KR101564350B1 - 핀리스 축냉 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 핀리스 축냉 열교환기에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 플레이트 타입의 열교환기 구조를 가지되, 튜브 일부에 축냉제가 저장됨으로써 공회전 시, 정지 시, 시동 초기 시 등과 같은 경우에도 효과적으로 냉방이 이루어질 수 있도록 하는, 핀리스 축냉 열교환기를 제공함에 있다.

본 발명의 핀리스 축냉 열교환기는, 외부로 유동되는 공기와 열교환가능하며 열교환매체가 내부 유로(13)를 통하여 유동가능하도록 한 쌍의 플레이트(10)가 상호 결합되어 이루어지는 다수 개의 튜브(11)와, 상기 유로(13)와 연결되며 상기 한 쌍의 플레이트(10)의 상하부에 서로 연통가능하게 설치되는 탱크부(12)와, 상기 튜브(11)가 다수 개 적층된 결합체의 최외곽에 결합되는 엔드플레이트(20) 상에 형성되어 상기 튜브(11)에 열교환매체를 유입 및 배출시키는 유입구(31) 및 배출구(32)를 포함하여 이루어지는 핀리스 축냉 열교환기(100)에 있어서, 상기 핀리스 축냉 열교환기(100)는 상기 엔드플레이트(20) 상에 형성되어 축냉제를 유입시키는 축냉제 유입구(41); 상기 축냉제 유입구(41)와 연통되고, 상기 튜브(11)의 상부, 하부 또는 상하부 중 선택되는 어느 하나의 위치에 형성되며, 서로 연통가능하게 설치되는 축냉제 유통로(42); 내부에 축냉제가 저장되도록 상기 축냉제 유통로(42)와 연결되어 상기 유로(13)와 나란하게 형성되는 축냉제 저장로(43); 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

핀리스, 축냉, 열교환기, 축냉제 저장로, 축냉제 유통로

Description

핀리스 축냉 열교환기 {A Finless Cooling-Storage Heat Exchanger}

본 발명은 핀리스 축냉 열교환기에 관한 것이다.

열교환기는 일반적으로 열교환매체의 유입 및 배출이 이루어지는 한 쌍의 헤더탱크와, 상기 헤더탱크들을 연결하여 열교환매체를 그 내부로 유통시키면서 열교환을 이루어지게 하는 튜브로 구성된다. 도 1은 통상적인 핀-튜브 타입 열교환기를 도시하고 있다. 열교환기(100')는, 내부에 열교환매체가 유동하며, 공기 송풍 방향에 나란하게 일정 간격으로 일렬로 병렬 배치된 복수 개의 튜브(20')와; 유입구(11'a)를 통해 열교환매체가 유입되고 유입된 열교환매체를 상기 복수 개의 튜브(20')에 분배하는 유입헤더탱크(11')와; 상기 튜브(20') 사이에 개재되고 상기 튜브(20') 사이를 흐르는 공기와의 전열면적을 증가시키는 방열핀(30')과; 상기 튜브(20') 내를 이동하는 열교환매체가 모이며, 모여진 열교환매체를 배출구(12'a)를 통해 배출하는 배출헤더탱크(12')로 이루어진다.

일반적으로 상술한 바와 같이 크게 헤더탱크, 튜브 및 방열핀으로 이루어지는 핀-튜브 타입의 열교환기가 널리 사용되어 오고 있다. 그런데, 이러한 핀-튜브 타입의 열교환기에서는 방열핀이 필수 구성요소가 되기 때문에 방열핀에 의한 제조 원가가 상승하고, 중량이 무거워지며, 조립 공수가 많아지는 등의 문제점이 있다.

특히 종래의 핀-튜브 타입 열교환기를 사용하는 경우, 방열핀 부분에 응축수가 발생되어 고일 수 있는데, 이는 열교환기의 열교환성능을 저하시키는 원인이 된다. 또한 이와 같이 고여 있는 습기에 의하여 부품의 부식이 일어날 수 있을 뿐만 아니라, 세균이 번식함으로 인하여 불쾌한 냄새 등이 발생하고 또한 이러한 냄새가 차량 내부로 유입되어 차량 실내 쾌적성을 저하시키는 원인이 되기도 한다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 핀리스(finless) 타입의 열교환기가 제안된 바 있다. 핀리스 타입 열교환기는 상기 핀-튜브 타입 열교환기와 유사하게 헤더탱크와 튜브에 해당하는 구성요소는 가지고 있되 방열핀은 배제되어 있는 구성으로, 핀-튜브 타입 열교환기의 튜브에 해당하는 전열관만으로 열교환을 하는 열교환기로서, 플레이트 적층식, 굴곡 압출 튜브식, 원형 다관식 등 다양한 종류가 있다.

도 2는 종래의 플레이트 적층식 핀리스 타입 열교환기를 도시하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 플레이트 적층식 핀리스 타입 열교환기(100'')는, 외부로 유동되는 공기와 열교환가능하며 열교환매체가 내부 유로(13'')를 통하여 유동가능하도록 한 쌍의 플레이트(10'')가 상호 결합되어 이루어지는 다수 개의 튜브(11'')와, 상기 유로(13'')와 연결되며 상기 한 쌍의 플레이트(10'')의 상하부에 서로 연통가능하게 설치되는 탱크부(12'')와, 상기 튜브(11'')가 다수 개 적층된 결합체의 최외곽에 결합되는 엔드플레이트(20'') 상에 형성되어 상기 튜브(11'')에 열교환매체를 유입 및 배출시키는 유입구(31'') 및 배출구(32'')를 포함하여 이루어진다. 도 2(B)는 상기 종래의 플레이트 적층식 핀리스 타입 열교환기(100'')의 단면도를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이 상기 플레이트(10'') 한 쌍이 상호 결합되어 하나의 튜브(11'')를 형성하며, 상기 플레이트(10'') 상에 형성된 유로(13'')를 통해 열교환매체가 유통되게 된다.

한편, 차량의 운전 중 공회전 상태(idle), 정지 시 등과 같은 경우, 차량 내 공조 장치의 냉각 성능이 평상 주행 시와 비교하여 떨어지게 된다. 따라서 이러한 경우 차량 내 공기의 냉각을 위하여 별도의 동력원으로 압축기 및 송풍팬 등을 구동하도록 하는 경우가 많은데, 이에 따라 배터리의 전력 소모 등이 발생하며 결과적으로 전체적인 차량 연비를 떨어뜨리는 원인이 될 수 있다.

핀리스 열교환기의 경우, 방열핀이 존재하지 않기 때문에 이러한 경우 방열핀에 응축수가 고임으로써 냄새 발생 및 이에 따른 차량 내 쾌적성 저하 문제 등에 있어서는 자유로우나, 다음과 같은 문제점을 가지고 있다. 즉, 튜브-핀 타입 열교환기에 비하여 외부 공기와의 열교환 면적이 적기 때문에, 공회전 상태, 정지 시 등과 같은 경우 더욱 냉각 성능의 저하 영향이 증가하게 된다. 따라서 차량 내의 냉방이 효과적으로 이루어지지 못하게 되며 이에 따라 차량 내 쾌적성 저하 문제가 다시 발생하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 플레이트 타입의 열교환기 구조를 가지되, 튜브 일부에 축냉제가 저장됨으로써 공회전 시, 정지 시, 시동 초기 시 등과 같은 경우에도 효과적으로 냉방이 이루어질 수 있도록 하는, 핀리스 축냉 열교환기를 제공함에 있다. 본 발명의 다른 목적은, 튜브들 사이에 개재되던 외부 방열핀을 생략한 구조를 취하는 대신 튜브를 형성하는 외부 표면에 공기 유동 방향으로 요철을 구성함으로써 방열핀의 역할을 겸하게 함으로써, 열교환성능을 유지함과 동시에 응축수의 배수를 원활하게 하고 이에 따라 냄새 발생 등의 문제를 원천적으로 차단하는, 핀리스 축냉 열교환기를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 핀리스 축냉 열교환기는, 외부로 유동되는 공기와 열교환가능하며 열교환매체가 내부 유로(13)를 통하여 유동가능하도록 한 쌍의 플레이트(10)가 상호 결합되어 이루어지는 다수 개의 튜브(11)와, 상기 유로(13)와 연결되며 상기 한 쌍의 플레이트(10)의 상하부에 서로 연통가능하게 설치되는 탱크부(12)와, 상기 튜브(11)가 다수 개 적층된 결합체의 최외곽에 결합되는 엔드플레이트(20) 상에 형성되어 상기 튜브(11)에 열교환매체를 유입 및 배출시키는 유입구(31) 및 배출구(32)를 포함하여 이루어지는 핀리스 축냉 열교환기(100)에 있어서, 상기 핀리스 축냉 열교환기(100)는 상기 엔드플레이트(20) 상에 형성되어 축냉제를 유입시키는 축냉제 유입구(41); 상기 축냉제 유입구(41)와 연통되고, 상기 튜브(11)의 상부, 하부 또는 상하부 중 선택되는 어느 하나의 위치에 형성되며, 서로 연통가능하게 설치되는 축냉제 유통로(42); 내부에 축냉제가 저장되도록 상기 축냉제 유통로(42)와 연결되어 상기 유로(13)와 나란하게 형성되는 축냉제 저장로(43); 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 튜브(11)는 하나의 튜브(11)를 구성하는 한 쌍의 플레이트(10)가 서로 마주보는 방향으로 동일한 대칭 형상을 이루며, 유로(13)들이 서로 어긋나게 배치되어 공기가 지그재그로 유동하도록 2종의 튜브(11)가 복수 개 교차 배열되는 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 튜브(11)는 하나의 튜브(11)를 구성하는 한 쌍의 플레이트(10)가 서로 마주보는 방향에서 유로(13) 또는 축냉제 저장로(43)를 형성하는 요부들이 서로 어긋나게 배치되는 형상을 이루는 단일종의 튜브(11)가 복수 개 배열되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 축냉제 저장로(43)는 상기 유로(13)와 동일한 형상으로 형성되거나 또는 상기 유로(13)보다 넓은 폭을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 축냉제 저장로(43)는 상기 튜브(11)의 중앙에 형성되거나, 공기 유동 상류 방향에 형성되거나, 공기 유동 하류 방향에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 튜브(11)는 일측 플레이트에 형성된 요부는 냉매가 유동하여 상기 유로(13)를 형성하고 타측 플레이트에 형성된 요부는 축냉제가 저장되어 상기 축냉제 저장로(43)를 형성하도록, 한 쌍의 상기 플레이트(10) 사이에 개재되는 구획 플레이트(55)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 핀리스 축냉 열교환기(100)는 냉매가 유동하는 상기 유로(13)만이 형성된 튜브(11)와 축냉제가 저장되는 상기 축냉제 저장로(43)만이 형성된 축냉 튜브(50)가 적어도 1열 이상 교번하여 배열되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 축냉제 유입구(41)는 용이하게 개폐가 가능하도록 뚜껑을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 튜브 일부에 축냉제가 저장됨으로써 공회전 시, 정지 시, 시동 초기 시 등과 같은 경우에도 효과적으로 냉방이 이루어질 수 있게 되는 효과가 있으며, 따라서 차량 내 냉방 효과 및 쾌적성이 차량의 주행 상태와 관계없이 일정 정도로 유지될 수 있게 되는 효과가 있다. 또한 본 발명의 경우 종래의 핀-튜브 타입 열교환기에서 튜브들 사이에 개재되던 외부 방열핀을 생략한 구조를 취하는 대신 튜브를 형성하는 외부 표면에 공기 유동 방향으로 요철을 구성함으로써 방열핀의 역할을 겸하게 함으로써, 열교환성능을 유지함과 동시에 응축수의 배수를 원활하게 하는 효과가 있다. 또한 이와 같이 열교환기의 구조에서 방열핀이 생략됨에 따라, 응축수가 고임으로써 부품의 부식 문제점, 세균 번식으로 인한 냄새 발생 등과 같은 문제점이 원천적으로 제거되는 효과가 있으며, 따라서 제품의 내구성 향 상 및 차량 내 쾌적성 증대 효과 또한 얻을 수 있다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 핀리스 축냉 열교환기를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 핀리스 축냉 열교환기의 분해 사시도이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 핀리스 축냉 열교환기(100)는, 기본적으로는 기존의 축냉 열교환기와 마찬가지로, 외부로 유동되는 공기와 열교환가능하며 열교환매체가 내부 유로(13)를 통하여 유동가능하도록 한 쌍의 플레이트(10)가 상호 결합되어 이루어지는 다수 개의 튜브(11)와, 상기 유로(13)와 연결되며 상기 한 쌍의 플레이트(10)의 상하부에 서로 연통가능하게 설치되는 탱크부(12)와, 상기 튜브(11)가 다수 개 적층된 결합체의 최외곽에 결합되는 엔드플레이트(20) 상에 형성되어 상기 튜브(11)에 열교환매체를 유입 및 배출시키는 유입구(31) 및 배출구(32)를 포함하여 이루어지며, 여기에 축냉제 유입구(41), 축냉제 유통로(42) 및 축냉제 저장로(43)를 더 포함하여 이루어진다.

상기 축냉제 유입구(41)는 상기 엔드플레이트(20) 상에 형성되어 축냉제를 유입시키게 되며, 도시된 바와 같이 냉매가 유입 또는 배출되는 유입구(31) 및 배출구(32)와 유사한 형태로 형성될 수 있다. 상기 축냉제 유입구(41)로 유입된 축냉제는 상기 축냉제 유통로(42)를 통해 각 축냉제 저장로(43)로 유입되게 되며, 적절 한 양이 채워지게 되면 상기 축냉제 유입구(41)가 폐쇄되어 상기 축냉제 유통로(42) 및 상기 축낼제 저장로(43)에 축냉제가 저장되어 있게 된다. 또한, 축냉제를 교환하거나 보충하여야 하는 경우가 있을 수 있으므로 상기 축냉제 유입구(41)는 뚜껑과 같은 구조물에 의하여 용이하게 개폐 가능하도록 형성되는 것이 바람직하다.

상기 축냉제 유통로(42)는 상기 축냉제 유입구(41)와 연통되고, 상기 튜브(11)의 상부, 하부 또는 상하부 중 선택되는 어느 하나의 위치에 형성되며, 서로 연통가능하게 설치된다. 즉 상기 축냉제 유통로(42)는, 냉매가 상기 핀리스 축냉 열교환기(100) 내부 전체에 걸쳐 순환 가능하도록 형성된 구조인 상기 탱크부(12)와 유사한 형태로 형성되는 것이다. 냉매와 축냉제가 혼합되어서는 안되기 때문에, 상기 축냉제 유통로(42) 및 상기 탱크부(12)는 완전히 독립적으로 분리되어 형성되어야 한다.

상기 축냉제 저장로(43)는 내부에 축냉제가 저장되도록 상기 축냉제 유통로(42)와 연결되어 상기 유로(13)와 나란하게 형성된다. 즉 상기 축냉제 저장로(43)는, 내부의 냉매가 외부 공기 유동과 열교환을 일으킬 수 있도록 높이 방향으로 배열되는 상기 튜브(11)와 유사한 형태로 형성되게 된다. 요약하자면, 상기 축냉제 유통로(42)는 상기 탱크부(12)와, 상기 축냉제 저장로(43)는 상기 튜브(11)와 각각 대응되어, 서로 비슷한 형태로 형성되는 것이다. 물론 상기 축냉제 저장로(43) 역시 냉매가 유통하는 부분인 상기 튜브(11) 또는 상기 탱크부(12)와는 연통되지 않는, 완전히 독립적으로 분리된 형태로 형성되어야 한다.

도 3에서는 상기 유입구(31) 및 상기 배출구(32)가 상기 엔드플레이트(20) 중 일측의 상부에 몰려 구비되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 물론 이는 상기 핀리스 축냉 열교환기(100)의 유로 설계에 따라 그 위치가 변경될 수 있다. 이와 마찬가지로, 도 3에서는 상기 축냉제 유입구(41)가 상기 유입구(31) 및 상기 배출구(32)가 구비된 상기 엔드플레이트(20)의 하부 중앙에 구비되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 상기 축냉제 유통로(42) 및 상기 축냉제 저장로(43)의 형태나 설계 조건 등에 따라 그 위치는 적절하게 변경될 수 있다.

도 4a 내지 도 4m은 상기 축냉제 유통로(42) 및 상기 축냉제 저장로(43)의 여러 실시예들을 도시하고 있다. 도 4a 내지 도 4m의 각 (A)는 도 3에서의 A-A' 단면도이며, 각 (B) 또는 (C)는 각 튜브를 구성하는 플레이트들을 도시한 것으로, 각 플레이트들은 도면에 도시된 면끼리 마주보며 결합되게 된다.

도 4a의 제1실시예에 대하여 설명한다. 제1실시예에서는 도 4a에 도시된 바와 같은 두 가지 형태의 튜브(11)가 교차 배열되어 이루어지게 된다. 보다 상세히 설명하자면, 도 4a(B)의 좌측 및 우측에 각각 도시된 플레이트(10)들이 서로 마주보게 결합되어 도 4a(A)의 상측에 도시된 튜브(11a-A)를 구성하게 되며, 또한 도 4a(C)의 좌측 및 우측에 각각 도시된 플레이트(10)들이 서로 마주보게 결합되어 도 4a(A)의 하측에 도시된 튜브(11a-B)를 구성하게 된다. 제1실시예에서는 각 튜브(11a-A, 11a-B)를 형성하는 각 플레이트(10)들이 서로 똑같은 형태로 형성된다.

이와 같은 제1실시예에서, 상기 축냉제 저장로(43)는 상기 튜브(11a)의 중앙에 위치하며, 상기 축냉제 저장로(43)는 상기 유로(13)와 동일한 폭과 높이를 가진다. 또한, 도 4a(A)의 상측 또는 도 4a(B)에 도시된 튜브(11a-A)와, 도 4a(A)의 하측 또는 도 4a(C)에 도시된 튜브(11a-B)는 서로 유로(13) 및 축냉제 저장로(43)가 어긋난 위치에 배치되어, 그 사이를 유동하는 공기가 지그재그 형태로 진행하도록 하는 형태의 유동 경로를 형성한다.

도 4b의 제2실시예에 대하여 설명한다. 제2실시예에서는 도 4b에 도시된 바와 같은 두 가지 형태의 튜브(11)가 교차 배열되어 이루어지게 된다. 보다 상세히 설명하자면, 도 4b(B)의 좌측 및 우측에 각각 도시된 플레이트(10)들이 서로 마주보게 결합되어 도 4b(A)의 상측에 도시된 튜브(11b-A)를 구성하게 되며, 또한 도 4b(C)의 좌측 및 우측에 각각 도시된 플레이트(10)들이 서로 마주보게 결합되어 도 4b(A)의 하측에 도시된 튜브(11b-B)를 구성하게 된다. 제2실시예에서는 각 튜브(11b-A, 11b-B)를 형성하는 각 플레이트(10)들이 튜브의 유로(13) 부분에서는 서로 똑같은 형태로 형성된다.

이와 같은 제2실시예에서, 상기 축냉제 저장로(43)는 상기 튜브(11b)의 중앙에 위치하되, 상기 축냉제 저장로(43)는 각 플레이트(10)들이 서로 마주보는 방향으로 대칭으로 형성되지 않고, 일측 플레이트(10)에는 요부가 형성되고 타측 플레이트(10)는 요부가 형성되지 않는 평면 형상으로 되어, 두 플레이트(10)가 결합되었을 때 일측 플레이트의 요부 부분이 상기 축냉제 저장로(43)를 형성하게 된다. 따라서 제2실시예에서의 축냉제 저장로(43)는 상기 유로(13)의 높이의 1/2의 높이를 가지게 되며, 그 대신 폭은 상기 유로(13)보다 좀더 넓게 형성된다.

도 4b(A)의 상측 또는 도 4b(B)에 도시된 튜브(11b-A)와, 도 4b(A)의 하측 또는 도 4b(C)에 도시된 튜브(11b-B)는 서로 유로(13)가 어긋난 위치에 배치되어, 그 사이를 유동하는 공기가 유로(13)들이 형성된 부분에서는 지그재그 형태로 진행하도록 하는 형태의 유동 경로를 형성한다. 상기 축냉제 저장로(43)가 양측으로 형성될 경우 상기 축냉제 저장로(43)들끼리 서로 만나게 되어 공기가 유동하지 못하거나, 튜브(11b)들 간의 간격을 넓혀야만 하게 되어 열교환성능의 저하를 유발할 수 있게 되는 바, 제2실시예에서는 공기의 원활한 유동을 위하여 상기 축냉제 저장로(43)를 형성하는 플레이트(10)의 각 부가 대칭이 아닌 형상(일측은 요부, 타측은 평면)으로 형성되어야 하는 것이다.

도 4c의 제3실시예에 대하여 설명한다. 제3실시예에서는 도 4c에 도시된 바와 같은 두 가지 형태의 튜브(11)가 교차 배열되어 이루어지게 된다. 보다 상세히 설명하자면, 도 4c(B)의 좌측 및 우측에 각각 도시된 플레이트(10)들이 서로 마주보게 결합되어 도 4c(A)의 상측에 도시된 튜브(11c-A)를 구성하게 되며, 또한 도 4c(C)의 좌측 및 우측에 각각 도시된 플레이트(10)들이 서로 마주보게 결합되어 도 4c(A)의 하측에 도시된 튜브(11c-B)를 구성하게 된다. 제3실시예에서는 각 튜브(11c-A, 11c-B)를 형성하는 각 플레이트(10)들이 마주보는 방향으로 서로 똑같은 형태로 형성된다.

이와 같은 제3실시예에서, 상기 축냉제 저장로(43)는 상기 튜브(11c)의 좌측(공기 유동 상류 방향) 또는 우측(공기 유동 하류 방향)에 교차 배치되며, 또한 상기 유로(13)보다 넓은 폭을 가지도록 형성된다. 또한, 도 4c(A)의 상측 또는 도 4c(B)에 도시된 튜브(11c-A)와, 도 4c(A)의 하측 또는 도 4c(C)에 도시된 튜브(11c-B)는 서로 유로(13) 및 축냉제 저장로(43)가 어긋난 위치에 배치되어, 그 사이를 유동하는 공기가 지그재그 형태로 진행하도록 하는 형태의 유동 경로를 형성한다.

도 4d의 제4실시예 및 도 4e의 제4실시예에 대하여 설명한다. 제4실시예/제5실시예에서는 도 4d/도 4e에 도시된 바와 같은 두 가지 형태의 튜브(11)가 교차 배열되어 이루어지게 된다. 보다 상세히 설명하자면, 도 4d(B)의 좌측 및 우측에 각각 도시된 플레이트(10)들이 서로 마주보게 결합되어 도 4d(A)의 상측에 도시된 튜브(11d-A)를 구성하게 되며, 또한 도 4d(C)의 좌측 및 우측에 각각 도시된 플레이트(10)들이 서로 마주보게 결합되어 도 4d(A)의 하측에 도시된 튜브(11d-B)를 구성하게 된다. 제4실시예에서는 각 튜브(11d-A, 11d-B)를 형성하는 각 플레이트(10)들이 서로 똑같은 형태로 형성된다. 제5실시예도 이와 마찬가지이다.

이와 같은 제4실시예 및 제5실시예에서, 상기 축냉제 저장로(43)는 상기 튜브(11d)의 우측(공기 유동 하류 방향)에 위치하거나(제4실시예), 또는 상기 튜브(11e)의 좌측(공기 유동 상류 방향)에 위치하며(제5실시예), 또한 상기 축냉제 저장로(43)는 상기 유로(13)와 동일한 폭과 높이를 가진다. 즉 제4실시예 및 제5실 시예에서는 상기 축냉제 저장로(43)가 공기 유동 상류 방향 또는 하류 방향 일측으로 치우쳐 형성되는 것으로, 상기 핀리스 축냉 열교환기(100)가 어떤 열교환기로서 사용되는지에 따라 유리한 쪽을 선택할 수 있다.

또한, 도 4d(A)의 상측 또는 도 4d(B)에 도시된 튜브(11d-A)와, 도 4d(A)의 하측 또는 도 4d(C)에 도시된 튜브(11d-B)는 서로 유로(13) 및 축냉제 저장로(43)가 어긋난 위치에 배치되어, 그 사이를 유동하는 공기가 지그재그 형태로 진행하도록 하는 형태의 유동 경로를 형성한다. 제5실시예에서도 마찬가지이다.

상기 제1실시예 내지 제5실시예는, 하나의 튜브(11)를 구성하는 한 쌍의 플레이트(10)가 서로 마주보는 방향으로 동일한 대칭 형상을 이루며, 유로(13)들이 서로 어긋나게 배치되어 공기가 지그재그로 유동하도록 2종의 튜브(11)가 복수 개 교차 배열되는 경우에서의 축냉제 저장부 형상의 실시예들이다.

이하 제6실시예 내지 제9실시예는 이와는 달리, 하나의 튜브(11)를 구성하는 한 쌍의 플레이트(10)가 서로 마주보는 방향에서 (유로(13) 또는 축냉제 저장로(43)를 형성하는) 요부들이 서로 어긋나게 배치되는 형상을 이루는 단일종의 튜브(11)가 복수 개 배열되는 경우에서의 축냉제 저장부 형상의 실시예들이다. 상기 튜브(11)에 대하여 보다 상세히 설명하자면, 일측 플레이트의 요부 형성 부분과 타측 플레이트의 평면 부분이 마주보며 결합되게 됨으로써 일측 플레이트의 요부 형성 부분만으로 유로(13) 또는 축냉제 저장로(43)가 형성되게 된다.

도 4f의 제6실시예에 대하여 설명한다. 제6실시예에서는 도 4f(B)에 도시된 바와 같은 두 가지 형태의 플레이트가 결합되어 이루어지는 튜브들이 배열되어 열교환기 코어를 이루게 된다. 보다 상세히 설명하자면, 도 4f(B)의 좌측 및 우측에 각각 도시된 플레이트(10f-A, 10f-B)들이 서로 마주보게 결합되어 도 4f(A)의 상측에 도시된 튜브(11f)를 구성하게 된다.

이와 같은 제6실시예에서, 상기 축냉제 저장로(43)는 상기 튜브(11f)의 중앙에 위치하며, 상기 축냉제 저장로(43)는 또한 상기 유로(13)보다 넓은 폭을 가지도록 형성된다. 도시된 바와 같이 상기 튜브(11f)의 형상 자체에 의하여, 상기 튜브(11f)들이 배열된 사이를 유동하는 공기가 지그재그 형태로 진행하도록 하는 형태의 유동 경로가 형성되게 된다.

도 4g의 제7실시예 내지 도 4i의 제9실시예에 대하여 설명한다. 각 실시예에서, 제6실시예에서와 마찬가지로 두 가지 형태의 플레이트가 결합되어 이루어지는 튜브들이 배열되어 열교환기 코어를 이루게 된다.

제7실시예 내지 제9실시예에서, 상기 축냉제 저장로(43)는 상기 유로(13)와 동일한 폭과 높이를 가진다. 또한 제7실시예에서는 상기 축냉제 저장로(43)가 상기 튜브(11f)의 중앙에 위치하며, 제8실시예에서는 상기 축냉제 저장로(43)가 상기 튜브(11f)의 좌측(공기 유동 상류 방향)에 위치하고, 제9실시예에서는 상기 축냉제 저장로(43)가 상기 튜브(11f)의 우측(공기 유동 하류 방향)에 위치한다. 도시된 바와 같이 상기 튜브(11f)의 형상 자체에 의하여, 상기 튜브(11f)들이 배열된 사이를 유동하는 공기가 지그재그 형태로 진행하도록 하는 형태의 유동 경로가 형성되게 된다.

상기 제1실시예 내지 제9실시예에서는 모든 튜브(11)에 유로(13) 및 축냉제 저장로(43)가 형성되어 있으나, 이하의 제10실시예 및 제11실시예에서는 냉매만 유동하는 튜브(11)와 축냉제만 저장되는 축냉튜브(51)가 1열 이상 교번하여 배열된다. 즉 튜브(11)와 축냉튜브(51)가 교대로 배열될 수도 있고, 튜브(11) 다수 개당 축냉튜브(51) 1개가 배열될 수도 있는 등과 같이 배열되는 것이다. 축냉튜브(51)를 구성하는 플레이트는 이하에서 축냉튜브 플레이트라고 칭한다.

도 4j는 제10실시예를, 도 4k는 제11실시예를 도시하고 있다. 도 4j의 제10실시예는 하나의 튜브(11)를 구성하는 한 쌍의 플레이트(10)가 서로 마주보는 방향에서 (유로(13) 또는 축냉제 저장로(43)를 형성하는) 요부들이 서로 어긋나게 배치되는 형상을 이루는 단일종의 튜브(11)가 복수 개 배열되는 경우이며, 도 4k의 제11실시예는 하나의 튜브(11)를 구성하는 한 쌍의 플레이트(10)가 서로 마주보는 방향으로 동일한 대칭 형상을 이루며, 유로(13)들이 서로 어긋나게 배치되어 공기가 지그재그로 유동하도록 2종의 튜브(11)가 복수 개 교차 배열되는 경우이다.

두 실시예 모두에서 보이듯, 각 축냉튜브(51)에서는 축냉제 저장로(43)들이 튜브(11) 내를 유동하는 냉매와 섞이지 않으면서도 서로 연통되는 경로로 형성되게 되며, 이에 따라 각 튜브(11)에서는 유로(13)들이 U-플로우를 형성하는 형태로 형성되게 된다.

상기 제1실시예 내지 제11실시예에서는 하나의 튜브(11)를 구성함에 있어, 유로(13) 또는 축냉제 저장로(43)를 형성하기 위한 요부가 각각 형성되어 있는 플레이트(10) 2장이 결합된다. 이하의 제12실시예 및 제13실시예에서는, 튜브(11)들은 유로(13) 또는 축냉제 저장로(43)를 형성하기 위한 요부가 각각 형성되어 있는 플레이트(10) 2장에 더불어, 상기 플레이트(10)들 사이에 개재되어 결합되는 구획플레이트(55)가 더 결합되어 이루어지게 되며, 하나의 튜브(11) 안에 상기 구획플레이트(55)를 중심으로 일측에는 냉매가, 타측에는 축냉제가 유입되게 된다.

도 4l은 제12실시예를, 도 4m은 제13실시예를 도시하고 있다. 도 4l의 제12실시예는 하나의 튜브(11)를 구성하는 한 쌍의 플레이트(10)가 서로 마주보는 방향에서 (유로(13) 또는 축냉제 저장로(43)를 형성하는) 요부들이 서로 어긋나게 배치되는 형상을 이루는 단일종의 튜브(11)가 복수 개 배열되는 경우이며, 도 4m의 제13실시예는 하나의 튜브(11)를 구성하는 한 쌍의 플레이트(10)가 서로 마주보는 방향으로 동일한 대칭 형상을 이루며, 유로(13)들이 서로 어긋나게 배치되어 공기가 지그재그로 유동하도록 2종의 튜브(11)가 복수 개 교차 배열되는 경우이다.

두 실시예 모두에서 보이듯, 각 구획플레이트(55)에는 축냉제 저장로(43)들이 튜브(11) 내를 유동하는 냉매와 섞이지 않으면서도 서로 연통될 수 있도록 탱크부(12) 및 축냉제 연통로(42)가 형성되며, 이에 따라 각 튜브(11)에서는 유로(13)들이 U-플로우를 형성하는 형태로 형성되게 된다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

도 1은 종래의 핀-튜브 타입 열교환기의 사시도.

도 2는 종래의 플레이트 타입 열교환기의 분해 사시도.

도 3은 본 발명의 핀리스 축냉 열교환기의 한 실시예의 분해 사시도.

도 4a 내지 도 4m은 본 발명의 핀리스 축냉 열교환기의 여러 실시예.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

100: 핀리스 열교환기

10: 플레이트 11: 튜브

12: 탱크부 13: 유로

20: 엔드플레이트 31: 유입구

32: 배출구 41: 축냉제 유입구

42: 축냉제 유통로 43: 축냉제 저장로

50: 축냉튜브 플레이트 51: 축냉튜브

55: 구획 플레이트

Claims (8)

1. 외부로 유동되는 공기와 열교환가능하며 열교환매체가 내부 유로(13)를 통하여 유동가능하도록 한 쌍의 플레이트(10)가 상호 결합되어 이루어지는 다수 개의 튜브(11)와, 상기 유로(13)와 연결되며 상기 한 쌍의 플레이트(10)의 상하부에 서로 연통가능하게 설치되는 탱크부(12)와, 상기 튜브(11)가 다수 개 적층된 결합체의 최외곽에 결합되는 엔드플레이트(20) 상에 형성되어 상기 튜브(11)에 열교환매체를 유입 및 배출시키는 유입구(31) 및 배출구(32)를 포함하여 이루어지는 핀리스 축냉 열교환기(100)에 있어서,

   상기 핀리스 축냉 열교환기(100)는

   상기 엔드플레이트(20) 상에 형성되어 축냉제를 유입시키는 축냉제 유입구(41);

   상기 축냉제 유입구(41)와 연통되고, 상기 튜브(11)의 상부, 하부 또는 상하부 중 선택되는 어느 하나의 위치에 형성되며, 서로 연통가능하게 설치되는 축냉제 유통로(42);

   내부에 축냉제가 저장되도록 상기 축냉제 유통로(42)와 연결되어 상기 유로(13)와 나란하게 형성되는 축냉제 저장로(43);

   를 더 포함하여 이루어지며,

   상기 튜브(11)는

   일측 플레이트에 형성된 요부는 냉매가 유동하여 상기 유로(13)를 형성하고 타측 플레이트에 형성된 요부는 축냉제가 저장되어 상기 축냉제 저장로(43)를 형성하도록, 한 쌍의 상기 플레이트(10) 사이에 개재되는 구획 플레이트(55)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 핀리스 축냉 열교환기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 튜브(11)는

   하나의 튜브(11)를 구성하는 한 쌍의 플레이트(10)가 서로 마주보는 방향으로 동일한 대칭 형상을 이루며, 유로(13)들이 서로 어긋나게 배치되어 공기가 지그재그로 유동하도록 2종의 튜브(11)가 복수 개 교차 배열되는 것을 특징으로 하는 핀리스 축냉 열교환기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 튜브(11)는

   하나의 튜브(11)를 구성하는 한 쌍의 플레이트(10)가 서로 마주보는 방향에서 유로(13) 또는 축냉제 저장로(43)를 형성하는 요부들이 서로 어긋나게 배치되는 형상을 이루는 단일종의 튜브(11)가 복수 개 배열되는 것을 특징으로 하는 핀리스 축냉 열교환기.
4. 제 1항에 있어서, 상기 축냉제 저장로(43)는

   상기 유로(13)와 동일한 형상으로 형성되거나 또는 상기 유로(13)보다 넓은 폭을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 핀리스 축냉 열교환기.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서, 상기 축냉제 유입구(41)는

   용이하게 개폐가 가능하도록 뚜껑을 구비하는 것을 특징으로 하는 핀리스 축냉 열교환기.

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