KR20020045042A - 열교환기 튜브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각 채널을 형성하는 격벽 양측벽 위치에 열교환매체의 난류흐름을 약화시키지 않는 범위내에서 최소한의 수량으로 딤플들을 형성하여 튜브와 이 튜브들 사이에 접합고정되는 코루게이트핀과의 접촉면적을 넓힘으로써 열교환 성능을 높일 수 있도록 하는 열교환기 튜브에 관한 것으로, 상기 튜브는 몸체와 연결되는 격벽들 양단부 소정위치에 열교환매체의 난류흐름을 촉진할 수 있도록 복수개의 딤플들이 상기 격벽의 두께보다 더 넓은 폭으로 요입되고, 각 딤플은 채널의 대각방향에 위치되도록 서로 이웃하는 격벽의 상,하단에 엇갈리게 형성되는 것이 특징이다.

Description

열교환기 튜브{Tube for heat exchanger}

본 발명은 열교환기 튜브에 관한 것으로, 특히 각 채널을 형성하는 격벽 양측벽 위치에 열교환매체를 난류흐름 상태로 흐르게 하는 딤플을 난류흐름을 약화시키지 않는 범위내에서 최소한의 수량으로 형성하여 이에 부착고정되는 코루게이트핀과의 접촉면적을 넓힘으로써 열교환 성능을 높일 수 있도록 한 것이다.

열교환기는 튜브 내부를 흐르는 열교환매체와 코루게이트핀을 통과하는 공기를 열교환시켜 일정공간을 냉,난방할 수 있도록 한 기기로서, 사용 목적에 따라 다양한 형태와 크기로 제작된다.

도 1 은 상기 열교환기들 중 자동차 냉방시스템(에어컨)에서 열교환매체를 응축시키는 응축기(1)를 나타내고 있다.

상기 응축기(1)는 양측으로 이격된 한 쌍의 헤더탱크(2) 사이에 열교환매체를 유통시키기 위한 복수개의 튜브(3)들이 병렬로 연결되고, 상기 각각의 튜브(3)들 사이에는 지그재그형태로 절곡된 코루게이트핀(4)이 접합되며, 상기 양최외측 코루게이트핀(4)에는 서포트(5)가 고정되어 코루게이트핀(4)을 보호하게 된다. 그리고 상기 헤더탱크(2) 내부에는 헤더탱크(2) 내부공간을 구획하여 열교환매체가 지그재그 형태로 유동되도록 하는 배플(6)이 설치된다.

따라서 열교환매체는 상기 응축기(1)의 일측 헤더탱크(2)에 구비된 입구(7)를 통해 헤더탱크(2) 내부로 유입되어 배플(6)에 의해 구획되는 다수의 튜브(3)군을 지그재그식으로 통과하면서 상기 코루게이트핀(4) 사이를 통과하는 외부공기와 활발한 열교환을 행하여 액화된 후, 출구(8)를 통해 배출되게 된다.

도 2 에 종래 열교환기 튜브의 일 실시예의 측단면도를 나타내었다. 상기 종래 튜브(3)는 몸체(9)의 내부에 복수개의 격벽(10)들이 일정간격을 두고 형성되어 그 사이에 열교환매체가 유동되는 복수개의 채널(11)들이 형성되고, 상기 채널(11)의 내벽에는 열교환매체의 난류화를 촉진시키기 위한 삼각형 형상의 딤플(12)이 채널(11) 내측으로 돌출형성된다.

그러나 이러한 종래의 튜브(3)는 압출방식으로 제조되기 때문에 상기 딤플(12)은 각 채널(11)의 길이방향으로 연속되게 구성될 수 밖에 없어 열교환매체가 튜브(3)의 길이방향으로만 저항을 받게 되므로 난류효과가 제한적으로 발샐되는 단점이 있었다.

따라서 최근의 튜브(3)는 도 3 에서 보는 바와 같이 상기 채널(11)의 양내측벽 각각에 롤러가공 등에 의해 반구형상의 딤플(13)을 상,하가 엇갈리도록 형성함으로써 열교환매체가 상기 돌출된 딤플(13)에 부딪치도록 하여 난류흐름 상태로 흐르도록 하였다. 그러나 상기 종래 튜브(3)는 도 3 과 같이 딤플(13)이 튜브(3)의 외벽으로부터 각각의 채널(11) 양측벽 중앙으로 요입되게 형성되므로, 딤플(13)의 갯수가 많아야 하고, 이에 따라 튜브(3) 외벽에는 딤플(13)형성을 위한 요입부(14)가 다수개 형성될 수 밖에 없다.

따라서 상기 튜브들의 외측벽에 접합되는 코루게이트핀(4)과 튜브(3)의 접촉면적이 줄어들어 열교환매체와 외부공기와의 열교환 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 종래의 튜브(3)는 상기 채널(11) 중 양외측 채널(11a)에 상기 딤플(13)을 형성하는 경우 채널(11a)의 형상이 변형되는 경우도 있어 불량 튜브를 양산하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적인 과제는 각 채널을 형성하는 격벽 양측벽 위치에 열교환매체의 난류흐름을 약화시키지 않는 범위내에서 최소한의 수량으로 딤플들을 형성하여 튜브와 이 튜브에 접합고정되는 코루게이트핀과의 접촉면적을 넓힘으로써 열교환 성능을 높일 수 있도록 하는 열교환기 튜브를 제공함에 있다.

본 발명에 따른 열교환기 튜브는 격벽 형성부위 상,하단에 상기 격벽의 두께보다 넓은 폭으로 요입되는 딤플을 서로 엇갈리게 형성한 것을 특징으로 한다.

도 1 은 일반적인 열교환기 정면도,

도 2 는 종래 열교환기 튜브의 일 실시예의 측단면도,

도 3 은 종래 열교환기 튜브의 다른 실시예의 측단면도,

도 4 는 본 발명에 따른 열교환기 튜브의 측단면도,

도 5 는 본 발명에 따른 열교환기 튜브의 일 실시예의 평면도,

도 6 은 본 발명에 따른 열교환기 튜브의 다른 실시예의 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

15 : 튜브 16 : 몸체

17 : 격벽 18 : 채널

19 : 딤플

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 따른 일 실시예의 구성을 상세히 설명한다. 도 4 는 본 발명에 따른 열교환기 튜브의 측단면도이고, 도 5 는 본 발명에 따른 열교환기 튜브의 일 실시예의 평면도이며, 도 6 은 본 발명에 따른 열교환기 튜브의 다른 실시예의 평면도이다.

본 발명이 적용되는 열교환기 튜브(15)는 몸체(16) 내부에 길이방향으로 연장된 복수개 격벽(17)에 의해 열교환매체가 흐르는 채널(18)이 복수개 구비된다.

이러한 열교환기 튜브(15)에 있어서, 본 발명 튜브(15)는 몸체(16)와 연결되는 격벽(17)들 양단부 소정위치에 열교환매체의 난류흐름을 촉진할 수 있도록 복수개의 딤플(19)들이 상기 격벽(17)의 두께보다 더 넓은 폭으로 요입된다. 따라서 상기 딤플(19)은 채널(18)과 채널(18)사이의 격벽(17) 양측으로 요입되기 때문에 하나의 딤플(19)이 두 개의 채널(18)에 걸쳐 형성되어 두 채널(18)을 흐르는 열교환매체 모두에 난류흐름을 발생시킨다.

이를 위한 상기 딤플(19)의 요입된 위치는 도 4 와 같이 각각의 격벽(17) 양외측에 위치하되, 채널(18) 내부에서 상기 딤플(19)이 서로 대각선 방향으로 대향하도록 상기 격벽(17)의 상,하단에 교대로 형성된다. 즉 어느 일측 격벽(17) 일단부에 상기 딤플(19)이 형성되면, 상기 격벽(17)의 타단부에 다른 딤플(19)이 형성되는 방식으로 각각의 딤플(19)들이 대각선 방향으로 교차되게 형성된다.

이를 더 자세하게 설명하며, 도 4 의 좌측에서부터 제 1,2,3,4,의 격벽(17a)(17b)(17c)(17d)이 형성되는 데, 제 1 격벽(17a)과 제 3 격벽(17c) 상부에 딤플(19)이 형성되고, 제 2 격벽(17b)과 제 4 격벽(17d) 하부에 딤플(19)이 형성된다. 따라서 제 2 채널(18b)과 제 4 채널(18d)은 좌측 상부와 우측 하부에 각각 딤플(19)이 형성되고, 제 3 채널(18c)은 좌측 하부와 우측 상부에 딤플(19)이 형성되므로, 이들 각각의 채널(18)은 딤플(19)이 대각 방향으로 형성된다.

도 5 는 본 발명에 따른 튜브의 일 실시예의 평면도이다. 이 도면에서와 같이 상기 딤플(19)들은 몸체(16)와 연결되는 각각의 격벽(17) 양단부를 따라 몸체(16) 길이방향을 따라 일정피치를 가지고 요입되고, 가 격벽(17)에 형성되는 딤플(19)들은 격자형상의 배열구조를 갖게 된다.

그리고 상기 딤플(19)은 회전하는 롤러에 의해 반구형상으로 성형되는 것이 보통이나 도 6 과 같이 별도의 프레스 가공에 의해 길이방향으로 연장되게 구성될 수도 있다. 상기 딤플(19)의 경우도 앞서 설명한 반구형 딤플(19)과 같이 몸체(16) 양측면에서 교번되게 격자형상으로 배치된다.

따라서 본 발명 튜브(15)는 딤플(19)이 상기 도 5,6 과 같이 몸체(16) 양외측면에서 격자형상으로 위치되고, 서로 교번되게 배열되므로 앞서 설명한 바와 같이 각 채널(18)의 대각방향으로 형성된다.

여기서, 상기 딤플(19)의 크기는 열교환매체의 난류정도에 따라 제작시 그 크기를 적절하게 조절할 수 있다. 즉 난류정도를 높이려면 딤플(19)을 크게 형성하고, 난류정도를 낮추려면 딤플(19)을 작게 형성한다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 딤플(19)은 하나가 채널(18)을 구분하는 격벽(17)의 양측으로 오목하게 형성되어 두 개의 채널(18)에 걸쳐 돌출되므로 열교환 성능을 낮추지 않게 하면서도 딤플(19)의 수량을 종래에 비해 절반이상 줄일 수 있게 된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 열교환기 튜브(15)는 딤플(19)의 수량이 줄어들어 롤러에 의해 상기 딤플(19)을 성형할 때 튜브(15)가 받는 전단응력을 줄어들게 되므로 제품의 안정성을 기할 수 있게 되고, 상기와 같이 딤플(19) 수량이 줄어듬으로써 튜브(15)에 부착되는 코루게이트핀(4)과의 전열면적이 증가되어 열교환 성능을 높일 수 있는 장점이 있다.

또한, 딤플(19)이 격벽(17)에 형성됨에 따라 튜브(15) 몸체 양측단부의 라운딩된 부분에서 멀리 이격되므로 딤플(19) 성형제작시 튜브의 형상이 찌그러지는 등 변형됨을 방지하여 불량품을 줄일 수 있는 장점도 있다.

Claims (3)

1. 몸체 내부를 길이방향으로 구획하는 복수개 격벽에 의해 열교환매체 유통용 채널을 복수개 형성한 튜브에 있어서,

   상기 몸체와 연결되는 격벽들 양단부 소정위치에 열교환매체의 난류흐름을 촉진할 수 있도록 복수개의 딤플들이 상기 격벽의 두께보다 더 넓은 폭으로 요입되는 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 딤플들은 채널의 대각방향에 위치되도록 서로 이웃하는 격벽에 엇갈리게 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 딤플들은 몸체와 연결되는 각각의 격벽 양단부를 따라 몸체 길이방향으로 일정피치를 가지고 요입되고, 각각의 딤플들은 격자형상의 배열구조를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브.