KR100478777B1 - 응축기용 열교환기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 링 형상으로 형성된 복수개의 링형냉매관을 다열로 내/외측에 배열하고 다열로 내/외측에 배열된 상기 링형냉매관에 전열핀을 등 간격으로 삽입 설치하여 원통형의 코일어셈블리를 형성하며 상기 코일어셈블리를 장치틀의 내부에 설치하여서 된 응축기의 열교환기에 관한 것으로서, 링 형상으로 형성된 복수개의 링형냉매관을 다열로 내/외측에 배열하고 링형냉매관에 평판 형상으로 된 전열핀을 등 간격으로 삽입 설치하여 원통형의 코일어셈블리를 형성하였으므로 냉매의 공급능력을 향상시켜 줄 수 있고, 냉매관과 전열핀과의 접촉면적을 증가시키고 냉기를 효율적으로 전달하여 열 교환 효율(능력)을 크게 향상시킬 수 있으며, 중앙에서 설치된 송풍팬에서 발생된 바람이 원통형의 형상으로 형성된 코일어셈블리를 통과하여 360도에서 냉기를 발생시키므로 냉방효율을 크게 향상시킬 수 있으며, 전기기관차운전실과 같이 특정한 실내에 설치하여 사용할 수 있다.

Description

응축기용 열교환기{A Coil Assembly For Condenser}
본 발명은 응축기의 열교환기에 관한 것으로서, 특히 전기기관차운전실에 전용으로 설치하여 사용할 수 있도록 된 것이다.
이를 좀더 상세히 설명하면, 링 형상으로 형성된 복수개의 링형냉매관을 다열로 내/외측에 배열하고, 다열로 내/외측에 배열된 상기 링형냉매관에 전열핀을 등 간격으로 삽입 설치하여 원통형의 코일어셈블리를 형성하며, 상기 코일어셈블리를 장치틀의 내부에 설치하여서 된 것이다.
통상적으로 전기기관차를 포함하는 자동차에 설치되어 사용되는 냉방시스템은 압축기 →응축기 →팽창밸브 →증발기 →압축기로 이루어지는 순환경로를 실행하게 되며, 상기 순환경로에서 냉매는 액화 및 기화되는 작용을 반복적으로 수행하게 된다.
상기에서 압축기는 흡입되는 냉매를 고온·고압으로 압축하여 응축기로 보내게 되고, 응축기는 고온·고압으로 변환된 냉매가스를 액화시키게 되는데 주로 라디에이터의 전면에 설치되어 외기 및 라디에이터의 냉각팬에 의해 냉각되어지며, 팽창밸브는 유입되는 액상의 냉매를 팽창시켜 저온·저압의 냉매로 변환시켜 주게 되며, 증발기는 팽창밸브를 통과한 냉매를 증발 기화시켜 주위의 열과 열 교환을 실시하여 냉방 및 제습을 실시하게 된다.
상기와 같이 구성되는 냉방시스템에서 종래 응축기의 열교환기는 직선형의 냉매관을 다열 종대로 설치하고, 다열 종대로 배열된 냉매관에 패널형태의 전열핀을 삽입하여 등 간격으로 설치하며, 양측 전열핀의 외측으로 노출되는 냉매관을 U형으로 벤딩(Bending)된 연결관으로 연결하여 플레이트형(일명 : 핀-튜브형(Fin-Tube Type))으로 형성하였었다.
이와 같이 된 플레이트형으로 된 종래의 열교환기는 송풍팬에 의해 송풍되는 공기와 직접 접촉하여 열 교환을 수행하는 부위가 중심부에 집중되어 있어 중심부에서는 열 교환이 활발하게 이루어지지만, 열교환기의 가장자리에서는 열 교환이 활발하게 이루어지지 못하여 매우 낮은 효율을 얻게 되는 문제가 있었고, 이를 다소나마 해소하기 위하여 열교환기와 송풍팬과의 간격을 넓혀 주거나 임펠러가 큰 송풍팬을 사용하기도 하지만 설치공간이 확대되고 전력이 많이 소요될 뿐 열 교환 효율을 크게 증대시킬 수 없는 문제가 있었다.
이와 같은 문제를 해소하기 위하여 제안된 것으로는 국내 공개특허 공개번호 제 2002-94212호 "원통형 열교환기"가 알려져 있다.
이는 전열핀을 판상의 링 형상으로 형성하되 전열핀에 냉매관장착공을 등 간격으로 통공하여 전열핀을 등 간격으로 배치하여 동일 수평선상의 각 냉매관장착공에 냉매관을 각각 삽입하여 용접하여 고정시키되 양측 전열핀의 외측으로 노출되는 냉매관을 U형으로된 연결관으로 일체형으로 연통되게 연결시켜 원통형 열교환기를 형성하고, 원통형 열교환기의 내부 중앙에 송풍팬을 장착하여서 된 것이다.
그러나 이와 같이 구성된 종래의 원통형 열교환기는 냉매관의 단선형으로 형성되어 있으므로 냉매의 이송능력이 떨어지는 문제가 있었고, 전열핀이 원판의 링 형상으로 형성 되어 있으므로 냉매관과의 접촉 면적이 작아 냉매관의 냉기를 효율적으로 전달할 수 없었을 뿐만 아니라 열 교환면적이 작아 열 교환효율이 현저하게 떨어지는 문제가 있었다. 특히, 전열핀이 원판의 링 형상으로 되어 있으므로 용량을 달리하면서 용이하게 성형 제조할 수 없는 문제가 있었다.
특히, 전열핀이 원판의 링 형상으로 되어 있으므로 용량을 달리하면서 용이하게 성형 제조할 수 없는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해소할 수 있도록 더욱 개선된 응축기용 열교환기를 제공하려는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 링 형상으로 된 복수개의 냉매관을 다열로 내/외측에 배열하여 줌으로써 냉매의 공급능력을 향상시켜 줄 수 있도록 하고, 내/외측에 다열로 배열된 냉매관에 전열핀을 등 간격으로 삽입 설치하여 냉매관과 전열핀과의 접촉면적을 증가시키고 냉기를 효율적으로 전달하여 열 교환 효율(능력)을 크게 향상시킬 수 있도록 된 응축기용 열교환기를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 링 형상으로 된 복수 개의 냉매관을 다열로 내/외측에 배열하여 줌으로써 냉매의 공급능력을 향상시켜 줄 수 있도록 하고, 내/외측에 다열로 배열된 냉매관에 전열핀을 등 간격으로 삽입 설치하여 냉매관과 전열핀과의 접촉면적을 증가시키고 냉기를 효율적으로 전달하여 열 교환 효율(능력)을 크게 향상시킬 수 있도록 된 응축기용 열교환기를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 링 형상으로 형성된 코일어셈블리의 내부에 설치된 송풍팬의 풍력이 외측에 형성된 코일어셈블리를 통과하도록 하여 열 교환(냉방) 효율을 크게 향상시킬 수 있도록 된 응축기용 열교환기를 제공하는데 있다.
본 발명의 상기 및 기타 목적은,
링 형상으로 된 코일어셈블리(20)의 중앙에 송풍팬(10)을 설치하여서 된 것에 있어서,
상기 코일어셈블리(20)는, 통상의 금속파이프를 링 형상으로 형성하여 링형냉매관(21)을 형성하고, 다수의 링형냉매관(21)을 나란하게 배치하여 판형의 전열핀(22)을 등 간격으로 삽입 장착하며, 나란하게 배치되는 링형냉매관(21)의 각 양측 단부는 인접하는 단부를 통상의 연결관(23)으로 연결하여 서로 연통시킨 것과,
상기 코일어셈블리(20)를 장치틀(2)의 내부에 설치한 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 열교환기(1)에 의해 달성된다.
첨부도면 도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 열교환기(1)의 구체적인 실현 예를 보인 것으로서, 도 1은 본 발명의 사시도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에서 코일어셈블리를 발췌하여 보인 정면 및 저면 사시도이며, 도 3a 내지 도 3e는 본 발명에서 코일어셈블리의 저면도, 측면도, 냉매관결선 및 연결 상태도이다..
본 발명에 따른 열교환기(1)는 도 1에 예시된바와 같이 링 형상으로 형성된 코일어셈블리(20)와 그 내부에 설치되는 송풍팬(10)과 상기 코일어셈블리(20)와 송풍팬(10)이 내부에 설치되는 장치틀(2)로 형성하였다.
상기에서 코일어셈블리(20)는 통상의 금속관을 링형(원형)으로 성형하여 링형냉매관(21)을 형성하였고, 링형냉매관(21)을 나란하게 설치하되 지름이 큰 형상의 링형냉매관(21)과 지름이 작은 링형냉매관(21)을 내/외측에 다중으로 설치하였으며, 내/외측에 다중으로 설치되는 링형냉매관(21)에는 평판형상으로 형성되고 링형냉매관(21)을 삽입시킬 수 있도록 장착공이 통공된 통상의 전열핀(22)을 형성하였다.
상기에서 코일어셈블리(20)는 통상의 금속관을 링형(원형)으로 성형하여 링 형냉매관(21)을 형성하였고, 링형냉매관(21)을 나란하게 설치하되 지름이 큰 형상의 링형냉매관(21)과 지름이 작은 링형냉매관(21)을 내/외측에 다중으로 설치하였으며, 내/외측에 다중으로 설치되는 링형냉매관(21)에는 평판형상으로 형성되고 링현냉매관(21)을 삽입시킬 수 있도록 장착공이 통공된 통상의 전열핀(22)을 형성하였다.
상기 받침고정틀(26)은 상측의 받침판(27)을 완만한 'V'형으로 형성하고 받침판(27)의 양측에 지지판(29)을 외측으로 경사지게 하여 하향으로 형성하되 각 지지판(29)에는 장착공을 통공하여 내/외측에 다중으로 설치되는 각 링형냉매관(21)의 단부를 삽입하여 장착할 수 있도록 하였고, 각 지지판(29)의 외측으로 노출되는 각 링형냉매관(21)의 양측 단부는 2개씩의 단부를 'U'자형으로 형성된 연결관(23)으로 연결하되 모든 링형냉매관(21)이 서로 순환되면서 연통되어지도록 하되 일측단부 측에 공급관(24)과 배출관(25)을 연결하여 냉매를 공급/배출시킬 수 있도록 하였으며, 각 지지판(29)의 하단에는 외측으로 전개되는 고정판(28)을 일체로 형성하여 차후에 구체적으로 설명되는 장치틀(2)의 저면받침대(3)에 고정시킬 수 있도록 하였다.
상기 받침고정틀(26)은 상측의 받침판(27)을 완만한 "V"형으로 형성하고 받침판(27)의 양측에 지지판(29)을 외측으로 경사지게 하여 하향으로 형성하되 각 지지판(29)에는 장착공을 통공하여 내/외측에 다중으로 설치되는 각 링형냉매관(21)의 단부를 삽입하여 장착할 수 있도록 하였고, 각 지지판(29)의 외측으로 노출되는 각 링형냉매관(21)의 양측 단부는 2개씩의 단부를 "U"자형으로 형성된 연결관(23)으로 연결하되 모든 링형냉매관(21)이 서로 순환되면서 연통되어지도록 하되 일측단부 측에 공급관(23)과 배출관(25)을 연결하여 냉매를 공급/배출시킬 수 있도록 하였으며, 각 지지판(29)의 하단에는 외측으로 전개되는 고정판(28)을 일체로 형성하여 차후에 구체적으로 설명되는 장치틀(2)의 저면받침대(3)에 고정시킬 수 있도록 하였다.
특히, 상기 링형냉매관(21)이 내/외측에 다중으로 설치되는 전열핀(22)과, 받침고정틀(26)의 지지판(29)에 장착공을 통공함에 있어, 상측에 위치하는 장착공과 하측에 위치하는 장착공이 서로 사이사이에 위치하도록 통공하여 다중으로 설치되는 링형냉매관(21)도 서로 동일 수직선상에 위치하지 않고 사이사이에 위치하도록 하였으며, 상기와 같이 링형냉매관(21)을 다중으로 설치할 때에 외측과 중간 및 내측에 각각 나란하게 설치되는 각 링형냉매관(21)에는 분할된 외측전열핀(22-1)과 중간전열핀(22-2) 및 내측전열핀(22-3)을 각각 삽입 설치한 후에, 이들을 결합시켜 일체형으로 형성하였다.
이와 같이 형성된 코일어셈블리(20)는 도 1에 예시된바와 같이 통상의 송풍팬(10)과 함께 전면과 후면이 모두 개방되거나 또는 전면이 개방된 장치틀(2)의 내부에 설치하였다.
이와 같이 형성된 코일어셈블리(20)는 도 1에 예시된바와 같이 통상의 송풍팬(10)과 함께 전면과 후면이 모두 개방되거나 또는 전면이 개방된 장치틀(2)의 내부에 설치하였다.
코일어셈블리(20)를 장치틀(2)의 내부에 설치함에 있어 코일어셈블리(20)의 상측 중앙에 지지플레이트(30)를 고정시켜 코일어셈블리(20)의 상판의 저면 중앙에 고정된 상측지지대(4)에 통상의 볼트/너트와 같은 장착수단에 의해 장착하였고, 받침고정틀(26)의 고정판(28)을 코일어셈블리(20)의 저면에 고정된 저면받침대(3)에 통상의 볼트/너트와 같은 장착수단에 의해 장착 설치하였다.
상기와 같이 장치틀(2)의 내부에 설치되는 코일어셈블리(20)의 중앙에는 원통형상으로 된 임펠러하우징(11)의 내부 중앙에 모터(12)가 장착되고 모터(12)에 의해 임펠러(13)가 회전하도록 된 통상의 송풍팬(10)을 설치하였는데, 장치틀(2)의 양측의 측면지지판(5)의 중앙에 설치하여 송풍팬(10)에서 발생되는 바람이 외측에 설치된 링형상의 코일어셈블리(20)에 고르게 송풍시킬 수 있도록 하였으며, 양측의 측면지지판(5)은 등 간격으로 설치되는 지지봉(15)에 의해 서로 고정시켜 주었다.
상기와 같이 형성된 본 발명에 따른 열교환기(1)는 설치공간이 협소한 전기기관차운전실등에 주로 설치하여 사용하게 된다.
상기와 같이 형성된 본 발명에 따른 열교환기(1)는 도 4에 예시된바와 같이 설치공간이 협소한 전기기관차운전실(40) 등에 주로 설치하여 사용하게 된다.
공급관(24)을 통하여 공급되는 냉매(가스)는 동일 수직열에 설치된 복수개씩의 링형냉매관(21)들을 순차적으로 순환하여 통과한 후에 배출관(25)을 통하여 배출되어진다.
이와 같이 냉기가 전이되고 있는 상태에서 송풍장치(10)가 작동하게 되는데, 송풍장치(10)의 모터(12)가 작동하게 되면 임펠러(13)가 회전하게 되고, 임펠러(13)가 회전하면서 발생되는 바람은 임펠러하우징(11)을 통하여 원호를 이루고 있는 코일어셈블리(20)로 송풍되어지며, 코일어셈블리(20)로 송풍되어진 바람은 냉각상태로 유지되고 있는 전열핀(22)과 링형냉매관(21)의 사이사이로 유입되어 통과하면서 냉기와 열 교환을 실시하여 냉기로 변환되어진다.
냉각상태를 유지하고 있는 전열핀(22)과 링형냉매관(21)의 사이사이를 통과하여 냉기로 변환되어지는 냉풍은 원호상태를 유지하고 있는 전열핀(22)을 완전히 통과하여 360도 모든 부분에서 냉풍이 발생하게 되고, 발생된 냉풍은 장치틀(2)을 통하여 소정의 개소로 송풍되어지면서 실내를 냉방상태를 유지시켜 주게 되는데, 예컨대 전기기관차운전실을 냉방상태로 유지시켜 주게 되는 것이다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 응축기의 열교환기는, 링 형상으로 형성된 복수개의 링형냉매관을 다열로 내/외측에 배열하고 링형냉매관에 평판 형상으로 된 전열핀을 등 간격으로 삽입 설치하여 원통형의 코일어셈블리를 형성하였으므로 냉매의 공급능력을 향상시켜 줄 수 있고, 냉매관과 전열핀과의 접촉면적을 증가시키고 냉기를 효율적으로 전달하여 열 교환 효율(능력)을 크게 향상시킬 수 있으며, 중앙에서 설치된 송풍팬에서 발생된 바람이 원통형의 형상으로 형성된 코일어셈블리를 통과하여 360도 전체에서 냉기를 발생시키므로 냉방효율을 크게 향상시킬 수 있으며, 전기기관차운전실과 같이 특정한 실내에 설치하여 사용할 수 있게 된다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 응축기의 열교환기는, 링 형상으로 형성된 복수개의 링형냉매관을 다열로 내/외측에 배열하고 링형냉매관에 평판 형상으로 된 전열핀을 등 간격으로 삽입 설치하여 원통형의 코일어셈블리를 형성하였으므로 냉매의 공급능력을 향상시켜 줄 수 있고, 냉매관과 전열핀과의 접촉면적을 증가시키고 냉기를 효율적으로 전달하여 열 교환 효율(능력)을 크게 향상시킬 수 있으며, 중앙에서 설치된 송풍팬에서 발생된 바람이 원통형의 형상으로 형성된 코일어셈블리를 통과하여 360도 전체에서 냉기를 발생시키므로 냉방효율을 크게 향상시킬 수 있으며, 전기기관차운전실과 같이 특정한 실내에 설치하여 사용할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 응축기용 열교환기를 보인 사시도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 응축기용 열교환기의 코일어셈블리를 발췌 하여 보인 정면 및 저면 사시도.
도3a 내지 도3e는 본 발명에 따른 응축기용 열교환기의 코일어셈블리의 저면도, 측면도, 냉매관결서 및 연결 상태도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
삭제
1. 열교환기 2. 장치틀 3. 저면받침대
4. 상측지지대 5. 측면지지판 10. 송풍팬
11. 임펠러하우징 12. 모터 13. 임펠러
20. 코일어셈블리 21. 링형냉매관 22. 전열핀
23. 연결관 24. 공급관 25. 배출관
26. 받침고정틀 30. 지지플레이트

Claims (6)

  1. 링 형상으로 된 코일어셈블리(20)의 중앙에 송풍팬(10)을 설치하여서 된 것에 있어서,
    상기 코일어셈블리(20)는, 통상의 금속파이프를 링 형상으로 형성하여 링형냉매관(21)을 형성하고, 다수의 링형냉매관(21)을 나란하게 배치하여 판형의 전열핀(22)을 등 간격으로 삽입 장착하며, 각 링형냉매관(21)의 각 양측 단부는 인접하는 단부를 통상의 연결관(23)으로 연결시킨 것과,
    상기 코일어셈블리(20)를 상측을 지지하는 상측지지대(4)와 링형냉매관(21)의 양측 단부가 고정 지지되는 받침고정틀(26)에 의해 장치틀(2)의 내부에 설치한 것과 상기 코일어셈블리(20)에 나란하게 설치되는 링형냉매관(21)은 링의 지름이 다른 링형냉매관(21)을 내/외측에 다중으로 설치한 것을 특징으로 하는 응축기용 열교환기.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 내/외측에 다중으로 설치되는 코일어셈블리(20)의 링형냉매관(21)은, 외측의 나란하게 설치되는 링형냉매관(21)과 내측에 나란하게 설치되는 링형냉매관(21)을 서로의 사이사이에 위치하도록 설치한 것을 특징으로 하는 응축기용 열교환기.
  4. 청구항 1에 있어서, 내/외측에 다중으로 설치되는 코일어셈블리(20)의 링형냉매관(21)은,
    외측과 중간 및 내측에 각각 나란하게 설치되는 각 링형냉매관(21)에는 분할된 외측전열핀(22-1)과 중간전열핀(22-2) 및 내측전열핀(22-3)을 각각 삽입 설치하고, 이들을 결합시켜 된 것을 특징으로 하는 응축기용 열교환기.
  5. 청구항 1에 있어서, 링형냉매관(21)의 양측 단부를 고정 지지시키는 받침고정틀(26)은,
    상측의 받침판(27)을 완만한 "V"형으로 형성하고, 그 받침판(27)의 양측에 지지판(29)을 외측으로 경사지도록 하향 형성하여 다중으로 설치되는 각 링형냉매관(21)의 단부를 삽입하여 장착하며, 각 지지판(29)의 하단에는 외측으로 전개되는 고정판(28)을 일체로 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 응축기용 열교환기.
  6. 청구항 1에 있어서, 각 지지판(29)의 외측으로 노출되는 각 링형냉매관(21)의 단부를 연결관(23)으로 연결시킴에 있어,
    일 측의 지지판(29)의 외측으로 노출되는 각 링형냉매관(21)의 일측단부는 동일 수평선상에서 좌우에 인접하는 링형냉매관(21)끼리를 작은연결관(30-1)으로 서로 나란하게 연결한 것과,
    타 측 지지판(29)의 외측으로 노출되는 각 링형냉매관(21)의 타측단부는 내/외측 2열씩의 링형냉매관(21)끼리를 작은연결관(30-1)과 중간연결관(30-2) 및 큰연결관(30-3)에 의해 서로 교차되게 연결하여 냉매를 순환 경로를 변경시켜 주도록 한 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 응축기용 열교환기.
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