KR950003127B1 - 고효율 세정 시스템 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

고효율 세정 시스템
제1도는 본 발명을 이용한 냉동 시스템의 개략도.
제2도는 본 발명의 전기 제어 회로의 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12 : 냉각기 13 : 응축기
14 : 세정 챔버 17 : 필터
24 : 압축기 40 : 히터
43 : 진공 펌프 66 : 싱글 쇼트 타이머
본 발명은 냉동 시스템, 특히 냉동 시스템의 냉동 회로로부터 비응축 가스를 제거하기 위한 세정 회수 장치에 관한 것이다.
냉동 시스템으로부터 물 및 공기와 같은 비응축 가스를 제거함으로서, 세정 유닛은 비응축 가스의 존재로 인하여 응축기 압력이 인위적으로 높게 되지 않게 함으로서 냉동 효율을 향상시켰다.
통상적으로, 이러한 세정 유닛은 증발기와 응축기(예를 들면 열세정기) 사이에 온도차를 이용함으로서 냉동 시스템으로부터 공기를 응집한다. 적은 양의 공기를 포함한 냉매는 응축기로부터, 오리피스를 통하여 그리고 응축기로부터 증발기 온도 아래로 액체 냉매를 플래쉬(flashing)함으로서 증발기의 온도를 유지하게 하는 냉각 코일을 포함한 작은 챔버로 세어 나온다. 냉매는 응축되고 플로우트 밸브를 통하여 드레인(drain)되어 증발기로 귀환되기 때문에, 공기는 세정 챔버에 잔류하며 응집된다. 공기가 모이면 압력이 상승하여 공기는 작은 진공 펌프를 통하여 빠져 나간다. 이러한 공정에서 응축 공정에 의해 비응축 가스로부터 냉매를 완전히 제거하기는 어렵기 때문에 비응축 가스와 함께 약간의 냉매가 대기로 배출된다. 결국 이는 냉매를 낭비하여 냉매를 교체하여야 할 뿐만 아니라, 대기로 바람직하지 못한 배출의 원인이 된다.
세정 챔버에서 응축 공정의 효율을 증가시키는 하나의 방법은 세정 챔버에 압력을 증가시키기 위해 압축기를 사용하는 것이다. 이는 더 많은 냉매기 응축되도록 하여 대기로 배출될 비응축 가스안에 냉매의 농도를 저하시키는 효과를 갖는다. 그러나, 이러한 진보된 개념은 세정 챔버에서 모든 냉매를 완전히 응집하기 위해 필요한 고압을 실제로 고려할 때 다소 제한을 받게된다.
따라서, 냉동 회로용 세정 회수 시스템을 마련하는 것이 본 발명의 목적이다.
이러한 목적은 특허 청구 범위의 서문과 특징부의 형태에 의한 방법 및 장치에 의해 성취된다.
본 발명의 한 양태에 의하면, 탄소가 포함된 필터를 배출 회로에 삽입하여서, 세정 챔버로보터의 가스 배출물을 냉매가 흡수되는 목탄 필터를 통과하게 하였다. 결국 비응축 가스는 필터 용기로부터 배출된 다음, 용기는 필터로부터 냉매를 제거하기 위해 그리고 제거한 냉매를 냉동 회로로 되돌려 보내기 위해 아래로 펌프된다.
본 발명의 다른 양태에 의하면, 압축기를 사용하여 세정 챔버에서 압력을 증가시켜서 응축되는 냉매량이 증가되도록 한다. 그 연후에, 세정 챔버는 압력 작동 릴리이프 밸브에 의해 탄소 필터 용기로 벤트된다. 이러한 용기는, 용기안의 압력이 소정치에 도달했을 때 솔레노이드 밸브에 의해 비응축 가스를 배출시키도록 한다. 다음에, 활성탄 용기는 탄소 필터를 재활성화시키기 위해 증발기로 주기적으로 벤트된다. 활성도는 진공 펌프의 사용으로 향상시킬 수 있다. 또한, 재활성 공정을 향상시키기 위해 전기 히터를 사용할 수 있다.
이하에 도시된 도면에는 양호한 실시예가 도시되었지만, 본 발명의 정신 및 영역으로부터 벗어남이 없이 다양한 다른 변경 및 변형 구조가 만들어 질 수 있다.
제1도를 참조하면, 증발기 또는냉각기(12), 응축기(13) 및 세정 챔버(14)를 포함한 냉동 회로의 세정 시스템(11)을 사용한 본 발명을 도면 부호(10)으로 도시했다. 냉각기(12) 및 응축기(13)은, 냉각기(12)에 냉동 증기를 유입시키기 위한 팽창 장치와 증기가 응축기(13)을 통과하기 전애 냉각기(12)로부터 유입된 가열된 증기를 압축하는 압축기를 포함하는(도시되지 않음)냉동 회로의 일부를 형성하기 위해, 종래의 방식으로 설치되어 있다.
세정 챔버(14)는 비응축 가스와 응축 가능한 냉매의 혼합물을 냉각시켜서 냉매를 응축시키고 이에 의해 비응축 가스를 분리시키도록 다소 종래의 방법으로 작동되는 응축 코일(16)을 내장하고 있다. 응축 코일(16)은 응축기(13)으로부터 액체 상태로 필터(17) 및 도관(18)을 통과하여 냉매가 증기로 플래쉬되는 오리피스(19)까지 통과하는 냉매에 의해 냉각되는데, 이러한 증기는 냉각 기능을 수행하는 응축 코일(16)을 통화여 유동하며 도관(21)을 따라 냉각기(12)로 빠져 나간다.
공기를 세정하는데 필요한 냉매는 응축기(13)안에서 발생되며, 냉매는 비응축 가스 및 수증기의 혼합물과 함께 응축기(13)으로부터 도관(22), 밸브(23) 및 압축기(24)를 통해 통과하고, 여기에서 가스 혼합물의 압력은 약 2.8kg/㎠(40psi)로 증가하게 된다. 그 연후에 이것은 밸브(25), 오일 분리기(26), 혼합된 가스 입력 도관(27), 밸브(28) 및 마지막으로 세정 챔버(14)를 통과한다. 대부분의 가스 혼합물은 응축 가능하며 냉각기의 온도와 거의 같고 그리고 보다 높은 압력이기 때문에, 수증기 및 가스 냉매는 응축되고 세정 챔버(14)의 저부로 떨어질 것이다. 물은 냉매보다 가볍기 때문에 상부 격실(29)에서 분리되어서 밸브(31)을 통해 배출될 수 있다. 더 무거운 냉매는 하부 플루오트 챔버(32)로 통과하며, 챔버에서 냉매 높이가 올라가기 때문에 플로우트 밸브(33)은 액체 냉매가 냉각기(12)로 도관(21)을 따라 통과하도록 자동적으로 개방된다.
세정 챔버(14)의 상부에는, 2.81kg/㎠(40psi) 릴리이프 밸브(34)로 그리고 필터 탱크(36)까지 연장된 혼합 가스 배출 도관(33)이 있다. 필터 탱크(36)은 배출 도관(33)으로부터 유입된 혼한 가스에 잔류할 수 있는 어떠한 냉매라도 흡수하는 기능을 하는 흡수성 탄소 물질(35)로 충전되어 있디. 필터 탱크(36)에 사용하기 적절한 것으로 판명된 물질은 칼곤 카본 코포레이션(Calgon Carbon Cprporation)에서 상용판매되는 과립상 활성탄성 BPL-F3형이다. 탄소 탱크(36)의 배출 단부에는 공기 배출 솔레노이드 밸브(38)로 연정된 도관(37)이 있다. 배출 도관(37)에는 압력이 소정치, 예를 들면 0.7Kg/㎠(10psi)에 도달했을때 공기 배출 솔레노이드 밸브(39)를 개방하도록 작동할 수 있는 압력 스위치(39)가 작동가능하게 설치되어 있다. 안전을 위해서 릴리이프 밸브(41)은 배출 도관(37)의 다른 단부에 마련되며 소정치보다는 고압으로, 에를 들면 1.05kg/㎠(15psi)로 세트되며, 이에 의해 압력 스위치(39) 및 솔레노이드 밸브(38)의 작동이 안될 경우에 릴리이프 밸브(41)이 작동될 것이다.
또한, 도관(42)에 의한 배출 도관(37)에 진공펌프(43)이 연결되고, 이는 솔레노이드 밸브(4)에 연결되며 최종적으로 냉각기(12)로 귀환 연결된 도관(21)에 연결된다. 이것의 목덕은 이하에 설명될 방식으로 탄소 필터를 재활성화시키기 위함이다. 히터(40)은 도시된 것과 같이 재활성화 공정을 향상시키기 위해 필터 탱크(36)에 부착될 것이다.
제2도를 참조하면, 압축기가 작동 조건에 있을 때마다 자동적으로 여기되는 전력선(L1, L2)사이에 병렬로된 도선(46, 47, 48, 49, 51, 52)를 포함한 개략도인 전기 제어 회로를 도시했다. 압축기(24)용 모터(53)은 도선(46)에 연결된다. 도선(47)에서, 압력 스위치(38)의 압력 스위치 접점(54)는 배출 솔레노이드 밸브(38)에 병렬인 K1 릴레이 코일(56)과 직렬로 연결된다. 도선(48)에서, K2 릴레이 코일(58)은 정상상태에서 개방되는 K2 릴레이 접점(61)과 병렬이며, 정상상태에서 개방되는 K1 릴레이 접점(59)과 직렬이다. 도선(49)에서, K3 릴레이 코일(62)는 정상상태에서 개방되는 K2 접점(63)과 정상상태에서 접속되는 K1 릴레이 접점(64)와 직렬이다. 싱글 쇼트 타이머(66)은 도시한 것과 같이 도선(49, 51)과 교차하여 연결된다. 마지막으로, 진공 펌프(43)용 모터(67)은 정상상태에서 개방되는 K3 릴레이 접점(69)와 직렬이며 그리고 솔레노이드 밸브(44)와 병렬인 도선(52)에 연결된다.
조작시에, 압축기 모터(53)은, 압축기가 작동할 때마다, 도관(22)를 통해 응축기(13)으로부터 혼합된 비응축 가스와 함께 냉매증기를 흡입하여 세정 챔버(14)를 가압하도록 연속적으로 작동한다. 공기가 모아짐으로서, 세정 챔버(14)안의 압력은 압축된 냉매/비응축 가스 혼합물이 탄소 용기(36)으로 유동되도록 릴리이프 밸브(34)가 (예를 들어 2.8kg/㎠(40psi)에서)개방될때까지 상승한다. 용기(36)안의 탄소(35)는 냉동증기를 흡수하며 직접된 공기는 용기(36)의 압력을 증가시킨다. 압력이(예를 들면 0.7kg/㎠(10psi)인)소정치에 도달했을 때, 압력 스위치 접점(54)는 접속되어 공기를 배출시키도록 공기 배출 솔레노이드(38)을 여가시키고 K1 릴레이 코일(56)을 작동시킨다. 그후, 정상상태에서 개방되는 K1 릴레이 접점(59)는 접속되어 K2 릴레이 코일(58)을 여기시키고, 도선(49)의 정상상태에서접속되는 K1 접점(64)는 개방된다. 다음에 K2 솔레노이드 코일(58)의 작동은 정상상태에서개방되는 K2 접점(61, 63)들을 접속시킨다. 이러한 점에서, 도선(47, 48, 51)들은 완전한 회로를 형성하며, 도선(49, 52)들은 개회로를 형성한다.
탄소 탱크(36)으로부터 공기를 배출하기 위해 개방된 공기 배출 솔레노이드(38)때문에, 탱크 압력은 0.07kg/㎠(10psi)로 떨어져서, 압력 스위치 접점(54)가 개방되어 K2 릴레이 코일(56)은 작동하지 않는다. 다음에, 이는 K1 릴레이 접점(59)를 개방시키며 K1 접점(64)를 접속시켜서, 싱글 쇼트 타이머(66)을 개시시키고 K3 릴레이 코일(62)를 작동시킨다. 정상상태에서 개방되는 K3 접점(69)는 진공펌프 모터(67) 및 솔레노이드 밸브(44)를 작동시키도록 접속된다. 사이클 타이머(66)은 10분 동안 작동하게 설정되는데, 이 시간 동안에 탄소(35)내에 갇힌 냉동 증기를 배출시키고 이를 솔레노이드 밸브(44)를 통해 냉각기(12)로 되돌려 보내기 위해, 진공 펌프(43)은 탱크(36)안의 압력은 0.07kg/㎠(1psi)상태로부터 약 686mmHg(27inHg)의 진공으로 떨어뜨린다. 10분 작동후에, 싱글 쇼트 타이머(66)은 꺼지고, 릴레이 코일(62)는 작동을 종료하여 접점(69)를 개방시키고 진공 펌프 모터(67)을 정지시켜서, 사이클은 종료한다.
위에 설명한 공정과 더불어 용기(36)의 탄소 필터(35)는 진공 펌핑 공정에 의해 원래의 상태로 회복되지 않으며 오히려 여기에 함유된 고농도의 잔류 냉매를 갖는다는 것을 알 수 있다. 그러나, 진공 펌프(43)의 작동은 다음 사이클을 위해서 탄소 필터를 재활성화 시키기에 충분하도록 냉매의 농도를 감소시킨다.

Claims (14)

  1. 증발기(12), 응축기(13) 및 냉동 회로를 가진 냉동 시스템으로써, 세정 챔버(14)와 상기 세정 챔버(14)안의 냉매를 응축시키기 위한 코일(16)과 그리고 세정 챔버로부터 비응축 가스를 제거하기 위한 배출 회로를 가진 형태의 세정 회수 시스템에 있어서, 세정 챔버(14)에서 응축되지 않은 냉매를 흡수하기 위해 배출 회로(33)에 위치한 필터(35)와, 상기 필터로부터 흡수된 냉매의 일부를 주기적으로 제거하고 이를 냉매회로로 귀환시키기 위한 필터 재활성화 수단(43)을 포함하는 것을 특징으로 하는 세정 회수 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 필터(35)가 탄소 물질로 구성된 것을 특징으로 하는 세정회수 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 탄소 필터(35)가 과립성 활성탄으로 구성된 것을 특징으로 하는 세정 회수 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 필터 재활성화 수단이 상기 필터(35)에 유체적으로 연결된 흡입구(42) 및 냉동 회로에 유체적으로 연결된 배출구(44)를 구비한 진공 펌프(43)을 포함하는 것을 특징으로 하는 세정 회수 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 냉매의 응축도를 향상시키기 위해 가스를 압축하도록 세정 챔버(14)에 작동 가능하게 연결된 압축기(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 세정 회수 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 압축기(24)가 응축기(13)으로부터 흡입구를 형성한 것을 특징으로 하는 세정 회수 시스템.
  7. 제5항에 있어서, 세정 챔버와 상기 필터 용기 사이에 밸브(34)를 포함한 것을 특징으로 하는 세정 회수 시스템.
  8. 증발기(12)와, 응축기(13)과, 응축기 코일(16) 및 혼합 가스 입력 도관(18) 그리고 액체 냄매 배출 도관(21) 및 혼합 가스 배출 도관(33)을 갖는 세정 챔버(14)를 포함한 냉동 시스템으로부터 비응축 가스를 세정시키는 방법에 있어서, 냉매를 흡수할 수 있는 필터(35)를 마련하는 단계와, 혼합 가스 배출 도관으로부터의 비응축 가스 및 압축 가능한 냉매의 혼합물을 상기 필터(35)로 통과시켜서 혼합 가스로부터 거의 모든 냉매를 상기 필터(35)에 의해 흡수되도록 하는 단계와, 후속 흡수 사이클을 위해 상기 필터(35)를 재활성화시키도록 상기 필터(35)로부터 상기 흡수된 냉매중 일부를 주기적으로 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비응축 가스 세정 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 흡수된 냉매의 일부를 주지적으로 제거하는 상기 단계가 진공 펌프(43)을 통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비응축 가스 세정 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 세정 챔버안의 가스를 압축시켜서 그 안에서 발생되는 응축도를 향상시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비응축 가스 세정 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 혼합 가스 배출 도관(33)에 밸브(34)를 마련하고 상기 세정 챔버(14)의 압력이 소정치에 도달한 후에 상기 혼합물이 탄소 필터(35)를 통과하도록 상기 밸브(34)를 개방하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비응축 가스 세정 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 혼합물이 상기 탄소 필터(35)를 통과함으로써, 비응축 가스가 용기(36)에 집적되도록 상기 탄소 필터(35)용 용기(36)을 마련하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비응축 가스 세정 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 용기(36)내의 압력을 감지하기 위한 압력 감지 수단(39)를 포함하며, 그리고 용기(36)안의 압력이 제1소정치에 도달했을때 용기(36)을 대기로 벤트시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비응축 가스 세정 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 용기(36)의 압력이 상기 제1소정치보다 낮은 제2소정치에 도달한 후에만 상기 흡수된 냉매의 일부를 주기적으로 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비응축 가스 세정 방법.
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