KR102331964B1 - 증기압축식 냉동기의 만액식 증발기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증기압축식 냉동기의 만액식 증발기에 관한 것으로서, 응축기 및 팽창밸브를 통해 공급되는 액상 냉매가 유입되는 냉매 유입관과, 상기 냉매 유입관을 통해 유입된 액상 냉매를 열 교환에 의해 냉매가스로 증발시킨 후 이를 압축기로 유출시키는 냉매 유출관이 형성된 몸체; 상기 몸체 내부에 복수 열로 배치되는 전열관; 및 상기 전열관에 액상 냉매와 열 교환을 이루는 냉수를 유출입시키기 위한 냉수 유입관 및 냉수 유출관을 포함하고, 상기 전열관의 하부 단과 상기 냉매 유입관 사이에 설치되는 하부 다공판; 상기 전열관의 상부 단과 상기 냉매 유출관 사이에 설치되는 상부 완충판; 및 상기 상부 완충판과 상기 전열관의 상부 단 사이에 설치되는 사이드 완충판 중, 적어도 하나를 더 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

Description

증기압축식 냉동기의 만액식 증발기{Evaporator of refrigerator}

본 발명은 증발기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉매의 분배 향상으로증발기의 성능을 향상시키고, 이로 인해 압축기에서의 액 압축 발생을 억제하여 압축기의 손상을 예방하여 효율성을 극대화한 증기압축식 냉동기의 만액식 증발기에 관한 것이다.

일반적으로, 증기압축식 냉동기는 건축물 소정부에 장착되어 각종 냉동 덕트를 통해 건축물 내부의 열을 외부로 배출시키면서 실내 온도를 일정하게 감온시키는 장치를 일컫는다.

도 1은 종래의 증기압축식 냉동기 구성을 도시한 구성도로서, 이를 참조하여 종래의 증기압축식 냉동기 구성 및 작동관계를 설명하면 다음과 같다.

종래의 증기압축식 냉동기(1)는, 압축기(10), 응축기(20), 팽창밸브(50) 및 증발기(60)를 포함하는 구성으로 이루어져 있다.

즉, 종래의 증기압축식 냉동기(1)는, 증발기(60)로부터 유입되는 저온저압의 냉매가스를 고온고압의 냉매가스로 압축시키는 압축기(10)와, 이 압축기(10)에 의해 압축된 고온고압의 냉매가스를 열 교환에 의해 고온고압의 액상 냉매로 응축시키는 응축기(20)와, 이 응축기(20)에 의해 응축된 고온고압의 액상 냉매를 저온저압의 액상 냉매로 팽창시키는 팽창밸브(50) 및 이 팽창밸브(50)에 의해 팽창된 저온저압의 액상 냉매를 열 교환에 의해 저온저압의 냉매가스로 증발시키는 증발기(60)를 포함하는 구성으로 이루어져 있다.

이 때, 증발기(60)에서는 저온저압의 액상 냉매로부터 차가운 열을 빼앗아 실내의 팬코일 유닛이나 공조기로 보내서 냉방을 실시하게 되며, 증발기(60)에서 열 교환되어 변환된 저온저압의 냉매 가스는 압축기(10)로 공급이 이루어지게 된다.

이와 같이, 압축기(10)는 증발기(60)로부터 공급되는 저온저압의 냉매 가스를 압축하고, 응축기(20), 팽창밸브(50), 증발기(60), 압축기(10)의 순환 사이클로 연속해서 순환하면서 건축물 내부의 열을 외부로 배출시킴에 따라 실내 온도를 일정하게 감온시키게 된다.

그런데 이 때, 압축기(10)에는 증발기(60)에서 열 교환된 저온저압의 냉매 가스가 공급되어야 하는데, 종래에는 증발기(60)로부터 저온저압의 액상 냉매 또는 액상 냉매가 혼합된 습증기 냉매가 압축기로 공급되는 경우가 있었으며, 이에 따라 압축기가 액 압축(습 압축)이 발생되는 경우가 있었다.

비록 종래의 증기압축식 냉동기(1)에 적용되는 압축기(10)는, 압축 원리상 어느 정도의 액 압축은 허용되나, 설정 양 이상의 액상 냉매가 압축기로 흡입되면, 압축 과정에서 압축기(10)의 손상을 초래하게 되는 문제점이 있었다.

한편, 압축기(10)가 저온저압의 냉매가스를 고온고압의 냉매가스로 압축시킬 때의 유효과열도는 대략 2~5℃인데, 압축기의 과열도를 유효과열도인 2~5℃로 유지하게 되면, 증발기로부터 유입되는 액상 냉매를 기화시키지 못하게 되어 약간의 액 압축이 발생하게 된다.

이에, 종래에는 압축기(10)의 과열도를 대략 유효과열도에 비하여 대략 3℃정도 더 높임으로써, 압축기(10)로 공급되는 일부의 액상 냉매를 완전히 기화시킴에 따라 액 압축을 방지할 수 있게 되는데, 이와 같이 과열도를 높이게 되면 압축기 내의 비체적이 커지게 되어 냉매 순환량이 감소하고, 토출되는 냉매가스의 온도가 높아지며, 압축기(10)의 체적 효율이 감소함에 따라 COP(Coefficient Of Performance)가 낮아져 결국 냉방능력이 저하되는 문제점이 있었다.

한국특허등록 제10-0227881호(1999.08.06.) 한국특허공개 제10-2011-0004149호(2011.01.13.)

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 증발기로부터 압축기에 기체 상태의 냉매가 아닌 액상 냉매 또는 액상 냉매가 혼합된 습증기 냉매가 유입되는 것을 예방함으로써, 압축기에서 액 압축의 발생을 억제하여 압축기의 손상을 예방함은 물론 냉방성능의 저하를 예방하도록 한 증기압축식 냉동기의 만액식 증발기를 제공하는 것이다.

즉, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 증발기로부터 압축기에 기체 상태의 냉매가 아닌 액상 냉매 또는 액상 냉매가 혼합된 습증기 냉매가 유입되는 것을 원천적으로 예방함으로써, 압축기가 유효과열도를 유지하면서 저온저압의 냉매가스를 고온고압의 냉매가스로 압축시키도록 하여 액 압축에 따른 압축기의 손상을 예방함은 물론 냉방성능의 저하를 예방하도록 한 증기압축식 냉동기의 만액식 증발기를 제공하는 것이다.

특히, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 유입되는 저온저압의 액상 냉매가 복수의 전열관과 고르게 열 교환이 이루어지도록 하여 액상 냉매 또는 액상 냉매가 혼합된 습증기 냉매를 포함하지 않게 저온저압의 냉매 가스로 증발시키도록 함으로써, 압축기에서 액 압축의 발생을 억제하여 압축기의 손상을 예방함은 물론 냉방성능의 저하를 예방하도록 한 증기압축식 냉동기의 만액식 증발기를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 증기압축식 냉동기의 만액식 증발기는, 응축기 및 팽창밸브를 통해 공급되는 액상 냉매가 유입되는 냉매 유입관과, 상기 냉매 유입관을 통해 유입된 액상 냉매를 열 교환에 의해 냉매가스로 증발시킨 후 이를 압축기로 유출시키는 냉매 유출관이 형성된 몸체; 상기 몸체 내부에 복수 열로 배치되는 전열관; 및 상기 전열관에 액상 냉매와 열 교환을 이루는 냉수를 유출입시키기 위한 냉수 유입관 및 냉수 유출관을 포함하고, 상기 전열관의 하부 단과 상기 냉매 유입관 사이에 설치되는 하부 다공판; 상기 전열관의 상부 단과 상기 냉매 유출관 사이에 설치되는 상부 완충판; 및 상기 상부 완충판과 상기 전열관의 상부 단 사이에 설치되는 사이드 완충판 중, 적어도 하나를 더 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 하부 다공판은, 상기 몸체의 길이 방향을 따라 복수 열의 전열관들이 횡 방향으로 설치된 상태에서, 상기 전열관들의 횡 방향 전체 길이 중, 냉매 유입관이 위치하는 중앙 부위에 일정 길이만큼 형성될 수 있다.

이 때 상기 하부 다공판의 중앙 영역은 차폐 부위로 형성되고, 상기 차폐 부위를 중심으로 양측 영역에는 다수의 천공 홀들이 형성된 천공 부위로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 천공 홀들은, 상기 차폐 부위와 인접한 부분으로부터 양쪽 끝단으로 갈수록 지름이 점차적으로 크게 형성될 수 있다.

한편, 상부 완충판과 상기 냉매 유출관의 유출단 사이의 간격은, 상기 냉매 유출관의 내경과 같거나 더 큰 것이 바람직하다.

또 한편, 상기 사이드 완충판은, 상기 몸체의 서로 대향되는 양측 내면으로부터 일정 간격만큼 내측 방향으로 돌출되게 형성되되, 상기 증발기 몸체에 고정되는 일단으로부터 타단으로 향할수록 일정 각도만큼 하향 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 증기압축식 냉동기의 만액식 증발기에 의하면, 유입되는 저온저압의 액상 냉매가 복수의 전열관과 고르게 열 교환이 이루어짐에 따라 액상 냉매 또는 액상 냉매가 혼합된 습증기 냉매가 포함되지 않게 저온저압의 냉매 가스로 증발됨으로써, 압축기에 기체 상태의 냉매가 아닌 액상 냉매 또는 액상 냉매가 혼합된 습증기 냉매가 유입되는 것이 예방되는바, 결국 압축기에서 액 압축의 발생이 억제되어 압축기의 손상이 예방됨은 물론 냉방성능의 저하가 예방되는 유용한 효과가 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 증기압축식 냉동기의 만액식 증발기에 의하면, 증발기로부터 압축기에 기체 상태의 냉매가 아닌 액상 냉매 또는 액상 냉매가 혼합된 습증기 냉매가 유입되는 것이 원천적으로 예방됨으로써, 액 압축에 따른 압축기의 손상이 예방됨은 물론 압축기가 유효과열도를 유지하면서 저온저압의 냉매가스를 고온고압의 냉매가스로 압축시키게 되어 냉방성능의 저하가 예방되는 유용한 효과가 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 종래의 증기압축식 냉동기 구성을 도시한 구성도.
도 2는 증기압축식 냉동기에 제공되는 본 발명의 실시 예에 따른 증발기 구성을 도시한 단면도.
도 3은 도 2의 A-A선 단면도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 증발기에 제공되는 하부 다공판의 평면도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

따라서, 몇몇 실시 예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 사시도, 단면도, 측면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함되는 것이다. 또한, 본 발명의 실시 예에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 증기압축식 냉동기의 만액식 증발기를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 증기압축식 냉동기에 제공되는 본 발명의 실시 예에 따른 증발기 구성을 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2의 A-A선 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 증발기에 제공되는 하부 다공판의 평면도이다.

앞선 종래기술에서 설명한 바와 같이, 증기압축식 냉동기는 증발기(100)로부터 유입되는 저온저압의 냉매가스를 고온고압의 냉매가스로 압축시키는 압축기와, 이 압축기에 의해 압축된 고온고압의 냉매가스를 열 교환에 의해 고온고압의 액상 냉매로 응축시키는 응축기와, 이 응축기에 의해 응축된 고온고압의 액상 냉매를 저온저압의 액상 냉매로 팽창시키는 팽창밸브와, 이 팽창밸브에 의해 팽창된 저온저압의 액상 냉매를 열 교환에 의해 저온저압의 냉매가스로 증발시키는 증발기(100)를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

증발기(100)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 응축기 및 팽창밸브를 통해 공급되는 액상 냉매가 유입되는 냉매 유입관(112)과, 이 냉매 유입관(112)을 통해 유입된 액상 냉매를 열 교환에 의해 냉매가스로 증발시킨 후 이를 압축기로 유출시키는 냉매 유출관(114)이 형성된 통 형상의 몸체(110)와, 이 몸체(110) 내부에 복수 열로 배치되는 전열관(120) 및 이 전열관(120)에 액상 냉매와 열 교환을 이루는 냉수를 유출입시키기 위한 냉수 유입관(122) 및 냉수 유출관(124)을 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

그런데, 이 때 냉매 유입관(112)은 몸체(110)의 중앙 저부에 일정 지름의 크기로 형성되어 있는바, 냉매 유입관(112)을 통해 유입되는 액상 냉매가 전열관(120) 전체에 고르게 퍼지면서 열 교환을 이루지 못하게 됨에 따라 완전히 증발되지 못하여 액상 냉매 또는 액상 냉매가 혼합된 습증기 냉매가 압축기로 공급되는 경우가 발생될 수 있다.

이와 같이, 액상 냉매 또는 액상 냉매가 혼합된 습증기 냉매가 압축기로 공급되면, 압축과정에서 압축기가 손상될 우려가 있게 된다.

이에, 냉매 유입관(112)을 통해 증발기(100) 몸체(110)로 유입되는 액상 냉매가 전열관(120)에 고르게 퍼지면서 보다 효율적으로 열 교환이 이루어지도록 함으로써, 액상 냉매 또는 액상 냉매가 혼합된 습증기 냉매가 압축기로 공급되는 것을 원천적으로 예방할 필요성이 대두되고 있다.

이에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 증기압축식 냉동기의 만액식 증발기(100)는, 전열관(120)의 하부 단과 냉매 유입관(112) 사이에 설치되는 하부 다공판(200)과, 전열관(120)의 상부 단과 냉매 유출관(114) 사이에 설치되는 상부 완충판(300) 및 이 상부 완충판(300)과 전열관(120)의 상부 단 사이에 설치되는 사이드 완충판(400)을 더 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

하부 다공판(200)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 몸체(110)의 길이 방향을 따라 복수 열의 전열관(120)들이 횡 방향으로 설치된 상태에서, 전열관(120)들의 횡 방향 전체 길이 중, 냉매 유입관(112)이 위치하는 중앙 부위에 걸쳐 대략 1/3 길이만큼 형성될 수 있다.

즉, 몸체(110)의 길이 방향을 따라 횡 방향으로 설치되는 복수의 전열관(120) 길이를 3등분으로 구획할 때, 냉매 유입관(112)이 위치하는 중앙 영역에 일정 길이만큼 하부 다공판(200)이 설치될 수 있다.

여기서, 하부 다공판(200)은 복수의 전열관(120) 하부 단과 냉매 유입관(112) 사이에 수평 방향으로 배치되는 플레이트부(210)와, 이 플레이트의 양 측단으로부터 일정 경사만큼 경사지게 연장되어 몸체(110)의 내면과 각 단부가 밀착되게 결합되는 연결부(220)들로 구성되어 그 단면 형상이 대략 아치 형을 이루도록 이루어질 수 있다.

따라서, 냉매 유입관(112)을 통해 유입되는 액상 냉매는 하부 다공판(200)에 의해 전열관(120)의 길이 방향을 기준으로 중앙 부위를 향해 직접 토출되지 않고, 하부 다공판(200)과 냉매 유입관(112)의 유입단 사이의 공간을 통해 양 방향으로 분배된 후, 전열관(120)의 길이 방향을 기준으로 선단 부위와 후단 부위로 토출이 이루어지게 된다.

이 때, 하부 다공판(200)의 플레이트부(210)는 도 4에 도시된 바와 같이 길이 방향으로 기준으로 중앙 영역은 차폐 부위로 형성되고, 이 차폐 부위를 중심으로 양측 영역에는 다수의 천공 홀(230)들이 형성된 천공 부위로 형성될 수 있다.

이 때, 천공 부위에 형성되는 천공 홀(230)들은 차폐 부위와 인접한 부분으로부터 양측 끝단으로 갈수록 그 지름이 점차적으로 크게 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 중앙 영역의 차폐 부위와 인접한 위치로부터 일정 열만큼의 천공 홀(230)은 Ψ10, 그리고 그 다음의 일정 열 만큼의 천공 홀(230)은 Ψ12, 그리고 나머지 일정 열만큼의 천공 홀(230)은 Ψ16으로 형성되어, 중앙 부위와 인접한 부분으로부터 양측 끝단으로 갈수록 천공 홀(230)들의 지름이 점차적으로 크게 형성될 수 있다.

따라서, 냉매 유입관(112)을 통해 증발기(100) 내부로 유입되는 액상 냉매는 전열관(120)들의 중앙 영역을 곧바로 통과하지 않고, 액상 냉매의 일부는 하부 다공판(200)의 천공 홀(230)들을 통해 전열관(120)의 중앙 영역을 통과하여 열 교환을 이루고, 다른 일부는 하부 다공판(200)의 양 측단을 통해 전열관(120)의 선단 영역 및 후단 영역을 통과하여 열 교환을 이루게 됨으로써, 전열관(120)의 전체 면적에 걸쳐 효율적으로 열 교환이 이루어지게 된다.

이에, 액상 냉매는 전열관(120) 전체 면적과 고르게 열 교환을 이루게 됨으로써, 완전한 증발이 이루어지게 되는바, 액상 냉매 또는 액상 냉매가 혼합된 습증기가 냉매 유출관(114)을 통해 압축기로 공급되는 것이 예방될 수 있다.

참고로, 도 3을 참조하면 하부 다공판(200)과 냉매 유입관(112)의 유입단 사이 공간을 이루는 종단면 단면적은, 냉매 유입관(112)의 횡단면 단면적보다 크거나 같게 형성하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 냉매 유입관(112)을 통해 증발기(100) 몸체(110) 내부로 유입되는 액상 냉매가 병목 현상에 의해 원활하게 증발기(100) 내부로 유입되지 못하게 되는 것을 예방하도록 유동성을 확보하기 위함이다.

또한, 하부 다공판(200)은 플레이트부(210)의 상면이 전열관(120)을 지지하기 위하여 몸체(110)의 중앙 영역에 일정 간격을 두고 종 방향으로 설치되는 서포트에 고정되게 결합될 수 있으며, 이 때 하부 다공판(200)의 전체 길이는 서포트의 간격에 비하여 양측 단이 일정 길이만큼 돌출되게 더 길게 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상부 완충판(300)은 앞서 설명한 바와 같이 냉매 유출관(114)과 전열관(120)의 상부 단 사이에 설치되는 것으로서, 선단과 후단은 증발기(100) 몸체(110)의 양측 내면과 용접 등에 의해 고정되게 결합될 수 있다.

이 때, 상부 완충판(300)의 횡 방향 길이를 기준으로 중심은 냉매 유출관(114)의 중심과 일치되게 형성되고, 전체 횡 방향 길이는 냉매 유출관(114)의 지름의 5배 길이와 같거나 더 길게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 냉매 유출관(114)의 유출단과 상부 완충판(300) 사이의 간격은, 냉매 유출관(114)의 내경과 같거나 더 크도록 배치하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 전열관(120)의 중앙 영역에서만 열 교환됨에 따라 완전히 증발되지 않은 액상 냉매 또는 액상 냉매가 혼합된 습증기 냉매가 압축기의 흡입 압력에 의해 냉매 유출관(114)을 통해 압축기 쪽으로 공급되지 않고, 전열관(120)과의 열 교환 면적 및 시간을 증대시켜서 완전히 증발된 냉매가스가 냉매 유출관(114)을 통해 유출되도록 하기 위함이다.

따라서, 전열관(120)의 중앙 영역과 열 교환된 냉매는 상부 완충판(300)에 의해 전열관(120)의 선단 영역 및 후단 영역으로 퍼지면서 체류 시간이 증대되어 열 교환이 더 이루어짐으로써, 완전히 증발된 상태로 냉매 유출관(114)을 통해 압축기 쪽으로 공급이 이루어지게 된다.

또 한편, 사이드 완충판(400)은 앞서 설명한 바와 같이 상부 완충판(300)과 전열관(120)의 상부 단 사이에 설치되는 것으로서, 증발기(100) 몸체(110)의 서로 대향되는 양측 내면으로부터 일정 간격만큼 내측 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다.

이러한 사이드 완충판(400)은 일단부가 증발기(100) 몸체(110)의 내면에 용접 등에 의해 고정될 수 있다.

이 때, 사이드 완충판(400)은 증발기(100) 몸체(110)에 고정되는 일단으로부터 타단으로 향할수록 일정 각도만큼 하향 경사지게 형성될 수 있다.

또한, 사이드 완충판(400)은 몸체(110)에 설치되는 전열관(120)의 횡 방향 길이에 대응되는 길이로 형성될 수 있다.

이와 같은 사이드 완충판(400)은 복수 열의 전열관(120)들과 증발기(100) 몸체(110)의 내면 사이의 간극을 통해 미처 증발되지 못한 액상 냉매 또는 액상 냉매가 혼합된 습증기 냉매가 냉매 유출관(114)을 통해 압축기 쪽으로 공급되는 것을 차단하는 기능을 수행할 수 있다.

즉, 도 3을 참조하면, 복수 열의 전열관(120)들과 증발기(100) 몸체(110)의 내주면 사이에는 일정 간격만큼 틈새 공간이 발생되는바, 냉매 유입관(112)을 통해 유입된 액상 냉매 중 일부는 전열관(120)과 열 교환을 이루지 않고, 상기 틈새 공간을 통해 증발기(100) 몸체(110)의 내벽면을 타고 올라가서 냉매 유출관(114)을 통해 압축기로 공급될 수 있게 되는데, 이와 같이 틈새 공간을 통과하는 액상 냉매 또는 습증기 냉매는 사이드 완충판(400)에 의해 전열관(120) 쪽으로 유도되어 열 교환을 이루어 증발이 이루어질 수 있게 된다.

여기서, 사이드 완충판(400)은 앞서 설명한 바와 같이, 내측 방향으로 하향 경사지게 형성되어 있는바, 전열관(120) 쪽으로 액상 냉매 또는 습증기 냉매의 유도가 수월하게 이루어질 수 있게 된다.

상기와 같은 구성으로 이루어질 수 있는 증기압축식 냉동기의 만액식 증발기(100)의 작동관계를 다시 한 번 설명하면 다음과 같다.

응축기 및 팽창밸브를 거쳐 냉매 유입관(112)을 통해 유입되는 액상 냉매는, 전열관(120)들의 중앙 영역을 곧바로 통과하지 않고, 액상 냉매의 일부는 하부 다공판(200)의 천공 홀(230)들을 통해 전열관(120)의 중앙 영역을 통과하여 열 교환을 이루고, 다른 일부는 하부 다공판(200)의 양 측단을 통해 전열관(120)의 선단 영역 및 후단 영역을 통과하여 열 교환을 이루게 된다.

이 때, 하부 다공판(200)에는 양 측단으로 갈수록 점차적으로 지름이 큰 천공 홀(230)들이 형성되어 있는바, 유입되는 액상 냉매는 중앙 영역으로부터 선단 영역 및 후단 영역으로 갈수록 보다 많은 양이 고르게 퍼지게 되는바, 전열관(120)의 전체 면적에 고르게 접촉되어 열 교환 효율이 향상될 수 있다.

이 때, 전열관(120)들과 증발기(100) 몸체(110) 사이의 틈새 공간을 통과하는 액상 냉매 또는 습증기 냉매는 사이드 완충판(400)에 의해 전열관(120) 쪽으로 유도되어 전열관(120)들과 열 교환에 의해 증발이 이루어지고, 전열관(120)의 중앙 영역을 통과한 냉매는 상부 완충판(300)에 의해 다시 한 번 측 방향으로 분포되어 증발기(100) 내부에서의 체류시간이 증대됨에 따라 열 교환의 효율이 향상됨으로써, 완전히 증발된 냉매가스만 냉매 유출관(114)을 통해 압축기로 공급이 이루어지게 된다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 증기압축식 냉동기의 만액식 증발기(100)에 의하면, 압축기에 기체 상태의 냉매가 아닌 액상 냉매 또는 액상 냉매가 혼합된 습증기 냉매가 유입되는 것이 예방되는바, 결국 압축기에서 액 압축의 발생이 억제되어 압축기의 손상이 예방됨은 물론 냉방성능의 저하가 예방될 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 증발기 110 : 몸체
112 : 냉매 유입관 114 : 냉매 유출관
120 : 전열관 122 : 냉수 유입관
124 : 냉수 유출관 200 : 하부 다공판
210 : 플레이트부 220 : 연결부
230 : 천공 홀 300 : 상부 완충판
400 : 사이드 완충판

Claims (6)

1. 응축기 및 팽창밸브를 통해 공급되는 액상 냉매가 유입되는 냉매 유입관 및 상기 냉매 유입관을 통해 유입된 액상 냉매를 열 교환에 의해 냉매가스로 증발시킨 후 이를 압축기로 유출시키는 냉매 유출관이 형성된 몸체와, 상기 몸체 내부에 복수 열로 배치되는 전열관과, 상기 전열관에 액상 냉매와 열 교환을 이루는 냉수를 유출입시키기 위한 냉수 유입관 및 냉수 유출관을 포함하는 증기압축식 냉동기의 만액식 증발기에 있어서,
   상기 전열관의 하부 단과 상기 냉매 유입관 사이에 설치되는 것으로서, 상기 몸체의 길이 방향을 따라 복수 열의 전열관들이 횡 방향으로 설치된 상태에서, 상기 전열관들의 횡 방향 전체 길이 중, 냉매 유입관이 위치하는 중앙 부위에 일정 길이만큼 형성되되, 중앙 영역은 차폐 부위로 형성되고, 상기 차폐 부위를 중심으로 양측 영역에는 다수의 천공 홀들이 형성된 천공 부위로 형성되며, 상기 천공 홀들은, 상기 차폐 부위와 인접한 부분으로부터 양쪽 끝단으로 갈수록 지름이 점차적으로 크게 형성되는 하부 다공판;
   상기 전열관의 상부 단과 상기 냉매 유출관 사이에 설치되는 상부 완충판; 및
   상기 상부 완충판과 상기 전열관의 상부 단 사이에 설치되는 사이드 완충판을 포함하는 것을 특징으로 하는 증기압축식 냉동기의 만액식 증발기.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상부 완충판과 상기 냉매 유출관의 유출단 사이의 간격은,
   상기 냉매 유출관의 내경과 같거나 더 큰 것을 특징으로 하는 증기압축식 냉동기의 만액식 증발기.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 사이드 완충판은,
   상기 몸체의 서로 대향되는 양측 내면으로부터 일정 간격만큼 내측 방향으로 돌출되게 형성되되,
   상기 증발기 몸체에 고정되는 일단으로부터 타단으로 향할수록 일정 각도만큼 하향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 증기압축식 냉동기의 만액식 증발기.
   

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