KR20040051644A - 핀 간격을 달리하는 마이크로채널 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 핀 간격을 달리하는 마이크로채널 열교환기는, 마이크로채널 열교환기에 있어서 핀 표면에 맺히는 응축수를 원활히 배출하기 위한 핀 배열에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 핀 간격을 달리하는 마이크로채널 열교환기는, 중공이 형성되어 냉매가 흐르는 수평 헤더와; 상기 수평 헤더에 삽입되어 상기 수평 헤더내에 흐르는 냉매가 분배되도록 하는 다수개의 수직 냉매관과; 상기 수직 냉매관 사이에 부착되는 핀으로 이루어진 열교환기에 있어서, 상기 핀의 간격을 달리하여 부착되도록 이루어 진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 핀 간격을 달리하는 마이크로채널 열교환기는, 냉매관의 상부로부터 흘러내리는 응축수를 보다 원활히 외부로 배출토록 하는 효과가 있다.

본 발명에 따른 또 다른 효과는 팬에 유동하여 흐르는 공기압 손실을 감소시키고, 전열량의 감소를 방지하는 효과가 있다.

Description

핀 간격을 달리하는 마이크로채널 열교환기{Micro Channel Heat Exchanger}

본 발명은 마이크로채널 열교환기에 있어서 핀 표면에 맺히는 응축수를 원활히 배출하도록 하는 핀부착에 관한 것으로서, 일반적으로 열교환기는 효율적인 열교환을 위하여 냉매가 흐르는 튜브의 바깥 둘레에 열교환을 극대화하기 위하여 판재 형상의 핀을 부착시키게 된다.

도 1은 열교환기의 외형을 간략히 나타낸 사시도이고, 도 2는 열교환기의 구성요소의 결합관계를 나타내는 분해도이며, 도 3은 도 2에 있어서 튜브의 단면을 나타내는 도면이다.

이들 도면을 참조하면, 종래 열교환기는 하부헤더(1)의 상부에 대응되도록 위치하는 상부헤더(2)와, 상기 상부헤더(2)와 하부헤더(1) 사이에 위치하는 다수개의 튜브(3)와, 상기 각 튜브(3) 사이에 설치되는 핀(6)으로 구성된다. 상기 하부헤더 (1)는 원통형으로 형성되어 내부에 중공이 형성되고, 그 외형을 이루는 외주부의 일측부에는 튜브(3)를 삽입하여 고정하도록 다수개의 헤더홀(4)이 하부헤더(1)의 길이방향을 따라 등간격으로 형성되어 있다.

여기서, 상기 하부헤더(1)와 대응되도록 상부에 위치하는 상부헤더(2)는 상기 하부헤더(1)와 동일한 형상을 갖는다. 상기 각 튜브(3)는 각 헤더홀(4)에 튜브 (3)의 길이방향으로 양단부가 고정되어 헤더(1,2)의 길이방향으로 나란하게 배열된다.

한편, 유동공기는 두 헤더(1,2)의 길이방향의 축을 잇는 면을 향해 일정한 경사를 가지도록 유동하여 각 튜브(3)와 두 헤더(1,2) 사이를 통과한다. 상기 튜브(3)는 두 헤더(1,2)에 고정된 양끝단부 사이의 거리인 길이와, 유동공기의 방향에 수직한 거리인 두께를 갖고,유동공기의 흐름방향과 평행한 거리인 폭을 갖는다. 상기 튜브(3)는 두 헤더(1,2)에 수용될 수 있는 정도의 폭과 얇은 두께를 갖는 직사각형 형상의 판형으로서, 내부에는 중공인 다수개의 채널(5)이 형성되어 있다.

또한, 상기 각 튜브(3)의 폭이 유동공기의 흐름방향에 평행하도록 각 튜브(3)가 두 헤더(1,2)에 고정되고, 튜브(3)의 길이방향에 대해 수직하도록 미세한 단면적을 가짐과 함께 튜브(3)의 길이방향으로 길게 형성되는 다수개의 채널(5)은 유동공기의 흐름방향을 따라 순차적으로 배열되도록 형성된다.

이와 같이 형성된 튜브(3)는 두 헤더(1,2)에 양끝단부가 고정되어 헤더(1,2)에 형성된 중공과 연통되어 있고, 상기 각 튜브(3) 사이에는 유동공기가 통과할 수 있는 공간을 형성하도록 각 핀(6)이 설치된다. 즉, 각 핀(6)은 얇은 두께를 가진 판형으로서 여러번 지그재그로 절곡되어 각 튜브(4) 사이에 설치된다. 상기 핀(6)은 여러 가지 형상을 가지며 고정될 수 있지만, 일반적으로 유동공기의 흐름저항이 최소화 되도록 공간을 형성하는 것이 바람직하다.

도 4는 종래 기술에 따른 등간격의 핀 배열을 나타내는 측면도이다

도 4에 따르면, 종래의 기술에 따른 마이크로채널 열교환기는, 각 튜브(3) 사이에 부착되는 핀(6)은 상부 헤더(2)측에서 하부 헤더(1)에 이르기까지 그 부착되는 핀의 간격이 등간격인 바, 각각의 핀(6)의 표면에 생기는 응축수(7)들이 하방으로 모이게 되는데, 특히 하방의 핀(6)에는 모든 응축수(7)들이 집결되어 정체되게 된다.

이때 핀(6) 사이를 흐르게 되는 유동공기는, 상부 헤더(2)에 근접한 핀(6)을 통과함에는 별다른 유동 저항이 발생치 아니하므로 유동 공기와 핀(6)과의 열교환이 원활하게 이루어지나, 하부 헤더(1)에 근접하는 핀(6)을 통과하는 유동공기는 특히 유동저항을 크게 받게되는데, 이는 하부 헤더(1)에 근접하는 핀(6)의 주변에는 상측으로부터 점차 흘러내려서 집결되어 정체된 응축수(7)로 인하여 유동저항이 크게되는 것이며, 이때 유동저항의 증가로 인하여 유동공기와 핀(6)과의 열교환이 원활치 못하게 되고 열교환기의 성능이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 마이크로채널 열교환기에 있어서 핀 표면에 맺히는 응축수를 원활히 배출하도록 핀을 배열하는데 그 목적이 있다.

도 1은 열교환기의 외형을 간략히 나타낸 사시도.

도 2는 열교환기의 구성요소의 결합관계를 나타내는 분해도.

도 3은 도 2에 있어서 튜브의 단면을 나타내는 도면.

도 4는 종래 기술에 따른 등간격의 핀 배열을 나타내는 측면도.

도 5는 본 발명에 따른 부등간격의 핀 배열을 나타내는 측면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 하부헤더2 : 상부헤더3 : 튜브

4 : 헤더홀5 : 채널6 : 핀

7 : 응축수

본 발명에 따른 핀 간격을 달리하는 마이크로채널 열교환기는, 중공이 형성되어 냉매가 흐르는 수평 헤더와; 상기 수평 헤더에 삽입되어 상기 수평 헤더내에 흐르는 냉매가 분배되도록 하는 다수개의 수직 냉매관과; 상기 수직 냉매관 사이에 부착되는 핀으로 이루어진 열교환기에 있어서, 상기 핀의 간격을 달리하여 부착되도록 이루어 진 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 핀 간격을 달리하는 마이크로채널 열교환기의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 부등간격의 핀 배열을 나타내는 측면도이다.

도 5를 참조하면, 각 튜브(3) 사이에 부착되는 핀(6)은 상부 헤더(2)측에서 하부 헤더(1)에 이르기까지 그 부착되는 핀의 간격이 부등간격인데, 이는 각각의핀(6)의 표면에 생기는 응축수(7)들이 하방으로 모이게 될 경우 특히 하방의 핀(6)에만 모든 응축수(7)들이 집결되는 것을 방지하기 위함 인데, 상부 헤더(2)에 근접한 핀(6)의 부착된 간격보다는 하부 헤더(1)에 근접하는 핀(6)의 부착된 간격을 더 크게 하는 것이 바람직하다.

이러므로써 각각의 핀(6)의 표면에 생기는 응축수(7)들이 하방으로 흐르게 되더라도 하방의 핀(6)에서는 그 부착되는 간격이 크므로 응축수(7)들이 정체되지아니하고 바로 하측으로 배수되게 된다.

이러므로, 핀(6) 사이를 흐르게 되는 유동공기는, 상부 헤더(2)에 근접한 핀(6)을 통과함에 있어서 별다른 유동 저항이 발생치 아니하여 유동공기와 핀(6)과의 열교환이 원활하게 이루어 질 뿐만 아니라, 하부 헤더(1)에 근접하는 핀(6)을 통과하는 유동공기 역시 별다른 유동저항을 받지 아니하므로 유동저항의 증가로 인한 유동공기와 핀(6)과의 열교환의 문제가 해소되어 결국 열교환기의 성능 저하가 개선되게 된다.

본 발명에 따른 핀 간격을 달리하는 마이크로채널 열교환기는, 냉매관의 상부로부터 흘러내리는 응축수를 보다 원활히 외부로 배출토록 하는 효과가 있다.

본 발명에 따른 또 다른 효과는 팬에 유동하여 흐르는 공기압 손실을 감소시키고, 전열량의 감소를 방지하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 중공이 형성되어 냉매가 흐르는 수평 헤더와; 상기 수평 헤더에 삽입되어 상기 수평 헤더내에 흐르는 냉매가 분배되도록 하는 다수개의 수직 냉매관과; 상기 수직 냉매관 사이에 부착되는 핀으로 이루어진 열교환기에 있어서,

   상기 핀은 그 간격을 달리하여 부착되도록 이루어 진 것을 특징으로 하는 핀 간격을 달리하는 마이크로채널 열교환기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 핀의 간격은 상측에서 하측으로 갈수록 그 간격이 넓어지는 것을 특징으로 하는 핀 간격을 달리하는 마이크로채널 열교환기.