KR0155653B1 - 핀튜브형열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주로 공기조화기 등에 사용되고 있는 핀튜브형 열교환기에 관한 것으로, 특히 증발기로 사용시 생기는 응축수의 흐름 및 배수를 원활하게 하여 핀 튜브형 열교환기를 통과하는 공기의 유속을 일정하게 하고, 또한 열교환기 하단부에서 집적된 응축수에 의해 전열을 방해받는 일이 없도록 한 핀 튜브형 열교환기로, 응축수가 집적하는 열교환기(1)와; 공기조화기 통풍 회로내에 소정의 간격으로 평행하게 병설되며 그 사이를 기류가 흐르도록 한 핀군(2)과; 이 핀군에 직각으로 삽입되고 내부가 유체가 흐르도록 적어도 1렬이상 배열설치된 전열관(3); 상기 핀군의 각핀에는 절기편이 형성됨에 있어서, 상기 핀군의 최상단 이외의 단의 최상부와 절리편의 높이를 다르게 형성시킴으로서, 물방울이 절기편 사이에서 체류하는 량을 줄일 수 있고, 또 절기편을 없앴으므로서, 절기편의 내부나 혹은 인접하는 절기편 사이에 브리지 형상으로 존재하는 물방울을 없앨 수 있도록 구성하였다.

Description

핀 튜브형 열교환기

제1도는 핀 튜브형 열교환기를 개략적으로 도시한 구성도.

제2도 (a)(b)(c)는 종래예를 나타낸 도.

제3도 내지 제5도는 종래예의 다른 실시예를 나타낸 도.

제6도 (a)는 본 발명 핀 튜브형 열교환기를 나타낸 구성도.

(b)는 (a)의 A-A선 단면도.

(c)는 (a)의 B-B선 단면도.

제7도 (a)(b)는 본 발명 열교환기의 풍속분포도를 나다낸 도.

제8도 (a)(b)(c)(d)는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 열교환기 2 : 핀

3 : 전열관

17a',17b',18',19',20',21a',21b',22a',22b',22c' : 절기편

17a'',17b'',19'',21a'',21b'',18'',20'',22a'',22b'',22c'' : 엠보싱

본 발명은 주로 공기조화기 등에 사용되고 있는 핀튜브형 열교환기에 관한 것으로, 특히 증발기로 사용시 생기는 응축수의 흐름 및 배수를 원활하게 하여 핀 튜브형 열교환기를 통과하는 공기의 유속을 일정하게 하고, 또한 열교환기 하단부에서 직접된 응축수에 의해 전열을 방해받는 일이 없도록 한 핀 튜브형 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로, 핀 튜브형 열교환기는 제1도 내지 제5도에 나타낸 바와 같이, 제1도에서 열교환기(1)는 주로 알류미늄재로 형성된 핀(2)이 소정 간격으로 다수 길이 방향으로 병렬설치되고, 상기 핀(2)에 복수개의 전열관(3)이 삽입되는 관통부(4)를 형성시켜 상기 핀의 칼라부위에 밀착시킨다.

예를 들면 제2도 및 제3도에 나타낸 바와 같이, 상기 핀의 열교환성을 상승시키기 위해 절기편이 형성된다.

또한, 각 절기편은 기류(A)방향에 대해 직각으로 설치되며 핀 표면에는 제2도(b)에 나타낸 바와 같이, 한 방향으로만 절기편(5)(6)(7)(8)이 형성되는 것과, 제2도(c)에 도시된 바와 같이 양방향으로 절기편(5)(6')(7)(8')이 형성된 것이 있다.

또한, 제2도(c)에 인접하는 핀의 절기편(5)(6')(7)(8')의 각 사이에서 물방울이 체류함과 동시에, 물방울이 브리지 형상으로 체류하게 된다.

이때, 상기 체류된 물방울은 상당한 크기로 되지 않으면 낙하하지 않게 된다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 일본 특개 소48-58434호 공보(제3도(a)(b)(c) 참조)에 나타낸 것도 있지만 이것 역시, 제2도(b)와 마찬가지로 동일핀의 절기편(9)-(14)의 각각의 사이에서 물방울이 체류하고, 제3도(c)에서는 인접하는 절기편(9)(10')(11)(12')(13)(14')의 각각의 사이에서 물방울이 브리지 형상으로 체류한다.

이 경우는 상기 종래예와 비교하여 중앙부에 물기 제거부위가 있기 때문에, 물방울의 체류가 적으나 열교환 성능은 미흡하다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 제4도에 도시된 바와 같이, 각열(列)의 상부 이외의 단에 있어서, 상기 각열의 상하 2개의 전열과(3) 사이의 대략 중앙에 기류와 수직방향으로 절기편을 형성하지 않음으로서, 물방울이 체류하지 않고 흘러 내리도록 한 것과, 또한 제5도에 도시된 바와 같이 하부단의 절기편의 수를 상부단의 절기편의 수보다 적게하고, 또한 상기 절기편의 대략 중앙에 절기편을 배치하고, 그 양쪽에 크게 간격을 형성시켜서 상기 절기편을 배치 구성한 것이 있다.

이는 절기편의 대략 중앙 즉, 절기편의 양쪽에 물기제거 통로를 형성시킴으로써, 물방울이 핀을 거쳐서 떨어지기가 쉽고 통풍저항은 적어지게 됨에 따라서 중량저하에 의한 열교환 능력의 극단적인 저하되는 일은 없어진다.

이 경우 상부의 절기편을 조밀하게 또 하부의 절기편을 넓게 형성하였다.

또한 일본국 특개 평2-166392호에 의하면 하부 물방울이 체류하는 부위의 절기편을 핀베이스의 전후면에서 모두 삭제한 경우도 있었다.

그러나, 상기 전자인 제4도의 구성은 상하측 가공용 펀치를 각각 2가지씩 설치하여 사용하여야 하기 때문에 금형과 설비의 가격이 상승되고, 후자인 제5도는 절기편의 개수가 결국은 줄어들게 되어 전열효율이 저하되는 단점이 있었다.

또한 상기 제4도 및 제5도는 절기편과 핀 베이스(15) 사이 또는 인접한 절기편들 사이에서 발생하는 물방울을 완전히 제거하기는 어려웠다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 응축수가 집적(集積)하는 열교환기의 각열(列)이 적어도 최상단 이외의 단에 있어서 절기편의 높이를 상기 최상단의 높이 보다 낮게 구성하거나, 또는 핀 베이스를 중심으로 한쪽 방향은 동일하게 또는 한쪽 방향은 낮게 구성하거나 또 한방향은 절기편은 성형하지 않고 낮게 구성하거나 또는 적어도 최상단의 높이 보다는 낮게 구겅하면서 그 높이를 다르게 구성하다.

또는 한쪽에는 절기편을 또 한쪽에는 엠보싱 형태로 구성시킴으로써, 응축수가 절기편 사이에서 체류하는 것을 줄일 수 있는 핀 튜브형 열교환기를 제공하고자 한다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 응축수가 집적하는 열교환기와; 공기조화기 통풍 회로내에 소정의 간격으로 평행하게 병설되며 그 사이를 기류가 흐르도록 한 핀군과; 이 핀군에 직각으로 삽입되고 내부가 유체가 흐르도록 적어도 1렬 이상 배열설치된 전열관군과; 상기 핀군의 각핀에는 절기편의 최초열이 2등분 형성되고, 최후열이 3등분 되며 이를 절기편의 열 사이에 하나의 열들이 다수개 배열됨에 있어서, 상기 핀군의 길이방향의 최상단에 형성된 절기편군 이외의 절기편의 높이가 다르게 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 절기편의 높이가 다른 다수개의 엠보싱이 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 하부의 절기편에 있는 절기편의 높이가 상부의 절기편의 높이보다 낮게 구성됨을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 첨부도면에 의하여 구성 및 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도면 중 종래와 같은 명칭 및 형상에는 동일 부호를 붙인다.

본 발명 핀 튜브형 열교환기의 핀(2)은 제1도 또는 제6도에 나타낸 바와 같이, 공기조화기 통풍회로내에 소정의 간격으로 평행하게 병설되며 그 사이를 기류가 흐르도록 형성한다. 상기 핀(2)은 길이방향으로 길게 형성된 핀베이스(15)에 일체로 형성되며 길이방향을 따라 내부가 유체가 흐르도록 적어도 1렬이상 전열관(3)이 삽입 설치된다.

한편 상기 핀(2)에는 제6도(a) 또는 (b)에 도시된 바와 같이, 핀 베이스에 응축수가 집적하지 않도록 상기 핀(2)의 최상단 절기편 이외의 단의 절기편의 높이를 다르게 형성시킨 상태를 나타낸다.

예를들면, 제6도(b) 또는 (c)에 도시된 바와 같이 상기 응축수가 집적하는 각 열의 최상단의 절기편(17a)(17b)(19)(21a)(21b)(18)(20)(22a)의 높이보다 이 아래 단의 절기편(17a')(17b')(19') (21a')(21b'),(18')(20')(22a')(22b')(22c')의 높이를 낮게 형성하거나 또는 각 핀의 절기편과 엠보싱을 한 방향으로 설치하면서 상기 최상단 보다 낮게 설치할 수도 있다.

또한 제7도는 본 실시예의 열교환기의 풍속도를 나타낸 것으로, 점선으로 나타낸 것은 절기편을 균일하게 배치한 경우를 나타낸 것이고, 실선은 하부의 절기편을 낮게 하거나 하부를 엠보싱 가공한 상태를 나타낸 것이다.

이때, 풍속은 A쪽으로부터 B방향으로 진행되며 열교환기의 전면에 균일하게 풍속이 가해진 다는 조건하에서의 경우를 나타낸 도이다.

또한, 제8도(a)(b)(c)(d)는 본 발명 핀 튜브형 열교환기의 다른 실시예를 나타낸 것으로,

(a)는 응축수가 집적하는 각열의 상부 이외의 단에 핀베이스(15)를 기준으로, 한쪽면은 상기 상부 절기편 보다 낮은 절기편(17a')(17b')(19)(21a')(21b')이 형성되고, 다른 한쪽면은 성형하지 않은 것을 나타내었으며 상기 절기편의 간격을 중심선을 기준으로 대략 동일하게 구성하였다.

(b)는 응축수가 집적하는 각열의 상부 이외의 단에 핀베이스(15)를 기준으로 한쪽면만 상기 최상단의 절기편과 높이와 동일한 절기편(18)(20)(21a)(21b)(21c)을 형성하고 다른 한쪽 절기편은 낮게 구성한 것을 나타낸 도이다.

(c)는 응축수가 집적하는 각열의 상부 이외의 단에 핀베이스(15)를 기준하여 양쪽면 모두 다수개의 엠보싱(17a'')(17b'')(19'')(21a'')(21b''),(18'')(20'')(22a'')(22b'') (22c'')이 형성된 것을 나타낸 도이다.

(d)는 응축수가 집적하는 각열의 최상단 이외의 단에 핀베이스(15)를 기준으로 한쪽면은 상기 상부의 절기편 보다 높이가 낮은 엠보싱(17a'')(17b'')(19'')(21a'')(21b'')으로 구성하고 다른 한면은 상기 최상단의 절기편보다 높이가 낮은 절기편(18')(20')(22a') (22b')(22c')으로 형성된 것을 나타낸 도이다.

상기와 같은 구성을 가지는 열교환기를 증발기로 사용하였을 경우, 하기와 같은 효과가 있다.

상부의 절기편은 핀베이스면으로부터 높게 하부는 낮게 성형하거나 또 하부에서 핀베이스의 상하 또는 한쪽방향으로 상기 절기편과 유사한 면적을 가지도록 엠보싱 형상으로 형성하므로서, 집적되는 물방울은 핀을 거쳐서 떨어지기 쉽게 되어 통풍저항은 적어진다.

따라서 풍량 저하에 의한 열교환 능력이 극단적으로 저하되는 일은 없어지고 또 서로 인접하는 절기편 사이에 생기는 물방울의 브리지를 적게함으로서, 종래보다 통풍저항은 적어지고 열교환 능력은 향상된다.

또한 상기 엠보싱 형상의 성형에 의해 루버링(Louvering)효과에 의한 전열 효율은 그대로 유지되면서 물방울이 절기편 사이나 혹은 인접한 절기편과 브리지 형상으로 발생되는 것을 방지할 수 있다.

또 상기 절기편의 형상과 엠보싱 형상을 동일한 금형 펀치로 사용함으로서, 금형의 스트로크를 조절하여 가공할 수 있기 때문에, 펀치의 신규 투자(금형비와 설비비의 저감)가 없어도 되는 장점이 있다.

따라서, 물방울이 상기 절기편 사이에서 체류하는 체류량을 줄일 수 있으며, 또 상기 절기편을 없앴으므로서, 절기편의 내부나 혹은 인접하는 절기편 사이에 브리지 형상으로 존재하는 물방울을 제거할 수가 있다.

또, 상기와 같이 절기편을 형성시킴으로서, 열교환기에 풍속분포를 균일하게 분포시킬 수가 있다.

Claims (7)

1. 응축수가 집적하는 열교환기와; 공기조화기 통풍 회로내에 소정의 간격으로 평행하게 병설되며 그 사이를 기류가 흐르도록 한 핀군과; 이 핀군에 직각으로 삽입되고 내부가 유체가 흐르도록 적어도 1렬 이상 배열 설치된 전열관군과; 상기 핀군의 각핀에는 절기편의 최초열이 2등분 형성되고, 최후열이 3등분이며 이들 절기편의 열사이에 하나의 열들이 다수개 배열됨에 있어서, 상기 핀군의 길이방향의 상부에 형성된 절기편 이외의 절기편의 높이가 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 핀 튜브형 열교환기.
2. 제1항에 있어서, 상기 절기편의 높이가 다른 다수개의 엠보싱이 형성됨을 특징으로 하는 핀 튜브형 열교환기.
3. 제1항에 있어서, 상기 하부의 절기편에 있는 절기편의 높이가 상부의 절기편의 높이보다 낮게 구성됨을 특징으로 하는 핀 튜브형 열교환기.
4. 제1항에 있어서, 상기 핀베이스를 기준으로, 한쪽면에는 절기편의 높이가 낮도록 형성하고, 또한 다른 한쪽면은 절기편이 형성되지 않은 것을 특징으로 하는 핀튜브형 열교환기.
5. 제1항에 있어서, 상기 핀베이스를 기준으로, 한쪽면에만 상기 최상단의 절기편의 높이가 동일한 것을 특징으로 하는 핀튜브형 열교환기.
6. 제1항에 있어서, 상기 핀베이스를 기준으로, 양쪽면 모두 높이가 낮은 절기편이 형성된 것을 특징으로 하는 핀 튜브형 열교환기.
7. 제1항에 있어서, 상기 핀베이스를 기준으로, 한쪽면은 상기 최상단의 절기편보다 높이가 낮은 절기편이 형성되고, 다른 한쪽면은 상기 최상단의 절기편보다 높이가 낮은 엠보싱이 형성된 것을 특징으로 하는 핀 튜브형 열교환기.