KR20020097463A - 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 특히 냉매관 및 냉매관에 접합되는 핀의 구조가 개선됨으로써, 냉매관과 핀의 외벽에 고이는 응축수를 하측 방향으로 용이하게 배수하여 효과적인 열 교환을 이룰 수 있도록 한 열교환기에 관한 것이다.

본 발명에 따른 열교환기는 동일 평면상에 다수개가 평행을 이루도록 설치됨과 아울러, 일정 간격을 유지하면서 전면과 후면을 이루는 한 쌍의 평면상에 설치되어 냉매가 순환되면서 열 교환되는 유로를 형성하는 냉매관과, 상기 냉매관의 일 측에 설치되어 상부에 냉매가 주입되는 공급배관이 연결되고, 하부에 열 교환된 냉매가 외부로 토출되는 배출배관이 연결된 냉매공급/배출헤더와, 상기 냉매관의 다른 측에 설치되어 각각의 상기 냉매관이 서로 연통되도록 하는 냉매통과헤더와, 상기 냉매관 사이에 설치되고, 다수의 드레인 홀이 형성되어 상기 냉매관의 전열 면적을 증가시킴과 동시에, 상기 드레인 홀 및 상기 냉매관 사이에 형성된 공간을 따라 응축수가 하측으로 배수될 수 있도록 하는 다수개의 핀을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

열교환기 {A heat exchanger}

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 특히 냉매관 및 냉매관에 접합되는 핀의 구조가 개선됨으로써, 냉매관과 핀의 외벽에 고이는 응축수를 하측 방향으로 용이하게 배수하여 효과적인 열 교환을 이룰 수 있도록 한 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 응축기, 증발기 등 열 교환이 필요한 제품에 사용된다.

도 1은 종래 기술에 의한 열교환기가 도시된 사시도 및 평면도이다.

종래 기술에 의한 열교환기는 냉매가 공급되고, 열 교환된 후에 배출될 수 있도록 공급배관(12) 및 배출배관(14)과 연결되는 냉매공급/배출헤더(2)와, 상기 냉매공급/배출헤더(2)에 대향되게 설치되는 냉매통과헤더(4)와, 상기 냉매공급/배출헤더(2)와 냉매통과헤더(4) 사이에 설치되는 다수개의 냉매관(6)이 포함되어 구성된다.

상기 냉매공급/배출헤더(2)는 중공된 원기둥 모양으로 형성되어 상부 일 측에는 냉매가 유입되는 공급배관(12)이 설치되고, 하부 일 측에는 냉매가 토출되는 배출배관(14)이 설치된다.

아울러, 상기 냉매공급/배출헤더(2)는 그 내부가 상기 공급배관(12)이 연결되는 상부와 배출배관(14)이 연결되는 하부로 구획되어 냉매공급/배출헤더(2) 내부로 공급된 냉매는 모두 상기 냉매관(6)을 따라 순환된 후에 배출되도록 한다.

상기 냉매관(6)은 그 단면 형상이 좌우방향으로 긴 타원 모양으로 형성되어 수평을 이루며 상기 냉매공급/배출헤더(2)와 냉매통과헤더(4) 사이에 설치되고, 다수개가 상하 방향으로 평행하게 설치된다.

또한, 상기 냉매관(6) 각각의 사이에는 냉매관(6)의 전열 면적을 증가시켜열 교환 효율을 향상시키는 다수개의 핀(8)이 설치되는 바, 상기 핀(8)은 다수개의 산과 골이 연속적으로 생성되는 파형으로 형성되어 각각의 냉매관(6) 상면과 바닥면 사이에 접합된다.

상기 냉매통과헤더(4)는 상기 냉매공급/배출헤더(2)와 동일한 원 기둥 모양으로 형성되고, 상부와 하부가 모두 하나의 공간으로 이루어져 상기 냉매공급/배출헤더(2)의 상부에서 냉매관(6)을 따라 냉매통과헤더(4)로 이동된 냉매는 냉매통과헤더(4)의 하측으로 이동되고, 다시 하측에 설치된 냉매관(6)을 통과하면서 열 교환을 이루어 냉배공급/배출헤더(2)를 지나 외부로 배출되도록 한다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 의한 열교환기의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 전원이 인가되면 압축기나 모터 등에 의해 냉매가 상기 냉매공급/배출헤더(2)의 상측으로 유입되고, 유입된 냉매는 상기 냉매공급/배출헤더(2)의 상측에 설치된 냉매관(6)을 통해 상기 냉매통과헤더(4)로 이동되면서 열 교환을 이루고, 냉매통과헤더(4)의 하측으로 이동되어 다시 하측에 설치된 냉매관(6)을 통과하면서 열 교환을 이루어 상기 냉매공급/배출헤더(2)를 통해 외부로 배출된다.

그러나, 종래 기술에 의한 열교환기는 단면 형상이 좌우 방향으로 긴 타원 모양으로 형성된 냉매관(6)이 수평을 이루도록 설치되고, 다수개가 상하 방향으로 평행하게 설치되며, 각각의 냉매관(6) 사이에 산과 골이 연속되는 파형의 핀(8)이 설치되기 때문에 냉매관(6) 및 핀(6) 외벽에 응축수가 생성되면 냉매관(6)의 상면이나 핀(8)의 골에 응축수가 고이므로 부식 등에 의한 열교환기의 파손이 발생될수 있으며, 열 교환 효율 또한 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 열교환기 및 핀의 구조가 응축수의 배수가 용이하도록 개선됨으로써, 핀이나 냉매관의 상면에 응축수가 고이는 것이 방지되어 부식 등의 파손이 방지되고, 열 교환 효율 또한 향상될 수 있는 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 열교환기가 도시된 사시도 및 평면도,

도 2는 본 발명에 의한 열교환기가 도시된 사시도,

도 3은 본 발명에 의한 열교환기의 냉매관 및 핀이 도시된 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

52 : 냉매공급/배출헤더 54 : 냉매통과헤더

56 : 냉매관 58 : 핀

58a : 드레인 홀 62 : 공급배관

64 : 배출배관

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 열교환기는 동일 평면상에 다수개가 평행을 이루도록 설치됨과 아울러, 일정 간격을 유지하면서 전면과 후면을 이루는 한 쌍의 평면상에 설치되어 냉매가 순환되면서 열 교환되는 유로를 형성하는 냉매관과, 상기 냉매관의 일 측에 설치되어 상부에 냉매가 주입되는 공급배관이 연결되고, 하부에 열 교환된 냉매가 외부로 토출되는 배출배관이 연결된 냉매공급/배출헤더와, 상기 냉매관의 다른 측에 설치되어 각각의 상기 냉매관이 서로 연통되도록 하는 냉매통과헤더와, 상기 냉매관 사이에 설치되고, 다수의 드레인 홀이 형성되어 상기 냉매관의 전열 면적을 증가시킴과 동시에, 상기 드레인 홀 및 상기 냉매관 사이에 형성된 공간을 따라 응축수가 하측으로 배수될 수 있도록 하는 다수개의 핀을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 열교환기의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 열교환기가 도시된 사시도이다.

본 발명에 따른 열교환기는 다수개가 평행하게 설치되어 냉매가 순환되면서 열 교환을 이루도록 유로를 형성하는 냉매관(56)과, 상기 냉매관(56)의 일 측에 설치되어 냉매관(56)에 냉매를 공급하거나 열 교환된 냉매를 외부로 토출되도록 하는 냉매공급/배출헤더(52)와, 상기 냉매관(56)의 다른 일 측에 설치되어 각각의 냉매관(56)이 서로 연통되도록 하여 냉매의 순환을 이루는 냉매통과헤더(54)를 포함하여 구성된다.

상기 냉매공급/배출헤더(52)는 중공된 원 기둥 모양으로 형성되어 상하 방향으로 수직하게 설치되고, 상측에 냉매가 주입되는 공급배관(12)이 연결되며, 하측에는 열 교환된 냉매가 외부로 유출되는 배출배관(14)이 연결된다.

아울러, 상기 냉매공급/배출헤더(52)는 내부가 상부와 하부로 구획되어 상기 공급배관을 통해 냉매공급/배출헤더(52)의 상부로 주입된 냉매는 모두 냉매관(6)을 따라 순환되면서 열 교환된 후에 냉매공급/배출헤더(52)의 하부를 지나 배출배관(14)을 따라 외부로 배출되도록 한다.

상기 냉매통과헤더(54)는 냉매공급/배출헤더(52)와 같이 중공된 원 기둥 모양으로 형성되어 냉매관(56)의 다른 일 측에 설치되고, 그 내부는 하나의 공간으로 형성되어 냉매공급/배출헤더(52)의 상부에서 냉매관(56)을 따라 이동된 냉매가 냉매통과헤더(54)의 내부에서 하측으로 이동되어 다시 냉매관(56)을 따라 냉매공급/배출헤더(52)의 하부를 지나 외부로 토출되도록 한다.

도 3은 본 발명에 의한 열교환기의 냉매관 및 핀이 도시된 사시도이다.

상기 냉매관(56)은 단면 형상이 좌우 방향으로 긴 타원 모양으로 형성되어 열교환기의 전면과 후면을 이루는 한 쌍의 수직한 평면상에 다수개가 평행하게 설치되고, 전면에 설치된 냉매관(56a)과 후면에 설치된 냉매관(56b) 사이에 소정의 공간이 형성되어 응축수의 배수를 용이하게 이룰 수 있도록 한다.

아울러, 각각의 상기 냉매관(56)의 상면과 하면에 형성된 공간에는 냉매관(56)의 전열 면적을 증가시켜 열 교환 효율을 향상시키는 다수개의 핀(58)이 설치되는 바, 상기 핀(58)은 산과 골이 연속되는 파형으로 형성된다.

그리고, 상기 핀(58)은 열교환기의 전면과 후면에 설치되는 한 쌍의 냉매관(56)의 상면에 설치되며, 상기 핀(58)의 골에 응축수가 고이지 않고 한 쌍의 냉매관(56) 사이에 형성된 공간을 따라 하측으로 배수될 수 있도록 다수개의 드레인 홀(58a)이 형성된다.

상기 드레인 홀(58a)은 상기 핀의 골 가장 낮은 부위에 형성되어 골에 응출수가 고이는 것을 방지하고, 아울러, 산을 형성하는 경사 부위에도 다수개가 형성되어 응축수의 배수가 용이함과 동시에 핀의 표면을 지나는 공기에 난류가 발생되도록 하여 열 교환되는 시간이 증가되므로 열 교환 효율 또한 향상되도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 열교환기의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 압축기나 펌프 등에 의해 공급배관(12)을 따라 냉매공급/배출헤더(2)의 상부로 주입되고, 주입된 냉매는 냉매관(56)을 따라 이동되면서 상 변화에 의한열 교환을 행하여 냉매통과헤더(54)의 내부로 이동된다.

이후, 냉매통과헤더(54)의 하부로 이동되고, 다시 냉매관(56)을 따라 냉매공급/배출헤더(52)로 순환되면서 열 교환을 이루며, 냉매공급/배출헤더(52)의 하부를 지나 배출배관을 따라 외부로 토출된다.

이때, 열교환기의 전면과 후면에 설치된 각각의 냉매관(56) 사이에 형성되는 공간 및 핀(58)에 형성된 다수개의 드레인 홀(58a)을 통해 냉매관(56)이나 핀(58)의 외벽에 생성되는 응축수가 열교환기의 하측으로 용이하게 배수됨으로써, 응축수가 장시간 고여 열교환기가 부식되는 등의 파손이 방지되고, 열 교환 효율이 향상된 열교환기의 운전을 이룰 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 열교환기는 앞면에 설치되는 냉매관과 후면에 설치되는 냉매관 사이에 소정의 공간이 형성되고, 각각의 냉매관 사이에 설치되는 핀에 다수의 드레인 홀이 형성됨으로써, 운전 중에 생성되는 응축수가 열교환기 하측으로 용이하게 배수되므로 응축수가 장시간 고여서 발생되는 부식이나 열교환기의 외벽을 흐르는 작동유체와 같이 응축수가 이동되는 등 열교환기의 파손 및 오작동이 방지되고, 열 교환 효율 또한 향상될 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 동일 평면상에 다수개가 평행을 이루도록 설치됨과 아울러, 일정 간격을 유지하면서 전면과 후면을 이루는 한 쌍의 평면상에 설치되어 냉매가 순환되면서 열 교환되는 유로를 형성하는 냉매관과;

   상기 냉매관의 일 측에 설치되어 상부에 냉매가 주입되는 공급배관이 연결되고, 하부에 열 교환된 냉매가 외부로 토출되는 배출배관이 연결된 냉매공급/배출헤더와;

   상기 냉매관의 다른 측에 설치되어 각각의 상기 냉매관이 서로 연통되도록 하는 냉매통과헤더와;

   상기 냉매관 사이에 설치되고, 다수의 드레인 홀이 형성되어 상기 냉매관의 전열 면적을 증가시킴과 동시에, 상기 드레인 홀 및 상기 냉매관 사이에 형성된 공간을 따라 응축수가 하측으로 배수될 수 있도록 하는 다수개의 핀을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 열교환기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 핀은 산과 골이 연속되는 파형으로 형성되어 각각의 골 바닥에 상기 드레인 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 핀은 산을 이루는 경사면에 다수의 상기 드레인 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.