KR200312065Y1 - 열교환기 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 각각의 튜브에 대해 유동하는 냉매량을 균일하게 하여 열교환량 증대를 도모할 수 있는 열교환기에 관한 것으로, 탱크(11)가 일체로 성형되는 한쌍의 플레이트(12)를 대면접합하여 구성한 다수의 플랫튜브(13)들 사이에 코루게이트핀(14)이 개재되어 구성된 적층형 열교환기에 있어서, 냉매가 유입되어 유동하는 방향으로 탱크(11)의 단면적을 점차 감소시키고, 냉매가 유출되기 위해 유동하는 방향으로 탱크의 단면적을 점차 증가되게 구성한다.
Description
본 고안은 자동차 공기조화장치용의 증발기에 사용되는 열교환기에 관한 것으로, 특히 탱크의 단면적을 냉매 유동방향에 대해 변환시킨 열교환기에 관한 것이다.
일반적으로 열교환기는 탱크와 이 탱크와 연통하는 통로가 형성된 플랫튜브를 다수적층하고, 플랫튜브 사이에 코루게이트핀을 개재함과 동시에 이웃하는 플랫튜브를 탱크부에 접합하여 적층방향으로 연통시키고, 단부의 플랫튜브에 엔드플레이트를 설치하도록 하는 적층형 열교환기가 알려져 있다.
그리고 복수의 압출튜브가 병렬로 배치됨과 동시에 인접 튜브사이에 코루게이트핀이 배치되며, 또한 각 튜브의 양단에는 한쌍의 중공 탱크가 연통되어 접속되어 있으며, 냉매가 튜브군에 의해 구성된 냉매회로를 유통하는 사이에 튜브사이를 유통하는 공기와 열교환을 행하는 단식 및 복식열교환기도 널리 이용되고 있다.
상기한 적층형 열교환기나 단.복식열교환기에 있어서, 이들의 탱크 단면은 냉매유동방향으로 동일한 단면적을 형성하고 있다.
냉매가 탱크내에서 유동할 때 플레이트로 분배되어 흐르며 탱크내의 흐름은 점차적으로 유속이 감속된다. 탱크내의 유속의 변화는 플레이트로 분배되는 유동 속도편차를 의미한다.
따라서 탱크와 결합된 튜브에 냉매 유량분배가 일정하지 않으며 이에 따라 튜브마다 열교환능력이 다르게 나타나 열교환량의 증대를 얻지 못하는 결점이 있다.
즉, 탱크의 단면적이 동일하기 때문에 입구파이프로부터 원거리에 위치할수록 탱크를 유동하는 냉매의 유속이 완만하므로, 입구파이프와 근접하는 부분에 결합된 압출튜브(적층형 열교환기일 경우 플랫튜브)와 입구파이프와 상대적으로 원거리에 결합된 압출튜브를 통과하는 냉매의 압력은 다르게 분포되며 따라서 유동면적이 동일한 각각의 튜브를 통과하는 냉매량이 균일하지 못해 열교환 능력을 증대시키지 못하고 있다.
본 고안은 이러한 점을 감안하여 안출된 것으로, 특히 각각의 튜브에 대해 유동하는 냉매량을 균일하게 하여 열교환량 증대를 도모할 수 있는 열교환기를 제공하는데 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 적층형 열교환기는 탱크가 일체로 성형되는 한쌍의 플레이트를 대면접합하여 구성한 다수의 플랫튜브들 사이에 코루게이트핀이 개재되어 구성된 적층형 열교환기에 있어서, 냉매가 유입되어 유동하는 방향으로 탱크의 단면적을 점차 감소시키고, 냉매가 유출되기 위해 유동하는 방향으로 탱크의 단면적을 점차 증가되게 하는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하면, 탱크 단면이 냉매 유동방향으로 점차 축소되게 함으로써 냉매의 유속을 균일하게 하여 각각의 튜브를 통과하는 냉매량을 동일하게 유지시킬 수 있고 이로 인해 각 튜브간의 온도편차가 감소되어 열교환량을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 고안에 따른 제1실시예를 보인 적층형 열교환기를 보인 정면도,
도 2는 본 고안의 제2실시예를 보인 단식열교환기,
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10;적층형열교환기 11;탱크
12;플레이트 13;플랫튜브
14;코루게이트핀 15;입구파이프
16;출구파이프
도 1은 본 고안의 카쿨러용 알루미늄제 적층형 증발기에 적응한 실시예를 도시한 것이다. 전체부호를 10으로 표시한 적층형 증발기는 탱크(11)가 일체로 사출성형되는 한쌍의 플레이트(12)를 대면접합하여 구성한 다수의 플랫튜브(13)들 사이에 코루게이트핀(14)이 개재되어 있다.
이러한 구성에 있어서, 본 고안은 상기 탱크(11)에 대해 냉매가 유입되어 유동하는 방향으로 단면적을 점차 감소시키고, 냉매가 유출되기 위해 유동하는 방향으로 단면적이 점차 증가되게 형성되어 있다.
이러한 구성에 의하면 입구파이프(15)를 통과하는 냉매는 유속저항에 의해 상대적으로 원거리를 유동할수록 유속이 완만하지만 입구파이프(15)로부터 원거리에 위치한 탱크(11)의 단면적이 점차 감소되기 때문에 탱크(11)를 유동하는 냉매의 유속이 균일하게 된다.
따라서 상기 탱크(11)에서 플랫튜브(13)로 각각 분기되는 냉매는 상기 플랫튜브(13)의 단면적이 동일하기 때문에 이를 통과하는 냉매량이 균일하게 분포되므로 각 플랫튜브(13)간의 열교환량을 증대시킬 수 있다.
반대로, 1차 열교환된 냉매가 플랫튜브(13)에 U턴하여 인접한 유료를 통과한 후 후방으로 유동하여 탱크(11)에서 혼합되며, 혼합된 냉매는 탱크(11)의 중앙부분을 지날 때 즉, 교축작용에 의해 유속이 빨라지면서 인접하는 탱크(11)로 유동하게 되며 이로부터 유동하는 냉매는 각각의 플랫튜브(13)에 대해 동일한 냉매량으로 통과하게 된다.
즉, 냉매가 증발기의 중앙부분을 통과할 때 기상과 액상의 냉매가 열교환하여 혼합되는 효과가 증대될 뿐만 아니라 유속이 빠르기 때문에 액상의 냉매가 비산시되어 고르게 분배된다.
이와 같이 후방에서 열교환된 냉매는 다시 플랫튜브(13)를 유턴하면서 열교환되어 전방으로 유동한 후 출구파이프(16)를 통해 압축기측으로 유동하게 된다.
도 2는 본 고안의 카쿨러용 알루미늄제 압출튜브를 사용하는 단식증발기에 적용한 제2실시예를 도시한 것이다. 전체부호를 20으로 표시한 단식증발기는 복수의 튜브(21)가 병렬로 배치됨과 동시에 인접 튜브사이에 코루게이트핀(22)이 배치되며, 각 튜브(21)의 양단에 한쌍의 중공 탱크(23)(24) 연통되어 있다.
이러한 구성에 있어서, 본 고안의 제2실시예는 제1실시예와 동일하게 냉매가 유입되어 유동하는 방향으로 탱크(23)(24)의 단면적을 점차 감소시키고, 냉매가 유출되기 위해 유동하는 방향으로 탱크의 단면적을 점차 증가되게 하는 것을 특징으로 한다.
상기 탱크(23)(24)는 원통형으로 압출성형된 파이프형상이나 2부재료 결합된 타원형상이어도 좋다.
이와 같이 구성된 제2실시예는 탱크(23)(24) 내부에 배설된 배플(25-27))에 의해 사행의 경로로 냉매가 유동하게 되며, 탱크(23)(24)를 유동하는 냉매는 제1실시예의 작용과 동일하다.
이상에서와 같이 본 고안은 탱크의 단면적을 냉매의 유동방향으로 점차 감소시켜 유속분포를 동일하게 함으로써 탱크와 연통된 튜브를 통과하는 냉매의 통과량을 균일하게 유지함으로써 열교환량의 증대를 도모할 수 있다.
Claims (1)
- 탱크가 일체로 성형되는 한쌍의 플레이트를 대면접합하여 구성한 다수의 플랫튜브들 사이에 코루게이트핀이 개재되어 구성된 적층형 열교환기에 있어서, 상기 탱크는 냉매가 유입되어 유동하는 방향으로 단면적이 점차 감소되고, 냉매가 유출되기 위해 유동하는 방향으로 단면적이 점차 증가되게 하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
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