KR20030063980A - 평행유동형 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 응축수가 원활히 배출되는 구조로 이루어진 평행유동형 열교환기에 관한 것으로, 본 발명에 따른 평행유동형 열교환기는, 한쌍의 헤더 파이프(20)(20')와, 양 헤더 파이프(20)(20')의 측면에 그 일단이 삽입되는 방식으로 헤더 파이프(20)(20')와 결합되는 다수개의 냉매튜브(22)와, 상기 냉매튜브(22)들 사이에 개재된 전열핀(24)과, 헤더 파이프(20)에 구비된 냉매 흡입 토출포트(201)(202)와, 헤더 파이프(20)(20')의 내부공간을 차단하는 배플(26)을 포함하며, 상기 전열핀(24)이 냉매튜브(22)와 접하는 부위에 응축수가 배출되는 다수개의 배수홀(22a)이 형성된 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 냉매튜브(22)의 양측면에는 응축수의 배출이 가능토록 길이방향의 라인홈(22a)이 형성되고, 상기 전열핀(24)에 형성된 배수홀(24a)과 냉매튜브(22)에 형성된 라인홈(22a)이 조합되어 확대된 배출통로를 형성하는 구조로 이루어진다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 평행유동형 열교환기에 의하면 열교환기가 증발기로 사용될 경우에 생성되는 응축수가 상기 냉매튜브(22)의 라인홈(22a)을 통해 아래로 배출되기 때문에 응축수가 전열핀에 고이지 않게 됨으로써 전열핀과 공기의 접촉면적 및 공기 유동량이 줄어들지 않기 때문에 열교환효율이 높다는 이점이 있다.

Description

평행유동형 열교환기{Parallel flow type heat exchanger}

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 응축수가 원활히 배출되는 구조로 이루어진 평행유동형 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 공조기 등에서 사용되는 열교환기는, 도 1에 나타난 것과 같이 소정 길이의 원형관이 ' ?? ' 형태로 연속 벤딩(bending)되어 일종의 다중겹 형상으로 이루어진 냉매관(10)과, 일정한 간격을 두고 다수개가 평행하게 배열되어 용접에 의해 냉매관(10)에 부착되며, 외견상 벤딩된 냉매관(10)을 가로지르는 형태로 장착되는 얇은 패널형태의 전열핀(12)으로 구성되어 있다.

이와 같은 종래의 열교환기에 의하면 냉매가 냉매관(10)을 통해 유동하는 과정에서 외기와 열교환함으로써 증발기 내지는 응축기로서 작용하게 되며, 전열핀(12)에 의해 냉매관(10)의 전열면적이 확대됨으로써 효율적인 열교환작용이 수행된다.

한편, 종래의 열교환기에 의하면 도 2에 나타난 것과 같이 냉매관(10)의 단면이 원형이기 때문에 전열핀(12) 사이를 통해 냉매관(10) 주위로 유동하는 공기(도면상 굵은 화살표시)가 냉매관(10)의 후방에서 와류를 형성하는 이른바 후류(wake flow)현상이 유발되는데, 이러한 후류현상에 의하면 냉매관(10) 후방 일부분이 공기와 접하지 않는 데드존(dead zone)(도면상 빗금친 부분)을 형성하게 됨으로써 열전달 효율이 저하된다.

이 같은 문제를 해결하기 위해 전열핀(12)에 구멍을 뚫거나, 엠보싱 가공을 함으로써 난류가 형성되도록 하여 냉매관(10)과 공기의 접촉면적을 확대시키기도 하나, 난류형성시키는 방법만으로는 열전달이 저하되는 것을 효과적으로 막을 수 없었다.

따라서, 종래 열교환기의 단점을 보완하기 위해 평행유동형 열교환기가 사용되는바, 상기 평형유동형 열교환기는 도 3에서와 같이 한쌍의 헤더 파이프(20)(20')와, 상기 양 헤더 파이프(20)(20')를 서로 연통시켜 냉매를 유동시키는 다수개의 냉매튜브(22)와, 상기 냉매튜브(22)들 사이에 개재된 다수개의 코루게이트형(corrugate type) 전열핀(24)으로 이루어져 있다.

여기서, 상기 양 헤더 파이프(20)(20')에는 내부공간을 차단하여 유입된 냉매가 냉매튜브(22)를 통해 반대측 헤더 파이프로 유동되도록 각 헤더 파이프(20)(20')에서의 위치가 서로 엇갈리도록 배치된 다수개의 배플(baffle)(26)과, 냉매의 흡토출을 위한 흡입 토출포트(201)(202)가 구비되어 있다.

그리고, 도 4에 나타난 것과 같이 냉매튜브(22)는 전열면적의 확대를 위해 내부가 다수개의 작은유로로 분할된 이른바 멀티채널타입(multi-channel type)으로 이루어져 있다.

이러한 평행유동형 열교환기에 의하면 흡입포트(201)를 통해 일측 헤더 파이프(20)로 유입된 냉매가 냉매튜브(22)들을 통해 좌우 헤더 파이프(20)(20')를 왕복순환하여 아래로 흘러내린 다음 토출포트(202)를 통해 배출되는 과정에서 주위 공기와 열교환함으로써 냉각 또는 발열작용이 이루어지며, 단면이 납작한 냉매튜브(22)의 구조상 공기와의 접촉면적이 넓기 때문에 종래 증발기 보다 열교환 효율이 향상된다.

한편, 종래의 평행유동형 열교환기는, 양 헤더 파이프(20)(20')가 아래 위로 배치되는 수평형 내지는 헤더 파이프(20)(20')가 좌 우로 배치되는 수직형으로 설치되는데, 수평형으로 설치된 상태에서는 냉매튜브(22)가 수직배치되고, 냉매튜브(22) 사이의 전열핀(24)이 냉매튜브(22)사이 공간을 수평방향으로 차단하는 구조가 된다.

따라서, 종래의 평행유동형 열교환기가 수평형으로 설치되고, 증발기로서 사용될 경우에는 공기 입출구의 습도차이로 인하여 생성되는 응축수가 제대로 흘러내려 배출되지 못하여 전열핀(24)에 고여있게 되는데, 이러한 현상에 의하면 전열핀(24)과 공기와의 접촉면적(열전달 면적)이 축소되고, 공기유동압력이 높아짐으로써 결과적으로 열교환 효율이 저하된다는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 증발기로 사용될 경우에 응축수가 원활히 배출되는 구조로 이루어짐으로써 열교환효율이 향상되는 평행유동형 열교환기의 제공을 목적으로 한다.

도 1은 일반적인 열교환기의 구조를 나타낸 사시도이다.

도 2은 일반적인 열교환기에 적용되는 냉매관에 의한 데드존 형성상태를 나타낸 개략적인 단면도이다.

도 3은 종래기술에 따른 평행유동형 열교환기의 구조를 나타낸 사시도이다.

도 4는 도 3의 Ⅳ - Ⅳ 선 단면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 평행유동형 열교환기의 요부구조를 나타낸 단면도이다.

도 6은 본 실시예에 따른 평행유동형 열교환기의 전열핀 제작방법을 나타낸 개략도이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 평행유동형 열교환기의 요부구조를 나타낸 단면도이다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 평행유동형 열교환기의 구조를 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20: 헤더 파이프 201: 흡입포트

202: 토출포트 22: 냉매튜브

22a: 라인홈 24: 전열핀

24a: 배수홀 26: 배플

상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 평행유동형 열교환기는, 냉매튜브와접하는 부위에 응축수가 배출되는 다수개의 배수홀이 형성된 구조의 전열핀을 포함하여 이루어진다.

그리고, 냉매튜브의 양측면에 응축수의 배출이 가능토록 길이방향의 라인홈이 형성되며, 전열핀에 형성된 배수홀과 냉매튜브에 형성된 라인홈이 조합되어 확대된 배출통로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도 5부터 도 8까지 참조로 하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 평행유동형 열교환기에 의하면, 도 5에 나타난 것과 같이 전열핀(24)이 냉매튜브(22)와 접하는 측단에 응축수가 배출되는 다수개의 배수홀(24a)이 형성된 구조로 이루어지는데, 상기 각 배수홀(24a)은 직선 정렬되는 위치에 동일한 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 구조의 전열핀(24)에 의하면 열교환기가 헤더 파이프 수평형으로 설치된 상태에서, 생성되는 응축수가 각 전열핀(24)의 배수홀(24a)을 통해 원활하게 아래로 흘러내리기 때문에 응축수가 전열핀에 고이는 현상이 발생하지 않게 된다.

참고로, 배수홀(24a)이 형성된 전열핀(24)을 제작하는 방법은 코루게이트 타입으로 이루어지는 전열핀(24)의 특성상, 도 6에 나타난 것과 같이 평판형태의 전열핀(24)에 펀칭 등의 방법으로 배수홀(24a)을 만든 다음, 각 배수홀(24a)이 절곡부위에 위치되도록 로울러(R)를 사용하여 절곡하는 과정으로 진행된다.

그리고, 본 발명의 다른 실시예에 의하면 도 7에 나타난 것과 같이 냉매튜브(22)의 양측면에 응축수의 배출이 가능토록 길이방향으로 라인홈(22a)이형성되는데, 이와 같은 본 발명의 다른 실시예에 의하면 열교환기가 증발기로 사용될 경우에 생성되는 응축수가 상기 냉매튜브(22)의 라인홈(22a)을 통해 아래로 배출되기 때문에 응축수가 전열핀(24)에 고이지 않게 된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 도 8에서와 같이 전열핀(24)에 배수홀(24a)이 형성되고, 냉매튜브(22)에 라인홈(22a)이 형성되며, 상기 배수홀(24a)과 라인홈(22a)이 조합되어 냉매튜브(22)의 양측방으로 원형 내지는 타원형의 큰 배출통로를 이루게 되는데, 이에 따르면, 배출통로가 넓어진 만큼 응축수의 배출효율도 향상된다.

따라서, 상술한 바와 같은 본 발명의 각 실시예에 의하면 평행유동형 열교환기가 증발기로서 작동될 경우에 응축수가 전열핀(24)에 고여있지 않고, 원활히 배출되기 때문에 고여있는 응축수에 의해 공기와 전열핀(24)의 접촉면적이 감소하거나, 전열핀(24)을 통과하는 공기의 유동압력이 높아지는 현상을 최대한 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 평행유동형 열교환기는 증발기에 의하면 생성된 응축수가 전열핀에 고여있지 않고 원활히 배출되는 구조로 이루어짐으로써 전열핀과 공기의 접촉면적 및 공기유동량이 줄어들지 않기 때문에 열교환효율이 높다는 이점을 제공한다.

Claims (3)

1. 한쌍의 헤더 파이프와,

   상기 헤더 파이프의 측면에 그 일단이 삽입되는 방식으로 헤더 파이프와 결합되는 다수개의 냉매튜브와,

   상기 냉매튜브들 사이에 개재된 전열핀과,

   헤더 파이프에 구비된 냉매 흡입 토출포트와,

   헤더 파이프의 내부공간을 차단하는 배플

   를 포함하는 평행유동형 열교환기에 있어서;

   상기 전열핀은 냉매튜브와 접하는 부위에 응축수가 배출되는 다수개의 배수홀이 형성된 것을 특징으로 하는 평행유동형 열교환기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 냉매튜브의 양측면에는 응축수의 배출이 가능토록 길이방향의 라인홈이 형성된 것을 특징으로 하는 평행유동형 열교환기.
3. 제1항내지 제2항에 있어서,

   상기 전열핀에 형성된 배수홀과 냉매튜브에 형성된 라인홈이 조합되어 확대된 배출통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 평행유동형 열교환기.