KR101453304B1 - Heat exchanger - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 내부에 열교환매체가 유통되는 유로가 형성되어 공기유통방향 상류와 하류에 이격되어 설치되는 한쌍의 헤더탱크와; 나선형으로 꼬여져 공기유통방향으로 길게 형성된 튜브; 및 상기 튜브의 양단부가 고정됨과 아울러 상기 헤더탱크로부터 열교환매체가 유통되는 분지탱크로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a heat exchanger, comprising: a pair of header tanks formed with a flow passage through which a heat exchange medium flows, the pair of header tanks being spaced upstream and downstream in the air flow direction; A tube twisted in a spiral shape and elongated in the air flow direction; And a branch tank in which both ends of the tube are fixed and a heat exchange medium is flowed from the header tank.

열교환, 냉각, 방열, 내연기관, 라디에이터, 컨덴서 Heat exchange, cooling, heat dissipation, internal combustion engine, radiator, condenser

Description

열교환기{HEAT EXCHANGER}Heat Exchanger {HEAT EXCHANGER}

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 내부에 열교환매체가 유통되는 튜브가 나선형으로 꼬여짐과 아울러 상기 튜브의 길이방향이 공기유통방향을 향하도록 하여 열교환 효율의 향상 및 응축수의 배출이 용이한 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly, to a heat exchanger in which a tube through which a heat exchange medium flows is spirally twisted and a longitudinal direction of the tube faces an air flow direction to improve heat exchange efficiency and easy discharge of condensed water. will be.

통상적으로 열교환기는 냉각수나 냉매와 같은 열교환매체가 유동할 수 있는 유로를 구비하여, 상기 열교환매체가 유로를 따라 흐르는 동안 외기와 열교환이 이루어지도록 하는 것이다.Generally, the heat exchanger has a flow path through which a heat exchange medium such as cooling water or a coolant can flow, so that heat exchange with the outside air is performed while the heat exchange medium flows along the flow path.

예를 들면 압축기에 의해 압축되어 온도가 상승된 냉매는 응축기로 이동되고, 상기 응축기를 거쳐 열교환에 의해 온도가 하강된 상기 냉매는 팽창밸브를 통과하면서 더욱 온도가 하강되어 증발기로 이동된다. 여기서 상기 증발기를 통해 열교환이 이루어지며, 이때 발생된 차가워진 공기를 실내로 공급하면 냉방장치로 작동한다. 또한 가온된 엔진을 냉각시킨 냉각수는 히터코어로 이동되어 열교환이 발생되며, 이때 발생된 따뜻한 공기를 실내로 공급하면 난방장치로 작동하게 된다.For example, the refrigerant compressed by the compressor and raised in temperature is moved to the condenser, and the refrigerant whose temperature is lowered by heat exchange through the condenser is further lowered while being passed through the expansion valve, and is moved to the evaporator. Here, heat exchange is performed through the evaporator, and when the generated cold air is supplied to the room, it operates as a cooling device. In addition, the cooling water that has cooled the heated engine is moved to the heater core, and heat exchange occurs. When warm air generated at this time is supplied to the room, it operates as a heating device.

도 1과 2는 증발기를 나타낸 도면으로서, 상부 또는 하부에 유통로가 형성된 플레이트(110, 130)가 자동차의 폭방향으로 다수개 적층되고, 상기 플레이트(110, 130) 사이에 냉각효율의 향상을 위한 방열핀(140)이 결합된다.1 and 2 are views showing an evaporator in which a plurality of plates 110 and 130 in which a flow path is formed in an upper part or a lower part are stacked in the width direction of an automobile and an improvement in cooling efficiency is provided between the plates 110 and 130 The heat dissipation fins 140 are coupled.

상기 플레이트(110, 130)의 상부 또는 하부에 형성된 유통로는 상기 플레이트(110, 130)가 다수개 결합됨에 따라 일반적인 열교환기의 헤더탱크 역할을 하고, 상기 플레이트(110, 130)는 다른 플레이트(110, 130)와 이루는 공간에 열교환매체가 유통되도록 하여 일반적인 열교환기의 튜브 역할을 한다.The plurality of plates 110 and 130 are connected to each other and serve as header tanks of a general heat exchanger and the plates 110 and 130 are connected to other plates 110, and 130, and serves as a tube of a general heat exchanger.

이에 따라 상기 플레이트(110)에 연결된 입구파이프(111)를 통해 유입된 열교환매체는 상기 입구파이프(111)가 형성된 플레이트(110, 130)로부터 각각의 플레이트(110, 130) 사이공간으로 이동된 다음, 상기 플레이트(110, 130) 사이공간을 통해 유통되는 과정에서 외기와 열교환 한 다음, 출구파이프(112)를 통해 외부로 배출된다.The heat exchange medium flowing through the inlet pipe 111 connected to the plate 110 is moved from the plates 110 and 130 having the inlet pipe 111 to spaces between the plates 110 and 130 Exchanges heat with the outside air in the process of flowing through the space between the plates 110 and 130, and then is discharged to the outside through the outlet pipe 112.

이와 같은 종래의 증발기는 상기 플레이트(110, 130)가 공기흐름 방향과 나란하게 배치됨에 따라 공기가 상기 플레이트(110, 130)를 통과하는 과정에서 흐트러지지 아니하고 층류상태로 통과함에 따라 상기 증발기의 열교환성능이 저하된다는 문제점이 발생하였다.In the conventional evaporator, since the plates 110 and 130 are arranged in parallel to the air flow direction, the air is not disturbed in passing through the plates 110 and 130, and passes through the heat exchanging There is a problem that the performance is deteriorated.

또한, 종래의 증발기의 경우 내·외부의 온도차에 의해 발생된 응축수가 상기 증발기의 외부로 배출되지 못하고 상기 플레이트(130)와 방열핀(140) 사이에 체류되어 상기 증발기의 성능이 저할 될 뿐만 아니라 상기 응축수에 의해 증발기가 손상된다는 문제점이 발생하였다.In addition, in the conventional evaporator, the condensed water generated by the temperature difference between the inside and the outside can not be discharged to the outside of the evaporator and stays between the plate 130 and the radiating fin 140, There is a problem that the evaporator is damaged by the condensed water.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 내부에 열교환매체가 유통되는 튜브를 공기유통방향으로 길게 형성함과 아울러 나선형으로 꼬여지도록 하여 열교환기의 외부를 따라 흐르는 공기의 흐름을 난류화 하여 열교환성능이 향상된 열교환기를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a heat exchanger comprising a tube having a long heat exchange medium flow- And the heat exchange performance is improved.

또한, 나선형으로 꼬여진 튜브에 의해 상기 튜브의 외부면에 형성된 응축수가 중력방향을 따라 자연스럽게 외부로 배출되도록 하여 내구성이 향상된 열교환기를 제공하는 것이다.Also, the present invention provides a heat exchanger in which the spiral twisted tube allows the condensed water formed on the outer surface of the tube to be naturally discharged to the outside along the gravity direction, thereby improving the durability.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 열교환기는 내부에 열교환매체가 유통되는 유로가 형성되어 공기유통방향 상류와 하류에 이격되어 설치되는 한쌍의 헤더탱크와; 나선형으로 꼬여져 공기유통방향으로 길게 형성된 튜브; 및 상기 튜브의 양단부가 고정됨과 아울러 상기 헤더탱크로부터 열교환매체가 유통되는 분지탱크로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a heat exchanger of the present invention includes: a pair of header tanks formed with a flow passage through which a heat exchange medium flows, the pair of header tanks being installed upstream and downstream in the air flow direction; A tube twisted in a spiral shape and elongated in the air flow direction; And a branch tank in which both ends of the tube are fixed and a heat exchange medium is flowed from the header tank.

여기서, 상기 튜브 내부에 유통되는 열교환매체는 공기흐름방향과 대향방향으로 유통되는 것을 특징으로 한다.Here, the heat exchange medium circulated in the tube is circulated in a direction opposite to the air flow direction.

또한, 상기 튜브에는 방열수단이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.Further, the tube is further provided with a heat dissipating means.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 열교환기의 외부를 따라 흐르는 공기가 상기 튜브의 형상에 의해 난류화됨에 따라 열교환기의 열교환성능이 향상된다는 작용효과가 있다.As described above, according to the present invention, there is an effect that the heat exchange performance of the heat exchanger is improved as the air flowing along the outside of the heat exchanger becomes turbulent by the shape of the tube.

또한, 튜브의 외부면에 응축된 응축수가 상기 튜브의 형상 및 유통되는 공기의 흐름에 의해 자연스럽게 외부로 배출됨에 따라 열교환기의 내구성이 향상된다는 작용효과가 있다.Further, the condensed water condensed on the outer surface of the tube is naturally discharged to the outside by the shape of the tube and the flow of the circulated air, thereby improving the durability of the heat exchanger.

상기 본 발명의 목적과 기술적 구성을 비롯한 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 첨부 도면을 참조하여 아래의 설명에 의해 명확하게 이해될 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which preferred embodiments of the invention are shown.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 열교환기에 대해서 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a heat exchanger according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 열교환기를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 열교환기를 나타낸 분해 사시도이며, 도 5는 튜브의 표면에 응축된 응축수의 배출을 나타낸 사시도이고, 도 6은 외부공기와 열교환매체의 흐름을 나타낸 사시도이며, 도 7은 튜브의 다른 형태를 나타낸 사시도이다.FIG. 5 is a perspective view showing the discharge of condensed water condensed on the surface of the tube, FIG. 6 is a perspective view showing a state in which the outside air and the heat exchange medium FIG. 7 is a perspective view showing another form of the tube. FIG.

도 3과 도 4는 본 발명의 열교환기를 나타낸 도면으로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 열교환기는 공기유통방향 상류와 하류에 이격되어 설치되는 한쌍의 헤더탱크(10)와, 공기유통방향으로 길게 형성된 다수개의 튜브(30), 및 상기 튜브(30)와 상기 헤더탱크(10)를 연결하는 분지탱크(20)로 이루어진다.3 and 4 illustrate a heat exchanger according to the present invention. As shown in FIG. 3, the heat exchanger of the present invention includes a pair of header tanks 10 spaced upstream and downstream in the air flow direction, A plurality of tubes 30 and a branch tank 20 connecting the tubes 30 and the header tank 10.

상기 헤더탱크(10)는 외부로부터 열교환매체가 유입되는 입구파이프(11)와 외부로 열교환매체가 배출되는 출구파이프(12)가 형성되어, 상기 입구파이프(11)를 통해 유입된 열교환매체가 유통되도록 내부에 소정의 공간이 형성되어 공기유통방향으로 일정거리 이격되어 한쌍이 설치된다.The header tank 10 is formed with an inlet pipe 11 through which the heat exchange medium is introduced from the outside and an outlet pipe 12 through which the heat exchange medium is discharged to the outside, A predetermined space is formed in the inside so as to be spaced a certain distance in the air circulation direction.

상기 헤더탱크(10)에는 분지탱크 삽입홀(13)이 관통 형성되는데, 상기 분지탱크 삽입홀(13)은 상기 헤더탱크(10)로부터 상기 분지탱크로(20)의 열교환매체가 이동되도록 하는 것으로서, 상기 분지탱크 삽입홀(13)에는 내부에 열교환매체 유로가 형성된 상기 분지탱크(20)가 결합된다.A branch tank insertion hole 13 is formed in the header tank 10 so that the branch tank insertion hole 13 allows the heat exchange medium of the header tank 10 to be transferred to the branch tank 20 , And the branch tank insertion hole (13) is coupled with the branch tank (20) having a heat exchange medium flow path formed therein.

상기 분지탱크 삽입홀(13)에 결합된 상기 분지탱크(20)에는 상기 헤더탱크(10)와 마찬가지로 상기 튜브(30)측으로 열교환매체의 이동이 이루어지도록 튜브 삽입홀(21)이 관통 형성되며, 상기 튜브(30)는 상기 튜브 삽입홀(21)에 양단이 걸려 고정된다.A tube insertion hole 21 is formed in the branch tank 20 coupled to the branch tank insertion hole 13 so that the heat exchange medium can be moved toward the tube 30 in the same manner as the header tank 10, Both ends of the tube (30) are fixed to the tube insertion hole (21).

상기 튜브(30)의 양단에 상기 분지탱크(20)가 연결되고, 상기 분지탱크(20)가 상기 헤더탱크(10)에 연결됨에 따라 상기 입구파이프(11)를 통해 상기 헤더탱크(10)로 유입된 열교환매체는 상기 분지탱크(20)를 거쳐 각각의 튜브(30)로 나뉘 어 유통된다.The branched tank 20 is connected to both ends of the tube 30 and the branched tank 20 is connected to the header tank 10 so that the branched tank 20 is connected to the header tank 10 through the inlet pipe 11 The introduced heat exchange medium is divided into the tubes 30 through the branched tank 20 and is circulated.

상기 튜브(30)의 열교환매체 유통홀(31)을 거쳐 유통되는 열교환매체는 상기 튜브(30)를 통과하는 동안 외기와 충분히 열교환 한 후, 타측 분지탱크(20) 및 타측 헤더탱크(10)를 거쳐 상기 출구파이프(12)를 통해 외부로 배출된다.The heat exchange medium circulated through the heat exchange medium flow hole 31 of the tube 30 sufficiently exchanges heat with the outside air while passing through the tube 30 and then flows into the other branch tank 20 and the other header tank 10 And then discharged through the outlet pipe 12 to the outside.

여기서 상기 튜브(30)는 공기유통방향으로 길게 형성됨과 아울러 나선형으로 꼬여진 형상을 갖는다.Here, the tube 30 is elongated in the air circulation direction and has a spiral twisted shape.

상기 튜브(30)가 나선형으로 꼬여져 공기유통방향으로 길게 형성됨에 따라 상기 튜브(30)의 외부면을 따라 흐르는 공기는 상기 튜브(30)의 형상에 의해 자연스럽게 난류화 되고, 그로 인해 상기 열교환기의 열교환 성능이 보다 향상된다.The air flowing along the outer surface of the tube 30 is naturally turbulent due to the shape of the tube 30 because the tube 30 is spirally twisted to be long in the air circulation direction, The heat exchange performance of the heat exchanger is further improved.

또, 도 5에 참조되는 바와 같이 온도차에 의해 상기 튜브(30)의 외부면에 형성된 응축수(33)는 상기 튜브(30)의 형상에 의해 중력방향으로 이동되고 결국에는 외부로 배출되어져 상기 열교환기의 내구성이 보장됨과 아울러, 세균 및 유해균류로부터 안전해진다는 장점이 있다.5, the condensed water 33 formed on the outer surface of the tube 30 due to the temperature difference is moved in the gravity direction due to the shape of the tube 30 and eventually discharged to the outside, And it is advantageous in that it is safe from bacteria and harmful fungus.

상기 튜브(30) 내부에 유통되는 열교환매체는 공기흐름방향과 동일한 방향으로 유통되어도 무방하나, 도 6에 참조되는 바와 같이 상기 튜브(30) 내부에 유통되는 열교환매체는 공기흐름 방향과 대향방향으로 유통됨이 보다 바람직하다.The heat exchange medium flowing in the tube 30 may flow in the same direction as the air flow direction. However, as shown in FIG. 6, the heat exchange medium flowing in the tube 30 flows in a direction opposite to the air flow direction Circulation is more preferable.

상기 튜브(30) 내부에 유통되는 열교환매체와 상기 튜브(30) 외부를 따라 흐르는 공기흐름 방향이 서로 대향됨에 따라 상기 튜브(30) 내부에 유통되는 상기 열교환매체와 상기 튜브(30)의 외부에 흐르는 열교환매체 사이에 온도차가 감소되어 상기 열교환기가 온도차로 인해 영향을 받지 않는다는 장점이 있다.The heat exchange medium flowing inside the tube 30 and the air flow direction flowing outside the tube 30 are opposed to each other so that the heat exchange medium flowing through the tube 30 and the outside of the tube 30 There is an advantage that the temperature difference between the heat exchanging media flowing therethrough is reduced so that the heat exchanger is not affected by the temperature difference.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 튜브(30)에는 방열수단(32)이 형성된다.On the other hand, as shown in FIG. 7, a heat dissipating means 32 is formed in the tube 30.

상기 튜브(30)의 외부에 도 7a와 같이 방열수단(32)이 돌출 형성되거나, 도 7b와 같이 방열수단(32)이 함입 형성됨에 따라 상기 튜브(30)의 열교환 면적이 증가하여 상기 열교환기의 열교환 성능이 향상된다는 장점이 있다.The heat dissipating means 32 is protruded outside the tube 30 as shown in FIG. 7A or the heat dissipating means 32 is inserted as shown in FIG. 7B, so that the heat exchange area of the tube 30 increases, The heat exchange performance of the heat exchanger is improved.

상기 방열수단(32)은 도면에서와 같이 상기 튜브(30)의 길이를 따라 다수개가 나란히 형성될 수도 있고, 상기 튜브(30)의 길이방향으로 갈수록 상기 튜브(30)의 아래측 즉, 중력방향측을 향하도록 형성될 수도 있다.A plurality of the heat dissipating means 32 may be arranged along the length of the tube 30 as shown in the drawing and the lower side of the tube 30 in the longitudinal direction of the tube 30, As shown in Fig.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 만족하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are satisfied. Therefore, various equivalents And variations are possible.

도 1은 종래의 증발기를 나타낸 사시도.1 is a perspective view showing a conventional evaporator;

도 2는 종래의 증발기를 나타낸 정면도.2 is a front view showing a conventional evaporator;

도 3은 본 발명의 열교환기를 나타낸 사시도.3 is a perspective view of a heat exchanger of the present invention.

도 4는 본 발명의 열교환기를 나타낸 분해 사시도.4 is an exploded perspective view showing a heat exchanger of the present invention.

도 5는 튜브의 표면에 응축된 응축수의 배출을 나타낸 사시도.5 is a perspective view showing the discharge of condensed water condensed on the surface of the tube;

도 6은 외부공기와 열교환매체의 흐름을 나타낸 사시도.6 is a perspective view showing the flow of the external air and the heat exchange medium.

도 7은 튜브의 다른 형태를 나타낸 사시도.7 is a perspective view showing another form of the tube;

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*Description of the Related Art [0002]

10: 헤더탱크 11: 입구파이프10: header tank 11: inlet pipe

12: 출구파이프 13: 분지탱크 삽입홀12: outlet pipe 13: branch tank insertion hole

20: 분지탱크 21: 튜브삽입홀20: branch tank 21: tube insertion hole

30: 튜브 31: 냉각수 유통홀30: tube 31: cooling water distribution hole

32: 방열수단 33: 응축수32: heat radiating means 33: condensed water

140: 방열핀140: heat sink fin

Claims (3)

내부에 열교환매체가 유통되는 유로가 형성되어 공기유통방향 상류와 하류에 이격되어 설치되는 한쌍의 헤더탱크(10)와;A pair of header tanks (10) formed with a flow passage through which a heat exchange medium flows, and spaced upstream and downstream in the air flow direction; 나선형으로 꼬여져 공기유통방향으로 길게 형성되며, 수평으로 배치된 판형의 튜브(30); 및A plate-shaped tube 30 horizontally arranged so as to be elongated in the air circulation direction by being twisted in a spiral shape; And 상기 튜브(30)의 양단부가 고정됨과 아울러 상기 헤더탱크(10)로부터 열교환매체가 유통되는 분지탱크(20)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기.And a branch tank (20) in which both ends of the tube (30) are fixed and a heat exchange medium flows from the header tank (10). 제 1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 튜브(30) 내부에 유통되는 열교환매체는 공기흐름방향과 대향방향으로 유통되는 것을 특징으로 하는 열교환기.Wherein the heat exchange medium circulated in the tube (30) flows in a direction opposite to an air flow direction. 제 1항에 있어서, The method according to claim 1, 상기 튜브(30)에는 방열수단(32)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.And a heat dissipating means (32) is further formed in the tube (30).
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