KR200151083Y1 - 열 교환기의 파이프 배치구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 방열 효율을 향상시키기 위한 개선된 열 교환기의 배치구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉장고나 에어콘등에 사용된 열교환기의 열교환 파이프의 배치구조를 개선함으로써 동일면적당 보다 큰 길이의 파이프가 적절히 배치도록 하여 방열 효율을 향상시키기 위한 열교환기 파이프 배치 구조에 관한 것으로, 냉매가 흐르는 파이프의 벤딩부와, 상기 벤딩부에 연통되는 두 개의 직선부들의 끝단에 벤딩부를 다시 형성하여 직선부들을 반복적으로 배치시키는 열교환기의 냉매 파이프 배치구조에 있어서, 벤딩부와 연통되는 두 개의 직선부사이의 거리가 상기 벤딩부에 근접될수록 커지고, 벤딩부에서 멀어질수록 작아지도록 한 것이다.

Description

열 교환기의 파이프 배치구조

본 고안은 냉장고나 에어콘 등에 사용되는 열교환기의 개량에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동일면적당 보다 큰 전열 면적을 갖도록 열교환기의 파이프(또는, 튜브라 칭함)를 적절히 배치함으로써 방열 효율을 향상시키도록 하는 열교환기 파이프 배치 구조에 관한 것이다.

열교환기는 냉매, 공기 또는 물을 매체로 하여 매체와 주위 기체 또는 액체와의 열교환을 용이하게 하는 장치로써, 냉장고나 에어콘 등에 사용되는 응축기와 증발기를 대표적 예로 들 수 있는 바, 응축기는 압축기로 부터 토출된 고온, 고압의 기체 냉매를 냉각시켜 액화하기 위한 열교환기로 와이어-튜브 타입 열교환기가 일반적으로 사용되고 있으며, 증발기는 그 내부에 흐르는 저온 저압의 액상 냉매가 냉각 공간의 공기와 열교환하여 증발됨으로써 냉각 공간의 열을 흡수하기 위한 열교환기로 일반적으로 핀-튜브 타입 열교환기가 사용되고 있다.

도 1 내지 도 3 은 종래 열교환기의 일례로써, 와이어-튜브 타입 냉장고용 응축기를 나타내는 도면으로, 도 1 은 종래의 냉장고용 응축기의 기계실내 설치 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

냉장고 뒷면 하부의 기계실에는 증발기(미도시)로 부터 송출된 냉매를 고온, 고압상태로 변환시키기 위한 압축기(40)와, 압축기(40)로 부터 송출된 고온 고압의 냉매를 냉각시키기 위한 응축기(10)와, 응축기 및 압축기(40)를 냉각시키기 위한 팬(40)이 설치되어 있다. 응축기는 도 1 에 도시된 바와 같이 기계실내에 설치되기도 하지만, 냉장고의 후벽에 설치되는 경우도 있으며, 양자 공히 전술한 바와 같이 와이어-튜브 타입이 일반적으로 사용된다. 또한, 최근에는 방열판이 한매의 판으로 형성되는 플레이트-튜브 타입도 많이 사용되고 있다.

도 2 는 도 1 에 도시된 응축기의 파이프 배치구조를 설명하기 위한 도면으로, 설명의 편의상 단일층만을 도시한 도면이다.

응축기(10)는 직선상의 파이프(11)를 지그재그로 벤딩한 구조를 갖고 있다. 즉, 응축기(10)의 파이프(11)는 각각 평행으로 형성되는 복수의 직선부(12)와 직선부(12)의 양단에 교호로 배치되는 소정 곡률의 벤딩부(13)로 이루어 지며, 파이프(11)의 직선부(12)를 가로질러 복수개의 와이어(14)가 용접되어 파이프(11)의 형상을 유지함과 동시에 방열 면적을 증가시키게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 열교환기의 효율을 높이기 위해서는 벤딩부(13)의 곡률 반경을 작게하여 직선부(12)간의 간격을 줄임으로써 많은 수의 직선부를 배치하거나, 열교환기 자체를 크게 형성하여 방열 면적을 증대시키는 방법이 있으나, 벤딩부(13)의 곡률 반경을 일정치 이하로 줄이게 되면 벤딩부(13)의 파이프 내경이 줄어들게 되고, 따라서, 냉매 흐름에 저항을 주게 되어 냉매의 순환에 장애를 가져오게 되므로 벤딩부(13)의 곡률 반경을 작게하는 데는 한계가 있으며, 열교환기의 크기를 증대시키는 데는 설치공간의 제약이라는 문제점이 따르게 된다.

도 3 은 도 2 의 단일층의 파이프를 복수층으로 설치한 것을 나타내기 위한 사시도로, 단일층으로 절곡 배치된 파이프의 말단에서 연속되도록 수직 방향 벤딩부(15)를 형성하여 상술한 바와 같은 단일층 파이프 배치를 반복적으로 수행하여 형성된 복층 열교환기를 나타낸다. 파이프를 복수층으로 형성한다 해도 각 층에 있어서는 도 2 에서 제기된 단층의 응축기가 갖는 문제점들을 그대로 내포하고 있다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로, 벤딩부의 곡률반경은 그대로 두고 각 벤딩부에서 연속되는 인접 직선부 사이의 간격이 벤딩부로 부터 멀어짐에 따라 점차적으로 좁아지도록 하여 동일 면적당 배치되는 파이프의 길이를 증가시킴으로써 열교환기의 소형화를 가능케 하며, 동일 크기에서의 방열 효율을 상승시키는 데 그 목적이 있다.

도 1 은 종래의 냉장고용 응축기의 기계실내 설치 상태를 개략적으로 나타낸 사시도.

도 2 는 종래의 응축기의 파이프 배치구조를 설명하기 위한 단일층의 파이프 배치도.

도 3 은 도 2 의 단일층의 파이프를 복수층으로 설치한 것을 나타내기 위한 사시도.

도 4 는 본 고안에 따른 응축기의 파이프 배치구조를 설명하기 위한 단일층의 파이프 배치도.

도 5 는 도 4 의 단일층의 파이프를 복수층으로 설치한 것을 나타내기 위한 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 응축기 40 : 압축기

50 : 냉각팬 72 : 직선부

73 : 벤딩부 74 : 와이어

도 4 는 본 고안에 따른 열교환기의 일 실시예로서, 냉장고용 응축기의 파이프 배치구조를 설명하기 위한 단일층의 파이프 배치구조를 나타내는 도면이다.

응축기(70)를 구성하는 직선상의 파이프(11)는 복수의 직선부(72)와 직선부(72)의 양단에 교호로 배치되는 소정 곡률의 벤딩부(13)로 이루어 지되, 벤딩부(73)에 연속되는 인접 직선부 사이의 간격이 상기 벤딩부로 부터 멀어짐에 따라 점차적으로 좁아지도록(LL') 형성되어 있다. 또한, 파이프(71)의 직선부(72)를 가로질러 복수개의 와이어(74)가 용접되어 있다.

이와 같은 열교환 파이프 배치 구조에 의하면, 종래의 열교환 파이프 배치구조의 경우보다 벤딩부의 곡률반경을 변화 시키지 않고도 조밀하게 배치할 수 있다.

즉, 도 2 의 배치구조에서는 벤딩부가 5개 설치되며 이와 연통되는 파이프의 직선부가 6개 설치되어 있으나, 동일면적에 설치되는 본 고안을 나타내는 도 4 에서는 벤딩부가 8개 설치가능하며, 이와 연통되는 파이프의 직선부는 8개 설치가능하다.

도 5 는 도 4 의 단일층의 파이프를 복수층으로 설치한 것을 나타내기 위한 사시도로서, 단일층의 본 고안의 효과는 배치한 복수층 수만큼 증대할 것은 분명한 것이다.

본 고안은 특정의 열교환기 즉 냉장고용 와이어-튜브 타입 열교환기를 예를 들어 설명하였지만, 본 고안의 열교환기 파이프 배치구조는 핀-튜브 타입 증발기나 플레이트-튜브 타입 응축기 등 절곡 성형되는 열교환 파이프를 갖는 기타의 열교환기에 적용될 수 있음는 당연하다 하겠다.

이와 같이 구성 배치되는 본 고안에서는 파이프 벤딩부에 무리하게 곡귤반경을 줄이지 않고도 동일면적당 파이프의 직선부를 증가 배치시켜 실질적으로 파이프의 배치길이를 증가시킬 수 있도록 하여 방열효율을 증가시킬 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 복수의 직선부와 직선부의 양단에 교호로 배치되는 소정 곡률의 벤딩부를 갖도록 절곡된 열교환 파이프로 이루어진 열교환기에 있어서, 상기 벤딩부에 연속되는 인접 직선부 사이의 간격이 상기 벤딩부로 부터 멀어짐에 따라 점차적으로 좁아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기의 파이프 배치구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 절곡된 열교환 파이프가 복층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기의 파이프 배치구조.