KR100525421B1 - 열교환기용 냉매 분배기와 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기용 냉매 분배기에 관한 것으로, 분배기 내부에서의 와류 발생을 최소화하여 소음 발생을 최소화하고 각 냉매관을 통해 냉매가 균일하게 공급될 수 있도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 냉매가 유동하는 중공의 몸체와; 상기 몸체의 일단부에 형성되어 냉매가 유입되는 유입구와; 상기 유입구의 반대편에 형성된 복수개의 관통공과; 상기 각 관통공을 통해 몸체 내부로 삽입 설치되어 냉매가 배출되는 복수개의 냉매관과; 상기 몸체의 내부의 중앙부에 몸체의 길이 방향으로 설치되는 봉형상의 균등화부재를 포함하여 구성된 열교환기용 냉매 분배기를 제공한다.

Description

열교환기용 냉매 분배기와 그 제조방법{Coolant Distributor for Heat Exchanger and Method for manufacturing the same}

본 발명은 열교환기의 각 냉매관에 냉매를 분배하여 주는 분배기에 관한 것으로, 특히 공기조화기 또는 냉장고 등의 열교환기의 각 냉매관에 냉매를 균일하게 분배함과 더불어 내부의 와류 발생에 의한 소음을 저감시킬 수 있도록 한 열교환기용 냉매 분배기를 제공함에 그 목적이 있다.

일반적으로, 공기조화기 또는 냉장고 등은 열교환기를 이용하여 원하는 온도의 냉기 또는 온기를 생성하는 제품으로, 이러한 냉기 또는 온기를 생성하는 열교환기에는 냉매가 유동하는 복수개의 냉매관과 상기 냉매관에 부착되는 복수개의 방열핀이 구비되고, 열교환기의 각 냉매관은 하나의 분배기(distributor)에 연결되어 냉매를 공급받는다.

첨부된 도면의 도 1과 도 2는 상기와 같은 열교환기의 각 냉매관에 냉매를 분기하여 공급하는 종래의 분배기의 구조를 나타낸 것으로, 대략 원통형의 분배기 몸체(1)의 일단부에 냉매가 유입되는 유입구(2)가 형성되고, 이 유입구(2)의 반대편에는 각각의 냉매관(5)의 끝단부가 삽입되는 복수개의 관통공(3)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 분배기 몸체(1)의 내부에는 유입된 냉매로부터 이물질을 걸러내기 위한 그물망 구조의 메쉬(mesh)형 여과부재(4)가 설치된다.

따라서, 상기 분배기 몸체(1)의 유입구(2)를 통해 유입된 냉매는 메쉬형 여과부재(4)를 지나면서 이물질이 걸러진 다음, 각 관통공(3)에 고정된 냉매관(5) 끝단부를 통해 각각의 냉매관(5)으로 분배된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 분배기는 도 2에 도시된 것과 같이, 분배기 몸체(1) 내부로 유입된 냉매가 메쉬형 여과부재(4)에 의해 저항을 받으면서 메쉬형 여과부재(4) 전방에서 와류가 발생하게 되어 소음이 증가하게 되고, 각 냉매관을 통해 냉매가 균일하게 공급되지 못하여 열교환 효율을 저하시키는 문제가 있다.

또한, 종래의 분배기는 제작과정에서 냉매관(5)이 몸체(1)에 수직하게 장착되지 못하고 비스듬하게 장착되는 경우가 많아 품질을 일정하게 유지하기가 곤란한 문제가 있다.

즉, 종래의 분배기는 냉매관(5)을 몸체(1)의 관통공(3)에 삽입한 후 작업자가 냉매관을 손으로 잡고 용접하여 고정시키게 되는데, 냉매관(5)을 몸체(1)에 삽입한 상태에서 냉매관을 지지하여 줄 수 있는 요소가 없으므로, 도 2에 도시된 것과 같이 냉매관(5)을 몸체(1)의 관통공(3) 외측에 용접할 때 냉매관(5)이 비뚤어지게 되는 것이다.

이와 같이 냉매관(5)이 분배기에 비스듬하게 장착되면, 메쉬형 여과부재(4)를 통과한 냉매가 비스듬한 냉매관(5) 끝단부와 만나면서 이상 유동을 일으키거나 와류가 심하게 발생하여 내부에서 소음을 더욱 증가시키고, 공급 냉매의 불균일을 심화시키게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 분배기 내부에서의 와류 발생을 최소화하여 소음 발생을 최소화하고 각 냉매관을 통해 냉매가 균일하게 공급될 수 있도록 한 열교환기용 냉매 분배기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉매가 유동하는 중공의 몸체와; 상기 몸체의 일단부에 형성되어 냉매가 유입되는 유입구와; 상기 유입구의 반대편에 형성된 복수개의 관통공과; 상기 각 관통공을 통해 몸체 내부로 삽입 설치되어 냉매가 배출되는 복수개의 냉매관과; 상기 몸체의 내부의 중앙부에 몸체의 길이 방향으로 설치되는 봉형상의 균등화부재를 포함하여 구성된 열교환기용 냉매 분배기를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 열교환기용 냉매 분배기의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.

도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 열교환기용 냉매 분배기의 일 실시예를 나타낸 것으로, 중공의 원통형 분배기 몸체(11)의 일단부에 냉매가 유입되는 유입구(12)가 형성되고, 이 유입구(12) 반대편인 몸체(11)의 타단부에는 냉매관(15)이 삽입되는 복수개의 관통공(13)이 형성된다.

그리고, 상기 몸체(11) 내부의 중앙부에는 상기 관통공(13)이 형성된 부분에서부터 유입구(12) 쪽으로, 즉 몸체의 길이 방향으로 연장된 봉형상의 균등화부재(20)가 설치된다.

상기 균등화부재(20)는 관통공(13)이 형성된 몸체(11)의 끝단부에 고정되는 원반형의 고정부(21)와, 상기 고정부(21)의 중앙에서 유입구(12) 쪽으로 연장된 봉형상부(22)로 구성된다. 상기 고정부(21)에는 냉매관(15)이 삽통될 수 있도록 개구부(21a)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 봉형상부(22)는 유입구(12)와 인접한 부분까지 형성되고, 유입구와 인접한 선단부는 냉매 유동을 부드럽게 유도하기 위하여 둥근 반구형으로 이루어진다.

상기 봉형상부(22)는 원형 단면 형상을 갖는 것이 바람직하나, 그 형상에 제한은 없으며, 도 6에 도시된 것과 같이 봉형상부(122)의 외주면에 길이 방향을 따라 복수개의 냉매관 가이드홈(123)을 형성할 수도 있다.

또한, 도 7에 도시된 것과 같이, 봉형상부(222)가 전방의 유입구(12; 도 4참조) 쪽에서 후방의 관통공(13; 도 4참조) 쪽으로 갈수록 단면적이 점차적으로 증가하는 형태로 형성될 수도 있다.

도 8은 균등화부재의 다른 실시예를 나타낸 도면으로, 이 실시예의 균등화부재(320)는 몸체(11; 도 4참조)의 후단부에 고정되는 원반형의 고정부(321)가 봉상형상부(322)의 하단 모서리에 일체형으로 형성된다.

상기와 같은 구조의 균등화부재(320)는 판상형 재료를 프레스 가공에 의해 용이하게 제조될 수 있는 이점을 갖는다.

한편, 전술한 실시예들의 설명에서는 상기 균등화부재들이 원반형의 고정부를 구비하여, 상기 고정부가 몸체(11)의 끝단에 고정되는 것으로 설명하였으나, 이와는 다르게 상기와 같은 고정부없이 봉형상을 한 봉형상부가 바로 몸체의 끝단부에 일체로 고정될 수도 있을 것이다.

다시 도 4에 도시된 냉매 분배기를 참조하여 상기와 같이 구성된 냉매 분배기의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

일측의 유입구(12)를 통해 몸체(11) 내부로 유입된 냉매는, 유입구(12)의 바로 후방에 균등화부재(20)의 봉형상부(22)가 위치하고 있기 때문에 상기 봉형상부(22)를 중심으로 외측으로 퍼지며 봉형상부의 외주부를 따라 유동하게 되고, 이어서 봉형상부(22)의 외측에 배치되는 각 냉매관(15)으로 유입되어 외부로 배출된다.

이와 같이, 상기 유입구(12)를 통해 유입된 냉매 유동은 상기 균등화부재(20)와 만나는 부분에서 약간의 와류가 생성될 뿐 몸체(11) 내부에서 와류 생성이 최소화되면서 각 냉매관으로 유입된다.

한편, 도 9를 참조하여 상기와 같이 구성된 본 발명의 냉매 분배기의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 일단부가 개방되고 타단부에 복수개의 관통공(13)이 형성된 원통형 몸체(11)를 준비하여, 상기 몸체(11)의 개방된 부분을 통해 균등화부재(20)를 삽입한다. 이 때, 균등화부재(20)의 고정부(21)의 직경은 몸체(11)의 내경보다 약간 작은 크기를 가져 상기 고정부(21)가 몸체(11)의 내벽면에 거의 연접하게 된다.

이러한 상태에서 상기 몸체(11)의 개방된 끝단부를 축관하여 유입구(12)를 형성한다.

이어서, 상기 관통공(13)이 형성된 몸체(11) 끝단부를 축관하여 균등화부재(20)의 고정부(21)를 몸체(11) 내벽면에 완전히 밀착시켜 고정되게 한다.

끝으로 상기 각 관통공(13)을 통해 냉매관(15)을 삽입한 다음 용접하여 고정시키면 냉매 분배기의 제작이 완료된다.

따라서, 본 발명에 의하면 냉매 분배기의 제조시 냉매관(15)을 분배기 몸체(11)에 고정시키는 작업을 제외하고는 전혀 용접 작업을 수행할 필요가 없으므로 매우 간단하고 용이하게 냉매 분배기를 제조할 수 있는 이점을 얻게 된다.

또한, 상기 균등화부재(20)의 봉형상부(22)가 각 냉매관(15) 사이에 배치되는 구조이므로, 냉매관(15)을 몸체(11) 내에 삽입하여 고정할 때 상기 봉형상부(22)가 냉매관(15)을 안내하는 역할을 하거나 지지하는 역할을 하게 되므로 냉매관이 비뚤어지지 않고 수직하게 고정될 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 냉매 분배기의 몸체 내부로 유입되는 냉매가 균등화부재에 의해 외측으로 부드럽게 분배되며 유동하게 되므로 몸체 내부에서 와류 생성이 최소화되면서 냉매관 내로 유입될 수 있게 된다. 따라서, 와류 발생에 의한 소음 발생을 현저히 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 냉매 분배기 제조시 용접 작업이 거의 필요없으므로 제작이 용이하다.

이와 더불어, 냉매관을 분배기 내부에 삽입하여 고정할 때 균등화부재가 냉매관을 안내 및 지지하는 역할을 하므로 냉매관이 분배기에 비뚤어지지 않고 수직하게 장착될 수 있으며, 따라서 분배기 내부에서의 와류 발생을 더욱 억제할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 열교환기용 냉매 분배기의 구조를 나타낸 종단면도

도 2는 종래의 냉매 분배기 내부에서 발생하는 냉매 유동 현상을 설명하는 작용도

도 3은 본 발명에 따른 열교환기용 냉매 분배기의 일 실시예의 구조를 나타낸 부분 절개 사시도

도 4는 도 3의 냉매 분배기의 횡단면도

도 5는 도 3의 냉매 분배기의 균등화부재의 사시도

도 6은 도 5의 균등화부재의 봉형상부의 변형예를 나타낸 사시도

도 7은 도 5의 균등화부재의 봉형상부의 다른 변형예를 나타낸 사시도

도 8은 본 발명에 따른 냉매 분배기의 균등화부재의 다른 실시예를 나타낸 단면도

도 9는 본 발명에 따른 열교환기용 냉매 분배기의 제조방법을 순차적으로 설명하는 도면

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 몸체 12 : 유입구

13 : 관통공 15 : 냉매관

20 : 균등화부재 21 : 고정부

22 : 봉형상부

Claims (8)

1. 냉매가 유동하는 중공의 몸체와;

   상기 몸체의 일단부에 형성되어 냉매가 유입되는 유입구와;

   상기 유입구의 반대편에 형성된 복수개의 관통공과;

   상기 각 관통공을 통해 몸체 내부로 삽입 설치되어 냉매가 배출되는 복수개의 냉매관과;

   상기 관통공이 형성된 몸체 끝단부에 고정되며 냉매관이 삽통되는 개구부가 형성된 원반형의 고정부와, 상기 고정부의 중앙에서 상기 유입구 쪽으로 연장되게 형성된 봉형상부로 이루어진 균등화부재를 포함하여 구성된 열교환기용 냉매 분배기.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 균등화부재의 봉형상부는 상기 관통공이 형성된 몸체 끝단면의 중앙에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기용 냉매 분배기.
4. 제 1항에 있어서, 상기 봉형상부의 선단부는 둥근 반구형으로 된 것을 특징으로 하는 열교환기용 냉매 분배기.
5. 제 1항에 있어서, 상기 봉형상부는 유입구 쪽에서 관통공 쪽으로 갈수록 단면적이 점차 증가하는 형태로 된 것을 특징으로 하는 열교환기용 냉매 분배기.
6. 제 1항에 있어서, 상기 봉형상부의 외주면에 상기 냉매관의 삽입을 안내하도록 길이 방향을 따라 복수개의 가이드홈이 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기용 냉매 분배기.
7. 제 1항에 있어서, 상기 봉형상부는 원형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기용 냉매 분배기.
8. 냉매관이 삽통되는 개구부가 형성된 원반형의 고정부와, 상기 고정부의 중앙에서 상기 유입구 쪽으로 연장되게 형성된 봉형상부로 이루어진 균등화부재를 중공의 몸체의 일단부의 개방된 부분을 통해 몸체 내부에 삽입하여 상기 고정부가 몸체의 타단부에 연접하도록 설치하는 단계와;

   상기 몸체의 개방된 일단부를 축관하여 유입구를 형성하는 단계와;

   상기 몸체의 타단부를 축관하여 상기 균등화부재의 고정부를 몸체에 밀착되게 고정시키는 단계 및;

   상기 몸체의 타단부에 형성되는 관통공을 통해 상기 균등화부재의 개구부에 냉매관을 삽입하여 고정시키는 단계를 포함하여 구성된 열교환기용 냉매분배기의 제조 방법.