KR102552158B1 - 이중관식 열교환기 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이중관식 열교환기 및 그 제조방법에 관한 것으로, 일부분의 압착 변형에도 불구하고 최소한의 유로가 확보될 수 있도록 구성함으로써, 압착 변형으로 인한 유로 막힘현상을 방지할 수 있고, 이를 통해, 유체의 흐름을 원활하게 유지시켜 유체들간의 열교환효율을 증진시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내부유로가 형성된 내부관과, 내부관이 내부에 삽입 장착되어 내부관과의 사이에 외부유로가 형성된 외부관을 포함하며, 내부관의 외면에 길이방향을 따라 적어도 한 줄 이상의 나선홈을 형성하여 외부유로를 나선형상으로 형성하는 이중관식 열교환기에 있어서, 외부관의 일부분을 내부관측으로 압착 변형시켜, 해당부분의 체적을 감소시킴에 따라 형성되는 체적감소부를 더 포함하며; 체적감소부는, 나선홈의 양쪽 나사산들 중, 같은 줄의 나사산간 거리인 피치(Pitch) 미만으로 형성되어, 피치 내의 외부유로가 체적감소부의 압착 형성 과정에서 막히지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

이중관식 열교환기 및 그 제조방법{DOUBLE PIPE HEAT EXCHANGER AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 이중관식 열교환기 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 일부분의 압착 변형에도 불구하고 최소한의 유로가 확보될 수 있도록 구성함으로써, 압착 변형으로 인한 유로 막힘현상을 방지할 수 있고, 이를 통해, 유체의 흐름을 원활하게 유지시켜 유체들간의 열교환효율을 증진시킬 수 있는 이중관식 열교환기 및 그 제조방법에 관한 것이다.
공조장치는, 다수의 열교환기를 구비하고 있으며, 그 일례로서, 이중관식 열교환기가 있다.
이중관식 열교환기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 내부관(10)과 외부관(20)을 구비한다.
내부관(10)은, 내부유로(12)를 갖추고 있으며, 이 내부유로(12)에는 제 1유체가 도입되어 흐른다.
외부관(20)은, 내부관(10)의 외면 둘레에 설치된다. 특히, 내부관(10)과의 사이에 외부유로(30)가 형성되도록 설치되며, 이렇게 형성된 외부유로(30)에는 제 2유체가 도입되어 흐른다.
외부유로(30)로 도입된 제 2유체는, 내부유로(12)를 따라 흐르는 제 1유체와 서로 다른 온도를 갖는다. 따라서, 제 1유체와의 접촉할 시에 상기 제 1유체와 상호 열교환작용이 일어난다.
한편, 내부관(10)의 외주면에는 나선홈(14)이 형성되어 있다. 나선홈(14)은 내부관(10)의 표면적을 넓히고, 제 2유체의 흐름 시간을 연장시킨다. 따라서, 외부유로(30)를 따라 유동하는 제 2유체와 내부유로(12)를 따라 유동하는 제 1유체 간의 열교환효율을 높인다.
이러한 나선홈(14)은, 일반적으로 내부관(10)의 외주면을 전조롤러(도시하지 않음)로 가압하여 나선 형태의 홈을 각인(刻印)함에 따라 형성된다.
그런데, 이러한 종래의 이중관식 열교환기는, 설치공간의 조건에 따라 일부분을 변형시켜야 하는 경우가 종종 발생한다. 특히, 설치공간의 주변부품들과 간섭이 발생될 경우, 간섭되는 일부분을 변형시켜 간섭을 회피해야 하는데, 이렇게 일부분을 변형시키는 과정에서 내부관(10)과 외부관(20) 사이의 외부유로(30)가 변형되어 막힌다는 단점이 있다.
특히, 도 2에 도시된 바와 같이, 외부관(20)의 일부분을 내부관(10)측으로 압착하여 변형시키는 과정에서, 내부관(10)의 나선홈(14)까지 손상 및 변형된다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 내부관(10)과 외부관(20) 사이의 외부유로(30)가 완전히 막히게 된다는 문제점이 있다.
그리고 이러한 문제점 때문에 제 2유체의 흐름이 원활하지 못하다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 제 2유체와 제 1유체와의 열교환효율이 떨어지고, 그 결과, 증발기의 냉방효율이 저하되며, 심지어 공조장치가 손상되는 결점이 지적되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 일부분의 압착 변형에도 불구하고 최소한의 유로가 확보될 수 있게 구성함으로써, 압착 변형으로 인한 외부유로 막힘현상을 원천적으로 방지할 수 있는 이중관식 열교환기 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 압착 변형으로 인한 외부유로 막힘현상을 방지할 수 있도록 구성함으로써, 제 2유체의 흐름을 원활하게 유지시킬 수 있는 이중관식 열교환기 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 제 2유체의 흐름을 원활하게 유지시킬 수 있도록 구성함으로써, 제 1유체와 제 2유체간의 열교환효율을 증진시킬 수 있고, 공조장치의 냉,난방성능을 개선시킬 수 있는 이중관식 열교환기 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이중관식 열교환기는, 내부유로가 형성된 내부관과, 상기 내부관이 내부에 삽입 장착되어 상기 내부관과의 사이에 외부유로가 형성된 외부관을 포함하며, 상기 내부관의 외면에 길이방향을 따라 적어도 한 줄 이상의 나선홈을 형성하여 상기 외부유로를 나선형상으로 형성하는 이중관식 열교환기에 있어서, 상기 외부관의 일부분을 상기 내부관측으로 압착 변형시켜, 해당부분의 체적을 감소시킴에 따라 형성되는 체적감소부를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 체적감소부는, 상기 나선홈의 양쪽 나사산들 중, 같은 줄의 나사산간 거리인 피치(Pitch) 미만으로 형성되어, 상기 피치 내의 외부유로가 상기 체적감소부의 압착 형성 과정에서 막히지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 체적감소부는, 상기 외부관의 직관부 일측부분에 길이방향을 따라 일정범위로 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 나선홈은, 상기 내부관의 외주면을 따라 2줄 이상 여러줄로 형성되고; 같은 줄의 나사산간 거리인 피치내의 상기 나선형 외부유로는, 나선홈에 대응되게 각기 다른 종류로 형성되며; 상기 체적감소부는, 같은 줄의 나사산간 거리인 피치 미만의 범위로 형성되어, 상기 피치 내의 각기 다른 종류의 나선형 외부유로 중, 적어도 어느 하나는 막히지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 외부관 및 내부관은, 벤딩부를 구비하고, 상기 체적감소부는, 상기 벤딩부에 형성되어 있되, 상기 벤딩부의 벤딩가공 시에 물리적인 변형이 발생되는 부분을 제외한 벤딩부부분에 형성되는 구조인 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 이중관식 열교환기 제조방법은, 내부에 제 1유로가 형성되고, 외주면에 적어도 한 줄 이상의 나선홈이 형성된 내부관과, 상기 내부관이 내부에 삽입 장착되어 상기 내부관과의 사이에 제 2유로가 형성된 외부관을 포함하는 이중관식 열교환기를 제조하는 방법에 있어서, a) 상기 외부관의 내경부에 상기 내부관을 끼워서 조립하는 단계와; b) 조립된 상기 외부관과 내부관의 양단부를 고정하는 단계와; c) 상기 외부관의 일부분 체적이 상기 내부관측으로 감소될 수 있도록, 상기 외부관의 일부분을 상기 내부관측으로 압착 변형시키되, 상기 내부관에 형성된 나선홈의 양쪽 나사산들 중, 같은 줄의 나사산간 거리인 피치(Pitch) 미만의 범위로 압착 변형시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 이중관식 열교환기 및 그 제조방법에 의하면, 간섭회피용 체적감소부를 구비하되, 상기 체적감소부의 구조를 개선함으로써, 체적감소부의 변형에도 불구하고 최소한의 유로가 확보될 수 있게 하는 효과가 있다.
또한, 체적감소부의 변형에도 불구하고 최소한의 유로가 확보될 수 있게 하므로, 변형으로 인한 외부유로의 막힘현상을 원천적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 변형으로 인한 외부유로의 막힘현상을 방지할 수 있으므로, 제 2유체의 흐름을 원활하게 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 제 2유체의 흐름을 원활하게 유지시킬 수 있으므로, 제 1유체와 제 2유체간의 열교환효율을 증진시킬 수 있고, 이를 통해, 공조장치의 냉,난방성능을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 이중관식 열교환기를 나타내는 측단면도,
도 2는 종래의 이중관식 열교환기를 나타내는 횡단면도로서, 외면의 일부분을 변형시켰을 시에, 내부관과 외부관 및 이들 사이의 외부유로가 변형되는 모습을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 이중관식 열교환기를 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 이중관식 열교환기를 나타내는 측단면도,
도 5는 본 발명에 따른 이중관식 열교환기의 주요 특징부를 확대하여 나타내는 측단면도,
도 6은 본 발명에 따른 이중관식 열교환기를 나타내는 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도로서, 외면의 일부분을 변형시켰을 시에, 내부관과 외부관 및 이들 사이의 외부유로 모습을 나타내는 도면,
도 7은 본 발명에 따른 이중관식 열교환기의 다른 실시예를 나타내는 사시도들,
도 8a 내지 도 8g는 본 발명에 따른 이중관식 열교환기 제조방법의 각 단계를 보여주는 도면들,
도 9는 본 발명에 따른 이중관식 열교환기의 작용효과를 알아보기 위해, 체적감소부가 있는 본 발명의 이중관식 열교환기와, 체적감소부가 없는 이중관식 열교환기의 방열성능(열교환성능)을 비교 시험한 그래프,
도 10은 본 발명에 따른 이중관식 열교환기의 작용효과를 알아보기 위해, 체적감소부가 있는 본 발명의 이중관식 열교환기와, 체적감소부가 없는 이중관식 열교환기의 냉,난방효율을 비교 시험한 그래프이다.
이하, 본 발명에 따른 이중관식 열교환기 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다(종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명한다).
먼저, 본 발명에 따른 이중관식 열교환기의 특징부를 살펴보기에 앞서, 도 3 내지 도 5를 참조하여 이중관식 열교환기에 대해 간략하게 살펴본다.
이중관식 열교환기는, 내부관(10)과 외부관(20)을 구비한다. 내부관(10)은, 내부유로(12)를 갖추고 있으며, 이 내부유로(12)에는 제 1유체가 도입되어 흐른다.
여기서, 내부관(10)의 외주면에는 나선홈(14)이 형성되어 있다. 나선홈(14)은 내부관(10)의 외주면을 따라 나선형으로 형성된다. 이러한 나선홈(14)은, 내부관(10)의 외주면을 전조다이(도시하지 않음)로 가압하여 나선 형태의 홈을 각인(刻印)함에 따라 형성된다.
외부관(20)은, 내부관(10)의 외면 둘레에 조립되며, 내부관(10)의 외주면과 협동하여 외부유로(30)를 형성한다. 특히, 내부관(10)의 나선홈(14)과 협동하여 나선형 외부유로(30)를 형성한다.
내부관(10)과 외부관(20) 사이의 나선형 외부유로(30)에는, 제 2유체가 도입되어 흐른다. 이때, 나선형 외부유로(30)로 도입된 제 2유체는, 내부유로(12)를 따라 흐르는 제 1유체와 서로 다른 온도를 갖는다. 따라서, 제 1유체와의 접촉할 경우에 상기 제 1유체와 상호 열교환작용이 일어난다.
한편, 내부관(10)의 나선홈(14)은, 내부관(10)의 외주면을 따라 1줄로 구성될 수도 있고, 경우에 따라, 2줄 이상 여러줄로 구성될 수도 있다. 통상적으로, 나선홈(14)은, 3줄로 구성되는 것이 보통이다.
3줄로 구성된 나선홈(14)은, 서로 연결되지 않고 각기 독립적으로 구성되므로, 1피치(Pitch)당, 서로 다른 3개 종류의 나선형 외부유로(30)가 형성될 수 있게 한다(이하, 같은 줄의 나사산(14a)간 거리를 피치(P)라 정한다.).
다음으로, 본 발명에 따른 이중관식 열교환기의 특징부를 도 3 내지 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 이중관식 열교환기는, 외면의 일부분에 형성되는 체적감소부(40)를 구비한다.
체적감소부(40)는, 이중관식 열교환기의 외면부분 중, 주변부품들과 간섭이 발생되는 부분에 형성되는 것으로, 외면의 일부분을 내측방향으로 압착 변형시켜, 해당부분의 체적을 감소시킴에 따라 형성된다.
이러한 체적감소부(40)는, 주변부품들과 간섭되는 부분에 형성되므로, 주변부품과 이중관식 열교환기의 간섭을 회피시킨다. 따라서, 이중관식 열교환기의 설치를 보다 용이하게 한다.
한편, 이러한 체적감소부(40)는, 이중관식 열교환기의 외면부분에 형성되어 있되, 이중관식 열교환기의 길이방향을 따라 일정범위로 형성된다.
또한, 체적감소부(40)는, 이중관식 열교환기의 외면부분에 길이방향을 따라 일정범위로 형성되어 있되, 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 내부관(10)에 형성된 나선홈(14)의 피치(P) 미만에 대응되는 범위(L)로 형성되도록 구성된다.
이렇게 구성한 이유는, 체적감소부(40)가, 내부관(10)에 형성된 3줄 나선홈(14)의 피치(P) 이상의 범위로 형성되는 것을 방지하기 위함이며, 이로써, 내부관(10)에 형성된 각기 다른 종류의 3줄 나선홈(14) 중, 적어도 어느 하나는 체적감소부(40)에 의해 완전히 막히지 않도록 한다.
그 결과, 이중관식 열교환기의 일부분을 압착 변형시켜, 체적감소부(40)를 형성함에도 불구하고, 내부관(10)과 외부관(20) 사이에 형성된 서로 다른 3개 종류의 나선형 외부유로(30) 중, 적어도 어느 하나는 확보될 수 있게 한다.
이에 따라, 이중관식 열교환기의 일부분을 압착 변형시킴에도 불구하고, 최소한의 유로가 확보될 수 있게 하며, 그 결과, 변형으로 인한 외부유로(30) 막힘현상을 원천적으로 방지할 수 있다.
특히, 변형으로 인한 외부유로(30) 막힘현상을 방지할 수 있으므로, 제 2유체의 흐름을 원활하게 유지시킬 수 있고, 이로써, 제 1유체와 제 2유체간의 열교환효율을 증진시켜 공조장치의 냉,난방성능을 개선시킬 수 있게 된다.
다음으로, 도 7에는 본 발명에 따른 이중관식 열교환기의 다른 실시예를 나타내는 도면이 도시되어 있다.
다른 실시예의 이중관식 열교환기는, 상기 체적감소부(40)가 직관부에 형성되는 상기 일실시예와는 달리, 상기 체적감소부(40)가 벤딩부(50)에 형성될 때에 대한 구조이다.
다른 실시예의 체적감소부(40)는, 벤딩부(50)의 일부분에 형성되어 있되, 벤딩부(50)의 벤딩가공 시에, 물리적인 변형이 발생되지 않는 벤딩부(50)부분에 형성되도록 구성된다.
특히, 벤딩부(50)의 벤딩시에는, 벤딩부(50)의 안쪽부분(52)에는 압축 변형이 발생하고, 바깥쪽부분(54)에는 인장 변형이 발생되는데, 이렇게 압축 변형과 인장 변형이 발생하는 벤딩부(50)의 안쪽부분(52)과 바깥쪽부분(54)을 회피하여, 변형이 없는 벤딩부(50)부분, 예를 들면, 벤딩부(50)의 측면부분(56)에 체적감소부(40)를 형성하도록 구성된다.
이렇게 구성한 이유는, 벤딩부(50)의 벤딩과정에서, 벤딩부(50)의 안쪽부분(52)과 바깥쪽부분(54)이 1차로 압축 및 인장 변형된 상태이고, 그로 인해, 내부관(10)과 외부관(20) 사이의 나선형 외부유로(30)가 이미 변형 및 손상되어 있으므로, 1차 변형된 벤딩부(50)의 안쪽부분(52)과 바깥쪽부분(54)에 체적감소부(40)를 다시 형성할 경우, 내부관(10)과 외부관(20) 사이의 나선형 외부유로(30)가 완전히 변형되어 막힐 우려가 있기 때문이다.
다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 이중관식 열교환기의 제조방법을 도 8a 내지 도 8f를 참고로 하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 제조방법은, 도 8a에 도시된 바와 같이, 나선홈(14)을 갖는 내부관(10)과, 외부관(20)을 준비한다(S101).
내부관(10)과 외부관(20)의 준비가 완료되면, 도 8b와 도 8c에서와 같이, 외부관(20)의 내경부에 내부관(10)을 끼워서 조립하고(S103), 외부관(20)과 내부관(10)의 양단부를 용접 고정한다(S105).
그리고 외부관(20)과 내부관(10) 양단부의 용접이 완료되면, 도 8d에서와 같이, 조립된 외부관(20)과 내부관(10) 부분 중 체적감소부(40)를 형성하기 위한 부분에 프레스 지그(Press Jig)(J)를 배치시킨다(S107).
그리고 나서, 도 8e와 도 8f에 도시된 바와 같이, 프레스 지그(J)를 압착시켜, 외부관(20)의 외면 일부분을 압착 변형시키고(S109), 이를 통해, 외부관(20)의 외면에 체적감소부(40)를 형성한다(S111).
이때, 프레스 지그(J)의 압착부(J1)는, 내부관(10)에 형성된 나선홈(14)의 피치(P) 미만의 범위(L)로 형성되며, 이렇게 형성된 프레스 지그(J)의 압착부(J1)로 외부관(20)의 외면 일부분을 압착하면, 상기 외부관(20)에는, 내부관(10) 나선홈(14)의 피치(P) 미만 범위(L)의 체적감소부(40)가 형성된다.
한편, 체적감소부(40)의 형성이 완료되면, 도 8g에 도시된 바와 같이, 제 2유체의 유입과 배출을 위한 입출구 파이프(60, 62)를 외부관(20)에 각각 조립한다(S113).
상기와 같은 단계로 제조된 본 발명의 이중관식 열교환기는, 도 8g에 도시된 바와 같이, 제 1유체가 유동할 수 있는 내부유로(12)와, 제 2유체가 유동할 수 있는 나선형 외부유로(30) 및, 외부관(20)의 일부분에 형성되는 체적감소부(40)를 갖게 된다.
특히, 체적감소부(40)의 경우, 내부관(10) 나선홈(14)의 피치(P) 미만 범위로 형성되므로, 이중관식 열교환기의 외면으로부터 내측으로 압착 변형되더라도, 내부관(10)과 외부관(20) 사이에 형성된 나선형 외부유로(30)를 완전히 막지 않는다.
따라서, 이중관식 열교환기는, 간섭회피용 체적감소부(40)를 가짐에도 불구하고, 최소한의 유로가 확보되며, 그 결과, 제 1유체와 제 2유체의 흐름을 원활하게 유지시켜, 유체들간의 열교환효율을 개선시킨다.
한편, (S105) 단계 후, 외부관(20)과 내부관(10)의 일부분을 벤딩하여 벤딩부(50)를 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다(도시하지 않음).
또한, 외부관(20)과 내부관(10)의 벤딩 후, 상기 벤딩부(50)에 체적감소부(40)를 형성할 수도 있다. 이러한 경우, 상기 체적감소부(40)는, 벤딩부(50)의 벤딩가공 시에, 물리적인 변형이 발생되지 않는 벤딩부(50)부분, 예를 들면, 벤딩부(50)의 측면부분(56)에 형성한다.
다음으로, 본 발명에 따른 이중관식 열교환기의 작용효과를 알아보기 위해, 체적감소부(40)가 있는 본 발명의 이중관식 열교환기와, 체적감소부가 없는 이중관식 열교환기를 몇 가지 항목으로 비교 시험해 보았다.
[도 9]와 [도 10]은, 본 발명의 체적감소부(40)가 있는 이중관식 열교환기와, 체적감소부가 없는 이중관식 열교환기의 "방열성능(열교환성능)"과 "냉,난방효율"을 차속에 따라 비교 시험한 그래프이다.
(방열성능의 시험)
체적감소부(40)가 있는 이중관식 열교환기에 도입되고 배출되는 제 1 및 제 2유체의 온도차를, 차속별로 측정하여 열량(㎉/h)(방열성능)으로 표시하였다.
또한, 체적감소부(40)가 없는 이중관식 열교환기에 도입되고 배출되는 제 1 및 제 2유체의 온도차를, 차속별로 측정하여 열량(㎉/h)(방열성능)으로 표시하였다.
측정 결과, 도 9에 도시된 바와 같이, 체적감소부(40)가 없는 이중관식 열교환기는, 50㎞/h(15분 지속)의 차속조건에서 방열성능이 4,849(㎉/h)인 것으로 나타났다.
반면에, 본 발명의 체적감소부(40)가 있는 이중관식 열교환기는, 50㎞/h(15분 지속)의 차속조건에서 방열성능이 4,842(㎉/h)인 것으로 나타났다.
또한, 체적감소부(40)가 없는 이중관식 열교환기는, 100㎞/h의 차속조건에서 방열성능이 4,400(㎉/h)인 것으로 나타났다.
반면에, 본 발명의 체적감소부(40)가 있는 이중관식 열교환기는, 100㎞/h의 차속조건에서 방열성능이 4,388(㎉/h)인 것으로 나타났다.
따라서, 체적감소부(40)가 있는 본 발명의 이중관식 열교환기는, 방열성능이 체적감소부(40)가 없는 이중관식 열교환기에 비해 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.
결국, 본 발명의 이중관식 열교환기는, 체적감소부(40)가 있음에도 불구하고, 방열성능이 저하되지 않은 것을 알 수 있으며, 이로써, 체적감소부(40)가 있음에도 불구하고, 최적의 방열성능을 갖추고 있음을 알 수 있다.
(냉,난방효율의 시험)
체적감소부(40)가 있는 이중관식 열교환기측 공조장치 냉,난방효율(COP)과, 체적감소부(40)가 없는 이중관식 열교환기측 공조장치 냉,난방효율(COP)을 차속별로 측정하였다.
측정 결과, 도 10에 도시된 바와 같이, 체적감소부(40)가 없는 이중관식 열교환기측 공조장치는, 50㎞/h(15분 지속)의 차속조건에서 냉,난방효율이 2.54인 것으로 나타났다.
반면에, 본 발명의 체적감소부(40)가 있는 이중관식 열교환기측 공조장치는, 50㎞/h(15분 지속)의 차속조건에서 냉,난방효율이 2.53인 것으로 나타났다.
또한, 체적감소부(40)가 없는 이중관식 열교환기측 공조장치는, 100㎞/h의 차속조건에서 냉,난방효율이 1.83인 것으로 나타났다.
반면에, 본 발명의 체적감소부(40)가 있는 이중관식 열교환기측 공조장치는, 100㎞/h의 차속조건에서 냉,난방효율이 1.82인 것으로 나타났다.
따라서, 체적감소부(40)가 있는 본 발명의 이중관식 열교환기측 공조장치는, 냉,난방효율이 체적감소부(40)가 없는 이중관식 열교환기측 공조장치에 비해 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.
결국, 본 발명의 이중관식 열교환기는, 체적감소부(40)가 있음에도 불구하고, 냉,난방효율을 저하시키지 않은 것을 알 수 있으며, 그 결과, 체적감소부(40)가 있음에도 불구하고, 최적의 냉,난방효율을 도모할 수 있음을 알 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 이중관식 열교환기 및 그 제조방법에 의하면, 간섭회피용 체적감소부(40)를 구비하되, 상기 체적감소부(40)의 구조를 개선함으로써, 체적감소부(40)의 변형에도 불구하고 최소한의 유로를 확보할 수 있다.
또한, 체적감소부(40)의 변형에도 불구하고 최소한의 유로가 확보되므로, 변형으로 인한 외부유로(30)의 막힘현상을 원천적으로 방지할 수 있다.
또한, 변형으로 인한 외부유로(30)의 막힘현상을 방지할 수 있으므로, 제 2유체의 흐름을 원활하게 유지시킬 수 있다.
또한, 제 2유체의 흐름을 원활하게 유지시킬 수 있으므로, 제 1유체와 제 2유체간의 열교환효율을 증진시킬 수 있고, 이를 통해, 공조장치의 냉,난방성능을 개선시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
10: 내부관 12: 내부유로
14: 나선홈 14a: 나사산
20: 외부관 30: 외부유로
40: 체적감소부 50: 벤딩부
52: 안쪽부분 54: 바깥쪽부분
56: 측면부분 60: 입구 파이프(Pipe)
62: 출구 파이프

Claims (9)

  1. 내부유로(12)가 형성된 내부관(10)과, 상기 내부관(10)이 내부에 삽입 장착되어 상기 내부관(10)과의 사이에 외부유로(30)가 형성된 외부관(20)을 포함하며, 상기 내부관(10)의 외면에 길이방향을 따라 적어도 한 줄 이상의 나선홈(14)을 형성하여 상기 외부유로(30)를 나선형상으로 형성하는 이중관식 열교환기에 있어서,
    상기 외부관(20)의 일부분을 상기 내부관(10)측으로 압착 변형시켜, 해당 부분의 체적을 감소시킴에 따라 형성되는 체적감소부(40)를 더 포함하며,
    상기 외부관(20) 및 내부관(10)은, 벤딩부(50)를 구비하고,
    상기 체적감소부(40)는,
    상기 벤딩부(50)에 형성되어 있되, 상기 벤딩부(50)의 벤딩가공 시에, 압축 변형과 인장 변형이 발생하는 상기 벤딩부(50)의 안쪽부분(52)과 바깥쪽부분(54)을 회피하여, 상기 벤딩부(50)의 측면부분(56)에 형성되는 것을 특징으로 하는 이중관식 열교환기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 체적감소부(40)는,
    상기 나선홈(14)의 양쪽 나사산(14a)들 중, 같은 줄의 나사산(14a)간 거리인 피치(Pitch)(P) 미만으로 형성되어, 상기 피치(P) 내의 외부유로(30)가 상기 체적감소부(40)의 압착 형성 과정에서 막히지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 이중관식 열교환기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 체적감소부(40)는,
    상기 외부관(20)의 직관부 일측부분에 길이방향을 따라 일정범위로 형성되는 것을 특징으로 하는 이중관식 열교환기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 나선홈(14)은, 상기 내부관(10)의 외주면을 따라 2줄 이상 여러줄로 형성되고;
    같은 줄의 나사산(14a)간 거리인 피치(P)내의 상기 나선형 외부유로(30)는, 나선홈(14)에 대응되게 각기 다른 종류로 형성되며;
    상기 체적감소부(40)는, 같은 줄의 나사산(14a)간 거리인 피치(P) 미만의 범위(L)로 형성되어, 상기 피치(P) 내의 각기 다른 종류의 나선형 외부유로(30) 중, 적어도 어느 하나는 막히지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 이중관식 열교환기.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 내부에 제 1유로(12)가 형성되고, 외주면에 적어도 한 줄 이상의 나선홈(14)이 형성된 내부관(10)과, 상기 내부관(10)이 내부에 삽입 장착되어 상기 내부관(10)과의 사이에 제 2유로(30)가 형성된 외부관(20)을 포함하는 이중관식 열교환기를 제조하는 방법에 있어서,
    a) 상기 외부관(20)의 내경부에 상기 내부관(10)을 끼워서 조립하는 단계와;
    b) 조립된 상기 외부관(20)과 내부관(10)의 양단부를 고정한 후, 상기 외부관(20)과 내부관(10)을 벤딩하여 벤딩부(50)를 형성하는 단계와;
    c) 상기 외부관(20)의 일부분 체적이 상기 내부관(10)측으로 감소될 수 있도록, 상기 외부관(20)의 일부분을 상기 내부관(10)측으로 압착 변형시켜, 해당 부분의 체적을 감소시킨 체적감소부(40)를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 c) 단계에서,
    상기 체적감소부(40)를 상기 벤딩부(50)에 형성할 시에,
    상기 벤딩부(50)의 벤딩가공 과정에서 압축 변형과 인장 변형이 발생된 상기 벤딩부(50)의 안쪽부분(52)과 바깥쪽부분(54)을 회피하여, 상기 벤딩부(50)의 측면부분(56)에 상기 체적감소부(40)를 형성하는 것을 특징으로 하는 이중관식 열교환기 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 c) 단계에서, 상기 외부관(20)의 일부분을 상기 내부관(10)측으로 압착 변형시키되, 상기 내부관(10)에 형성된 나선홈(14)의 양쪽 나사산(14a)들 중, 같은 줄의 나사산(14a)간 거리인 피치(Pitch)(P) 미만의 범위(L)로 압착 변형시키는 것을 특징으로 하는 이중관식 열교환기 제조방법.
  9. 삭제
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