KR100533274B1 - 일체형 열교환핀을 구비한 증발기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고 등에 사용되는 증발기에 관한 것으로, 열교환핀을 일체로 형성하여, 증발기의 구조를 단순화시키고 있다.

열교환핀(20)은 한 장의 플레이트를 절곡하여 연속적으로 배열하고, 냉매가 내부를 통과하는 냉매관(30)을 상기 열교환핀의 내부에 연속하여 반복 설치한다. 그리고 상기 열교환핀(20)은, 그 단면이 삼각형을 가지도록 연속적으로 절곡하고, 열교환핀의 내부에 설치되는 냉매관은, 삼각형 단면의 열교환핀의 각각의 면에 접촉하도록 배열된다. 이러한 일체형 열교환핀(20)의 구성에 의하여, 증발기의 전체적인 구성이 간단해지고, 조립성이 향상될 수 있다.

Description

일체형 열교환핀을 구비한 증발기

본 발명은 냉매를 매체로 열교환을 수행하는 증발기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열교환핀이 일체형으로 성형되어 성형성이 우수한 증발기에 관한 것이다.

먼저 도 1 내지 도 3을 참조하면서 종래의 증발기에 대하여 살펴보기로 한다.

증발기는 냉장고, 에어컨 등에 주로 사용되는 것으로, 냉매를 매체로 하여 그것과 접촉하는 주위의 공기를 저온상태로 만드는 장치이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 일반적인 증발기(10)에는 액체상태의 냉매가 통과하는 냉매관(12)과, 상기 냉매관(12)과 주위 공기와의 열교환을 수행하는 복수개의 열교환핀(14)을 포함하여 구성된다.

상기 냉매관(12)의 내부로는 저온 저압 상태의 액상 냉매가 흐르고 있으며, 이러한 액상냉매는 상기 열교환핀(14)에 의하여 주로 일어나는 열교환에 의하여 기화되면서, 주위 공기의 열을 빼앗게 된다. 따라서 상기 증발기(10)와 접촉하는 주위의 공기는 저온상태로 되어, 예를 들면 냉장고의 내부로 공급되거나, 에어컨에서 냉기를 실내로 공급할 수 있게 된다.

상기와 같은 증발기를 제조하기 위한 공정을 도 2를 참조하여 간단하게 설명하기로 한다. 먼저 일정한 직경을 가지는 냉매관(12)에 복수개의 열교환핀(14)을 끼워서 도 2에 도시한 바와 같은 상태로 만든다. 그리고 이러한 상태에서 상기 냉매관(12)을 확관하는 것에 의하여, 열교환핀(14)이 냉매관(12)에 확실하게 고정될 수 있도록 함과 동시에, 열교환핀(14)과 냉매관(12)을 밀착시켜, 열교환핀(14)과 냉매관(12) 사이의 열전달의 효율을 충분히 확보하게 된다.

이와 같이, 길이 상태로 열교환핀(14)이 냉매관(12)에 고정된 상태에서, 냉매관(12)을 일정한 길이로 여러번 벤딩시키는 것에 의하여, 도 1에 도시한 바와 같은 증발기(10)가 완성된다.

그리고 도 3에 도시한 것은 종래의 다른 형태의 증발기를 도시하고 있는 것으로, 스파이럴 형태의 열교환핀(18)이 연속적으로 냉매관(16)을 감싸도록 구성되는 예를 보이고 있다. 이렇게 연속되는 스파이럴형태의 열교환핀(18)을 가지는 종래의 구성예에 있어서도, 완성된 증발기는 도 1에 도시한 것과 유사하다.

그러나 상기와 같이 구성되는 종래의 증발기는, 제작이 복잡하다는 근본적인 단점을 가지고 있다.

상술한 바와 같은 증발기를 완성하기 위해서는, 복수개의 열교환핀을 조립하여야 하는 많은 수의 부품과 복잡한 조립공정, 그리고 다시 냉매관을 확관하여야 하는 과정 등을 거쳐야 한다. 따라서 많은 수의 열교환핀 등을 포함하는 구성부품수의 증가 및 이로 인한 조립공정의 복잡성 등으로 인하여, 생산 단가의 상승 및 조립공정에서의 생산성 저하로 인한 단점이 지적되고 있는 실정이다.

본 고안의 목적은, 간단한 구조와 공정으로 제조될 수 있는 증발기를 제공하는 것이다.

본 고안은 종래의 증발기의 구조의 복잡성이 복수개의 열교환핀에 기인하고 있다는 점에 착안하고 있으며, 따라서 한 장의 열교환 플레이트에서 만들어지는 일체형 열교환핀을 만드는 것에 의하여, 구조가 간단함과 동시에 제조공정이 단순한 증발기를 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 증발기는, 한 장의 플레이트를 절곡하여 연속적으로 배열되는 일체형 열교환핀과, 상기 열교환핀의 내부에 연속하여 반복 설치되는 냉매관을 포함하여 구성되는 것을 기술적 요지로 하고 있다.

이와 같이 본 발명에 의한 증발기의 열교환핀을 한 장의 플레이트에서 절곡하여 성형하는 것에 의하여 증발기 자체의 구성을 가장 단순화시킬 수 있게 되어, 구성부품수를 감소시킴과 동시에 조립공정을 간단하게 할 수 있게 된다.

본 발명의 일실시에에 의하면 상기 열교환핀을, 그 단면이 삼각형을 가지도록 연속적으로 절곡하여 성형하고 있다. 그리고 열교환핀의 내부에 설치되는 냉매관은, 삼각형 단면의 열교환핀의 각각의 면에 접촉하도록 구성한다.

이와 같은 실시예에 의하면, 냉매관이 일체형 열교환핀의 내부에서 안정적으로 지지됨과 동시에, 냉매관과 일체형 열교환핀의 열전도성을 최대화할 수 있게 된다.

다음에는 도면에 도시한 실시예에 기초하면서 본 고안에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

도 4에는 본 발명에 의한 증발기의 예시적인 부분 사시도가 도시되어 있다. 본 발명에 의한 열교환핀(20)은, 한 장의 플레이트를 일정한 방향으로 여러번 절곡하여 연속적으로 성형되는 것을 기술적 요지로 하고 있다. 이하에서는 본 발명에 의한 열교환핀을 일체형 열교환핀이라고 칭하기로 한다.

도 4에 도시한 실시예에 있어서는, 한 장의 플레이트 상태에서, 그 단면이 삼각형태를 이루도록 여러번 절곡하여 연속적으로 성형하는 일체형 열교환핀(20)을 도시하고 있다. 그러나 본 발명에 의한 일체형 열교환핀(20)은, 도 4에 도시한 바와 같은, 단면이 삼각형으로 연속적으로 절곡되어 성형되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어 사다리꼴의 단면을 가지거나, 사각형 또는 오각형 등의 단면을 가지도록 성형하는 것도 가능함은 물론이다. 그리고 본 발명에 의한 열교환핀(20)은, 냉매관(30)과 열교환이 충분히 이루어져야 하기 때문에, 열전도성이 우수한 재질로 성형하여야 하는 것은 당연하고, 종래의 열교환핀과 같은 재질의 것을 사용하는 것도 바람직하다.

도시한 실시예에 있어서, 본 발명에 의한 일체형 열교환핀(20)은 삼각형을 이루도록 절곡되어 연속적으로 배열될 수 있도록 구성하고 있으며, 상기 열교환핀(20)의 삼각형의 내측으로는 냉매가 통과하는 냉매관(30)을 연속적으로 반복하여 배치하고 있다. 따라서 본 발명에 의한 냉매관(30)은, 일체형 열교환핀(20)에 의하여 형성되는 각각의 삼각형부분의 내측을 통하도록 여러번 절곡되면서 연속적으로 배치되는 것이다.

그리고 도 5에는 이와 같이 구성되는 본 발명에 의한 증발기의 단면이 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, 본 발명에 있어서는, 상기 일체형 열교환핀(20)이 냉매관(30)과의 접촉을 통하여 열교환을 수행하도록 구성되고 있기 때문에, 상기 열교환핀(20)과 냉매관(30) 사이에는 접촉에 의한 열교환이 충분이 이루어질 수 있도록 구성하는 것이 가장 바람직하다.

도시한 실시예에 있어서는, 상기 삼각형의 열교환핀(20)의 내면과 냉매관(30)이 세 개의 접촉점(Pa,Pb,Pc)에서 접촉하도록 하고 있으며, 이와 같은 구조는 삼격형 단면의 일체형 열교환핀(20)에서는 가장 바람직한 것이라고 할 수 있다. 이와 같이 상기 열교환핀(20)과 냉매관(30)이 상기 세 개의 접촉점(Pa,Pb,Pc)에서 접촉하도록 하는 것에 의하여, 냉매관(30)과 일체형 열교환핀(20)과의 접촉부분을 최대로 하여 열전달이 충분하게 이루어질 수 있도록 함과 동시에, 냉매관(30)이 열교환핀(20)에 의하여 안정적으로 지지될 수 있도록 하는 두가지 조건을 동시에 만족시킬 수 있게 된다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 의한 열교환시의 공기의 흐름을 간단하게 살펴보기로 한다. 도 4에 있어서, 화살표로 도시한 것은, 열교환에 의하여 냉기로 생성되는 공기의 흐름을 보인 것이다.

본 발명에 의한 증발기에 있어서, 열교환을 하기 위한 공기는 상기 냉매관(30)과 일체형 열교환핀(20)의 사이를 통과하면서, 그들과 접촉하게 되어 열교환을 수행하게 된다. 그리고 상술한 바와 같이, 일체형 열교환핀(20)을 삼각형의 단면을 가지도록 하는 경우에는 상기 냉매관(30)과 열교환핀(20)이 도 5에 도시한 바와 같이, 세 개의 접촉점(Pa,Pb,Pc)에서 서로 접촉하도록 구성하고 있다. 이러한 구성에 의하여, 냉매관(30)과 열교환핀(20) 사이의 충분한 열전도를 확보하게 되는 것은 물론, 냉매관(30)과 열교환핀(20) 사이에 일정한 간격을 확보하는 것에 의하여 열교환을 위한 공기의 안내통로를 적절하게 확보하게 되는 것임을 알 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 열교환핀(20)을 한 장의 플레이트에서 여러번 절곡하고 이러한 형상을 연속적으로 배열하고 있으며, 이러한 일체형 열교환핀(20) 사이에 냉매관(30)을 반복하여 배치하는 것을 기본적인 기술사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

이와 같이 한 장의 열교환 플레이트를 절곡하고, 그 내측면에 냉매관을 배열하는 본 발명의 기본적인 사상 내에서, 통상의 기술자에 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다. 특히 한 장의 플레이트 상태의 열교환핀(20)을 절곡하는 부분에 있어서는, 많은 변형이 가능할 것이다.

도시하고 설명한 바와 같이, 삼각형의 단면을 가지는 일체형 열교환핀으로 구성하는 것도 가능함은 물론이고, 사각형 등과 같은 다각형의 단면을 가지도록 구성하는 것도 가능함은 물론이다. 단, 일체형 열교환핀(20)을 형성하고, 그 일측면에 냉매관(30)을 배치하는 경우, 열교환을 위한 공기가 상기 열교환핀(20)과 냉매관(30)의 사이를 원활하게 흐르면서 열교환이 진행될 수 있도록 구성하는 것으로 족할 것이다.

또는 열교환핀을 톱니 형상과 같이 단순히 반복 절곡하고, 그 사이에 냉매관을 적절하게 배치하는 것도 가능함은 물론이다. 물론 이러한 경우에는, 열교환하고자 하는 공기의 흐름을 적절하게 보조하기 위한 부재를 추가하면 더욱 바람직하다.

그리고 도시한 실시예에 있어서는, 상기 열교환핀(20)을 삼각형의 것으로 성형하고, 열교환핀(20)의 각각 면을 평면(직선) 상으로 성형하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 열교환핀(20)의 일부분을 곡선의 단면을 가지도록 성형하는 것도 충분히 가능함은 물론이다.

더욱이, 본 발명에 의한 일체형 열교환핀(20)의 표면에, 보조열교환핀을 성형하는 것도 가능하다. 이와 같은 보조열교환핀은, 도 4에 도시한 바와 같이 열교환을 위한 공기가 흐르는 경우 공기와의 접촉면적을 충분히 확보하는 것에 의하여 열교환효율을 증대시키기 위한 것이다. 이러한 보조열교환핀은, 상기 열교환핀(20)의 일측면에 추가되거나, 열교환핀(20)과 일체로 구성하는 것도 가능할 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 의한 증발기는 다음과 같은 잇점이 있을 것이다.

열교환핀을 한 장의 플레이트에서 성형하는 일체형 일교환핀으로 성형하는 것에 의하여, 증발기 자체의 구조가 극히 단순화되는 것임을 알 수 있다. 이와 같은 본 발명에 의한 증발기의 단순화 구조는, 구성부품의 감소는 물론 조립공정의 단순화에 기인하여, 생산원가의 절감과 생산성 향상을 동시에 만족시킬 수 있게 되는 효과가 기대된다.

도 1은 종래의 증발기의 정면도.

도 2는 종래의 열교환핀과 냉매관의 설명도.

도 3은 종래의 다른 형태의 열교환핀과 냉매관의 설명도.

도 4는 본 발명에 의한 증발기의 예시 사시도.

도 5는 본 발명에 의한 증발기의 단면 예시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20 ..... 일체형 열교환핀 30 ..... 냉매관

Claims (1)

1. 한 장의 플레이트를 절곡하여, 연속적으로 배열되는 일체형 열교환핀과 상기 열교환핀의 내부에 연속하여 반복 설치되는 냉매관을 포함하여 구성되고,

   상기 열교환핀은 그 단면이 삼각형을 가지도록 연속적으로 절곡되고,

   상기 열교환핀의 내부에 설치되는 냉매관은 삼각형 단면의 열교환핀의 각각의 면에 접촉하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 증발기.