KR200374628Y1 - 콘 형상의 응축기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 턴(turn)타입의 핀(fin)이 부착된 튜브를 콘 형상의 코일(나선)로 감아서 만든 응축기에 관한 것이다.

본 고안에 따르면, 턴 타입의 핀이 부착된 튜브를 콘 형상의 코일로 감아서 만든 튜브동체, 튜브동체 외측과 내측에 위치되며 체결수단에 의해서 상호 체결되어서 튜브동체를 고정시키는 외측 플랜지와 내측 플랜지, 고정 플랜지에 의해 상기 내측 플랜지에 고정되는 송풍팬,및 이 송풍팬을 구동시키는 모터로 구성된 것을 특징으로 하는 응축기가 제공된다. 또한 상기 체결수단은 적어도 하나 이상의 체결을 포함하되, 체결핀은 단부가 'T'자 형상을 가지며 내측 플랜지(150)에 일방향으로 돌출하도록 형성된다.

본 고안에 따른 구성을 갖는 응축기는 종래의 응축기에 비해 비약적으로 향상된 냉각능을 갖는다.

Description

콘 형상의 응축기{A Conical Condenser}

본 고안은 응축기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 턴(turn)타입의 핀(fin)이 부착된 튜브를 콘 형상의 코일(나선)로 감아서 만든 응축기에 관한 것이다.

냉매에 의해 유체의 열을 빼앗아 용기(저온부)를 냉각시키는 열교환기는 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기로 구성된 장치를 프레온과 같은 냉매가 통과하면서 냉동싸이클을 통해 열역학적으로 용기(저온부)를 냉각시키게 된다.

이와 같은 냉동싸이클을 이용한 열교환기는 가정용 냉장고나 식품 냉동용 냉동창고,공기조화장치등에 사용되고 있다.

이때, 냉장고등에 사용되는 응축기의 경우, 냉매가 흐르는 튜브를 나선상으로 만곡시켜서 점유공간을 감소시키고 튜브와 주위 환경과의 접촉면적을 높이고 있으며,또한 열전달 효율을 높이기 위해 통상적으로 튜브둘레에 핀을 부착시키고 있다.

도 1은 튜브 둘레에 턴(turn) 타입의 핀(12)이 부착된 튜브(11)로서,이러한 튜브를 사용한 종래의 응축기가 도 2에 도시되어 있다.도 2에 도시된 응축기(1)는 턴 타입의 핀이 부착된 튜브(11)를 선형 코일형상으로 감은 튜브동체(10)를 사용하여 만들어 진다. 튜브동체를 고정시키기 위해 튜브동체 외측과 내측에는 외측 플랜지(40)와 내측 플랜지(50)가 위치되고 이 플랜지들은 체결핀(53)에 의해 상호 체결된다.또한 응축기에는 팬 고정 플랜지(60)에 의해 튜브동체 내측에 고정되는 송풍팬(20) 및 이 송풍팬을 구동시키는 모터(30)가 구비된다.

도 2에 도시된 응축기(1)는 송풍팬이 튜브동체 내측에 위치되나, 송풍팬이 튜브동체 외측에 위치될 수 도 있으며(본 출원인에 의한 특허출원 제 2004-0011897호의 도 5 참조),박스형상을 갖는 튜브동체를 사용하는 경우도 있다.

응축기의 성능은 제품 길이당 방열량(Kcal/m)으로 표시된다. 본 출원인의 실험에 의하면 종래의 응축기들은 통상 20~47 Kcal/m 정도의 방열량을 갖는 것으로 나타났으며, 이 방열량이 보다 향상된 응축기의 개발이 요구되고 있다.

본 고안은 종래의 응축기 보다 성능이 비약적으로 개선된 응축기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 턴 타입 핀이 부착된 튜브의 개략도.

도 2는 선형 코일 형상의 종래의 응축기 단면도.

도 3은 본 고안에 따른 콘 형상 응축기 단면도.

도 4는 본 고안에 따른 콘 형상 응축기의 분해사시도.

도 5는 본 고안에 따른 응축기에 사용되는 플랜지들의 조립상태 단면도.

도 6은 본 고안에 따른 응축기에 사용되는 내측 플랜지의 정면도.

도 7(a)와(b)는 내측 플랜지와 외측 플랜지가 체결되는 과정을 도시한 도면.

도 8은 본 고안에 따른 응축기를 포함한 여러 응축기에 대한 성능측정 결과를 보여주는 도면.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 고안에 따르면, 턴 타입의 핀이 부착된 튜브를 콘 형상의 코일로 감아서 만든 튜브동체, 튜브동체 외측과 내측에 위치되며 체결수단에 의해서 상호 체결되어서 튜브동체를 고정시키는 외측 플랜지와 내측 플랜지, 고정 플랜지에 의해 상기 내측 플랜지에 고정되는 송풍팬,및 이 송풍팬을 구동시키는 모터로 구성된 것을 특징으로 하는 응축기가 제공된다.

이때, 콘의 각이 32~42도 범위인 것이 바람직하다.

또한, 체결수단은 적어도 하나 이상의 체결핀을 포함하되, 체결핀은 단부가 'T'자 형상을 가지며 내측 플랜지에 일방향으로 돌출하도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한,상기 고정 플랜지가 장방형의 스트립을 사용하여 그 중앙부의 길이방향 단면이 U자 형상이 되도록 만들어지되,U자 형상의 양단부는 절곡되어 내측 플랜지에 고정되는 볼트 구멍이 형성되고, 스트립 중앙부분에는 송풍팬의 단부가 끼워지는 통공이 형성되며, U자 형상 하단 측부의 일측에는 연장부가 형성되고 연장부 단부는 절곡되어 고정단이 형성되는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부된 도면을 이용하여 본 고안을 보다 상세히 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 응축기의 단면도로서, 본 고안에 따른 응축기(100)는 냉매가 통과하게 되는 튜브를 콘형상의 코일로 감아서 만든 튜브동체(110)를 포함한다. 튜브동체(110)는 도 1에 도시된 것과 동일한 튜브, 즉, 튜브 둘레에 턴(turn) 타입의 핀(112)(도 4 참조)이 부착된 튜브를 사용하여 만들어 진다.

이때, 튜브동체(110)는, 도시된 바와 같이, 단면이 콘 형상을 갖는다. 본 고안자들은 응축기의 성능을 향상시키기 위하여 많은 연구와 실험을 수행하던 중에 튜브동체가 콘 형상을 갖는 경우 응축기의 성능이 비약적으로 향상되는 것을 발견하여 본 고안에 이르게 된 것이며, 이 콘 형상 단면의 튜브동체(110)는 본 고안에서 가장 중요한 특징을 갖는 구성 요소이다.

콘 형상 단면의 튜브동체에서 콘의 각도는 32~42도인 것이 가장 바람직하며,도 3에 도시된 튜브동체는 콘의 각도가 37도를 갖는 경우를 나타낸 것이다.

튜브 재질은 구리,알루미늄,강,또는 표면에 내식성 도금층(예를들면, 아연,아연-알루미늄 합금,크로메이트 도금층)을 갖는 강을 사용하여 만들어질 수 있으며, 핀은 강 또는 표면에 내식성 도금층(예를들면, 아연,아연-알루미늄 합금,크로메이트 도금층)을 갖는 강을 사용하여 만들어질 수 있다.

본 고안에 따른 응축기(100)는 튜브동체 외측에 위치되는 외측 플랜지(140)와 튜브동체 내측에 위치되는 내측 플랜지(150)를 또한 포함하며, 이 플랜지들은 체결수단에 의해 상호 체결됨으로써 플랜지들 사이에 위치되는 튜브동체(110)를 단단히 고정시키는 역할을 한다. 상기 체결수단은 적어도 하나 이상의 체결핀(153)을 포함하며, 체결핀(153)에 대해서는 후에 보다 상세히 설명된다.

또한, 본 고안에 따른 응축기(100)는 송풍팬(120)과 모터(130)를 포함한다. 모터(130)에 의해 구동되는 송풍팬(120)은 튜브동체의 튜브와 튜브 사이로 강제 송풍을 함으로써 응축기의 방열효율을 증가시킨다. 송풍팬(120)은 고정 플랜지(160)에 의해 내측 플랜지(150)에 고정됨으로써 튜브동체(110)에 대해 일정하게 고정된다.

도 4는 본 고안에 따른 응축기의 분해 사시도이며,편의상 송풍팬(120)과 모터(130)는 도시하지 않았다. 이미 설명한 바와 같이, 단면이 콘 형상의 튜브동체(110)는 외측 및 내측 플랜지(140,150)에 의해 고정된다.

내측 플랜지(150)는 장방형의 스트립으로 만들어지되, 그 양단은 절곡되며 절곡부 단부에는 볼트(145)등이 체결될 수 있는 구멍이 형성되고, 스트립의 동체에는 일정한 간격으로 적어도 하나 이상의 체결핀(153)이 형성된다.이렇게 하여 내측 플랜지(150)는 외측 플랜지(140)와 체결될 때, 체결수단으로 볼트 체결과 적어도 하나 이상의 체결핀(153) 체결을 갖게된다. 체결핀(153)은 내측 플랜지(150)의 일방향으로 돌출되도록 형성되며, 그 단부의 형상은 'T'자와 같이 형성된다.

도 6은 내측 플랜지(150)의 정면도로서, 여기에 도시된 응축기(100)에 사용되는 내측 플랜지(150)는 3개의 체결핀(153)을 갖는다. 체결핀(153)은 그 단부가 ,언급한 바와 같이, 'T'자 형상이며, 튜브동체(110)의 튜브가 코일로 감길 때의 코일의 하향각도에 상응하는 경사각(α)을 갖도록 경사지게 형성된다. 이와 같은 경사를 줌으로써 체결핀(153)이 외측 플랜지(140)에 체결되기 위해 튜브동체(110)의 튜브사이를 관통하여 지날 때 튜브에 걸리지 않고 용이하게 관통할 수 있게 된다. 체결핀(153)은 내측 플랜지(150)를 형성하는 스트립 동체를 일정한 간격으로 펀칭가공하여 형성되는 것이 바람직하다.

외측 플랜지(140) 역시 장방형의 스트립으로 만들어지며, 스트립 동체에는,도 4에 도시된 것처럼, 핀을 포함하는 튜브의 외경에 상응하는 원호형상의 굴곡면이 형성되되, 이 굴곡면에는 상기 체결핀(153)에 대응하는 체결공(143)이 'T'자 형상의 체결핀 단부가 통과할 수 있을 정도의 폭을 갖도록 하여 일정한 간격으로 형성되며, 외측 플랜지(140)의 양 단부에도 내측 플랜지(150)의 단부에 형성된 구멍에 대응하는 볼트(145)등의 체결용 구멍이 형성된다.

고정 플랜지(160)는 장방형의 스트립을 사용하여 ,도 4에 도시된 것처럼,그 중앙부의 길이방향 단면이 U자 형상이 되도록 만들어지되,U자 형의 양단부는 내측 플랜지(150)와 마찬가지로 절곡되며 절곡부 단부에는 볼트(163)등이 체결될 수 있는 구멍이 형성된다. 스트립 중앙부분에는 송풍팬(120)의 단부가 끼워지는 통공(165)이 형성되며, 필요에 따라서는, 모터가 부착된 송풍팬(120)을 고정 플랜지(160)에 볼트 고정시킬 수 있는 볼트구멍(169)이 형성될 수 있다.또한, 고정 플랜지(160)의 U자 형상 하단 측부의 일측에는 연장부가 형성되고 연장부 단부는 절곡되어 고정단(167)이 형성된다. 이렇게하여,고정 플랜지(160)는 그 일측이 볼트(163)에 의해 내측 플랜지(150)에 고정되며, 다른 일측은 고정단(167)에 의해 응축기 자체를 응축기가 사용되는 기기 본체의 적당한 위치에 고정시킬 수 있게 된다.

고정 플랜지(160)는 그 하단에 위치되는 보강 플랜지(170)로 보강되는 것이 바람직하다. 응축기는 항상 도 3에 도시된 바와 같은 정방향으로 위치되어 사용되는 것이 아니라, 필요에 따라서는 역방향,횡방향등 다양한 방향으로 위치되어 사용된다. 보강 플랜지(170)는 고정 플랜지(160)를 보강함으로써 고정 플랜지(160)가 고정단(167)에 의해 기기 본체에 고정될 때 그 고정력을 향상시키고, 송풍팬(120)의 회전 시 발생하는 진동력을 흡수하는 역할을 한다.보강 플랜지(170)는 고정 플랜지(160)에 볼트체결,용접등 적당한 수단으로 고정된다.

도 5는 본 고안에 따른 응축기(100)에 사용되는 플랜지들의 조립상태 단면도로서,외측 플랜지(140)와 내측 플랜지(150)는 볼트(145)와 적어도 하나 이상의 체결핀(153)에 의해 체결되어서 그 사이에 위치되는 튜브동체(도 5에는 도시되어 있지 않음)를 고정시키며,보강 플랜지(170)에 의해 보강된 고정 플랜지(160)는 일측이 볼트(163)에 의해 내측 플랜지(150)에 고정되고 다른 측은 고정단(167)을 통해 기기 본체에 고정되어서 송풍팬 및 모터(도 5에는 도시되어 있지 않음)를 응축기의 튜브동체에 대해 일정하게 고정시킨다.

도 7(a)와 (b)는 내측 플랜지와 외측 플랜지가 체결핀에 의해 체결되는 과정을 도시한 도면이다.외측 플랜지(140)는 튜브동체(110) 외측에 위치되고, 내측 플랜지(150)는 튜브동체 내측에 위치되되 각 체결핀(153)은 튜브동체의 튜브와 튜브 사이를 관통하여 외측 플랜지(140)의 대응하는 체결공(143)으로 삽입되어 도 7(a)상태가 된다. 외측 플랜지(140)의 체결공(143)은 튜브동체(110)의 튜브와 튜브 사이의 골에 형성되어 있으므로,7(a)와 같은 초기 상태에서는 내,외측 플랜지(150,140)가 서로 밀착되지 않으나,체결핀(153)의 'T'자 형태의 단부를 비틀면, 'T'자 형태의 단부의 하단이 외측 플랜지(140)의 경사면을 밀게되며,체결핀(153)을 초기 상태에서 90도 정도 회전시키면, 상기 플랜지(150,140)들은 체결핀(153)에 의해 완전 밀착 상태로 된다. 이렇게 하여 내측,외측 플랜지(150,140)는 볼트(145) 체결수단과 체결핀(153) 체결수단에 의해 이중으로 체결되어 단단히 고정된다.

도 8은 본 고안에 따른 응축기를 포함한 여러 응축기에 대한 성능측정 결과를 보여주는 도면이다. 응축기 성능측정은 일정한 용적을 갖는 용기내에 응축기를 위치 시킨 후, 모든 실험조건을 동일하게 준 상태에서 응축기를 일정시간 동안 작동시키고, 용기내에 위치된 열량계로 측정한 응축기의 방열량을 튜브길이로 나누어서 제품길이당 방열량(Kcal/m)을 구하였다.

도 8에서 A와 B는 냉매가 흐르게 될 튜브를 각각 선형 코일과 콘형상 코일로 감되 핀을 부착하지 않은 응축기에 대한 실험결과로서, 콘 형상이 선형보다 응축기 성능이 우수하나 그 차이는 크지 않다. C와 D는 튜브를 각각 박스형상과 선형 코일로 감되 와이어 핀을 부착한 응축기에 대한 실험결과이고, E,F,G는 모두 턴 타입 핀을 부착하되 튜브를 각각 콘형상 코일(본 고안에 따른 형태),박스형상,선형 코일로 감은 응축기에 대한 실험결과이고, H는 플레이트 타입 핀을 사용한 응축기에 대한 실험결과이며,I는 파이프 온 쉬트(pipe on sheet) 형태의 응축기에 대한 실험결과이다. 도 8에서 알 수 있는 것처럼, 핀은 턴 타입 핀을 사용하는 것이 와이어나 플레이트 타입보다 응축기 성능이 우수하고, 동일한 턴 타입 핀을 사용한 경우는 튜브를 본 고안과 같이 콘 형상(E)으로 감았을 때가 가장 우수한 성능을 나 타 내는 것으로 나타났다. 이로부터 본 고안에 따른 응축기는 다른 응축기 보다 월등한 성능을 갖는다는 것을 알 수 있으며, 튜브를 콘형상 코일로 감는 경우는, 특히 핀의 성능이 최대화되어서 이와같은 결과를 나타내는 것으로 추측된다.

당업자라면, 본 고안과 관련하여 다양한 실시예가 가능하다는 것을 알 수 있을 것이며, 예를 들면 송풍팬이 위치되는 튜브동체의 반대측에 바람막이 판을 위치시킴으로서 송풍이 주로 튜브동체의 튜브와 튜브 사이로 지나가도록 할 수 있을 것이다.

상기와 같이 본 고안에 따른 구성을 갖는 응축기는 종래의 응축기에 비해 비약적으로 향상된 냉각능을 갖는다.

Claims (8)

1. 턴 타입의 핀이 부착된 튜브를 콘형상의 코일로 감아서 만든 튜브동체(110), 튜브동체(100) 외측과 내측에 위치되며 체결수단에 의해서 상호 체결되어서 튜브동체를 고정시키는 외측 플랜지(140)와 내측 플랜지(150), 고정 플랜지(160)에 의해 상기 내측 플랜지(150)에 고정되는 송풍팬(120),및 이 송풍팬(120)을 구동시키는 모터(130)로 구성된 것을 특징으로 하는 콘 형상의 응축기
2. 제 1항에 있어서, 상기 콘의 각이 32~42도 범위인 것을 특징으로 하는 콘 형상의 응축기.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 체결수단은 적어도 하나 이상의 체결핀(153)을 포함하되, 체결핀(153)은 단부가 'T'자 형상을 가지며 내측 플랜지(150)에 일방향으로 돌출하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 콘 형상의 응축기.
4. 제 3항에 있어서, 체결핀(153)이 튜브동체(110)의 튜브가 코일로 감길 때의 코일의 하향각도에 상응하는 경사각을 갖도록 내측 플랜지(150)에 경사지게 형성됨을 특징으로 하는 콘 형상의 응축기.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 고정 플랜지(160)가 장방형의 스트립을 사용하여 그 중앙부의 길이방향 단면이 U자 형상이 되도록 만들어지되,U자 형의 양단부는 절곡되어 내측 플랜지(150)에 고정되는 볼트(163) 구멍이 형성되고, 스트립 중앙부분에는 송풍팬(120)의 단부가 끼워지는 통공(165)이 형성되며, U자 형상 하단 측부의 일측에는 연장부가 형성되고 연장부 단부는 절곡되어 고정단(167)이 형성됨을 특징으로 하는 콘 형상의 응축기.
6. 제 5항에 있어서,상기 고정 플랜지(160)가 보강 플랜지(170)에 의해 보강됨을 특징으로 하는 콘 형상의 응축기.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 튜브가 구리,알루미늄,강 또는 표면에 내식성 도금층을 갖는 강 중의 하나로 만들어짐을 특징으로 하는 콘 형상의 응축기.
8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 핀이 강 또는 표면에 내식성 도금층을 갖는 강 중의 하나로 만들어짐을 특징으로 하는 콘 형상의 응축기.