KR20000010016U - 열교환기 튜브 - Google Patents

Abstract

본 고안은 열교환기 튜브에 관한 것으로, 튜브의 강도를 약화시키지 않으면서 작동유체의 난류흐름을 촉진시킬 수 있도록 하는 것으로, 이 튜브의 구성은 비드들 사이에 복수개의 돌기를 형성하는 것이 특징이다.

Description

열교환기 튜브

본 고안은 열교환기 튜브에 관한 것으로, 특히 작동유체가 난류흐름 상태로 흐르도록 복수개의 비드들이 형성되는 플렛튜브에 있어서 상기 비드들 사이에 돌기를 형성하여 작동유체의 난류화를 더욱 촉진시켜 열교환 효율을 높일 수 있도록 한 것이다.

열교환기는 냉,난방장치에서 그 내부를 흐르는 작동유체를 열교환기 외부공기와 열교환시켜 일정공간을 냉,난방할 수 있도록 하는 기계요소이다.

이러한 열교환기는 그 사용 목적에 따라 다양하게 분류되는 데, 도 1 은 자동차 냉방장치에서 차실내로 공급되는 공기를 열교환시켜 차실내를 냉방할 수 있도록하는 열교환기(증발기)를 도시한 것이다.

상기 열교환기는 작동유체가 통과하면서 열교환이 이루어질 수 있도록 병렬로 배열되는 복수개의 튜브(1)와, 상기 튜브(1)를 통과하는 작동유체의 유로가 구획단위가 될 수 있도록 상기 튜브(1)에 탱크(11)에 설치되는 배플(2)과, 상기 각각의 복수개의 튜브(1)들 사이에 고정되어 넓은 전열면적으로 작동유체의 열교환을 도우는 코루게이트핀(3)과, 상기 배플(2)을 경계로 하여 그 양측 튜브(1) 탱크(11)들 사이 적당위치에 고정되어 작동유체가 출입할 수 있도록 파이프를 연결하는 매니폴드(4)를 포함한다.

이와 같이 구성된 열교환기를 작동유체가 통과하면서 열교환을 수행하게 된다. 이는 인넷파이프(P)를 통해 튜브(1)로 유입되는 작동유체는 상기 튜브(1)들을 저속,저압상태로 지나게 되는 데, 상기 튜브(1) 탱크(11)에 설치된 배플(2)에 의해 지그재그식 구획단위로 흐르면서 상기 코루게이트핀(3)의 도움을 받아 차실내로 공급되는 공기와 열교환을 수행한 아웃넷파이프(P)를 통해 배출되어 압축기로 이송된다.

따라서 차실내로 공급되는 공기는 상기 열교환기에서 열을 빼앗겨 주변공기온도보다 낮은 상태로 공급되어 차실내를 냉방하게 된다.

이상에서와 같이 작동유체가 열교환을 수행할 수 있도록 통로를 제공하는 종래 튜브(1)는 도 2 에서와 같이 한 쌍의 플레이트(10)가 브레이징 접합되어 구성된다.

상기 각각의 플레이트(10)는 몸체의 상부에 입구가 통공된 유입탱크(11a)와, 출구가 통공된 유출탱크(11b)와, 상기 몸체를 좌측체임버(12)와 우측체임버(12a)로 구분하여 상기 유입탱크(11a)로 유입되는 작동유체가 좌측체임버(12)를 지나 U턴하여 우측체임버(12a)를 통해 유출탱크(11b)로 배출되는 유로를 가질 수 있게 상기 유입탱크(11a)와 유출탱크(11b) 사이에서부터 몸체 길이방향으로 일정길이 돌출연장되는 내벽(13)과, 브레이징 될 수 있도록 몸체 단부둘레에 돌출되는 플랜지(14)와, 상기 유로상에 돌출되어 유로를 흐르는 작동유체의 흐름을 난류흐름으로 변형시키는 복수개의 비드(15)를 포함한다.

그런데 상기와 같이 튜브(1)를 구성하는 종래 플레이트(10)는 유로상에 돌출되어 서로 접합된 복수개의 비드(15)들이 작동유체의 흐름을 간섭하여 난류흐름상태로 변형시켜 열교환 효율을 높이고 있으나, 난류정도가 약하여 최근에는 도 3,4에서 보는 바와 같이 유로상에 표면거칠기를 갖도록 상기 비드(15)들 사이에 요입홈(16)을 더 형성하여 작동유체의 난류정도를 높였다.

그러나 이와 같이 비드(15)들 사이에 형성된 요입홈(16)은 튜브(1)의 얇은 두께를 감안할 때 깊게 형성할 수 없어 한 쌍의 플레이트(10)를 브레이징 접합할 때 그 표면에 도포된 클레드재가 용융되면서 상기 요입홈(16)속으로 흘러들어가 표면거칠기의 효과를 기대할 수 없어 작동유체의 난류화를 높이지 못하였다.

상기 단점을 해결하기 위해 요입홈(16)을 깊게 형성하게 되면, 튜브(1)의 강도가 약하여 열교환기를 장시간 사용할 때 상기 요입홈(16)부분이 파손되어 작동유체가 누출되어 냉방효과가 저하될 뿐만 아니라 누출되는 작동유체가 프레온가스일 경우에 오즌층을 파괴하는 등 환경을 오염시키는 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 상술한 바와 같은 종래 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적인 과제는 튜브의 강도를 약화시키지 않으면서 작동유체의 난류흐름을 촉진시킬 수 있도록 하는 열교환기 튜브를 제공함에 있다.

이러한 열교환기 튜브는 비드들 사이에 복수개의 돌기를 형성하는 것이 특징이다.

도 1 은 열교환기의 일종인 증발기의 정면도

도 2 는 증발기 튜브 정면도

도 3 은 종래 증발기 튜브 확대 평단면도

도 4 는 도 3 의 요부 확대도

도 5 는 본 고안 일 실시예 튜브 정면도

도 6 은 본 고안 다른 실시예 튜브 정면도

도 7 은 본 고안 또 다른 실시예 튜브 정면도

도 8 은 도 5 의 A-A선 단면도

도 9 는 도 6의 B-B선 단면도

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 플레이트 17 : 돌기

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다. 도 5 내지 도 7 은 본 고안 각 실시예 튜브 정면도를 나타내고 있으며, 도 8 내지 도 9 는 상기 각 실시예의 요부 단면도를 도시한 것이다.

본 고안이 적용되는 열교환기 튜브(1)는 통상과 같이 몸체의 상부에 구비된 유입탱크(11a) 및 유출탱크(11b)와, 상기 유입탱크(11a)와 유출탱크(11b) 사이에서부터 몸체 길이방향으로 일정길이 돌출연장되는 내벽(13)과, 브레이징 될 수 있도록 몸체 단부둘레에 돌출되는 플랜지(14)와, 작동유체의 흐름을 난류흐름으로 변형시키는 복수개의 비드(15)를 포함하는 플레이트(10) 한 쌍이 브레이징 접합되어 구성된다.

이러한 튜브(1)에 있어서, 본 고안은 유로를 난류상태로 흐르는 작동유체가 더욱 난류상태로 흐를 수 있도록 상기 접합된 각각의 비드(15)들 사이에 복수개의 돌기(17)들을 형성한다.

상기 돌출된 돌기(17)는 서로 접합되지 않도록 상기 비드(15)의 높이보다 낮아야 한다. 또한, 상기 돌기(17)는 규칙 또는 불규칙적으로 배열할 수 있는 데, 이는 작동유체의 속도와 압력에 따라서 그 수량과 배열위치를 적절하게 조절하게 된다.

다음은 상기 돌기(17)의 배열상태를 설명한다.

도 5,8 은 일 실시예로서, 상기 돌기(17)를 서로 이웃하는 비드(15)들 사이 중앙에 돌출되게 한다. 이 실시예는 이웃하는 비드(15)들 사이에 하나의 돌기(17)가 돌출되어 표준형이 된다.

도 6 은 다른 실시예로서, 이웃하는 비드(15)들 사이에 두 개의 돌기(17)가 돌출되는 형태로, 상기 표준형보다 돌기(17) 수량이 많아 작동유체의 난류흐름 정도가 상기 표준형보다 더 심하게 되고, 상대적으로 압력강하가 발생된다.

도 7 은 또 다른 실시예로서, 상기 두 실시예의 중간 형태이다. 이 실시예는 1열의 비드(15)와 비드(15) 사이에 두 개의 돌기(17)를 형성하고, 2열의 비드(15)와 비드(15) 사이에는 돌기(17)를 형성하지 않고, 3열의 비드(15)와 비드(15) 사이에는 다시 두 개의 돌기(17)를 형성하는 식으로 상기 돌기(17)를 연속배열한다.

그리고, 도 9 는 일측 플레이트(10) 비드(15)들 사이에는 두 개의 돌기(17)를, 그와 접합되는 상대방 플레이트 비드들 사이에는 하나의 돌기(17)를 형성한 것이다.

이상의 각 실시예는 실시가능한 몇가지 형태를 예시한 것이나, 이밖에도 다양한 형태로 상기 돌기(17)를 배열할 수도 있다.

이상의 실시예서와 같이 본 고안은 비드(15)와 비드(15)사이에 돌기(17)가 규칙 또는 불규칙적 어떤 형태로 배열되든지 상기 돌기(17)를 갖는 것이 목적이며, 이 돌기(17)가 작동유체의 난류흐름을 더 촉진시키게 된다.

따라서 본 고안의 튜브는 플레이트의 강도를 취약하지 않게 하면서 비드 사이에 돌출된 돌기가 작동유체를 난류흐름을 촉진시켜 열교환 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

Claims (1)

1. 몸체의 상부에 구비된 유입탱크 및 유출탱크와, 상기 유입탱크와 유출탱크 사이에서부터 몸체 길이방향으로 일정길이 돌출연장되는 내벽과, 브레이징 될 수 있도록 몸체 단부둘레에 돌출되는 플랜지와, 작동유체의 흐름을 난류흐름으로 변형시키는 복수개의 비드를 포함하는 플레이트 한 쌍이 브레이징 접합되어 구성되는 열교환기 튜브에 있어서,

   상기 유로를 난류상태로 흐르는 작동유체가 더욱 난류상태로 흐를 수 있도록 상기 각각의 비드들 사이에 상기 비드의 높이보다 낮은 복수개의 돌기들을 형성하는 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브.