KR101375770B1 - 열교환기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 본 발명은 금속 박판 상의 핀 본체에 대하여 간격정렬돌기가 계단식으로 형성된 열교환 핀이 적용됨으로써 열교환 튜브의 길이방향으로 열교환 핀이 일정하게 비교적 넓은 간격을 가지고 정렬되어 간편하게 고정설치될 수 있도록 하여 열교환 핀의 제작 및 조립이 용이하는 한편, 종래의 열교환 핀 주변에 물이 맺히게 되는 현상을 방지하여 열 교환 성능을 향상시킬 수 있도록 함에 그 목적이 있다.
이를 위해 구성되는 본 발명에 따른 열교환기는 상하로 마주하는 한 쌍의 헤더 사이에 길이방향으로 일정간격을 가지고 열교환 튜브가 배열 설치되는 한편 상기 열교환 튜브의 길이방향으로 금속 박판 상의 열교환 핀이 일정간격을 가지고 정렬되도록 설치되는 열교환기에 있어서, 상기 열교환 핀은 일정두께와 일정면적을 가지는 금속 박판 상으로 형성되는 핀 본체 상에 전후 및 좌우방향으로 복수 열로 일정간격을 가지도록 상기 열교환 튜브 단면과 대응되는 슬롯이 관통형성되고, 상기 슬롯의 테두리에는 일정두께와 높이를 가지고 일측으로 돌출되어 상기 열교환 튜브의 외면과 밀착되는 연장리브가 형성되는 한편, 상기 슬롯 주변에는 간격정렬돌기가 상기 핀 본체의 면에 대하여 선택적으로 수직 상향 또는 수직 하향 돌출 형성되는 구성으로 이루어진다.

Description

열교환기{Heat exchanger}
본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금속 박판 상의 핀 본체에 대하여 간격정렬돌기가 계단식으로 형성된 열교환 핀이 적용됨으로써 열교환 튜브의 길이방향으로 열교환 핀이 일정하게 비교적 넓은 간격을 가지고 정렬되어 간편하게 고정설치될 수 있도록 하여 열교환 핀의 제작 및 조립이 용이하는 한편, 종래의 열교환 핀 주변에 물이 맺히게 되는 현상을 방지하여 열 교환 성능을 향상시킬 수 있도록 한 열교환기에 관한 것이다.
일반적으로 에어 컨디셔너, 냉장고, 자동차 냉방기 등의 장치는 열교환기를 포함하여 구성이 이루어지는데, 일반적인 열교환기는 헤더, 열교환튜브, 열교환 핀 및 배플 등의 구성요소를 포함하여 구성이 이루어진다.
도 1은 종래기술에 따른 열교환기를 나타낸 예시도이다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 열교환기(10)의 헤더(12)는 상하방향 또는 좌우방향 양측에 소정의 간격을 두고 상호 마주하게 설치가 되고, 양쪽에 위치된 헤더(12)가 상호 마주하는 면 상에는 일정 간격을 두고 열교환 튜브(14)의 끝단이 접속되는 한편 열교환 튜브(14)와 열교환 튜브(14) 사이에는 금속 박판이 지그재그 형태로 벤딩 형성된 열교환 핀(16)이 설치된다.
전술한 열교환기(10)의 헤더(12), 열교환 튜브(14) 및 열교환 핀(16) 등의 구성요소는 열전도율이 우수하고 내식성이 우수한 알루미늄 재질 또는 구리 재질로 이루어지는 것이 일반적이다.
한편, 도 2는 종래기술에 따른 열교환기에 적용되는 열교환 핀을 나타낸 예시도이다. 도면에 도시된 바와 같이 종래의 열교환 핀(16)은 열교환 튜브(14) 사이에 지그재그 형태로 벤딩 형성되어 열교환 튜브(14) 내부를 통과하는 냉매 등 유체의 열 교환이 이루어질 수 있게 설치 고정된다.
그러나, 전술한 바와 같은 종래의 열교환기에 적용되는 열교환 핀은 얇은 금속판으로써 지그재그 형태로 성형이 이루어진 상태에서 열교환 튜브와 열교환 튜브 사이에 설치됨으로써, 즉 어느 한쪽이 폐쇄된 구조로 이루어지므로 열교환 핀의 주변에 물이 맺히게 되는 현상이 발생하였을 뿐만 아니라, 이로 인하여 열교환기의 열 교환 성능이 저하되는 문제점이 있었다.
더욱이, 종래의 열교환기는 열교환 핀이 얇은 금속판으로써 지그재그 형태로 성형이 이루어진 상태에서 열교환 튜브와 열교환 튜브 사이에 설치되는 것으로, 열교환 핀의 제작 및 조립이 용이하지 못하다는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 일정두께와 일정면적을 가지는 금속 박판 상의 핀 본체 상에 복수 열로 일정간격을 가지도록 슬롯이 관통 형성되는 한편 슬롯 주변에 간격정렬돌기가 계단식으로 프레스 가공에 의해 복수 개로 형성된 열교환 핀이 적용됨으로써 열교환 튜브의 길이방향으로 열교환 핀이 일정하게 비교적 넓은 간격을 가지고 정렬되어 간편하게 고정설치될 수 있도록 한 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 기술의 다른 목적은 금속 박판 상의 핀 본체에 대하여 복수 열로 슬롯을 관통 형성하는 한편 계단식으로 프레스 가공에 의해 간격정렬돌기가 형성되도록 열교환 핀을 제작함으로써 열교환 핀의 제작 및 조립이 용이하도록 함에 있다.
아울러, 본 발명에 따른 기술은 열교환 핀이 핀 본체 상에 복수 열로 간격정렬돌기 및 슬롯의 테두리에 일정두께를 가지고 돌출되는 연장리브가 형성되는 한편 열교환 핀이 일정두께와 일정면적을 가지는 금속 박판 상의 핀 본체로 형성되어 열교환 튜브의 길이방향으로 일정간격을 가지고 정렬되도록 고정설치됨으로써 열교환 핀의 주변에 물이 맺히게 되는 현상을 방지하여 열교환기의 열 교환 성능을 현저히 향상시킬 수 있도록 함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 열교환기는 상하로 마주하는 한 쌍의 헤더 사이에 길이방향으로 일정간격을 가지고 열교환 튜브가 배열 설치되는 한편 상기 열교환 튜브의 길이방향으로 금속 박판 상의 열교환 핀이 일정간격을 가지고 정렬되도록 설치되는 열교환기에 있어서, 상기 열교환 핀은 일정두께와 일정면적을 가지는 금속 박판 상으로 형성되는 핀 본체 상에 전후 및 좌우방향으로 복수 열로 일정간격을 가지도록 상기 열교환 튜브 단면과 대응되는 슬롯이 관통형성되고, 상기 슬롯의 테두리에는 일정두께와 높이를 가지고 일측으로 돌출되어 상기 열교환 튜브의 외면과 밀착되는 연장리브가 형성되는 한편, 상기 슬롯 주변에는 간격정렬돌기가 상기 핀 본체의 면에 대하여 선택적으로 수직 상향 또는 수직 하향 돌출 형성되는 구성으로 이루어진다.
여기서, 상기 간격정렬돌기는 상기 슬롯에 대하여 전후방향 각 열의 사이에 일정간격을 가지고 상향 돌출 형성되는 한편, 상기 슬롯에 대하여 좌우방향 각 열의 사이에는 일정간격을 가지고 하향 돌출 형성됨이 바람직하다.
이때, 상기 간격정렬돌기는 원형상 계단형의 2단으로 프레스 가공에 의해 형성됨이 양호하다.
더욱이, 상기 간격정렬돌기는 금속 박판 상으로 형성되는 상기 핀 본체의 파손이 없이 형성될 수 있도록 프레스 가공에 의해 각 단에 대하여 가압 방향으로 점차 협소하게 테이퍼진 경사면을 가지는 2단의 원형상 계단형으로 형성됨이 바람직하다.
또한, 상기 열교환 핀은 상기 열교환 튜브의 길이방향으로 상호 이웃하는 열교환 핀이 상기 연장리브의 높이에 비하여 높은 간격을 가지고 정렬 고정될 수 있도록, 상기 열교환 튜브의 길이방향으로 상호 이웃하는 복수의 열교환 핀이 상기 열교환 튜브의 길이방향으로 상호 수직 상하방향에 대하여 대칭이 되도록 교번하여 배치되는 한편, 상하방향으로 이웃하는 각 열교환 핀의 상하 대향되는 상기 간격정렬돌기의 첨단부가 상호 밀착되어 고정설치됨이 바람직하다.
본 발명에 따른 열교환기의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 일정두께와 일정면적을 가지는 금속 박판 상의 핀 본체 상에 복수 열로 일정간격을 가지도록 슬롯이 관통 형성되는 한편 슬롯 주변에 간격정렬돌기가 계단식으로 프레스 가공에 의해 복수 개로 형성된 열교환 핀이 적용됨으로써 열교환 튜브의 길이방향으로 열교환 핀이 일정하게 비교적 넓은 간격을 가지고 정렬되어 간편하게 고정설치될 수 있다.
둘째, 금속 박판 상의 핀 본체에 대하여 복수 열로 슬롯을 관통 형성하는 한편 계단식으로 프레스 가공에 의해 간격정렬돌기가 형성되도록 열교환 핀을 제작함으로써 열교환 핀의 제작 및 조립이 용이하게 이루어질 수 있다.
셋째, 열교환 핀이 핀 본체 상에 복수 열로 간격정렬돌기 및 슬롯의 테두리에 일정두께를 가지고 돌출되는 연장리브가 형성되는 한편, 열교환 핀이 일정두께와 일정면적을 가지는 금속 박판 상의 핀 본체로 형성되어 열교환 튜브의 길이방향으로 일정간격을 가지고 정렬되도록 고정설치됨으로써 열교환 핀의 주변에 물이 맺히게 되는 현상을 방지하여 열교환기의 열 교환 성능을 현저히 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 열교환기를 나타낸 예시도.
도 2는 종래기술에 따른 열교환기에 적용되는 열교환 핀을 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 열교환기를 나타낸 사시구성도.
도 4는 본 발명에 따른 열교환기의 열교환 핀을 나타낸 사시구성도.
도 5는 본 발명에 따른 열교환기의 요부인 열교환 핀이 일정간격을 가지고 정렬되어 고정설치되는 구조를 나타낸 정면구성도.
도 6은 본 발명에 따른 열교환기의 요부인 열교환 핀이 일정간격을 가지고 정렬되어 고정설치되는 구조를 나타낸 측면구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 열교환기의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 열교환기를 나타낸 사시구성도이며, 도 4는 본 발명에 따른 열교환기의 열교환 핀을 나타낸 사시구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 열교환기의 요부인 열교환 핀이 일정간격을 가지고 정렬되어 고정설치되는 구조를 나타낸 정면구성도이며, 도 6은 본 발명에 따른 열교환기의 요부인 열교환 핀이 일정간격을 가지고 정렬되어 고정설치되는 구조를 나타낸 측면구성도이다.
도 3 내지 6에서 보는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열교환기(100)는 상하로 마주하는 한 쌍의 헤더(110) 사이에 길이방향으로 일정간격을 가지고 열교환 튜브(130)가 배열 설치되는 한편, 상기 열교환 튜브(130)의 길이방향으로 금속 박판 상의 열교환 핀(150)이 일정간격을 가지고 정렬되도록 설치되는 구성으로 이루어진다.
여기서, 상기 헤더(110)는 통상의 열교환기에서와 마찬가지로 상기 열교환 튜브(130)의 상단 및 하단이 일정길이 삽입되어 내부공간과 상기 열교환 튜브(130)의 내부공간이 연통되도록 용접에 의해 고정 설치된다.
이때, 상기 열교환 튜브(130)는 폭 방향으로 다수의 격벽(미도시)에 의해 유로가 다수 개로 분할 형성되는 편평 튜브 타입으로 적용됨이 바람직하며, 물론 상기 격벽(미도시)이 없이 단일 유로를 가지는 편평 튜브 타입으로 적용될 수도 있다.
또한, 상기 열교환 핀(150)은 상기 열교환 튜브(130)의 길이방향으로 금속 박판 상으로 일정간격을 가지고 정렬되도록 설치된다.
상기와 같은 열교환 핀(150)은 핀 본체(151), 슬롯(153), 연장리브(154) 및 간격정렬돌기(155)를 포함하여 구성된다.
구체적으로, 상기 핀 본체(151)는 일정두께와 일정면적을 가지는 금속 박판 상으로 형성되며, 이러한 상기 핀 본체(151)의 면 상에는 전후 및 좌우방향으로 복수 열로 일정간격을 가지도록 상기 열교환 튜브(130)의 단면과 대응되는 형상으로 상기 슬롯(153)이 관통 형성된다.
여기서, 상기 슬롯(153)의 테두리에는 일정두께와 높이를 가지고 일측으로 돌출되어 상기 열교환 튜브(130)의 외면과 밀착되는 연장리브(154)가 형성되는 한편, 상기 슬롯(153) 주변에는 상기 간격정렬돌기(155)가 상기 핀 본체(151)의 면에 대하여 선택적으로 수직 상향 또는 수직 하향 돌출 형성된다.
다시 말하면, 상기 간격정렬돌기(155)는 복수 열로 관통형성되는 상기 슬롯(153)에 대하여 전후방향의 각 열 사이에 일정간격을 가지고 배치되어 상향 돌출 형성됨이 바람직하다.
아울러, 복수 열로 관통형성되는 상기 슬롯(153)에 대하여 좌우방향의 각 열 사이에는 일정간격을 가지고 배치되어 하향 돌출 형성됨이 양호하다.
더욱이, 상술한 바와 같은 간격정렬돌기(155)는 상기 핀 본체(151)의 면에 대하여 선택적으로 수직 상향 또는 하향 돌출 형성되되, 원형상 계단형의 2단으로 프레스 가공에 의해 형성될 수 있다.
이때, 상기 간격정렬돌기(155)는 금속 박판 상으로 형성되는 상기 핀 본체(151)에 대하여 프레스 가공시 상기 핀 본체(151)의 신장한계에 따른 파손이 없이 가공될 수 있도록, 원형상 계단형의 2단으로 프레스 가공되되 각 단에 대하여 가압 방향으로 점차 협소하게 테이퍼진 경사면(156)을 가지는 2단의 원형상 계단형으로 형성됨이 바람직하다.
한편, 전술한 바와 같은 간격정렬돌기(155)를 가지는 열교환 핀(150)은 상기 열교환 튜브(130)의 길이방향으로 상호 이웃하는 열교환 핀(150)이 상기 연장리브(154)의 높이에 비하여 높은 간격을 가지도록 정렬되어 고정설치된다.
상세히, 상기 열교환 튜브(130)의 길이방향으로 상호 이웃하는 복수의 열교환 핀(150)이 상기 열교환 튜브(130)의 길이방향으로 상호 수직 상하방향에 대하여 대칭이되도록 교번하여 배치되며, 상하방향으로 이웃하는 각 열교환 핀(150)의 상하 대향되는 상기 간격정렬돌기(155)의 첨단부(157)가 상호 밀착되어 고정설치됨이 바람직하다.
따라서, 상기 간격정렬돌기(155)에 의해 상기 열교환 튜브(130)의 길이방향으로 복수의 열교환 핀(150)이 상기 연장리브(154)의 돌출된 길이보다 큰 간격을 가지고 상기 열교환 튜브(130)의 길이방향으로 연속적으로 고정설치될 수 있게 된다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 열교환기(100)는 일정두께와 일정면적을 가지는 금속 박판 상의 상기 핀 본체(151) 상에 복수 열로 일정간격을 가지도록 슬롯(153)이 관통 형성되는 한편 슬롯(153) 주변에 간격정렬돌기(155)가 계단식으로 프레스 가공에 의해 복수 개로 형성된 열교환 핀(150)이 적용됨으로써 열교환 튜브(130)의 길이방향으로 열교환 핀(150)이 간편하게 비교적 넓은 간격을 가지고 정렬되어 고정설치될 수 있다.
또한, 금속 박판 상의 핀 본체(151)에 대하여 복수 열로 슬롯(153)을 관통 형성하는 한편 계단식으로 프레스 가공에 의해 간격정렬돌기(155)가 형성되도록 열교환 핀(150)을 제작함으로써 열교환 핀(150)의 제작 및 조립이 용이하게 이루어질 수 있다.
더욱이, 상기 열교환 핀(150)이 핀 본체(151) 상에 복수 열로 간격정렬돌기(155) 및 슬롯(153)의 테두리에 일정두께를 가지고 돌출되는 연장리브(154)가 형성되는 한편, 이러한 열교환 핀(150)이 일정두께와 일정면적을 가지는 금속 박판 상의 핀 본체(151)로 형성되어 열교환 튜브(130)의 길이방향으로 일정간격을 가지고 정렬되도록 고정설치됨으로써 열교환 핀(150)의 주변에 물이 맺히게 되는 현상을 방지하여 열교환기(100)의 열 교환 성능을 현저히 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 열교환기
110: 헤더 130: 열교환 튜브
150: 열교환 핀 151: 핀 본체
153: 슬롯 154: 연장리브
155: 간격정렬돌기 156: 경사면
157: 첨단부

Claims (5)

  1. 상하로 마주하는 한 쌍의 헤더(110) 사이에 길이방향으로 일정간격을 가지고 열교환 튜브(130)가 배열 설치되는 한편 상기 열교환 튜브(130)의 길이방향으로 금속 박판 상의 열교환 핀(150)이 일정간격을 가지고 정렬되도록 설치되되, 상기 열교환 핀(150)은 일정두께와 일정면적을 가지는 금속 박판 상으로 형성되는 핀 본체(151) 상에 전후 및 좌우방향으로 복수 열로 일정간격을 가지도록 상기 열교환 튜브(130) 단면과 대응되는 슬롯(153)이 관통형성되고, 상기 슬롯(153)의 테두리에는 일정두께와 높이를 가지고 일측으로 돌출되어 상기 열교환 튜브(130)의 외면과 밀착되는 연장리브(154)가 형성되는 한편, 상기 슬롯(153) 주변에는 간격정렬돌기(155)가 상기 핀 본체(151)의 면에 대하여 선택적으로 수직 상향 또는 수직 하향 돌출 형성되는 열교환기(100)에 있어서,
    상기 간격정렬돌기(155)는 상기 슬롯(153)에 대하여 전후방향 각 열의 사이에 일정간격을 가지고 상향 돌출 형성되는 한편, 상기 슬롯(153)에 대하여 좌우방향 각 열의 사이에는 일정간격을 가지고 하향 돌출 형성되되, 원형상 계단형의 2단으로 프레스 가공에 의해 형성되는 한편, 금속 박판 상으로 형성되는 상기 핀 본체(151)의 파손이 없이 형성될 수 있도록 프레스 가공에 의해 각 단에 대하여 가압 방향으로 점차 협소하게 테이퍼진 경사면(156)을 가지는 2단의 원형상 계단형으로 형성되며, 상기 열교환 핀(150)은 상기 열교환 튜브(130)의 길이방향으로 상호 이웃하는 열교환 핀(150)이 상기 연장리브(154)의 높이에 비하여 높은 간격을 가지고 정렬 고정될 수 있도록, 상기 열교환 튜브(130)의 길이방향으로 상호 이웃하는 복수의 열교환 핀(150)이 상기 열교환 튜브(130)의 길이방향으로 상호 수직 상하방향에 대하여 대칭이 되도록 교번하여 배치되는 한편, 상하방향으로 이웃하는 각 열교환 핀(150)의 상하 대향되는 상기 간격정렬돌기(155)의 첨단부(157)가 상호 밀착되어 고정설치됨을 특징으로 하는 열교환기.
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