KR100364532B1 - 증발기용열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기 조화기 등에 사용되는 열교환기에 관한 것으로, 특히 열전달 효율이 높은 플랫 튜브형 열교환기의 특성을 가짐과 동시에 쉬운 제작성으로 기존의 구조와 차별화하여 성능향상을 꾀할 수 있는 열교환 수단을 제공하기 위해, 상판부 하면과 하판부 상면의 사이에 냉매 통로가 형성된 복수개의 플랫 튜브가 평행하게 연속 배치되며, 이들 플랫 튜브 사이에 길이방향으로 열교환핀이 연속적으로 절곡되어 부착된 증발기용 열교환기에 있어서, 상기 플랫 튜브의 상기 상판부 하면과 하판부 상면에는 플랫 튜브의 길이 방향으로 길고 폭방향으로 일정 간격을 두고 서로 교호로 배치되는 복수개의 종돌기를 형성하여 전체 냉매 통로가 지그재그형으로 연결되도록 하며, 상기 상판부의 상면과 하판부의 하면에는 각각 복수개의 홈을 형성한 것으로, 그 제작면에 있어서 일체형으로 연속 굴절된 단면형상을 갖는 냉매통로(3)의 형상이므로 압출등의 일반적인 방법으로 용이하게 제작할 수 있고, 홈(8)은 돌기가 형성된 한쌍의 로울러에 의해 처리가 가능하므로 종래의 플랫 튜브(4)에 비해 제작이 용이하여 제작 비용을 대쪽 절감할 수 있으며, 또한 종래의 것에 비해 전열면적의 감소요인이 발생하지 않으므로 종래의 플랫 튜브형 열교환기와 대등한 열전달 효율을 유지할 수 있도록 된 증발기용 열교환기에 관한 것이다.

Description

증발기용 열교환기

본 발명은 공기 조화기 등에 사용되는 열교환기에 관한 것으로, 특히 열전달 효율이 높은 플랫 튜브형 열교환기의 특성을 가짐과 동시에 쉬운 제작성으로 기존의 구조와 차별화하여 성능향상을 꾀할 수 있는 증발기용 열교환기에 관한 것이다.

일반적인 냉동사이클 장치는 저온저압의 기체냉매를 고온고압의 기체냉매로 변화시키는 압축기와, 이 압축기에서 변화된 고온고압의 기체냉매를 상온고압의 액체냉매로 변화시키는 응축기(제 1 열교환기)와, 제습된 상온고압의 액체냉매를 저온저압의 액체냉매로 변화시키는 모세관(팽창밸브)과, 이 모세관에서 변화된 저온 저압의 액체냉매를 기체상태로 변화시키면서 외부의 열을 흡수하는 증발기(제 2 열교환기)로 구성되어 있다. 이러한 냉동사이클장치는 공기 조화기, 냉장고, 쇼 케이스및 자동차 등에 장착되어 상기 열교환기에서 발생되는 온 ·냉기간의 열교환을 이용하여 내부의 환경을 쾌적하게 유지하거나 수용된 음식물 등의 신선도를 유지토록 해준다.

종래의 응축기용 열교환기로서는 마이크로 멀티 채널(Micro Multi Channel)방식으로 압출하는 플랫 튜브(Flat Tube)형 열교환기가 주로 사용되고 있으며, 매우 작은 다수개의 면적소를 냉매가 동시에 통과하도록 하므로써 표면장력에 의한 애뉼러 플로우(Annular Flow)를 유도하여 높은 열전달 효과를 꾀하며, 압력 강하량을 최소화하여 시스템의 안정화를 추구하도록 된 것이다. 즉, 도 4 및 및 도 5에 도시한 바와 같이 내측에 소정간격으로 격벽(1)를 두어 다수의 냉매 통로(2)를 형성한 플랫 튜브(4)가 평행하게 연속 배치되고, 이 플랫 튜브(4) 사이에는 길이방향으로 다수의 비늘편(5)을 형성한 열교환핀(6)이 연속적으로 절곡되어 부착된 것이었다.

상기한 바와 같은 종래의 열교환기 구조는 냉동사이클장치를 순환하는 냉매가 냉매관(미도시)을 흐르면서 증발기의 헤드(미도시)로 유입되어 상기 헤드에 형성된 연통구(미도시)를 통해 플랫 튜브()내로 흐르게 되고, 이 냉매는 타측에 구비된 헤드로 유입되어 상기 플랫 튜브(4)를 일정공간 만큼씩 밀폐시켜주는 분리판(미 도시)에 의해 다음 연통구(미도시)로 유입된 후, 그 다음 플랫 튜브(4)내로 흐르게되며, 이 과정에서 상기 냉매는 연속 배치된 플랫 튜브(4)및 열교환핀(6)을 통해 열교환이 이루어지게 된다.

한편, 이러한 플랫 튜브형 열교환기는 증발기로 적용함에 있어서, 비교적 압력에 제한을 받지 않는 장점이 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 플랫 튜브형 열교환기는 플랫 튜브(4)의 구조상 특수한 제작공정을 거처야 하므로 제작비가 고가이고, 각 단위 면적소 만큼의 압출을 구현해야 하므로 고도의 제작기술을 요하며, 이러한 기술 축적이 없이는 제품의 불량율이 높아질 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 열전달 효율이 높은 종래 플랫 튜브형 열교환기의 장점을 최대한 수용하면서, 제작비가 저럼하고, 제작이 용이한 증발기용 열 교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 증발기용 열교환기를 부분 도시한 정면도,

도 2는 본 발명에 따른 증발기용 열교환기를 부분 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 플랫 튜브의 종단면도,

도 4는 종래 기술에 따른 증발기용 열교환기를 부분 도시한 정면도,

도 5는 종래 기술에 따른 증발기용 열교환기를 부분 도시한 사시도이다.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

1 ; 격벽 2,3 ; 냉매 통로

4 ; 플랫 튜브 5 ; 비늘편

6 ; 열교환핀 7a,7b : 종돌기

8 ; 홈

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 증발기용 열교환기는 상판부 하면과 하판부 상면의 사이에 냉매 통로가 형성된 복수개의 플랫 튜브가 평행하게 연속 배치되며, 이들 플랫 튜브 사이에 길이방향으로 열교환판이 연속적으로 절곡되어 부착된 증발기용 열교환기에 있어서, 상기 플랫 튜브의 상기 상판부 하면과 하판부 상면에는 플랫 튜브의 길이 방향으로 길이 폭방향으로 일정 간격을 두고 서로 교호로 배치되는 복수개의 종돌기를 형성하여 전체 냉매 통로가 지그재그형으로 연결되도록 하며, 상기 상판부의 상면과 하판부의 하면에는 각각 복수개의 홈을 형성하여서 구성된 것이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 증발기용 열교환기는 상판 부(4a)와 하판부(4b)의 사이에 냉매 통로(3)가 형성된 복수개의 플랫 튜브(4)를 평행하게 상하로 연속 배치하고, 상기 플랫 튜브(4) 사이에 사행형으로 절곡 형성된 열교환핀(6)이 부착된다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 상판부(4a)의 하면과 하판부(4b)의 사연에는 플랫 튜브(4)의 길이방향으로 길고 폭방향으로 일정한 간격을 두고 서로 교호로 배치되는 복수개의 종돌기(7a)(7b)가 형성되어 상기 냉매 통로(3)가 지그재그형으로 연결되는 상태로 형성된다.

상기 플랫 튜브(4)의 상판부(4a)의 상면과 하판부(4b)의 하면에 복수개의 홈(8)이 형성되어 플랫 튜브(4) 전체의 전열 면적이 확대되도록 구성된다.

상기 열교환핀(6)의 표면에는 다수의 비늘편(5)이 형성된다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 열교환기 구조는 냉동사이클장치를 순환하는 냉매가 냉매관(미도시)을 흐르면서 증발기의 헤드(미도시)로 유입되어 상기 헤드에 형성된 연통구(미도시)를 통해 플랫 튜브(4)내로 흐르게 되고, 이 냉매는 타측에 구비된 헤드로 유입되어 상기 플랫 튜브(4)를 일정공간 만큼씩 밀폐시켜주는분리판(미도시)에 의해 다음 연통구(미도시)로 유입된 후, 그 다음 플랫 튜브(4) 내에서 상판부(4a)와 하판부(4b)의 종돌기(7a, 7b)에 의하여 지그재그형으로 형성된 냉매통로(3) 내를 흐르게 되며, 이 과정에서 상기 냉매는 연속 배치된 플랫 튜브(4)를 구성하는 상판부(4a)와 하판부(4b)의 종돌기(7a,7b)와 홈(8), 그리고 열교환핀(6)을 통해 열교환이 이루어지게 된다.

본 발명에 따른 증발기용 열교환기는 관의 규격이나 핀부착 형태 등에 있어서는 종래 플랫 튜브형 열교환기의 구조와 유사하나, 관의 단면형상은 전혀 다르게 형성된 것을 알 수 있는데, 이는 기존의 열전달 특성은 그대로 유지한 채 제작성을 향상시키기 위한 것이다.

즉, 본 발명을 실시하기 위한 플랫 튜브(4)의 제작은 압출등의 일반적인 방법에 의해 일체형의 굴절된 냉매 통로(3)를 포함한 플랫 튜브(4)를 형성시킨 후, 표면에 다수의 돌기가 형성된 한쌍의 로울러를 사용하여 1차 가공된 상기 플랫 튜브(4)의 외측면상에 홈(8)을 형성시키게 된다.

이러한 제작공정에 의해 생산된 플랫 튜브(4)는 종래의 플랫 튜브(4)내에 형성된 격벽(1)으부터 얻을 수 있는 전체 전열면적을 종돌기(7a,7b)와 홈(8)으로 대체하므로써 그 전열효과는 종래의 플랫 튜브(4)에 비해 동등 이상의 결과를 기대할 수 있는 것이다.

상기와 같은 구성및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 발명의 효과는 다음과 같다.

본 발명에 따른 증발기용 열교환기는 플랫 튜브(4)의 제작면에 있어서, 관 내부에 격벽(4)를 형성하여 미소 단위면적을 갖는 독립된 다수의 냉매 통로(2)를 구비해야 했던 종래의 구조에 비해, 일체형으로 연속 굴절된 단면형상을 갖는 냉매 통로(3)의 형상이므로 압출등의 일반적인 방법으로 용이하게 제작할 수 있고, 홈(8)은 돌기가 형성된 한쌍의 로울러에 의해 처리가 가능하므로 종래의 플랫 튜브(4)에 비해 제작이 용이하여 제작 비용을 대폭 절감할 수 있으며, 또한 종래의 것에 비해 전열면적의 감소요인이 발생하지 않으므로 종래의 플랫 튜브형 열교환기와 대등한 열전달 효율을 유지하게 된다.

Claims (1)

1. 상판부 하면과 하판부 상면의 사이에 냉매 통로가 형성된 복수개의 플랫 튜브가 평행하게 연속 배치되며, 이들 플랫 튜브 사이에 길이방향으로 열교환핀이 연속적으로 절곡되어 부착된 증발기용 열교환기에 있어서,

   상기 플랫 튜브의 상기 상판부 하면과 하판부 상면에는 플랫 튜브의 길이 방향으로 길고 폭방향으로 일정 간격을 두고 서로 교호로 배치되는 복수개의 종돌기를 형성하여 전체 냉매 통로가 지그재그형으로 연결되도록 하며, 상기 상판부의 상면과 하판부의 하면에는 각각 복수개의 홈을 형성하여서 구성됨을 특징으로 하는 증발기용 열교환기.