WO2013180444A1 - 축냉시스템의 냉매분배기 - Google Patents

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WO2013180444A1
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cold storage
inner cylinder
capillary
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안정국
한백섭
임민수
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An Jeong Kug
Han Baig Sab
Yim Min Soo
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a refrigerant distributor of a cold storage system, and more particularly, a cold storage system capable of more effectively distributing or transferring a refrigerant of a cooler for cooling a low temperature latent heat PCM of a cold storage tank on a refrigerant circulation line in the cold storage tank. It relates to a refrigerant distributor of the.
  • the cold storage system is configured to store a latent latent PCM, a phase change material, in a cold storage tank, and then cool the latent latent PCM by a cooling cycle to supply a cooling load to the required demand.
  • the cold storage system is installed in a storage box, a freezing container, a low temperature storage box, a low temperature showcase, a freezer storage of a refrigerated vehicle having an enclosed freezing space, and the freezer / refrigerated food is stored at a low temperature by keeping the frozen / cold food loaded in the freezing space. It is configured to be efficiently supplied and circulated.
  • the cold storage system uses a surplus electric power of the late night time to operate the cooler to cool the low temperature latent heat PCM in the cold storage tank, and then supply cooling loads to the refrigerating space of the refrigerating / freezing truck and the display room of the freezing showcase.
  • the low temperature latent heat PCM of the cold storage system a coolant circulation line of the cooler is installed, and the low temperature latent heat PCM accumulates and stores the cold storage energy by cooling the low temperature latent heat PCM while the low temperature refrigerant circulates through the coolant circulation line.
  • the refrigerant circulation line has a header tube having a compressor, an expansion valve, a refrigerant distributor, a plurality of capillaries, and a plurality of branch pipes, and the plurality of capillaries are branched from the refrigerant distributor, and each capillary pipe is formed at each branch pipe side of the header pipe. Are connected individually.
  • the low temperature refrigerant passing through the compressor and the expansion valve is configured to circulate through the header tube after passing through the plurality of capillaries and the plurality of branch pipes by the refrigerant distributor.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a refrigerant distributor of a cold storage system capable of uniformly distributing or transferring a refrigerant passing through a plurality of capillaries branched from a refrigerant distributor.
  • the gas supply of the storage cooling system is not smooth in case of a failure, and the cooling of the storage cooling is not smooth, so the compressor is overcooled and the freezing inside the storage cooling tank does not freeze evenly.
  • Improve the presence of the refrigerant, and control the temperature of the left and right lines of the refrigerant and the end of the brine tube in the same way improve the inconvenience of disassembling and repairing all parts when repairing parts, and reduce the use time in case of failure,
  • the purpose is to prevent the increase in operation and management costs by increasing the parts cost of valves.
  • the refrigerant distributor of the cold storage system having a cold storage tank for storing the low temperature latent heat PCM and a cooler for cooling the low temperature latent heat PCM of the cold storage tank,
  • An inner cylinder pipe connected to the refrigerant circulation line of the cooler and having a closing surface at the inlet and the other end into which the refrigerant is introduced;
  • the communication passage of the refrigerant is formed between the inner diameter surface of the outer cylinder tube and the outer diameter surface of the inner cylinder tube,
  • the inner cylinder tube has a plurality of discharge holes are formed in the outer peripheral surface, the length of the capillary tube adjacent to the closed surface of the inner cylinder tube is formed the longest, the length of the capillary tube is shortened toward the inlet side of the inner cylinder tube the inner cylinder tube.
  • the length of the capillary adjacent to the inlet of is characterized in that the shortest.
  • the plurality of discharge holes are composed of a plurality of discharge hole groups which are spaced apart in the circumferential direction on the circumferential surface of the inner cylinder tube, each discharge hole group is formed with two or more discharge holes spaced apart in the circumferential direction, Discharge hole group is characterized in that spaced apart at regular intervals along the longitudinal direction of the inner cylinder tube.
  • Each of the discharge holes of the discharge hole group is composed of three, characterized in that formed in a triangle arranged structure.
  • the plurality of capillary tubes are spaced apart at regular intervals along the longitudinal direction of the outer cylinder tube, the capillary tube of the outer cylinder tube and the discharge hole groups of the inner cylinder tube are arranged to be offset from each other by the outer cylinder tube and the inner circle It is characterized in that spaced apart from each other along the longitudinal direction of the clearance.
  • each of the discharge hole groups is located at the center between a pair of capillaries adjacent to each other.
  • Both ends of the outer cylindrical tube may be adjacent to both end sides of the inner cylindrical tube, and both ends of the outer cylindrical tube may be hermetically sealed by a sealing unit.
  • the cooler is composed of a refrigerant circulation line through which the refrigerant circulates, a compressor installed outside the storage cooling tank, and an expansion valve disposed downstream of the compressor,
  • the refrigerant distributor is installed in the middle of the refrigerant circulation line, the refrigerant circulation line is a refrigerant supply line for supplying the refrigerant passing through the compressor and the expansion valve, a plurality of branches connected to the plurality of capillaries branched separately from the refrigerant distributor An output side header tube having a tube, and a refrigerant recovery line connected to the compressor side from the output side header tube.
  • the capillary tubes of the refrigerant distributor are formed with the longest length of the capillary tube adjacent to the closed surface of the inner cylinder tube, the plurality of branches branched from the refrigerant distributor as the length of the capillary tube is shortened toward the inlet side of the inner cylinder tube.
  • the gas supply of the storage cooling system is not smooth in case of a failure, and the cooling of the storage cooling is not smooth, so the compressor is overcooled and the freezing inside the storage cooling tank does not freeze evenly.
  • Improve the presence of the refrigerant, and control the temperature of the left and right lines of the refrigerant and the end of the brine tube in the same way improve the inconvenience of disassembling and repairing all parts when repairing parts, and reduce the use time in case of failure, There is an advantage to prevent the increase in operation and management costs by increasing the parts cost, such as valves.
  • the present invention has the advantage that the discharge of the refrigerant is more smoothly, because the discharge hole of each discharge hole group is composed of three arranged in a triangle.
  • the present invention has the advantage that each discharge hole group is located in the center between a pair of capillaries adjacent to each other, the refrigerant discharged from the discharge hole of each discharge hole group can be evenly distributed or transferred to each capillary side .
  • FIG. 1 is a view showing a cold storage system to which a refrigerant distributor according to an embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a refrigerant distributor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is an exploded perspective view showing a refrigerant branch according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a side cross-sectional view showing a refrigerant distributor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a side cross-sectional view showing a modified embodiment of FIG.
  • the cold storage system 10 is a cold storage tank 10 in which a low temperature latent heat PCM is stored, and a cooler 20 that cools the low temperature latent heat PCM by the refrigerant by circulating the coolant into the heat storage cooling tank 10. It consists of a brine circulation unit (30) for circulating the brine heat exchange with the cold storage energy of.
  • the refrigerant circulation line 21 of the cooler 20 and the brine circulation line 31 of the brine circulation unit 30 are installed in the cold storage tank 10, and the refrigerant circulation line 21 and the brine circulation line 31 are Contact with latent latent PCM.
  • the cooler 20 includes a refrigerant circulation line 21 through which the refrigerant circulates, a compressor 22 installed outside the storage cooling tank 10, and an expansion valve 23 disposed downstream of the compressor 22.
  • the cooler 20 cools the low temperature latent heat PCM by exchanging heat with the low temperature latent heat PCM in the cold storage tank 10 while the coolant circulates through the refrigerant circulation line 21.
  • the brine circulation unit 30 includes an inner brine cooling coil 31 installed in the cold storage tank 10 and an outer heat exchanger 32 disposed outside the storage cooling tank 10.
  • the brine circulating through the brine cooling coil 31 is cooled through heat exchange with the low temperature latent heat PCM, and the cooled brine is configured to cool the air at the outer heat exchanger 32 side.
  • the refrigerant circulation line 21 is connected to a refrigerant supply line 101 for supplying the refrigerant passing through the compressor 22 and the expansion valve 23, and a refrigerant distributor 100 connected to the end of the refrigerant supply line 101 to distribute the refrigerant.
  • An output side header tube 200 having a plurality of capillary tubes 150 branched from the refrigerant distributor 100, and a plurality of branch tubes 250 to which the plurality of capillary tubes 150 are individually connected, and an output side header tube 200. It consists of a refrigerant recovery line 103 connected to the compressor 22 from the.
  • the coolant distributor 100, the plurality of capillary tubes 150, the plurality of branch tubes 250, the output header tube 200, and the like are disposed in the storage cooling tank 10.
  • the refrigerant distributor 100 is installed in the storage tank 10, and has an inner cylinder tube 110 and an outer cylinder tube 120 disposed on an outer circumferential surface of the inner cylinder tube 110.
  • An inlet 111 is formed at one end of the inner cylinder tube 110, and a refrigerant supply line 101 is hermetically connected to the inlet 111, and the other end of the inner cylinder tube 110 is hermetically closed. Face 112 is formed.
  • a plurality of discharge holes 113 are formed on the outer circumferential surface of the inner cylindrical tube 110, and the plurality of discharge holes 113 are disposed in the circumferential direction on the circumferential surface of the inner cylindrical tube 110. It consists of 115.
  • Each discharge hole group 115 may be formed with two or more discharge holes 113 spaced apart in the circumferential direction, and thus two or more discharge holes 113 have a radial arrangement on the circumferential surface of the inner cylindrical tube 110. It may be.
  • the plurality of discharge hole groups 115 may be spaced apart at regular intervals along the longitudinal direction of the inner cylindrical tube 110.
  • the discharge holes 113 of each discharge hole group 115 is configured as shown in FIG. 5 and have a triangular arrangement, the discharge of the refrigerant may be more smoothly performed.
  • the outer cylindrical pipe 120 is disposed to be spaced apart at a predetermined interval in the outer diameter direction of the inner cylindrical pipe 110, this is the communication passage 130 of the refrigerant between the inner and the inner cylindrical pipe 110 of the outer cylindrical pipe 120 Is formed.
  • a plurality of capillary tubes 150 are installed on the outer circumferential surface of the outer cylindrical tube 120, and the plurality of capillary tubes 150 are spaced apart at regular intervals along the longitudinal direction of the outer cylindrical tube 120, and the outer cylindrical tube 120
  • the capillary tubes 150 and the discharge hole groups 115 of the inner cylindrical tube 110 are spaced apart from each other by being spaced apart from each other along the longitudinal direction of the outer cylindrical tube 120 and the inner cylindrical tube 110.
  • each of the discharge hole groups 115 is located at the center between the pair of capillary tubes 150 adjacent to each other, as shown in FIG. 4, from the discharge hole 113 of each discharge hole group 115.
  • the discharged refrigerant may be evenly distributed and transferred to each capillary 150 side.
  • Both ends of the outer cylindrical pipe 120 are adjacent to both end sides of the inner cylindrical pipe 110, respectively, and both ends of the outer cylindrical pipe 120 may be hermetically sealed by the sealing part 123.
  • the plurality of capillary tubes 150 are of different lengths, and each capillary tube 150 is individually connected to the branch tube 250 side of the output side header tube 200.
  • the length of the capillary tube 150 adjacent to the closing surface 112 of the inner cylindrical tube 110 is formed the longest, the length of the capillary tube 150 is shorter toward the inlet 111 side of the inner cylindrical tube 110 Accordingly, the length of the capillary tube 150 adjacent to the inlet 111 of the inner cylindrical tube 110 is shortest.
  • valve 151 in the middle of each capillary tube 150, the valve 151 can be installed separately, the valve can be used solenoid valve, each capillary 150 by the valve 151 By controlling the control rate of the refrigerant passing through each capillary 150 individually to be able to be uniformly distributed or conveyed through the plurality of capillary (150).
  • the refrigerant flows through the inlet 111 of the inner cylinder tube 110, the refrigerant impinges on the closing surface 112 side of the inner cylinder tube 110 and returns to discharge the discharge hole 113 of the inner cylinder tube 110.
  • the refrigerant introduced into the communication passage 130 is discharged through the capillary tube 150 of the outer cylindrical tube 120 do.
  • the discharge hole forms a hole in the circumference with triangles (A, B, C if divided into vertices), designates A as a vertex at the top of the circumference, and draws a waterline in the vertical direction.
  • a line close to the center of C) is installed to be piped as a center line of the capillary tube 150 to flow in an even distribution.
  • the flow rate of the refrigerant is relatively increased in the portion adjacent to the closing surface 112 side of the inner cylinder tube 110, while the flow rate of the refrigerant in the portion adjacent to the inlet 111 side of the inner cylinder tube 110 Relatively less.
  • the capillary tube 150 of the outer cylindrical tube 120 adjacent to the closing surface 112 of the inner cylindrical tube 110 is longer than the capillary tube 150 adjacent to the inlet tube 111 of the inner cylindrical tube 110.
  • the transfer speeds of the refrigerants distributed and supplied through the plurality of capillaries 150 become equal to each other, and thus the refrigerants distributed to the plurality of capillaries 150 may reach the head tube 130 side at the same time. Can be.
  • each discharge hole group 115 of the inner cylindrical tube 110 is adjacent to the capillary 150 side of the outer cylindrical tube 120, the discharge hole 113 and the outer cylindrical tube of each discharge hole group 115
  • the ejection and transfer of the coolant through the capillary tube 150 of 120 may be made very smoothly, and the coolant may be evenly distributed and transferred at a uniform speed to the branch pipe 125 side of the output header tube 120. Can be.
  • Refrigerant distributor is installed inside the refrigerating system, so if the gas supply of the refrigerating system is not smooth and the refrigerating system is not smooth, the compressor is overcooled and the freezing inside the refrigerating tank does not freeze evenly. It is to improve the temperature, and it is possible to control the temperature of the left / right line at the end of the gas pipe equally because of the smooth storage of cooling, to improve the inconvenience of disassembling and repairing all parts when repairing parts, and to reduce the use time in case of failure, By not installing a valve, there is an advantage that can prevent the increase of operation and management costs in advance,

Abstract

본 발명은 축냉조의 저온잠열PCM을 냉각시키는 냉각기의 냉매를 축냉조 내의 냉매순환라인 상에서 더욱 효과적으로 분배 내지 이송할 수 있는 축냉시스템의 냉매분배기에 관한 것이다. 본 발명은 저온잠열PCM이 저장된 축냉조 및 축냉조의 저온잠열PCM을 냉각시키는 냉각기를 가진 축냉시스템의 냉매분배기로서, 냉각기의 냉매순환라인에 연결되고, 일단에 냉매가 유입되는 유입구 및 타단에 폐쇄면을 가진 내측원통관; 및 상기 내측원통관의 외측에 반경방향으로 이격되어 배치되고, 외주면에 복수의 모세관이 설치된 외측원통관을 포함하고, 상기 외측원통관의 내경면과 내측원통관의 외경면 사이에는 냉매의 소통통로가 형성되며, 상기 내측원통관은 외주면에 복수의 토출공이 형성되고, 상기 내측원통관의 폐쇄면에 인접한 모세관의 길이가 가장 길게 형성되며, 상기 내측원통관의 유입구 측으로 갈수록 모세관들의 길이가 짧아져 상기 내측원통관의 유입구에 인접한 모세관의 길이가 가장 짧아지는 것을 특징으로 한다.

Description

축냉시스템의 냉매분배기
본 발명은 축냉시스템의 냉매분배기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 축냉조의 저온잠열PCM을 냉각시키는 냉각기의 냉매를 축냉조 내의 냉매순환라인 상에서 더욱 효과적으로 분배 내지 이송을 충분하게 수행할 수 있는 축냉시스템의 냉매분배기에 관한 것이다.
일반적으로, 축냉시스템은 상변환물질(Phase change material)인 저온잠열PCM을 축냉조 내에 저장한 후에 저온잠열PCM을 냉방사이클에 의해 냉각한 후에 필요한 수요처에 냉방부하를 공급하도록 구성된다.
이러한 축냉시스템은 내부에 밀폐된 냉동공간을 가지는 냉동차량의 적재함, 냉동컨테이너, 저온 저장고, 저온 쇼케이스, 냉동창고 등에 설치되어 냉동공간에 적재되는 냉동/냉장 식품을 저온상태로 유지하여 냉동/냉장이 효율적으로 공급되어 순환되도록 구성한 것이다.
특히, 축냉시스템은 심야시간대의 잉여전력을 이용하여 냉각기를 가동시켜 축냉조 내의 저온잠열PCM을 냉각시킨 후에 냉장/냉동탑차의 냉장공간, 냉동쇼케이스의 진열실 등에 냉방부하를 공급한다.
축냉시스템의 저온잠열PCM 내에는 냉각기의 냉매순환라인이 설치되고, 저온의 냉매가 냉매순환라인을 통해 순환하면서 저온잠열PCM을 냉각시킴으로써 저온잠열PCM은 축냉에너지를 축적저장한다.
한편, 냉매순환라인은 압축기, 팽창밸브, 냉매분배기, 복수의 모세관, 복수의 가지관을 가진 헤더관을 가지고, 복수의 모세관은 냉매분배기에서 분기되며, 각 모세관은 헤더관의 각 가지관 측에 개별적으로 접속된다.
이에, 압축기 및 팽창밸브를 통과한 저온의 냉매는 냉매분배기에 의해 복수의 모세관 및 복수의 가지관을 거친 후에 헤더관을 통해 순환하도록 구성된다.
하지만, 종래의 축냉시스템은 냉매분배기에서 분기되는 각 모세관의 길이가 서로 다르게 이루어짐에 따라 복수의 모세관을 통해 이송되는 냉매의 이송속도가 서로 다르게 이루어지고, 이로 인해 복수의 모세관을 통과하는 냉매의 분배 내지 이송공급이 원활하지 못한 단점이 있었다.
특히, 가장 짧은 모세관을 통과하는 냉매는 헤더관 측으로 먼저 도달하면 축냉조의 온도센서가 온도를 감지하여 팽창밸브의 개도를 제어하는 경우에 나머지 모세관 측으로 냉매가 균일하게 공급되지 못함에 따라, 냉매의 공급 내지 분배가 원활하지 못하여 축냉조의 저온잠열PCM 축냉작용이 효율적이지 못한 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 냉매분배기에서 분기된 복수의 모세관을 통과하는 냉매를 균일하게 분배 내지 이송할 수 있는 축냉시스템의 냉매분배기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한 축냉시스템의 내부에 냉매분배기를 설치함으로서 고장시 축냉시스템의 가스공급이 원활치 못하여 축냉이 원활치 못하여 압축기가 과냉각(過冷却))되어 축냉조 내부에 고르게 동결되지 않아 축냉조의 성능이 저하되는 단점이 있는 것을 개선하고, 냉매 및 브라인관 끝단부 좌/우라인의 온도를 동일하게 제어 가능하고, 부품수리시 전 부품을 해체하여 수리한 후 재설치하여야하는 불편을 개선하고, 고장시 이용시간 단축, 밸브 등의 부품비 증가로 운영관리비가 증가되는 것을 사전방지 할 수 있는 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
저온잠열PCM이 저장된 축냉조 및 축냉조의 저온잠열PCM을 냉각시키는 냉각기를 가진 축냉시스템의 냉매분배기에 있어서,
냉각기의 냉매순환라인에 연결되고, 일단에 냉매가 유입되는 유입구 및 타단에 폐쇄면을 가진 내측원통관; 및
상기 내측원통관의 외측에 반경방향으로 이격되어 배치되고, 외주면에 복수의 모세관이 설치된 외측원통관을 포함하고,
상기 외측원통관의 내경면과 내측원통관의 외경면 사이에는 냉매의 소통 통로가 형성되며,
상기 내측원통관은 외주면에 복수의 토출공이 형성되고, 상기 내측원통관의 폐쇄면에 인접한 모세관의 길이가 가장 길게 형성되며, 상기 내측원통관의 유입구 측으로 갈수록 모세관들의 길이가 짧아져 상기 내측원통관의 유입구에 인접한 모세관의 길이가 가장 짧아지는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 토출공은 상기 내측원통관의 원주면 상에서 원주방향으로 이격되게 배치되는 복수의 토출공 그룹으로 구성되고, 각 토출공 그룹은 2 이상의 토출공들이 원주방향으로 이격되어 형성되며, 상기 복수의 토출공 그룹은 상기 내측원통관의 길이방향을 따라 일정간격으로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 각 토출공 그룹의 토출공들은 3개로 구성되어 삼각형으로 배치된 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 모세관은 상기 외측원통관의 길이방향을 따라 일정간격으로 이격되게 설치되며, 상기 외측원통관의 모세관들과 상기 내측원통관의 토출공 그룹들은 서로 어긋나게 배치됨으로써 상기 외측원통관 및 내측원통관의 길이방향을 따라 서로 이격되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 각 토출공 그룹들은 서로 인접한 한 쌍의 모세관들 사이의 중앙부에 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 외측원통관의 양단부는 상기 내측 원통관의 양단부 측에 각각 인접하고, 상기 외측원통관의 양단부는 밀봉부에 의해 기밀하게 밀봉될 수 있다.
상기 냉각기는 냉매가 순환하는 냉매순환라인, 상기 축냉조의 외측에 설치된 압축기, 상기 압축기의 하류측에 배치된 팽창밸브로 이루어지고,
상기 냉매분배기는 상기 냉매순환라인의 도중에 설치되며, 상기 냉매순환라인은 상기 압축기 및 팽창밸브를 통과한 냉매를 공급하는 냉매공급라인, 상기 냉매분배기에서 분기된 복수의 모세관이 개별적으로 연결된 복수의 가지관을 가진 출력측 헤더관, 상기 출력측 헤더관으로부터 압축기 측으로 연결된 냉매회수라인으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 냉매분배기의 모세관들은 내측원통관의 폐쇄면에 인접한 모세관의 길이가 가장 길게 형성되고, 내측원통관의 유입구 측으로 갈수록 모세관들의 길이가 짧아지도록 구성됨에 따라 냉매분배기에서 분기된 복수의 모세관을 통과하는 냉매를 균일하게 분배 내지 이송할 수 있는 장점이 있다.
또한 축냉시스템의 내부에 냉매분배기를 설치함으로서 고장시 축냉시스템의 가스공급이 원활치 못하여 축냉이 원활치 못하여 압축기가 과냉각(過冷却))되어 축냉조 내부에 고르게 동결되지 않아 축냉조의 성능이 저하되는 단점이 있는 것을 개선하고, 냉매 및 브라인관 끝단부 좌/우라인의 온도를 동일하게 제어 가능하고, 부품수리시 전 부품을 해체하여 수리한 후 재설치하여야하는 불편을 개선하고, 고장시 이용시간 단축, 밸브 등의 부품비 증가로 운영관리비가 증가되는 것을 사전방지 할 수 있는 장점이 있다.
또한 축냉조의 동결시 가동시간을 대폭 단축으로 전력량을 절감하고, 압축기등의 연관장치의 수명을 연장하고, 냉매분배기가 축냉조 내부에서 외부로 전환되어 응급시 긴급하게 대응하여 식품의 안전성을 유지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 각 토출공 그룹의 토출공들이 3개로 구성되어 삼각형으로 배치된 구조로 이루어짐에 따라 냉매의 토출이 보다 원활하게 이루어지는 장점이 있다.
그리고, 본 발명은 각 토출공 그룹들이 서로 인접한 한 쌍의 모세관들 사이의 중앙부에 위치하고, 이에 각 토출공 그룹의 토출공으로부터 토출되는 냉매가 각 모세관 측으로 균등하게 분배 내지 이송될 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매분배기가 적용된 축냉시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매분배기를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매분기를 도시한 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매분배기를 도시한 측단면도이다.
도 5는 도 4의 A-A선을 따라 도시한 단면도이다.
도 6은 도 4의 변형실시예를 도시한 측단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다.
따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
축냉시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 저온잠열PCM이 저장된 축냉조(10), 축냉조(10) 내로 냉매를 순환시킴으로써 냉매에 의해 저온잠열PCM을 냉각하는 냉각기(20), 축냉조(10)의 축냉에너지와 열교환하는 브라인을 순환시키는 브라인순환유닛(30)으로 구성된다.
냉각기(20)의 냉매순환라인(21) 및 브라인순환유닛(30)의 브라인순환라인(31)은 축냉조(10) 내에 설치되고, 이에 냉매순환라인(21) 및 브라인순환라인(31)은 저온잠열PCM과 접촉한다.
냉각기(20)는 냉매가 순환하는 냉매순환라인(21), 축냉조(10)의 외측에 설치된 압축기(22), 압축기(22)의 하류측에 배치된 팽창밸브(23)로 이루어진다. 이에 냉각기(20)는 냉매가 냉매순환라인(21)을 통해 순환하면서 축냉조(10) 내의 저온잠열PCM과 열교환하여 저온잠열PCM을 냉각시킨다.
브라인 순환유닛(30)은 축냉조(10) 내에 설치된 내측 브라인냉각코일(31) 및 축냉조(10)의 외측에 배치된 외측 열교환기(32)를 포함한다.
브라인냉각코일(31)을 통해 순환하는 브라인은 저온잠열PCM과의 열교환을 통해 냉각되고, 이렇게 냉각된 브라인은 외측 열교환기(32) 측에서 공기를 냉각시키도록 구성된다.
냉매순환라인(21)은 압축기(22) 및 팽창밸브(23)를 통과한 냉매를 공급하는 냉매공급라인(101), 냉매공급라인(101)의 단부에 접속되어 냉매를 분배하는 냉매분배기(100), 냉매분배기(100)에서 분기된 복수의 모세관(150), 복수의 모세관(150)이 개별적으로 접속된 복수의 가지관(250)을 가진 출력측 헤더관(200), 출력측 헤더관(200)으로부터 압축기(22)측으로 연결된 냉매회수라인(103)으로 이루어진다.
냉매분배기(100), 복수의 모세관(150), 복수의 가지관(250), 출력측 헤더관(200) 등은 축냉조(10) 내에 배치된다.
냉매분배기(100)는 축냉조(10) 내에 설치되고, 내측원통관(110) 및 내측원통관(110)의 외주면에 배치되는 외측원통관(120)을 가진다.
내측원통관(110)의 일단에는 유입구(111)가 형성되고, 이 유입구(111)에는 냉매공급라인(101)이 기밀하게 접속되며, 내측원통관(110)의 타단에는 밀봉적으로 폐쇄된 폐쇄면(112)이 형성되어 있다.
내측원통관(110)의 외주면에는 복수의 토출공(113)이 형성되고, 복수의 토출공(113)은 내측원통관(110)의 원주면 상에서 원주방향으로 이격되게 배치되는 복수의 토출공 그룹(115)으로 구성된다. 각 토출공 그룹(115)은 2 이상의 토출공(113)들이 원주방향으로 이격되어 형성될 수 있고, 이에 2 이상의 토출공(113)들이 내측원통관(110)의 원주면 상에서 방사형 배치구조로 이루어질 수도 있다. 그리고, 복수의 토출공 그룹(115)들은 내측원통관(110)의 길이방향을 따라 일정간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 바람직하게는, 각 토출공 그룹(115)의 토출공(113)들은 도 5에 도시된 바와 같이 3개로 구성되어 삼각형으로 배치된 구조로 이루어짐에 따라 냉매의 토출이 보다 원활하게 이루어질 수도 있다.
외측원통관(120)은 내측원통관(110)의 외경방향으로 일정간격으로 이격되게 배치되고, 이에 외측원통관(120)의 내부와 내측원통관(110) 사이에는 냉매의 소통통로(130)가 형성된다. 외측원통관(120)의 외주면에는 복수의 모세관(150)이 설치되고, 복수의 모세관(150)은 외측원통관(120)의 길이방향을 따라 일정간격으로 이격되게 설치되며, 외측원통관(120)의 모세관(150)들과 내측원통관(110)의 토출공 그룹(115)들은 서로 어긋나게 배치됨으로써 외측원통관(120) 및 내측원통관(110)의 길이방향을 따라 서로 이격된다.
바람직하게는, 각 토출공 그룹(115)들은 도 4에 도시된 바와 같이 서로 인접한 한 쌍의 모세관(150)들 사이의 중앙부에 위치하고, 이에 각 토출공 그룹(115)의 토출공(113)으로부터 토출되는 냉매가 각 모세관(150) 측으로 균등하게 분배 및 이송될 수 있다.
외측원통관(120)의 양단부는 내측 원통관(110)의 양단부 측에 각각 인접하고, 외측원통관(120)의 양단부는 밀봉부(123)에 의해 기밀하게 밀봉될 수 있다.
복수의 모세관(150)은 서로 다른 길이로 이루어지고, 각 모세관(150)은 출력측 헤더관(200)의 가지관(250)측에 개별적으로 접속된다.
특히, 내측원통관(110)의 폐쇄면(112)에 인접한 모세관(150)의 길이가 가장 길게 형성되고, 내측원통관(110)의 유입구(111) 측으로 갈수록 모세관(150)들의 길이가 짧아짐에 따라 내측원통관(110)의 유입구(111)에 인접한 모세관(150)의 길이가 가장 짧아진다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 각 모세관(150)의 도중에는 개별적으로 밸브(151)가 설치될 수 있고, 상기 밸브는 전자밸브를 사용할 수 있으며, 상기 밸브(151)에 의해 각 모세관(150)을 통과하는 냉매의 이송속도를 각 모세관(150) 별로 개별적으로 제어 내지 조절함으로써 냉매가 복수의 모세관(150)을 통해 균일하게 분배 내지 이송되도록 할 수 있다.
이상과 같이 구성된 냉매분배기(100)의 냉매 분배작동을 아래와 같이 상세히 설명한다.
내측원통관(110)의 유입구(111)를 통해 냉매가 유입되면 냉매는 내측원통관(110)의 폐쇄면(112) 측에 부딪힌 후에 되돌아와 내측원통관(110)의 토출공(113)을 통해 외측원통관(120)과 내측원통관(110) 사이의 소통통로(130)측으로 유입되고, 이렇게 소통통로(130)측으로 유입된 냉매는 외측원통관(120)의 모세관(150)을 통해 토출된다. 상기 토출공은 원주에 삼각형(꼭지점으로 구분하면 A,B,C)으로 구멍을 형성하고, 원주의 상단에 꼭지점으로 A라고 지정하고 수직방향으로 수선을 그리면, 밑변 B,C 선분 사이(B△C)의 중앙에 맞닫는 선을 모세관(150)의 중심선으로 하여 배관되도록 설치하여 균등한 분배로 유동시킨다.
이때, 내측원통관(110)의 폐쇄면(112)측에 인접한 부분에서 냉매의 유량이 상대적으로 많아지고, 그에 반해 내측원통관(110)의 유입구(111) 측에 인접한 부분에서 냉매의 유량이 상대적으로 적어진다. 이에 내측원통관(110)의 폐쇄면(112)에 인접한 외측원통관(120)의 모세관(150)이 내측원통관(110)의 유입관(111)에 인접한 모세관(150) 보다 길이가 더 길게 구성됨에 따라 복수의 모세관(150)을 통해 분배되어 공급되는 냉매의 이송속도가 서로 동일한 상태가 되고, 이를 통해 복수의 모세관(150)으로 분배된 냉매들은 거의 동시에 헤드관(130)측에 도달할 수 있다.
특히, 내측원통관(110)의 각 토출공 그룹(115)이 외측원통관(120)의 모세관(150) 측에 인접함에 따라 각 토출공 그룹(115)의 토출공(113)과 외측원통관(120)의 모세관(150)을 통한 냉매의 분출 및 이송이 매우 원활하게 이루어질 수 있고, 이에 냉매가 균등하게 분배되어 출력측 헤더관(120)의 가지관(125) 측에 균일한 속도로 이송될 수 있다.
냉매분배기는 축냉시스템의 내부에 설치함으로서 고장시 축냉시스템의 가스공급이 원활치 못하여 축냉이 원활치 못하여 압축기가 과냉각(過冷却))되어 축냉조 내부에서 고르게 동결되지 않아 축냉조의 성능이 저하되는 단점을 개선하기 위한 것이며, 축냉이 원활하여 가스관 끝단부 좌/우라인의 온도를 동일하게 제어 가능하고, 부품수리시 전 부품을 해체하여 수리한 후 재설치하여야 하는 불편을 개선하고, 고장시 이용시간 단축, 밸브를 설치하지 않음으로서 운영관리비 증가를 사전방지 할 수 있는 장점이 있으며,
또한 축냉조의 동결시 가동시간을 대폭 단축으로 전력량을 절감하고, 압축기등의 연관장치의 수명을 연장하고, 응급시 긴급하게 대응하여 식품의 안전성을 유지할 수 있는 장점도 있다.
이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.

Claims (7)

  1. 저온잠열PCM이 저장된 축냉조 및 축냉조의 저온잠열PCM을 냉각시키는 냉각기를 가진 축냉시스템의 냉매분배기에 있어서,
    냉각기의 냉매순환라인에 연결되고, 일단에 냉매가 유입되는 유입구 및 타단에 폐쇄면을 가진 내측원통관; 및
    상기 내측원통관의 외측에 반경방향으로 이격되어 배치되고, 외주면에 복수의 모세관이 설치된 외측원통관을 포함하고,
    상기 외측원통관의 내경면과 내측원통관의 외경면 사이에는 냉매의 소통통로가 형성되며,
    상기 내측원통관은 외주면에 복수의 토출공이 형성되고, 상기 내측원통관의 폐쇄면에 인접한 모세관의 길이가 가장 길게 형성되며, 상기 내측원통관의 유입구 측으로 갈수록 모세관들의 길이가 짧아져 상기 내측원통관의 유입구에 인접한 모세관의 길이가 가장 짧아지는 것을 특징으로 하는 축냉시스템의 냉매분배기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 토출공은 상기 내측원통관의 원주면 상에서 원주방향으로 이격되게 배치되는 복수의 토출공 그룹으로 구성되고, 각 토출공 그룹은 2 이상의 토출공들이 원주방향으로 이격되어 형성되며, 상기 복수의 토출공 그룹은 상기 내측원통관의 길이방향을 따라 일정간격으로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 축냉시스템의 냉매분배기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 각 토출공 그룹의 토출공들은 3개로 구성되어 삼각형으로 배치된 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 축냉시스템의 냉매분배기.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 모세관은 상기 외측원통관의 길이방향을 따라 일정간격으로 이격되게 설치되며, 상기 외측원통관의 모세관들과 상기 내측원통관의 토출공 그룹들은 서로 어긋나게 배치됨으로써 상기 외측원통관 및 내측원통관의 길이방향을 따라 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 축냉시스템의 냉매분배기.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 각 토출공 그룹들은 서로 인접한 한 쌍의 모세관들 사이의 중앙부에 위치하는 것을 특징으로 하는 축냉시스템의 냉매분배기.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 외측원통관의 양단부는 상기 내측 원통관의 양단부 측에 각각 인접하고, 상기 외측원통관의 양단부는 밀봉부에 의해 기밀하게 밀봉되는 것을 특징으로 하는 축냉시스템의 냉매분배기.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각기는 냉매가 순환하는 냉매순환라인, 상기 축냉조의 외측에 설치된 압축기, 상기 압축기의 하류측에 배치된 팽창밸브로 이루어지고,
    상기 냉매분배기는 상기 냉매순환라인의 도중에 설치되며, 상기 냉매순환라인은 상기 압축기 및 팽창밸브를 통과한 냉매를 공급하는 냉매공급라인, 상기 냉매분배기에서 분기된 복수의 모세관이 개별적으로 연결된 복수의 가지관을 가진 출력측 헤더관, 상기 출력측 헤더관으로부터 압축기 측으로 연결된 냉매회수라인으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 축냉시스템의 냉매분배기.
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