KR100486565B1 - 열교환기의 방열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기의 방열장치에 관한 것으로서, 가스가 안내되는 한 쌍의 헤더와, 상기 헤더 사이에 소정의 폭과 길이를 갖도록 장착되어 일 측의 헤더에서 타측의 헤더로 가스를 안내하는 튜브와, 상기 튜브 사이에 장착되어 열을 방출하는 핀이 구비되어 구성되는 열교환기에 있어서, 상기 핀은 상기 튜브의 폭에 대하여 공기가 유동되는 방향으로 일정 길이만큼 돌출된 전면 돌출부와; 상기 튜브의 폭 보다 공기가 유동되는 반대방향으로 일정 길이만큼 돌출된 후면 돌출부를 구비되며, 상기 후면 돌출부는 상기 튜브의 폭보다 약 3~10mm 돌출되고, 상기 전면 돌출부는 상기 튜브의 폭보다 약 5~15mm 돌출되어 구성되어, 전면 돌출부에 의해 서리의 착상이 일정 부분에 집중되는 것을 방지하여 열교환 성능을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

열교환기의 방열장치{RADIATOR OF HEAT EXCHANGER}

본 발명은 열교환기의 방열장치에 관한 것으로서, 보다 상세히 설명하면 열교환기에 장착되는 핀의 구조를 개선하여 공기의 유동을 향상시켜 열교환률을 높이기 위한 열교환기의 방열장치에 관한 것이다.

일반적으로 열교환기란 서로 다른 두 유체를 직접 또는 간접으로 접촉시켜 열교환 시키는 장치로써 많은 공업 분야에서 널리 쓰이고 있으며, 특히 난방, 공기조화, 동력 발생, 폐열 회수 및 화학공정에서 중요시되고 있다.

이러한 열 교환기 중 냉동 공조에 사용되는 열교환기는 열전달을 향상시키기 위해 공기 측에 확장된 표면을 갖는 핀이 형성되며, 습도를 포함한 공기가 열교환 시, 핀을 지날 때, 튜브 안으로 공급되는 낮은 온도의 냉매로 인하여 열전달이 이루어지는 것이다.

도 1에 도시한 바와 같이 상기와 같은 열교환기는 입구관(미도시)에 연통 되어 가스가 내부로 유입되는 원통관인 제 1헤더(1)와, 상기 제 1헤더(1)에 일측 끝단이 연통 되어 상기 제 1헤더(1) 내부의 가스가 분배되는 다수개의 튜브(2)와, 상기 각각의 튜브(2)사이에 일정한 간격으로 절곡되어 장착된 다수개의 핀(10)과, 상기 튜브(2)의 타측 끝단에 연통 되어 상기 튜브(2)를 통해 유입된 가스가 상기 핀(10)을 통해 외부 공기와 열 교환된 후, 다시 모아져 안내되는 제 2헤더(3)가 구비되어 구성된다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 핀(10)은 일정 간격을 두고 지그재그 형상으로 굴곡 되는 굴곡부(11)를 갖으며, 각각의 굴곡부(11) 사이에 형성되는 평면부(12)에는 상기 핀(10)의 전열면적을 넓히기 위해 일정한 각을 이루도록 절곡된 루버(13)가 형성되며, 상기 루버(13)는 상기 평면부(12)의 중앙부를 중심으로 좌우 대칭형을 이루도록 일정한 폭으로 절개된 후, 상기 평면부(12)의 중앙부는 응축수가 고이지 않도록 일측으로만 기울어지는 루버중앙면(13b)이 형성되고, 그 루버중앙면(13b)은 항상 중력방향에 대해 하측을 향하도록 장착되어 지며, 그 루버중앙(13b)을 중심으로 좌, 우측면에는 대칭형을 이루도록 상측 및 하측으로 기울어지는 루버면(13a)이 형성된다.

상기와 같이 구성된 열교환기는 상기 제 1헤더(1)에 가스가 유입되고, 유입된 가스는 각각의 튜브(2)에 분배되어 안내되고, 이때, 상기 튜브(2)를 통과하는 가스는 상기 핀(10)에 의해 유동되는 외부공기와 열교환이 실시되며, 상기 튜브(2)를 통과하여 열교환이 실시된 가스는 상기 제 2헤더(3)로 유입된 후, 열교환기 외부로 이동하는 것이다.

상기와 같은 열 교환기가 습공기 상태에서 사용될 시에는 상기 열 교환기의 튜브(2)와 핀(10)에 서리가 성장하거나 응축수가 맺힐 수 있으므로, 상기 열 교환기의 성능을 향상시키기 위해서는 상기 핀(10) 표면에 균일하게 착상이 발생되도록 하고, 응축수가 발생되는 경우에는 상기 응축수가 상기 핀(10) 표면에 정체되지 않고 하부로 원활히 배출되도록 해야 한다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래 구조의 열교환기는 상기 튜브(2)와 핀(10)의 일측인 외부 공기가 유입되는 유입측에 서리의 착상이 활발히 일어나며, 응축수가 발생되었을 시, 하부로 원활히 유동되지 못하여, 외부공기가 상기 튜브(2) 및 핀(10)에 착상된 서리에 의하여 상기 핀(10) 사이를 원활히 유동하지 못하여 상기 튜브(2)의 내부를 흐르는 가스와 외부공기가 활발히 열교환되는 것을 방해하는 문제점이 있다.

상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 핀의 형상을 개선하여 서리의 착상이 집중되는 것을 방지하여 열교환율이 향상되도록 한 열교환기의 방열장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 핀의 형상을 개선하여 열 교환 시, 발생되는 응축수가 원활히 제거되도록 하여 열교환율이 향상되도록 한 열교환기의 방열장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 가스가 안내되는 한 쌍의 헤더와, 상기 헤더 사이에 소정의 폭과 길이를 갖도록 장착되어 일 측의 헤더에서 타측의 헤더로 가스를 안내하는 튜브와, 상기 튜브 사이에 장착되어 열을 방출하는 핀이 구비되어 구성되는 열교환기에 있어서, 상기 핀은 상기 튜브의 폭에 대하여 공기가 유동되는 방향으로 일정 길이만큼 돌출된 전면 돌출부와; 상기 튜브의 폭 보다 공기가 유동되는 반대방향으로 일정 길이만큼 돌출된 후면 돌출부를 구비되며, 상기 후면 돌출부는 상기 튜브의 폭보다 약 3~10mm 돌출되고, 상기 전면 돌출부는 상기 튜브의 폭보다 약 5~15mm 돌출되어 구성됨을 특징으로 하는 열교환기의 방열장치가 제공된다.

또한, 상기 핀은 상기 튜브 폭에 대하여 공기가 유동되는 반대방향으로 일정 길이만큼 돌출된 후면 돌출부가 포함되어 구성된다.

이하 본 발명의 일 실시예인 방열장치가 장착된 열교환기를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 일 실시예인 방열장치가 장착된 열교환기를 도시한 사시도 이고, 도 6은 도 5에 도시된 열교환기의 핀을 부분 단면하여 도시한 단면도이고, 도 7은 도 5에 도시된 열교환기의 튜브와 핀을 부분적으로 도시한 평면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예인 방열장치가 장착된 열교환기는 입구관(미도시)에 연통 되어 가스가 내부로 유입되는 원통관인 제 1헤더(1)와, 상기 제 1헤더(1)에 일측 끝단이 연통 되어 상기 제 1헤더(1) 내부의 가스가 분배되는 다수개의 튜브(2)와, 상기 각각의 튜브(2)사이에 일정한 간격으로 절곡되어 장착된 다수개의 핀(110)과, 상기 튜브(2)의 타측 끝단에 연통 되어 상기 튜브(2)를 통해 유입된 가스가 상기 핀(110)을 통해 외부 공기와 열교환된 후, 다시 모아져 안내되는 제 2헤더(3)가 구비되어 구성된다.

상기 핀(110)은 일정 간격을 두고 지그재그 형상으로 굴곡 되는 굴곡부(111)를 갖으며, 각각의 굴곡부(111) 사이에 형성되는 평면부(112)에는 상기 핀(110)의 전열면적을 넓히기 위해 일정한 각을 이루도록 절곡된 루버(113)가 형성되며, 상기 루버(113)는 상기 평면부(112)의 중앙부를 중심으로 좌우 대칭형을 이루도록 일정한 폭으로 절개된 후, 상기 평면부(112)의 중앙부는 응축수가 고이지 않도록 일측으로만 기울어지는 루버중앙면(113b)이 형성되고, 그 루버중앙면(113b)은 항상 중력방향에 대해 하측을 향하도록 장착되어 지며, 그 루버중앙면(113b)을 중심으로 좌, 우측면에는 대칭형을 이루도록 상측 및 하측으로 기울어지는 루버면(113a)이 형성된다.

또한, 상기 핀(110)은 상기 튜브(2)의 폭보다 공기가 유동되는 방향으로 약 5~15mm 정도 돌출된 전면 돌출부(114)와, 상기 튜브(2)의 폭보다 공기가 유동되는 반대방향으로 3~10mm 정도 돌출된 후면 돌출부(115)가 형성되도록 상기 튜브(2)에 장착된다.

상기와 같이 구성된 열교환기의 작동 과정 및 효과는 다음과 같다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예인 열교환기는 상기 제 1헤더(1)에 가스가 유입되고, 유입된 가스는 각각의 상기 튜브(2)에 분배되어 안내되고, 이때 상기 튜브(2)를 통과하는 가스는 상기 핀(110)에 의해 유동되는 외부공기와 열 교환이 실시되며, 상기 튜브(2)를 통과하여 열 교환이 실시된 가스는 상기 제 2헤더(3)로 유입된 후, 열교환기 외부로 이동하는 것이다.

상기 열교환기에 외부 공기가 유입되어, 열 교환이 실시될 시, 외부 공기가 유입되는 방향으로 상기 튜브(2)와 일정거리를 유지하도록 형성되어 열의 전달이 지연되는 상기 핀(110)의 전면 돌출부(114)에 상기 외부 공기가 먼저 접하게 되고, 이때 외부 공기가 먼저 접하게 되는 상기 전면 돌출부(114)에 의해 외부 공기가 서서히 접하게 됨으로써, 서리의 착상이 지연되어 종래 구조에서 서리의 착상이 활발하던 공기 유입부 측의 튜브(2)에 서리의 착상이 집중되는 것을 방지하고, 상기 핀(110)의 전체에 골고루 서리가 착상되는 것이다.

또한, 상기 후면 돌출부(115)가 상기 튜브(2) 보다 일정 길이만큼 돌출 되어 상기 핀(110)에 형성되는 응축수가 상기 튜브(2)를 통해 중력방향으로 이동하게 되어 하부로 배출되는 것이다.

이와 같이 본 발명에 의한 열교환기의 방열장치는 상기 전면 돌출부(114)에 의해 서리가 상기 핀(110)의 전면에 고르게 착상되어 외부 공기의 흐름을 방해하지 않고, 상기 후면 돌출부(115)에 의해 응축수가 하부로 원활히 배출되도록 하는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 열교환기의 방열장치는 공기가 유입되는 방향으로 튜브 폭 보다 일정길이만큼 돌출 되는 전면 돌출부에 의해 열의 전달이 지연되어 서리가 일 부분에 집중적으로 착상되는 것을 방지함으로써, 종래 구조에서 공기가 유입되는 방향의 튜브 일측면에 서리의 착상이 집중적으로 발생되는 것을 방지하여 공기의 유동이 원활히 이루어져 열교환 성능이 향상되는 효과가 있다.

또한, 공기가 유입되는 반대 방향으로 튜브 폭 보다 일정길이만큼 돌출된 후면 돌출부에 의해 상기 열교환기에 발생된 응축수가 하부 측으로 원활히 배출되어 공기의 유동이 원활히 이루어져 열교환 성능이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 열교환기를 도시한 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 열교환기의 일 부분을 확대하여 도시한 부분 사시도,

도 3은 도 1에 도시된 열교환기의 핀을 부분 단면하여 도시한 단면도,

도 4는 도 1에 도시된 열교환기의 튜브와 핀을 부분적으로 도시한 평면도,

도 5는 본 발명의 일 실시예인 방열장치가 장착된 열교환기를 도시한 사시도,

도 6은 도 5에 도시된 열교환기의 핀을 부분 단면하여 도시한 단면도,

도 7은 도 5에 도시된 열교환기의 튜브와 핀을 부분적으로 도시한 평면도.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

1 : 제 1헤더 2 : 튜브

3 : 제 2헤더 110 : 핀

111 : 굴곡부 112 : 평면부

113 : 루버 114 : 전면 돌출부

115 : 후면 돌출부

Claims (4)

1. 가스가 안내되는 한 쌍의 헤더와, 상기 헤더 사이에 소정의 폭과 길이를 갖도록 장착되어 일 측의 헤더에서 타측의 헤더로 가스를 안내하는 튜브와, 상기 튜브 사이에 장착되어 열을 방출하는 핀이 구비되어 구성되는 열교환기에 있어서,

   상기 핀은 상기 튜브의 폭에 대하여 공기가 유동되는 방향으로 일정 길이만큼 돌출된 전면 돌출부와;

   상기 튜브의 폭 보다 공기가 유동되는 반대방향으로 일정 길이만큼 돌출된 후면 돌출부를 구비되며,

   상기 후면 돌출부는 상기 튜브의 폭보다 약 3~10mm 돌출되고,

   상기 전면 돌출부는 상기 튜브의 폭보다 약 5~15mm 돌출되어 구성됨을 특징으로 하는 열교환기의 방열장치.
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