KR100999430B1 - 적층형 열교환기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 한쌍의 플레이트를 서로 면접합하여서 된 상,하부에 각각 2열의 좌ㆍ우측 탱크부와, 상기 좌ㆍ우측 탱크부 사이에 연통 가능하게 형성되는 2열의 좌ㆍ우측 유체유동로를 갖도록 형성된 플랫튜브들이 다수 적층되어, 유입된 열교환유체가 설정된 경로를 따라 좌ㆍ우측 탱크부 및 좌ㆍ우측 유체유동로를 지나 유동한 후 배출되도록 구성된 적층형 열교환기에 있어서, 상기 플랫튜브의 하부측 후방 좌ㆍ우측 탱크부를 상호 연통시키는 연통로중에서 일부 연통로를 폐쇄함으로써, 과열영역의 발생을 방지하여 보다 효과적인 열교환 성능을 얻을 수 있도록 하였다.
연통로, 폐쇄, 좌우측 탱크부, 플레이트, 플랫튜브

Description

적층형 열교환기{A HEAT EXCHANGER}
도 1은 일반적인 적층형 열교환기의 정면도.
도 2는 도 1에 도시된 열교환기를 상부에서 바라본 평면도.
도 3은 도 1의 "A-A"선의 단면도.
도 4는 도 1의 열교환기에서 열교환유체의 흐름을 개략적으로 나타낸 모식도.
도 5는 도 4의 열교환기에서 냉매유동분포를 적외선 카메라에 의해 촬영된 사진.
도 6은 본 발명의 요부를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 대한 요부를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명에 의한 열교환유체의 흐름을 개략적으로 나타낸 모식도.
도 9는 도 8에서 열교환기에서 냉매유동분포를 적외선 카메라에 의해 촬영된 사진.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1, 2 : 플레이트
3,4 : 좌우측 탱크부
5 : 플랫튜브
30 : 연통로
본 발명은 적층형 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플랫튜브의 하부측 후방 좌ㆍ우측 탱크부를 상호 연통시키는 연통로중에서 일부 연통로를 폐쇄함으로써, 과열영역의 발생을 방지하여 보다 효과적인 열교환 성능을 얻을 수 있도록 한 적층형 열교환기에 관한 것이다.
일반적으로 적층형 열교환기는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 한쌍의 플레이트(1)(2)를 서로 면접합하여 상,하부에 각각 2열의 좌ㆍ우측 탱크부(3)(4)와, 상기 좌ㆍ우측 탱크부(3)(4) 사이에 연통 가능하게 형성되는 2열의 좌ㆍ우측 유체유동로를 갖도록 형성된 플랫튜브(5)들이 다수 적층되어, 유입된 열교환유체가 설정된 경로를 따라 좌ㆍ우측 탱크부(3)(4) 및 좌ㆍ우측 유체유동로를 지나 유동한 후 배출되도록 구성되어 있고, 상기 플랫튜브(5)의 최외측에 위치한 플랫튜브에 면접합되는 한쌍의 엔드 플레이트(6)(7)와, 상기 플랫튜브(5)의 플레이트(1)(2) 사이 및 엔드 플레이트(6)(7)와 플랫튜브(5) 사이에 개재되는 방열핀(8)으로 이루어져 있다.
상기와 같이 구성된 적층형 열교환기(10)는 도 4에 도시된 바와 같은 열교환유체의 흐름을 가지도록 구성되어 있다.
즉, 열교환유체는 엔드 플레이트(6)(7)의 하부, 도면상에서 하부의 우측에 형성된 유입구(11)를 통해 유입된 후, 플랫튜브(5)들의 하부에 형성된 우측 컵부(12)를 "A"방향으로 따라 유동된 다음, 열교환기(10)의 대략 중간(C;Center)에서 유동이 정지된다.
여기서, 상기 유체가 하류 우측컵부(12) 전방 절반영역(S1)까지 유동된 후,또 다른 하류 우측컵부(12) 후방 절반영역(S2)까지 유동하지 못하는 이유는 열교환기의 대략 중간(C)를 기점으로 하여 우측 컵부(12)들이 도 3에 도시된 바와 같이, 연통되어 있지 않기 때문이다.
즉, 하류 우측컵부(12) 전방 절반영역(S1)까지 유동된 열교환유체는 플랫튜브(5)의 우측 전방 유체유동로(13)를 따라 상승하여 상류 우측컵부(14) 전후방영역(S3)까지 유동된 후, 플랫튜브(5)의 우측 후방 유체유동로(15)를 따라 하강한다.
다음으로, 우측 후방 유체유동로(15)를 따라 하강된 유체는 하류 우측컵부 (12)후방 절반영역(S2)으로 유동된 다음, 하류 좌측컵부(16) 후방 절반영역(S5)으로 유동된 후, 다시 좌측 후방 유체유동로(17)를 따라 상승하여 상류 좌측컵부(18) 전후방영역(S6)까지 유동된다.
여기서, 상기 우측컵부(12)의 후방 절반영역(S2)에 있는 유체는 도 3에 도시된 바와 같이, 연통로(21)를 통해 하루 좌측컵부(16)의 후방 절반영역(S5)으로 유동된다.
이렇게, 상류 좌측컵부(18) 전후방영역(S6)까지 유동된 유체는 좌측 전방 유체유동로(19)를 따라 하강하여 하류 좌측컵부(18) 전방 절반영역(S7)로 유동된 후, 엔드 플레이트(6)(7) 하부에 형성된 배출구(20)를 통해 최종적으로 배출된다.
상기와 같이 구성된 종래 기술에 따르면, 유체가 하류 우측컵부(12) 후방영역(S1)에서 하류 좌측컵부(16) 후방영역(S5)으로 유동하는 경로를 갖는데, 이 경로에서는 하류 우측컵부(12) 후방영역(S2)에서 모든 유체가 하류 좌측컵부(16) 후방영역(S5)으로 유동하기 때문에, 도 5에 도시된 바와 같이, 적외선 카메라로 찍은 결과 D영역이 E영역보다 온도가 상승하는 등 온도 편차가 심하게 발생되는 과열영역이 존재하였다.
이 과열영역이 존재함으로 인해 보다 효과적인 열교환 성능을 얻을 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 플랫튜브의 하부측 후방 좌ㆍ우측 탱크부를 상호 연통시키는 연통로중에서 일부 연통로를 폐쇄함으로써, 과열영역의 발생을 방지하여 보다 효과적인 열교환 성능을 얻을 수 있도록 한 적층형 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 한쌍의 플레이트를 서로 면접합하여서 된 상,하부에 각각 2열의 좌ㆍ우측 탱크부와, 상기 좌ㆍ우측 탱크부 사이에 연통 가능하게 형성되는 2열의 좌ㆍ우측 유체유동로를 갖도록 형성된 플랫튜브들이 다수 적층되어, 유입된 열교환유체가 설정된 경로를 따라 좌ㆍ우측 탱크부 및 좌ㆍ우측 유체유동로를 지나 유동한 후 배출되도록 구성된 적층형 열교환기에 있어 서, 상기 플랫튜브의 하부측 후방 좌ㆍ우측 탱크부를 상호 연통시키는 연통로중에서 일부 연통로를 폐쇄하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 열교환기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 요부를 도시한 단면도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 대한 요부를 도시한 단면도이며, 도 8은 본 발명에 의한 열교환유체의 흐름을 개략적으로 나타낸 모식도이며, 도 9는 도 8에서 열교환기에서 냉매유동분포를 적외선 카메라에 의해 촬영된 사진이다.
본 발명은, 한쌍의 플레이트(1)(2)를 서로 면접합하여 상,하부에 각각 2열의 좌ㆍ우측 탱크부(3)(4)와, 상기 좌ㆍ우측 탱크부(3)(4) 사이에 연통 가능하게 형성되는 2열의 좌ㆍ우측 유체유동로를 갖도록 형성된 플랫튜브(5)들이 다수 적층된다. 또한, 상기 좌ㆍ우측 탱크부(3)(4)는 내부 영역을 구획하는 배플(35)에 의해 전,후방이 구획되고 일측으로 열교환유체 유입구(11) 및 배출구(20)가 형성되어, 상기 유입구(11)를 통해 유입된 열교환유체가 상기 배플(35)에 의해 우측 탱크부(4) 및 우측 유체유동로와, 좌측 탱크부(3) 및 좌측 유체유동로를 순차적으로 유턴하여 유동한 후 상기 배출구(20)를 통해 배출되도록 구성된다. 즉, 유입된 열교환유체가 설정된 경로를 따라 좌ㆍ우측 탱크부(3)(4) 및 좌ㆍ우측 유체유동로를 지나 유동한 후 배출되도록 구성되어 있고, 상기 플랫튜브(5)의 최외측에 위치한 플랫튜브(5)에 면접합되는 한쌍의 엔드 플레이트(6)(7)와, 상기 플랫튜브(5)의 플레이트(1)(2) 사이 및 엔드 플레이트(6)(7)와 플랫튜브(5) 사이에 개재되는 방열핀(8)으로 이루어지는 것으로, 이는 종래와 동일하며, 이에 대한 도면은 도 1을 참고하기로 한다.
상기와 같이 구성된 적층형 열교환기는 도 8에 도시된 바와 같은 열교환유체의 흐름을 가지도록 구성되어 있다.
즉, 열교환유체는 엔드 플레이트(6)(7)의 하부, 도면상에서 하부의 우측에 형성된 유입구(11)를 통해 유입된 후, 플랫튜브(5)들의 하부에 형성된 우측컵부(12)를 "A"방향으로 따라 유동된 다음, 열교환기의 대략 중간(C;Center)에서 유동이 정지된다.
여기서, 상기 유체가 하류 우측컵부(12) 전방 절반영역(S1)까지 유동된 후, 또 다른 하류 우측컵부(12) 후방 절반영역(S2)까지 유동하지 못하는 이유는 열교환기의 대략 중간(C)를 기점으로 하여 우측컵부(12)들이 도 6에 도시된 바와 같이, 연통되어 있지 않기 때문이다.
즉, 하류 우측컵부(12) 전방 절반영역(S1)까지 유동된 열교환유체는 플랫튜브(5)의 우측 전방 유체유동로(13)를 따라 상승하여 상류 우측컵부(14) 전후방영역(S3)까지 유동된 후, 플랫튜브(5)의 우측 후방 유체유동로(15)를 따라 하강한다.
다음으로, 우측 후방 유체유동로(15)를 따라 하강된 유체는 하류 우측컵부(12) 후방 절반영역(S2)으로 유동된 다음, 하류 좌측컵부(16) 후방 절반영역(S5)으로 유동된 후, 다시 좌측 후방 유체유동로(17)를 따라 상승하여 상류 좌측컵부(18) 전후방영역(S6)까지 유동된다.
한편, 본 발명은 상기 플랫튜브(5)의 하부측 후방 좌ㆍ우측 탱크부(3)(4)를 상호 연통시키는 연통로(30)중에서 일부 연통로를 폐쇄하는 것으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 좀더 상세하게는 상기 연통로(30)는 상기 하부측 후방 좌ㆍ우측 탱크부(3,4)에서 절반과 열교환기의 외측 사이의 영역에 형성되고, 상기 하부측 후방 좌ㆍ우측 탱크부(3,4)에서 절반과 열교환기의 중심 사이의 영역이 폐쇄되게 형 성된다.
그리고, 다른 실시예로 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 연통로(30)는 상기 하부측 후방 좌ㆍ우측 탱크부(3,4)에서 절반과 열교환기의 중심 사이의 영역에 형성되고, 상기 하부측 후방 좌ㆍ우측 탱크부(3,4)에서 절반과 열교환기의 외측 사이의 영역이 폐쇄되게 할 수 도 있다.
따라서, 상기 우측컵부(12)의 후방 절반영역(S2)에 있는 유체는 연통로(30) 전체를 통해 하루 좌측컵부(16)의 후방 절반영역(S5)으로 유동되지 못하고 H선을 기준으로 하여 일부 개구된 연통로를 통해 유동된다.
따라서, 상기와 같이 연통로(30)를 제한적으로 폐쇄한 결과, 도 9에 도시된 바와 같이, 적외선 카메라로 찍은 결과 G영역과 F영역의 온도가 거의 동일하게 나타나는 등 온도 편차가 거의 발생되지 않았다.
즉, 종래에서처럼 과열영역이 존재하지 않음에 따라 보다 효과적인 열교환 성능을 얻을 수 있었다.
그리고, 상기와 같이 연통로(30)를 제한적으로 폐쇄한 결과, 냉매 편중되어 유동하지 않고 골고루 유동하여 열교환 성능의 향상을 기대할 수 있다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 적층형 열교환기에 따르면, 플랫튜브의 하부측 후방 좌ㆍ우측 탱크부를 상호 연통시키는 연통로중에서 일부 연통로를 함으로써, 과열영역의 발생을 방지하여 보다 효과적인 열교환 성능을 얻을 수 있다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 한쌍의 플레이트(1)(2)를 서로 면접합하여서 된 상,하부에 각각 2열의 좌ㆍ우측 탱크부(3)(4)와, 상기 좌ㆍ우측 탱크부(3)(4) 사이에 연통 가능하게 형성되는 2열의 좌ㆍ우측 유체유동로를 갖도록 형성된 플랫튜브(5)들이 다수 적층되며, 상기 좌ㆍ우측 탱크부(3)(4)는 내부 영역을 구획하는 배플(35)에 의해 전,후방이 구획되고 일측으로 열교환유체 유입구(11) 및 배출구(20)가 형성되어, 상기 유입구(11)를 통해 유입된 열교환유체가 상기 배플(35)에 의해 우측 탱크부(4) 및 우측 유체유동로와, 좌측 탱크부(3) 및 좌측 유체유동로를 순차적으로 유턴하여 유동한 후 상기 배출구(20)를 통해 배출되도록 구성된 적층형 열교환기에 있어서,
    상기 배플(35)을 기준으로 상기 유입구(11) 및 배출구(20)의 반대편인 상기 하부측 후방 좌ㆍ우측 탱크부(3)(4)를 상호 연통시키는 연통로(30) 중 일부는 상기 연통로(30)에 의해 상호 연통되도록 형성되고 일부는 폐쇄부(36)에 의해 폐쇄되도록 형성되되, 상기 연통로(30)는 상기 하부측 후방 좌ㆍ우측 탱크부(3,4)에서 절반과 열교환기의 외측 사이의 영역에 형성되고, 상기 폐쇄부(36)는 상기 하부측 후방 좌ㆍ우측 탱크부(3,4)에서 절반과 상기 배플(35) 사이의 영역에 형성된 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
  3. 한쌍의 플레이트(1)(2)를 서로 면접합하여서 된 상,하부에 각각 2열의 좌ㆍ우측 탱크부(3)(4)와, 상기 좌ㆍ우측 탱크부(3)(4) 사이에 연통 가능하게 형성되는 2열의 좌ㆍ우측 유체유동로를 갖도록 형성된 플랫튜브(5)들이 다수 적층되며, 상기 좌ㆍ우측 탱크부(3)(4)는 내부 영역을 구획하는 배플(35)에 의해 전,후방이 구획되고 일측으로 열교환유체 유입구(11) 및 배출구(20)가 형성되어, 상기 유입구(11)를 통해 유입된 열교환유체가 상기 배플(35)에 의해 우측 탱크부(4) 및 우측 유체유동로와, 좌측 탱크부(3) 및 좌측 유체유동로를 순차적으로 유턴하여 유동한 후 상기 배출구(20)를 통해 배출되도록 구성된 적층형 열교환기에 있어서,
    상기 배플(35)을 기준으로 상기 유입구(11) 및 배출구(20)의 반대편인 상기 하부측 후방 좌ㆍ우측 탱크부(3)(4)를 상호 연통시키는 연통로(30) 중 일부는 상기 연통로(30)에 의해 상호 연통되도록 형성되고 일부는 폐쇄부(36)에 의해 폐쇄되도록 형성되되, 상기 연통로(30)는 상기 하부측 후방 좌ㆍ우측 탱크부(3,4)에서 절반과 상기 배플(35) 사이의 영역에 형성되고, 상기 폐쇄부(36)는 상기 하부측 후방 좌ㆍ우측 탱크부(3,4)에서 절반과 열교환기의 외측 사이의 영역에 형성된 것을 특징으로 하는 적층형 열교환기.
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