KR100205978B1 - 흡수식 냉동기의 전열관 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전열관의 외면에 산부와 곡부로 이루어진 굴곡부가 형성된 플로럴 튜브에 있어서, 상기 산부는 평면으로 이루어지고, 모세관 현상과 표면 장력 효과를 얻기 위해 산부와 곡부에는 관의 길이 방향으로 홈(10)이 가공된 흡수식 냉동기의 전열관으로서, 전체적인 관두께가 줄어들어 제조원가가 절감되면서도 용액의 퍼짐성이 향상되어 물질전달과 열전달을 모두 향상시킬 수 있어 전열관의 성능을 한층 향상시킨 것이다.

Description

흡수식 냉동기의 전열관

제1a도는 종래의 전열관의 반단면도이며, 제1b도는 제1a도의 A부분의 상세도.

제2도는 종래의 전열관의 정면도.

제3도는 종래의 전열관의 단면도.

제4도는 종래의 전열관의 접수면적 표시도.

제5도는 본 고안에 따른 전열관의 정면도.

제6도는 본 고안에 따른 전열관의 단면도.

제7도는 본 고안에 따른 전열관의 접수면적 표시도.

제8도는 전열관의 성능 비교도.

제9도는 종래의 로우핀 전열관의 접수현상도.

제10도는 종래의 플로럴 전열관의 접수현상도.

제11도는 본 고안에 따른 전열관의 접수현상도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 플로럴 튜브(FLORAL TUBE) 4 : 굴곡면

5 : 산부 6 : 곡부

7 : 본 고안에 따른 전열관 8 : 산부

9 : 곡부 10 : 홈

본 고안은 흡수식 냉동기 및 흡수식 히트펌프 등에 이용되는 전열관에 관한 것으로, 특히 전열관 표면적을 증대하여 열전달 성능을 향상하고, 흡수액의 냉매증기 흡수효율을 높인 고성능 전열관에 관한 것이다. 통상적으로 흡수식 냉동기는 흡수기, 증발기, 응축기, 및 재생기를 필수 구성요소로 하고 있으며, 이들은 전열관에 의해 열전달 및 물질전달을 하므로 흡수식 냉동기의 성능에 크게 영향을 주게되며, 따라서 흡수식 냉동기의 성능향상과 원가절감을 위해 고성능 전열관을 개발하는 것은 매우 중요하다. 증발기내의 압력은 진공상태이며 전열관군의 관내에는 냉매인 물이 흐르고 관외에는 냉매가 산포되어 냉매증기의 증발잠열에 의해 관내의 물을 냉각시키고 이때 증발한 냉매증기는 흡수기로 유입된다. 흡수기에서는 전열관의 외면에 고농도의 흡수용액이 산포되어 냉매증기를 흡수하고 이때 발생된 흡수열은 관내를 흐르는 냉각수에 의해 제거되게 된다.

제1도는 종래의 전열관인 핀 튜브(1)를 나타낸 것으로 평활관(BARE TUBE)의 관 외면에 핀(2)을 가공한 것으로 핀의 형상과 높이 및 핀의 수등은 사용용도에 따라 다르며 흡수냉동기에서는 통상적으로 로우핀 튜브(2)를 사용하고 있으며, 핀의 가공은 전조다이에 의한 전조가공으로 관 표면에 소성변형을 가한 것이다. 핀 튜브(1)는 핀에 의해 표면적이 증가되므로 평활관에 비해 관외 열전달율은 상당히 증가하지만 관 외면을 따라 흘러 내리는 용액의 퍼짐성은 관외면에 방사상으로 형성된 핀에 의해 방해되어 좋지 않다.

제9도는 종래의 핀 튜브(1)의 관 표면에서의 접수되는 현상을 나타낸 것으로 1단에서 용액은 핀부와 전부 접수되지만 2단에서는 접수면적이 줄어들고 3단에서는 접수면적이 더욱 감소한다. 따라서 핀 튜브(1)는 열전달은 유리하지만 물질전달은 좋지 않다. 또한 관 표면을 전조가공에 의해 가공하므로 가공시간이 오래 걸리고 핀의 형상이 일정하지 못한 결점이 있다.

제2도는 종래 전열관인 플로럴 튜브(3)를 나타낸 것으로 평활관의 관외면에 굴곡부(4)를 가공한 것으로 제3도에서 보는 것처럼 굴곡부의 산수와 굴곡면의 산부(5) 및 곡부(6)의 치수는 사용용도에 따라 다르며 굴곡부 가공은 인발다이에 의해 인발가공한 것이다.

플로얼 튜브(3)는 관외면의 굴곡부에 의해 전열면적을 증가한 것으로 전열면적은 핀 튜브(1)보다 작지만 제4도에서 처럼 관둘레 전체면에서 용액과 접수되므로 물질전달 특성이 우수하다.

제10도는 종래의 플로럴 튜브(3)의 관 외면에서의 접수현상을 나타낸 것으로 관 외면에서의 용액의 퍼짐성이 우수함을 알 수 있다. 따라서 종래의 플로럴 튜브(3)는 열전달 특성은 핀 튜브(1)보다 좋지 않지만 물질전달 특성이 우수하므로 냉동능력면에서 핀 튜브보다 우수함을 알 수 있다. 그러나 종래의 플로럴 튜브(3)는 굴곡면이 나쁘고 산부에서 곡부로 물질이 흐를 때 가속도가 증가되어 곡부에서 퍼짐성이 저하되어 물질전달이 저하되는 문제가 있다.

본 고안은 상기와 같이 종래의 전열관이 갖고 있는 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로서, 관외면의 전열면적을 증대하여 열전달성능을 향상하고, 관축방향으로 용액의 퍼짐성을 증대하여 물질전달 성능을 향상시켜 궁극적으로 흡수식 냉동기의 운전효율을 증대시키고 전열관의 소재비를 절감할 수 있는 전열관의 제공을 목적으로 한다.

이와 같은 목적은 종래의 플로럴 튜브의 산부를 평면으로 형성하고, 산부와 곡부에 홈을 형성한 본 고안에 따른 전열관에 의하여 달성될 수 있는 바, 첨부도면을 참조로 하여 이하에 상세히 설명한다.

본 고안은 제5도에서와 같이 관 둘레에 굴곡부(8)가 형성되고 관의 길이 방향으로 산부와 곡부에 홈(10)이 가공된 구조로 되어 있다. 제7도는 본 고안에 따른 전열관의 굴곡부의 상세 구조를 나타낸 것으로 산부(8)는 원형면이 아니라 평면으로 되어 있고 산부의 관 두께(R5)는 기존의 플로럴 튜브(3)의 관 두께(R2)보다 낮게 되어있고, 곡부의 관 두께(R6)는 기존의 플로럴 튜브(3)의 관 두께(R3)와 동일하게 되어 있다. 또한 본 고안의 전열관은 제5도에서 점선으로 표시한 것처럼 산부(8)와 곡부(9)에 관길이 방향으로 음각의 홈이 가공되어 있다.

이와 같은 구성의 본 고안의 작용 및 효과를 제4도 내지 제8도, 및 제11도를 들어 설명하면 다음과 같다. 용액(15)이 전열관의 곡부(9)에 떨어져 곡면이 넘치면 양쪽의 산부(8)의 평면을 따라 좌우로 미끄러지면서 곡부로 흐르고 산부와 곡부의 표면을 따라 흐르게 된다. 이 때 산부(8)가 평면이므로 원형일때보다 유하속도가 늦어지고 접수시간이 길어지므로 물질전달 효과가 증대된다. 또한 제11도에서 보듯이 관표면을 따라 유하하는 용액은 산부(8)와 곡부(9)에 가공된 홈을 따라 모세관현상과 표면장력에 의해 용액이 홈(10)에서 관표면을 따라 퍼지게 되므로 관의 접수면적이 증가하여 물질전달 효과가 증대된다. 또한 2단 3단으로 내려가도 용액의 퍼짐성이 크게 줄어들지 않으므로 물질전달효과가 하단으로 내려가도 매우 우수해 짐을 알 수 있다.

이상과 같이 본 고안에 따른 전열관은 종래의 고성능 전열관인 플로럴튜브를 개선한 것으로 전열관 둘레를 구성하는 굴곡면의 산부를 원형에서 평면으로 가공하므로 전열관의 두께를 감소시켜 열전달성능을 향상시키고, 산부(8)와 곡부(9)에 전열관의 길이 방향으로 홈을 가공하여 모세관 현상에 의해 용액이 관 표면에 접수하는 면적을 증가시켜 물질전달 성능을 향상시킬 수 있다.

제8도는 본 고안에 따른 전열관과 종래의 평활관과 로우핀 튜브와 플로럴 튜브와의 성능을 비교한 것이다. 상기 도면에서와 같이 본 고안에 따른 전열관을 사용했을 때 종래의 모든 전열관에 비하여 냉동능력이 향상됨을 알 수 있다. 이와 같이 본 고안의 전열관은 냉동능력이 향상됨에도 불구하고 산부를 평면으로 하여 그 높이를 줄이므로 인발가공시 관 두께가 얇아도 되므로 제조원가가 절감되어 경제성을 제고할 수 있는 효과 또한 갖게된다.

Claims (1)

1. 전열관의 외면에 산부와 곡부로 이루어진 굴곡부가 형성된 플로럴 튜브에 있어서, 상기 산부는 평면으로 이루어지고, 모세관현상과 표면장력 효과를 얻기 위해 산부와 곡부에는 관의 길이 방향으로 홈(10)이 가공된 것을 특징으로 하는 흡수식 냉동기의 전열관.