KR20020094154A - 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 특히 상하측 냉매관의 구분없이 비교적 균일한 양의 냉매를 공급 순환시켜 열전달 효율을 높인 열교환기에 관한 것이다.

본 발명에 따른 열교환기는 다수개의 열 및 다수개의 행으로 이격되게 배열되어 냉매가 통과되면서 열교환되는 유로를 형성하는 복수개의 냉매관과, 상기 냉매관의 일측에 설치되어 상기 냉매관으로 냉매를 공급하거나 상기 냉매관의 냉매를 배출시키는 냉매공급헤더 및 냉매배출헤더와, 상기 냉매공급헤더 및 냉매배출헤더가 연결되지 아니한 상기 냉매관의 다른 측에 설치되어 상기 냉매관을 모두 연통시키는 냉매통과헤더와, 상기 냉매통과헤더에 설치되어 상기 냉매통과헤더를 통과하는 냉매의 유속을 증가시켜 각각의 냉매관으로 비교적 균일한 양의 냉매가 공급되게 하는 냉매분배수단으로 구성되는 열교환기에 있어서, 상기 냉매분배수단은 상기 냉매통과헤더의 내부에 냉매관이 연결된 부분로부터 외측방향으로 돌출된 돌출판으로 형성되어 상하 방향으로 설치된 각각의 냉매관에 냉매를 비교적 균일하게 공급 순환시켜 열전달 효율을 높인다.

Description

열교환기 { a heat exchanger }

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 특히 상하측 냉매관의 구분없이 비교적 균일한 양의 냉매를 공급 순환시켜 열전달 효율을 높인 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 열교환기는 전열매체가 열전도 효율이 높은 금속관 형태의 전열벽을 통해 온도가 높은 유체로부터 온도가 낮은 유체에 열을 전달하는 장치로 자동차용 응축기 및 공기 조화기나 냉각기기의 증발기 등 열교환이 필요한 제품에 사용된다.

도 1은 종래기술에 따른 열교환기가 도시된 사시도이다.

종래의 열교환기는 도 1에 도시된 바와 같이 냉매가 유입되는 냉매유입관(2) 및 냉매가 유출되는 냉매배출관(4)이 형성된 제1헤더(6)와 제2헤더(8)는 좌우 서로 이격되게 배치되고, 그 사이에 복수개의 냉매관(10)이 평행하게 짝을 이루며 상하 방향으로 일정간격 이격되도록 설치되는데 냉매는 전방에 설치된 냉매관(10a)으로 유입되어 후방에 설치된 냉매관(10b)으로 유출되면서 주위 공기와 열교환된다.

상기 제 1헤더(6)는 내측에 냉매유입관(2)으로 유입된 냉매와 냉매배출관(4)으로 유출되는 냉매가 섞이지 않도록 나누어주기 위하여 상하 방향으로 격벽(3)이 설치되어 전방에 위치되는 냉매공급헤드(6a)와 후방에 위치되는 냉매배출헤드(6b)로 구분된다.

상기와 같이 구성된 종래 기술의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

상기와 같은 열교환기가 자동차의 응축기로 사용될 경우 공기보다 높은 온도의 냉매가 냉매유입관(2)을 통해 유입되면 이 냉매는 냉매공급헤더(6a)를 통해 전방에 설치된 냉매관(10a)을 지나면서 열을 주위 공기에 방열시키고, 또한 냉매는 제 2헤더(8)를 통과하여 후방에 설치된 냉매관(10b)을 지나면서 열을 주위 공기에 방열시키며, 결국 냉매배출헤더(6b)를 지나 냉매배출관(4)을 통해 빠져나가게 된다.

또한, 상기와 같은 열교환기가 공기조화기 및 냉각기기의 증발기로 사용될 경우 공기보다 낮은 온도의 냉매가 냉매유입관(2)을 통해 유입되면 이 냉매는 냉매공급헤더(6a)를 통해 전방에 설치된 냉매관(10a)을 지나면서 주위 공기로부터 열을 빼앗아 주위 공기를 찬공기로 만들고, 또한 냉매는 제 2헤더(8)를 통과하여 후방에 설치된 냉매관(10b)을 지나면서 주위 공기로부터 열을 빼앗아 주위 공기를 찬공기로 만들며, 결국 냉매배출헤더(6b)를 지나 냉매배출관(4)을 통해 빠져나가게 된다.

그러나, 종래의 열교환기는 냉매유입관(2)을 통해 유입된 냉매가 전방에 위치한 냉매관(10a)을 지나면서 주위 공기와 열교환되어 기상과 액상으로 분리되고 유속이 감소되기 때문에 제 2헤더(8)를 지날 때 상대적으로 가벼운 기상인 냉매는 상측부를 통과하고 상대적으로 무거운 액상인 냉매는 하측부를 통과하여 후방에 위치한 냉매관(10b)으로 유입되므로 상측에 설치된 냉매관(10b)에는 적은 양의 냉매가 유입되고 하측에 설치된 냉매관(10b)에는 많은 양의 냉매가 유입되어 열교환 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 냉매통과헤더를 지나는 냉매의 유속을 증가시켜 상하 방향으로 설치된 각각의 냉매관으로 냉매를 균일하게 분배하여 유입시킴으로 열교환 효율을 향상시킨 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 열교환기가 도시된 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 열교환기가 도시된 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 열교환기의 냉매공급헤더 및 냉매배출헤더가 도시된 도면,

도 4는 본 발명에 따른 열교환기의 냉매통과헤더가 도시된 도면,

도 5는 본 발명에 따른 열교환기의 또 다른 냉매통과헤더가 도시된 도면이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

52 : 냉매유입관 54 : 냉매배출관

56a : 냉매공급헤더 56b: 냉매배출헤더

58 : 냉매통과헤더 60 : 냉매관

62 : 돌출판

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 열교환기는 다수개의 열 및 다수개의 행으로 이격되게 배열되어 냉매가 통과되면서 열교환되는 유로를 형성하는 복수개의 냉매관과, 상기 냉매관의 일측에 설치되어 상기 냉매관으로 냉매를 공급하거나 상기 냉매관의 냉매를 배출시키는 냉매공급헤더 및 냉매배출헤더와, 상기 냉매공급헤더 및 냉매배출헤더가 연결되지 아니한 상기 냉매관의 다른 측에 설치되어 상기 냉매관을 모두 연통시키는 냉매통과헤더와, 상기 냉매통과헤더에 설치되어 상기 냉매통과헤더를 통과하는 냉매의 유속을 증가시켜 각각의 냉매관으로 비교적 균일한 양의 냉매가 공급되게 하는 냉매분배수단으로 구성되는 열교환기에 있어서,상기 냉매분배수단은 상기 냉매통과헤더의 내부에 냉매관이 연결된 부분로부터 외측방향으로 돌출된 돌출판으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 열교환기가 도시된 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 열교환기의 냉매공급헤더 및 냉매배출헤더가 도시된 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 열교환기의 냉매통과헤더가 도시된 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 열교환기의 또 다른 냉매통과헤더가 도시된 도면이다.

상기 본 발명에 따른 열교환기는 도 2에 도시된 바와 같이 두 개의 열 및 다수개의 행으로 이격되게 배열되어 냉매가 통과되면서 열교환 유로를 형성하는 복수개의 냉매관(60)과, 상기 냉매관(60)의 일측에 설치되어 상기 냉매관(60)으로 냉매를 공급하거나 상기 냉매관(60)의 냉매를 배출시키는 냉매공급헤더(56a) 및 냉매배출헤더(56b)와, 상기 냉매공급헤더(56a) 및 냉매배출헤더(56b)가 연결되지 아니한 상기 냉매관(60)의 다른 측에 설치되어 상기 냉매관(60)을 모두 연통시키는 냉매통과헤더(58)와, 상기 냉매통과헤더(58)에 설치되어 상기 냉매통과헤더(58)를 통과하는 냉매의 유속을 증가시켜 각각의 냉매관(60)으로 비교적 균일한 양의 냉매가 공급되게 하는 냉매분배수단으로 구성된다.

상기 냉매관(60)은 2열로 배치되는데 전방에 위치된 냉매관(60a)은 상기 냉매공급헤더(56a)와 연결되고, 후방에 위치된 냉매관(60b)은 상기 냉매배출헤더(56b)와 연결된다.

도 3에 도시된 바와 같이 상기 냉매공급헤더(56a)와 냉매배출헤더(56b)는 일체인 것으로 그 내측에 격벽이 설치되므로 열교환되기 위하여 유입되는 냉매와 열교환된 뒤 유출되는 냉매가 섞이지 않도록 냉매공급헤더(56a)와 냉매배출헤더(56b)가 구획되며, 상기 냉매공급헤더(56a)의 일측에는 냉매유입관(52)이 연결되고, 상기 냉매배출헤더(56b)의 일측에는 냉매배출관(54)이 연결된다.

또한, 도 4에서 보는 바와 같이 상기 냉매분배수단은 냉매통과헤더(58)의 내부에 냉매관(60)이 연결된 부분으로부터 외측방향으로 돌출된 돌출판(62)이 형성된것으로 상기 돌출판(62)은 전후 2열로 배열된 냉매관(60)의 열 사이에 상하 방향으로 형성되어 상기 냉매통과헤더(58)를 지나는 냉매의 유로 면적을 줄여줌으로 냉매의 유속을 증가시켜 상하 방향으로 설치된 각각의 냉매관(60)에 비교적 균일한 양의 냉매를 공급한다.

또는, 도 5에서 보는 바와 같이 냉매관이 다수열로 배치될 수 있도록 냉매통과헤더(58)는 다수개가 연결 배치될 수 있고, 그 내부에 돌출판(62)이 냉매관과 연결된 부분으로부터 돌출된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

냉매유입관(52)을 통해 유입된 냉매는 냉매공급헤더(56a)를 지나 전방에 위치된 냉매관(60a)을 흐르면서 주위 공기와 열교환되고, 돌출판(62)이 설치된 냉매통과헤더(58) 내측을 지나면서 유속이 빨라져 상하 위치에 관계없이 비교적 균일한 양의 냉매가 후방에 위치된 각각의 냉매관(60b)으로 유입되어 흐르면서 또한 주위 공기와 열교환된 뒤, 냉매배출헤더(56b)를 지나 냉매배출관(54)으로 배출된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 열교환기는 냉매통과헤더 내측에 돌출판이 설치되어 냉매의 유로 면적을 줄여줌으로 냉매의 유속을 증가시켜 비교적 균일한 양의 냉매를 상하 방향으로 설치된 각각의 냉매관으로 유입시킴으로 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 다수개의 열 및 다수개의 행으로 이격되게 배열되어 냉매가 통과되면서 열교환되는 유로를 형성하는 복수개의 냉매관과, 상기 냉매관의 일측에 설치되어 상기 냉매관으로 냉매를 공급하거나 상기 냉매관의 냉매를 배출시키는 냉매공급헤더 및 냉매배출헤더와, 상기 냉매공급헤더 및 냉매배출헤더가 연결되지 아니한 상기 냉매관의 다른 측에 설치되어 상기 냉매관을 모두 연통시키는 냉매통과헤더와, 상기 냉매통과헤더에 설치되어 상기 냉매통과헤더를 통과하는 냉매의 유속을 증가시켜 각각의 냉매관으로 비교적 균일한 양의 냉매가 공급되게 하는 냉매분배수단으로 구성되는 열교환기에 있어서,

   상기 냉매분배수단은 상기 냉매통과헤더의 내부에 냉매관이 연결된 부분로부터 외측방향으로 돌출된 돌출판으로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 냉매관은 좌우 2열로 배열되고, 상기 냉매통과헤더에 형성된 돌출판은 상기 냉매관의 열 사이에 상하 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 냉매관은 다수의 열로 배열되고, 각각의 냉매통과헤더의 내부에 냉매관이 연결된 부분으로부터 외측방향으로 돌출된 돌출판은 상기 냉매관의 열 사이에 상하방향을 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.