KR100773068B1 - 에너지절약형 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에너지절약형 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열매 또는 냉매가 지나가는 튜브와 상기 튜브에 열기 또는 냉기를 빼앗기 위한 방열핀으로 구성되는 열교환기를 소형화하면서 열교환기의 효율을 극대화할 수 있도록 하려는 것이다.

상기와 같이 하기 위한 본 발명의 에너지절약형 열교환기는 튜브(2)와 방열핀(3)의 배열을 관체형으로 구성하고, 상기 방열핀은 공기가 유입되는 유입부와 배출부 사이에서 공기가 서서히 회전 및 상승이동할 수 있도록 하기 위하여 복수 개의 방열핀을 상호 연결하고 경사안내편을 형성하며, 내부공간(8)에는 컴프레서 및 프레임을 통해 모터를 설치하고 상기 모터에 프로펠러 휀(11)을 설치하여 구성된 것으로서, 이상과 같은 본 발명의 에너지 절약형 열교환기는 관체형으로 구성하여, 가운데 설치된 프로펠러 휀의 흡입력이 방열핀들 전체에 골고루 미치게 하고, 방열핀을 복수 개로 연결하여 양쪽에 둘레에 유입부와 배출부를 형성하였기 때문에 소량의 공기를 골고루 서서히 회전 및 상승이동시켜 열교환의 효율성을 극대화함으로써 그에 따른 프로펠러 휀 및 모터의 소형화가 가능하여 생산원가 및 유지비용을 절감하여 경제적인 이득을 얻을 수 있는 발명이다.

열교환기, 튜브, 방열핀, 유입부, 배출부, 통로, 내부공간, 컴프레서, 프로펠러 휀, 방열핀블록.

Description

에너지절약형 열교환기{Saveenergy style heat exchanger}

도 1은 본 발명에 따른 열교환기의 구성을 보인 평면도

도 2는 본 발명에 따른 열교환기의 전체구성을 보인 예시도

도 3은 본 발명에 따른 열교환기의 요부를 보인 단면도

도 4는 본 발명에 따른 방열핀블록을 확대해 보인 단면도

도 5는 본 발명에 의한 튜브와 방열핀의 요부를 확대한 사시도

도 6, 7은 종래 열교환기의 튜브와 방열핀의 배열을 보인 예시도

***도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명***

1: 열교환기

2: 튜브

3: 방열핀

4: 유입부

5: 배출부

7:70: 통로

8: 내부공간

9: 컴프레서

11: 프로펠러 휀

30: 방열핀블록

700: 경사안내편

본 발명은 에너지절약형 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열매 또는 냉매가 지나가는 튜브와 상기 튜브에 열기 또는 냉기를 빼앗기 위한 방열핀으로 구성되는 열교환기를 소형화하면서 열교환기의 효율을 극대화할 수 있도록 한 것이다.

주지하는 바와 같이 열교환기는 가열기, 냉각기, 증발기, 응축기(凝縮器)등에 사용되며, 튜브에 흐르는 유체에 열을 주기 위해 사용되는 전열매체를 열매(熱媒)라고 하고, 이와는 반대로 열을 뺏는데 사용되는 것을 냉매(冷媒)라고 하며, 이러한 열매, 또는 냉매가 지나가는 튜브와 상기 튜브로 지나는 열기 또는 냉기를 빼앗기 위한 방열핀이 튜브에 설치/구성된다.

종래 상기와 같은 열교환기는 용도에 따라 크게 구분하면, 산업용과 가전제품용으로 구분되며, 열교환기를 구성하는 튜브(50)와 방열핀(51)의 배열이 대부분 도 6,7에서 보는 바와 같이 한일자형 또는 연결된 L자형으로 구성되고, 그 앞에 프로펠러 휀(52)이 설치되어있다.

상기와 같은 구성의 열교환기는 프로펠러 휀이 회전할 때 발생하는 공기흡입력이 한일자형 또는 연결된 L자형으로 배열된 튜브와 방열핀에 영향을 주면서 외부 공기가 상기 튜브와 방열핀을 경유하여 상호 열교환작용이 이루어지는데, 튜브와 방열핀의 배열이 한일자형 또는 L자형으로 구성되어 있기 때문에 열교환작용을 하는 방열면적이 좁고, 또 공기가 튜브 및 방열핀에 골고루 접촉되지 않고, 특히 공기가 유입되면서 튜브에 닿는 반대쪽에는 공기와 접촉이 잘 되지 않기 때문에 스케일을 형성시키게 되고, 그 결과로 열교환작용에 상당한 장해가 되었다.

그러면, 실질적으로 프로펠러 휀은 많은 공기를 흡입/배출하면서 튜브와 방열핀을 통해 열교환작용을 하지만 열교환작용이 골고루 이루어지지 않기 때문에 열교환작용의 효율성이 떨어진다.

또한, 상기와 같이 프로펠러 휀이 많은 공기를 흡입/배출하려면 그에 상응하도록 매우 큰 프로펠러 휀이 필요함은 당연하고, 크기가 큰 프로펠러 휀을 회전시키려면 모터의 용량이 커야함은 당연하다.

그러면, 열교환기의 생산원가가 비싸게 형성됨과 동시에 열교환기가 대형화되어야 하기 때문에 설치공간도 많이 차지하게 되며, 또한 사용시에 많은 전기가 소모하게 되므로 그에 따른 유지비용이 많이 소요되는 등 경제적이지 못한 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 에너지절약형 열교환기는 프로펠러 휀의 흡입력으로 유입되는 외부공기가 열교환기를 구성하는 튜브에 대하여 2회이상 회전하면서 서서히 골고루 이동하도록 구성함으로써, 공기 사용량을 줄이면서 열교환작용의 효율성을 높여줄 수 있도록 하여 프로펠러 휀과 모터를 소형화 할 수 있어 열교환기를 저렴하게 생산할 수 있고, 또한 유지비용을 절감할 수 있는 에너지 절약형 열교환기를 제공하는데 소기의 목적하는 바가 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 에너지절약형 열교환기를 구성하는 튜브와 방열핀의 배열을 관체형으로 구성하고, 상기 방열핀은 공기가 유입되는 유입부와 배출부 사이에서 공기가 서서히 이동할 수 있도록 복수 개의 방열핀을 상호 연결하고, 또 공기가 2회이상 회전하면서 상승할 수 있도록 경사유도판 및 통로를 형성하며, 내부공간에는 컴프레서 및 프레임을 통해 모터를 설치하고 여기에 프로펠러 휀을 설치하여 구성된 것으로서, 이하 첨부된 도면과 관련하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 열교환기의 구성을 보인 평면도, 도 2는 본 발명에 따른 열교환기의 전체구성을 보인 예시도, 도 3은 본 발명에 따른 열교환기의 요부를 보인 단면도, 도 4는 본 발명에 따른 방열핀블록을 확대해 보인 단면도, 도 5는 본 발명에 의한 튜브와 방열핀의 요부를 확대한 사시도이다.

도 1, 2에서 보는 바와 같이 열교환기(1)를 구성하는 튜브(2)는 상호 간격을 두고 지그재그로 절곡하여 전체적인 배열을 관체형으로 구성하며,

상기 관체형으로 배열된 튜브(2)에는 방열핀(3)들을 설치하는데, 상기 방열핀(3)들은 복수 개를 상호 연결하여 도 2,3에서 보는 바와 같이 방열핀블록(30)으로 형성하여 관체형으로 배열된 튜브(2)의 전체를 감싸게 하고 상부와 하부에는 방열핀블록을 보호하기 위한 지지프레임(31)을 설치하며,

상기 방열핀블록(30)에는 외부공기가 유입되는 유입부(4)와 열교환작용을 한 공기가 배출되는 배출부(5)를 형성하고, 상기 유입부(4)와 배출부(5)사이에 형성된 방열핀(3)에는 공기가 이동할 수 있도록 통로(7)를 형성하며,

또한, 튜브(2)가 방열핀(3)에 결합되어 상호 접촉하는 방열핀 부분에는 접촉면적을 크게 하기 위하여 절곡부(300)를 형성하고, 인근에는 공기가 유입되어 회전 및 상승할 수 있도록 하기 위하여 통로(70)와 경사안내판(700)을 형성하며.

이렇게 관체형으로 구성된 열교환기의 내부공간(8)에는 컴프레서(9)를 설치하고 일측에는 프로펠러 휀(11)이 구비된 모터(12)를 프레임(10)에 설치하여 구성되어있다.

도면의 미설명부호 20은 유체유입관, 21은 유체배출관을 표시한 것이다.

이상과 같은 본 발명의 에너지절약형 열교환기에 관한 작용을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

우선, 상기와 같은 구성을 갖는 열교환기(1)는 가열기, 냉각기, 증발기, 응축기(凝縮器)등에 사용되는데 설치하는 단계를 살펴보면, 열교환기를 구성하는 튜브(2)를 컴프레서(9) 및 제어시스템과 연결하며, 이러한 것은 일반적인 것으므로 구체적인 설명을 생략한다.

이러한 열교환기에서 용도에 맞는 열매 또는 냉매를 선택하여 튜브(2)에 채우고 컴프레서(9) 및 모터(12)를 작동시킨다.

그러면 컴프레서(9)에 의해서 열매 또는 냉매 중 튜브(2)에 주입된 유체가 순환하게 된다.

그리고, 설정된 온도가 되면 제어시스템에 의해서 모터(12)가 작동하여 프로펠러 휀(11)을 회전시킨다.

그러면, 프로펠러 휀(11)의 회전에 의한 흡입력이 열교환기(1)를 구성하는 내부공간(8)에 전체적으로 미치게 된다.

따라서, 외부공기가 내부공간(8)으로 흡입되고 프로펠러 휀(11)의 앞쪽으로 배출되면서 상호 열교환작용이 이루어진다.

이러한 열교환과정을 구체적으로 살펴보면, 외부에서 유입되는 공기가 방열핀블록(30)들에 형성된 유입부(4)로 들어와서 상호 연결된 방열핀(3)들 사이로 이동하면서 상호 열교환작용을 하고 배출부(5)로 배출되면서 내부공간(8)을 통해 프로펠러 휀(11)의 앞쪽으로 배출된다.

더욱 구체적으로는 공기가 각 방열핀블록(30)들의 유입부(4)로 유입되면서 튜브(2)와 복수 개의 방열핀(3)들을 경유하게 되면 통로(7)에 의해서 지그재그로 이동할 수밖에 없고, 특히 튜브(2)와 방열핀(3)이 닿는 부분에 형성된 통로(70)으로 공기가 유입되어 경사안내판(700)에 의해서 회전 및 상승하기 때문에 사용되는 공기량이 매우적지만 정체시간이 길어지고, 또 공기가 튜브(2)에 골고루 접촉할 수 있기 때문에 튜브에 스케일이 형성되는 것을 방지하여 열교환작용이 더욱 효율적으로 이루어질 수 있게 된다.

결과적으로 소량의 공기를 사용하면서 열교환작용을 극대화할 수 있기 때문에 소형 프로펠러 휀 이라도 열교환작용에 필요한 공기를 충분하게 제공할 수 있다.

이렇게 프로펠러 휀이 작아지면 그에 따라 모터를 소형화할 수 있게 되므로 소요되는 전력을 최소화 할 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 에너지 절약형 열교환기는 관체형으로 구성하고, 가운데 설치된 프로펠러 휀의 흡입력이 방열핀들 전체에 골고루 미치게 하고, 방열핀을 복수 개로 연결하여 양쪽에 둘레에 유입부와 배출부를 형성하였고, 경사안내편이 형성되어 때문에 소량의 공기를 골고루 회전 및 상승시켜 열교환의 효율성을 극대화함으로써, 열교환기를 구성하는 프로펠러 휀 및 모터의 소형화가 가능하여 생산원가 및 유지비용을 절감하여 경제적인 이득을 얻을 수 있는 발명이다.

Claims (5)

1. 열교환기(1)를 구성하는 튜브(2)는 간격을 두고 지그재그로 절곡/설치하고 튜브(2)에는 방열핀(3)들을 설치하며, 모터(12)를 구비한 프로펠러 휀(11)으로 구성된 방열기에 있어서,

   튜브(2)는 전체를 관체형으로 구성하면서, 방열핀(3)들은 복수 개를 상호 연결한 방열핀블록(30)으로 구성하고,

   각 방열핀블록(30)은 외부측의 공기가 유입되도록 한 유입부(4)와, 내부측으로 공기가 배출되도록 한 배출부(5)와, 상기 유입부(4)와 배출부(5) 사이에 방열핀(3)과 튜브(2)가 닿는 부분에 통로(70)와 경사안내판(700)을 형성하여 공기가 회전하면서 통과하도록 한 것을 특징으로 하는 에너지절약형 열교환기.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 열교환기(1)의 가운데 형성되는 내부공간(8)에 컴프레서(9)를 설치한 것을 특징으로 하는 에너지절약형 열교환기.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서, 튜브(2)와 방열핀(3)들로 구성된 열교환기(1)는 원형, 4각, 6각, 8각 12각 중에 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에너지절약형 열교환기.

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