써 형성되어 있는것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 상기에서 가장 아래단의 전열코일을 다른단의 전열코일 보다도 직경이 큰 치수인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 상기의 각 해결수단으로 이루어지기 때문에, 다음과 같은 작용 효과를 가진다.

즉, 유동층식 열교환기의 코일 아래쪽으로부터 코일방향을 따라서 편형한 제트기류가 상기 전열코일을 향하여 분사하는 것이어서, 기체와 고체입자의 서로 혼합유동이 전열코일 주위에 형성되어, 고체입자 및 기체가 전열코일면과 양호한 접촉을 유지한다.

그리고 기류는, 제트기류 발생용의 분출구보다도 큰 면적을 가진 개구부의 그물을 적은 압력손실로 통과한 후, 하류의 슬리트 형상의 분출구로부터 제트기류가 되어서 분사된다.

또한 기류는, 그물을 적은 압력손실로 통과한 후, 그물과 좁은 간격을 가지고 그 하류에 설치되어 있는 슬리트판의 슬리트 형상의 분출구로부터 제트기류가 되어서 분사된다.

또한 기류는, 슬리트판의 분출구 내에 경사방향으로 설치된 그물을, 적은 압력손실로 통과하여 분사된다. 또한 기류는, 그물을 적은 압력손실로 통과한 후, 서로 좁은 간격으로 배열되어 있는 최 하단의 코일 상호의 간격으로부터 제트기류가 되어서 분사된다.

본 발명에 의하면, 슬리트 형상의 분출구로부더 분출하는 제트기류의 작용 및 그에 수반되는 고체입자의 유동에 의하여, 높은 열전달 계수의 열교환기를 얻을수가 있게되며, 한편, 제트기류를 형성하기 위하여 생길 염려가 많은 기류의 압력손실을 적게 할수가 있다.

본 발명을 열 펌프 싸이클의 열교환기에 이용할 경우, 외기열원식의 열교환기(증발기)에 서리가 부착되는일이 없어지므로, 서리제거 장치를 생략할 수가 있으며, 서리제거를 위하여 장치의 운전을 정지할 필요가 없게된다.

이로 인하여, 추운지방에 있어서도, 열교환기(증발기)에 대한 서리제거의 걱정이 없으므로, 종래에 보급이 되지 아니한 추운 지방에 있어서도 경제적인 열 펌프의 실현이 가능하게 된다.

또한, 열교환기의 서리가 유동층의 고체입자에 의하여 떨어져서, 서리에 생장의 여유를 주지 않기 때문에, 전열코일면에는 서리가 달라붙지 아니하며, 또한 먼지나 오물의 부착도 없어서 전열코일 표면은, 항상 문질러 닦여진 상태에 놓여지게 되므로, 열전달효과를 높게 유지 할수가 있게되고, 베어 튜우브으로서 충분하게 소기의 전열효과를 올릴수가 있게된다.

본 발명을 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명을 냉동 또는 열펌프 싸이클에 사용한 실시예로서, (4)는 열교환기 탱크, (1)은 이 열교환기 탱크(4)내에 설치된 열교환기의 전열코일로서, 휜(fin)이 형성되지 않은 베어 튜우브로서 이루어진다. (2)는 유동층이고,(10)은 압축기이며,(9)는 열교환기(응축기 겸 증발기)이다. 압축기(10)와, 열교환기(9)와, 팽창밸브(8)와, 열교환기 등으로 이루어지는 싸이클의 작동은 제17도의 경우와 동일하다. (16)은 에어공급식 블로우어이고, (18)은 슬리트판이며, (19)는 분출노즐이다. 냉매를 냉각해야 할 유체는 입구(14)로부터 열교환기(응축기)(9)에 유입하여, 출구(15)로 유출한다. 사이클을 열 펌프로서 작동하면, 블로우어(16)에 의하여 저온의 외부공기가 미세한 메시의 그물로 된 분진 제거 휠터(20)를 거쳐서 균질한 정압공기가 되어서 공기실(5)에 유입되고, 다음에 슬리트판(18)의 슬리트 형상으로 천공된 분출노즐(19)에서 제트기류가 되어, 유동층(2)내로 분출된다.

제2도 및 제3도는 슬리트판(18)에 설치된 분출노즐(19)의 구조가 다른 예를 나타낸 것이며, 제4도는 분출노즐(19)로 부터 유동층(2)내에 분출된 제트기류(21)가 전열코일(1)주위를 유동하는 상태를 설명하기위한 것으로서, 제트기류(21)는 열교환기의 전열코일(1)의 거의 바로 아래에서 분출되어 전열코일(1)의 주위를 따라 서로 혼합유동(22)이 생기게 하여서 전열코일(1)과의 대류전열을 양호하게 한다.

이 실시예에 있어서는, 분출노즐(19)보다도 큰 유로 단면적을 가진 개구부(23')에 그물(3)이 설치되므로, 기류의 압력손실을 적게 할 수가 있다.

제5도(a),(b)는 슬리트판(18)이 제4도의 슬리트판(18)과는 상이한 구조를 종단면도로 나타낸 것으로서, 분출노즐(19)보다도 큰 유로 단면적을 가진 개구부(23')에 그물(3)이 설치되므로 기류의 압력손실을 적게 할수가 있으며, 또한 슬리트판(18)의 상면은 다수의 경사면의 집합으로 형성되어 있어서, 다음의 이점을 가진다.

즉, 제4도와 같이 슬리트판(18)의 상면이 평면인 경우에는, 슬리트판(18)의 상면에 유동화 되지 않는 고체입자가 모이거나, 또한 슬리트판(18)의 상면이 젖어서 서리가 달라 붙거나 하지만, 상기의 제5도에 도시한 슬리트판(18)과 같이 슬리트판(18)의 상면을 경사면으로 하는 것에 의하여, 제4도의 경우에 생기는 상기의 결점을 없앨수가 있게 되는 것이다.

제6도 (a),(b)는 슬러트판(18)이 제4도의 슬리트판(18)과 상이한 구조의 실시예를 나타낸 것으로서, 판재를 굴곡하는 것에 의하여 상부에 분출노즐(19)을, 하부에는 그 보다도 큰 유로 단면적을 가진 개구부(23')를 형성하여, 개구부(23')에 그물 또는 펀치 메틸(3)을 구성한다.

제6도 (a)는 평판으로 만들어지므로 대량 생산에 적합하다.

제6도 (b)는, 상면(24)이 위쪽이 블록면으로 되어 있어서, 고체입자가 이 면위에서 체류하는 일이없다.

제4도 내지 제6도의 실시예에 있어서, 유동층(2)의 작동정지시에 공간(A)에 모여 있던 고체입자군은 장치의 운동개시와 동시에 유동화 되어서 유동층(2)에 불려 올라가고, 분출노즐(19)를 거쳐서 열교환부에 유출하여, 운동중에는 분출노즐(19)부분의 고속기류에 역방향으로 고체입자가 공간(A)에 되돌아 오는 일이없다.

제7도는 제4도와 상이한 슬리트판(18)의 구조를 나타내는 실시예로서, 분출노즐(19)은 제2도 또는 제3도의 구조로 되어 있으며,(21)은 제트기류이고,(22)는 전열코일(1)의 주위에 형성되는 기체와 고체입자의 서로 혼합유동이다.

그물(3)은 슬리트판(18)의 하면과 좁은 간격을 가지고 상류측에 구성되어 있으며, 이 간격은 유동층의 작동중에 고체입자가 상기 간격에 잔류하지 않는 정도로 좁게 되어있다.

제8도는 분출구내에 그물을 설치한 실시예로서, (25)는 제트기류 발생용의 슬리트 형상의 분출구 형성부재를 종단면으로 하여 나타낸 것으로서, (19)는 분출노즐이고.(3)은 분출노즐(19)내에 설치된 그물로서,제8도의 (a)와 (b)는 모두, 분출노즐(19)내를 통과하는 제트기류(21)의 유동방향에 대하여 경사하는 방향으로 그물(3)이 설치되어 있다.

이 구조에 의하면, 분출노즐(19)내를 통과하는 제트기류(21)의 유동방향에 대하여 직각으로, 분출노즐(19)에 그물을 설치한 것 보다도 큰 면적의 그물에 제트기류가 유동 됨으로서 압력손실을 적게 할수가 있게 되는 것이다.

제9도는 제1도와 같은 슬리트판(18)을 생략하고, 최 하단의 전열코일(1a)을 서로 좁은 간격(19a)으로배열하여, 이 간격(19a) 자체를 슬리트 형상으로 형성하고, 이 간격(19a)을 통과하는 유체가 제트기류(21)가 되도록 한 것으로서, 그물(3)과 코일(1a)과의 거리(S)를 적당하게 선정하여 유동층의 작동중에 고체입자가 상기 간격(19a)에 잔류하지 않을 정도의 좁은 것으로 한다.

제9도 (a)는, 전열코일(1a)이 다른 단의 전열코일(l)보다도 직경이 큰 경우이고, 제9도 (b)는, 전열코일(1a)이 다른 단의 전열코일(1)과 동일한 직경의 경우이다.

제10도는, 상기한 실시예에 있어서는, 전열코일을 2단으로 또는 3단으로 배열하는 경우에 있어서의 전열코일 배열과 전열코일 주위의 서로 혼합유동 상태를 도시한 것이다. 전열코일이 동일한 수직면상에 상하로 배열되는 경우 및 전열코일이 지그재그 형상으로 상하로 배열하는 경우에 상응하여, 기류의 유속조절등으로, 각단의 전열코일 각각에 도시한 바와같은 서로 혼합유동 또는 고체입자의 유동상태가 형성 되도록 한다.

제10도 (a) 내지 (e)는, 전열코일을 2단으로 배열 시키는 경우이고, 제10도 (f),(9)는 전열코일을 3단으로 배열시키는 경우이다.

또한, 본 발명은 다음과 같이 하여 실시 할수도 있다. 제9도 (b)에 있어서는, 최 하단의 전열코일(1a)을 서로 좁은 간격(19a)으로 배열하여, 이 간격(19a)자체를 슬리트 형상으로 형성하고, 이 간격(19a)을 통과하는 유체를 제트기류(21)가 되도록 한 것인데 제11도와 같이, 최 하단의 전열코일(1)의 간격을, 상단의 전열코일(1)의 간격과 동일하게 하고, 제7도와 동일한 구조의 슬리트판(18)과 그물(3)을 사용 할수도 있다.

그리고, 제트기류가 최 하단의 전열코일(1)의 아래쪽을 향하여서가 아니라 1단 위에 있는 상단에 배열되는 전열코일(1)의 아래쪽을 향해서 분사될 수 있도록, 분출노즐이 슬리트판(18)에 설치된다.

이 실시예에 있어서도, 기체와 고체입자의 서로 혼합 유동(22)이 전열코일(1)의 주위에 형성되는 것이어서 기체와 고체입자가 전열코일의 표면과 양호한 접촉을 유지하는 효과를 나타낸다.

제12도에 있어서, 제7도와 동일한 구조의 슬리트판(18)과 그물(3)을 사용하지만, 전열코일(1)을 수직방향의 상하로 배열하여, 분출노즐(19)이 전열코일(1)의 바로 아래를 약간 벗어난 방향을 향하여 제트기류가 분사될 수 있도록 하는 위치에 슬리트판(18)을 설치한 점에서 제11도의 경우와 상이하다.

이 실시예에 있어서도, 기체와 고체입자의 서로 혼합유동(22)이 전열코일(1)의 주위에 형성되는 것이어서, 기체와 고체입자가 전열코일(1)의 표면과 양호한 접촉을 유지하는 효과를 나타낸다.

제13도는, 제12도와 동일한 구조의 슬리트판(18)과 그물(3)을 사용하고, 또한 수직방향의 상하로 배열하는 전열코일(1)을 사용하는데, 제12도에 비하여 전열코일(1)을 가로방향으로 배열하는 피치가 약간 좁고, 분출노즐(19)이 병렬로 되는 전열코일(1)의 아래쪽에서 전열코일(1) 서로의 중간 방향을 향하여 제트기류가 분사될수 있게끔 슬리트판(18)이 설치되어 있는 점에서 제12도의 경우와는 다르다.

이 실시예에 있어서 분사노즐(19)에서 분사된 기류는, 위쪽을 향하면서 끝이 넓어지는 형상으로 넓어져 흐르게 되므로, 기체와 고체입자의 서로 혼합유동(22)이 화살표와 같이 전열코일(1)의 주위에 형성되는 것이며, 제11도 및 제12도의 경우와 마찬가지로, 기체와 고체입자는 전열코일(1)의 표면과 양호한 접촉을 유지하는 효과를 나타낸다.

또한, 제11도 내지 제13도의 실시예에 있어서는, 슬리트판(18)과 그물(3)은, 제7도의 것을 사용하지만,이들 구조의 대신에 제2도 내지 제6도중의 어느 1의 구조에 의하여 제트기류가 발생이 되게끔 하여도, 상기와 같은 양호한 전열효과를 얻을 수가 있는 것이다.

이와같이, 제11도 내지 제13도는, 제트기류의 분사에 의하여 전열코일(1)의 주위에는, 기체와 고체 입자의 서로 혼합유동이 형성되어, 기체와 고체입자가 전열코일(1)의 표면과 양호한 접촉관계를 유지하여 양호한 전열효과를 얻을 수 있는 점에서 제2도 내지 제10도의 실시예의 경우와 동일한 본 발명의 실시예인 것이다.

즉, 제11도 내지 제13도의 실시예는, 제2도 내지 10도의 실시예와 마찬가지로, 전열코일(1) 아래쪽에서 전열코일(1)의 방향을 따라서 편평한 제트기류가 전열코일(1)을 향하여 분사되는 구성을 가진 것이며, 그에 의하여 기체와 고체입자의 서로 혼합 유동이 전열코일(1)의 주위에서 이루어지도록 된 것이다.

이상 설명한 실시예는 어느것이나 단일의 유동층(2)을 열교환기 탱크(4)내에 설치한 경우이지만, 복수개의 유동층을 제14도와 같이 하여 다층계로하여 구성 할수도 있다.

이 경우는 상기 열교환기 탱크(4)내에 내통(4a),(4b),(4c)…이 설치되고, 각 내통(4a),(4b),(4c)의 내부에 유동층(2a),(2b),(2c)…이 형성되어, 유입구(26)로부터 유입하는 기체는 유동층(2a)으로 분사되는 부분과, 열교환기 탱크(4)와 내통(4a)의 양 벽사이를 흐르는 부분과로 분류되어서, 유동층(2a)을 작동시킨 기체는 유출구(27a),(27b)…를 거쳐서 외부로 배출되며, 순차적으로 이와같은 경로로 각층의 작동이 행하여진다.

유동층(2a),(2b),(2c)을 이와같이 다층계로 하므로서 열교환기의 능력을 크게하고, 스페이스를 작게 할수가 있다.

또한, 제15도는 열교환기 탱크(4)내를 격벽(31),(32)으로서 4개의 유니트로 분할 구분하며, 각 유니트에 각각 유동층(2a) 내지 (2d)를 구성하여, 하나의 블로우어에 의하여 보내어지는 기체를 상기 유동층(2a) 내지 (2d)로 분류시키도록 구성된 것으로서, 블로우어는 회전수 제어를 가능하게 하고, 유동층으로 들어가는 기체의 유입구에는 덤퍼를 설치 하여서 정압제어를 할수 있도록 할수가 있다.

또한, 제16도와 같이, 열교환기 탱크(41),(42),(43) 상하로 겹쳐 설치하고, 상기 열교환기 탱크(41),(42),(43), 유동층(2a),(2b),(2c)에는, 각각 별개의 블로우어(16a)(16b),(16c)에 의하여 각각 기체를 유입하게 할수도 있다.

본 발명을 열 펌프 싸이클로서 이용을 하는 경우, 제1도에 있어서 열교환기 탱크(4)의 베어튜우브에 서리가 조금이라도 부착을 하면, 항상 활발하게 순환운동을 하고 있는 유동층(2)의 고체입자와 기류의 제트에 의하여, 서리는 베어튜우브의 표면으로부터 떨어져서 유동층(2)내의 입자속에 혼입이 되지만, 유동층(2)의 분급(분입) 작용에 의하여 고체입자보다 비중이 가벼운 서리는 입자 사이에서 순차로 위로 이동되어 고체와 분리 되어서 공중에 날아서 나가며, 미세한 조각(17)이 되어서 배출 공기와 함께 외부에 방출확산된다. 코일에 형성되는 서리의 량은, 증발기의 온도와 기체의 온도에 의하여 좌우되지만, 서리의 부착량이 많아졌을때는 그 서리의 부착량과 낮은 온도에 따라서, 유동층의 고체입자의 크기를 크게하여, 서리의 박리효과를 향상 시키도록 한다.

또한, 본 발명을 냉방 운전 싸이클의 열교환기로서 이용 할때에는, 열교환기는 응축기가 되므로, 하절기에 있어서는 공냉식 응축기가 되는 셈인데, 열전달 계수가 양호한 유동층을 이용하는 응축기이어서 외기에 대한 방열이 현저하게 촉진되어, 냉매의 응축 온도를 낮추는 것에 의하여, 냉동 싸이클의 효율을 향상 시킬수 있게 된다.

또한, 상기한 열펌프 운전에 있어서는, 열교환기는 증발기로서 작용을 하지만, 이때의 냉매의 증발 온도로, 유동층의 유체 온도와의 차를 작게하는 것이 가능하므로, 증발온도를 높게 설정하는 것이 가능해지며, 열펌프 싸이클의 효율을 향상 시킬수가 있다.

Claims (7)

1. 유동층(2), 이 유동층(2)의 고체입자보다도 미세한 메시를 가지며 상기 유동층(2)을 지지하는 그물(3), 상기 유동층(2)내의 전열코일(1) 및 이 전열코일(1) 아래쪽의 제트기류의 분출노즐로써 이루어지는 유동층식 열교환기의 제트기류의 분사장치에 있어서, 편평한 제트기류가 상기 전열코일(1)을 향해 분사되어 기체와 고체입자의 서로 혼합유동이 상기 전열코일(1) 주위에 형성되도록, 상기 전열코일(1)의 바로 아래에 형성되고 전열코일(1)의 길이방향을 따르도록 슬리트 형상으로, 상기 분출노즐(19)이 형성되고, 상기 분출노즐(19) 보다도 상류에 이 분출노즐(19) 보다도 큰 유로 단면적의 개구부(23')가 형성된 것을 특징으로 하는 제트 기류의 분사장치.
2. 제1항에 있어서, 분출노즐(19)과 개구부(23')가 슬리트판(18)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 제트기류의 분사장치.
3. 제1항에 있어서, 분출노즐(19)과 개구부(23')가 평판을 굴곡하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 제트기류의 분사장치.
4. 제1항에 있어서, 분출노즐(19)이 형성된 슬리트판(18)보다 상류에 상기 그물(3)이 형성되고 이 슬리트판(18)의 아래면과 상기 그물(3)과의 간격(S)이, 유동층(2)의 작동중에 고체입자가 상기 간격(S)에 잔류하지 않을 정도로 좁게되어 있는 것을 특징으로 하는 제트 기류의 분사장치.
5. 유동층(2), 이 유동층(2)의 고체입자보다도 미세한 메시를 가지며 상기 유동층(2)을 지지하는 그물(3), 상기 유동층(2)내의 전열코일(1) 및 이 전열코일(1) 아래쪽의 제트기류의 분출노즐로써 이루어지는 유동층식 열교환기의 제트기류의 분사장치에 있어서, 편평한 제트기류가 상기 코일(1)을 향해 분사되어 기체와 고체입자의 서로 혼합유동이 상기 전열코일(1) 주위에 형성되도록, 상기 전열코일(1)의 바로 아래에 형성되며 이 전열코일(1)의 길이방향을 따르도록 슬리트 형상으로, 상기 분출노즐(19)이 형성되고, 이 분출노즐(19)내에 상기 그물(3)이 이 분출노즐(19)내를 통과하는 제트기류의 유동방향에 대하여 경사하는 방향에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 제트기류의 분사장치.
6. 유동층(2), 이 유동층(2)의 고체입자 보다도 미세한 메시를 가지며 상기 유동층(2)을 지지하는 그물(3), 상기 유동층(2)내의 전열코일(1) 및 이 전열코일(1) 아래쪽의 제트기류의 분출노즐로써 이루어지는 유동층식 열교환기의 제트기류의 분사장치에 있어서, 편평한 제트기류가 상기 전열코일(1)을 향해 분사되어 기체와 고체입자의 서로 혼합유동이 상기 전열코일(1)의 주위에 형성되도록, 상기 전열코일(1)의 바로 아래에 형성되며 이 전열코일(1)의 길이방향을 따르도록 슬리트 형상으로, 가장 아래단의 전열코일(1a)의 상호간격(19a)이 좁게 되어 있음으로써 분출노즐로써 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 제트기류의 분사장치.
7. 제6항에 있어서, 가장 아래단의 전열코일(1a)을 다른단의 전열코일(1) 보다도 직경이 큰 치수인 것으로 한 것을 특징으로 하는 제트기류의 분사장치.

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