KR100707682B1 - Heat pipe for absorption refrigerating machine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전열관의 외부면상에 계단식 돌기부를 복수,형성하여 전열 표면적을 증가시키고, 액체의 퍼짐성을 증가시켜서 열교환능력이 향상되도록 한 흡수식 냉온수기용 전열관에 관한 것이다. The present invention relates to a heat exchanger tube for an absorption cold / hot water machine, in which a plurality of stepped protrusions are formed on an outer surface of the heat exchanger tube to increase the heat transfer surface area and increase the spreadability of the liquid to improve heat exchange capacity.
본 발명의 구성은 흡수식 냉온수기에 구비되는 전열관에 있어서, 상기 전열관의 외부면의 길이방향을 따라 계단식 돌기부가 동일구조를 이루면서 반복적으로 1열로 형성되도록 복수,배열형성되고, 전열관의 원주방향을 따라 상기 1열을 이루는 돌기부가 간격을 두고 복수열 배열,형성된 구조이다.The configuration of the present invention is a heat transfer pipe provided in the absorption type cold and hot water heater, a plurality of arrangements are formed so that the stepped projections are formed repeatedly in a row in the same structure along the longitudinal direction of the outer surface of the heat transfer tube, the circumferential direction of the heat transfer tube The protrusions forming one row are arranged in multiple rows at intervals.
이러한 구성을 가지는 본 발명은 흡수식 냉동기는 전열관의 외부면에 전열면적이 확대되도록 하는 계단식 돌기부를 형성하여 열교환능력을 대폭 향상시키고, 전열관의 내부의 나선형 돌기로 인해 난류가 발생되어 증발기 전열관의 열전달 효율을 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.In the present invention having such a configuration, the absorption chiller forms a stepped protrusion to extend the heat transfer area on the outer surface of the heat transfer tube, thereby greatly improving heat exchange capacity, and turbulence is generated due to the spiral protrusion inside the heat transfer tube, so that the heat transfer efficiency of the evaporator heat transfer tube. It is effective to further improve.
흡수식, 냉동기, 냉온수기, 증발기, 흡수기, 전열관, 취화리튬, 돌기, 외부면, 계단식 Absorption, Refrigerator, Hot / cold water, Evaporator, Absorber, Heat pipe, Lithium embrittlement, Projection, External surface, Stepped
Description
도 1은 종래 기술에 따른 흡수식 냉동기의 개략적인 구성도이다. 1 is a schematic configuration diagram of an absorption type refrigerator according to the prior art.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 2단의 계단식 돌기부를 갖춘 흡수식 냉온수기용 전열관을 예시한 사시도이다. Figure 2a is a perspective view illustrating a heat transfer pipe for absorption cold and hot water heater having a two-stage stepped projection according to an embodiment of the present invention.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 증발기에 배치되는 전열관의 일부분의 단면을 절개하여 예시한 단면도이다. Figure 2b is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional view of a portion of the heat pipe disposed in the evaporator according to an embodiment of the present invention.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따라 3단의 계단식 돌기부를 갖춘 흡수식 냉온수기용 전열관을 예시한 개략도이다. Figure 3a is a schematic diagram illustrating a heat transfer tube for absorption cold and hot water heater having a three-stage stepped projection according to another embodiment of the present invention.
도 3b은 본 발명의 다른 실시예에 따른 증발기에 배치되는 전열관의 일부분의 단면을 절개하여 예시한 단면도이다. 3B is a cross-sectional view illustrating a cross section of a portion of a heat pipe disposed on an evaporator according to another embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3층을 이루는 돌기부를 갖춘 흡수식 냉온수기용 전열관을 예시한 사시도이다. Figure 4 is a perspective view illustrating a heat-absorbing tube for absorption cold and hot water heater having a three-layer protrusion according to another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 * * Explanation of Signs of Major Parts of Drawings *
a : 제 1계단 높이a: first stair height
b : 제 2계단 높이b: second step height
d,d1,d2 : 폭d, d1, d2: width
e : 제 2계단의 길이방향 폭e: longitudinal width of the second step
w : 길이방향 폭w: longitudinal width
t : 높이t: height
10 : 돌기부10: protrusion
20 : 전열관20: heat pipe
21 : 나선형 돌기부21: spiral projection
본 발명은 흡수식 냉온수기용 전열관에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 전열관의 외부면상에 계단식 돌기부를 복수,형성하여 전열 표면적을 증가시키고, 액체의 퍼짐성을 증가시켜서 열교환능력이 향상되도록 한 흡수식 냉온수기용 전열관에 관한 것이다. The present invention relates to a heat exchanger tube for an absorption cold / hot water heater, and more particularly, to form a plurality of stepped protrusions on the outer surface of the heat transfer tube to increase the heat transfer surface area and increase the spreadability of the liquid to improve heat exchange capacity. It is about.
일반적으로, 흡수식 냉동기 또는 냉온수기는, 냉매 증기의 액체 용해도가 온도, 압력에 따라 달라지는 것을 이용하는 냉동기 또는 냉온수기로서, 냉매로는 물이 사용되며 증발된 냉매를 회수하기 위한 흡수 용액으로는 취화리튬(LiBr) 등이 사용된다. In general, an absorption chiller or a cold / hot water machine is a refrigerator or a cold / hot water machine in which the liquid solubility of the refrigerant vapor varies depending on temperature and pressure, and water is used as the refrigerant and lithium embrittlement (LiBr) is used as an absorption solution to recover the evaporated refrigerant. ) Is used.
종래의 흡수식 냉동기의 구조를 살펴보면 다음과 같다. 도 1은 종래 기술에 따른 흡수식 냉동기의 개략적인 구성도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 종래 기술에 따른 흡수식 냉동기는, 흡수 용액을 외부의 열원을 이용하여 가열, 농축하는 고 온 재생기(103), 상기 고온 재생기(103)에서 발생한 냉매 증기는 고온재생기에서 1차적으로 농축된 흡수용액을 가열하여 함유된 증기를 발생시키고 가장 농도가 높은 상태로 만드는 저온 재생기(102), 상기 저온 재생기(102)에서 발생한 냉매 증기를 응축함과 동시에 고온 재생기(103)에서 발생하여 저온 재생기(102)의 관내에서 응축된 냉매액과 혼합하는 응축기(101), 관 외에 냉매액의 유하액막을 형성하여 증발시켜 관내의 냉각수를 냉각하는 증발기(107), 상기 증발기(107)에서 발생한 냉매 증기를 흡수 용액의 유하액막에 의하여 흡수하는 흡수기(106), 상기 고온 및 저온 재생기(102)로부터 흡수기(106)로 순환하는 흡수 용액으로부터 현열을 회수하여 에너지 절약을 도모하는 저온 및 고온 열교환기 및 이들을 접속하는 배관류(104)(105)와 냉매 펌프(108)와 용액 펌프(109)로 구성된다. Looking at the structure of a conventional absorption chiller as follows. 1 is a schematic configuration diagram of an absorption type refrigerator according to the prior art. As shown in Figure 1, the absorption chiller according to the prior art, the
상기의 구성에 있어서, 상기 증발기(107) 및 흡수기(106)에는 전열관이 구비되며, 이 전열관은 내부에 흐르는 냉수와, 외부로 흐르는 냉매간의 열교환이 이루어지도록 한 것으로서, 전열관의 열교환성능을 높여주도록 하기 위해 종래에는 평활한 관이나, 또는 외부 둘레에 핀(fin)이 일체로 형성되는 관이나, 나선형의 주름이 외부둘레면 및 내부 둘레면에 형성된 주름관이 있었다. In the above configuration, the
여기서, 종래의 흡수식 냉동기의 구성요소인 상기 증발기(107) 및 흡수기(106)에서 사용되는 전열관의 표면은, 기계 가공법에 의해 내부 및 외부의 표면이 성형된다. Here, the surfaces of the heat transfer tubes used in the
상기 핀관이나 주름관은 관의 내부 및 외부에서의 열교환성능이 평활관보다는 어느정도 높아졌지만, 전열면적이 그다지 넓어지지 않아서 소망하는 정도의 열 교환능력을 발휘하는데에는 한계가 있는 문제점이 있었다. Although the heat exchange performance of the fin tube and the corrugated tube is somewhat higher than that of the smooth tube, the heat transfer area is not so wide that there is a limit in exerting a desired heat exchange capacity.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 상기 증발기, 흡수기등에 사용되는 증발기와 흡수기 전열관의 외부면의 구조를 변경하여, 전열관의 열교환능력을 향상시키도록 한 흡수식 냉온수기용 전열관를 제공함에 발명의 목적이 있다.Therefore, the present invention was invented to solve the above-mentioned conventional problems, the absorption type cold and hot water heater to improve the heat exchange capacity of the heat exchanger tube by changing the structure of the outer surface of the heat exchanger tube and the evaporator used in the evaporator, absorber, etc. It is an object of the invention to provide a heat transfer tube for use.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 흡수식 냉온수기에 구비되는 전열관에 있어서,In the present invention for achieving the above object is a heat transfer tube provided in the absorption cold and hot water machine,
상기 전열관의 외부면의 길이방향을 따라 계단식 돌기부가 동일구조를 이루면서 반복적으로 1열로 형성되도록 복수,배열형성되고, 전열관의 원주방향을 따라 상기 1열을 이루는 돌기부가 간격을 두고 복수열 배열,형성된 것을 기술적 특징으로 한다.A plurality of arrays are formed so that the stepped protrusions may be repeatedly formed in one row while forming the same structure along the longitudinal direction of the outer surface of the heat transfer pipe, and the plurality of protrusions forming the first row along the circumferential direction of the heat transfer pipe may be arranged in a plurality of rows. It is a technical feature.
상기 1개의 돌기부는 2단 또는 3단의 계단식으로 형성된 구조이다.The one protrusion is a stepped structure of two or three steps.
또한, 상기 1개의 돌기부는 복수층을 이루면서 상부로 갈수록 면적이 작아지게 형성된 구조이다. In addition, the one protruding portion is formed in a plurality of layers to form a smaller area toward the top.
또한, 상기 돌기부는 전열관의 길이방향으로 돌기부간의 간격에 의해 유로가 형성된 구조이다.In addition, the protrusion is a structure in which a flow path is formed by the interval between the protrusions in the longitudinal direction of the heat transfer tube.
또한, 상기 돌기부는 전열관의 둘레방향으로 돌기부간의 간격에 의한 유로가 형성된 구조이다.In addition, the protrusion is a structure in which a flow path is formed by the interval between the protrusions in the circumferential direction of the heat transfer pipe.
또한, 상기 돌기부는 전열관의 길이방향과 둘레방향으로 돌기부간의 간격에 의한 유로가 각각 형성된 구조이다.In addition, the protrusion has a structure in which flow paths are formed by the intervals between the protrusions in the longitudinal direction and the circumferential direction of the heat transfer pipe.
상기 돌기부 자체의 반경방향의 폭과 돌기부간의 반경방향 폭은 동일한 구조를 이룬다. The radial width of the protrusion itself and the radial width between the protrusions form the same structure.
또한, 상기 전열관의 내부면에는 길이방향을 따라 나선형 돌기부가 복수 형성된 구조이다. In addition, the inner surface of the heat transfer pipe has a structure in which a plurality of spiral protrusions are formed along the longitudinal direction.
이하, 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 흡수식 냉온수기용 전열관을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the heat transfer tube for absorption cold and hot water according to an embodiment of the present invention.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따라 2단의 계단식 돌기부를 갖춘 흡수식 냉온수기용 전열관을 예시한 사시도이다. 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 증발기에 배치되는 전열관의 일부분의 단면을 절개하여 예시한 단면도이다. Figure 2a is a perspective view illustrating a heat transfer tube for absorption cold and hot water heater having a two-stage stepped projection according to an embodiment of the present invention. Figure 2b is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional view of a portion of the heat pipe disposed in the evaporator according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 2a 또는 도 2b에 도시된 바와 같이, 전열관(20)의 길이방향으로 전열관(20)의 외부면에 소정의 높이를 갖는 계단식 돌기부(10)가 복수,배열되는데, 이 돌기부(10)는 상기 전열관(20)의 길이방향을 따라 1열을 이루도록 동일한 구조를 가지면서 반복적으로 형성된다.According to one embodiment of the present invention, as shown in Figure 2a or 2b, the plurality of
또한, 전열관(20)의 둘레를 따라 소정의 간격을 두고, 상기 1열을 이루는 돌기부(10)가 복수의 열이 되도록 배열,형성된다. In addition, the
상기 전열관(20)의 둘레를 따라 1열을 이루는 돌기부(10)들이 간격을 두고 복수열 형성됨에 따라서, 길이방향으로의 간격에 의한 유로가 형성된다. As the plurality of
또한, 보다 구체적으로, 상기 돌기부(10)는 2단의 계단식 돌기부를 형성하 거나 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 3단의 계단식 돌기부를 형성할 수 있다. 그러나, 이에 국한되지 않고 복수단의 계단식 돌기부를 형성할 수 있음은 물론이다. Also, more specifically, the
본 실시예에서의 상기 돌기부(10)의 크기는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 1개의 돌기부(10)의 전체 높이(t)는 0.30 내지 0.36mm 이고, 2단의 계단식으로 이루어진 돌기부(10)의 제 1 계단의 높이(a)는 0.20 내지 0.24mm이며, 제 2 계단의 높이(b)는 0.10 내지 0.12mm이다.The size of the
또한, 상기 1개의 돌기부(10)의 길이방향 폭(w)은 2.0 내지 2.5mm이고, 제 2 계단의 길이 방향 폭(e)은 1.0 내지 1.5mm이다. 또한, 상기 돌기부(10)와 돌기부(10)간의 폭(d)은 0.5 내지 1.0mm이다. 이 폭(d)은 전열관(20)의 둘레방향으로 형성되는 유로가 되며, 이 유로가 전열관(20)의 길이방향을 따라 복수,형성된 구조이다. In addition, the longitudinal width w of the one
또한, 바람직하게는, 상기 돌기부(10) 자체의 반경방향 폭(d1)과 돌기부(10)간의 반경방향 폭(또는 둘레방향 폭이라고도 함)(d2)은 동일한 치수를 가지도록 하며, 그 치수는 1.0 내지 1.2mm로 한다. Further, preferably, the radial width d1 of the
또한, 상기 전열관(20)의 내부면에는 복수의 나선형 돌기부(21)가 형성되어 있다. In addition, a plurality of
한편, 본 발명은 다른 실시예로서, 도 3a에 도시된 바와 같이, 3단의 계단식 돌기부(10)가 형성된 모습을 도시한 사시도, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 증발기에 배치되는 전열관의 일부분의 단면을 절개하여 예시한 단면도이다. On the other hand, the present invention is another embodiment, as shown in Figure 3a, a perspective view showing a three-stage
도 3b에 도시된 바와 같이, 3단의 계단식으로 이루어진 돌기부(10)의 제 1 계단(a)은 높이가 0.15 내지 0.18mm이고, 제 2계단(b)의 높이는 0.10 내지 0.12mm이며, 제 3 계단(c)의 높이는 0.05 내지 0.06mm이다. As shown in Figure 3b, the first step (a) of the three-stepped stepped
한편, 상기 돌기부(10)의 길이방향 폭(w)은 2.0 내지 2.5mm이고, 제 2계단의 길이방향 폭(e)은 1.0 내지 1.5mm이며, 제 3계단의 폭(f)은 0.5 내지 1.0 mm 이다. On the other hand, the longitudinal width (w) of the
또한, 상기 3단 계단식 돌기부(10)간의 폭(d)은 0.5 내지 1.0mm이다. 상기 폭(d)은 전열관(20)의 둘레방향으로 형성되는 유로가 되며, 이 유로가 전열관(20)의 길이방향을 따라 복수,형성된 구조이다. In addition, the width d between the three-stage stepped
또한, 바람직하게는, 도 3a에 도시된 돌기부(10) 자체의 반경방향 폭(d1)과 돌기부(10)간의 반경방향 폭(또는 둘레방향 폭이라고도 함)(d2)은 동일한 치수를 가지도록 하며, 그 치수는 1.0 내지 1.2mm로 한다. Further, preferably, the radial width d1 of the
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 상부로 갈수록 면적이 작아지는 3층구조를 가지는 돌기부(10)가 형성된 흡수식 냉온수기용 전열관을 예시한 사시도이다. FIG. 4 is a perspective view illustrating a heat transfer tube for absorption type hot and cold water heater, in which a
여기서, 바람직하게는, 상기 돌기부(10) 자체의 반경방향 폭(d1)과 돌기부(10)간의 반경방향 폭(또는 둘레방향 폭이라고도 함)(d2)은 동일한 치수를 가지도록 하며, 그 치수는 1.0 내지 1.2mm로 한다. Here, preferably, the radial width d1 of the
이러한 구성을 가지는 본 발명은,전열관(20)의 내부 및 외부면에 흐르는 냉수와 냉매간의 열교환시, 전열면적이 종래보다 많으므로, 그 만큼 열교환능력이 향상된다. According to the present invention having such a configuration, since the heat transfer area is larger than that of the prior art during the heat exchange between the cold water and the refrigerant flowing in the inner and outer surfaces of the
또한, 전열관(20)의 내부에도 나선형 돌기부(21)가 간격을 두고 복수,형성되어 있으므로, 전열관(20)의 내부로 냉수가 흐를때, 전열관(20)의 길이방향으로 퍼지는 저항이 감소되어 액막퍼짐율이 향상되고, 또한 표면적이 커짐으로 인해서 열전달계수가 전반적으로 증가하여 총괄 열전달계수가 증가하게 된다. In addition, since a plurality of
또한, 본 발명은 흡수식 냉동기의 구성 요소인, 증발기, 응축기, 믹싱탱크, 냉매순환 펌프, 냉수순환펌프, 냉각수 순환펌프, 냉각탑 등으로 구성된 흡수식 냉온수기에 내부 압력 7토르(torr), 전열관(20)수는 64개, 전열관(20)의 길이는 1000mm, 증발기 냉수 출구 온도는 7℃로 설정하여 시험한 결과, 양호한 결과를 얻었다.In addition, the present invention is a component of the absorption chiller, the evaporator, condenser, mixing tank, refrigerant circulation pump, cold water circulation pump, cooling water circulation pump consisting of cooling water circulation pump, cooling tower, etc., the internal pressure of 7 torr (torr), heat pipe (20) The number was 64, the length of the
이와 같이, 본 발명의 흡수식 냉동기는 전열관의 외부면에 전열면적이 확대되도록 하는 계단식 돌기부를 형성되어 열교환능력이 대폭 향상되는 효과가 있다.As such, the absorption chiller of the present invention has an effect that the heat exchange capacity is greatly improved by forming a stepped protrusion to extend the heat transfer area on the outer surface of the heat transfer tube.
또한, 전열관의 내부로 흐르는 냉수는 나선형 돌기로 인해 난류가 발생하여 증발기 전열관의 열전달 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, the cold water flowing into the heat transfer tube is turbulent flow due to the spiral projection can further improve the heat transfer efficiency of the evaporator heat transfer tube.
본 발명은 편의상 첨부된 예시도면에 의거 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 이에 국한되지 않고 본 발명의 기술적 사상의 범주내에서 여러 가지 변형 및 수정이 가능함은 자명한 사실이다.Although the present invention has been described for the embodiments of the present invention based on the accompanying drawings for convenience, it is obvious that various modifications and changes are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
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- 2006-03-16 KR KR1020060024245A patent/KR100707682B1/en active IP Right Grant
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