KR101430362B1 - Fin-microchannel heat exchanger and manufacturing method of a heat exchanger - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a fin micro-channel air cooling type heat exchanger. More specifically, even though a fin-circular-tube shape is widely used in an air cooling type heat exchanger, the number of cases in which a PF heat exchanger which adopted a multi-channel tube used in a heat exchanger for a vehicle is used as an air cooling type heat exchanger for an air conditioner or a heat pump is increasing recently. However, an existing PF (pin fin) heat exchanger is restricted from being used as an evaporator due to a difficulty of discharging condensed water, and is even more difficult to be used as a coil in an outdoor unit of a heat pump which needs to be defrosted during winter. Therefore, the air cooling type heat exchanger maintains a basic shape of a micro-channel tube used in the existing PF heat exchanger while inserting the micro-channel tube into a fin consecutively formed in a vertical direction as an existing fin-circular tube so as to easily discharge condensed water and have an outstanding heat transfer property of the multi-channel tube.

Description

휜­마이크로채널 열교환기 및 그 열교환기의 제조방법{Fin­microchannel heat exchanger and manufacturing method of a heat exchanger}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a finned microchannel heat exchanger and a manufacturing method of the same,

본 발명은 휜-마이크로채널 공랭식 열교환기에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 공랭식 열교환기는 휜-원형관 형상이 널리 사용되고 있으나 최근 들어 자동차용 열교환기에 사용되는 다채널관을 채택한 PF열교환기를 에어컨 또는 히트펌프용 공랭식 열교환기로 사용하는 경우가 늘고 있다. 그러나 기존 PF(pine-fin)열교환기는 응축수 배출이 용이하지 않아 증발기로 사용하는 것에 대해 제한을 받고 있으며, 겨울철 제상이 요구되는 히트펌프 실외기 코일로 사용하는 것은 더욱 힘든 실정이다. 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기는, 기존 PF열교환기에 사용되는 마이크로채널관의 기본 형상은 그대로 유지하면서 기존의 휜-원형관처럼 상하 수직방향으로 연속적으로 이루어진 휜에 마이크로채널관을 삽입하여 응축수 배출이 용이하면서도 다채널관의 우수한 전열특성을 구비한 공랭식 열교환기 관한 것이다. The present invention relates to a fin-microchannel air-cooled heat exchanger. More specifically, the air-cooled type heat exchanger is widely used in the form of a fin-circular tube. However, in recent years, a PF heat exchanger employing a multi-channel tube used in an automobile heat exchanger has been increasingly used as an air conditioner or an air cooling type heat exchanger for a heat pump. However, the existing PF (pine-fin) heat exchanger is not easy to discharge condensate, so it is limited to use as an evaporator and it is more difficult to use it as a heat pump outdoor coil coil requiring defrosting in winter. The heat exchanger according to an embodiment of the present invention inserts a microchannel tube into a fin that is continuously formed in the vertical and vertical directions like a conventional fin-circular tube while maintaining the basic shape of a microchannel tube used in a conventional PF heat exchanger, The present invention relates to an air-cooled heat exchanger having an excellent heat transfer characteristic of a multi-channel pipe while being easily discharged.

도 1은 종래 휜-마이크로채널 열교환기(1)의 부분 측면도를 도시한 것이다. 상하 수직방향으로 연속적으로 이루어진 휜(21)에 마이크로채널관(10)을 삽입하여 용접한 기존의 기술로는 도 1과 같이 Ping Zhang등이 international journal of refrigeration 33(2010) 1118-1128(air-side performance of parallel-flow parallel-fin heat exchangers in sequetial frosting)에 게재한 논문과 같이 연속적으로 이루어진 휜(fin)(21)에 마이크로채널관(10)을 삽입할 수 있는 일단이 개방된 슬릿(24)을 가공하여 마이크로채널관(10)을 삽입한 후 용접하여 마이크로채널관 열교환기(1)를 제작하는 기술이다. 이러한 종래 열교환기(1)는, 휜(21)에 서리가 착상된 경우 제상사이클을 가동하여 제상을 하게 되면 휜 표면에 응축수가 형성되고, 응축수는 연속적인 면으로 이루어진 휜(21)을 따라 중력방향으로 흘러 내려옴으로서 응축수가 열교환기 밖으로 배출된다. FIG. 1 is a partial side view of a conventional fin-microchannel heat exchanger 1. FIG. As shown in FIG. 1, Ping Zhang et al. Have proposed an international journal of refrigeration 33 (2010) 1118-1128 (air-flow) as a conventional technique in which a microchannel tube 10 is inserted and welded to a fin 21, The present invention relates to a method of manufacturing a microfluidic device, which is capable of inserting a microchannel tube (10) into a continuous fin (21) Is inserted into the microchannel tube 10, and then the microchannel tube heat exchanger 1 is manufactured by welding. In the conventional heat exchanger 1, when the frost is frosted on the fin 21, defrost cycle is activated to defrost the condensed water on the surface of the fin. The condensed water flows along the fin 21 having the continuous surface, And the condensed water is discharged to the outside of the heat exchanger.

그러나 이러한 기존의 기술은 마이크로채널관(10)을 삽입하는 슬릿(24)의 높이와 마이크로채널관(10) 두께를 정확하게 맞춰야 한다. 슬릿(24) 높이와 마이크로채널관(10) 두께와의 상대 허용 공차를 작게 주면 마이크로채널관(10) 삽입이 어렵고 허용 공차를 크게 주면 휜칼라(25)와 마이크로채널관(10)과 사이에 공간이 생겨 서로 용접되지 않는 문제가 발생한다. 또한 상대 허용 공차 값을 최적으로 설계하여 제작하더라도 적게는 수십장, 많게는 수백장으로 적층된 휜 어레이에 수십 개의 마이크로채널관(10)을 삽입하여 용접하는 것은 매우 어렵다. However, this conventional technique must precisely match the height of the slit 24 for inserting the microchannel tube 10 and the thickness of the microchannel tube 10. If the relative permissible tolerance between the height of the slit 24 and the thickness of the microchannel tube 10 is made small, it is difficult to insert the microchannel tube 10 and the tolerance is increased. There arises a problem that a space is not formed and welded to each other. Even if the relative permissible tolerance value is designed optimally, it is very difficult to insert tens of microchannel tubes 10 into a fin array that is stacked with fewer than several tens and often hundreds.

또한 기존 마이크로채널관 열교환기(1)에서 마이크로채널관(10)이 삽입되는 휜 슬릿(24) 높이는 마이크로채널관(10)의 두께에 의해 결정되고 따라서 휜피치는 최대 슬릿높이의 1/2, 즉 마이크로채널관 두께의 1/2 이상 크게 할 수 없으므로 조밀한 휜피치를 원하지 않는 경우에도 휜피치를 조밀하게 할 수 밖에 없는 문제가 존재한다. The height of the fin slit 24 into which the microchannel 10 is inserted in the conventional microchannel tube heat exchanger 1 is determined by the thickness of the microchannel 10 so that the fin pitch is 1/2 of the maximum slit height, That is, the thickness of the microchannel tube can not be made larger than a half of the thickness of the microchannel tube. Therefore, even if a dense fin pitch is not desired, there is a problem that the fin pitch must be made compact.

international journal of refrigeration 33(2010) 1118-1128(air-side performance of parallel-flow parallel-fin heat exchangers in sequetial frosting)international journal of refrigeration 33 (2010) 1118-1128 (air-side performance of parallel-flow parallel heat exchangers in sequetial frosting)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로, 본 발명의 일실시예에 따르면, 휜을 두 개(전방 휜과 후방 휜)로 분할하고 각각의 휜의 일단이 개방된 슬릿을 갖도록 제작하고함으로서 각각의 휜에 마이크로채널관이 삽입되는 깊이를 반으로 줄임으로서 마이크로채널관 두께와 슬릿 높이 간의 상대 허용 공차를 타이트하게 주더라도 마이크로채널관의 삽입이 용이하도록 하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been achieved in order to solve the above problems, and according to one embodiment of the present invention, a fin is divided into two pieces (a front fin and a rear fin) and one end of each fin is formed So that the insertion of the microchannel tube is facilitated even if the relative permissible tolerance between the microchannel tube thickness and the slit height is tight by reducing the depth of the microchannel tube inserted into each fin by half.

또한 두 개의 휜(전방 휜과 후방 휜)을 서로 엇갈리게 배열하여 삽입함으로서 휜 사이를 통과하는 공기의 경계층 성장을 억제함과 동시에 선단 효과를 줌으로서 대류열전달 계수를 향상시켜 전열 성능을 향상시키는 것을 목적으로 한다. In addition, by inserting the two fins (front fins and rear fins) in a staggered arrangement, it is possible to improve the convection heat transfer coefficient by improving the convection heat transfer coefficient by suppressing the boundary layer growth of the air passing between the fins, .

또한 복수의 휜으로 구성된 휜열이 제작 공정 중에 서로 분리되거나 흐트러지는 것을 방지하기 위하여 각 휜의 상부와 하부에 원형 구멍이 가공되어 있는 휜-마이크로채널 열교환기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a fin-microchannel heat exchanger in which a circular hole is formed in the upper and lower portions of each fin in order to prevent the fins formed of a plurality of fins from being separated or disturbed from each other during the manufacturing process.

또한 상기 원형 구멍에 원관을 삽입한 후 기계확관을 통해 휜열이 서로 견고하게 결합될 수 있는 휜-마이크로채널 열교환기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a fin-microchannel heat exchanger in which fins can be firmly coupled to each other through mechanical expansion after inserting a circular pipe into the circular hole.

또한 상기 마이크로채널관의 휜피치는 원관삽입을 위한 휜고정용 구멍 가공시 형성되는 휜칼라 높이에 의해 결정되어 지는 휜-마이크로채널 열교환기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a fin-microchannel heat exchanger in which the fin pitch of the microchannel tube is determined by the height of a fin collar formed when a hole for fin fixing is inserted for insertion of a circular tube.

본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다. Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 제1목적은 공랭식 열교환기에 있어서, 내부로 냉매가 흐르는 복수의 마이크로채널관; 각각의 상기 마이크로채널관 삽입되는 다수의 슬릿이 형성된 휜들이 서로 특정간격으로 이격되어 배열된 휜 어레이; 및 상기 마이크로채널관의 양 끝단 각각에 설치되는 헤더를 포함하는 것을 특징으로 하는 휜-마이크로채널 열교환기로서 달성될 수 있다. A first object of the present invention is to provide an air-cooled heat exchanger, comprising: a plurality of microchannel tubes through which refrigerant flows; A fin array in which a plurality of slit-formed fins inserted into each of the microchannel tubes are spaced apart from each other by a specific distance; And a header installed at each of both ends of the microchannel tube.

상기 휜은 전방휜과 후방휜으로 분할되는 것을 특징으로 할 수 있다. And the fin is divided into a front fin and a rear fin.

상기 전방휜의 일단에는 일측으로 개방된 슬릿이 형성되고, 상기 후방휜에는 상기 전방휜의 슬릿과 대향된 방향으로 형성된 슬릿이 구비되고, 상기 전방휜의 슬릿과 상기 후방휜의 슬릿 각각에 상기 마이크로채널관 일부가 삽입되어 용접 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다. Wherein a slit is formed at one end of the front fin and the rear fin is provided with a slit formed in a direction opposite to the slit of the front fin and the slit of the front fin and the slit of the rear fin, And a part of the channel tube is inserted and welded.

상기 전방휜과 상기 후방휜은 서로 엇갈리게 배열되어 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다. And the front fin and the rear fin are staggered from each other.

상기 휜 각각의 상부측과 하부측에는 휜고정용 홀이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. And a fin fixing hole is formed on the upper side and the lower side of each of the fins.

상기 휜 각각에 형성된 휜고정용 홀에 삽입되어지는 확관용관을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And a diffusing pipe inserted into the fin fixing hole formed in each of the fins.

상기 휜고정용 홀에 삽입된 확관용관을 확관시킴으로써 복수의 상기 휜을 고정시키는 것을 특징으로 할 수 있다. And a plurality of the fins are fixed by expanding the tube for diffusing inserted into the fin fixing holes.

상기 휜고정용 홀측 각각에 특정높이를 갖는 홀칼라가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. And a hole color having a specific height is formed on each of the fin-fixing hole sides.

상기 특정간격은 상기 홀칼라의 높이에 의해 조절되는 것을 특징으로 할 수 있다. And the specific distance is adjusted by the height of the hole collar.

본 발명의 제2목적은 공랭식 열교환기의 제조방법에 있어서, 일단에 일측으로 개방된 다수의 슬릿이 형성된 복수의 휜을 제작하는 단계; 및 내부에 냉매가 흐르는 다수의 마이크로채널을 갖는 마이크로채널관을 상기 슬릿 각각에 삽입, 용접하여 고정시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 휜-마이크로채널 열교환기의 제조방법으로서 달성될 수 있다. A second object of the present invention is to provide a method of manufacturing an air-cooled heat exchanger, comprising: fabricating a plurality of fins each having a plurality of slits opened at one end thereof; And inserting, welding and fixing the microchannel tube having a plurality of microchannels through which the refrigerant flows, into each of the slits. The method of manufacturing a fin-microchannel heat exchanger according to claim 1,

상기 휜을 제작하는 단계는, 각각이 다수의 슬릿을 갖는 전방휜과 후방휜 각각을 제조하는 단계를 포함하고, 상기 고정시키는 단계는, 상기 전방휜의 슬릿과 상기 후방휜의 슬릿 각각에 상기 마이크로채널관 일부가 삽입되어 용접 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다. The step of fabricating the fin includes the steps of fabricating a front fin and a rear fin, each of which has a plurality of slits, wherein the step of securing comprises the step of forming, on each of the slits of the front fin and the rear fin, And a part of the channel tube is inserted and welded.

상기 전방휜과 상기 후방휜의 상부와 하부 각각에 휜고정용 홀을 형성시키는 단계; 및 확관용 관에 복수의 상기 전방휜을 휜고정용 홀을 통해 삽입시키고, 또 다른 확관용 관에 복수의 상기 후방휜을 휜고정용 홀을 통해 삽입시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. Forming a fin-fixing hole in the upper and lower portions of the front fin and the rear fin, respectively; And a step of inserting a plurality of the front fins through the fixing holes which are to be bent into the tube for diffusing and inserting the plurality of rear fins through the fixing holes which are bent to another tube for diffusing .

상기 삽입시키는 단계 후에 상기 확관용 관을 확관시켜 상기 휜들을 상기 확관용 관에 고정시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And further expanding the tube for diffusing after the inserting step to fix the fins to the tube for diffusing.

상기 휜고정용 홀을 형성시키는 단계는, 특정높이를 갖는 홀칼라가 형성되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The step of forming the fin fixing holes may further include forming a hole color having a specific height.

상기 전방휜과 상기 후방휜은 서로 엇갈리게 배열되어 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다. And the front fin and the rear fin are staggered from each other.

따라서, 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 마이크로채널관과 상하방향으로 연속되는 휜을 채택하는 공랭식 열교환기는 휜이 전방 휜과 후방 휜 두 개의 분할되고, 각 휜의 일단에 한쪽이 개방된 슬릿이 형성되어 있어 복수의 마이크로채널관을 복수의 휜으로 구성된 휜열에 삽입을 용이하게 할 수 있는 효과를 갖는다. As described above, according to the embodiment of the present invention, the air-cooled heat exchanger adopting the fins continuous in the up-and-down direction with the microchannel tube is divided into two by the front fins and the rear fins, The slits are formed to facilitate the insertion of a plurality of microchannel tubes into a fin train composed of a plurality of fins.

또한 휜의 상부와 하부에는 원형 구멍이 가공되어 있고 이 원형 구멍에 원관을 삽입한 후 기계적 확관을 함으로서 복수의 휜으로 구성된 휜열을 견고하게 결합시킬 수 있어 제작 공정동안 휜열이 흐트러지는 것을 방지할 수 있다. In addition, a circular hole is formed in the upper and lower portions of the fin. By mechanically expanding the circular hole after inserting the circular tube into the circular hole, it is possible to firmly combine the fins formed of the plurality of fins, thereby preventing the fingers from being disturbed during the manufacturing process have.

또한 상기 열교환기의 휜피치를 마이크로채널관용 휜칼라 높이에 의해 결정하지 않고 휜고정용 구멍의 휜칼라 높이에 의해 결정할 수 있으므로 휜피치를 자유롭게 변화시킬 수 있다. Further, since the fin pitch of the heat exchanger can be determined by the fin color height of the fin fixing hole without being determined by the fin height of the fin for the microchannel tube, the fin pitch can be freely changed.

또한 전방 휜열과 후방 휜열을 엇갈리게 배열함으로서 휜 사이를 통과하는 공기의 경계층 성장을 억제함과 동시에 선단 효과를 줌으로서 대류열전달 계수를 향상시켜 전열 성능을 향상시키는 효과를 갖는다. In addition, by arranging the forward fin and the rear fingertip in a staggered arrangement, the boundary layer growth of the air passing between the fins is suppressed, and at the same time, the leading end effect is provided, thereby improving the convection heat transfer coefficient and improving the heat transfer performance.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, those skilled in the art will readily appreciate that various other modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention.

도 1은 종래 휜-마이크로채널 열교환기의 부분 측면도,
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 전방휜과 후방휜의 측면도,
도 2b는 도 2a의 확대도,
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 확관용관에 다수의 휜이 삽입된 상태의 정면도,
도 3b는 본 발명의 일실시예 따른 환관용관이 삽입된 전방휜과 후방휜의 측면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 휜-마이크로채널 열교환기의 분해 사시도,
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 휜-마이크로채널 열교환기의 정면도,
도 5b는 도 5a의 확대도,
도 6a는 본 발명의 일실시예에 따라 전방휜과 후방휜이 엇갈리게 설치된 휜-마이크로채널 열교환기의 부분 정면도,
도 6b는 본 발명의 일실시예에 따라 전방휜과 후방휜이 엇갈리게 설치된 휜-마이크로채널 열교환기의 평면도,
도 7a는 종래 슬릿 높이에 의해 휜의 간격(휜피치)이 결정되는 휜-마이크로채널 열교환기의 부분 분해 사시도,
도 7b는 종래 슬릿 높이에 의해 휜의 간격(휜피치)이 결정되는 휜-마이크로채널 열교환기의 부분 정면도,
도 8a는 휜칼라의 높이에 의해 휜의 간격(휜피치)이 결정되는 본 발명의 일실시예에 따른 휜-마이크로채널 열교환기의 부분 분해 사시도,
도 8b는 휜칼라 높이에 의해 휜의 간격(휜피치)이 결정되는 본 발명의 일실시예에 따른 휜-마이크로채널 열교환기의 부분 정면도를 도시한 것이다. 1 is a partial side view of a conventional fin-microchannel heat exchanger,
FIG. 2A is a side view of a front fin and a rear fin according to an embodiment of the present invention,
Figure 2b is an enlarged view of Figure 2a,
FIG. 3A is a front view showing a state in which a plurality of fins are inserted into a tube for distillation according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 3B is a side view of a front fin and a rear fin in which a circular tube is inserted according to an embodiment of the present invention,
FIG. 4 is an exploded perspective view of a fin-microchannel heat exchanger according to an embodiment of the present invention, FIG.
5a is a front view of a fin-microchannel heat exchanger according to an embodiment of the present invention,
Fig. 5B is an enlarged view of Fig. 5A,
FIG. 6A is a partial front view of a fin-microchannel heat exchanger in which a front fin and a rear fin are staggered according to an embodiment of the present invention. FIG.
6B is a plan view of a fin-microchannel heat exchanger in which a front fin and a rear fin are staggered according to an embodiment of the present invention,
FIG. 7A is a partially exploded perspective view of a fin-microchannel heat exchanger in which the interval (fin pitch) of the fins is determined by the slit height,
FIG. 7B is a partial front view of a fin-microchannel heat exchanger in which the interval (fin pitch) of the fins is determined by the slit height,
8A is a partially exploded perspective view of a fin-microchannel heat exchanger according to an embodiment of the present invention in which a fin interval (fin pitch) is determined by the height of a fin collar,
8B is a partial front view of a fin-microchannel heat exchanger according to an embodiment of the present invention in which a fin interval (fin pitch) is determined by a fin color height.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
The same reference numerals are used for portions having similar functions and functions throughout the drawings. Throughout the specification, when a part is connected to another part, it includes not only a case where it is directly connected but also a case where the other part is indirectly connected with another part in between. In addition, the inclusion of an element does not exclude other elements, but may include other elements, unless specifically stated otherwise.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 휜-마이크로채널 열교환기(100)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 본 발명의 일실시예에 따른 휜-마이크로채널 열교환기(100)는 내부로 냉매가 흐르는 복수의 마이크로채널관(10); 각각의 상기 마이크로채널관(10) 삽입되는 다수의 슬릿(24)이 형성된 휜(21)들이 서로 특정간격으로 이격되어 배열된 휜 어레이(20); 및 상기 마이크로채널관(10)의 양 끝단 각각에 설치되는 헤더 등을 포함하고 있다. 이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 휜-마이크로채널 열교환기(100)에 포함되는 일구성들의 형상, 기능에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, the configuration and function of the fin-microchannel heat exchanger 100 according to an embodiment of the present invention will be described. The fin-microchannel heat exchanger (100) according to an embodiment of the present invention includes a plurality of microchannel tubes (10) through which refrigerant flows; A fin array (20) in which fins (21) formed with a plurality of slits (24) inserted into the respective microchannel tubes (10) are spaced apart from each other by a specific distance; And a header installed at both ends of the microchannel tube 10. Hereinafter, the configurations and functions of the components included in the fin-microchannel heat exchanger 100 according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.

먼저, 도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 전방휜(22)과 후방휜(23)의 측면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 2b는 도 2a의 확대도를 도시한 것이다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 휜(21)은 전방휜(22)과 후방휜(23) 2개로 분할되어 구성됨을 알 수 있다. 2A illustrates a side view of a front fin 22 and a rear fin 23 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2B is an enlarged view of FIG. 2A. As shown in FIGS. 2A and 2B, the fin 21 according to an embodiment of the present invention is divided into two parts, that is, a front fin 22 and a rear fin 23.

본 발명의 일실시예에 따른 전방휜(22)의 일단에는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 일측으로 개방된 다수의 슬릿(24)이 형성되어지고, 반면 후방휜(23)의 타단에는 타측으로 개방된 다수의 슬릿(24)이 형성되어짐을 알 수 있다. 따라서 전방휜(22)의 슬릿(24)과 후방휜(23)의 슬릿(24) 각각에 마이크로채널관(10)의 일부가 삽입, 용접되어 설치되어 지게 된다. 종래와 달리, 본 발명의 일실시예에 따른 휜(21)은 2개로 분할되어 마이크로채널관(10)과 결합되므로, 마이크로 채널관(10)의 폭보다 슬릿(24)의 깊이가 작아 마이크로채널관(10)이 슬릿(24)에 보다 용이하게 삽입되어 고정되어 질 수 있다. As shown in FIGS. 2A and 2B, at one end of the front fin 22 according to the embodiment of the present invention, a plurality of slits 24 opened to one side are formed, while the other end of the rear fin 23 A plurality of slits 24 opened to the other side are formed. Therefore, a part of the microchannel 10 is inserted and welded to the slits 24 of the front fins 22 and the slits 24 of the rear fins 23, respectively. The fins 21 according to the embodiment of the present invention are divided into two and joined with the microchannel tube 10 so that the depth of the slit 24 is smaller than the width of the microchannel tube 10, The tube 10 can be more easily inserted into the slit 24 and fixed.

따라서 본 발명의 일실시예에 따른 휜(21)은 전방휜(22)과 후방휜(23)으로 분할되고, 각각의 휜(21)의 일단이 개방된 슬릿(24)을 갖도록 제작하게 됨으로써, 각각의 휜(21)에 마이크로채널관(10)이 삽입되는 깊이를 종래와 비교하여 반으로 줄이게 됨으로써 마이크로채널관(10) 두께와 슬릿(24) 높이 간의 상대 허용 공차를 타이트하게 제작하더라고 마이크로채널관(10)의 삽입이 용이할 수 있다. Therefore, the fins 21 according to the embodiment of the present invention are divided into the front fins 22 and the rear fins 23, and each of the fins 21 is manufactured to have one end open with the slit 24, The depth at which the microchannel tube 10 is inserted into each of the fins 21 is reduced by half in comparison with the prior art so that the relative permissible tolerance between the thickness of the microchannel tube 10 and the height of the slit 24 is made tight, The insertion of the tube 10 can be facilitated.

또한, 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전방휜(22)과 후방휜(23)에 형성된 슬릿(24)에는 마이크로채널관(10)의 길이방향으로 돌출된 휜칼라(25)가 형성되어짐을 알 수 있다. 휜칼라(25)의 높이는 바람직하게는 슬릿(24)의 높이의 1/2정도이며, 후에 설명되는 바와 같이, 휜(21)들의 간격(휜피치)은 휜칼라(25)의 높이에 의해 결정되어 지지는 않는다. 2B, a slit 24 formed in the front fin 22 and the rear fin 23 according to an embodiment of the present invention includes a fin collar 22 projecting in the longitudinal direction of the microchannel tube 10, (25) is formed. The height of the fin collar 25 is preferably about 1/2 of the height of the slit 24 and the interval (fin pitch) of the fins 21 is determined by the height of the fin collar 25 It does not.

또한, 도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전방휜(22)과 후방휜(23) 각각의 상부 및 하부측에는 후에 확관용관(30)이 삽입되어지게 되는 휜고정용홀(26)이 형성되어 짐을 알 수 있다. 도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 확관용관(30)에 다수의 휜(21)이 삽입된 상태의 정면도를 도시한 것이다. 도 3b는 본 발명의 일실시예 따른 확관용관(30)이 삽입된 전방휜(22)과 후방휜(23)의 측면도를 도시한 것이다. 2A, on the upper and lower sides of the front fins 22 and the rear fins 23 according to the embodiment of the present invention, (26) is formed on the surface of the substrate. FIG. 3A is a front view showing a state in which a plurality of fins 21 are inserted into the tube 30 for the detection according to the embodiment of the present invention. FIG. 3B shows a side view of the front fin 22 and the rear fin 23 into which the tube 30 for the diffusion is inserted according to an embodiment of the present invention.

앞서 언급한 바와 같이, 전방휜(22)과 후방휜(23) 상부, 하부 각각에는 휜고정용 홀(26)이 형성되어지고, 확관용관(30)에, 복수의 전방휜(22) 각각에 형성된 휜고정용 홀(26)을 통해 복수의 전방휜(22)이 삽입되어 설치되게 된다. 또한, 복수의 후방휜(23) 각각에 형성된 휜고정용 홀(26)을 통해 복수의 후방휜(23)이 또 다른 확관용 관(30)에 삽입되어 설치되게 된다. As described above, the fixing holes 26 are formed in the upper and lower portions of the front fin 22 and the rear fin 23, respectively, and the plurality of the front fins 22 A plurality of the front fins 22 are inserted and installed through the fin fixing holes 26 formed in the front fins. A plurality of rear fins 23 are inserted into another tube 30 for diffusing through a fin fixing hole 26 formed in each of the plurality of rear fins 23.

그리고, 확관용 관(30)에 복수의 전방휜(22)을 삽입한 후, 확관용 관(30)을 기계적으로 확관시키게 됨으로써, 다수의 전방휜(22)을 확관용 관(30)에 고정시키게 된다. 후에 설명되는 바와 같이, 홀칼라(27)의 높이가 휜(21)들간의 간격 즉, 휜피치를 결정하게 된다. 따라서 휠칼라의 높이를 조절하여 휜피치를 자유롭게 조절 변화시킬 수 있게 된다. After the plurality of forward fins 22 are inserted into the tube 30 for expansion and the tube for expansion 30 is mechanically expanded, a plurality of the front fins 22 are fixed to the tube for expansion 30 . As will be described later, the height of the hole collar 27 determines the interval between the fins 21, that is, the fin pitch. Therefore, the height of the wheel collar can be adjusted to freely adjust and change the fin pitch.

따라서, 본 발명의 일실시예 따른 휜(21)의 상부와 하부에 휜고정용 홀(26)을 가공하고, 이러한 휜고정용 홀(26)에 확관용 관(30)을 삽입한 후 기계적 확관을 하게 됨으로써, 복수의 휜(21)으로 구성된 휜 어레이(20)를 견고하게 결합시킬 수 있어 제작 공정 동안 휜 어레이(20)가 흐트러지는 것을 방지할 수 있게 된다. Therefore, the fin fixing holes 26 are formed in the upper and lower portions of the fins 21 according to the embodiment of the present invention. After the tube for diffusing 30 is inserted into the fins fixing holes 26, The fin array 20 composed of a plurality of fins 21 can be firmly coupled to prevent the fins array 20 from being disturbed during the manufacturing process.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 휜-마이크로채널 열교환기(100)의 분해 사시도를 도시한 것이다. 그리고, 도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 휜-마이크로채널 열교환기(100)의 정면도를 도시한 것이다. 또한, 도 5b는 도 5a의 확대도를 도시한 것이다. 4 is an exploded perspective view of a fin-microchannel heat exchanger 100 according to an embodiment of the present invention. 5A is a front view of a fin-microchannel heat exchanger 100 according to an embodiment of the present invention. Fig. 5B shows an enlarged view of Fig. 5A.

도 4, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 확관용 관(30)에 삽입되고 기계적 확관에 의해 고정된 다수의 전방휜(22)과 다수의 후방휜(23)에 형성된 슬릿(24) 각각에 마이크로채널관(10)이 삽입, 용접되어 고정됨을 알 수 있다. 도 4, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로채널관(10)은 하나의 슬릿(24)에 완전히 삽입되는 것이 아니고, 전방휜(22)에 형성된 슬릿(24)과 후방휜(23)에 형성된 슬릿(24)에 절반씩 삽입되게 됨을 알 수 있다. 또한, 이때 슬릿(24) 각각에 형성된 휜칼라(25)에 의해 마이크로채널관(10)을 가이드하게 된다. 마이크로채널관(10)은 통상의 마이크로채널관(10)과 같이, 내부에 다수의 마이크로채널(11)이 형성되어 내부로 냉매가 흐르게 된다. As shown in Figs. 4, 5A and 5B, a plurality of the front fins 22 inserted into the tube for darkening 30 and fixed by mechanical expansion and the slits 24 formed in the plurality of rear fins 23, It can be seen that the microchannel tube 10 is inserted, welded and fixed to each of them. 4, 5A and 5B, the microchannel tube 10 according to the embodiment of the present invention is not completely inserted into one slit 24, but a slit 24 formed in the front fin 22, The slits 24 are inserted into the slits 24 formed in the front fin 24 and the rear fin 23, respectively. At this time, the microchannel tube 10 is guided by the fin collar 25 formed on each of the slits 24. A plurality of microchannels 11 are formed in the microchannel tube 10, like the conventional microchannel tube 10, to allow refrigerant to flow therein.

따라서 본 발명의 일실시예에 따른 휜(21)은 전방휜(22)과 후방휜(23)으로 분할되고 각각의 휜(21)의 일단이 개방된 슬릿(24)을 갖도록 제작하게 됨으로써 각각의 휜(21)에 마이크로채널관(10)이 삽입되는 깊이를 반으로 줄임으로써 마이크로채널관(10)의 두께(t)와 슬릿 높이(H) 간의 상대 허용공차를 타이트하게 하더라도 마이크로채널관(10)의 삽입이 용이하게 된다. Therefore, the fin 21 according to the embodiment of the present invention is manufactured to have the slit 24 divided into the front fin 22 and the rear fin 23 and one end of each fin 21 being opened, Even if the relative permissible tolerance between the thickness t of the microchannel tube 10 and the slit height H is tightened by reducing the depth at which the microchannel tube 10 is inserted into the fin 21 in half, Can be easily inserted.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 휜-마이크로채널 열교환기(100)의 전방휜(22)과 후방휜(23)은 서로 엇갈리게 배열되어 설치되어 질 수 있다. 도 6a는 본 발명의 일실시예에 따라 전방휜(22)과 후방휜(23)이 엇갈리게 설치된 휜-마이크로채널 열교환기(100)의 부분 정면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 6b는 본 발명의 일실시예에 따라 전방휜(22)과 후방휜(23)이 엇갈리게 설치된 휜-마이크로채널 열교환기(100)의 평면도를 도시한 것이다. In addition, the front fin 22 and the rear fin 23 of the fin-microchannel heat exchanger 100 according to an embodiment of the present invention may be staggered from each other. 6a shows a partial front view of a fin-microchannel heat exchanger 100 with a forward fin 22 and a rear fin 23 staggered according to an embodiment of the present invention. 6B is a plan view of a fin-microchannel heat exchanger 100 in which a front fin 22 and a rear fin 23 are staggered according to an embodiment of the present invention.

도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 휜-마이크로채널 열교환기(100)의 전방휜(22)과 후방휜(23)은 서로 엇갈리게 배열되어 설치되어 질 수 있음을 알 수 있다. 전방휜(22)과 후방휜(23)을 서로 엇갈리게 배열하여 삽입함으로써 휜(21) 사이를 통과하는 공기의 경계층 성장을 억제함과 동시에 선단효과를 주게 됨으로써 대류열전달 계수를 향상시켜 전열 성능을 향상시킬 수 있게 된다. As shown in FIGS. 6A and 6B, the front fin 22 and the rear fin 23 of the fin-microchannel heat exchanger 100 according to the embodiment of the present invention may be staggered and arranged. . By inserting the front fins (22) and the rear fins (23) in a staggered arrangement, the boundary layer growth of the air passing between the fins (21) is suppressed and at the same time, the leading edge effect is given to improve the convection heat transfer coefficient .

또한 본 발명의 일실시예에 따른 휜-마이크로채널 열교환기(100)의 휜피치(T)는 종래와 같이 휜칼라(25)의 높이(h)에 의해 결정되어지지 않고, 확관용 관(30)의 기계적 확관에 의해 형성되는 홀칼라(27)의 높이(H`)에 의해 결정되게 되므로, 홀칼라(27)의 높이를 제어함으로써 휜피치를 자유롭게 조절, 변화시킬 수 있다. The fin pitch T of the fin-microchannel heat exchanger 100 according to an embodiment of the present invention is not determined by the height h of the fin collar 25 as in the conventional case, The height H 'of the hole collar 27 formed by the mechanical expansion of the hole collar 27 can control the height of the hole collar 27 to freely adjust and change the fin pitch.

도 7a는 종래 슬릿(24) 높이에 의해 휜(21)의 간격(휜피치)이 결정되는 휜-마이크로채널 열교환기(100)의 부분 분해 사시도를 도시한 것이다. 그리고, 도 7b는 종래 슬릿(24) 높이에 의해 휜(21)의 간격(휜피치)이 결정되는 휜-마이크로채널 열교환기(100)의 부분 정면도를 도시한 것이다. FIG. 7A is a partially exploded perspective view of a fin-microchannel heat exchanger 100 in which the interval (fin pitch) of the fins 21 is determined by the height of the conventional slit 24. FIG. 7B is a partial front view of the fin-microchannel heat exchanger 100 in which the interval (fin pitch) of the fins 21 is determined by the height of the conventional slit 24.

반면, 도 8a는 휜칼라(25)의 높이에 의해 휜(21)의 간격(휜피지)이 결정되는 본 발명의 일실시예에 따른 휜-마이크로채널 열교환기(100)의 부분 분해 사시도를 도시한 것이고, 도 8b는 휜칼라(25) 높이에 의해 휜(21)의 간격(휜피지)이 결정되는 본 발명의 일실시예에 따른 휜-마이크로채널 열교환기(100)의 부분 정면도를 도시한 것이다. 8A is a partial exploded perspective view of a fin-microchannel heat exchanger 100 according to an embodiment of the present invention in which the interval (fin) of the fins 21 is determined by the height of the fin collar 25 8B is a partial front view of the fin-microchannel heat exchanger 100 according to an embodiment of the present invention in which the interval (fineness) of the fins 21 is determined by the height of the fin collar 25 will be.

도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 종래 열교환기(1)의 휜피치(T)는 마이크로채널관(10)의 삽입을 위해 형성된 슬릿(24)의 높이(H)에 의해 결정되게 됨을 알 수 있다. 즉, 최대 가능한 휜칼라(25)의 높이(h)는 H/2가 되고, 최대 가능한 휜피치(T)는 이러한 휜칼라(25)높이(h)와 휜두께(t`)의 합이 된다(즉, T=H/2 + t`). 7A and 7B, the fin pitch T of the conventional heat exchanger 1 is determined by the height H of the slit 24 formed for insertion of the microchannel tube 10, . That is, the height h of the maximum possible fin collar 25 is H / 2 and the maximum possible fin pitch T is the sum of the height h of the fin collar 25 and the fin thickness t ' (I.e., T = H / 2 + t`).

일반적으로 마이크로채널관(10)의 두께(t = H)는 매우 얇으므로 항상 조밀한 휜피치(T)를 갖는 열교환기를 제작할 수 밖에 없는 문제가 발생된다. Generally, since the thickness (t = H) of the microchannel tube 10 is very thin, there is a problem that it is necessary to always produce a heat exchanger having a dense fin pitch T.

그러나 본 발명의 일실시예에 따른 휜-마이크로채널 열교환기(100)는 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 휜고정용 홀(26)을 가공할 때 형성되는 홀칼라(27)의 높이(H`)는 제조과정에서 조절이 가능하며, 마이크로채널과의 두께(t)보다 크게 할 수 있으므로 보다 폭넓게 휜피치를 조절, 변화시킬 수 있게 된다. 8A and 8B, the fin-microchannel heat exchanger 100 according to an embodiment of the present invention has a height H of the hole collar 27 formed when the fin fixing hole 26 is machined, (H) can be adjusted in the manufacturing process and can be made larger than the thickness (t) with respect to the microchannel, so that the pitch can be adjusted and changed more widely.

따라서 본 발명의 일실시예에 따른 휜-마이크로채널 열교환기(100)의 휜피치(T)는 종래와 같이 휜칼라(25)의 높이(h)에 의해 결정되어지지 않고, 확관용 관(30)의 기계적 확관에 의해 형성되는 홀칼라(27)의 높이(H`)에 의해 결정되게 되므로 홀칼라(27)의 높이를 제어함으로써 휜피치를 자유롭게 조절, 변화시킬 수 있다. Therefore, the fin pitch T of the fin-microchannel heat exchanger 100 according to an embodiment of the present invention is not determined by the height h of the fin collar 25 as in the conventional case, And the height H 'of the hole collar 27 formed by the mechanical expansion of the hole collar 27. Therefore, the fin pitch can be freely adjusted and changed by controlling the height of the hole collar 27. [

1:종래 휜-마이크로채널 열교환기
10:마이크로채널관
11:마이크로채널
20:휜어레이
21:휜
22:전방휜
23:후방휜
24:슬릿
25:휜칼라
26:휜고정용 홀
27:홀칼라
30:확관용 관
100:휜-마이크로채널 열교환기
H:슬릿높이
h:휜칼라높이
H`:홀칼라높이
T:휜피치
t:마이크로채널관 두께
t`:휜두께1: Conventional fin-microchannel heat exchanger
10: Microchannel tube
11: Microchannel
20: Fin array
21: fin
22: forward fin
23: backward fin
24: slit
25: Fin collar
26: Fins fixing hole
27: Hall Collar
30: tube for diffusing
100: fin-microchannel heat exchanger
H: Slit height
h: Fin height
H`: Hall collar height
T: Fin pitch
t: Microchannel tube thickness
t`: Fin thickness

Claims (15)

공랭식 열교환기에 있어서,
내부로 냉매가 흐르는 복수의 마이크로채널관; 각각의 상기 마이크로채널관 삽입되는 다수의 슬릿이 형성된 휜들이 서로 특정간격으로 이격되어 배열된 휜 어레이; 및 상기 마이크로채널관의 양 끝단 각각에 설치되는 헤더를 포함하고,
상기 휜은 전방휜과 후방휜으로 분할되며, 상기 전방휜의 일단에는 일측으로 개방된 슬릿이 형성되고, 상기 후방휜에는 상기 전방휜의 슬릿과 대향된 방향으로 형성된 슬릿이 구비되고, 상기 전방휜의 슬릿과 상기 후방휜의 슬릿 각각에 상기 마이크로채널관 일부가 삽입되어 용접 설치되며,
상기 전방휜과 상기 후방휜은 서로 엇갈리게 배열되고, 상기 전방휜과 상기 후방휜 각각의 상부측과 하부측에 형성된 휜고정용 홀과, 상기 휜고정용 홀에 삽입되어지는 확관용관을 포함하고,
상기 휜고정용 홀에 삽입된 확관용관을 확관시킴으로써 복수의 상기 휜을 고정시키며,
상기 휜고정용 홀 측 각각에 특정높이를 갖는 홀칼라가 형성되어, 상기 특정간격은 상기 홀칼라의 높이에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 휜-마이크로채널 열교환기.
In the air-cooled heat exchanger,
A plurality of microchannel tubes through which refrigerant flows; A fin array in which a plurality of slit-formed fins inserted into each of the microchannel tubes are spaced apart from each other by a specific distance; And a header installed at each of both ends of the microchannel tube,
Wherein the fin is divided into a front fin and a rear fin, one end of the front fin is formed with a slit open to one side thereof, and the rear fin is provided with a slit formed in a direction opposite to the slit of the front fin, And a portion of the microchannel tube is inserted into each of the slits of the rear fin and the rear fin,
Wherein the front fin and the rear fin are staggered from each other and include a fin fixing hole formed on the upper side and the lower side of each of the front fin and the rear fin and a tube for diffusing inserted into the fin fixing hole ,
A plurality of the fins are fixed by expanding the tube for diffusing inserted into the fin fixing hole,
Wherein a hole color having a specific height is formed on each of the fin-fixing holes, and the specific distance is adjusted by the height of the hole collar.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 따른 휜-마이크로채널 열교환기의 제조방법에 있어서,
일단에 일측으로 개방된 다수의 슬릿이 형성된 복수의 휜을 제작하는 단계; 및
내부에 냉매가 흐르는 다수의 마이크로채널을 갖는 마이크로채널관을 상기 슬릿 각각에 삽입, 용접하여 고정시키는 단계;를 포함하고,
상기 휜을 제작하는 단계는, 각각이 다수의 슬릿을 갖는 전방휜과 후방휜 각각을 제조하게 되고,
상기 고정시키는 단계는, 상기 전방휜의 슬릿과 상기 후방휜의 슬릿 각각에 상기 마이크로채널관 일부가 삽입되어 용접 설치되며,
상기 전방휜과 상기 후방휜의 상부와 하부 각각에 휜고정용 홀을 형성시키는 단계와, 확관용 관에 복수의 상기 전방휜을 휜고정용 홀을 통해 삽입시키고, 또 다른 확관용 관에 복수의 상기 후방휜을 휜고정용 홀을 통해 삽입시키는 단계를 포함하고,
상기 삽입시키는 단계 후에, 상기 확관용 관을 확관시켜 상기 휜들을 상기 확관용 관에 고정시키는 단계를 포함하며,
상기 휜고정용 홀을 형성시키는 단계는, 특정높이를 갖는 홀칼라가 형성되는 단계를 포함하고,
상기 전방휜과 상기 후방휜은 서로 엇갈리게 배열되어 설치되는 것을 특징으로 하는 휜-마이크로채널 열교환기의 제조방법.A method of manufacturing a fin-microchannel heat exchanger according to claim 1,
Fabricating a plurality of fins having a plurality of slits open at one end to one side; And
And inserting, welding and fixing the microchannel tube having a plurality of microchannels through which the coolant flows, into each of the slits,
The step of fabricating the fins may include forming each of the front fins and the rear fins having a plurality of slits,
The fixing step may include welding a slit of the front fin and a slit of the rear fin by inserting a part of the microchannel tube into each of the slits of the front fin and the rear fin,
The method of claim 1, further comprising the steps of: forming a fin-fixing hole in each of the upper and lower portions of the front fin and the rear fin; inserting a plurality of the front fin through the fixing hole into the diffusing pipe And inserting the rear fin through a fastening hole that is bent,
And after the inserting step, expanding the tube for diffusing to fix the fins to the tube for diffusing,
The step of forming the fin fixing holes may include forming a hole color having a predetermined height,
Wherein the front fin and the rear fin are staggered from each other. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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