KR19990065366A - 핀-튜브형 열교환기의 핀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 핀-튜브형 열교환기의 핀에 관한 것으로서, 특히 열전달 성능의 촉진 및 압력손실의 감소를 동시에 구현하는 데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 냉매가 흐르는 다수의 전열관과, 상기 전열관에 수직으로 삽입되며 공기의 흐름을 안내하여 열교환 면적을 넓혀주는 핀으로 구성된 핀-튜브형 열교환기에 있어서, 상기 핀에 웨이브를 주어 구성하되 핀의 피치를 다르게 구성한 것이다.

Description

핀-튜브형 열교환기의 핀

본 발명은 공조기 등에 이용되는 핀-튜브형 열교환기에 관한 것으로서, 특히 열전달 촉진 및 압력손실을 저감하기 위한 핀의 형상에 관한 것이다.

열교환기는 공조기, 냉장고 등에 필수적인 요소로서, 일예로서 핀-튜브형 열교환기에 대해 설명하기로 한다.

일반적인 핀-튜브형 열교환기는 도 1 에 도시된 바와같이, 냉매가 흐르는 다수의 전열관(1)과, 상기 전열관(1)의 외경에 수직으로 삽입되며 공기의 흐름을 안내하여 열교환 면적을 넓혀주는 다수의 핀(2)으로 구성된다.

이와 같이 구성된 상태에서 핀(2) 사이로 공기가 유입되면 전열관(1) 내를 흐르는 냉매와 공기가 서로 열교환하게 되고, 냉매는 공기로부터 열을 얻거나 빼앗긴 상태로 시스템의 다른 요소로 투입되고, 공기는 냉매에 열을 주거나 얻은 상태로 열교환기를 빠져나와 외부로 다시 토출된다.

이때, 핀(2)의 형상이 평평한 구조에서는 공기가 핀 사이로 빠르게 통과되므로 열교환 성능이 저하된다.

이를 해결하기 위해 도 2 에 도시된 바와 같이, 핀(20)을 등간격으로 일정하게 절곡하여 웨이비 핀-튜브형 열교환기를 구성하게 되었다.

상기 웨이비 핀(20)의 경우에는 핀(20)의 형상이 원형으로 일정하게 굴곡져 있으므로 이를 통과하는 공기의 와류를 형성하게 되어 열전달 작용을 촉진시키게 되는 것이다.

여기서, 핀(20)에 웨이브를 주게 되면 열전달 성능은 좋아지나 압력손실이 올라가게 되어 전체적인 열교환기의 성능을 고려하여 적절하게 파형의 개수 등을 조절해야만 한다.

압력손실이 커지게 되면 팬 동력 등이 커지게 되므로 전력 소비량이 증가되고, 소음도 커지기 때문에 웨이비 핀(20)을 채용한 핀-튜브형 열교환기의 사용범위가 제한되었다.

즉, 공조기등에는 사용하지 못하고, 자동차용 라디에이타 등 고속에 사용되며, 압력손실의 영향이 상대적으로 적은 곳에만 사용되었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 웨이비 핀을 구성하되 핀 피치를 공기 유입측에서 토출측으로 갈수록 점차로 넓어지게 구성함으로써 열전달을 촉진시킴과 동시에 압력손실을 줄여 전체적인 열교환기의 성능을 향상시키는 데 그 목적이 있다.

도 1 은 일반적인 핀-튜브형 열교환기의 구성도.

도 2 는 종래 웨이비 핀-튜브형 열교환기의 구성도.

도 3 은 본 발명에 의한 웨이비 핀-튜브형 열교한기의 구성도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

101 : 핀 102 : 전열관

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3 은 본 발명에 의한 웨이비 핀-튜브형 열교환기의 구성도로서, 웨이브를 갖는 다수의 핀(101)과, 상기 핀(101)에 의해 안내된 공기와 열교환을 실시하기 위해 내부로 냉매가 흐르는 다수의 전열관(102)으로 구성된다.

또한, 상기 핀(101)은 그 피치가 공기 유입측에서 토출측으로 갈수록 점차적으로 넓어지도록 구성된다.

이하에서는 본 발명에 의한 작용을 설명한다.

먼저, 종래의 구조에서는 공기가 일정하게 유입되다가 핀(20)의 파형에 부딪히면서 와류가 형성되고, 핀(20)의 파형이 거듭될수록 와류가 점점 커지게 되어 열교환기 토출측에서는 엄청나게 큰 와류가 형성되므로 그 압력손실 또한 크게 나타나게 되었다.

본 발명에 의한 실시예는 이러한 현상을 해결하기 위한 것으로, 핀(101)의 피치를 공기 유입측에서 토출측으로 갈수록 점차적으로 넓어지게 구성한 것이다.

이의 작용을 설명하면 공기 유입측으로 유입되는 공기는 핀(101)의 파형에 부딪히면서 와류를 형성하게 되고, 처음 생긴 와류가 다음 파형까지 어느 정도 그 세력이 줄어 들게 되며, 뒤쪽으로 갈수록 파형의 길이가 점차적으로 길어지기 때문에 더 이상 와류가 커지지 않는 것이다.

이에 따라, 공기의 와류형성에 의한 열전달 작용의 촉진과, 처음 생긴 와류의 크기를 그대로 유지하여 압력손실을 줄이는 잇점을 동시에 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 열전달 성능의 향상과 압력손실의 감소를 동시에 구현할 수 있어 전체적인 열교환기 성능이 증가하고, 팬 구동을 위한 전력 소비량 및 소음이 줄게 되며, 열교환기의 적용범위가 확대되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 냉매가 흐르는 다수의 전열관과, 상기 전열관에 수직으로 삽입되며 공기의 흐름을 안내하여 열교환 면적을 넓혀주는 핀으로 구성된 핀-튜브형 열교환기에 있어서,

   상기 핀에 웨이브를 주어 구성하되 핀의 피치를 다르게 구성한 것을 특징으로 하는 핀-튜브형 열교환기의 핀.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 핀의 피치는 공기 유입측에서 토출측으로 갈수록 점차적으로 넓어지는 것을 특징으로 하는 핀-튜브형 열교환기의 핀.