KR100294826B1 - 평행유동형 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양측의 헤더파이프 상에 다수의 냉매유로용 튜브를 설치하고 이에 방열핀을 설치하는 열교환기에 있어서, 상기 냉매유로용 튜브내에 복수개의 냉매유로를 형성하고 상기 튜브의 외형크기는 동일하게 하면서 내부의 수력직경을 작게형성하여 냉매의 유로인 튜브의 수를 줄일면서도 열교환 효율을 향상시킬 수 있도록 한 평행유동형 열교환기에 관한 것이다.

본 발명은 양측의 헤더파이프(1)(2)상에 다수의 냉매유로용 튜브(3)를 연결설치하고 이 냉매유로용 튜브(3)의 상하에 다수의 방열핀(4)을 설치하며 상기 헤더파이프(1)(2)들에는 배플(5)를 설치하여 상기 튜브(3)를 구획하도록 구성된 열교환기에 있어서, 상기 냉매용 튜브(3)의 외형크기는 모두 동일하게 형성하고 상기 튜브(3)의 내부에는 수력직경부를 형성하는 여러개의 냉매유로(6)를 형성하며 상기 튜브(3)의 냉매유로들을 출구쪽으로 갈수록 점진적으로 튜브의 수를 동일하게 하면서 단면적을 작게 형성하여 냉매의 열전달 계수 감소를 억제시키고 상기 냉매유로(6)가 형성된 냉매유로용 튜브(3)를 동일간격으로 상기 배플(5)에 의하여 구획하도록 구성된 것이다.

Description

평행유동형 열교환기{Heat exchanger of parallel flow type}

본 발명은 양측의 헤더파이프 상에 다수의 냉매유로용 튜브를 설치하고 이에 방열핀을 설치하는 열교환기에 있어서, 상기 냉매유로용 튜브내에 복수개의 냉매유로를 형성하고 상기 튜브의 외형크기는 동일하게 하면서 내부의 수력직경을 작게형성하여 냉매의 유로인 튜브의 수를 줄이면서도 열교환 효율을 향상시킬 수 있도록 한 평행유동형 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 냉매가 냉매유로를 통과하면서 방열핀과 냉매유로용 튜브에 의하여 방열작용을하여 열교환이 이루어지도록 하는 열교환기는 도 1에서와 같이 양측의 헤더파이프(1)(2)상에 다수의 냉매유로용 튜브(301)를 연결설치하고 이 냉매유로용 튜브(301)의 양방에 다수의 방열핀(4)을 설치하여 구성되어 있으며, 상기 일측의 헤더파이프 공급라인을 통하여 냉매가 공급되면, 이 공급된 냉매가 상기 헤더파이프와 냉매유로인 각 튜브들 사이를 통하여 순환하면서 열교환이 이루어지도록 되어 있었다.

한편, 상기와 같이 구성된 종래의 열교환기는 상기 냉매유로인 각 튜브마다 하나의 냉매유로를 형성하고 있었기 때문에 상기 열교환기의 용량을 증대시키기 위해서는 상기 튜브의 설치 수를 증대되는 만큼 더 설치해야 했으며, 이에 따라 상기 열교환기의 부피가 커지게 되고 이 부피의 커짐에 따라 상기 냉매의 순환길이가 길어지게 되어 공급측에서 출구쪽으로 갈수록 열전달 계수가 감소하게 되어 열교환 효율이 저하되는 폐단이 있었다.

또, 상기의 점을 감안하여 상기 냉매유로용 튜브를 출구쪽으로 갈수록 단면적을줄이도록하여 냉매의 질량속도를 증가시키도록 한 것이 안출된바 있었으며, 이는 냉매의 질량속도가 열전달계수의 증가와 비례하게 되므로 열전달 성능에 영향을 미치는 열전달면적이 출구로 갈수록 감소하게 되어 열교환 효율이 감소하게 되는 등의 폐단이 있었고 상기 늘어난 부피에 의하여 상기 열교환기의 설치가 난해하게 되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로 양측의 헤더파이프 상에 다수의 냉매유로용 튜브를 설치하고 이에 방열핀을 설치하는 열교환기에 있어서, 상기 냉매유로용 튜브내에 복수개의 냉매유로를 형성하고 상기 튜브의 외형크기는 동일하게 하면서 내부의 수력직경을 작게형성하여 냉매의 유로인 튜브의 수를 줄이면서도 열교환 효율을 향상시킬 수 있도록 한 평행유동형 열교환기를 제공하려는 것인바, 이를 이하에서 첨부한 도면과 실시예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 열교환기 구조를 나타내는 정면도

도 2는 본 발명 실시예의 일부 절제 사시도

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 사시도

도 4는 본 발명 실시예의 냉매유로용 튜브의 단면상태를 나타내는 단면도

도 5 및 도 6은 도 4의 다른 실시예를 나타내는 단면 발췌도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1,2 : 헤더파이프

3 : 냉매유로용 튜브

4 : 방열핀

5 : 배플

6 : 냉매유로

7 : 간막이

8 : 요철부

9 : 돌기

양측의 헤더파이프(1)(2)상에 다수의 냉매유로용 튜브(3)를 연결설치하고 이 냉매유로용 튜브(3)의 상하에 다수의 방열핀(4)을 설치하며 상기 헤더파이프(1)(2)들에는 배플(5)를 설치하여 상기 튜브(3)를 구획하도록 구성된 열교환기에 있어서, 상기 냉매용 튜브(3)의 외형크기는 모두 동일하게 형성하고 상기 튜브(3)의 내부에는 수력직경부를 형성하는 여러개의 냉매유로(6)를 형성하며 상기 튜브(3)의 냉매유로들을 출구쪽으로 갈수록 튜브의 수를 동일하게 하면서 점진적으로 단면적을 작게 형성하여 냉매의 열전달 계수 감소를 억제시키고 상기 냉매유로(6)가 형성된 냉매유로용 튜브(3)를 동일간격으로 상기 배플(5)에 의하여 구획하도록 구성된 것이다.

상기 냉매유로용 튜브(3)내에는 다수의 요철부(8)가 형성된 간막이(7)를 형성하여 상기 여러개의 냉매유로(6)가 형성되도록 구성할 수 있으며 상기 요철부(8)는 원형 또는 장방형으로 형성할 수도 있고, 돌기(9)형으로 형성하여 상기 냉매의 열전달 계수 감소를 억제시킬 수 있도록 구성된 것이다.

이상과 같이 구성된 본 발명은 상기 양측의 헤더파이프(1)(2)상에 다수의 냉매유로용 튜브(3)를 연결설치하고 이 냉매유로용 튜브(3)의 상하에 다수의 방열핀(4)을 설치하며 상기 헤더파이프(1)(2)들에는 배플(5)를 설치하여 상기 튜브(3)를 구획하도록 구성된 열교환기에 있어서, 상기 냉매용 튜브(3)의 외형크기는 모두 동일하게 형성하고 상기 튜브(3)의 내부에는 수력직경부를 형성하는 여러개의 냉매유로(6)를 형성하며 상기 튜브(3)의 냉매유로들을 출구쪽으로 갈수록 튜브의 수를 동일하게 하면서 점진적으로 단면적을 작게 형성하므로서 냉매의 흐름에 따른 열전달 계수 감소를 억제시키고 상기 냉매유로(6)가 형성된 냉매유로용 튜브(3)를 동일간격으로 상기 배플(5)에 의하여 구획하도록 구성하므로서 상기 냉매유로용 튜브(3)들을 구획된 부위별로 사용할 수 있게 되는데, 예를 들어 열교환기의 용량을 줄일 경우에는 상기 유니트를 그대로 둔 상태에서 상기 배플(5)을 이용하여 가용한 냉매유로용 튜브(3)를 하부로부터 줄이게 되면, 상기 냉매의 흐름이 적어진 유니트를 통하여 흐르게 되어 상기 열교환기의 용량을 줄일수 있게 된다.

또, 상기 냉매유로용 튜브(3)내에는 다수의 요철부(8)가 형성된 간막이(7)를 형성하여 상기 여러개의 냉매유로(6)가 형성되도록 구성할 수 있으며 상기 요철부(8)는 원형 또는 장방형으로 형성할 수도 있고, 돌기(9)형으로 형성하여 상기 냉매가 냉매유로를 따라 흐를 때 상기 간막이와 돌기 등에 의하여 접속되므로 상기 냉매의 의 열전달 계수 감소를 억제시킬 수 있도록 된 것이다.

이상과 같은 본 발명은 상기와 같이 냉매유로용 튜브(3)를 여러단계로 구획하여 열교환기의 용량에 따라 일부를 폐쇄시키거나 전체를 사용하도록 하므로서 상기 열교환기 유니트의 부피를 변형시키지 않고도 열교환기의 용량을 조절할 수 있게 되며, 상기 냉매유로용 튜브(3)내에 여러개의 냉매유로(6)를 형성하면서 이 냉매유로(6)에 열전달 계수를 감소시킬 수 있도록 하는 형상이나 돌기 등을 형성하므로서 상기 열교환기의 효율을 보다 향상시킬 수 있게 되는 점 등의 특징을 지닌 것이다.

Claims (5)

1. 양측의 헤더파이프(1)(2)상에 다수의 냉매유로용 튜브(3)를 연결설치하고 이 냉매유로용 튜브(3)의 상하에 다수의 방열핀(4)을 설치하며 상기 헤더파이프(1)(2)들에는 배플(5)를 설치하여 상기 튜브(3)를 구획하도록 구성된 열교환기에 있어서, 상기 냉매용 튜브(3)의 외형크기는 모두 동일하게 형성하고 상기 튜브(3)의 내부에는 수력직경부를 형성하는 여러개의 냉매유로(6)를 형성하며 상기 튜브(3)의 냉매유로들을 출구쪽으로 갈수록 점진적으로 튜브의 수를 동일하게 하면서 단면적을 작게 형성하여 냉매의 열전달 계수 감소를 억제시키고 상기 냉매유로(6)가 형성된 냉매유로용 튜브(3)를 동일간격으로 상기 배플(5)에 의하여 구획하도록 구성됨을 특징으로 하는 평행유동형 열교환기.
2. 제1항에 있어서, 상기 냉매유로용 튜브(3)내에는 다수의 요철부(8)가 형성된 간막이(7)를 형성하여 상기 여러개의 냉매유로(6)가 형성되도록 구성됨을 특징으로 하는 평행유동형 열교환기.
3. 제2항에 있어서, 상기 요철부는 원형으로 형성하여 상기 냉매의 열전달 계수 감소를 억제시킬 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 평행유동형 열교환기.
4. 제2항에 있어서, 상기 요철부는 장방형으로 형성하여 상기 냉매의 열전달 계수감소를 억제시킬 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 평행유동형 열교환기.
5. 제2항에 있어서, 상기 요철부는 돌기(9)형으로 형성하여 상기 냉매의 열전달 계수 감소를 억제시킬 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 평행유동형 열교환기.