KR19980053495A - 열교환기의 핀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기의 핀에 관한 것으로, 특히 냉매를 이용하는 열교환기의 공기측 열전달계수를 향상시킴으로서, 필요한 열교환 성능을 내기위한 열교환기의 크기를 소형화시키고 동일한 크기의 열교환기를 사용할 경우 요구풍량을 줄일 수 있도록 하여 제품의 저소음화를 이룰 수 있도록 하는 것으로서,

공기가 유입되는 핀과 핀 사이에서 와류가 발생되도록 핀상에 수직이며 공기의 유입방향에 대해 일정각을 이루는 리브핀을 구비한 것이다.

Description

열교환기의 핀

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 특히 열교환기의 공기측 열전달계수를 향상시켜 열교환기의 전체 열전달계수를 증가시키도록 하기위한 열교환기의 핀구조에 관한 것이다.

종래 공기조화기에 사용되는 핀.튜브 열교환기는 도 1 에 도시된 바와같이 냉매가 유입되는 튜브(1)와, 상기 다수개의 튜브(1)가 관통되는 핀(2)과, 상기 핀(2)으로 공기를 유동시키는 팬(4)으로 구성되며, 상기 핀(2) 상에는 공기측 열전달 계수를 향상시키기 위해 여러 가지 모양의 슬릿(3)이 형성되게 된다.

이와같이 구성되는 종래 열교환기는 공기측 열전달 면적을 크게하기 위하여 다수개의 핀(2)이 일정간격을 이루며 형성되는데, 열교환기 주위에 놓여있는 팬(4)에 의해 유입된 공기는 핀과 핀 사이를 통과하면서 전도 및 대류의 원리에 따라 튜브(1)내를 흐르는 냉매과 열교환을 하게된다.

그러나 종래 슬릿핀(2)은 기본적으로 공기와 핀 사이에서의 주기적인 열경계층의 박리, 후류, 그리고 연속적인 열경계층의 성장 메카니즘만을 이용하는 것이기에 열전달성능을 향상시키는데 한계가 있다.

즉, 슬릿핀은 열전달 계수가 낮기 때문에 열교환기를 콤팩트하게 만들 수 없게 되고 열전달 성능을 높이기 위해서는 결국 제품의 크기가 커지게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 공기가 유입되는 핀과 핀 사이에서 와류가 발생되도록 핀상에 수직의 리브핀을 구비함으로서, 와류의 높은 열전달 성질로 인해 공기측 열전달계수가 향상되도록 하는데 목적이 있다.

도 1은 종래 핀.튜브형 열교환기로서, (가)는 구성 사시도, (나)는 핀에 형성된 슬릿의 구성 상세도.

도 2는 본 발명 핀에 의한 공기의 유동 상태도.

도 3은 본 발명 핀의 구조도.

도 4는 본 발명에 의한 와류의 횡단면도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

102 : 핀104 : 리브핀

본 발명을 도 2 내지 도 4 를 참조하여 이하에서 상세히 설명한다.

먼저 구성을 살펴보면 도 2와 같이 핀(102) 사이로 유입되는 공기가 와류를 일으키도록 핀(102)상에 리브핀(104)을 수직으로 형성시키며, 상기 리브핀(104)은 공기의 유동저항을 감소시키도록 도 3과 같이 공기의 유입방향에 대해 일정각을 이루며 형성하였다.

이와같이 구성된 상태에서 핀(102)과 핀 사이로 공기가 유입되면 튜브내로 흐르는 냉매에 의해 열교환이 이루어지게 된다. 그리고 핀(104)상에 수직으로 형성된 리브핀(104)에 공기가 부딪혀 리브핀(104)의 전후에서 도 2 와 같은 와류가 발생하게 되면, 와류의 높은 열전달 성질로 인해 공기측 열전달 계수가 증가하게 된다.

그러나 리브핀(104)을 공기의 유동에 대해 수직으로 세워두면 열전달 효과는 상승되지만, 공기의 유동저항이 매우 커지게 되어 일정한 회전수로 돌고 있는 팬의 풍량이 줄어들게 되므로 결국 공기측 열전달계수가 다시 저감되게 된다.

따라서 도 3 과 같이 리브핀(104)을 공기의 유동에 대해 비스듬한 각도로 세워두면, 풍량의 감소없이 열전달 계수의 상승효과를 가져올 수 있는 것이다.

이때, 리브핀(104)에 의해 발생된 와류의 모양은 도 4 의 A 와 같으며, 유동방향과 같은방향으로 움직이게 된다.

한편, 핀(102)과 리브핀(104)과의 관계는 h/H=1/2 일때와 θ=15°일때, 전반적으로 열전달 성능이 되며, 종래 슬릿핀을 사용한 열교환기에 비해 약 10∼15%의 성능이 향상되는 것으로 나타났다.

이상에서 살펴본 바와같은 본 발명은 열교환기의 공기측 열전달계수를 향상시킴으로서, 필요한 열교환 성능을 내기위한 열교환기의 크기를 소형화시킬 수 있고 동일한 크기의 열교환기를 사용할 경우 요구풍량을 줄일 수 있기 때문에 제품의 저소음화를 이룰 수 있는 발명이다.

Claims (4)

1. 냉매가 흐르는 튜브가 관통하는 다수개의 핀이 일정간격을 이루며 형성되는 열교환기에 있어서,

   상기 핀사이로 유입되는 공기에서 와류가 발생되도록 핀에 수직으로 리브핀을 구비한 것을 특징으로 하는 열교환기의 핀.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 리브핀은 공기의 유동저항이 감소되도록 공기 유입방향과 일정각을 이루며 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기의 핀.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 리브핀의 높이는 핀과 핀사이 간격의 3/8∼5/8이 되도록 구비한 것을 특징으로 하는 열교환기의 핀.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 리브핀이 이루는 각도는 공기 유입방향에 대해 12°∼18°로 형성한 것을 특징으로 하는 열교환기의 핀.