WO2019212106A1 - 임펠러가 구비된 냉매 교반장치 - Google Patents

임펠러가 구비된 냉매 교반장치 Download PDF

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WO2019212106A1
WO2019212106A1 PCT/KR2018/010889 KR2018010889W WO2019212106A1 WO 2019212106 A1 WO2019212106 A1 WO 2019212106A1 KR 2018010889 W KR2018010889 W KR 2018010889W WO 2019212106 A1 WO2019212106 A1 WO 2019212106A1
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refrigerant
stirring
impeller
pipe
stirred
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PCT/KR2018/010889
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이광우
김재근
조경근
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주식회사 신화기술
주식회사 우성초음파
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40—Fluid line arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/113—Propeller-shaped stirrers for producing an axial flow, e.g. shaped like a ship or aircraft propeller
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
    • B01F31/80—Mixing by means of high-frequency vibrations above one kHz, e.g. ultrasonic vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/50—Mixing receptacles
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/05—Cost reduction

Definitions

  • the present invention relates to a refrigerant agitator having an impeller, and more particularly, a refrigerant agitator having an impeller that improves the efficiency of a cooling and heating system for a heat pump by agitating the refrigerant circulated in a heating and cooling system for a heat pump with fine particles. It is about.
  • the heat pump is used to move heat from a low temperature to a high temperature by applying work to a refrigerant circulating along a pipe.
  • the heat pump can be used as a heater or a water heater.
  • the process of absorbing heat can be used as a cooler or a freezer.
  • the system of such a heat pump consists of a configuration including an evaporator, a compressor, a condenser and an expander, as shown in FIG. 1, and the refrigerant may be repeatedly circulated through the components.
  • the refrigerant moves to the evaporator and meets various heat sources such as waste water heat to become a gas and absorbs the heat source, and the vaporized low temperature low pressure refrigerant is transferred to the condenser at a high temperature and high pressure in the compressor.
  • the heat from the condenser is removed from the condenser to take heat from the refrigerant to liquefy the refrigerant into a liquid of high temperature and high pressure, and expand the refrigerant in the expander to reduce the pressure and temperature to circulate the liquid back to the evaporator in the state of low temperature and low pressure. Can be operated.
  • the evaporator is a heat exchanger, and recovers a heat source that is discarded, and when sludge is introduced and accumulated, efficiency decreases gradually, thereby causing a failure of the system of the heat pump.
  • Compressor is a compressor used to compress the low temperature low pressure refrigerant vaporized in the evaporator to high temperature and high pressure.
  • the condenser is a condenser that cools the refrigerant compressed by the high temperature and high pressure in the compressor to liquefy into a liquid of high temperature and high pressure.
  • the expander may expand the refrigerant, which is a liquid of high temperature and high pressure, to reduce the pressure and temperature, and then maintain the saturated liquid state at low temperature and low pressure.
  • Korean Patent No. 10-1128389 which is a system of a conventional heat pump, shows that the refrigerant, which is partly contained in the refrigerant, is not finely distributed as the refrigerant, which is a fluid repeatedly circulated through the components, is repeatedly distributed.
  • the viscosity of the entire refrigerant is increased by solidification.
  • the frictional resistance and the flow resistance in the pipe also increase, which is pointed out as a factor that greatly increases the power consumption during operation of the heat pump system.
  • the present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a refrigerant agitator equipped with an impeller that can stir the refrigerant circulated in the heating and cooling system for heat pump with no power or low power.
  • an object of the present invention is to provide a refrigerant agitator equipped with an impeller to improve the efficiency of the heat pump cooling and heating system by reducing the power consumption during operation of the heat pump heating and cooling system.
  • the refrigerant stirring device with an impeller is configured in a cooling system in which the refrigerant is circulated through the pipeline, as a container installed on the pipeline, A stirring tank through which inlet pipes for inflow of refrigerant and outlet pipes for outflow of the refrigerant pass through the side portions facing each other; A first stirring part coupled to the side surface of the inlet pipe, the inlet pipe penetrating therethrough, and having a first impeller first stirring the refrigerant while rotating by the pressure of the refrigerant flowing along the inlet pipe; And an outlet pipe is coupled to the side surface through which the inlet pipe extends in a direction opposite to the inflow direction of the coolant, and is rotated by the pressure of the first stirred coolant flowing along the induction pipe. It includes; a second stirring portion provided with a second impeller for secondary stirring the refrigerant.
  • the stirring tank may include an intermediate grid extending from the side portion through which the inlet pipe penetrates and extending in the inflow direction of the refrigerant to partition a portion of the interior into first and second spaces.
  • the stirring tank overlaps the induction pipe in a direction in which the intermediate lattice crosses the inflow direction of the refrigerant.
  • the intermediate lattice, the second width, which is the width between one side of the intermediate grid and the other side of the induction pipe is smaller than the first width, which is the width between the one side of the stirring tank and the other side of the intermediate grid of the side portion through which the inlet pipe is penetrated. Extending from a point.
  • the intermediate lattice is extended to 1/2 or less of the length of one side of the stirring tank.
  • the refrigerant stirring device equipped with an impeller according to the first embodiment of the present invention is provided in the side portion through which the outflow pipe, the ultrasonic wave by oscillating the inside of the stirring tank in a direction opposite to the direction in which the refrigerant flows Ultrasonic vibrator for stirring the first stirred refrigerant in the vibration of; may further include.
  • the refrigerant stirring device equipped with an impeller according to the second embodiment of the present invention which is configured in a cooling and heating system in which the refrigerant is circulated through the pipeline, as a container installed on the pipeline, An agitating tank through which an inlet pipe and an outlet pipe for inflow and outflow of the refrigerant pass through the side portions facing each other, respectively, and having first and second partition walls partitioning the interior into first, second and third spaces; It is provided in the first space, the inlet pipe is penetrated, the first stirring the refrigerant while rotating by the pressure of the refrigerant flowing along the inlet pipe, the first impeller for flowing the first stirred refrigerant to the second space is provided A first stirring unit; And a third space, wherein the first stirred refrigerant flowing into the second space is flowed into the third space, and the second stirred refrigerant is secondly stirred while being rotated by the pressure of the first stirred refrigerant. And a
  • the refrigerant stirring device equipped with an impeller according to the second embodiment of the present invention agitates the refrigerant in a forward flow when the cooling of the air conditioning system, and agitating the refrigerant in a reverse flow of the forward direction when heating.
  • the refrigerant stirring device equipped with an impeller when the cooling and heating system is cooling, the refrigerant is stirred in a forward flow of the first stirring section, the second stirring section in order, and the cooling and heating system In the case of this heating, a refrigerant
  • coolant is stirred by the reverse flow of a 2nd stirring part and a 1st stirring part in the forward direction.
  • the refrigerant agitator equipped with an impeller according to the second embodiment of the present invention is provided on one side or the other side of the stirring tank orthogonal to the side portion through which the inlet pipe passes, and the first and the second in the second space.
  • Ultrasonic vibrator for oscillating the ultrasonic wave in the direction in which the second partition is formed to agitate the first stirred refrigerant by the vibration of the ultrasonic wave.
  • the refrigerant circulated in the heating and cooling system for a heat pump can be stirred with no power or low power.
  • the power consumption can be reduced during operation of the heat pump air conditioning system, thereby improving the efficiency of the heat pump air conditioning system.
  • the life of the conduit of the heat pump heating and cooling system can be extended, it is possible to reduce the power loss of the heat pump heating and cooling system.
  • FIG. 1 is a view showing for explaining the configuration and operation principle of a conventional heating and cooling system for a heat pump.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a heating and cooling system for a heat pump including a refrigerant stirring device equipped with an impeller of the present invention.
  • Figure 3a is a view showing the detailed components of the refrigerant stirring device equipped with an impeller according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 3b is a view showing the refrigerant flow direction of the refrigerant stirring device equipped with an impeller according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 4a is a view showing a refrigerant stirring device equipped with an impeller according to the first embodiment of the present invention, the intermediate lattice is added.
  • Figure 4b is a view showing the flow direction of the refrigerant of the refrigerant stirring device equipped with an impeller according to the first embodiment of the present invention, the intermediate lattice is added.
  • 4C is a view showing the installation point of the intermediate lattice and the horizontal length of the intermediate lattice.
  • 4D is a view showing an overlap area between the intermediate lattice and the second guide pipe.
  • FIG. 5 is a view showing a refrigerant stirring device equipped with an impeller according to a first embodiment of the present invention in which an ultrasonic vibrator is added.
  • Figure 6a is a view showing the refrigerant flow direction when the detailed components of the refrigerant agitator equipped with an impeller according to the second embodiment of the present invention and the cooling and heating system for the heat pump is cooling.
  • 6B is a view showing a refrigerant flow direction when the heating and cooling system for a heat pump is heating.
  • FIG. 7 is a view showing a refrigerant stirring device equipped with an impeller according to a second embodiment of the present invention in which an ultrasonic vibrator is added.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the refrigerant stirring sequence of the refrigerant stirring device equipped with an impeller of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a heating and cooling system for a heat pump including a refrigerant stirring device equipped with an impeller of the present invention.
  • the heating and cooling system for a heat pump includes an evaporator 1, a compressor 2, a condenser 3, a refrigerant stirring device 10 and 20 with an impeller according to the first and second embodiments, and an expander. It consists of a structure containing (4).
  • the heating and cooling system for a heat pump is classified into a cooling system for a heat pump or a heating system for a heat pump in which a refrigerant flows in one direction, and a heating and cooling system for a heat pump capable of flowing a refrigerant in a forward or reverse direction.
  • the refrigerant flowing in the heating and cooling system for the heat pump is a refrigerant
  • the refrigerant oil which is a lubricating oil used in the compressor 2
  • the stirring of the refrigerant stirring apparatuses 10 and 20 according to the first and second embodiments below may refer to a refrigerant or a fluid in which a refrigerant and a refrigerant oil are mixed.
  • Figure 3a is a view showing the detailed components of the refrigerant stirring device equipped with an impeller according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 3b is a view showing the flow direction of the refrigerant of the refrigerant stirring device equipped with an impeller according to the first embodiment of the present invention.
  • 4A is a view illustrating a refrigerant stirring device having an impeller according to a first embodiment of the present invention, in which an intermediate lattice is added.
  • Figure 4b is a view showing the flow direction of the refrigerant of the refrigerant stirring device equipped with an impeller according to the first embodiment of the present invention, the intermediate lattice is added.
  • 4C is a view showing the installation point of the intermediate lattice and the horizontal length of the intermediate lattice.
  • 4D is a view showing an overlap region between the intermediate lattice and the second guide pipe.
  • Figure 5 is a view showing a refrigerant stirring device equipped with an impeller according to the first embodiment of the present invention in which the ultrasonic vibrator is added.
  • the refrigerant stirring device 10 is configured in a system dedicated to cooling among heating and cooling systems for heat pumps including an evaporator 1, a compressor 2, a condenser 3, and an expander 4. Furthermore, the refrigerant stirring device 10 is provided to agitate the refrigerant flowing in one direction according to cooling in the heat pump cooling system.
  • the refrigerant stirring device 10 may include a stirring tank 100 for inflow, flow, and outflow of a refrigerant, and a first stirring unit for agitating a refrigerant (a refrigerant including a refrigerant oil) with fine particles ( 200 and the second stirring unit 300 is provided.
  • Stirring tank 100 is provided with a flow tank 110, inlet pipe 120, outlet pipe 130 for the inflow, flow, outflow of the refrigerant.
  • the stirring tank 100 is installed on the conduit of the cooling system for the heat pump, it can be installed in a horizontal arrangement or vertical arrangement or connected in a direction opposite to each other, as well as cooling the heat pump through this
  • the inflow and outflow of the refrigerant is performed by using the pressure force generated during the operation of the system.
  • the flow tank 110 is a container installed on a pipeline of a heating and cooling system for a heat pump, and has a space in which a refrigerant flows.
  • the flow tank 110 is shown as a container having a rectangular cross section in the drawing, it may also be installed as a container of a circular cross section. In addition, it may be installed as a container having a cross section of another shape except for the rectangular cross section and the circular cross section.
  • the inflow pipe 120 penetrates the side surface of the flow tank 110 to allow the refrigerant flowing along the pipeline of the cooling system for the heat pump to flow into the flow tank 110.
  • the inflow pipe 120 is provided with at least one material of steel pipe, copper pipe, stainless steel pipe.
  • the outlet pipe 130 passes through the side portion of the flow tank 110 opposite to the side portion of the flow tank 110 through which the inflow pipe 110 passes, whereby the refrigerant flowing in the flow tank 110 flows through the flow tank ( 110) to the outside.
  • the outside of the flow tank 110 may mean a pipe of the cooling system for the heat pump or a separate pipe for discharging the refrigerant.
  • the outlet pipe 130 is provided with at least one material of a steel pipe, a copper pipe, a stainless steel pipe similarly to the inflow pipe 120.
  • the stirring tank 100 is a flow portion (not shown) for preventing the dead zone from occurring in the first space (S1) of at least one of the one side, the other side and the side of the flow tank 110 May be further provided at the point.
  • the flow unit (not shown) may be operated by the pressure of the refrigerant or through the power supplied from an external battery (not shown) to allow the flow of the refrigerant in the flow tank 110.
  • the first stirring unit 200 may include a first impeller 210 for first stirring of the refrigerant flowing along the inlet pipe 120 and a first stirred refrigerant for introducing the first stirred refrigerant into the flow tank 110.
  • 1 induction pipe 220 is provided.
  • the first impeller 210 is coupled with the side portion of the flow tank 110 is provided with the inlet pipe 120, the inlet pipe 120 is to pass through the side part. Through this, the refrigerant flows along the inlet pipe 120 and flows into the first impeller 210.
  • the first impeller 210 is a non-powered, the primary stirring of the refrigerant while being rotated by the pressure of the refrigerant.
  • the first impeller 210 may rotate through the power supplied from an external battery (not shown) to stir the refrigerant first.
  • the first induction pipe 220 penetrates the side surface of the first impeller 210 facing the side surface of the first impeller 210 through which the inlet pipe 120 passes, and extends toward the inside of the flow tank 110. do. Through this, the first stirred refrigerant flows into the flow tank 110 along the first induction pipe 220.
  • the second agitator 300 may include a second impeller 310 for secondary stirring of the first stirred refrigerant and a second induction pipe 320 for guiding the first stirred refrigerant to the second impeller 310. ) Is prepared.
  • the second impeller 310 is coupled to the side portion of the flow tank 110 is provided with the outlet pipe 130, the outlet pipe 130 is to pass through the side portion. Through this, the second stirred refrigerant flows along the outflow pipe 130 and flows out of the flow tank 110.
  • the second impeller 310 is a non-powered, the second stirring the refrigerant while being rotated by the pressure of the first stirred refrigerant.
  • the second impeller 310 may rotate through the power supplied from an external battery (not shown) while stirring the refrigerant secondly.
  • the second induction pipe 320 penetrates the side surface of the second impeller 310 facing the side surface of the second impeller 310 through which the outlet pipe 130 passes, and extends toward the inside of the flow tank 110. do. Through this, the first stirred refrigerant flowing in the flow tank 110 flows into the first impeller 310 along the second induction pipe 320.
  • the refrigerant agitator 10 has a remote control to the inlet pipe 120, the outlet pipe 130, the first induction pipe 220, and the second induction pipe 320, respectively, in order to control the flow of the refrigerant.
  • Possible open / close valves may be provided.
  • the refrigerant stirring device 10 may further include an intermediate grid 140 for partitioning a part of the inside of the flow tank 110.
  • the refrigerant may flow in a partitioned manner.
  • the inside of the flow tank 110 may be partitioned into the first space (S1) and the second space (S2) by the intermediate grid 140.
  • the intermediate grid 140 is a width between one side of the flow tank 110 and the other side of the intermediate grid 140 among the side portions of the flow tank 110 in which the inflow pipe 120 is provided.
  • the second width a between the one side portion of the intermediate grid 140 and the other side portion of the second guide pipe 420 may be provided at a point smaller than the first width a.
  • the intermediate grid 140 has a width between the end of the intermediate grid 140 and the second impeller 410 is smaller than the first width (a), in order to make the flow rate of the refrigerant faster, the second width (b) It may be provided at a point having a larger width than).
  • the intermediate grid 140 may extend along the inflow direction of the coolant from the side portion of the flow tank 110 through which the inlet pipe 120 passes. At this time, the intermediate lattice 140 may be extended by a length (c) of less than 1/2 of the length of one side of the flow tank (110).
  • the intermediate grid 140 may extend to overlap the second induction pipe 420 and the overlap region d in a direction crossing the inflow direction of the refrigerant. At this time, the intermediate grid 140 may increase the time that the first stirred refrigerant flows inside the flow tank 110 through the overlap with the second induction pipe 420.
  • the refrigerant stirring device 10 includes an ultrasonic vibrator 400 for stirring the first stirred refrigerant by ultrasonic waves before the first stirred refrigerant is secondly stirred. It can be arranged further. Through this, the first stirred refrigerant in the first impeller 210 may be further stirred before the second stirring in the second impeller 310.
  • the ultrasonic vibrator 400 may be provided on the side portion of the flow tank 110 through which the outlet pipe 130 passes in order to oscillate the ultrasonic wave toward the inside of the flow tank 110.
  • the ultrasonic vibrator 400 is one side of the flow tank 110 that does not overlap the intermediate grid 140 in the direction crossing the side portion of the flow tank 110, the inflow direction of the refrigerant flows through the inlet pipe 130 It may be provided on the side or the other side.
  • the ultrasonic vibrator 400 may be designed to change the oscillation angle of the ultrasonic wave for stirring the primary stirred refrigerant.
  • the refrigerant stirring device 10 is further provided with an ultrasonic vibrator 400 is shown as an intermediate lattice 140 on the drawing, the intermediate lattice 140 may not be configured.
  • the above-described refrigerant stirring device 10 includes a refrigerant stirring device 10 including a stirring tank 100 consisting only of a flow tank 110, an inlet pipe 120, and an outlet pipe 130, and including a middle lattice
  • the refrigerant stirrer 10, which is additionally configured 140, and the intermediate lattice 140, the refrigerant stirrer 10 and the intermediate lattice 140, which are not included in the ultrasonic vibrator 400, are additionally configured, and the ultrasonic vibrator 400 is included. It may be designed as at least one refrigerant stirring device 10 of the refrigerant stirring device 10 is further configured.
  • Figure 6a is a view showing the refrigerant flow direction when the detailed components of the refrigerant agitator equipped with an impeller according to the second embodiment of the present invention and the cooling and heating system for the heat pump is cooling.
  • 6B is a view showing a refrigerant flow direction when the heating and cooling system for a heat pump is heating.
  • Figure 7 is a view showing a refrigerant stirring device equipped with an impeller according to a second embodiment of the present invention in which the ultrasonic vibrator is added.
  • a refrigerant agitator 20 (hereinafter, referred to as a 'coolant agitator') having an impeller according to a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 7.
  • the refrigerant stirring device 20 includes an evaporator 1, a compressor 2, a condenser 3, and an expander 4 in the same manner as the refrigerant stirring device 10 described above through the first embodiment. It consists of, the stirring tank 100, the first stirring unit 200 and the second stirring unit 300 is provided. However, unlike the refrigerant stirrer 10, the refrigerant stirrer 20 is configured in a heating and cooling system for a heat pump that agitates the refrigerant in a reverse flow of a forward flow and a forward flow according to cooling and heating.
  • the stirring tank 100 of the refrigerant stirring device 20 is provided with a flow tank 110, an inlet pipe 120, and an outlet pipe 130 in the same manner as the stirring tank 100 of the refrigerant stirring device 10.
  • the stirring tank 100 of the refrigerant stirring apparatus 20 has a first space S1 and a second space S2 inside the flow tank 110. ), The first partition wall 150 and the second partition wall 160 partitioned into the third space S3 are further provided.
  • the first stirring unit 200 of the refrigerant stirring device 20 is provided with a first impeller 210 and a first induction pipe 220 in the same manner as the first stirring unit 200 of the refrigerant stirring device 10.
  • the first stirring unit 200 of the refrigerant stirring apparatus 20 is divided into the first space S1 by the first partition wall 150.
  • the first induction pipe 220 penetrates through the first partition wall 150 according to cooling and heating so that the first stirred refrigerant flows from the first impeller 210 into the second space S2 or is first stirred.
  • the refrigerant is introduced into the first impeller 210.
  • the second stirring unit 300 of the refrigerant stirring device 20 is provided with a second impeller 310 and a second induction pipe 320 in the same manner as the second stirring unit 300 of the refrigerant stirring device 10.
  • the second stirring unit 300 of the refrigerant stirring apparatus 20 is divided into the third space S3 by the second partition wall 160.
  • the second induction pipe 320 allows the first stirred refrigerant flowing through the second partition 160 to flow in the second space S2 into the second impeller 310 according to cooling and heating.
  • the first stirred refrigerant in the impeller 320 is introduced into the second space S2.
  • the refrigerant stirring device 20 is located at a point where the ultrasonic vibrator 400 for stirring the refrigerant flowing in the second space S2 is adjacent to the second space S2 of one side or the other side of the flow tank 110. It can be arranged further.
  • the ultrasonic vibrator 400 in order to agitate the refrigerant flowing in each of the first space (S1) and the third space (S3), as well as the second space (S2), one side of the flow tank 110 or the other
  • the side portion may be provided at a point adjacent to the first space S1 or the third space S3 and the side surface of the flow tank 110.
  • the ultrasonic vibrator 400 may be designed to change the oscillation angle of the ultrasonic wave for stirring the primary stirred refrigerant.
  • the ultrasonic vibrator 400 is shown to stir the refrigerant flowing in the forward direction in the drawing, it will be preferable to also stir the refrigerant flowing in the reverse direction of the forward direction.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the refrigerant stirring sequence of the refrigerant stirring device equipped with an impeller of the present invention.
  • the refrigerant stirrers 10 and 20 allow the refrigerant circulated along the evaporator 1, the compressor 2, the condenser 3, and the expander 4 to be introduced into the stirring tank 100 (S100). ).
  • the refrigerant stirring device 10 and the refrigerant stirring device 20 in the case of cooling the refrigerant flows along the inlet pipe 120 is introduced into the flow tank 110.
  • the refrigerant flows along the outlet pipe 130 is introduced into the flow tank 110.
  • the coolant stirring device 10 or 20 first stirs the coolant (S200). At this time, the refrigerant agitator 10 and the refrigerant agitator 20 in the case of cooling, the first impeller 210 is to stir the refrigerant first. On the other hand, in the case of heating, the refrigerant stirring device 20 causes the second impeller 310 to stir the refrigerant first. Meanwhile, the first impeller 210 and the second impeller 310 induce atomization of the refrigerant through primary agitation and lower the overall viscosity of the refrigerant.
  • the coolant agitator 10 or 20 stirs the coolant that is first stirred and flows (S300).
  • the second impeller 310 stirs the refrigerant secondary.
  • the refrigerant stirring device 20 causes the first impeller 210 to stir the refrigerant for the second time.
  • the first impeller 210 and the second impeller 310 further induces atomization of the refrigerant more than the first stirring through the second agitation, and lowers the overall viscosity of the refrigerant.
  • the second stirring process of the refrigerant is an ultrasonic vibrator ( It may mean a stirring process through the ultrasonic wave of 400).
  • the atomization of the two refrigerants may be induced more than the stirring process through the first impeller 210 and the second impeller 310, and the overall viscosity of the refrigerant may be further lowered.
  • the second stirring process of the refrigerant is a stirring process through the ultrasonic wave of the ultrasonic vibrator 400, the first impeller 210 or the second impeller 310
  • the second process of stirring the refrigerant is a third of the refrigerant It would be desirable to look at the tea stirring process.
  • a process of stirring the refrigerant through the first impeller 210 or the second impeller 310 may be a second stirring process of the refrigerant.
  • the coolant stirring device 10 or 20 flows the coolant out of the flow tank 110 (S400). At this time, the coolant stirring device 10 and the coolant stirring device 20 in the case of cooling outflow the coolant to the outside of the flow tank 110 through the outlet pipe 130. On the other hand, the refrigerant stirring device 20 in the case of heating flows out the refrigerant to the outside of the flow tank 110 through the inlet pipe 120.
  • the secondary stirring process of the refrigerant stirring device (10, 20) is a stirring process through the ultrasonic wave of the ultrasonic vibrator 400, the refrigerant is the third through the first impeller 210 or the second impeller (310) After the stirring process may flow out of the flow tank 110.

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Abstract

본 발명은 임펠러가 구비된 냉매 교반장치에 관한 것으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러가 구비된 냉매 교반장치는, 관로 상에 설치되는 용기로서, 서로 대향하는 측면부에 냉매의 유입을 위한 유입배관과 냉매의 유출을 위한 유출배관이 각각 관통되는 교반탱크; 유입배관이 관통된 측면부에 결합되되, 유입배관이 관통되고, 유입배관을 따라 유입되는 냉매의 압력에 의해 회전되면서 냉매를 1차 교반하는 제1 임펠러가 마련된 제1 교반부; 및 유출배관이 관통된 측면부에 결합되되, 냉매의 유입방향과 대향되는 방향으로 연장형성되는 유도배관이 마련되고, 유도배관을 따라 유입되는 1차 교반된 냉매의 압력에 의해 회전되면서 1차 교반된 냉매를 2차 교반하는 제2 임펠러가 마련된 제2 교반부;를 포함한다.

Description

임펠러가 구비된 냉매 교반장치
본 발명은 임펠러가 구비된 냉매 교반장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 히트펌프용 냉난방 시스템에서 순환 처리되는 냉매를 미립자로 교반하여 히트펌프용 냉난방 시스템의 효율을 향상시키는 임펠러가 구비된 냉매 교반장치에 관한 것이다.
일반적으로 히트펌프는 관로를 따라 순환하는 냉매에 일을 가하여 온도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 열을 이동시키기 위한 것으로서, 냉매로부터 열이 방출되는 과정을 이용하면 난방기나 온수기로 이용할 수 있고, 냉매가 열을 흡수하는 과정을 이용하면 냉방기나 냉동기 등으로 이용할 수 있다.
이러한 히트펌프의 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창기를 포함하는 구성으로 이루어지고, 냉매는 구성요소들을 경유하여 반복 순환될 수 있다.
구체적으로, 히트펌프의 시스템은 냉매가 증발기로 이동하면서 폐수열 등의 각종 열원과 만나 기체가 되면서 열원을 흡수하게 되고, 기화된 저온저압의 냉매는 압축기에서 고온고압의 상태가 되어 응축기로 전달된다. 응축기에서 냉수 등과의 열교환을 통해 냉매가 가진 열을 빼앗아 냉매를 고온고압의 액체로 액화시키고, 팽창기에서 냉매를 팽창하여 압력 및 온도를 감소시켜 저온저압의 액체인 상태로 다시 증발기로 순환 처리하는 방식으로 작동될 수 있다.
여기서, 증발기는 열교환기로서, 버려지는 열원을 회수하게 되며, 슬러지가 유입되어 쌓이게 되면 효율이 점점 떨어지게 되어 히트펌프의 시스템의 고장을 일으킬 수 있다. 압축기는 콤프레셔로서 증발기에서 기화된 저온저압의 냉매를 고온고압으로 압축하는데 쓰인다. 응축기는 콘덴서로서 압축기에서 고온고압으로 압축된 냉매를 차갑게 냉각시켜 고온고압의 액체로 액화시킨다. 팽창기는 고온고압의 액체인 냉매를 팽창시켜 압력 및 온도를 감소시킨후 저온 저압의 포화된 액체 상태로 유지할 수 있다.
하지만, 종래의 히트펌프의 시스템인 대한민국 등록특허 제10-1128389호는 구성요소를 경유하여 반복 순환되는 유체인 냉매가 반복 순환을 수행함에 따라 냉매에 일부 포함된 냉동유가 미세하게 분포되지 못하고 결집 및 응고되어 냉매 전체의 점도가 증가되는 문제점이 있었다. 또한, 냉매의 점도가 증가됨으로써 관로 내 마찰저항 및 유동저항 또한 커지게 되어 히트펌프 시스템의 작동시 소비전력을 크게 증가시키는 요인으로 지적되고 있어, 이에 대한 개선이 요구되는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 히트펌프용 냉난방 시스템에서 순환 처리되는 냉매를 무전력 또는 저전력으로 교반할 수 있는 임펠러가 구비된 냉매 교반장치를 제공하는데 목적이 있다.
그리고 본 발명은 히트펌프용 냉난방 시스템의 작동시 소비전력이 감소되도록 하여 히트펌프용 냉난방 시스템의 효율을 향상시킬 수 있는 임펠러가 구비된 냉매 교반장치를 제공하는데 목적이 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러가 구비된 냉매 교반장치는, 냉매가 관로를 통해 순환되는 냉방 시스템에 구성되는 것으로, 관로 상에 설치되는 용기로서, 서로 대향하는 측면부에 냉매의 유입을 위한 유입배관과 냉매의 유출을 위한 유출배관이 각각 관통되는 교반탱크; 유입배관이 관통된 측면부에 결합되되, 유입배관이 관통되고, 유입배관을 따라 유입되는 냉매의 압력에 의해 회전되면서 냉매를 1차 교반하는 제1 임펠러가 마련된 제1 교반부; 및 유출배관이 관통된 측면부에 결합되되, 냉매의 유입방향과 대향되는 방향으로 연장형성되는 유도배관이 마련되고, 유도배관을 따라 유입되는 1차 교반된 냉매의 압력에 의해 회전되면서 1차 교반된 냉매를 2차 교반하는 제2 임펠러가 마련된 제2 교반부;를 포함한다.
그리고 교반탱크는, 유입배관이 관통된 측면부로부터 냉매의 유입방향으로 연장형성되어 내부의 일부를 제1, 제2 공간으로 구획시키는 중간격자;를 포함한다.
여기서, 교반탱크는, 중간격자가 냉매의 유입 방향을 교차하는 방향으로 유도배관과 오버랩된다.
한편, 중간격자는, 유입배관이 관통된 측면부 중 교반탱크의 일측부와 중간격자의 타측부 간의 폭인 제1 폭보다 중간격자의 일측부와 유도배관의 타측부 간의 폭인 제2 폭이 작게 형성되는 지점으로부터 연장형성된다.
여기서, 중간격자는, 교반탱크 일측부의 길이의 1/2 이하로 연장형성된다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러가 구비된 냉매 교반장치는, 유출배관이 관통된 측면부에 마련되고, 냉매가 유입되는 방향과 대향되는 방향으로 교반탱크의 내부에 초음파를 발진하여 초음파의 진동으로 1차 교반된 냉매를 교반하는 초음파 진동자;를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 임펠러가 구비된 냉매 교반장치는, 냉매가 관로를 통해 순환되는 냉난방 시스템에 구성되는 것으로, 관로 상에 설치되는 용기로서, 서로 대향하는 측면부에 냉매의 유입 및 유출을 위한 유입배관과 유출배관이 각각 관통되되, 내부를 제1, 제2, 제3 공간으로 구획시키는 제1, 제2 격벽이 마련되는 교반탱크; 제1 공간에 마련되되, 유입배관이 관통되고, 유입배관을 따라 유입되는 냉매의 압력에 의해 회전되면서 냉매를 1차 교반하며, 1차 교반된 냉매를 제2 공간으로 유동시키는 제1 임펠러가 마련된 제1 교반부; 및 제3 공간에 마련되되, 제2 공간으로 유동된 1차 교반된 냉매를 제3 공간으로 유동되도록 하고, 1차 교반된 냉매의 압력에 의해 회전되면서 1차 교반된 냉매를 2차 교반하는 제2 임펠러가 마련된 제2 교반부;를 포함한다.
여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 임펠러가 구비된 냉매 교반장치는, 냉난방 시스템의 냉방일 때 정방향 흐름으로 냉매를 교반하고, 난방일 때 정방향의 역방향 흐름으로 냉매를 교반한다.
더 나아가, 본 발명의 제2 실시예에 따른 임펠러가 구비된 냉매 교반장치는, 냉난방 시스템이 냉방인 경우, 제1 교반부, 제2 교반부 순의 정방향 흐름으로 상기 냉매를 교반하고, 냉난방 시스템이 난방인 경우, 제2 교반부, 제1 교반부 순의 정방향의 역방향 흐름으로 냉매를 교반한다.
뿐만 아니라, 본 발명의 제2 실시예에 따른 임펠러가 구비된 냉매 교반장치는, 유입배관이 관통된 측면부로부터 직교되는 교반탱크의 일측부 또는 타측부에 마련되고, 제2 공간에 제1, 제2 격벽이 연장형성된 방향으로 초음파를 발진하여 상기 초음파의 진동으로 1차 교반된 냉매를 교반하는 초음파 진동자;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 히트펌프용 냉난방 시스템에서 순환 처리되는 냉매를 무전력 또는 저전력으로 교반할 수 있다.
그리고 본 발명에 따르면, 히트펌프용 냉난방 시스템의 작동시 소비전력이 감소되도록 하여 히트펌용 냉난방 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 냉동유를 포함한 냉매를 미립자로 교반함으로써, 히트펌프용 냉난방 시스템의 관로의 수명이 연장되도록 하여, 히트펌프용 냉난방 시스템의 전력 손실을 줄일 수 있다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 히트펌프용 냉난방 시스템의 구성 및 작동원리를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 임펠러가 구비된 냉매 교반장치가 포함된 히트펌프용 냉난방 시스템을 나타낸 구성도다.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러가 구비된 냉매 교반장치의 상세 구성요소를 나타낸 도면이다.
도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러가 구비된 냉매 교반장치의 냉매 유동 방향을 나타낸 도면이다.
도 4a는 중간격자가 추가된 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러가 구비된 냉매 교반장치를 나타낸 도면이다.
도 4b는 중간격자가 추가된 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러가 구비된 냉매 교반장치의 냉매 유동 방향을 나타낸 도면이다.
도 4c는 중간격자의 설치 지점 및 중간격자의 수평 길이를 나타낸 도면이다.
도 4d는 중간격자와 제2 유도배관의 오버랩 영역을 나타낸 도면이다.
도 5는 초음파 진동자가 추가된 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러가 구비된 냉매 교반장치를 나타낸 도면이다.
도 6a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 임펠러가 구비된 냉매 교반장치의 상세 구성요소 및 히트펌프용 냉난방 시스템이 냉방인 경우의 냉매 유동 방향을 나타낸 도면이다.
도 6b는 히트펌프용 냉난방 시스템이 난방인 경우의 냉매 유동 방향을 나타낸 도면이다.
도 7은 초음파 진동자가 추가된 본 발명의 제2 실시예에 따른 임펠러가 구비된 냉매 교반장치를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 임펠러가 구비된 냉매 교반장치의 냉매 교반 순서를 나타낸 블록도다.
이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 임펠러가 구비된 냉매 교반장치가 포함된 히트펌프용 냉난방 시스템을 나타낸 구성도다.
도 2를 참조하면, 히트펌프용 냉난방 시스템은 증발기(1), 압축기(2), 응축기(3), 제1, 제2 실시예에 따른 임펠러가 구비된 냉매 교반장치(10, 20) 및 팽창기(4)를 포함하는 구성으로 이루어진다. 이때, 히트펌프용 냉난방 시스템은 냉매가 일 방향으로 유동되는 히트펌프용 냉방 시스템 또는 히트펌프용 난방 시스템 및 냉매가 정방향 또는 정방향의 역방향으로 유동 가능한 히트펌프용 냉난방 시스템으로 분류된다.
더 나아가, 히트펌프용 냉난방 시스템에서 관로를 따라 유동되는 것은 냉매라고 설명하였으나, 압축기(2)에 사용되는 윤활유인 냉동기유도 함께 유동될 수 있다. 이하에서의 제1, 제2 실시예에 따른 냉매 교반장치(10, 20)가 교반하는 것은 냉매 또는 냉매와 냉동기유가 혼합된 유체를 의미할 수 있다.
제1 실시예의 구성
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러가 구비된 냉매 교반장치의 상세 구성요소를 나타낸 도면이다. 또한, 도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러가 구비된 냉매 교반장치의 냉매 유동 방향을 나타낸 도면이다. 그리고 도 4a는 중간격자가 추가된 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러가 구비된 냉매 교반장치를 나타낸 도면이다. 또한, 도 4b는 중간격자가 추가된 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러가 구비된 냉매 교반장치의 냉매 유동 방향을 나타낸 도면이다. 그리고 도 4c는 중간격자의 설치 지점 및 중간격자의 수평 길이를 나타낸 도면이다. 또한, 도 4d는 중간격자와 제2 유도배관의 오버랩 영역을 나타낸 도면이다. 그리고 도 5는 초음파 진동자가 추가된 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러가 구비된 냉매 교반장치를 나타낸 도면이다.
이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 임펠러가 구비된 냉매 교반장치(10)(이하에서는 '냉매 교반장치'라 한다.)의 구성에 대해 자세히 설명하도록 하겠다.
냉매 교반장치(10)는 증발기(1), 압축기(2), 응축기(3), 및 팽창기(4)를 포함하는 히트펌프용 냉난방 시스템 중 냉방 전용의 시스템에서 구성된다. 더 나아가, 냉매 교반장치(10)는 히트펌용 냉방 시스템에서 냉방에 따라 일 방향으로 유동되는 냉매를 교반하기 위해 마련된다.
도 3a 내지 도 3b를 참조하면, 냉매 교반장치(10)는 냉매의 유입, 유동, 유출을 위한 교반탱크(100), 냉매(냉동유를 포함한 냉매)를 미립자로 교반하기 위한 제1 교반부(200) 및 제2 교반부(300)가 마련된다.
교반탱크(100)는 냉매의 유입, 유동, 유출을 위한 유동조(110), 유입배관(120), 유출배관(130)이 마련된다. 한편, 교반탱크(100)는 히트펌프용 냉방 시스템의 관로 상에 연결 설치되되, 수평 배치구조나 수직 배치구조 또는 서로 대향되는 방향으로 바꾸어 연결 설치될 수 있음은 물론이고, 이를 통해 히트펌프용 냉방 시스템의 작동 시에 발생되는 압송력을 이용하여 냉매의 유입 및 유출을 수행하게 된다.
유동조(110)는 히트펌프용 냉난방 시스템의 관로 상에 설치되는 용기로서, 내부에는 냉매가 유동되는 공간이 형성된다. 이러한 유동조(110)는 도면에 사각 단면의 용기로 도시되었으나, 원형 단면의 용기로도 설치될 수 있다. 또한, 사각 단면과 원형 단면을 제외한 다른 형태의 단면을 가지는 용기로 설치될 수도 있다.
유입배관(120)은 유동조(110)의 측면부를 관통함으로써, 히트펌프용 냉방 시스템의 관로를 따라 유동되는 냉매가 유동조(110)의 내부에 유입되도록 한다. 여기서, 유입배관(120)은 강관, 동관, 스테인리스관 중 적어도 하나의 재질로 마련된다.
유출배관(130)은 유입배관(110)이 관통한 유동조(110)의 측면부와 대향되는 유동조(110)의 측면부를 관통함으로써, 유동조(110)의 내부에서 유동되는 냉매가 유동조(110)의 외부로 유출되도록 한다. 여기서, 유동조(110)의 외부라 함은, 히트펌프용 냉방 시스템의 관로 또는 냉매를 배출하기 위한 별도의 관로를 의미할 수 있다. 한편 유출배관(130)은 유입배관(120)과 마찬가지로 강관, 동관, 스테인리스관 중 적어도 하나의 재질로 마련된다.
더 나아가, 교반탱크(100)는 제1 공간(S1)에서 데드-존이 발생하는 것을 방지하기 위한 유동부(미도시)가 유동조(110)의 일측부, 타측부 및 측면부 중 적어도 하나의 지점에 더 마련될 수 있다. 이때, 유동부(미도시)는 냉매의 압력에 의하여 동작하거나 외부의 배터리(미도시)에서 공급되는 전원을 통해 동작하여 유동조(110)의 냉매에 흐름이 발생되도록 할 수 있다.
그리고 제1 교반부(200)는 유입배관(120)을 따라 유입되는 냉매의 1차 교반을 위한 제1 임펠러(210) 및 1차 교반된 냉매를 유동조(110)의 내부로 유도하기 위한 제1 유도배관(220)이 마련된다.
제1 임펠러(210)는 유입배관(120)이 마련된 유동조(110)의 측면부와 결합되고, 유입배관(120)이 측면부를 관통하게 된다. 이를 통해, 냉매는 유입배관(120)을 따라 유동되어 제1 임펠러(210)의 내부로 유입된다. 한편, 제1 임펠러(210)는 무동력으로서, 냉매의 압력에 의해 회전되면서 냉매를 1차 교반한다. 뿐만 아니라, 제1 임펠러(210)는 외부의 배터리(미도시)로부터 공급되는 전원을 통해 회전되면서 냉매를 1차 교반할 수도 있다.
제1 유도배관(220)은 유입배관(120)이 관통된 제1 임펠러(210)의 측면부와 대향되는 제1 임펠러(210)의 측면부를 관통하고, 유동조(110)의 내부를 향해 연장형성된다. 이를 통해, 1차 교반된 냉매는 제1 유도배관(220)을 따라 유동조(110)의 내부로 유동된다.
또한, 제2 교반부(300)는 1차 교반된 냉매의 2차 교반을 위한 제2 임펠러(310) 및 1차 교반된 냉매를 제2 임펠러(310)로 유도하기 위한 제2 유도배관(320)이 마련된다.
제2 임펠러(310)는 유출배관(130)이 마련된 유동조(110)의 측면부와 결합되고, 유출배관(130)이 측면부를 관통하게 된다. 이를 통해, 2차 교반된 냉매는 유출배관(130)을 따라 유동되어 유동조(110)의 외부로 유출된다. 한편, 제2 임펠러(310)는 무동력으로서, 1차 교반된 냉매의 압력에 의해 회전되면서 냉매를 2차 교반한다. 뿐만 아니라, 제2 임펠러(310)는 외부의 배터리(미도시)로부터 공급되는 전원을 통해 회전되면서 냉매를 2차 교반할 수도 있다.
제2 유도배관(320)은 유출배관(130)이 관통된 제2 임펠러(310)의 측면부와 대향되는 제2 임펠러(310)의 측면부를 관통하고, 유동조(110)의 내부를 향해 연장형성된다. 이를 통해, 유동조(110)의 내부에서 유동되는 1차 교반된 냉매는 제2 유도배관(320)을 따라 제1 임펠러(310)의 내부로 유동된다.
첨언하여, 냉매 교반장치(10)는 냉매의 유동을 제어하기 위해, 유입배관(120), 유출배관(130), 제1 유도배관(220), 제2 유도배관(320)에 각각 원격제어가 가능한 개폐밸브(미도시)가 마련될 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉매 교반장치(10)는 유동조(110)의 내부의 일부를 구획하기 위한 중간격자(140)가 더 마련될 수 있다. 이때, 중간격자(140)가 마련된 유동조(110)에서는 냉매가 구획지게 유동될 수 있다. 또한, 유동조(110)의 내부는 중간격자(140)에 의해 제1 공간(S1)과 제2 공간(S2)으로 구획될 수 있다.
도 4c 내지 도 4d를 참조하면, 중간격자(140)는 유입배관(120)이 마련된 유동조(110)의 측면부 중 유동조(110)의 일측부와 중간격자(140)의 타측부 간의 폭인 제1 폭(a)보다 중간격자(140)의 일측부와 제2 유도배관(420)의 타측부 간의 제2 폭(a)이 작게 형성되는 지점에 마련될 수 있다. 뿐만 아니라, 중간격자(140)는 냉매의 유동 속도를 더 빠르게 하기 위해, 중간격자(140)의 단부와 제2 임펠러(410) 간의 폭이 제1 폭(a)보다는 작되, 제2 폭(b)보다는 큰 폭을 가지는 지점에 마련될 수 있다.
그리고 중간격자(140)는 유입배관(120)이 관통된 유동조(110)의 측면부로부터 냉매의 유입 방향을 따라 연장형성될 수 있다. 이때, 중간격자(140)는 유동조(110)의 일측부의 길이의 1/2 이하의 길이(c)만큼 연장형성될 수 있다.
또한, 중간격자(140)는 냉매의 유입 방향을 교차하는 방향으로 제2 유도배관(420)과 오버랩 영역(d)만큼 오버랩되게 연장형성될 수 있다. 이때, 중간격자(140)는 제2 유도배관(420)과의 오버랩을 통해 1차 교반된 냉매가 유동조(110)의 내부에서 유동되는 시간을 증가시킬 수 있게 된다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉매 교반장치(10)는 1차 교반된 냉매가 2차 교반되기 전에 초음파로 1차 교반된 냉매를 교반하기 위한 초음파 진동자(400)가 더 마련될 수 있다. 이를 통해, 제1 임펠러(210)에서 1차 교반된 냉매는 제2 임펠러(310)에서 2차 교반되기 전에 더 교반될 수 있다.
여기서, 초음파 진동자(400)는 유동조(110)의 내부를 향해 초음파를 발진하기 위해, 유출배관(130)이 관통된 유동조(110)의 측면부에 마련될 수 있다. 뿐만 아니라, 초음파 진동자(400)는 유입배관(130)이 관통된 유동조(110)의 측면부, 냉매의 유입 방향을 교차하는 방향으로 중간격자(140)와 오버랩되지 않는 유동조(110)의 일측부 또는 타측부에 마련될 수 있다. 그리고 초음파 진동자(400)는 1차 교반된 냉매를 교반하기 위한 초음파의 발진 각도가 변경되도록 설계될 수 있다.
한편, 초음파 진동자(400)가 더 마련되는 냉매 교반장치(10)는 도면상에 중간격자(140)가 구성된 것으로 도시되었으나, 중간격자(140)가 구성되지 않을 수도 있다.
지금까지 상술한 냉매 교반장치(10)는 교반탱크(100)가 유동조(110), 유입배관(120), 유출배관(130)으로만 구성되는 냉매 교반장치(10), 이를 포함하고 중간격자(140)가 추가 구성되는 냉매 교반장치(10), 중간격자(140)가 포함되지 않고 초음파 진동자(400)가 추가 구성되는 냉매 교반장치(10) 및 중간격자(140), 초음파 진동자(400)가 추가 구성되는 냉매 교반장치(10) 중 적어도 하나의 냉매 교반장치(10)로 설계될 수 있다.
제2 실시예의 구성
도 6a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 임펠러가 구비된 냉매 교반장치의 상세 구성요소 및 히트펌프용 냉난방 시스템이 냉방인 경우의 냉매 유동 방향을 나타낸 도면이다. 그리고 도 6b는 히트펌프용 냉난방 시스템이 난방인 경우의 냉매 유동 방향을 나타낸 도면이다. 또한, 도 7은 초음파 진동자가 추가된 본 발명의 제2 실시예에 따른 임펠러가 구비된 냉매 교반장치를 나타낸 도면이다.
이하에서는 도 6 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 임펠러가 구비된 냉매 교반장치(20)(이하에서는 '냉매 교반장치'라 한다.)의 구성에 대해 자세히 설명하도록 하겠다.
먼저, 냉매 교반장치(20)는 제1 실시예를 통해 상술한 냉매 교반장치(10)와 동일하게 증발기(1), 압축기(2), 응축기(3), 및 팽창기(4)를 포함하는 구성으로 이루어지고, 교반탱크(100), 제1 교반부(200) 및 제2 교반부(300)이 마련된다. 다만, 냉매 교반장치(20)는 냉매 교반장치(10)와 달리, 냉방과 난방에 따라 정방향 흐름과 정방향 흐름의 역방향 흐름으로 냉매를 교반하는 히트펌프용 냉난방 시스템에 구성된다.
냉매 교반장치(20)의 교반탱크(100)는 냉매 교반장치(10)의 교반탱크(100)와 동일하게 유동조(110), 유입배관(120), 유출배관(130)이 마련된다. 다만, 냉매 교반장치(20)의 교반탱크(100)는 냉매 교반장치(10)의 교반탱크(100)와 달리, 유동조(110)의 내부를 제1 공간(S1), 제2 공간(S2), 제3 공간(S3)으로 구획시키는 제1 격벽(150)과 제2 격벽(160)이 더 마련된다.
냉매 교반장치(20)의 제1 교반부(200)는 냉매 교반장치(10)의 제1 교반부(200)와 동일하게 제1 임펠러(210), 제1 유도배관(220)이 마련된다. 다만, 냉매 교반장치(20)의 제1 교반부(200)는 냉매 교반장치(10)의 제1 교반부(200)와 달리, 제1 격벽(150)에 의해 구획된 제1 공간(S1)에 마련된다. 그리고 제1 유도배관(220)은 냉방과 난방에 따라 제1 격벽(150)을 관통하여 제1 임펠러(210)에서 1차 교반된 냉매가 제2 공간(S2)으로 유입되도록 하거나 1차 교반된 냉매가 제1 임펠러(210)로 유입되도록 한다.
냉매 교반장치(20)의 제2 교반부(300)는 냉매 교반장치(10)의 제2 교반부(300)와 동일하게 제2 임펠러(310), 제2 유도배관(320)이 마련된다. 다만, 냉매 교반장치(20)의 제2 교반부(300)는 냉매 교반장치(10)의 제2 교반부(300)와 달리, 제2 격벽(160)에 의해 구획된 제3 공간(S3)에 마련된다. 또한, 제2 유도배관(320)은 냉방과 난방에 따라 제2 격벽(160)을 관통하여 제2 공간(S2)에서 유동되는 1차 교반된 냉매가 제2 임펠러(310)로 유입되도록 하거나 제2 임펠러(320)에서 1차 교반된 냉매가 제2 공간(S2)으로 유입되도록 한다.
그리고 냉매 교반장치(20)는 제2 공간(S2)에서 유동되는 냉매를 교반하기 위한 초음파 진동자(400)가 유동조(110)의 일측부 또는 타측부 중 제2 공간(S2)과 인접한 지점에 더 마련될 수 있다. 한편, 초음파 진동자(400)는 제2 공간(S2) 뿐만 아니라, 제1 공간(S1)과 제3 공간(S3)에서 각각 유동되는 냉매를 교반하기 위해, 유동조(110)의 일측부 또는 타측부 중 제1 공간(S1) 또는 제3 공간(S3)과 인접한 지점 및 유동조(110)의 측면부에 마련될 수 있다. 그리고 초음파 진동자(400)는 1차 교반된 냉매를 교반하기 위한 초음파의 발진 각도가 변경되도록 설계될 수 있다.
한편, 초음파 진동자(400)는 도면에 정방향으로 유동되는 냉매를 교반하게 되는 것으로 도시되어 있으나, 정방향의 역방향으로 유동되는 냉매도 교반하게 되는 것이 바람직할 것이다.
냉매 교반 과정
도 8은 본 발명의 임펠러가 구비된 냉매 교반장치의 냉매 교반 순서를 나타낸 블록도다.
이하에서는, 도 8을 참조하여 히트펌프용 냉방 시스템의 냉매 교반장치(10)와 히트펌프용 냉난방 시스템의 냉매 교반장치(20)가 냉매를 교반하는 과정을 함께 설명하도록 하겠다.
먼저, 냉매 교반장치(10, 20)는 증발기(1), 압축기(2), 응축기(3), 팽창기(4)를 따라 순환 처리되는 냉매가 교반탱크(100)의 내부로 유입되도록 한다(S100). 이때, 냉매 교반장치(10)와 냉방인 경우의 냉매 교반장치(20)는 냉매가 유입배관(120)을 따라 유동되어 유동조(110)의 내부로 유입된다. 반면에, 난방인 경우의 냉매 교반장치(20)는 냉매가 유출배관(130)을 따라 유동되어 유동조(110)의 내부로 유입된다.
냉매가 유동조(110)의 내부로 유입되는 경우, 냉매 교반장치(10, 20)는 냉매를 1차 교반한다(S200). 이때, 냉매 교반장치(10)와 냉방인 경우의 냉매 교반장치(20)는 제1 임펠러(210)가 냉매를 1차 교반하게 된다. 반면에, 난방인 경우의 냉매 교반장치(20)는 제2 임펠러(310)가 냉매를 1차 교반하게 된다. 한편, 제1 임펠러(210)와 제2 임펠러(310)는 1차 교반을 통해 냉매의 미립화를 유도하게 되고, 냉매의 전체적인 점도를 낮추게 된다.
냉매가 1차 교반되는 경우, 냉매 교반장치(10, 20)는 1차 교반되어 유동되는 냉매를 2차 교반한다(S300). 이때, 냉매 교반장치(10)와 냉방인 경우의 냉매 교반장치(20)는 제2 임펠러(310)가 냉매를 2차 교반하게 된다. 반면에, 난방인 경우의 냉매 교반장치(20)는 제1 임펠러(210)가 냉매를 2차 교반하게 된다. 한편, 제1 임펠러(210)와 제2 임펠러(310)는 2차 교반을 통해 1차 교반 때보다 냉매의 미립화를 더 유도하게 되고, 냉매의 전체적인 점도를 더 낮추게 된다.
이때 만약, 냉매 교반장치(10, 20)에 초음파 진동자(400)가 마련되고, 초음파 진동자(400)에서 냉매에 기폭현상을 유도하는 초음파를 발진하게 된다면, 냉매의 2차 교반 과정은 초음파 진동자(400)의 초음파를 통한 교반 과정을 의미할 수 있다. 이를 통해, 제1 임펠러(210)와 제2 임펠러(310)을 통한 교반 과정보다 2냉매의 미립화를 더 유도하게 되고, 냉매의 전체적인 점도를 더 낮출 수 있다. 한편, 냉매의 2차 교반 과정이 초음파 진동자(400)의 초음파를 통한 교반 과정이 된다면, 상술한 제1 임펠러(210) 또는 제2 임펠러(310)가 냉매를 2차 교반하는 과정은 냉매의 3차 교반 과정으로 보는 것이 바람직할 것이다. 다만, 초음파 진동자(400)가 마련되어도 초음파가 발진되지 않는 경우에는, 제1 임펠러(210) 또는 제2 임펠러(310)를 통해 냉매를 교반하는 과정이 냉매의 2차 교반 과정이 될 수 있다.
냉매가 2차 교반되는 경우, 냉매 교반장치(10, 20)는 냉매를 유동조(110)의 외부로 유출한다(S400). 이때, 냉매 교반장치(10)와 냉방인 경우의 냉매 교반장치(20)는 유출배관(130)을 통해 냉매를 유동조(110)의 외부로 유출한다. 반면에, 난방인 경우의 냉매 교반장치(20)는 유입배관(120)을 통해 냉매를 유동조(110)의 외부로 유출한다.
이때 만약, 냉매 교반장치(10, 20)의 2차 교반 과정이 초음파 진동자(400)의 초음파를 통한 교반 과정이 된다면, 냉매는 제1 임펠러(210) 또는 제2 임펠러(310)를 통한 3차 교반 과정 후에 유동조(110)의 외부로 유출될 수 있다.
상술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 냉매가 관로를 통해 순환되는 냉방 시스템에 구성되는 임펠러가 구비된 냉매 교반장치에 있어서,
    상기 관로 상에 설치되는 용기로서, 서로 대향하는 측면부에 상기 냉매의 유입을 위한 유입배관과 상기 냉매의 유출을 위한 유출배관이 각각 관통되는 교반탱크;
    상기 유입배관이 관통된 측면부에 결합되되, 상기 유입배관이 관통되고, 상기 유입배관을 따라 유입되는 냉매의 압력에 의해 회전되면서 상기 냉매를 1차 교반하는 제1 임펠러가 마련된 제1 교반부; 및
    상기 유출배관이 관통된 측면부에 결합되되, 상기 냉매의 유입방향과 대향되는 방향으로 연장형성되는 유도배관이 마련되고, 상기 유도배관을 따라 유입되는 1차 교반된 냉매의 압력에 의해 회전되면서 상기 1차 교반된 냉매를 2차 교반하는 제2 임펠러가 마련된 제2 교반부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 임펠러가 구비된 냉매 교반장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 교반탱크는,
    상기 유입배관이 관통된 측면부로부터 상기 냉매의 유입방향으로 연장형성되어 내부의 일부를 제1, 제2 공간으로 구획시키는 중간격자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 임펠러가 구비된 냉매 교반장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 교반탱크는,
    상기 중간격자가 상기 냉매의 유입 방향을 교차하는 방향으로 상기 유도배관과 오버랩되는 것을 특징으로 하는 임펠러가 구비된 냉매 교반장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 중간격자는,
    상기 유입배관이 관통된 측면부 중 상기 교반탱크의 일측부와 상기 중간격자의 타측부 간의 폭인 제1 폭보다 상기 중간격자의 일측부와 상기 유도배관의 타측부 간의 폭인 제2 폭이 작게 형성되는 지점으로부터 연장형성되는 것을 특징으로 하는 임펠러가 구비된 냉매 교반장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 중간격자는,
    상기 교반탱크 일측부의 길이의 1/2 이하로 연장형성되는 것을 특징으로 하는 임펠러가 구비된 냉매 교반장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유출배관이 관통된 측면부에 마련되고, 상기 냉매가 유입되는 방향과 대향되는 방향으로 상기 교반탱크의 내부에 초음파를 발진하여 상기 초음파의 진동으로 1차 교반된 냉매를 교반하는 초음파 진동자;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 임펠러가 구비된 냉매 교반장치.
  7. 냉매가 관로를 통해 순환되는 냉난방 시스템에 구성되는 임펠러가 구비된 냉매 교반장치에 있어서,
    상기 관로 상에 설치되는 용기로서, 서로 대향하는 측면부에 상기 냉매의 유입 및 유출을 위한 유입배관과 유출배관이 각각 관통되되, 내부를 제1, 제2, 제3 공간으로 구획시키는 제1, 제2 격벽이 마련되는 교반탱크;
    상기 제1 공간에 마련되되, 상기 유입배관이 관통되고, 상기 유입배관을 따라 유입되는 상기 냉매의 압력에 의해 회전되면서 상기 냉매를 1차 교반하며, 상기 1차 교반된 냉매를 상기 제2 공간으로 유동시키는 제1 임펠러가 마련된 제1 교반부; 및
    상기 제3 공간에 마련되되, 상기 제2 공간으로 유동된 1차 교반된 냉매를 상기 제3 공간으로 유동되도록 하고, 상기 1차 교반된 냉매의 압력에 의해 회전되면서 상기 1차 교반된 냉매를 2차 교반하는 제2 임펠러가 마련된 제2 교반부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 임펠러가 구비된 냉매 교반장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 냉난방 시스템의 냉방일 때 정방향 흐름으로 상기 냉매를 교반하고, 난방일 때 상기 정방향의 역방향 흐름으로 상기 냉매를 교반하는 것을 특징으로 하는 임펠러가 구비된 냉매 교반장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 냉난방 시스템이 냉방인 경우,
    상기 제1 교반부, 상기 제2 교반부 순의 정방향 흐름으로 상기 냉매를 교반하고,
    상기 냉난방 시스템이 난방인 경우,
    상기 제2 교반부, 상기 제1 교반부 순의 상기 정방향의 역방향 흐름으로 상기 냉매를 교반하는 것을 특징으로 하는 임펠러가 구비된 냉매 교반장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 유입배관이 관통된 측면부로부터 직교되는 상기 교반탱크의 일측부 또는 타측부에 마련되고, 상기 제2 공간에 상기 제1, 제2 격벽이 연장형성된 방향으로 초음파를 발진하여 상기 초음파의 진동으로 상기 1차 교반된 냉매를 교반하는 초음파 진동자;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 임펠러가 구비된 냉매 교반장치.
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KR102026895B1 (ko) * 2019-05-15 2019-09-30 최봉규 냉·난방 시스템용 유체혼합 및 응축 촉진장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0387575A (ja) * 1989-08-30 1991-04-12 Sanyo Electric Co Ltd 冷媒回路の気液分離装置
JPH06229653A (ja) * 1993-02-02 1994-08-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 冷凍装置用レシーバ
JP2012132608A (ja) * 2010-12-21 2012-07-12 Calsonic Kansei Corp アキュムレータ
KR20140116159A (ko) * 2011-12-26 2014-10-01 다다시 이와츠키 기포 제거 장치, 실외 열교환 장치 및 냉동 공조 시스템
US20150040610A1 (en) * 2009-04-23 2015-02-12 Articmaster Inc. Method and Apparatus for improving refrigeration and air conditioning efficiency

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0387575A (ja) * 1989-08-30 1991-04-12 Sanyo Electric Co Ltd 冷媒回路の気液分離装置
JPH06229653A (ja) * 1993-02-02 1994-08-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 冷凍装置用レシーバ
US20150040610A1 (en) * 2009-04-23 2015-02-12 Articmaster Inc. Method and Apparatus for improving refrigeration and air conditioning efficiency
JP2012132608A (ja) * 2010-12-21 2012-07-12 Calsonic Kansei Corp アキュムレータ
KR20140116159A (ko) * 2011-12-26 2014-10-01 다다시 이와츠키 기포 제거 장치, 실외 열교환 장치 및 냉동 공조 시스템

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