KR20040051645A - 마이크로 채널 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 마이크로 채널 열교환기는, 핀표면에 맺히는 응축수를 원활히 배출하기 위한 핀 배열등에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 마이크로 채널 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 수직 냉매관 사이에 복수개의 핀을 일정 간격을 두고 부착시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 복수개의 핀을 부착하는 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

마이크로 채널 열교환기{Micro Channel Heat Exchanger}

본 발명은 마이크로채널 열교환기에 있어서 핀 표면에 맺히는 응축수를 원활히 배출하도록 하는 핀부착등에 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 핀 배열등을 개선하는데 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 단일의 핀이 튜브에 부착된 것을 나타내는 측면도.

도 5a는 본 발명에 따른 복수개의 핀이 튜브에 부착된 것을 나타내는 측면도.

도 5b는 본 발명에 따른 튜브의 단면을 나타내는 도면.

도 6은 본 발명에 따른 응축수의 배출을 개략적으로 보여주는 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 하부헤더2 : 상부헤더3 : 튜브

3a : 튜브3b : 튜브 배수홈4 : 헤더홀

5 : 채널6 : 핀6a, b, c : 핀

본 발명에 따른 마이크로 채널 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 수직 냉매관 사이에 복수개의 핀을 일정 간격을 두고 부착시키는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 마이크로 채널 열교환기는, 상기 핀에 흘러내린 응축수를 보다 용이하게 배출토록 배수홈을 더 구비한 것을 특징으로 한다.

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

도 5a는 본 발명에 따른 복수개의 핀이 튜브에 부착된 것을 나타내는 측면도이고, 도 5b는 본 발명에 따른 튜브의 단면을 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 응축수의 배수를 개략적으로 보여주는 도면이다.

이들 도면을 참조 하면, 본 발명에 있어서 튜브(3)상에 부착되는 핀은 종래의 기술에서 단일의 핀을 부착하는 것과는 달리 복수개의 핀(6a,b, c)을 일정간격을 두고 부착시키는 것으로서, 각각의 핀 표면상에 발생하는 응축수는 중력방향으로 흘러 내리고, 이러한 응축수(7)는 개개의 핀의 최하단에 집결한 뒤, 유동공기의 힘에 의하여 상기 유동공기의 하류방향에 형성된 튜브 배수(3b)홈을 따라 배출되게 된다.

즉, 본 발명에 따른 열교환기는 단일 핀으로 이루어지어 최상측 핀으로부터 최하측 핀에 이르기까지 모든 응축수가 최하측 핀에 전부 집결되므로써 발생할 수 있는 응축수 배출상의 문제를, 낱개로 이루어진 다수개의 핀구조를 취하므로써 개개의 핀상에 집결된 응축수만을 배출/처리하므로 응축수의 배출이 보다 더 효과적으로 이루어지게 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 수직 냉매관 사이에 복수개의 핀을 일정 간격을 두고 부착시키는 것을 특징으로 하는 마이크로 채널 열교환기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 수직 냉매관의 후방에는 길이 방향으로 응축수 배수를 위한 배수홈을 더 구비한 것을 특징으로 하는 마이크로 채널 열교환기.