KR200158733Y1 - 열 교환기 - Google Patents

Abstract

열교환기를 개시한다. 개시된 열교환기는, 길이 방향으로 설치된 소정의 격벽에 의해 소정 길이 밀폐되어 형성된 유도통로부와, 상기 유도통로부에 의해 구획된 바이패스통로부를 갖는 제1헤더파이프와; 상기 제1헤더파이프와 이격되게 설치되는 제2헤더파이프와; 상기 제1헤더파이프 및 상기 제2헤더파이프에 각각 양단부가 고정되는 다수개의 튜브와; 상기 바이패스통로부와 상기 제2헤더파이프의 단부에 연통되게 설치되어 열교환매체를 공급하는 열교환매체공급관과; 상기 열교환매체의 경로를 변경시키기 위해 상기 제2헤더파이프에 설치된 배플;을 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 열교환매체가 바이패스통로부와 공급관으로 분리되어 제1, 제2헤더파이프 및 튜브로 유동되면서 각각의 통로에 유동저항이 분산되어 유동압력이 감소되는 이점이 있다.

Description

열 교환기

본 고안은 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 헤더파이프의 구조가 개선된 열교환기에 관한 것이다.

통상적으로 각종 열교환기는 열교환매체의 특성, 사용압력 또는 사용목적에 따라 휜 튜브 형(Fin Tube Type), 서펜타인형(Serpentine Type), 드론 컵 형(Drawn Cup Type), 패러렐 플로우형(Parallel Flow Type) 등이 있다. 이러한 형태의 열교환기 중에서 패러렐 플로우형은, 현재 냉매로서 주로 사용되고 있는 프레온가스를 대체 냉매로 전환할 경우, 소형 및 경량이면서 우수한 성능을 나타내는 특성을 지닌다. 동일 면적 및 동일 중량당 방열 특성을 극대화시킨 콘덴서(Condenser)로, 특히 공기측 통기 저항이 낮아 라디에이터(Radiator)의 방열 부하를 감소시켜 준다.

제1도에는 상술한 바와 같은 패러렐 플로우 형 열교환기가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상호 소정 간격으로 이격되어 각각 설치된 한 쌍의 헤더파이프(11, 11b)와 그 사이에 복수개의 납작한 튜브(12)가 연통 가능하게 설치된다. 상기 튜브(12)사이에는 방열을 표면적을 극대화시키기 위한 방열용 휜(Fin, 13)이 형성되어 있고, 상기 헤더파이프(11, 11b)의 단부는 캡(14)으로 밀폐된다. 상기 복수개의 튜브(12)들중 상하의 최외측에 배열된 튜브(12)의 외측에 배치된 휜(13)을 지지하기 위하여 서포터(15)가 결합된다.

상기 튜브(12)와 헤더파이프(11, 11b)를 통해서 유동하는 열교환매체의 유동경로를 변경시키기 위하여 헤더파이프(11, 11b)에는 배플(16)이 삽입된다. 상기 배플(16)은 헤더파이프(11, 11b)의 단면에 형성된 공간을 차단할 수 있는 형상을 가지며, 상기 헤더파이프(11, 11b)의 일측에 형성된 슬릿(17)을 통해서 삽입된다. 열교환매체는 헤더파이프(11, 11b)에 연결된 공급관(11c)을 통해 공급되어 헤더파이프(11, 11b)와 튜브(12)내를 유동하고, 배출관(11d)을 통해 배출된다.

이와 같은 형식의 열교환기(10)의 작업 공정에는 헤더파이프(11, 11b)의 양측을 캡(14)으로 밀폐하기 위한 작업과, 튜브(12)의 최외측에 서포터(15)를 부착하는 작업, 및 헤더파이프(11, 11b)에 슬릿(17)을 형성하고 배플(16)을 삽입하는 작업이 포함한다. 통상적으로 이러한 작업 공정에 소요되는 부품은 알루미늄을 재료로 사용하고, 치구를 이용하여 해당 위치에 부품을 유지시킨 상태에서 브레이징 로(Brazing Furnace)에서 브레이징 성형으로써 제작한다.

상기와 같이 구성된 열교환기(10)는, 상기 공급관(11c)을 통해 공급되는 열교환용 매체가 상기 공급관(11c)과 연결된 헤더파이프(11)로 유입되어 튜브(12)내를 유동하며, 상기 튜브(12)내의 열교환매체는 다른 일측의 헤더파이프(11b)로 유동된다. 상기 헤더파이프(11b)의 열교환매체는 다시 상기 튜브(12)의 바로 아래쪽의 튜브(12)로 전달되어 유동된다. 그리고 상기 헤더파이프(11, 11b) 각각에는 배플(16)이 상기 슬릿(17)을 통해서 삽입되어 있기 때문에, 상기 튜브(12)와 헤더파이프(11, 11b)의 열교환매체의 유동 경로는 지속적으로 변경된다. 그리고 상기 헤더파이프(11, 11b)의 단부가 각각 캡(14)으로써 밀폐되어 이 열교환매체는 최종적으로 상기 배출관(11d)으로 배출된다.

그런데, 상술한 바와 같은 구성 및 작용을 하는 패러렐 플로우형 열교환기(10)는 다음과 같은 문제점을 가진다.

열교환매체가 상기 공급관(11c)으로 유입되어 보다 넓은 공간을 갖는 헤더파이프(11)에서 갑자기 좁은 공간으로 형성된 튜브(12)로 전달되어 유동되고, 다시 상기 헤더파이프(11b)와 튜브(12)를 반복 유동한다. 따라서, 이 유동 과정중에 열교환매체는 많은 유동저항을 받는다. 그리고 이 유동저항으로 인하여 상기 헤더파이프(11, 11b)와 튜브(12)의 통로에서 높은 유동압력이 발생되는 문제점이 있다.

본 고안은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 열교환매체를 유입시켜 공급관 및 헤더파이프의 구조를 개선하여 열교환매체를 분리시켜 유동시켜 각각의 통로내의 유동저항이 감소되므로써, 이 통로내의 유동압력이 감소되는 열교환기를 제공함에 그 목적이 있다.

제1도는 종래의 열교환기의 사시도.

제2도는 본 고안에 따른 열교환기의 정면도.

제3도는 제2도의 열교환기의 제1헤더파이프를 분해한 분해사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 제1헤더파이프 21b : 제2헤더파이프

22 : 공급관 22b : 공급부

221 : 유도통로부 222 : 바이패스통로부

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 열교환기는, 길이 방향으로 설치된 소정의 격벽에 의해 소정 길이 밀폐되어 형성된 유도통로부와, 상기 유도통로부에 의해 구획된 바이패스통로부를 갖는 제1헤더파이프와; 상기 제1헤더파이프와 이격되게 설치되는 제2헤더파이프와; 상기 제1헤더파이프 및 상기 제2헤더파이프에 각각 양단부가 고정되는 다수개의 튜브와; 상기 바이패스통로부와 상기 제2헤더파이프의 단부에 연통되게 설치되어 열교환매체를 공급하는 열교환매체공급관과; 상기 열교환매체의 경로를 변경시키기 위해 상기 제2헤더파이프에 설치된 배플;을 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

이하 본 고안을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

제2도에는 본 고안에 따른 열교환기의 정면도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 고안에 따른 열교환기(20)는, 상호 소정 간격으로 이격되어 한쌍의 제1헤더파이프(21)와, 제2헤더파이프(21b)가 설치된다. 상기 한쌍의 제1헤더파이프(21)와, 제2헤더파이프(21b) 사이에는 다수개의 납작한 튜브(23)가 연통 가능하게 연결되어 설치된다. 상기 다수개의 튜브(23) 사이에는 방열의 표면적을 극대화시키기 위한 방열용 휜(fin, 24)이 형성된다. 상기 한쌍의 제1, 2헤더파이프(21, 21b)의 상측 단부에는 열교환매체가 상기 열교환기(20)에 공급될 수 있도록 공급관(22)이 설치되며, 상기 공급관(22)의 입구측에는 소정의 열교환매체가 공급되는 공급부(22b)가 형성된다. 상기 공급관(22)은 휜(24)과 결합되며 이 휜(23)을 지지한다.

그리고 상기 복수개의 튜브(23)들중 하단의 최 외측에 배열된 휜(24)을 지지하기 위하여 서포터(26)가 결합된다. 상기 제1, 2헤더파이프(21, 21b)의 단부와, 공급관(22)의 단부는 열교환매체의 유동을 한정하며 밀폐하는 캡(25)이 설치된다. 또한, 각각의 통로로 유입된 이 열교환매체의 유동 경로를 변경시키기 위하여, 상기 제2헤더파이프(21b)에는 배플(27)이 삽입된다. 상기 배플(27)은 제2헤더파이프(21b)의 단면에 형성된 공간을 차단할 수 있는 형상을 가지며, 이 배플(27)은 상기 제2헤더파이프(21b)의 일측에 형성된 슬릿(28)을 통해서 삽입된다. 열교환매체는 상기 공급부(22b)를 통해 공급되고, 제1, 2헤더파이프(21, 21b)와 튜브(23)내를 유동하고 배출관(21d)을 통해 배출된다.

제3도는 제2도의 열교환기의 제1헤더파이프(21)의 사시도이다.

여기서, 제2도와 동일한 참조부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리킨다.

도면을 각각 참조하면, 상기 제1헤더파이프(21)는, 길이 방향으로 소정 길이의 밀폐된 유도통로부(211)와, 상기 유도통로부(211)에 의해 구획된 바이패스통로부(212)가 각각 설치된다. 상기 유도통로부(211)는 상기 제1헤더파이프(21)의 길이 방향으로 설치되는 격벽(213)에 의해 형성된다. 그리고 상기 유도통로부(211)와 바이패스통로부(212)에는 튜브 삽입부(29)가 형성된다.

이와 같은 형식의 열교환기(20) 및 제1헤더파이프(21)의 작업공정은 종래의 열교환기와 동일하며, 이러한 작업공정에 소요되는 부품 역시 알루미늄을 재료로 사용한다. 그리고 치구를 이용하여 해당 위치에 부품을 유지시킨 상태에서 브레이징 로(brazing furnace)에서 브레이징 성형으로써 제작한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 열교환기(20)는, 상기 공급관(22)을 통해 공급되는 열교환매체가 공급관(22)으로 유입되고, 이렇게 유입된 열교환매체는 상기 공급관(22)과 제1헤더파이프(21)로 분리되어 유입된다. 이와 같이 분리된 일부의 열교환매체는 상기 공급관(22)과 연결된 제1헤더파이프(21)의 바이패스통로부(212)로 유입되어 튜브(23)와 제1, 2헤더파이프(21, 21b)내를 번갈아 유동한다. 이 열교환매체가 상기 제1헤더파이프(21)의 바이패스통로부(212)로 유입되는 것은 이 바이패스통로부(212)가 공급관(22)과 연통되게 개방되어 있고, 상기 유도통로부(211)는 그 양측의 단부가 밀폐되어 있기 때문이다.

또, 상기 공급부(22b)를 통해 공급되어서 바이패스통로부(212)로 유입된 나머지의 열교환매체는 상기 공급관(22)을 통해서 제1헤더파이프(21)와 대향되게 설치된 제2헤더파이프(21b)로 유입되어 튜브(23)와 제1, 2헤더파이프(21, 21b)내를 번갈아 유동한다. 이렇게 유동된 열교환매체의 유동 경로를 변경시키기 위하여, 상기 제2헤더파이프(21b)에는 배플(27)을 삽입한다. 그래서 이 유동된 열교환매체가 최종적으로 상기 배출관(21d)으로 배출되도록 한다. 이와 같이 상기 공급부(22b)로 유입된 열교환매체는 분리되어 상기 각각의 통로를 유동한다.

따라서, 상술한 바와 같은 구성 및 작용을 하는 패러렐 플로우형 열교환기(20)는 열교환매체가 상기 제1, 2헤더파이프(21, 21b)와 튜브(23)를 분리되어 유동하므로, 이 유동 과정중에서 열교환매체의 유동저항은 감소한다. 결국, 이 유동저항의 감소로 인하여 상기 헤더파이프(21, 21b)와 튜브(23)의 통로에서의 유동압력은 감소된다.

상술한 바와 같이 구성된 본 고안에 따른 열교환기는 다음과 같은 효과가 있다.

열교환매체가 제1헤더파이프와 제2헤더파이프로 분리되어 튜브에 전달하여 유동하므로, 상기 제1, 2헤더파이프 및 튜브의 통로에서 발생되는 유동저항을 감소시킬 수 있으며, 이로 인해서 상기 각각의 통로의 유동 압력을 감소시킬 수 있다.

본 고안은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

Claims (1)

1. 길이 방향으로 설치된 소정의 격벽에 의해 소정 길이 밀폐되어 형성된 유도통로부와, 상기 유도통로부에 의해 구획된 바이패스통로부를 갖는 제1헤더파이프와; 상기 제1헤더파이프와 이격되게 설치되는 제2헤더파이프와; 상기 제1헤더파이프 및 상기 제2헤더파이프에 각각 양단부가 고정되는 다수개의 튜브와; 상기 바이패스통로부와 상기 제2헤더파이프의 단부에 연통되게 설치되어 열교환매체를 공급하는 열교환매체공급관과; 상기 열교환매체의 경로를 변경시키기 위해 상기 제2헤더파이프에 설치된 배플;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 열교환기.