KR102018855B1 - Internal heat exchanger - Google Patents

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KR102018855B1
KR102018855B1 KR1020137019985A KR20137019985A KR102018855B1 KR 102018855 B1 KR102018855 B1 KR 102018855B1 KR 1020137019985 A KR1020137019985 A KR 1020137019985A KR 20137019985 A KR20137019985 A KR 20137019985A KR 102018855 B1 KR102018855 B1 KR 102018855B1
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니크힐 바시
유진 에이. 디아네티
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콘티테크 퀴너 게엠베하 운트 체이에. 카게
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Abstract

본 발명은 내측 유로를 형성하고 입구와 출구를 구비한 내측 튜브; 내측 튜브의 적어도 일부를 반경방향으로 둘러싸고 내측 튜브로부터 반경방향 외측으로 이격되어 환형 공간을 형성하는 외측 튜브; 및 내측 튜브 주변에 권선되고 상기 공간에 배치된 열 전도성 나선형 요소를 포함하는 열교환기를 제공하고, 나선형 요소는 내측 튜브 및 외측 튜브와 함께 상기 공간을 관통하는 나선형 유로를 형성하고, 나선형 유로는 외측 튜브의 입구 및 출구와 유체 연통하고, 외측 튜브는 나선형 요소로부터 열적으로 분리된다. 본 발명은 외측 튜브를 내측 튜브에 연결하는 이음 고리들을 더 제공한다.The present invention forms an inner passage and includes an inner tube having an inlet and an outlet; An outer tube that radially surrounds at least a portion of the inner tube and is spaced radially outward from the inner tube to form an annular space; And a thermally conductive spiral element wound around the inner tube and disposed in the space, the spiral element together with the inner tube and the outer tube forming a spiral flow path through the space, wherein the spiral flow path is the outer tube. In fluid communication with the inlet and outlet of the outer tube, the outer tube is thermally separated from the helical element. The invention further provides joint rings connecting the outer tube to the inner tube.

Description

내부 열교환기{INTERNAL HEAT EXCHANGER}Internal Heat Exchanger {INTERNAL HEAT EXCHANGER}

이 출원은 2010년 12월 29일에 출원된 미국 가출원 61/427,822의 우선권의 이점을 주장하고, 이에 따라 상기 가출원이 참조로서 여기에 포함된다.
This application claims the benefit of priority of US provisional application 61 / 427,822, filed December 29, 2010, which is hereby incorporated by reference.

본 발명은 내부 열교환기, 더 구체적으로는 자동차에 적용하기 위한 이중 파이프 내부 열교환기에 관한 것으로서, 파이프들은 나선형의 외측 유체 통로를 제공하는 스프링 또는 나선형 요소에 의해 분리된다.
The present invention relates to an internal heat exchanger, more particularly a double pipe internal heat exchanger for application in motor vehicles, wherein the pipes are separated by springs or helical elements that provide a helical outer fluid passage.

열교환기는 보통, 예를 들면 이산화탄소 공기 조화기 형태로, 예를 들면 자동차에 사용될 수 있는 공기 조화기에 사용된다. 내부 열교환기는 고압측의 냉매로부터 저압측의 냉매로 열을 전달하는 역할을 하고, 이에 의해 소위 성적 계수, 즉 공기 조화기의 냉동 용량과 입력 전력의 비가 상당히 증가한다.
Heat exchangers are usually used in air conditioners, for example in the form of carbon dioxide air conditioners, which can be used in motor vehicles, for example. The internal heat exchanger serves to transfer heat from the refrigerant on the high pressure side to the refrigerant on the low pressure side, whereby the so-called coefficient of performance, i.e. the ratio of the refrigeration capacity of the air conditioner and the input power, is significantly increased.

효율 및 성능의 개선은 액체 냉매가 흡입 튜브의 외측 주변을 흐르는 동축 열교환기의 사용을 통해 달성될 수 있다. 열은 액체로부터 액체 라인의 과냉각을 증가시키는 흡입 라인으로 전달된다. 그러나, 공지된 내부 열교환기는 흡입 라인의 짧은 컴팩트한 길이에서 항상 최대한의 열 전달을 할 수 없다.
Improvements in efficiency and performance can be achieved through the use of coaxial heat exchangers in which liquid refrigerant flows around the outside of the suction tube. Heat is transferred from the liquid to the suction line which increases the subcooling of the liquid line. However, known internal heat exchangers are not always capable of maximum heat transfer in the short compact length of the suction line.

본 발명은 내측 유로를 형성하고 입구와 출구를 구비한 내측 튜브; 내측 튜브의 적어도 일부를 반경방향으로 둘러싸고 내측 튜브로부터 반경방향 외측으로 이격되어 환형의 공간을 형성하는 외측 튜브; 및 내측 튜브 주변에 권선되고 상기 공간에 배치된 열 전도성 나선형 요소를 포함하는 열교환기를 제공하고, 나선형 요소는 내측 튜브 및 외측 튜브와 함께 상기 공간을 관통하는 나선형 유로를 형성하고, 나선형 유로는 외측 튜브의 입구 및 출구와 유체 연통되고, 외측 튜브는 나선형 요소와 열적으로 분리된다.
The present invention forms an inner passage and includes an inner tube having an inlet and an outlet; An outer tube that radially surrounds at least a portion of the inner tube and is spaced radially outward from the inner tube to form an annular space; And a thermally conductive spiral element wound around the inner tube and disposed in the space, the spiral element together with the inner tube and the outer tube forming a spiral flow path through the space, wherein the spiral flow path is the outer tube. In fluid communication with the inlet and outlet of the outer tube, the outer tube is thermally separated from the helical element.

외측 튜브는 나선형 요소로부터 반경방향 외측으로 이격되고 바이패스 유로를 형성하여 나선형 요소와 열적으로 분리될 수 있다.
The outer tube may be spaced radially outward from the helical element and form a bypass flow path to thermally separate from the helical element.

바이패스 유로는 바이패스 유로와 나선형 유로를 통과하는 전체 유량의 대략 5% 미만을 수용할 수 있다.
The bypass flow path can accommodate less than about 5% of the total flow through the bypass flow path and the spiral flow path.

바이패스 유로는 바이패스 유로와 나선형 유로를 통과하는 전체 유량의 대략 1% 미만을 수용할 수 있다.
The bypass flow path can accommodate less than approximately 1% of the total flow through the bypass flow path and the spiral flow path.

외측 튜브는 나선형 요소와 외측 튜브 사이에 게재된 절연층에 의해 나선형 요소와 열적으로 분리될 수 있다.
The outer tube can be thermally separated from the spiral element by an insulating layer interposed between the spiral element and the outer tube.

나선형 요소는 내측 튜브와 용접될 수 있다.
The helical element can be welded with the inner tube.

나선형 요소는 예를 들어 스프링 형태일 수 있는 나선형 요소의 고유 탄성에 의해 내측 튜브의 외경부에 대항하여 단단히 유지될 수 있다. 더 구체적으로는, 나선형 요소는 내측 튜브에 조립되어 있지 않을 때(탄성 지지되지 않은 상태) 내측 튜브의 외경보다 작은 내경을 가질 수 있어, 나선형 요소는 내측 튜브 위에서 미끄러지도록 탄성적으로 확장될 수 있고, 그리고 나서 나선형 요소의 탄성이 해제되어 반경방향 내측으로의 편향력(biasing force)에 의해 나선형 요소가 내측 튜브 주변에 수축되어 내측 튜브에 유지된다.The helical element can be held firmly against the outer diameter of the inner tube by the inherent elasticity of the helical element, which may for example be in the form of a spring. More specifically, the helical element can have an inner diameter that is less than the outer diameter of the inner tube when it is not assembled to the inner tube (not elastically supported), so that the helical element can elastically expand to slide over the inner tube and Then the elasticity of the helical element is released and the helical element is contracted around the inner tube and retained in the inner tube by a radially inward biasing force.

나선형 요소는 실질적으로 나선형 요소의 전체 길이에 걸쳐 내측 튜브와 접촉될 수 있다.
The helical element may be in contact with the inner tube over substantially the entire length of the helical element.

외측 튜브의 축방향 단부들은 내측 튜브와 용접될 수 있다.
The axial ends of the outer tube can be welded with the inner tube.

외측 튜브는 외측 튜브의 각각의 축방향 단부들에서 이음 고리들을 통해 내측 튜브와 연결될 수 있다.
The outer tube can be connected with the inner tube via joint rings at respective axial ends of the outer tube.

나선형 요소는 내측 튜브 및 외측 튜브 중 적어도 하나, 바람직하게는 외측 튜브에 대해 축방향으로 자유롭게 이동될 수 있어, 열교환기는 열교환기의 손상없이 그 축방향 길이를 따라 구부러질 수 있다.
The helical element can be freely moved axially with respect to at least one of the inner and outer tubes, preferably the outer tube, so that the heat exchanger can be bent along its axial length without damaging the heat exchanger.

본 발명의 전술한 일반적인 특징들은 개별적으로 또는 집합적으로 본 발명의 다른 양태에 따른 열교환기에 적용될 수 있고, 이 열교환기는 내측 유로를 형성하고 입구와 출구를 구비한 내측 튜브; 내측 튜브의 적어도 일부를 반경방향으로 둘러싸고 내측 튜브로부터 반경방향 외측으로 이격되어 환형 공간을 형성하는 외측 튜브; 및 내측 튜브 주변에 권선되고 상기 공간에 배치된 열 전도성 나선형 요소를 포함하고, 나선형 요소는 내측 튜브를 둘러싸고 내측 튜브 및 외측 튜브와 함께 환형 공간을 관통하는 나선형 유로를 형성하고, 나선형 유로는 외측 튜브의 입구 및 출구와 유체 연통되고, 나선형 요소는 나선형 요소의 대부분의 길이를 따라 내측 튜브와 연속적으로 접촉하고, 나선형 요소는 용접 또는 납땜을 통해 내측 튜브에 일체로 부착되거나, 나선형 요소가 내측 튜브에 단단히 유지되도록 내측 튜브에 탄성적으로 편향된다.
The aforementioned general features of the present invention can be applied individually or collectively to heat exchangers according to another aspect of the present invention, the heat exchanger comprising: an inner tube forming an inner passage and having an inlet and an outlet; An outer tube that radially surrounds at least a portion of the inner tube and is spaced radially outward from the inner tube to form an annular space; And a thermally conductive spiral element wound around the inner tube and disposed in the space, wherein the spiral element forms a spiral flow path surrounding the inner tube and penetrates the annular space with the inner tube and the outer tube, wherein the spiral flow path is the outer tube. In fluid communication with the inlet and outlet of the helical element in continuous contact with the inner tube along most of the length of the helical element, the helical element integrally attached to the inner tube by welding or soldering, or the helical element It is elastically deflected to the inner tube to remain tight.

내측 튜브는 매끄러운 외경 표면을 구비한다.
The inner tube has a smooth outer diameter surface.

외경 표면은 나선형 요소에 의해 둘러싸인 그 길이를 따라 균일한 직경을 갖는다.
The outer diameter surface has a uniform diameter along its length surrounded by the helical element.

본 발명의 전술한 일반적인 특징들은 개별적으로 또는 집합적으로 본 발명의 다른 양태에 따른 열교환기에 적용될 수 있고, 이 열교환기는 내측 유로를 형성하고 입구와 출구를 구비한 내측 튜브; 내측 튜브의 반경방향 외측으로 이격되고 그 안에 환형 공간을 형성하는 중첩 영역에서 내측 튜브의 적어도 일부를 반경방향으로 둘러싸는 외측 튜브; 내측 튜브 주변에 권선되고 중첩 영역의 공간에 배치되는 열 전도성 나선형 요소; 및 외측 튜브의 제 1 축방향 단부에서 외측 튜브를 내측 튜브에 고정하도록 구성되고, 제 1 반경방향 홀을 구비한 제 1 이음 고리를 포함하고, 나선형 요소는 내측 튜브 및 외측 튜브와 함께 중첩 영역의 공간을 관통하는 나선형 유로를 형성하고, 나선형 유로는 제 1 반경방향 홀과 유체 연동된다.
The aforementioned general features of the present invention can be applied individually or collectively to heat exchangers according to another aspect of the present invention, the heat exchanger comprising: an inner tube forming an inner passage and having an inlet and an outlet; An outer tube radially surrounding at least a portion of the inner tube in an overlapping region spaced radially outwardly of the inner tube and forming an annular space therein; A thermally conductive spiral element wound around the inner tube and disposed in the space of the overlap region; And a first joint ring configured to secure the outer tube to the inner tube at the first axial end of the outer tube and having a first radial hole, wherein the helical element, together with the inner tube and the outer tube, of the overlapping region. A helical flow path is formed through the space, and the helical flow path is in fluid communication with the first radial hole.

열교환기는 외측 튜브의 제 2 축방향 단부에서 외측 튜브를 내측 튜브에 고정하도록 구성된 제 2 이음 고리를 더 포함할 수 있고, 제 2 이음 고리는 제2반경방향 홀을 포함하고, 나선형 유로는 제 2 반경방향 홀과 유체 연통된다.
The heat exchanger may further comprise a second joint ring configured to secure the outer tube to the inner tube at the second axial end of the outer tube, the second joint ring including a second radial hole and the helical flow path being the second In fluid communication with the radial hole.

제 1 이음 고리는 내측 튜브의 외경과 실질적으로 동일한 직경을 갖는 중앙 구멍, 제 1 상대 구멍 및 제 2 상대 구멍을 포함할 수 있고, 제 1 상대 구멍은 중앙 구멍과 제 2 상대 구멍의 직경의 중간 직경을 갖고, 제 2 상대 구멍의 직경은 외측 튜브의 외경과 실질적으로 동일하고, 중앙 구멍은 내측 튜브를 수용하고, 제 2 상대 구멍은 그 안에 외측 튜브를 수용한다.
The first joint ring may comprise a central hole, a first mating hole and a second mating hole having a diameter substantially the same as the outer diameter of the inner tube, the first mating hole being the middle of the diameter of the center hole and the second mating hole. Having a diameter, the diameter of the second mating hole is substantially the same as the outer diameter of the outer tube, the central hole receiving the inner tube, and the second mating hole receiving the outer tube therein.

제 1 반경방향 홀은 제 1 상대 구멍에 배치될 수 있다.
The first radial hole can be disposed in the first relative hole.

외측 튜브는 나선형 요소와 열적으로 분리될 수 있다.
The outer tube can be thermally separated from the helical element.

본 발명의 전술한 그리고 다른 특징들은 첨부된 도면들을 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 기술된다.
도 1은 자동차의 공기 조화 시스템의 개략도이고,
도 2는 고스트 라인으로 도시된 외측 튜브와 이음 고리들을 포함하는 본 발명에 따른 열교환기의 사시도이고,
도 3은 열교환기의 부분 단면도이고,
도 3a는 도 3의 확대도이나, 내측 나선형 요소가 외측 튜브와 이격되어 외측 튜브와 비교적 열적으로 격리된 열교환기가 적용된 것을 도시하고,
도 4는 열교환기의 측면도이고,
도 5는 고스트 라인으로 도시된 외측 튜브를 포함하는 본 발명에 따른 다른 열교환기의 사시도이고,
도 6은 도 5의 열교환기의 부분 단면도이고,
도 7은 도 5의 열교환기의 측면도이다.
The foregoing and other features of the present invention are described in more detail below with reference to the accompanying drawings.
1 is a schematic diagram of an air conditioning system of an automobile,
2 is a perspective view of a heat exchanger according to the present invention comprising an outer tube and joint rings shown by a ghost line,
3 is a partial cross-sectional view of a heat exchanger,
FIG. 3A is an enlarged view of FIG. 3, but shows that an inner helical element is spaced apart from the outer tube and a heat exchanger is relatively thermally isolated from the outer tube,
4 is a side view of the heat exchanger,
5 is a perspective view of another heat exchanger according to the present invention including an outer tube shown by a ghost line,
6 is a partial cross-sectional view of the heat exchanger of FIG. 5,
7 is a side view of the heat exchanger of FIG. 5.

본 발명에 따른 열교환기는 많은 적용예들에 이용될 수 있지만, 설명 및 이해의 편의를 위해, 자동차에 이용되는 공기 조화 시스템을 참조하여 여기에 기술될 것이다. 또한, 파이프 및 튜브 등(관 부재)의 용어 사용은 호환 가능하게 사용되고 그 맥락이 다른 것을 요구하지 않는 한 반드시 제한된 정의를 의미하지는 않는다. 또한, "나선형(spiral)" 이라는 용어는 "나선형(helical)" 을 포함하는 경향이 있고, 나선형(helical)과 호환 가능하게 사용된다.
The heat exchanger according to the present invention can be used in many applications, but for convenience of explanation and understanding, it will be described herein with reference to the air conditioning system used in motor vehicles. Also, the use of the terms pipe and tube, etc. (pipe member) is used interchangeably and does not necessarily mean a limited definition unless the context requires otherwise. Also, the term "spiral" tends to include "helical" and is used interchangeably with helical.

도 1은 본 발명의 양태들에 따라 사용될 수 있는 예시적인 공기 조화 시스템(100)의 개략도이다. 차량은 그 안에 엔진(10)을 유지하는 엔진 룸(1) 및 대시 패널(3)에 의해 엔진 룸(1)과 분리된 객실(2)을 구비할 수 있다. 공기 조화 시스템(100)은 팽창 밸브(131)와 증발기(141)를 포함하는 냉매 사이클 장치(100A) 및 내부 유닛(100B)을 구비할 수 있다. (보통 팽창 밸브(131)와 증발기(141)를 제외한) 냉매 사이클 장치(100A)의 부품들은 엔진 룸(1)의 미리 정해진 장착 공간에 배치될 수 있다. 내부 유닛(100B)은 객실(2)에 위치된 계기판에 배열될 수 있다.
1 is a schematic diagram of an exemplary air conditioning system 100 that may be used in accordance with aspects of the present invention. The vehicle may have an engine room 1 holding the engine 10 therein and a cabin 2 separated from the engine room 1 by a dash panel 3. The air conditioning system 100 may include a refrigerant cycle device 100A including an expansion valve 131 and an evaporator 141 and an internal unit 100B. The components of the refrigerant cycle apparatus 100A (usually excluding the expansion valve 131 and the evaporator 141) may be arranged in a predetermined mounting space of the engine room 1. The interior unit 100B may be arranged in an instrument panel located in the cabin 2.

내부 유닛(100B)은 송풍기(102), 증발기(141), 히터(103) 및 내부 유닛(100B)의 부품들을 수용하는 공기 조화기 케이스(101)를 포함할 수 있다. 송풍기(102)는 선택적으로 외측 공기 또는 내측 공기를 받아들여 증발기(141)와 히터(103)로 공기를 보낸다. 증발기(141)는 냉매 사이클에 이용되는 냉매를 증발시켜 공기가 냉각되도록 증발된 냉매가 공기의 기화 잠열을 흡수하게 하는 냉각 열교환기이다. 히터(103)는 객실(2)로 송풍될 공기를 가열하기 위한 열원으로서의 엔진(10)을 냉각시키기 위한 뜨거운 물(예를 들면, 엔진 냉각수)을 이용할 수 있다.
The inner unit 100B may include an air conditioner case 101 that houses a blower 102, an evaporator 141, a heater 103, and components of the inner unit 100B. Blower 102 optionally receives outside air or inside air to send air to evaporator 141 and heater 103. The evaporator 141 is a cooling heat exchanger for evaporating the refrigerant used in the refrigerant cycle to absorb the latent heat of vaporization of the refrigerant so that the air is cooled. The heater 103 may use hot water (eg, engine coolant) for cooling the engine 10 as a heat source for heating air to be blown into the cabin 2.

공기 혼합 도어(104)는 공기 조화기 케이스(101) 안에서 히터(103) 근처에 배치될 수 있다. 공기 혼합 도어(104)는 원하는 온도를 갖는 공기가 객실(2)로 전달되도록 증발기(141)에 의해 냉각된 차가운 공기와 히터(103)에 의해 가열된 뜨거운 공기 사이의 혼합비를 조절하기 위해 작동될 수 있다.
The air mixing door 104 may be disposed near the heater 103 in the air conditioner case 101. The air mixing door 104 may be operated to adjust the mixing ratio between the cold air cooled by the evaporator 141 and the hot air heated by the heater 103 so that air having a desired temperature is delivered to the cabin 2. Can be.

냉매 사이클 장치(100A)는 압축기(110), 응축기(120), 팽창 밸브(131) 및 증발기(141)를 포함할 수 있다. 튜브들(150)은 폐쇄 회로를 형성하기 위해 냉매 사이클 장치(100A)의 이 부품들을 연결할 수 있다. 본 발명의 적어도 하나의 이중 벽 튜브(160)가 튜브들(150)에 배치될 수 있다. 응축기(120)(예를 들면, 냉매 라디에이터, 가스 쿨러 등)는 고압 고온의 냉매를 냉각하는 고압 열교환기로서 역할을 한다. 증발기(141)는 저압 열교환기로서 역할을 하고 그 안을 통과하는 공기를 냉각시키기 위해 배치될 수 있다. 팽창 밸브(131)는 스로틀 또는 이젝터와 같은 감압기이다.
The refrigerant cycle device 100A may include a compressor 110, a condenser 120, an expansion valve 131, and an evaporator 141. The tubes 150 may connect these parts of the refrigerant cycle apparatus 100A to form a closed circuit. At least one double wall tube 160 of the present invention may be disposed in the tubes 150. Condenser 120 (eg, refrigerant radiator, gas cooler, etc.) serves as a high pressure heat exchanger for cooling the high pressure and high temperature refrigerant. The evaporator 141 may be arranged to serve as a low pressure heat exchanger and cool the air passing through it. Expansion valve 131 is a pressure reducer such as a throttle or ejector.

도시된 예에서, 압축기(110)는 저압의 냉매를 압축하여 냉매 사이클 장치(100A)에 고온 고압의 냉매를 제공하기 위해 엔진(10)을 통해 구동된다. 풀리(111)는 압축기(110)의 구동 샤프트에 부착된다. 구동 벨트(12)는 풀리(111)와 크랭크샤프트 풀리(11) 사이에 연장되어 엔진(10)을 통해 압축기(110)를 구동한다. 풀리(111)는 전자석 클러치(미도시)를 통해 압축기(110)의 구동 샤프트와 연결된다. 전자석 클러치는 풀리(111)를 압축기(110)의 구동 샤프트와 연결하거나 풀리(111)를 압축기(110)의 구동 샤프트로부터 분리한다. 응축기(120)는 압축기(110)의 배출측에 연결된다. 응축기(120)는 냉매 증기를 액체 냉매로 응축하기 위해 외부 공기를 통해 냉매를 냉각하는 열교환기이다.
In the example shown, the compressor 110 is driven through the engine 10 to compress the low pressure refrigerant to provide the high temperature and high pressure refrigerant to the refrigerant cycle apparatus 100A. The pulley 111 is attached to the drive shaft of the compressor 110. The drive belt 12 extends between the pulley 111 and the crankshaft pulley 11 to drive the compressor 110 through the engine 10. The pulley 111 is connected to the drive shaft of the compressor 110 through an electromagnetic clutch (not shown). The electromagnet clutch connects the pulley 111 with the drive shaft of the compressor 110 or separates the pulley 111 from the drive shaft of the compressor 110. The condenser 120 is connected to the discharge side of the compressor 110. The condenser 120 is a heat exchanger that cools the refrigerant through external air to condense the refrigerant vapor into the liquid refrigerant.

팽창 밸브(131)는 응축기(120)로부터 배출된 냉매의 압력을 감소시키고 냉매를 팽창시킨다. 팽창 밸브(131)는 등엔트로피 상태에서 액체 냉매의 압력을 감소시킬 수 있는 압력 감소 밸브일 수 있다. 내부 유닛(100B)에 포함된 팽창 밸브(131)는 보통 증발기(141) 근처에 배치된다. 팽창 밸브(131)는 가변 오리피스를 구비한 온도 제어식 팽창 밸브일 수 있고, 냉매가 소정의 과열도로 가열되도록 증발기(141)로부터 배출되어 압축기(110)로 흐르는 냉매의 흐름을 제어할 수 있다. 전술한 것처럼, 증발기(141)는 객실로 송풍될 공기를 냉각하기 위한 냉각 열교환기이다. 증발기(141)의 배출측은 압축기(110)의 흡입측과 연결된다.
The expansion valve 131 reduces the pressure of the refrigerant discharged from the condenser 120 and expands the refrigerant. The expansion valve 131 may be a pressure reducing valve capable of reducing the pressure of the liquid refrigerant in an isentropic state. The expansion valve 131 included in the inner unit 100B is usually disposed near the evaporator 141. The expansion valve 131 may be a temperature controlled expansion valve having a variable orifice, and may control the flow of the refrigerant flowing from the evaporator 141 and flowing to the compressor 110 so that the refrigerant is heated to a predetermined superheat. As mentioned above, the evaporator 141 is a cooling heat exchanger for cooling the air to be blown into the cabin. The discharge side of the evaporator 141 is connected to the suction side of the compressor (110).

이중 벽 튜브(160)는 튜브들(150)의 고압 튜브(151)의 일부와 저압 튜브(152)의 일부를 결합하여 형성될 수 있다. 고압 튜브(151)는 응축기(120)와 팽창 밸브(131) 사이에서 연장되어 감압되기 전의 고압 냉매를 운반한다. 저압 튜브(152)는 증발기(141)와 압축기(110) 사이에서 연장되어 감압되고 냉각된 후의 저온 저압 냉매를 운반한다.
The double wall tube 160 may be formed by combining a portion of the high pressure tube 151 of the tubes 150 and a portion of the low pressure tube 152. The high pressure tube 151 extends between the condenser 120 and the expansion valve 131 to carry the high pressure refrigerant before depressurization. The low pressure tube 152 extends between the evaporator 141 and the compressor 110 to carry the low temperature low pressure refrigerant after being decompressed and cooled.

예를 들면, 전술한 공기 조화 시스템이 작동될 때, 다음의 프로세스가 일어날 수 있다: 객실의 승객이 냉각 작동을 위해 공기 조화 시스템(100)을 작동하길 원할 때, 엔진(10)에 의해 압축기(110)가 구동되도록 전자석 클러치가 맞물릴 수 있다. 그리고 나서, 압축기(110)는 증발기(141)로부터 배출된 냉매를 흡입하고, 냉매를 압축시켜, 고온 고압의 냉매를 응축기(120)로 배출한다. 응축기(120)는 고온 고압의 냉매를 실질적으로 완전히 액상인 액체 냉매 상태로 냉각시킨다. 응축기(120)의 액체 냉매는 이중 벽 튜브(160)와 연결된 액체 튜브(164)를 통과하고, 이중 벽 튜브(160)의 내측 튜브(162)와 외측 튜브(161) 사이에 형성된 환형 공간을 통과하여 팽창 밸브(131)로 유입된다. 팽창 밸브(131)는 액체 냉매의 압력을 감소시키고 액체 냉매가 팽창되도록 한다. 증발기(141)는 액체 냉매를 실질적으로 포화된 가스 냉매로 증발시킨다. 증발기(141)에 의해 증발된 냉매는 증발기(141)를 통해 흐르된 공기로부터 열을 흡수하여 객실로 송풍될 공기를 냉각시킨다. 증발기(141)에 의해 증발된 포화된 가스 냉매, 즉 저온 저압 냉매는 흡입 튜브, 내측 튜브(162) 및 흡입 튜브를 통해 압축기(110)로 흐른다.
For example, when the above air conditioning system is activated, the following process may occur: When the passenger in the cabin wants to operate the air conditioning system 100 for cooling operation, the compressor ( The electromagnet clutch may be engaged to drive 110. Then, the compressor 110 sucks the refrigerant discharged from the evaporator 141, compresses the refrigerant, and discharges the high temperature and high pressure refrigerant to the condenser 120. The condenser 120 cools the high temperature and high pressure refrigerant to a substantially completely liquid liquid state. The liquid refrigerant of the condenser 120 passes through a liquid tube 164 connected with the double wall tube 160 and passes through an annular space formed between the inner tube 162 and the outer tube 161 of the double wall tube 160. Flows into the expansion valve 131. Expansion valve 131 reduces the pressure of the liquid refrigerant and allows the liquid refrigerant to expand. Evaporator 141 evaporates the liquid refrigerant into a substantially saturated gas refrigerant. The refrigerant evaporated by the evaporator 141 absorbs heat from the air flowing through the evaporator 141 to cool the air to be blown to the cabin. The saturated gas refrigerant evaporated by the evaporator 141, ie, the low temperature low pressure refrigerant, flows to the compressor 110 through the suction tube, the inner tube 162 and the suction tube.

열은 이중 벽 튜브(160)를 통해 흐르는 고온 고압의 냉매(예를 들면, 대략 600 Psi 까지)로부터 이중 벽 튜브(160)를 통해 흐르는 저온 저압 냉매로 전달된다. 따라서, 이중 벽 튜브(160)에서, 고온 고압 냉매는 냉각되고, 저온 저압 냉매는 가열된다. 응축기(120)로부터 배출된 액체 냉매는 전형적으로 과냉각되고 그 온도는 액체 냉매가 이중 벽 튜브(160)를 통해 흐르는 동안에 강하된다. 증발기(141)로부터 배출된 포화된 가스 상태의 냉매는 전형적으로 과열도를 갖는 가스 상태의 냉매로 과열된다.
Heat is transferred from the high temperature and high pressure refrigerant (eg, up to approximately 600 Psi) flowing through the double wall tube 160 to the low temperature low pressure refrigerant flowing through the double wall tube 160. Thus, in the double wall tube 160, the high temperature high pressure refrigerant is cooled and the low temperature low pressure refrigerant is heated. The liquid refrigerant discharged from the condenser 120 is typically supercooled and its temperature drops while the liquid refrigerant flows through the double wall tube 160. The saturated gaseous refrigerant discharged from the evaporator 141 is typically superheated with the gaseous refrigerant having a superheat degree.

도 2 및 3을 참조하면, 이중 벽 튜브 열교환기(160)가 본 발명에 따라 도시된다. 도 2에서 외측 튜브(161)는 열교환기의 내부 부품들 또한 보일 수 있도록 고스트 라인들로 도시된다.
2 and 3, a double wall tube heat exchanger 160 is shown in accordance with the present invention. In FIG. 2 the outer tube 161 is shown with ghost lines so that the inner parts of the heat exchanger can also be seen.

나선형으로 권선된 스프링 또는 다른 나선형 요소(170)는 내측 튜브(162) 주변에 권선될 수 있고, 외측 튜브(161)의 내측면과 내측 튜브(162)의 외측면을 따라 유체 흐름(예를 들면, 액체 냉매)을 위한 나선형 통로를 한정한다. 나선형 요소(170)는 내측 튜브와의 열 전도도를 향상시키기 위해 단단히 권선되거나 그렇지 않으면 내측 튜브(162)와 직접 또는 간접적으로 열 접촉될 수 있다. 예를 들면, 내측 튜브(162)의 외측면은 내측 튜브를 감싸는 나선형 요소(170)와의 접촉 면적을 최대화하기 위해 매끄러울 수 있다. 선택적으로, 나선형 요소(170)는 내측 튜브와의 열 전도도를 향상시키기 위해 내측 튜브(162)에 용접될 수 있다. 내측, 외측 및 나선형 요소는 각각 적어도 그 축방향으로 동일한 부분들에 걸쳐서 균일한 직경을 가질 수 있다.
Spirally wound springs or other helical elements 170 may be wound around the inner tube 162 and fluid flow (eg, along the inner side of the outer tube 161 and the outer side of the inner tube 162). , A spiral passage for the liquid refrigerant). The helical element 170 may be tightly wound or otherwise in thermal contact with the inner tube 162 directly or indirectly to improve thermal conductivity with the inner tube. For example, the outer side of the inner tube 162 can be smooth to maximize the area of contact with the spiral element 170 surrounding the inner tube. Optionally, helical element 170 may be welded to inner tube 162 to improve thermal conductivity with the inner tube. The inner, outer and helical elements may each have a uniform diameter over at least the same portions in the axial direction.

언급한 것처럼, 나선형 요소는 예를 들면 스프링 형태일 수 있는 나선형 요소의 고유 탄성에 의해 내측 튜브의 외경부에 대항하여 단단히 유지될 수 있다. 더 구체적으로, 나선형 요소는 내측 튜브에 조립되어 있지 않을 때(탄성 지지되지 않은 상태) 내측 튜브의 외측 직경보다 작은 내측 직경을 가질 수 있어, 나선형 요소는 내측 튜브 위에서 미끄러지도록 탄성적으로 확장될 수 있고, 그리고 나서 나선형 요소의 탄성이 해제되어 반경방향 내측으로의 편향력(biasing force)에 의해 나선형 요소가 내측 튜브 주변에 수축되어 내측 튜브에 유지된다.As mentioned, the helical element can be held firmly against the outer diameter of the inner tube by the inherent elasticity of the helical element, which may for example be in the form of a spring. More specifically, the helical element may have an inner diameter that is less than the outer diameter of the inner tube when it is not assembled to the inner tube (not elastically supported), so that the spiral element may elastically expand to slide over the inner tube. And then the elasticity of the helical element is released and the helical element is contracted around the inner tube and held in the inner tube by a biasing force radially inward.

나선형 요소(170)는 높은 열 전도도를 갖는 재료, 예를 들면 알루미늄과 같은, 예를 들면 금속 재료로 구성될 수 있다. 내측 튜브(162) 및 외측 튜브(161) 또한 열 전도성 재료, 예를 들면 알루미늄과 같은, 예를 들면 금속 재료들로 구성될 수 있다.
Spiral element 170 may be composed of a material having high thermal conductivity, for example a metal material, such as aluminum. Inner tube 162 and outer tube 161 may also be composed of a thermally conductive material, for example metal materials, such as aluminum.

외측 튜브(161)는 입구(180) 및 출구(181)를 구비한다. 입구(180)는 예를 들면 공기 조화 시스템(100)의 응축기(120)에 연결된다. 따라서 액체는 나선형 경로를 따라 나선형 요소(170) 및 내측 튜브(162)의 외측면을 쓸도록 힘을 받는다. 이 유동 경로는 대응되는 크기의 나선형 요소가 없는 이중 벽 열 교환기에 비해 감소된 단면적을 가질 수 있다. 이 감소된 단면적의 유동 경로는 유체 흐름 속도를 증가시키고, 따라서 대류 냉각의 효과를 증가시킨다. 또한, 나선형 유동 경로는, 동일한 양의 물리적 공간을 이용하는 동안, 나선형 요소가 없는 이중 벽 열 교환기에 비해 유동 경로의 길이를 증가시킨다. 유동 경로의 증가된 길이는 또한 열 교환기(160)에서 발생하는 열 전달 효율을 증가시킬 수 있다.
The outer tube 161 has an inlet 180 and an outlet 181. Inlet 180 is connected to, for example, condenser 120 of air conditioning system 100. The liquid is thus forced to sweep the outer surface of the helical element 170 and the inner tube 162 along the helical path. This flow path can have a reduced cross-sectional area compared to a double wall heat exchanger without a spiral element of a corresponding size. This reduced cross-sectional flow path increases the fluid flow rate, thus increasing the effect of convective cooling. The helical flow path also increases the length of the flow path as compared to double wall heat exchangers without helical elements, while using the same amount of physical space. The increased length of the flow path can also increase the heat transfer efficiency that occurs at heat exchanger 160.

나선형 요소(170)는 도 3a에 도시된 것처럼 외측 튜브(161)의 내측면으로부터 열적으로 분리될 수 있다. 이 열적 분리는 예를 들면, 외측 튜브(161)와 나선형 요소(170) 사이의 환형 틈(175)에 의해 달성될 수 있다. 따라서 이 틈은 바이패스 유로를 형성할 수 있다. 바람직하게는, 바이패스 유로는 내측 튜브(162)와 외측 튜브(161) 사이의 전체 유동의 대략 5%보다 작은 부분을 차지할 수 있다. 더 바람직하게는, 바이패스 유로는 내측 튜브(162)와 외측 튜브(161) 사이의 전체 유동의 대략 1%보다 작은 부분을 차지할 수 있다. 이 열적 분리는 예를 들면, 외측 튜브(161)로부터 나선형 요소(70) 및 내측 튜브(162)로의 전도를 방지하는 놀라운 성능을 나타낼 수 있다.
Spiral element 170 may be thermally separated from the inner side of outer tube 161 as shown in FIG. 3A. This thermal separation can be achieved, for example, by the annular gap 175 between the outer tube 161 and the helical element 170. Therefore, this gap can form a bypass flow path. Preferably, the bypass flow path may occupy less than approximately 5% of the total flow between the inner tube 162 and the outer tube 161. More preferably, the bypass flow passage may occupy less than approximately 1% of the total flow between the inner tube 162 and the outer tube 161. This thermal separation can exhibit surprising performance, for example, to prevent conduction from the outer tube 161 to the helical element 70 and the inner tube 162.

대안적으로, 열적 분리는 예를 들면, 절연 재료(185)의 하나 이상의 층을 통해 달성될 수 있다. 절연 재료(185)는 실질적으로 외측 튜브(161)의 내부면 전체를 따라 연장되거나, 나선형 요소만을 따라 연장되거나, 스페이서의 역할을 하도록 외측 튜브의 내부면의 길이를 따라 간헐적으로 배치될 수 있다.
Alternatively, thermal separation can be achieved, for example, via one or more layers of insulating material 185. The insulating material 185 may extend substantially along the entire inner surface of the outer tube 161, extend only along the helical elements, or intermittently along the length of the inner surface of the outer tube to serve as a spacer.

외측 튜브(161)는 예를 들면, 도 2 내지 4에 도시된 것처럼 하나 이상의 단부 이음 고리(190)에 의해 내측 튜브(162)에 간접적으로 부착될 수 있다. 단부 이음 고리(190)는 예를 들면, 내측 튜브(162)의 외측면 주변에 고정하기 위한 크기를 갖는 중앙 구멍(191)을 포함하는 원통형 조각일 수 있다. 단부 이음 고리(190)는 내측 튜브(162)보다 크지만 외측 튜브(161)의 외측면보다는 작은 크기를 갖는 제 1 상대 구멍(또는 상대 싱크)(192)을 더 포함할 수 있다. 마지막으로, 이음 고리(190)는 외측 튜브(161)의 외측면을 고정하기 위한 크기를 갖는 제 2 상대 구멍(193)을 포함할 수 있다. 이음 고리(190)는 이음 고리의 입구 및/또는 출구 및 나선형 유로로서의 역할을 하는 반경방향 홀 또는 통로(195, 196)를 구비할 수 있다. 반경방향 홀은 제 1 상대 구멍(192)에 위치될 수 있다.
The outer tube 161 may be indirectly attached to the inner tube 162 by, for example, one or more end fitting rings 190 as shown in FIGS. End joint ring 190 may be, for example, a cylindrical piece that includes a central hole 191 sized to secure around an outer surface of inner tube 162. End joint ring 190 may further include a first mating hole (or mating sink) 192 that is larger than inner tube 162 but smaller than the outer surface of outer tube 161. Finally, the joint ring 190 may include a second mating hole 193 sized to secure the outer surface of the outer tube 161. The joint ring 190 may have radial holes or passages 195 and 196 that serve as inlets and / or outlets of the joint ring and as spiral passages. The radial hole may be located in the first relative hole 192.

대안적으로, 외측 튜브(161)는 예를 들면, 도 5 내지 7에 도시된 것처럼 스웨이징(swaging) 및/또는 용접에 의해 내측 튜브에 직접 부착될 수 있다. 외측 튜브(161)는 나선형 유로의 입구 및/또는 출구로서의 역할을 하는 제 1 및 제 2 반경방향 홀(197, 198)을 포함할 수 있다.
Alternatively, the outer tube 161 may be attached directly to the inner tube, for example by swaging and / or welding, as shown in FIGS. 5-7. The outer tube 161 may include first and second radial holes 197, 198 that serve as inlets and / or outlets of the helical flow path.

외측 나선형 경로를 통한 흐름이 내측 파이프를 통한 흐름과 동일한 방향인 것으로 도시되고 기술되었지만, 흐름은 반전되어, 그 결과 가스 및 액체 상태의 냉매의 반대방향 흐름이 발생될 수도 있다. 이러한 반대방향 흐름은 일부 경우들에서 바람직할 수 있고, 다른 열 전달 효율을 가져다 줄 수 있다.
Although the flow through the outer helical path is shown and described as being in the same direction as the flow through the inner pipe, the flow may be reversed, resulting in opposite flow of refrigerant in the gas and liquid state. Such reverse flow may be desirable in some cases and may result in other heat transfer efficiencies.

강 또는 구리와 같은 알루미늄 이외의 재료로 구성된 튜브들이 알루미늄으로 구성된 튜브들(161, 162) 대신에 사용될 수 있다.
Tubes made of a material other than aluminum, such as steel or copper, may be used instead of tubes 161 and 162 made of aluminum.

알 수 있는 것처럼, 나선형 요소는 내측 및 외측 튜브들 중 적어도 하나, 특히 외측 튜브에 대해 축방향으로 자유롭게 이동될 수 있어, 열교환기는 열교환기의 손상 없이 그 축방향 길이를 따라 구부러질 수 있다.
As can be seen, the helical element can be freely moved axially relative to at least one of the inner and outer tubes, in particular the outer tube, so that the heat exchanger can be bent along its axial length without damaging the heat exchanger.

본 발명의 이중 벽 튜브(160)가 자동차 공기 조화 시스템(100)의 냉매 사이클 장치(100A)에 이용되는 것을 기술하였지만, 본 발명은 실제 적용에 있어서 이에 제한되지 않는다. 이중 벽 튜브(160)는 실내 공기 조화기에 적합하게 사용될 수 있다. 이중 벽 튜브(160)가 실내 공기 조화기에 사용될 때, 외측 튜브(161) 주변의 대기 온도는 엔진 룸(1)의 공기의 온도보다 낮다. 따라서, 고압 냉매와 저압 냉매 사이의 열전달 조건이 허용될 때, 저압 냉매는 내측 튜브(162)와 외측 튜브(161) 사이의 공간을 통과하도록 설정될 수 있고, 고압 냉매는 내측 튜브(162)의 내부 통로를 통과하도록 설정될 수 있다.
Although the double wall tube 160 of the present invention has been described for use in the refrigerant cycle apparatus 100A of the automotive air conditioning system 100, the present invention is not limited to this in practical applications. The double wall tube 160 can be used suitably for an indoor air conditioner. When the double wall tube 160 is used in an indoor air conditioner, the ambient temperature around the outer tube 161 is lower than the temperature of the air in the engine room 1. Accordingly, when heat transfer conditions between the high pressure refrigerant and the low pressure refrigerant are allowed, the low pressure refrigerant may be set to pass through the space between the inner tube 162 and the outer tube 161, and the high pressure refrigerant may be set in the inner tube 162. It can be set to pass through the inner passage.

이중 벽 튜브(160)을 통해 흐르는 냉매는 냉매 사이클 장치(100A)에 채용된 냉매에 제한되지 않고, 냉매 사이클 장치(100A)에 채용된 냉매의 물리적 특성들과 다른 물리적 특성들을 갖는 냉매가 사용될 수 있다. 예를 들면, 다른 방향들로 흐르는 냉매, 각각 다른 온도를 갖는 냉매들 또는 각각 다른 압력을 갖는 냉매들이 조합되어 사용될 수 있다. 또한, 냉매 사이클 장치(100A)의 냉매 이외의 유체들이 이중 벽 튜브(160)에 사용될 수 있다.
The refrigerant flowing through the double wall tube 160 is not limited to the refrigerant employed in the refrigerant cycle apparatus 100A, and a refrigerant having physical properties different from those of the refrigerant employed in the refrigerant cycle apparatus 100A may be used. have. For example, refrigerants flowing in different directions, refrigerants having different temperatures, or refrigerants having different pressures may be used in combination. In addition, fluids other than the refrigerant of the refrigerant cycle apparatus 100A may be used in the double wall tube 160.

본 발명은 특정 실시예 또는 실시예들에 대해서 도시되고 기술되었지만, 이 기술분야의 당업자들이 이 명세서 및 첨부된 도면들을 읽고 이해하여 동등한 변형예들 및 수정예들을 만들 수 있다는 것은 명백하다. 특히 전술한 요소들(부품들, 조립체들, 장치들, 구성요소들 등)에 의해 수행되는 다양한 기능들에 대하여, 상기한 요소들을 설명하는데 이용된 ("수단"으로 참조되는 것을 포함하는) 용어들은, 여기서 본 발명의 예시적인 실시예 또는 실시예들의 기능을 수행하는 개시된 구조와 구조적으로 동등하지 않을 지라도, 다른 것을 나타내지 않는 한, 기술된 요소의 특정한 기능을 수행하는 임의의 요소(즉, 기능적으로 동등한 것)와 대응되는 것으로 간주된다. 또한, 본 발명의 특수한 특징이 여러 도시된 실시예들 중 하나 이상에 대해서만 기술되었지만, 이러한 특징은 주어진 또는 특정한 적용을 위해 바람직하고 유익할 수 있기 때문에 다른 실시예들의 하나 이상의 다른 특징들과 결합될 수 있다.While the present invention has been shown and described with respect to particular embodiments or embodiments, it will be apparent to one skilled in the art that equivalents and modifications may be made by reading and understanding this specification and the accompanying drawings. The term (including what is referred to as "means") used to describe the aforementioned elements, in particular with respect to the various functions performed by the aforementioned elements (parts, assemblies, devices, components, etc.). Are not intended to be structurally equivalent to the disclosed structure for carrying out the functions of the exemplary embodiments or embodiments of the invention herein, unless otherwise indicated, any element (ie, functional that performs a particular function of the described element) Equivalent to In addition, while specific features of the invention have been described with reference to only one or more of the various illustrated embodiments, such features may be combined with one or more other features of other embodiments as such features may be desirable and beneficial for a given or particular application. Can be.

Claims (24)

내측 유로를 형성하고 입구와 출구를 구비한 내측 튜브;
상기 내측 튜브의 적어도 일부를 반경방향으로 둘러싸고 상기 내측 튜브로부터 반경방향 외측으로 이격되어 환형 공간을 형성하는 외측 튜브; 및
상기 내측 튜브 주변에 권선되고 상기 공간에 배치된 열 전도성 나선형 요소;를 포함하고,
상기 나선형 요소는 상기 나선형 요소의 고유 탄성(inherent resiliency)에 의해 상기 내측 튜브의 외경부에 대항하여 단단히 유지되는(held tightly) 스프링이고,
상기 나선형 요소는 내측 튜브 및 외측 튜브와 함께 상기 공간을 관통하는 나선형 유로를 형성하고, 상기 나선형 유로는 상기 외측 튜브의 입구 및 출구와 유체 연통하고,
상기 외측 튜브는 상기 나선형 요소와 열적으로 분리되는,
열교환기.
An inner tube forming an inner passage and having an inlet and an outlet;
An outer tube that radially surrounds at least a portion of the inner tube and is spaced radially outward from the inner tube to form an annular space; And
A thermally conductive spiral element wound around the inner tube and disposed in the space;
The helical element is a spring that is held tightly against the outer diameter of the inner tube by the inherent resiliency of the helical element,
The helical element forms a helical flow path through the space with the inner tube and the outer tube, the helical flow path in fluid communication with the inlet and the outlet of the outer tube,
The outer tube is thermally separated from the spiral element,
heat transmitter.
제 1 항에 있어서,
상기 외측 튜브는 상기 나선형 요소로부터 반경방향 외측으로 이격되고 바이패스 유로를 한정하는 환형 틈을 형성하여 상기 나선형 요소로부터 열적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
The method of claim 1,
And the outer tube is thermally separated from the helical element by forming an annular gap spaced radially outward from the helical element and defining a bypass flow path.
제 2 항에 있어서,
상기 바이패스 유로는 상기 바이패스 유로 및 상기 나선형 유로를 통과하는 전체 유량의 5% 미만을 수용하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
The method of claim 2,
And the bypass flow passage receives less than 5% of the total flow rate through the bypass flow passage and the spiral flow passage.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 바이패스 유로는 상기 바이패스 유로 및 상기 나선형 유로를 통과하는 전체 유량의 1% 미만을 수용하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
The method of claim 2 or 3,
And the bypass flow passage receives less than 1% of a total flow rate through the bypass flow passage and the spiral flow passage.
내측 유로를 형성하고 입구와 출구를 구비한 내측 튜브;
상기 내측 튜브의 적어도 일부를 반경방향으로 둘러싸고 상기 내측 튜브로부터 반경방향 외측으로 이격되어 환형 공간을 형성하는 외측 튜브; 및
상기 내측 튜브 주변에 권선되고 상기 공간에 배치된 열 전도성 나선형 요소;를 포함하고,
상기 나선형 요소는 상기 나선형 요소의 고유 탄성에 의해 상기 내측 튜브의 외경부에 대항하여 단단히 유지되는 스프링이고,
상기 나선형 요소는 상기 내측 튜브를 둘러싸고 내측 튜브 및 외측 튜브와 함께 상기 환형 공간을 관통하는 나선형 유로를 형성하고, 상기 나선형 유로는 외측 튜브의 입구 및 출구와 유체 연통하고,
상기 나선형 요소는 상기 나선형 요소의 주된 길이를 따라 상기 내측 튜브와 연속적으로 접촉하고, 상기 나선형 요소는 용접 또는 납땜을 통해 상기 내측 튜브에 일체로 부착되거나, 상기 나선형 요소가 상기 내측 튜브에 단단히 유지되도록 상기 내측 튜브에 탄성적으로 지지되는 것을 특징으로 하는,
열교환기.
An inner tube forming an inner passage and having an inlet and an outlet;
An outer tube that radially surrounds at least a portion of the inner tube and is spaced radially outward from the inner tube to form an annular space; And
A thermally conductive spiral element wound around the inner tube and disposed in the space;
The helical element is a spring held firmly against the outer diameter of the inner tube by the inherent elasticity of the helical element,
The helical element forms a helical flow passage surrounding the inner tube and penetrates the annular space with the inner and outer tubes, the spiral flow passage in fluid communication with the inlet and the outlet of the outer tube,
The helical element is in continuous contact with the inner tube along the main length of the helical element and the helical element is integrally attached to the inner tube by welding or brazing, or the spiral element is held firmly in the inner tube. It is characterized in that it is elastically supported by the inner tube,
heat transmitter.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 내측 튜브는 매끄러운 외경 표면을 구비하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
The method according to claim 1 or 5,
And the inner tube has a smooth outer diameter surface.
제 6 항에 있어서,
상기 외경 표면은 상기 나선형 요소로 둘러싸인 그 길이를 따라 균일한 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 열교환기.
The method of claim 6,
And the outer diameter surface has a uniform diameter along its length surrounded by the helical element.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 외측 튜브는 절연층에 의해 상기 나선형 요소와 열적으로 분리된 것을 특징으로 하는 열교환기.
The method according to claim 1 or 5,
And the outer tube is thermally separated from the spiral element by an insulating layer.
제 8 항에 있어서,
상기 절연층은 실질적으로 상기 외측 튜브의 내부면 전체를 따라 연장되거나, 상기 나선형 요소만을 따라 연장되거나, 스페이서의 역할을 하도록 상기 외측 튜브의 내부면의 길이를 따라 간헐적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
The method of claim 8,
The insulating layer extends substantially along the entire inner surface of the outer tube, along the helical element only, or intermittently disposed along the length of the inner surface of the outer tube to serve as a spacer. group.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 나선형 요소는 상기 내측 튜브 또는 외측 튜브 중 적어도 하나에 부착되지 않는 것을 특징으로 하는 열교환기.
The method according to claim 1 or 5,
And said spiral element is not attached to at least one of said inner tube or outer tube.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 나선형 요소의 권선들은 축방향으로 이격되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
The method according to claim 1 or 5,
Wherein the windings of the helical element are spaced axially apart.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 나선형 요소는 상기 내측 튜브에 용접되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
The method according to claim 1 or 5,
And the spiral element is welded to the inner tube.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 나선형 요소는 실질적으로 상기 나선형 요소의 전체 길이에 걸쳐서 상기 내측 튜브와 접촉하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
The method according to claim 1 or 5,
And said helical element contacts said inner tube over substantially the entire length of said helical element.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 외측 튜브의 축방향 단부는 상기 내측 튜브에 용접되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
The method according to claim 1 or 5,
And an axial end of the outer tube is welded to the inner tube.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 외측 튜브는 상기 외측 튜브의 각각의 축방향 단부들에서 이음 고리에 의해 상기 내측 튜브에 연결되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
The method according to claim 1 or 5,
The outer tube is connected to the inner tube by a joint ring at respective axial ends of the outer tube.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 외측 튜브의 제 1 축방향 단부에서 상기 외측 튜브를 상기 내측 튜브에 고정하도록 구성된 제 1 이음 고리를 더 포함하고, 상기 제 1 이음 고리는 제 1 반경방향 홀을 포함하고, 상기 나선형 유로는 상기 제 1 반경방향 홀과 유체 연통되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
The method according to claim 1 or 5,
A first joint ring configured to secure the outer tube to the inner tube at a first axial end of the outer tube, the first joint ring including a first radial hole, the spiral flow path being the A heat exchanger in fluid communication with the first radial hole.
제 16 항에 있어서,
상기 외측 튜브의 제 2 축방향 단부에서 상기 외측 튜브를 상기 내측 튜브에 고정하도록 구성된 제 2 이음 고리를 더 포함하고, 상기 제 2 이음 고리는 제 2 반경방향 홀을 포함하고, 상기 나선형 유로는 상기 제 2 반경방향 홀과 유체 연통되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
The method of claim 16,
A second joint ring further configured to secure the outer tube to the inner tube at a second axial end of the outer tube, the second joint ring including a second radial hole, the spiral flow path being the A heat exchanger in fluid communication with the second radial hole.
제 17 항에 있어서,
상기 제 1 이음 고리는 상기 내측 튜브의 외경과 실질적으로 동일한 직경의 중앙 구멍, 제 1 상대 구멍 및 제 2 상대 구멍을 포함하고, 상기 제 1 상대 구멍은 중앙 구멍의 직경 및 제 2 상대 구멍의 직경의 중간 직경을 구비하고, 상기 제 2 상대 구멍의 직경은 상기 외측 튜브의 외경과 실질적으로 동일하고, 상기 중앙 구멍은 상기 내측 튜브를 수용하고 상기 제 2 상대 구멍은 그 안에 상기 외측 튜브를 수용하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
The method of claim 17,
The first joint ring includes a central hole, a first mating hole and a second mating hole of a diameter substantially the same as the outer diameter of the inner tube, wherein the first mating hole is the diameter of the center hole and the diameter of the second mating hole. Wherein the diameter of the second mating hole is substantially the same as the outer diameter of the outer tube, the central hole receiving the inner tube and the second mating hole receiving the outer tube therein. Heat exchanger characterized in that.
제 18 항에 있어서,
상기 제 1 반경방향 홀은 상기 제 1 상대 구멍에 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
The method of claim 18,
And the first radial hole is disposed in the first mating hole.
내측 유로를 형성하고, 입구와 출구를 구비한 내측 튜브;
상기 내측 튜브의 반경방향 외측으로 이격되고 그 안에 틈을 형성하는 중첩 영역에서 상기 내측 튜브의 적어도 일부를 반경방향으로 둘러싸는 외측 튜브;
상기 내측 튜브 주변에 권선되고 상기 중첩 영역의 틈에 배치되는 열 전도성 나선형 요소로서, 상기 나선형 요소는 상기 나선형 요소의 고유 탄성에 의해 상기 내측 튜브의 외경부에 대항하여 단단히 유지되는 스프링인, 열 전도성 나선형 요소; 및
상기 외측 튜브의 제 1 축방향 단부에서 상기 외측 튜브를 상기 내측 튜브에 고정하도록 구성되고, 제 1 반경방향 홀을 구비하는 제 1 이음 고리;를 포함하고,
상기 나선형 요소는 내측 튜브 및 외측 튜브와 함께 상기 중첩 영역의 틈을 관통하는 나선형 유로를 형성하고, 상기 나선형 유로는 상기 제 1 반경방향 홀과 유체 연통되는,
열교환기.
An inner tube forming an inner passage and having an inlet and an outlet;
An outer tube radially surrounding at least a portion of the inner tube in an overlapping region spaced radially outwardly of the inner tube and forming a gap therein;
A thermally conductive spiral element wound around the inner tube and disposed in a gap of the overlapping region, the spiral element being a spring held firmly against the outer diameter of the inner tube by the inherent elasticity of the spiral element Spiral elements; And
A first joint ring configured to secure the outer tube to the inner tube at a first axial end of the outer tube and having a first radial hole;
The helical element together with the inner tube and the outer tube form a helical flow path through the gap of the overlapping area, the helical flow path in fluid communication with the first radial hole,
heat transmitter.
제 20 항에 있어서,
상기 외측 튜브의 제 2 축방향 단부에서 상기 외측 튜브를 상기 내측 튜브에 고정하도록 구성된 제 2 이음 고리를 더 포함하고, 상기 제 2 이음 고리는 제 2 반경방향 홀을 포함하고, 상기 나선형 유로는 상기 제 2 반경방향 홀과 유체 연통되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
The method of claim 20,
A second joint ring further configured to secure the outer tube to the inner tube at a second axial end of the outer tube, the second joint ring including a second radial hole, the spiral flow path being the A heat exchanger in fluid communication with the second radial hole.
제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
상기 제 1 이음 고리는 상기 내측 튜브의 외경과 실질적으로 동일한 직경을 구비한 중앙 구멍을 포함하고, 제 1 상대 구멍은 상기 중앙 구멍의 직경 및 제 2 상대 구멍의 직경의 중간 직경을 구비하고, 상기 제 2 상대 구멍의 직경은 상기 외측 튜브의 외경과 실질적으로 동일하고, 상기 중앙 구멍은 상기 내측 튜브를 수용하고 상기 제 2 상대 구멍은 그 안에 상기 외측 튜브를 수용하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
The method of claim 20 or 21,
The first joint ring includes a central hole having a diameter substantially the same as the outer diameter of the inner tube, the first mating hole has a middle diameter of the diameter of the central hole and the diameter of the second mating hole, The diameter of the second mating hole is substantially the same as the outer diameter of the outer tube, wherein the central hole receives the inner tube and the second mating hole receives the outer tube therein.
제 22 항에 있어서,
상기 제 1 반경방향 홀은 상기 제 1 상대 구멍에 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
The method of claim 22,
And the first radial hole is disposed in the first mating hole.
제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
상기 외측 튜브는 상기 나선형 요소와 열적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
The method of claim 20 or 21,
And the outer tube is thermally separated from the helical element.
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