KR100958729B1 - 어선용 냉동기의 냉매 회수와 주입 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 어선용 냉동기의 냉매 회수와 주입 장치에 관한 것으로, 어선에서 어류의 신선도 유지를 위해 사용되는 증발기의 내부에 결빙되어도 이를 제거하여 냉매의 회수가 가능하도록 함을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 어선용 냉동기의 냉매 회수와 주입장치는, 압축기, 응축기(1a), 팽창변 및 어선의 수조를 냉각하는 증발기(1b)를 포함하며 냉매의 순환에 의해 상기 어선의 수조에 담긴 어류를 신선하게 보존하는 어선용 냉동기의 냉매 회수와 주입 장치로서, 내부에 냉매가 회수 저장되는 회수탱크(100)와; 상기 냉동기의 냉매를 강제 흡입하거나 상기 회수탱크에 저장된 냉매를 강제 주입하는 냉매 회수 및 주입부와; 상기 냉동기의 증발기 내부에 결빙된 얼음을 열과 압력으로 제거하는 결빙제거부를 포함한다.

냉동기, 냉매, 회수, 정제

Description

어선용 냉동기의 냉매 회수와 주입 장치{APPARATUS FOR COLLECTING AND INJECTING REFRIGERANTS OF SHIP}

본 발명은 냉동기의 냉매 회수와 주입 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 어류의 신선도 유지를 위해 어류 탱크를 냉각하는 증발기 내부에 해수 등이 침투하여 결빙되어 증발기의 관로를 폐쇄하여도 냉매의 회수 이전에 증발기의 관로를 해결하여 냉매의 회수가 가능하도록 한 어선용 냉동기의 냉매 회수와 주입 장치에 관한 것이다.

일반적으로 냉동기는 냉매가 압축기 - 응축기 - 팽창변 - 증발기 - 압축기를 연속 순환하면서 물품을 냉동하거나 실내를 냉방하는 것이다.

따라서, 냉동기의 고장으로 인한 보수시 또는 폐기시 냉동기의 냉매를 회수하여야 한다.

종래 냉동기의 냉매를 회수하는 방법으로 예컨대, 냉동기를 가동한 후 일정 시간이 경과하면 냉매가 증발기측으로 이동하지 못하도록 차단하고 고압의 질소 등 을 냉동기에 주입하여 이 주입압력에 의해 냉매를 회수탱크에 회수하는 방법이 있다.

한편, 어선의 경우에는 포획한 어류의 신선도를 유지하기 위하여 냉동기가 갖추어진다. 상기 어선용 냉동기는 압축기 - 응축기 - 팽창변 - 증발기를 포함하는 냉동사이클로서, 상기 증발기는 어류가 담기는 어류 탱크의 둘레부를 감싸는 형태로 설치되어 내부를 흐르는 저온의 냉매로 어류 탱크를 저온으로 유지한다.

그러나, 어선용 냉동기의 증발기의 내부에는 해수 등(수분, 오일, 이물질 등)이 침투하게 되며, 이 해수는 압축기가 정지하는 경우 결빙된다. 이처럼, 증발기 내부에 결빙이 발생되면 심한 경우 증발기의 관로가 폐쇄되며 따라서, 냉매의 회수시 증발기의 관로에 있는 냉매를 회수하지 못하는 상황이 발생된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 증발기의 관로에 구멍을 천공하고, 이 구멍을 통해 고압의 질소 등을 주입하여 냉매를 회수하는 방법이 있으나, 이 방법은 많은 수의 구멍을 천공 및 마감하여야 하므로 작업이 매우 번거롭고 불편할 뿐 아니라, 구멍의 마감부를 통해 냉매가 배출되는 문제점도 있다.

이와 같은 문제점은 1회 출항시 수개월 동안 운항하는 원양어선의 경우 극심한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 어류의 신선도를 유지하기 위한 어선용 냉동기의 증발기 내부에 결빙이 발생되어도 냉매의 회수시 결빙을 해소하여 증발기 관로에 구멍을 천공하지 않고도 냉매를 회수할 수 있는 어선용 냉동기의 냉매 회수와 주입 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 어선용 냉동기의 냉매 회수와 주입 장치는, 내부에 냉매가 회수 저장되는 회수탱크와; 냉동기의 냉매를 강제 흡입하거나 상기 회수탱크에 저장된 냉매를 강제 주입하는 냉매 회수 및 주입부와; 상기 냉동기의 증발기 내부에 결빙된 얼음을 열과 압력으로 제거하는 결빙제거부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 어선용 냉동기의 냉매 회수와 주입방법은, 어선용 냉동기의 증발기에 결빙된 얼음을 제거하는 전처리단계와; 상기 전처리단계 후 상기 냉동기의 냉매를 회수탱크에 회수하는 회수단계와; 그리고, 상기 회수단계를 통해 회수된 냉매를 상기 냉동기에 주입하는 주입단계를 포함하며, 상기 전처리단계에서는, 고온의 열과 압력을 상기 냉동기의 증발기에 공급하여 상기 얼음을 제거하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 어선용 냉동기의 냉매 회수와 주입 장치에 의하면, 어선용 냉동기의 증발기 내부에 결빙이 발생되어도 고온고압의 기체를 증발기에 주입하여 증발기 내부의 결빙을 제거함으로써 증발기에 구멍을 천공하지 않고 냉매를 회수할 수 있으므로 냉매의 회수 작업이 매우 용이하고 냉동기의 균열 내지 손상을 방지할 수 있다.

도 1에서 보이는 것처럼, 본 발명에 의한 어선용 냉동기의 냉매 회수와 주입 장치는, 냉매가 저장되는 회수탱크(100) 및 냉동기(1)의 냉매를 회수탱크(100)에 회수하는 냉매 회수부(200)를 포함하는 것으로, 먼저 어선용 냉동기(1)를 간략히 설명하며, 어선용 냉동기(1)는 압축기, 응축기(1a), 팽창변 및 어선의 수조를 냉각하는 증발기(1b)를 포함하며 냉매의 순환에 의해 상기 어선의 수조에 담긴 어류를 신선하게 보존한다. 증발기(1b)는 수조의 둘레면을 감싸는 형태로 설치되어 상기 수조에 담긴 어류와 물을 일정 온도로 유지한다.

회수탱크(100)는 내부과 외부와 밀폐되어 냉동기(1)에서 회수된 냉매를 상변화없이 저장한다.

냉매 회수부(200)는 냉동기(1)와 연결되는 냉동기 연결관(210), 냉동기 연결관(210)을 통해 냉동기(1)의 냉매를 압송하는 압축기(220), 압축기(220)의 토출측에 연결되는 액화기(230), 액화기(230)의 토출측과 회수탱크(100)에 연결되는 냉매 공급관(240)으로 구성된다.

냉동기 연결관(210)은 냉동기(1)의 응축기(1a)측에 연결되는 액체냉매 유동관(211), 냉동기(1)의 증발기(1b)측에 연결되는 기체냉매 유동관(212)으로 구분될 수 있다. 액체냉매 유동관(211)과 기체냉매 유동관(212)은 분기관(213)을 통해 하나로 모아진 후 흡입관(221)을 통해 압축기(220)에 연결된다.

액체냉매 유동관(211)과 기체냉매 유동관(212) 및 분기관(213)은 각각 제1 내지 제4밸브(V-1,V-2,V-3)를 통해 개폐된다.

압축기(220)는 흡입관(221)을 통해 냉동기(1)에 연결되고 토출관(222)을 액화기(230)에 연결되어, 냉동기(1)의 냉매를 압송한다.

흡입관(221)과 토출관(222)에는 흡입 압력과 토출 압력을 각각 검출하는 저압측 압력게이지(223)와 고압측 압력게이지(224)가 설치된다.

액화기(230)는 압축기(220)에서 압송된 고온고압의 기체 냉매를 액체 냉매로 상변화시키며, 예를 들어, 기체 냉매의 열교환매체로 저온의 공기가 사용될 수 있다.

이로써, 냉동기 연결관(210), 압축기(220), 액화기(230), 회수탱크(100)는 하나의 사이클을 구성하며, 냉매의 회수가 신속하게 이루어질 수 있도록 진공펌프(250)가 적용될 수 있다.

진공펌프(250)는 흡입관(221)에 연결되며 제4밸브(V-4)를 통해 흡입관(221)에 연결되거나 차단된다.

본 발명은 어선용 냉동기의 특성상 증발기(1b) 내부에 결빙된 얼음을 제거하기 위한 구성으로 결빙제거부가 갖추어진다.

상기 결빙제거부는 냉동기(1)의 증발기(1b) 내부와 연결되어 있으며 고온의 열 및/또는 고압의 유체를 통하여 얼음을 제거하는 것이며, 예컨대, 냉매 회수 부(200)의 압축기(220)에 의해 고온고압으로 압송되는 기체 냉매를 이용함으로써 기기의 부피를 줄이고 제조원가를 절감하였다.

상기 결빙제거부는 일측은 토출관(222)에 연결되고 타측은 냉동기(1)의 증발기(1b)측에 연결되어 압축기(220)에 의해 고온고압으로 압축된 기체 냉매를 냉동기(1)의 증발기(1b)에 압송하는 결빙제거용 가압관(300)을 포함한다.

즉, 압축기(220)에 의해 고온고압으로 압축된 기체 냉매는 결빙제거용 가압관(300)에 공급되거나 액화기(230)에 공급될 것이며, 이러한 기체 냉매의 흐름을 제어하기 위하여 결빙제거용 가압관(300)에는 제5밸브(V-5)가 설치된다.

지금까지는 냉매의 회수와 결빙을 제거하는 냉매 회수부와 결빙제거부에 대해서만 설명하였으며, 회수탱크(100)에 저장된 액체 냉매는 별도의 라인으로 냉동기(1)의 응축기(1a)측에 연결되어 차압 등에 의해 주입될 수 있고, 다르게는 냉매 회수부(200)를 냉매 회수시와 반대로 연결함으로써 즉, 연결관(210)을 회수탱크(100)에 연결하고 냉매공급관(240)을 냉동기(1)의 응축기(1a)에 연결함으로써 압축기(220)의 압송에 의해 냉매를 주입할 수 있다. 따라서, 냉매 회수부(200)는 냉매 회수 및 주입부의 기능을 하는 것이다.

본 발명에 의한 어선용 냉동기의 냉매 회수 및 주입방법은 다음과 같다.

1. 전처리.

전처리 공정은 어선용 냉동기(1)의 증발기(1b) 내부에 결빙된 얼음을 냉매의 회수 이전에 제거하는 공정이다.

진공펌프(250)를 통해 냉매 회수부(200)와 결빙제거용 가압관(300) 내부를 진공으로 조절한다.

도 2에서와 같이, 액체냉매 유동관(211)을 냉동기(1)의 응축기(1a)측에 연결하고 결빙제거용 가압관(300)을 냉동기(1)의 증발기(1b)측에 연결한다.

이로써, 냉동기(1)의 응축기(1a) - 액체냉매 유동관(211) - 압축기(220) - 결빙제거용 가압관(300) - 냉동기(1)의 증발기(1b)는 하나의 사이클을 구성한다(제2,6밸브(V-2,V-6) 폐쇄, 제1,3,5밸브(V-1,V-3,V-5) 개방).

압축기(220)를 가동하면, 냉동기(1) 내부의 냉매가 응축기(1a)를 통하여 액체냉매 유동관(211)을 거쳐 압축기(220)를 통과한다. 응축기(1a)에서 회수된 냉매는 액체 냉매이지만 압축기(220)에 유입되기 전에 액체 냉매로 상변화되어 압축기(220)의 고장이 일어나지 않는다.

압축기(220)를 통해 고온고압으로 압축된 기체 냉매는 결빙제거용 가압관(300)을 경유하여 냉동기(1)의 증발기(1b)에 공급되어, 열과 압력에 의해 증발기(1b) 내부에 결빙된 얼음을 녹여 제거한다.

한편, 이와 같은 결빙 공정에서 압축기(220)를 통해 고온고압으로 압축된 기체냉매의 온도와 압력을 얼음의 제거를 위한 최적의 상태로 조절하기 위하여 다음과 같은 방법에 의해 압축기(220)에서 토출된 기체 냉매의 압력을 더 높여준다.

제3밸브(V-3)를 개방 및 제5밸브(V-5)를 폐쇄한 상태에서 압축기(220)를 가 동하면 냉동기(1) 안에 있는 냉매가 응축기(1a)를 통하여 액체냉매 유동관(211)을 거쳐 압축기(220)를 통과한다.

이때, 제5밸브(V-5)가 폐쇄상태이기 때문에 냉매는 제5밸브(V-5)를 통과하지 못하고, 압축기(220)는 계속해서 가동하기 때문에 압축기(220)와 제5밸브(V-5) 사이의 토출관(222) 내부는 압력이 상승하게 된다.

압축기(220)의 고압측과 제5밸브(V-5) 사이에 설치된 고압측 압력게이지(224)는 압축기(220)의 고압측 압력을 실시간으로 검출하며, 압축기(220)의 고압측 압력이 예를 들어 3.5 내지 5K까지 상승하면 제5밸브(V-5)를 개방한다, 따라서, 압축기(220)에서 토출된 기체 냉매가 토출관(222) 내부에서 더 압축되어 온도가 높아지고 압력이 커진 상태에서 냉동기(1)의 증발기(1b)에 공급되므로 얼음의 제거 시간을 단축할 수 있다.

증발기(1b)를 빠져나온 냉매는 응축기(1a) - 압축기(220) - 제5밸브(V-5) - 결빙제거용 가압관(300) - 증발기(1b)를 연속 순환하면서 증발기(1b) 내부에 결빙된 얼음을 제거한다.

한편, 응축기(1a)와 압축기(220)의 입구측에 설치된 저압측 압력게이지(223)는 압축기(220)에 유입되는 냉매의 압력을 검출하며, 압축기(220)의 흡입측 압력이 일정 압력으로 상승하면 증발기(1b) 내부에 저항요소인 얼음이 제거된 것이므로 압축기(220)의 가동을 정지한다.

2. 냉매 회수.

도 3에서처럼, 액체냉매 유동관(211)과 기체냉매 유동관(212)을 각각 냉동기(1)의 응축기(1a)측과 증발기(1b)측에 각각 연결한다. 냉동기(1)의 냉매가 응축기(1a) 또는 증발기(1b)측에 모이도록 사전 작업을 수행한 후 응축기(1a)측과 증발기(1b)측을 서로 폐쇄시키며, 이는 기존 작업과 동일하다.

제1 내지 제3밸브(V-1,V-2,V-3)를 개방하고 제5밸브(V-5)를 폐쇄하여, 냉동기(1) - 압축기(220) - 액화기(230) - 회수탱크(100)로 이루어진 하나의 사이클을 형성한다.

압축기(220)가 가동하면 냉동기(1)의 증발기(1b)측에서는 기체 냉매가 압송되며, 냉동기(1)의 응축기(1a)측에서는 액체 냉매가 압송되어 기체 냉매와 합류한 후 압축기(220)에 유입된다.

압축기(220)를 통해 고온고압으로 토출된 기체 냉매는 액화기(230)를 통과하며, 이 과정에서 기체 냉매는 액화기(230) 주위를 흐르는 열교환매체와 열교환하여 액체 냉매로 상변화된다.

액체 냉매는 회수탱크(100) 내부에 회수 저장된다.

지금까지는 냉동기(1)의 응축기(1a)와 증발기(1b)에서 동시에 냉매를 회수하는 것으로 설명하였지만, 냉동기(1)의 응축기(1a)와 증발기(1b)중 어느 일측에서만 냉매를 회수할 수도 있다.

3. 냉매 주입.

도 4에서와 같이, 회수탱크(100)에 회수 저장된 액체 냉매를 주입하기 위해서 냉동기 연결관(210)의 어느 하나 예를 들어 기체냉매 유동관(212)을 회수탱크(100)에 연결하고 냉매 공급관(240)을 냉동기(1)의 응축기(1a)측에 연결한다.

제2밸브(V-2)를 개방함과 동시에 압축기(220)를 가동하면 회수탱크(100)에 저장된 액체냉매는 기체냉매로 상변화된 후 압축기(220)를 통과하여 고온고압으로 압송되며, 압축기(220)에서 토출된 기체 냉매는 액화기(230)를 거쳐 액화기(230) 주위를 흐르는 열교환매체와 열교환함으로써 액체 냉매로 상변화되어 냉동기(1)의 응축기(1a)에 주입된다.

냉매의 주입으로 인하여 저압측 압력게이지(223)의 검출값이 대기압 이하로 낮아지면 압축기(220)의 가동을 정지한다.

이상의 설명은 주입 공정에서 냉동기 연결관(210)과 냉매 공급관(240)이 회수시와 반대로 연결된 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 어선용 냉동기의 냉매 회수 및 주입 장치의 계통도.

도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 어선용 냉동기의 냉매 회수 및 주입 방법에 따른 계통도로서,

도 2는 증발기의 결빙 제거시.

도 3은 냉매의 회수시,

도 4는 회수된 액체 냉매의 주입시를 도시한 것이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

100 : 회수탱크, 200 : 냉매 회수부

210 : 냉동기 연결관, 220 : 압축기

230 : 액화기, 240 : 냉매공급관

300 : 결빙제거용 가압관,

Claims (8)

1. 압축기, 응축기(1a), 팽창변 및 어선의 수조를 냉각하는 증발기(1b)를 포함하며 냉매의 순환에 의해 상기 어선의 수조에 담긴 어류를 신선하게 보존하는 어선용 냉동기의 냉매 회수와 주입 장치에 있어서,

   내부에 냉매가 회수 저장되는 회수탱크(100)와;

   상기 냉동기와 연결되는 냉동기 연결관(210), 흡입관(221)을 통해 상기 냉동기 연결관과 연결되는 압축기(220), 상기 압축기의 토출측에 토출관(222)으로 연결되는 액화기(230), 상기 액화기를 통해 응축된 액체 냉매를 상기 회수탱크에 공급하는 냉매 공급관(240)으로 이루어져, 상기 냉동기의 냉매를 강제 흡입하거나 상기 회수탱크에 저장된 냉매를 강제 주입하는 냉매 회수 및 주입부와;

   상기 냉동기의 증발기 내부에 결빙된 얼음을 열과 압력으로 제거하는 결빙제거부와;

   상기 냉매 회수 및 주입부의 흡입관(221)에 제4밸브(V-4)를 통해 연결되거나 차단되어 상기 냉매 회수 및 주입부와 결빙제거부를 진공으로 조절하는 진공펌프(250)를 포함하고,

   상기 결빙제거부는, 일측은 상기 냉매 회수 및 주입부의 압축기에 연결되고 타측은 상기 냉동기의 증발기측에 연결되어 상기 압축기에 의해 고온고압으로 압축된 냉매를 상기 냉동기의 증발기에 압송하는 결빙제거용 가압관(300), 상기 결빙제거용 가압관을 선택적으로 개방하는 밸브를 포함하며,

   상기 밸브는 기체 냉매의 압력이 일정 압력에 도달할 때까지 상기 결빙제거용 가압관을 차단하여 압력을 상승시키며, 상기 기체 냉매가 일정 압력으로 상승하면 상기 결빙제거용 가압관을 개방하여 고온 고압의 기체 냉매를 상기 냉동기의 증발기에 공급하는 것을 특징으로 하는 어선용 냉동기의 냉매 회수와 주입 장치.
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