KR20170135936A - 냉매 열교환기 - Google Patents

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KR20170135936A
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Abstract

냉매 열교환기는, 통 형상의 중공 용기와, 이 내부 하측에 배치되며, 표리면에 복수의 요철부가 형성된 플레이트를 적층하여, 제1 냉매가 흐르는 제1 열교환 유로 및 제2 냉매가 흐르는 제2 열교환 유로를 형성하는 플레이트 중합체와, 플레이트 중합체의 상방의 중공 용기의 내부 공간에 배치되며, 제1 냉매를 플레이트 중합체에 공급하는 공급관과, 플레이트 중합체 내를 유통하는 제2 냉매와 열교환한 제1 냉매를 배출하는 배출관을 구비한다. 플레이트의 하측은, 중공 용기의 내벽면에 근접해서 반원 형상으로 형성되고, 플레이트 상측은, 반원 형상보다 큰 곡률 반경을 갖고 편평 형상으로 형성된다. 플레이트 중합체의 상부에는 플레이트 적층 방향으로 연장되어 제2 냉매가 도입되는 제2 도입 구멍이 설치되고, 플레이트 중합체의 하부에는 플레이트 적층 방향으로 연장되어 제2 냉매가 도출되는 제2 도출 구멍이 설치된다. 제2 열교환 유로는, 제2 도입 구멍으로부터 비스듬하게 하방으로 연장되어 굴곡되고 제2 도출 구멍측으로 연장되며, 제1 열교환 유로는, 제2 도출 구멍으로부터 비스듬하게 상방으로 연장되도록 구성된다.

Description

냉매 열교환기
본 발명은, 냉동 사이클을 구성하는 냉동기 등에 이용되는 냉매 열교환기에 관한 것이며, 특히, 기체 또는 액체 등의 동일한 형태 또는 상이한 형태의 물질 간에서 전열을 행하는 플레이트식의 냉매 열교환기에 관한 것이다.
종래의 냉매 열교환기는, 특허 문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 통 형상으로 형성된 중공 용기(문헌에서는 탱크)의 하측의 내부 공간에 플레이트 중합체(문헌에서는 플레이트 패키지)가 설치되어 있다. 플레이트 중합체는 서로 인접하여 배설된 복수의 플레이트(문헌에서는 열교환 플레이트)를 구비하고 있다. 복수의 플레이트는, 수직 방향으로 배설되며, 내부 공간에 대해 실질적으로 열려 매체가 탱크의 하부 공간으로부터 상방향으로 상부 공간까지 순환 가능하게 구성된 제1 플레이트간 공간과, 내부 공간에 대해 닫혀 있으며 유체를 순환시켜 매체를 기화 가능하게 하는 제2 플레이트간 공간이 형성되어 있다. 플레이트의 상부에는, 기화한 매체를 배출 가능한 출구 유로가 형성되어 있다. 중공 용기의 상부에는, 기화한 매체를 배출하기 위한 출구가 설치되어 있다.
플레이트는, 상측으로부터 하방을 향해 상부, 중간부, 하부를 포함하여 구성되며, 각 부분에는, 산과 골로 이루어지는 파형의 주름이 형성되어 있다. 플레이트들 사이의 실제의 열교환은 중간부 및 하부를 통하여 행해진다. 중간부의 파형의 주름은, 중간부의 상이한 부분에서 다양한 방향으로 연장된다. 파형의 주름은, 서로 인접하는 플레이트의 파형의 주름이 중간부 전체에 걸쳐 서로 교차하도록 연장되어 있다. 이와 같이 연장되는 파형의 주름에 의해, 플레이트의 강성이 강화됨과 동시에, 유체로부터 매체로의 효율적인 전열이 확실히 행해진다.
일본국 특허 4383448호 공보
이 특허 문헌 1에 기재된 냉매 열교환기는, 플레이트의 측단부가 중공 용기의 내벽면을 따라 배치되어 있으므로, 플레이트와 중공 용기의 내벽면 사이의 간극이 작아져, 중공 용기를 소형화할 수 있다. 그러나, 플레이트에 형성된 파형의 주름은 복잡하다. 또 플레이트의 중앙부에는, 플레이트의 적층 방향을 따라 연장되는 판 형상의 분산 부재가 끼워져 있다. 이 때문에, 플레이트 중합체의 구조가 보다 복잡화되어, 제조 비용이 증대할 우려가 있다.
본 발명은, 이와 같은 종래 기술의 과제를 감안하여, 간소한 구성을 가진 플레이트를 구비하여 제조 비용의 증대를 억제 가능한 냉매 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 몇가지의 실시 형태에 관련된 냉매 열교환기는,
통 형상으로 형성된 중공 용기와, 그 중공 용기의 내부 하측에 배치되며, 표리면에 복수의 요철부가 형성된 플레이트를 적층하여, 제1 냉매가 흐르는 제1 열교환 유로 및 제2 냉매가 흐르는 제2 열교환 유로를 형성하는 플레이트 중합체와,
그 플레이트 중합체의 상방의 상기 중공 용기의 내부 공간에 배치되며, 상기 제1 냉매를 상기 플레이트 중합체에 공급하는 공급관과, 그 공급관으로부터 공급된 제1 냉매를 상기 플레이트 중합체 내를 유통하는 제2 냉매와 열교환하여 배출하는 배출관을 구비하고,
상기 플레이트 중합체의 상기 플레이트의 하측은, 상기 중공 용기의 내벽면을 근접해서 따라 반원 형상으로 형성되고, 상기 플레이트의 상측은, 상기 반원 형상의 곡률 반경보다 큰 곡률 반경을 갖고 편평 형상으로 형성되어 있는 냉매 열교환기로서,
상기 플레이트 중합체의 상부에는, 플레이트 적층 방향으로 연장되어 상기 제2 냉매가 도입되는 제2 도입 구멍이 설치되고, 상기 플레이트 중합체의 하부에는, 플레이트 적층 방향으로 연장되어 상기 제2 냉매가 도출되는 제2 도출 구멍이 설치되며,
상기 제2 열교환 유로는, 플레이트 적층 방향에서 볼 때, 상기 제2 도입 구멍으로부터 하방으로 나아감에 따라서 상기 플레이트의 측부측으로 연장되어 굴곡되고, 하방으로 나아감에 따라서 상기 제2 도출 구멍측으로 연장되도록 형성되며,
상기 제1 열교환 유로는, 플레이트 적층 방향에서 볼 때, 상기 제2 도출 구멍으로부터 상방으로 나아감에 따라서 상기 플레이트의 폭 방향 단부측으로 연장되도록 형성되어 있다.
상기 냉매 열교환기에 의하면, 제2 열교환 유로는, 플레이트 적층 방향에서 볼 때, 제2 도입 구멍으로부터 하방으로 나아감에 따라서 플레이트의 측부측으로 연장되어 굴곡되고, 하방으로 나아감에 따라서 제2 도출 구멍측으로 연장되도록 형성되며, 제1 열교환 유로는, 플레이트 적층 방향에서 볼 때, 제2 도출 구멍으로부터 상방으로 나아감에 따라서 플레이트의 폭 방향 단부측으로 연장되도록 형성되어 있다. 이 때문에, 제1 열교환 유로 및 제2 열교환 유로의 구조는, 모두 단순하게 구성되어 있다. 따라서, 냉매 열교환기의 구조를 간소화하고, 또한 제조 비용의 증대를 억제 가능한 냉매 열교환기를 제공할 수 있다.
또, 몇가지의 실시 형태에 관련된 냉매 열교환기에 의하면,
상기 플레이트 중합체는, 인접하는 플레이트의 각각에 형성된 요철부들을 접촉시키면, 인접하는 요철부의 볼록부 간의 골 및 오목부 내의 홈에 의해, 대응하는 상기 제1 열교환 유로 및 상기 제2 열교환 유로가 형성되도록 구성된다.
이 경우, 플레이트들을 적층할 때에, 요철부들을 접촉시키면, 인접하는 요철부의 볼록부 간의 골 및 오목부 내의 홈에 의해, 대응하는 상기 제1 열교환 유로 및 상기 제2 열교환 유로가 형성되므로, 냉매 열교환기의 제조를 보다 용이화할 수 있다.
또, 몇가지의 실시 형태에 관련된 냉매 열교환기에 의하면,
상기 제2 열교환 유로는, 하방으로 나아감에 따라서 상기 플레이트의 측부측으로 직선 형상으로 연장되는 응축 유로와, 하방으로 나아감에 따라서 상기 제2 도출 구멍측으로 직선 형상으로 연장되는 배출 유로를 가지고,
상기 응축 유로가 연장되는 방향의 기울기 각도는 상기 배출 유로가 연장되는 방향의 기울기 각도보다 작아지도록 구성되어 있다.
이 경우, 응축 유로가 연장되는 방향의 기울기 각도가 배출 유로가 연장되는 방향의 기울기보다 작아지도록 구성되어 있으므로, 도입 구멍으로부터 공급되는 제2 냉매의 흐름을, 처음은 느리게 하고, 후반은 빠르게 할 수 있다. 따라서, 제2 냉매로부터 제1 냉매로의 전열 효과를 높일 수 있음과 함께, 냉각된 제2 냉매를 신속히 제2 도출 구멍에 흐르게 할 수 있다. 따라서, 전열 효율이 높은 냉매 열교환기를 제공할 수 있다.
또, 몇가지의 실시 형태에 관련된 냉매 열교환기에 의하면,
상기 플레이트에 형성된 상기 제2 도입 구멍의 하방에는, 그 제 2 도입 구멍으로부터 공급되는 제2 냉매의 하방으로의 이동을 규제하기 위한 규제 요철부가 형성되어 있도록 구성된다.
이 경우, 플레이트에 형성된 제2 도입 구멍의 하방에, 그 제 2 도입 구멍으로부터 공급되는 제2 냉매의 하방으로의 이동을 규제하는 규제 요철부를 형성함으로써, 이들 플레이트를 겹치면, 일방측의 플레이트의 규제 요철부와 타방측의 플레이트의 규제 요철부가 접촉하고, 제2 도입 구멍의 하방에 원호 형상의 벽을 형성한다. 이 때문에, 제2 도입 구멍으로부터 공급되는 제2 냉매의 하방으로의 이동을 규제할 수 있어, 제2 도입 구멍으로부터 공급되는 제2 냉매의 흐름을 강제적으로 플레이트의 폭 방향 외측으로 이동시킬 수 있다. 이 때문에, 제2 냉매가 제2 도입 구멍으로부터 하방으로 흘러 제2 도출 구멍에 유입되는 전열 효율이 낮은 흐름을 미연에 방지할 수 있다.
본 발명 중 적어도 몇가지의 실시 형태에 의하면, 간소한 구성을 가진 플레이트를 구비하여 제조 비용의 증대를 억제 가능한 냉매 열교환기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 형태에 관련된 열교환기를 나타내고, 이 도(a)는 열교환기의 측면도이며, 이 도(b)는 이 도(a)의 I－I 화살표 방향에서 볼 때에 상당하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시 형태에 관련된 NH3 도입관을 나타내고, 이 도(a)는 NH3 도입관의 측면도이며, 이 도(b)는 NH3 도입관의 저면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시 형태에 관련된 플레이트의 정면도이다.
도 4는 도 3의 플레이트를 표리 반전시킨 상태의 플레이트의 정면도이다.
도 5는 다른 실시 형태에 관련된 NH3 도입관을 나타내고, 이 도(a)는 NH3 도입관의 측면도이며, 이 도(b)는 NH3 도입관의 저면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해서, 도 1~도 5를 참조하면서 설명한다. 단, 이 실시 형태로서 기재되어 있는 또는 도시하고 있는 구성 부품의 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은, 본 발명의 범위를 이것에 한정하는 취지가 아니라, 단순한 설명예에 지나지 않는다. 또한, 본 실시 형태에서는, 냉매 열교환기로서 기화한 CO2를 액화하기 위한 CO2 액화기를 예로서 설명한다.
냉매 열교환기(1)는, 도 1(a) 및 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 쉘 앤드 플레이트식 열교환기를 구성하여, 일차 냉매인 NH3 냉매액과 이차 냉매인 CO2 냉매 가스를 열교환하고, NH3 냉매가 CO2 냉매로부터 흡열하여 기화되고, CO2 냉매가 액화되도록 구성된다.
냉매 열교환기(1)는, 단면이 원형인 통형상을 가지는 중공 용기(5)와, 중공 용기(5)의 내부 하측에 수용된 플레이트 중합체(10)와, 플레이트 중합체(10)의 상방의 중공 용기(5)의 내부 공간(5a)에 배치되며, NH3 냉매액을 플레이트 중합체(10)에 공급하는 NH3 공급관(30)과, NH3 공급관(30)으로부터 공급된 NH3 냉매액을 플레이트 중합체(10) 내를 유통하는 CO2 가스 냉매와 열교환한 NH3 가스를 배출하는 NH3 배출관(40)을 구비한다.
플레이트 중합체(10)는, 판 형상의 다수의 플레이트(11)가 겹쳐져 측면에서 볼 때 대략 타원 형상으로 형성되어 있다. 플레이트 중합체(10)의 상세한 것에 대해서는 후술한다. 중공 용기(5)의 축방향 일단측의 측벽(5c) 상부의 폭 방향 일방측에는 NH3 도입구(31)가 형성되며, NH3 도입구(31)에는 NH3 공급관(30)이 끼워져 있다. NH3 공급관(30)은, NH3 도입구(31)에 끼워진 NH3 도입관(32)과, NH3 도입관(32)의 선단에 접속된 NH3 산포관(33)을 가지고 이루어진다.
NH3 산포관(33)은, 중공 용기(5) 상벽(5b)을 따라 대략 평행하게 배치되어 있다. NH3 산포관(33)은, 도 2(a) 및 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, NH3 도입관(32)으로부터 굴곡되어 연장되는 단축 산포관(33a)과, 단축 산포관(33a)의 단부로부터 굴곡되어 연장되는 장축 산포관(33b)을 가지고 구성된다. 단축 산포관(33a) 및 장축 산포관(33b)의 하면에는, 하방을 향해 형성된 다수의 좁은 직경의 살포구멍(33c)이 살포관 축방향으로 2열로 형성되어 있다.
중공 용기(5)의 일단측의 측벽(5c)의 상부에는, 도 1(a) 및 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, NH3 도출구(41)가 형성되고, NH3 도출구(41)에 NH3 배출관(40)이 끼워져 있다. NH3 배출관(40)은 중공 용기(5)의 축심 방향을 따라 중공 용기(5)의 타단측의 측벽(5d)의 내면의 근방 위치까지 연장되며, NH3 배출관(40)의 타단부에 개구부(40a)가 형성되어 있다. 이 때문에, 기화된 NH3 냉매 가스는 개구부(40a)를 통하여 NH3 배출관(40)으로부터 유출된다.
중공 용기(5)의 일방의 측벽(5c)의 중앙부에는 CO2 도입구(50)가 설치되고, CO2 도입구(50)에 CO2 도입관(51)이 삽입되어 있다. CO2 도입관(51)은, 플레이트 중합체(10)의 내부에 형성된 CO2 도입 구멍(13)에 연통되어 있다.
또, CO2 도입관(51)의 하방의 중공 용기(5)의 일방측의 측벽(5c)에는, CO2 도출구(53)가 형성되고, CO2 도출구(53)에 CO2 도출관(54)이 끼워져 있다. CO2 도출관(54)은, 플레이트 중합체(10)의 내부에 형성된 CO2 도출 구멍(15)에 연통되어 있다.
플레이트 중합체(10)를 구성하는 플레이트(11)는, 판금(예를 들면, 스테인리스 강판)제이며, 도 1(b) 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 중공 용기(5)의 축방향에서 볼 때, 중공 용기(5)의 축심(S)을 통과하는 수평선(H)에 대해 상하 방향으로 비대칭으로 형성되어 있다. 즉, 중공 용기(5)의 축심(S)보다 하측의 플레이트(11a)는, 중공 용기(5)의 축심(S)보다 하방의 위치를 중심으로 한 곡률 반경을 갖고 중공 용기(5)의 내벽면(5e)을 근접해서 따라 반원 형상으로 형성된다. 또, 중공 용기(5)의 축심(S)보다 상측의 플레이트(11b)는, 중공 용기(5)의 축심(S)을 중심으로 하여 곡률 반경보다 큰 곡률 반경을 갖고 편평 형상(반타원 형상)으로 형성되어 있다.
플레이트 중합체(10)를 구성하는 다수의 플레이트(11)의 각각에는, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 표리면에 복수의 요철부(17)가 형성되어 있다. 플레이트 중합체(10)는, 도 3에 나타내는 플레이트(11')와 도 4에 나타내는 플레이트(11'')를 1장 간격으로 적층하여 구성된다. 도 4에 나타내는 플레이트(11'')는, 도 3에 나타내는 플레이트(11')를 표리 반전시킨 것이다. 따라서, 도 4에 나타내는 플레이트(11'')는, 도 3에 나타내는 플레이트(11')와 동일한 구성이므로, 도 4에 나타내는 플레이트(11'')는 도 3에 나타내는 플레이트(11')와 동일 형상 부분에 대해 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 플레이트(11')의 폭 방향 중앙 상부에는 원 형상으로 개구하는 CO2 도입 구멍(13)이 설치되고, 플레이트(11')의 폭 방향 중앙 하부에는 원 형상으로 개구하는 CO2 도출 구멍(15)이 설치되어 있다.
요철부(17)는, 플레이트(11')의 표면의 우측 하부를 제외한 부분에 비스듬하게 우측 상방으로 경사(약 25도의 경사 각도)져 직선 형상으로 연장되는 복수의 오목부(18)와, 플레이트(11')의 우측 하부에 형성되어 오목부(18)보다 큰 경사 각도(약 60도)를 가지고 비스듬하게 우측 상방으로 직선 형상으로 연장되는 복수의 볼록부(19)를 가지고 이루어진다. 복수의 오목부(18)는, 소정 간격을 가지고 서로 평행하게 형성되며, 복수의 볼록부(19)는, 소정 간격을 가지고 서로 평행하게 형성되어 있다.
도 3에 나타내는 플레이트(11')의 이측에 도 4에 나타내는 플레이트(11'')를 겹치면, 이들 플레이트(11', 11'')의 표리면에 2개의 독립된 제1 열교환 유로(21) 및 제2 열교환 유로(22)가 형성된다. 제1 열교환 유로(21)는, 도 3에 나타내는 플레이트(11')의 표면측에 형성되고, CO2 도출 구멍(15)으로부터 상방으로 나아감에 따라서 플레이트(11')의 폭 방향 우측 단부측으로 연장된다. 이 제1 열교환 유로(21)는, 인접하는 요철부(17)의 볼록부(19) 간의 골에 의해 형성됨과 함께, 오목부(18) 내의 홈에 의해 형성된다. 이 때문에, 제1 열교환 유로(21)는, 플레이트(11')의 폭 방향 일방측으로부터 타방측으로 비스듬하게 상방을 향하는 방향의 유로로서 형성되어 있다.
한편, 제2 열교환 유로(22)는, 도 4에 나타내는 플레이트(11'')의 표면측에 형성되며, CO2 도입 구멍(13)으로부터 하방으로 나아감에 따라서 플레이트(11'')의 우측부측 및 좌측부측으로 연장되어 굴곡되고, 하방으로 나아감에 따라서 CO2 도출 구멍(15)측으로 연장되도록 구성된다. 이 제2 열교환 유로(22)는, 도 4에 나타내는 플레이트(11'')의 오목부(18)의 저면측으로 돌출하는 돌출부(18a) 간의 골 및 도 3에 나타내는 볼록부(19) 간의 골에 의해 형성됨과 함께, 도 3에 나타내는 플레이트(11')의 오목부(18)의 저면측으로 돌출하는 돌출부(18a) 간의 골 및 도 4에 나타내는 플레이트(11')의 볼록부(19) 간의 골에 의해 형성된다.
제2 열교환 유로(22)는, 하방으로 나아감에 따라서 플레이트(11'')의 측부측으로 직선 형상으로 연장되는 응축 유로(22a)와, 하방으로 나아감에 따라서 CO2 도출 구멍(15)측으로 직선 형상으로 연장되는 배출 유로(22b)를 가지고 구성된다. 또, 응축 유로(22a)가 연장되는 방향의 기울기 각도는 배출 유로(22b)가 연장되는 방향의 기울기 각도보다 작아지도록 구성되어 있다. 이 때문에, CO2 도입 구멍(13)으로부터 공급되는 CO2 가스 냉매의 흐름은, 처음은 느려지고, 그 후는 빨라지도록 할 수 있다. 따라서, CO2 가스 냉매로부터 NH3 냉매액으로의 전열 효과를 높일 수 있음과 함께, 냉각된 CO2 냉매액을 신속히 CO2 도출 구멍(15)에 흐르게 할 수 있다. 따라서, 전열 효율이 높은 냉매 열교환기(1)를 제공할 수 있다.
또, 도 3에 나타내는 플레이트(11')에 형성된 CO2 도입 구멍(13)의 하방에는 CO2 도입 구멍(13)으로부터 공급되는 CO2 가스 냉매의 하방으로의 이동을 규제하기 위한 규제 요철부(20')가 형성되어 있다. 규제 요철부(20')는, CO2 도입 구멍(13)의 하부의 외주를 둘러싸도록 원호 형상으로 형성되어 있다. 이 규제 요철부(20')는, 플레이트(11')의 이측에서 보면 볼록한 형상으로 형성되어 있다.
또, 도 4에 나타내는 플레이트(11'')에 형성된 CO2 도입 구멍(13)의 하방에는 규제 요철부(20'')가 형성되어 있다. 이 규제 요철부(20'')는, CO2 도입 구멍(13)의 하부의 외주를 둘러싸도록 원호 형상으로 형성되며, 플레이트(11'')의 표측에서 보면 볼록한 형상으로 형성되어 있다. 이들 플레이트(11', 11'')를 겹치면, 도 3에 나타내는 플레이트의 규제 요철부(20')의 저부와 도 4에 나타내는 플레이트(11'')의 규제 요철부(20'')가 접촉하고, CO2 도입 구멍(13)의 하방에 원호 형상의 벽이 형성된다. 이 때문에, CO2 도입 구멍(13)으로부터 공급되는 CO2 가스 냉매의 하방으로의 이동을 규제할 수 있다. 따라서, CO2 도입 구멍(13)으로부터 공급되는 CO2 가스 냉매의 흐름을 강제적으로 플레이트(11', 11'')의 폭 방향 외측으로 이동시킬 수 있어, 전열 효율의 저하를 미연에 방지할 수 있다.
이들 플레이트(11', 11'')는, 적층된 상태로 복수의 플레이트(11', 11'')의 외주를 용접 등으로 접속하여 일체화된다. 요철부(17)는, 프레스 가공에 의해 형성된다.
이와 같이 구성된 냉매 열교환기(1)는, CO2 도입관(51)으로부터 공급되는 CO2 가스 냉매가 플레이트(11', 11'')의 제2 열교환 유로(22)를 흐르게 하고, 그 사이에 제1 열교환 유로(21)를 흐르는 NH3 액냉매와 열교환하여 CO2 냉매액이 되고 제2 열교환 유로(22)를 통하여 CO2 도출관(54)으로부터 유출된다.
이와 같이, 냉매 열교환기(1)에 의하면, 제2 열교환 유로(22)는, 플레이트 적층 방향에서 볼 때, CO2 도입관(51)으로부터 하방으로 나아감에 따라서 플레이트(11', 11'')의 폭 방향 단부측으로 연장되어 굴곡되고, 하방으로 나아감에 따라서 CO2 도출 구멍(15)측으로 연장되도록 구성되며, 제1 열교환 유로(21)는, 플레이트 적층 방향에서 볼 때, CO2 도출 구멍(15)으로부터 상방으로 나아감에 따라서 플레이트(11', 11'')의 폭 방향 단부측으로 연장되도록 구성되어 있다. 이 때문에, 제1 열교환 유로(21) 및 제2 열교환 유로(22)의 구조는, 모두 단순한 구성이다. 따라서, 냉매 열교환기(1)의 구조를 간소화하고, 또한 제조 비용의 증대를 억제 가능한 냉매 열교환기(1)를 제공할 수 있다.
또, 인접하는 플레이트(11', 11'')들을 적층할 때에, 인접하는 요철부(17)의 볼록부(19) 간의 골 및 오목부(18) 내의 홈에 의해, 제1 열교환 유로(21) 및 제2 열교환 유로(22)가 형성되므로, 냉매 열교환기(1)의 제조를 보다 용이화할 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, NH3 산포관(33)은, NH3 도입관(32)으로부터 굴곡되어 연장되는 단축 산포관(33a)과, 단축 산포관(33a)의 단부로부터 굴곡되어 연장되는 장축 산포관(33b)을 가지고 구성되는 것을 나타냈지만(도 2(b) 참조), 도 5(a) 및 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 장축 산포관(33b)을 플레이트 중합체(10)의 축방향 길이와 대략 동일한 길이를 가지는 것으로 하고, 장축 산포관(33b)의 길이 방향 중간부에 NH3 도입관(32)에 연통되어 NH3 액냉매를 공급 가능한 연통관(35)을 접속해도 된다. 이와 같이 구성하면, 플레이트 중합체(10)에 NH3 액냉매를 보다 균일하게 공급할 수 있다.
1 냉매 열교환기 5 중공 용기
5a 내부 공간 5b 상벽
5c, 5d 측벽 5e 내벽면
10 플레이트 중합체 11, 11', 11'' 플레이트
11a 하측의 플레이트 11b 상측의 플레이트
13 CO2 도입 구멍 15 CO2 도출 구멍
17 요철부 18 오목부
18a 돌출부 19 볼록부
20 규제 요철부 21 제1 열교환 유로
22 제2 열교환 유로 22a 응축 유로
22b 배출 유로 30 NH3 공급관
31 NH3 도입구 32 NH3 도입관
33 NH3 산포관 33a 단축 산포관
33b 장축 살포관 35 연통관
40 NH3 배출관 40a 개구부
41 NH3 도출구 50 CO2 도입구
51 CO2 도입관 53 CO2 도출구
54 CO2 도출관 H 수평선
S 축심

Claims (4)

  1. 통 형상으로 형성된 중공 용기와, 그 중공 용기의 내부 하측에 배치되며, 표리면에 복수의 요철부가 형성된 플레이트를 적층하여, 제1 냉매가 흐르는 제1 열교환 유로 및 제2 냉매가 흐르는 제2 열교환 유로를 형성하는 플레이트 중합체와,
    그 플레이트 중합체의 상방의 상기 중공 용기의 내부 공간에 배치되며, 상기 제1 냉매를 상기 플레이트 중합체에 공급하는 공급관과, 그 공급관으로부터 공급된 제1 냉매를 상기 플레이트 중합체 내를 유통하는 제2 냉매와 열교환하여 배출하는 배출관을 구비하고,
    상기 플레이트 중합체의 상기 플레이트의 하측은, 상기 중공 용기의 내벽면을 근접해서 따라 반원 형상으로 형성되고, 상기 플레이트의 상측은, 상기 반원 형상의 곡률 반경보다 큰 곡률 반경을 갖고 편평 형상으로 형성되어 있는 냉매 열교환기로서,
    상기 플레이트 중합체의 상부에는, 플레이트 적층 방향으로 연장되어 상기 제2 냉매가 도입되는 제2 도입 구멍이 설치되고, 상기 플레이트 중합체의 하부에는, 플레이트 적층 방향으로 연장되어 상기 제2 냉매가 도출되는 제2 도출 구멍이 설치되며,
    상기 제2 열교환 유로는, 플레이트 적층 방향에서 볼 때, 상기 제2 도입 구멍으로부터 하방으로 나아감에 따라서 상기 플레이트의 측부측으로 연장되어 굴곡되고, 하방으로 나아감에 따라서 상기 제2 도출 구멍측으로 연장되도록 형성되며,
    상기 제1 열교환 유로는, 플레이트 적층 방향에서 볼 때, 상기 제2 도출 구멍으로부터 상방으로 나아감에 따라서 상기 플레이트의 폭방향 단부측으로 연장되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 냉매 열교환기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 플레이트 중합체는, 인접하는 플레이트의 각각에 형성된 상기 요철부들을 접촉시키면, 인접하는 요철부의 볼록부 간의 골 및 오목부 내의 홈에 의해, 대응하는 상기 제1 열교환 유로 및 상기 제2 열교환 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 냉매 열교환기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 열교환 유로는, 하방으로 나아감에 따라서 상기 플레이트의 측부측으로 직선 형상으로 연장되는 응축 유로와, 하방으로 나아감에 따라서 상기 제2 도출 구멍측으로 직선 형상으로 연장되는 배출 유로를 가지며,
    상기 응축 유로가 연장되는 방향의 기울기 각도는 상기 배출 유로가 연장되는 방향의 기울기 각도보다 작아지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 냉매 열교환기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 플레이트에 형성된 상기 제2 도입 구멍의 하방에는, 그 제 2 도입 구멍으로부터 공급되는 제2 냉매의 하방으로의 이동을 규제하기 위한 규제 요철부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 냉매 열교환기.
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